FI119964B

FI119964B - Protective footwear bottom construction and protective footwear

Info

Publication number: FI119964B
Application number: FI20075606A
Authority: FI
Inventors: Klaus Viljanmaa
Original assignee: Urho Viljanmaa Oy
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2007-09-04
Publication date: 2009-05-29
Also published as: DE202008011637U1; FI20075606A; FI20075606A0

Description

Turvajalkineen pohjarakenne ja turvajalkineSafety footwear and safety footwear

Keksinnön taustaBackground of the Invention

Keksintö liittyy turvajalkineisiin ja erityisesti varausta purkavien 5 ESD-turvajalkineiden pohjarakenteeseen.The invention relates to safety footwear, and more particularly to the sole structure of unloading ESD safety footwear.

ESD (Electrostatic Discharge) on staattisen sähkön purkauksen ilmiö, joka voidaan määritellä seuraavasti: Staattisen sähkön purkaus on eri potentiaalissa olevien kappaleiden välillä tapahtuva staattisen sähkövarauksen siirtyminen.ESD (Electrostatic Discharge) is a phenomenon of static electricity discharge which can be defined as follows: Static electricity discharge is the transfer of static electricity charge between objects of different potential.

10 ESD-jalkineella tarkoitetaan jalkinetta, jota saa käyttää sähköstaatti silta varauksilta ja purkauksilta suojatulla alueella. ESD-jalkineiden tarkoituksena on maadoittaa ihminen puolijohtavan lattian kautta maahan. Kenkien kautta tapahtuva maadoitus vaatii toimiakseen aina asianmukaisen alustan. ESD-jalkineen suojaus kohdistuu pääasiassa elektroniikkakomponenttien vau-15 rioiden estämiseen, mutta suojaa myös työntekijää samalla tavoin kuin anti-staattinen jalkine.10 ESD footwear refers to footwear that may be used in an area protected from electrostatic charges and discharges. The purpose of ESD footwear is to ground a person through a semiconductor floor. Shoe grounding always requires an appropriate platform to function. The protection of ESD footwear focuses primarily on preventing Vau-15 electronic components, but also protects the worker in the same way as anti-static footwear.

Jalkineen tulee täyttää vähintään standardin IEC 61340-5-1 (Elektronisten komponenttien suojaaminen staattiselta sähköltä) vaatimukset ESD-jalkineille. Standardi sisältää yleiset vaatimukset sähköstaattisille purkauksille 20 herkkien ESDS-laitteiden (Electrostatic Discharge Sensitive device) suojaukselle staattisia purkauksia ja sähkökenttiä vastaan. Siinä kuvataan EPÄ suoja-alueen (ESD Protected Area) suunnittelu, käyttöjä kontrollointi, joilla pienennetään riskiä, että herkät laitteet vahingoittuisivat sähköstaattisen ilmiön seurauksesta. Standardi on korvannut standardin EN 100015 Protection of Electro-25 static Sensitive Devices.The footwear must meet at least the requirements of IEC 61340-5-1 (Protection of Electronic Components against Static Electricity) for ESD footwear. The standard contains general requirements for electrostatic discharge for the protection of 20 sensitive ESDS (Electrostatic Discharge Sensitive device) against static discharge and electric fields. It describes the design, use, and control of the ESD Protected Area to reduce the risk of damage to sensitive equipment due to electrostatic effects. The standard has replaced EN 100015 Protection of Electro-25 Static Sensitive Devices.

Staattisen sähkön purkauksilta suojatulla EPÄ- alueella tulee lattian ja jalkineen yhdistelmäresistanssin standardin SFS-EN 61340-5-1 mukaan olla 750k ohmin ja 35M ohmin välillä. Jalkineen resistanssiksi suositellaan 1 ΜΩ -10ΜΩ, jotta standardin mukainen resistanssi lattian ja työntekijän välillä olisi 30 standardin mukaisissa rajoissa.The combined resistance of the floor and the footwear in accordance with SFS-EN 61340-5-1 must be between 750k ohm and 35M ohm in the non-static electricity protected area. It is recommended that the shoe has a resistance of 1 ΜΩ -10ΜΩ so that the standard resistance between the floor and the worker is within the range of 30 standards.

