DE2038794A1

DE2038794A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Waermefixieren von poromeren Gegenstaenden,insbesondere Teilen von Schuhzeug

Info

Publication number: DE2038794A1
Application number: DE19702038794
Authority: DE
Inventors: Skelham Ronald Walter Thomas
Original assignee: Shoe and Allied Trades Research Association
Current assignee: Shoe and Allied Trades Research Association
Priority date: 1969-08-05
Filing date: 1970-08-04
Publication date: 1971-02-18
Also published as: US3761562A; GB1302033A; NL7011595A; CA947021A; FR2056638A5

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Wärmefixieren von poromeren Gegenständen, insbesondere Teilen von Schuhzeug.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Wärmefixierung von geformten poromeren Gegenständen, insbesondere Teilen für Schuhzeug.

In der Schuhherstellung werden sei einiger Zeit die von der Industrie entwickelten sogenannten poromeren Werkstoffe bevorzugt verwendet. Diese Poromer-Werkstoffe sind poröse, lederähnliche, synthetische I¹IaChenwerkstoffe bzw. Blattmaterialien, die aus einer mikroporösen Schicht von Polyurethan oder ähnlichem Polymerwerkstoff bestehen. Einige Werkstoffe haben eine nichtgewirkte faserige Grundschicht, die mit der mikroporösen Schicht verklebt ist, und einige eine weitere gewirkte Gewebeschicht zwischen der mikroporösen und der Grundschicht. Bei solchen zusammengesetzten Werkstoffen ist das Bindemittel für die Schichten gewöhnlich Polyurethan oder ein ähnliches von der mikroporösen Schicht stammendes Polymer. Die mikroporöse Schicht selbst besteht gewöhnlich aus mindestens zwei Schichten, ähnlich einem Naturleder,

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und zwar einer inneren Schicht sowie einer äußeren d bzw. Außenfläche. Die poromeren Werkstofie weraen mehr und mehr in der Schuherstellung verwendet, im besonderen . als Ersatz für Leder, Kunststoffe und ähnliche Werkstoffe bei Schuhoberteilen (Schaft).

Während sich die Erfindung allgemein für alle z.Zt. erhältlichen poromeren Werkstoffe für Schuhoberteile anwenden läßt, ist sie besonders geeignet für die Behandlung eines gegenwärtig auf dem Markt befindlichen Werkstoffes, welcher ein elastomeres,thermoplastisches, mikroporöses Blattmaterial ohne FaserverStärkung ist. Er ist normalerweise wenigstens auf einer Seite gefärbt oder pigmentiert. Nähere Einzelheiten über diesen Werkstoff können der britischen Patentanmeldung 10080/69 entnommen werden, in der das Material in seiner Beschaffenheit und Zusammensetzung näher beschrieben wird.

Es ist bekannt, daß sogar nach dem Aufleisten das Oberleder bei Lederschuhen aufgrund der natürlichen Elastizität des Werkstoffes und seines Widerstandes gegen die !Formgebung, im besonderen beim Dehnen während des Aufleistens, zur Verformung neigt. Aus diesem Grunde werden die Schuhe einer Fixierung unterzogen, wobei die geeignetste zur Verfügung stehende Behandlungsmethode die sogenannte Fixierung mit feuchter Wärme ist. Dabei wird der geleistete Schuh einer Behandlungsfolge unterzogen, indem er z.B. 1,5 uu-H lang einer Dampf behandlung bei 65 ⁰C und anschließend einem Warmluftstrahl von 120 ⁰C ausgesetzt wird.

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Poromere Werkstoffe haben eine noch größere Neigung als Leder, in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren. Diese Werkstoffe beruhen im allgemeinen auf Polyurethan, das in hohem Maße Wasserstoffverbindungen aufweist. Elastische Polyurethane und ähnliche Werkstoffe wie Polyester und Polyester-Amide, welche ähnliche Wasserstoffverbindungen im Gefüge zwischen den polymeren Verbindungen oder dreidimensionalen Molekülen haben, weisen keine gute Formbeständigkeit auf. Die poromeren Werkstoffe sprechen in der Praxis auf die zur Verfügung stehenden Fixierungsmethoden durch Wärmebehandlung für Oberleder nicht gut an.

Polyurethane beruhen auf der Heaktion von Polyisocynaten mit Werkstoffen wie Polyolen, welche reaktionsfähige Wasserstoffatome enthalten, wobei die NCO-Gruppen der Isocyanate in NHCO-Verbindungen umgewandelt werden, welche die Neigung zu Wasserstoffbindungen bewirken. Während des Aufleistungsund Formvorgangs entsteht eine molekulare Umlagerung, und man nimmt an, daß das wiederum Spannungen in den im Werkstoff vorhandenen Wasserεtoffbindungen_ sowie an anderen intra- oder intermolekular-atomaren und molekularen Kräften hervorruft, die im Gefüge vorhanden ι '.nd.

