DE202004021785U1

DE202004021785U1 - Atmungsaktive wasserdichte Sohle für Schuhe

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Publication number: DE202004021785U1
Application number: DE202004021785U
Authority: DE
Original assignee: Geox SpA
Current assignee: Geox SpA
Priority date: 2003-12-30
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2011-03-17
Anticipated expiration: 2014-12-28
Also published as: ME02507B; EP1708588A2; WO2005063069A2; GEP20125461B; EP1708588B1; ITPD20030312A1; NO330884B1; EG23964A; IL176616A; NO20063494L; DE202004021584U1; SG149037A1; US20130097891A1; MA28299A1; IL176616A0; EA200601257A1; US20150237953A1; US8356425B2; NZ582263A; CA2761301A1

Abstract

Wasserdichter und atmungsaktiver Schuh, dadurch gekennzeichnet, dass er die folgende Kombination von Elementen umfasst:
– einen Aufbau (501), der auf Taschen-ähnliche Art den Fußeinführbereich umgibt und einen atmungsaktiven Schaft (512) umfasst, mit dem eine wasserdichte Membran (521) mindestens in einem unteren Bereich verbunden ist, und
– eine Sohle (500), die unterhalb des Aufbaus (501) angeschlossen ist und entlang mindestens einem Teil ihrer Ausdehnung mindestens zwei strukturelle Schichten (514, 515) umfasst, eine untere (514) mit einer tragenden Struktur, um die Laufsohle zu bilden, wobei die obere (515) mikroporös und durchlässig für Wasserdampf ist und die untere Schicht (514) Abschnitte (514a) hat, die zur oberen Schicht (515) hin offen sind,
wobei der Aufbau (501) aus einem Schaft (512) besteht, der über seine unteren Ränder (512a) außen mit der Sohle (500) und innen mit einer wasserdichten Membran (521) verbunden ist, die eine Tasche bildet, um den Fußeinführbereich aufzunehmen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine atmungsaktive wasserdichte Schuhsohle.
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Schuh, der mit einer solchen Sohle hergestellt wird.
Es ist bekannt, dass der Markt für Fußbekleidung sich kontinuierlich weiter entwickelt, um technische Lösungen zu suchen und zu identifizieren, die optimalen Komfort für den Endverbraucher des Schuhs sicherstellen.
Wie bekannt ist, hängt der Komfort eines Schuhs nicht nur von einer korrekten anatomischen Passform ab, sondern auch von der korrekten Permeation des Wasserdampfes, der im Schuh durch Transpiration erzeugt wird, nach außen, um das so genannte Phänomen des ”nassen Fußes” zu vermeiden.
Diese Wasserdampf-Permeation darf jedoch nicht die Wasserdichtigkeit des Schuhs beeinträchtigen und daher sind Lösungen einer Permeation durch den Schaft oder durch die Sohle untersucht worden.
Der Großteil des Fußschweißes wird an der Schnittstelle zwischen der Fußsohle und der Schuhsohle erzeugt und es ist offensichtlich, dass der Schweiß, der sich dort bildet, nicht verdunsten kann und daher an der Innensohle, auf welcher der Fuß ruht, kondensiert. Nur ein winziger Bruchteil des Schweißes verdunstet durch den Schaft.
Dieses Problem ist besonders wichtig bei Schuhen, die eine Kunststoffsohle haben; in diesen Fällen wird eine Permeation durch die Sohle vollständig verhindert (im Falle von Ledersohlen findet hingegen eine geringe Menge an Permeation statt).
Lösungen für das Problem werden geliefert durch atmungsaktive und wasserdichte Sohlen, die entsprechend eine Permeation des Schweißes ermöglichen, der an der Fußsohle erzeugt wird.
Eine dieser Lösungen ist in US-5,044,096 und in EP-0382904 offenbart und besteht darin, die Kunststoffsohle in zwei Schichten mit durchgehenden Löchern zu unterteilen und dazwischen eine wasserdichte, atmungsaktive Membran anzuordnen (zum Beispiel aus einem Material wie Gore-Tex^® oder dergleichen), welche perimetrisch und hermetisch mit den beiden Schichten verbunden ist, um keine Infiltrationen von Wasser zu ermöglichen.
Diese Lösung sichert eine korrekte Permeation, ebenso wie einen wirksamen Austausch von Wärme und Wasserdampf zwischen der Umgebung im Schuh und der äußeren Umgebung, und stellt gleichzeitig die nötige Undurchlässigkeit für äußere Feuchtigkeit und Wasser sicher.
Diese perforierten Sohlen, die mit wasserdichten und atmungsaktiven Membranen ausgestattet sind, haben gegenüber den Lösungen, die zuvor verfügbar waren, sicherlich eine erhebliche Innovation dargestellt.
Es gibt jedoch nach wie vor Aspekte, die verbessert werden können, insbesondere im Hinblick auf die Fläche, die von den Löchern eingenommen wird.
