DE112016005716T5

DE112016005716T5 - Bedeckungselement, Gewebematerialverstärkungsstruktur und Sportschuh damit

Info

Publication number: DE112016005716T5
Application number: DE112016005716.4T
Authority: DE
Inventors: Chie Yamamoto; Kazunori IUCHI; Naoki Yoshikawa; Yuri Naka
Original assignee: Mizuno Corp
Current assignee: Mizuno Corp
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2018-09-06
Also published as: JP6193533B1; JPWO2017104452A1; WO2017104452A1; US20180317607A1

Abstract

Ein Bedeckungselement (7) ist in einem Abschnitt eines Schafts (3) eines Schuhs (S) vorgesehen. Das Bedeckungselement (7) umfasst: ein Gewebematerial (4) aus einem dehnbaren Maschengewebe; und ein Übermaterial (5) aus einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis, das einstückig auf einer Oberfläche des Gewebematerials (4) vorgesehen ist. Eine Richtung, die eine Dehnungsrichtung des Gewebematerials (4) kreuzt, ist als eine Breitenrichtung definiert. Das Bedeckungselement (7) weist eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit auf, dass eine Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad des Bedeckungselements (7) höher ist und das Bedeckungselement (7) weniger dehnbar ist, wenn eine Dehnungsgeschwindigkeit des Schafts (3) in der Dehnungsrichtung des Gewebematerials (4) in einem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt, als wenn die Dehnungsgeschwindigkeit des Schafts (3) in einem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bedeckungselement, eine Gewebematerialverstärkungsstruktur und einen Sportschuh, der dieses bzw. diese aufweist.
STAND DER TECHNIK
Schuhe mit einem Schaft zur Bedeckung des Spanns eines Fußes sind zum Beispiel aus Patentdokument 1 bekannt. Dieser Schaft umfasst ein Maschenmaterial mit Maschen und einen Verstärkungsteil, der an einer einem Zehenspitzenbereich des Fußes entsprechenden Stelle an das Maschenmaterial angenäht ist. Der Verstärkungsteil ist aus einem Material gebildet, das nur schwer dehnbar ist, wie zum Beispiel Kunstleder, und ist zur Erhaltung der Form eines Teilbereichs des Schafts (zum Beispiel eines einem Vorderabschnitt eines Fußes einschließlich der Zehen entsprechenden Abschnitts) ausgebildet.
LITERATURVERZEICHNIS
PATENTDOKUMENTE
Patentdokument 1: internationale Veröffentlichung Nr. 2008/047659
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHE AUFGABE
Es ist im Allgemeinen wünschenswert, dass der Schaft bei Sportschuhen oder dergleichen zum Beispiel Passeigenschaften aufweist, so dass er sich an die Form eines Fußes eines Nutzers anpasst, wenn der Nutzer den Schuh anzieht, wobei der Schaft gleichzeitig derartige Halteigenschaften aufweist, dass er den Fuß des Nutzers fest bedeckt und hält, wenn der Nutzer intensiven Sport treibt.
Die in Patentdokument 1 offenbarten bekannten Schuhe weisen jedoch ein Problem auf: Der Schaft mit dem nur schwer dehnbaren Verstärkungsteil bedeckt und hält den Fuß eines Nutzers zwar auf feste Weise, jedoch ist der Schaft dabei nur schwer dehnbar und an die Form des Fußes des Nutzers anpassbar, wenn der Nutzer die Schuhe anzieht. Insbesondere zeigen die Schuhe nach Patentdokument 1 ihre Halteigenschaften nur dann, wenn der die Schuhe tragende Nutzer intensiven Sport treibt und eine plötzliche Kraft von außen auf die Schäfte wirkt. Wird eine sanfte Kraft von außen auf die Schäfte ausgeübt, wie zum Beispiel dann, wenn der Nutzer die Schuhe anzieht, sind die generell erforderlichen Passeigenschaften gemindert. Somit ist die Schuhstruktur nach dem Stand der Technik kaum in der Lage, in Abhängigkeit von der Art der Nutzung sowohl Passeigenschaften als auch Halteigenschaften zu zeigen.
Vor diesem Hintergrund liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung mithin darin, ein Bedeckungselement oder eine Gewebematerialverstärkungsstruktur mit sowohl Passeigenschaften als auch Halteigenschaften zu schaffen, das bzw. die in Abhängigkeit von einer Art der Nutzung die Passeigenschaften oder die Halteigenschaften zeigen kann.
LÖSUNG DER AUFGABE
Zur Lösung der genannten Aufgabe ist ein Bedeckungselement oder eine Gewebematerialverstärkungsstruktur nach der vorliegenden Erfindung so ausgebildet, dass es bzw. sie flexibel wird, wenn eine Dehnungsgeschwindigkeit niedrig ist, und hart wird, wenn die Dehnungsgeschwindigkeit hoch ist.
Konkret ist ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung auf ein Bedeckungselement zur Bedeckung eines Körpers gerichtet. Das Bedeckungselement umfasst ein dehnbares Gewebematerial und ein Übermaterial aus einem thermoplastischen Elastomer, das einstückig auf einer Oberfläche des Gewebematerials vorgesehen ist. Eine Richtung, die eine Dehnungsrichtung des Gewebematerials kreuzt, ist als eine Breitenrichtung definiert, ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten, die höher als eine Referenzdehnungsgeschwindigkeit sind, ist als ein hoher Dehnungsgeschwindigkeitsbereich definiert, und ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten, die kleiner oder gleich der Referenzdehnungsgeschwindigkeit sind, ist als ein niedriger Dehnungsgeschwindigkeitsbereich definiert. Das Bedeckungselement weist eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit auf, dass eine Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad des Bedeckungselements höher ist und das Bedeckungselement weniger dehnbar ist, wenn eine Dehnungsgeschwindigkeit des Bedeckungselements in der Dehnungsrichtung des Gewebematerials in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt, als wenn die Dehnungsgeschwindigkeit des Bedeckungselements in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt.
Gemäß dem ersten Aspekt weist das Bedeckungselement, das durch einstückige Ausbildung des Übermaterials aus einem thermoplastischen Elastomer auf einer Oberfläche des Gewebematerials ausgebildet ist, eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit auf, dass in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich die Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf den Dehnungsgrad höher ist und das Bedeckungselement weniger dehnbar ist als in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich. Das Bedeckungselement weist also derartige Eigenschaften auf, dass es in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich flexibel und leicht dehnbar ist, während es in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich härter und weniger dehnbar ist als in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich. Aufgrund dieser Eigenschaften ist das Bedeckungselement vergleichsweise flexibel und leicht dehnbar, wenn eine sanfte Kraft von außen auf das Bedeckungselement ausgeübt wird (die Dehnungsgeschwindigkeit also in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt), wie z. B. wenn ein Nutzer das Bedeckungselement anzieht. Somit weist das Bedeckungselement verbesserte Passeigenschaften auf und passt sich an die Form eines Körpers an. Wenn der das Bedeckungselement tragende Nutzer hingegen intensiven Sport treibt und eine plötzliche Kraft von außen auf das Bedeckungselement wirkt (wenn die Dehnungsgeschwindigkeit also in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt), ist das Bedeckungselement vergleichsweise hart und weniger dehnbar. Folglich weist das Bedeckungselement verbesserte Halteigenschaften auf und hält den mit dem Bedeckungselement bedeckten Körper auf feste Weise. Somit weist das Bedeckungselement nach dem ersten Aspekt sowohl die vorstehend beschriebenen Passeigenschaften als auch die Halteigenschaften auf und zeigt in Abhängigkeit von einer Art der Nutzung die Passeigenschaften oder die Halteigenschaften. Es ist zu beachten, dass sich die „Zugbelastung pro Breiteneinheit“ auf einen Wert einer auf eine Breiteneinheit ausgeübten Zugbelastung (N/mm) bezieht, wobei eine Richtung, welche die Dehnungsrichtung des Gewebematerials kreuzt, als die Breitenrichtung definiert ist und ein Maß des Bedeckungselements in der Breitenrichtung in die Breiteneinheit von 1 mm umgerechnet wird.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Ausführungsform des ersten Aspekts. Bei dem zweiten Aspekt ist das Übermaterial über ein dehnbares thermoplastisches Schichtmaterial mit der Oberfläche des Gewebematerials verbunden.
Nach dem zweiten Aspekt können das Übermaterial und die Oberfläche des Gewebematerials miteinander verbunden sein, wobei das thermoplastische Schichtmaterial sie voneinander trennt und im Wesentlichen verhindert, dass ein Teil des thermoplastischen Elastomers das Gewebematerial durchdringt. Hierdurch wird es möglich, eine Minderung der Dehnbarkeit des Bedeckungselements zu verhindern, während das Gewebematerial und das Übermaterial gleichzeitig fest miteinander verbunden bleiben.
Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Ausführungsform des ersten oder des zweiten Aspekts. Bei dem dritten Aspekt gestaltet sich ein durch einen Zugversuch bestimmtes Verhältnis zwischen der Dehnung und der Zugbelastung pro Breiteneinheit derart, dass die Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf einen Dehnungsgrad von 1 % in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,05 ≤ P ≤ 1,09 liegt, wohingegen die Zugbelastung P in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,65 ≤ P ≤ 2,47 liegt.
Gemäß dem dritten Aspekt ist es durch Einstellung der Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad von 1% innerhalb des jeweiligen Zahlenbereichs erzielbar, dass das Bedeckungselement eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit aufweist, dass das Bedeckungselement in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich flexibel und leicht dehnbar ist, wohingegen es in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich härter und weniger dehnbar als in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich ist.
Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Ausführungsform eines der Aspekte eins bis drei. Bei dem vierten Aspekt gestaltet sich ein durch einen Zugversuch bestimmtes Verhältnis zwischen der Dehnung und der Zugbelastung pro Breiteneinheit derart, dass die Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf einen Dehnungsgrad von 5 % in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,25≤ P≤ 2,05 liegt, wohingegen die Zugbelastung P in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 1,72≤P≤7,85 liegt.
Gemäß dem vierten Aspekt ist es durch Einstellung der Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad von 5 % innerhalb des jeweiligen Zahlenbereichs erzielbar, dass das Bedeckungselement eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit aufweist, dass das Bedeckungselement in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich flexibel und leicht dehnbar ist, wohingegen es in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich härter und weniger dehnbar als in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich ist.
Ein fünfter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf ein Bedeckungselement zur Bedeckung eines Körpers gerichtet, wobei das Bedeckungselement Folgendes umfasst: ein dehnbares Gewebematerial; und ein Übermaterial aus einem thermoplastischen Elastomer, das einstückig auf einer Oberfläche des Gewebematerials vorgesehen ist. Das Bedeckungselement weist eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit auf, dass mit Zunahme einer Dehnungsgeschwindigkeit des Bedeckungselements in einer Dehnungsrichtung des Gewebematerials eine Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad steigt und das Bedeckungselement weniger dehnbar wird.
Wie der erste Aspekt kann auch der fünfte Aspekt sowohl die Passeigenschaften als auch die Halteigenschaften aufweisen und in Abhängigkeit von einer Art der Nutzung die Passeigenschaften oder die Halteigenschaften zeigen.
Ein sechster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf einen Sportschuh gerichtet, der einen Schaft mit dem Bedeckungselement nach einem der Aspekte eins bis fünf umfasst.
Nach dem sechsten Aspekt ist der Schaft aufgrund der Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit des Bedeckungselements vergleichsweise flexible und leicht dehnbar, wenn eine sanfte Kraft von außen auf den Schaft wirkt (wenn die Dehnungsgeschwindigkeit also in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt), wie zum Beispiel wenn der Nutzer die Sportschuhe anzieht. Somit kann der Nutzer die Schuhe geschmeidig anziehen, und der Sportschuh passt sich auf geeignete Weise an die Form der Füße des Nutzers an, so dass er gute Passeigenschaften zeigt. Wenn der die Sportschuhe tragende Nutzer hingegen intensiven Sport treibt und eine plötzliche Kraft von außen auf den Schaft wirkt (die Dehnungsgeschwindigkeit also in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt), ist der Schaft vergleichsweise hart und weniger dehnbar. Somit halten die Schuhe die mit dem Schaft bedeckten Füße des Nutzers auf feste Weise, sodass sie gute Halteigenschaften zeigen.
Ein siebter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf eine Gewebematerialverstärkungsstruktur gerichtet, die Folgendes umfasst: ein dehnbares Gewebematerial; und ein Verstärkungsmaterial aus einem thermoplastischen Elastomer, das einstückig auf dem Gewebematerial vorgesehen ist und eine mechanische Festigkeit des Gewebematerials verstärkt. Eine Richtung, die eine Dehnungsrichtung des Gewebematerials kreuzt, ist als eine Breitenrichtung definiert, ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten, die höher als eine Referenzdehnungsgeschwindigkeit sind, ist als ein hoher Dehnungsgeschwindigkeitsbereich definiert, und ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten, die kleiner oder gleich der Referenzdehnungsgeschwindigkeit sind, ist als ein niedriger Dehnungsgeschwindigkeitsbereich definiert. Die Gewebematerialverstärkungsstruktur weist eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit auf, dass eine Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad der Gewebematerialverstärkungsstruktur höher ist und die Gewebematerialverstärkungsstruktur weniger dehnbar ist, wenn eine Dehnungsgeschwindigkeit der Gewebematerialverstärkungsstruktur in der Dehnungsrichtung des Gewebematerials in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt, als wenn die Dehnungsgeschwindigkeit der Gewebematerialverstärkungsstruktur in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt.
Der siebte Aspekt bietet die gleichen Vorteile wie der erste Aspekt. Des Weiteren hält das Verstärkungsmaterial nach dem siebten Aspekt die mechanische Festigkeit des Gewebematerials konstant, sodass es zum Beispiel möglich ist, eine Alterung des Gewebematerials zu verhindern.
Ein achter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Ausführungsform des siebten Aspekts. Bei dem achten Aspekt ist das Verstärkungsmaterial über ein dehnbares thermoplastisches Schichtmaterial mit der Oberfläche des Gewebematerials verbunden.
Der achte Aspekt bietet die gleichen Vorteile wie der zweite Aspekt.
Ein neunter Aspekt ist eine Ausführungsform des siebten oder achten Aspekts. Bei dem neunten Aspekt gestaltet sich ein durch einen Zugversuch bestimmtes Verhältnis zwischen der Dehnung und der Zugbelastung pro Breiteneinheit derart, dass die Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf einen Dehnungsgrad von 1 % in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,05≤P≤1,09 liegt, wohingegen die Zugbelastung P in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,65≤P≤2,47 liegt.
Der neunte Aspekt bietet die gleichen Vorteile wie der dritte Aspekt.
Ein zehnter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Ausführungsform eines der Aspekte sieben bis neun. Bei dem zehnten Aspekt gestaltet sich ein durch einen Zugversuch bestimmtes Verhältnis zwischen der Dehnung und der Zugbelastung pro Breiteneinheit derart, dass die Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf einen Dehnungsgrad von 5 % in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,25≤P≤2,05 liegt, wohingegen die Zugbelastung P in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 1,72≤P≤7,85 liegt.
Der zehnte Aspekt bietet die gleichen Vorteile wie der vierte Aspekt.
Ein elfter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf eine Gewebematerialverstärkungsstruktur gerichtet, die Folgendes umfasst: ein dehnbares Gewebematerial; und ein Verstärkungsmaterial aus einem thermoplastischen Elastomer, das einstückig auf dem Gewebematerial vorgesehen ist und eine mechanische Festigkeit des Gewebematerials verstärkt. Die Gewebematerialverstärkungsstruktur weist eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit auf, dass mit Zunahme einer Dehnungsgeschwindigkeit der Gewebematerialverstärkungsstruktur in der Dehnungsrichtung des Gewebematerials eine Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf den Dehnungsgrad steigt und die Gewebematerialverstärkungsstruktur weniger dehnbar wird.
Der elfte Aspekt bietet die gleichen Vorteile wie der fünfte Aspekt.
Ein zwölfter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist auf einen Sportschuh gerichtet, der einen Schaft mit der Gewebematerialverstärkungsstruktur nach einem der Aspekte sieben bis elf umfasst.
Der zwölfte Aspekt bietet die gleichen Vorteile wie der sechste Aspekt.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, zeigt das Bedeckungselement oder die Gewebematerialverstärkungsstruktur nach der vorliegenden Erfindung, das bzw. die derartige Eigenschaften (d. h. eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit) aufweist, dass es bzw. sie in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich flexibel und leicht dehnbar ist und in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich härter und weniger dehnbar ist als in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich, in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich hohe Passeigenschaften und in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich hohe Halteigenschaften.
Figurenliste

