WO1998058992A1 - Procedimiento de fabricacion de suelas para calzado en caucho expandido - Google Patents

Procedimiento de fabricacion de suelas para calzado en caucho expandido Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method of manufacturing soles of the type obtained by vulcanization and expanded rubber.
  • the soles for footwear are generally conceived in accordance with shapes and thicknesses that start from aesthetic conditions, as well as some adaptability requirements necessary for their fixation to the last with which the footwear itself will constitute. Normally the soles will require intermediate elements that link it to the last, determining the need to perform the adjustment and gluing operation of this material, as well as subsequent cuts.
  • the soles are used that integrate perimeter flaps that protrude superiorly with respect to the body of the sole, which allow the last to adhere directly and fit perfectly between the flaps that will wrap the last by its base.
  • the molds must be made in accordance with predetermined shapes and a reduced size, since when the sole is demoulded it will expand unevenly as a result of the internal tensions that are generated, especially in certain sectors of the sole such as incoming or outgoing, or in the internal partitions of its upper face.
  • the parameters to be controlled are diverse, first of all the composition of the expanding rubber that determines a variable behavior according to components and percentages used, then the mold itself designed for shapes and dimensions that turn out to be different from those that will be obtained after demolding and as a consequence of the expansion, and finally the conditions of stabilization of the sole after the expansion that causes a variation of its dimensions.
  • the procedure proceeds according to an initial mixture of rubbers, expanding products, silicas, accelerators and other compounds, until a perfectly homogeneous mixture of low specific weight, of the order of 0.6, remains.
  • the mixture of rubbers with zinc oxide, silica and stearic acid is carried out in a conventional mixer, in accordance with the operating conditions normally used in obtaining a rubber compound, then proceeding to the addition of accelerators, dyes and expander elements, until a homogeneous mixture is obtained.
  • the mixture thus obtained is introduced into an extruder machine by means of which elongated configuration preforms are obtained with the slightly defined heel, with a weight and shapes substantially similar to those of the perimeter edge of the vulcanizing mold.
  • the mold is configured with specific dimensions and shapes according to the specific design of the soles to be obtained, being valid for a certain range of sizes that will be achieved according to the degree of expansion of the sole after vulcanizing.
  • the mold will house the preform so that all its spaces are covered to ensure uniform vulcanization of the sole.
  • the use of presses that affect the preform with a specific pressure is normally used while the mold remains hot at an elevated temperature for a preset time.
  • the particular composition of the starting mixture, as well as the vulcanizing conditions, will determine the achievement of a sole with the desired physical properties in terms of abrasion resistance, flexural strength, tear strength, hardness and specific gravity.
  • the stabilization is carried out in the oven at a temperature between 75-85 ° C for a defined time between 15 minutes and 4 hours.
  • the sole once removed from the oven, presents the precise dimensions and the appropriate shape for its adjustment directly on the last, facilitating this operation the perimeter flap that limits the upper face of the sole, which will constitute a lateral partition that envelops the last, guaranteeing its perfect coupling.
  • the mixture obtained is incorporated into a mixing cylinder to which the following components are added in percentages over 100 parts of the previous mixture of rubbers:
  • Vulcanization takes place under conditions practically similar to those used with normal rubber, using a press with a hydraulic pressure of 190 Kg / cm 2 for this purpose that is applied to the preform under heating at a temperature of 165 ° C for 25 minutes
  • the sole is demoulded by simultaneously opening the pieces that make up the mold, immediately expanding the sole to a size larger than the one shown inside the mold.
  • the sole is then introduced into an oven in which it remains at 80 ° C for a stabilization time of 2h until a final specific weight of the sole of 0.75 is obtained.

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Abstract

Comprende las fases de mezcla de un compuesto de cauchos de Eva, Poli-isopreno, Poli-Butadieno, Polietileno, con un compuesto base constituido por Sílice, Oxido de Zinc, Acido Esteárico, adicíon posterior de un agente colorante, de un agente expansionante y de un acelerante configurando un compuesto mezcla final, expansión a temperatura ambiente de una suela constituida por el compuesto mezcla final una vez efectuada, la extrusión para obtención de preforma, la vulcanización de la preforma en molde para obtención de suela, y el desmoldeo de la suela, y posterior estabilización dimensional de la suela, tras su expansión, en un horno durante un intervalo de tiempo de estabilización a una temperatura constante.

