DE2405450C2

DE2405450C2 - Verfahren und Vorrichtung zum fortschreitenden Aufbringen einer Klebstoffschicht mittels einer Klebstoffdüse auf eine Werkstückoberfläche

Info

Publication number: DE2405450C2
Application number: DE2405450A
Authority: DE
Inventors: Gordon Vandell Danvers Mass. Spargue jun.
Original assignee: USM Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 1973-02-05
Filing date: 1974-02-05
Publication date: 1985-08-01
Also published as: BR7400825D0; DE2405450A1; JPS588908B2; IT1007209B; FR2216339B1; US3911173A; FR2216339A1; AU6516874A; ES423123A1; JPS507838A; GB1455185A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 4.

Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Art sind insbesondere zur Klebstoffverbindung von Teilen relativ großer Dicke geeignet, d. h. von Teilen, durch die hindurch Wärme zur Aktivierung von Klebstoff nur schwer zu übertragen ist. Dies ist bei der Verbindung von Laufelementen an den Befestigungs- bzw. Klebeflächen von Schuhteilen der Fall. So können das Verfahren und die Vorrichtung z. B. zur Befestigung von Außensohlen an Schuhschäften angewandt werden. Die Befestigung von Außensohlen an Schuhschäften ist wegen der bei der Benutzung des Schuhs auftretenden Spannungen ein besonders schwieriges Problem und die folgende Beschreibung bezieht sich auf die Verbindung von Schuhsohlen mit aufgeleisteten Schuhschäften.

In der US-PS 34 83 582 ist anhand der Befestigung von Außensohlen an der Unterseite von Schuhschäften ein Klebeverfahren beschrieben, bei dem eine dünne Folie aus zusammenhängenden Strängen eines thermoplastischen, synthetischen, polymeren Harzes auf einer Klebefläche vor der Aktivierung der Klebstoffzusammensetzung der unter Druck zu verbindenden Teile angeordnet wird.

Durch Verwendung dieser bekannten Folie aus Strängen einer thermoplastischen, polymeren Klebstoffzusammensetzung können gute Verbindungen erhalten werden. Es treten jedoch bestimmte Nachteile

ίο auf. Die vorgeformte Folie muß aufgebracht und festgehalten werden; ein zusätzlicher Vorgang ist das Zuschneiden der Folie auf die Form der Klebefläche. Die vorgeformte Folie kann nicht mit allen auf einem Lösungsmittel basierenden Klebstoffzusammensetzungen verwendet werden.

Aus der US-PS 32 78 959 ist ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art bekannt Bei dieser bekannten Verfahrenstechnik steht die Düse in Berührung mit der zu beschichtenden Werkstückoberfläche. Es ist schwierig, die Dicke der Klebstoffschicht zu steuern, da diese Dicke durch den Druck bestimmt wird, der der Werkstückoberfläche durch die Düse mitgeteilt wird. Die Breite der Klebstoffschicht kann bei dieser bekannten Verfahrenstechnik nur durch verschiedene Düsen variiert werden, was sowohl apparativ wie verfahrenstechnisch recht aufwendig- ist

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Unzulänglichkeiten der bekannten Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden und ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der irr, Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 4 genannten Art zu schaffen, mit denen in einfacher Weise einheitliche Abmessungen der Klebstoffschicht erzielt und diese Abmessungen variiert werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren bzw. einer Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 4 erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 bzw. 4 gelöst. Erfindungsgemäß kann die Klebstoffschicht einheitlich auf die Werkstückoberfläche aufgebracht wero-i: ohne jeglichen Kontakt zwischen der Werkstückoberfläche und der Düse. Die Breite der Klebstoffschicht kann erfindungsgemäß in einfacher Weise durch Veränderung des Abstandes der Düsenauslaßöffnung von der zu beschichtenden Werkstückoberfläche varriert werden.

Bevorzugte funktionstüchtige thermoplastische Klebstoffe für das erfindungsgemäße Verfahren, das insbesondere bei einem Sohlenbefestigungsverfahren angewandt wird, erfordern eine besondere Kombination physikalischer Eigenschaften. Im allgemeinen muß der Klebstoff wenigstens soweit thermoplastisch sein, daß er nicht vorzeitig aushärtet. Geeignete Polymere sind Polyester und Copolyester aus einer Reaktion von Dicarbonsäuren und Glycolen oder aus Lacton oder Gemischen hiervon, Polyamide, z. B. Adipinpolyesteramide, in denen die Hydroxykomponente 1,6-Hexanediol, 1-4-Butanediol oder Äthylenglyco! ist, stereospezifisch katalysierte Polymere von Vinylalkyläther, wobei die Alkylgruppe 1 bis 4 Kohlenstoffatome enthält, Polymere und Copolymere niedriger Alkylacrylate und Methacrylate, Vorzugsweise werden Materialien mit einem Molekulargewicht kleiner als 50 000 verwendet, da sie die notwendige Fließfähigkeit zur Bildung von Fäden zum Benetzen und zum Eindringen haben. Gemische von polymeren Materialien mit Molekulargewichten

