DE202021106073U1 - Multi-layer insole - Google Patents

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Abstract

Mehrschichtige Einlegesohle, umfassend eine Basis 1, die zur Anpassung an die Innenseite der Schuhsohle ausgebildet ist, eine Schaumstoffschicht 2, die über der Basis 1 angeordnet ist, und eine Stoffschicht 3, die über der Schaumstoffschicht 2 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis 1 aus hartem biobasiertem Polyurethan, die Schaumstoffschicht 2 aus geschäumtem biobasiertem Polyurethan und die Stoffschicht 3 mindestens aus Lyocell- oder biobasierten Polyamidfasern hergestellt ist.

Figure DE202021106073U1_0000
Multi-layer insole, comprising a base 1, which is designed to adapt to the inside of the shoe sole, a foam layer 2, which is arranged over the base 1, and a fabric layer 3, which is arranged over the foam layer 2, characterized in that the base 1 is made of hard bio-based polyurethane, the foam layer 2 is made of foamed bio-based polyurethane and the fabric layer 3 is made of at least lyocell or bio-based polyamide fibers.
Figure DE202021106073U1_0000

Description

Das Gebrauchsmuster bezieht sich auf mehrschichtige Einlegesohlen, nämlich Einlegesohlen aus mehreren Schichten polymerer Materialien, die zum Einlegen in Schuhe, beispielsweise für hygienische und orthopädische Zwecke, verwendet werden können.The utility model relates to multi-layer insoles, namely insoles made of several layers of polymeric materials, which can be used for insoles in shoes, for example for hygienic and orthopedic purposes.

Eine leicht aufklappbare Gummi-Einlegesohle ist aus dem Stand der Technik bekannt (Erfindungspatent CN 110240734 A , IPC C08L 7/00, C08L 91/06, C08K 13/02, C08K 3/26, C08K 3/015, C08K 5/00, C08J 9/00, A43B 17/14, veröffentlicht am 17.09.2019.), die eine Schaumstoffzusammensetzung mit Naturkautschuk enthält, die 91-94 % Naturkautschuk und eine Mischung aus Fettsäuren, Asche, Proteinen und Zuckern enthält und ein chinesisches Kräutermittel, Calciumnanocarbonat, enthält, kalziniertes Kaolin, Talkum in Pulverform, naphthenisches Öl, Zinkoxid, Stearinsäure, Treibmittel, Paraffin, Abriebschutzmittel, vergilbungsbeständiges Mittel, Beschleunigungsmittel und Schwefel in den folgenden Gewichtsanteilen 4.:

  • Zusammensetzung des Naturkautschukschaums - 100
  • chinesische Kräuterzubereitung - 25
  • Kalzium-Nanokarbonat - 25
  • kalziniertes Kaolin - 20
  • Talkumpuder - 25
  • naphthenisches ÖI-25
  • Zinkoxid-5
  • Stearinsäure-5
  • Schaumbildner - 10
  • Paraffin - 1
  • Scheuermittel - 5
  • Vergilbungsstabilisator - 2,5
  • Beschleunigungsmittel - 0,5
  • Schwefel - 2.
An easily foldable rubber insole is known from the prior art (invention patent CN 110240734A , IPC C08L 7/00, C08L 91/06, C08K 13/02, C08K 3/26, C08K 3/015, C08K 5/00, C08J 9/00, A43B 17/14, published 2019-09-17.), containing a natural rubber foam composition containing 91-94% natural rubber and a mixture of fatty acids, ash, proteins and sugars and containing a Chinese herbal remedy, calcium nanocarbonate, calcined kaolin, talc powder, naphthenic oil, zinc oxide, stearic acid, blowing agent, Paraffin, anti-abrasion agent, anti-yellowing agent, accelerator and sulfur in the following proportions by weight 4.:
  • Composition of natural rubber foam - 100
  • chinese herbal preparation - 25
  • Calcium Nanocarbonate - 25
  • calcined kaolin - 20
  • Talcum powder - 25
  • naphthenic oil-25
  • zinc oxide-5
  • stearic acid-5
  • foaming agent - 10
  • Paraffin - 1
  • Abrasives - 5
  • Yellowing stabilizer - 2.5
  • Accelerating means - 0.5
  • sulfur - 2.

Die Nachteile des bekannten Analogons sind geringe Herstellbarkeit, die hohe Komplexität und die lange Gesamtdauer der für seine Herstellung erforderlichen Arbeitsgänge, die hohen Kosten und die Gesundheitsgefährdung, die durch die Zusammensetzung der Komponenten, aus denen das bekannte Analogon hergestellt wird, verursacht werden.The disadvantages of the known analog are low manufacturability, the high complexity and long total time of the operations required for its manufacture, the high cost and the health hazard caused by the composition of the components from which the known analog is made.

Die Zusammensetzung der Bestandteile des bekannten Analogons bestimmt die Durchführung vieler komplexer und zeitaufwändiger Vorgänge, wie beispielsweise die Herstellung eines chinesischen pflanzlichen Arzneimittels, das in diesem Fall eine Mischung aus Pfeffer, Wermut, Schlehdorn, Herzgespann, Zanthoxylum Bunge, Mandarinenschalen, Grapefruitschalen, Tee, Ingwer, Zimt und Bergamotte ist, Integration des chinesischen Kräuterheilmittels in eine schaumige Lösung, die mit Naturkautschuk eine schaumige Zusammensetzung bildet, mit einer Vielzahl von Hilfsstoffen und bei 105-115°C mit intensiver Vermischung, dem Erhärten und der Vulkanisierung der Mischkomponenten bei 155-160°C und bei 15-20 MPa Druck, was jeweils die Verwendung von ausgeklügelter Konstruktion und den Einsatz von Geräten erfordert. Die Nichteinhaltung des Temperaturregimes und des eingestellten Verhältnisses der Komponenten verlangsamt die Herstellung von Einlagen und beeinträchtigt deren Leistungseigenschaften.The composition of the components of the well-known analogue determines the implementation of many complex and time-consuming operations, such as the preparation of a Chinese herbal medicine, which in this case is a mixture of pepper, wormwood, blackthorn, motherwort, zanthoxylum bunge, tangerine peel, grapefruit peel, tea, ginger , cinnamon and bergamot is integration of Chinese herbal medicine into a foamy solution, forming a foamy composition with natural rubber, with a variety of excipients and at 105-115°C with intensive mixing, hardening and vulcanization of the mixture components at 155-160 °C and at 15-20 MPa pressure, each of which requires the use of sophisticated construction and equipment. Non-compliance with the temperature regime and the set ratio of the components slows down the production of insoles and affects their performance characteristics.