ESD-materiaalit luokitellaan eri kategorioihin niiden johtavuuden mukaan. Esimerkiksi staattisen sähkön standardissa CECC 00 015 (osa 1, 1991) materiaalit on jaettu niiden pintaresistanssin (ps) tai ominaisresistanssin (pv) perusteella. Pintaresistanssin mittausmenetelmät on määritelty ko. stan-35 dardissa. Luokittelu on seuraava: 2ESD materials are categorized according to their conductivity. For example, in the static electricity standard CECC 00 015 (part 1, 1991), materials are divided by their surface resistance (ps) or specific resistance (pv). Methods for measuring surface resistance are defined in the present application. stan-35 in the dard. The classification shall be as follows:

Staattista sähköä johtavat materiaalit: 103 Ω / neliö < ps < 106 Ω / neliö (pintaresistanssi) tai 102Ω cm < pv < 105 Ω cm (ominaisresistanssi) 5 Staattista sähköä poistavat (static dissipative) eli ns. dissipatiiviset materiaalit: - resistiivisyys on suurempi kuin johteilla, mutta alhaisempi kuin eristeillä. Materiaali toimii johteen tapaan, mutta varauksen siirtyminen maahan kestää kauemmin.Materials conducting static electricity: 103 Ω / square <ps <106 Ω / square (surface resistance) or 102Ω cm <pv <105 Ω cm (specific resistance) 5 Static dissipative dissipative materials: - higher resistivity than conductors but lower than insulators. The material works like a guide, but it takes longer to transfer the charge to the ground.

10 105 Ω / neliö < ps < 1012 Ω / neliö (pintaresistanssi) tai 104 Ω cm < pv < 1011 Ω cm (ominaisresistanssi)10 105 Ω / square <ps <1012 Ω / square (surface resistance) or 104 Ω cm <pv <1011 Ω cm (specific resistance)

Staattista sähköä poistavat materiaalit jaetaan usein vielä puolijoh-taviin ja puolieristäviin. Käytännöllinen raja näiden pintaresistanssin välillä on 15 noin 109 Ω / neliö. Tällöin puolijohtava ja puolieristävä materiaali määritellään seuraavasti.Static electricity removing materials are often further divided into semiconductor and semiconductor materials. The practical limit between these surface resistances is 15 at about 109 Ω / square. In this case, the semiconducting and semiconducting material is defined as follows.

Puolijohtava materiaali: 105 Ω / neliö < ps < 109 Ω / neliö (pintaresistanssi) 20Semiconductor material: 105 Ω / square <ps <109 Ω / square (surface resistance) 20

Puolieristävä ns. antistaattinen (Anti-Static) materiaali: 109 Ω / neliö < ps < 1012 Ω / neliö (pintaresistanssi)Semi-insulating so-called. anti-static (Anti-Static) material: 109 Ω / square <ps <1012 Ω / square (surface resistance)

Esitetyt arvot staattista sähköä johtavien, puolijohtavien ja puolieris-25 tävien resistiivisyyden osalta voivat vaihdella eri standardien muuttuessa, mutta tässä hakemuksessa käytetään nimitysten ja arvojen osalta edellä esitettyä jakoa.The values shown for the resistivity of static electricity, semiconductor, and semiconductor materials may vary with different standards, but for the purposes of this application, the above division for naming and values is used.

Tunnettujen ESD-jalkineiden pohjarakenteet ovat yleensä toteutettuja puolijohtavalla polyuretaanilla. Kyseisen jalkineen ulkopohja on valmistettu 30 homogeenisesta materiaalista, jotta voidaan taata luotettavat johtavuusominai-suudet. Tällä tavoin saadaan hyvä johtavuus koko jalkineen pohjan alalle, mutta homogeeninen puolijohtava polyuretaanipohja rajoittaa jalkineen muiden ominaisuuksien, kuten keveyden, jäykkyyden tai kiertojäykkyyden muuntelua.Known ESD footwear is generally constructed with semiconductor polyurethane. The outsole of this shoe is made of 30 homogeneous materials in order to guarantee reliable conductivity properties. In this way, good conductivity is obtained over the entire footwear sole, but the homogeneous semiconductive polyurethane sole limits the variation of other properties of the footwear, such as lightness, stiffness, or rigidity.

