WO2013013784A1 - Verfahren zur herstellung einer sohle oder eines sohlenteils eines schuhs - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sole or a sole part of a shoe, in particular a sports shoe.
  • the selection of the plastic results in being able to influence, within certain limits, both the weight and the density of the midsole as well as their return property (i.e., the way the curved sole moves back to its original position).
  • the object of the invention is to provide a method with which the weight of the sole or its return property can be influenced to a greater extent than heretofore. Accordingly, due to the low weight of the sole a particularly light shoe should be produced as well as one which is characterized by a good return property.
  • the solution to this problem by the invention is characterized in that the method comprises the steps of: a) producing plastic bodies whose expansion in the three spatial directions is between 2 mm and 15 mm, preferably between 3 mm and 9 mm, wherein the Plastic bodies of foamed urethane-based thermoplastic elastomer (TPU, E-TPU, TPE-U) and / or based on polyether block amide (PEBA); b) introducing the plastic body in a mold having a cavity which corresponds to the shape of the sole or the sole part to be produced; c) connecting the plastic body lying in the mold with each other, wherein for bonding a binder is introduced into the mold and / or is allowed to act on the heat bonding plastic body.
  • TPU foamed urethane-based thermoplastic elastomer
  • PEBA polyether block amide
  • the plastic body preferably have a spherical or ellipsoidfb '-shaped form; a kidney-'-shaped form has proved successful.
  • the starting material for the production of the plastic body preferably has a hardness between 75 to 90 Shore A, more preferably a hardness between 80 and 85 Shore A.
  • the plastic body preferably have a bulk density between 100 and 300 kg / m 3 , which depends on the size of Plastic body is dependent.
  • the joining of the plastic body according to the above step c) is carried out according to a preferred embodiment, by adding a binder with a weight fraction between 5% and 30% based on the finished sole or the finished sole member the plastic bodies in the tool.
  • the binder can be injected or poured into or onto the plastic body located in the tool.
  • the binder has elastic properties.
  • a 2-component polyurethane system has proven particularly useful. Particular preference is given to using a system which consists of a polyether-based polyol and an MDI prepolymer (MDI: diphenylmethane diisocyanate).
  • Prepolymers are known to be a group of substances which is a reactive intermediate between monomeric isocyanates and polyurethane polymers. They are prepared by reacting a polyol component with an excess of a polyisocyanate component.
  • the properties of the prepolymers and of the finished adhesives produced therefrom can be determined in a wide range by the choice of the polyol component (for example polyester or polyether) and the polyisocyanate component (for example aromatic or aliphatic), the molar ratio
  • the polyol component for example polyester or polyether
  • the polyisocyanate component for example aromatic or aliphatic
  • the joining of the plastic bodies according to the above step c) can be carried out according to an alternative embodiment by passing water vapor under pressure into the mold. It has proven useful if the pressure of the steam between 1, 6 and 2.4 bar, preferably between 1, 9 and 2, 1 bar, is located.
  • thermoplastic elastomer suitable for use with the present invention is known in the art and commercially available.
  • the polymer blend may contain at least one further thermoplastic polymer.
  • a further thermoplastic polymer is in particular polyamide (PA), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC), cellulose or polyoxymethylene (POM) in question.
  • FIG. 1 shows the side view of a shoe having a sole according to the invention
  • Fig. 2 shows schematically three plastic body as part of the sole of
  • a shoe 2 can be seen, which has a sole 1.
  • the entire sole 2 consists of a body made of plastic, whose components are plastic body 3, which are shown in more detail in Fig. 2.
  • the plastic body 3 are spherical, ellipsoidal or kidney-shaped; in Fig. 2 ellipsoid plastic body 3 are outlined. Each plastic body 3 expands in the three spatial directions by an extension a, b or c. According to the invention, the values for the dimensions a, b and c are between 2 mm and 15 mm, with values between 3 mm and 9 mm having proven particularly useful.
  • the first possibility is based on the fact that the individual plastic bodies are connected to one another with a binder, ie adhesively bonded.
  • the blending proportion of the binder is at least 5% by weight; accordingly, then 95% by weight of foamed plastic bodies (pellets) would be present.