Gleichzeitig erhöht die Notwendigkeit der Verwendung von naphthenischem Öl, sowie Anti-Schleifmittel, Vergilbungsbeständigkeitsmittel, Beschleunigungsmittel, deren Vorhandensein in der Zusammensetzung des Endprodukts, die Kosten und verringern low manufacturability des bekannten Analogens für hohe Kosten von Substanzen, die als die oben genannten Mittel verwendet werden, und machen die bekannten Analoga übermäßig teuer. Außerdem ist Naturkautschuk trotz seines natürlichen Ursprungs teurer als andere biobasierte Polymere, da er nur in begrenzten Mengen aus einer begrenzten Anzahl von geografischen Gebieten gewonnen wird.At the same time, the need to use naphthenic oil, as well as anti-abrasive agents, anti-yellowing agents, accelerators, their presence in the composition of the final product increases the cost and reduces the low manufacturability of the known analog for high cost of substances used as the above agents , and make the known analogues excessively expensive. Also, despite its natural origin, natural rubber is more expensive than other bio-based polymers because it is only sourced in limited quantities from a limited number of geographic areas.

Der hohe Gehalt an Naturkautschuk in der Schaumstoffzusammensetzung kann bei dem Verwender des bekannten Analogons allergische Reaktionen hervorrufen, da Naturkautschuk allgemein für seine allergenen Eigenschaften bekannt ist.The high content of natural rubber in the foam composition can provoke allergic reactions in the user of the known analogue, since natural rubber is well known for its allergenic properties.

Bekannt ist auch eine Einlegesohle aus einem flexiblen Verbundschaumstoff (internationale Anmeldung WO 2019226719 A1 , B29C 44/04, B29C 44/58, 21.05.2019), die Polymere auf biologischer Basis wie Polymilchsäure oder Polybutylendipat-Terephthalat oder Polycaprolacton oder Polyhydroxyalkanoat oder Polybutylensuccinat oder Polybutylendipat oder thermoplastische Stärke gemischt mit mindestens einer Mutterstärkelösung und Zellstoffacetat enthalten.
Die Nachteile des bekannten Analogons sind geringe Herstellbarkeit, die hohe Komplexität und die lange Gesamtdauer der für seine Herstellung erforderlichen Arbeitsgänge, die hohen Kosten, die geringen Nutzungseigenschaften, insbesondere die Haftung an den Innenflächen von Schuhen, die Abriebfestigkeit und die stoßdämpfenden Eigenschaften, die durch die Zusammensetzung der Komponenten verursacht werden, aus denen das bekannte Analogon hergestellt wird.Also known is an insole made of a flexible composite foam (international application WO 2019226719 A1 , B29C 44/04, B29C 44/58, 21.05.2019) containing biologically based polymers such as polylactic acid or polybutylenedipate terephthalate or polycaprolactone or polyhydroxyalkanoate or polybutylene succinate or polybutylenedipate or thermoplastic starch mixed with at least one mother starch solution and cellulose acetate.
The disadvantages of the known analogue are low manufacturability, high complexity and long total duration of the operations required for its manufacture, high cost, low performance properties, in particular adhesion to the inner surfaces of shoes, resistance to abrasion and shock-absorbing properties, which are provided by the Composition of the components from which the known analog is made.

Ähnlich wie das vorige Gegenstück enthält das bekannte Analogon Komponenten, die aufgrund des hohen Aufwands an Ressourcen, Zeit, Arbeit und Energie für ihre Herstellung vor der Herstellung der eigentlichen Einlegesohle hohe Kosten verursachen, was die Kosten erhöht und die Herstellbarkeit des bekannten Analogons verringert. Insbesondere die Herstellung einer Masterbatch-Lösung erfordert, wie die Herstellung eines jeden Superkonzentrats, den Einsatz komplexer Anlagen, eine Vielzahl komplexer Vorgänge und einen hohen Einsatz von Ausgangsstoffen. Die Herstellung der oben genannten biobasierten Polymere ist zudem komplex, sehr zeitaufwändig und kostspielig. Die biobasierten Polymere, die die Bestandteile des bekannten Analogons sind, werden als Grundlage für die Bildung eines flexiblen Verbundschaumstoffs nur deshalb ausgewählt, um die Eigenschaften von Ethylenvinylacetat und daraus hergestellten Produkten zu imitieren, die trotz einer Reihe von Vorteilen durch eine geringe Abriebfestigkeit, eine geringe Haftung an den Oberflächen, an denen sie haften, und eine geringe Dämpfung gekennzeichnet sind.Similar to the previous counterpart, the known analogue contains components that have high costs due to the high expenditure of resources, time, labor and energy for their manufacture before the production of the actual insole, which increases the cost and reduces the manufacturability of the known analogue. In particular, the production of a masterbatch solution, like the production of any super concentrate, requires the use of complex systems, a large number of complex processes and a high use of starting materials. The production of the bio-based polymers mentioned above is also complex, very time-consuming and expensive. The bio-based polymers, which are the components of the well-known analogue, are chosen as the basis for the formation of a flexible composite foam only in order to imitate the properties of ethylene vinyl acetate and products made from it, which, despite a number of advantages, are characterized by low abrasion resistance, low Adhesion to the surfaces to which they adhere and low damping are characterized.

