DE69404507T2 - Toe cap for safety shoes - Google Patents
Toe cap for safety shoesInfo
- Publication number
- DE69404507T2 DE69404507T2 DE1994604507 DE69404507T DE69404507T2 DE 69404507 T2 DE69404507 T2 DE 69404507T2 DE 1994604507 DE1994604507 DE 1994604507 DE 69404507 T DE69404507 T DE 69404507T DE 69404507 T2 DE69404507 T2 DE 69404507T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reinforced thermoplastic
- toe cap
- fiber
- wire mesh
- short
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 210000003371 toe Anatomy 0.000 claims description 66
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 45
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 37
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 37
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 26
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 26
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 claims description 20
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims description 18
- 229920001431 Long-fiber-reinforced thermoplastic Polymers 0.000 claims description 12
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 claims description 11
- KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L chromic acid Substances O[Cr](O)(=O)=O KRVSOGSZCMJSLX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-b]pyrazine-5,7-dione Chemical compound C1=CN=C2C(=O)OC(=O)C2=N1 AWJWCTOOIBYHON-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- -1 bonding Substances 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 2
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 claims description 2
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 2
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 claims description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 2
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 claims 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 claims 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 4
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 3
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 3
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 2
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 2
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A43—FOOTWEAR
- A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
- A43B23/00—Uppers; Boot legs; Stiffeners; Other single parts of footwear
- A43B23/08—Heel stiffeners; Toe stiffeners
- A43B23/081—Toe stiffeners
- A43B23/086—Toe stiffeners made of impregnated fabrics, plastics or the like
Landscapes
- Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine Zehenkappe oder eine Kastenzehe zur Verwendung bei Sicherheitsfußbekleidung, wie z. B. Schuhe und Stiefel (im folgenden allgemein "Schuh" genannt), um den Zehenbereich eines Schuhs zu verstärken und die Sicherheit des Schuhs zu verbessern.The invention relates to a toe cap or box toe for use in safety footwear such as shoes and boots (hereinafter referred to generally as "shoe") to reinforce the toe area of a shoe and improve the safety of the shoe.
Bisher wurden bei Sicherheitsschuhen im praktischen Gebrauch ausschließlich Zehenkappen aus Stahl akzeptiert wegen der überaus großen Bedeutung der Festigkeit der Oberteile von 5 Sicherheitsschuhen zum Schutz der Zehen des Benutzers gegen einen versehentlichen heftigen Aufprall.Until now, only steel toe caps have been accepted for safety shoes in practical use because of the paramount importance of the strength of the uppers of 5 safety shoes in protecting the user's toes against accidental violent impact.
Sicherheitsschuhe mit Zehenkappen aus Stahl bringen aber den Nachteil mit sich, daß die Beweglichkeit des Trägers wegen der unvermeidlichen Gewichtszunahme der Sicherheitsschuhe infolge der Verwendung von Stahl als Material für die Zehenkappen beeinträchtigt wird. Zur Verringerung des Gewichts von Sicherheitsschuhen wurden kürzlich beispielsweise in der japanischen Gebrauchsmusteranmeldung, KOKAI (frühe Veröffentlichung) Nr. SHO 64-32609 Zehenkappen mit Kunststoffschichten beschrieben, die jeweils auf beide Seiten eines Kernteils aus Stahl aufgebracht wurden.However, safety shoes with steel toe caps have the disadvantage that the wearer's mobility is impaired due to the inevitable increase in weight of the safety shoes as a result of the use of steel as the material for the toe caps. To reduce the weight of safety shoes, for example, recently Japanese utility model application KOKAI (early publication) No. SHO 64-32609 has described toe caps with plastic layers applied to both sides of a steel core part.
Zehenkappen mit einem Kernteil aus Stahl, auf das Kunststoffschichten aufgebracht sind, verfehlen aber möglicherweise ihre Aufgabe als Handelsartikel, weil es zu einer Trennung zwischen dem Kernteil aus Stahl und den Kunststoffschichten kommen kann. Da diese Zehenkappen aus Stahl bestehen, erweist sich ihre Herstellung als eine mühsame Arbeit. Darüber hinaus haben die Zehenkappen ein großes Gewicht, weil ihre Kernteile aus Stahl bestehen. Die EP-A-0 507 322 offenbart eine Zehenkappe für Sicherheitsfußbekleidung, umfassend eine Schicht aus faserverstärktem thermoplastischen Kunststoff, die mit Metallgaze verstärkt ist.However, toe caps with a steel core part to which plastic layers are applied may fail to serve their purpose as a commercial article because separation may occur between the steel core part and the plastic layers. Since these toe caps are made of steel, their manufacture proves to be a laborious task. In addition, the toe caps have a large weight because their core parts are made of steel. EP-A-0 507 322 discloses a toe cap for safety footwear comprising a layer of fiber-reinforced thermoplastic reinforced with metal gauze.