Es ist offensichtlich, dass die Atmungsaktivität umso größer ist, je größer die Gesamtfläche der Löcher ist; jedoch muss andererseits die Anzahl der Löcher, die in der Laufsohle bereitgestellt werden, und ihr Durchmesser begrenzt werden, um zu verhindern, dass spitze Fremdkörper durch die Löcher eindringen und vordringen, bis sie die Membran schädigen oder durchbohren, welche empfindlich ist, da sie praktisch eine Folie ist und ihr angemessene strukturelle Eigenschaften fehlen.
Eine solche Membran ist in der Tat kontinuierlich dem Druck ausgesetzt, der vom Fuß ausgeübt wird, und daher kann selbst ein Körper, der nicht besonders spitz ist und durch eines der Löcher eindringt, ohne besondere Schwierigkeit zu Schäden führen.
Eine Lösung, die angewandt wurde, ist die Verwendung einer atmungsaktiven Schutzschicht, wie zum Beispiel eines Filzes, zwischen der Laufsohle und der Membran.
Weiterhin können Schmutz, Staub und Steinchen sich in den Löchern der Laufsohle verkeilen, sie blockieren und so die Atmungsaktivität einschränken.
Eine andere Lösung für die Verwendung einer wasserdichten und atmungsaktiven Membran ohne strukturelle Eigenschaften ist in US 6,508,015 offenbart.
Dieses Patent offenbart eine Sohle, die durch eine Struktur mit zwei Schichten bereitgestellt wird, nämlich eine elastische obere Schicht, die für Wasserdampf durchlässig ist, und eine untere Schicht, die weniger als 70% der oberen Schicht abdeckt und auch als Stütze und als Laufsohle dient.
Die Permeationswirkung der Sohle wird durch die mikroporöse Struktur der oberen Schicht und durch die Form der unteren Schicht sichergestellt.
Die mikroporöse Struktur der oberen Schicht wird zum Beispiel durch gesintertes Kunststoffmaterial oder durch gewebte oder nicht gewebte Strukturen aus synthetischem Material geliefert.
Diese Schicht hat jedoch keine streng wasserdichten Eigenschaften; zu diesem Zweck erwähnt das Patent die Möglichkeit, diese Schicht hydrophob zu machen, zum Beispiel durch Behandlung des gesinterten Polyethylens unter hoch- oder ultrahochmolekularen Bedingungen.
Eine andere Möglichkeit für die Wasserabdichtung, die in dem Patent offenbart ist, besteht darin, über der oberen Schicht eine zusätzliche Schicht hinzuzufügen, die durch eine wasserdichte Membran gebildet wird.
Obwohl diese beschriebene Lösung das Problem der atmungsaktiven Fläche der Sohle löst, die groß ist, erfüllt sie nicht angemessen die Bedingung der Wasserabdichtung der Sohle.
Es wurde festgestellt, dass die hydrophobe Behandlung des gesinterten Materials die obere Schicht nicht ausreichend wasserdicht macht, besonders im Falle großer Mengen von Wasser.
Weiterhin ist die Idee, eine undurchlässige Membran mit der inneren Schicht zu koppeln, in sich selbst nicht ausreichend, um eine perfekte Isolation gegen Wasser sicherzustellen, da das Eindringen von Wasser entlang dem Umfang der oberen Schicht möglich ist.
Ein anderes Problem, das mit dieser Art von Sohle verbunden ist, besteht darin, dass die obere Schicht auf jeden Fall dazu neigt, erhebliche Mengen von Wasser zu absorbieren (”Schwammeffekt”), das im Laufe der Zeit freigesetzt wird, was zu einer offensichtlichen Verschmutzung der Oberflächen, auf denen man geht, führt.
Dieses Problem wird offensichtlicher, wenn die Größe der Poren des Materials zunimmt.
Bereits bei Porengrößen von mehr als 5 μm findet ein Eindringen von unsauberem Wasser (schmutzigem Wasser oder Seifenwasser) statt: In diesem Fall ist die Oberflächenspannung niedriger als der typische Wert von Wasser (73 mN/mm).
Offenbarung der Erfindung
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine atmungsaktive wasserdichte Schuhsohle bereitzustellen, welche die Probleme löst, die von bekannten Sohlen bekannt sind.
Im Rahmen dieses Zieles ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine atmungsaktive wasserdichte Schuhsohle bereitzustellen, die eine wasserdichte und atmungsaktive strukturelle Schicht verwendet und gleichzeitig höhere Atmungsaktivität sicherstellt als bekannte Schuhe.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine atmungsaktive wasserdichte Schuhsohle bereitzustellen, die resistent gegenüber Abnutzung und Schädigung ist.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine atmungsaktive und wasserdichte Schuhsohle bereitzustellen, die aus einer kleineren Anzahl von Komponenten besteht als bekannte Sohlen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine atmungsaktive und wasserdichte Schuhsohle bereitzustellen, die mit bekannten Systemen und Technologien hergestellt werden kann.