Außerdem erfordert die Herstellung des bekannten analogen Verbundschaumstoffs mit der oben erwähnten Zusammensetzung der Komponenten auch den Einsatz teurer und komplizierter Ausrüstung, insbesondere eines Doppelschneckenextruders und einer Spritzgießmaschine, die ein komplexes Zusammenspiel vieler komplizierter Konstruktions- und Gebrauchselemente, eine dynamische Temperaturregelung in ihren Bestandteilen, die Bildung eines überkritischen fluiden Mediums und einen umgekehrten Gasdruck zur Steuerung der Expansion des Schaums erfordert.In addition, the production of the well-known analogous composite foam with the above-mentioned composition of components also requires the use of expensive and complicated equipment, especially a twin-screw extruder and an injection molding machine, which requires a complex interaction of many complicated design and utility elements, dynamic temperature control in its component parts, the formation a supercritical fluid medium and reverse gas pressure to control the expansion of the foam.

Das nächstliegende Analogon des beanspruchten Gebrauchsmusters ist eine mehrschichtige Einlegesohle (Erfindungspatent US 2017183469 A1 , IPC C08J, 9/00, C08J, 9/10, C08J, 5/00, C08J, 3/22, veröffentlicht am 29.06.2017.), bestehend aus einer Basis, die dazu bestimmt ist, an der Innenseite der Schuhsohle zu haften, und die aus einem festen Polyurethan mit 1 - 25 % Algenbiomasse, die Sulfatpolysaccharide enthält, hergestellt ist, einer Schaumschicht über dem Basis hinweg und aus Polyurethanschaum, der 1-25 % Algenbiomasse mit Sulfatpolysacchariden enthält, und umfasst eine Stoffschicht über der Schaumschicht aus Polyester- oder Polypropylen Jersey oder Baumwolle.The closest analogue of the claimed utility model is a multi-layer insole (patent of invention US2017183469A1 , IPC C08J, 9/00, C08J, 9/10, C08J, 5/00, C08J, 3/22, published on 06/29/2017.), consisting of a base intended to be attached to the inside of the sole of the shoe adhesive, and which is made of a rigid polyurethane with 1-25% algal biomass containing sulphate polysaccharides, a foam layer over the base and of polyurethane foam containing 1-25% algal biomass with sulphate polysaccharides and comprises a fabric layer over the foam layer Polyester or polypropylene jersey or cotton.

Die Nachteile des nächstgelegenen Analogons sind die geringe Herstellbarkeit, die ökologische Verträglichkeit, die große Komplexität und die lange Gesamtdauer der für seine Herstellung erforderlichen Arbeitsgänge, die geringen Absorptionseigenschaften und die hohen Kosten, die durch die Zusammensetzung der Komponenten verursacht werden, aus denen das bekannte Analogon hergestellt wird.The disadvantages of the closest analogue are low manufacturability, ecological compatibility, great complexity and long total duration of the operations required for its manufacture, low absorption properties and high costs caused by the composition of the components that make up the well-known analogue will be produced.

Trotz der ausgeprägten antimikrobiellen Eigenschaften zeichnet sich das nächste Analogon durch eine geringe Herstellbarkeit, eine lange Gesamtdauer der für seine Produktion erforderlichen Arbeitsgänge und hohe Kosten aus, da die richtige Vorbehandlung der in seiner Zusammensetzung enthaltenen Algen, die Gewinnung von sulfathaltiger Biomasse, insbesondere Fucoidan, sowie die Synthese der Komponenten für die Herstellung von festem und geschäumtem Polyurethan auf allgemein bekannte Weise aus nicht erneuerbaren Rohstoffquellen, d. h. die Synthese von Asgangsmaterial für die Herstellung der oben genannten Biomasse ist durch einen komplexen Gewinnungsprozess in einer begrenzten Anzahl von Gebieten gekennzeichnet, was auch die Kosten des Ausgangsmaterials erhöht.Despite the pronounced antimicrobial properties, the next analogue is characterized by low manufacturability, a long total duration of the operations required for its production and high cost, due to the proper pretreatment of the algae included in its composition, the extraction of sulfate-containing biomass, especially fucoidan, as well as the synthesis of the components for the production of solid and foamed polyurethane in a well-known way from non-renewable raw material sources, d. H. the synthesis of starting material for the production of the above-mentioned biomass is characterized by a complex extraction process in a limited number of areas, which also increases the cost of the starting material.

Darüber hinaus verursacht die Gewinnung von Öl und anderen Rohstoffen aus nicht erneuerbaren Quellen für die Herstellung von Polyurethan, das Teil des nächstliegenden Vergleichs ist, Umweltschäden durch Verschmutzung, einschließlich erheblicher Kohlendioxidemissionen, was die geringe Umweltleistung des nächstliegenden Vergleichs belegt.In addition, the extraction of oil and other raw materials from non-renewable sources for the production of polyurethane, which is part of the closest comparison, causes environmental damage through pollution, including significant carbon emissions, demonstrating the low environmental performance of the closest comparison.

Darüber hinaus hat das nächstliegende Analogon geringe Absorptionseigenschaften, da Polyesterfasern, Polypropylengewirken und Baumwollgewebe geringe Mengen an Feuchtigkeit absorbieren, was wiederum bei der Verwendung der genannten Materialien in der Stoffschicht der Einlegesohle zur Vermehrung von Mikroorganismen, zur Ansammlung von unangenehmem Geruch, zur Schaffung von Unbehagen für den Benutzer und zur raschen Abnutzung der Stoffschicht führt.In addition, the closest analogue has low absorption properties, since polyester fibers, polypropylene knitted fabrics and cotton fabrics absorb small amounts of moisture, which, in turn, when using these materials in the fabric layer of the insole, leads to the reproduction of microorganisms, the accumulation of unpleasant odors, the creation of discomfort for the user and rapid wear of the fabric layer.