In Anbetracht der vorstehend beschriebenen Probleme des Standes der Technik soll mit der vorliegenden Erfindung eine Zehenkappe für Sicherheitsschuhe geschaffen werden, die leicht ist und gegen Druckbelastungen widerstandsfähig ist. Genauer gesagt soll mit der vorliegenden Erfindung eine neuartige leichte Zehenkappe für einen Sicherheitsschuh geschaffen werden, die den Anforderungen für Zehenkappen für Sicherheits schuhe [japanische Industrienorm (JIS) T 8101 "Sicherheitslederschuhe, Type S"] entspricht.In view of the above-described problems of the prior art, the present invention aims to provide a toe cap for safety shoes that is lightweight and resistant to pressure loads. More specifically, the present invention aims to provide a novel lightweight toe cap for a safety shoe that meets the requirements for toe caps for safety shoes [Japanese Industrial Standard (JIS) T 8101 "Safety Leather Shoes, Type S"].
Diese Aufgaben werden mit der Zehenkappe oder Kastenzehe gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, daß bei einer Zehenkappe für einen Sicherheitsschuh, welche die Form einer Kuppel hat, die über den Zehen des Benutzers liegen kann, und ein offenes Ende zur Aufnahme der Zehen hat, die Zehenkappe aus einem zusammengesetzten Material gebildet ist, umfassend einen faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff und mindestens ein Drahtnetz mit einer Rastergröße von 7 bis 200, das in den faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff eingebettet ist.These objects are achieved with the toe cap or box toe according to the present invention. According to the present invention, it is proposed that in a toe cap for a safety shoe, which has the shape of a dome that can lie over the toes of the user and has an open end for receiving the toes, the toe cap is formed from a composite material comprising a fiber-reinforced thermoplastic and at least one wire mesh with a grid size of 7 to 200 embedded in the fiber-reinforced thermoplastic.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Drahtnetz in den mittleren Teil des faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffs im wesentlichen parallel zu dessen Oberseiten eingebettet. Bei einer anderen Ausführungsform sind Drahtnetze in jede der gegenüberliegenden Oberflächenschichten des faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffs im wesentlichen parallel zu dessen Oberseiten eingebettet. Der faserverstärkte thermoplastische Kunststoff umfaßt vorzugsweise eine mit langen Fasern verstärkte thermoplastische Schicht, in die lange Verstärkungsfasern eingebaut sind, und eine mit kurzen Fasern verstärkte thermoplastische Schicht, in die kurze Verstärkungsfasern eingebaut sind, wobei das Drahtnetz in die mit kurzen Fasern verstärkte Schicht eingebettet ist.In a preferred embodiment of the invention, the wire mesh is embedded in the central part of the fiber-reinforced thermoplastic material substantially parallel to its upper surfaces. In another embodiment, wire meshes are embedded in each of the opposite surface layers of the fiber-reinforced thermoplastic material substantially embedded parallel to its upper surfaces. The fiber-reinforced thermoplastic preferably comprises a long fiber-reinforced thermoplastic layer incorporating long reinforcing fibers and a short fiber-reinforced thermoplastic layer incorporating short reinforcing fibers, the wire mesh being embedded in the short fiber-reinforced layer.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Zehenkappe gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Zehenkappe aus einem zusammengesetzten Material gebildet, umfassend (A) eine mit kurzen Fasern verstärkte thermoplastische Schicht, in die kurze Verstärkungsfasern eingebaut sind, (B) mit langen Fasern verstärkte thermoplastische Schichten, von denen jeweils eine in den gegenüberliegenden Oberflächenteilen der mit kurzen Fasern verstärkten thermoplastischen Schichten liegt und in die lange Verstärkungsfasern eingebaut sind, und (C) ein Drahtnetz mit einer Rastergröße von 7 bis 200, das in die mit kurzen Fasern verstärkte thermoplastische Schicht eingebettet ist.In a preferred embodiment of the toe cap according to the present invention, the toe cap is formed of a composite material comprising (A) a short fiber reinforced thermoplastic layer incorporating short reinforcing fibers, (B) long fiber reinforced thermoplastic layers, one each located in the opposite surface portions of the short fiber reinforced thermoplastic layers and incorporating long reinforcing fibers, and (C) a wire mesh having a pitch of 7 to 200 embedded in the short fiber reinforced thermoplastic layer.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Zehenkappe gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Zehenkappe aus einem zusammengesetzten Material gebildet, umfassend (A) eine mit langen Fasern verstärkte thermoplastische Schicht, in die lange Verstärkungsfasern eingebettet sind, (B) mit kurzen Fasern verstärkte thermoplastische Schichten, von denen jeweils eine in den gegenüberliegenden Oberflächenteilen der mit langen Fasern verstärkten thermoplastischen Schicht liegt, und in die kurze Verstärkungsfasern eingebaut sind, und (C) Drahtnetze mit einer Rastergröße von 7 bis 200, die jeweils in die mit kurzen Fasern verstärkten thermoplastischen Schichten eingebettet sind. Das zusammengesetzte Material umfaßt ferner vorzugsweise Hautschichten, die aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt sind und von denen jeweils eine in den äußeren Oberflächenteilen der mit kurzen Fasern verstärkten thermoplastischen Schichten liegt.In another preferred embodiment of the toe cap according to the present invention, the toe cap is formed of a composite material comprising (A) a long fiber reinforced thermoplastic layer in which long reinforcing fibers are embedded, (B) short fiber reinforced thermoplastic layers, one each located in the opposite surface parts of the long fiber reinforced thermoplastic layer and in which short reinforcing fibers are incorporated, and (C) wire nets having a pitch of 7 to 200 each embedded in the short fiber reinforced thermoplastic layers. The composite material preferably further comprises skin layers made of a thermoplastic resin, one each located in the outer surface parts of the short fiber reinforced thermoplastic layers.
