DE19527619A1 - Fußbekleidungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Element bzw. einen Bestandteil zur Verwendung in der Fußbekleidung, typischerweise Sportschuhen, und insbesondere ein Fußbekleidungselement mit verbesserten Dämpfungs- bzw. Polsterei­ genschaften, welches dem Träger ein angenehmes Gefühl verleiht.

Bezüglich losen Innensohlen aus Kautschuk oder anderen Materialien, welche innerhalb Fußbekleidungsartikeln einschließlich Lederschuhen, Synthetikschuhen und Sportschuhen angeordnet werden, ist eine Viel­ zahl von Vorschlägen hinsichtlich der Form und dem Material von Innen­ sohlen gemacht worden, um eine geringstmögliche Ermüdung und Leich­ tigkeit beim Tragen zu erzielen, indem in wirksamer Weise Stöße bzw. Er­ schütterungen während dem Gehen und Laufen bzw. Rennen absorbiert werden.

Insbesondere bei Sportschuhen werden häufig Polstermaterialien in der Sohle (einschließlich Innensohle, Mittelsohle und Außensohle), in Zehen-, Fersen-, Knöchel- und Oberleder- bzw. Ringbesatzabschnitten sowie als lose Innensohle zu Polsterungs- und Schutzzwecken verwendet.

Polster oder stoßabsorbierende Materialien zur Verwendung als Innen­ sohlen oder in der Sohle oder anderen Abschnitten von Schuhen sind her­ kömmlicherweise aus Kautschuk, Kautschuk, der mit Leichtfüllstoffen, wie Kork, gefüllt ist, Urethan und Silikon gebildet. Diese Polstermateria­ lien müssen zahlreichen Anforderungen entsprechen, einschließlich Stoßabsorptionsfähigkeit, geringes Gewicht, Abriebbeständigkeit, leichte Herstellbarkeit und geringe Kosten.

Es ist erwünscht, ein Fußbekleidungselement, typischerweise ein Schuh­ element, zu entwickeln unter Verwendung eines Polstermaterials, welches hinsichtlich den physikalischen Eigenschaften und kommerzieller Pro­ duktivität verbessert ist.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Fußbekleidungsele­ ment vorzusehen, das ein Polstermaterial umfaßt, welches verbesserte Stoßabsorptionseigenschaften und geringes Gewicht hat und sich zur Massenproduktion bei geringen Kosten eignet. Das Fußbekleidungsele­ ment soll typischerweise in Schuhen verwendet werden.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Fußbekleidungselement nach Anspruch 1 erreicht. Bevorzugte bzw. besonders zweckmäßige Ausfüh­ rungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß der Erfindung ist ein Fußbekleidungselement bzw. -bestandteil zur Verwendung in Fußbekleidungsartikeln, typischerweise Schuhen, aus einer Polymerzusammensetzung gebildet, welche (A) ein Verbundmaterial bzw. zusammengesetztes Material, bei dem ein niedermolekulargewichti­ ges Material in einem Trägermaterial zurückgehalten wird, und (B) ein hochmolekulargewichtiges oder Polymermaterial umfaßt. Das niedermo­ lekulargewichtige Material besitzt eine Viskosität von bis zu 500 Pa·s (5 × 10⁵ cP) bei 100°C. Der Unterschied in den Löslichkeitsparametern zwischen dem niedermolekulargewichtigen Material und dem Trägermate­ rial beträgt bis zu 3,0. Das Gewichtsverhältnis des niedermolekularge­ wichtigen Materials zu dem Trägermaterial beträgt mindestens 1,0. Der Unterschied in den Löslichkeitsparametern zwischen dem niedermoleku­ largewichtigen Material und dem Polymermaterial beträgt bis zu 4,0. Das Gewichtsverhältnis des niedermolekulargewichtigen Materials zu dem Po­ lymermaterial beträgt mindestens 0,5.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Polymermaterial haupt­ sächlich aus einem wärmehärtbaren Material zusammengesetzt. In den meisten Fällen umfaßt das Fußbekleidungselement weiterhin eine Umhül­ lung, welche einen Teil oder die gesamte Polymerzusammensetzung um­ gibt. Die Umhüllung ist vorzugsweise aus Kautschuken, wie etwa Natur­ kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk. Ethylen-Propylen-Kautschuk und Polybutadienkautschuk und thermoplastischen oder wärmehärtba­ ren Elastomeren, wie Urethan-, Nylon-, Polypropylen- und Ethylen-Vinyl­ acetat-Elastomeren gebildet. Das Umhüllungsmaterial auf Grundlage ei­ nes solchen Kautschuks oder Elastomeren kann weiterhin Füllstoffe ent­ halten, wie Kohlenstoff und Silika bzw. Siliciumdioxid sowie Textilien, wie gewebte und nichtgewebte Textilien. Am meisten bevorzugt ist das Fußbe­ kleidungselement in einer Außensohle eines Schuhs angeordnet.

Bei Untersuchungen hinsichtlich stoß- bzw. schlagabsorbierenden Eigen­ schaften von Polstermaterialien haben die Erfinder der vorliegenden An­ meldung festgestellt, daß die oben definierte Polymerzusammensetzung verbesserte physikalische Eigenschaften einschließlich stoßabsorbie­ renden Eigenschaften und Härte aufweist und als Fußbekleidungsele­ ment, das einen Teil der Innensohle, Mittelsohle oder Außensohle eines Schuhs darstellt, geeignet ist. Durch Verwendung der hier definierten Po­ lymerzusammensetzung als Polstermaterial wird ein Fußbekleidungsele­ ment erhalten, welches unter den Aspekten der Polsterung und Ökonomie verbessert ist.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zei­ gen die Fig. 1 bis 4 schematische Querschnittsansichten eines Schuhs, welche die Anordnung erfindungsgemäßer Fußbekleidungsele­ mente veranschaulichen.

