FI81485B - Foerfarande foer framstaellning av gummistoevel. - Google Patents

Description

1 81485

Kumisaappaan valmistusmenetelmä

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää kumisaappaan valmw ·* β *·* tamiseksi, jossa lestin päälle vedetty vuorieukka kastetaari lateksiin, lateksi jähmetetään, saatu tuote muokataan tarvis taessa edelleen ja vulkanoidaan.

Koska kumisaappaat yleensä on varustettu vuorilla, vahvikkeilla, jäykistimillä, nauhoilla ja muilla osilla, niiden valmistus on monimutkaista ja kallista.

Perinteisesti käytetyt kumisaappaan valmistusmenetelmät Pe_ rustuvat kuivakumista valmistettujen komponenttien käsin t* pahtuvaan kokoonpanoon. Jalkaosassa käytetyt, varsiosaa paksummat kumikerrokset kootaan kumeeratun vuoritekstiilxn päälle käsin tai osittain automaattisen tekniikan avulla, jolloin syntyy useammasta kumikerroksesta koostuva polkuo9a Voidaan myös valmistaa paksuudeltaan epähomogeeniset pääliye__ kumikomponentit kalanteroimalla ja koota näin valmistetut komponentit lestin päälle käsin. Näillä perinteisillä kumisaappaan valmistusmenetelmillä on hyvin alhainen automaa-tioaste ja siten huono kannattavuus.

Kumisaappaan valmistuksessa käytetään myös uudempaa, ns. kasto- eli koagulenttimenetelmää <mm. Nokia), jossa kumeerattu vuori upotetaan vuorotellen lateksiin ja koagulanttiin. Riittävän kerrosvahvuuden eli noin 1 mm:n paksuuden aikaansaamiseksi vaaditaan ainakin kolme kastoa lateksiin ja kaksi kastoa koagulanttiin. Tässä menetelmässä tarvitaan riittävän kerrospaksuuden aikaansaamiseksi useampi lateksi- ja koagulantti-vaihe ja -allas. Siten tämäkin kumisaappaan valmistusmenetelmä on monimutkainen ja kallis. Lisäksi ko. menetelmällä ei ole mahdollista valmistaa vaativimpiin tarkoituksiin soveltuvia kumisaappaita, joissa kumikerrosvahvuuden tulee olla 1,5-2,5 mm.

2 81485

Teollisista päällystysproseseeieta tunnetaan myöe lateksin geeliytymiseen perustuva kumituotteiden valmistusmenetelmä. Menetelmä perustuu lämpöaktiivisen lateksin kykyyn kiinteytyä (hyytyä, geeliytyä) sen lämpötilan ylittäessä tietyn, kullekin lateksisekoitukee11e ominaisen geeliytymislämpötilan. Menetelmässä pinnoitettava kappale tai lesti lämmitetään jonkin verran geeliytymislämpötilaa korkeampaan lämpötilaan ja kastetaan lateksiin, jolloin lateksi geeliytyy kappaleen tai lestin pintaan. Lopuksi geeliytynyt kerros kuivataan ja vul-kanoidaan. Tällaista menetelmää on tiettävästi kokeiltu mm. vuorillieten ja vuorittomien kotitalous- ja teollisuuskäsi-neiden ja vuorittomien kalossien valmistukseen. Riittävän joustavien kastotoimilaitteiden puuttuessa ei menetelmiä ole kehitetty teollisen tuotannon asteelle. Tällaiseen kehitykseen ei ole toisaalta ollut pakottavaa syytä, koska mainittujen tuotteiden kumikerrosten paksuus on yhtenäinen, ja riittävän ohut aikaansaatavaksi sivulla 1 esitetyllä koagulanttimene-telmällä.

Edellä esitetyn perusteella on ymmärrettävää, ettei lämpöak-tiivisen lateksin käyttöön perustuvaa menetelmää ole kyetty soveltamaan vuorirakenteella varustettujen ja seinämärakenteeltaan epähomogeenisten tuotteiden valmistukseen.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada menetelmä kumisaappaiden valmistamiseksi, jonka avulla yllämainitut ongelmat ratkaistaan. Keksinnölle on siten pääasiassa tunnusomaista se, mitä sanotaan patenttivaatimusten tunnusosassa. Menetelmässä lestin päälle vedetty kumeerattu tai kumeeraama-ton sukka lämmitetään ensiksi lämpöherkistetyn lateksin edellyttämään geelinmuodostuslämpotilaan. Sitten lesti vuorineen kastetaan lateksiin toimilaitteella, jonka liikenopeuksia ja -ratoja voidaan ohjelmoidusti, joustavasti säädellä. Lateksista hyytyy tällöin kumisaappaan toiminnan kannalta oikean paksuinen kumikerros kuhunkin vuorin kohtaan.