es über diesem Wert mit Harzen mit geringerem Molekulargewicht können die physikalischen [Eigenschaften der bevorzugten Materialien zur Verwendung bei dem vorliegenden Verfahren annähernd erreichen. Man hat fest-

gestellt, daß der Klebstoff einen relativ weiten Temperaturbereich von wenigstens 20⁰C hat, in welchem er viskoelastisch ist, wenn er aus dem. geschmolzenen Zustand abgekühlt wird. Der Ausdruck »viskoelastisch« bezieht sich auf einen Zustand, in dem der Klebstoff etwas gummiartig, jedoch unter Druck verformbar und fließfähig ist, damit ein Herausquetschen bei dem Druck vermieden werden kann, der bei der Sohlenbefestigung angewandt wird. Gleichzeitig erlaubt der Klebstoff im viskoelastischen Zustand eine begrenzte Bewegung z. B. der Schuhsohle relativ zu dem aufgeleisteten Schuhschaft. Der Temperaturbereich des viskoelastischen Zustands der bevorzugten Klebstoffe kann von etwa 10° C bis etwa 60° C unter dem Schmelzpunkt des Klebstoffs reichen. Der Klebstoff sollte bei Temperaturen von wenigstens 50° C in einem festen, zähen Zustand aushärten. Andere wichtige Eigenschaften sind eine relativ hohe Festigkeit, Zähigkeit und wenigstens eine begrenzte Flexibilität bei Raumtemperatur, damit der Klebstoff erfolgreich die hohen Beanspruchungen bei der Benutzung eines Schuhs aushalten kann.

Hine verwendbare Gruppe von Poiyestermateriaiien für den Klebstoff sind diejenigen, die auf Ter^phthalat, Isophthalat, Sebacat oder Succinaten und dergleichen Copolymeren basieren. Bevorzugte Polyestermaterialien umfassen Kondensate eines niedrigeren Alkylenglycols wie Äthylenglycol oder Butylenglycol mit Dicarboxylsäuren, z. B. Kondensate von 1,4-Butandiol mit gemischten Terephthalat- und Isophthalatkomponenten in dem Molverhältnis von 1:1 bis 4:1 und Kondensate von Äthylenglycol und 1,4-Butandiol und Gemischen hiervon mit gemischten Terephthalat-, Isophthalat- und Sebacatkomponenten bis zu Prozentsätzen von 40 bis 60% Terephthalat, 20 bis 50% Isophthalat und 10 bis 20% Sebacat. Diese Pulyesterrnaierialien werden durch Kondensation hergestellt, damit sie Schmelzpunkte von 80 bis 200°C haben.

Dieser viskose fließfähige Klebstoff zum Extrudieren in Form eines Fadens und zum Aufbringen in Form eines Bandes sich überlappender Schleifen kann auch ein Klebslofi in Form einer Lösung sein, der normalerweise eine Lösung eines synthetischen Harzes in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel ist. Dabei muß die Klebstofflösung eine derartige Eigenschaft haben und unter solchen Bedingungen aufgebracht werden, daß die die Lösung als kontinuierlicher Faden extrudiert wird und durch aas Verfahren zum Aufbringen nicht in Tropfen oder Fibrillen zerteilt wird. Synthetische polymere Harzmaterialien zur Verwendung in auf einem Lösungsmittel basierenden Zusammensetzungen sind im wesentlichen lineare, vorzugsweise langkettige Polymere, die glatte viskose Lösungen bilden, die im wesentlichen frei von disruptiver Geleestruktur oder vernetzten Teilen sind, so daß, wenn ein Gasstrom verwendet wird, um dem Faden eine Drehung zu verleihen, die axiale Komponente des Gasstroms das extrudierte Material schwächt. Geeignete Matria'ien können unter Polyamiden, Copolyamide^ Polymeren und Copolymeren von Acryl- und Methacrylsäureestern, Polymeren und Copoiymeren von Vinylacetat, im wesentlichen linearen t>o Elastomeren einschließlich Polyurethanen, Epoxyharzen und Zellulosederivaten, z. B. Zelluloseacetat und Zellulosenitrat gefunden werden. Die Schwächung des Fadens bewirkt eine wenigstens begrenzte Orientierung der Polymermoleküle und erfordert, daß sich eine mole- t.~> kulare Kette zu ciiiT benachbarten relativ verschiebt. Mine Störung durch Geleepartikel oder vernetzte Teile oder andere Unret:clm;i:jijrkeiten in dem e\trudierten Material würde eine gleichmäßige Schwächling beeinträchtigen und unter Bildung von Fibrillen oder Tropfen zum Bruch des extrudierten Materials führen. Bei diesen Vorgängen kann das Lösungsmittel in bestimmten Fällen als Weichmacher und der Klebstoff als ein im wesentlichen thermoplastischer Klebstoff betrachtet werden und in diesen Fällen kann das Lösungsmittel nach dem Extrudieren entweder vor oder nach dem Aufbringen des Fadens auf die Oberfläche zur Bildung eines Klebstoffbandes weitgehend verdampfen.