Die Erfindung hat das Ziel Spannungen in Poromer-Werkstoffen λ durch eine Wärmebehandlung abzubauen, die so weit wie möglich 'eine gleichmäßige Erwärmung des gesamten Werkstoffes bewirkt, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Beschädigungen oder Beeinträchtigungen der Werkstoffoberfläche, die bei einer äußeren Wärmeeinwirkung auftreten würden, auf ein Minimum herabgesetzt wird. Ziel der Behandlung ist ferner, die Spannungen der Wasserstoffbindungen . abzubauen, so daß sich beim Kühlen neue E ³ungen in ungespanntem Zustand bilden.

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In der britischen Patentanmeldung 18850/69 der Anmelderin ist ein Verfahren zur Fixierung durch Wärme eines geformten Gegenstandes aus einem poromeren Werkstoff beschrieben und beansprucht worden, wobei der Gegenstand einer dielektrischen Erwärmung ausgesetzt wird, der sich eine Abkühlung anschließt, während der Werkstoff in der gewünschten Form gehalten wird. Zwar lassen sich durch dielektrische Erwärmung nach der genannten Patentbeschreibung sehr günstige Ergebnisse erzielen, doch müssen bei diesem Verfahren aufwendige dielektrische Heizgeräte benutzt werden, besonders dort, wo ganze Schuhe dieser Behandlung unterzogen werden sollen und komplizierte Elektroden erforderlich sind. Die vorliegende Erfindung bietet ein Verfahren, welches für die Serienfertigung von Schuhen viel geeigneter ist. Eine der Schwierigkeiten bei der Fixierung durch Wärmebehandlung der poromeren Werkstoffe besteht darin, daß diese auf eine Temperatur erwärmt werden müssen, die sich z.B. der kritischen Temperatur des Werkstoffes nähert. In dieser Phase sind sie nicht nur für die Handhabung zu heiß, sondern sie können auch sehr leicht durch Berührung mit den Händen oder mit anderen Gegenständen beschädigt oder eingedrückt werden, und solche Druckstellen sind später nicht mehr entfernbar. Darüber hinaus war man stets der Meinung, daß ein langsames Abkühlen des Werkstoffes notwendig sei,weil dieses Verfahren zur Wärmefixierung einer Anlaß- oder Glühbehandlung sehr ähnlich ist. Dadurch wird der Zeitaufwand der Fixierung durch Wärmebehandlung erheblich erhöht und demzufolge auch die Herstellungskosten sowie die Gefahr einer Beschädigung·. Es wurde jetzt aber festgestellt, daß man diese Kachteile überwinden kann, indem man erfindungsgemäß am Ende der Wärmebehandlung eine schnelle Zwangskühlungsphase einschaltet.

Nach der Erfindung ist bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art zur Wärmefixierung von geformten poromeren Teilen für Schuzeug vorgesehen, daß unmittelbar nach der Wärmebehandlung und während sich die Teile noch auf einer Temperatur von 100 ⁰C oder

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darüber befinden und in der gewünschten Form gehalten werden, die einer Zwangskühlung ausgesetzt werden, welche ausreichend ist, um sie innerhalb eines Zeitraumes von höchstens 1,5 min auf Handhabungstemperatur zu bringen.

Dieses Verfahren führt nicht nur zu einer angemessenen und sicheren Wärmebehandlungs-Fixierung bei geringeren Kosten, sondern es sind auch unerwartete Verbesserungen in bezug auf die Ergebnisse erzielt worden.

Das Verfahren ermöglicht und benutzt vorzugsweise die Anwendung ä von Strahlungswärme, um die Temperatur des Schuh-Oberteils zu erhöhen. Die Verwendung von Strahlungswärme allein war infolge des sehr hohen Temperaturgefälles, das zwischen den bestrahlten und unbestrahlten Werkstoff-Oberflächen entsteht, bisher keine zufriedenstellende Form der Wärmebehandlung zur Verwendung bei Leder oder Kunstleder. Wird daher die Strahlungsintensität nicht auf ein Mindestmaß gesenkt und der Vorgang über einen ungewöhnlich langen Zeitraum so durchgeführt, dann besteht bei thermoplastischem Material die Neigung, daß die bestrahlten Flächen ansengen oder schmelzen. Das bevorzugte Verfahren dieser Erfindung umfaßt den Ablauf verschiedener Erwärmungsschritte sowie einer anschließenden Abkühlungsphase. Es kann mit verhältnismäßig billigen Vorrichtungen und erstaunlich guten i Ergebnissen durchgeführt werden.

Das bevorzugte Verfahren besteht daher darin, daß der Gegenstand der Reihe nach einer Strahlungswärme, einer Heißgasatmosphäre und einer Strömungs- bzw. Zwangskühlung ausgesetzt wird, während der Werkstoff in der gewünschten Form gehalten wird. Bei diesem Verfahren kommt es zu einer raschen Erwärmung der äußeren Schichten des Werkstoffes, gefolgt von einer Phase, während welcher die Wärme gleichmäßiger über die gesamte Dicke bzw. Wandr* stärke des Werkstoffes verteilt wird.

