DE9113139U1 - Sockenartiger Schuheinsatz - Google Patents

Description

K 35 998/5W1 22. Okt. 1991

W. L. Gore & Associates GmbH Hermann-Oberth-Straße 22
8011 Putzbrunn

Sockenartiqer Schuheinsatz

Die Erfindung betrifft einen sockenartigen Schuheinsatz mit einer wasserdichten, wasserdampfdurchlässigen Funktionsschicht für wasserdichtes, atmungsaktives Schuhwerk, wobei der Schuheinsatz einen Sohlenbereich und einen Schaftbereich aufweist.

Für den Schaft von wasserdichtem, atmungsaktivem Schuhwerk verwendet man Außenmaterial, das zwar luftdurchlässig, gleichzeitig aber auch wasserdurchlässig ist, wie beispielsweise Leder oder textiles Gewebe. Die Wasserdichtigkeit wird dadurch hergestellt, daß im Inneren des Schuhs eine wasserdichte, jedoch wasserdampfdurchlässige Funktionsschicht angeordnet wird. Diese kann beispielsweise aus gerecktem, mikroporösen Polytetrafluorethylen (PTFE) bestehen. Ein Vernä-

hen der Funktionsschicht mit dem Schaft- und/oder Sohlenbereichs des Schuhwerks ist problematisch. An den Nahtlöchern wird die Funktionsschicht wasserdurchlässig. Eine übliche Methode besteht deshalb darin, innerhalb des Schuhwerks einen sockenartigen Schuheinsatz anzuordnen, der mit einer Funktionsschicht aufgebaut ist. Diese ist üblicherweise Teil eines Laminates, das die Funktionsschicht und mindestens auf einer Seite der Funktionsschicht, vorzugsweise beidseits der Funktionsschicht, ein textiles Material aufweist. Zur Herstellung des sockenartigen Schuheinsatzes werden mehrere Zuschnittteile, aus denen der Schaftbereich und der Sohlenbereich des sockenartigen Schuheinsatzes zusammengesetzt werden können, wasserdicht miteinander verbunden. Diese wasserdichte Verbindung geschieht beispielsweise durch Vernähen der einzelnen Zuschnitteile und durch Abdichten der Nahtstellen durch deren Überdeckung mit einem Klebe- oder Schweißband, das durch einen Klebe- bzw. Schweißvorgang in die Nähnaht überdeckender Weise auf die Funktionsschicht bzw. das Laminat aufgebracht wird.

Ein derartiger sockenartiger Schuheinsatz, in der Fachwelt auch Bootie genannt, wird vorzugsweise dadurch im Inneren des Schuhwerks befestigt, daß das obere Schaftende des Schuheinsatzes mit dem oberen Schaftende des Schuhwerks verbunden, beispielsweise vernäht wird, und daß der Sohlenbereich des Schuheinsatzes zwischen Laufsohle und Brandsohle des Schuhwerks festgelegt wird, vorzugsweise durch vollflächiges Verkleben.

Es hat sich nun herausgestellt, daß bei Schuhwerk, das mit solchen Booties ausgestattet ist, Ausfälle hinsichtlich der gewünschten Wasserdichtigkeit auftreten. Diese wurden teilweise unmittelbar nach Herstellung des Schuhwerks, teilweise erst nach dessen längerer Benutzung, beobachtet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen sockenartigen Schuheinsatz bzw. Bootie verfügbar zu machen, mit dem sich die Zuverlässigkeit des damit ausgerüsteten Schuhwerks hinsichtlich der Wasserdichtigkeit verbessern läßt.

Diese Aufgabe läßt sich erfindungsgemäß mit einem sockenartigen Schuheinsatz der eingangs angegebenen Art lösen, bei dem nur der Schaftbereich mit der Funktionsschicht, der Sohlenbereich dagegen mit einer wasserdichten, nicht porösen, zweidimensional dehnbaren Kunststoffolie aufgebaut ist.

Der erfindungsgemäße Schuheinsatz wird im folgenden kurz Bikomponentenbootie genannt.

Der erste Schritt zur vorliegenden Erfindung bestand darin, die Ursachen für das Wasserundichtwerden herkömmlicher Schuheinsätze, im folgenden Einkomponentenbooties genannt, aufzuspüren.