35 Patenttijulkaisusta GB341110 A tunnetaan turvajalkine, jossa ulko- pohjan yllä on kuparilevy, ja ulkopohjassa on kuparilevyyn liitettynä niittejä.35 Patent GB341110 A discloses a safety shoe with a copper plate over the outer sole and rivets attached to the outer sole.

33

Patenttijulkaisusta US20022112375 A1 tunnetaan turvajalkine, jossa kengän eri pohjarakenteet ovat kiinnitettyjä toisiinsa ESD-liimakerroksella.US20022112375 A1 discloses a safety shoe in which the various sole structures of the shoe are bonded together by an ESD adhesive layer.

Keksinnön lyhyt selostusBrief Description of the Invention

Keksinnön tavoitteena on siten kehittää turvajalkineen pohjarakenne 5 ja pohjarakenteen toteuttava turvajalkine siten, että yllä mainittuja ongelmia saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoite saavutetaan turvajalkineen pohjarakenteella ja turvajalkineella, joille on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.It is therefore an object of the invention to provide a sole 5 for a safety shoe and a safety shoe implementing the sole so that the above-mentioned problems can be solved. The object of the invention is achieved by a sole of a safety shoe and a safety shoe characterized by what is stated in the independent claims. Preferred embodiments of the invention are claimed in the dependent claims.

10 Yksi kyseessä olevan keksinnön kohde on turvajalkineen pohjara kenne käyttäjän maadoittamiseksi puolijohtavan lattian kautta maahan.One object of the present invention is the sole structure of a safety shoe for grounding a user through a semiconductor floor to the ground.

Toinen kyseessä olevan keksinnön kohde on turvajalkine käyttäjän maadoittamiseksi puolijohtavan lattian kautta maahan.Another object of the present invention is a safety shoe for grounding a user through a semiconductor floor.

Keksintö perustuu siihen, että turvajalkineen pohjarakenteessa, 15 käyttäjän maadoittamiseksi puolijohtavan lattian kautta maahan, jossa ulko-pohja käsittää staattista sähköä johtavasta materiaalista valmistettuja kulutus-paloja ja toisesta ulkopohjamateriaalista valmistettuja ulkopohjaosuuksia, on ulkopohjan yllä on staattista sähköä johtava ESD-maalikerros, jonka välityksellä mainitut kulutuspalat ovat staattista sähköä johtavassa yhteydessä toisiinsa 20 ulkopohjan sisäpuolella.The invention is based on the fact that the sole of the safety shoe, for grounding 15 users through a semiconductor floor to the ground, wherein the outsole comprises wear pieces of static conductive material and outer sole portions of another outsole material, is provided with a static are electrically conductive to each other on the inside of the outer sole 20.

ESD-turvajalkineiden staattista sähköä johtava pohjarakenne muodostetaan kulutuspalojen ja niiden yllä olevan maalikerroksen yhteisvaikutuksella koko pohjan pinta-alan kattavaksi. Sähköinen yhteys toteutuu kulutuspalojen ja maalikerroksen välillä. Tällä tavoin ulkopohjankulutuspalojen välisten 25 osuuksien materiaali voidaan valita siten, että jalkineen keveyden, jäykkyyden tai kiertojäykkyyden muuntelua voidaan toteuttaa.The static electrically conductive sole structure of ESD safety footwear is formed by the combined effect of the wear pads and the paint layer above them to cover the entire sole area. The electrical connection is made between the wear pieces and the paint layer. In this way, the material of the portions between the outsole wear pads 25 can be selected such that variation in the lightness, stiffness or twist of the footwear can be achieved.