Dieses Ziel und diese und andere Aufgaben, die im Folgenden deutlicher werden, werden erreicht durch eine wasserdichte atmungsaktive Schuhsohle, die über mindestens einen Teil ihrer Ausdehnung mindestens zwei strukturelle Schichten umfasst, eine untere, die mit einer tragenden Struktur ausgestattet ist, um die Laufsohle zu bilden, und eine obere mikroporöse, die durchlässig für Wasserdampf ist, wobei die untere Schicht Abschnitte hat, die zur oberen Schicht hin offen sind, und die Sohle dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens eine der beiden Oberflächen der oberen Schicht eine Beschichtung hat, die durch ein Verfahren der Plasma-Abscheidung zur Wasserabdichtung gewonnen wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deutlicher aus der Beschreibung einiger bevorzugter, aber nicht ausschließlicher Ausführungsformen davon, dargestellt durch nicht einschränkende Beispiele in den beigefügten Zeichnungen, worin:
1 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Schuhs mit einer Sohle gemäß der Erfindung ist;
2 eine Querschnittsansicht eines Details einer Sohle gemäß 1 ist;
3 eine Ansicht eines Details einer Variation der Sohle ist, die in 1 dargestellt ist;
4 ein Grundriss der Sohle in 1 ist;
5 ein Grundriss einer anderen Variation der Sohle in 1 ist;
6 eine Querschnittsansicht eines Abschnitts eines Schuhs mit einer Ausführungsform der Sohle gemäß der Erfindung ist, welche alternativ zu den Ausführungsformen der vorhergehenden Figuren ist;
7 eine perspektivische Ansicht eines Schuhs mit einer Sohle gemäß der Erfindung ist;
8 eine Querschnittsansicht eines Teils eines anderen Schuhs gemäß der Erfindung ist, der alternativ zu den Schuhen der vorhergehenden Figuren ist;
9 eine Querschnittsansicht eines Teils eines anderen Schuhs gemäß der Erfindung ist, der alternativ zu den Schuhen der vorhergehenden Figuren ist.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Mit Bezug auf die Zeichnungen: Eine erste Ausführungsform der Sohle gemäß der Erfindung ist allgemein durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet.
1 ist eine Querschnittsansicht eines Schuhs mit Bezug auf den Bereich der Sohle 10; diese Figur zeigt deutlich, dass die Sohle 10 in dieser Ausführungsform zwei Schichten umfasst, die eine untere Schicht 14 bzw. eine obere Schicht 15 bilden, welche durchlässig für Wasserdampf ist.
Beide Schichten 14 und 15 sind strukturell und haben daher eine tragende Funktion; im Speziellen hat die untere Schicht 14 eine tragende Struktur, um die Laufsohle der Sohle 10 zu bilden, während die obere Schicht 15 die den Fuß tragende Basis bildet und Elastizitäts- und Flexibilitäts-Eigenschaften hat.
Um die Atmungsaktivität der oberen Schicht 15 zu ermöglichen, hat die untere Schicht 14 Abschnitte 14a, die zur oberen Schicht 15 hin offen sind, sodass sie der äußeren Umgebung direkt ausgesetzt ist; solche offenen Abschnitte 14a sind im Folgenden detaillierter beschrieben.
Die obere Schicht ist mikroporös und besteht zum Beispiel aus gesintertem Kunststoffmaterial.
Praktischerweise kann das verwendete Kunststoffmaterial ein beliebiges von Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol oder Polyester sein.
Wahlweise kann die obere Schicht 15 aus einem beliebigen eines Filzes, eines Vlieses, eines Tuches oder eines Siebgewebes, hergestellt aus synthetischem Material, sein.
Um angemessene Durchlässigkeit für Wasserdampf sicherzustellen und anschließende Oberflächenbehandlungen der oberen Schicht 15 zu ermöglichen (wie im Folgenden beschrieben), umfasst die Durchschnittsbreite der Poren zwischen 3 und 250 μm.
Vorzugsweise kann die Durchschnittsbreite zwischen 3 und 5 μm umfassen.
Die untere Schicht 14 besteht aus Kunststoff, wie zum Beispiel Polyurethan.
Die untere Schicht 14 besteht aus einer Umfangskante 16, die den äußeren Rand der Sohle bildet, und aus Bodenkontaktelementen 17, die als Stütze für die obere Schicht 15 wirken (welche ansonsten innerhalb des Umfangs der Kante zusammenbrechen würde).
Die Räume der unteren Schicht 14, die zwischen den verschiedenen Bodenkontaktelementen 17 und zwischen den Bodenkontaktelementen und der Kante 16 enthalten sind, bilden die Abschnitte 14a.