Fig. 1 zeigt Fußbekleidungselemente, die in einer Innensohle angeordnet sind.

Fig. 2 zeigt Fußbekleidungselemente, die in einer Mittelsohle angeordnet sind.

Fig. 3 zeigt umhüllte Fußbekleidungselemente, welche in einer Außensoh­ le angeordnet sind.

Fig. 4 zeigt umhüllte Fußbekleidungselemente an anderen Positionen.

Gemäß der Erfindung ist ein Fußbekleidungselement aus einer Polymer­ zusammensetzung gebildet, welche (A) ein zusammengesetztes Material, das ein niedermolekulargewichtiges Material und ein Trägermaterial ent­ hält, und (B) ein Polymermaterial umfaßt.

Das niedermolekulargewichtige Material besitzt eine Viskosität von bis zu 500 Pa·s (5 × 10⁵ cP) bei 100°C, vorzugsweise bis zu 100 Pa·s (1 × 10⁵ cP) bei 100°C. Unter dem Gesichtspunkt des Molekulargewichts besitzt es ein zahlenmittleres Molekulargewicht von bis zu etwa 20 000, vorzugsweise bis zu etwa 10 000, weiter vorzugsweise bis zu etwa 5000. Typischerweise werden niedermolekulargewichtige Materialien verwendet, welche bei Raumtemperatur flüssig oder im wesentlichen flüssig sind. Hydrophile oder hydrophobe niedermolekulargewichtige Materialien sind ebenso an­ nehmbar.

Der Unterschied der Löslichkeitsparameter zwischen dem niedermoleku­ largewichtigen Material und dem Trägermaterial beträgt bis zu 3,0. Der Unterschied der Löslichkeitsparameter zwischen dem niedermolekularge­ wichtigen Material und dem Polymermaterial beträgt bis zu 4,0.

Es können irgendwelche niedermolekulargewichtige Materialien verwen­ det werden, welche den obigen Anforderungen genügen. Obwohl dies nicht kritisch ist, eignen sich die folgenden beispielhaften Materialien:

• 1. Weichmachende Materialien: Weichmachende Materialien zur Ver­ wendung in verschiedenen Kautschuken und Harzen umfassen Mineralöl, Pflanzenöl und synthetische Ölmaterialien. Die Mineralölmaterialien um­ fassen Verarbeitungs- bzw. Weichmacheröle aus aromatischen, Naphthol- und Paraffinsystemen. Die Pflanzenölmaterialien umfassen Rizinusöl, Baumwollsamenöl, Leinöl, Colzaöl bzw. Rüböl, Sojabohnenöl, Palmöl, Ko­ kosnußöl, Erdnußöl, Trübtalg, Kiefernnadelöl bzw. Kienöl und Olivenöl.
• 2. Weichmacher: Umfaßt sind Esterweichmacher, wie Phthalate, ge­ mischte Phthalsäureester, aliphatische zweibasische Säureester, Glykol­ ester, Fettsäureester, Phosphate und Stearate; Epoxyweichmacher; ande­ re Weichmacher für Kunststoffe; und Weichmacher für NBR, wie Phthala­ te, Adipate, Sebazate, Phosphate, Polyether und Polyester.
• 3. Klebrigmacher: Klebrigmacher umfassen Cumaronharze, Cumaron-Inden-Harze, Phenol-Terpen-Harze, Erdölkohlenwasserstoffe und Kolo­ phoniumderivate.
• 4. Oligomer: Oligomere umfassen Kronenether, fluorierte Oligomere, Polyisobutylen, Xylolharz, chloriertes Polymer, Polyethylenwachs, Erdöl­ harz. Kolophoniumesterpolymer. Polyalkylenglykoldiacrylate, flüssige Polymere (beispielsweise Polybutadien, Styrol-Butadien-Polymer, Buta­ dien-Acrylnitril-Polymer und Polychloropren), Silikonoligomere und Poly-α-olefine.
• 5. Gleitmittel: Einbezogen sind Kohlenwasserstoffgleitmittel, wie Pa­ raffin und Wachs; Fettsäure-Gleitmittel, wie höhere Fettsäuren und Oxy­ fettsäuren; Fettsäureamid-Gleitmittel, wie Fettsäureamide und Alkylen­ bisfettsäureamide; Estergleitmittel, wie Fettsäure-Niederalkoholester, Ester aus Fettsäuren und mehrwertigen Alkoholen und Fettsäure-Polygly­ kolester; Alkoholgleitmittel, wie aliphatische Alkohole, mehrwertige Alko­ hole. Polyglykole und Polyglyzerine; Metallseifen; und Mischungen hier­ von.

Weitere brauchbare niedermolekulargewichtige Materialien sind Latex, Emulsion, Flüssigkristall, Bitumen, Ton, natürliche Stärke, Saccharide, anorganisches Silikonöl und Phosphazin. Ebenso umfaßt sind organische Lösungsmittel, wie Kohlenwasserstoff-, halogenierte Kohlenwasserstoff-, Alkohol-, Phenol-, Ether-, Acetal-, Keton-, Fettsäure-, Ester-, Stickstoff­ verbindung- und Schwefelverbindung-Lösungsmittel; verschiedene phar­ mazeutische Komponenten. Bodenmodifiziermittel, Dünger, Erdölfraktio­ nen, Wasser und wäßrige Lösungen. Diese Materialien können alleine oder in Mischung verwendet werden.