Kulutuspalojen yläpuolinen maalikerros on staattista sähköä johtava ESD-maalikerros, jonka välityksellä myös toisistaan erillään olevat kulutuspalat ovat staattista sähköä johtavassa yhteydessä ulkopohjan sisäpuolella.The top coat of wear pads is a static conductive ESD paint coat, through which even the wear pads are electrically conductive in contact with the outside of the outsole.

30 Pohjarakenne käsittää edelleen vähintään kaksi puolijohtavaa kon- taktikappaletta, jotka ovat sähköisesti johtavassa yhteydessä staattista sähköä johtavaan ESD-maalikerrokseen. Yksi puolijohtava kontaktikappale sijaitsee jalkineen etuosassa ja toinen jalkineen takaosassa. Puolijohtavat kontaktikap-paleet eli ns. ESD-plugit ylläpitävät sähköisen yhteyden staattista sähköä joh-35 tavan ESD-maalikerroksen ja jalkineen pohjallisen välillä. Puolijohtavat kontak-tikappaleet mahdollistavat myös välipohjan muun rakenteen ja materiaalien 4 muuntelua siten, että jalkineen keveyden, jäykkyyden tai kiertojäykkyyden muuntelua voidaan toteuttaa.The base structure further comprises at least two semiconductor contact pieces which are electrically conductive in contact with the electrically conductive ESD paint layer. One semiconductor contact piece is located at the front of the footwear and the other at the back of the footwear. Semiconductor contact pieces. ESD plug-ins maintain an electrical connection between the static-conductive ESD paint layer and the insole of the footwear. The semiconductor contact pieces also allow the other structure of the midsole and the materials 4 to be modified so that the lightness, stiffness or twist of the footwear can be varied.

Pohjarakenne käsittää edelleen staattista sähköä johtavan pohjal-lisosuuden, esimerkiksi pussipohjallisen, joka on vuorostaan sähköisessä yh-5 teydessä mainittuihin puolijohtaviin kontaktikappaleisiin.The base structure further comprises a static electrically conductive base portion, for example a bag insole, which in turn is electrically connected to the semiconductor contact pieces mentioned.

Jalkineessa on lisäksi irrotettava ja täten vaihdettavissa oleva sisä-pohjallinen. Sisäpohjallinen on valmistettu staattista sähköä johtavaksi. Sisä-pohjallinen on vuorostaan sähköisessä yhteydessä sen alapuoliseen pohjal-lisosuuteen.The shoe also has a removable and thus interchangeable insole. The insole is made of static electricity. The insole, in turn, is electronically connected to the underside of the insole.

10 Keksinnön mukaisen turvajalkineen ESD-suojaus toimii aina kun yk si kulutuspaloista koskettaa puolijohtavaa lattiaa. Kulutuspalojen kuluminen ei aiheuta sähkönjohtavuuden merkittävää vaihtelua. Luonnollisesti jalkineet tulee vaihtaa uusiin tilanteessa, jossa kulutuspalat ovat kuluneet samalle tasolle muun ulkopohjan kanssa.The ESD protection of a safety shoe according to the invention works whenever one of the wear pieces touches a semiconductor floor. Wear of wear pieces does not cause a significant variation in electrical conductivity. Naturally, the footwear should be replaced in a situation where the wear pieces are worn to the same level as the other outsole.

15 Kulutuspalat ovat sijoittuneena koko ulkopohjan alueella ja kulutus- pintojen yllä oleva maalaus muodostaa yhtenäisen koko pohjan kokoisen johtavan pinnan. Tämä muodostaa laajan alapuolisen ESD-kerroksen. Toisaalta jalan alla oleva sisäpohjallinen asettuu käyttäjän jalan alle, muodostaen laajan yläpuolisen ESD-kerroksen. Yläpuolinen ESD-kerros ja alapuolinen ESD-20 kerros liitetään sähköisesti toisiinsa välipohjaan järjestettyjen puolijohtavien kontaktikappaleiden välityksellä.The wear pieces are located throughout the outer sole, and the painting above the wear surfaces forms a uniform conductive surface the size of the sole. This forms a broad underbound ESD layer. On the other hand, the insole under the foot rests beneath the user's foot, forming a broad upper ESD layer. The upper ESD layer and the lower ESD-20 layer are electrically connected to each other through semiconductor contact pieces arranged on the midsole.