Da die Zehenkappe gemäß der vorliegenden Erfindung aus einem zusammengesetzten Material hergestellt ist, umfassend einen faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff und mindesten ein Drahtnetz mit einer Rastergröße von 7 bis 200, das in den faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff eingebettet ist, ist sie leicht und so fest, daß sie hohen Druckbelastungen von mehr als 1.100 kg standhalten kann. Die Verwendung dieser Zehenkappe erlaubt die Herstellung eines Sicherheitsschuhs, der dem Benutzer eine große Beweglichkeit ermöglicht, und der eine überaus zuverlässige Gebrauchssicherheit hat.Since the toe cap according to the present invention is made of a composite material comprising a fiber-reinforced thermoplastic and at least one wire mesh with a grid size of 7 to 200 embedded in the fiber-reinforced thermoplastic, it is light and strong enough to withstand high pressure loads of more than 1,100 kg. The use of this toe cap allows the manufacture of a safety shoe that allows the user great mobility and has extremely reliable safety in use.
Beispiele für den thermoplastischen Kunststoff, der vorzugsweise als Matrix verwendet wird, sind nachfolgend genannt, ohne hierauf beschränkt zu sein: Nylon 6 , Polycarbonat (PC), Polyethylen Terephtalat (PET), Polybutylen Terephtalat (PBT), Polyphenylen Sulfid (PPS) und PBT/PC Legierungen.Examples of the thermoplastic material that is preferably used as a matrix include, but are not limited to: nylon 6, polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene sulfide (PPS) and PBT/PC alloys.
Die Verstärkungsfasern sind Glasfasern. Die Glasfasern fallen in zwei Klassen, kurze Fasern und lange Fasern. Die langen Fasern umfassen Faserarten für Filzmatten, Gewebe und einheitlich orientierte Matten. Die kurzen Fasern haben eine geringe Festigkeit. Während die langen Fasern im allgemeinen eine ausreichende Festigkeit aufweisen, haben diejenigen eines Gewebes und der einheitlich orientierten Matte eine geringe Fließfähigkeit, und das Gießen ist schwierig, und sie haben den Nachteil, daß zur Erzeugung eines Handelsartikels eine Herstellung erforderlich ist.The reinforcing fibers are glass fibers. The glass fibers fall into two classes, short fibers and long fibers. The long fibers include fiber types for felt mats, fabrics and uniformly oriented mats. The short fibers have low strength. While the long fibers generally have sufficient strength, those of a fabric and uniformly oriented mat have low fluidity and molding is difficult, and they have the disadvantage that manufacturing is required to produce a commercial article.
Die vorliegende Erfindung sieht die Ausbildung eines zusammengesetzten Materials vor, umfassend einen mit Glasfasern verstärkten thermoplastischen Kunststoff und ein Drahtnetz, das in diesen derart eingebettet ist, daß kurze Glasfasern nahe dem Drahtnetz und lange Glasfasern in den anderen Teilen des zusammengesetzten Materials angeordnet sind. Infolge dieser Anordnung können die Glasfasern zuverlässig in die Maschen des Drahtnetzes eindringen und demzufolge die interlaminare Festigkeit erhöhen.The present invention provides for the formation of a composite material comprising a glass fiber reinforced thermoplastic resin and a wire net embedded therein such that short glass fibers are arranged near the wire net and long glass fibers are arranged in the other parts of the composite material. Due to this arrangement, the glass fibers can reliably penetrate into the meshes of the wire net and thus increase the interlaminar strength.
