JP2023100683A - エラストマー材料を含む緩衝体及び靴の中敷ならびにその形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】エラストマー材料を含む緩衝体及び緩衝材料に関する。【解決手段】靴用中敷は、第1の主面と、第1の主面に対向する第2の主面とを有するエラストマー材料の中敷本体を含む。第1の主面と第2の主面との間の距離は、約1mm~約10mmである。エラストマー材料は、第1の主面から第2の主面までエラストマー材料を貫通する複数の空隙を画定する。各空隙は、第1の主面及び第2の主面のうちの少なくとも1つに対して平行な平面において、約1mm~約3mmの寸法を有する。隣接する空隙間の最小距離は、約0.5mm~約3mmである。靴の中敷は、かかる緩衝体を含む。靴用中敷の形成方法は、エラストマー材料を型内に提供して、エラストマー材料の中敷本体を形成することを含む。【選択図】図2
Description
優先権主張
本出願は、「Cushions and Shoe Insoles Comprising Elastomeric Material and Methods of Forming Same」に関する、2017年9月11日出願の米国特許出願第15/700,786号の出願日の利益を主張するものである。
本出願は、「Cushions and Shoe Insoles Comprising Elastomeric Material and Methods of Forming Same」に関する、2017年9月11日出願の米国特許出願第15/700,786号の出願日の利益を主張するものである。
本開示の実施形態は、一般的に、エラストマー材料を含む緩衝体及び緩衝材料に関する。
緩衝材料は、マットレス、座面、靴インサート、包装、医療機器用などの種々の用途を有する。緩衝材料は、緩衝される本体にかかるピーク圧力を低減するように配合及び/又は構成され得、これにより人または動物の快適性を増大することができ、物体を損傷から守ることができる。緩衝材料は、ポリエチレンまたはポリウレタン発泡体(例えば、凹凸発泡体)、ビニール、ゴム、スプリング、天然または合成繊維、流体で充填された可撓性容器など、荷重下で偏向または変形する材料で形成され得る。異なる緩衝材料は、所与の圧力に対して異なる反応を有し得、いくつかの材料は、異なる用途に良好に適し得る。選択された特性を達成するために、緩衝材料を互いに組み合わせて使用してもよい。
例えば、緩衝材料は、ポリウレタンゲルまたはシリコーンゲルなどの熱硬化性エラストマーゲルの層で覆われた発泡体層を含み得る。ポリウレタンゲル及びシリコーンゲルは、一般的に構造的に弱い及び/又は粘着性であるため、緩衝材料は、かかるゲルを覆う、薄い熱可塑性ポリウレタンフィルムなどのフィルムを含み得る。フィルムは、ゲルの強度を強化することができ、フィルムは一般にゲルに接着するがそれ自体は粘着性ではないため、ゲルに他の材料が粘着するのを防ぐことができる。
ゲルは、緩衝性及び/又は温度管理に使用され得る。ゲルは、ゲルが緩衝される物体の形状に流体静力学的に流れることができ、圧力ピークを緩和する傾向があり得るため、緩衝性を提供し得る。ゲルはまた、せん断による応力を低減し得る。ゲルは、高い熱質量及び/又は熱伝導率を有し得、したがって加熱(筋肉痛用の温パックの中など)、冷却(捻挫、もしくはマットレスもしくは枕の上に横たわったときの涼感のための冷却パックの中など)、または所与の温度を維持する(暖かいもしくは涼しい部屋で使用されるマットレスの中など)ために使用され得る。例えば、ゲルは、マットレスコアの上部に融着されてもよく、フィルムがゲルを覆ってもよい。別の例として、ゲルは、発泡体上にゲルを重ねた(gel-on-foam)車椅子クッションの上層として使用され得る。
プラスチックフィルムの有無にかかわらず、従来のゲル層は、気体(例えば、空気、蒸気、または他の気体)に対する障壁となり得る。この障壁は、身体の熱及び/又は汗が使用者の身体とゲル層との間に蓄積するときの不快感などの困難を引き起こし得る。通気性材料(発泡体または詰綿繊維を含むカバーなど)が緩衝される物体とゲルとの間に配置されている場合でも、気体は通気性材料を横方向にしか移動できない。気体はプラスチックフィルムまたはゲルを通過することができないので、プラスチックフィルムまたはゲルは、緩衝される物体から気体が流れ出ることを阻害する。緩衝される物体の重量が、通気性材料を圧迫すると、横方向の気体流路がより収縮され得る。
いくつかの実施形態では、靴用中敷は、第1の主面と、第1の主面に対向する第2の主面とを有するエラストマー材料を含む本体を含む。第1の主面と第2の主面との間の距離は、約1mm~約10mmである。エラストマー材料は、第1の主面から第2の主面までエラストマー材料を貫通する複数の空隙を画定する。複数の空隙の各空隙は、第1の主面及び第2の主面のうちの少なくとも1つに対して平行な平面において、約1mm~約3mmの寸法を有する。複数の空隙のうちの隣接する空隙間の最小距離は、約0.5mm~約3mmである。
いくつかの実施形態では、靴用中敷の形成方法は、型内へエラストマー材料を提供して、第1の主面と、第1の主面に対向する第2の主面とを有するエラストマー材料の中敷本体を形成することを含む。第1の主面と第2の主面との間の距離は、約1mm~約10mmである。型の部分は、第1の主面から第2の主面までエラストマー材料を貫通する複数の空隙を占有する。複数の空隙の各空隙は、第1の主面及び第2の主面のうちの少なくとも1つに対して平行な平面において、約1mm~約3mmの寸法を有する。複数の空隙のうちの隣接する空隙間の最小距離は、約0.5mm~約3mmである。
特定の実施形態では、靴は、非ゲル構成要素と、非ゲル構成要素に隣接するゲル構成要素とを有する中敷本体を含む。ゲル構成要素は、第1の主面と、第1の主面に対向する第2の主面とを有するエラストマー材料の本体を含む。第1の主面と第2の主面との間の距離は、約1mm~約10mmである。ゲル構成要素は、第1の主面から第2の主面までゲル構成要素を貫通する複数の空隙を画定する。複数の空隙の各空隙は、第1の主面及び第2の主面のうちの少なくとも1つに対して平行な平面において、約1mm~約3mmの寸法を有する。複数の空隙のうちの隣接する空隙間の最小距離は、約0.5mm~約3mmである。
本明細書で使用される場合、用語「緩衝要素」とは、一方の本体を他方の本体から緩衝する際に使用されることを意図する任意の変形可能なデバイスを意味し、それらを含む。非限定的な例として、緩衝要素(例えば、座席クッション)は、人体に接触し得る別の物
体(例えば、椅子座席)から人体を緩衝することへの使用を意図する材料を含む。
体(例えば、椅子座席)から人体を緩衝することへの使用を意図する材料を含む。
本明細書で使用される場合、用語「エラストマーポリマー」とは、変形後にその元のサイズ及び形状を回復可能なポリマーを意味し、それらを含む。換言すれば、エラストマーポリマーは、弾性または粘弾特性を有するポリマーである。エラストマーポリマーはまた、当該技術分野において「エラストマー」とも称され得る。エラストマーポリマーとしては、ホモポリマー(単一の化学単位の繰り返しを有するポリマー)、及びコポリマー(2つ以上の化学単位を有するポリマー)が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、用語「エラストマーブロックコポリマー」とは、A-Bジブロックコポリマー及びA-B-Aトリブロックコポリマーなどの、互いに結合したホモポリマーの群またはブロックを有するエラストマーポリマーを意味し、それらを含む。A-Bジブロックコポリマーは、ホモポリマーの2つの異なるブロックを有する。A-B-Aトリブロックコポリマーは、異なるホモポリマー(B)の単一のブロックに各々が結合した、単一のホモポリマー(A)の2つのブロックを有する。
