JP2018507041A - 熱的快適性に優れた靴 - Google Patents

Abstract

熱的快適性に優れた靴又は長靴（１）であって：相変化マイクロカプセルを有するメモリーフォーム層（２２）を後部カウンター（７）及び前部つま先端に備えるアッパー（２）と；相変化マイクロカプセルが含浸したインナーライニング及びインソール（１３）と； ソール（３）に設けられ、有孔インソール部材（１４）により靴内部から分離され、相変化マイクロカプセルが充填される貯蔵部（４０）とを備え、当該相変化マイクロカプセルは固化温度が１８°Ｃから２３°Ｃ、融解温度が２４°Ｃから３２°Ｃである靴又は長靴（１）。【選択図】 図２

Description

本発明は、詳細には靴又は長靴である熱的快適性に優れた靴であって、一般に、足を受けるよう構成されるアッパーと、その間に接合されるソールと、前記アッパーの内部区画内に設けられる足底ソールとを備え；前記アッパーは前部つま先端と、後部カウンターと、補強布からなるインターライニングを備えるクオーターとを備え；前記ソールは前部台座部と、ヒールとを備える靴に関する。

本発明による靴は、所定の温度において液体及び固体間で双方向に相変化する材料を備えるマイクロカプセルを備える。マイクロカプセルの目的は、相変化が完了するまで、即ち所定の時間中、外部温度が急激に変化したとしても、相変化温度に略対応して足を一定の温度環境に保持することである。

本発明による靴は特に、普通に暖められた環境から外出し、足が熱的衝撃を受ける危険性がある寒冷気候のために考案された。

相変化材料（Ｐｈａｓｅ Ｃｈａｎｇｅ Ｍａｔｅｒｉａｌ：ＰＣＭ）下部において、自身の温度を一定に保持して大容量のエネルギを貯蔵するために、流入するエネルギ流を吸収するために相転移の現象を活用して潜熱を蓄積する材料が重要となる。前記ＰＣＭは転移温度より低い温度では固体であり、温度が上昇し材料毎に異なる所定の閾値を超えると、身体活動により過熱した身体から放出される熱を蓄積することにより液化する（液化潜熱）。同様に、温度が低下すると前記材料は固化し、放熱する（固化潜熱）。

これら熱調整材料は、最新技術による衣服及び靴をデザインする際の新規な技術的解決策を提供する興味深い装置であって、内部ピーク温度を低下させることにより環境温度の変動及び人体の消費エネルギを軽減して、健康的な熱的条件を保持する。

衣服及び靴の製造で使用するためにＰＣＭに求められる条件は以下の通りである：
・人間の健康に適合する融解温度及び凍結温度；
・高相転移熱（液化／固化）；
・無毒で腐食及び吸湿しない。

今日、最新技術の衣服に使用するために、上記のような特性を持つものとして最も実験されているＰＣＭは、油精製又は重合の副生成物として得られるパラフィン系有機化合物及び炭化水素である。

上記の材料は封入装置と共に用いられ、最も使用されているのはマクロ及びマイクロカプセル充填である。本発明は特に、容易にフォーム又は樹脂と混合でき、多孔質組織又は材料に含浸させることもできるため、マイクロカプセルに注目している。

最新技術において、マイクロカプセルを靴と組合せて使用することが複数の文献に記載されている。一般に、それらマイクロカプセルは靴及び運動用の長靴で使用されているが、性能に優れていても靴の外観は向上していない。

上記の目的のため、マイクロカプセルを靴業界で使用した一例である特許文献１はマイクロカプセルで強化したソールに関連する；

１９９８年の特許文献２（ゲートウェイ・テクノロジーズ社）はマイクロカプセル含有フォームに関し；２００３年の特許文献３は組織コーティング用のマイクロカプセル含有組成に関する。

一方、特許文献４は前部に相変化材料を備える所定のソールを備える靴を開示しており；当該靴は内部小ソールを有するソールと、タンを有するアッパーとを備えるタイプの靴である：前記小ソールは第１の相転移マイクロカプセルを含む第１の重合材料を備え、前記アッパーは第２の相転移マイクロカプセルを含む第２の重合材料を備え、前記２種類のマイクロカプセルは異なる転移温度を有する。

特許文献５には相変化マイクロカプセルの靴への塗布が記載されており、特許文献６は女性靴に対して、薄板材料からなる内部小ソール内に相変化粒子からなるフィラーを用いて熱調節層を設ける変更例に関する。

