HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
Bereich der Erfindung:
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Die Erfindung betrifft einen Absatz für Schuhe und genauer einen rutschfesten
Absatz für Schuhe mit einem hohen Abriebwiderstand, einem hohen
Stoßwiderstand, einer hohen Formbarkeit und einer hohen Betriebseffizienz,
was die Herstellung von Schuhen anbetrifft.
Beschreibung des Standes der Technik:
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Ein Absatz für Schuhe ist ein Element, das an einem hinteren Ende angeordnet
ist, und zwar in einem Schuhbereich, der das größte Gewicht aufnimmt und
eine kleine Fläche hat, und der (1) einen hohen Abriebwiderstand, (2) die
Schiebefestigkeits-Eigenschaft Und (3) einen hohen Stoßwiderstand erfordert.
Bedingung (1) und die Bedingungen (2) und (3) sind jedoch miteinander nicht
vereinbar. Wird die Bedingung (1) in einem konventionellen Absatz für Schuhe
erfüllt, ist es schwierig, die Bedingungen (2) und (3) zu erfüllen, und
umgekehrt, wenn die Bedingungen (2) und (3) darin erfüllt werden, ist es
schwierig, Bedingung (1) zu erfüllen.
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Die US-A-4&sub1;224,748 beschreibt eine Schuhsohle mit einem metallischen
Trageelement, das in dem Plastikmaterial eingebettet ist, das das hintere
Ende, das Gelenkstück und einen Bereich des Trageelementes bildet, und mit
einem Schuhabsatz aus einem Polyurethanharz, das eine Shore-A-Härte von
zumindest ca. 85 hat. Dieses Schriftstück bildet den Oberbegriff des
unabhängigen Anspruchs 1.
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Die JP-A-03 232 44 offenbart ein Hufeisen aus verschleißfestem
synthetischen Harz, verstärkt mit Aramidfasern und anorganischen Fasern.
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Die EP-A-O 147 1 89 beschreibt eine Konstruktion eines Turnschuhes mit
Plastikmaterialbereichen mit unterschiedlichem Verschleißwiderstand, die in
Abhängigkeit ihrer normalen Tragebelastungsgrade während der Benutzung
angeordnet sind.
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Ein Absatz für Schuhe wird geformt, indem verschiedene Arten von
organischen Materialien miteinander vermischt werden, und die sich
ergebende Mischung einer Hochtemperatur-Wärembehandlung und einem
komplizierten Schritt unterzogen wird. Da es notwendig ist, daß ein Absatz für
Schuhe zu einem kleinen Bereich geformt wird, erfordert er nicht nur die
Erfüllung der oben erwähnten Bedingungen (1) bis (3), sondern auch die
Bedingungen einer hohen Formbarkeit und einer hohen Bearbeitbarkeit.
Außerdem erfordert ein Absatz für Schuhe auch die Verringerung der
Herstellungskosten und eine Erweiterung von seinen Modellen, die aus der
großen Vielfalt der Mode für Damenschuhe herrührt.
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Es gibt jedoch keine solchen Absätze für Schuhe unter den konventionellen
Absätzen für Schuhen, die diese Anforderungen erfüllen könnten.
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Ein konventioneller Absatz für Schuhe wird durch Spritzgußformen eines
thermoplastischen Polyurethanharzes mit einer hohen Stoßrückfederung und
einem hohen Abriebwiderstand hergestellt. Die oben erwähnten Probleme zu
lösen und einen Absatz mit höherer Qualität für Schuhe unter Verwendung
eines anderen Herstellungsverfahrens und Materials zu entwickeln ist derzeit
schwierig im Hinblick auf die Notwendigkeit (a) einer Verringerung der
Herstellungskosten, (b) der Anpassung eines Absatzes an die große Vielfalt
der Form eines hinteren Schuhendes, (c) der Verbesserung der Produktivität
und (d) der Verbesserung der Betriebseffizienz bezüglich der Schuhherstellung
(in der Schuhherstellung werden hauptsächlich Einsteckabsätze verwendet).
Daher wird zwangsläufig das Verfahren des Pressens eines thermoplastischen
Polyurethanharzes eingesetzt.