Description

PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN DE SUELAS PARA CALZADO EN CAUCHO EXPANDIDO
DESCRIPCIÓN
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de suelas del tipo de las que se obtienen por vulcanización y en caucho expandido.
Es objeto de la invención la obtención de una suela que se adapte directamente por pegado a la horma del calzado con ayuda de una solapa perimetral que forme parte del cuerpo de la suela y sobresalga superiormente envolviendo la horma.
Partiendo de esta concepción formal de la suela a obtener, se trata de desarrollar un procedimiento que utilice caucho expandido constituido por una serie de componentes combinados en orden a conformar una suela de reducido peso específico, de acuerdo con una serie de fases que transcurran en unas condiciones operativas que permitan el estricto control de las formas y dimensiones de la suela a obtener.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las suelas para calzado se conciben generalmente de acuerdo con unas formas y espesor que parten de unos condicionamientos estéticos, así como de unos requerimientos de adaptabilidad necesarios para su fijación a la horma con la que constituirá el calzado propiamente dicho . Normalmente las suelas precisarán de elementos intermedios que la vinculen a la horma, determinando la necesidad de efectuar la operación de ajuste y pegado de este material, así como recortes posteriores.
Para evitar la utilización de este tipo de piezas intermedias, se recurre a las suelas que integran solapas perimetrales que sobresalen superiormente respecto al cuerpo de la suela, que permiten que la horma se adhiera directamente y quede perfectamente encajada entre las solapas que envolverán la horma por su base.
Este tipo de suelas se conforman generalmente en caucho compuesto con una serie de aditivos obteniendo unos pesos específicos del orden de 1.1.
La reducción del peso específico de estas suelas determinará una mayor comodidad, razón por la cual se recurre al empleo de otro tipo de materiales tales como el caucho expandido, mediante el cual se consigue una importante disminución del peso específico.
La utilización de caucho expandido presenta una problemática considerable ya que muestra un comportamiento extremadamente complejo.
Mas concretamente, hay que hacer notar que los moldes deberán confeccionarse de acuerdo con unas formas predeterminadas y un tamaño reducido, ya que al desmoldear la suela ésta se expandirá de forma desigual como consecuencia de las tensiones internas que se generan, especialmente en determinados sectores de la suela tales como entrantes o salientes, o en los propios tabiques internos de su cara superior. Los parámetros a controlar son diversos, en primer lugar la composición del caucho expansionante que determina un comportamiento variable según componentes y porcentajes empleados, a continuación el propio molde diseñado para unas formas y dimensiones que resultan ser diferentes a las que se obtendrán tras el desmoldeo y como consecuencia de la expansión, y por último las condiciones de estabilización de la suela tras la expansión que ocasiona una variación de sus dimensiones.
La problemática en el control de los parámetros citados resulta compleja en dos dimensiones y se hace mayor en tres dimensiones, especialmente cuando se pretende obtener suelas del tipo de las que integran la solapa perimetral superior o asimismo denominadas suelas ajustables sobre horma.
La técnica actual da lugar a la obtención de suelas de varias tallas a partir de un mismo molde como consecuencia de las expansiones desiguales, por lo que se hace necesario efectuar recortes de aquellas suelas que han sido sobredimensionadas, generando desperdicios de material que dan lugar a incrementos de los costes de producción, suelas que siguen precisando elementos intermedios que las vinculen a la horma, ya que su procedimiento de obtención no permite lograr solapas perimetrales que añaden una tercera dimensión a su constitutción.
El desarrollo de un procedimiento que transcurra de acuerdo con unas condiciones operativas óptimas en el tratamiento de un material base compuesto por caucho según una proporción concreta en peso de sus elementos constitutivos, que permita la obtención de una suela del tipo ajustable a la horma del calzado con unas dimensiones y formas previamente definidas, hacen factible la invención que a continuación se describe.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El procedimiento de fabricación que propone esta invención para obtención de suelas de calzado en caucho expandido ajustables sobre horma, cubre plenamente las expectativas expuestas, consiguiendo unas suelas que no precisan de fresado ni de cualquier otro tratamiento posterior, obteniendo densidades inferiores hasta en un 45% en relación con otras suelas vulcanizadas en caucho tradicional, con propiedades físicas similares en cuanto a abrasión, dureza, flexibilidad y otras.
El procedimiento transcurre de acuerdo con una mezcla inicial de cauchos, productos expansionantes, sílices, acelerantes y otros compuestos, hasta que quede una mezcla perfectamente homogénea de bajo peso específico, del orden de 0,6.