3 81485

Kastoliikkeen säätö tapahtuu edullisesti siten, että se osa tai ne osat saappaasta, esim. jalkaosa, joihin halutaan paksumpi kumikerros, pidetään pitemmän aikaa lämpoaktiivisessa lateksissa kuin se tai ne osat saappaasta, esim. varsiosa, joihin halutaan ohuempi kumikerros. Geeliytyminen ehtii pidemmän ajanjakson aikana geeliytyä paksummalta kerrokselta kuin lyhyemmän ajanjakson aikana. Jokainen saapasmalli ja koko vaatii oman yksilöllisen kasto-ohjelmansa.

Tämän vuoksi ei esimerkiksi jatkuvatoimisilla hihna- tai ket-jukuljettimin varustetuilla kastoi injoi 1la voida kohtuullisin järjestelyin valmistaa vuorillisia, yksilöllisin vahvikerat-kaisuin varustettuja kumisaappaita.

Voidaan myös menetellä siten, että lesti vuorineen lämmitetään eri alueilta eri lämpötilaan siten, että paksumpaa kumi-kerrosta vastaa korkeampi lämpötila. Koska geeliytymislämpö-tilaa korkeamman lämpötilan vyöhyke on paksumpi lestin kuumemman osan kohdalla, siihen muodostuu myös paksumpi geeli-kerros .

Esillä olevassa keksinnössä käytettävä lämpöherkistetty lateksi voi olla mikä tahansa kumilateksi, joka on lämpöherkis-tettävissä esim. lisäämällä toivotussa lämpötilassa ja toivotulla nopeudella geeliytymisen aikaansaavaa kemikaalia. Sopivia kumeja ovat tällöin esim. luonnonkumi (NR), isopreenikumi (IR), kloropreenikumi <CR), etyreenibutadieenikumi (SBR), ak-ryylinitriiiiicumi (NBR), butyylikumi < 11R> tai kloorisulfo-noitu polyeteenikumi (Hypalon, CSM).

Lämpöherkistetty lateksisekoitus on edullisesti valittu siten, .... o ®tta βθη 9eeliytymislämpötila on luokkaa 30-60 C. Tällä lämpötila-alueella syntyneen geelikerroksen paksuus on useimmilla lämpöherkistetyi1lä latekseilla sellainen, että n. 60 sekunnin kastoajalla saavutetaan vähintään n. 1 mm:n kerrospaksuus. Käytetyt kastoajat pyritään prosessin taloudellisuuden vuoksi , 81435 saamaan mahdollisimman lyhyiksi. Ns voivat käytetystä latek-sisekoitukseeta ja kastolämpötilasta riippuen vaihdella 1-60 s, edullisesti 1-20 s. Tällöin saavutetaan yleensä kumi-kerroksen vahvuuksia, jotka ovat välillä 0,1-10 mm, edullisesti 1-8 mm.

Sen jälkeen kun lesti ja sen päälle vedetty kumeerattu tai kumeeraamaton vuorisukka on lämmitetty lämpöherkietetyn lateksin edellyttämään geeliytymislämpötilaan, lesti vuorineen kastetaan, edullisesti jalkaterä edellä, lateksiin sellaisen toimilaitteen avulla, jonka liikenopeukeia ja liikeratoja voidaan ohjelmoidusti säädellä. Toimilaite voi olla pneumaattisin, hydraulisin tai servo-ohjatuin moottoritoimilaittein varustettu toimilaite tai yleisrobotti, joka on logiikka-, prosessori- tai tietokoneohjattu.

Toimilaitteella aikaansaadaan kullekin lateksille ominaiset sopivat kastoliikesarjät siten, että lestin päällä olevan vuorisukan jalkaosaa pidetään kaston aikana pidempi aika (ohjelman mukaan eri saappaan osia halutun kerrosvahvuuden edellyttämä aika) lämpöaktiivisessa lateksissa kuin varsiosaa. Siten saappaan jalkaosa saa paksumman kumikerroksen kuin lyhyempään lateksissa ollut varsiosa.