Der Gehalt an Glasfasern in dem faserverstärkten Kunststoff liegt vorzugsweise im Bereich von 30 bis 65 %, und der Durchmesser der einzelnen Glasfasern liegt im Bereich von 9 bis 13 µm. Wenn der Gehalt an Glasfasern 30 % unterschreitet, dann verhindert die ungenügende Zugabe an Glasfasern, daß der faserverstärkte Kunststoff und die hauptsächlich daraus bestehende Zehenkappe eine ausreichende Festigkeit erreicht. Wenn der Gehalt an Glasfasern 65 % übersteigt, dann wird der faserverstärkte Kunststoff brüchig. Die übermäßige Zugabe von Glasfasern ist daher für das zusammengesetzte Material nachteilhaft und zieht eine Verringerung der Elastizität und der Rückstellkraft trotz einer vergrößerten Härte nach sich und führt zu Brüchen infolge einer Konzentration von Druckkräften.The content of glass fibers in the fiber-reinforced plastic is preferably in the range of 30 to 65%, and the diameter of the individual glass fibers is in the range of 9 to 13 µm. If the glass fiber content is less than 30%, the insufficient addition of glass fiber prevents the fiber-reinforced plastic and the toe cap mainly made of it from achieving sufficient strength. If the glass fiber content exceeds 65%, the fiber-reinforced plastic becomes brittle. The excessive addition of glass fiber is therefore detrimental to the composite material and results in a reduction in elasticity and resilience despite increased hardness and leads to fractures due to a concentration of compressive forces.
Der faserverstärkte thermoplastische Kunststoff zeigt seine Festigkeit noch deutlicher, wenn der Durchmesser der einzelnen Gläsfasern in dem Bereich von 9 bis 13 µm liegt. Wenn der Durchmesser der einzelnen Glasfasern kleiner als 9 µm ist, dann werden die Glasfasern von dem thermoplastischen Kunststoff nicht ausreichend benetzt, weil die Glasfasern bei einer bestimmten Menge derselben eine größere Oberfläche haben, so daß der faserverstärkte thermoplastische Kunststoff keine hohe Festigkeit aufweist. Wenn jedoch der Durchmesser der einzelnen Glasfasern 13 µm übersteigt, dann leidet der faserverstärkte thermoplastische Kunststoff an einer ungenügenden Festigkeit und einer Sprödigkeit. Die metallischen Materialien, die für das Drahtnetz brauchbar sind, umfassen beispielsweise Stahl, rostfreien Stahl und Nickel. Zur Verbesserung der engen Verbindung des faserverstärkten thermoplastischen Kunststoffs mit dem Drahtnetz ist eine physikalische oder chemische Oberflächenbehandlung des Drahtnetzes empfehlenswert. Praktische Beispiele für die physikalische Behandlung umfassen Sandstrahlen und Schleifen mit einer Flüssigkeit, um eine vorhandene Oberfläche aufzurauhen. Praktische Beispiele für die chemische Behandlung umfassen Bondern, eine Behandlung mit Chromsäure oder Silan und Zinkplattieren bei einem Drahtnetz aus Stahl. Die Behandlung mit Chromsäure, eine Oxidationsbehandlung zur Bildung einer Dünnschicht u.s.w. kann bei einem aus rostfreien Stahl hergestellten Drahtnetz angewendet werden.The fiber-reinforced thermoplastic resin exhibits its strength more clearly when the diameter of the individual glass fibers is in the range of 9 to 13 µm. If the diameter of the individual glass fibers is smaller than 9 µm, the glass fibers are not sufficiently wetted by the thermoplastic resin because the glass fibers have a larger surface area for a certain amount of the glass fibers, so that the fiber-reinforced thermoplastic resin does not have high strength. However, if the diameter of the individual glass fibers exceeds 13 µm, the fiber-reinforced thermoplastic resin suffers from insufficient strength and brittleness. The metallic materials that can be used for the wire mesh include, for example, steel, stainless steel and nickel. In order to improve the tight bonding of the fiber-reinforced thermoplastic resin to the wire mesh, physical or chemical surface treatment of the wire mesh is recommended. Practical examples of physical treatment include sandblasting and grinding with a liquid to roughen an existing surface. Practical examples of chemical treatment include bonding, treatment with chromic acid or silane and zinc plating on a steel wire mesh. Treatment with chromic acid, oxidation treatment to form a thin film, etc. can be applied to a wire mesh made of stainless steel.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:The present invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. It shows:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch ein Beispiel des zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Zehenkappe verwendeten zusammengesetzten Materials,Fig. 1 is a schematic cross-section through an example of the composite material used to produce a toe cap according to the invention,