[1] 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Schuhs nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[2] 2 zeigt eine Draufsicht des Schuhs nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[3] 3 zeigt die Struktur eines Bedeckungselements, das in einem Schaft eines Schuhs verwendet ist, in vertikaler Schnittansicht.
[4] 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Positionsverhältnisses zwischen einem Übermaterial und der Skelettstruktur eines Fußes in der Draufsicht.
[5] 5 zeigt eine schematische Darstellung eines Positionsverhältnisses zwischen dem Übermaterial und der Skelettstruktur eines Fußes in einer Seitenansicht.
[6] 6 zeigt ein Diagramm der Ergebnisse (Spannungs-Dehnungs-Kurven) eines Zugversuchs an einem Muster p1.
[7] 7 zeigt ein Diagramm der Ergebnisse (Spannungs-Dehnungs-Kurven) eines Zugversuchs an einem Muster e3.
[8] 8 zeigt eine schematische Darstellung der Form der Muster.
[9] 9 zeigt ein Diagramm der Ergebnisse (ein Verhältnis zwischen der Dehnung und einer Zugbelastung pro Breiteneinheit) eines Zugversuchs an Muster 4.
[10] 10 zeigt ein Diagramm der Ergebnisse (ein Verhältnis zwischen der Dehnung und einer Zugbelastung pro Breiteneinheit) eines Zugversuchs an Muster 5.
[11] 11 zeigt ein Diagramm der Ergebnisse (ein Verhältnis zwischen der Dehnung und einer Zugbelastung pro Breiteneinheit) eines Zugversuchs an Muster 6.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es ist zu beachten, dass die folgende Beschreibung der Ausführungsformen lediglich beispielhafter Natur ist und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Verwendungen der vorliegenden Erfindung einzuschränken nicht einschränken soll.
1 bis 5 zeigen einen Schuh S nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der vorzugsweise als Schuh für Hallensportarten (z. B. Volleyball, Badminton usw.) verwendet wird, bei denen ein Spieler besonders häufig plötzliche Bewegungen ausführt. In der Zeichnung ist nur der rechte Schuh eines Paars von Schuhen S als Beispiel gezeigt. Da der linke Schuh zu dem rechten Schuh S symmetrisch ist, wird in der folgenden Beschreibung lediglich der rechte Schuh S beschrieben und auf einen Beschreibung des linken Schuhs verzichtet. In der folgenden Beschreibung geben die Begriffe „oberhalb“, „nach oben“, „an/auf, „unterhalb“, „unter“ und „nach unten“ das vertikale Positionsverhältnis zwischen jeweiligen Komponenten des Schuhs S wieder. Die Ausdrücke „vorn“, „vorder-“, „nach vorn“, „anterior“, „hinter“, „rück-“, „hinter“, „rückwärts“ und „posterior“ geben das Positionsverhältnis in der Längsrichtung zwischen jeweiligen Komponenten des Schuhs wieder. Die Ausdrücke „links(seitig)“, „nach links“, „rechts(seitig)“ und „nach rechts“ geben das Positionsverhältnis in der Quer- bzw. Breitenrichtung des Schuhs S wieder.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Schuh S eine Laufsohle 1, die eine zum Kontakt mit dem Boden ausgebildete Bodenfläche umfasst. Die Laufsohle 1 besteht aus einem hartelastischen Element mit hohem Härtegrad. Eine Zwischensohle 2, die zur Stützung einer Fußsohle eines menschlichen Körpers ausgebildet ist, ist oberhalb der Laufsohle 1 vorgesehen. Die Zwischensohle 2 ist zum Beispiel aus einem weichelastischen Material gebildet und weist einen unteren Abschnitt auf, der mittels eines Klebstoffs oder dergleichen mit einem oberen Abschnitt der Laufsohle 1 verbunden ist.
Oberhalb der Zwischensohle 2 ist ein Schaft 3 zur Bedeckung eines Fußes eines Körpers (insbesondere von den Zehenspitzen bis zur Ferse) vorgesehen. Der Schaft 3 weist in seinem oberen Abschnitt eine Knöchelöffnung 3a auf. Der untere Umfang des Schafts 3 ist mittels eines Klebstoffs oder dergleichen einstückig mit dem gesamten Umfang der Zwischensohle 2 verbunden. Der Schuh S weist in seinem oberen Abschnitt eine Laschenöffnung 3b (engl. throat opening) auf, die mit der Knöchelöffnung 3a zusammenhängend ausgebildet ist und sich in der Längsrichtung erstreckt. Eine linke und eine rechte Ösenleiste 3c sind durch Nähen oder anderweitig an dem linken und dem rechten Rand der Laschenöffnung 3b befestigt.
Der Schaft 3 umfasst ein dehnbares Gewebematerial 4. Für dieses Gewebematerial 4 eignet sich insbesondere ein durch Kettenwirken (d. h. Doppelraschelwirken) eines Polyestergarns gefertigtes Maschenmaterial mit Maschen. Ein solches Maschengewebe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gewebe an sich mit abnehmendem Durchmesser des Garns oder mit gröberer werdender Masche dazu neigt, flexibler zu werden. Außerdem ist es möglich, ein flexibles Maschengewebe durch Reduzierung der Dicke des Gewebes herzustellen. Eine Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit des Schafts, die an späterer Stelle beschrieben wird, ist also durch geeignete Veränderung der Dehnbarkeit des Maschengewebes einstellbar. Bei dieser Ausführungsform ist das Gewebematerial 4 dazu ausgebildet, sich in der Breitenrichtung des Schuhs S zu dehnen.
Wie in 1 und 2 gezeigt, sind bandförmige Übermaterialien 5, 5, ..., die aus einem thermoplastischen Elastomer gebildet sind, einstückig auf Abschnitten der Oberfläche des Gewebematerials 4 vorgesehen. Wie in 3 gezeigt, ist das Übermaterial 5 insbesondere über ein dehnbares thermoplastisches Schichtmaterial 6 (d. h. einen Heißkleber) mit der Oberfläche des Gewebematerials 4 verbunden (d. h. kombiniert). Bei dieser Ausführungsform bilden das Übermaterial 5 und der Abschnitt des Gewebematerials 4, mit dem das Übermaterial 5 verbunden ist, gemeinsam ein Bedeckungselement 7 nach der vorliegenden Erfindung. Die Dicke des Übermaterials 5 liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5 mm bis 2,0 mm.
Wie in 1 und 2 gezeigt, ist ein Paar von Übermaterialien 5, 5 in der Schuhquerrichtung in einem vorderen Abschnitt des Schuhs S angeordnet, und ein weiteres Paar von Übermaterialien 5, 5 ist in der Schuhquerrichtung in einem hinteren Abschnitt des Schuhs S angeordnet. Von der Seite gesehen erstrecken sich die Übermaterialien 5 jeweils in einer umgekehrten V-Form zwischen den Ösenleisten 3c und der Zwischensohle 2. Wie 4 und 5 zeigen, ist das Paar von Übermaterialien 5, 5 in dem vorderen Abschnitt des Schuhs S beispielsweise einem Vorderfuß F (insbesondere einem vordere Endabschnitte der Mittelfußknochen, die proximalen Zehenglieder und die distalen Zehenglieder umfassenden Teil) eines Fußes entsprechend angeordnet. Das andere Paar von Übermaterialien 5, 5 in dem hinteren Abschnitt des Schuhs S ist beispielsweise einem einen Mittelfuß M und einen vorderen Abschnitt eines Rückfußes H umfassenden Teil (insbesondere einem hintere Endabschnitte der Fußmittelknochen, das Keilbein, das Würfelbein und das Kahnbein umfassenden Teil) entsprechend angeordnet.
Als thermoplastisches Elastomer für die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise ein Elastomer verwendet, das derartige physikalische Eigenschaften aufweist, dass ein (als tanδ bezeichneter) Wert, der durch Division eines Viskositätskoeffizienten durch einen Elastizitätskoeffizienten ermittelbar ist, im Raumtemperaturbereich einen Spitzenwert aufweist. Ein thermoplastisches Elastomer mit solchen physikalischen Eigenschaften zeigt mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit gleich der, die an späterer Stelle beschrieben wird. Das bei dieser Ausführungsform verwendete thermoplastische Elastomer ist insbesondere aus einer Zusammensetzung gebildet, die ein 4-Methyl-1-penten/α-Olefin-Copolymer enthält (hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc.). Ein thermoplastisches Elastomer, das diese Zusammensetzung oder eine beliebige andere, ähnliche Zusammensetzung enthält, ist durch Anpassung des Gemischanteils einer Olefinpolymerkomponente, wie z. B. Polypropylen (PP), und des Gemischanteils einer Olefin-Kautschukkomponente, wie z. B. Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPR) und Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) so konfigurierbar, dass tanδ im Raumtemperaturbereich den Spitzenwert erreicht und die Härte des thermoplastischen Elastomers einen für diese Ausführungsform geeigneten praktischen Wert aufweist. Weitere spezifische Beispiele für das thermoplastische Elastomer umfassen thermoplastische Elastomere auf Olefinbasis, thermoplastische Elastomere auf Urethanbasis und thermoplastische Elastomere auf Styrolbasis. Zur Reduzierung des Gewichts des Übermaterials 5 ist insbesondere ein thermoplastisches Elastomer auf Olefinbasis stärker bevorzugt.
Des Weiteren weist die vorliegende Erfindung folgendes Merkmal auf: Das Bedeckungselement 7 des Schafts 3 weist eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit auf, dass mit Zunahme der Dehnungsgeschwindigkeit des Schafts 3 in der Dehnungsrichtung des als Basis dienenden Gewebematerials 4 eine Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad steigt und das Bedeckungselement 7 weniger dehnbar wird. Insbesondere weist das Bedeckungselement 7 eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit auf, dass eine Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad des Bedeckungselements 7 höher ist und das Bedeckungselement 7 weniger dehnbar ist, wenn eine Dehnungsgeschwindigkeit des Schafts 3 in der Dehnungsrichtung des Gewebematerials 4 in einem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten über einer Referenzdehnungsgeschwindigkeit liegt, als wenn die Dehnungsgeschwindigkeit des Schafts 3 in einem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten bei oder unter der Referenzdehnungsgeschwindigkeit liegt.