Bei der Anwendung eines solchen Klebstoffs enthält der Klebstoff ein flüchtiges organisches Lösungsmittel eines im wesentlichen linearen, langkettigen Polymers in einem Prozentsatz, der die Viskosität des Klebstoffs auf einem relativ hohen Wert hält, jedoch zum Extrudieren mit der gewünschten Geschwindigkeit ohne Beschädigung des Fadens ausreichend niedrig ist. Im vorliegenden Fall ist es wichtig, die Extrusionsgeschwindigkeit unter derjenigen zu halten, bei der dieser »Durchschmelzbrurh« auftritt. Die Schwächungsrate muß ebenfalls gesteuert werden, um eine I.'-'terbrechung des extrudieren Stranges bzw. Fadens zu vermeiden, und dieser Faktor hängt von der Schwächungszugkraft eines Gasstroms ab, der auf den Strang bzw. Faden wirkt. Im vorliegenden Fall kann diese Schwächungszugkraft nicht nu' von der Geschwindigkeit und dem Angriffspunkt (relativ zu dem Ende der Extrusionsdüse) eines Gasstroms gesteuert werden, sondern auch von der Länge des Strangs bzw. Fadens zwischen der Düsenöffnung und der Oberfläche, auf die der Strang bzw. Faden aufgebracht wird. Dies bedeutet, daß, je größer der Abstand zwischen der Düse und der Ablagerungsfläche ist, desto langer ist der Teil des Fadens, auf den der Gasstrom einwirkt, und damit ist der Oberflächenbereich des Strangs bzw. Fadens umso größer, auf den der Gasstrom eine Schwächungskraft ausüben kann. Man hat festgestellt, daß, wenn die Düse nur z. B. etwa 25,4 mm von der Oberfläche entfernt ist, auf die der Klebstoff aufgebracht werden soll, ein wesentlich dickerer Faden aufgebracht wird, als wenn der Abstand zwischen der Düse und der Ablagerungsoberfläche etwa 38,1 mm beträgt. Der übliche Feststoffgehalt für einen geeigneten Klebstoff kann im Bereich von etwa 25 bis 35 Gewichtsprozent liegen. Jedoch kann ein Feststoffgehalt von etwa 50% zur Anwendung gelangen, wenn der Klebstoff eine ausreichend niedrige Viskosität zum Extrudieren, Schwächen und Benetzen der Oberfläche aufweist. Die Richtung, Geschwindigkeit und der Angriffspunkt eines verwendeten Gasstroms können gesteuert werden, um die Schwächung auf diejenige zu begrenzen, bei der das Aufbringen des extrudierten Fadens ohne Bruch möglich ist. Der Abstand zwischen der Düse und der Ablagerungsoberfläche wird auf einen Wert eingestellt, der eine at'Teichende Schwächung des extrudierten Strangs bzw. Fadens ermöglicht, jedoch nicht so groß ist, daß eine übermäßige S?hwächungswirkung des Gasstroms auf den Faden bzw. Strang hervorgerufen wird. Zusätzlich zu diesen Steuerungselementen enthält der auf einem Lösungsmittel basierende Klebstoff vorzugsweise einen Lösungsmittelanteil, der ausreicht, um den extrudierten Klebstoff klebrig und vorzugsweise fließfähig zu halten, um die Oberfläche für eine ausreichende Haftfestigkeit zu benetzen, wobei der Lösuiigsimtlelverlust während des Aufbringens berücksichtigt wird. Der Klebstoff soll ausreichend Lösungsmittel enthalten, so daß der aufgebrachte Faden noch fließfähig ist und die aufgebrachten Schleifen zu einem kontinuierlichen gleichmäßigen Band mit scharf festgelegten Kanten zu-

sammenfließen.