Der Typ und die Menge des niedermolekulargewichtigen Materials kann bestimmt werden unter Berücksichtigung der erforderlichen Eigenschaf­ ten und der Anwendung als Fußbekleidungselemente aus einer Polymer­ zusammensetzung sowie der Verträglichkeit mit den restlichen Kompo­ nenten, dem Trägermaterial und Polymermaterial.

Das Trägermaterial ist ein Material mit einer Funktion als Medium bzw. Träger zwischen dem niedermolekulargewichtigen Material und dem hochmolekulargewichtigen oder Polymermaterial. Es ist ein Schlüsselma­ terial bei der Erreichung des Ziels der vorliegenden Erfindung. Um eine große Menge des niedermolekulargewichtigen Materials mit dem Polymer­ material zu vermischen, um so eine gleichmäßige Zusammensetzung zu bilden, wird gemäß der Erfindung zuerst eine große Menge des niedermole­ kulargewichtigen Materials mit dem Trägermaterial zur Bildung eines zu­ sammengesetzten Materials bzw. Verbundmaterials gemischt, das heißt zur Bildung eines zusammengesetzten Materials aus dem Trägermaterial, das eine große Menge des niedermolekulargewichtigen Materials darin zu­ rückhält. Dieses zusammengesetzte Material wird dann mit dem Polymer­ material zur Bildung der Endpolymerzusammensetzung vermischt, wel­ che letztendlich eine große Menge des niedermolekulargewichtigen Mate­ rials darin zurückhält. Wenn eine große Menge des niedermolekularge­ wichtigen Materials direkt mit dem Polymermaterial vermischt wird, wird eine Polymerzusammensetzung erhalten, bei der das niedermolekularge­ wichtige Material ungleichmäßig bzw. nicht einheitlich vermischt ist und zur Ausblutung neigt, wodurch es nicht möglich ist, eine erwünschte Poly­ merzusammensetzung mit einem geringen Elastizitätsmodul herzustel­ len. Der Ausdruck "Zurückhaltung" des niedermolekulargewichtigen Ma­ terials durch das Trägermaterial und letztendlich durch die Polymerzu­ sammensetzung bedeutet, daß das niedermolekulargewichtige Material in dem Trägermaterial oder Polymermaterial gleichmäßig dispergiert ist und wenig oder nicht ausblutet. Der Grad an Ausblutung kann leicht in Abhän­ gigkeit des Zwecks der Polymerzusammensetzung reguliert werden. Ob­ wohl der Mechanismus, durch welchen das zusammengesetzte Material, das das niedermolekulargewichtige Material darin zurückhält, gleichmä­ ßig in dem Polymermaterial dispergiert wird, wenn diese gemischt werden, nicht vollständig verstanden wird, wird angenommen, daß das zusammen­ gesetzte Material in kleinen Körnern fein verteilt wird, welche in dem Poly­ mermaterial zurückgehalten werden.

Es kann jedes erwünschte Trägermaterial verwendet werden, so lange es die obengenannte Funktion aufweist und ein zusammengesetztes Material bzw. Verbundmaterial bilden kann, welches darin eine große Menge des niedermolekulargewichtigen Materials zurückhält. Typischerweise wer­ den thermoplastische Polymere und Zusammensetzungen, welche diese enthalten, verwendet. Weiter bevorzugt sind thermoplastische organische Polymere mit einem zahlenmittleren Molekulargewicht von mehr als 20 000, weiter vorzugsweise mehr als 30 000, insbesondere mehr als 40 000.

Beispiele des Trägermaterials umfassen thermoplastische Elastomere, wie Styrolelastomere (beispielsweise Butadien-Styrol und Isobutylen-Sty­ rol), Vinylchloridelastomere, Olefinelastomere (beispielsweise Butadien, Isopren und Ethylen-Propylen), Esterelastomere, Amidelastomere und Urethanelastomere sowie hydrierte oder in sonstiger Weise modifizierte Produkte davon; und thermoplastische Harze, wie Styrolharze, ABS-Har­ ze, Olefinharze (beispielsweise Ethylen, Propylen, Ethylen-Propylen, Ethylen-Styrol und Propylen-Styrol), Vinylchloridharze, Acrylatharze (beispielsweise Methylacrylat), Methacrylatharze (beispielsweise Methyl­ methacrylat), Carbonatharze, Acetalharze, Nylonharz, halogenierte Poly­ etherharze (beispielsweise chlorierte Polyether), halogenierte Olefinharze (beispielsweise Ethylentetrafluorid, Ethylenfluoridchlorid und fluoriertes Ethylen-Propylen), Celluloseharze (beispielsweise Acetylcellulose und Ethylcellulose), Vinylidenharze, Vinylbutyralharze und Alkylenoxidharze (beispielsweise Propylenoxid) und kautschukmodifizierte Produkte dieser Harze.

Bevorzugte thermoplastische Polymere sind solche Polymere, welche so­ wohl einen Hartblock, wie eine kristalline oder agglomerierte Struktur, und einen Weichblock, wie eine amorphe Struktur, beinhalten. Erläutern­ de Beispiele sind nachstehend gezeigt.

