JP6890186B2 - 靴底用部材及び靴 - Google Patents
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Description
該靴1は、足の上面を覆うアッパー材2と、アッパー材2の下側に配置されて靴底をなす靴底用部材3,4とを有している。
該靴1は、前記靴底用部材として、地面と接する位置に配されたアウターソール4と、アッパー材2とアウターソール4との間に配されたミッドソール3とを有している。
本実施形態の靴底用部材であるミッドソール3は、図2に示すように、エラストマーからなる非発泡の弾性体マトリクス31と、前記弾性体マトリクス内に分散されている複数の樹脂発泡粒子32とを備えた樹脂複合体により形成されている。
斯かる構成により、ミッドソール3は、初期剛性が比較的小さく、通常使用時のひずみ量が比較的大きいと共に高負荷時のひずみ量が比較的小さく、靴底用部材として十分に軽量であり、かつ、弾性回復性が比較的高くなる。したがって、該靴底用部材を備えた靴は、柔らかな足入れ感覚を示し、十分な軽量性を有しながら過度の変形を抑制することができ、かつ、高い緩衝性を発揮することができると共に、耐久性に優れる。ここで、高負荷時とは、概ね0.6〜1.0MPa程度の応力を該靴底用部材が受けている場合をいう。
ミッドソール3における上述の分散状態は、次のようにして確認することができる。まず、ミッドソール3を厚み方向に切断し、切断面を観察する。この切断面に露出した樹脂発泡粒子のうち、隣り合う樹脂発泡粒子とマトリクス樹脂を介さずに直接溶着されている樹脂発泡粒子の数割合を算出する。同様の切断、観察及び算出をミッドソール3の少なくとも異なる3か所において行い、それぞれにおいて算出された直接溶着されている樹脂発泡粒子の数割合を平均する。本発明の樹脂複合体では、このようにして得られる数割合の平均が、10%未満である。
本実施形態の樹脂複合体は、エラストマーからなる弾性体をマトリクスとして有する(弾性体マトリクス)。
本明細書において、エラストマーからなる弾性体は、概して、エラストマーを構成する成分に対して10%以上(重量比)の樹脂成分を含んでいる。
前記樹脂成分が熱可塑性樹脂である場合には、成形が容易であるという利点を有する。
また、前記樹脂成分が熱硬化性樹脂である場合には、耐熱性、耐薬品性及び機械強度に優れるという利点を有する。
前記熱可塑性樹脂がポリスチレン系樹脂である場合には、前記ポリスチレン系樹脂は、例えば、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−ブタジエン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SBBS)、水添ポリスチレン−ポリ(スチレン・ブタジエン)−ポリスチレン(SSEBS)、スチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソプレンブロック共重合体(SIS)、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)などであってもよく、SEBS、SSEBS、SISがより好ましい。
前記熱可塑性樹脂がポリオレフィン系樹脂である場合には、前記ポリオレフィン系樹脂は、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、エチレン‐αオレフィン共重合体、エチレン‐プロピレンゴム、ポリプロピレン、エチレン‐酢酸ビニル、エチレン‐アクリル酸共重合体などであってもよく、好ましくは、ハードセグメントとしてエチレン結晶相を備えているエラストマーが好ましい。より詳細には、該ポリオレフィン系樹脂は、ポリマー鎖の片方又は両方の末端にエチレン結晶相を有するエラストマーや、エチレン結晶相とエチレン−αオレフィン共重合部とを交互に有するブロック共重合体であることが好ましい。