Obwohl bei der obigen Erläuterung die Betonung auf der Wirkung des Lösungsmittels bei der Steuerung der Viskosität bei dem auf einer Lösung beruhenden Klebstoff während der Ablagerung durch das vorliegende i Verfahren lag, können selbstverständlich auf einer Lösung beruhende Klebstoffe auch bei erhöhten Temperaturen extrudiert werden, bei denen Hitze und Lösungsmittel zusammenwirken, um die Viskosität des Klebstoffs zu verringern, in

Obwohl bei den im folgenden beschriebenen Verfahren der fließfähige Klebstoff auf einen Oberflächenteil eines aufgeleisteten Schuhschafts aufgebracht wird, kann bei dem Verbinden von Sohlenteilen mit Schuhschäften der Klebstoff auch auf die Klebefläche des Sohlenteils aufgebracht werden. Außerdem kann die Ablagerung des Klebstoffs als Band auf eine Werkstückfläche auch erreicht werden, wenn die Klebefläche stationär ist und die Abgabeöffnung des Klebstoffs über die Klebefläche bewegt wird.

Um die richtige Steuerung der Extrusion und Ablagerung zu unterstützen, kann die folgende Erläuterung von Wirkungen der verschiedenen Faktoren von Hilfe sein. Es wurde festgestellt, daß. wenn die Zufuhrgeschwindigkeit eines bestimmten fließfähigen Klebstoffs zu der Extrusionsdüse erhöht wird, eine entsprechende Zunahme des Durchmessers des Fadens, ein verringerter Schwächungsgrad und eine Veringerung des Durchmessers der aufgebrachten Schleifen und der Schleifengeschwindigkeitsbildung, d. h. der Schleifen pro Sekun- jo de eintritt. Eine Zunahme der Geschwindigkeit des Gasstroms hat eine Wirkung, die im wesentlichen zu derjenigen der Zunahme der Klebstoffzufuhrgeschwindigkeit entgegengesetzt ist. Dies bedeutet, daß eine erhöhte Gasgeschwindigkeit den Durchmesser des Klebstofffadens verringert, die Schwächung des Fadens erhöht und den Durchmesser der Schleifen und die Schlcifcnbiidungsgcschwindigkeii ernöhi. Die Wirkung der Erhöhung der Viskosität ist ähnlich der Wirkung der Zunahme der Geschwindigkeit der Klebstoffzufuhr zu dem Extruder, sie führt nämlich zu einem erhöhten Fadendurchmesser, einer Verringerung des Schwächungsgrades des Fadens und zu einer Verringerung des Durchmessers der gebildeten Schleifen und der Geschwindigkeit, mit der die Schleifen gebildet werden. Es wurde festgestellt, daß der Fadendurchmesser ein geeigneter Anhaltspunkt für eine geeignete Klebeschicht ist. da, wenn der Durchmesser des Fadens zu groß wird, der Durchmesser der Schleifen sich verringert und hierdurch Unregelmäßigkeiten mit entsprechender ungleichmäßiger Verteilung des Klebstoffs und eine nicht zufriedenstellende Bandkantenbegrenzung hervorgerufen werden. Der maximale Fadendurchmesser ändert sich mit verschiedenen Klebstoffen. Als grober Anhaltspunkt ergibt sich jedoch, daß bei der Ablagerung geschmolzener thermoplastischer Klebstoffe der Durchmesser vorzugsweise zwischen etwa 0,05 bis 0,18 mm liegen sollte. Der Durciimesser der Schleifen und damit die Breite des Klebstoffbandes hängt ebenfalls von dem Abstand der Düse von der Oberfläche ab. Ein größerer Abstand der Düse von der Oberfläche ergibt Schleifen mit größerem Durchmesser. Gewöhnlich sollte der Abstand der Düse von der Oberfläche nicht über etwa 76 mm liegen, um die Steuerung des Ablagerungsmusters sicherzustellen. Insbesondere bei der Ablagerung von geschmolzenem thermoplastischen Klebstoff wurde es als wichtig festgestellt, erhitztes Gas für den Gasstrom zuzuführen, vor allem bei höheren Abständen /wischen Düse und Oberfläche, Lim ein vorzeitiges Abkühlen des extrudieren Klebstoffs und der Oberfläche zu vermeiden, was zu einer Störung der gewünschten Klebstoffverbindung mit der Oberfläche führen könnte. Im allgemeinen sollte die Temperatur des Gasstroms innerhalb von etwa 38 C gleich derjenigen des extrudierten geschmolzenen Klebstoff sein. Eine höhere Geschwindigkeit des Gasstroms ergibt ebenfalls dünnere Fäden und erhöhl die Frequenz der Drehbewegung, so daß sich mehr Schleifen feineren Fadenmaterials ergeben. Die Schleifen bleiben, wenn sie aus geschmolzenem thermoplastischen Klebstoff gebildet werden, getrennt, können jedoch zu einer Gesamtschicht innerhalb der Ränder des Bandes zusammenfließen, wenn sie aus einem auf einer Lösung basierenden Klebstoff gebildet werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der F i g. 1 und 2 beispielsweise erläutert. Es zeigt