本明細書で使用される場合、用語「可塑剤」とは、材料の加工性を高めるために別の材料(例えば、エラストマーポリマー)に添加される物質を意味し、それらを含む。例えば、可塑剤は、材料の柔軟性、柔らかさ、または伸張性を高め得る。可塑剤としては、鉱物油などの炭化水素流体が挙げられるが、これに限定されない。炭化水素可塑剤は、芳香族または脂肪族であり得る。
本明細書で使用される場合、用語「エラストマー材料」とは、エラストマーポリマー、ならびにエラストマーポリマーと可塑剤及び/又は他の材料との混合物を意味し、それらを含む。エラストマー材料は弾性である(すなわち、変形後サイズ及び形状を回復可能である)。エラストマー材料としては、当該技術分野において「エラストマーゲル」、「ゼラチン状エラストマー」または単に「ゲル」と称される材料が挙げられるが、これらに限定されない。
本明細書で使用される場合、「第1」、「第2」、「上部」、「底部」などの任意の関係を示す用語は、開示内容及び添付図面の理解を明瞭にするためかつ便宜的に使用され、文脈がそうでないことを明確に示す場合を除いて、いずれの特定の設定、向きまたは順序も意味しないか、またはそれらに依存しない。
本明細書で使用される場合、用語「及び/又は」とは、関連する記載項目のうちの1つ以上の任意及び全ての組み合わせを意味し、それらを含む。
本明細書に示される図は、特定の材料またはデバイスの実際の図ではなく、本開示の実施形態を説明するために用いられる単に理想的な表現である。図の間に共通する要素は、同じ数値表記を保持し得る。
本開示は、ゲルを貫通する空隙を有するゲル(すなわち、エラストマー材料)を含む緩衝要素について記載する。加えられた力に対応して、ゲルは、ゲルが座屈し得る前に膨らむことにより変形するように構成され得る。支持部材の形状が急激に変化すると座屈が生じる。支持部材が座屈すると、緩衝される物体にかかる荷重が減少する。緩衝される物体への荷重は、もしあれば、他の支持部材に伝達され得る。座屈は、一般的に、2010年6月8日発行の米国特許第7,730,566号「Multi-walled Gelastic Material」、2014年12月30日発行の米国特許第8,919,750号「Cushioning Elements Comprising Buckling Walls and Methods of Forming Such C
ushioning Elements」に記載されており、これらの各々の開示全体は、参照により本明細書に援用される。膨らみとしては、材料の外向きの変形、典型的には加えられた力に対して垂直な全方向への変形が挙げられる。膨らみは、一般的に、1976年12月14日発行の米国特許第3,997,151号「Modular Cushioning Pad」に記載されている。座屈及び膨らみによって変形する緩衝要素は、「半座屈、半膨らみ」と称され得る。
ushioning Elements」に記載されており、これらの各々の開示全体は、参照により本明細書に援用される。膨らみとしては、材料の外向きの変形、典型的には加えられた力に対して垂直な全方向への変形が挙げられる。膨らみは、一般的に、1976年12月14日発行の米国特許第3,997,151号「Modular Cushioning Pad」に記載されている。座屈及び膨らみによって変形する緩衝要素は、「半座屈、半膨らみ」と称され得る。
図7は、力が加えられたときに(すなわち、図7の向きで部材2、4、6、8の上部及び底部対して)、座屈する緩衝要素部材2、4、6、8を示す。例えば、部材2は、およそ半分に座屈して示されている。部材4は、部材4の中央部分がそれ自体の上に折り重なるように、複数の点で座屈して示されている。部材6及び8は、互いに反対方向に外向きに座屈して示されている。他の実施形態では、部材は、互いに向かって座屈し得る。
図8は、力が加えられたときに(すなわち、図8の向きで部材10の上部及び底部に対して)、膨らむ緩衝部材10を示す。部材10の断面は、材料の高さが縮小するにつれて、中央で増加する。本明細書で開示される緩衝要素は、膨らむ特徴を示し得る。かかる緩衝要素は、集中領域に及ぶ比較的高いレベルの力に耐えるのに十分な抵抗を提供し得る。
図1は、緩衝要素102の主面(例えば、上面または底面)を示す概略図である。図2は、緩衝要素102の簡略な横断面図である。図3は、緩衝要素102の一部分103を示す拡大図である。緩衝要素102は、簡略化のために上面106と称される第1の主面106から、簡略化のために底面108と称される第2の主面108まで、緩衝要素102を貫通する空隙104を画定するゲル105を含む。緩衝要素102は、任意の向きであり得、上面106及び底面108は、それぞれ上部及び底部に置かれる必要がある。
ゲル105は、例えば、その各々の開示全体が参照により本明細書に援用される、1999年11月30日発行の米国特許第5,994,450号「Gelatinous Elastomer and Methods of Making and Using
the Same and Articles Made Therefrom」、2011年6月21日発行の米国特許第7,964,664号「Gel with Wide Distribution of MW in Mid-Block」、1983年1月18日発行の米国特許第4,369,284号「Thermoplastic Elastomer Gelatinous Compositions」、2014年12月30日発行の米国特許第8,919,750号「Cushioning Elements Comprising Buckling Walls and Methods
of Forming Such Cushioning Elements」に記載のようなゲルまたはエラストマー材料であり得る。ゲル105は、エラストマーポリマー及び可塑剤を含み得る。ゲル105は、ゼラチン状エラストマー、熱可塑性エラストマー、天然ゴム、合成エラストマー、天然及び合成エラストマーのブレンドなどであり得る。
the Same and Articles Made Therefrom」、2011年6月21日発行の米国特許第7,964,664号「Gel with Wide Distribution of MW in Mid-Block」、1983年1月18日発行の米国特許第4,369,284号「Thermoplastic Elastomer Gelatinous Compositions」、2014年12月30日発行の米国特許第8,919,750号「Cushioning Elements Comprising Buckling Walls and Methods
of Forming Such Cushioning Elements」に記載のようなゲルまたはエラストマー材料であり得る。ゲル105は、エラストマーポリマー及び可塑剤を含み得る。ゲル105は、ゼラチン状エラストマー、熱可塑性エラストマー、天然ゴム、合成エラストマー、天然及び合成エラストマーのブレンドなどであり得る。
ゲル105は、スチレンエチレンプロピレンスチレン(SEPS)、スチレンエチレンブチレンスチレン(SEBS)、及びスチレンエチレンエチレンプロピレンスチレン(SEEPS)などのA-B-Aトリブロックコポリマーを含み得る。例えば、A-B-Aトリブロックコポリマーは現在、Kuraray America,Inc.(Houston、TX)からSEPTON(登録商標)4055の商品名で、Kraton Polymers、LLC(Houston、TX)からKRATON(登録商標)E1830、KRATON(登録商標)G1650、及びKRATON(登録商標)G1651の商品名で市販されている。これらの例では、「A」ブロックはスチレンである。「B」ブロックは、鉱物油もしくは他の炭化水素流体で可塑化可能な、ゴム(例えば、ブタジエン、イソプレンなど)、または水素化ゴム(例えば、エチレン/プロピレン、エチレン/ブチ