La composición de partida de los elementos que conforman la mezcla se encuentra definida dentro de los rangos que a continuación se detallan:
COMPUESTO DE CAUCHOS
Eva (Etileno y Acetato de Vinilo) 25-30%
Poli-isopreno 15-20%
Poli-Butadieno 40-50% Polietileno 7-12%
COMPUESTO BASE (En porcentaje sobre 100 partes de compuesto de cauchos)
Sílice 18-23%
Oxido de Zinc 1-3% Acido Esteárico 0,5-2% Colorante 6-8%
Peróxido de Dicumilo 0,5-1%
Azodicarmonamida 2-3%
Se efectúa inicialmente la mezcla de cauchos con el Oxido de zinc, Sílice y Acido esteárico en un mezclador convencional, de acuerdo con unas condiciones operativas normalmente utilizadas en la obtención de un compuesto de cauchos, procediendo seguidamente a la adición de los acelerantes, colorantes y elementos expansores, hasta obtener una mezcla homogénea.
La mezcla así obtenida, se introduce en una máquina extrusora mediante la cual se obtienen preformas de configuración alargada con el tacón ligeramente definido, con un peso y formas sustancialmente similares a las del borde perimetral del molde de vulcanizado.
El molde se configura con unas dimensiones y formas concretas de acuerdo con el diseño específico de las suelas a obtener, resultando válido para un rango determinado de tallas que se conseguirán de acuerdo con el grado de expansión de la suela tras su vulcanizado.
El molde alojará la preforma de manera que queden cubiertos todos sus espacios para garantizar de esta forma la vulcanización uniforme de la suela.
Para realizar la operación de vulcanizado normalmente se recurre a la utilización de prensas que inciden sobre la preforma con una presión concreta mientras el molde permanece caliente a una temperatura elevada durante un tiempo prestablecido . La particular composición de la mezcla de partida, así como las condiciones de vulcanizado, determinarán la consecución de una suela con las propiedades físicas deseadas en cuanto a resistencia a la abrasión, resistencia a la flexión, resistencia al desgarro, dureza y peso específico.
Una vez vulcanizada la suela se procede a su desmoldeo, operación que deberá efectuarse separando las piezas que conforman el molde de forma simultánea, para evitar que se produzca la mas mínima retención de material que pudiera originar una expansión desigual .
La suela una vez desmoldeada se expande, haciéndose preciso el control de esta expansión de acuerdo con unas condiciones de temperatura y tiempo de estabilización que darán lugar a una suela con las dimensiones pretendidas.
La estabilización se efectúa en el horno a un temperatura comprendida entre 75-85°C durante un tiempo definido entre 15 minutos y 4 horas.
La suela una vez extraída del horno, presenta las dimensiones precisas y la forma adecuada para su ajuste directamente sobre la horma, facilitando esta operación la solapa perimetral que limita la cara superior de la suela, que constituirá un tabique lateral que envuelve la horma garantizando su perfecto acoplamiento.
EJEMPLO DE REALIZACIÓN PRACTICA DE LA INVENCIÓN
Se describe a continuación un ejemplo práctico de un procedimiento de fabricación de suelas para calzado en caucho expandido directamente ajustables sobre horma. Se parte de un compuesto de cauchos de la siguiente composición:
Eva (Etileno y Acetato de Vinilo) 27%
Poli-isopreno 18%
Poli-Butadieno 45%
Polietileno 9%
Se procede a su mezcla en un mezclador refrigerado de cauchos tipo "Bambury" junto con un compuesto base constituido por los siguientes componentes en porcentajes sobre 100 partes de la mezcla anterior de cauchos:
Sílice 20%
Oxido de Zinc 2%
Acido Esteárico 1%
La mezcla obtenida se incorpora en un cilindro mezclador al que se añaden los siguiente componentes en porcentajes sobre 100 partes de la mezcla anterior de cauchos :
Colorante negro 6,8%
Peróxido de Dicumilo 0,6%
Azodicarmonamida 2 , 7%
En este cilindro mezclador se obtiene un compuesto homogéneo, cuyos elementos constitutivos potencian el carácter expansionante que determinará la pretendida reducción del peso específico final de la suela.
Seguidamente se procede a la introducción de esta mezcla en una máquina extrusora tipo "Barwell" mediante la cual se obtiene una preforma, de configuración acorde con el molde en el que va a ser vulcanizada.
La vulcanización transcurre en unas condiciones prácticamente similares a las empleadas con el caucho normal, empleando a tal efecto una prensa con una presión hidráulica de 190 Kg/cm2 que se aplica sobre la preforma sometida a calentamiento a una temperatura de 165°C durante 25 minutos.
A continuación se procede al desmoldeo de la suela mediante la abertura simultánea de las piezas que conforman el molde, expansionando inmediatamente la suela a un tamaño superior al que muestra en el interior del molde.
Seguidamente se introduce la suela en un horno en el que se permanece a 80°C durante un tiempo de estabilización de 2h hasta obtener un peso específico final de la suela de 0,75.
No se considera necesario hacer mas extensiva esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan.
Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando no alteren la esencialidad del invento.

