JP2006289013A - 靴用防滑材および防滑靴底 - Google Patents

Abstract

【課題】水が介在する路面、凍結路面、高硬度路面を歩行するための防滑靴底の長期間使用による強度低下の改良、維持により防滑機能の低下の防止、生産性、生産コスト、及びマーチャンダイジングの観点から改良された防滑靴底の提供。
【解決手段】ポリエステル繊維の周囲に接着剤でセラミックを固着し、この繊維で厚さ１０ｍｍの不織布製シートを製造した靴底防滑材を靴底モールドに乗せ、その上に、天然ゴム：１００質量部、イソプレンラバー：１５０質量部、シリカ：２５質量部、加硫促進剤Ｍ：５．５質量部、加硫促進剤ＴＳ：０．７質量部、ステアリン酸：２．５質量部、酸化亜鉛：１２．５質量部、および硫黄：６質量部から成る靴底用配合物を充填し、常法によりプレスする。
【選択図】なし

Description

本発明は、靴用防滑材および防滑靴底防滑靴底に関する。より詳細に述べると、本発明は、繊維の周囲に所定量のセラミックス粒子を固着させたポリエステル繊維の織布または不織布のシ−トから成る靴底用防滑材及びこのような靴底用防滑材を使用した滑靴底に関する。

雨に濡れた歩道、雪が積もった道路、氷結した道路、或いは舟の甲板、魚市場等濡れた路面を歩く場合、滑らないように、ゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂を主成分とする靴底に防滑機能を持たせる各種の方法が採用されてきた。

最も古典的な方法は、底を厚くして、深いしぼを形成することである。この従来法の場合、雪が深いしぼの溝の中に入り込み、凍結して、防滑効果が低下するという欠点、或いは氷結した道路で防滑効果が低下するという欠点がある。

また、別の従来技術として、靴底にスタッドを埋設する方法がある。この従来技術の場合、雪がない道路や氷結していない舗装道路や鉄板の上を歩く時は、逆に滑りやすいという欠点や、靴全体の質量を増加させるという欠点がある。

さらに、別の従来技術として、靴底の踵部分に鋼鉄製のフォーク形状のアンカーを埋め込み、必要に応じて、フォークが路面を咬むようにした方法がある。この従来技術の場合、靴に常時防滑機能が備わっていないので、煩わしいという欠点がある。

然しながら、「滑る」という物理現象を理論的に考察すると、雨に濡れた歩道、雪が積もった道路、氷結した道路、或いは舟の甲板、魚市場等濡れた路面を歩行する際に使用するゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂を主成分とする靴の底に使用する防滑材が防滑機能を満足に奏功するには、その防滑材に、靴の底と路面との界面の水をよく吸収する性質と、強度を維持するという二律背反する性質を同時に付与しなければならないことが理解される。

一般に、２つの物体が接触したまま相対運動をしようとするとき、または相対運動をしつつあるときには、その界面で、運動を阻止しようとする力が接線方向に働き、このために発生する相対運動に対する抵抗を摩擦という。摩擦は、（１）みかけの接触面積の内部の何点かで真の接触が起き、そこで両面が凝着し、（凝着は塑性変形に伴って起き、その付近一帯が塑性変形する）相対運動が常にその凝着部の剪断などを伴う場合、（２）運動に伴って、片方が相手の面の凹凸を上下する際に、力学的エネルギーの一部が熱として失われる場合、（３）片方の面の凸部が相手の面を掘り起こしてゆく仕事がある場合に発生する。

歩行する場合、ゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂を主成分とする靴の底の面と路面が接触して、路面の凸部が靴の底の面を掘り起こしてゆく仕事をする場合に摩擦が発生し、歩行しても滑らなくなる。逆に、靴の底の面と、路面の堅い面との界面に、靴の底を被うような膜が形成され、路面の凸部が靴の底の面を掘り起こしてゆく仕事ができなくなった場合に、摩擦が発生しなくなり、滑るという現象が発生する。

ゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂を主成分とする靴の底の面と、路面との界面に膜が形成される原因は水である。従って、滑りを防止するには、（イ）靴の底の面と、路面との界面に在る水を迅速に除去して、路面の凸部が靴の底の面を掘り起こしてゆく仕事ができるようにするか、（ロ）靴の底の面の凸部が、路面を掘り起こしてゆく仕事ができるようにすることである。（イ）のためには、靴の底に、迅速に且つ出来るだけ多くの水を吸収する性質を付与することである。（ロ）のためには、靴の底に、路面の硬度よりも高い高度を与え、路面を確実に咬む性質、即ち投錨効果を付与することである。

この滑り理論を考察して、種子の殻、果実の核及び皮革の粉砕物の少なくとも一種をジエン系ゴム１００重量部に対して３〜３０重量部配合したことを特徴とするゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂を主成分とする靴の底用ゴム組成物が提案された（特開平５−１５４００５号公報）。

然しながら、この従来技術の場合、長期間使用する間に、吸水性の種子の殻、果実の核及び皮革の粉砕物が膨潤して、強度が低下し、防滑機能が低下するという欠点がある。

また、この滑り理論を考察して、ゴムおよび／または樹脂１００重量部に対して、クルミ殻またはイネ科の穀物類の殻を平均粒子径１．０ｍｍ以下に粉砕した粉砕物を０．０５重量部以上２．０重量部以下配合する方法が提案された（特許第３２７０３８７号公報）。

然しながら、この従来技術の場合も、長期間使用する間に、吸水性の種子の殻の粉砕物が膨潤して、強度が低下し、防滑機能が低下するという欠点がある。

上述した滑り理論を考察して提案された従来技術の欠点を改良する方法として、本願出願人は、セラミックス粒子の周囲に、籾殻粒子及び／又は果実の核種子粒子を結合させたゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂を主成分とする靴底用防滑材と、この靴底用防滑材の所定量を靴底モールド上に載置し、次いで靴底用ゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂配合物を充填し、プレスすることを含む防滑底を製造する方法を提案して特許出願した（特願２００４−６４７４４号）。この従来技術で使用する有機物質である籾殻とは稲、大麦、小麦、燕麦、粟、ヒエ、きび等穀物の外皮の粉砕物であり、果実の核種子粒子とはアプリコット、桃、クルミ、梅等果実の核種子の粉砕粒子である。

この従来技術は、セラミックスを使用することにより、靴の底に路面の硬度よりも高い高度を与え、路面を確実に咬む性質、即ち投錨効果を付与することができ、靴の底の面の凸部が、路面を掘り起こしてゆく仕事ができるようにしたこと、及び稲、大麦、小麦、燕麦、粟、ヒエ、きび等穀物の外皮の粉砕物或いはアプリコット、桃、クルミ、梅等果実の核種子の粉砕粒子等吸水性粒子を使用することにより、靴の底に、迅速に且つ出来るだけ多くの水を吸収する性質を付与することができるようにしたので、靴の底と路面との界面の水をよく吸収する性質と、強度を維持するという二律背反する性質を同時に付与することができるという点で優れた防滑靴底を提供することができる。

この従来技術は、純技術的には優れた防滑靴底を提供することができるが、生産性、生産コスト、及びマーチャンダイジングの観点から改良の余地がある。
特開平５−１５４００５号公報 特許第３２７０３８７号公報

本発明が解決しようとする課題は、雨に濡れた歩道、雪が積もった道路、氷結した道路、或いは舟の甲板、魚市場等濡れた路面を歩行する際に使用するゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂を主成分とするゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂を主成分とする防滑靴底が、長期間使用する間に膨潤し強度が低下するという欠点を改良し、且つ強度を維持することにより防滑機能の低下を防止すること、並びに生産性、生産コスト、及びマーチャンダイジングの観点から改良された防滑靴底を提供することである。