レン、エチレン/エチレン/プロピレンなど)であり得る。ゲル105は、本質的に熱可塑性であるか、または可塑剤によって溶媒和されることができるか、または多成分熱硬化性エラストマーである、非スチレンエラストマーポリマーなどの、スチレン系コポリマー以外のエラストマーポリマーを含み得る。
レン、エチレン/エチレン/プロピレンなど)であり得る。ゲル105は、本質的に熱可塑性であるか、または可塑剤によって溶媒和されることができるか、または多成分熱硬化性エラストマーである、非スチレンエラストマーポリマーなどの、スチレン系コポリマー以外のエラストマーポリマーを含み得る。
ゲル105は、炭化水素流体などの1つ以上の可塑剤を含み得る。例えば、ゲル105は、Sonneborn、Inc.(Mahwah,NJ)によってBLANDOL(登録商標)及びCARNATION(登録商標)の商品名で販売されているものなど、芳香族を含まない食品等級の白色パラフィン系鉱物油を含み得る。
いくつかの実施形態では、ゲル105は、約0.1:1~約50:1の重量比の可塑剤対ポリマー比を有し得る。例えば、ゲル105は、約1:1~約30:1の重量比、またはさらに約1.5:1~約10:1の重量比の可塑剤対ポリマー比を有し得る。さらなる実施形態では、ゲル105は、約4:1の重量比の可塑剤対ポリマー比を有し得る。
ゲル105は、1つ以上の充填剤(例えば、軽量ミクロスフェア)を有し得る。充填剤は、ゲル105の熱的特性、密度、加工などに影響を及ぼし得る。例えば、かかる中空ミクロスフェア(例えば、中空ガラスミクロスフェアまたは中空アクリルミクロスフェア)が可塑剤またはポリマーよりも低い熱伝導率を有し得るため、断熱材として機能することによって、中空ミクロスフェア(例えば、中空ガラスミクロスフェアまたは中空アクリルミクロスフェア)は、ゲル105の熱伝導率を低下させ得る。別の例として、金属粒子(例えば、アルミニウム、銅など)は、かかる粒子が可塑剤またはポリマーよりも高い熱伝導率を有し得るため、得られるゲル105の熱伝導率を増加し得る。ワックスまたは別の相変化材料(すなわち、緩衝要素が使用され得る温度付近で相変化を受けるように配合された材料)で充填されたミクロスフェアは、ミクロスフェア内のワックスまたは他の相変化材料の相変化温度で、またはそれに近い温度で、(すなわち、相変化の融解熱により)温度安定性を提供し得る。相変化材料は、約20℃~約45℃の融点を有し得る。
ゲル105は、酸化防止剤も含み得る。酸化防止剤は、加工中の熱劣化の影響を低減し得るか、または長期安定性を改善し得る。酸化防止剤としては、BASF Corp.(Iselin,NJ)からIRGANOX(登録商標)1010として、またはEverspring Corp.USA(Los Angeles,CA)からEVERNOX(登録商標)-10として市販のペンタエリスリトールテトラキス(3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート);BASF Corp.からIRGANOX(登録商標)1076として、またはEverspring ChemicalからEVERNOX(登録商標)76として市販のオクタデシル-3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート;及びBASF Corp.からIRGAFOS(登録商標)168として、またはEverspring
ChemicalからEVERFOS(商標)168として市販のトリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイトが挙げられる。1つ以上の酸化防止剤は、エラストマー材料の単一の配合物に組み合わせられてもよい。可塑剤とポリマーとの混合物中への酸化防止剤の使用は、先に参照により援用された米国特許第5,994,450号の第25欄及び第26欄に記載されている。ゲル105は、約5重量%まで酸化防止剤を含み得る。例えば、ゲル105は、約0.10重量%~約1.0重量%の酸化防止剤を含み得る。
ChemicalからEVERFOS(商標)168として市販のトリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイトが挙げられる。1つ以上の酸化防止剤は、エラストマー材料の単一の配合物に組み合わせられてもよい。可塑剤とポリマーとの混合物中への酸化防止剤の使用は、先に参照により援用された米国特許第5,994,450号の第25欄及び第26欄に記載されている。ゲル105は、約5重量%まで酸化防止剤を含み得る。例えば、ゲル105は、約0.10重量%~約1.0重量%の酸化防止剤を含み得る。
いくつかの実施形態では、ゲル105は、樹脂を含み得る。樹脂は、エラストマー材料を改質して、変形後の緩衝要素102の反発を遅らせるように選択され得る。樹脂は、存在する場合、Eastman Chemical Company(Kingsport,TN)からREGALREZ(登録商標)の商品名で市販のものなど、水素化された純
粋なモノマー炭化水素樹脂を含み得る。樹脂は、存在する場合、粘着付与剤として機能し得、ゲル105の表面の粘着性を増加する。
粋なモノマー炭化水素樹脂を含み得る。樹脂は、存在する場合、粘着付与剤として機能し得、ゲル105の表面の粘着性を増加する。
いくつかの実施形態では、ゲル105は、顔料または顔料の組み合わせを含み得る。顔料は、審美的及び/又は機能的であり得る。すなわち、顔料は、消費者にとって魅力的な外観を有する緩衝要素102を提供し得る。さらに、暗い色を有する緩衝要素102は、明るい色を有する緩衝要素102とは放射線を異なって吸収し得る。
ゲル105は、任意のタイプのゼラチン状エラストマーを含み得る。例えば、エラストマー材料は、1重量部のスチレン-エチレン-エチレン-プロピレン-スチレン(SEEPS)エラストマートリブロックコポリマー(例えばSEPTON(登録商標)4055)と4重量部の70重量ストレートカット(70-weight straight-cut)白色パラフィン系鉱物油(例えば、CARNATION(登録商標)白色鉱物油)との溶融ブレンド、ならびに任意選択的に、顔料、酸化防止剤、及び/又は他の添加剤を含み得る。
ゲル105は、変形後にその元の形状に戻ることができ、弾性的に延伸されることができる材料を含み得る。ゲル105は、感触がゴム的であり得るが、従来のゴム材料よりもより良好に変形圧力を加える物体の形状に変形し得、従来のゴム材料よりも低いデュロメータ硬度を有し得る。例えば、ゲル105は、約50未満、約0.1~約50、または約5未満のショアAスケールでの硬度を有し得る。
変形していない状態では、緩衝要素102は、約1mm~約10mmの厚さを有し得る。すなわち、上面106と底面108との間の距離は、約1mm~約10mmであり得る。いくつかの実施形態では、緩衝要素102は、約1.5mm~約7mm、または約2mm~約3mmの厚さを有し得る。
空隙104は、円柱形(すなわち、上面106及び底面108の平面に円形の断面を有する)として図1に示されているが、任意の選択された形状を有し得る。例えば、空隙104は、三角形、正方形、長方形、台形、菱形、六角形、八角形が混ざった四角形などの断面を有し得る。
図3に示されるように、変形していない状態では、空隙104は、上面106及び底面108の平面において最大寸法xを有し得る。円柱形の空隙104の場合、最大寸法xは直径である。他の形状の場合、最大寸法xは、辺の長さ、対角線の長さなどであり得る。最大寸法xは、約1.5mm~約2.5など、約1mm~約3mmであり得る。いくつかの実施形態では、最大寸法xは約2mmであり得る。
図3に示されるように、変形していない状態では、空隙104は、隣接する空隙104間の最小距離yが、約0.8mm~1.5mmなど、約0.5mm~約3mmとなるように、ゲル105によって分離されてもよい。例えば、最小距離yは、約1.2mmであり得る。
