DE2853745A1

DE2853745A1 - Verfahren zur verbindung von metallischen formgegenstaenden mit geschaeumten polyurethanmaterialien und anwendung des verfahrens zur herstellung von spike- sohlen

Info

Publication number: DE2853745A1
Application number: DE19782853745
Authority: DE
Inventors: Hubert J-M Mayer; Ernst Praudisch
Original assignee: Bata Schuh AG
Current assignee: Bata Schuh AG
Priority date: 1978-02-20
Filing date: 1978-12-13
Publication date: 1979-08-23
Also published as: DE2853745C3; CH626792A5; DE2853745B2

Description

Verfahren zur Verbindung von metallischen Formgegenständen
mit geschäumten Polyurethanmaterialien und Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von Spike-Sohlen.
Beschreibung Die in dieser Beschreibung und in den beigelegten Zeichnungen dargelegte Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur einwandfreien Verbindung von metallischen Formgegenständen mit geschäumten Polyurethanmaterialien, sowie die Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von Sportschuhsohlen mit Spikes, speziell von Golfschuhsohlen.
Unter einwandfreier Verbindung wird hier der materialmässig kontinuierliche Uebergang von Metall zu Polyurethanmaterial ohne Luft- oder Gas zwischenräume, sowie die feste Haftung des Polyurethanmaterials am Metall verstanden.
Eine der industriell wichtigsten Anwendungen der Herstellung von Metall-Polyurethanmaterial geschäumt- Verbindungen ist sicher die Fabrikation von Sportschuhsohlen mit Spikes, speziell von Golfschuhsohlen auf Polyurethan-Spritzpressanlagen.
Zum besseren Verständnis der Unterschiede zwischen dem erfindungsgemässen Verfahren und dem Stand der Technik wird vorerst auf die Figuren 1 bis und mit 3 verwiesen. Diese zeigen eine weitverbreitete Ausführungsform der bis anhin hergestellten Sportschuhsohlen und Spikes: Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt 10 durch einen üblichen, nicht vorbeschichteten und beaufschlagten Spike mit dem Querschnitt des Randes 11, demjenigen der durchbrochenen Vertiefung-12 und dem des Hartmetallzahns 13 im Spikezahn. Die Figur 2 zeigt eine Aufsicht 20 auf denselben Spike mit den Aufsichten auf den Rand 21, die Durchbrüche 22 in der Vertiefung und die Aufsicht auf den (nicht sichtbaren) Hartmetallzahn 23. Die Figur 3 schliesslich zeigt den Aufschnitt 30 durch eine Sportschuh-Sohle 31 aus geschäumtem Polyurethanmaterial, hergestellt nach herkömmlichen Verfahren und bestückt mit nicht beschichteten Spikes 32. Deutlich ist die nicht vorhandene Verbindung zwischen Metall und Polyurethanmaterial (als Zwischenraum 32) eingezeichnet.
Bei den herkömmlichen Methoden zur Herstellung solcher Schuhsohlen werden die metallischen Spikes in den Sohlenformen fixiert und anschliessend die Komponenten für das geschäumte Polyurethanmaterial in die Form eingespritzt. Das Polyurethanmaterial schäumt in der Sohle aus und verfestigt sich. Dabei bildet sich keine eigentliche Metall-Polyurethanmaterial-Verbindung. Beim Aufschneiden einer sclchen Sohle kann das Polvurethanmaterial sehr leicht von der Oberfläche des Spike abgehoben werden. Dies ist nun genau der Grund für den wesentlichen Nachteil von sclchen Sohlen: Bei wirklichen Beanspruchungen der Spikes, d.h. beim Auftreten auf Steine, beim Schrägstehen usw., kommt es immer wieder vor, dass die Spikes ganz aus der Sohle herausfallen oder herausgerissen werden.
Wahrenddem also gemäss dem Stand der Technik keine speziellen Vorkehrungen zur Erreichung einer eigentlichen Metall-Polyurethanmaterial geschäumten Verbindung getroffen werden, ist das erfindungsgemässe Verfahren zur Verbindung von metallischen Formgegenständen mit geschäumten Polyurethanmaterialien durch die folgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet - Vorbeschichten und Beaufschlagen der metallischen Formgegenstände auf mindestens denjenigen Oberflächenteilen, die mit dem geschäumten Polyurethanmaterial verbunden werden sollen, mittels Polyurethan-Thermoplast auf einer Hochdruck-Spritzpresse bei einer Temperatur von über 160°C und einem Druck von über 300 bar, - mechanische und/oder magnetische Fixierung der vorbeschichteten und beaufschlagten metallischen Formgegenstände in, bzw. an den Formen für das geschäumte Polyurethanmaterial, - Spritzpressen der Komponenten des geschäumten Polyurethanmaterials in die die vorbeschichteten und beaufschlagten metallischen Formgegenstände aufweisende, vorgewärmte Spritzform bei einer Temperatur über 400C und unter leichtem Ueberdruck und - Aushärten und Fertigschäumen des die Metall-Polyurethanmaterial-Verbindungen enthaltenden Gegenstandes in der Spritz form.
Zur Illustration einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens und dessen Produkt wird nun auf die Figuren 4 und 5 verwiesen: Die Figur 4 zeigt einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäss mit Polyurethan-Thermoplast vorbeschichteten Spike 40.
41 ist der Metallteil, 42 die Beschichtung, bzw. die Beaufschlagung. Wie aus der Figur ersichtlich ist, werden durch den Auftrag die Dimensionen des Spike wesentlich grösser.
