DE3114105C2

DE3114105C2 - Verfahren zur Herstellung einer reliefartig-profilierten Laufsohle aus geschäumtem Äthylen-Vinylacetat-Lopolymerisat (EVA)

Info

Publication number: DE3114105C2
Application number: DE3114105A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Chem. Dr. 6800 Mannheim Graab; Walter 6940 Weinheim Hoche; Rüdiger 6800 Mannheim Voll
Original assignee: Carl Freudenberg KG
Current assignee: Carl Freudenberg KG
Priority date: 1981-04-08
Filing date: 1981-04-08
Publication date: 1986-07-24
Also published as: CA1167213A; BE891480A; FR2503624A1; ATA138182A; FR2503624B1; AT378734B; GB2101922B; GB2101922A; DE3114105A1; ES8304479A1; JPS57177702A; ES511225A0; IT8247809A0; IT1147623B

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer reliefartig-profilierten Laufsohle aus einem geschlossenzellig geschäumten, vernetzten EVA, bei dem der verwendete Werkstoff zu einer Platte geformt, vernetzt und durch Aktivierung eines darin enthaltenen Treibmittels aufgetrieben und dann getempert wird, bei dem die Platte durch wenigstens einen Schnitt in mehrere Teilplatten gespalten wird, wonach die Oberfläche einer Teilplatte ein- oder beidseitig auf eine Temperatur von wenigstens 120 ° C und höchstens 200 ° C erwärmt wird, mit der Maßgabe, daß die Temperatur in einer Tiefe, die der Tiefe des gewünschten Profils entspricht, 75 ° C nicht überschreitet, woran anschließend jede so erwärmte Oberfläche durch Einpressen eines auf eine Temperatur von 65 bis 80 ° C erwärmten Prägestempels reliefartig profiliert wird.

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer reliefartig-profilierten Laufsohle aus geschäumtem Äthylen-Vinylacetat-Copolyrnerisat (EVA). Derartige Laufsohlen sind in Kunststoffe-Plastics. 3/71, S. 112 beschrieben.

Nach der DE-OS 17 78 696 ist es auch bekannt, eine orthopädisch geformte Einlegesohle dadurch herzustellen, daß eine Platte aus geschlossenzellig geschäumtem, vernetzten^ Polyäthylen auf seine Plastifizierungstemperatur von etwa 140°C zu erwärmen, an einen kalten Leisten anzupressen und dadurch in die gewünschte Gestalt zu überführen. Ein unterschiedlicher Verdichtungsgrad in den verschiedenen Zonen der Platte und damit eine inhomogene Porenstruktur verhindert es indessen, das Verfahren bei der Profilierung einer Laufsohle anzuwenden.

Es ist bekannt, Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat für die Herstellung von Laufsohlen für Schuhe zu verwenden. Der Vinylacetat-Gehalt des eingesetzten polymeren Werkstoffes beträgt dabei 14—28% und Materialien dieser Art zeichnen sich neben einer besonders großen Flexibilität durch ein niedriges Gewicht, ein gutes Verschleißverhalten und eine gute Emfärbbarkeit aus.

Von besonderer Bedeutung für die meisten dieser positiven Eigenschafteii ist die außerordentlich fein ausgebildete, homogene Porenstruktur. Die Umformung und Bearbeitung derartiger Materialien muß deshalb stets unter dem Gesichtspunkt erfolgen, nachteilige Beeinträchtigungen oder Veränderungen der Porenstruktur möglichst weitgehend zu vermeiden.

In der deutschen Offenlegungsschrift 16 85 383 wird ein Verfahren zur Herstellung einer profilierten Sohle aus Gummi mit Porenstruktur beschrieben, bei dem eine der Größe der Sohle entsprechend dosierte Menge der Gummimischung in die Sohlenform eingebracht wird, die während dieses Vorganges größer ist als das Volumen der fertigen Sohle, bei dem die Gummimischung anschließend durch Hochfahren des Bodenstempels gleichmäßig in der Hohlform verteilt und während des anschließenden Absenkens des Bodenstempels mit zeitlicher Verzögerung auf das Fertigmaß aufgeschäumt wird. Die fertige Sohle kann anschließend aus der Hohlform entnommen werden, und sie zeichnet sich durch eine fein ausgebildete, gleichmäßige Porenstruktur aus.