Die erste Erkenntnis war die, daß zu Wasserundichtigkeit führende Beschädigungen des Einkomponentenbootie praktisch immer in dessen Sohlenbereich auftreten. Inzwischen hat man auch die Ursachen hierfür erkannt:

1. Der menschliche Fuß dehnt sich während des Gehvorgangs sowohl in Gehrichtung als auch quer zur Gehrichtung, also zweidimensional. Das für Booties üblicherweise verwendete Funktionsschichtmaterial ist jedoch nur in einer Richtung, also nur eindimensional, dehnbar. Dies gilt insbesondere für Funktionsschichtlaminate, deren Funktionsschicht mindestens auf einer Seite mit einem textlien Träger versehen ist. Solche textlien Träger bestehen meist aus Wirkoder Webware mit unterschiedlichem Dehnungsverhalten in Kett- und Schußrichtung. Dies resultiert in unterschiedlicher Elastizität des Laminates in unterschiedlicher Richtung. Das Resultat ist im wesentlichen monoaxiale

Dehnfähigkeit.

Diese monoaxiale Dehnfähigkeit führt dazu, daß der Bootie, insbesondere im Sohlenbereich, in dem ein Sohlenzuschnitt mit Schaftzuschnitten des Booties verbunden ist, erheblichen mechanischen Belastungen ausgesetzt werden kann, die nicht durch Elastizität des Bootiematerials aufgefangen werden können.

2. Ein üblicher Verfahrensschritt bei der Herstellung von Schuhen ist der Zwickprozeß, bei welchem Schaftmaterial um einen Leisten herum über den Sohlenrandbereich des Leistens umgeschlagen und an einer an der Leistensohle befindlichen Brandsohle befestigt wird. Der Bootie befindet sich dabei zwischen Brandsohle und umgeschlagenem Schaftmaterial. Durch die dreidimensionale Form des Leistens kommt es beim Zwickprozeß zu Faltenbildungen nicht nur des Schaftmaterials sondern auch des die Funktionsschicht enthaltenden Laminates, vor allem im Sohlenbereich an der Ferse. Dies führt zu Druckspitzen an den Falten, die zu einer Beschädigung der Funktionsschicht führen können.

Dadurch, daß bei dem Zwickprozeß das Schaftmaterial mit hoher Spannung um den Übergangsbereich zwischen Sohle und Schaft des Leistens herumgezogen wird, werden im Sohlenbereich hohe Drücke auf das Laminat des Bootie ausgeübt, die ebenfalls zu Beschädigungen der Funktionsschicht führen können. Um die Atmungsaktivität des die Funktionsschicht aufweisenden Laminates zu erhalten, werden die einzelnen Schichten des Laminates mittels matrixartig verteilter Kleberpunkte miteinander verbunden. Außerdem weisen die textlien Lagen des Laminates üblicherweise eine gewisse Rippigkeit auf. An den durch die Kleberpunkte und die Rippigkeit bedingten kleinen Flächen wird der volle durch den Zwickprozeß ausgeübte Druck auf die Funktionsschicht übertragen. Erschwerend kommt hinzu, daß

bei Ausübung dieses Druckes auf das Laminat dieses gleichzeitig erheblich gedehnt wird, üblicherweise bis zu etwa 20 %.

3. Durch die unterschiedlichen Lagen des Laminates kommt es bei Temperatureinwirkung zu ungleichem Schrumpfverhalten der einzelnen Lagen. Die Folge ist eine erzwungene Dehnung und Beanspruchung der Funktionsschicht im Laminatverbund. Dies kann auf der Funktionsschicht zu Schrumpffalten außerhalb der rasterförmig aufgebrachten Kleberpunkte führen. Die Schrumpffalten sind bei Druckeinwirkung gegen Beschädigung anfälliger.

4. Die einzelnen Zuschnitteile des Booties werden durch Nähen miteinander verbunden. Die Nähte werden danach mittels durch Heißluft-Verschweißung aufgebrachten Dichtbandes abgedichtet. Das Verschweißen der Nähte führt zu einer Verformung des Booties, die einerseits durch Temperatureinwirkung beim Schweißvorgang und andererseits durch manuelles Zuführen des Laminates zur Schweißmaschine verursacht wird.

5. Während die vorausgehend geschilderten Erscheinungen zu einer Beschädigung der Funktionsschicht des Booties bereits bei der Schuhherstellung führen können, kann es auch noch zu Beschädigungen während des Tragens des Schuhwerks kommen. Dies beispielsweise, wenn sich feine Sandkörner zwischen Einlegesohle und Laminat ablagern und durch den Gewichtsdruck des Benutzers des Schuhwerks die Funktionsschicht zerstören.

Mit der vorliegenden Erfindung sind diese Probleme überwunden worden. Dadurch, daß man den Sohlenbereich nicht mit der Funktionsschicht aufbaut, sondern mit einer wasserdichten, nicht porösen, zweidimensional dehnbaren Kunststoffolie, hat man die Möglichkeit, den Sohlenbereich

des Booties einzig und allein nach den Gesichtspunkten zu gestalten, die Wasserdichtigkeit und mechanische Festigkeit garantieren.