In dieser Ausführungsform hat die Umfangskante 16 einen seitlichen Abschnitt 18, der eine Umfangskontur 19 der oberen Schicht 15 einschließt, um Umfangsbereiche von gegenseitigem Kontakt 20 zwischen den Schichten 14 und 15 zu bilden.
In diesem seitlichen Abschnitt 18 sind die obere Schicht 15 und die untere Schicht 14 hermetisch entlang ihrem Umfang verbunden, um das Eindringen von Wasser zu verhindern.
Vorzugsweise findet die Kopplung zwischen den Schichten 14 und 15 durch Umspritzen der unteren Schicht 14 auf die obere Schicht 15 statt; in diesem Fall wird eine hermetische vollständige Kopplung durch die perfekte Adhäsion sichergestellt, die durch das Umspritzen geliefert wird.
Alternativ ist es möglich, andere Herstellungsverfahren zu nutzen, wie zum Beispiel adhäsive Klebeverfahren; in diesem Fall sieht jedoch die Kopplung der oberen Schicht 15 mit der unteren Schicht 14 ein Abdichtmittel in den Umfangsbereichen von gegenseitigem Kontakt 20 vor.
Die Bodenkontaktelemente 17 in dieser beschriebenen Ausführungsform sind von der Kante 16 getrennt und werden zum Beispiel durch direktes Umspritzen auf die untere Oberfläche 15a der oberen Schicht 15 hergestellt, um in der Praxis Vorsprünge 17a zu bilden, welche die obere Schicht 15 tragen und das Haftvermögen der Sohle 10 sicherstellen.
Variationen dieser Bodenkontaktelemente, nun in 5 durch das Bezugszeichen 117 gekennzeichnet, liefern zum Beispiel durchgehende transversale Elemente 117a, die monolithisch mit der Kante 116 bereitgestellt werden.
Die Abschnitte 114a werden zwischen den transversalen kontinuierlichen Elementen 117a und der Kante 116 gebildet.
Für eine korrekte Permeation ist es wichtig, dass die untere Schicht die obere Schicht geringstmöglich bedeckt.
Zum Beispiel kann praktischerweise die untere Schicht einen Prozentsatz der oberen Schicht bedecken, der zwischen 30% und 70% umfasst.
Die obere Schicht 15 hat an ihrer oberen Oberfläche 15b eine Beschichtung 21, die durch ein Verfahren der Plasma-Abscheidung hergestellt wird, das Wasserabdichtung ermöglicht (und auch Atmungsaktivität aufrechterhält).
Als Alternative ist es möglich, wie in 3 dargestellt, eine Beschichtung, mit dem Bezugszeichen 221 bezeichnet, bereitzustellen, die mit Hilfe eines Plasma-Abscheidungs-Verfahrens auf einer unteren Oberfläche 215a einer unteren Schicht 215 hergestellt wird.
Es ist wahlweise möglich, eine solche Beschichtung auf beiden Oberflächen der unteren Schicht 15, 215 aufzutragen.
Der Gedanke einer Beschichtung durch Plasma-Abscheidung ist auf die überraschende experimentelle Feststellung zurückzuführen, dass ein Dampf einer organischen Siloxanverbindung verwendet werden kann, um durch ”Kaltplasma”-Polymerisation in Hochvakuum bei Umgebungstemperatur eine ultradünne Schicht auf einem mikroporösen Trägermaterial zu erzeugen und so Wasserabdichtungs-Eigenschaften zu verleihen, ohne die allgemeinen Eigenschaften und insbesondere die Atmungsaktivitäts-Eigenschaften des Trägermaterials zu ändern.
Eine wasserdichte und atmungsaktive Membran kann in der Tat durch Plasma-Polymerisation, zum Beispiel eines Monomers auf Siloxan-Basis, durch Abscheiden einer Polymer-Schicht (Polysiloxan) auf ein mikroporöses Trägermaterial (hergestellt zum Beispiel aus Polyethylen oder Polystyrol) hergestellt werden.
Diese Abscheidung kann zum Beispiel auch durch Verwendung Öl-abweisender und Wasser-abweisender Fluorpolymere, wie zum Beispiel derjenigen, die von DuPont hergestellt werden und mit dem Markennamen Zonyl^® eingetragen sind, durchgeführt werden.
Plasma wird in heiß und kalt unterteilt, abhängig von den Temperaturen, die es erreicht; es wird auch in Umgebungsdruck-Plasma und Vakuum-Plasma unterteilt.
In einem Plasma-Verfahren zur Herstellung einer Beschichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine gasförmige oder verdampfte Vorläufer-Verbindung bei sehr niedrigem Druck (unter Vakuum-Bedingungen) in eine Reaktionskammer eingeführt.
Ein Plasma-Zustand wird durch Anregung des Vorläufers innerhalb der Reaktionskammer durch Erzeugung eines elektrischen Feldes erzeugt.