Kastoliike voidaan edullisesti säätää niin selektiiviseksi, että jopa jalkaosan tietyt kulutukselle ja/tai rasitukselle alttiit kohdat saavat erityisen paksun kumikerroksen. Liikettä voidaan ohjata joko siten, että se hidastuu paksummaksi tarkoitettujen osien ollessa upotettuna lateksiin, tai siten, että tasainen liike on suunnattuna upottamaan halutut osat useammin eli yhteensä pidemmäksi aikaa lateksiin kuin toiset osat.

Huomattavaa on, että käyttökelpoisen vahvuuden aikaansaamiseksi vaaditaan vain yksi kastokerta ja yksi kastoallas. Toisaalta on mahdollista kastaa ensimmäisen kaston jälkeen saa- 5 81485 paerunko joko eri väriseen tai eri lateksia sisältävään kas-toaltaaseen, jos halutaan eri värisiä vahvikekerrokeia tai saappaan pintaosalle erikois lateksien antamia erikoisominaisuuksia .

Kastotoimilaitteelle on edellä mainittujen kasto-ohjelmien suorittamisen lisäksi ominaista, että sen avulla voidaan automaattisesti ottaa lestit esikäsittelykuljettimelta ja luovuttaa lestit jatkokäsittely-toimilaitteille. Koska kastotoi-milaitteen avulla voidaan kullekin saapastyypille ja koolle suorittaa ykisilöllinen kasto-ohjelma, voi tuotantolinjassa olla samanaikaisesti erilaisia malleja ja lestisarjoja, mikä säästää huomattavasti lestikustannuksia. Muutoin olisi koko linja täytettävä yhdellä lestityypillä (vrt. esim. ketjukul-jetinratkaisut ilman toimilaitetta: soveltuvat vain vakio-tuotteelle, vrt. liitepatentit>, mistä johtuen minimilestimää-rä/tuote olisi luokkaa 600, kun lestimäärä uudella systeemillä voi olla vaikka yksittäinen pari, käytännössä kokolajitel-mat huomioiden minimilestimäärä on luokkaa 100-200 paria/mal- li. Yhden lestiparin hinta on 600-1000 mk/pari.

Kuljettimista irrotettavalla, yksilöllisen käsittelyn mahdollistavalla lestiratkaisulla on sinänsä mahdollisuus järjestää myös tuotantolinjan kuljettimien varrella olevien muiden käsittelyvaiheiden automaatio. Selvää etua on myös siitä, että tällaisella järjestelmällä voidaan välttää tuotannon pakko-tahtisuutta, joka on ominaista suljetuille kuljetinjärjestelmille, joihin lestit on kiinnitetty.

Kastamisen jälkeen kumikerros kuivataan lateksissa olevan vesimäärän, joka on noin 35-45 paino-*, haihduttamiseksi pois. Kuivauksen jälkeen tai mahdollisesti sen yhteydessä kä- o sitelty tuote vulkanoidaan lämpötilassa noin 90-140 C. Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä on verrattuna em. tekniikkaa edustaviin tavanmukaisiin menetelmiin se etu, ettei siinä tarvita paineenalaista kattilavulkanointia, vaan vulka- e 81485 nointi voidaan suorittaa paineettomaeea ilmatunnelieea. Toisaalta voidaan myös käyttää esivulkanoitua lateksia, jolloin saappaan runko-osa voidaan vulkanoida lopullisesti jo paineettomaeea kuivatustunnelissa.

Vapaavulkanointimenetelmässä liitetään varsiosaan joko valmiiksi vulkanoitu pohja ennen saappaan lateksirungon vulka-nointia, tai suorapohjataan runko-osa suorapohjauspuristimes-ea, niin kuin on tyypillistä nahka- ja tekstiilipäällystei-sissa jalkineissa. Suorapohjaus ei ole ollut mahdollista perinteisesti kootuilla kumisaappaissa, joiden pinkomisrakenne hajoaa suorapohjaispuristimessa syntyvien pöhjamateriaalivir-tausten takia.

Seuraavassa esitetään tarkemmin keksinnön erään suoritusmuodon mukainen laite ja sen toiminta viitaten tarkemmin kuvioon.

Menetelmä suoritetaan siten, että ensin vuori vedetään lestin päälle kokoonpanokuljettimessa 1. Sitten lesti ja vuori lämmitetään lateksityypin edellyttämään lämpötilaan kuljettimel-la varustetussa uunissa 2. Uunista 2 lämmitetty lesti ja vuori kuljetetaan kastotoimilaitteeseen 3, joka ohjelmoidusti suorittaa kyseisen tuotteen edellyttämät kastoliikesarjät.