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch ein anderes Beispiel des zur Herstellung der Zehenkappe benutzten zusammengesetzten Materials,Fig. 2 is a schematic cross-section through another example of the composite material used to make the toe cap,
Fig. 3 eine Darstellung zur Erläuterung eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten zusammengesetzten Materials,Fig. 3 is a diagram for explaining an exemplary method for producing the composite material shown in Fig. 1,
Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung der Herstellung der Zehenkappe für einen Sicherheitsschuh durch Verwendung des zusammengesetzten Materials gemäß der vorliegenden Erfindung,Fig. 4 is a diagram for explaining the manufacture of the toe cap for a safety shoe by using the composite material according to the present invention,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Zehenkappe zur Verwendung in einem Sicherheitsschuh,Fig. 5 is a perspective view of an example of a toe cap according to the invention for use in a safety shoe,
Fig. 6 ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Maschengröße eines Drahtnetzes und dem Durchmesser der einzelnen Metalldrähte zeigt, die das zur Erzielung der vorgeschriebenen Festigkeit erforderliche Drahtnetz bilden, undFig. 6 is a diagram showing the relationship between the mesh size of a wire mesh and the diameter of the individual metal wires that make up the wire mesh required to achieve the specified strength, and
Fig. 7 ein Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Maschengröße eines in einer Zehenkappe benutzten Drahtnetzes und der auf die Zehenkappe für einen Sicherheitsschuh ausgeübten Druckfestigkeit zeigt.Fig. 7 is a diagram showing the relationship between the mesh size of a wire mesh used in a toe cap and the compressive strength exerted on the toe cap for a safety shoe.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel des für die erfindungsgemäße Zehenkappe benutzten zusammengesetzten Materials. Dieses zusammengesetzte Material umfaßt eine mit kurzen Fasern verstärkte thermoplastische Schicht 2 mit kurzen Verstärkungsfasern 6, die in einen thermoplastischen Kunststoff 7 eingebettet sind, mit langen Fasern verstärkte thermoplastische Schichten 1, die jeweils auf den gegenüberliegenden Oberflächenteilen der mit kurzen Fasern verstärkten thermoplastischen Schicht 2 liegen, und die lange Verstärkungsfasern 5 haben, die in den thermoplastischen Kunststoff 7 eingebettet sind, und ein Drahtnetz 4, das in die im mittleren Teil des zusammengesetzten Materials angeordnete mit kurzen Fasern verstärkte thermoplastische Schicht 2 eingebettet ist.Fig. 1 shows an example of the composite material used for the toe cap according to the invention. This composite material comprises a short fiber reinforced thermoplastic layer 2 with short reinforcing fibers 6 embedded in a thermoplastic resin 7, long fiber reinforced thermoplastic layers 1 each lying on the opposite surface parts of the short fiber reinforced thermoplastic layer 2, and having long reinforcing fibers 5 embedded in the thermoplastic resin 7 and a wire mesh 4 embedded in the short fiber reinforced thermoplastic layer 2 arranged in the central part of the composite material.
Fig. 2 zeigt ein anderes Beispiel des zusammengesetzten Materials. Das in Fig. 2 gezeigte zusammengesetzte Material umfaßt eine mit langen Fasern verstärkte thermoplastische Schicht 1, die im mittleren Teil derselben angeordnet ist, mit kurzen Fasern verstärkte thermoplastische Schichten 2, die jeweils auf den gegenüberliegenden Oberflächenteilen der mit langen Fasern verstärkten thermoplastischen Schicht 1 liegen, Hautschichten 3, die aus dem thermoplastischen Kunststoff 7 hergestellt sind und jeweils auf den Außenflächen der mit kurzen Fasern verstärkten thermoplastischen Schichten 2 liegen, und Drahtnetze 4, die jeweils in die mit kurzen Fasern verstärkten thermoplastischen Schichten 2 eingebettet sind.Fig. 2 shows another example of the composite material. The composite material shown in Fig. 2 comprises a long fiber reinforced thermoplastic layer 1 disposed in the central part thereof, short fiber reinforced thermoplastic layers 2 respectively disposed on the opposite surface parts of the long fiber reinforced thermoplastic layer 1, skin layers 3 made of the thermoplastic resin 7 respectively disposed on the outer surfaces of the short fiber reinforced thermoplastic layers 2, and wire nets 4 respectively embedded in the short fiber reinforced thermoplastic layers 2.
Bei den in den Fig. 1 und 2 gezeigten zusammengesetzten Materialien sind um jedes Drahtnetz mit kurzen Fasern herum verstärkte thermoplastische Schichten 2 angeordnet.In the composite materials shown in Figs. 1 and 2, thermoplastic layers 2 reinforced with short fibers are arranged around each wire mesh.