F i g. I eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung zum Aufbringen von Klebstoff auf die Sohlenklebefläche eines aufgeleisteten Sehuhschafts nach dem Verfahren gemäß der Erfindung, wobei Teile der Vorrichtung weggebrochen sind, und

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht, wobei einige Teile längs der Linie H-Il in F i g. 1 geschnitten sind, aus der die Vorrichtung zum Aufbringen von Klebstoff und die Ablagerung von Fadenschleifen heiß geschmolzenen Klebstoffs hervorgehen, der auf die Sohlenklebeifläche des aufgeleisteten Schuhschafts nach dem Verfahren aufgebracht wird.

Das Verfahren besteht darin, einen fließfähigen Klebstoff, z. B. einen heiß geschmolzenen Klebstoff oder einen viskosen, auf einem Lösungsmittel basierenden Klebstoff, auf eine von einer Sohlenklebefläche 20 eines Schuhschafts 12 gebildete Fläche aufzubringen.

Bei der Durchführung des Verfahrens wird ein Klebstoffaden 26 kontinuierlich auf die Sohlenklebefläche 20 eines uufgciciSicicn DCniinSCnüiiS 12 äüigcufäüiii, üffi ein Klebstoffband 14 zu bilden, das in Form einer fortlaufenden Reihe sich überlappender Schleifen 18 angeordnet wird. F i g. 2 zeigt, daß die Ränder 22 des Bandes 14 eine relativ größere Klebstoffmenge pro Längeneinheit des Bandes als die zentralen Teile des Bandes aufweisen, da die Teile der Schleifen nahe den Rändern unter einem kleineren Winkei zu der allgemeinen Richtung des Bandes 14 verlaufen. Die zentralen Teile 24 des Bandes bestehen aus im Abstand befindlichen Fadenschleifen 18, die sich mit anderen im Abstand befindlichen Fadenschleifen 18 überlappen und einen erheblichen Anteil von z. B. wenigstens etwa 25% oder mehr der Gesamtfläche des zentralen Teils 24 frei von Kle^ustoff lassen.

Der Faden 26 wird gegen die Fläche 20 aus einer Auslaßöffnung 46 einer Düse 28 einer Vorrichtung zum Aufbringen von Klebstoff gerichtet, die von der Klebefläche 20 des Schuhschafts im Abstand angeordnet ist. Dem Klebstoffaden, der die öffnung 46 verläßt, wird eine Drehbewegungskomponente verliehen und der Faden wird gegen die Fläche 20 auf einer allgemeinen Kreisbahn gerichtet, die eine im wesentlichen konische Umhüllung um eine Achse der öffnung 46 erzeugt, die sich zu der Fläche 20 erstreckt. Zugleich mit der Extrusion von Klebstoff aus der Düse 28 wird eine relative Bewegung zwischen der öffnung 46 und der Fläche 20 mit einer Geschwindigkeit durchgeführt, die zu der Geschwindigkeit in Beziehung steht, mit der der Klebstoff aus der Düse 28 extrudiert wird, und zu der Frequenz der Drehung des Fadens auf einer allgemein kreisförmi-

gen Bahn um die Achse der Öffnung 46, um das Klebstoffband 14, das ;)iif die Fläche 20 aufgebracht wird, in der eben beschriebenen Form zu bilden.

Die Düse 28 ist mit einer Vorratsvorrichtung 34 verbunden, welche der Düse 28 fließfähigen Klebstoff unter Druck zuführt. Wie F i g. 2 zeigt, erhält der F.inlaßkanal 36 der Düse 28 den Klebstoff von der Vorratsvorrichtung 34. Der Kanal 36 endet in einer Auslaßöffnung 38, die eitlen Durchmesser von etwa 0.0013 mm hat. Dcι Kanal 36 ist in einem Innenkörper 50 der Düse 28 gebildet. der eine Außenfläche 40 hat, die sich nach innen zu der Auslaßöffnung 38 im wesentlichen konisch verjüngt. Ein Außenkörper 42 der Düse 28 umgibt den Innenkörper 50 und ist an einem oberen Teil 48 dieses Körpers abdichtend befestigt. Ein unterer Teil des Außenkörpers ti 42 begrenzt zusammen mit der Außenfläche 40 des Innenkörpers 50 einen ringförmigen, konischen, die Gasauslaßeinrichtung bildenden Kanal 44. der in der Auslaßöffnung 46 endet, die die Auslaßöffnung 38 umgibt. Die Öllnung 4b ist nahe der AuslaUöilnung in des Kanals 36 und koaxial zu dieser angeordnet. Die Auslaßöffnung 46 hat einen Durchmesser von etwa 3,2 mm und eine Breite von etwa 0,0008 mm. Die Auslaßöffnung 38 ist bezüglich der öffnung 46 der Düse 28 nach innen zurückgesetzt.

Zwei die Einiaßeinrichtung bildende Einiaßrohre 52 für einen Luftstrom in der Düse 28 haben Ausgänge, die mit dem Ringkanal 44 in Verbindung stehen. Die beiden Einlaßrohre 52 sind einander allgemein gegenüber angeordnet, wie F i g. 2 zeigt. Ihre Ausgangsenden, die mit dem Kanal 44 in Verbindung stehen, sind jedoch aus der diametral gegenüberliegenden Anordnung in der Größenordnung von etwa 0,0025 mm etwas versetzt, um ein Verdrehen des Luftstroms 30, der in die Düse durch die Ausgangsenden eingeführt wird, um den Ringkanal 44 hervorzurufen, bevor der Luftstrom durch die öffnung 46 ausgestoßen wird. Der Luftstrom 30 verleiht dem die

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Λ_/Ι Ill'Jllg TU «Cl ia»lllUCII IMCUOlUliaUVII 11IH L-SlHIUl.-wegungskomponente.

Der den aus der Auslaßöffnung 38 extrudierten Klebstoff umgebende Luftstrom 30 hat eine Bewegungskomponente in Richtung der Oberfläche 20 und bewirkt die Schwächung, d. h. die Durchmesserreduzierung des Klebstoffadens.

Bei dieser Ausführungsform wurde festgestellt, daß die Bewegung des Luftstroms eine Geschwindigkeit von mehr als 35 000 Schleifen pro Minute des Fadens eines heiß geschmolzenen mit einer bestimmten Geschwindigkeit extrudierten Klebstoffs hervorruft. Es wurde festgestellt, daß hohe Geschwindigkeiten von z. B. 15 000 bis 50 000, vorzugsweise von 20 000 bis 40 000 Schleifen pro Minute, zu einer besonders wünschenswerten Fadenstruktur und -anordnung in einem Band heiß geschmolzenen Klebstoffs führen können. Diese Geschwindigkeiten sind an eine relativ hohe lineare Geschwindigkeit beim fortschreitenden Aufbringen auf die Oberfläche, auf die der Klebstoff aufgebracht werden soll, angepaßt. Unter bestimmten Umständen können jedoch niedrigere Aufbringgeschwindigkeiten erwünscht sein.

Insbesondere wenn der von der Vorrichtung aufgebrachte Klebstoff heiß geschmolzener Klebstoff ist, wird der Düse 28 durch die Einlaßrohre 52 erhitzte Luft zugeführt, um das vorzeitige Abkühlen des Klebstoffs und der Fläche 20 zu vermeidea

Die Vorrichtung hai eine Einrichtung, um den aufgeleisteten Schuhschaft 12 relativ zu der Düse 28 mit einer gewünschten Geschwindigkeit zu bewegen und die Soh-

lenklebeflächc 20 des Schafts in der gewünschten Beziehung zu der Düse 28 zu halten. Wie F i g. 1 zeigt, ist der aufgeleistete Schuhschaft auf einer Stütze 56 angeordnet. Durch (nicht gezeigte) Mittel wird die Stütze 56 so bewegt, daß die Klebeflächc 20 des Schuhschafts 12 mit einer gleichmäßigen Geschwindigkeit an der Düse 28 vorbeiläuft. Es ist eine Einrichtung vorhanden, um den gewünschten Abstand zwischen der Düse und der Fläche 20 aufrechtzuerhalten und die seitliche Beziehung /wischen diesen zu korrigieren.