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— b —

Dank der in diesem Verfahren angewandten Verbindung von Strahlungsund Leitungswärmephasen ist es möglich, die Temperatur im gesamten poromeren Werkstoff auf den erforderlichen Wert anzuheben, und zwar ausreichend schnell für ein wirtschaftlich vorteilhaftes Verfahren, ungeachtet der durch die zellenähnliche Struktur des Poromer-Werkstoffes entstehenden Schwierigkeiten. Diese Probleme treten natürlich insbesondere bei poromeren Werkstoffen auf, die nur aus einer mikrozellularen Schicht bestehen.

Die Wärmebehandlung kann jedoch auch auf irgendeine andere Weise durchgeführt werden, z.B. indem man eine Heißgas-Atmosphäre verwendet oder indem die Teile mit einem Heißgasstrahl angeblasen werden und danach, falls erforderlich, in einer unbewegten Atmosphäre mit Heißgas weiter erwärmt werden.

Die Zwangskühlung wird vorzugsweise erreicht, indem kalte Flüssigkeit, insbesondere Wasser, auf den Poromer-Werkstoff gesprüht wird. Die latente Wärme zur Verdampfung der flüssigen Tröpfchen wird wenigstens teilweise dem poromeren Material entnommen und beschleunigt daher dessen Abkühlung. Erstaunlicherweise ist der Schuh oder das Schuh-Oberteil kaum oder überhaupt nicht naß. Eine andere Möglichkeit besteht darin, einen Strahl eines kalten Strömungsmittels, insbesondere Luft, gegen den poromeren Werkstoff zu richten, z.B. mit einem Ventilator. Dieses Verfahren kann unter gewissen Umständen von Vorteil sein.

Die Wärmebehandlung ist vorzugsweise von ausreichender Intensität und Dauer, um die Oberflächentemperatur des poromeren Werkstoffes auf eine Temperatur zu bringen, die der hierin definierten kritischen Temperatur des poromeren Werkstoffes nahkommt, sie aber nicht wesentlich übersteigt. Das der Strahlungswärme folgende Heißgas ist vorzugsweise auf einer Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur des Poromer-Werkstoffes . Man kann im allgemeinen sagen, daß die Oberflächentemperatur des

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Gegenstandes z.B. unter Einwirkung von Strahlungswärme vorzugsweise auf einen oberen Grenzwert erhöht werden soll, der 160 ⁰C nicht übersteigt, im Idealfall von 130 ⁰G bis 160 ⁰C. Für die nachfolgende Behandlung mit Heißgas liegt der geeignete Temperaturbereich zwischen 80 ⁰C und 150 C. Die optimale Temperatur lie gt bei 100 ⁰C, z.B. 90 ⁰C bis 110 ⁰C. Die Zwangskühlung erfolgt vorzugsweise durch einen Luft- und Wasserstrahl bei einer Geschwindigkeit von mindestens 1,5 m/s, wobei der zweckmäßige Geschwindigkeitsbereich zwischen 1,5 und 3*0 m/s liegt.

Im bevorzugten Verfahren wird der zu behandelnde Gegenstand nacheinander an einer Anzahl von Heizstrahlern vorbei durch ein Gehäuse mit Warmluft und vorbei an einer Düse geführt, aus der Kaltluft und Wasser ausgesprüht wird. Die Luft im Gehäuse wird vorzugsweise durch die vorhandenen Heizstrahler erwärmt, sie kann jedoch durch andere wirksame Mittel wie z.B. zusätzliche Heizstrahler oder einen außenliegenden Heißgasgenerator erwärmt werden. Der Gegenstand ist vorzugsweise 3 bis 4 min lang einer Wärmebestrahlung, 3 bis 5 Bin lang einem Heißgas und 0,25 bis 1,5 min lang einer Zwangskühlung auszusetzen, wobei die gesamte Behandlung vorzugsweise 8 min nicht übersteigt.

Ein weiteres Herkmal der Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wärmebehandlungs-Fixierung von geleistetem Schuhzeug mit Oberteilen oder Teilen von Oberteilen aus Poromer-Werkstoff, bestehend aus einem Förderband zur Aufnahme der geleisteten Gegenstände und zum aufeinanderfolgenden Durchlaufen einer Wärmebehandlungszone, in der für die Erwärmung des Poromer-Werkstoffes Heizelemente angebracht sind, mittels welcher der Werkstoff auf eine Fixierungstemperatur erwärmbar ist, worauf die noch eine Temperatur von 100 ⁰C oder mehr aufweisenden Gegenstände an einer Zwangskühlungszone vorbeiführbar sind, deren Zwangskühlungseinrichtungen ausreichen, um die Gegenstände innerhalb eines Zeitraumes von nicht mehr als 1,5 min auf Handhabungstemperatur zu bringen.