Die technische Aufgabe des beanspruchten Gebrauchsmusters besteht darin, aus ökologischen Rohstoffen, die aus erneuerbaren Quellen gewonnen werden, eine neue mehrschichtige Einlegesohle zu schaffen, die eine höhere technologische Effektivität, Absorptionseigenschaften und geringe Kosten aufweist. Das vorliegende technische Problem wird dadurch gelöst, dass in einer mehrschichtigen Einlegesohle umfassend eine Basis, die dazu bestimmt ist, an der Innenseite der Schuhsohle zu haften, eine Schaumstoffschicht, die sich über der Basis befindet und umfasst eine Stoffschicht, die sich über der Schaumstoffschicht befindet, besteht gemäß dem Gebrauchsmuster die Basis aus hartem biobasiertem Polyurethan, die Schaumstoffschicht aus geschäumtem biobasiertem Polyurethan und die Stoffschicht aus mindestens Lyocell- oder biobasierten Polyamidfasern.The technical task of the claimed utility model is to create a new multi-layer insole from ecological raw materials obtained from renewable sources, which has higher technological effectiveness, absorption properties and low cost. The present technical problem is solved in that in a multilayer insole comprising a base intended to adhere to the inside of the shoe sole, a foam layer located above the base and comprising a fabric layer located above the foam layer , according to the utility model, the base is made of hard bio-based polyurethane, the foam layer is made of foamed bio-based polyurethane and the fabric layer is made of at least lyocell or bio-based polyamide fibers.

Darüber hinaus enthält die Schuhbasis gemäß dem Gebrauchsmuster einen gewölbten Vorsprung, der so ausgelegt ist, dass er mindestens unter dem Fußgewölbe liegt.Furthermore, according to the utility model, the shoe base includes an arched protrusion designed to be at least below the arch of the foot.

Gleichzeitig besteht die Stoffschicht laut Gebrauchsmuster aus einer Mischung aus Lyocell oder biobasiertem Polyamid und pflanzlichem Kohlenstoff.At the same time, according to the utility model, the fabric layer consists of a mixture of lyocell or bio-based polyamide and plant-based carbon.

Darüber hinaus enthält die Basis gemäß dem Gebrauchsmuster mindestens eine elastische Einlage, die aus einem biobasierten Polymer besteht und an der Innenseite der Schuhsohle haften kann.In addition, according to the utility model, the base contains at least one elastic insert, which consists of a bio-based polymer and can adhere to the inside of the shoe sole.

Das technische Ergebnis ist eine verbesserte Herstellbarkeit durch den Wegfall teurer und umweltschädlicher Verfahren zur Gewinnung von Rohstoffen aus nicht erneuerbaren Quellen und die Möglichkeit der Verwendung von Biomasse und organischen Abfällen, eine umweltfreundliche Einlegesohle, verbesserte Absorptionseigenschaften der Einlegesohle und geringere Kosten.The technical result is improved manufacturability by eliminating expensive and polluting processes to obtain raw materials from non-renewable sources and the possibility of using biomass and organic waste, an environmentally friendly insole, improved absorption properties of the insole and lower costs.

Die kausale Beziehung zwischen den wesentlichen Merkmalen des Gebrauchsmusters und dem erwarteten technischen Ergebnis lautet wie folgt.The causal relationship between the essential features of the utility model and the expected technical result is as follows.

In einer Reihe von wesentlichen Merkmalen des beanspruchten Gebrauchsmusters wird das oben erwähnte technische Ergebnis aufgrund der Eigenschaften der Rohstoffe, aus denen die biobasierten polymeren Materialien, die in den Komponenten der beanspruchten Einlegesohle enthalten sind, hergestellt werden, sowie aufgrund der Absorptionseigenschaften von Lyocell oder Fasern aus biobasiertem Polyamid bereitgestellt.In a number of essential features of the claimed utility model, the technical result mentioned above is obtained due to the properties of the raw materials from which the bio-based polymeric materials contained in the components of the claimed insole are made, as well as due to the absorption properties of lyocell or fibres bio-based polyamide provided.

Die beanspruchte Einlegesohle weist eine erhöhte Umweltfreundlichkeit auf, da die Rohstoffe für die Herstellung von hartem und geschäumtem Polyurethan und Lyocell- oder biobasierten Polyamidfasern Rohstoffe sind, die erhöhte Mengen des Kohlenstoffisotops C14 enthalten.The claimed insole has increased environmental friendliness, since the raw materials for the production of rigid and foamed polyurethane and lyocell or bio-based polyamide fibers are raw materials containing increased amounts of the carbon isotope C14 .

Aufgrund der intrinsischen Anreicherung dieses Kohlenstoffisotops bei Stoffwechselprozessen in lebenden Pflanzen und lebenden Organismen im Allgemeinen sowie der kürzeren Lebensdauer dieses Kohlenstoffisotops im Vergleich zum stabilen C12-Isotop weisen Rohstoffe aus erneuerbaren Quellen eine höhere Menge des C14-Kohlenstoffisotops auf als Rohstoffe aus nicht erneuerbaren Quellen wie Erdöl, Erdgas, Steinkohle, Braunkohle und dergleichen, die nur das C12-Kohlenstoffisotop enthalten. Mit den Biopolymeren aus erneuerbaren Energien, vorwiegend pflanzliche Rohstoffe, wie Getreide, pflanzliche Öle, beispielsweise Sojaöl, Castoröl, Leinöl, Tungöl oder organische Reststoffe wie Müll, bestehend aus Pflanzenteilen, Ölkuchen und ähnliches möglich zu beseitigen teure und umweltschädliche Operation für die Gewinnung des Rohmaterials aus nicht erneuerbaren Quellen, wie Erdöl und Erdgas, sondern auch loswerden der Emissionen, die bei der Verarbeitung des angegebenen Rohstoffe aus nicht erneuerbaren Quellen in die entstehen Umwelt entstehen. Der Prozess des Recyclings von organischen Abfällen und Biomasse zur Herstellung biobasierter Polymere kann als Voraussetzung und wichtiger Faktor einer Kreislaufwirtschaft angesehen werden, da dieser Ansatz den Strom aus Ressourcenproduktion, Nutzung und Abfall in einen geschlossenen Kreislauf umwandelt, was auch die Nachhaltigkeit des geforderten Fußabdrucks verbessert.Due to the intrinsic enrichment of this carbon isotope during metabolic processes in living plants and living organisms in general, as well as the shorter lifetime of this carbon isotope compared to the stable C 12 isotope, feedstocks from renewable sources have a higher amount of the C 14 carbon isotope than feedstocks from non-renewable sources such as petroleum, natural gas, bituminous coal, brown coal and the like, which contain only the C 12 carbon isotope. With the biopolymers from renewable energies, mainly vegetable raw materials such as grain, vegetable oils, for example soybean oil, castor oil, linseed oil, tung oil or organic residues such as waste consisting of plant parts, oil cake and the like, it is possible to eliminate expensive and environmentally harmful operation for the extraction of the raw material from non-renewable sources, such as oil and natural gas, but also get rid of emissions resulting from the processing of specified raw materials from non-renewable sources into the environment. The process of recycling organic waste and biomass to produce bio-based polymers can be seen as a prerequisite and important factor of a circular economy, as this approach converts the flow of resource production, use and waste into a closed loop, which also improves the sustainability of the required footprint.

