JP2000502575A - 三次元の成形繊維生成物を含む靴 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 厳しい用途、とくに運動競技に使用するための靴を、半硬質で弾力がある三次元繊維網状組織からつくる。この繊維網状組織は布の平面から隆起する同じ布からできた突起の配列を有する紡織布からつくる。

Description

【発明の詳細な説明】 三次元の成形繊維生成物を含む靴 発明の分野 本発明は概して靴、より具体的には競技用の履物として有用なすぐれた通気性 および緩衝性を有する軽量の靴に関する。 発明の背景 すぐれた競技用履物に対する絶えざる要望がある。競走で起こるような障害、 とくに反復衝撃によって生じる障害から足、膝や他の関節を保護するために良好 な緩衝性が望ましい。発泡体のような緩衝材が公知で、使用されているが、この ようなものは靴の中の空気の移動を拘束し、また断熱材として働き、足に温感を 感じさせて多量の発汗を生じさせる。足の周りの空気の循環を拘束させない材料 が熱および発汗の問題を最小限に止めると期待される。軽量は靴の材料における 別の望ましい属性である。 三次元繊維網状組織は公知の材料である。このものは通常熱硬化性ポリマーま たは低融点熱可塑性樹脂を含浸させた紡織布から得られ、次いで所望の形状に成 形した後熱硬化性樹脂の場合には硬化させる。この材料はほとんどの場合、堅く て軽量構造材料として用いられる。たとえば米国特許第４，６３１，２２１号は ２層の硬質シートの間にサンドイッチした硬質の三次元繊維網状組織を用いる積 層物を記載している。この三次元繊維網状組織は突起が整然と連続し、かつ組織 を堅くする熱硬化性樹脂を含浸させている。米国特許第４，８９０，８７７号は 自動車のドアに用いるためのエネルギー吸収材を記載している。このエネルギー 吸収材は、樹脂を塗布した後整列した突起を形づくった極めて伸縮自在な軽量の 布から作られる。成形後このエネルギー吸収材は網状外観を保持しているように は見えない。 今日にいたるまで公知の三次元繊維網状組織は軽量で通気性はあるが、網状組 織の形が再三再四変化する環境で用いられるだけの融通性を有するようには見え ないし、またエネルギー吸収材として働くだけのレジリエンシー（ｒｅｓｉｌｉ ｅｎｃｙ）を有してもいない。発明の要約 要求の厳しい用途、主に競技に用いるための靴は、半硬質で寸法安定性があり 、かつ可撓性のある三次元繊維網状構造物を利用することによって改良される。 三次元繊維網状組織については後で詳しく述べる。三次元繊維網状組織はカラー ライナーまたは舌革ライナーとして靴の中底に使用することができる。後記する ように繊維網状組織は特定最終用途ごとに繊維および突起の寸法が若干変動する 。本明細書に記載する繊維網状組織は競技用の靴に極めて好都合であるけれども 、ブーツや礼装用靴を含む他の種類の履物にも用いることができる。 これら繊維網状組織は性質を低下させずに繰り返し曲げたり収縮させたりする ことができる。繊維網状組織はすぐれた通気性を有し、また極めて軽量である。 また繊維網状組織は支持体となって靴の緩衝性に寄与する。繊維網状構造物は圧 縮可能であり、また圧縮力を除くと材料は初めの形状に戻る（すなわち構造物は レジリエント（ｒｅｓｉｌｉｅｎｔ）である）。これら繊維網状構造物は、一般 に単一の熱可塑性ポリマーまたはコポリマーもしくはポリマーブレンドもしくは アロイからなり、通常熱硬化性ポリマーを包含しないフィラメントを含む。該網 状組織は、繊維網状組織をつくる紡織布の平面から隆起する多数の突起で構成さ れる。突起は通常突然、基面から隆起する紡織布の部分である。基面の反対側の 反対方向への突起であるくぼみも場合によっては存在することができる。突起お よび任意のくぼみは平織布状外観を保っており、個々のフィラメントが互いに交 差する交点では通常結合していない別個のフィラメントを含む。網状組織を最初 に圧縮するとき連結部が容易に破壊し（すなわち連結部が「強固に結合」してお らず）、その後網状組織がレジリエントになるならば、交点に結合があるかもし れない。突起および任意のくぼみがその高さの５０％まで圧縮された後その形状 を実質的に回復するならばその網状組織は「レジリエント」である。しかし、た とえば突起上部の縁の湾曲部の変化のような突起および任意のくぼみの形状には 僅かな変化があるかもしれない。繊維が相互に交差する点における強固な結合の 密度が増すと、繊維網状構造体および突起はさらに堅くなり、突起はレジリエン ス（ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ）を失う。 正方形の底面と底面よりも面が小さい上面とを有する規則的に離間した突起を 有する三次元繊維網状構造物の例を図１及び２に示す。別の好ましい構造物は、 たとえば図３に示すように同じ大きさおよび形状の先端を切断した円錐である突 起の規則的配列からなる。 紡織布の平織構造ならびに突起および／またはくぼみ内の大きなボイド容積の ために、網状組織が占める空間の量を基準にして網状組織はポリマーと比べて密 度が小さい（一般に約１０％未満、好ましくは約５％未満）。空気や他の流体は 僅かな抵抗で繊維網状構造体内を流れることができる。フィラメントは通常、ポ リ（エチレンテレフタレート）の場合には約１００ｄｐｆに相当する少なくとも 約０．１ｍｍの直径を有するモノフィラメントの形状を呈する。もしも糸の個々 のフィラメントが成形工程中の熱と圧力を受け合体して大きなフィラメントにな ったならば、またさらに繊維網状組織を圧縮するときマルチフィラメント糸が相 互に交差する点で結合を破壊できないほど強固には結合していないならば、繊維 網状組織に用いられるフィラメントをほゞ同じ全直径のマルチフィラメント糸か ら得ることもできる。フィラメントをマルチフィラメント糸から得るときには糸 は混成糸であるかまたは二成分繊維を含有することができる。好ましくはマルチ フィラメント糸は糸状の単一熱可塑性ポリマーからつくる。 靴の上部（すなわちカラーライニングおよび舌革ライナー）の場合には、繊維 網状構造物は靴の中底に用いるものよりも軟らかいことがある。この用途には、 フィラメントは、個々のフィラメントが融合して大きなフィラメントにならなか ったマルチフィラメント糸の個々のフィラメントであることができる。この場合 には、通常個々のフィラメントは少なくとも１ｄｐｆ、好ましくは１６ｄｐｆ以 下のデニールを有するが、ただしさらに大きい剛性が望ましい場合にはフィラメ ントのサイズをさらに大きく（最大約３０ｄｐｆ）することができる。１−１６ ｄｐｆのフィラメントを用いるマルチフィラメント糸束は直径が０．１ｍｍより も大きく、成形した繊維網状組織に靴と足との間に空気循環のための空間を残す のに十分な強度を与える。合体しなかった小さい個々のフィラメントを有するマ ルチフィラメント糸を用いてつくった生成物の突起は、個々のフィラメントを一 緒に保持してフィラメント束を大きな直径を有する単一フィラメントのように挙 動させる樹脂を少量（最大約２５重量％、好ましくは０．１から１０重量％）包 含させることによってさらに堅くすることができる。添加する樹脂は架橋によっ て硬化する、たとえば可撓性熱硬化性樹脂のような接着剤または樹脂であること ができる。 繊維は、約８０℃から約３７５℃の範囲の温度で通常溶融する単一熱可塑性ポ リマーまたはコポリマー（または場合によりポリマーブレンドもしくはポリマー アロイ）からなる。上記のように繊維を混成糸または二成分繊維から誘導しない のが好ましい。ポリマーは好ましくは溶融紡糸法によって繊維にする。三次元繊 維網状組織を作るのに用いることができるポリマーの種類は一般にポリエステル 、ポリアミド、熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマー、ポリ（アリーレ ンスルフィド）、ポリオレフィン、脂肪族−芳香族ポリアミド、ポリアクリレー ト、およびサーモトロピック液晶ポリマーを包含する。とくにポリエステル、お よびポリ（エチレンテレフタレート）が好ましい。 三次元繊維網状構造物は通常、たとえば繊維の延伸工程で起こると思われるよ うな、繊維を永久変形させることが出来るほど高い温度で紡織布を所望の形状に 変形させることによってつくる。その温度は通常ガラス転位点（Ｔｇ）を上回り 、好ましくは融点よりも下に保持する。変形は、高温に於ける機械力の適用を意 味する熱機械法を用いて行われる。機械力は、固相圧力成形、真空ブラダーマッ チプレートモールディング（ｖａｃｕｕｍ ｂｌａｄｄｅｒ ｍａｔｃｈ ｐｌ ａｔｅ ｍｏｌｄｉｎｇ）、深絞り、加熱金型の使用等のような多くの方法を用 いて適用することが出来る。熱と圧力は、紡織布を永久変形させるのに十分な時 間の間適用されるが、フィラメントが合体して成形繊維網状組織が目の粗いネッ ト状構造および弾性を失うような長時間または高温（たとえば融点を十分に上回 る）は適用されない。三次元繊維網状構造物中の個々のフィラメントは依然とし て個々の繊維状外観及び性状の多くを保持している。 マルチフィラメント糸で成形繊維網状組織を作りかつ該繊維を熔融法によって 大きなフィラメントに凝縮させようとしないならば、すでに十分に延伸して配向 させ引張性能を最大にした糸ではなくて部分延伸し、したがって部分配向してい る糸を使用するのが有利であろう。このような糸は通常部分配向糸と呼ばれ、Ｐ ＯＹ、ＬＯＹ、またはＭＯＹのような頭字語で表される。部分配向糸は十分に延 伸した糸よりも容易に三次元成形繊維網状組織に変形される。マルチフィラメン ト糸からつくった三次元成形繊維網状組織はドイツ特許ＤＥ３８０１０２０Ｃ１ および米国特許第５，１５８，８２１号に記載されている。上記のように、これ らのものは最高２５％の樹脂（たとえば接着剤または可撓性熱硬化樹脂）を包含 させることによってさらに堅くすることができる。 靴に使用するための三次元繊維網状構造物をつくるのに用いられる最初の二次 元紡織布はメリヤス、織布、または不織布のような任意の標準的種類の布から選 ばれる。布の種類は必要とする生成網状構造物の種類による。メリヤスは構造物 が繊維の破壊をもたらす個々の繊維の過度の伸びを生じることなく容易に変形さ れるという利点がある。メリヤスはドレープ適性もある。織布はモノフィルのよ うな直径の大きな繊維から容易に生成されるという利点を有する。不織布はレジ リエントな成形繊維網状組織を作りにくくてあまり好ましくない。 図面の簡単な説明 図１は基面２上に「帽子状」の多数の突起３を有する三次元繊維網状構造物１ の一部分を略図で示す。繊維網状組織の目の粗いメッシュ構造が示されている。 これらの図示した帽子状突起は正方形の底面及び正方形の上面を有し、かつ上面 の大きさは底面よりも小さい。 図２は図１の帽子状突起３の１つの拡大図を示し、変形部分に生じる繊維材料 のメッシュ構造の広がりを示す。 図３は先端を切断した円錐形状をなす４つの突起の拡大図を示す。 図４は種々の大きさの突起を有する成形繊維生成物から足底の形に合わせてつ くった靴中底を示す。 発明の詳細な説明 靴の緩衝材としてとくに有用な三次元繊維網状組織は、該網状組織を作る織布 の平面上に多数の突起をつくる。該布の、突起とは反対側に、場合によりくぼみ が存在することもある。硬質三次元繊維網状組織の例およびその製造法が米国特 許第５，３６４，６８６号および同第４，６３１，２２１号にまとめられており 、いずれも参照として本明細書に取り入れてある。本明細書で使用する繊維網状 組 織は硬質でないことに注意されたい。突起及び任意のくぼみは、円錐または先端 を切断した円錐、多角形底面を有するピラミッドまたは先端切断ピラミッド、円 筒形、角柱、球状要素等の形状を取ることができる。突起の頂点または頂面は底 面と平行な平面を形成する。同様にくぼみもあれば、その頂点または頂面は、底 面と平行な平面のような別の表面を形成する。その結果好ましい三次元網状組織 は２つの表面または平面を形成し、１つは突起の頂点によって形成され、他は底 面またはくぼみによって形成される平面もしくは表面によって形成される。さら に、多くの用途において突起および任意のくぼみは均一間隔で一様または繰り返 しパターンで配列する。 然し突起および任意のくぼみのパターンの形状、高さ、大きさ、および間隔は 靴中底またはカラーライナーのような特定用途に合うように修正することができ る。突起の寸法は靴中底に用いるためにヒトの足の形状に合うように変えること ができ、また靴または靴の一部の重量支持能力を増すかまたは減らすように突起 の剛性を変えることができる。突起および／またはくぼみは平面の１つの方向に 沿って長くすることもでき、極端な場合には布の長さまたは幅全体に延ばすこと ができ、その場合には板紙で典型的に見られるように、実際には突起は波形であ る。大部分の靴の用途には非波形構造が好ましい。 突起ならびにくぼみのパターンの大きさ、高さ、形状、および間隔ならびにこ れら寸法の変動は緩衝性および三次元網状組織の「感触」に影響する。網状構造 物における個々の繊維の剛性も三次元網状組織の緩衝性を決定する重要な因子で あり、さらに繊維の剛性はフィラメントの直径およびフィラメントを作る材料（ たとえばポリマー）の種類による。三次元繊維網状組織を用いる大部分の用途で は、フィラメントの直径は約０．１５ｍｍから約０．７ｍｍの範囲にある。靴中 底の場合には、突起は通常高さが３ｍｍから２０ｍｍである。靴中底の間隔（中 心間）は概して約０．５ｃｍから約３ｃｍの範囲にある。 足の裏の下で靴が遭遇する大きな力のために、靴中底に用いられる三次元繊維 網状組織はかなり長い繊維直径（たとえば約０．４ｍｍから約０．７ｍｍ、ある いはさらに大きい）を有するフィラメントを含むことが多い。靴の他の部分（た とえば靴のカラーライナー）にはさらに短い繊維を使用することができる。中底 下の大きい繊維は支持できるほど十分に堅いが、場合によっては堅すぎてそれ自 体緩衝材として快適ではないことがある。あるいはまた、高レベルの快適さと緩 衝性を得るために、複合中底を用いることができ、この場合には足の大部分の支 持構造物として三次元繊維網状組織を使用し、発泡体、エアクッションや他の種 類の高分子緩衝材でつくったクッションを踵や足の親指の付け根のふくらみ(bal l)のようなストレスの大きい場所に挿入または使用する。繊維網状組織は足底全 面にわたりクッションを付加せずに使用することも出来る。 三次元繊維網状組織中のフィラメントは、強化繊維と熱硬化性樹脂のようなマ トリックスポリマーとの複合体よりは、好ましくは実質的に単一の熱可塑性ポリ マーまたはコポリマーからなる。上記の複合体は、たとえば既に硬質網状組織を つくるのに用いられている。ポリマーは難燃剤、紡糸潤滑剤等のような少量の添 加剤を含むことができる。三次元繊維網状組織中に用いることが出来る熱可塑性 ポリマーは通常約８０℃から約３７５℃、好ましくは約１４０℃から約３５０℃ の範囲の融点を有する。概して三次元形成繊維網状組織中に用いられる熱可塑性 ポリマーには次のものがある：（１）炭素原子が２−１０個のアルキレングリコ ールと芳香族二酸とのポリエステル。ポリ（アルキレンテレフタレート）類、と くにポリ（エチレンテレフタレート）およびポリ（ブチレンテレフタレート）が とりわけ好ましい。また、たとえばポリ（エチレンナフタレート）のような２， ６−ナフタレンジカルボン酸とアルキレングリコールとのポリエステルであるポ リ（アルキレンナフタレート）類も好ましい。；（２）熱可塑性コポリエーテル エステルエラストマー類；（３）ポリアミド類、とくに繊維を作るのに通常用い られるナイロン６およびナイロン６６；（４）ポリ（アリーレンスルフィド）類 、とくにポリ（フェニレンスルフィド）；（５）ポリオレフィン類、とくにポリ エチレンおよびポリプロピレン；（６）テレフタル酸と２−メチルー１，５−ペ ンタンジアミンとから誘導されるポリアミド類のような脂肪族芳香族ポリアミド 類；（７）１，４−シクロヘキサンジメタノールとテレフタル酸から誘導される ポリエステル類；および（８）たとえば６−ヒドロキシー２−ナフトエ酸と４− ヒドロキシ安息香酸から誘導されるポリエステル類のようなサーモトロピック液 晶ポリマー。 とくに好ましいポリマーにはポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、熱 可塑性コポリエーテルエステルエラストマー類、ナイロン６およびナイロン６６ 、ポリエチレンおよびポリプロピレンがある。ＰＥＴはほとんどの靴の用途にも っとも好ましい。ＰＥＴはＨｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａ ｔｉｏｎ、Ｓｏｍｅｒｖｉｌｌｅ、ＮＪを含む多くのメーカーから広く市販され ている。ＰＥＴは繊維に紡糸するのに適するほど十分高い分子量をもたなければ ならず；通常少なくとも約０．６ｄｌ／ｇｍの固有粘度（Ｉ．Ｖ．）に相当する 分子量が適当であり、ここでＩ．Ｖ．は２５℃のｏ−クロロフェノール中４％溶 液（重量／容量）の相対粘度を測定することによって求められる。ついで相対粘 度を固有粘度に換算する。ポリプロピレン、ポリエチレン、およびナイロン類も 多くのメーカーから広く市販されている。熱可塑性エラストマーともいう熱可塑 性コポリエーテルエステルエラストマーは、当該技術分野では公知であり実質的 には長鎖エーテルエステル単位と、エステル結合を介して頭−尾結合した短鎖エ ステル単位との多数の繰り返しからなる。ポリテトラヒドロフランとテレフタル 酸との長鎖エーテルエステル単位および１，４−ブタンジオールとテレフタル酸 との短鎖エステル単位からなる熱可塑性コポリエーテルエステルエラストマーが Ｈｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからＲＩＴＥＦＬ Ｅ 突起および任意のくぼみの間隔、大きさ、高さ、および形状、フィラメントの 直径、ならびに布の構成は特定用途に望ましい緩衝性を与えるように選ばれる。 変形の形状は変形させるのに用いる方法による。たとえば、円い穴を有する板に 紡織布を固定し、紡織布が穴に押し込まれるように紡織布と同じ側から円筒形ロ ッドを穴に押し込む変形プロセスでは、紡織布にできる突起は先端を切断した円 錐形状をなし（すなわち突起の底面と上面とがいずれも円い）、円錐上部の直径 は穴から布を押し込むロッドの直径である。同様に、正方形の穴を有する板と正 方形の断面を有するロッドを用いる場合には、突起は「帽子状」になる。 本明細書で述べる繊維網状組織は軽量で、耐久性があり、かつ通気性がある。 この組織は、著しい性質の低下を生じることなく圧縮（好ましくは繰り返して） することができることを意味する弾力があってレジリエントである。繊維の剛性 および突起の大きさによって、該組織は緩衝材、衝撃吸収材、または半硬質支持 体として用いることができる。靴の場合には繊維網状組織は同時にこれらの目的 の一部またはすべてを達成することができる。該組織は通常ＰＥＴのようなただ 一つのポリマーからなるので、使用後他のリサイクル可能なプラスチック（たと えばＰＥＴの場合にはボトル）とともに容易にリサイクルすることができる。 繊維網状組織材料は通常単層として用いられるが、複合体として使用すること もできる。したがって該組織は突起が組み合わさり、底面が外を向くように、対 向して嵌合することができる。あるいはまた、１層の突起が次の層の底面に対向 するか、両層の底面が互いに対向して両突起が両方向に外側を向くか、又は突起 の平らな部分が互いに対向して両底面が互いに外を向くように積み重ねてスペー サーとクッションを厚くすることができる。２層以上の材料は接着または超音波 溶接のような方法で相互に結合させることができる。多層の使用によって厚い繊 維網状組織を得ることができ、また広範囲の緩衝性が得られる。 本明細書に記載される繊維網状組織は上記のように靴の中底、または中底の一 部として靴に用いることができる。繊維網状組織はカラーライナー、すなわち靴 を足にしっかり固定し、また足首および足の上部を保護しかつ支持するために運 動靴の上部に用いられるライナーとして使用することもできる。該網状組織は舌 革ライナー（すなわち靴の舌革のためのライナー）として使用することもできる 。さらに、三次元繊維網状組織は靴中底にいれるインサートまたは中底として足 の重量支持部分の下に用いることができ、この場合には直径の大きな繊維が通常 用いられる。 靴の設計における三次元繊維網状組織の使用を下記の非限定例および図面でさ らに詳細に述べる。これら実施例および上記本文において「中底」という言葉は 靴の外底のすぐ上の靴底の部分を指す。これは商業上内底とも呼ばれ、この２つ の言葉は交換可能なように用いられる。 実施例 実施例１ Ｈｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから得た融点が 溶融紡糸してつぎの性状を有する０．２０ｍｍ（４３５デニール）のモノフィル を得た。繊維の強力はＡＳＴＭ試験法Ｄ−３８２２によって測定して２．８ｇｐ ｄと得られ、破断点伸びは９８％であった。繊維の弾性回復は同じ試験方法によ り、２０％または５０％の伸びで１００サイクル後に測定して１００％と得られ た。モノフィルは８縦目／インチの縦糸および４２横目／インチの横糸を有する 紡織布に編んだ。 熱プレス盤を用いてメリヤスを三次元構造物に成形した。プレス盤は直径３／ ８インチの穴を有する金属盤で、約１６０−２３０℃に加熱した。布を熱盤に９ 秒間押し当て、つぎに直径１／４インチのピンを穴に押し込んだ。これによって 布上に底面の直径が約３／８インチで上面の直径が約１／４インチの頂部を切断 した円錐状の突起が得られた。この突起は高さが約３／１６インチで、正方形の 格子配列に離間され突起間の最短距離（中心間）は約３／４インチであった。 この成形繊維網状組織は柔軟な弾性感触を有し、弾性の低下なしに繰り返し圧 縮することができた。実施例２ Ｈｏｅｃｈｓｔ Ｃｅｌａｎｅｓｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから得た約２０ ストマーを溶融紡糸して８２３デニールのモノフィル（直径約０．２８ｍｍ）を 得た。ＡＳＴＭ試験法Ｄ−３８２２によって測定した結果、繊維の破断点におけ る強力は２．４ｇｐｄで、破断点伸びは８７％であった。繊維の弾性回復は、同 じ方法で測定して２０％伸びまたは５０％伸びで１００サイクル後に１００％で あった。 繊維を実施例１と同じ縦糸および横糸を有する布に編んだ。実施例１のプレス 盤装置を用い実施例１と同じ条件でこの布を三次元網状組織に変形させた。この 成形繊維網状組織も柔軟な弾性感触を有し、弾性の低下なしに繰り返し圧縮する ことができた。実施例３ 紡織布に用いるために製造された市販ＰＥＴを０．１８２ｍｍのモノフィル（ 約３２１デニール）に溶融紡糸した。つぎにこのモノフィルを１インチ当たり １６の縦目と２４の横目を有する平織メリヤスにした。 実施例１に記載したと同様ではあるが、プレス盤に１／４インチの穴を有し、 直径１／８インチの円筒形ピンを有する装置を用いて平らな上面を有する円錐形 突起を生じる三次元網状組織に変形させた。突起の底面及び上面は基盤の穴の直 径およびピンの直径と同じであった。突起は正方形格子配列に並べ、１／２イン チ（中心間）離間させた。突起の高さは約１／４インチであった。突起は、基盤 とピンを２４０℃に加熱し布を約３０秒間穴に押し込んでつくった。この変形し た布は弾力があり、手で下に押すと快適で軽快な感触を示し何度も圧縮した後で もその感触を保った。実施例４ 一連のポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）布試料を、正方形格子に並 べ一様に離間させた穴を有する約２００℃の加熱基盤に該布を２分間押し付けた 後約１８０℃に熱した円筒形ピンを用いて基盤の穴に布を押し込む方法によって 三次元繊維網状組織材料をつくった。ピンは抜き取る前に１５秒間所定の位置（ 加熱した穴から突き出した）に保持したが、ただし試料番号４（下記）の場合に はピンを６００秒間所定の位置に保持した。これによって平らな上面を有し、一 様に離間され、突起の底面が穴の直径を有し、突起の上面がピンの直径を有する 円錐形突起の三次元網状組織が得られた。突起の高さ（試料の厚さ）は、機械力 除去後の収縮によってピンが穴に圧入した深さよりも若干小さかった。メリヤス と織布の両方を試験した。 ポリウレタンフォームやラテックスフォームに用いられる方法の改良法を用い てこれら試料の圧縮試験を行った。各材料の試料をインストロン引張試験機のプ レート間に置いた後０．０２ｐｓｉの予備荷重をかけた。０．０２ｐｓｉで圧縮 したプレート間の距離を試料の厚さと定義した。つぎに各試料を、厚さが０．１ ０−０．２９インチの試料の場合には試験速度０．２インチ／分、厚さが０．３ ０−０．６９インチの試料の場合には試験速度０．５インチ／分、厚さが０．７ ０−１．３９インチの試料の場合には試験速度１．０インチ／分において、２サ イクルで６０％圧縮まで圧縮した。上記２つの予備サイクルは試料の２つ（表１ 中Ｎｏ．４および６）に著しい変化をもたらし、これら２つの試料の場合には予 備サイクル測定値をも報告する。上記予備サイクルの６分後、予備サイクルの場 合と同じ速度で６０％圧縮まで圧縮試験を行った。応力および圧縮率を測定し、 ２５％および５０％圧縮時の応力を測定した。これらの値を、複数の測定値があ る試験の場合にはその平均値とともに表１に記録する。これらの測定値は、圧縮 を増すにつれて応力が増大することを示し、これは緩衝用途に望ましい特性であ る。 上記０．０２ｐｓｉにおいて測定した厚さおよび試料の測定寸法（長さおよび 幅）を基準にして見かけ容積を計算した。これを用いて見かけ密度を計算すると 、０．０１６から０．０６７ｇ／ｃｃにわたった。対照的に中実ＰＥＴは密度が 約１．４ｇ／ｃｃであった。したがって三次元繊維網状組織の見かけ密度は中実 ＰＥＴの密度の約５％よりも小さい（これら実施例では１．１％−４．８％）。 試料のｇ／ｃｃ単位の見かけ密度を表１に示すが、この値は６２．４倍すること によってポンド／立方インチに換算することができる。実施例５ 靴中底内の成形繊維網状組織は図４に示すように人間工学的に足の形に合わせ てつくる。この実施例では先端を切断した円錐である突起は、足の形に従い、ま た足の種々の部分で遭遇する応力によって高さ、形状、直径、および間隔が様々 である。フィラメントの直径も予想される応力の種類によって様々である。図４ に示す繊維網状組織は靴の中底全体を覆い、最大の応力を受ける靴の部分に発泡 体または他の材料でつくったインサートを用いる必要はない。繊維網状組織は型 の半分が加熱された円筒形ロッドを有し、型の他の半分が円い穴を有する型の中 で作ることができる。加熱されたロッドは布を型の他の半分の穴に押し込んで、 変形した靴中底をつくる。実施例６ 緩衝構造物の一部として発泡体を包含する靴中底をつくることができる。たと えば、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）発泡体片を靴底の形につくる。三次元繊 維網状組織の圧縮物と直径が同じである穴を全域にわたって有するように発泡体 片を打抜く。発泡体片は、隣接する穴と接続するチャンネルを下面に切り込んで いる。靴底の形を呈し、発泡体片のチャンネルおよび穴のパターンに適合する繊 維網状組織の適合片をつくる。突起は発泡体の穴に嵌合し、突起の上面は発泡体 片の上面と同じ高さである。繊維網状組織は、突起を相互に連結し発泡体片のチ ャンネルに嵌合する細長いチャンネルをも有する。 繊維網状組織および発泡体片を靴底の内に入れ、繊維網状組織は底に置き突起 は上に向ける。発泡体片を繊維網状組織の上に置き、繊維網状組織の突起および チャンネルを発泡体の穴およびチャンネルに嵌合させる。ライナーは発泡体片の 上部に入れる。靴の使用者の足はライナー上面に置かれる。ライナーは足から水 分を運び去る材料でできている。この設計は、突起を相互に接続するチャンネル の網状組織によって靴底における空気循環および水分除去を生じさせる。 繊維網状組織は前記のような熱機械法によって型の中でつくる。型の半分は直 径が１／２″で高さが１／２″の上方に突出するピンを有する。隣接ピンに接続 する金属隆起部は突起を接続し、高さが１／８″幅が１／２″で、両面に関し頂 部から１／３２″に４５°の面を有するチャンネルを作るのに用いられる。型の 他の半分は、直径が３／４″の穴および隣接ピン間の金属片に対応する穴の間に チャンネルを有する。この型は、平らな紡織布片を布のガラス転移点よりも高い 温度に加熱すると前記の突起及びチャンネルのパターンを生じる。 この実施例における突起は、発泡体ライナーが均一の厚さを有するので、すべ て同じ高さであることに注意されたい。発泡体と三次元繊維生成物との組合せが 足底の外形に従うように、発泡体ライナーの厚さおよび突起の高さを外形に合わ せて作ることができる。実施例７ 靴中底の設計は実施例５および６に記載した繊維網状組織を用い、踵や足の親 指の付け根のような高衝撃部に発泡体のインサートを入れるという改良をさらに 加える。繊維網状組織を切り落として、発泡体のインサートが入る部位を平らに する（すなわち突出がない）。実施例８ 足底の形状に合う突起パターンを有する発泡体クッションをつくることもでき る。さらに、このクッションを三次元繊維網状組織で補強することができる。た とえば、図４に示した成形繊維網状組織とほぼ同様に足底の形状に従う突起のパ ターンを有するＥＶＡ発泡体片を成形する。突起の同じ整合パターンを有する成 形繊維網状組織片をつくって発泡体片の上に置く。ＥＶＡ発泡体の突起は繊維網 状組織内にとどまり、繊維網状組織が発泡体の突起を補強して、使用中剥ぎ取ら れるのを防ぐ構造物を生じる。この構造を有する靴中底は高衝撃部位（足の親指 の付け根および踵）において発泡体インサートを利用することもできる。実施例９ 繊維網状組織は電熱靴をつくるのにも有用である。靴の内底に電池式ヒーター を入れる。靴底および靴底上またはその上部にあるヒーター上に繊維網状組織を 置く。繊維網状組織の中底は発熱体と足底との間のスペーサーとして働く。これ によって発熱体と足との間に隙間ができる。この隙間は、空気の循環および発熱 体を隙間のない足底近くに置く場合よりもはるかに足の加熱を可能にする。この 設計ではホットスポットもコールドスポットもない。したがって加熱靴はなおさ ら快適である。実施例１０ 繊維網状組織は靴の上部／カラー部のライニング材料として用いることもでき る。繊維網状組織は足と足首と靴上部との間のスペーサーとして働き、空気を循 環させかつ汗を蒸発させる。この用途に現在もっともしばしば用いられる材料は 発泡体であって、足を暖かくしまた湿らせる。 たとえば、ハイキングブーツや他の種類の履物はブーツの上部を成形繊維網状 組織でライニングするデザインを用いることが出来る。ブーツの中底は、足底を 含めて足首と足の周りの空気を完全に循環させるために実施例６に記載したチャ ンネルをつけた中底を利用する。繊維網状組織ライニングは快適さを増すために 比較的小さくて軟らかな突起を有する。靴またはブーツ上部の突起の堅さまたは 軟らかさは、足の重量で圧縮したり緩めたりし、それによって足をマッサージす るように調節することができる。 靴及びブーツには着脱可能な上部ライナーを使用することもできる。着脱可能 なライナーは比較的小さくて軟らかい突起を有する布を利用する。このライナー は快適で通気性があり、寒い天候にはすぐれた断熱性を示す。これは洗濯するこ ともできる。 上記の実施例は種々の靴の設計における成形繊維網状組織の利用を説明する。 これらは、軟らかさを増し、水分を吸収し、または他の理由から包含させること ができる補助発泡体や布層のような使用可能な種々の他の物質層をすべて含んで いない。繊維や他の材料の配列における多くの変更も容易に考えられる。靴中底 の不可欠な部分として（たとえば衝撃の吸収を高める為に）用いられる発泡体層 はＥＶＡ以外の材料、たとえばポリウレタン、ラテックス、またはゴムでつくる ことができる。 これらの実施例は例示するにすぎず、当業者には多くの変化が容易に明らかで あろう。上記の態様および実施例は本発明の範囲を限定するものと考えてはなら ない。（１）メリヤスは約１７縦目／インチおよび約３８横目／インチの平織りのジャ ージー布である。織布の場合には、単位は糸数／インチで示す。 （２）０．０２ｐｓｉにおいて （３）突起上面の直径×突起底面の直径×間隔（中心間）、単位インチ （４）予備サイクルは荷重曲線の特性を著しく変える。試験試料＃１および＃２ は予備サイクルを行って実施した。試験試料＃３は予備サイクルを行わずに実施 した。 （５）予備サイクルは荷重曲線の特性を著しく変える。試験試料＃１は予備サイ クルを行って実施した。試験試料＃２は予備サイクルを行わずに実施した。

【手続補正書】 【提出日】１９９８年６月２３日（１９９８．６．２３） 【補正内容】 請求の範囲 １．紡織布を含む靴であって、該紡織布が前記紡織布の平面から隆起する前記 紡織布からなる多数の突起を有し、前記紡織布が熱可塑性フィラメントを含み、 前記熱可塑性フィラメントが少なくとも０．１ｍｍの直径を有し、 前記突起はレジリエントであり、その初めの高さの５０％まで圧縮された後実 質的にその初めの形状に戻る靴。 ２．前記突起が先端または平らな上面を有し、前記先端または平らな上面が表 面を形成する請求項１記載の靴。 ３．前記熱可塑性フィラメントが実質的に熱可塑性ポリマーまたはコポリマー からなり、かつモノフィルである請求項１又は２に記載の靴。 ４．前記紡織布中の前記フィラメントが交点で相互に交差し、なおかつ前記交 点における前記フィラメントが相互に結合していない請求項１、２又は３に記載 の靴。 ５．前記繊維網状組織の見かけ密度が前記熱可塑性フィラメントの密度の約１ ０％よりも小さい請求項１〜４の何れかに記載の靴。 ６．前記熱可塑性ポリマーまたはコポリマーが約８０℃から約３７５℃の範囲 の融点を有する請求項３に記載の靴。 ７．前記熱可塑性ポリマーまたはコポリマーがポリエステル、ポリアミド、熱 可塑性コポリエーテルエステルエラストマー、ポリ（アリーレンスルフィド）、 ポリオレフィン、脂肪族−芳香族ポリアミド、ポリアクリレート、およびサーモ トロピック液晶ポリマーからなる群から選ばれる請求項３に記載の靴。 ８．前記熱可塑性ポリマーがポリ（エチレンテレフタレート）、ポリプロピレ ン、ポリエチレン、ナイロン６、およびナイロン６６からなる群から選ばれる請 求項３に記載の靴。 ９．前記紡織布がくぼみをも含み、前記くぼみが先端または平らな上面を有し 、さらに前記先端または平らな上面が表面を形成する請求項２に記載の靴。 １０．前記フィラメントが約０．１５ｍｍから約０．７ｍｍの範囲の直径を有 する請求項１〜９の何れかに記載の靴。 １１．前記紡織布が該中底、該カラーライニング、および該舌革ライニングか らなる群から選ばれる該靴の１つ以上の部分に含まれる請求項１〜１０のいずれ に記載の靴。 １２．請求項１記載の該紡織布を含む靴中底。 １３．前記熱可塑性フィラメントが、実質的に熱可塑性ポリマーまたはコポリ マーからなり、かつモノフィルである請求項１２に記載の中底。 １４．前記熱可塑性フィラメントが約０．４ｍｍから約０．７ｍｍの範囲の直 径を有する請求項１３に記載の中底。 １５．前記突起の高さが約３ｍｍから約２０ｍｍにわたり、かつ該足の底の形 状に従う請求項１３又は１４に記載の中底。 １６．前記突起の該中心間の該間隔が約０．５ｃｍから約３ｃｍの範囲にある 請求項１３、１４又は１５に記載の中底。 １７．前記中底が、高衝撃を受ける該足の領域に１つ以上のクッションをさら に含む請求項１２〜１６の何れかに記載の中底。 １８．前記クッションが、エチレンー酢酸ビニルコポリマー、ポリウレタン、 ラテックス、ゴム、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる高分子発泡体 からなる請求項１７記載の中底。 １９．請求項１２〜１８の何れかに記載の該中底および前記中底内のヒーター を含む加熱靴。 ２０．紡織布を含む靴の該舌革またはカラーのライニングに用いるためのライ ニング材料であって、該紡織布が前記紡織布の平面から隆起する前記紡織布から なる多数の突起を有し、前記紡織布が実質的に熱可塑性ポリマーまたはコポリマ ーからなる熱可塑性フィラメントを含むライニング材料。 ２１．前記熱可塑性フィラメントが約１から約１６ｄｐｆのデニールを有し、 かつ場合により最高２５重量％の接着剤または熱硬化性樹脂をも含むマルチフィ ラメント糸中に包含される請求項２０に記載のライニング材料。 ２２．前記熱可塑性フィラメントがポリ（エチレンテレフタレート）を含む請 求項２０又は２１に記載のライニング材料。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 31:50 (72)発明者 ナゲル，ジョン アメリカ合衆国ニュージャージー州07060, ノース・プレインフィールド，ロック・ア ベニュー 1275，アパートメント ケイケ イ６ (72)発明者 クラーク，グレゴリー・エム アメリカ合衆国コネチカット州06883，ウ ェストン，ニュートン・ターンパイク 245 (72)発明者 ハース，ジョセフ・エス・ダブリュー アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 28209，シャーロット，パーク・ロード 3615 (72)発明者 オークリー，エザリッジ・オー，ジュニア ー アメリカ合衆国ノース・カロライナ州 28105，マシューズ，クェイル・リッジ・ レーン 3409

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．紡織布を含む靴であって、該紡織布が前記紡織布の平面から隆起する前記 紡織布からなる多数の突起を有し、前記紡織布が熱可塑性フィラメントを含む靴 。 ２．前記突起はレジリエントであり、その初めの高さの５０％まで圧縮された 後実質的にその初めの形状に戻る請求項１記載の靴。 ３．前記突起が先端または平らな上面を有し、前記先端または平らな上面が表 面を形成する請求項１記載の靴。 ４．前記熱可塑性フィラメントが少なくとも０．１ｍｍの直径を有する請求項 １記載の靴。 ５．前記熱可塑性フィラメントが実質的に熱可塑性ポリマーまたはコポリマー からなり、かつモノフィルである請求項４記載の靴。 ６．前記紡織布中の前記フィラメントが交点で相互に交差し、なおかつ前記交 点における前記フィラメントが相互に結合していない請求項１記載の靴。 ７．前記繊維網状組織の見かけ密度が前記熱可塑性フィラメントの密度の約１ ０％よりも小さい請求項１記載の靴。 ８．前記熱可塑性ポリマーまたはコポリマーが約８０℃から約３７５℃の範囲 の融点を有する請求項５記載の靴。 ９．前記熱可塑性ポリマーまたはコポリマーがポリエステル、ポリアミド、熱 可塑性コポリエーテルエステルエラストマー、ポリ（アリーレンスルフィド）、 ポリオレフィン、脂肪族−芳香族ポリアミド、ポリアクリレート、およびサーモ トロピック液晶ポリマーからなる群から選ばれる請求項５記載の靴。 １０．前記熱可塑性ポリマーがポリ（エチレンテレフタレート）、ポリプロピ レン、ポリエチレン、ナイロン６、およびナイロン６６からなる群から選ばれる 請求項５記載の靴。 １１．前記紡織布がくぼみをも含み、前記くぼみが先端または平らな上面を有 し、さらに前記先端または平らな上面が表面を形成する請求項３記載の靴。 １２．前記フィラメントが約０．１５ｍｍから約０．７ｍｍの範囲の直径を有 する請求項１記載の靴。 １３．前記靴の該中底が前記紡織布を含む請求項１記載の靴。 １４．前記靴の該カラーライニングが前記紡織布を含む請求項１記載の靴。 １５．前記靴の該舌革ライニングが前記紡織布を含む請求項１記載の靴。 １６．紡織布を含む靴中底であって、該紡織布が、前記紡織布の平面から隆起 する前記紡織布からなる多数の突起を有し、前記紡織布が少なくとも０．１ｍｍ の直径を有する熱可塑性フィラメントを含む靴中底。 １７．前記熱可塑性フィラメントが実質的に熱可塑性ポリマーまたはコポリマ ーからなり、かつモノフィルである請求項１６記載の中底。 １８．前記熱可塑性フィラメントが約０．４ｍｍから約０．７ｍｍの範囲の直 径を有する請求項１７記載の中底。 １９．前記突起の高さが約３ｍｍから約２０ｍｍにわたり、かつ該足の底の形 状に従う請求項１７記載の中底。 ２０．前記突起の中心間の間隔が約０．５ｃｍから約３ｃｍの範囲にある請求 項１７記載の中底。 ２１．前記中底が高衝撃を受ける足の領域に１つ以上のクッションをさらに含 む請求項１６記載の中底。 ２２．前記クッションが、エチレンー酢酸ビニルコポリマー、ポリウレタン、 ラテックス、ゴム、およびこれらの混合物からなる群から選ばれる高分子発泡体 からなる請求項２１記載の中底。 ２３．請求項１６記載の該中底および前記中底内のヒーターを含む加熱靴。 ２４．紡織布を含む靴の該舌革またはカラーのライニングに使用するためのラ イニング材料であって、該紡織布が前記紡織布の平面から隆起する前記紡織布か らなる多数の突起を有し、前記紡織布が熱可塑性フィラメントを含むライニング 材料。 ２５．前記熱可塑性フィラメントが実質的に熱可塑性ポリマーまたはコポリマ ーからなる請求項２４記載のライニング材料。 ２６．前記熱可塑性フィラメントが約１から約１６ｄｐｆのデニールを有し、 かつ場合により最高２５重量％の接着剤または熱硬化性樹脂をも含むマルチフィ ラメント糸中に包含される請求項２４記載のライニング材料。 ２７．前記熱可塑性フィラメントがポリ（エチレンテレフタレート）を含む請 求項２６記載のライニング材料。