ITPI960030A1

ITPI960030A1 - INNOVATIVE GLUING PROCESS BASED ON THE USE OF POLYMERIC THERMOPLASTIC FILMS, POSSIBLY ADDITIVED, FOR THE EXECUTION

Info

Publication number: ITPI960030A1
Application number: IT96PI000030A
Authority: IT
Inventors: Silverio Salvadorini
Original assignee: C G S S A S Di Michele Colucci
Priority date: 1996-05-22
Filing date: 1996-05-22
Publication date: 1997-11-22
Also published as: IT1297236B1; ITPI960030A0

Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE DESCRIPTION OF THE INVENTION

Descrizione dell'invenzione industriale avente per titolo: Description of the industrial invention entitled:

"Procedimento innovativo di incollaggio basato sull'impiego di films polimerici termoplastici, eventualmente additivatl, per l'esecuzione parziale o globale delle varie operazioni di incollaggio tipiche del settore calzaturiero". "Innovative gluing process based on the use of thermoplastic polymeric films, possibly additives, for the partial or global execution of the various gluing operations typical of the footwear sector".

La presente invenzione ha per oggetto una Innovazione di base in grado di mutare radicalmente un grande numero di lavorazioni tipiche del settore industriale calzaturiero. The present invention relates to a basic innovation capable of radically changing a large number of processes typical of the footwear industry.

In particolare, essa riguarda un procedimento innovativo di incollaggio basato sull'impiego di fogli o films polimerici termoplastici, di foggia, dimensioni, composizione variabili a seconda dell'applicazione che, dopo essere stati Interposti tra gli elementi da unire, vengono condotti a fusione attraverso appositi dispositivi (quali ad esempio forni convenzionali, ad induzione elettromagnetica, a microonde, ad infrarossi o di altro tipo) venendo quindi poi (attraverso il successivo raffreddamento e solidificazione in pressione) ad esplicare la funzione di legante. Il settore industriale Interessato dall'intervento in oggetto è quello calzaturiero. In particular, it concerns an innovative gluing process based on the use of thermoplastic polymeric sheets or films, of variable shape, size, composition depending on the application which, after being interposed between the elements to be joined, are carried out by fusion through special devices (such as for example conventional ovens, electromagnetic induction, microwave, infrared or other types) and then (through the subsequent cooling and solidification under pressure) to perform the function of binder. The industrial sector affected by the intervention in question is the footwear sector.

Il principio base dell'invenzione consiste nell'idea di trasferire principi, metodi e tecnologie di incollaggio - già utilizzate con successo in settori produttivi diversi da quello in oggetto - al settore calzaturiero nel quale, attualmente, tali operazioni vengono eseguite con sistemi manuali o semiautomatici non sempre efficienti e con evidenti problematiche di impatto ambientale. The basic principle of the invention consists in the idea of transferring gluing principles, methods and technologies - already successfully used in production sectors other than the one in question - to the footwear sector in which, currently, these operations are performed with manual or semi-automatic systems. not always efficient and with obvious problems of environmental impact.

Con specifico riferimento a quest'ultima prerogativa, occorre sottolineare che le tradizionali tecniche di incollaggio, impiegate attualmente nel settore calzaturiero, prevedono largo impiego di adesivi a solvente. Tali operazioni comportano due principali problematiche che contrastano in maniera evidente con la sicurezza e l'igiene nell'ambiente di lavoro: With specific reference to this last prerogative, it should be emphasized that the traditional gluing techniques, currently used in the footwear sector, envisage extensive use of solvent-based adhesives. These operations involve two main problems that clearly contrast with safety and hygiene in the workplace:

- emissione di vapori nocivi e ad elevato rischio d'incendio in ambiente di lavoro (potrebbero essere citati numerosi esempi di eventi negativi a riguardo); - emission of noxious vapors with a high risk of fire in the workplace (numerous examples of negative events could be cited in this regard);

- gestione e stoccaggio di materiali Infiammabili nell’azienda (anche in questo caso, sono molto evidenti i rischi connessi). - management and storage of flammable materials in the company (also in this case, the associated risks are very evident).

Inoltre la tecnologia usata sino ad ora, con le fasi e sottofasi operative che la caratterizzano, rende difficoltosa e particolarmente complessa l'automazione efficace del processo. Furthermore, the technology used up to now, with the operating phases and sub-phases that characterize it, makes the effective automation of the process difficult and particularly complex.