Gleichzeitig erhöhen die niedrigen Kosten der ursprünglichen pflanzlichen Rohstoffe, insbesondere der Pflanzenabfälle, im Vergleich zu den Kosten für Erdöl, Erdgas sowie Stein- und Braunkohle die Verarbeitbarkeit der beanspruchten Einlegesohle und senken ihre Kosten. Die vergleichsweise hohen Kosten der Analoga sind in erster Linie auf die hohen Kosten für die Gewinnung von Rohstoffen aus nicht erneuerbaren Quellen zurückzuführen, und die Möglichkeit der Verwendung von Biomasse und organischen Abfällen, die Umweltfreundlichkeit der Einlegesohle, erhöhte Absorptionseigenschaften der Einlegesohle und geringere Kosten.At the same time, the low cost of the original plant raw materials, especially plant waste, compared to the cost of oil, natural gas, and coal and lignite, increases the processability of the claimed insole and reduces its cost. The comparatively high cost of analogues is primarily due to the high cost of obtaining raw materials from non-renewable sources, and the possibility of using biomass and organic waste, the environmental friendliness of the insole, increased absorption properties of the insole and lower cost.

Die beanspruchte Einlegesohle weist eine erhöhte Herstellbarkeit und niedrige Kosten auf, da für die Herstellung von biobasierten Polymeren, insbesondere biobasiertem Polyurethan, Lyocell und biobasiertem Polyamid aus ursprünglichem Pflanzenmaterial eine Abfolge von Arbeitsschritten erforderlich ist, die keine komplexen, konstruktionsbedingt teuren Spezialausrüstungen und teuren Reagenzien für chemische Umwandlungen, lange Arbeitsschritte bei der Verarbeitung oder Behandlung von Primärrohstoffen und viele aufeinanderfolgende chemische Reaktionen in den schwierig zu regulierenden Bedingungen erfordert. Die Liste der Vorgänge, die erforderlich sind, um beispielsweise Diisocyanat und mehrwertige Alkohole aus pflanzlichem Material zu gewinnen, die wiederum für die Synthese von biobasiertem Polyurethan benötigt werden, ist viel kleiner als die Liste der Vorgänge, die erforderlich sind, um Diisocyanat und mehrwertige Alkohole aus Erdöl oder Erdölprodukten oder aus anderen ähnlichen Rohstoffen aus nicht erneuerbaren Quellen zu gewinnen. Im Allgemeinen ist die Gewinnung von biobasiertem Polyurethan, Schaumstoff und Gewebe aus Fasern biobasierter Polymere wie Lyocell oder biobasiertem Polyamid aus pflanzlichem Material billiger und einfacher als die Herstellung von Polymeren aus Erdöl oder anderen ähnlichen Rohstoffen aus nicht erneuerbaren Quellen, da Zellulose, Milchsäure, Diisocyanat, Polyalkohole und andere Stoffe für die Herstellung biobasierter Polymere innerhalb kurzer Zeit mit relativ einfachen Geräten aus dem pflanzlichen Material entfernt werden können und die beanspruchte Einlegesohle weist erhöhte Absorptionseigenschaften auf, da Lyocell- oder biobasierte Polyamidfasern, aus denen die Stoffschicht der beanspruchten Einlegesohle hergestellt ist, größere Absorptionseigenschaften aufweisen als die allgemein bekannten Polyester-, Baumwoll- oder Polylactidgewebe, die für die Stoffschicht von Einlegesohlen verwendet werden, insbesondere die bekannten Analoga.The claimed insole has increased manufacturability and low cost, since the production of bio-based polymers, in particular bio-based polyurethane, lyocell and bio-based polyamide from original plant material requires a sequence of work steps that do not require complex, expensive special equipment by design and expensive reagents for chemical transformations, long operations in the processing or treatment of primary raw materials, and many consecutive chemical reactions in conditions that are difficult to control. The list of operations required to obtain, for example, diisocyanate and polyhydric alcohols from plant material, which in turn are required for the synthesis of bio-based polyurethane, is much smaller than the list of operations required to produce diisocyanate and polyhydric alcohols obtained from petroleum or petroleum products or from other similar raw materials from non-renewable sources. In general, obtaining bio-based polyurethane, foam and fabric from fibers of bio-based polymers such as lyocell or bio-based polyamide from plant material is cheaper and easier than producing polymers from petroleum or other similar raw materials from non-renewable sources, since cellulose, lactic acid, diisocyanate, polyalcohols and other substances for the production of bio-based polymers can be removed from the plant material within a short period of time using relatively simple equipment, and the claimed insole has increased absorption properties, since lyocell or bio-based polyamide fibers from which the fabric layer of the claimed insole is made have greater absorption properties than the well-known polyester, cotton or polylactide fabrics used for the fabric layer of insoles, particularly the known analogues.