Kastotoimilaite 3 toimii yhdessä lateksialtaan 4 kanssa, johon kuumennettu lesti ja vuori kastetaan. Lateksialtaassa 4 oleva lateksi on lämpöaktiivinen siten, että se kykenee gee-liytymään sen lämpötilan ylittäessä tietyn geeliytymislämpötilan. Kun kastotoimilaite 3 kastaa kuumennetun lestin ja vuorin altaaseen 4, se tapahtuu siten, että ne osat lämpimästä vuorista, joihin halutaan paksumpi kumikerros, pidetään pitemmän aikaa lämpöaktiivieessa lateksissa kuin ne osat vuorista, joihin halutaan ohuempi kumikerros.

Kun kastaminen on suoritettu, lateksilla halutulla tavalla päällystetty vuori lasteineen siirretään lämpötunneliin 5, 7 81485 jossa lateksi kuivataan. Sitten kuivattu, latekeipäällyetetty vuori siirretään kokoonpanokuljettimeen 1, jossa sille nyt suoritetaan viimeistelykokoonpano, te. lisätään siihen ne osat, joita tarvitaan mainittujen, eripaksuisten kumikerros-ten lisäksi. Kokoonpanokuljettimesta 1 saappaan esiaste kuljetetaan ilmatunneliin 6, jossa sille suoritetaan oleellisesti paineeton, ns. vapaavulkanointi.

Tämän jälkeen saapas voidaan pohjata suorapohjauspuristimessa 7, joka on esim. ruiskupuristin, siinä tapauksessa, ettei käytetä erillistä yksikköpohjaa. Lopuksi saapas riisutaan lestiltä ja lestit palautetaan kokoonpanokuljettimelle.

Esillä olevan keksinnön mukaisella kumisaappaan valmistusmenetelmällä on monta etua verrattuna tavanomaiseen menetelmään. Puolivalmisteiden valmistus-, varastointi- ja kuljetusvaiheet vähenevät. Kokoonpanotyövaiheet vähenevät ja helpottuvat sekä osatyövaiheiden pakkotahtisuue vähenee. Automaattinen lestin-käsittelyjärjestelmä mahdollistaa osatyövaiheiden automaation, ja vähentää tuotannossa tarvittavien lestien määrää. Vapaa-vulkanointi mahdollistaa toisaalta alemman vulkanointilämpö-tilan ansiosta halvempien muovilestien käytön, toisaalta automaattisen lestikierron, koska lestejä ei tarvitse, kuten nykyisessä menetelmässä, irrottaa ja siirtää vulkanointivau-nuihin painekattilavulkanointiin vientiä varten. Lisäksi suo-rapohjaus poistaa monet energiaa ja aikaa vievät työvaiheet. Menetelmässä käytettäviä erikoislatekseja voidaan nyt käyttää paremmin hyväksi uusien, toivottujen ominaisuueyhdietelmien aikaansaamiseksi.

Claims (5)

1. Menetelmä kumisaappaan valmistamiseksi, jossa vähintään lämpöherkistetyn lateksin geeliytymislämpötilaan lämmitetty lesti kastetaan lämpöherkistettyyn lateksiin, lateksi jähmetetään, saatu tuote muokataan tarvittaessa edelleen ja vulkanoidaan, tunnettu siitä, että lestin päälle on vedetty vuorisukka ja kasto tapahtuu säätämällä vuorisukalla päällystetyn lestin liikenopeuksia ja liikeratoja siten, että vuori-sukan se osa tai ne osat, joihin halutaan paksumpi kumikerros, ovat pitemmän aikaa lämpöaktiivisessa lateksissa kuin se osa tai ne osat, joihin halutaan ohuempi kumikerros.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämmitetyn vuorisukan kastaminen lämpöherkistet-tyyn lateksiin tapahtuu vuorisukan liikenopeuksia ja liikeratoja säätävän toimilaitteen (3) avulla, joka edullisesti on ennalta ohjattu tai asetettu laite, jolla aikaansaadaan kullekin kumisaapastyypi1le, saapaskoolle ja lateksille ominaiset sopivat kastoliikesarjät.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään lämpöaktiivista lateksia, joka 1-60 s:n, edullisesti 1-20 a:n kestoajalla ja geeliytymisläm-o pötilassa 30-60 C muodostaa vuorisukan pintaan noin 0,1-10 mm, edullisesti noin 1-8 mm paksun geelikerroksen.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että geeliytyneellä lateksilla päällystetty tuote muokataan edelleen suorapohjäämällä se suora-pohjauspuristimeasa <7>.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vulkanointi suoritetaan pai-neettomassa ilmatunnelissa. 9 81485