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Das Förderband ist vorzugsweise so ausgebildet, daß die aufgenommenen geleisteten Gegenstände der Reihe nach durch eine erste, eine zweite und eine dritte Behandlungszone geführt werden, wobei die erste Behandlungszone aus einer Anzahl von Heizstrahlern besteht, welche hintereinander im Abstand zueinander und zum Förderband liegen, so daß sie zusammen alle Teile der Oberteile der Gegenstände auf eine gleichmäßige Temperatur bringen, die nicht erheblich über der kritischen Temperatur des poromeren Werkstoffes liegt, wobei die zweite Behandlungszone ein Gehäuse aufweist, durch welches sich das Förderband bewegt und in dem sich Einrichtungen zum Erwärmen der Luft im Gehäuse auf eine Temperatur unterhalb der genannten kritischen Temperatur befinden, und wobei die dritte Behandlungszone mit Einrichtungen zur Zwangskühlung der Gegenstände auf Handhabungetemperatur versehen ist.

Die bevorzugte Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse, in welchem das Förderband senkrecht in einer geschlossenen Schleife verläuft, den im unteren Teil des Gehäuses angebrachten Heizstrahlern, dem eine Warmluftkammer bildenden oberen Teil des Gehäuses, einer Zugangsöffnung im Gehäuse zwischen dem ersten Heizstrahler und der Warmluftkammer sowie aus einer Luft/Wassersprühdose, in solcher Anordnung, daß sie einen Kühlstrahl in das Gehäuse oberhalb der Zugangsöffnung richtet.

Die Heizstrahler weisen zweckmäßig Stabelemente auf, die sich horizontal und im rechten Winkel zur Fläche der Förderbandschleife erstrecken. Die in der Nähe des Gehäusebodens befindlichen Heizstrahler haben vorzugsweise eine höhere Heizleistung als die weiter oben und nahe den Wänden angeordneten Heizstrahler. Oer Mindestabstand der Heizstrahler, die eine Leistung von je 1 bis 2 kW haben können, sollte vorzugsweise rund 85 mm bis 160 mn betragen.

An der Warmluftkammer des Gehäuses ist vorzugsweise ein Saugventilator befestigt, der gesteuert durch einen Thermostaten

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- 9 die Varmlufttemeperatur innerhalb vorbestimmter Grenzwerte halt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Anzahl von Sprühdüsen vorgesehen, die jeweils einen Strahl

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mit einem Druck von etwa 0,55 kp/cm bis 0,70 kp/cm , einem Luftdurchsatz von rund 40 l/min bis 115 l/min und einer Wasserflußmenge von ungefähr 1/8 l/h bis 2,5 l/h auf die Gegenstände richten.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden _vBeschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigt:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Angabe des Arbeitsablaufes,

Fig. 2 eine Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2,

Fig. 5 eine Draufsicht auf einen zur Aufnahme auf ein Förderband der Vorrichtung geleisteten Schuh und

Fig. 6 ein Temperatur-Zeit-Diagramm, aus dem die

Temperaturen ersichtlich sind, denen die verschiedenen' Teile eines Schuhs während des Arbeitsablaufe ausgesetzt sind.

Fig. 1 zeigt im Schema eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung des Arbeitsablaufes· Diese Vorrichtung ist mit einem Gehäuse 1 versehen, das eine Öffnung 2 aufweist. Durch diese Öffnung 2 hindurch kann ein Schuh, oder ein anderes zu be-

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handelndes Teil, auf ein fortlaufendes Ketten-Förderband 3 gebracht werden. Im unteren Teil des Gehäuses 1 sind in U-förmiger Anordnung Heizstrahler 4 angebracht. Sie sind mit Reflektoren 5 ausgestattet, von denen die Wärme nach oben und in Richtung Förderband geleitet wird. Der Teil des Gehäuses 1 oberhalb der Öffnung 2 bildet eine Warmluftkammer.

Der Schuh wird durch die öffnung 2 hindurch am Förderband 2 angebracht und wird dann nach unten in Pfeilrichtung 6 an den Heizstrahler 4 vorbeibefördert, so daß die verschiedenen Teile des Schuhs der Reihe nach den Heizstrahlern 4 direkt zugekehrt werden. Der Schuh ist dabei normalerweise in umgekehrter Lage, so daß die unteren Heizstrahler die Schuhoberseite bestrahlen. In der Mitte zwischen den Trumen des Förderbandes 3 befindet sich eine Zwischenwand 8. Wie der Pfeil in Fig. 1 rechts zeigt, dauert die Wärmebehandlung ca. 3,5 min; danach wird der Schuh nach oben und anschließend wieder nach unten durch die Warmluf tkammer der Vorrichtung befördert.bis zu der Zwangskühlungseinrichtung 7· Dieser Vorgang dauert 7»5 min. Der Kühlvorgang kann 0,5 min dauern. Dann befindet sich der Schuh wieder vor der öffnung 2 und kann abgenommen werden.