Kuvioiden lyhyt selostusBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh-25 teydessä, viitaten oheiseen piirrokseen, joka:The invention will now be described in more detail with reference to the preferred embodiments, with reference to the accompanying drawing, which:

Kuvio 1 esittää leikkauskuvan keksinnön mukaisesta turvajalkinees-ta.Figure 1 is a sectional view of a safety shoe according to the invention.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus 30 Viitaten kuvioon 1, jossa on esitetty leikkauskuva keksinnön mukai sen turvajalkineen rakenteesta. Kengän yläpuoli muodostuu päällisestä 18 ja sen sisäpuolisesta vuoresta 22.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring to Figure 1, a sectional view of the structure of a safety shoe according to the invention is shown. The upper part of the shoe consists of an upper 18 and an inner lining 22.

Turvajalkineessa päällisen 18 ja vuoren 22 välissä on kärjen is-kusuoja 16. On selvää, että ESD-turvajalkine voidaan valmistaa myös ilman 35 turvakärkenä toimivaa iskunsuojaa.The safety shoe has a toe cap 16 between the upper 18 and the lining 22. It is clear that the ESD safety shoe can also be manufactured without the 35 safety toe cap.

55

Jalkineen ulkopohja muodostuu staattista sähköä johtavista kulu-tuspaloista 10 ja toisesta ulkopohjamateriaalista valmistetuista ulkopohja-osuuksista 20. Staattista sähköä johtavien kulutuspalojen 10 koko, määrä ja muoto voivat vaihdella.The outsole of the footwear consists of static electrically conductive wear pads 10 and outer sole portions 20 of other outer sole material, the size, number and shape of the static electrically conductive wear pads 10 may vary.

5 Ulkopohjan yläpuolelle on maalattu staattista sähköä johtava ESD- maalikerros 30, jonka välityksellä staattista sähköä johtavat kulutuspalat 10 ovat staattista sähköä johtavassa yhteydessä toisiinsa ulkopohjan sisäpuolella.Above the outsole is a static electrically conductive ESD paint layer 30 painted, through which static electrically conductive wear pads 10 are electrically conductive to one another on the inside of the outsole.

Staattista sähköä johtavat kulutuspalat 10 ja ESD-maalikerros 30 omaavat pintaresistanssin (ps), joka on välillä 103 Ω/neliö - 106 Ω /neliö.The electrically conductive wear pieces 10 and the ESD paint layer 30 have a surface resistance (ps) of between 103 106 / square and 106 Ω / square.

10 Pohjarakenteen välipohjassa 2 on kaksi puolijohtavaa kontaktikap- paletta 4, jotka ovat ESD-käyttöön soveltuvaa materiaalia. Materiaalien ESD-kelpoisuuteen voidaan vaikuttaa materiaalivalinnoilla lisäämällä materiaaliin johtavia materiaaleja kuten metallia tai hiiltä. Niiden määrää vaihtelemalla voidaan valmistaa materiaalit joko staattista sähköä johtaviksi tai puolijohtaviksi.10 The intermediate structure 2 of the base structure has two semiconductor contact pieces 4 which are material suitable for ESD use. The material's ESD capability can be influenced by the choice of materials by adding conductive materials such as metal or carbon to the material. By varying their amount, materials can be made either electrically conductive or semiconductor.

15 Puolijohtava kontaktikappale 4 omaa pintaresistanssin (ps), joka on välillä 105 Ω / neliö - 109 Ω / neliö.15 The semiconductor contact piece 4 has a surface resistance (ps) of 105 Ω / square to 109 Ω / square.