In relazione a quanto affermato, la fase di incollaggio, rappresenta uno dei punti critici delle imprese manifatturiere del settore calzature. In relation to what has been stated, the gluing phase represents one of the critical points of manufacturing companies in the footwear sector.

L'invenzione in oggetto, prevede l'esecuzione di diverse operazioni di incollaggio - nel settore calzaturiero sono molto numerose - attraverso l'impiego di films polimerici termoplastici. In sostanza, il procedimento di incollaggio è realizzato attraverso l'interposizione tra le due superfici da unire, di un film di materiale termoplastico in grado di fondere con una certa facilità e quindi di saldare o unire tra loro i materiali da accoppiare senza danneggiarli. The invention in question provides for the execution of various gluing operations - in the footwear sector they are very numerous - through the use of thermoplastic polymeric films. Basically, the gluing process is carried out through the interposition between the two surfaces to be joined, of a film of thermoplastic material capable of melting with a certain ease and therefore of welding or joining together the materials to be coupled without damaging them.

Il procedimento di "fusione" del film è effettuato in maniera da non compromettere le caratteristiche del materiali da unire; In generale, nel settore calzaturiero la grande parte delle azioni di incollaggio riguardano cuoio e pelli di varia natura o altri materiali sintetici. Il conseguimento di tale obiettivo può essere realizzato effettuando la fusione del film, opportunamente addìtivato in maniera da generare nel medesimo le necessarie proprietà ferromagnetiche o di conducibilità' elettrica e/o termica, mediante permanenza della giunzione assemblata, ma non ancora "legata", In un campo elettromagnetico o di microonde, o in altra sistema atto ad innalzarne la temperatura. The film "fusion" process is carried out in such a way as not to compromise the characteristics of the materials to be joined; In general, in the footwear sector, most of the bonding actions concern hides and skins of various kinds or other synthetic materials. The achievement of this objective can be achieved by carrying out the fusion of the film, suitably added in such a way as to generate the necessary ferromagnetic or electrical and / or thermal conductivity properties in it, by means of the permanence of the assembled junction, but not yet "bound". an electromagnetic or microwave field, or in another system capable of raising its temperature.

A riguardo, prove sperimentali effettuate dai proponenti attestano la fattibilità tecnica dell'operazione. Sono state condote prove mediante utilizzo di film polimerico termoplastico costituito da Polivinilcloruro o Polivinilbutirrale o Poliestere, o Poliuretano, o Polipropilene, o Polietilene tereflalato, o Polietilene e/o combinazione di due o piu' tra questi; analogamente sono state condotte prave di additivazione dei suddetti film o sostanze polimeriche termoplastiche mediante elementi a base di ferro, alluminio, rame ed altre sostanze metalliche e non. In this regard, experimental tests carried out by the proponents attest to the technical feasibility of the operation. Tests were conducted using a thermoplastic polymeric film consisting of Polyvinyl chloride or Polyvinyl butyral or Polyester, or Polyurethane, or Polypropylene, or Polyethylene terephlate, or Polyethylene and / or a combination of two or more of these; similarly, additives were carried out for the aforesaid films or thermoplastic polymeric substances by means of elements based on iron, aluminum, copper and other metallic and non-metallic substances.

Il film o materiale polimerico termoplastico utilizzato e' stato trattato superficialmente in maniera da renderlo inizialmente "appiccicoso" (adesivo), al fine di facilitare le operazioni -preliminari all’incollaggio vero e proprio - di mutuo posizionamento delle parti da incollare. The film or thermoplastic polymer material used was treated on the surface in order to initially make it "sticky" (adhesive), in order to facilitate the operations - preliminary to the actual gluing - of mutual positioning of the parts to be glued.

Il disegno 1 schematizza, a titolo di esempio, alcune particolari fasi operative che caratterizzano il processo innovativo di incollaggio della giunzione suola-tomaia: Drawing 1 schematizes, by way of example, some particular operational phases that characterize the innovative bonding process of the sole-upper junction:

1. fase di assemblaggio della giunzione; si tratta di un procedimento che consentirà la parziale eliminazione delle attuali preparazioni delle superfici da unire (stesura della colla, evaporazione del solventi e successiva fase di pulizia). La fase operativa in oggetto consiste nel mutuo posizionamento di tomaia (1), elemento termoplastico (2) e suola (3). L'elemento termoplastico (2) e' previamente ottenuto mediante fustellatura (o taglio con altre tecnologie) degli elementi termoplastici a partire dal foglio (o film) di materiale termoplastico; tale processo potrà essere automatizzato minimizzando anche gli sfridi con tecniche di lay-planning 1. junction assembly phase; it is a procedure that will allow the partial elimination of the current preparations of the surfaces to be joined (spreading of the glue, evaporation of the solvents and subsequent cleaning phase). The operative phase in question consists in the mutual positioning of the upper (1), the thermoplastic element (2) and the sole (3). The thermoplastic element (2) is previously obtained by punching (or cutting with other technologies) the thermoplastic elements starting from the sheet (or film) of thermoplastic material; this process can be automated also minimizing the scraps with lay-planning techniques

2. fase di incollaggio; gli elementi costituenti la giunzione, precedentemente assemblati (4), vengono mantenuti in pressione mediante l'azione di una forza esterna (6) e l'elemento polimerico termoplastico viene fuso mediante l'applicazione di un campo elettromagnetico (o di microonde o mediante azione di altro sistema atto ad innalzare la temperatura dell'elemento polimerico termoplastico) applicato per un tempo predefinito. Al cessare del campo elettromagnetico (o di microonde o dell’azione di altro sistema utilizzato per l'innalzamento della temperatura dell'elemento polimerico termoplastico) si verifica, nell'arco di pochi secondi, un raffreddamento che, effettuato anch'esso sotto pressione, determina l'incollaggio vero e proprio della giunzione (7). 2. gluing phase; the elements forming the joint, previously assembled (4), are kept under pressure by the action of an external force (6) and the thermoplastic polymeric element is melted by the application of an electromagnetic field (or microwaves or by action of another system suitable for raising the temperature of the thermoplastic polymeric element) applied for a predefined time. When the electromagnetic field ceases (or microwaves or the action of another system used to raise the temperature of the thermoplastic polymeric element), a cooling occurs within a few seconds which, also carried out under pressure, determines the actual bonding of the joint (7).

E' Importante sottolineare, come già accennato, che quanto messo in evidenza nella precedente figura rappresenta solo una delle innumerevoli azioni di incollaggio che vengono svolte usualmente nei normali processi tipici del settore industriale calzaturiero. Evidentemente, pur con gli accorgimenti specifici dei caso (forma e dimensioni del film etc.), la metodologia descritta può essere applicata a tutti gli altri processi di incollaggio. It is important to underline, as already mentioned, that what is highlighted in the previous figure represents only one of the innumerable gluing actions that are usually carried out in the normal processes typical of the footwear industry. Obviously, even with the specific precautions of the case (shape and size of the film, etc.), the methodology described can be applied to all the other gluing processes.

Sinteticamente, l'impiego della metodologia innovativa In oggetto può consentire i seguenti vantaggi: Briefly, the use of the innovative methodology in question can allow the following advantages:

- riduzione dei costi di produzione; - reduction of production costs;

- incremento della produttività; - increase in productivity;

- superiore qualità del prodotto in termini di uniformità di incollaggio; - superior product quality in terms of bonding uniformity;

- superiore predisposizione all’automatizzazione del processo. - superior predisposition to process automation.

- inferiori problematiche di carattere ambientale dirette o indotte; - lower direct or induced environmental problems;

- inferiore rischio d'incendio o esplosione in ambiente di lavoro; - lower risk of fire or explosion in the workplace;

I vantaggi economici conseguenti l'applicazione della metodologia in oggetto sono collegati innanzitutto alla riduzione dei tempi di lavoro ed all'ottenimento di incollaggi più efficaci, a tutto vantaggio della produttività e della qualità della produzione. Sotto questo punto di vista, in relazione alla crescente competitività di aziende calzaturiere di Paesi non Comunitari, favorite da costi di mano d'opera nettamente inferiori, si comprende facilmente come le aziende Nazionali possano accrescere una competitività fortemente minacciata. The economic advantages resulting from the application of the methodology in question are primarily linked to the reduction of working times and to obtaining more effective gluing, all to the advantage of productivity and production quality. From this point of view, in relation to the growing competitiveness of footwear companies from non-EU countries, favored by significantly lower labor costs, it is easy to understand how national companies can increase a highly threatened competitiveness.

