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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Innensohle für Schuhe, welche aus mit einem Bindemittel versetzten Korkschrot besteht und mindestens an ihrer dem Fuss zuzuwendenden Seite eine dreidimensional gewölbte Form hat.
Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemässen Innensohle.
Innensohlen für Schuhe können mit anderen Schuhteilen wie z. B. der Laufsohle, einer Brandsohle oder mit dem Schuhschaftmaterial bzw. dem Oberleder durch verschiedene dem Fachmann bekannte Techniken, z. B. durch Kleben, verbunden sein. Eine Innensohle kann aber auch in einen Schuh lose eingesetzt werden.
Es sind Innensohlen eingangs erwähnter Art bekannt, die aus einer Kork-Latex-Masse bestehen, also einer Masse aus Korkschrot und Latex als Bindemittel. Um dabei die gewünschten Stabilitätseigenschaften zu erhalten, ist der Latexanteil der Masse verhältnismässig hoch und korrespondierend dazu der Korkschrotanteil niedrig, etwa 25 Gew. %, woraus sich ein relativ hohes Gewicht solcher bekannter Kork-Latex-Innensohlen ergibt, weil das spezifische Gewicht des Latex wesentlich grösser als das spezifische Gewicht von Kork ist, und auch andere Eigenschaften der Sohlen überwiegend von dem das Bindemittel bildenden Latex bestimmt werden ; hierzu kann die gegenüber Kork verminderte thermische Isolierfähigkeit und die verminderte Atmungsfähigkeit erwähnt werden.
Weiter ist zu erwähnen, dass die Herstellung von Innensohlen der hier in Rede stehenden Art aus Kork-Latex-Masse einen nicht unerheblichen Arbeitsaufwand erfordert, weil die Latexemulsion, mit welcher der Korkschrot versetzt wird um eine Masse zu bilden, welche in Pressformen eingebracht und in diesen unter Druck geformt wird, dazu tendiert zu brechen, z. B. wenn diese Masse Scherkräften unterworfen wird, und diese Masse kaum mehr im erforderlichen Ausmass fliessfähig ist, wenn ihre Latexemulsion gebrochen ist ; so muss die Masse bis zum Füllen der Pressformen vorsichtig gehandhabt werden, was aufwendig ist.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Innensohle eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei welcher Nachteile bekannter Innensohlen, wie sie vorstehend erörtert sind, weitgehend vermieden sind. Weiter soll auch ein Verfahren zur Herstellung der Innensohle, welches einfacher durchführbar ist als die vorerwähnte bekannte Vorgangsweise, geschaffen werden.
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Die erfindungsgemässe Innensohle eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die Innensohle ein formgepresster Körper aus Korkschrotteilchen ist, an welche als Bindemittel ein weichelastisches Polyurethan-Polymerisat angelagert ist. Durch diese Ausbildung kann der vorstehend genannten Zielsetzung gut entsprochen werden. Es hat diese Innensohle eine sehr gute Biegeelastizität und auch eine gute Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischen Belastungen, insbesondere Zug- und Scherbelastungen, sowie ein geringes Gewicht, das im wesentlichen vom spezifischen Gewicht der Korkschrotteilchen bestimmt ist, da die Menge des PU-Polymerisates verhältnismässig gering und auch dessen spezifisches Gewicht eher niedrig (ca. 1 g/cm3) ist.
Im Vergleich zu einer Kork-Latex-Innensohle kann bei gleichem Volumen ein wenigstens um die Hälfte geringeres Gewicht erzielt werden. Die bekannt guten Eigenschaften des Korkmaterials (z. B. thermische Isolation und Atmungsfähigkeit) kommen bei der erfindungsgemäss ausgebildeten Innensohle gut zur Geltung. Auch erscheint die Entsorgung nicht mehr verwendeter Sohlen unproblematisch und auch ein Recycling gangbar.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Innensohle ist dadurch gekennzeichnet, dass im formgepressten Körper kleine porenartige bindemittelfreie Zwischenräume vorliegen.