Im DE-GM 77 29 034 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Schuhformteils mit reliefartig-strukturierter Oberfläche aus einem geschlossenzellig geschäumten, vernetzten Polyolefin beschrieben. Dazu wird aus dem verwendeten Werkstoff zunächst ein Schaumstoff-Rohling mit spezifischen Abmessungen gebildet und durch Anwendung einer kombinierten Wärmedruckbehandlung in einer Hohlform ähnlich wie bei dc"r Verfahren nach der DE-OS 17 78 696 in der gewünschten Weise umgeformt. Dabei ergibt sich eine große Verdichtung des Schaumstoffrohlings über den gesamten Querschnitt und daraus resultierend eine nicht erwünschte Vergrößerung des Gewichtes und eine Beeinträchtigung der Flexibilität. Porengröße und -verteilung variieren in Abhängigkeit vom jeweiligen Verdichtungsgrad außerordentlich stark.

Durch die DE-OS 26 49 864 ist ein Verfahren zum Prägen der Oberfläche einer Schaumstoffschicht aus PVC bekannt geworden, bei dem die zunächst gleichmäßig erwärmte Schaumstoffschicht unmittelbar vor der Durchführung des eigentlichen Prägevorganges rückseitig abgekühlt und dadurch in den verschiedenen Querschnittsbereichen auf ein unterschiedliches Temperaturniveau gebracht wird. Eine allgemeine mechanische Stabilisierung der Schaumstoffschicht ist hiervon die Folge. Die nach dem Prägen erhaltene Schaumschicht zeichnet sich indessen nicht durch eine homogene Porenstruktur aus, sondern sie wird in den geprägten Vertiefungen komprimiert und in den ungeprägten Bereichen nicht komprimiert. Ein derart ungleichmäßiges Produkt ist für die Herstellung einer Laufsohle nicht geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rationelles Verfahren für die Massenproduktion einer profilierten Laufsohle aus einem geschlossenzellig geschäumten, vernetzten EVA anzugeben, das die Erzielung einer homogenen und gleichmäßig feinen Porenstruktur gewährleistet, und damit die Fertigung einer Laufsohle, die sich vor allem durch eine gute Flexibilität bei niedrigem Gewicht und gutem V~.,-schleißverhalten auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren ermöglicht es, die ebene Oberfläche des eingesetzten Schaumstoff-Rohlings ohne nennenswerte Verungleichmäßigung der Porenstruktur oder Vergrößerung des spezifischen Gewichtes reliefartig zu strukturieren. Hierdurch bleibt die ursprünglich vorhandene, homogene und gleichmäßig feine Porenstruktur erhalten, was von besonderem Vorteil ist in bezug auf die Gebrauchseigenschaften einer Laufsohle für Schuhwerk.

Die benötigten Platten aus geschlossenzellig geschäumtem, vernetzten EVA können in den üblichen Etagenpressen geformt und vernetzt werden. Durch gleichmäßige Einmischung eines Blähmittels mit einem

Zersetzungspunkt unterhalb der Vulkanisationstemperatur ergibt sich nach dem öffnen der Etagenpresse eine spontane Volumenvergrößerung auf ca. das 3-fache und unter Ausbildung der gewünschten feinen Porenstrukiur. Der Porendurchmesser variiert bei einem Durchschnittswerk von 60 μ zwischen 30 und 100 μ.

Durch das mechanische Spalten der Platte in mehrere Teilplatten werden an sich geschlossene Poren geöffnet, und es ergibt sich ein samtartiges Erscheinungsbild, das sich deutlich von demjenigen der Oberflächen unterscheidet, die während der Vernetzung den Preßplatten zugewandt sind. Mit einer nachteiligen Veränderung der mechanischen Eigenschaften ist diese Veränderung jedoch nicht verbunden und es genügt deshalb, die Teilplatten unter modischen bzw. geschmacklichen Gesichtspunkten zu sortieren. Dies schließt selbstverständlich nicht aus, die Oberflächen gegebenenfalls durch zusätzliches Abschleifen oder Beschichten mit elastomeren Werkstoffen hinsichtlich ihres Aussehens zu vereinheitlichen.