• (1) Blockcopolymere aus Polyethylen/-butylen und einem Ethylen-Sty­ rol-Randomcopolymer, die durch Hydrierung eines Blockcopolymeren aus Polybutadien und einem Butadien-Styrol-Randomcopolymer erhalten werden;
• (2) Blockcopolymere aus Polybutadien und Polystyrol oder Blockcopoly­ mere aus Polyethylen/-butylen und Polystyrol, welche durch Hydrierung eines Blockcopolymeren aus Polybutadien oder Ethylen-Butadien-Ran­ domcopolymer und Polystyrol erhalten werden;
• (3) Ethylen-Butylen-Blockcopolymere mit oder ohne einen kristallinen Ethylenblock, welcher entweder an einem oder beiden Enden gebunden ist;
• (4) Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) und Ethylen-Propylen-Dien- Terpolymer (EPDM).

Einige Beispiele des niedermolekulargewichtigen Materials. Trägermate­ rials und des zusammengesetzten Materials aus niedermolekulargewich­ tiges Material-zurückhaltendem Trägermaterial sind in JP-A-239256/1993 und 194763/1993 beschrieben. Die in diesen Patenten be­ schriebenen Trägermaterialien mit einer dreidimensionalen kontinuierli­ chen Netzwerk-Gerüststruktur werden ebenso typischerweise bei der vor­ liegenden Erfindung verwendet.

Das hierin verwendete Trägermaterial kann in Masse-, Korn-, Gel-, Schaum- oder in Form ungewebter Textilien bzw. einer Vliesware verwen­ det werden, obwohl diesbezüglich keine Beschränkung vorliegt. Das Trä­ germaterial kann darin Kapseln ausgebildet haben, welche in der Lage sind, das niedermolekulargewichtige Material einzuschließen.

Bei der Herstellung eines zusammengesetzten Materials, das eine große Menge des niedermolekulargewichtigen Materials und das Trägermaterial enthält, werden diese zwei Komponenten so ausgewählt, daß der Unter­ schied der Löslichkeitsparameter zwischen dem niedermolekulargewich­ tigen Material und dem Trägermaterial bis zu 3,0, vorzugsweise bis zu 2,5 beträgt. Wenn der Unterschied der Löslichkeitsparameter 3,0 überschrei­ tet, wird es schwierig, unter dem Gesichtspunkt der Verträglichkeit eine große Menge des niedermolekulargewichtigen Materials in wirksamer Wei­ se zurückzuhalten, wobei eine Polymerzusammensetzung resultiert, wel­ che hinsichtlich des Elastizitätsmoduls nicht vollständig verringert ist und welche es zuläßt, daß das niedermolekulargewichtige Material aus­ blutet.

Das Gewichtsverhältnis des niedermolekulargewichtigen Materials zu dem Trägermaterial beträgt mindestens 1,0, vorzugsweise mindestens 2,0, weiter vorzugsweise mindestens 3,0. Mit einem Gewichtsverhältnis von weniger als 1,0 ist es schwierig, eine Polymerzusammensetzung mit geringem Elastizitätsmodul zu erhalten, wobei es nicht gelingt, das Ziel der Erfindung zu erreichen.

Es kann jedes erwünschte Verfahren zur Herstellung des zusammenge­ setzten Materials aus dem niedermolekulargewichtigen Material und dem Trägermaterial in Abhängigkeit des Typs und den Eigenschaften der zwei Komponenten und des Mischungsverhältnisses angewandt werden. Ein optimales Verfahren kann aus gut bekannten Verfahren, einschließlich dem in JP-A-239 256/1993 beschriebenen, ausgewählt werden.

Die Verwendung eines hochscherenden Spezialmischers, wie in der JP-A-316 461/1993 beschrieben, wird empfohlen. Im einzelnen werden ein thermoplastisches Polymermaterial oder Medium und ein niedermoleku­ largewichtiges Material mittels eines hochscherenden Spezialmischers mit der Möglichkeit, den Rotor bei einer Scherrate von mindestens 5,0 × 10² s^-1 zu umdrehen, geknetet, wobei ein das niedermolekularge­ wichtige Material zurückhaltendes zusammengesetztes Material erhalten wird, das eine große Menge des niedermolekulargewichtigen Materials darin gleichmäßig verteilt aufweist und das hinsichtlich dem Ausbluten des niedermolekulargewichtigen Materials minimiert ist.

Das mit dem das niedermolekulargewichtige Material zurückhaltende, zu­ sammengesetzten Material (A) zu vermischende Polymermaterial (B) ist nicht kritisch und kann aus herkömmlichen thermoplastischen und wär­ mehärtbaren Materialien gewählt werden.

Unter diesen umfassen die thermoplastischen Materialien die vorange­ hend als Beispiele des Trägermaterials beschriebenen thermoplastischen Materialien, das heißt

• (1) Blockcopolymere aus Polyethylen/-butylen und einem Ethylen-Sty­ rol-Randomcopolymer, die durch Hydrierung eines Blockcopolymeren aus Polybutadien und eines Butadien-Styrol-Randomcopolymeren erhalten werden;
• (2) Blockcopolymere aus Polybutadien und Polystyrol oder Blockcopoly­ mere aus Polyethylen/-butylen und Polystyrol, welche durch Hydrierung eines Blockcopolymeren aus Polybutadien oder Ethylen-Butadien-Ran­ domcopolymeren und Polystyrol erhalten werden;
• (3) Ethylen-Butylen-Blockcopolymere mit oder ohne einen kristallinen Ethylenblock, welcher entweder an einem oder beiden Enden hiervon ge­ bunden ist;
• (4) Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPM) und Ethylen-Propylen-Dien- Terpolymer (EPDM),

und Kautschuk-modifizierte Produkte dieser Harze.

Beispiele des wärmehärtbaren Materials, das heißt eines Materials, wel­ ches in Gegenwart oder Abwesenheit eines Härtungsmittels in der Wärme härtet, umfassen herkömmliche Kautschuke, wie Ethylen-Propylen-Kaut­ schuk (EPM und EPDM), Nitrilkautschuk, Butylkautschuk, halogenierten Butylkautschuk. Chloroprenkautschuk (CR), Naturkautschuk (NR), Iso­ prenkautschuk (IR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadienkaut­ schuk (BR), Acrylkautschuk, Ethylen-Vinylacetat-Kautschuk (EVA) und Urethankautschuk (UR); Spezialkautschuke, wie Silikonkautschuk, Fluorkautschuk, Ethylen-Acryl-Kautschuk, Polyesterelastomer, Epi­ chlorhydrinkautschuk, Polysulfidkautschuk, Hypalon, chlorsulfoniertes Polyethylen von E.I. duPont de Nemours & Co., Inc.) und chloriertes Poly­ ethylen; und verschiedene andere wärmehärtbare Harze, wie Phenol-, Harnstoff-, Melamin-, Anilin-, ungesättigte Polyester-, Diallylphthalat-, Epoxyalkyd-, Silikon- und Imidharze. Diese wärmehärtbaren Materialien können alleine oder in Mischung aus zwei oder mehreren verwendet wer­ den.

Für diese wärmehärtbaren Materialien können irgendwelche gut bekann­ ten Vernetzungs- bzw. Härtungsmittel verwendet werden, wie etwa Schwe­ fel, organische Peroxide und Nitrosoverbindungen. Falls erwünscht, kön­ nen Kautschukchemikalien, wie etwa Vulkanisationspromotoren, Alte­ rungsverzögerer, Antioxidantien und UV-Absorptionsmittel eingesetzt werden. Ebenso können in Abhängigkeit eines bestimmten Zwecks ver­ schiedene Klebrigmacher, Weichmacher, Kautschukweichmacher, Kaut­ schukverstärkungsmittel und Füllstoffe eingemischt werden, sowie Schäumungsmittel, Flammverzögerer, antistatische Mittel und Färbemit­ tel.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden das niedermolekulargewichti­ ge Material und das Polymermaterial so gewählt, daß der Unterschied in den Löslichkeitsparametern zwischen dem niedermolekulargewichtigen Material und dem Polymermaterial bis zu 4,0, vorzugsweise bis zu 3,0 be­ trägt. Obwohl das niedermolekulargewichtige Material mit dem Polymer­ material vermischt wird, nachdem dieses in ein zusammengesetztes Mate­ rial mit dem Trägermaterial umgewandelt worden ist, ist die Verträglich­ keit zwischen dem niedermolekulargewichtigen Material und dem Poly­ mermaterial immer noch ein Problem. Wenn der Unterschied in den Lös­ lichkeitsparametern 4,0 überschreitet, wird es unter dem Gesichtspunkt der Verträglichkeit für das Polymermaterial schwierig, in effektiver Weise eine große Menge des in dem zusammengesetzten Material zurückgehalte­ nen niedermolekulargewichtigen Materials zurückzuhalten, wobei eine Polymerzusammensetzung resultiert, welche hinsichtlich des Elastizi­ tätsmoduls nicht vollkommen verringert ist und welche es zuläßt, daß das niedermolekulargewichtige Material ausblutet.

Das Gewichtsverhältnis des niedermolekulargewichtigen Materials (in dem zusammengesetzten Material) zu dem Polymermaterial beträgt min­ destens 0,5, vorzugsweise mindestens 0,8, weiter vorzugsweise mindestens 1,0. Mit einem Gewichtsverhältnis von weniger als 0,5 ist es schwierig, ei­ ne Polymerzusammensetzung mit niedrigem Elastizitätsmodul zu erhal­ ten, wodurch es nicht möglich ist, das Ziel der Erfindung zu erreichen.

Wünschenswerterweise enthält die erfindungsgemäße Polymerzusam­ mensetzung mindestens 30 Gew.-% des Polymermaterials.

Jedes erwünschte Verfahren kann zum Vermischen des das niedermole­ kulargewichtige Material zurückhaltenden Verbundmaterials mit dem Po­ lymermaterial in Abhängigkeit der Eigenschaften der zwei Komponenten und des Mischungsverhältnisses eingesetzt werden. Ein optimales Ver­ fahren kann unter gut bekannten Verfahren ausgewählt werden. Nachdem das das niedermolekulargewichtige Material zurückhaltende Verbundma­ terial mit dem Polymermaterial vermischt worden ist, wird, falls erforder­ lich, eine Vulkanisationsvernetzung des Kautschuks durchgeführt, unter Erzielung einer erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzung.

Es kann jedes gewünschte herkömmliche Additiv der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzung zugesetzt werden. Solche Additive umfassen flockenförmige anorganische Füllstoffe, wie Ton, Diatomeenerde, Ruß, Si­ lica, Talk, Bariumsulfat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Metallo­ xide, Glimmer, Graphit und Aluminiumhydroxid; körnige oder pulverför­ mige feste Füllstoffe, wie verschiedene Metallteilchen, Holzschnipsel, Glaspulver, Keramikpulver und körnige oder pulverförmige Polymere; na­ türliche und synthetische, kurze und lange Fasern, wie Stroh, Wolle, Glas­ fasern, Metallfasern und Polymerfasern. Bei einer besonderen Anwendung können Farbstoffe, wie Fluoreszenzfarbstoffe, Leuchtfarbstoffe und Phos­ phoreszenzfarbstoffe zur Färbung eingemischt werden.

Ebenso können hohle Füllstoffe, einschließlich hohlen anorganischen Füllstoffen, wie Glasballons und Silicaballons, sowie hohle organische Füllstoffe, wie Polyvinylidenfluorid und Vinylidenfluorid-Copolymere zur Verringerung des Gesamtgewichts der Zusammensetzung eingemischt werden. Ebenso können zur Gewichtsreduzierung und zur Verbesserung anderer physikalischen Eigenschaften Schäummittel eingemischt wer­ den. Es ist ebenso möglich, mechanisch Bläschen während dem Vermi­ schen der Komponenten einzubringen.

Die als Polsterelement, welches das erfindungsgemäße Fußbekleidungs­ element darstellt, geformte Polymerzusammensetzung weist vorzugsweise einen (dielektrischen) Verlustfaktor (tanδ) von 0,01 bis 1,0 auf. Ein Ele­ ment mit einem tanδ von weniger als 0,01 wäre weniger stoßabsorbierend nach dem Zermahlen, wohingegen ein Element mit einem tanδ von mehr als 1,0 eine zusätzliche Kraft bzw. Leistung erfordern würde, um das Mah­ len voranzutreiben. In beiden Fällen sind die Elemente nicht für eine Fuß­ bekleidung geeignet. Es ist zu bemerken, daß der Verlustfaktor durch Messung mittels eines dynamischen Scher-Viskoelastometers (hergestellt von Toyo Seiki K.K.) bei 25°C und 5 Hz erfolgt.

Das Fußbekleidungselement gemäß der Erfindung unterliegt hinsichtlich der Konstruktion keiner besonderen Beschränkung. Das Element kann nur aus der oben definierten Polymerzusammensetzung hergestellt wer­ den. Das Element kann eine Schichtstruktur aufweisen, welche durch Kombinieren der Polymerzusammensetzung mit einem herkömmlichen Kunststoff- oder Kautschukmaterial (Polstermaterial), wie Polyurethan, Silikon, Polyethylen, ABS, PP und Nylon, entweder in fester oder expan­ dierter Form, gebildet wird. Ebenso kann die Polymerzusammensetzung mit Metallmaterialien, wie Eisen, Aluminium, Kupfer, Zink und nichtro­ stendem Stahl oder Keramikmaterialien kombiniert werden. Alternativ wird ein Körper aus der Polymerzusammensetzung mit einer Umhüllung aus organischen Materialien, beispielsweise Kautschuk und Elastomeren, wie Urethanharzen, Polyvinylacetat, Silikon, Ethylen-Vinylacetat (EVA)-Copolymeren und Nylon, beschichtet. Das Umhüllungsmaterial kann die Form einer Textilie bzw. eines Stoffs oder einer Haut annehmen. Das Fuß­ bekleidungselement kann ebenso mit Federungselementen, wie pneuma­ tischen Federn und Federstrukturen, typischerweise Metallfedern, kom­ biniert werden.

Das erfindungsgemäße Fußbekleidungselement kann an jeder Position ei­ nes Fußbekleidungsartikels angewandt werden. Das Fußbekleidungsele­ ment kann zu einer beliebigen erwünschten Form ausgestaltet und an je­ der erwünschten Position angeordnet werden. Beispielsweise kann es als Polsterungselement in einer Innensohle, Mittelsohle oder Außensohle ei­ nes Schuhs eingesetzt werden. Falls erwünscht, kann es in Kombination mit dem gleichen oder einem anderen Polsterelement verwendet werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 ist ein Fußbekleidungselement aus der erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzung erläutert, welche in einem Schuh an verschiedenen Positionen angeordnet ist. In diesen schematischen Querschnittsansichten sind ein Schuh 1 mit einer Sohle, einschließlich einer Innensohle 2, einer Mittelsohle 3 und einer Außen­ sohle 4 gezeigt. In Fig. 1 sind Elemente 5 in der Innensohle 2 an den Tritt- bzw. Fersenbereichen angeordnet. In Fig. 2 sind Elemente 5 in der Mittel­ sohle 3 an den Tritt- und Fersenbereichen angeordnet. In Fig. 3 sind um­ hüllte Elemente 5 in der Außensohle 4 an den Zehen- und Fersenbereichen angeordnet. In Fig. 4 sind umhüllte Elemente 5 in Oberleder- bzw. Ring­ besatz-, Zehen-, Fersen- und Knöchelbereichen, wie durch 5A, 5B, 5C bzw. 5D angezeigt, angeordnet.

Wo das erfindungsgemäße Fußbekleidungselement als Polsterelement in der Außensohle verwendet wird, wie in Fig. 3 gezeigt, ist das Element vor­ zugsweise aus einem Körper aus der Polymerzusammensetzung, welche teilweise oder vollständig von einer Umhüllung 6 aus Kautschuk oder Ela­ stomer umgeben ist, zusammengesetzt. Während der Körper aus der Poly­ merzusammensetzung hinsichtlich den Polstereigenschaften verbessert ist, dient die darauf befindliche Umhüllung zur Verringerung des Ausblu­ tens, fügt ein elastisches Element dem Element hinzu, um das Bodenge­ fühl zu verringern und ergänzt oder verstärkt den Körper hinsichtlich ei­ ner erhöhten Abriebbeständigkeit.

Die Umhüllung kann auf mindestens einem Bereich des Körpers aus der Polymerzusammensetzung ausgebildet werden, beispielsweise durch For­ mung des Umhüllungsmaterials zu einem Behälter oder einer Tüte und Gießen der Polymerzusammensetzung in den Behälter oder die Tüte, wahl­ weise gefolgt von der Vulkanisation und dem Vernetzen bzw. Härten. Alter­ nativ wird eine Umhüllungsschicht haftend an eine Vorform der Polymer­ zusammensetzung gebunden. Es ist ebenso möglich, die Polymerzusam­ mensetzung und das Umhüllungsmaterial gleichzeitig zu formen.

Obwohl der Körper aus der Polymerzusammensetzung 5 vollständig von der Umhüllungsschicht 6 bei den gezeigten Ausführungsformen umgeben ist, ist ein Fußbekleidungselement, bei dem ein Körper aus der Polymerzu­ sammensetzung mit der Umhüllung nur über dessen Tritt- und Bodenbe­ reich zur Erhöhung der Abriebbeständigkeit bedeckt ist, annehmbar, wenn es in der Außensohle eingesetzt wird.

Das erfindungsgemäße Fußbekleidungselement, welches die Polymerzu­ sammensetzung umfaßt und Polstereigenschaften aufweist, wird an einer erwünschten Position in einem Schuh angeordnet, beispielsweise durch Formen der Polymerzusammensetzung zu einem Blatt bzw. einer Lage ge­ eigneter Dicke, Ausstanzen oder Schneiden des Blatts zu einem Stück ge­ eigneter Größe und Anordnen des Stücks an der erwünschten Position. Al­ ternativ wird die Polymerzusammensetzung in eine Form erwünschter Ab­ messungen eingegeben, darin geformt und gekühlt, woraufhin das geform­ te Teil an der erwünschten Position angebracht wird. Ebenso kann die Po­ lymerzusammensetzung direkt in einen Hohlraum in einer Sohlenkompo­ nente eingebracht werden, um eine integrale Sohlenkomponente zu bil­ den.

Das erfindungsgemäße Fußbekleidungselement ist in sämtlichen Fußbe­ kleidungsartikeln geeignet, einschließlich Lederschuhen, Synthetikschu­ hen, Sportschuhen und Sandalen. Aufgrund seiner Stoßabsorptionsfähig­ keit ergibt das Fußbekleidungselement einen langlebigen Schuh mit ei­ nem angenehmen Tragegefühl.

Gemäß der Erfindung wird ein Fußbekleidungselement grundsätzlich aus einer Polymerzusammensetzung gebildet, welche in Vermischung ein zu­ sammengesetztes Material (A) aus einem ein niedermolekulargewichtiges Material zurückhaltenden Trägermaterial und ein Polymermaterial (B) umfaßt. Das Element ist ausreichend weich. Es ist ebenso hinsichtlich Elastizität, Verdichtung, Härte und Polsterung für die Fußbekleidungsan­ wendung verbessert. Es kann in Massenfertigung in ökonomisch annehm­ barer Weise hergestellt werden. Es ist weiterhin hinsichtlich der Formbar­ keit und der Wiederverwertungsanwendung verbessert, insbesondere wenn ein thermoplastisches Polymermaterial verwendet wird.

Bei der bevorzugten Ausführungsform, bei der die Polymerzusammenset­ zung teilweise oder insgesamt mit Kautschuk oder Elastomer bedeckt bzw. umhüllt ist, unterdrückt die Umhüllung das Ausbluten der Polymerzu­ sammensetzung, fügt ein elastisches Element zu dem Element hinzu und verringert das Bodengefühl und ergänzt die Abriebbeständigkeit, wenn es in der Außensohle verwendet wird. Insbesondere besitzt der Schuh, wenn die Polymerzusammensetzung mit verbesserter Polsterfähigkeit mit einer Umhüllung versehen und in der Außensohle eines Schuhs verwendet wird, nicht nur Abriebbeständigkeit, welche der Umhüllung zuzuschreiben ist, und Stoßabsorption, welche der Polymerzusammensetzung zuzuschrei­ ben ist, sondern weist ebenso eine gute Ausgewogenheit hinsichtlich Griff, Leichtigkeit, Paßvermögen und Polsterung auf. Solche Schuhe verringern in signifikanter Weise die Last für den Träger, minimieren die Müdigkeit der Füße, Knie und Lenden.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfin­ dung.

Beispiele 1-4

Ein niedermolekulargewichtiges Material und ein Trägermaterial wurden in den in Tabelle 1 gezeigten Mengen mittels eines hochscherenden Spezi­ almischers (T.K. Auto-Homomixer von Tokushu Kiko Kogyo K.K.) unter den in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen gemischt, um ein das niedermole­ kulargewichtige Material zurückhaltendes Verbundmaterial zu erhalten. Das Verbundmaterial wurde unter einem Elektronenmikroskop betrach­ tet, wobei sich eine dreidimensionale kontinuierliche Netzwerk-Gerüst­ struktur zeigt, welche das niedermolekulargewichtige Material ein­ schließt bzw. zurückhält.