  • a proportion of 30% by weight of binder is usually not exceeded, although the process also works with a higher proportion of binder.
  • the binder should be yellowing resistant and as elastic as possible.
  • a binder for example, a polyurethane foam can be used, with which the plastic body are foamed.
  • the blend composition of plastic bodies and PU foam can be chosen to give a desired density. That of the PU foam is between 250 kg / m 3 and 600 kg / m 3 ; In addition come the plastic body, which are selected according to their size.
  • the advantage of this solution is that the PU foam is very flexible and lightweight and firmer in the composite. However, the PU foam is not transparent, which may be detrimental to the visual appearance of the sole.
  • the second possibility is based on a welding of the individual plastic body at the contact point.
  • a preferred possibility is the supply of water vapor, but also a direct heat, which can melt the plastic body on its surface, is possible.
  • a Stauffyfahrweise the plastic body are first compressed before the input of water vapor with a dynamic pressure of 3 to 5 bar, preferably 4 bar.
  • a Crackfahrweise the plastic body are placed uncompressed in the mold cavity and then introduced steam.
  • Typical achievable densities of the sole material are values between 50 kg / m 3 and 180 kg / m 3 ; for applications as outer or as a midsole, a preferred range of 130 kg / m 3 to 140 kg / m 3 is provided. If the process for the production of a sandal is used, a value is aimed at the density of the finished sole between 1 10 kg / m 3 and 120 kg / m 3 .
  • the plastic body can be filled in an alternative manner in a recess in a sole element and then provided with a PU foam.
  • the plastic body are selected according to their size, with the above-mentioned limits are observed.
  • the achievable molding density is between 180 kg / m 3 and 320 kg / m 3 depending on the concrete method used (higher values when using the dynamic pressure mentioned above).

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sohle (1) oder eines Sohlenteils eines Schuhs (2), insbesondere eines Sportschuhs. Um einen leichten Schuh zu erhalten, der über gute Rückstelleigenschaften verfügt, sieht die Erfindung die Schritte vor: a) Herstellen von Kunststoffkörpern (3) deren Ausdehnung (a, b, c) in den drei Raumrichtungen zwischen 2 mm und 15 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 9 mm, liegt, wobei die Kunststoffkörper (3) aus geschäumtem Thermoplastischen Elastomer auf Urethanbasis (TPU, E-TPU, TPE-U) und/oder auf der Basis von Polyether-Block-Amid (PEBA) bestehen; b) Einbringen der Kunststoffkörper (3) in ein Formwerkzeug, das eine Kavität aufweist, die der Form der herzustellenden Sohle (1) oder des Sohlenteils entspricht; c) Verbinden der im Formwerkzeug aneinander liegenden Kunststoffkörper (3) miteinander, wobei zum Verbinden ein Bindemittel ins Formwerkzeug eingegeben wird und/oder wobei zum Verbinden Wärme auf die Kunststoffkörper (3) einwirken gelassen wird.

Description

Verfahren zur Herstellung einer Sohle oder eines
Sohlenteils eines Schuhs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Sohle oder eines Sohlenteils eines Schuhs, insbesondere eines Sportschuhs.
Bei der Herstellung von Schuhsohlen ist es hinlänglich bekannt, das Kunststoffmaterial in schmelzflüssiger Form in die Kavität eines Spritzgießwerkzeugs einzuspritzen bzw. einzugießen, um so die gewünschte Sohlenform zu erhalten.
Die Auswahl des Kunststoffs fuhrt dazu, dass innerhalb bestimmter Grenzen sowohl das Gewicht bzw. die Dichte der Zwischensohle als auch deren Rückstelleigenschaft (d. h. die Weise, wie sich die gebogene Sohle wieder in die Ursprungslage zurückbewegt) beeinflusst werden können.