米国特許第５４９９４６０号明細書 国際公開第１９９８／４６６６９号 米国特許６６６０６６７号明細書 米国特許６８９２４７８号明細書 国際公開第２０１１／０２７０１５号 国際公開第２００５／０２０７３５号

しかしながら、上記した靴の例はそれぞれの美的特性を活用できておらず、したがって靴自体の従来形状を乱すことなく、着用時に、例えば寒冷地及び山岳地でしばしば発生するような０°Ｃより大幅に低い温度の冬期気候から過熱した屋内環境へと熱的に大きな衝撃を受けた際に、真の快適性を提供することが求められている。

許容できる快適性を提供するために鍵となる要素は転移期間であるが、更に許容範囲の温度に常に保持される転移温度が足に提供されるよう、靴部材及び足が完全に接着していることも大切な要素である。

本発明の目的は、従来の技術について上記した問題を解決できる靴を提供することである。

上記の目的は上述した靴により達成され、前記靴において、前記足底小ソールは前側において前記ソールの前部において貯蔵部が得られる厚さの孔部を有し：
前記アッパーは、前記後部カウンター及び前記前部つま先端において、相変化マイクロカプセルを備えるメモリーフォーム層を有し；
前記インナーライニング及び前記小ソールは相変化マイクロカプセルを含浸し；
前記貯蔵部には相変化マイクロカプセルが充填され、
前記相変化マイクロカプセルは固化温度が１８°Ｃから２３°Ｃまで、融解温度が２４°Ｃから３２°Ｃまでであることを特徴とする。

上述した本発明に係る熱的快適性に優れた靴によれば、高温および低温を行き来する際に足の各部位において可能な限り最高の条件を提供することにより、快適温度を長時間保持することができる。

添付の図面を参照して本発明を単に実施例として説明するが、それにより本発明はいかなる限定も受けないものとする：

本発明に係る靴の上面図である。 図１記載の靴の側面の部分断面図である。 図１記載の靴内部の断面図である。 図３の拡大詳細図である。 ソールアセンブリの斜視図である。 ソールアセンブリの斜視図である。 ソールアセンブリの斜視図である。

上述の靴を参照して、メモリーフォーム下部に設けられる、一般にその粘度及び密度を増加させる化学製品を添加したポリウレタンが重要である。当該ポリウレタンは、粘弾性ポリウレタン発泡材料又は低反発ポリウレタンフォーム（Ｌｏｗ Ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ Ｆｏａｍ：ＬＲＰｕ）と定義されることも多い。高密度メモリーフォームゴムは体温に反応して軟化し、数分で体に合わせて成形される。低密度メモリーフォームは圧力に反応しやすく、押圧されると即座に身体形状に適応し、圧力が除去されると元の形状に復帰する。

前記アッパーは一般に、動物の皮をなめし後に防腐加工して得られる皮革からなる。使用中の言語において皮又は獣皮とも呼ばれる皮革は耐久性が非常に高く、特に衛生的特性から特に靴の製造に適切であり、水分の蒸発を促進し、それにより靴内部に湿気が溜まることが原因で発生する菌類やかびの繁殖、その他皮膚及び足の疾患を防止する。コラーゲン繊維を立体的に組合せて構成される特定の皮革構造により、皮革は更に断熱性を有し、特に冬期において有益である。

動物由来の皮革の他に、皮革を模した視覚的に類似の代替材料が存在するが、それらは本革の特定構造が備えるその他機能的・性質的特性を有さない。

図を参照して、全体を１として示す靴は手作業で製造しても良い。

前記靴はアッパー ２と、その間に接合されるソール３とを備える。前記靴１の内部は、前記アッパー２内の部分内に配置される足底小ソール１３を受けて、足を受けるよう構成される。

前記アッパー２は前部つま先端４と、後部カウンター７と、補強布からなるインナーライニングを備えるクオーター６とを有する。

一方、前記ソール３は前部台座部と、前記ソール２の踵骨に対応する後部９に結合されるヒール８とを有する。

前側の前記足底小ソール１３は前記ソール２の前記前部において、相変化マイクロカプセル層４１が充填される貯蔵部４０（図６）が得られる厚さの孔部１４を有する。

前記後部カウンター７及び前記前部つま先端４における前記アッパー２は、前記層４１と同種の相変化マイクロカプセルを適切な混合で含むメモリーフォーム層２２を有する。

詳細には、前記カウンター７は外層２０と、インナーライニング２３と、その間に挿入される前記フォーム層２２とを有し、前記外層２０の前記フォームに面する面２１にもマイクロカプセルが含浸した樹脂層が塗布される。