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Der Erfinder der vorliegenden Erfindung stellte im Hinblick auf die Bedingungen
(a) bis (d) experimentell einen Absatz für Schuhe aus einem Material her, das
durch Mischung von Glasfasern und Teflonpulver mit einem thermoplastischen
Polyurethanharz und durch Schmelzen der erhaltenen Mischung hergestellt
wurde, aber ein Produkt. das die oben erwähnten verschiedenen Bedingungen,
die ein Absatz für Schuhe erfordert, zufriedenstellend erfüllt, konnte nicht
erhalten werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG:
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Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, einen rutschfesten Absatz
für Schuhe bereitszustellen, der die oben erwähnten Probleme eines im Stand
der Technik bekannten Absatzes dieser Art löst, und der einen hohen
Abriebwiderstand, einen hohen Stoßwiderstand, eine hohe Formbarkeit und
eine hohe Betriebseffizienz bezüglich der Herstellung von Schuhen aufweist.
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Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist, einen Absatz für
Schuhe bereitzustellen, der in der Lage ist, einen Synergieeffekt zwischen den
Eigenschaften eines thermoplastischen Polyurethanharzes mit einer hohen
Stoßaufnahmefähigkeit und einer hohen Rutschvermeidungsfähigkeit und
denen von Kohlefaser mit einer hohen Leitfähigkeit, einem hohen
Korrosionswiderstand und einem hohen Abriebwiderstand zu erzielen.
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Andere und weitere Gegenstände, Eigenschaften und Vorteile dieser Erfindung
ergeben sich genauer aus der nachfolgenden Beschreibung.
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Die vorliegende Erfindung ist auf einen Absatz für Schuhe ausgerichtet, der
aus einem thermoplastischen Polyurethanharz hergestellt ist, und der dadurch
gekennzeichnet ist, daß das thermoplastische Polyurethanharz Kohlefasern
enthält, die in gradlinige Stücke vorbestimmter Länge im Bereich von 0,1 - 10
mm zum Vermischen mit dem Polyurethanharz geschnitten sind, wobei das
Polyurethanharz die Kohlefasern in einem Bereich von 1,0 - 1 0
Gewichtsprozent enthält, der Absatz durch Spritzgußverfahren aus dem die
Kohlefasern enthaltenen thermoplastischen Polyurethanharz geformt wird, und
wobei der Aasatz ein 1 Q0 %-iges Spannungs-Elastizitätsmodul im Bereich von
10 - 16 MPa, eine Spannungs-Festigkeit im Bereich von 25 - 40 MPa und eine
Reißfestigkeit im Bereich von 10 - 1 5 KN/M aufweist.
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Vorteilhafterweise entspricht das spezifische Gewicht der Kohlefasern im
wesentlichen dem des thermoplastischen Polyurethanharzes.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
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Figur 1 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Absatzes für Schuhe gemäß
der vorliegenden Erfindung; und
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Figur 2 ist eine Graphik, die die Testergebnisse bezüglich der Haltbarkeit
des Absatzes für Schuhe gemäß der vorliegenden Erfindung und
einer allgemeinen Art von Absätzen für Schuhe zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG:
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Fig.1 zeigt einen Absatz 1 für Schuhe gemäß der vorliegenden Erfindung, der
durch Spritzgußverfahren eines pulverisierte Kohlefasern 3 enthaltenden
thermoplastischen Harzes 2 hergestellt ist. Der illustrierte Absatz 1 ist im
Querschnitt trapezförmig, aber seine Querschnittsform ist nicht auf diese Form
begrenzt. Die äußere Form und Größe des Absatzes 1 kann auch in
Übereinstimmung mit der von den Schuhen geforderten modischen Form
variiert werden.
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Der illustrierte Absatz 1 ist mit einem Einsteckstift 4 versehen, aber der
Absatz 1 ist nicht auf diese Art Absatz begrenzt.
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Der Erfinder der vorliegenden Erfindung zog in der Anfangsphase der
Entwicklung des Absatzes 1 einfach die Möglichkeit der Verwendung der
hohen Festigkeit und der hohen Elastizität von Kohlefasern für die Herstellung
eines Absatzes in Betracht. Zuerst zerkleinerte er die Kohlefasern zu sehr
feinem Pulver und vermischte das erhaltene Pulver mit einem Polyurethanharz,
basierend auf seiner hypothetischen Idee, daß wenn Kohlefasern auf der
Außenfläche des Polyurethanharzes angeordnet sind, der Abriebwiderstand
des Harzes größer wird. Jedoch trat eine Streuung der Zusammensetzung
dieser Mischung während deren Rührung aufgrund des Unterschiedes
zwischen den spezifischen Gewichten dieser beiden Rohmaterialen auf, und
selbst ein erwarteter Stärkegrad konnte in einem Endprodukt nicht erzielt
werden.