距離x+yは、隣接する空隙104間の中心間距離であり、これは約2.0mm~4.0mmなど、約1.5mm~約6mmであり得る。例えば、距離x+yは、約3.0mmであり得る。x対厚さの比は、力が緩衝要素102に加えられたときにゲル105が座屈しないように十分に低く選択され得る。すなわち、より厚い緩衝要素102は、座屈を防止するために比較的厚い壁を必要とし得る。
変形されていない状態では、各空隙104は、上面106及び底面108の各々に対し
て垂直な長軸を有し得る。例えば、空隙104が円形の断面を有する場合、図1及び3に示されるように、空隙104は、直円柱形であり得る。空隙104は、緩衝要素102が変形されていない状態にあるとき、上面106及び/又は底面108に対して平行な各平面において、均一な断面積を各々有し得る。
て垂直な長軸を有し得る。例えば、空隙104が円形の断面を有する場合、図1及び3に示されるように、空隙104は、直円柱形であり得る。空隙104は、緩衝要素102が変形されていない状態にあるとき、上面106及び/又は底面108に対して平行な各平面において、均一な断面積を各々有し得る。
緩衝要素102が変形されていない状態にあるとき、空隙104の体積(すなわち、上面106と底面との間の体積108)は、緩衝要素102の全体積の約25%~約40%であり得る。例えば、空隙104の体積は、緩衝要素102の総体積の約30%~約35%であり得る。
緩衝要素102の厚さ、空隙104の最大寸法x、及び隣接する空隙104間の最小距離yは、上面106に対して垂直な方向の力(または上面に対して垂直な要素を有する力)が緩衝要素102に加えられたときに、上面106が底面108に対して底に達する前に、ゲル105の一部分が膨らみ、加えられた力の近傍の空隙104を変形または圧潰するように選択され得る。空隙104は、ゲル105が膨らむのに十分な大きさであり得るが、ゲル105が座屈するには小さすぎ得る。したがって、緩衝要素102への荷重は(緩衝される物体が人または他の動物である場合)、より大きな面積に広がることができ、最大圧力を減少させ、快適性を増加させる。
いくつかの実施形態では、緩衝要素102は、ゲル105に固定された非ゲル材料を含み得る。例えば、図2に示されるように、緩衝要素102は、布、発泡体、ポリマーシートなどの材料110を含み得る。材料110は、接着剤によってゲル105に固定されてもよく、または溶融結合されるかもしくは摩擦によって所定位置に固定されてもよい。特定の実施形態では、ゲル105は、材料110とゲル105が物理的に組み合うことなく、オーバーモールディングによって材料110に固定されてもよい。
緩衝要素102は、非限定的な例として、靴の中敷;靴のミッドソール;ソックライナー;任意の種類のフットベッド;リストレスト;例えばシャワー、浴槽、またはシンクの近くで使用するための(多くの場合バスマットと称される)浴室マット;トイレの近くで使用するためのマット;キッチンシンクの近くで使用するための(多くの場合キッチンマットと称される)マット;小売店のレジ係もしくは店員または製造業の機械工もしくは他の機械に従事する人のための(多くの場合抗疲労マットと称される)スタンドマット;座席クッション;ヨガマット;祈りもしくは宗教行為もしくは宗教儀式中にひざまずく場合に使用するための(多くの場合礼拝マットとして知られている)マット;体操もしくは陸上競技などのスポーツイベントの着陸用マット;カーペットパッド;床材;エリアラグ、パッド及びマット;ひざまずくかもしくは座るための座布団;座席クッション;個人用運動パッド;ウェイトリフティング中に使用するためのパッド;武術マット;スポーツ及び武術用の着装可能な衝撃パッド;パンチ及びキック用武術パッド;身体がベッドから落下した場合、身体への傷害を防止するためのマット;馬運搬車の移動中に馬に使用するためのマット;繊細な電子部品を出荷するための緩衝体として使用され得る。
緩衝要素102は、ゲル材料(例えば、ゲル105の液体形態またはゲル105の前駆体)を受容し、緩衝要素102の形状にゲル材料を形成するように構成及び適合された型内で形成され得る。例えば、図4に示されるように、形成される緩衝要素102がゲル105に結合された材料110を含む場合、材料110は、型206の区分202、204の間に配置されてもよい。区分202は、区分202、204が一緒にプレスされるときに、図5に示されるように、材料110は、型206の形状に適合するように相補的な形状を有し得る。型206は、図1~3に示される緩衝要素102の空隙104を画定するように構成された壁及び表面を含み得る。
緩衝要素102を形成するために、型206内にゲル材料を提供してもよい。例えば、ゲル105は、上述のように、A-B-Aトリブロックコポリマー及び任意の他の構成要素を加熱し、ゲル材料を型206に注入することによって形成されてもよい。射出成型は、例えば、その開示全体が参照により援用される、2016年9月20日発行の米国特許第9,446,542号「Small Footprint Apparatus,Method,and Tooling for Molding Large Thermoplastic Parts」に記載されている。型206が材料110を含有する場合、溶融ゲルは、材料110に少なくとも部分的に浸み込み得る(例えば、布の繊維間へ浸透し得る、または多孔質材料の細孔に浸透し得る)。いくつかの実施形態では、溶融ゲルが型206を通って材料110を横切って流れることができるように、溶融ゲルは、材料110に全体的に浸み込み得る。
いくつかの実施形態では、材料110の繊維及び/又は細孔を含み、型206へのゲル材料の浸透を補助するために、及び/又はオーバーモールディング接着を補助するために、ならびに選択された端部形状に構成要素を成形するために、圧力が使用され得る。型206は、ゲル区分またはゲルパターンの所望の最終形状、ならびに最終的な緩衝要素102の全体的な形状にゲル材料を成形するために使用され得る。例えば、区分202、204は、はす縁を有する平坦な内部を画定し得る。いくつかの実施形態では、材料110が冷却後に存在し得る場合、溶融ゲルが材料110の同じ側面で型206に提供されるような方式などで、ゲルを成型してもよい。他の実施形態では、溶融ゲルは、材料110を通過し、材料110の他の側面の型穴に入るような方式で型206に提供されてもよく、材料110の孔隙によって、または材料110を引き裂くか、または他の方法で分割することによって、この通過を部分的に可能にし得る。いくつかの実施形態では、射出成型プロセスを使用して加圧下で、型穴内及び材料110の細孔内へ、またはオーバーモールディング時に材料110に対して、ゲルを押し込んでもよい。
ゲルが冷却すると、ゲルは材料110に結合し得る。ゲル冷却後、緩衝要素102は、図6に示されるように、型206の区分202、204を分離することによって、型206から取り出されてもよい。例えば、区分202、204の分離は、緩衝要素102を1つの区分202に取り付けたままにする場合がある。その後、緩衝要素102は、図2に示されるように、区分202から取り出されてもよい。
いくつかの実施形態では、熱、圧力、湿度などへの曝露時に反応するように配合されたゲル105の前駆体を型206に提供してもよく、ゲル105を型206内に形成してもよい。例えば、前駆体は、前駆体が熱、圧力、湿度などに曝露されることなく硬化するように硬化剤を含んでもよい。前駆体は、反応してポリマー鎖間に架橋結合を形成してもよい。硬化前に、型206をエラストマー前駆体で容易に充填することができるように、前駆体は注入可能であり得る。