Zunächst erscheint überraschend, daß der Sohlenbereich nicht aus wasserdampfdurchlässigem Material besteht. Dies ist aber unkritisch, weil bei Schuhwerk, das mit einem Bootie ausgerüstet ist, der Sohlenbereich des Bootie ohnehin vollflächig verklebt wird, so daß bei Verwendung üblicher Klebstoffe, die nicht wasserdampfdurchlässig sind, im Sohlenbereich selbst bei einem Einkomponentenbootie mit Funktionsschicht im Sohlenbereich keine Wasserdampfdurchlässigkeit gegeben ist.

Als Kunststoffolie für den Sohlenbereich des Zweikomponentenbootie wird bevorzugt eine Flachfolie aus thermoplastischen Polyurethan-Elastomeren verwendet. Vorzugsweise handelt es sich dabei um eine extrudierte Flachfolie. Deren bevorzugter Wandstärkenbereich liegt im Bereich von 0,25 bis 1 mm. Insbesondere werden bevorzugt thermoplastische Polyurethan-Elastomere als hochmolekulare organische Werkstoffe mit segmentiertem (d. h. mit sich abwechselnden Hart- und Weichsegmenten) und überwiegend linearem Aufbau. Ein bevorzugter Shore-Härtebereich liegt bei 86 A.

Solche Kunststoffolien zeichnen sich aus durch hohe mechanische Festigkeitseigenschaften, hohe Verschleißfestigkeit, Flexibilität über einen weiten Temperaturbereich, gute Schweißbarkeit und hohe zweidimensionale Dehnfähigkeit.

Ein erfindungsgemäßes Bikomponentenbootie weist eine verbesserte Paßform auf. Es erlaubt eine gleichmäßige Dehnungsverteilung nach allen Richtungen im Sohlenbereich. Der Sohlenbereich ist wesentlich besser vor Beschädigungen

geschützt als bei einem Einkomponentenbootie. Die erhöhte Elastizität des Bikomponentenbootie im Sohlenbereich führt zu einem Abbau der Dehnung im restlichen Laminatbereich des Bootie. Mit dem Bikomponentenbootie wird eine verbesserte Wasserdichtigkeit erreicht, da die Schwachstellen des Einkomponentenbooties überwunden sind. Da die für den Sohlenbereich verwendete Kunststoffolie des Bikomponentenbootie billiger ist als Funktionsschichtmaterial, ergibt sich für das Bikomponentenbootie eine Kostenreduzierung gegenüber dem herkömmlichen Einkomponentenbootie.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Schaftbereich und der Sohlenbereich miteinander vernäht, wobei die Nähte mit wasserdichtem Schweißband abgedeckt sind. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die einzelnen Zuschnitteile des Bikomponentenbootie über Schweiß- oder Klebenähte miteinander zu verbinden.

Die im Sohlenbereich verwendete Kunststoffolie des erfindungsgemäßen Bikomponentenbootie kann auf der Innenseite mit einem textilartigen Material zweidimensionaler Dehnbarkeit versehen sein, das beispielsweise aus einem Polyamid besteht und für zusätzliche Feuchtigkeitsaufnahme sorgt.

Üblicherweise werden Booties nicht von Schuhherstellern sondern von Herstellern von Fuktionsschichtmaterial gefertigt. Es ist daher vorteilhaft, in den Bootie gleich beim Bootie-Hersteller eine Brandsohle einzukleben. Dies vereinfacht den späteren Schuh-Herstellvorgang beim Schuhhersteller.

Für die Funktionsschicht geeignete Materialien umfassen mikroporöses gerecktes Polytetrafluorethylen (PTFE), wie es in den US-Patentschriften 3,953,566 und 4,187,390 beschrieben ist; gerecktes PTFE, das mit hydrophilen Imprägniermitteln und/oder -schichten versehen ist, wie es in der US-Patentschrift 4,194,041 beschrieben ist; atmungsfähige Polyurethanschichten; oder Elastomere, wie Copolyetherester und deren Laminate, wie es in den US-Patentschriften 4,725,481 und 4,493,870 beschrieben ist.