Diese Zwischenräume ergeben eine verbesserte Atmungsfähigkeit der Innensohle, was erwünscht ist, um einer Ansammlung von Feuchtigkeit, insbesondere Fussschweiss, im betreffenden Schuh entgegenzuwirken. Auch kann durch solche porenartige Zwischenräume die thermische Isolation der Innensohle weiter verbessert werden.
Die Eigenschaften der erfindungsgemäss ausgebildeten Innensohle, wie diese vorstehend erwähnt sind (z. B. Elastizität, Isolierfähigkeit, Gewicht, Atmungsfähigkeit), und das Verhalten des Materials bei der Herstellung der Innensohle ist in gewissem Mass durch Grössenauswahl der Korkschrotteilchen steuerbar. Es ist ein Grösse der Korkschrotteilchen von 0, 01 bis 2, 5 mm3 bevorzugt, insbesondere eine Grösse von 0, 3 bis 1, 5 mm3. Kleine Teilchengrössen des Korkschrotes können eine grössere Menge an PUPolymerisat erfordern, wodurch ein grösserer Aufwand und ein höheres Gewicht der Sohle entstehen kann. Zu grosse Teilchen können das Fliessen beim Formpressen erschweren und eine unter
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Umständen unerwünschte Oberflächenstruktur ergeben.
Hinsichtlich der Menge des in der Innensohle vorliegenden, das Bindemittel bildenden PU-Polymerisats ist eine vorteilhafte Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Bindemittels in der Korkschrotteilchenmasse 5 bis 25 Gew. % beträgt. Vorzugsweise beträgt dabei die Menge des Bindemittels 12 bis 18 Gew. % und mehr bevorzugt 14 bis 16 Gew. %. Bei einer solchen Ausbildung kann das Korkschrotvolumen im formgepressten Körper 85 bis 95 % betragen, und es dominieren solcherart die vorteilhaften Eigenschaften des Korks.
Gute Eigenschaften hinsichtlich Elastizität und Festigkeit schon bei geringer Menge des als Bindemittel vorgesehenen Polyurethan-Polymerisates können erhalten werden, wenn das Bindemittel ein aromatisches Polyurethan-Polymerisat ist.
Hierbei ist es weiter für die Verankerung des Bindemittels an den Korkschrotteilchen und für den Ablauf der Herstellung der erfindungsgemässen Innensohle vorteilhaft, wenn das Bindemittel ein im Vorzustand feuchtigkeitsreaktives aromatisches Polyurethan-Vorpolymerisat mit freien NCO-Gruppen ist.
Sehr günstige Eigenschaften ergeben sich auch bei einer Ausbildung der erfindungsgemässen Innensohle, bei der die dem Fuss zuzuwendende Seite des formgepressten Körpers als Fussbett geformt ist. Es ergibt sich aus dieser Form ein vergrössertes Materialvolumen und in Verbindung damit kommt der durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Innensohle gegebenen Möglichkeit des Erzielens niedrigen Gewichtes bei zufriedenstellender Festigkeit und Elastizität besondere Bedeutung zu. Dies gilt besonders, wenn die Innensohle für Schuhe mit hohem Gewicht, z. B. für orthopädisches Schuhwerk, Anwendung findet. Eine erfindungsgemässe leichte Innensohle erhöht das Gewicht solcher Schuhe nur unwesentlich.
Weiters ist bei einer Fussbettform der dem Fuss zuzuwendenden Seite der Innensohle ein verhältnismässig enger Kontakt mit der Fussunterseite gegeben und im Hinblick darauf die bei der erfindungsgemässen Ausbildung der Innensohle erzielbare gute Atmungsfähigkeit bedeutsam.
