DE2340222A1

DE2340222A1 - Schuhversteifungsmaterial und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2340222A1
Application number: DE19732340222
Authority: DE
Inventors: Harry L Beckwith; Addison W Closson
Original assignee: BECKWITH CORP
Current assignee: BECKWITH CORP
Priority date: 1972-09-28
Filing date: 1973-08-08
Publication date: 1974-04-11
Also published as: FR2201617A5; US3829351A

Description

65-21.21OP(21.211H) 8. 8. 1973

3ECKWITH CORPORATION, Wakefield (Massachusetts 01880), V.St.A,

Schuhversteifungsmaterial tind Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf ein bei der Herstellung von Schuhteilen verwendbares Versteifungsmaterial, insbesondere für Kappen- und Absatzversteifungen, sowie auf ein Verfahren zum Herstellen desselben.

Bisher wurden Kappen- und Absatzversteifungen dadurch hergestellt, daß Webstoff oder Pilzstoff oder ein mit der Nadel bearbeiteter Stoff mit einer Harzmasse getränkt und das Harz anschließend zum Schmelzen gebracht wurde. Diese G-ewebe waren zwar befriedigend in Kappen- und Absatzversteifungen, ihre Festigkeitseigenschaften waren jedoch nicht immer ausreichend,

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insbesondere entlang einem Schrägschnitt des Gewebes. Ihre Fähigkeit zum Verteilen von Stoßkräften ist außerdem sehr begrenzt. Diese Materialien sind auch relativ wenig verdichtet und dick und tendieren dazu, infolge ihrer Masse sichtbar zu werden, wenn sie in einen Schuh eingearbeitet sind. Verhältnismäßig dicke Versteifungsmaterialien sind auch für den Schmelzvorgang des Harzes unerwünscht. Die Wärmeleitfähigkeit des Materials wird durch die "beträchtliche Dicke desselben verringert, und dadurch werden entweder höhere Härtetemperaturen oder längere Verweilzeiten während der Erwärmung erforderlich. Wenn das Schmelzen unter Anwendung eines Lösungsmittels erfolgt, absorbieren dickere Stoffe größere Mengen von Lösungsmittel, die anschließend wieder entfernt werden müssen. Versuche, die Dicke dieser Materialien zu verringern, waren nicht erfolgreich, da dabei die Festigkeitseigenschaften des sich ergebenden Materials in unerwünschter Weise verschlechtert werden. Außerdem ist die zur Bildung des Endmaterials erforderliche Harzkonzentration relativ hoch und daher kostspielig.

Es ist üblich, ein Flanellgewebe mit einem Harzlatex zu tränken, der anschließend geschmolzen wird, so daß ein Versteifungsmaterial für Schuhteile gebildet wird. Dieses Material ist zwar für einige Anwendungszwecke zufriedenstellend, ist jedoch sehr häufig zu spröde. Die unerwünschte Sprödigkeit dieses Versteifungsmaterials ergibt sich dadurch, daß die Faserkonzentration an den Oberflächen des Versteifungsmaterials zu gering ist, um dem Harz Flexibilität zu geben. Außerdem ist bei Baumwollflanell die Faserdichte im Inneren des Gewebes zu hoch, so daß das Gewebe nicht so viel Harz absorbieren kann, daß das resultierende Versteifungsmaterial die gewünschten Festigkeitseigenschaften hat. Das gleiche Sprödigkeitsproblem ergibt sich durch die Verwendung von Geweben, die durch Einnähen von Kunstseiden- oder Nylonfasern in einen grob-

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gewebten Baumwollstoff gebildet sind, da diese nadelbearbeiteten Gewebe dazu tendieren, eine bis zu 80 Gew.-% des Bndprodukts betragende Harzkonzentration aufzunehmen. Versuche, die Paserdichte in dem nadelbearbeiteten oder benadelten Gewebe zu erhöhen, um so die Harzkonzentration des Endprodukts zu verringern, haben nicht zum vollen Erfolg geführt, und das resultierende Versteifungsmaterial ist zu dick und trägt zu sehr auf, um als Kappenversteifung für Schuhe wirklich befriedigend zu sein.