本発明者は、課題を解決する手段を策定するために、前述した防滑理論、即ち、（イ）靴の底の面と路面との界面に在る水を迅速に除去して、路面の凸部が靴の底の面を掘り起こしてゆく仕事ができるようにするか、（ロ）靴の底の面の凸部が、路面を掘り起こしてゆく仕事ができるようにすることを応用した。

（イ）のために、ポリエステル系繊維製の織布または不織布から成るシートを使用すること、及び（ロ）のためにセラミックス粒子を使用することを検討した。

ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル繊維は、極性基として多量のカルボニル基と分子末端に水酸基とカルボキシル基を有するが、全体としては疎水性が高く、緻密な構造を有しており、ナイロンに次ぐ強度の強さがあり、耐摩耗性、耐久性が高い、弾性力があり、ハリ、コシがあり、比熱、熱伝導率が小さい、繊維自体の抵抗力が強い、耐熱性が高い等の優れた物性を有している。

ポリエステル繊維は、一般には、疎水性が高いとされているが、分子末端に水酸基とカルボキシル基を有するので、完全な疎水性ではなく、ある程度の吸湿性を備えている。従って、雨に濡れた歩道、雪が積もった道路、氷結した道路、或いは舟の甲板、魚市場等濡れた路面を歩行する際に使用するゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂を主成分とする靴の底に使用する防滑材が防滑機能を満足に奏功するには、その防滑材に、靴の底と路面との界面の水をよく吸収する性質と、強度を維持するという二律背反する性質を同時に付与しなければならないとされる、「滑り」の理論面からも、優れた防滑材といえる。

本発明で使用する用語「セラミックス」は、「高温で焼結または溶融して製造された主要構成物質が無機・非金属である固体材料」と定義する。

本発明で使用されるセラミックスの例としては、酸化物セラミックスがある。酸化物セラミックスには、アルミナ（酸化アルミニウム）、アルミネイト、ムライト、亜鉛酸化物、希土類酸化物、クロム酸化物、コバルト酸化物、シリカ、ジルコニア、スズ酸化物、タングステン酸化物、ジルコン酸塩等が例示される。

本発明で使用されるセラミックスの別の例としては、非酸化物セラミックスがある。非酸化物セラミックスには、窒化物（Ｓｉ_３Ｎ_４、ＡｌＮ、ＢＮ、ＴｉＮ等）、炭化物（ＳｉＣ、ＴｉＣ、Ｂ_４Ｃ、ＷＣ等）、硼化物（ＬａＢ_６、ＴｉＢ_２、ＺｒＢ_２等）、硫化物（ＣｄＳ、ＭｏＳ_２等）、けい化物（ＭｏＳｉ_２等）が例示される。

本発明では、さらにセラミックスをマトリックスとするセラミックス複合材料、セラミックス中に繊維を配合することによって強度又は靱性を強化した繊維強化セラミックス、セラミックス中に母材と異なる材質の粒子を分散させて強度又は靱性を強化した粒子分散セラミックス、セラミックスと金属との複合材料であるサ−メットも使用することができる。

本発明で使用される好ましいセラミックスは、酸化物のアルミナと非酸化物である炭化チタンから成る緻密でビッカース硬さが２０００と大きな炭化チタン分散アルミナ、或いはジルコニア微粒子を添加したジルコニア添加アルミナ、部分安定化ジルコニアなどにアルミナを分散させてジルコニアの粒成長を抑制し、強度や靱性を更に改善したアルミナ分散ジルコニア、炭化チタン、炭化タングステン、窒化チタン、硼化チタン、硼化ジルコニウム等である。

本発明で使用するセラミックス粒子は、それ自体が在る程度の吸水性能を有していることが好ましい。そのためには、セラミックス粒子の表面に気孔を形成することが好ましい。気孔は、連続気孔より独立気孔の方が好ましい。ただし、１００％連続気孔、或いは１００％独立気孔の形成は難しく、それぞれが混在している場合が殆どである。気孔を形成するのは、セラミックス製造時に、籾殻や有機繊維を混合して焼成する方法が一般的で、ガラス質が形成されるような温度でこれらがガス化する際、閉気孔をもつ多孔体が製造される。