Günstig ist auch, wenn der formgepresste Körper an seiner dem Fuss zuzuwendenden Seite eine Deckschicht aus Gewebe, Vlies oder Leder aufweist. Eine Befestigung der Deckschicht ist besondereinfach und kann sofort nach dem Ausformen des formgepressten
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Körpers oder auch später, z. B. durch Ankleben derselben, durchgeführt werden. Die Deckschicht kann dabei auch sehr dünn ausgeführt werden, weil der formgepresste Körper eine gute Formbeständigkeit hat. Eine solche Deckschicht kann aus optischgestalterischen Gründen und/oder zum Herbeiführen eines speziellen Kontaktgefühls, wie es bei Textil und Leder vorliegt, vorgesehen werden und gibt auch Vorteile hinsichtlich des weitgehenden Vermeidens von Schmutzhaftung und hinsichtlich einer Verbesserung der Abriebbeständigkeit.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemässen Innensohle ist dadurch gekennzeichnet, dass der formgepresste Körper an seiner dem Fuss zuzuwendenden Seite eine Schicht aus einem antibakteriellen Kunststoffschaum aufweist. Eine solche Schicht kann auf den formgepressten Körper unmittelbar nach den Pressvorgang oder auch später aufgebracht werden und wirkt einem Bakterienwachstum und damit auch einer z. B. durch Fussschweiss verursachten Geruchsentwicklung entgegen.
Wie eingangs erwähnt, bezieht sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemässen Innensohle. Ein Ziel ist dabei, ein einfaches, leichtes Handhaben der Materialien und insbesondere der Korkteilchenmasse zu ermöglichen, aus welcher die formgempresste Innensohle herzustellen ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass Korkschrot in einem Mischer mit einem zu einem weichelastischen Polymerisat polymerisierbaren fliessfähigen PolyurethanVorpolymerisat vermengt wird bis dieses Vorpolymerisat an den Oberflächen der Korkschrotteilchen angelagert ist und das Gemenge einen rieselfähigen Zustand erreicht hat, und dass dieses rieselfähige Gemenge in eine Form eingebracht und zum Formkörper gepresst wird. Durch diese Vorgangsweise ist eine einfache Handhabbarkeit des mit dem Bindemittel versehenen Korkschrotes beim Einbringen in die Pressform und eine einfache, und gewünschtenfalls rasche Durchführung des Pressvorganges erzielbar ; es können dabei auch Innensohlen mit örtlich unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass das rieselfähige Gemenge einfach schüttbar und dosierbar ist.
Auch ist die Zusammenführung bzw. Mischung von Korkschrot mit dem PUVorpolymerisat auf einfache Art möglich. Der Mischvorgang läuft
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problemlos ab und beim Mischen auftretende Scherkräfte haben keine negative Auswirkung. Beim Mischen kann die Polymerisation des PU-Vorpolymerisates weiter fortschreiten.
Man kann, wie auch vorstehend erwähnt, die Eigenschaften wie Elastizität, Festigkeit, Kompressibilität, Atmungsfähigkeit der beim erfindungsgemässen Verfahren gebildeten Innensohlen bzw. einzelner Teilbereiche derselben und auch den Verfahrensablauf durch Wahl der Teilchengrösse des Korkschrotes und durch Wahl einer speziellen Art des Polyurethan-Vorpolymerisates steuern.
Hinsichtlich der Korngrösse ist vorzugsweise vorgesehen, dass Korkschrot mit einer Teilchengrösse von 0, 01 bis 2, 5 mm3, vorzugsweise 0, 3 bis 1, 5 mm\ verwendet wird. Hinsichtlich des PUVorpolymerisates ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein feuchtigkeitsreaktives aromatisches Polyurethan-Vorpolymerisat mit freien NCO-Gruppen verwendet wird. Ein solches Vorpolymerisat, welches vorzugsweise flüssig ist, kann auf einfache Weise mit dem Korkschrot zu einer Korkschrotteilchenmasse gemischt werden, wobei ein Fortschreiten der Polymerisation erfolgt. Der Mischvorgang kann in der Regel bei üblichen Umgebungsbedingungen, vorgenommen werden, also ohne besondere Konditionierung der Luft am Mischort.
Die natürliche Feuchtigkeit der Luft bewirkt dabei ebenso wie die in den Korkteilchen vorhandene Feuchtigkeit die Unterstützung des Fortschreitens der Polymerisation des Vorpolymerisats und dieses erfährt eine Verankerung an der Oberfläche der Korkschrotteilchen.