Die „Zugbelastung pro Breiteneinheit“ bezieht sich hierbei auf einen Wert einer auf eine Breiteneinheit ausgeübten Zugbelastung (N/mm), wobei eine Richtung, welche die Dehnungsrichtung des Gewebematerials 4 kreuzt, als die Breitenrichtung definiert ist und ein Maß des Bedeckungselements 7 in der Breitenrichtung in die Breiteneinheit von 1 mm umgerechnet wird. Es ist insbesondere wesentlich, die Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit auf Basis einer Veränderung der Zugspannung gegenüber einem Dehnungsgrad zu bestimmen. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch angesichts der Tatsache, dass das Bedeckungselement 7 aufgrund seiner kombinierten Struktur aus dem Gewebematerial 4 und dem Übermaterial 5 wohl kaum eine streng gleichförmige Dicke aufweist, anstatt des Konzepts der Beschreibung von Spannung als Kraft pro Einheit der Querschnittsfläche (N/mm2) das Konzept der „Zugbelastung pro Breiteneinheit“ zur Bestimmung der Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit des Bedeckungselements 7 herangezogen.
Zugunsten einer zweckmäßigen Beschreibung dieser Ausführungsform wird als Beispiel eine Dehnungsgeschwindigkeit von z. B. 100 %/s als „Referenzdehnungsgeschwindigkeit“ definiert und ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten kleiner oder gleich der Referenzdehnungsgeschwindigkeit (z. B. ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich von 4,2 %/s bis 100 %/s) als ein „niedriger Dehnungsgeschwindigkeitsbereich“ definiert, während ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten über der Referenzdehnungsgeschwindigkeit (z. B. ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich kleiner oder gleich 500 %/s und höher als 100 %/s) als ein „hoher Dehnungsgeschwindigkeitsbereich“ definiert wird.
Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich ist, weist das Bedeckungselement 7, das für den Schaft 3 vorgesehen ist und das aus dem thermoplastischen Elastomer bestehende und einstückig mit der Oberfläche des Gewebematerials 4 ausgebildete Übermaterial 5 umfasst, bei dem Schuh S nach dieser Ausführungsform eine vorstehend beschriebene Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit auf. Infolgedessen weist das Bedeckungselement 7 insbesondere derartige Eigenschaften auf, dass es in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich vergleichsweise flexibel und leicht dehnbar ist, wohingegen es in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich härter und weniger dehnbar ist als in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich. Aufgrund dieser Eigenschaften ist der Schaft 3 vergleichsweise flexibel und leicht dehnbar, wenn eine sanfte Kraft von außen auf den Schaft 3 wirkt (d. h., wenn die Dehnungsgeschwindigkeit in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt), wie zum Beispiel dann, wenn ein Nutzer die Schuhe S anzieht. Folglich kann der Nutzer seinen Fuß geschmeidig in die Knöchelöffnung 3a einschieben, um den Schuh S anzuziehen, und der Schuh S passt sich auf geeignete Weise an die Form des Fußes des Nutzers an, so dass er eine gute Passeigenschaft zeigt. Wenn der die Schuhe S tragende Nutzer hingegen intensiven Sport treibt und eine plötzliche Kraft von außen auf den Schaft 3 wirkt (d. h., wenn die Dehnungsgeschwindigkeit in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt), ist der Schaft 3 vergleichsweise hart und weniger dehnbar. Somit hält der Schuh S den mit dem Schaft 3 bedeckten Fuß des Nutzers auf feste Weise, so dass er hohe Halteigenschaften zeigt. Folglich kann der Schaft 3 durch diese Ausführungsform sowohl die oben beschriebenen Halteigenschaften als auch die Passeigenschaften aufweisen und in Abhängigkeit von einer Art der Nutzung die Passeigenschaften oder die Halteigenschaften zeigen.
Das Übermaterial 5 des Bedeckungselements 7 ist über das dehnbare thermoplastische Schichtmaterial 6 mit der Oberfläche des Gewebematerials 4 verbunden. Durch diese Ausgestaltung können das Übermaterial 5 und die Oberfläche des Gewebematerials 4 miteinander verbunden sein, während das thermoplastische Schichtmaterial 6 sie gleichzeitig voneinander trennt und im Wesentlichen verhindert, dass Teile des thermoplastischen Elastomers das Gewebematerial 4 durchdringen. Hierdurch ist es möglich, eine Minderung der Dehnbarkeit des Schafts 3 zu verhindern und gleichzeitig die feste Verbindung zwischen dem Gewebematerial 4 und dem Übermaterial 5 zu erhalten.
Bei dem Bedeckungselement 7 haben eine Dehnung und eine Zugbelastung pro Breiteneinheit, die durch einen Zugversuch bestimmt werden, vorzugsweise das folgende Verhältnis: In dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt die Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf einen Dehnungsgrad von 1 % in dem Bereich von 0,05≤P≤1,09, wohingegen die Zugbelastung P in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,65≤P≤2,47 liegt. Alternativ weisen die Dehnung und die Zugbelastung pro Breiteneinheit, die durch den gleichen Zugversuch bestimmt werden, vorzugsweise das folgende Verhältnis auf: In dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt die Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf einen Dehnungsgrad von 5 % in dem Bereich von 0,25≤P≤2,05, wohingegen die Zugbelastung P in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 1,72≤P≤7,85 liegt. Somit kann das Bedeckungselement 7 des Schafts 3 durch Einstellung der Zugbelastung P pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad von 1 % und/oder 5 % innerhalb des jeweiligen oben beschriebenen Zahlenbereichs eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit aufweisen, dass das Bedeckungselement 7 in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich flexibel und leicht dehnbar ist, während das Bedeckungselement 7 in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich härter und weniger dehnbar ist als in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich. Der Zahlenwert eines Dehnungsgrads von 5 % wird insbesondere als Durchschnitt der Dehnungsgrade angesehen, die erzeugt werden, wenn eine Kraft von außen auf die für Sportschuhe nach dem Stand der Technik vorgesehenen Schäfte wirkt. Somit wird durch die Ausgestaltung des Bedeckungselements 7 des Schafts 3 derart, dass die Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad von 5 % in dem vorstehend beschriebenen Zahlenbereich liegt, noch besser sichergestellt, dass sowohl die Passeigenschaften als auch die Halteigenschaften erzielt werden.
[Variante der Ausführungsform]
Der Schuh S nach der vorstehend beschriebenen Ausführungsform umfasst das Bedeckungselement 7, welches die Übermaterialien 5, 5, ... umfasst und für den Schaft 3 vorgesehen ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Als eine Variante, die eine Alternative zu der Ausführungsform darstellt, in der das Bedeckungselement 7 für den Schaft 3 vorgesehen ist, kann insbesondere eine Gewebematerialverstärkungsstruktur für das Gewebematerial 4 für den Schaft 3 vorgesehen sein. Die Gewebematerialverstärkungsstruktur ist aus einem Verstärkungsmaterial, das ähnlich dem vorstehend beschriebenen Übermaterial 5 ausgebildet ist und die mechanische Festigkeit des Gewebematerials 4 erhöht, und einem Abschnitt des Gewebematerials 4, mit dem das Verstärkungsmaterial verbunden ist, gebildet. Diese Gewebematerialverstärkungsstruktur für das Gewebematerial 4 ist ebenso wirksam wie das Bedeckungselement 7 und hält die mechanische Festigkeit des Gewebematerials 4 konstant. Hierdurch ist es möglich, zum Beispiel eine Alterung des Gewebematerials 4 zu verhindern.
[Weitere Ausführungsformen]
Bei der obigen Ausführungsform dient das Maschengewebe als das Gewebematerial 4. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Konkret kann das Gewebematerial 4 ein beliebiges dehnbares Material sein, wie z. B. ein gewirkter Stoff, ein gewebter Stoff, ein Vliesstoff, ein Kunstleder oder ein Tuch. Die Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit des Bedeckungselements 7 des Schafts 3 ist unter Berücksichtigung der Dehnbarkeit und der Spannungseigenschaften des mit dem Übermaterial 5 zu kombinierenden Gewebematerials 4 anpassbar.
Bei der obigen Ausführungsform weist das Übermaterial 5 eine Dicke im Bereich von 0,5 mm bis 2,0 mm auf. Die Dicke ist jedoch nicht auf diesen Bereich beschränkt. Die Dicke des Übermaterials 5 kann zum Beispiel auf größer als 2,0 mm eingestellt werden. Mit zunehmender Dicke des Übermaterials 5 steigt auch die Spannung bezogen auf den Dehnungsgrad. Eine geeignete Veränderung der Dicke des Übermaterials 5 ermöglicht eine Anpassung der Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit des Bedeckungselements 7. Dies trifft auch auf die Dicke des Verstärkungsmaterials der oben beschriebenen Variante zu.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Gewebematerial 4 mit dem Übermaterial 5 kombiniert, indem das Übermaterial 5 über das dehnbare thermoplastische Schichtmaterial 6 (d. h. den Heißkleber) mit der Oberfläche des Gewebematerials 4 verbunden ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Das Übermaterial 5 kann zum Beispiel durch Fusion Bonding nach dem Spritzgieß- oder Heißpressverfahren, durch Verklebung mittels eines Klebstoffs, durch eine Grundierungsbehandlung oder durch Befestigung mittels Nähen mit dem Gewebematerial 4 kombiniert werden. Dies trifft auch auf das Verfahren zum Kombinieren des Gewebematerialverstärkungsmaterials der vorstehend beschriebenen Variante mit dem Gewebematerial 4 zu.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind die Bedeckungselemente 7 in Abschnitten des Schafts 3 des Schuhs S vorgesehen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt. Ein Bedeckungselement 7 mit der gleichen Struktur wie der des Schafts 3 kann zum Beispiel für Socken, Handschuhe, Strumpfhosen (Kompressionskleidung), Büstenhalter, Stützkleidung, körpernahe Kleidung wie z. B. Hemden und Hosen, Baseballhandschuhe, Armbänder, Strumpfbänder und dergleichen verwendet werden. Die Gewebematerialverstärkungsstruktur für das Gewebematerial 4 nach der oben beschriebenen Variante kann ebenfalls in diesen Anwendungen verwendet werden.
Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sondern zahlreiche Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
BEISPIELE
[Zugversuch 1]
Zunächst wurde das Übermaterial, welches eine der das Bedeckungselement bildenden Komponenten ist, statischen und dynamischen uniaxialen Zugversuchen unterzogen, um zu bestätigen, ob das Übermaterial eine Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit aufwies.
Für die Zugversuche wurde ein von Instron Japan Co., Ltd. hergestelltes Zugprüfgerät namens „ElectroPlus E 3000 electric tester“ bei einer hohen Dehnungsgeschwindigkeit von 100 %/s oder mehr verwendet. Als wichtigste Punkte der Daten dieses Zugprüfgeräts beträgt die dynamische Belastbarkeit ±3000 N und der Hubweg 60 mm. Das Zugprüfgerät kann statische und dynamische Zugprüfungen an verschiedenen Materialien und dergleichen durchführen. Bei niedrigen Dehnungsgeschwindigkeiten von 4 %/s und 42 %/s wurde ein durch Instron Japan Co., Ltd. hergestelltes Zugprüfgerät namens „3365-Type Electromechanical Universal Material Tester“ verwendet. Die dynamische Belastbarkeit der Kraftmessdose dieses Zugprüfgeräts beträgt ±1000 N. Außerdem wurde der für die Prüfung bei der hohen Dehnungsgeschwindigkeit verwendete „ElectroPlus E 3000 electric tester“ auch für Messungen bei Dehnungsgeschwindigkeiten von 4 %/s und 42 %/s verwendet. Es wurde bestätigt, dass mittels des „3365-Ttype Electromechanical Universal Material Tester“ die gleichen oder ähnliche Messergebnisse erzielt wurden.
Das aus einem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis hergestellte und eine Dicke von 2,0 mm aufweisende Muster e3 wurde als Beispiel für diesen Versuch verwendet. Das Muster e3 wurde so präpariert, dass es an einem an dem Zugprüfgerät festgelegten Abschnitt ein Längenmaß (d. h. ein Maß in der Dehnungsrichtung eines Maschengewebes, das an späterer Stelle beschrieben wird) von 4 cm und ein Breitenmaß (d. h. ein Maß in einer die Dehnungsrichtung des Maschengewebes kreuzenden Richtung) von 2 cm aufwies.
Als Vergleichsbeispiel für Muster e3 wurde Muster p1 aus weichem Polyurethan mit einer Dicke von 2,0 mm verwendet. Muster p1 wurde so präpariert, dass es die gleiche Größe wie das aus dem Elastomer bestehende Muster e3 aufwies.
6 zeigt die Ergebnisse (Spannungs-Dehnungs-Eigenschaften) der uniaxialen Zugprüfungen, die an Muster p1 als Vergleichsbeispiel mittels des oben beschriebenen Zugprüfgeräts bei drei unterschiedlichen Dehnungsgeschwindigkeiten (nämlich 4,2 %/s, 100 %/s und 500 %/s) durchgeführt wurden. Gleichermaßen zeigt 7 die Ergebnisse der an dem als Beispiel dienenden Muster e3 durchgeführten Zugprüfungen. Zur zweckmäßigen Erläuterung der Ergebnisse wurde eine Dehnungsgeschwindigkeit von 100 %/s als „Referenzdehnungsgeschwindigkeit“ definiert. Davon ausgehend wurde ein niedriger Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten kleiner oder gleich der Referenzdehnungsgeschwindigkeit (d. h. ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich von 4 %/s bis 100 %/s) als „niedriger Dehnungsgeschwindigkeitsbereich“ definiert, wohingegen ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten über der Referenzdehnungsgeschwindigkeit als „hoher Dehnungsgeschwindigkeitsbereich“ definiert wurde. Das Gleiche trifft auf Zugprüfung 2 zu, die an späterer Stelle beschrieben wird.
Wie 6 zeigt, war die Veränderungsrate der Zugspannungswerte für Muster p1 (d.h. das Vergleichsbeispiel) bezogen auf den Dehnungsgrad im Wesentlichen konstant, und es wurde unabhängig von Unterschieden bei der Dehnungsgeschwindigkeit keine signifikante Veränderung an den Zugspannungswerten bezogen auf den Dehnungsgrad beobachtet. Bei Muster p1 änderte sich also der Dehnungsgrad sowohl in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich als auch in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich kaum. Somit zeigte Muster p1 keine Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit.
Wie 7 zeigt, variierte demgegenüber das Verhältnis zwischen der Zugspannung und dem Dehnungsgrad bei Muster e3 (d. h. dem Beispiel), so dass aufgrund der Viskoelastizität des thermoplastischen Elastomers auf Olefinbasis eine nichtlineare Kurve entstand. In dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich neigte der Zugspannungswert bezogen auf den Dehnungsgrad insbesondere dazu, so zu variieren, dass eine größere Kurve entstand. Bei Muster e3 stieg der Zugspannungswert bezogen auf den Dehnungsgrad, je weiter die Dehnungsgeschwindigkeit von einer niedrigen Geschwindigkeit auf eine hohe Geschwindigkeit anstieg. Bei der Referenzdehnungsgeschwindigkeit (100 %/s), welche die Obergrenze des niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereichs darstellt, lag der Zugspannungswert bezogen auf einen Dehnungsgrad von 5 % bei circa 1,8 N/mm2. Bei einer Dehnungsgeschwindigkeit von 500 %/s, die in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt, lag der Zugspannungswert bezogen auf einen Dehnungsgrad von 5 % hingegen bei circa 2,9 N/mm². Mit anderen Worten war der Zugspannungswert bezogen auf einen Dehnungsgrad von 5 % in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich vergleichsweise niedrig, wohingegen der Zugspannungswert bezogen auf einen Dehnungsgrad von 5 % in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich auf das circa 1,5-Fache oder mehr des Werts in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich anstieg.
Wie ersichtlich ist, hat sich bestätigt, dass das thermoplastische Elastomer auf Olefinbasis derartige Eigenschaften aufweist, dass es in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich flexibel und leicht dehnbar und in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich härter und weniger dehnbar ist als in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich. Somit weist das thermoplastische Elastomer auf Olefinbasis eine Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit auf. Aus diesen Ergebnissen ergibt sich, dass ein durch Kombinieren eines Übermaterials aus dem weichen Polyurethan mit einem Gewebematerial gebildetes Bedeckungselement keine Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit zeigt, wohingegen ein durch Kombinieren eines Übermaterials aus dem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis mit dem Gewebematerial gebildetes Bedeckungselement eine Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit zeigt.
[Zugprüfung 2]
Als Nächstes wurden mittels des oben beschriebenen Zugprüfgeräts statische und dynamische uniaxiale Zugprüfungen an den unten gezeigten Mustern 1 bis 12 des Bedeckungselements durchgeführt, und auf Basis der ermittelten Ergebnisse wurde das Verhalten der Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf die Dehnungsgeschwindigkeit (Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit) jedes Musters beobachtet. Hierbei bezieht sich die „Zugbelastung pro Breiteneinheit“ bei diesen Zugprüfungen auf einen an eine Breiteneinheit angelegten Zugbelastungswert (N/mm), wobei eine Richtung, welche die Dehnungsrichtung des Gewebematerials kreuzt, als die Breitenrichtung definiert ist und ein Maß der Muster in der Breitenrichtung jeweils in die Breiteneinheit von 1 mm umgerechnet wird.
Als Gewebematerialien für die Muster wurden vier verschiedene durch Kettenwirken (d. h. Doppelraschelwirken) eines Polyestergarns gefertigte Maschengewebe m1 bis m4 verwendet. Die Maschengewebe waren jeweils so konfiguriert, dass sie sich jeweils in der Längsrichtung der an späterer Stelle beschriebenen Muster dehnten. Des Weiteren unterschieden sich die Maschengewebe m1 bis m4 in Abhängigkeit von den jeweiligen Daten (Garndurchmesser, Grobmaschigkeit, Dicke des Gewebes an sich usw.) hinsichtlich des Dehnungsgrads. Die Maschengewebe m1 bis m4 waren so ausgelegt, dass sie in der Reihenfolge von m1 bis m4 weniger dehnbar (härter) wurden.
Thermoplastische Elastomere e1 bis e3 auf Olefinbasis wurden als mit den Oberflächen der jeweiligen Maschengewebe zu verbindende Übermaterialien verwendet. Die Elastomere e1 bis e3 wiesen unterschiedliche Dicken auf. Konkret wies das Elastomer e1 eine Dicke von 0,5 mm; das Elastomer e2 eine Dicke von 1,0 mm (d. h. die gleiche Dicke wie das in der oben beschriebenen Zugprüfung 1 verwendete Muster 2e); und das Elastomer e3 eine Dicke von 2,0 mm auf.
Die Muster 1 bis 12 der Bedeckungselemente wurden durch geeignete Kombination der Maschengewebe m1 bis m4 mit den Elastomeren e1 bis e3 präpariert (siehe Tabellen 1 bis 12 bzgl. der Kombinationen der Maschengewebe und Elastomere). Die Muster wurden nach einem Verfahren präpariert, bei dem die Elastomere jeweils über ein dehnbares thermoplastisches Schichtmaterial (d. h. einen Heißkleber) mit der Oberfläche eines zugeordneten Maschengewebes verbunden wurden. Wie in 8 gezeigt, wurde jedes Muster so präpariert, dass es an einem an dem oben beschriebenen Zugprüfgerät festgelegten Abschnitt (dem durch die gepunkteten Linien in 8 begrenzten Abschnitt) in der Dehnungsrichtung des zugeordneten Maschengewebes ein Längenmaß von 4 cm und in der Breitenrichtung ein Breitenmaß von 2 cm aufwies.