前記熱可塑性樹脂が熱可塑性ポリウレタン系樹脂である場合には、前記熱可塑性ポリウレタン系樹脂は、例えば、ポリエーテル系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタンなどであってもよく、ポリエーテル系ポリウレタンがより好ましい。
前記エラストマーが可塑剤を含む場合には、前記樹脂成分に含まれる前記可塑剤の含有量は、好ましくは、前記樹脂成分全体の10〜300重量%である。
例えば、前記エラストマーは、前記複数の発泡樹脂粒子を構成する樹脂組成物の融点よりも低い温度において、0.1MPa・s以下の複素粘度を有することが好ましい。
また、前記熱可塑性樹脂がポリスチレン系エラストマーである場合には、前記ポリスチレン系エラストマーの100℃における複素粘度が0.05MPa・s以下であることが好ましい。
例えば、エラストマーの複素粘度は、測定装置として(株)ユービーエム製動的粘弾性測定装置「Rheogel−E4000」を下記の条件で用いることにより、測定することができる。
測定モード :正弦波歪みの引張モード
周波数 :10Hz
チャック間距離:20mm
荷重 :自動静荷重
動歪み :5μm
昇温速度 :2℃/min
試験片 :長さ33±3mm、幅5±1mm、厚さ2±1mmの短冊状
なお、本明細書では、エラストマーの弾性率(ヤング率)とは、23℃における圧縮弾性率をいう。エラストマーの圧縮弾性率の測定は、例えば、後述する実施例に記載された方法により行うことができる。また、エラストマーの弾性率の値として、上述したJIS
K 7244−4:1999に基づく方法により測定される23℃における貯蔵弾性率の値を用いることもできる。
また、非発泡の弾性体マトリクスを用いることにより、後述する樹脂複合体の成形時において、発泡度の異なる複数の材料を混合して熱プレスした場合に生じ得る樹脂発泡粒子の収縮による成形品の変形が起こらないという利点も生じる。
本実施形態の樹脂複合体は、非発泡の前記弾性体マトリクス内に、複数の樹脂発泡粒子が分散されている。
好ましくは、前記樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂、ポリウレタン系樹脂又はポリスチレン系樹脂であってもよく、例えば、前記エラストマーに含まれる樹脂成分として使用可能な上述のポリオレフィン系樹脂またはポリウレタン系樹脂を用いることができる。
また、これらの樹脂組成物は、単独で使用されてもよく、2種以上組み合わせて使用されてもよい。
例えば、前記エラストマーに含まれる樹脂成分がポリオレフィン系エラストマー又はポリスチレン系エラストマーである場合には、前記発泡樹脂粒子を構成する樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。前記エラストマーに含まれる樹脂成分がポリウレタン系エラストマーである場合には、前記発泡樹脂粒子を構成する樹脂組成物もまた、ポリウレタン系樹脂であることが好ましい。
好ましくは、前記複数の発泡樹脂粒子を構成する樹脂組成物の融点は、100℃〜180℃であってもよい。
前記含浸法では、まず、前記樹脂組成物を成形して樹脂粒子を作製する。次に、前記樹脂粒子、発泡剤及び水系分散剤をオートクレーブ内に導入し、熱及び圧力を加えて撹拌することにより、前記樹脂粒子に発泡剤を含浸させる。この含浸させた発泡剤を発泡させることにより、前記発泡樹脂粒子が得られる。
前記押出法では、例えば、先端に多数の小孔を有するダイが装着された押出機内に、前記樹脂組成物及び発泡剤を添加して溶融混練する。この溶融混練物を前記ダイからストランド状に押出した後、直ちに冷却水中に導入して硬化させる。このようにして得られた硬化物を所定の長さに切断することにより、前記発泡樹脂粒子が得られる。
前記化学発泡剤は、化学反応または熱分解により気体を発生する発泡剤である。このような化学発泡剤としては、例えば、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウムなどの無機系化学発泡剤や、アゾジカルボンアミドなどの有機系化学発泡剤が挙げられる。