Das Ergebnis ist eine ultradünne gebundene Schicht des Polymers, abgeschieden auf die gesamte Oberfläche eines beliebigen Substratmaterials, das in die Reaktionskammer eingeführt wurde.
Das Plasma-Polymerisations-Verfahren wird mit Hilfe eines elektrischen Feldes gestartet und durchgeführt, um einen Zerfall des Vorläufers der Abscheidungsschicht innerhalb der Reaktionskammer zu erzielen.
Sobald der Zerfall stattgefunden hat, werden Ionen und reaktive Spezies gebildet, welche die atomaren und molekularen Reaktionen starten und unterstützen, die zur Bildung von Dünnschichten führen.
Schichten, die durch Plasma-Polymerisation erzeugt werden, können verschiedene Konfigurationen elektrischer Felder und verschiedene Reaktionsparameter verwenden.
Die Dicke der Schicht wird kontrolliert durch Auswahl des polymerisierbaren Ausgangsmaterials und der Reaktionsbedingungen, wie zum Beispiel der Monomer-Abscheidungszeit, der Behandlungszeit, der elektrischen Frequenz, mit der die Reaktion durchgeführt wird, und der verwendeten Energie.
In der vorliegenden Erfindung wird die Plasma-Polymerisation im Vakuum durchgeführt.
Der typische Druckbereich liegt zwischen 10^–1 und 10^–5 mbar.
Der Vorläufer wird typischerweise in seinem reinen Zustand durch Verwendung nicht polymerisierbaren Inertgases, wie zum Beispiel Argon, zur Reaktion gebracht; ein solches Inertgas wird sowohl als inertes Verdünungsmittel als auch als Trägergas verwendet, das die Polymerisation des Vorläufers unterstützt.
Andere Gase, die verwendet werden können, sind Sauerstoff, Helium, Stickstoff, Neon, Xenon und Ammoniak.
Der Vorläufer muss einen Dampfdruck haben, der ausreicht, um die Verdampfung in einem moderaten Vakuum zu ermöglichen.
Eine Reaktionssequenz beginnt im Allgemeinen durch Laden des zu beschichtenden Trägermaterials in die Reaktionskammer und anschließendes Einstellen der Kammer auf den gewünschten Vakuumdruck.
Die Plasma-erzeugende Entladung wird erzeugt und das verdampfte Vorläufer-Monomer wird in die Reaktionskammer eingespritzt.
Eine Kollision des Monomers mit den Ionen und Elektronen des Plasmas ermöglicht die Polymerisation des Monomers.
Das resultierende Polymer wird auf die frei liegenden Oberflächen innerhalb der Kammer abgeschieden.
Die Eigenschaften der Schicht sind nicht nur von der Struktur des Monomers, sondern auch von der Entladungsfrequenz, der eingesetzten Energie, der Flußrate des Monomers und vom Druck abhängig.
Die Porosität, Oberflächenmorphologie und Permeabilität können je nach den Reaktionsbedingungen variieren.
Eine wichtige Variable in der Plasma-Polymerisations-Reaktion ist die Abscheidungsrate des Polymers, die mit Hilfe der Flußrate des Monomers geändert werden kann.
Der Ablagerungsprozess endet, wenn die gewünschte Dicke des abgeschiedenen Materials erreicht ist.
Auf Grund der Tatsache, dass die obere Schicht 15 aus Isoliermaterial besteht (zum Beispiel ist Polyethylen eines der am stärksten isolierenden bekannten Materialien), ist es notwendig, um die Plasma-Bedingungen aufrechtzuerhalten, dem Verfahren einen Hochfrequenzgenerator zuzuschalten, sodass das elektrische Feld während der Behandlung mit einer Frequenz in der Größenordnung von 13,56 MHz oszilliert, mit einer angelegten elektrischen Feldstärke von 50–700 W und einem Vakuumniveau zwischen 10^–1 und 10^–5 mbar.
Die mikroporöse obere Schicht 15 muss eine durchschnittliche Porenbreite zwischen 3 und 250 μm haben.
Was die Dauer der Behandlung betrifft, so ist untersucht worden, dass bei einem Vorläufer wie zum Beispiel einem Siloxanmonomer die optimale Zeit im Wesentlichen zwischen 160 und 600 Sekunden beträgt; im Speziellen ist eine optimale Dauer von im Wesentlichen 420 Sekunden gefunden worden.
Unabhängig von der Plasma-Abscheidungs-Behandlung ist es weiter möglich, die obere Schicht 15 hydrophob zu machen, indem zum Beispiel das gesinterte Polyethylen unter hoch- oder ultrahochmolekularen Bedingungen behandelt wird.
6 ist eine Ansicht eines Teils eines Schuhs mit einer alternativen Ausführungsform einer Sohle, hier allgemein durch das Bezugszeichen 300 gekennzeichnet, die eine wasserdichte Membran 321 verwendet.