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Daher wird eine Kohlefaserstruktur bestehend aus ca. 50 Stücken Kohlefaser
auf eine vorbestimmte Länge (z.B. 8 mm) geschnitten, um so den
Mischungsgrad dieser beiden Substanzarten zu verbessern, und die erhaltene
Kohlefaser wird mit einem Polyurethanharz vermischt, um ein Material für
einen Absatz herzustellen. Die Kohlefaser kann gleichmäßig durch Rühren
dieses Materials verteilt werden, um die aus ca. 50 Kohefaserteilen
bestehende Kohlefaserstruktur in feinere Stücke zu zerteilen, von denen jedes
aus mehreren Kohlefaserstücken besteht.
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Ein Polyurethanharz mit einer Härte von 95-98 wurde in einem konventionellen
Absatz im Hinblick auf seine Formbarkeit und Schuhzusammenhaltkraft
verwendet. Ein Polyurethanharz mit einer Härte in so einem hohen
Gradbereich erfüllt die oben erwähnten Bedingungen einschließlich der
Schiebefestigkeit und des Stoßwiderstandes nicht ausreichend. Die
vorliegende Erfindung ist in der Verwendung eines Urethanharzes mit einer
Härte von ca. 88-93, was hierzu vorher aufgrund der darin vermischten
Kohlefasern nicht verwendbar war, erfolgreich. Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden auf eine vorbestimmte Länge geschnittene
Kohlefaserstücke, wie oben erwähnt, mit einem Polyurethanharz mit einer
Härte von ca. 88-93 in einem Rohmaterialherstellungsschritt vermischt, und
die erhaltene Mischung wird unter Rühren vermischt, wobei das erhaltene
Produkt im Spritzgußverfahren zu einem Absatz geformt wird.
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Während eines Absatzformschrittes, in dem das Rohmaterial einer Hochdruck-
Hochtemperaturbehandlung ausgesetzt wird, wird die Hitze gleichmäßig nicht
nur auf die Oberflächenschicht des Materials, sondern auch auf dessen
innenbereich aufgrund der Wärmeleitwirkung der Kohlefasern übertragen. Als
ein Ergebnis konnte der innenbereich des Absatzes auch im gleichen Maße
wie dessen Oberflächenschicht gehärtet werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die Menge der in einem
Polyurethanharz enthaltenen Kohlefasern vorzugsweise im Bereich von
1,0 - 10,0 Gewichtsprozent. Wenn die Menge an Kohlefasern weniger als 1,0
Gewichtsprozent beträgt, wird der Abriebwiderstand eines Endproduktes
unzureichend, und wenn die Menge an Kohlefasern 10,0 Gewichtsprozent
überschreitet, wird ein Absatz rutschig und hat eine unzureichende
Stoßaufnahmefähigkeit.
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Die Länge der in der vorliegenden Erfindung verwendeten Kohlefasern liegt im
Bereich von 0,1 - 10,0 mm und vorzugsweise bei ca. 3 - 6 mm. Wenn die
Länge der Kohlefasern auf weniger als 1 mm eingestellt wird, bewirkt sie nur
eine Erhöhung der Kohlefaserschneide- und Pulverisierungskosten, und es wird
keine Verbesserung irgendwelcher gewünschten Effekte erzielt. Wenn die
Länge der Kohlefasern auf mehr als 10,0 mm eingestellt wird, verringert sich
die Formbarkeit eines thermoplastischen Polyurethanharzes.
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in dem Absatz für Schuhe gemäß der vorliegenden Erfindung werden
pulverisierte Kohlefasern mit einem thermoplastischen Polyurethanharz, das,
wie oben erwähnt, ein elastisches Material ist, vermischt, und daher stellen
sich die Eigenschaften des Polyurethanharzes und diejenigen der Kohlefasern
in einer gemischten Weise dar, um den Erhalt eines Synergieeffektes dieser
Materialien zu ermöglichen. Der Absatz für Schuhe gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht nämlich aus einem festen zusammengesetzten Körper mit
einer hohen Stoßabfederung, mit einem hohen Abriebwiderstand, einem durch
die hohe Stoßaufnahmefähigkeit bereitgestellten exzellenten Antistatikeffekt
und einer exzellenten Rutschverhinderungs-fähigkeit des Polyurethanharzes
und der hohen Leitfähigkeit, dem hohen Korrosionswiderstand und dem hohen
Abriebwiderstand der Kohlefasern.
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Der Absatz für Schuhe gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine Härte von
ca. 90 - 94, ein Spannungs-Elastizitätsmodu von ca. 10 - 16 MPa, eine
Spannungs-Festigkeit von ca. 25 - 40 MPa und einer Reißfestigkeit von ca. 10
- 15 KN/m. Aufgrund dieser Eigenschaften hat der Absatz für Schuhe gemäß
der vorliegenden Erfindung einen mehrfach höheren Abriebwiderstand als der
eines konventionellen Absatzes für Schuhe, sowie eine hohe Elastizität, einen
hohen Stoßwiderstand und einen hohen Rutschwiderstand. Der Absatz für
Schuhe gemäß der vorliegenden Erfindung übersteigt die US-Standards (die für
einen Absatz für Schuhe festsetzten, daß ein Metallstift (Sockel) nicht durch
dessen Abrieb nach einem 10-Meilen-Lauf bei Tragen der Schuhe bloßgelegt
werden soll) bei weitem.
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Fig.2 ist eine Graphik, die die Ergebnisse eines Haltbarkeitstestes bei einem
16-km-Lauf zeigt, der auf einem Pflaster an dem Absatz gemäß der
vorliegenden Erfindung, einem allgemein verwendeten Absatz und einem
allgemein verwendeten verstärkten Absatz durchgeführt wurde. Dieser Test
wurde auf der Basis der US Heel Lift Test Standards durchgeführt, und die
US-Test-Standard-Werte werden als Referenz auch in der Zeichnung gezeigt.
Wie klar aus dieser Graphik hervorgeht, hat der Absatz D gemäß der
vorliegenden Erfindung eine wesentlich höhere Haltbarkeit als diejenigen des
allgemeinen Absatzes B und des verstärkten Absatzes C und sogar eine
höhere als die US-Test-Standard-Werte A nach den Laufdistanzen von 7,5
Meilen.
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Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse der vergleichenden Abriebsversuche
an dem Absatz gemäß der vorliegenden Erfindung und den Produkten
(Absätzen) einiger anderer Firmen als der des Erfinders. Diese Tests wurden
durch manuelles Reiben eines Testers, an dem ein Absatz befestigt war,
gegen ein Abriebtesttuch unter Zählen der Anzahl dieser Reibungen
durchgeführt, bis der Absatz so verschlissen war, daß ein Sockel freigelegt
wurde.
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Die vorliegende Erfindung weist selbstverständlich verschiedene andere Arten
von modifizierten Beispielen auf. Z.B. kann die mit dem Boden in Kontakt
kommende Fläche des Absatzes für Schuhe mit Vorsprüngen und
Vertiefungen ausgestattet sein, oder der Kohlefasergehalt des Absatzes für
Schuhe kann nicht gleichmäßig, sondern auf einem höheren Niveau innerhalb
des benannten Bereiches in einem mit dem Boden in Kontakt kommenden
Flächenbereich des Absatzes eingestellt sein. Dementsprechend sind die
modifizierten Beispiele innerhalb des Konzeptes und des Rahmens der
vorliegenden Erfindung in deren Ansprüchen eingeschlossen.
Zusammenfassung
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Ein Absatz für Schuhe gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch
Spritzgußformen eines thermoplastischen Polyurethanharzes hergestellt. Das
thermoplastische Polyurethanharz enthält Kohlefasern, die in geradlinige
Stücke vorbestimmter Länge geschnitten sind. Dieser Absatz für Schuhe ist
ein rutschfester Absatz, der einen hohen Abriebwiderstand, einen hohen
Stoßwiderstand, eine hohe Formbarkeit und eine hohe Betriebseffizienz
bezüglich der Herstellung von Schuhen aufweist