Aufgrund der erhöhten Fähigkeit, Feuchtigkeit zu absorbieren, ermöglicht die Stoffschicht der beanspruchten Einlegesohle wiederum, den Schweißgeruch und die Verschlechterung des Gewebes aufgrund von Feuchtigkeitseinwirkung zu verringern, die Feuchtigkeit der Einlegesohle zu reduzieren, um die Vermehrung von Mikroorganismen in ihr zu verhindern und ein angenehmes Tragen der Schuhe durch den Benutzer zu gewährleisten. Somit sind sowohl Lyocell als auch Fasern aus biobasiertem Polyamid ökologische Materialien und biobasierte Polymere, die aus kostengünstigen Rohstoffen und mit geringerem Zeit-, Energie-, Arbeits- und Materialaufwand für die Verarbeitung von Rohstoffen und die Herstellung von Fasern aus diesen biobasierten Polymeren hergestellt werden, was die Herstellbarkeit erhöht und die Kosten der beanspruchten Einlegesohle verringert.Due to the increased ability to absorb moisture, the fabric layer of the claimed insole, in turn, allows you to reduce the smell of sweat and tissue deterioration due to exposure to moisture, reduce the moisture content of the insole to prevent the reproduction of microorganisms in it and ensure comfortable wearing of the shoes by the user. Thus, both lyocell and fibers made from bio-based polyamide are ecological materials and bio-based polymers that are produced from inexpensive raw materials and with less time, energy, labor and material input for the processing of raw materials and the production of fibers from these bio-based polymers, which increases the manufacturability and reduces the cost of the claimed insole.

Die Ausführung der Basis mit einem gewölbten Vorsprung, der so gestaltet ist, dass er sich zumindest unter dem Fußgewölbe befinden kann, ermöglicht es, die orthopädischen Eigenschaften der beanspruchten Einlegesohle zu verbessern, insbesondere die korrekte anatomische Position des Fußgewölbes des Benutzers zu gewährleisten, den Plattfuß des Benutzers zu beseitigen oder seine Entstehung zu verhindern.The execution of the base with a curved protrusion designed so that it can be located at least under the arch of the foot makes it possible to improve the orthopedic properties of the claimed insole, in particular to ensure the correct anatomical position of the arch of the foot of the user, flatfoot of the user or to prevent its creation.

Die Ausführung der Stoffschicht der beanspruchten Einlegesohle aus einer Mischung aus Lyocell oder biobasiertem Polyamid und Holzkohle pflanzlichen Ursprungs ermöglicht es, die Funktionalität der beanspruchten Einlegesohle zu erweitern, da sie die Einlegesohle mit antibakteriellen Eigenschaften ausstattet, die Holzkohle pflanzlichen Ursprungs, insbesondere Bambuskohle oder Holzkohle, die durch Verarbeitung von Kaffeebohnen hergestellt wird, aufweist. In die Fasern der Stoffschicht eingearbeitete Pflanzenkohlepartikel können Mikroorganismen abtöten, die durch die Stoffschicht mit der Feuchtigkeit aufgenommen wurden, sowie Mikroorganismen am Fuß des Benutzers, ohne schädliche Substanzen auf der Haut des Benutzers zu hinterlassen. Gleichzeitig ist die Holzkohle pflanzlichen Ursprungs billig, was die Herstellbarkeit erhöht und die Kosten der beanspruchten Einlegesohle senkt.The execution of the fabric layer of the claimed insole in a mixture of Lyocell or bio-based polyamide and charcoal of vegetable origin allows to extend the functionality of the claimed insole, as it endows the insole with antibacterial properties that charcoal of vegetable origin, especially bamboo charcoal or charcoal that produced by processing coffee beans. Biochar particles embedded in the fibers of the fabric layer can kill microorganisms that have been absorbed through the fabric layer with moisture, as well as microorganisms on the user's foot, without leaving harmful substances on the user's skin. At the same time, the charcoal of vegetable origin is cheap, which increases manufacturability and reduces the cost of the claimed insole.

Die Ausführung der Basis mit mindestens einer elastischen, elastischen Einlage aus biobasiertem Polymer und mit der Möglichkeit, an der Innenseite der Schuhsohle zu haften, erhöht die Dämpfungseigenschaften der beanspruchten Einlegesohle, sorgt für ein bequemes Schuhwerk und verringert die Ermüdung durch langes Gehen.The design of the base with at least one elastic, elastic insert made of bio-based polymer and with the possibility of sticking to the inside of the shoe sole increases the cushioning properties of the stressed insole, provides comfortable footwear and reduces fatigue from long walks.

Der Aufbau der beanspruchten mehrschichtigen Einlegesohle wird anhand der folgenden Zeichnungen erläutert:

  • 1 Ansicht eines Abschnitts der beanspruchten mehrschichtigen Einlegesohle im Längsschnitt.
  • 2 - Schnittdarstellung der beanspruchten mehrschichtigen Einlegesohle im Längsschnitt in einer Ausführungsform mit einem gewölbten Basisvorsprung.
  • 3 - Schnittdarstellung der beanspruchten laminierten Einlegesohle im Längsschnitt in einer Ausführungsform mit elastischen Bodeneinlagen.
  • 4 ist eine Strichzeichnungsansicht der beanspruchten mehrschichtigen Einlegesohle in der Ausführungsform mit elastischen Basiseinsätzen an der Basisseite.
The structure of the claimed multi-layer insole is explained using the following drawings:
  • 1 Longitudinal sectional view of a portion of the claimed multilayer insole.
  • 2 - Longitudinal sectional view of the claimed multi-layer insole in an embodiment with a curved base projection.
  • 3 - Sectional view of the claimed laminated insole in longitudinal section in an embodiment with elastic floor inserts.
  • 4 Figure 12 is a line drawing view of the claimed multilayer insole in the embodiment with elastic base panels on the base side.

Die Zeichnungen zeigen schematisch bevorzugte, aber nicht ausschließliche Ausführungsformen der beanspruchten mehrschichtigen Einlegesohle, die eine Basis 1, eine Schaumstoffschicht 2 und eine Stoffschicht 3 enthält. In weiteren Ausführungsformen kann die Basis 1 der beanspruchten Einlegesohle Elemente wie eine Hebelasche 4 und elastische Einsätze 5 enthalten.The drawings schematically show preferred but not exclusive embodiments of the claimed multi-layer insole, comprising a base 1, a foam layer 2 and a fabric layer 3. In further embodiments, the base 1 of the claimed insole may contain elements such as a lifting strap 4 and elastic inserts 5.