In der Praxis, wie im oben genannten Fall, umfasst die Sohle 300 eine untere Strukturschicht 314 mit einer tragenden Struktur zur Bildung der Laufsohle und eine obere mikroporöse Strukturschicht 315, die durchlässig für Wasserdampf ist: Die untere Schicht 14 ist mit Abschnitten 314a versehen, die zur oberen Schicht 315 hin offen sind, um Atmungsaktivität zu ermöglichen.
Die wasserdichte Membran 321 ist in einem oberen Bereich mit der oberen Strukturschicht 315 gekoppelt.
Die obere Schicht 315 hat strukturelle Funktionen zum Stützen des Fußes und Funktionen zum Schützen der wasserdichten Membran 321.
In diesem Fall müssen jedoch die obere Schicht 315 und die wasserdichte Membran 321 hermetisch entlang ihres Umfangs verbunden werden, um das Eindringen von Wasser zu verhindern.
Wie bereits bekannt, kann die wasserdichte Membran 321 wahlweise (um Hydrolyse zu widerstehen, ohne die Atmungsaktivität einzuschränken) mit einem tragenden Siebgewebe (nicht in den Figuren dargestellt, da es ein bekanntes Element ist) gekoppelt werden, welches aus synthetischem Material besteht.
Die Membran 321 kann an der oberen Schicht 315 befestigt werden, zum Beispiel durch Laminierung direkt auf die obere Schicht 315, oder sie kann anschließend durch Klebepunkte mit Verfahren, die in sich bekannt sind, befestigt werden.
Wie zuvor beschrieben, findet die Kopplung zwischen der unteren Schicht 314 und der oberen Schicht 315 mit der damit gekoppelten Membran 321 vorzugsweise durch Umspritzen der unteren Schicht 314 auf den Aufbau statt, der aus der oberen Schicht 315 und der Membran 321 besteht; in diesem Fall wird die hermetische Kopplung durch die perfekte Adhäsion sichergestellt, die durch das Umspritzen ermöglicht wird.
Alternativ ist es möglich, andere Produktionsverfahren, wie zum Beispiel adhäsive Klebeverfahren, anzuwenden; in diesem Fall wird jedoch Abdichtungsmittel entlang dem Umfang aufgetragen, wo die Membran in Kontakt mit der direkt darüber liegenden Schicht steht.
7 zeigt einen Schuh 11, der aus einer Sohle 10, 300, wie in einem der obigen Beispiele beschrieben, aus einem Schaft 12 und aus einer Brandsohle 13 besteht.
8 zeigt einen atmungsaktiven und wasserdichten Schuh 411, der einen Aufbau 401 umfasst, welcher den Fußeinführbereich wie eine Tasche umgibt und aus einem atmungsaktiven Schaft 412 besteht, mit dem eine wasserdichte Membran 421 in einem unteren Bereich verbunden ist.
Eine Sohle 400 schließt sich unterhalb des Aufbaus 401 an und umfasst, wie die zuvor beschriebenen Beispiele für Sohlen, zwei Komponentenschichten, eine untere Schicht 414 bzw. eine obere Schicht 415, die mikroporös und durchlässig für Wasserdampf ist.
Beide der Schichten 414 und 415 sind strukturell und haben daher eine tragende Funktion; im Speziellen hat die untere Schicht 414 eine tragende Struktur, um die Laufsohle der Sohle 400 zu bilden, während die obere Schicht 415 die den Fuß stützende Basis bildet und Elastizitäts- und Flexibilitäts-Eigenschaften hat.
Um für Atmungsaktivität der oberen Schicht 415 zu sorgen, hat die untere Schicht 414 Abschnitte 414a, die zur oberen Schicht 415 hin offen sind, sodass sie der äußeren Umgebung direkt ausgesetzt ist.
In dieser Ausführungsform besteht der Aufbau 401 aus dem Schaft 412 und aus einer atmungsaktiven oder perforierten Brandsohle 413, die durch Stiche 402 entsprechend der per se bekannten ”Strobel”- oder ”ideal welt”-Struktur mit den Kanten des Schafts 412 verbunden wird, um eine Tasche zu bilden.
In dieser Ausführungsform haftet die wasserdichte Membran 421 nur an der Brandsohle 413 und kann zum Beispiel durch direkte Lamination vor dem Vernähen mit dem Schaft 412 auf die Brandsohle aufgetragen werden, oder sie kann anschließend zum Beispiel durch Punktkleben aufgetragen werden.
Um Probleme mit dem Eindringen von Wasser zu vermeiden, umfasst der Aufbau 401 entlang dem Umfang der wasserdichten Membran 421 einen Abdichtungsbereich 421a, der die Nahtverbindungen 402 und die Membran 421 überdeckt und die obere Schicht 415 erreicht.
Eine alternative Ausführungsform des Schuhs 411 ist in 9 beschrieben und allgemein mit dem Bezugszeichen 511 gekennzeichnet.