他の実施形態では、ゲル105は可逆的に加熱及び冷却され得る。かかる実施形態では、緩衝要素102を形成するのに必要な量を超えて、ゲル105を型206内に提供してもよい。ゲル105は冷却されてもよく、緩衝要素102及び余分な材料は型206から除去されてもよい。余分な材料は、緩衝要素102から分離され、再溶融され、再利用されて(例えば、ゲル105を型206に再注入することによって)別の緩衝要素102を形成してもよい。余分な材料が無駄にならないため、可逆的に加熱及び冷却され得るゲル105は、有利に使用され得る。したがって、緩衝要素102は、再利用できない材料で形成された緩衝要素よりも、相対的に低い平均的な材料コストで形成され得る。さらに、余分なゲル材料を無駄にすることに配慮することなく、ゲル材料が型206内に押し込まれ、型206を通って押し出されることができるならば、緩衝要素102は、より高い品質を有するように形成され得る。すなわち、型206を介してゲル材料を流すことにより
、気泡(これは、緩衝要素102が異なる特性を有する原因となる追加の空隙を形成する傾向がある)を残すことなく、ゲル材料が型206全体を確実に満たすのを助け得る。また、その形成後に材料110をゲル105に別個に配置して結合する必要性を排除することなどにより、緩衝要素102は、従来の緩衝要素と比較してより少ない加工ステップで形成され得る。
、気泡(これは、緩衝要素102が異なる特性を有する原因となる追加の空隙を形成する傾向がある)を残すことなく、ゲル材料が型206全体を確実に満たすのを助け得る。また、その形成後に材料110をゲル105に別個に配置して結合する必要性を排除することなどにより、緩衝要素102は、従来の緩衝要素と比較してより少ない加工ステップで形成され得る。
いくつかの実施形態では、材料110はロールで提供され、材料110は、射出成型ショットが実行されるときまたはその後に移動され得る。ゲル105は、ショット間に隙間なく適用されるように構成され得る。特定の実施形態では、ゲル105が材料110上にロール方向で連続するように、ゲル上でのゲルの重なり(gel-on-gel)またはオーバーモールディングが存在してもよい。例えば、一体型ゲルパッドを有する連続カーペットパッドまたは連続カーペットは、この方式で作製することができる。
例えば、ゲル105の外周を切断することによって、材料110をトリミングしてマットを形成してもよい。パイピングまたは他の綴じまたは縫製を使用して、マットの縁部を「トリミング」してもよく、または切断されたままに残してもよい。材料110の切断部は、ゲル105の縁部から離れて、またはゲル105の周辺部、またはゲル105の一部を通ってなどであってもよい。切断部がゲル105からわずかな距離である場合には、ミシン針がゲル105を貫通する必要がない可能性があり、パイピングを縫うことがより容易であり得る。別の実施形態では、成型プロセスにおいて、プレート間に布または非ゲル材料が適用されず、溶融ゲルが穴を満たし、型206内で冷却され、他の材料を有さない半膨らみ、半座屈ゲルとして型206から取り出される。
型206の全体的な形状は、利点と美観を有利に提供し得る。例えば、型206は、垂直な縁部を有する平坦な靴の中敷として緩衝要素102を作製するために使用されることができるが、端部が面取りされているか、または型の開く方向に対応する面で唐突に終端しないように成形されると、ユーザにとってより審美的かつより快適であり得る。成型圧力の力は、型穴の形状の一部であり得る所望の形状に材料110を形成することができ、かつゲル105を固化することで型206が開いたときの概ねの形状に材料110を維持することができる。45度もしくは他の角度の平坦な傾斜を使用してもよく、または曲面もしくは任意の他の縁部形状の傾斜を使用してもよい。緩衝要素102は平坦でなくてもよいが、任意の選択された使用のために成形されてもよい。例えば、緩衝要素102は、隆起したアーチ支持部、ヒールカップ、または人の足を収容するための別の輪郭を含み得る。射出成型(ゲル注入キャスト成型とは対照的に)は、ほぼ無限の形状に成形することができるため、かつ材料110は、元の平坦な形状から強制的に型の形状に適合され、固化後のゲル105の成型及び/又は成形中の永久的な延伸によりその形状を維持するため、上述のように形成された緩衝要素102は、いずれの側面でも平坦である必要はないが、任意の選択された端部形状をほぼ有し得る。
いくつかの実施形態では、ゲル105が存在し得る側面に対向する材料110(多くの場合布)の側面で、溶融ゲルが型206に挿入されてもよい、という驚くべき結果であった。溶融ゲルはまた、ゲル105が最終製品中に存在し得る材料110の側面上に注入されてもよい。いずれの場合でも、成型圧力は、緩衝要素102のゲル105に直接隣接する材料110の孔隙に、部分的または完全に浸み込むのに十分な圧力であり得る。
いくつかの実施形態では、材料110は、内側材料(例えば、ゲルが浸み込み、組み合うのに十分に多孔質の材料、またはゲルがオーバーモールドすることができる材料)に積層された外側材料(例えば、非多孔質材料)を有する積層非ゲル構成要素であり得る。かかる積層材料は、接着結合、熱結合、溶接などを含む任意の選択された方法によって形成され得る。特定の実施形態では、外側材料は、内側材料よりも多孔質であり得る。
いくつかの用途では、緩衝要素102のゲル105の両面を、発泡体または布などの非ゲル材料で覆う必要があり得る。例えば、靴の中敷は、中敷の形状を維持し、中敷を靴のアウトソールまたはミッドソールなどの表面に接着するために、底スクリム層(すなわち補強材)から利益を得ることができる。靴の中敷はまた、脱湿性を提供し、ゲル105に付着する汚れまたは他の望ましくない物質から保護し、ゲルを内側に有する靴の着脱時の使用者の体感を改善する(例えば、ゲルが靴下に過度に密着する可能性があるため)ように、ゲル105の上部を覆う布から利益を得ることができる。ゲル105の両側を覆う層を達成するために、ゲル105の片側または両側を圧力及び熱を用いて積層してもよく、または成型プロセスの間に片側もしくは両側を接着してもよい。
いくつかの実施形態では、ゲル105がミッドソールまたはアウトソールなどの別の表面に接着される場合、緩衝要素102は、完全にまたは好都合な場所でのみ糊付けされてもよい。例えば、緩衝要素102がその形状を維持するのを助けるために片側に堅いスクリムを有する場合、緩衝要素102を1つの場所(例えば、中敷のヒール)に接着することで、緩衝要素102を所定位置に十分に保持することができる。これは、必要な粘着剤または他の接着剤の量を減少し、かつ接着剤で被覆する表面積をより小さく管理することにより、簡略化されたより安価な製造プロセスを提供し得る。
図9は、靴用中敷302を示す概略図である。中敷302は、上述のゲル材料を含み得る、緩衝要素304、306を含む。緩衝要素304、306は、非ゲル構成要素308内に固定されてもよい。中敷302の非ゲル構成要素308は、例えば、ポリエチレン-ビニルアセテート(EVA)または発泡体を含み得る。緩衝要素304、306は、かかと領域、アーチ領域、または中敷302の他の選択された部分など、中敷302全体にわたってパッチ状であってもよい。例えば、非ゲル構成要素308は、緩衝要素304、306の各々を横方向に取り囲み得る。他の実施形態では、中敷は、横方向の非ゲル構成要素を有さず(ゲル緩衝要素の上または下のカバーの有無にかかわらず)、実質的にゲル緩衝要素からなり得る。図10は、中敷302の一部分のより詳細な断面を示す。緩衝要素304が、中敷上に置かれた足への荷重(すなわち、力)の大部分を支持し得るように、緩衝要素304は、中敷302の中央部分に示されている。中敷302の縁部は、靴にフィットするように先細にされてもよく、通常の使用下で比較的荷重の小さい一部分を支えることができる。緩衝要素304、306を非ゲル構成要素308に固定するために、緩衝要素304、306は、粘着剤などの接着剤を使用して接着され得る。いくつかの実施形態では、布ライナーなどのカバー材料を緩衝要素304、306の上部上に接着し、緩衝要素304、306を取り囲む非ゲル構成要素308に固定してもよい。