Da keine Berührung zwischen der Düse 28 und der Klebefläche 20 besteht, kann der Klebstoff gleichmäßig als Band 14 sich überlappender Fadenschleifen 18 selbst um scharfe Ecken wie bei einem spitzen Schuh aufgebracht werden, ohne daß überschüssiger Klebstoff aufgebracht oder bereits aufgebrachter Klebstoff abgestreift wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann eine erhebliche Änderung der Breite, Dicke und Art des aufgebrachten Kiebstofibandes erreicht werden, z. B. kann bei der Verwendung von heiß geschmolzenem Klebstoff die Breite des Klebstoffbandes 14 von etwa 0,63 mm bis 38 mm und der Durchmesser des Klebstoffadens 26 von etwa 0,05 bis 0,13 mm bis 0,38 mm oder vorzugsweise von 0,05 mm bis 0,17 mm geändert werden. Beim Aufbringen von Klebstoff, der /.ur Sohlenbefesiiguiig verwendet wird, wurden als vorzugsweise Werte für die Bandbreite etwa 11 mm bis 15,8 mm festgestellt. Eine mit der Anzahl der Fäden pro Einheitslänge des Bandes 14 koordinierte Dicke des Klebstoffadens 26 zur Bildung von etwa 13 bis 52 mg Klebstoff pro Zentimeter Länge des Bandes wurde als zufriedenstellend festgestellt. Insbesondere beim Aufbringen von heiß geschmolzenem Klebstoff wird die Sohlenklebefläche 20 vorzugsweise erhitzt, da ohne eine Vorwärmung der aufgebrachte Klebstoffaden die Oberfläche nicht so zufriedenstellend benetzen kann wie bei einer Vorwärmen™ der Oberfläche Vcrzu™swe:se wird die Oberfläche auf eine möglichst hohe Temperatur erhitzt, ohne das Material der Fläche zu beschädigen. So kann Leder auf etwa 71 °C vorgewärmt werden, während einige synthetische Schaftmaterialien auf etwa 51°C vorgewärmt werden können. Die verbesserte Benetzung auf einer vorgewärmten Fläche ist darauf zurückzuführen, daß der frisch gebildete Klebstoffaden 26 noch weitgehend in einem amorphen Zustand ist und damit leichter fließt und die vorgewärmte Fläche benetzt. Wenn der Faden 26 auf eine kalte Fläche aufgebracht wird, kann der Klebstoff bis zu einem gewissen Grad kristallisieren. Wenn der aufgebrachte Klebstoff dann zur Sohlenbefestigung aktiviert wird, erreicht der Klebstoff nicht den gewünschten fließfähigen Zustand, da Restkristalle oder Restkristallite in dem Klebstoffaden verbleiben. Ein weiterer Vorteil der Vorwärmung besteht darin, daß sie dazu beiträgt, die Flexibilität und Haftfähigkeit des aufgebrachten Fadens aufrechtzuerhalten, so daß er Höhenunregelmäßigkeiten in der Oberfläche der Sohle besser folgen und sie benetzen kann.

Im folgenden wird ein Beispiel zur Erläuterung der Erfindung beschrieben.

Beispiel

Ein kristallisierbares Copolyesterharz wurde durch Kondensation und Polymerisation einer Reaktion der folgenden Zusammensetzung in Gewichtsprozent hergestellt: 18,4% Isophthalsäure, 36,8% Terephthalsäure, 35,2% 1,4-Butandio! und 9,5% PolycaprolactondioL Der

ίο

Polyester hatte einen Erweichungspunkt von etwa 146 bis 150⁰C (Kugel und Ring) und eine solche Viskosität, daß bei 125"C eine 9,52 mm Stahlkugel für das Absinken

. in einem mit dem Polyester gefüllten Rohr von 25 mm

- Durchmesser zwischen zwei im Abstand von etwa <;

114,3 mm befindlichen Markierungen 120 bis 150 Sekunden benötigte.

;':., Der Copolyestt.· wurde einer Schmelzvorrichtung

zugeführt und aui eine Temperatur von 450 bis 467° C gebracht und der Düse 28 der Vorrichtung zum Auf-

■> bringen von Klebstoff mit einer Geschwindigkeit von

■:; 20 g pro Minute zugeführt. Luft von etwa 315°C wurde

über die Rohre 52 der Düse 28 zugeführt. Wie Fig. 2

■ ;i zeigt, befanden sich innerhalb der Düse gegenüberlie-

;■ gende Luftausgänge, die gegenüber der diametralen η

;« Anordnung um etwa 0,25 mm versetzt waren, um in dem

S; Luftstrom, der aus der Düsenöffnung 46 mit einer Rate

,Vi von etwa 1,4 m³ pro Stunde bei einem Druck von

φ 0.84 kg'cm² niKtriii rinn Drehkomnonente zu erzeu-

>;* gen. Der Durchmesser des Luftkanals der Düse betrug

|y etwa 3,2 mm und bildete eine Ringdüse von etwa 0,7 mm

?■; in Querrichtung. Die Fadenbewegung durch die Luft

erfolgte bei einer Geschwindigkeit von etwa 35 000 jjji Schleifen pro Minute.