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, ein Verfahren bereit- zustellen, mit dem in stärkerer Weise als bislang das Gewicht der Sohle bzw. deren Rückstelleigenschaft beeinflusst werden kann. Demgemäß soll infolge des geringen Gewichts der Sohle ein besonders leichter Schuh herstellbar sein sowie ein solcher, der sich durch eine gute Rückstelleigenschaft auszeichnet. Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte vorsieht: a) Herstellen von Kunststoffkörpern deren Ausdehnung in den drei Raumrichtungen zwischen 2 mm und 15 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 9 mm, liegt, wobei die Kunststoffkörper aus geschäumtem Thermoplastischen Elastomer auf Urethanbasis (TPU, E-TPU, TPE-U) und/oder auf der Basis von Polyether- Block-Amid (PEBA) bestehen; b) Einbringen der Kunststoffkörper in ein Formwerkzeug, das eine Kavität aufweist, die der Form der herzustellenden Sohle oder des Sohlenteils entspricht; c) Verbinden der im Formwerkzeug aneinander liegenden Kunststoffkörper miteinander, wobei zum Verbinden ein Bindemittel ins Formwerkzeug eingegeben wird und/oder wobei zum Verbinden Wärme auf die Kunststoffkörper einwirken gelassen wird.
Die Kunststoffkörper haben dabei bevorzugt eine kugelförmige oder ellipsoidfb'rmige Gestalt; auch eine nierenf 'rmige Gestalt hat sich bewährt.
Das Ausgangsmaterial für die Herstellung der Kunststoffkörper weist bevorzugt eine Härte zwischen 75 bis 90 Shore A auf, besonders bevorzugt eine Härte zwischen 80 und 85 Shore A. Die Kunststoffkörper haben bevorzugt eine Schüttdichte zwischen 100 und 300 kg/m3, was von der Größe der Kunststoffkörper abhängig ist. Das Verbinden der Kunststoffkörper gemäß obigem Schritt c) erfolgt gemäß einer bevorzugten Ausfuhrungsform, indem ein Bindemittel mit einem Gewichtsanteil zwischen 5 % und 30 % bezogen auf die fertige Sohle bzw. das fertige Sohlenteil den Kunststoffkörpern in das Werkzeug zugegeben wird. Das Bindemittel kann in die bzw. auf die sich im Werkzeug befindlichen Kunststoffkörper eingespritzt bzw. eingegossen werden.
Bevorzugt hat das Bindemittel elastische Eigenschaften. Als Binder zum Verbinden der einzelnen aneinandergrenzenden Kunststoffkörper hat sich besonders ein 2-Komponenten-Polyurethan-System bewährt. Besonders bevorzugt kommt ein System zum Einsatz, das aus einem Polyether-basierten Polyol und einem MDI-Prepolymer besteht (MDI: Diphenyl-Methan-Diisocyanat).
Prepolymere sind bekanntlich eine Stoffgruppe, die eine reaktive Zwischenstufe zwischen monomeren Isocyanaten und Polyurethanpolymeren darstellt. Sie werden durch Reaktion einer Polyolkomponente mit einem Überschuss einer Polyisocyanat-Komponente hergestellt.
Die Eigenschaften der Prepolymere und der daraus hergestellten fertigen Klebstoffe können in weiten Bereichen durch die Wahl der Polyol- Komponente (z. B. Polyester bzw. Polyether) und der Polyisocyanat- komponente (z. B. aromatisch bzw. aliphatisch), dem molaren Verhältnis dieser beiden Reaktionspartner sowie der anschließenden Formulierung (z. B. Katalysator, Füllstoff und/oder Weichmacher) eingestellt werden, was auch bei der vorliegenden Anwendung genutzt werden kann. Das Verbinden der Kunststoffkörper gemäß obigem Schritt c) kann gemäß einer alternativen Ausführungsform erfolgen, indem Wasserdampf unter Druck in das Formwerkzeug geleitet wird. Dabei hat es sich bewährt, wenn der Druck des Wasserdampfs zwischen 1 ,6 und 2,4 bar, vorzugsweise zwischen 1 ,9 und 2, 1 bar, liegt.
Es ist mit der vorgeschlagenen Lösung möglich, die gesamte Sohle des Schuhs zu fertigen. Es ist aber auch möglich, nur einen Teil derselben zu fertigen, insbesondere eine Zwischensohle des Schuhs.