Die Unterschiede in der Ausführungsform des Schuhs 411 betreffen im Wesentlichen nur den Teil, der den Aufbau betrifft, hier mit dem Bezugszeichen 501 gekennzeichnet, welcher auf Taschen-ähnliche Art den Fußeinführbereich umgibt und mit dem eine Sohle 500 in einem unteren Bereich verbunden ist, welche aus einer unteren Schicht 514 und einer oberen Schicht 515 wie den oben beschriebenen besteht.
Eine solche Tasche wird mit bekannten Verfahren abgedichtet und wasserdicht gemacht.
Der Aufbau 501 besteht aus einem Schaft 512, welcher außen durch seine unteren Kanten 512a mit der Sohle 500 gekoppelt ist und innen mit einer wasserdichten Membran 521 gekoppelt ist, welche eine Tasche bildet, die den Fußeinführbereich enthält.
Die wasserdichte Membran 521 wird zum Beispiel durch Punktleimen mit dem Schaft 512 verbunden, um zu vermeiden, dass die Atmungsaktivität durch den Schaft beeinträchtigt wird.
Eine innere Lage Stoff 521a ist mit der wasserdichten Membran 521 zur Innenseite des Schuhs hin gekoppelt und bildet zusammen mit der Membran die Innenauskleidung des Schuhs.
Auch in diesem Fall findet die Kopplung des Aufbaus 501 mit der Sohle 500 durch per se bekannte Verfahren statt, wie zum Beispiel direktes Umspritzen der Sohle, adhäsives Kleben usw.
Vorteilhafterweise kann in allen der beschriebenen Ausführungsformen (außer denjenigen, in denen aus Konstruktionsgründen explizit ein anderes Material erforderlich ist) die obere mikroporöse Schicht, die durchlässig für Wasserdampf ist (15, 215, 315, 415, 515) aus Leder bestehen.
In der Praxis ist beobachtet worden, dass die so beschriebene Erfindung die Probleme löst, die bei bekannten Arten von Schuhsohlen bekannt sind; im Speziellen bietet die vorliegende Erfindung eine atmungsaktive und wasserdichte Sohle, die ein strukturelles Element, die obere Schicht, hat, welche zusätzlich zur Durchführung von Fuß-Stützfunktionen auch konstruiert ist, um Atmungsaktivität und Wasserabdichtung sicherzustellen, da sie der äußeren Umgebung direkt ausgesetzt ist.
Die Wasserabdichtung wurde durch die Beschichtung der oberen Schicht durch Plasmabehandlung sichergestellt.
Auf diese Art wurde die Eigenschaft der Wasserabdichtung mit einer strukturellen Komponente der Sohle (der oberen Schicht) verbunden, die Atmungsaktivitäts-Eigenschaften hat.
Die strukturelle Eigenschaft und die Stärke der oberen Schicht ermöglichen es, spitze Fremdkörper daran zu hindern, so weit einzudringen, dass sie sie beschädigen oder durchbohren und somit die Wasserabdichtung im Wesentlichen nutzlos machen.
Auf diese Art ist es möglich, eine große Oberfläche (den Teil der oberen Schicht, der nicht von der unteren Schicht bedeckt ist) für die Atmungsaktivität der Sohle zu sichern und so die Möglichkeit von Kondensation von Wasserdampf in einem Schuh erheblich zu reduzieren.
Durch die Anwendung der Plasma-Abscheidung werden die Probleme der Konformität und Adhäsion einer Dünnschicht an einem Träger gelöst, da das Polymer länger an dem Träger haftet als bei herkömmlicher Verteilung (typischerweise werden die wasserdichten Membranen, die zurzeit genutzt werden, separat hergestellt und dann auf dem Träger durch Punktleimen verbunden oder laminiert oder direkt verteilt).
Mit dieser Plasma-Abscheidung ist es möglich, eine extrem dünne Abscheidungsschicht auf das Trägermaterial aufzutragen, sogar in der Größenordnung von 100 Angström.
Die Auswahl des gesinterten Kunststoffmaterials zur Bereitstellung der oberen Schicht ermöglicht weiterhin die erforderliche Flexibilität der Sohle und ermöglicht es, die Laufsohle auf optimale Art und Weise zu umspritzen.
In einer beschriebenen Ausführungsform ist es bevorzugt worden, anstelle von Beschichtung durch Plasma-Abscheidung eine wasserdichte Membran zu verwenden, die mit der oberen atmungsaktiven Schicht gekoppelt ist.
In diesem Fall löst die Erfindung die Probleme bekannter Schuhe, die solche Sohlenstrukturen verwenden, durch Verbindung der wasserdichten Membran und der oberen atmungsaktiven Schicht perimetrisch und hermetisch.