*· Ein aufgeleisteter Lederschuhschaft wurde auf einem

p Stift angeordnet und die zu verklebende Unterseite des

■ Schafts wurde einem Strahlungsheizelement 5 Sekun-ί r, den lang ausgesetzt, wodurch die Oberflächentempera- ^J tür auf etwa 71°C erhöht wurde. Danach wurde der

vorgewärmte Schuh auf einer Stütze mit seiner Klebefläche in einem Abstand von etwa 19 mm von der Düse angeordnet und mit einer Geschwindigkeit von etwa 177 mm pro Sekunde an der Düse vorbei bewegt. Bei dieser Bewegung des Schuhs wurde ein Band sich überlappender Klebstoffstreifen längs einer Breite von etwa j5 12,7 mm auf den Schuhboden aufgebracht.

Danach wurde der aufgeleistete Schuhschaft innerhalb von 20 Sekunden auf einem Stift angeordnet, und die aufgebrachten Klebstoffäden wurden 4 Sekunden lang einer Strahlungsheizquelle ausgesetzt, wodurch die Klebstofftemperatur auf über etwa 176°C erhöht wurde: auch wurde der von d"?n Klebstoffäden nicht bedeckte Raum der Klebefläche erhitzt. Zugleich wurde eine Laufsohle mit ihrer Klebefläche einer Strahlungsheizquelle ausgesetzt und die Temperatur der Klebefläehe auf etwa 71 "C erhöht. Bei Erreichen der beiden Temperaturen wurde die Laufsohle mit ihrer Klebefläche gegen die Klebstoffäden auf der Klebefläche des Schuhschafts in Kontakt gebracht und der Schaft und die Laufsohle wurden dann in eine Sohlenklebepresse gestellt, die einen Klebedruck von etwa 14,1 kg/cm² 10 Sekunden lang aufbrachte. Beim Entfernen aus der Presse wurde festgestellt, daß die Sohle, insbesondere ihre Ränder, fest mit dem Schuhschaft verbunden waren und daß kein Klebstoff herausgepreßt worden war.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum fortschreitenden Aufbringen einer Klebstoffschicht mittels einer Klebstoffdüse auf eine Werkstückoberfläche längs einer vorgegebenen Bahn, wobei diese Werkstückoberfläche anschließend mit einer anderen Werkstückoberfläche verbunden wird, inbesondere zum Verbinden zweier Schuhteile, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff in Form eines kontinuierlichen Fadens auf die Werkstückoberfläche aufgebracht wird, daß dem Faden auf seinem Weg zwischen Klebstoffdüse und Werkstückoberfläche eine Drehbewegung auferlegt wird und daß die Klebstoffschicht hierdurch in Form einer Folge sich überlappender Schleifen auf die Werkstückoberfläche aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden auf seinem Weg zwischen Klebstoffdüse βρΊ Werkstückoberfläche infolge der Drehbewegung eine Bahn beschreibt, deren einhüllende Fläche annähernd die Form eines Kegelmantels hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden mit einer Geschwindigkeit von 15 000 bis 50 000 Schleifen pro Minute gedreht wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer Düse, durch welche ein Klebstoffaden extrudiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß nahe der Düsenauslaßöffnung (38) ehe Gasr/islaßeinrichtung (44) vorgesehen ist zur Ausrichtung eines Gasstromes auf den zu extrudierendeii Far' ".η, um diesem eine Drehbewegung mitzuteilen, daß die Gasauslaßeinrichtung (44) einen ringförmigen konischen Kanal, der die Düsenauslaßöffnung (38) umgibt und zu dem aus der Düsenauslaßöffnung (38) zu extrudierenden Faden hin geneigt ist, und zwei Einlaßeinrichtungen (52) in den Kanal der Gasauslaßeinrichtung (44) aufv/eist, die versetzt zueinander an gegenüberliegenden Seiten der Düsenauslaßöffnung (38) zur Zuführung von Gas in den Kanal der Gasauslaßeinrichtung (44) und zur Verwirbelung des Gases in diesem Kanal angeordnet sind.