Fig. 2 bis 4 zeigen Einzelheiten der Vorrichtung. Hierbei kann das Gehäuse 1 als in zwei gleichartige Hälften geteilt angesehen werden, die von den sich gegenüberliegenden Seiten des in der Mitte befindlichen Förderbandes 3 beschickbar sind. Jede Gehäusehälfte hat eine Öffnung 2 bzw. 2¹, wobei die Offnungen durch eine Glasscheibe 9 voneinander getrennt sind. Die Warmluftkammer im oberen Teil des Gehäuses 1 ist mit einem Saugventilator 10 versehen, der mit einem(nicht abgebildeten) Thermostaten in Reihe geschaltet ist.und dazu dient, die gewünschte Warmlufttemperatur im oberen Teil des Gehäuses 1, normalerweise 100 ⁰C aufrechtzuerhalten·

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Die Heizstrahler 4,4· erstrecken sich über die gesamte Breite des Gehäuses und sind in Fig. 3 genauer dargestellt. Wie man daraus ersieht, bestehen die Wände des Gehäuses 1 aus Stahlblechen 11, die mit Isoliermaterial, z.B. einer Asbestschicht 12 ausgekleidet sind. Jeder Heizstrahler weist ein oder mehrere Elemente 4 auf, die an Schwenkarmen 13 angebracht sind, welche von an der Wand oder am Boden des Gehäuses 1 befestigten Halterungen 14 getragen werden. Wände und Boden werden durch Reflektoren 5 von den Heizelementen 4 abgeschirmt»

Der Kettenförderer 3 weist Glieder 15 und Schuhhalterungen 16 ä auf, von denen eine in* Fig. 4 abgebildet ist. Zu beiden Seiten der Förderkette ist an jeder dritten Gliedachse eine drehbare Schuhhalterung 16 angebracht. Sie Schuhhalterung 16 besteht aus einem Winkelarm I7i dessen einer Schenkel - wie in Fig. 4 dargestellt - von der Kette wegzeigt und eine Aufnahmevorrichtung trägt. Diese besitzt einen senkrechten Stift 18, der in eine entsprechende Bohrung 40 (Fig. 5) im hinteren Teil des Leistens paßt, sowie einen Stütsteil 19« auf dem die oberen Seitenflächen 41 (Fig. 5) des hinteren Leistenteils ruhen, wenn der ^Leisten umgekehrt und auf dem Stützteil der Halterung 16 angebracht wird. Da die Schuhhalterungen 16 darüber gelagert sind, wie besonders in Fig. 3 erkennbar ist, befindet sich der Schuh stets in umgekehrter Lage. Die strichpunktierten Linien 20,21 | (Fig. 3) zeigen die jeweilige Lage der Innen- und Außenkante eines an der Schuhhalterung befestigten Schuhs der Größe 7· Die Maße a, b und c zeigen den Abstand der verschiedenen Heizelemente zu der angrenzenden Fläche des Schuhs. Das Haß a beträgt z.B. etwa 13,5 ■■ · b z.B. etwa 118 mm und c z.B. etwa 110 mm.

Die Förderkette 3 läuft über ein oberes Kettenrad 22 und ein unteres Kettenrad 23, das in Fig. 3 dargestellt ist. Das obere Kettenrad 22 ist auf einer Achse 24 befestigt, die sich über

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die gesamte Breite des Gehäuses 1 erstreckt und in Lagern 25»25* dreht. Das untere Kettenrad 23 ist auf einer Achse 26 befestigt, die sich in Lagern 27,27' dreht. Die Zwischenwand 8 kann z.B. aus Stahlblech bestehen. Die Achse 26 ist an einem Bad 29 befestigt, welches über einen Keilriemen oder eine Kette mit einem zweiten Rad 30 verbunden ist. Dieses Bad ist wiederum über ein Untersetzungsgetriebe 32 mit einem Elektromotor verbunden, so daß die Achse 26 mit entsprechend niedriger Drehzahl umläuft.

Sprühdüsen 34 ragen durch die Seiten des Gehäuses 1 im Bereich eines Jeden Fensters oder jeder Öffnung 2,2' heraus. £ie kühlen den Schuh, nachdem die Wärmebehandlung beendet ist und der Schuh eich der Öffnung 2 bzw. 2* nähert. Die Düsen können vom !typ "Watford Setup G83" sein, lieferbar durch The Aerospray Association. Diese Düsen sind ein Teil einer Sprüheinrichtung, welche mit einem niedrigen Luftdruck von etwa 0,5 atü arbeitet und einen sehr feinen, leicht regulierbaren Sprühnebel erzeugt. Die Düsen sind so angeordnet, daß eine größtmögliche Fläche des Schuhoberteils gekühlt wird. Wenn die Sprühvorrichtungen richtig eingestellt sind,kann sich während des Sprühvorgange nur sehr wenig Flüssigkeit auf dem Schuhoberteil bilden. Neben jeder Öffnung 2 werden drei Düsen verwendet, welche in einem auf der Spitze stehenden Dreieck in zwei horizontalen Beihen angeordnet sind. Die oberen Düsen sind ca. 150 mm voneinander entfernt an der Vorder- oder Fensterseite der Zwischenwand 8 angeordnet. Die untere, mittlere Düse befindet sich ca. 200 mm unterhalb der anderen Düsen. Der Abstand der Düsen zum Stift (Fig. 4) beträgt etwa 400 mm. Sie haben einen Gesamtsprühwinkel von rund 60°. Jede Düse hat ein eigenes Einstellventil 35. Ein zentraler Druckregler 36 ist für den ganzen Wasserkreislauf vorgesehen.