前記靴１は更に、紐１１と、複合構造からなるタン１０とを備える：前記複合構造は外層２７と、その内部に塗布されるマイクロカプセル内部沈着２６と、ライニング２４と、その上に設けられるフォーム層２５とを有する。

更に、前記アッパー２の厚さ３０は、例えば皮革からなる外層３１と、ライニング３３と、その間に挿入されるマイクロカプセル層３２とを備える。

前記ソール１３も、詳細にはその後部において相変化マイクロカプセルが含浸している。

上述の通り、前記相変化マイクロカプセルは１８°Ｃから２３°Ｃの固化温度、及び２４°Ｃから３２°Ｃの融解温度を有する。

実施例−材料及び方法
相変化マイクロカプセル（Ｐｈａｓｅ Ｃｈａｎｇｅ Ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅ：ｍｉｃｒｏＰＣＭ）充填組織からなるインサートの実装
パーケール綿からなる布製支持部材：
寸法＝２０５±１ｍｍ×４３５±１ｍｍ×０．２０±０．０１ｍｍ；
重量 １１．９５±０．０１ｇ。
ｍｉｃｒｏＰＣＭをパーケール綿に固定するために使われた結合剤：
ＣＲＬＥＭ ＲＰ６００５、乾燥比率高含有＝６０％のアクリル樹脂
蒸留水１００ｇに対して希釈率１５ｍｇのアクリル。
相変化マイクロカプセル（ｍｉｃｒｏＰＣＭ）：
マイクロテック・ラボラトリー社製ｍｉｃｒｏＰＣＭ「ＭＰＣＭ ２８Ｄ」（Ｄ：乾燥粉末）；
融点 ２８°Ｃ；
凝固点 １８°Ｃ；
マイクロカプセルの含有材料：ｎ−オクタデカン アクリル結合剤に分散されるｍｉｃｒｏＰＣＭの比率は結合剤の乾燥比率に対して３００重量パーセント。

組織からなるインサートの作成。
重量１１．９５±０．０１ｇのパーケール布（綿１００％）からなる支持部材上に、圧縮空気式スプレーガンにより、（アクリル分散体ＡＣＲＩＬＥＭ ＲＰ６００５系）溶液１５０ｇを噴霧した。

布の両面において前記溶液を複数代継代（各側２代）で分布させた。前記溶液は以下の組成を有する：

アクリル溶液の各継代処理後、処理工程が行われるよう、被処理布を１４０°Ｃの加熱器内に約１０分間放置した。

噴霧工程後の被処理組織の最終重量は３０．８５±０．０１ｇ、約７、及び厚さ０．５００±０．０１ｍｍとなった。

アッパーの切断に使われた小さいボール紙試料を用いて、被処理組織から各々表面積約１１３ｃｍ２から２０２ｃｍ２、厚さ約０．５００±０．０１ｍｍのインサート２個を得た。

前記インサートを靴プロトタイプの前記ライニング及び前記アッパー間に配置した。

前記アッパー及びライニング表面への相変化マイクロカプセル（ｍｉｃｒｏＰＣＭ）塗布。
アッパー用皮革：カーフ・タッセル（フォスター社製）、植物なめし。
ライニング用皮革：クロムなめしラム革。
ｍｉｃｒｏＰＣＭ充填仕上げ溶液：
・Ｃｏｍｐａｃｔ Ｂａｙｇｅｎ ＡＰ２：助剤を用いてポリウレタン及びアクリル分散体を作成、皮革のシボ軽減に用いられる。
・Ｂａｙｓｉｎ ＬＮ：皮革の仕上げ工程で使用される水溶液の粘度を調整するための助剤。
・Ｂａｙｄｅｒｍ ｐｒｉｍｅｒ ＡＰＲＩ：皮革の仕上げ工程で使用されるポリウレタン溶液。
・希釈水。
・ｍｉｃｒｏＰＣＭ ＭＰＣＭ ２８Ｄ。

ｍｉｃｒｏＰＣＭ添加の前記アッパー及びライニング実装に用いられる皮革の作成
ｍｉｃｒｏＰＣＭであるＭＰＣＭ ２８Ｄを含む前記アッパー及び前記ライニングを実装するために用いられる皮革を、ローラー・コーティングによるコーティング工程により付加した。

皮革に塗布されたｍｉｃｒｏＰＣＭ含有分散体は以下の組成を有する：

アッパー及びライニング用皮革の表面上に、コーティングによるコーティング工程により沈着した膜の膜厚は約０．０８±０．０１ｍｍであり、２種類の皮革の厚さは約０．５４±０．０１ｍｍである。