Bei der Verwendung von harzgetränkten doppelt aufgerauhten Baumwollflanellstoffbahnen müssen Absatzversteifungen von Webkante zu Webkante quer über die Gewebebahn geschnitten werden, damit der Stoff die Spannung hat, die zur Vermeidung von Palten oder Bruch der Absatzversteifung erforderlich ist. Diese Art des Zuschneidens wird auch deshalb verwendet, um eine maximale Härte zu erreichen, da sich die Kettfäden in der in den Schuh eingebauten Absatzversteifung in vertikaler Sichtung erstrecken und daher keine sie verstärkende Spannung haben. Die Notwendigkeit dieser Art des Zuschneidens hat zur Folge, daß ein verhältnismäßig großer Teil der Stoffbahn Abfall wird.

Das erfindungsgemäße Versteifungsmaterial ist ein mit Harz getränkter Vliesstoff, der aus einer selbsttragenden Lage gekrempelter Vliesst of fasern wie Kunstseide oder Hylon (Wz) "besteht, die im wesentlichen in der Breitenrichtung des Stoffes verlaufen, sowie einer Vielzahl von Reihen von Garnstichen, die im wesentlichen in der Längsrichtung des Stoffes verlaufen. Die Vliesstoffasern brauchen nicht parallel zur Breitenrichtung zu verlaufen, sondern können von dieser unter einem Winkel von bis zu etwa 45 verlaufen. Die verwendeten Fasern haben eine mittlere Länge, die im wesentlichen zwischen etwa 1,27 cm (0,5") und 10,16 cm (4") liegt, und die

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Reihen von Garnstichen, weisen einen Abstand voneinander auf, der kleiner ist als die mittlere Länge der Pasern und im wesentlichen zwischen 0,31 cm (1/8") und 1,9 cm (0,75") liegt.

Das erfindungsgemäße Versteifungsmaterial weist gegenüber bereits entwickelten Materialien wesentliche Vorteile auf. Ein sehr großer und überraschender Vorteil des erfindungsgemäßen Materials besteht darin, daß es in Schrägrichtung eine größere Zerreißfestigkeit aufweist als in Kett- oder Schuß-, fadenrichtung. Da die Stoßfestigkeit einer Kappenversteifung primär durch die Verteilung der Stoßkraft über den gesamten die Auftreffstelle umgebenden Bereich bestimmt ist, ist die größere festigkeit gegen ein Reißen in Schrägrichtung außerordentlich wichtig. Diese Beobachtung steht in direktem Kontrast zu den bisher entwickelten Versteifungsmaterialien, bei denen die höchste Zerreißfestigkeit in Kett- und Schußfadenrichtung auftritt und entlang der Schrägrichtung einen Zwischenwert erreicht, der üblicherweise das Mittel der Zerreißfestigkeit in Kett- und Schußfadenrichtung ist.

Das erfindungsgemäße Versteifungsmaterial ist auch weit weniger spröde als bereits entwickelte Versteifungsmaterialien, so daß die Anwendung härterer Bedingungen beim Pormungsschritt möglich ist, in dessen Verlauf das Material in einen Schuh eingearbeitet wird. Das erfindungsgemäße Versteifungsmaterial ist auch von geringerer Dicke als bisher verwendete Versteifungsmaterialien und ist deshalb durch das Oberleder hindurch weniger sichtbar, wodurch das sonst notwendige Aufspalten in manchen Fällen in Fortfall gelangen kann. Die geringere Stärke ermöglicht auch die Anwendung weniger harter Bedingungen während der Wärmeaushärtung und verringert die Aufnahme von

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Lösungsmittel während des Schmelzens unter Anwendung eines derartigen Lösungsmittels.

Der erfindungsgemäße harzgetränkte Stoff kann in jeder gewünschten Sichtung zugeschnitten werden zur Bildung von Schuhteilen mit zufriedenstellenden Spannungs- und Festigkeitseigensehaften. Absatzversteifungen und Futterstücke, die aus diesem Stoff zugeschnitten werden, haben daher ungeachtet der Schnittrichtuig eine hinreichend große Spannung, so daß ein Palten oder Brechen unter der Einwirkung normaler Stoßkräfte vermieden wird, und haben selbst in schräger Schnittrichtuig sehr gute Härteeigenschaften. Alle diese Eigenschaften ermöglichen ein Zuschneiden des Stoffes derart, daß sich nur sehr wenig Abfallstoff ergibt.