Die Erfindung wird nun anhand einer Ausführungsform näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Bikomponentenbootie; und

Fig. 2-4 Zuschnitteile, aus denen das Bikomponentenbootie nach Fig. 1 zusammengesetzt ist, nämlich zwei Schaftzuschnitteile in den Fig. 2 und 3 und ein Sohlenzuschnitteil in Fig. 4.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Bikomponentenbootie 11, das aus einem (in Fig. 1) vorderen Schaftseitenteil 13, einem (in Fig. 1) hinteren Schaftseitenteil 15 und einem Sohlenteil 17 zusammengesetzt ist. Die beiden Schaftseitenteile 13 und 15 sind mit einer Ristnaht 19 und mit einer Fersennaht 21 zu einem Bootieschaft verbunden. Dieser Bootieschaft ist über eine Sohlennaht 23 mit dem Sohlenteil 17 verbunden. Die Nähte 19, 21 und 23 sind mit Ristschweißband 25 bzw. Fersenschweißband 27 bzw. Sohlenschweißband 29 wasserdicht abgedeckt. Das Aufschweißen dieser Schweißbänder geschieht üblicherweise durch Heißluft-Verschweißung mit dem darunter befindlichen Material.

Die Schaftseitenteile 13 und 15 bestehen aus einem Laminat mit einer Funktionsschicht, die mindestens auf einer Seite mit einer textlien Lage versehen ist, mit welcher die mechanische Festigkeit erhöht wird. Das Laminat kann auch beidseits mit einer Textillage versehen sein. In diesem Fall kann die im Bootie innen befindliche Textillage durch ein Feuchtigkeit aufnehmendes Material gebildet sein.

Das Sohlenteil 17 besteht vorzugsweise aus einer Polyurethan-Folie, die etwa die gleichen Ausmaße wie die Brandsohle des mit dem Bikomponentenbootie auszurüstenden Schuhwerks hat. Bevorzugt werden Polyurethan-Folien mit den bereits genannten Eigenschaften und Parametern.

In den Fig. 2 und 3 sind die beiden Schaftseitenteile 15 bzw. 13 gezeigt. Fig. 4 zeigt das Sohlenteil 17.

Um eine verbesserte Paßform zu erhalten, kann der Schaft des Bikomponentenbootie mit mehr als den beiden Schaftteilen 13 und 15 aufgebaut werden. Vorzugsweise wird der Schaftbereich des Bikomponentenbootie aus drei Schaftteilen aufgebaut, zwei Schaftseitenteilen und einem (in den Fig. nicht gezeigten) keilförmigen Ristteil, das sich mit seinem schmalen Ende vom Zehenbereich des Zweikomponentenbootie breiter werdend bis zum oberen, offenen Ende des Bikomponentenbootie, erstreckt und in etwa dem Schuhzungenbereich des mit dem Bikomponentenbooties auszurüstenden Schuhwerks entspricht.

Der erfindungsgemäße Bikomponentenbootie kann mit einer Brandsohle versehen sein, die beim Bootiehersteller auf die Innenseite des Sohlenbereichs 17 des Booties aufgebracht wird, insbesondere durch Aufkleben. Für den Schuhhersteller, der den Bootie vom Bootiehersteller bezieht, vereinfacht sich dadurch die Schuhherstellung erheblich.

Claims (8)

Schutzansprüche

1. Sockenartiger Schuheinsatz (11) mit einer wasserdichten, wasserdampfdurchlässigen Funktionsschicht für wasserdichtes, atmungsaktives Schuhwerk, wobei der Schuheinsatz (11) einen Sohlenbereich (17) und einen Schaftbereich (13, 15) aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß nur der Schaftbereich (13, 15) mit der Funktionsschicht, der Sohlenbereich (17) dagegen mit einer wasserdichten, nicht porösen, zweidimensional dehnbaren Kunststoffolie aufgebaut ist.

2. Schuheinsatz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Schaftbereich (13, 15) und der Sohlenbereich (17) miteinander vernäht sind und daß die Nähte (19, 21, 23) mit wasserdichtem Schweißband (25, 27, 29) abgedeckt sind.

3. Schuheinsatz nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Schaftbereich (13, 15) und der Sohlenbereich (17) über eine Schweiß- oder Klebenaht miteinander verbunden sind.

4. Schuheinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kunststoffolie aus Polyurethan besteht.

5. Schuheinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Kunststoffolie mit einer Polyurethan-Folie aufgebaut ist, die auf der Innenseite des Schuheinsatzes (11) mit einem textilartigen Material zweidimensionaler Dehnbarkeit versehen ist.

6. Schuheinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schaftbereich (13, 15) mit einem Laminat aufgebaut ist, das die Funktionsschicht und eine textile Lage auf mindestens einer Seite der Funktionsschicht aufweist.

7. Schuheinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die Funktionsschicht durch eine Folie aus gerecktem, mikroporösem Polytetrafluorethylen (PTFE) gebildet ist.

8. Schuheinsatz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

daß auf die Innenseite des Sohlenbereichs (17) eine Brandsohle aufgeklebt ist.