In Fig. 6 sind die Temperaturen dargestellt, denen die verschiedenen Teile eines Schuhs der Größe 7 während des Arbeits-

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ablaufs in der Vorrichtung nach der Erfindung ausgesetzt sind. Die verschiedenen Kurven beziehen sich auf die Schuhkappe, den Fersenstreifen, die Fersenversteifung (zwischen Außen- und Innenseite des Fersenstückes), das Vorderblatt, den geleisteten Band und die Rücknaht. Die einzelnen Temperaturen wurden mit !Thermoelementen gemessen.

Die Temperaturkurven zeigen deutlich die Schwierigkeiten, die bei der Wärmebestrahlung einer unregelmäßigen Oberfläche auftreten. Manche !Teile des Schuhs werden dabei mehr erwärmt als andere. Die höchstgemessene Temperatur beträgt 134- ⁰C am λ

Fersenstück, und dicht daran liegt die Temperatur an der Versteifung. Eine Temperatur von nur 78 O wurde im Bindemittel des Leistens gemessen; die meisten handelsüblichen Bindemittel für Leisten vertragen eine solche Temperatur ohne weiteres. Die gemessenen Höchsttemperaturen liegen weit unterhalb der Beschädigungsgrenze und der kritischen Temperatur der meisten Poromer-Werkstoffe. Die Thermoelemente waren jedoch unterhalb der Oberfläche angeordnet, die tatsächlichen Oberflächentemperaturen lagen höher. Darüber hinaus kommen selbstverständlich größere Schuhe den Heizelementen näher, so daß höhere Temperaturen auftreten können. Aus POBVAIR-Werkstoff hergestellte Chelsea-Schuhe sind mit gutem Erfolg in der beschriebenen Vorrichtung behandelt worden. |

Nach einer Wärmebehandlung von 8 min hatten alle Teile jedes Schuhoberteils eine Temperatur im Bereich von 90 ⁰C bis 100 ⁰C. Für die Handhabung des Schuhs ist das zu heiß, und es besteht die Gefahr, daß er beim Berühren bzw. Anfassen beschädigt würde. Sprühnebel gemäß der Erfindung vermindert die Temperatur sehr schnell. An der Schuhkappe z.B. wurde die Temperatur auf 50 ⁰C gesenkt, und andere Teile wurden auf ca. 70 ⁰O abgekühlt. Danach konnten die Schuhe ohne Schwierigkeiten gehandhabt werden.

Die Ergebnisse einer Behandlung einer Anzahl von poromeren Werkstoffen in der beschriebenen Vorrichtung sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt. Die Werte wurden mit dem

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"Satra Dome Plasticity"-Gerät (Kuppel-Plastizitätsmesser) gemessen, das im Journal of the British Boot and Shoe Institution, Band 10, Nr. 4 (JuIi 1962), S. 133 bis 142 eingehend beschrieben ist. Der Zyklus für die Fixierung mit feuchter Wärme umfaßte 1,5 min. Dampf bei 65 ⁰C, gefolgt von 3i5 min Wamrluft von 120 C und dem Strahlungswärme-Fixiervorgang während 3>5 min mit einer Oberflächentemperatur von 160 ⁰C, ferner 4 min Heißgas-Behandlung und schließlich 1,5 min Sprühwasser bzw« -nebel.

Tabelle 1

Fixierung nach 1 Woche in Prozent Werkstoff

Herkömmliche Fixierung durch Feuchtwärme	Satr a-Fixi erung durch Strahlungs wärme
50	69
61	81
38
72	84
42	69
40	64
49	61

Xylee

Corfam Ortix

Hi-Telac Patora Porvair Clarino

Die Ergebnisse weiterer Versuche sind in Tabelle 2 aufgeführt. Bei diesen Versuchen wurde die Wärmefixierung nach verschiedenen Zeiträumen geprüft; die Anfangszeit bezieht sich auf Schuhe, die unmittelbar vom Leisten abgenommen wurden. Die Tabelle zeigt, wie wichtig es ist, die Prozentzahlen der Fixierung während des Zeitraumes einer Woche zu verwenden. Bei allen geprüften poro-

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meren Werkstoffen wird eine sehr hohe Anfangsprozentzahl erreicht, doch tritt nach einer Woche eine erhebliche Bückformung ein« Die Fixierung ist aber bedeutend höher als bei der normalen Fixierung mit feuchter Warmluft. Darüber hinaus hat das "Dome Plasticity"-Gerät eine Kühlwirkung, so daß selbst die niedrigsten Fixierungswerte gemäß Tabelle 2 für die Schuhherstellung ausreichend sind.