Die Basis 1 besteht aus einem steifen Polyurethan auf Biobasis, das sich an die Innenseite der Schuhsohle anpasst und wesentlich für die Struktur der beanspruchten Einlegesohle ist und ihr eine stabile Form verleiht. Die harte biobasierte Polyurethanbasis 1 kann beispielsweise das biobasierte Polyurethan Pearlbond ECO (auch bekannt als Lubrizol), Renuva von Dow Chemicals, JEFFADD von Huntsman, Recypol, Econykol von Mitsui Chemicals & SKC Polyurethanes Inc. sein.Base 1 is made from a rigid bio-based polyurethane that conforms to the inside of the shoe sole and is essential to the structure of the stressed insole, giving it a stable shape. The hard bio-based polyurethane base 1 can be, for example, the bio-based polyurethane Pearlbond ECO (also known as Lubrizol), Renuva by Dow Chemicals, JEFFADD by Huntsman, Recypol, Econykol by Mitsui Chemicals & SKC Polyurethanes Inc.

In einer überwältigenden Ausführungsform der beanspruchten Einlegesohle enthält die Basis 1 mindestens eine elastische Einlage 5, die aus einem biobasierten Polymer hergestellt ist und die Fähigkeit hat, an der Innenseite der Schuhsohle zu haften. Das biobasierte Polymer der elastischen Einlagen 5 der Basis 1 kann beispielsweise Polyharnstoff oder ein thermoplastisches Elastomer aus Copolymeren von Polyethylen und Polypropylen sein. Das Innenvolumen der elastischen Basiseinlage 5 der Basis 1 kann mit Gel gefüllt sein.In a stunning embodiment of the claimed insole, the base 1 contains at least one elastic insert 5 made of a bio-based polymer and having the ability to adhere to the inside of the shoe sole. The bio-based polymer of the elastic inserts 5 of the base 1 can be, for example, polyurea or a thermoplastic elastomer made from copolymers of polyethylene and polypropylene. The inner volume of the elastic base insert 5 of the base 1 can be filled with gel.

In einer weiteren Ausführungsform ist die Basis 1 mit einem gewölbten Vorsprung 4 versehen, der dazu bestimmt ist, zumindest im Fußgewölbe positioniert zu werden. Der gewölbten Vorsprung 4 ist ein konvexes Element, das mit der Basis 1 in einem Stück hergestellt wird und dazu dient, das Fußgewölbe auszufüllen und seine Konturen anatomisch nachzubilden. Die Form des gewölbten Vorsprung 4 der Basis 1 kann je nach typischer Größe und Funktion des Schuhs, in den die beanspruchte Einlegesohle eingesetzt wird, variieren.In another embodiment, the base 1 is provided with an arched protrusion 4 intended to be positioned at least in the arch of the foot. The arched protrusion 4 is a convex element made in one piece with the base 1 and intended to fill out the arch of the foot and anatomically reproduce its contours. The shape of the domed protrusion 4 of the base 1 may vary depending on the typical size and function of the shoe in which the claimed insole is inserted.

Die Schaumstoffschicht 2 oberhalb der Basis 1 besteht aus biobasiertem Polyurethanschaum und soll den Fuß des Benutzers abfedern. In der bevorzugten Ausführungsform nimmt die Schaumstoffschicht 2 die Form des Fußes des Benutzers an, und das geschäumte biobasierte Polyurethan ist ein sogenannter Formgedächtnisschaum (Memory Foam). Dieser Bioschaum kann beispielsweise Bio-Pur von dem Hersteller Amerisleep sein.The foam layer 2 above the base 1 consists of bio-based polyurethane foam and is intended to cushion the user's foot. In the preferred embodiment, the foam layer 2 takes the shape of the user's foot and the foamed bio-based polyurethane is a so-called memory foam. This organic foam can, for example, be Bio-Pur from the manufacturer Amerisleep.

Die Stoffschicht 3 ist über der Schaumstoffschicht 2 angeordnet, besteht mindestens aus Lyocell- oder biobasierten Polyamidfasern und hat hygienische und absorbierende Funktionen. Bei der Lyocell kann es sich beispielsweise um eine Tencell-Faser handeln, die von der Lenzing Gruppe oder Everest hergestellt wird, und bei dem biobasierten Polyamid kann es sich beispielsweise um ein biobasiertes Polyamid handeln, das als PA 11 oder Polyamid-11 bekannt ist, insbesondere Rilsan von Arkema und EVO von Fulgar. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Stoffschicht 3 aus einer Mischung aus Lyocell oder biobasiertem Polyamid und pflanzlichem Kohlenstoff, der bei der Herstellung in die Fasern der biobasierten Polymere integriert wird.The fabric layer 3 is arranged over the foam layer 2, consists of at least lyocell or bio-based polyamide fibers and has hygienic and absorbent functions. The lyocell can be, for example, a Tencell fiber manufactured by Lenzing Group or Everest, and the bio-based polyamide can be, for example, a bio-based polyamide known as PA 11 or Polyamide-11, notably Rilsan by Arkema and EVO by Fulgar. In a preferred embodiment, the fabric layer 3 consists of a mixture of lyocell or bio-based polyamide and vegetable carbon, which is integrated into the fibers of the bio-based polymers during manufacture.

Die Schichten der beanspruchten mehrschichtigen Einlegesohle können durch Klebstoffe miteinander verbunden, vernäht oder durch Löten oder andere ähnliche Mittel verbunden werden.The layers of the claimed multi-layer insole may be bonded together by adhesives, sewn, or bonded by soldering or other similar means.

Die beanspruchte mehrschichtige Einlegesohle wird wie folgt verwendet.The claimed multi-layer insole is used as follows.