Im Hinblick auf die leichte Handhabbarkeit der rieselfähigen, mit PU-Vorpolymerisat versehenen Korkschrotteilchen kann man verschiedene Bereiche der Pressform mit unterschiedlichen Gemengen und/oder mit unterschiedlichem Füllungsgrad füllen und solcherart Innensohlen mit in Teilbereichen unterschiedlichen Eigenschaften herstellen. So kann eine unterschiedliche Elastizität in einzelnen Bereichen des Innensohlenkörpers, z. B. ein besonders biegsamer Ballen- und Zehenbereich, erreicht werden, indem in einzelnen Sohlenbereichen Korkteilchenmassen unterschiedlicher Kornteilchengrösse, unterschiedlicher Zusammensetzung und dgl. gezielt angehäuft werden. Ähnlich können solcherart auch z. "weichere Polsterstellen", z. B. im Fersenbereich, und härtere Randzonen im pressgeformten Körper ausgebildet werden.
Auch die Wahl des Pressdruckes kann hierfür
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ergänzend eingesetzt werden.
Wird ein lösungsmittelfreies fliessfähiges PU-Vorpolymerisat verwendet, so werden während der Herstellung der erfindungsgemässen Innensohle keine Lösungsmitteldämpfe frei, die einerseits mit der Produktion befasste Personen, andererseits die nach Fertigstellung der Sohlen mit deren Manipulation beschäftigten Personen, sowie Benutzer von mit erfindungsgemässen Innensohlen versehenen Schuhen, belästigen könnten. Es fällt auch eine möglicherweise nachteilige Beeinflussung der Bindung durch vom Korkschrot aufgenommenes Lösungsmittel weg.
Es ist günstig, wenn das Polyurethan-Vorpolymerisat in einer Menge von 5, 3 bis 33 Gew. % der Korkschrotmenge dem Korkschrot zugesetzt wird, und zwar vorzugsweise in einer Menge von 14 bis 22 Gew. % und besonders bevorzugt in einer Menge von 16 bis 19 Gew. %.
Durch Einstellen der Menge, und auch wie vorerwähnt der Art des PU-Vorpolymerisats, lassen sich Innensohlen mit wählbaren Eigenschaften hinsichtlich z. B. Elastizität, Festigkeit, Weichheit und dgl. herstellen, ohne dass es für das Variieren der Eigenschaften zusätzlicher Verfahrensschritte oder besonders aufwendiger Apparaturen bedarf. Das erfindungsgemässe Verfahren bietet somit vielfältige Variationsmöglichkeiten für die Herstellung erfindungsgemässer Innensohlen, ohne bei Variationen zusätzliche Kosten zu verursachen.
Durch eine niedrige Menge an PU-Vorpolymerisat, welches das Bindemittel bildet, wie z. B. 16 bis 19 Gew. % der Korkschrotmenge, wird die Elastizität der Innensohlen gefördert und gleichzeitig auch das Ausformen der formgepressten Sohlenkörper aus der Pressform erleichtert, ohne dass es des Einsatzes von Formtrennmitteln bedarf, was weiter für das Aufbringen von Deckschichten bzw. für den Halt von Deckschichten am Sohlenkörper von Vorteil ist.
Besonders günstig ist es auch, wenn der mit Bindemittel versehene Korkschrot nach dem Mischen und vor dem Pressen einer Zwischenlagerung unterworfen wird.
Die Zwischenlagerung bietet die Möglichkeit das Eintreten eines bestimmten Polymerisationsgrades des an die Korkschrotteilchen angelagerten PU-Vorpolymerisates zu steuern. Dies kann zur Steuerung bzw. Optimierung der Handhabungseigenschaften und
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der Verpresseigenschaften der mit dem Bindemittel versehenen Korkschrotteilchen und auch zum Ausgleich zeitlicher und/oder örtlicher Abstände im Ablauf der Herstellung der Innensohlen ausgenützt werden. Man kann z. B. durch Wahl bzw. Steuerung der Lagerbedingungen, insbesondere der Lagerungstemperatur, verschiedene Einflüsse ausgleichen, welche bei der Herstellung der Innensohlen auftreten, wie z.