Claims

REIVINDICACIONES
IX- Procedimiento de fabricación de suelas para calzado en caucho expandido ajustables directamente sobre horma, del tipo de los que vulcanizan una preforma obtenida por extrusión de un compuesto de cauchos en un molde, caracterizado porque transcurre de acuerdo con las siguientes fases:
a) mezcla de un compuesto de cauchos constituido por:
Eva (Etileno y Acetato de Vinilo) : 25-30%
Poli-isopreno: 15-20%
Poli-Butadieno: 40-50% Polietileno: 7-12%
con un compuesto base constituido por los siguientes componentes en porcentajes sobre 100 partes de la mezcla del compuesto de cauchos :
Sílice 18-23%
Oxido de Zinc 1-3%
Acido Esteárico 0,5-2%
b) adición de agente colorante, de agente expansionante y de acelerante configurando un compuesto mezcla final,
c) expansión a temperatura ambiente de una suela constituida por el compuesto mezcla final una vez efectuada, la extrusión para obtención de preforma, la vulcanización de la preforma en molde para obtención de suela, y el desmoldeo de la suela, y
d) estabilización dimensional de la suela, tras su expansión, en un horno durante un intervalo de tiempo de estabilización a una temperatura de estabilización constante.
2a.- Procedimiento de fabricación de suelas para calzado en caucho expandido ajustables directamente sobre horma según reivindicación 1 caracterizado porque el agente expansionante consiste en Azodicarmonamida incorporado en una proporción comprendida entre 2-3 sobre 100 partes de mezcla del citado compuesto de cauchos .
3a.- Procedimiento de fabricación de suelas para calzado en caucho expandido ajustables directamente sobre horma según reivindicación anterior 1 porque el agente acelerante consiste en Peróxido de Dicumilo en una proporción comprendida entre 0,5-1 sobre 100 partes de mezcla del citado compuesto de cauchos.
4a.- Procedimiento de fabricación de suelas para calzado en caucho expandido ajustables directamente sobre horma según reivindicación 1 caracterizado porque el colorante se encuentra en una proporción comprendida entre 6-8 sobre 100 partes de mezcla del citado compuesto de cauchos .
5a.- Procedimiento de fabricación de suelas para calzado en caucho expandido ajustables directamente sobre horma según reivindicación 1 caracterizado porque la temperatura de estabilización se encuentra comprendida entre 75-85°C.
6a.- Procedimiento de fabricación de suelas para calzado en caucho expandido ajustables directamente sobre horma según reivindicación 1 caracterizado porque el tiempo de estabilización se encuentra comprendido entre 15 minutos y 4 horas .
7a.- Suela ajustable sobre horma obtenida mediante el procedimiento descrito en las reivindicaciones anteriores caracterizada porque presenta un peso específico comprendido entre 0,6 y 0,8.
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