Thermoplastisches Elastomer auf Urethanbasis, das sich für die Nutzung der vorliegenden Erfindung eignet, ist als solches im Stand der Technik bekannt und im Handel verfügbar. Diesbezüglich wird ausdrücklich beispielsweise auf die WO 2010/010010 AI hingewiesen, in der ein expandierbarer, treibmittelhaltiger thermoplastischer Polymer-Blend offenbart wird, der thermoplastisches Polyurethan und Styrolpolymerisat enthält. Der Polymer- Blend kann dabei mindestens ein weiteres thermoplastisches Polymer enthalten. Als weiteres thermoplastisches Polymer kommt insbesondere Polyamid (PA), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Cellulose bzw. Polyoxymethylen (POM) in Frage.
Wie bereits erwähnt, kann die gesamte Sohle und auch nur ein Teil derselben - insbesondere die Zwischen- oder Außensohle - erfindungsgemäß hergestellt werden. Möglich ist es auch, dass Sandalen auf diese Weise hergestellt werden, wobei die Sohle dann nur noch ein Halteband für den Fuß benötigt. Möglich ist auch der Einsatz eines erfindungsgemäß hergestellten Sohlenteils als Schaumersatz im Schuh bzw. in der Sohle (z. B. in Form einer Einlegesohle). In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht eines Schuhs, der eine erfindungsgemäße Sohle aufweist, und
Fig. 2 schematisch drei Kunststoffkörper als Bestandteil der Sohle des
Schuhs.
In Fig. 1 ist ein Schuh 2 zu sehen, der eine Sohle 1 aufweist. Vorliegend besteht die gesamte Sohle 2 aus einem aus Kunststoff gefertigten Körper, dessen Bestandteile Kunststoffkörper 3 sind, die in Fig. 2 näher dargestellt sind.
Die Kunststoffkörper 3 sind kugelförmig, ellipsoid oder nierenförmig ausgebildet; in Fig. 2 sind ellipsoide Kunststoffkörper 3 skizziert. Jeder Kunststoffkörper 3 dehnt sich in den drei Raumrichtungen um eine Ausdehnung a, b bzw. c aus. Erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Werte für die Ausdehnungen a, b und c zwischen 2 mm und 15 mm liegen, wobei sich Werte zwischen 3 mm und 9 mm besonders bewährt haben.
Für die dauerhafte Verbindung der einzelnen Kunststoffkörper stehen im wesentlichen zwei verschiedene bevorzugte Möglichkeiten zur Verfügung.
Die erste Möglichkeit stellt darauf ab, dass die einzelnen Kunststoffkörper mit einem Binder miteinander verbunden, d. h. verklebt werden. Der Mischungsanteil des Binders (Klebers) beträgt (einschließlich gegebenenfalls vorhandener Farbe) mindestens 5 Gewichts-%; demgemäß wären dann 95 Gewichts-% geschäumte Kunststoffkörper (Pellets) vorhanden. Ein Anteil von 30 Gewichts-% Binder wird meist nicht überschritten, wenngleich das Verfahren auch noch mit einem höheren Anteil an Binder arbeitet.
Der Binder sollte vergilbungsbeständig und möglichst elastisch sein. Als Binder kann beispielsweise auch ein Polyurethanschaum eingesetzt werden, mit dem die Kunststoffkörper eingeschäumt werden. Die Mischungszusammensetzung von Kunststoffkörpern und PU-Schaum kann so gewählt werden, dass sich eine gewünschte Dichte ergibt. Diejenige des PU- Schaums liegt zwischen 250 kg/m3 und 600 kg/m3; hinzu kommen die Kunststoffkörper, die von ihrer Größe her entsprechend ausgewählt werden. Der Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass der PU-Schaum sehr flexibel und leicht ist und fester im Verbund. Allerdings ist der PU-Schaum nicht transparent, was gegebenenfalls hinsichtlich des optischen Erscheinungsbildes der Sohle nachteilig sein kann.
Die zweite Möglichkeit stellt auf ein Verschweißen der einzelnen Kunststoffkörper an deren Kontaktstelle ab.
Eine bevorzugte Möglichkeit ist das Zuleiten von Wasserdampf, aber auch eine direkte Hitzeeinwirkung, die die Kunststoffkörper an ihrer Oberfläche aufschmelzen lässt, ist möglich. Bei einer Staudruckfahrweise werden die Kunststoffkörper vor der Eingabe von Wasserdampf zunächst mit einem Staudruck von 3 bis 5 bar, vorzugsweise von 4 bar, komprimiert. Bei einer Crackfahrweise werden die Kunststoffkörper unkomprimiert in die Werkzeugkavität gegeben und dann Wasserdampf eingeleitet.