本発明で使用するセラミックス粒子の平均粒径は６５〜１０００μｍ、好ましくは５００〜１０００μｍである。セラミックス粒子の平均粒径が６５μｍ以下になると、微細な粉体となり、防滑効果が低減するので好ましくない。逆に、セラミックス粒子の平均粒径が１０００μｍ（１ｍｍ）以上になると、ポリエステル系繊維製の織布または不織布から成るシートで加工したシートとの契合力が弱化し、脱落しやすくなるので好ましくない。

本発明の靴底用防滑材は、先ず所定のデニールのその物性を有するポリエステル繊維の周囲に接着剤を利用して所定量のセラミックス粒子を固着させ、この繊維で織布または不織布のシートを製造する。

本発明において、ポリエステル繊維の織布または不織布から成るシ−トの厚さは１〜１０ｍｍの範囲が好ましい。ポリエステル繊維の織布または不織布のから成るシ−トの厚さが、１ｍｍ以下の場合、容易に摩滅しやすく、１０ｍｍ以上になると、履用時の安定性や、過剰物性になり、さらにコストを引き上げるので好ましくない。

本発明において、ポリエステル繊維の織布または不織布から成るシ−トに充填される全セラミックスの量は、シート１ｃｍ^３当たり０．１〜０．２ｇ程度が好ましい。セラミックス粒子の量が、０．１ｇ／ｃｍ^３以下の場合、容易に摩滅し、防滑効果が低減するので好ましくない。逆に、セラミックス粒子の量が、０．２ｇ／ｃｍ^３以上になると、防滑効果の点で過剰物性になり、徒にコストを引き上げることになるので好ましくない。

本発明の防滑靴底は、上述した方法で予め製造した周囲に所定量のセラミックス粒子を固着させたポリエステル繊維で製造した織布または不織布のシートから成る靴底用防滑材を、靴底モールドに載置し、ついで靴底用ゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂配合物を充填し、プレスして製造される。

本発明の防滑靴底に使用する主材は、ゴム又は熱可塑性合成樹脂、或いはゴムと熱可塑性合成樹脂との混合物であり、特段に限定されない。ただし、本発明の防滑靴底に使用する主材としてゴムを使用した場合、比較的柔らかいゴム（硬度４５〜７０）であれば、ゴム配合はあまり関係なく製造できる。

課題を解決する手段

従って、本発明によると、上記課題は次のようにして解決される。
（１）周囲に所定量のセラミックス粒子を固着させたポリエステル繊維の織布または不織布のシ−トから成る靴底用防滑材。

（２）上記（１）において、ポリエステル繊維から成るシ−トの厚さを１〜１０ｍｍとすること。

（３）上記（１）または（２）において、セラミックス粒子の粒径を６５〜１０００μｍとすること。

（４）上記（１）〜（３）のいずれか１項に記載した靴底用防滑材を靴底モールドに載置し、ついで靴底用ゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂配合物を充填し、プレスして製造された防滑靴底。

発明の効果

請求項１に記載した発明により、分子末端に水酸基とカルボキシル基を有し、適度の吸水性を備えており、かつ優れた強度、耐摩耗性、耐久性、弾性力があり、ハリ、コシがあり、比熱、熱伝導率が小さく、繊維自体の抵抗力が強く、耐熱性が高い等の優れた物性を有しているポリエステル繊維性シートと、セラミックス粒子を使用するので、靴の底の面と、路面との界面に在る水を迅速に除去して、路面の凸部が靴の底の面を掘り起こしてゆく仕事ができ、同時に、靴の底の面の凸部が、路面を掘り起こしてゆく仕事ができるので、雨に濡れた歩道、雪が積もった道路、氷結した道路、或いは舟の甲板、魚市場等濡れた路面を歩行する際に、防滑機能を理想的に奏功することができる。