B. längere Transportzeiten und/oder Transportwege von einer Mischanlage zu einer Sohlenpressstation oder festgelegte Produktions- bzw. Arbeitszeiten.
Indem während der Lagerung das Polymerisieren des Bindemittels mehr oder weniger beschleunigt wird, kann man zu einem bestimmten Zeitpunkt einen für das Verpressen der Korkschrotteilchen günstigen Polymerisationsgrad des Bindemittels bilden. Bei einem feuchtigkeitsreaktiven Polyurethan-Vorpolymerisat wird der Polymerisationsvorgang durch die in den Korkschrotteilchen vorhandene Feuchtigkeit begünstigt und damit während des Vermengens der Korkschrotteilchen mit dem Vorpolymerisat und während einer gegebenenfalls darauffolgenden Zwischenlagerung eine innige Haftung des Bindemittels an den Korkschrotteilchen erzielt.
Hinsichtlich der Zwischenlagerung ist eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens dadurch gekennzeichnet, dass der Korkschrot, der mit einem feuchtigkeitsreaktiven aromatischen Polyurethan-Vorpolymerisat mit freien NCO-Gruppen versehen worden ist, bei Temperaturen zwischen 15 C und 65 C 4 bis 6 Stunden lang zwischengelagert wird.
Besonders einfach ist es, wenn die Menge des mit dem Bindemittel versehenen, in der Pressform zu formenden Korkschrotes volumetrisch gemessen und der Korkschrot in die Pressform geschüttet wird. Eine volumetrische Messung erlaubt eine genaue Dosierung des Korkschrotgemenges, und es kann eine solche Messung und auch das in die Form Schütten z. B. einfach von Hand unter Zuhilfenahme von geeigneten Messbehältern oder auch automatisiert mittels volumetrischen Dosieranlagen bzw. mittels Zuführleitungen unter Verwendung von diversen Speichergefässen und dgl. durchgeführt werden.
Insbesondere beim nicht-automatisierten Pressen des in die Pressform gefüllten PU-Polymerisat/Korkschrotteilchengemenges ist es möglich (z. B. von Hand) gegebenenfalls überschüssiges Material von der noch offenen Pressform abzustreifen, und
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solcherart auf einfache Weise dieses Gemenge zu dosieren, und man kann auch das Material vor dem Pressen in der Form verteilen und dabei durch Einstellen unterschiedlicher Materialanhäufungen den Pressdruck unterschiedlich wirken lassen, was für die Ausbildung von Innensohlen, die unterschiedliche Eigenschaften in vorbestimmten Sohlenbereichen aufweisen sollen besonders einfach und günstig ist.
An Stellen mit mehr Material wird eine "dichtere Packung" bei gleicher Presskraft hervorgerufen und somit ergibt sich eine weitere vorteilhafte Möglichkeit mit dem Verfahren physikalische Eigenschaften der erfindungsgemässen Innensohle, insbesondere auch gewünschtenfalls örtlich begrenzt, zu beeinflussen.
Beim Formpressen des Gemenges aus Korkschrotteilchen an welche ein PU-Polymerisat bzw. PU-Vorpolymerisat angelagert ist, kommt es zu einer Bindung der an benachbarten Teilchen sitzenden Polymerisatanlagerungen aneinander und gleichzeitig auch zu einem weiteren Fortschreiten der Polymerisation, wobei beide Vorgänge durch erhöhte Temperatur gefördert werden. Die gegenseitige Haftung der Polymerisatanlagerungen verbindet die Korkschrotteilchen und diese Verbindung erhält durch das Fortschreiten der Polymerisation eine erhöhte Festigkeit und Elastizität. Vorzugsweise wird hierzu das Formpressen des mit einem Polyurethan-Vorpolymerisat versehenen Korkschrotes bei zwischen 1100C und 1450C liegenden Temperaturen vorgenommen.
Es ist dabei weiter sowohl hinsichtlich des Erzielens der vorgenannten Eigenschaften als auch hinsichtlich einer guten Arbeitsproduktivität günstig, wenn beim Formpressen eine zwischen 5 und 12 min liegende Presszeit vorgesehen wird.