Typische erreichbare Dichten des Sohlenmaterials sind dabei Werte zwischen 50 kg/m3 und 180 kg/m3; für Anwendungen als Außen- bzw. als Zwischensohle ist ein bevorzugter Bereich von 130 kg/m3 bis 140 kg/m3 vorgesehen. Kommt das Verfahren für die Herstellung einer Sandale zum Einsatz, wird ein Wert die Dichte der fertigen Sohle zwischen 1 10 kg/m3 und 120 kg/m3 angestrebt. Die Kunststoffkörper können nach einer alternativen Vorgehensweise auch in eine Aussparung in einem Sohlenelement eingefüllt und dann mit einem PU- Schaum versehen werden.
Bei allen Varianten werden die Kunststoffkörper hinsichtlich ihrer Größe entsprechend ausgewählt, wobei die genannten Grenzbereiche beachtet werden.
Bei der Durchführung des Verfahrens wird in der Regel mit Zykluszeiten des Formgebungsprozesses im Formwerkzeug zwischen 150 und 400 s gearbeitet. Die erreichbare Formteildichte liegt zwischen 180 kg/m3 und 320 kg/m3 in Abhängigkeit des konkret eingesetzten Verfahrens (höhere Werte bei Einsatz des erwähnten Staudrucks). Bezugszeichenliste:
Sohle
Schuhs
Kunststoffkörper
Ausdehnung in Achsrichtung
Ausdehnung in Achsrichtung
Ausdehnung in Achsrichtung

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung einer Sohle (1 ) oder eines Sohlenteils eines Schuhs (2), insbesondere eines Sportschuhs, umfassend die Schritte: a) Herstellen von Kunststoffkörpern (3) deren Ausdehnung (a, b, c) in den drei Raumrichtungen zwischen 2 mm und 15 mm, vorzugsweise zwischen 3 mm und 9 mm, liegt, wobei die Kunststoffkörper (3) aus geschäumtem Thermoplastischen Elastomer auf Urethanbasis (TPU, E-TPU, TPE-U) und/oder auf der Basis von Polyether-Block-Amid (PEBA) bestehen; b) Einbringen der Kunststoffkörper (3) in ein Formwerkzeug, das eine Kavität aufweist, die der Form der herzustellenden Sohle (1 ) oder des Sohlenteils entspricht; c) Verbinden der im Formwerkzeug aneinander liegenden Kunst- stoffkörper (3) miteinander, wobei zum Verbinden ein Bindemittel ins Formwerkzeug eingegeben wird und/oder wobei zum Verbinden Wärme auf die Kunststoffkörper (3) einwirken gelassen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffkörper (3) eine kugelförmige oder ellipsoidförmige Gestalt haben.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial für die Herstellung der Kunststoffkörper (3) eine Härte zwischen 75 bis 90 Shore A aufweist, vorzugsweise zwischen 80 und 85 Shore A.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffkörper (3) eine Schüttdichte zwischen 100 und 300 kg/m3 aufweisen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der Kunststoffkörper (3) gemäß Schritt c) von Anspruch 1 erfolgt, indem ein Bindemittel mit einem Gewichtsanteil zwischen 5 % und 30 % bezogen auf die fertige Sohle (1 ) bzw. das fertige Sohlenteil den Kunststoffkörpern (3) zugegeben wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel elastische Eigenschaften aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbinden der Kunststoffkörper (3) gemäß Schritt c) von Anspruch 1 erfolgt, indem Wasserdampf unter Druck in das Formwerkzeug geleitet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Wasserdampfs zwischen 1 ,6 und 2,4 bar, vorzugsweise zwischen 1 ,9 und 2, 1 bar, liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Sohle (1) des Schuhs (2) mit dem Verfahren gefertigt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwischensohle des Schuhs (2) mit dem Verfahren gefertigt wird.
PCT/EP2012/002970 2011-07-28 2012-07-16 Verfahren zur herstellung einer sohle oder eines sohlenteils eines schuhs WO2013013784A1 (de)

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