Fig. 3 zeigt ein Verfahren zur Herstellung des in Fig. 1 gezeigten zusammengesetzten Materials. Plattenartige mit Fasern verstärkte thermoplastische Materialien 8, die jeweils auf der dem Drahtnetz 4 zugekehrten Seite eine mit kurzen Fasern verstärkte thermoplastische Schicht 2 haben und auf der anderen Seite eine mit langen Fasern verstärkte thermoplastische Schicht 1 haben, sind auf beiden Seiten des Drahtnetzes 4 angeordnet. Wenn Hitze und Druck gleichzeitig auf die Außenflächen der gegenüberliegenden faserverstärkten thermoplastischen Materialien 8 ausgeübt werden, wobei das Drahtnetz 4 dazwischen angeordnet ist, dann werden die mit kurzen Fasern verstärkten thermoplastischen Schichten 2 um die Drähte des Drahtnetzes 4 herumgewickelt, um ein zusammengesetztes Material zu schaffen, bei dem das Drahtnetz 4 in die mit kurzen Fasern verstärkten thermoplastischen Schichten 2 eingebettet ist, wie in Fig. 1 gezeigt.Fig. 3 shows a method of producing the composite material shown in Fig. 1. Plate-like fiber-reinforced thermoplastic materials 8 each having a short fiber-reinforced thermoplastic layer 2 on the side facing the wire net 4 and a long fiber-reinforced thermoplastic layer 1 on the other side are arranged on both sides of the wire net 4. When heat and pressure are simultaneously applied to the outer surfaces of the opposing fiber-reinforced thermoplastic materials 8 with the wire net 4 interposed therebetween, the short fiber-reinforced thermoplastic layers 2 are wound around the wires of the wire net 4 to provide a composite material in which the wire net 4 is embedded in the short fiber-reinforced thermoplastic layers 2, as shown in Fig. 1.
Zur Herstellung einer Zehenkappe für einen Sicherheitsschuh mit dem plattenartigen zusammengesetzten Material 9 wird das plattenartige zusammengesetzte Material 9 auf die Form einer Zehenkappe für einen Sicherheitsschuh zugeschnitten, das Zehenkappen-Werkstück wird in eine weibliche Formhälfte 10 eingesetzt, eine männliche Formhälfte wird abgesenkt, um das Werkstück an die weibliche Formhälfte 10 anzudrücken, und auf das dazwischen angeordnete Werkstück wird Wärme und Druck ausgeübt, wie in Fig. 4 gezeigt. Demzufolge wird die in Fig. 5 gezeigte Zehenkappe 20 für einen Sicherheitsschuh erhalten.To manufacture a toe cap for a safety shoe using the plate-like composite material 9, the plate-like composite material 9 is cut into the shape of a toe cap for a safety shoe, the toe cap workpiece is inserted into a female mold half 10, a male mold half is lowered to press the workpiece against the female mold half 10, and heat and pressure are applied to the workpiece interposed therebetween, as shown in Fig. 4. As a result, the toe cap 20 for a safety shoe shown in Fig. 5 is obtained.
Die Zehenkappe 20 ist entsprechend dem Zehenteil eines Sicherheitsschuhs oder Sicherheitsstiefels kuppelförmig, so daß sie in Gebrauch die Zehen bedeckt. Der untere Rand des kuppelförmigen Teils 20a der Zehenkappe 20 ist mit einem nach innen gerichteten einstückig gegossenen Kragenteil 20b versehen.The toe cap 20 is dome-shaped like the toe portion of a safety shoe or boot so that it covers the toes in use. The lower edge of the dome-shaped portion 20a of the toe cap 20 is provided with an inwardly directed, integrally molded collar portion 20b.
Die Festigkeit der Zehenkappe für einen Sicherheitsschuh wird in einem großem Maß von den Eigenschaften des Drahtnetzes beeinflußt. Wenn das Drahtnetz beispielsweise eine Rastergröße von weniger als 7 hat, dann ist die gesamte Oberfläche des Drahtnetzes unmäßig klein ohne Bezug auf den Durchmesser der einzelnen Drähte des Drahtnetzes, und die erzeugte Zehenkappe hat nicht die erforderliche Festigkeit. Wenn der Durchmesser der Drähte des Drahtnetzes 620 µm übersteigt, dann ist die Haftfestigkeit des Drahtnetzes an dem Kunststoff ungenügend, und die erhaltene Zehenkappe neigt zu einer ungenügenden Haftverbindung, selbst wenn das Drahtnetz eine Rastergröße von nicht weniger als 7 hat. Wenn jedoch das Drahtnetz eine Rastergröße von 200 hat, dann verfehlt die erzeugte Zehenkappe die angestrebte Festigkeit, wenn der Durchmesser der Drähte des Drahtnetzes kleiner als 40 µm ist.The strength of the toe cap for a safety shoe is influenced to a large extent by the properties of the wire mesh. For example, if the wire mesh has a pitch size of less than 7, then the total surface area of the wire mesh is excessively small without reference to the diameter of the individual wires of the wire mesh, and the toe cap produced does not have the required strength. If the diameter of the wires of the wire mesh exceeds 620 µm, then the adhesion strength of the wire mesh to the plastic is insufficient, and the toe cap obtained tends to have an insufficient bond even if the wire mesh has a pitch size of not less than 7. However, if the wire mesh has a pitch size of 200, then the toe cap produced fails to have the desired strength if the diameter of the wires of the wire mesh is less than 40 µm.