図11は、靴の中敷404用インサート402を示す概略図である。インサート402は、中敷404内のスロットまたはポケット406内に配置されるように構成され得る。インサート402は、インサート402の代わりに、またはインサート402に加えて、異なるインサート402’を使用することができるように、モジュール式であってもよい。インサート402、402’は、異なる厚さ、または異なる緩衝特性を有するように選択され得る。中敷404の形状または緩衝特性は、1つのインサート402、402’(またはその群)を別のものに交換することによって変更され得る。したがって、中敷404は、異なるユーザ、または異なる用途(例えば、ウォーキング対ランニング)に対応するように変更され得る。さらに、ユーザは、余暇に応じて異なるインサート402、402’を試すことができ、快適なフィット感を見つけるために必要に応じて異なるインサート402、402’に変更してもよい。
インサート402、402’は、上述のように、部分的にまたは全体的にゲルで作られてもよい。いくつかの実施形態では、インサート402、402’がポケット406に挿
入されるとき、インサート402、402’がポケット406の壁に粘着する傾向があるように、ポケット406に近い中敷404の一部分もまたゲルで作られてもよい。ゲルの粘着性は、一旦インサート402が靴の中に配置されると、インサート402、402’がポケット406から滑ることを防止し得る。さらに、ゲルの柔軟性により、ポケット406は異なるサイズのインサート402、402’の効果的な収容を可能にし得る。モジュール式インサート402、402’を有する中敷404の1つの利益は、複数のインサート402、402’を有する単一のパッケージが、単一の一体型中敷よりも、多種多様なユーザに対応することができるので、製造業者及び小売業者は、固有のパッケージ(SKU、すなわち在庫保持ユニット)の数を制限することができることである。
入されるとき、インサート402、402’がポケット406の壁に粘着する傾向があるように、ポケット406に近い中敷404の一部分もまたゲルで作られてもよい。ゲルの粘着性は、一旦インサート402が靴の中に配置されると、インサート402、402’がポケット406から滑ることを防止し得る。さらに、ゲルの柔軟性により、ポケット406は異なるサイズのインサート402、402’の効果的な収容を可能にし得る。モジュール式インサート402、402’を有する中敷404の1つの利益は、複数のインサート402、402’を有する単一のパッケージが、単一の一体型中敷よりも、多種多様なユーザに対応することができるので、製造業者及び小売業者は、固有のパッケージ(SKU、すなわち在庫保持ユニット)の数を制限することができることである。
比較例1:従来の中敷
図12~16は、約3mmの厚さを有する様々な中敷から得られた試験データを示す。図12~14に示されるデータを得るために、3つの異なる市販のメモリフォーム中敷を試験して、中敷が圧縮深さに応じて支持できる力の量を測定した。力を、0.75in2(4.84cm2)の面積に加えた。いずれの場合も、変曲点が曲線に現れ、材料の座屈と、中敷の使用感が比較的急激に変化することを示している。
図12~16は、約3mmの厚さを有する様々な中敷から得られた試験データを示す。図12~14に示されるデータを得るために、3つの異なる市販のメモリフォーム中敷を試験して、中敷が圧縮深さに応じて支持できる力の量を測定した。力を、0.75in2(4.84cm2)の面積に加えた。いずれの場合も、変曲点が曲線に現れ、材料の座屈と、中敷の使用感が比較的急激に変化することを示している。
実施例2:形成及び型の使用
穴を下方プレートに機械加工することによって型を作製した(一例として、図4に示される型206の下方区分204参照)。下方プレートに取り付けられたときにゲル構成要素の全体的な形状を完成させて形成され、ゲルのための穴を完成させる、上部プレートを作製した(一例として、図4に示される型206の上方区分202参照)。SEPTON(登録商標)4055 SEEPSポリマー1重量部とCarnation Oil(70重量未希釈白色パラフィン系鉱物油)3重量部との混合物を、0.25重量%のIRGANOX(登録商標)1070酸化防止剤(BASF Corp.(Iselin,NJ)より入手可能)、0.25重量%のIRGAFOS(登録商標)168酸化防止剤(BASF Corp.より入手可能)、及び0.25重量%のHorizon Blueアルミニウムレーキ顔料(Day-Glo Color Corp.(Cleveland,OH)から入手可能)を組み合わせた。混合物を加熱した押出機に通して材料を溶融ブレンドし、次いでゲルの溶融温度を超えて加熱したピストンへポンプで注入した。布を、温度制御された2つのプレートの間に挿入し、プレートを布上で閉じた(図5参照)。加熱したピストンを、一方のプレートの加熱したスプルーアンドランナー(sprue-and-runner)システムに接続された加熱した管に接続して、ゲルを下方プレートの穴に流し入れた。ピストンを前方に駆動し、溶融ゲルで穴を充填し、加圧下で布に浸透させた。
穴を下方プレートに機械加工することによって型を作製した(一例として、図4に示される型206の下方区分204参照)。下方プレートに取り付けられたときにゲル構成要素の全体的な形状を完成させて形成され、ゲルのための穴を完成させる、上部プレートを作製した(一例として、図4に示される型206の上方区分202参照)。SEPTON(登録商標)4055 SEEPSポリマー1重量部とCarnation Oil(70重量未希釈白色パラフィン系鉱物油)3重量部との混合物を、0.25重量%のIRGANOX(登録商標)1070酸化防止剤(BASF Corp.(Iselin,NJ)より入手可能)、0.25重量%のIRGAFOS(登録商標)168酸化防止剤(BASF Corp.より入手可能)、及び0.25重量%のHorizon Blueアルミニウムレーキ顔料(Day-Glo Color Corp.(Cleveland,OH)から入手可能)を組み合わせた。混合物を加熱した押出機に通して材料を溶融ブレンドし、次いでゲルの溶融温度を超えて加熱したピストンへポンプで注入した。布を、温度制御された2つのプレートの間に挿入し、プレートを布上で閉じた(図5参照)。加熱したピストンを、一方のプレートの加熱したスプルーアンドランナー(sprue-and-runner)システムに接続された加熱した管に接続して、ゲルを下方プレートの穴に流し入れた。ピストンを前方に駆動し、溶融ゲルで穴を充填し、加圧下で布に浸透させた。
溶融ゲルが型穴に充填され、布に浸み込んだ後、ゲルを冷却した。プレートを分離し(図6参照)、成型されたゲルを有する布を型から持ち上げた。
実施例3:ゲル緩衝性中敷
実施例1で試験した中敷と同様の寸法を有する中敷を形成した。実施例2に記載のように型を使用して、厚さ約3mmのゲル材料で中敷を形成した。ゲル材料は、およそ1.2mmの最小距離yを有する直径およそ2mmの円柱形の空隙を有した(図3参照)。この空隙は、変形していない状態の中敷の体積のおよそ33%を構成していた。この中敷は実施例1に記載のものと同じ試験を受けた。図15に示されるデータは、変曲点がないように見える。したがって、中敷のゲル材料は膨らみ、生じ得る座屈の影響を制限すると思われる。
実施例1で試験した中敷と同様の寸法を有する中敷を形成した。実施例2に記載のように型を使用して、厚さ約3mmのゲル材料で中敷を形成した。ゲル材料は、およそ1.2mmの最小距離yを有する直径およそ2mmの円柱形の空隙を有した(図3参照)。この空隙は、変形していない状態の中敷の体積のおよそ33%を構成していた。この中敷は実施例1に記載のものと同じ試験を受けた。図15に示されるデータは、変曲点がないように見える。したがって、中敷のゲル材料は膨らみ、生じ得る座屈の影響を制限すると思われる。
実施例4:ゲル緩衝性中敷