	Tabelle	•	2	Fixierung	_m	nach 1
			nach 1	in Prozenten	Woche
	Ausgangswert	Stunde	nach 24	64,0
Werkstoff		79,3	Stunden	79,8
	92,5	85,4	73,1	54,0
Xylee	92,0	74,6	82,9	80,2
Corfaa	85,5	91,3	62,1	65,8
Ortix	94,1	82,0	88,8	64,6
Hi-Telac	90,7	74,9	73,3	57,0
Patora	81,2	73,2	70,4
Porvair	85,5		66,6'
Clarino

Während der Poromer-Werkstoff vorzugsweise auf eines Schuhleisten in seiner Gestalt gehalten wird, kann er auch von einer eines Schuhleisten nachgebildeten Hohlfora, von einem Teil eines Schuhleistens, von eines Teil einer eines Schuhleisten nachgebildeten Hohlfors sowie einer Massiv- oder einer Hbhlfors, die eine Foraoberfläche gesaß der belgischen Patentschrift 745 132 aufweisen, in der Fors gehalten werden. Weitere geeignete Einrichtungen sind in den britischen Patentanaeldungen 4864/69,

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5076/69, 10625/69, 53625/69, 53628/69,53629/69 und 60291/69 beschrieben.

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Claims

Patentansprüche

1.) Verfahren zur Wärmefixierung von geformten poromeren Gegenständen, insbesondere !Teilen für Schuhzeug, dadurch gekennzeichnet , daß unmittelbar nach der Wärmebehandlung und während sich die Teile noch auf einer Temperatur von 100 ⁰C oder darüber befinden und in der gewünschten Form |

gehalten werden, sie einer Zwangskühlung ausgesetzt werden, welche ausreichend ist, um sie innerhalb eines Zeitraumes von höchstens 1,5 min auf Handhabungstemperatur zu bringen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitraum der Zwangskühlung 0,5 min nicht übersteigt,

3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η -. zeichnet , daß der Gegenstand das Oberteil bzw· der Schaft oder ein Teil des Oberteils eines geleisteten Schuhs ist.

4·. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch ge- "

kennzeichnet , daß die Wärmebehandlung eine Erwärmung durch Heißgas einschließt.

5· Verfahren wenigstens nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch

gekennzeichnet , daß die Teile nacheinander der Wärmebestrahlung, einer Heißgasatmosphäre und einer Zwangskülung ausgesetzt werden, während der Werkstoff in der gewünschten Form gehalten wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5»

dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmebehandlung

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von ausreichender Intensität und Dauer ist, um die Oberflächentemperatur des poromeren Werkstoffes auf eine Temperatur zu bringen, die seiner kritischen Temperatur nahekommt, sie aber nicht wesentlich übersteigt.

7· Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Heißgastemperatur unter der kritischen Temperatur des poromeren Werkstoffes liegt.

8. Verfahren nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwangskühlung das Kühlen durch einen Kaltluftstrom einschließt.

9· Verfahren nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwangsluftkühlung durch Sprühen von Kaltwasser oder gleichwertiger flüssigkeit ergänzt wird.

10. Verfahren nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß als poromerer Werkstoff das unter dem eingetragenen Warenzeichen "POEVAIE" auf dem Harkt befindliche Material benutzt wird.

11. Verfahren nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberflächentemperatur des Gegenstandes einen oberen Grenzwert von 160 ⁰C nicht übersteigt.

12. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß der obere Grenzwert der Wärmebehandlung im Bereich von 130 ⁰C bis 16O°C liegt.

13· Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß nach beendeter Wärmebehandlung bis zu einem oberen Grenzwert eine weitere Wärme-

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behandlung mit Heißgas von einer Temperatur im Bereich von ^{0 0}

80 ⁰C bis 150 ⁰C stattfindet.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, beträgt.

net, daß die Temperatur des Heißgases 90 ⁰C bis 110 ⁰C

Verfahren nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche* dadurch gekennzeichnet , daß die Zwangskühlung durch einen Luft- und Wassernebel-Strom mit einer Geschwindigkeit von mindestens 1 _;5 m/s erfolgt.

16. Verfahren nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Teile nacheinander an einer Anzahl von Heizstrahlern vorbei durch ein Warmluft enthaltendes Gehäuse an einer Kaltluft und Wasser sprühenden Düse vorbeigeführt werden»

17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft im Gehäuse durch die Heizstrahler erwärmt wird.

18. Verfahren nach wenigstens einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Teile 3 bis 4 min lang einer Wärmebestrahlung, 3 bis 5 min lang einer Heißluft- und 0,25 bis 1,5 min lang einer Zwangskühlung ausgesetzt werden·

Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet , daß die gesamte Behandlungsdauer 8 min nicht übersteigt.

20. Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeich net, daß der Gegenstand 3,5 min lang einer Wärmebestrahlung, 4 min lang einer Heißluft und 0,5 Bin lang einer Zwangsluftkühlung ausgesetzt wird.

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21. Vorrichtung zur Wärmebehandlungs-Fixierung von geleistetem Schuhzeug mit Oberteilen oder Teilen von Oberteilen aus Poromer-Werkstoff, gekennzeichnet durch ein förderband (3) zur Aufnahme der geleisteten Gegenstände und zum aufeinanderfolgenden Durchlaufen,in der für die Erwärmung des Poromer-Werkstoffes Heizelemente (4) angebracht sind, mittels welcher der Werkstoff auf eine Fixierungstemperatur erwärmbar ist, worauf die noch eine Temperatur von 100 ⁰C oder mehr aufweisenden Gegenstände an einer Zwangskühlungszone vorbeiführbar Bind, deren Zwangskühlungs-Einrichtungen (7) ausreichen, um die Gegenstände innerhalb eines Zeitraumes von nicht mehr als 1,5 nin auf Handhabungstemperatur zu bringen.

22. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch g e k e η η τ zeichnet , daß die Zwangskühlungs-Einrichtung (7) zum, Aufsprühen von Wasser auf die warmen Oberflächen der Teile eingerichtet ist.

23· Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekenn zeichnet , daß die Zwangskühlungs-Einrichtung (7) eine oder mehrere Luft/Wasser-Sprühdüsen (34) umfaßt.

Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 21, 22 oder 23t dadurch gekennzeichnet , daß das Förderband (3) so ausgebildet ist, daß die aufgenommenen Gegenstände der Reihe nach durch eine erste, eine zweite und eine dritte Behandlungszone geführt werden, wobei die erste Behandlungszone aus einer Anzahl von Heizstrahlern (4) besteht, welche hintereinander im Abstand zueinander und zum Förderband (3) liegen, so daß sie zusammen alle Teile der Oberteile der Gegenstände auf eine gleichmäßige Temperatur bringen, die nicht erheblich über der kritischen Temperatur des poromeren Werkstoffes liegt, wobei die zweite Behandlungszone ein Gehäuse (1) aufweist, durch welches sich das Förderband (3) bewegt und in den sich Ein-

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richtungen zum Erwärmen der Luft im Gehäuse (1) auf eine Temperatur unterhalb der genannten kritischen Temperatur befinden, und wobei die dritte Behandlungszone mit Einrichtungen (7) zur Zwangskühlung der Gegenstände auf Handhabungstemperatur versehen ist. .

25· Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet , daß das Förderband (3) mit einer Geschwindigkeit bewegbar ist, bei der die Gegenstände 3 bis 4 min lang einer Wärmebestrahlung, 3 his 5 min lang einer Heißluft und 0,25 his 1,5 min lang einer Zwangskühlung ausgesetzt sind.

26. Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 25« dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit in der gesamten Behandlungs-Vorrichtung 8 min nicht überschreitet.

27· Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet , daß der Gegenstand 3 »5 min lang einer Wärmebestrahlung, 4 min lang einer Heißluft und 0,5 min lang einer Zwangsluftkühlung aussetzbar ist.

28. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 24 bis 27» gekennzeichnet durch ein Gehäuse (1), in welchem das Förderband (3) senkrecht in einer geschlossenen Schleife verläuft, durch im unteren Teil des Gehäuses angebrachte Heizstrahler, durch den eine Warmluftkammer bildenden oberen Teil des Gehäuses (1), durch eine Zugangsöffnung (2) im Gehäuse (1) zwischen dem ersten der Heizstrahler (4) und der Warmluftkammer sowie durch eine Luft/Wasser-Sprühdüse (3^0 in solcher Anordnung, daß sie einen Kühlstrahl oberhalb der Zugangsöffnung (2) in das Gehäuse (1) richtet. ^:

29- Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 28, dadurch ge·» kenn zeich net , daß die Heizstrahler (4) zwischen dem

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Förderband (3) und den Wänden angeordnet sind, welche von Reflektoren (5) abgeschirmt sind, die die Wärme nach oben und in Richtung zum förderband (3) lenken.

JO. Vorrichtung wenigstens nach Anspruch 28 oder 29» dadurch gekennzeichnet , daß die Heizstrahler (4) aus Stabelementen bestehen, die sich horizontal und im rechten Winkel zur Ebene der Förderbandschleife erstrecken.

31. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizstrahler

P (4), welche sich in der Nähe des Gehäusebodens befinden, eine höhere Heizleistung haben als die weiter oben und nahe den Wänden angeordneten Heizstrahler (4).

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 31» dadurch gekennzeichnet , daß elf Heizstrahler (4) vorhanden sind.

33· Vorrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet , daß die Heizstrahler (4) nahe dem Boden eine Leistung von 2 kW und die übrigen eine Leistung von 1 kW haben.

^ 34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 28 bis 33» dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtleistung wenigstens 14 kW beträgt.

35· Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 24 bis 34, dadurch gekennzeichnet , daß der Mindestabstand der Heizstrahler zur Poromer-Oberfläche zwischen etwa 85 mm und 160 mm beträgt.

36. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 28 bis 35» dadurch gekennzeichnet , daß an der Warmluftkammer des Gehäuses (1) ein Saugventilator befestigt ist, der gesteuert durch einen Thermostaten die Heißlufttemperatur innerhalb vorbesteimmter Grenzwerte hält.

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37· Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 21 bis 37* dadurch gekennzeichnet , daß eine Anzahl von Sprühdüsen (34) vorgesehen ist, die jeweils einen Strahl

ο ρ

mit einem Druck von etwa 0,35 kp/cm bis 0,70 kp/cm , einem Luftdurchsatz von rund 40 l/min bis 115 l/min und einer Wasserflußmenge von ungefähr 1/8 l/h bis 2,5 IA auf die Gegenstände bzw. Teile richten.

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