Der erfindungsgemäße Stoff kann gebildet werden aus einer großen Vielzahl von Pasern wie Kunstseide, Polyamiden (Nylon (Wz)), Polyester, Zellulose, Wolle, Mischungen dieser Materialien o. ä. Wenn die Flexibilität und Elastizität des Versteifungsmaterials erhöht werden sollen, wird vorzugsweise ein aus einem Polyamid gebildeter Stoff verwendet. Wenn die Steifigkeit und Festigkeit des Versteifungsmaterials verbessert werden sollen, wird vorzugsweise ein aus Kunstseidenfasern gebildeter Stoff verwendet.

Als Harzlatex eignen sich Styrol, Styrol-Mischpolymerisate wie Styrol-Akrylate, Styrol-Butadien, und Styrol-Akrylnitril oder Polyvinylchlorid oder Polyvinylacetat, Naturkautschuk und Styrol mit niedrigem Molekulargewicht, das den Stoff in Form einer heißen Schmelze durchtränkt, o. ä. Das fertige Versteifungsmaterial enthält zwischen etwa 50 und 80 Gew.-% Harz, bezogen auf das Gewicht des getränkten Stoffes. Das fertige Versteifungsmaterial hat im wesentlichen eine Dicke

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zwischen etwa 0,762 mm und 2,286 mm,und die Dicke kann arch Änderung der Faserdichte im Grundstoff kontrolliert werr ::ή.

Die Festigkeitseigenschaften des Versteifungsmaterials können ebenfalls verändert werden durch Änderung des Abstandes zwischen den Reihen von Garnstichen, Änderung der Festigkeit . des für die Stiche verwendeten Garns sowie Änderung der Stichdichte. Man erhält eine höhere Festigkeit durch Verringerung des Abstandes zwischen den Stichreihen, durch erhöhte Stichdichte oder durch die Verwendung stärkerer Garne. In bezug auf die Sticharten gibt es keine Beschränkung, Zick-Zack-, Ketten- oder Steppstich sind alle zufriedenstellend, äs !rönnen außerdem Stiche zwischen diesen Reihen vorgesehen Wf. ."den, wie dies in der US-PS 3 329 552 gezeigt ist. Diese Patentschrift offenbart auch ein Verfahren, mit dem die Faserr in Breitenerstreckung des Stoffes gelegt werden.

Durch die Erfindung wird also angegeben ein Versteifung.naterial für Schuhteile, bestehend aus einem harzgetränkt.,ι Vliesstoff. Der Stoff besteht aus einer selbsttragenden l>age von Vliesstoffasern, die im wesentlichen in der Breiter richtung des Stoffes verlaufen, sowie einer Vielzahl von Reihen von Garnstichen, die im wesentlichen in der .U.igsrichtung des Stoffes verlaufen. Die Stichreihen haben voneinander einen Abstand, der kleiner ist als die aittlere Länge der Fasern,,

Das Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Versteifungsmaterials besteht darin, daß der Stoff mit einem Harzlatex getränkt, der getränkte Stoff getrocknet und das darin enthaltene Harz durch Erhitzen oder Anwendung eines Lo ungsmittels ausgehärtet oder geschmolzen wird.

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Die Erfindung wird im folgenden an. Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte, die bei der Erfindung zur Anwendung gelangen;

Pig. 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Kappenversteifung; und

Pig. 3 eine Querschnittsansicht der Kappenversteifung entlang der Schnittlinie 3-3 von Pig. 2