ゲル材料が約13mmの厚さであったことを除いて、実施例3に記載のように中敷を形成し、試験した。図16に示すデータは、変曲点を示す。これは、ゲル材料が座屈したことを示している。いかなる特定の理論にも拘束されるものではないが、ゲルの他の寸法及び特性と組み合わせて、材料の厚さは、ゲル材料が座屈するか否かを決定するように思われる。座屈によって中敷の使用者に加えられる力の急激な変化を回避するために、中敷の厚さは、変曲点が現れる閾値未満になるように選択され得る。
ゲル材料が約13mmの厚さであったことを除いて、実施例3に記載のように中敷を形成し、試験した。図16に示すデータは、変曲点を示す。これは、ゲル材料が座屈したことを示している。いかなる特定の理論にも拘束されるものではないが、ゲルの他の寸法及び特性と組み合わせて、材料の厚さは、ゲル材料が座屈するか否かを決定するように思われる。座屈によって中敷の使用者に加えられる力の急激な変化を回避するために、中敷の厚さは、変曲点が現れる閾値未満になるように選択され得る。
再度、特定の理論に拘束されることはないが、ゲルにおける空隙がゲル空間を異なる方向に膨らませることができるため、実施例3の中敷は変曲点がないように見える。対照的に、ゲルが固く、圧迫されると、力が加えられたときに変形する場所がない。したがって、かかるゲルは、その柔らかく柔軟な性質にもかかわらず、硬く、不適合であると感じられ得る。実施例3では、ゲルは外側に膨らむことができるが、内部空隙の壁も周囲の空隙へ膨らむことができ、それによりゲルが変形することができる空間を提供することによって、より良好な緩衝を可能にし得る。かかる内部変形は、ゲルが外側の境界によって圧迫されても生じ得る。従来の形成されたゲル、または空隙内に成型されたゲル(例えば、中空の円柱またはゲル区分間の隙間または幾何学的パターンにエンボス加工されたゲルなど)は、緩衝性において効果的であり得、使用され得るゲル材料が少ないため固いゲルよりも安価であり得るが、小さな表面積に圧力が加えられると、適切な力の偏向を提供しない場合がある。小さな圧力点に対して適切な力の偏向を達成するために、空隙は十分に小さく、壁は、隣接する空隙へ膨らむ前に壁が座屈する可能性がないほど十分に厚く選択され得る。
材料が圧潰した時点で、ユーザは圧力の急激な変化を感じるため、座屈のみでは望ましくない場合がある。さらに、材料の座屈は、圧潰時に底に達する場合がある。膨らむ材料は、圧力の均等化、振動減衰、衝撃吸収などの利点を提供し得る。
いくつかの製品において望ましいであろうゲルの固い塊(すなわち、空隙のない)の1つの特性は、残留物、汚れ、水/液体、または他の物質のゲル構成要素への進入を防止し得ることである。この効果は、ゲルと非ゲル構成要素との間の界面に固いゲル「スキン」を添加することによって、少なくとも部分的に本明細書に記載の空隙を有するゲル材料を用いて達成することができ、スキンはゲルの残部で一体に形成され得る。かかる場合、スキンは、非ゲル構成要素に連結するかまたはオーバーモールディングされるゲル構成要素全体の一部分であり得る。
いくつかの実施形態では、半座屈、半膨らみゲル、または内部空間もしくは空隙を有する任意の他のゲル構成の成型により、隣接する非ゲル構成要素の外側にパターンを作り出す。例えば、丸穴の半座屈、半膨らみゲルは、それが配置される靴のブランドまたは外観を向上させる審美的に望ましいデザインパターンを作り出し得る。
いくつかの実施形態では、非ゲル構成要素の縁部は、最終製品寸法にトリミングした後でさえ、ゲルの境界など、ゲルに封入されてもよい。これは審美的観点から望ましいものであり得、(例えば、スキンに関して上述のように)機能上の利点を有し得る。ゲルは、布の縁部を通過するかまたは縁部の周りを通り、次いでトリミングされてもよく、または成型前に布をトリミングし、ピンもしくは他の手段を置くことによって型内に正確に配置されてもよい。
ゲル構成要素は、全体的または部分的に防水性、耐水性、及び/又は石鹸/洗剤の有無にかかわらず手もしくは機械によって洗濯可能であり得る。
ゲル構成要素は、任意の色であってもよく、かつゲルは無色透明であり、染料及び/又
は顔料によって効果的に着色可能であってもよい。
は顔料によって効果的に着色可能であってもよい。
ゲル構成要素は、ゲル内の空隙を横切って(例えば、中敷のほぼ平坦な起立面と平行に)延在する部材を有し得る。例えば、中空の柱の高さほど厚くない角から角まで斜めに走る横桁があってもよく、これらのゲルの横桁は、ゲルが圧力下で一方向に変形し、人の足に炎症を起こし得る傾向を低下させ得るように、中敷を補強するかまたは安定させるように機能し得る。いくつかの実施形態では、上述のスキンはまた、中敷を横方向に補強するように効果的に機能し得、この段落で記載のような横方向に延在する部材とみなされ得る。
本開示のさらなる非限定的な例示的な実施形態を以下に記載する。
実施形態1:第1の主面と、第1の主面に対向する第2の主面とを有するエラストマー材料を含む中敷本体を含む、靴用中敷。第1の主面と第2の主面との間の距離は、約1mm~約10mmである。エラストマー材料は、第1の主面から第2の主面までエラストマー材料を貫通する複数の空隙を画定する。複数の空隙の各空隙は、第1の主面及び第2の主面のうちの少なくとも1つに対して平行な平面において、約1mm~約3mmの寸法を有する。複数の空隙のうちの隣接する空隙間の最小距離は、約0.5mm~約3mmである。
実施形態2:第1の主面に対して垂直な方向で中敷本体に力が加えられるときに、第1の主面が第2の主面に対して底に達する前に、エラストマー材料の一部分が膨らみ、加えられた力の近傍の空隙を圧潰する、実施形態1に記載の中敷。
実施形態3:エラストマー材料が、エラストマー材料の材料組成とは異なる材料組成を有する別の構成要素に取り付けられる、実施形態1または実施形態2に記載の中敷。
実施形態4:エラストマー材料の本体が、接着剤によって別の構成要素に取り付けられる、実施形態3に記載の中敷。
実施形態5:エラストマー材料が別の構成要素に溶融結合されている、実施形態3に記載の中敷。
実施形態6:別の構成要素が布を含む、実施形態3~5のいずれか1つに記載の中敷。
実施形態7:複数の空隙の各空隙が、第1の主面及び第2の主面の各々に対して垂直な長軸を有する、実施形態1~6のいずれか1つに記載の中敷。
実施形態8:緩衝体が変形していない状態にあるとき、複数の空隙の各空隙が、第1の主面及び第2の主面の各々に対して平行な各平面において、均一な断面積を有する、実施形態1~7のいずれか1つに記載の中敷。
実施形態9:空隙の体積が、第1の主面と第2の主面との間の体積の約25%~約40%である、実施形態1~8のいずれか1つに記載の中敷。
実施形態10:第1の主面と第2の主面との間の距離が、約2mm~約3mmである、実施形態1~9のいずれか1つに記載の中敷。
実施形態11:複数の空隙の各空隙が、第1の主面及び第2の主面のうちの少なくとも1つに対して平行な平面において、約1.5mm~約2.5mmの寸法を有する、実施形
態1~10のいずれか1つに記載の中敷。
態1~10のいずれか1つに記載の中敷。
実施形態12:複数の空隙のうちの隣接する空隙間の最小距離が、約0.8mm~約1.5mmである、実施形態1~11のいずれか1つに記載の中敷。
実施形態13:エラストマー材料が、A-B-Aトリブロックコポリマーを含む、実施形態1~12のいずれか1つに記載の中敷。
実施形態14:エラストマー材料が、可塑剤をさらに含む、実施形態13に記載の中敷。
実施形態15:可塑剤の重量対トリブロックコポリマーの重量の比が、約0.1~約50である、実施形態14に記載の中敷。
実施形態16:実施形態1~15のいずれか1つに記載の中敷を含む靴。
実施形態17:エラストマー材料が、中敷本体内のポケット内に配置されている、実施形態16に記載の靴。
実施形態18:中敷本体が、エラストマー材料に隣接する非ゲル構成要素をさらに含む、実施形態16または実施形態17に記載の靴。
実施態様19:非ゲル構成要素がポリエチレン-ビニルアセテートを含む、実施態様16~18のいずれか1つに記載の靴。