In dem Diagramm nach Fig. 6 ist mit dem schraffierten Bereich das Verhältnis zwischen der Rastergröße eines Drahtnetzes und dem Durchmesser der einzelnen Drähte des Drahtnetzes bezeichnet, mit dem die Standardfestigkeit von 1.100 kg Druckfestigkeit (JIS T 8101, "Ledersicherheitsschuh Typ S") in einem Experiment mit Produkten erzielt wurde, die Drahtnetze mit unterschiedlicher Rastergröße und unterschiedlichem Drahtdurchmesser benutzen. Bei diesen Erzeugnissen war der faserverstärkte thermoplastische Kunststoff Nylon 6 mit einem Anteil von 45 % Glasfasern. Für das Drahtnetz bei diesen Erzeugnissen wurden Stahldrähte verwendet, die einer Schleifbehandlung mit Flüssigkeit und sodann einer Behandlung mit Chromsäure unterzogen wurden.In the diagram in Fig. 6, the shaded area indicates the relationship between the grid size of a wire mesh and the diameter of the individual wires of the wire mesh, with which the standard strength of 1,100 kg compressive strength (JIS T 8101, "Leather Safety Shoe Type S") in a Experiment with products using wire meshes with different grid sizes and wire diameters. In these products, the fiber-reinforced thermoplastic was nylon 6 containing 45% glass fibers. The wire mesh in these products used steel wires that were subjected to a grinding treatment with liquid and then a treatment with chromic acid.
Fig. 7 ist eine Diagramm, welches das Verhältnis zwischen der Druckfestigkeit und der Rastergröße des Drahtnetzes zeigt, das bei Erzeugnissen in der Praxis ermittelt wurde, die Draht netze verwenden, deren Daten in den in Fig. 6 schraffierten Bereich fallen.Fig. 7 is a graph showing the relationship between the compressive strength and the grid size of the wire mesh, which was determined in practice for products using wire mesh whose data fall within the hatched area in Fig. 6.
Aus Fig. 7 ist ersichtlich, daß, wenn die Rastergröße eines Drahtnetzes kleiner als 7 ist, die Gesamtfläche des Drahtnetzes unmäßig klein ist und daß die Festigkeit der erzeugten Zehenkappe zu Schwankungen neigt. Wenn der Durchmesser der Drähte des Drahtnetzes 620 µm übersteigt, dann ist die Klebeverbindung des Drahtnetzes mit dem Kunststoff unmäßig schwach, und die erzeugte Zehenkappe neigt zu einer ungenügenden Verklebung, selbst wenn die Rastergröße des Drahtnetzes nicht kleiner als 7 ist. Wenn umgekehrt die Rastergöße des Drahtnetzes 200 übersteigt, dann werden die Verstärkungsfasern nicht mehr um das Drahtnetz herumgewickelt und die erzeugte Zehenkappe neigt zu einer Schichttrennung. Wenn der Durchmesser der Drähte des Drahtnetzes kleiner als 40 µm ist, dann verfehlt die erzeugte Zehenkappe die erforderliche Festigkeit, selbst wenn die Rastergröße 200 beträgt.It can be seen from Fig. 7 that if the pitch size of a wire mesh is less than 7, the total area of the wire mesh is excessively small and the strength of the toe cap produced tends to fluctuate. If the diameter of the wires of the wire mesh exceeds 620 µm, the bonding of the wire mesh to the resin is excessively weak and the toe cap produced tends to be insufficiently bonded even if the pitch size of the wire mesh is not less than 7. Conversely, if the pitch size of the wire mesh exceeds 200, the reinforcing fibers are no longer wound around the wire mesh and the toe cap produced tends to be delaminated. If the diameter of the wires of the wire mesh is less than 40 µm, the toe cap produced lacks the required strength even if the pitch size is 200.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3823793A JPH06245804A (en) | 1993-02-26 | 1993-02-26 | Tip core of safety shoe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69404507D1 DE69404507D1 (en) | 1997-09-04 |
| DE69404507T2 true DE69404507T2 (en) | 1998-02-19 |
Family
ID=12519698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1994604507 Expired - Lifetime DE69404507T2 (en) | 1993-02-26 | 1994-02-17 | Toe cap for safety shoes |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0614623B1 (en) |