請求項２に記載した発明により、ポリエステル繊維製の織布または不織布製シートの厚さを１〜１０ｍｍとしたので、セラミックス粒子の粒径及び取り込み量も限定されずに防滑効果が奏功され、履用時に安定感をもたせることができる。

請求項３に記載した発明により、セラミックス粒子の粒径を６５〜１０００μｍとしたので、防滑効果が低減することなく、ポリエステル繊維製シートとの契合力が安定し、脱落しない。

請求項４に記載した発明により、分子末端に水酸基とカルボキシル基を有し、適度の吸水性を備えており、かつ優れた強度、耐摩耗性、耐久性、弾性力があり、ハリ、コシがあり、比熱、熱伝導率が小さく、繊維自体の抵抗力が強く、耐熱性が高い等の優れた物性を有しているポリエステル繊維の周囲に予め、セラミック粒子を固着させ、ついで織布または不織布製のシートにするので、靴の底の面と、路面との界面に在る水を迅速に除去して、路面の凸部が靴の底の面を掘り起こしてゆく仕事ができ、同時に、靴の底の面に絶えず露出するセラミック粒子が、路面を掘り起こしてゆく仕事ができるので、雨に濡れた歩道、雪が積もった道路、氷結した道路、或いは舟の甲板、魚市場等濡れた路面を歩行する際に、防滑機能を理想的に発揮する防滑靴底が提供される。

以下、発明を実施するための最良の形態を実施例、試験例を参照して具体的に説明する。

［実施例１］
セラミックス粒子として、昭和電工株式会社製のホワイトモランダム電融白色アルミナを使用した。このセラミックス粒子の見掛け比重は１．７５、吸水率０％、モース硬度９である。標準粒径は、６５μｍである。

このセラミックス粒子を、ポリエステル繊維の周囲に接着剤で固着し、この繊維で厚さ１０ｍｍの不織布製シートを製造し、靴底防滑材とした。

下記の配合で靴底用ゴム配合物を製造した。
成分 質量部
天然ゴム １００
イソプレンラバー １５０
シリカ ２５
加硫促進剤Ｍ ５．５
加硫促進剤ＴＳ ０．７
ステアリン酸 ２．５
酸化亜鉛 １２．５
硫黄 ６

前記の靴底防滑材を、靴底のモールドに載置し、次いで上記のゴム配合物１００ｇを充填し従来法により成形して靴底を製造した。

［効果確認試験例１］
本発明の防滑材入り靴底の鉄板上の防滑性能を、対照１（防滑材無添加ゴム）及び対照２（セラミックス添加ゴム）のそれと比較して表−１に示す。

［効果確認試験例２］
鉄板の上に水を散布して、本発明の防滑材入り靴底の鉄板上の防滑性能を、対照１（防滑材無添加ゴム）及び対照２（セラミックス添加ゴム）のそれと比較して表−２に示す。

雨に濡れた歩道、雪が積もった道路、氷結した道路、或いは舟の甲板、魚市場等濡れた路面を歩行する際に使用するゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂を主成分とするゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂を主成分とする防滑靴底が、長期間使用する間に膨潤し強度が低下するという欠点を改良し、且つ強度を維持することにより防滑機能の低下を防止し、生産性、生産コスト、及びマーチャンダイジングの観点から改良された靴底用防滑材及び防滑靴底を提供し、且つポリエステル繊維製織布および不織布製シ−トおよびセラミック粒子の用途を拡大する。

Claims (4)

1. 周囲に所定量のセラミックス粒子を固着させたポリエステル繊維の織布または不織布のシ−トから成る靴底用防滑材。
2. ポリエステル繊維の織布または不織布から成るシ−トの厚さが１〜１０ｍｍである請求項１に記載の靴底用防滑材。
3. セラミックス粒子の粒径が６５〜１０００μｍである請求項１または２のいずれか１項に記載の靴底用防滑材。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載した靴底用防滑材を靴底モールドに載置し、ついで靴底用ゴム及び／又は熱可塑性合成樹脂配合物を充填し、プレスして製造された防滑靴底。