ｍｉｃｒｏＰＣＭ添加皮革から、前記アッパー及び前記ライニング用パネルを実作した。

靴プロトタイプの平台部におけるｍｉｃｒｏＰＣＭ貯蔵部の作成
元の重量約５３．０１ｇのエチレン酢酸ビニールからなる平台部からポリマー約１２．４４を除去し、接着剤とｍｉｃｒｏＰＣＭの混合物を注入可能な空洞部を設けた。前記空洞部を備える前記平台部（平台部の最終重量４０．５７ｇ）において、ｍｉｃｒｏＰＣＭ充填４９．８９％のラテックス系接着剤約３４ｇを２回に分けて塗布した。各塗布作業後、前記混合物を２４時間乾燥させた。

接着剤に含まれるｍｉｃｒｏＰＣＭの分量は、粘着剤の乾燥比率（６０％）に対して濃度３００％となるよう、粘着剤の乾燥比率に対して決定された。

混合物乾燥後の前記平台部の最終重量は約６３．２７ｇであった。

前記混合物は以下の方法で作成された：

在プラト（イタリア）ＮＴＴ ネクスト・テクノロジー・テクノテッシーレ社製オープンセル型粘弾性フォームからなる３０×３０ｃｍのプレートからメモリーフォームインサートを作成した。

前記フォームは水発泡性ポリウレタンからなる。前記フォームの支持体として、ポリエステルからなる布を用いた。

前記フォームには、作成時にｍｉｃｒｏＰＣＭを３０重量パーセント充填した。

前記プロトタイプ着用時の快適性を向上させるため、以下のインサートを設けた：

中敷は重量６ｇ、表面積約１０４ｃｍ２、先端部位における１ｍｍから踵骨部位における４ｍｍまでの厚さを有する。

カウンター用インサートは重量５ｇ、表面積７５ｃｍ２を有する。

アッパーアセンブリ
前記靴の前記アッパー部を、前記ライニング及び前記アッパー間にｍｉｃｒｏＰＣＭ含浸組織を備えることにより実装した。前記含浸組織は靴の支持部材として通常使用される補強布に代替する。支持布無しでは皮革の強度が不足して断裂する可能性があり、成形パターン上で皮革パネルを組立ることは難しい。

更に、ポリクロロプレン（ネオプレン（登録商標）等）系粘着剤でメモリーフォームインサートを予め塗布した踵骨用カウンター（圧縮ボール紙からなる）を、ライニング及びアッパー間に配置した。

甲回り上に載置される前記靴のタン内にもメモリーフォームインサートを配置した。前記インサートには前記カウンターに締着する際に用いたものと同一の粘着剤を塗布した。

前記ＭｉｃｒｏＰＣＭ含浸組織を備える前記ライニング及び前記アッパーの前記パネルと、前記メモリーフォームインサートとは、組付け後、全体を成形パターン上に置載した。

前記ライニング及び前記アッパーの前記パネルと、前記含浸組織と、前記インサートとにより構成される多層構造体を靴型上で成形し、ポリクロロプレン粘着剤及び靴修理用小型リベットによりソールに締着した。

前記ソールに直径約１ｍｍの孔部を予め設け、足と前記平台部内に位置する前記ｍｉｃｒｏＰＣＭ貯蔵部との間の熱交換を促進させた。

前記小ソールの上方に、メモリーフォームポリウレタンからなる前記中敷を配置した。前記フォーム及び前記足が直接接触するのを防止するため、前記中敷上に前記ライニングに用いたのと同一の皮革からなるクリーナー底敷を配置し、ポリクロロプレン接着剤により締着した。この場合も、足及び前記平台部内の前記ｍｉｃｒｏＰＣＭ貯蔵部間の熱交換を促進させるため、前記クリーナー小ソール及び前記中敷の両方に直径約３ｍｍの孔部を設けた。

前記平台部を、前記小ソール下方において、前記成形パターン上に置載した構造体にポリクロロプレン粘着剤により締着した。

前記平台部を前記アッパーに締着した後、前記アッパーに用いたのと同一の皮革で被覆した。

その後、皮革からなる前記ソールを締着した。

最後に、ヒールを作成し締着した。前記ヒールも前記アッパー用前記パネルの作成に用いた皮革で被覆した。

第２の靴プロトタイプの熱的特性評価
赤色の「フランチェジーナ」タイプの靴プロトタイプの熱的特性評価試験を、Ｋタイプサーモカップル及びＰｉｃｏ社製ＰＣ用ロガーＴＣ−０８インターフェースカードを用いて行った。