Es ist unbedingt notwendig, die Platten so zu erwärmen, daß das beanspruchte Temperaturgefälle in einem Bereich der späteren Profiltiefe entsprechenden Bereich erhalten wird. Dieses läßt sich am einfachsten realisieren unter Anwendung eines energiereichen Infrarotstrahlers. Die Taktzeit für die anschließende Profilierung der Oberfläche in einem Prägewerkzeug ist relativ kurz und beträgt nur wenige Sekunden. Eine nennenswerte Rückformung des eingeprägten Profils nach Wegnahme des Druckstempels wurde nicht beobachtet, und aus den so erhaltenen profilierten Teilplatten können Laufsohlen dt. gewünschten Form und Größe unter Anwendung üblicher Verfahren ?".sgesianzt werden.

Es ist auch möglich, beide Oberflächen der Teilplatten unter Anwendung eines entsprechenden Verfahrens zu profilieren, beispielsweise um eine verbesserte Haftung während der Verklebung an der Brandsohle zu erzielen. Im allgemeinen ist aber eine derartige Vorgehensweise nicht notwendig, und es genügt eine einseitige Profilierung auf der Lauffläche.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Beispieles näher erläutert:

Beispiel 1

Die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Komponenten werden in einen Innenmischer eingegeben und ca. 8 Minuten lang bei einer Temperatur von 120⁰C zu einer homogenen Masse vermischt. Die prozentualen Angaben beziehen sich auf den jeweiligen Anteil der einzelnen Komponenten am Gesamtgewicht des Fertigungsproduktes:

Äthylen-co-Vinylacetat mit einem

Vinylacetat-Anteil von 20% 60%

Kieselsäure, gefällt, 17%

Calciumcarbonat, gecoatet, 13%
Zinkseife einer Fettsäure als

Verarbeitungshilfsmittel 2,5%
Azodicarbonamid als Treibmittel 1,7%

Eisenoxidpigment als Farbstoff 5,4%

Die vorstehend angegebene Mischung wird nach völliger Homogenisierung aus dem Innenmischer entnommen und bei einer Temperatur von 70° C auf einem Friktionswalzwerk weiter verarbeitet. Dabei wird die Zusammensetzung durch Zugabe von 0,4 Gew.% eines ar/t'-bis-it-butylperoxyj-diisopropylenbenzol als Vernetzungshilfsmittel auf 100% vervollständigt.

Das erhaltene Vorprodukt wird zu einer Platte ausgeformt mit einer Dicke von 2,3 cm bei einer Länge von 82 cm und einer Breite von 58 cm. Die Größe entspricht exakt der Größe der Aussparung eines Formwerkzeuges, das auf eine Temperatur 170"C vorgewärmt ist, und in das die Platte anschließend eingegeben wird. Das Formwerkzeug wird unverzüglich geschlossen mit einem Preßdruck von wenigstens 70 kp/cm² und di«; ent-

to haltene Platte wird 15 Minuten lang mit der angegebenen Temperatur ausgeheizt. Dabei kommt es zur Vernetzung und zur Aktivierung des in der Platte enthaltenen Treibmittels.

Nach Ablauf der angegebenen Zeit wird das Formv.erkzeug geöffnet, und das durch die Einwirkung der genannten Temperatur zersetzte Treibmittel läßt die Platte expandieren zu einem Format von 120 χ 85 cm bei einer Dicke von 3,4 cm. Die Platte wird in einen auf eine Temperatur von 80° C erwärmten Temper-Ofen eingegeben und während einer Zeitdauer von 6 Stunden weiter vernetzt Das Raumgewicht beträgt nach dem Erkalten 0,35 g/cm³.

Die so erhaltene Platte wird anschließend mit Hilfe eines Bandmessers in 6 mm dicke Teilplanen zerlegt.