An den auf die vorstehend erläuterte Weise präparierten Mustern 1 bis 12 wurden mittels des oben beschriebenen Zugprüfgeräts jeweils uniaxiale Zugprüfungen bei vier verschiedenen Dehnungsgeschwindigkeiten (nämlich 4,2 %/s, 42 %/s, 100 %/s und 500 %/s) durchgeführt. Basierend auf den Prüfergebnissen (d. h. dem Verhältnis zwischen der Dehnung und der Zugbelastung pro Breiteneinheit) wurde nachgewiesen, ob die Muster jeweils eine Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit aufwiesen, und es wurde eine Studie zu geeigneten Bereichen der Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf den Dehnungsgrad durchgeführt. Die Tabellen 1 bis 4 zeigen Werte der Zugbelastung pro Breiteneinheit (N/mm) der Muster 1 bis 12 bei jeweiligen Dehnungsgeschwindigkeiten und bei einem Dehnungsgrad von 1 %. [Tabelle 1]

<Dehnungs grad = 1 %>		Muster 1 (m1 + e1) Dicke des Elastomers = 0,5 mm	Muster 2 (m1 + e2) Dicke des Elastomers = 1,0 mm	Muster 3 (m1 + e3) Dicke des Elastomers = 2,0 mm
Dehnungsgeschwindigkeit	4,2 %/s	0,05 N/mm	0,11 N/mm	0,34 N/mm
	42 %/s	-	-	-
	100 %/s	-	-	-
	500 %/s	0,65 N/mm	0,96 N/mm	1,35 N/mm