Da stime preventivamente effettuate dai proponenti, il risparmio ottenibile sul costo globale di produzione dovrebbe aggirarsi intorno al 10%. Tale risparmio risulta conseguibile in relazione alle seguenti riassuntive considerazioni relative a! sistema innovativo proposto: Based on estimates made in advance by the proponents, the savings obtainable on the overall cost of production should be around 10%. This saving is achievable in relation to the following summary considerations relating to! innovative system proposed:

- semplificazione delle operazioni di incollaggio; - simplification of gluing operations;

- superiori rendimenti di incollaggio; - higher bonding yields;

- riduzione dei tempi di incollaggio; - reduction of gluing times;

- eliminazione della fase di pulitura della calzatura, conseguente all'utilizzo di colle tradizionali - elimination of the shoe cleaning phase, consequent to the use of traditional glues

- automatizzazione; - automation;

- possibile riciclaggio degli sfridi di film. - possible recycling of film scraps.

Di importanza non trascurabile risultano i seguenti vantaggi di carattere ambientale: - il metodo di incollaggio con film termoplastico non implica nè il rilascio di solventi infiammabili nè di solventi nocivi per i lavoratori e per l'ambiente; The following environmental advantages are not negligible: - the method of gluing with thermoplastic film does not involve the release of flammable solvents or solvents harmful to workers and the environment;

- il film termoplastico può essere tagliato o fustellato sulla misura dei pezzi da unire ed il cascame raccolto è perfettamente riciclabile; - the thermoplastic film can be cut or punched to the size of the pieces to be joined and the collected waste is perfectly recyclable;

- non vengono utilizzati contenitori per collanti che dopo l'impiego sono destinati a divenire rifiuti impattanti; - no containers are used for glues which, after use, are destined to become impacting waste;

- il potenziale·? impiego di sostanze plastiche di scarto in luogo di un film specificamente concepito per l'uso. - the potential·? use of waste plastic substances in place of a film specifically designed for use.

Claims

In the case of heating by means of an electromagnetic induction system, as an additive for the thermoplastic film, a metal material, preferably in powder form, but also in fiber is used, for example, in a practical embodiment of the invention a thermoplastic film consisting of polyurethane is used. and containing about 30% by weight of steel fiber, which has been punched to give it a shape suitable for being placed on one face of the sole on which the upper is then applied. The film was brought to melting by maintaining a pressure of about 25 kg / cm2 on it in the induction heater in 5 seconds, after which the rapid cooling of the semi-finished product was caused by interrupting the magnetic field, the steel fiber used has a average length between 1.5 and 2 mm, with average section between 0.4 and 0.8 microns. alternatively, steel powder with granulometry between 0, 1 and 0.8 mm could be used (evaluated with the "stav 2003" and "jet 200" method). the desmocoll product from the bayer company was used as polyurethane material, but it is evident that any other product with equivalent technological properties can be used as an alternative, the induction heater used is produced by the aetron company and is operated at a frequency between 400 and 1000 khz. clearly any equivalent device can be used as an alternative. Metallic materials that can be advantageously used for the purposes of the present invention, in addition to the powder and the steel fiber are ferrite powder and fiber, nickel powder, stainless steel mesh, brass mesh, aluminum mesh, copper, iron filings and it is obvious that conductive metals with high losses at the frequencies used are to be considered preferred, if metal mesh is used, it must preferably be of the electro-welded or perforated type. " 1. Method for gluing components to footwear characterized by the fact that it includes the following steps: - interposing between the components to be bonded a film of thermoplastic material acting as an adhesive following melting, suitable to require, for its melting, heating conditions such as not to cause degradation of the materials of which said components are made; -applying a pressure on the product made up of said components and of said film; - simultaneously heating said article until said film is melted; - quickly cool under pressure.

Method according to claim 1, wherein said film; comprises a thermoplastic material; additive with metallic material and is melted by induction heating.

Method according to claim 2, wherein said thermoplastic material is selected from polyethylene; polypropylene; polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polyvinyl butyral, polyurethane, polyester, and their copolymers and mixtures:

4. Method according to claim 3, wherein said thermoplastic material is polyurethane.

5. Method according to claim 2, wherein said metal material is selected from ferrite, iron, steel, nickel, aluminum, copper, brass, in powder form, fibers or mesh.

6. Method according to the previous claims, in which the surface of said components is treated with a polyurethane or neoprene primer before the application of the thermoplastic film.

Method according to the preceding claims, in which the heating is obtained in an induction heater and the frequency necessary to obtain the melting is between 400 and 1000 kHz.

8. Method according to claim 1, wherein the thermoplastic material is melted by electric or fuel, infrared, or microwave heating. "