Wie Pig. 1 zeigt, wird ein Stoff 1 über eine Führungswalze 3 und unter einer Führungswalze 4 hindurch unter die Oberfläche eines Harzlatexbades 2 geführt, so daß der Grundstoff 1 mit dem Harzlatex durchtränkt wird. Nach Verlassen des Bades 2 läuft der mit Harz getränkte Stoff 5 zwischen Quetschwalzen und 7 hindurch, die in dem Stoff vorhandenen überschüssigen Harzlatex entfernen. Der durchtränkte Stoff 5 wird dann über erhitzte oder gekühlte Trommeln 8 und 9 und anschließend durch Quetschwalzen 10 und 11 geführt, so daß man einen durchtränkten Stoff 12 der gewünschten Dicke erhält. Anschließend kann das Harz in herkömmlicher Weise geschmolzen oder ausgehärtet werden, beispielsweise durch Erhitzen oder durch Kontakt mit einem lösungsmittel, das das Harz löst.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, besteht das Versteifungsmaterial aus einem Grundstoff, der aus einer Lage von Vliesstoff asern 15 besteht, die im wesentlichen in Richtung der Stoffbreite verlaufen, sowie einer Vielzahl von Reihen von Garnstichen 16, die im wesentlichen in Stofflängsrichtung verlaufen und die, wie Fig. 3 zeigt, eine Schlingenstichkonfiguration haben können. Eine Kappenversteifung 17 ist unter einem Winkel zu ihrer

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Dicke entlang ihrer Basis 18 zugeschnitten, wodurch das Einpassen der Kappenversteifung in einen Schuh erleichtert wird.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung, stellen jedoch, keine Beschränkung derselben dar.

Beispiel I

Dieses Beispiel veranschaulicht ein Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Versteifungsmaterials und veranschaulicht ferner die sehr guten Pestigkeitseigenschaften dieses Materials im Vergleich zu Versteifungsmaterial, das aus einem mit der Nadel bearbeiteten Grundgewebe oder einem Baumwollgewebe hergestellt ist. Ein durch Stiche gebundener Stoff, bestehend aus im wesentlichen in der Breitenrichtung liegenden Kunstseidenfasern und in der Längsrichtung des Stoffes verlaufenden, mit der Nadel gearbeiteten Reihen von Stichen aus einem Polyestergarn, wurde mit einem Styrolakrylat-Latex getränkt, bei 120 ⁰C für etwa 8 min getrocknet und durch Eintauchen in Toluol gelöst. Vor dem Durchtränken mit Harz wog der Grundstoff 221,13 g pro

ρ
0,836 m , das Garn war in Schlingstichen mit 12 Stichen pro 2,54 cm vernäht, und die Stichreihen hatten voneinander einen Abstand von 9,5 mm. Das ausgehärtete Versteifungsmaterial enthielt etwa 70 Gew.-% Harz und war 1,09 mm dick.

Das gleiche Durchtränken mit Harz und die gleichen Aushärtungsschritte wurden wiederholt mit einem mit der Nadel bearbeiteten Gewebe, bestehend aus Kunstseidenfasern, die in einen grobgewebten Baumwollstoff eingenäht waren, sowie mit einem Baumwollflanellgewebe. Vor dem Durchtränken wog das mit der

2 Nadel bearbeitete Gewebe 226,8 g pro 0,836 m , und das daraus

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gebildete ausgehärtete Versteifungsmaterial hatte eine Dicke von 1,85-2,10 mm. Der Baumwollflanell wog 238,1 g pro

0,836 m , und die Dicke des daraus gebildeten ausgehärteten Versteifungsmaterials war 1,47-1,65 mm. Das mit der Nadel bearbeitete Versteifungsmaterial enthielt 77 Gew.-% Harz, bezogen auf das Endprodukt. Das Baumwollflanell aufweisende Versteifungsmaterial enthielt 73 G-ew.-^ Harz, ebenfalls bezogen auf das Endprodukt.

Jedes Versteifungsmaterial wurde auf Zerreißfestigkeit und Dehnung bei Bruch auf einer Scott-Vorrichtung geprüft, und folgende Ergebnisse wurden erhalten:

	T a b e 1 1 »	3 I ,	Dehnung (mm)	Planell stoff	Dehnung - (mm)
			50,8	Zerr, (kg)	28,57
	zusammen genähter Stoff		52,38	34,0	22,19
	Zerr. Dehnung (kg) (mm)	nadel bearbeiteter Stoff	53,97	36,3	66,65
Kettfaden richtung	15,9 30,14	Zerr, (kg)		35,4
Shußfade> richtung	9,07 69,8	20,9
Schräg richtung	22,2 66,65	24,9
21,8

Wie die Tabelle I zeigt, hatte am Verlauf des Schrägschnittes nur das erfindungsgemäße Versteifungsmaterial eine höhere Zerreißfestigkeit als entlang dem Kett- oder dem Schußfadenverlauf und ist daher in bezug auf Verteilung einer einwirken-

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den Stoßkraft über den gesamten der Auftreffstelle benachbarten Bereich den beiden anderen Versteifungsmaterialien weit überlegen.