前記物理発泡剤は、液化ガスや超臨界流体などであり、圧力低下または加熱により発泡する。このような物理発泡剤としては、例えば、ブタンなどの脂肪族炭化水素類、シクロブタンなどの脂環式炭化水素類、炭酸ガス、窒素、空気などの無機ガスが挙げられる。
なお、本明細書では、樹脂粒子の粒径は、マイクロスコープにて粒子の長径を測定した値をいう。
なお、前記樹脂複合体に含まれる前記発泡粒子の初期弾性率の測定は、例えば、後述する実施例に記載された方法により行うことができる。
本実施形態の樹脂複合体は、非発泡の前記弾性体マトリクス内に前記複数の樹脂発泡粒子が分散したものである。これにより、本実施形態の靴底用部材は、従来の靴底用部材に比べ、軽量でありながら、柔らかな足入れ感覚、過度の変形抑制、緩衝性を発揮することができると共に、耐久性に優れるという利点を有する。
このような方法を用いることにより、前記複数の樹脂発泡粒子が前記弾性体マトリクス内に分散されている樹脂複合体を作製することができる。
もっとも、前記弾性体を前記複数の樹脂発泡粒子に混合する方法は、特に限定されず、前記弾性体は、任意の方法により前記複数の樹脂発泡粒子に混合され得る。
この方法を用いることにより、また、所望の靴底用部材の形状を有する熱プレス機を使用することにより、前記樹脂複合体で形成された靴底用部材を一回のステップで製造することもできる。
前記結合剤としては、例えば、表面改質剤やポリオレフィン、ポリウレタン等のバインダーなどが挙げられる。ここで、ポリオレフィン及びポリウレタンは、例えば、上述の前記弾性体マトリクスの材料として使用可能なポリオレフィン樹脂及びポリウレタン樹脂であってもよい。また、これらの結合剤は、単独で使用されてもよく、2種以上組み合わせて使用されてもよい。
上記方法としては、例えば、前記複数の樹脂発泡粒子と前記結合剤とをオープンロール又はミキサー等を用いて予備混練することであってもよい。
例えば、前記樹脂複合体に含まれる前記弾性体の量は、前記樹脂複合体全体に対して5〜90%(体積比)であってもよい。その場合には、前記樹脂複合体を適度に軽量化することができると共に、前記樹脂複合体の弾性回復性を適度に高くすることができる。
例えば、上述したような前記複数の樹脂発泡粒子と前記弾性体との混合材料を熱プレスする方法を用いる場合には、靴底用部材において比較的大きな負荷のかかりやすい領域、具体的には踵部、前足部の領域における弾性体の配合割合を、他の領域における樹脂組成物の配合割合に比べて大きくしてもよい。靴底用部材の踵部における弾性体の配合割合が大きいと、各種スポーツ動作における着地時に、踵部に比較的大きな負荷がかかった場合にも、弾性体の特性による衝撃緩衝効果を効果的に発揮することができる。また、靴底用部材の前足部における弾性体の配合割合が大きいと、カッティング動作時に靴底の過度な変形を抑制することにより、スムーズな体重移動が可能となる。
一方、靴底用部材において比較的大きな負荷のかかりにくい領域では、弾性体の配合割合を、他の領域における樹脂組成物の配合割合に比べて小さくしてもよい。例えば、中足部には大きな負荷はかかりにくいため、靴底用部材の中足部には一定程度の緩衝性があればよい。そのため、中足部の領域における弾性体の配合割合は小さくてもよく、それにより、靴底用部材を軽量化することができる。
上記のように、前記複数の樹脂発泡粒子と前記弾性体との配合割合を所定の領域毎に別々に調整することにより、初期剛性及びひずみ量が領域毎に異なる樹脂複合体を形成することができる。
前記樹脂複合体の23℃における初期弾性率は、好ましくは10MPa以下であり、より好ましくは5MPa以下である。
本実施形態の靴底用部材、及び該靴底用部材を備えた靴は、従来公知の靴の製造方法と同様にして製造することができる。
(a)前記樹脂組成物より、上述の含浸法、押出法等により前記複数の樹脂発泡粒子をそれぞれ製造する第1工程、
(b)オープンロール又はミキサー等を用いて、前記第1工程で得られた前記複数の樹脂発泡粒子と前記弾性体とを予備混練させる第2工程、
(c)前記予備混練材料を成形型内に導入し、熱プレス機により該成形型を熱プレスすることにより、前記複数の樹脂発泡粒子が前記弾性体マトリクス内に分散されている樹脂複合体を得る第3工程、
(d)前記第3工程で得られた樹脂複合体で一部又は全部が形成された靴底用部材を作製する第4工程。
この製造方法では、前記第2工程における予備混練により、前記弾性体からなる弾性体マトリクス内に前記複数の樹脂発泡粒子が分散された予備混練材料を作製する。該予備混練材料は、その後の第3工程において、所望の形状の樹脂複合体に成形される。
(a)前記第1樹脂組成物より、上述の含浸法、押出法等により前記複数の樹脂発泡粒子をそれぞれ製造する第1工程、
(b)前記第1工程で得られた前記複数の樹脂発泡粒子に、前記弾性体を混合させる第2工程、
(c)前記混合材料を成形型内に導入し、熱プレス機内全体に熱を伝達するように加熱しつつ熱プレス機により該成形型を熱プレスすることにより、前記複数の樹脂発泡粒子が前記弾性体マトリクス内に分散されている樹脂複合体を得る第3工程、
(d)前記第3工程で得られた樹脂複合体で一部又は全部が形成された靴底用部材を作製する第4工程。
この製造方法では、前記第3工程において、熱プレス機内全体に熱を伝達するように加熱することによって、前記混合材料中の前記弾性体が溶融してマトリクス状となり、前記複数の樹脂発泡粒子が前記弾性体マトリクス内に分散されている樹脂複合体が形成される。
また、本実施形態の靴は、前記靴底用部材を備えているため、柔らかな足入れ感覚を示し、過度の変形を抑制しつつ高い緩衝性、高い耐久性を発揮することができる。
種々のスチレン系樹脂と、可塑剤としてのパラフィンオイル(密度0.88g/cm3)とを、市販の二軸押出混練機を用いて120〜200℃で混合することにより、弾性率の異なるゲル状のスチレン系エラストマー材料1〜3(GEL1〜3)をそれぞれ作製した。
発泡粒子原料としてポリオレフィン系樹脂を使用し、従来公知の方法を用いて、発泡度の異なる3種類の樹脂発泡粒子1〜3(Foam1〜3、D50=……mm)を製造した。
実施例1〜5
まず、以降の製造方法に使用する材料として、以下の表1に示す種類の弾性体マトリクス材料及び樹脂発泡粒子と、バインダーとしてのパラフィンオイル含有ポリオレフィン系樹脂とを、弾性体マトリクス材料:樹脂発泡粒子:バインダー=32:10:58(体積比)となるように用意した。
得られた樹脂複合体では、前記弾性体マトリクス材料が全体として連続体となった弾性体マトリクス中に、上記樹脂発泡粒子が分散していた。このとき、全体として、各樹脂発泡粒子の間には弾性体マトリクス又はバインダーが介在しており、樹脂発泡粒子同士が直接溶着されている部分はほとんど見られなかった。
以下の表1に示す種類の弾性体マトリクス材料のみを成形型のキャビティ内に充填し、該成形型を熱プレス機による加圧下にて2分間加熱した後、冷水により10分間冷却することにより、弾性体単独からなる樹脂成形体を得た。
オレフィン樹脂とEVA(エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂)とのポリマーアロイを従来公知の方法により架橋発泡させて、板状の架橋発泡体からなる樹脂成形体を得た。
スチレン系エラストマー材料1〜3のそれぞれを直径29mm×高さ12mmの円柱形状に裁断し、そのサンプル片を、オートグラフ精密万能試験機((株)島津製作所製、製品名「AG−50kNIS MS型」)を用いて、23℃下で、ひずみ速度0.1mm/秒にて圧縮することによって得られた応力−ひずみ曲線より、各スチレン系エラストマー材料の初期弾性率E0を算出した。結果を以下の表1に示す。
各発泡樹脂粒子の体積平均粒径D50を、マイクロスコープを用いて測定した。また、各発泡樹脂粒子の密度を、試験片重量と試験片体積から算出した。結果を以下の表2に示す。
各発泡樹脂粒子の23℃における初期弾性率E0を、以下のようにして測定した。詳細には、それぞれの発泡樹脂粒子について、発泡樹脂粒子を熱プレスして一体化することにより、比重の異なる複数の平板状成形体を作製した。この複数の平板状成形体のそれぞれに対して、上述の方法により初期弾性率を測定し、平板状成型体の比重と初期弾性率との近似線を作成した。この近似線に基づいて、発泡樹脂粒子の比重から、発泡樹脂粒子の初期弾性率E0を概算した。結果を以下の表2に示す。
試験片の作製
実施例1〜5の樹脂複合体及び比較例1〜3の樹脂成形体を、直径29±1mm、厚さ12±1mmの円盤状に切断し、それぞれについて試験片を得た。
実施例1〜5及び比較例1〜3の試験片の密度を、試験片重量と試験片体積から算出した。結果を表3に示す。
実施例1〜5及び比較例1〜3の試験片の圧縮応力−ひずみ曲線は、発泡体を直径29mm×高さ12mmの円柱形状に裁断し、そのサンプル片を、オートグラフ精密万能試験機((株)島津製作所製、製品名「AG−50kNIS MS型」)を用いて、23℃下で、ひずみ速度0.1mm/秒にて圧縮することによって得た。
このようにして測定した圧縮応力−ひずみ曲線を、図3〜5に示す。また、圧縮応力−ひずみ曲線から求められる、実施例1〜5及び比較例1〜3の試験片の23℃における初期弾性率E0(MPa)、ひずみ0.4時の圧縮応力σ0.4(MPa)及び圧縮応力1MPa時のひずみε1MPaを、表3に示す。
また、実施例1の樹脂複合体は、比較例1の弾性体単独からなる樹脂成形体に比べ、初期剛性E0が同等でありながら、ひずみ0.4時の圧縮応力σ0.4が小さい。同様に、実施例3〜5の樹脂複合体は、比較例2の弾性体単独からなる樹脂成形体と同等の初期剛性E0を有しながら、ひずみ0.4時の圧縮応力σ0.4が比較例2よりも小さい。このことから、実施例に係る樹脂複合体は、同等の柔軟性を有する弾性体単独材料に比べて、高い緩衝性を発揮できることがわかる。
また、実施例2の樹脂複合体は、比較例3の架橋発泡体のみからなる樹脂成形体に比べ、圧縮応力σ0.4が同等でありながら、初期剛性E0が小さく、かつ、圧縮応力1MPa時のひずみε1MPaが比較的小さい。このことから、実施例に係る樹脂複合体は、同等の緩衝性を有する架橋発泡体に比べて柔軟性が高く、かつ、過度の変形及びそれによる形状復元力低下を抑制できることがわかる。
31:弾性体マトリクス、32:樹脂発泡粒子
Claims (5)
- エラストマーからなる非発泡の弾性体マトリクスと、前記弾性体マトリクス内に分散されている複数の樹脂発泡粒子とを備えた樹脂複合体で一部又は全部が形成された靴底用部材であって、
前記複数の樹脂発泡粒子の体積平均粒径D50は、1mm以上であり、
前記弾性体マトリクスの23℃における初期弾性率が、0.1MPa以上5MPa以下であり、かつ、前記複数の樹脂発泡粒子の23℃における初期弾性率よりも小さい、靴底用部材。 - 前記エラストマーが、ポリオレフィン系エラストマー又はポリスチレン系エラストマーを含み、前記複数の樹脂発泡粒子が、ポリオレフィン系樹脂を含む樹脂組成物により構成されている、請求項1に記載の靴底用部材。
- 前記エラストマーが、ポリウレタン系エラストマーを含み、前記複数の樹脂発泡粒子が、ポリウレタン系樹脂を含む樹脂組成物により構成されている、請求項1に記載の靴底用部材。
- 前記弾性体マトリクスと前記複数の樹脂発泡粒子とが、バインダーを介して接着されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の靴底用部材。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の靴底用部材を備えた靴。
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