[Tabelle 2]

<Dehnungs grad = 1%>		Muster 4 (m2 + e1) Dicke des Elastomers = 0,5 mm	Muster 5 (m2 + e2) Dicke des Elastomers = 1,0 mm	Muster 6 (m2 + e3) Dicke des Elastomers = 2,0 mm
Dehnungsgeschwindigkeit	4,2 %/s	0,11 N/mm	0,18 N/mm	0,32 N/mm
	42 %/s	-	0,15 N/mm	-
	100 %/s	-	1,09 N/mm	-
	500 %/s	0,71 N/mm	1,51 N/mm	1,87 N/mm

[Tabelle 3]

<Dehnungs grad =1%>		Muster 7 (m3 + e1) Dicke des Elastomers = 0,5 mm	Muster 8 (m3 + e2) Dicke des Elastomers = 1,0 mm	Muster 9 (m3 + e3) Dicke des Elastomers = 2,0 mm
Dehnungsgeschwindigkeit	4,2 %/s	0,12 N/mm	0,21 N/mm	0,39 N/mm
	42 %/s	-	-	-
	100 %/s	-	-	-
	500 %/s	0,76 N/mm	0,71 N/mm	2,20 N/mm

[Tabelle 4]

<Dehnungsgrad =1%>		Muster 10 (m4 + e1) Dicke des Elastomers = 0,5 mm	Muster 11 (m4 + e2) Dicke des Elastomers = 1,0 mm	Muster 12 (m4 + e3) Dicke des Elastomers = 2,0 mm
Dehnungsgeschwindigkeit	4,2 %/s	0,34 N/mm	0,34 N/mm	0,46 N/mm
	42 %/s	-	-	-
	100 %/s	-	-	-
	500 %/s	1,13 N/mm	1,95 N/mm	2,47 N/mm

Die Tabellen 5 bis 8 zeigen Werte der Zugbelastung pro Breiteneinheit (N/mm) der Muster 1 bis 12 bei jeweiligen Dehnungsgeschwindigkeiten und bei einem Dehnungsgrad von 5 %. [Tabelle 5]

<Dehnungsgrad =5%>		Muster 1 (m1 + e1) Dicke des Elastomers = 0,5 mm	Muster 2 (m1 + e2) Dicke des Elastomers = 1,0 mm	Muster 3 (m1 + e3) Dicke des Elastomers = 2,0 mm
Dehnungsgeschwindigkeit	4,2 %/s	0,25 N/mm	0,31 N/mm	0,73 N/mm
	42 %/s	-	-	-
	100 %/s	-	-	-
	500 %/s	1,72 N/mm	3,51 N/mm	5,17 N/mm

[Tabelle 6]

<Dehnungs grad =5%>		Muster 4 (m2 + e1) Dicke des Elastomers = 0,5 mm	Muster 5 (m2 + e2) Dicke des Elastomers = 1,0 mm	Muster 6 (m2 + e3) Dicke des Elastomers = 2,0 mm
Dehnungsgeschwindigkeit	4,2 %/s	0,36 N/mm	0,56 N/mm	0,96 N/mm
	42 %/s	-	1,04 N/mm	-
	100 %/s	-	2,05 N/mm	-
	500 %/s	2,17 N/mm	4,41 N/mm	6,85 N/mm

[Tabelle 7]

<Dehnungs grad =5%>		Muster 7 (m3 + e1) Dicke des Elastomers = 0,5 mm	Muster 8 (m3 + e2) Dicke des Elastomers = 1,0 mm	Muster 9 (m3 + e3) Dicke des Elastomers = 2,0 mm
Dehnungsgeschwindigkeit	4,2 %/s	0,54 N/mm	0,72 N/mm	1,10 N/mm
	42 %/s	-	-	-
	100 %/s	-	-	-
	500 %/s	2,59 N/mm	4,06 N/mm	7,00 N/mm

[Tabelle 8]

<Dehnungs grad =5%>		Muster 10 (m4 + e1) Dicke des Elastomers = 0,5 mm	Muster 11 (m4 + e2) Dicke des Elastomers = 1,0 mm	Muster 12 (m4 + e3) Dicke des Elastomers = 2,0 mm
Dehnungsgeschwindigkeit	4,2 %/s	1,31 N/mm	1,59 N/mm	1,81 N/mm
	42 %/s	-	-	-
	100 %/s	-	-	-
	500 %/s	3,98 N/mm	5,79 N/mm	7,85 N/mm

9 bis 11 und die Tabellen 1 bis 8 zeigen, dass die Muster 1 bis 12 für das Bedeckungselement, die jeweils durch Kombinieren des jeweiligen Übermaterials aus dem thermoplastischen Elastomer auf Olefinbasis mit der Oberfläche des jeweiligen Gewebematerials gebildet sind, solche Eigenschaften aufweisen, dass sie in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich flexibel und leicht dehnbar sind, wohingegen sie in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich härter und weniger dehnbar als in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich sind.
Die Tabellen 1 bis 4 zeigen, dass die Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf einen Dehnungsgrad von 1 % in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,05≤P≤1,09 liegt, wohingegen die Zugbelastung P in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,65≤P≤2,47 liegt. Die Tabellen 5 bis 8 zeigen, dass die Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf einen Dehnungsgrad von 5 % in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,25≤P≤2,05 liegt, wohingegen die Zugbelastung P in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 1,72≤P≤7.85 liegt.
Als Folge weiterer Betrachtung hat sich herausgestellt, dass bei einem Dehnungsgrad von 1 % der obere Grenzwert (2,47 N/mm) der Zugbelastung pro Breiteneinheit in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich circa zweimal so hoch ist wie der obere Grenzwert (1,09 N/mm) der Zugbelastung pro Breiteneinheit in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich. Des Weiteren wurde festgestellt, dass bei einem Dehnungsgrad von 5 % (der einem bei Einwirkung einer Kraft von außen auf den Schaft bekannter Schuhe erzeugten Dehnungsgrad entspricht) der obere Grenzwert (7.85 N/mm) der Zugbelastung pro Breiteneinheit in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich circa viermal so hoch ist wie der obere Grenzwert (2,05 N/mm) der Zugbelastung pro Breiteneinheit in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich. Basierend auf diesen Ergebnissen ist es durch die Verwendung der Muster des Bedeckungselements zum Beispiel für die Schäfte der Sportschuhe möglich, sowohl die bei der Ausführungsform beschriebenen Passeigenschaften als auch die Halteigenschaften zuverlässig zu erzielen.
Wie vorstehend beschrieben, wurde der Schluss gezogen, dass das Bedeckungselement nach der vorliegenden Erfindung eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit aufweist, dass eine Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad des Bedeckungselements höher ist und das Bedeckungselement weniger dehnbar ist, wenn eine Dehnungsgeschwindigkeit des Bedeckungselements in der Dehnungsrichtung des Gewebematerials in einem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten über einer Referenzdehnungsgeschwindigkeit liegt, als wenn die Dehnungsgeschwindigkeit des Bedeckungselements in einem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten bei oder unter der Referenzdehnungsgeschwindigkeit liegt. Was die Gewebematerialverstärkungsstruktur nach der oben beschriebenen Variante betrifft, können die gleichen oder ähnliche Testergebnisse und Rückschlüsse wie für das Bedeckungselement erzielt werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist industriell beispielsweise als ein Bedeckungselement für einen Schaft von Schuhen für Hallensportarten, bei denen ein Spieler besonders häufig plötzliche Bewegungen ausführt, anwendbar.
Bezugszeichenliste