Toinen välipohjan puolijohtavista kontaktikappaleista 4 on jalkineen takaosassa ja toinen on etuosassa. Kontaktikappaleiden 4 sijainti ja koko on määritelty siten, että sähköinen yhteys toteutuu jalkineen asennosta riippumat-20 ta. Välipohjan 2 materiaali voidaan kontaktikappaleiden 4 ansiosta valita ESD-vaatimuksista riippumattomasti. Välipohjaan voidaankin sijoittaa kiertojäykiste 6.One of the midsole semiconductor contact pieces 4 is at the back of the footwear and the other is at the front. The position and size of the contact pieces 4 are defined such that the electrical connection is made independent of the position of the footwear. Due to the contact pieces 4, the material of the midsole 2 can be selected independently of the ESD requirements. Therefore, a rotary stiffener 6 can be placed in the midsole.

Jalkineen pohjarakenne käsittää edelleen staattista sähköä johtavan pohjallisosuuden 8, joka voi olla esimerkiksi ESD-johtava pohjaosuus. Staattis-25 ta sähköä johtava pohjallisosuus 8, on sähköisessä yhteydessä mainittuihin puolijohtaviin kontaktikappaleisiin 4. Sähköinen yhteys on toteutettu kontaktilii-toksella, jossa mainitut osat ovat jatkuvassa kosketuksissa toisiinsa.The sole structure of the footwear further comprises a static electrically conductive insole portion 8, which may be, for example, an ESD conductive insole. An electrically conductive insole portion 8, is electrically connected to said semiconductor contact pieces 4. The electrical connection is accomplished by a contact connection in which said parts are in continuous contact with each other.

Jalkine käsittää lisäksi staattista sähköä johtavan sisäpohjallisen 14, joka voidaan irrottaa ja vaihtaa. Sisäpohjallinen on vuorostaan sähköisessä yh-30 teydessä mainittuun staattista sähköä johtavaan pohjallisosuuteen 8. Käyttäjän jalka painaa sisäpohjallista pohjallisosuutta 8 vasten, jolloin kosketus näiden kahden osan välillä varmistuu, vaikka sisäpohjallinen ei olekaan kiinteästi kiinni pohjarakenteessa. Tässä sisäpohjallisessa 14 on iskunvaimennin, joka on sijoittuneena jalkineen kantaosaan.The shoe further comprises a static-conductive insole 14 which can be detached and replaced. The insole, in turn, is in electrical contact with the aforementioned static-conductive insole 8. The user's foot presses against the insole insole 8, thereby ensuring contact between the two parts, even though the insole is not firmly attached to the sole structure. This insole 14 has a shock absorber located on the heel of the footwear.

35 Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksin nön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritus- 6 muodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.35 It will be obvious to a person skilled in the art that as technology advances, the basic idea of the invention can be implemented in many different ways. The invention and its embodiments are thus not limited to the examples described above, but may vary within the scope of the claims.

Claims

A safety shoe sole structure for grounding a user through a semiconductive floor to a ground, wherein the outer sole comprises wear pieces (10) of static conductive material and outer sole members (20) of a second outer sole material, characterized in that the outer sole has a static conductive ESD. a paint layer (30) through which said wear pieces (10) are electrically conductive 10 interconnected within the outer sole.

2. A base structure according to claim 1, characterized in that the static electrically conductive wear pieces (10) have a surface resistance (ps) of between 103 106 / square and 106 Ω / square.

Base structure according to one of the preceding claims, characterized in that the base structure further comprises at least two semiconductor contact pieces (4) suitable for ESD use, which are electrically conductive in contact with a static conductive ESD paint layer.

Base structure according to claim 3, characterized in that the semiconductor contact piece (4) has a surface resistance (ps) of between 105 Ω / square and 109 Ω / square.

Bottom structure according to claim 3 or 4, characterized in that the base structure further comprises an ESD conductive base part (8), an ESD conductive base part (bag insole) (8) which is electrically connected to said semiconductor ESDs. for use with contact pieces (4).

The sole structure according to claim 5, characterized in that the base structure further comprises a removable static conductive insole (14), which in turn is electrically connected to said static conductive insole part (8).

Safety shoe, characterized in that it comprises a sole structure according to any one of claims 1 to 6.