Beispiel II

Das gemäß Beispiel I angewendete Verfahren der Herstellung von Versteifungsmaterialien aus einem G-rundstoff und einer Harzmasse wurde wiederholt, und zwar mit einem doppelt auf-

.gerauhten Baumwollflanellgewebe, das 184,27 g pro 0,836 m wog, einem mit weiten Stichen zusammengenähten Stoff aus Kunstseidenfasern mit Stiehreihenabständen von 9,5 mm und einem Ge-

wicht von 212,62 g pro 0,836 m , und mit einem durch enge Stiche vernähten Stoff aus Kunstseidenfasern mit Stichreihenabständen von 6,35 mm und einem Gewicht von 155,92 g pro

ρ
0,836 m . Das ausgehärtete, aus Harz und mit weiten Stichen vernähtem Gewebe bestehende Material enthielt 77 Gew.-% Harz. Das ausgehärtete, aus Harz und Flanell bestehende Material war 0,91 mm dick und enthielt 73 Gew.-^ Harz, Das aus ausgehärtetem Harz und mit engen Stichen verbundenem Stoff bestehende Material war 0,96 mm dick und enthielt 70 Gew.-% Harz. Jedes Material wurde in der in Beispiel I beschriebenen Weise untersucht, und folgende Ergebnisse wurden erhalten:

Tabelle

II

aufgerauhter Planeil

weitstichig verbundener Stoff

engstichig

verbundener

Stoff

Kettrichtung

Schußrichtung

Schrägrichtung

Zerr. Dehnung (kg) (mm)

12,7 22,19

21,8 52,38 15,4 47,59

Zerr. Dehnung

(kg) (mm)

7,26 26,98

0,454 57,15

9,07 66,65

Zerr. Dehnung (kg) (mm)

12,7

15,85

7,71 52,38 24,0 60,31

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Wie die Tabelle II zeigt, hat nur das in der erfindungsgemäßen Weise mit Garnstichen verbundene Material in Schrägriehtuig eine höhere Zerrexßfestigkeit als in Richtung der Kett- oder Einschußfäden.

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Claims

Patentansprüche

l.iYersteifungsmaterial für Schuhteile, dadurch gekennzeichnet , daß das Material ein mit einem Harz oder Harzlatex getränkter Vliesstoff ist und aus einer selbsttragenden Lage von Vliesstoffasern, die im wesentlichen in der Breitenrichtung des Stoffes verlaufen, und einer Vielzahl von Reihen von Garnstichen, die im wesentlichen in der Längsrichtung des Stoffes verlaufen, besteht, . wobei die Stichreihen einen Abstand voneinander haben, der kleiner ist als die mittlere Länge der Fasern.
2. Verfahren zum Herstellen eines Versteifungsmaterials für Schuhteile, gekennzeichnet durch Tränken eines Stoffes mit einem Harzlatex, wobei der Stoff aus einer selbsttragenden Lage von Vliesstoffasern, die in der Breitenrichtung des Stoffes verlaufen, und einer Vielzahl von Seihen von Garnstichen, die im wesentlichen in der Längsrichtung des Stoffes verlaufen, besteht und die Stichreihen einen Abstand voneinander haben, der kleiner ist als die mittlere Länge der Fasern,

Trocknen des mit Harz getränkten Stoffes und Kalandern des trockenen Stoffes zur Bildung eines Versteifungsmaterials, das zwischen 50 und 80 Gew.-% Harz, bezogen auf das Gewicht des getränkten Stoffes, enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Erwärmen des trockenen getränkten Stoffes zum Schmelzen des Harzes.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lösen des Harzes der trockene getränkte Stoff mit einem Lösungsmittel in Berührung gebracht wird.

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5. Versteifungsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pasern Kunstseidenfasern oder Polyamidfasern oder Polyesterfasern oder Zellulosefasern oder Mollfasern sind.

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