Tabelle 1

Anmerkung:
Das aromatische synthetische Öl ist von Nihon Sun Petroleum K.K. als Z-300 erhältlich und besitzt ein Molekulargewicht von 300.
Der Fettsäureester-Weichmacher ist von Daihachi Kagaku K.K. als DIDA erhältlich und besitzt ein Molekulargewicht von 412.
Das Blockcopolymer besteht aus einem Ethylen-Styrol-Randomco­ polymer und Polyethylen/-butylen, erhalten durch Hydrierung eines Blockcopolymeren aus Polybutadien mit einem Butadien/Styrol- Randomcopolymer und besitzt ein Molekulargewicht von 120 000.

Knetbedingungen
Umdrehungszahl
6000 U/min
Scherrate	2,0 × 10⁴ s-1
Mischtemperatur	170°C
Mischzeit	30 min

Als nächstes wurde das das niedermolekulargewichtige Material zurück­ haltende Verbundmaterial mit einem Polymer in den in Tabelle 3 gezeigten Mengen mittels eines Brabender-Mischers unter den in Tabelle 4 gezeigten Bedingungen geknetet, um Polymerzusammensetzungen zu erhalten. Die Polymerzusammensetzungen der Beispiele 1-4 besaßen sämtlich einen Verlustfaktor (tanδ) von 0,1.

Tabelle 3

Knetbedingungen
Umdrehungszahl
40 U/min
Mischtemperatur	45°C
Mischzeit	12 min

Die Polymerzusammensetzungen wurden bewertet, indem diese in die In­ nensohle, Mittelsohle und Außensohle von Schuhen, wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, angeordnet wurden. Wenn die Zusammensetzungen der Bei­ spiele 1 und 2 in der Innensohle, die Zusammensetzung des Beispiels 3 in der Mittelsohle und die Zusammensetzung des Beispiels 4 in der Mittel­ sohle und Außensohle verwendet wurden, waren die Schuhe bestens stoß­ absorbierend gegenüber der Fußsohle und bequem zu tragen, so daß ver­ glichen mit herkömmlichen Schuhen eine minimale Fußermüdung nach langem Gehen verursacht wurde.

Die in Tabelle 3 gezeigten Polymerzusammensetzungen wurden, wie in Ta­ belle 5 gezeigt, mit Umhüllungen beschichtet, um überzogene Fußbeklei­ dungselemente zu bilden, welche in der Außensohle von Schuhen verwen­ det wurden. Zusätzlich zu den obengenannten Vorteilen zeigte sich, daß die Umhüllung ein Ausbluten der Polymerzusammensetzung unterdrück­ te und die Abriebbeständigkeit bzw. Verschleißbeständigkeit erhöhte.

Tabelle 5

Da das erfindungsgemäße Fußbekleidungselement ein Polsterelement aus der Polymerzusammensetzung mit verbesserter Stoßabsorptionsfähigkeit ist, sind Schuhe, welche solche Fußbekleidungselemente darin eingear­ beitet enthalten, bestens stoßabsorbierend und bequem zu tragen und verursachen eine minimale Fußermüdung nach langem Gehen. Die Poly­ merzusammensetzung ist kostengünstig herzustellen. Insbesondere er­ gibt eine Polymerzusammensetzung mit einer Umhüllung aus Kautschuk oder Elastomer ein verbessertes Fußbekleidungselement, das sowohl die Polstereigenschaften der Polymerzusammensetzung als auch das Anti­ ausblutungsverhalten und die Verschleißbeständigkeit der Umhüllung besitzt, wenn es in der Außensohle verwendet wird.

Die Japanischen Patentanmeldungen Nr. 179269/1994 und 80569/1995 werden durch Bezugnahme hierauf eingeschlossen.

Claims (7)

1. Fußbekleidungselement, umfassend eine Polymerzusammenset­ zung, welche

• (A) ein Verbundmaterial, bei dem ein niedermolekulargewichtiges Material in einem Trägermaterial zurückgehalten wird, und
• (B) ein Polymermaterial

beinhaltet, wobei das niedermolekulargewichtige Material eine Viskosität von bis zu 500 Pa·s (5 × 10⁵ cP) bei 100°C aufweist, der Unterschied der Löslichkeitsparameter zwischen dem niedermolekulargewichtigen Mate­ rial und dem Trägermaterial bis zu 3,0 beträgt, das Gewichtsverhältnis des niedermolekulargewichtigen Materials zu dem Trägermaterial mindestens 1 ,0 beträgt, der Unterschied der Löslichkeitsparameter zwischen dem nie­ dermolekulargewichtigen Material und dem Polymermaterial bis zu 4,0 beträgt, und das Gewichtsverhältnis des niedermolekulargewichtigen Ma­ terials zu dem Polymermaterial mindestens 0,5 beträgt.

2. Fußbekleidungselement nach Anspruch 1, wobei das Polymermateri­ al hauptsächlich aus einem wärmehärtbaren Material zusammengesetzt ist.

3. Fußbekleidungselement nach Anspruch 1, wobei das Polymermateri­ al hauptsächlich aus einem thermoplastischen Material zusammenge­ setzt ist.

4. Fußbekleidungselement nach Anspruch 1, umfassend weiterhin eine Umhüllung, welche mindestens einen Teil der Polymerzusammensetzung umgibt.

5. Fußbekleidungselement nach Anspruch 4, wobei die Umhüllung aus einem Kautschuk oder Elastomer gebildet ist.

6. Fußbekleidungselement nach Anspruch 4, welches in einer Außen­ sohle eines Schuhs angeordnet ist.