Aus einer solchen Teilplatte wird ein Muster mit einer Größe von 30 χ 20 cm ausgestanzt und unter Zuhilfenahme eines Infrarot-Dunkel-Strahlers mit einer Leistung von 6,5 W/cm² während einer Zeitspanne von 2,5 Sekunden angestrahlt. An der Oberfläche ergab sich dabei eine Temperatur von 130° C, in einer Tiefe von 3 mm unter der OberSäche eine Temperatur von 70°C.

Die so erwärmte Platte wurde unverzüglich in ein Formwerkzeug überführt und durch dieses an der Oberfläche profiliert. Der benutzte Prägestempel bestand aus Stahl und war auf eine Temperatur von 80°C erwärmt. Die Profilierung bestand aus in einem gegenseitigen Abstand von 12 mm angeordneten, säulenförmigen Aussparungen mit einem Durchmesser von 5 mm und einer Tiefe von 3 mm.

Es wurde ein Preßdruck von 6 kpZ-un² angewendet bei einer Verweildauer der Platte in der Presse von 10 Sekunden. Die Oberfläche wurde dabei entsprechend der Gestalt des Prägewerkzeuges umgeformt, und zeichnete sich durch eine besonders gute Konturenschärfe aus. Das Raumgewicht betrug nach dem Erkalten 0,37 g/cm³ und war insofern nahezu unverändert.

Beispiel 2

so Die unter Beispiel 1 beschriebene Vorgehensweise wurde wiederholt unter Verwendung eines Prägewerkzeuges mit einer reliefartig strukturierten Prägefläche aus pyramidenstumpfförmig ausgebildeten Aussparungen. Die Aussparungen grenzten unmittelbar aneinander an, und hatten bei einer Kantenlänge von 4 mm eine Tiefe von 3 mm.

Auch dieses Prägemuster wurde konturenscharf auf den eingegebenen Preßling übertragen. Das Raumgewicht betrug 0,36 g/cm³ und war damit nahezu unveränden. Die Porenstruktur zeichnete sich durch eine nahezu unveränderte, ausgezeichnete Homogenität aus,

Beispiel 3

Eine Teilplatte der Größe 30 χ 20 cm nach Beispiel 1 wird entgegen den dort gemachten Angaben zur Erzeugung einen speziellen Temperaturgefälles in eine Wärmekammer eingegeben und in dieser auf eine über den

gesamten Querschnitt ausgeglichene Temperatur von 13O⁰C erwärmt Die Platte wird anschließend in ein Formwerkzug überführt und unter Verwendung des im Beispie! 1 beschriebenen Prägewerkzeuges und unter Anwendung der gleichen Bedingungen an der Oberfläehe strukturiert. Das dabei erhaltene Bild zeichnete sich durch eine schlechte Koniurenschärfe aus, und das Raumgewicht war auf einen unerwünschten Wert von 0,56 g/cm³ gestiegen. Flexibilität und Verschleißverhalten entsprachen daneben nicht den Anforderungen, die an ein gutes Laufsohlenmaterial gestellt werden.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer reliefartig profilierten Laufsohle aus einem geschlossenzellig geschäumten, vernetzten Äthylen-Vinylacetat-Copolymerisat (EVA). dadurch gekennzeichnet, daß aus treibmittelhaltigem, unvernetztem Äthylen-Vinylacetat-Copolymerem eine ebene Platte geformt, diese aufgeschäumt, vernetzt und danach in mehrere Teilplatten gespalten wird, daß die Oberfläche einer jeden Teilplatte ein- oder beidseitig auf eine Temperatur von wenigstens I20°C und höchstens 200°C erwärmt wird, mit der Maßgabe, daß die Temperatur in einer Tiefe, die der Tiefe des gewünschten Profils entspricht, 75° C nicht überschreitet, und daß jede so erwärmte Oberfläche durch Einpressen eines auf eine Temperatur von 65 bis 80° C erwärmten Prägestempels reliefartig profiliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Teilplatten vor der Erwärmung abgeschliffen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanisch bearbeiteten Oberflächen vor der Erwärmung mit einem 0,1 bis 03 mm dicken, durchgehenden Film aus einem elastomeren Werkstoff beschichtet werden, beispielsweise einem elastomeren Polyurethan.