In den letzten drei beschriebenen Ausführungsformen hat die Erfindung praktischerweise eine tragende Sohlenstruktur mit großen Flächen zur Dampfdurchlässigkeit zum Boden hin mit einem Aufbau kombiniert, der eine Tasche zum Einführen des Fußes bildet, die vollständig atmungsaktiv ist (sowohl seitlich als auch in einem unteren Bereich) und die mindestens in die Richtung der Sohle undurchlässig ist; im Speziellen wurde in den Schuhen, die durch die Bezugszeichen 500 und 600 gekennzeichnet sind, eine Tasche zum Einführen des Fußes, die vollständig atmungsaktiv und undurchlässig ist, hergestellt.
In allen oben beschriebenen Ausführungsformen, die mit einer Membran versehen sind, hat die obere Schicht weiterhin strukturelle tragende Funktionen, ebenso wie Membran-Schutzfunktionen.
Die so erdachte Erfindung ist geeignet für zahlreiche Modifikationen und Variationen, die alle innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche liegen; alle Details können weiter durch andere technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden.
In der Praxis können die verwendeten Materialien, solange sie mit der spezifischen Anwendung kompatibel sind, ebenso wie die Maße, entsprechend den Anforderungen und dem Stand der Technik beliebig sein.
Die Offenbarungen in der italienischen Patentanmeldung Nr. PD2003A000312 , aus der diese Anmeldung Priorität beansprucht, sind hierin durch die Bezugnahme eingeschlossen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5044096 [0009]
EP 0382904 [0009]
US 6508015 [0017]
IT 2003000312 [0136]

Claims

Wasserdichter und atmungsaktiver Schuh, dadurch gekennzeichnet, dass er die folgende Kombination von Elementen umfasst: – einen Aufbau (501), der auf Taschen-ähnliche Art den Fußeinführbereich umgibt und einen atmungsaktiven Schaft (512) umfasst, mit dem eine wasserdichte Membran (521) mindestens in einem unteren Bereich verbunden ist, und – eine Sohle (500), die unterhalb des Aufbaus (501) angeschlossen ist und entlang mindestens einem Teil ihrer Ausdehnung mindestens zwei strukturelle Schichten (514, 515) umfasst, eine untere (514) mit einer tragenden Struktur, um die Laufsohle zu bilden, wobei die obere (515) mikroporös und durchlässig für Wasserdampf ist und die untere Schicht (514) Abschnitte (514a) hat, die zur oberen Schicht (515) hin offen sind, wobei der Aufbau (501) aus einem Schaft (512) besteht, der über seine unteren Ränder (512a) außen mit der Sohle (500) und innen mit einer wasserdichten Membran (521) verbunden ist, die eine Tasche bildet, um den Fußeinführbereich aufzunehmen.
Schuh gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mikroporöse obere Schicht (515), die für Wasserdampf ist durchlässig, aus Leder besteht.
Schuh gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die wasserdichte Membran (521) durch Punktleimen mit dem Schaft (512) verbunden wird, um zu vermeiden, dass die Atmungsaktivität durch den Schaft (512) beeinträchtigt wird.
Schuh gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangskante der unteren Schicht (514) im Querschnitt L-förmig ausgebildet ist.
Wasserdichter und atmungsaktiver Schuh, dadurch gekennzeichnet, dass er die folgende Kombination von Elementen umfasst: – einen Aufbau (401), der auf Taschen-ähnliche Art den Fußeinführbereich umgibt und einen atmungsaktiven Schaft (412) umfasst, mit dem eine wasserdichte Membran (421) mindestens in einem unteren Bereich verbunden ist, und – eine Sohle (400), die unterhalb des Aufbaus (401) angeschlossen ist und entlang mindestens einem Teil ihrer Ausdehnung mindestens zwei strukturelle Schichten (414, 415) umfasst, eine untere (414) mit einer tragenden Struktur, um die Laufsohle zu bilden, wobei die obere (415) mikroporös und durchlässig für Wasserdampf ist und die untere Schicht (414) Abschnitte (414a) hat, die zur oberen Schicht (415) hin offen sind, wobei der Aufbau (401) aus einem Schaft (412) und einer atmungsaktiven oder perforierten Brandsohle (413) besteht, die mit den Kanten des Schaftes (412) durch Stiche (402) entsprechend der Struktur verbunden ist, die als ”Strobel” oder ”ideal welt” bekannt ist, um eine Tasche zu bilden, wobei die wasserdichte Membran (421) an der atmungsaktiven oder perforierten Brandsohle (413) haftet, wobei der Aufbau (401) entlang dem Umfang der wasserdichten Membran (421) einen Abdichtungsbereich (421a) umfasst, welcher die Nahtverbindungen (402) und die wasserdichte Membran (421) überdeckt.
Schuh gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (412) mit der Sohle (400) im Abschnitt des Abdichtungsbereich (421a) verbunden ist.
Schuh gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mikroporöse obere Schicht (415), die für Wasserdampf ist durchlässig, aus Leder besteht.