S:: Schuh
1:: Laufsohle
2:: Zwischensohle
3:: Schaft
4:: Gewebematerial
5:: Übermaterial
6:: thermoplastisches Schichtmaterial
7:: Bedeckungselement

Claims

Bedeckungselement zur Bedeckung eines Körpers, wobei das Bedeckungselement Folgendes umfasst: ein dehnbares Gewebematerial; und ein Übermaterial aus einem thermoplastischen Elastomer, das einstückig auf einer Oberfläche des Gewebematerials vorgesehen ist, wobei eine Richtung, die eine Dehnungsrichtung des Gewebematerials kreuzt, als eine Breitenrichtung definiert ist, ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten, die höher als eine Referenzdehnungsgeschwindigkeit sind, als ein hoher Dehnungsgeschwindigkeitsbereich definiert ist, ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten, die kleiner oder gleich der Referenzdehnungsgeschwindigkeit sind, als ein niedriger Dehnungsgeschwindigkeitsbereich definiert ist und das Bedeckungselement eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit aufweist, dass eine Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad des Bedeckungselements höher ist und das Bedeckungselement weniger dehnbar ist, wenn eine Dehnungsgeschwindigkeit des Bedeckungselements in der Dehnungsrichtung des Gewebematerials in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt, als wenn die Dehnungsgeschwindigkeit des Bedeckungselements in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt.
Bedeckungselement nach Anspruch 1, wobei das Übermaterial über ein dehnbares thermoplastisches Schichtmaterial mit der Oberfläche des Gewebematerials verbunden ist.
Bedeckungselement nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein durch einen Zugversuch bestimmtes Verhältnis zwischen der Dehnung und der Zugbelastung pro Breiteneinheit so ausgebildet ist, dass die Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf einen Dehnungsgrad von 1 % in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,05≤P≤1,09 liegt, wohingegen die Zugbelastung P in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,65≤P≤2,47 liegt.
Bedeckungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein durch einen Zugversuch bestimmtes Verhältnis zwischen der Dehnung und der Zugbelastung pro Breiteneinheit so ausgebildet ist, dass die Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf einen Dehnungsgrad von 5 % in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,25≤P≤2,05 liegt, wohingegen die Zugbelastung P in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 1,72≤P≤7,85 liegt.
Bedeckungselement zum Bedecken eines Körpers, wobei das Bedeckungselement Folgendes umfasst: ein dehnbares Gewebematerial; und ein Übermaterial aus einem thermoplastischen Elastomer, das einstückig auf einer Oberfläche des Gewebematerials vorgesehen ist, wobei das Bedeckungselement eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit aufweist, dass mit Zunahme einer Dehnungsgeschwindigkeit des Bedeckungselements in einer Dehnungsrichtung des Gewebematerials eine Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad steigt und das Bedeckungselement weniger dehnbar wird.
Sportschuh umfassend einen Schaft mit dem Bedeckungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Gewebematerialverstärkungsstruktur umfassend: ein dehnbares Gewebematerial; und ein Verstärkungsmaterial aus einem thermoplastischen Elastomer, das einstückig auf dem Gewebematerial vorgesehen ist und eine mechanische Festigkeit des Gewebematerials verstärkt, wobei eine Richtung, die eine Dehnungsrichtung des Gewebematerials kreuzt, als eine Breitenrichtung definiert ist, ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten, die höher als eine Referenzdehnungsgeschwindigkeit sind, als ein hoher Dehnungsgeschwindigkeitsbereich definiert ist, ein Dehnungsgeschwindigkeitsbereich mit Dehnungsgeschwindigkeiten, die kleiner oder gleich der Referenzdehnungsgeschwindigkeit sind, als ein niedriger Dehnungsgeschwindigkeitsbereich definiert ist und die Gewebematerialverstärkungsstruktur eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit aufweist, dass eine Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf einen Dehnungsgrad der Gewebematerialverstärkungsstruktur höher ist und die Gewebematerialverstärkungsstruktur weniger dehnbar ist, wenn eine Dehnungsgeschwindigkeit der Gewebematerialverstärkungsstruktur in der Dehnungsrichtung des Gewebematerials in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt, als wenn die Dehnungsgeschwindigkeit der Gewebematerialverstärkungsstruktur in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich liegt.
Gewebematerialverstärkungsstruktur nach Anspruch 7, wobei das Verstärkungsmaterial über ein dehnbares thermoplastisches Schichtmaterial mit der Oberfläche des Gewebematerials verbunden ist.
Gewebematerialverstärkungsstruktur nach Anspruch 7 oder 8, wobei ein durch einen Zugversuch bestimmtes Verhältnis zwischen der Dehnung und der Zugbelastung pro Breiteneinheit so ausgebildet ist, dass die Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf einen Dehnungsgrad von 1% in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,05≤P≤1,09 liegt, wohingegen die Zugbelastung P in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,65≤P≤2,47 liegt.
Gewebematerialverstärkungsstruktur nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei ein durch einen Zugversuch bestimmtes Verhältnis zwischen der Dehnung und der Zugbelastung pro Breiteneinheit so ausgebildet ist, dass die Zugbelastung P pro Breiteneinheit (N/mm) bezogen auf einen Dehnungsgrad von 5 % in dem niedrigen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 0,25≤P≤2,05 liegt, wohingegen die Zugbelastung P in dem hohen Dehnungsgeschwindigkeitsbereich in dem Bereich von 1,72≤P≤ 7,85 liegt.
Gewebematerialverstärkungsstruktur umfassend: ein dehnbares Gewebematerial; und ein Verstärkungsmaterial aus einem thermoplastischen Elastomer, das einstückig auf dem Gewebematerial vorgesehen ist und eine mechanische Festigkeit des Gewebematerials verstärkt, wobei die Gewebematerialverstärkungsstruktur eine derartige Dehnungsgeschwindigkeitsabhängigkeit aufweist, dass mit Zunahme einer Dehnungsgeschwindigkeit der Gewebematerialverstärkungsstruktur in der Dehnungsrichtung des Gewebematerials die Zugbelastung pro Breiteneinheit bezogen auf den Dehnungsgrad steigt und die Gewebematerialverstärkungsstruktur weniger dehnbar wird.
Sportschuh umfassend einen Schaft mit der Gewebematerialverstärkungsstruktur nach einem der Ansprüche 7 bis 11.