Zunächst wird die beanspruchte Einlegesohle so in das Schuhwerk eingelegt, dass die Basis 1 an die Innenseite der Schuhsohle angrenzt und sich über deren gesamte Fläche erstreckt, wobei die Stoffschicht 3 die oberste Schicht der beanspruchten Einlegesohle ist. In einer Ausführungsform der beanspruchten mehrschichtigen Einlegesohle mit elastischen Elastikeinsätzen 5 der Basis 1 entspricht deren Anordnung in der oben beschriebenen Einlage überwiegend dem Fuß- und Fersenpolster des Benutzers. Auch bei der Ausführung der Basis 1 der beanspruchten Einlegesohle mit einem gewölbten Vorsprung 4 entspricht dieser Vorsprung in der oben beschriebenen Einlage dem Fußgewölbe des Benutzers und den Bereichen des Fußes in der Nähe des Fußgewölbes.First, the claimed insole is placed in the footwear in such a way that the base 1 is adjacent to the inside of the shoe sole and extends over its entire surface, the fabric layer 3 being the top layer of the claimed insole. In an embodiment of the claimed multi-layer insole with elastic elastic inserts 5 of the base 1, their arrangement in the insole described above corresponds predominantly to the foot and heel padding of the user. Even if the base 1 of the claimed insole is designed with a curved protrusion 4, in the insole described above, this protrusion corresponds to the arch of the user's foot and the areas of the foot near the arch of the foot.

Nach dem Einlegen der beanspruchten Einlegesohle in das Schuhwerk, beschuht sich der Benutzer. Dabei liegt der Fuß des Benutzers auf der Stoffschicht 3 auf. Wenn der Schuh mit der beanspruchten Einlegesohle getragen wird, absorbiert die Stoffschicht 3 Schweiß und desinfiziert in einer Ausführungsform den Fuß des Benutzers, während die Schaumstoffschicht 2 die auf die Sohle und die beanspruchte Einlegesohle einwirkende Belastung aufnimmt. In einer Ausführungsform wird der gewölbten Vorsprung 4 im Fußgewölbe platziert und bildet beim Tragen des Schuhs seine anatomisch korrekte Kontur. Auch in dieser Ausführungsform dämpfen die elastischen Einlagen 5 des Bodens 1 zusätzlich die auf die Sohle und die beanspruchte Einlegesohle fallende Belastung, insbesondere bei intensivem Gehen oder Laufen.After inserting the claimed insole into the footwear, the user puts on shoes. The user's foot rests on the fabric layer 3 . When the shoe is worn with the claimed insole, the fabric layer 3 absorbs perspiration and, in one embodiment, disinfects the user's foot, while the foam layer 2 takes the load on the sole and the claimed insole. In one embodiment, the arched protrusion 4 is placed in the arch of the foot and forms its anatomically correct contour when the shoe is worn. Also in this embodiment, the elastic inserts 5 of the base 1 additionally cushion the load falling on the sole and the stressed insole, especially during intensive walking or running.

In den vorhandenen Patentquellen und wissenschaftlich-technischen Informationen ist keine mehrschichtige Einlegesohle mit den beanspruchten wesentlichen Merkmalen zu finden, weshalb das vorgelegte Gebrauchsmuster das Kriterium der „Neuheit“ erfüllt.No multi-layer insole with the claimed essential features can be found in the available patent sources and scientific-technical information, which is why the submitted utility model fulfills the criterion of "novelty".

Die angebotene technische Entscheidung über das beanspruchte Gebrauchsmuster ist industrietauglich, da sie keine Handlungen, Vorgänge oder Maßnahmen enthält, die auf dem gegenwärtigen Stand der technischen Entwicklung nicht reproduzierbar sind.The offered technical decision on the claimed utility model is suitable for industry, since it does not contain any actions, processes or measures that cannot be reproduced with the current state of technical development.

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  • CN 110240734 A [0002]CN 110240734A [0002]
  • WO 2019226719 A1 [0007]WO 2019226719 A1 [0007]
  • US 2017183469 A1 [0010]US2017183469A1 [0010]

Claims (4)

Mehrschichtige Einlegesohle, umfassend eine Basis 1, die zur Anpassung an die Innenseite der Schuhsohle ausgebildet ist, eine Schaumstoffschicht 2, die über der Basis 1 angeordnet ist, und eine Stoffschicht 3, die über der Schaumstoffschicht 2 angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis 1 aus hartem biobasiertem Polyurethan, die Schaumstoffschicht 2 aus geschäumtem biobasiertem Polyurethan und die Stoffschicht 3 mindestens aus Lyocell- oder biobasierten Polyamidfasern hergestellt ist.Multi-layer insole, comprising a base 1, which is designed to conform to the inside of the shoe sole, a foam layer 2, which is arranged over the base 1, and a fabric layer 3, which is arranged over the foam layer 2, characterized in that the base 1 is made of hard bio-based polyurethane, the foam layer 2 is made of foamed bio-based polyurethane and the fabric layer 3 is made of at least lyocell or bio-based polyamide fibers. Mehrschichtige Einlegesohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis 1 einen gewölbten Vorsprung 4 aufweist, der dazu bestimmt ist, zumindest im Fußgewölbe positioniert zu werden.Multi-layer insole after claim 1 , characterized in that the base 1 has a convex projection 4 intended to be positioned at least in the arch of the foot. Mehrschichtige Einlegesohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffschicht 3 aus einer Mischung aus Lyocell oder biobasiertem Polyamid und pflanzlichem Kohlenstoff hergestellt ist.Multi-layer insole after claim 1 , characterized in that the fabric layer 3 is made of a mixture of lyocell or bio-based polyamide and vegetable carbon. Mehrschichtige Einlegesohle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basis 1 mindestens eine elastische Einlage 5 umfasst, die aus einem biobasierten Polymer hergestellt ist und die Fähigkeit besitzt, an der Innenseite der Schuhsohle zu haften.Multi-layer insole after claim 1 , characterized in that the base 1 comprises at least one elastic insert 5 made of a bio-based polymer and having the ability to adhere to the inside of the shoe sole.
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WO2019226719A1 (en) 2018-05-21 2019-11-28 Falken Robert Biodegradable and industrially compostable injection moulded microcellular flexible foams, and a method of manufacturing the same

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