当該試験は、モデルを用いて、各タイプの靴の中足及び土踏まずの部分に２個、計４個のサーモカップルを設置して行った。モデルは、両方の靴（プロトタイプ靴及び比較用靴）を同時に６０分以上着用した。

試験結果によれば、前記靴プロトタイプを着用した足の温度は、本発明を備えない一般的靴プロトタイプを着用した足に対して、約２°Ｃ低くなった。そこで次に、前記プロトタイプの極限条件下での熱調節特性を試験した。

当該試験において、前記プロトタイプ及び比較用靴をＳＯ°Ｃの加熱器内に２時間放置し、その後−２０°Ｃの冷凍庫内に２時間放置した。この場合も、各タイプの靴における中足及び土踏まずの部分に２個、計４個のサーモカップルを設置した。当該試験手順を５０分の間隔を置いて計４時間繰り返した。

試験結果によれば、前記靴プロトタイプの先端部位の温度は一般靴に比べて加熱段階では約１０°Ｃ低く、冷却段階では約２０°Ｃ低くなった。

更に試験によれば、前記靴プロトタイプにおける土踏まず及びアッパーの間の部位の温度は、一般靴に比べて加熱段階において約７．５°Ｃ低く、冷却段階において約１３°Ｃ低くなった。

前記靴プロトタイプに挿入されるメモリーフォームインサートの特性評価
前記靴プロトタイプ内の前記メモリーフォームインサートの特性評価試験において、次の異なる四種類の靴を評価した：黒色セーム革デコルテ靴（寸法３８）、黒色パテントレザーデコルテ靴（寸法３８）、赤色フランチェジーナプロトタイプ（寸法３７）、赤色フランチェジーナ一般靴（寸法３７）。

計測は、異なる２人のモデル（１−身長：１７５ｃｍ、体重：６４ｋｇ、寸法３８； ２−身長：１５８ｃｍ、体重：５４ｋｇ、寸法：３７）、に対して、適切な目盛り付力センサー（Ｔｅｋｓｃａｎ（登録商標）社製Ｆｌｅｘｉｆｏｒｃｅ（登録商標）センサー等）及び適切なデータ収集装置を用いて行われた。

当該試験は、二足静止（両足が着地）条件及びヒールが離面した条件で行われた。

当該デコルテ靴は主に、方法及び実験設定を検証するために用いた。

以下の表に、第１のモデルが着用した異なる２種類の黒色デコルテ靴について、二足静止条件及び離面条件において身体上の異なる部位において計測された最大圧力値を示す。

計測の結果、２種類のフランチェジーナ靴について最高圧力に差異が見られた。詳細には、前記「プロトタイプ靴」の所定の位置で計測された最大圧力値は、前記「一般靴」で計測された数値より明らかに高くなった。当該結果により、足−靴間のインターフェースとして、特に特定の身体部位において相互作用及び負荷の移動に優れていることが分かり、したがって前記「プロトタイプ靴」の「生物学機能的」特徴が強調された。

計測結果及び各表に記載の結果は比較的観点からのみ考慮され得るが、離面条件下において、当該結果は各々が固有の姿勢、特定の身体的特性及び特定の歩行機構で特徴付けられる想定される使用者のタイプに厳密に関連している。

当業者は、前記熱的快適性に優れた靴に対して付加的及び不測の必要性を満たす目的で複数の付加的な変更及び変形を加えることが可能であるが、それらは全て添付の請求の範囲により定義される本発明の保護範囲に属するものとする。

Claims (1)

1. 詳細には靴又は長靴である熱的快適性に優れた靴であって、足を受けるよう構成されるアッパーと、その間に接合されるソールと、前記アッパー内の区画内に配置される足底小ソールとを備え、前記アッパーは前部つま先端と、後部カウンターと、補強布からなるインナーライニングを備えるクオーターとを備え、前記ソールは前部台座部と、ヒールとを備え、前側の前記足底小ソールは前記ソールの前記前部において貯蔵部が得られる厚さの孔部を有し：
   前記アッパーは、前記後部カウンター及び前記前部つま先端において、相変化マイクロカプセルを備えるメモリーフォーム層を有し；
   前記インナーライニング及び前記小ソールは相変化マイクロカプセルを含浸し；
   前記貯蔵部には相変化マイクロカプセルが充填され、
   前記相変化マイクロカプセルは固化温度が１８°Ｃから２３°Ｃまで、融解温度が２４°Ｃから３２°Ｃまでであることを特徴とする靴。