実施形態20:非ゲル構成要素が発泡体を含む、実施形態16~19のいずれか1つに記載の靴。
実施形態21:非ゲル構成要素及びエラストマー材料の上の布をさらに含む、実施形態16~20のいずれか1つに記載の靴。
実施態様22:非ゲル構成要素及びエラストマー材料の下にスクリム層をさらに含む、実施態様16~21のいずれか1つに記載の靴。
実施形態23:型内へエラストマー材料を提供して、第1の主面と、第1の主面に対向する第2の主面とを有するエラストマー材料を含む中敷本体を形成することを含む、靴用中敷の形成方法。第1の主面と第2の主面との間の距離は、約1mm~約10mmである。型の部分は、第1の主面から第2の主面までエラストマー材料を貫通する複数の空隙を占有する。複数の空隙の各空隙は、第1の主面及び第2の主面のうちの少なくとも1つに対して平行な平面において、約1mm~約3mmの寸法を有する。複数の空隙のうちの隣接する空隙間の最小距離は、約0.5mm~約3mmである。
実施形態24:型内にエラストマー材料を提供することが、型内にエラストマー材料を射出成型することを含む、実施形態23に記載の方法。
実施形態25:エラストマー材料が少なくとも部分的に布に浸み込むことをさらに含む、実施形態23または実施形態24に記載の方法。
実施形態26:エラストマー材料を型内で固化することをさらに含む、実施形態23~25のいずれか1つに記載の方法。
実施形態27:固化されたエラストマー材料の少なくとも一部分を溶融することと、溶融されたエラストマー材料を再利用することとをさらに含む、実施形態23~26のいずれか1つに記載の方法。
実施形態28:非ゲル構成要素と、非ゲル構成要素に隣接するゲル構成要素とを含む中敷本体を含む靴。ゲル構成要素は、第1の主面と、第1の主面に対向する第2の主面とを有するエラストマー材料の本体を含む。第1の主面と第2の主面との間の距離は、約1mm~約10mmである。ゲル構成要素は、第1の主面から第2の主面までゲル構成要素を貫通する複数の空隙を画定する。複数の空隙の各空隙は、第1の主面及び第2の主面のうちの少なくとも1つに対して平行な平面において、約1mm~約3mmの寸法を有する。複数の空隙のうちの隣接する空隙間の最小距離は、約0.5mm~約3mmである。
実施形態29:ゲル構成要素が、非ゲル構成要素を含む本体内のポケット内に配置されている、実施形態28の靴の中敷。
実施形態30:非ゲル構成要素がポリエチレン-ビニルアセテートを含む、実施形態28または実施形態29に記載の靴の中敷。
実施形態31:非ゲル構成要素が発泡体を含む、実施形態28~30のいずれか1つに記載の靴の中敷。
実施形態32:非ゲル構成要素及びゲル構成要素の上の布をさらに含む、実施形態28~31のいずれか1つに記載の靴の中敷。
実施形態33:非ゲル構成要素及びゲル構成要素の下にスクリム層をさらに含む、実施形態28~32のいずれか1つに記載の靴の中敷。
実施形態34:第1の主面と、第1の主面に対向する第2の主面とを有するエラストマー材料の本体を含む、緩衝要素。第1の主面と第2の主面との間の距離は、約1mm~約10mmである。エラストマー材料は、第1の主面から第2の主面までエラストマー材料を貫通する複数の空隙を画定する。複数の空隙の各空隙は、第1の主面及び第2の主面のうちの少なくとも1つに対して平行な平面において、約1mm~約3mmの寸法を有する。複数の空隙のうちの隣接する空隙間の最小距離は、約0.5mm~約3mmである。
実施形態35:第1の主面と、第1の主面に対向する第2の主面とを有するエラストマー材料の本体を含む緩衝要素。エラストマー材料は、第1の主面から第2の主面までエラストマー材料を貫通する複数の空隙を画定する。緩衝要素に力が加えられると、エラストマー材料は膨らみ、少なくとも部分的にいくつかの空隙を満たすが、座屈しない。
本発明について、特定の例示された実施形態に関して本明細書で説明してきたが、当業者であれば、そのように限定されるものではないことを認識し理解するであろう。むしろ、例示された実施形態に対する多くの追加、削除、及び変更が、その法的同等物を含む以下に特許請求される本発明の範囲から逸脱することなくなされ得る。加えて、一実施形態の特徴が別の実施形態の特徴と組み合わされてもよいが、依然として本発明者らが企図する本発明の範囲内に包含される。さらに、本開示の実施形態は、異なる様々な緩衝体タイプ及び構成を用いた実用性を有する。
Claims (15)
- 靴用中敷であって、
第1の主面と、前記第1の主面に対向する第2の主面とを有するエラストマー材料を含む中敷本体を含み、前記第1の主面と前記第2の主面との間の距離が、1mm~10mmであり、
前記エラストマー材料が、前記第1の主面から前記第2の主面まで前記エラストマー材料を貫通する複数の空隙を画定し、前記複数の空隙の各空隙が、前記第1の主面及び前記第2の主面うちの少なくとも1つに対して平行な平面において、1mm~3mmの寸法を有し、前記複数の空隙のうちの隣接する空隙間の最小距離が、0.5mm~3mmである、靴用中敷。 - 前記第1の主面に対して垂直な方向で前記中敷本体に力が加えられたときに、前記第1の主面が前記第2の主面の底に達する前に、前記エラストマー材料の一部分が膨らみ、前記加えられた力の近傍の空隙を圧潰する、請求項1に記載の中敷。
- 前記エラストマー材料が、前記エラストマー材料の材料組成とは異なる材料組成を有する別の構成要素に取り付けられる、請求項1に記載の中敷。
- 緩衝体が変形していない状態にあるとき、前記複数の空隙の各空隙が、前記第1の主面及び前記第2の主面の各々に対して平行な各平面において、均一な断面積を有する、請求項1に記載の中敷。
- 前記空隙の体積が、前記第1の主面と前記第2の主面との間の体積の25%~40%である、請求項1に記載の中敷。
- 前記第1の主面と前記第2の主面との間の距離が、2mm~3mmである、請求項1に記載の中敷。
- 前記複数の空隙の各空隙が、前記第1の主面及び前記第2の主面のうちの少なくとも1つに対して平行な平面において、1.5mm~2.5mmの寸法を有する、請求項1に記載の中敷。
- 前記エラストマー材料が、A-B-Aトリブロックコポリマーと可塑剤とを含み、前記可塑剤の重量対前記トリブロックコポリマーの重量の比が、0.1~50である、請求項1に記載の中敷。
- 請求項1~8のいずれか一項に記載の中敷を含む、靴。
- 前記中敷本体が、前記エラストマー材料に隣接する非ゲル構成要素をさらに含む、請求項9に記載の靴。
- 前記エラストマー材料が、前記中敷本体内のポケット内に配置されている、請求項9に記載の靴。
- 靴用中敷の形成方法であって、
型内にエラストマー材料を提供して、第1の主面と、前記第1の主面に対向する第2の主面とを有するエラストマー材料を含む中敷本体を形成することを含み、前記第1の主面と前記第2の主面との間の距離が、1mm~10mmであり、
前記型の部分が、前記第1の主面から前記第2の主面まで前記エラストマー材料を貫通
する複数の空隙を占有し、前記複数の空隙の各空隙が、前記第1の主面及び前記第2の主面うちの少なくとも1つに対して平行な平面において、1mm~3mmの寸法を有し、前記複数の空隙のうちの隣接する空隙間の最小距離が、0.5mm~3mmである、方法。 - 型内にエラストマー材料を提供することが、前記型内に前記エラストマー材料を射出成型することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記エラストマー材料が少なくとも部分的に布に浸み込むことをさらに含む、請求項12に記載の方法。
- 固化された前記エラストマー材料の少なくとも一部分を溶融することと、前記溶融されたエラストマー材料を再利用することとをさらに含む、請求項12~14のいずれか一項に記載の方法。
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