Die Schichtdicke über und unter dem Rand kann ebenso gross sein, wie die Dicke des Metallrandes selbst, die seitliche Ueberlappung kann ebenso lang sein wie der Metallrand. Es ist mit üblichen Werkzeugen nicht möglich, den Polyurethan-Thermoplasten vom metallischen Spike zu lösen. In Figur 5 ist ein erfindungsgemäss eingefasster Spike 53 in einer Sportschuh-Sohle 50 aus geschäumtem Polyurethanmaterial 51 dargestellt. Die Zone 52 um den Spike stellt den materialmässig kontinuierlichen Uebergang zwischen Metall und Polyurethanmaterial geschäumt dar. Auch hier ist es mit üblichen Werkzeugen nicht möglich, das Polyurethanmaterial vom Spike zu lösen.
Die erfindungsgemäss eingefassten Spikes dieser Sohlen fallen denn auch bei üblichen, ja sogar bei extremen Beanspruchungen des Schuhs nicht heraus, wie Versuche eindeutig ergeben haben.
Bei der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens auf die Herstellung von Sportschuh-Sohlen sind die metallischen Formgegenstände die genannten Spikes. Diese können verzinkt sein. Meistens bestehen sie aus einem in Stahl gefassten Wolframkarbidzahn. Der beaufschichtete Polyurethan-Thermoplast hat in der hier beschriebenen, speziellen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens eine Härte nach Shore von D 50 bis 60. Er wird ohne Gleitmittel und bei einer Temperatur zwischen 200 und 2100C und unter einem Druck zwischen 400 und 500 bar auf den metallischen Spike aufgespritzt. Die derart vorbeschichteten und beaufschlagten Spikes können vor der Fixierung in der Schuhsohlenform in Methylethylketon oder in Azeton oberflächlich gereinigt und angelöst werden. Nach Fixierung der derart vorbereiteten Spikes werden nun die Komponenten des geschäumten Polyurethanmaterials in die Sohlenform eingespritzt. Diese Komponenten sind im wesentlichen das Präpolymer, der Vernetzer und die Pigmente. Diese liegen bei der Einspritztemperatur, d.h. bei 50 bis 600C, in flüssiger Form vor. Sie werden normalerweise unter einem Druck von 1,5 bis 2 bar, d.h.
unter einem Ueberdruck von etwa 0,5 bis 1 atü in die Sohlenform eingespritzt. Diese ist mit Vorteil auf eine Temperatur zwischen 40 und 500C vorgewärmt. Nach dem Spritzpressen wird das Sohlenmaterial noch einige Minuten in der Form belassen, sodass es dort ausschäumen und aushärten kann.
Derselbe Erfindungsgedanke kann im übrigen auch auf andere Kunststoffmaterialien ausgedehnt werden, wobei wie im oben beschriebenen, erfindungsgemässen Verfahren immer darauf geachtet werden muss, dass die Vorbeschichtung des metallischen Formgegenstandes mit der dichten, nicht gegeschäumten, unter höherer Temperatur und Druck -lufgebrachten Form des Kunststoffes beaufschlagt werden muss und dieser dann erst in der geschäumten Form des Kunststoffes eingefasst werden muss.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Verbindung von metallischen Formgegenständen mit geschäumten Polyurethanmaterialien, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte - Vorbeschichten und Beaufschlagen der metallischen Formgegenstände auf mindestens denjenigen Oberflächenteilen, die mit dem geschäumten Polyurethanmaterial verbunden werden sollen, mittels Polyurethan-Thermoplast auf einer Hochdruck-Spritzpresse bei einer Temperatur von über 160°C und einem Druck von über 300 bar, - mechanische und/oder magnetische Fixierung der vorbeschichteten und beaufschlagten metallischen Formgegenstände in, bzw. an den Formen für das geschäumte Polyurethanmaterial, - Spritzpressen der Komponenten des geschäumten Polyurethanmaterials in die die vorbeschichteten und beaufschlagten metallischen Formgegenstände aufweisende, vorgewärmte Spritzform bei einer Temperatur über 400C und unter leichtem Ueberdruck und - Aus härten und Fertigschäumen des die Metall-Polyurethanmaterial-Verbindungen enthaltenden Gegenstandes in der Spritzform.
2. Anwendung des Verfahrens gemäss Anspruch 1 zur Herstellung von Sportschuhsohlen mit Spikes, speziell von Golfschuhsohlen.
3. Anwendung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die metallischen Formgegenstände verzinkte Sohlen-Spikes aus einem in Stahl gefassten Wolframkarbidzahn sind.
4. Anwendung gemäss Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyurethan-Thermoplast eine Härte nach Shore von D 50 bis 60 aufweist und ohne Gleitmittel bei einer Temperatur von 200 bis 2100C und unter einem Druck zwischen 400 und 500 bar auf den Sohlen-Spike spritzgepresst wird.
5. Anwendung gemäss Ansprüchen 2 bis und mit 4, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbeschichteten und beaufschlagten Spikes vor der Fixierung in einer Sohlenform in Methylethylketon oder Azeton oberflächlich gereinigt und angelöst werden.
6. Anwendung gemäss Ansprüchen 2 bis und mit 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten des geschäumten Polyurethanmaterials, d.h. im wesentlichen das Präpolymer, der Vernetzer und die Pigmente, in flüssiger Form bei einer Temperatur zwischen 50 und 600C und unter einem Druck zwischen 1,5 bis 2 bar in eine auf eine Temperatur zwischen 40 und 500C vorgewärmte Sohlenform spritzgepresst werden.
7. Anwendung gemäss Ansprüchen 2 bis und mit 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Spikes aufweisenden Sportschuhsohlen in der Form nach dem Spritzpressen noch mindestens 2 Minuten lang fertigschäumen und aushärten.