| JP (1) | JPH06245804A (en) |
| DE (1) | DE69404507T2 (en) |
| ES (1) | ES2105370T3 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10114560A1 (en) * | 2001-03-24 | 2002-09-26 | Uvex Arbeitsschutz Gmbh | Protective shoe, safety shoe or boot |
| JP3862978B2 (en) * | 2001-08-10 | 2006-12-27 | Ｙｋｋ株式会社 | Method for producing safety shoe toe core made of long fiber reinforced thermoplastic resin |
| US7178267B2 (en) | 2003-12-12 | 2007-02-20 | Polyworks, Inc. | Method for forming footwear structures using thermoforming |
| MX2007015351A (en) | 2007-12-05 | 2008-09-18 | Internac De Calzado Ten Pac S | Protective cap for industrial footwear. |
| WO2022179693A1 (en) * | 2021-02-26 | 2022-09-01 | GÖSSEL, Thorsten | Protective cap for footwear |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2050144B (en) * | 1979-06-09 | 1983-03-16 | Lsb Orthopaedics Ltd | Reinforced toe caps |
| EP0100181A1 (en) * | 1982-07-28 | 1984-02-08 | Imperial Chemical Industries Plc | Protective toe caps |
| DE3275157D1 (en) * | 1982-07-30 | 1987-02-26 | Foss Mfg Co | Reinforcing laminate |
| FR2572259A1 (en) * | 1984-10-25 | 1986-05-02 | Sofrex | Low-weight hard-toe safety shoe |
| JP2567828B2 (en) * | 1991-04-03 | 1996-12-25 | 日東紡績株式会社 | Molding sheet material and safety shoe toecap |
-
1993
- 1993-02-26 JP JP3823793A patent/JPH06245804A/en active Pending
-
1994
- 1994-02-17 ES ES94102424T patent/ES2105370T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-02-17 EP EP19940102424 patent/EP0614623B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-02-17 DE DE1994604507 patent/DE69404507T2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0614623A1 (en) | 1994-09-14 |
| DE69404507D1 (en) | 1997-09-04 |
| ES2105370T3 (en) | 1997-10-16 |
| EP0614623B1 (en) | 1997-07-30 |
| JPH06245804A (en) | 1994-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE60018969T2 (en) | SUPPORT STRUCTURE FOR COMPOSITE COMPONENTS | |
| DE60126730T2 (en) | Composite plate with stiffening elements and its manufacturing process | |
| DE69814493T2 (en) | Reinforcement tape for zipper | |
| DE60220196T2 (en) | Filter and its manufacturing process | |
| EP0594029A1 (en) | Waterproof footwear | |
| DE3128624A1 (en) | Tongue of a shoe and shoe with such a tongue | |
| WO2013127460A1 (en) | Fabric for use in composite materials and method for producing said fabric and a composite material body | |
| DE2644454A1 (en) | TAPE AND METHOD OF JOINING TWO ENDS OF TAPE | |
| DE1685690A1 (en) | MATERIAL FOR SHOE UPPER PARTS AND SPORT SHOES MADE WITH THEM | |
| DE3014040C2 (en) | Elastic leno fabric | |
| DE1289300B (en) | Fabric insert for a conveyor belt or drive belt | |
| DE3013972A1 (en) | DOUBLE-SIDED AREA | |
| DE69404507T2 (en) | Toe cap for safety shoes | |
| DE4214802A1 (en) | Multi-layer boot-sole - has injection-moulded or pressed base reinforced by embedded multi-filament fibres | |
| DE1961728A1 (en) | Woven product and process for its manufacture | |
| EP0422086B1 (en) | Process for manufacturing a plush-type cleaning cloth and cleaning cloth or cleaning glove so obtained | |
| DE10318432B4 (en) | Molded backing having at least one self-adherent tape and method of making such a backing | |
| DE3121837A1 (en) | REINFORCED RACKET FRAME | |
| DE4006196A1 (en) | Woven car seat belt - comprises antistatic warp thread contg. carbon fibre | |
| EP2465982B1 (en) | Fabric for use in composite materials and method for producing the fabric and a composite material | |
| DE3205920C2 (en) | Porous layer made of fiber-reinforced plastic, its manufacture and use | |
| DE202007006849U1 (en) | Press pad with edge reinforcement | |
| DE3320162A1 (en) | CORD TISSUE FOR AIR TIRES | |
| DE202014011338U1 (en) | Extruded paper machine clothing | |
| DE4120134C2 (en) | Shoe, in particular sports shoe |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition |