JP6983239B2 - プラスチック構成要素の製造方法、プラスチック構成要素、ミッドソールおよびシューズ - Google Patents

Description

本発明は、プラスチック構成要素、特にスポーツアパレル（ｓｐｏｒｔｓ ａｐｐａｒｅｌ）用の緩衝要素（ｃｕｓｈｉｏｎｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ）の製造方法、該方法を使用して製造されたプラスチック構成要素、ならびにミッドソール（ｍｉｄｓｏｌｅ）およびシューズに関する。

現今、プラスチック構成要素は、多くの技術分野および日常生活において極めて重要な役割を果たしている。例としては航空宇宙産業および自動車産業が挙げられる。これらの分野では、プラスチック構成要素が、例えば衝撃保護要素、例えばバンパとして役立っており、またはパネル要素、シートの外殻（ｓｅａｔ ｓｈｅｌｌ）、アームレストなどの製造に使用されている。プラスチック構成要素は梱包産業においても使用されており、例えば繊細な商品や損傷しやすい商品を配送のため梱包するのに使用されている。

これらの例示的な全ての適用分野で、プラスチック構成要素ができるだけ小さな重量を有し、同時に十分なレジリエンスを有する場合には有利である。特に、衝撃から保護するため、または商品を安全に包装するために使用されているプラスチック構成要素に関しては、プラスチック構成要素がさらに、強打または衝突に対する良好な緩衝特性および衝撃吸収特性を備えているべきである。この文脈においては、先行技術により、例えば発泡ポリスチレン（ｅｘｐａｎｄｅｄ ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）のような発泡プラスチック材料が知られている。発泡ポリスチレンは例えばＢＡＳＦからＳｔｙｒｏｐｏｒ（登録商標）またはＳｔｙｒｏｄｕｒ（登録商標）の商品名で販売されている。

発泡プラスチック材料の使用はさらに、スポーツアパレル用の緩衝要素の製造、例えばスポーツシューズ用のシューソール（ｓｈｏｅ ｓｏｌｅ）の製造にも及んでいる。

シューズ製造技術、特に高性能の運動競技用シューズ（ａｔｈｌｅｔｉｃ ｓｈｏｅ）の設計においては、シューズの個々の構成要素の材料特性、例えばその構成要素のたわみ性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）、耐摩耗性（ａｂｒａｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）、剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）、圧縮強さ（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）および／またはレジリエンス（ｒｅｓｉｌｉｅｎｃｅ）、ならびにその他の物理的および化学的材料特性を改良することが強く求められている。

例えば、使用中のシューズのより高い性能、改良された履き心地、および／またはミッドソールの増強された耐用寿命を提供し、同時に製造の容易さを向上させるために、運動競技用シューズのミッドソールの材料特性を強化することが望ましいことがある。

具体的には、水蒸気の形態の熱を供給することによって互いに融合させた発泡熱可塑性ポリウレタン（ｅＴＰＵ）の粒子の使用、または独国特許出願公開第１０２０１２２０６０９４号明細書および独国特許出願公告第１０２０１１１０８７４４号明細書に記載された結合材（ｂｉｎｄｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌ）の使用によって連結されたｅＴＰＵ粒子の使用が検討された。

さらに、先行技術の欧州特許第２６４９８９６号明細書は、シューズ用、特にスポーツシューズ用の改良されたソールおよびインソール、ならびにそれらの製造方法を提供している。一態様として、シューズ用、特にスポーツシューズ用のソールであって、少なくとも第１および第２の表面領域を有し、第１の表面領域がｅＴＰＵを含む、ソールが提供されている。

さらに、欧州特許出願公開第３１１４９５４号明細書は、シューズ用、特にスポーツシューズ用のソールの製造方法に関し、この方法は、型（ｍｏｌｄ）の可動部品を所定の大きさ（ｅｘｔｅｎｔ）に開くこと、ｅＴＰＵの粒子を型に装填すること、製造するソールの形状に従って型の容積を低減させること、およびｅＴＰＵに水蒸気を供給することを含み、この方法では、ソールの機械的特性が、少なくとも部分的に、装填中に型が開かれる程度によって決定される。

しかしながら、先行技術によって記載された製造方法のさまざまな態様はさらに改良することができる。

したがって、本発明によって解決される課題は、ｅＴＰＵまたは発泡ポリエーテルブロックアミド（ｅＰＥＢＡ）などの発泡粒子（ｅｘｐａｎｄｅｄ ｐａｒｔｉｃｌｅ）を含むプラスチック構成要素の製造方法を、プラスチック構成要素の材料特性および／または製造の容易さが向上するようにさらに改良することである。

さらに、発泡粒子を含むこのような強化されたプラスチック構成要素を、シューズのミッドソールおよび／またはシューズに組み込むことが望ましい。

上記の目的は、少なくとも部分的に、本出願の特許請求の範囲の主題によって達成される。

第１の実施形態では、本発明が、プラスチック構成要素、特にスポーツアパレル用の緩衝要素の製造方法を提供する。この方法は、型を所定の量だけ開いて装填ポジション（ｌｏａｄｉｎｇ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）にするステップを含み、この型は少なくとも２つの型部品（ｍｏｌｄ ｐａｒｔ）を含み、型を開く量は、型の使用可能な装填容積に影響し、この方法はさらに、発泡粒子を含む材料を装填容積に装墳するステップと、型を閉じて閉ポジション（ｃｌｏｓｅｄ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）にするステップとを含み、型を閉じる間、型部品を互いに、型の異なるエリアにおいて異なる距離にわたって移動させ、この方法はさらに、型を閉じることによって発泡粒子を圧縮するステップと、発泡粒子の少なくとも表面を融合させて、プラスチック構成要素を成形するステップとを含む。

発泡粒子は時に、「フォーム粒子（ｆｏａｍ ｐａｒｔｉｃｌｅ）」とも呼ばれ、その結果として、成形されたプラスチック構成要素は時に「粒子フォーム構成要素（ｐａｒｔｉｃｌｅ ｆｏａｍ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」と呼ばれる。このような発泡粒子を指すことがある他の用語には例えば「ビーズ（ｂｅａｄ）」または「ペレット（ｐｅｌｌｅｔ）」などがある。

この方法は例えば、プラスチック構成要素の製造中の発泡粒子の局所圧縮の制御を、プラスチック構成要素が優れた材料特性を示すように改良することを可能にする。プラスチック構成要素の密度および／または圧縮剛性などの材料特性を、特定の用途または使用法に合わせて調整することができる。例えば、運動競技用シューズに使用されるプラスチック構成要素の局所密度／圧縮剛性を、異なるタイプの運動競技活動、例えばテニス、ランニング、フットボール、バスケットボールなどに対して最適化し、適合させることができ、かつ／または異なる表面、例えば森林コース、アスファルト、コンクリート、砂地、芝生、硬木材などに対して最適化することができ、かつ／または個々の装用者の解剖学的特徴および／もしくは歩き方に対して最適化することができる。

さらに、このような強化されたプラスチック構成要素は、他のタイプのスポーツアパレル、例えば緩衝要素が組み込まれた衣類、および／またはサンダル、スキーブーツ、スノーボードブーツ、ゴルフシューズに容易に組み込むことができ、保護目的のあらゆる種類のスポーツ用具、例えばグローブ、特に野球グローブ、ゴールキーパーグローブおよび／またはボクシンググローブ、すね当て、ひざおよび／またはひじプロテクタ、ヘルメット、背面プロテクタならびにその他の多くのスポーツ用具に容易に組み込むことができる。

さらに、このような強化されたプラスチック構成要素は、スキー板、スノーボード、スケートボード、サーフボード、パンチングターゲット、フィットネスギヤおよびその他の多くのスポーツ用具など、幅広いさまざまなスポーツ用具に組み込むこともできる。

本発明の別の実施形態では、型部品を互いに移動させる異なる距離が、発泡粒子の圧縮の度合い（ｄｅｇｒｅｅ ｏｆ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）（以後、圧縮度）に局所的に影響する。

別の実施形態では、少なくとも型の１つのセクションに関して、型部品を互いに移動させる異なる距離が、成形されたプラスチック構成要素の厚さ分布に関係し、好ましくはこの厚さ分布に本質的に比例する。

例えば、成形されたプラスチック構成要素の本質的に一定の圧縮度、したがって本質的に一定の密度を保証することが可能であることがある。この点に関して、本出願の残りの部分について、用語「本質的に」は、「典型的な製作公差（ｔｙｐｉｃａｌ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ）の範囲内で」と定義される。

例えば、例えばシューズソールとしてのくさび形の構成要素などの厚さが不均一なプラスチック構成要素であって、さらに、密度に依存するある物理的材料特性が本質的に均質である必要があるプラスチック構成要素に対して、密度を一定にしたいことがある。

本発明の別の実施形態では、発泡粒子を、加熱された水蒸気および／または電磁放射によって互いに少なくとも部分的に融合させる。

例えば、この実施形態は、接着剤（ａｄｈｅｓｉｖｅ）または粘着剤（ｇｌｕｉｎｇ ａｇｅｎｔ）に頼ることなくプラスチック構成要素を成形すること、さらに、発泡粒子の表面を融合させるのに必要な熱を型の容積全体にわたって均質に分布させることを可能にする。

電磁放射が使用される場合には、発泡粒子が、加熱された水蒸気中に存在する水分にさらされない。ある種の実施形態ではこのことが望まれることがある。さらに、電磁放射で発泡粒子を加熱した方が、エネルギー効率がよくなり、融合過程の動態（ｄｙｎａｍｉｃｓ）をより精密に制御することができる。

当業者には明白になることだが、本発明はさらに、圧縮成形および他の多くの成形などの他の従来の成形技法と両立する。

本発明の別の実施形態では、型を閉じる間、型部品のうちの少なくとも１つの型部品を、偏心配置された旋回軸（ｅｃｃｅｎｔｒｉｃａｌｌｙ ａｒｒａｎｇｅｄ ｓｗｉｖｅｌ ａｘｉｓ）周りでピボット回転させ、旋回軸は、好ましくは取付け板（ｍｏｕｎｔｉｎｇ ｐｌａｔｅ）に接続されており、好ましくは、取付け板と少なくとも１つの型部品との間に長さの異なる変形可能なスペーサ要素が配置される。

この点に関して、用語「偏心」は、型の横断中心線（ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ ｃｅｎｔｅｒ ｌｉｎｅ）に対して定義される。

例えば、この実施形態は、型を閉じる間、これらの少なくとも２つの型部品を互いに、型の異なるエリアにおいて所望の異なる距離にわたって移動させることを実現する単純な手法を提供する。

本発明の別の実施形態では、これらの型部品のうちの少なくとも１つの型部品が、いくつかの個別のサブ部品（ｓｕｂ−ｐａｒｔ）を含み、型部品を互いに移動させる異なる距離が、サブ部品ごとに個別に制御される。

この実施形態は、型の異なる部分に存在する発泡粒子に異なる圧縮計画（ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅ）を適用することを可能にする。例えば、型の１つの部分では均一な圧縮を所望し、第２の部分では不均一な圧縮を所望することができる。このことは、足中央セクション（ｍｉｄｆｏｏｔ ｓｅｃｔｉｏｎ）および足後部（ｒｅａｒｆｏｏｔ）セクションに本質的にくさび形の部分を含み、足前部（ｆｏｒｅｆｏｏｔ）セクションに本質的に均一な部分を含むシューズのミッドソールを製作するのに適切でありうる。

本発明の別の実施形態では、この方法の残りのステップが、型に装填するステップとは異なる場所で実行されてもよいように、発泡粒子を型容積に装填するステップの後に型が密封される。

例えば、この実施形態は、プラスチック構成要素のマルチステーション製造ラインの専用装填ステーションで型に装填することを可能にする。前記装填ステーションを、発泡粒子を型に装填するように個別に最適化することができる。装填後、密封された型を、製造ラインの別の加工ステーション、例えば電磁融合ステーションに輸送することができる。この電磁融合ステーションを、発泡粒子を効率的に電磁溶融するように個別に最適化することができる。後続の製造ステップを場所的に分離し、型を１つの加工ステーションから次の加工ステーションに輸送することにより、本発明によって提供される方法を実施する製造ラインをさらに最適化することができる。

別の実施形態では、本発明が、プラスチック構成要素、特にスポーツアパレル用の緩衝要素を提供する。このプラスチック構成要素は、発泡粒子を含み、プラスチック構成要素の局所密度および／または局所圧縮剛性が、プラスチック構成要素を成形する間の発泡粒子の局所圧縮度によって決まる。

例えば、発泡粒子を含むこのようなプラスチック構成要素の密度に依存する機械的特性が、異なる種類の運動競技用シューズ用のミッドソール、例えばバスケットボールシューズ、テニスシューズおよび／または屋外ランニングシューズ用のミッドソールなど、特定の用途に対する適切な仕様に従って設計されることがある。

本発明のより具体的な実施形態は、プラスチック構成要素の局所密度および／または局所圧縮剛性が、プラスチック構成要素の少なくとも一部分で、好ましくはプラスチック構成要素の全体で本質的に一定である、強化されたプラスチック構成要素に関する。

追加の実施形態は、プラスチック構成要素の局所密度および／または局所圧縮剛性が、プラスチック構成要素の少なくとも一部分の厚さ分布に関係し、好ましくはこの厚さ分布に本質的に比例する、強化されたプラスチック構成要素に関する。

例えば、このようにすると、均質な機械的特性、例えば均質な圧縮剛性および密度を示すプラスチック構成要素を製造することができる。さらに、スポーツシューズの改良されたミッドソールを製作する望ましい手法でプラスチック構成要素を製造することができる。

別の実施形態では、本発明が、以下の材料のうちの１つまたは複数の材料を含むプラスチック構成要素を提供する：発泡熱可塑性ポリウレタン（ｅＴＰＵ）；発泡ポリアミド（ｅＰＡ）；発泡ポリエーテルブロックアミド（ｅＰＥＢＡ）；発泡ポリ乳酸（ｅＰＬＡ）；発泡ポリエチレンテレフタレート（ｅＰＥＴ）；発泡ポリブチレンテレフタレート（ｅＰＢＴ）；発泡熱可塑性ポリエステルエーテルエラストマー（ｅＴＰＥＥ）。

発泡ポリマーペレットなどの発泡粒子に関する追加の詳細が、本出願の出願人の独国特許出願公開第１０２０１４２１６９９２号明細書、国際公開第２０１６／０３００２６号パンフレットおよび国際公開第２０１６／０３０３３３号パンフレットに出ている。

例えば、ｅＴＰＵ（または同様の発泡粒子）の優れた材料特性は、スポーツアパレル用の強化された緩衝要素を設計することを可能にする。例えば、ｅＴＰＵを含むスポーツシューズ用のミッドソールは、強化された履き心地および優れたランニング特性を提供する。特に、このようなミッドソールは、ｅＴＰＵ材料のレジリエンスによって決まるその大きな反発性（ｒｅｂｏｕｎｄ）により、衝撃後に直ちに緩和して、その元の形態に戻る。その結果として、ミッドソールの弾性変形に蓄積された衝撃エネルギーは装用者の脚に再び投じられ、それによってランニング性能を強化する。

別の実施形態では、本発明が、シューズ用、特にスポーツシューズ用のミッドソールを提供する。このミッドソールは、本発明に基づくプラスチック構成要素を含み、本発明によって提供されたいずれかの方法に従って製作される。

別の実施形態では、本発明が、シューズ用、特にスポーツシューズ用のミッドソールを提供する。このミッドソールは、発泡粒子を含み、ミッドソールの大きさの本質的に全体にわたって、ミッドソールの局所密度の変動が２０％未満、好ましくは１５％未満、より好ましくは１０％未満、よりいっそう好ましくは５％未満である。

このミッドソールの異なるセクションの局所密度は例えば、発泡ＴＰＵなどの発泡粒子を含むプラスチック構成要素の密度を再現可能に決定することも可能にする当技術分野で知られているいずれかの関連方法によって決定することができる。

それに加えてまたはその代わりに、このミッドソールは、ミッドソールの大きさの本質的に全体にわたって、２０％未満、好ましくは１５％未満、より好ましくは１０％未満、よりいっそう好ましくは５％未満だけ変動する圧縮剛性を示すことができる。

それに加えてまたはその代わりに、このミッドソールは、本発明によって提供されたいずれかの方法に従って製造されたプラスチック構成要素を含むことができる。

このミッドソールの異なるセクションの圧縮剛性は、発泡ＴＰＵなどの発泡粒子を含むプラスチック構成要素の圧縮剛性を再現可能に決定することも可能にする当技術分野で知られているいずれかの関連方法によって決定することができる。そのような１つの例が、ISO 844:2014「Rigid cellular plastics--Determination of compression properties」に基づく試験方法である。

別の実施形態では、本発明が、上述の本発明の実施形態に基づくミッドソールを含むシューズ、特にスポーツシューズを提供する。

このようなスポーツシューズは例えば、優れた反発性、履き心地および緩衝性を提供し、その結果として、装用者が経験する疲労の軽減、ならびに使用中のランニング性能および／または跳躍性能の向上を保証する。

以下では、添付図を参照することによって本発明の実施形態をより詳細に説明する。

図１ａ：装填ポジションにある、本発明の一実施形態に基づく型の略縦断面図である。 図１ｂ：閉ポジションにある、本発明の一実施形態に基づく型の略縦断面図である。 図１ｃ：閉ポジションにある、発泡粒子の融合中の、本発明の一実施形態に基づく型の略縦断面図である。 図１ｄ：プラスチック構成要素を型から外している最中の、本発明の一実施形態に基づく型の略縦断面図である。 図２：本発明に基づく方法で使用するように適合された型設計の略図である。 図３ａ：本発明の一実施形態に基づく運動競技用シューズのミッドソールの下面図である。 図３ｂ：本発明の一実施形態に基づく運動競技用シューズのミッドソールの側面図である。 図３ｃ：本発明の別の実施形態に基づく運動競技用シューズのミッドソールの下面図である。 図４：本発明に従って製作されたミッドソールの密度の変動と、従来の発泡粒子成形技法によって製作されたミッドソールの密度の変動との比較を示す図である。

以下では、くさび形のプラスチック構成要素の製造、特にスポーツシューズのミッドソールの製造に関して、本発明の例示的な実施形態をより詳細に説明する。しかしながら、本発明はそのような特定の実施形態だけに限定されないこと、ならびに、本発明を、一般的なスポーツアパレルおよびスポーツ用具向けの緩衝要素として使用されることが特に意図された他のタイプのプラスチック構成要素に対して適用することができることが理解される。さらに、以下では、本発明のある種の実施形態に関して、特徴の特定の組合せが記載されるが、本開示はそのような実施形態だけに限定されないことが理解される。言い換えると、本発明を実現するのに全ての特徴が存在する必要があるわけではなく、また、１つの実施形態のある特徴を別の実施形態の１つまたは複数の特徴と組み合わせることによって実施形態を修正することができる。

図１ａは、装填ポジションに配置された概略的な型設計の縦断面図を示し、本発明の第１の実施形態により、ｅＴＰＵ粒子などの発泡粒子１３０を型１００ａに装填する。装填ポジションはクラックギャップ（ｃｒａｃｋ ｇａｐ）ポジションとも呼ばれることがあり、それに従って、型は、クラックギャップ型と呼ばれることがある。

いくつかの実施形態では、全ての発泡粒子が本質的に同じサイズおよび幾何形状を示し、別の実施形態では、発泡粒子のサイズおよび幾何形状が異なり、別の実施形態では、発泡粒子のサイズおよび幾何形状がかなり異なる。別の実施形態では、プラスチック構成要素の材料特性を微調整するために、発泡粒子が、異なる材料の粒子、特に異なるポリマーの混合物の粒子を含むことができる。

発泡粒子はさらに、型の内側でのプラスチック構成要素の形成を容易にする接着剤および／または粘着剤を含むことができる。発泡粒子はさらに、例えば外部から印加された電磁場から型の内側の発泡粒子へのエネルギー移動を容易にするエネルギー吸収材料を含むことができる。

この実施形態では、発泡粒子１３０が少なくとも部分的に重力によって導かれて型容積に装填されるように、型１００ａが、発泡粒子１３０の貯蔵容器（ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）（図示せず）の下方に配置される。

例えば、装填ステーションにおいて発泡粒子１３０の貯蔵容器から型１００ａに装填することができ、その装填ステーションでは、型の位置の上方に貯蔵容器を配置することができる。貯蔵容器は型１００ａの位置の上方に配置されるため、主に重力に頼ることによって発泡粒子１３０の流れを型１００ａの中へ導くことができ、加圧された空気または同様の手段を使用して発泡粒子１３０を輸送する必要はない。同様に、専用の取出し手段を必要とすることなく、成形されたプラスチック構成要素を型から脱型することができる。これらの効果はともに、製造の技術的複雑さを低下させ、効率を高める。

その代わりにまたはそれに加えて、例えば加圧されたガスおよび／または加圧された空気によって操作された輸送／装填機構によって、発泡粒子１３０を型１００ａまで輸送し、型容積に装填することもできる。加圧されたガスおよび／または加圧された空気に基づく装填機構を使用すると、型容積に装填するのに必要な時間を短縮し、製作処理能力（ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｐｕｔ）を増大させることができる。

型１００ａは、少なくとも２つの型部品１１０、１１２を含むことができ、型１００ａの装填ポジションでは、型部品１１０、１１２を、閉ポジション（図１ｂ参照）にあるときよりも互いから離すことができる。その結果、装填ポジションにおける型容積は閉ポジションにおける型容積よりも大きい。

通常、発泡粒子は、装填ポジションにおいて型容積に本質的に完全に装填され、装填ポジションでは、発泡粒子が本質的に、圧縮されていない状態に維持される。装填ポジションにおける型容積が、型１００ａの閉ポジションにおいて形成される成形されたプラスチック構成要素１３５の体積よりも大きいことは、プラスチック構成要素１３５内における望ましくない空隙の形成を防ぐことを容易にし、特に、プラスチック構成要素１３５の表面上および縁に沿った望ましくない空隙の数を減らす。

さらに、より大きな型容積を有する装填ポジションにおいて型１００ａに装填すると、その結果として、そこを通して発泡粒子が装填される開口部１５０の近くの圧縮が小さくなる。

装填容積を変更することも可能であり、したがって、型１００ａを閉じる前の型の内側の発泡粒子の総量を増やしたりまたは減らしたりすることを可能にすることも可能である。

図１ｂは、発泡粒子１３０が型容積に装填され、型半体１１０、１１２を装填ポジションから閉ポジションに移動させることにより型１００ｂの内側の発泡粒子１３０が圧縮された後の、閉ポジションにあるように構成された図１ａの型１００ｂを示す。

型１００ｂを閉じる間に発泡粒子１３０が受けた圧縮のため、型容積には発泡粒子が本質的に均質に装填されており、閉ポジションでは発泡粒子が圧縮された状態にある。

図１ｂに示された実施形態では、閉ポジションにおける発泡粒子の圧縮度がプラスチック構成要素の大きさを横切って本質的に一定になるような態様で、型半体を互いに向かって移動させる局所距離がプラスチック構成要素の厚さに依存する。

これは、型部品１１０、１１２を互いに移動させる局所距離Δｚを、Δｚがプラスチック構成要素の厚さｚに本質的に比例する（すなわちΔｚ＝αｚ。αは比例定数である）ように制御することによって達成することができる。圧縮度λが、局所距離Δｚとプラスチック構成要素の局所厚さｚとの比と定義された場合（すなわちλ＝Δｚ／ｚ）、圧縮度λは一定であり、比例定数αに等しいことは明らかである。

圧縮度のこのような制御は、少なくとも２つの型部品が互いに対してピボット回転可能に配置されるように構成されたクラックギャップ型によって実施することができる。具体的には、一方の型部品が偏心ピボット軸周りで旋回運動し、それによってその型部品が発泡粒子を均一に圧縮することにより本質的に一定の圧縮度が達成されるように、一方または両方の型部品を前記偏心ピボット軸のところに取り付けることができる。

本発明の他の用途では、プラスチック構成要素１３５の局所厚さｚに比例した圧縮度λ（すなわちλ＝βｚ）を示すプラスチック構成要素を製作することが望ましいことがある。これは、型部品１１０、１１２を互いに移動させる局所距離Δｚを、Δｚが本質的にプラスチック構成要素１３５の局所厚さｚの２次関数（すなわちΔｚ＝βｚ^２）となるように制御することによって達成することができる。

他の実施形態では、プラスチック構成要素１３５の局所厚さｚに反比例した圧縮度λ（すなわちλ＝γ／ｚ)を示す構成要素を製作することが望ましいことがある。これは、型部品１１０、１１２を互いに移動させる局所距離Δｚを、Δｚが一定（すなわちΔｚ＝γ）となるように制御することによって達成することができる。

一般に、プラスチック構成要素１３５の局所厚さｚは、ｘ−ｙ平面におけるプラスチック構成要素の正確な位置に依存する。すなわち、局所厚さｚは、ｘ−ｙ平面における位置の区分的連続関数（ｐｉｅｃｅｗｉｓｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｆｕｎｃｉｔｏｎ）ｚ＝ｚ（ｘ，ｙ）である。

型を閉じる間に型部品１１０、１１２を互いに移動させる局所距離Δｚも一般に、局所厚さの連続関数、すなわちΔｚ＝Δｚ（ｚ）である。このようにすると、局所圧縮度λ＝Δｚ／ｚも、ｘ−ｙ平面における位置の区分的連続関数になる。

例えばΔｚが、厚さｚの次数ｎの多項式である場合、圧縮度は、局所厚さｚの次数ｎ−１の多項式である。上記の引数は、三角関数または指数関数などの他のタイプの関数に容易に一般化することができる。

ある種の型構成は、圧縮度λを、ｘ−ｙ平面における位置の準連続関数として直接に制御することを可能にする。これは、型部品１１０、１１２のうちの少なくとも１つの型部品を、その型部品が、プラスチック構成要素１３５の大きさに比べて小さい個別に制御可能な複数の型要素を含むように適合させることによって達成することができる。この技法は例えば、スポーツシューズのミッドソールの圧縮度を個々の装用者の足の解剖学的形状に個別に適合させることを可能にしうる。

型１００ｂはさらに、装填ポジションにある型容積内にそこを通して発泡粒子１３０が装填される開口部１５０を閉じるための手段１６０を含むことができる。いくつかの実施形態では、開口部１５０を閉じるための手段１６０が、型１００ｂに組み込まれている。別の実施形態では、開口部１５０を閉じるための手段１６０がさらに型１００ｂから分離しており、手段１６０は、装填のために取り外され、装填が完了した後に取り付けられる。別の実施形態では、型部品１１０、１１２のうちの１つの型部品の外側表面部分によって、開口部１５０が、型容積の内側から閉じられる。

図１ｃは、発泡粒子の融合中の図１ａおよび図１ｂの型を示す。

いくつかの実施形態では、発泡粒子の表面部分が互いに融着し、本質的に完全に連結したプラスチック構成要素１３５を形成するような対応するそれぞれの温度よりも高い温度に発泡粒子を加熱することにより、発泡粒子１３０を互いに融合させる。

一実施形態では、この熱が、型容積内へ送られた加熱された水蒸気によって供給される。

いくつかの実施形態ではさらに、例えば２つの型部品１１０、１１２としての型のいくつかの部分における加熱によって熱が供給される。

別の実施形態では、ＲＦ、ＭＷ、レーザ、ＵＶまたはＸ線放射などの電磁放射によって熱が供給される。型部品１１０、１１２は、高出力ＲＦまたはＭＷ増幅器に接続されたコンデンサ極板の役目を果たすことができる。

電磁放射から発泡粒子１３０へのエネルギー移動を強化するため、発泡粒子１３０は、発泡粒子１３０を加熱し、融合させるためのエネルギーを供給している電磁放射が占有する電磁スペクトルの対応部分において大きな吸収断面積（ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ ｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎ）を示す、少なくとも１種類のエネルギー吸収材料を含むことができる。

いくつかの実施形態では、閉ポジションにおいて型１００ｃが密封される。密封された後に、型１００ｃを、発泡粒子１３０を型容積に装填するために使用された装填ステーションから、例えばＲＦもしくはＭＷ加熱および／または水蒸気加熱による発泡粒子１３０の融合が実行される専用の融合ステーションに輸送することができる。

このような方法は、モジュール式加工ステーション、例えば装填、圧縮、融合、冷却、脱型ステーションを使用する柔軟で高度に自動化された製造ラインを設計することを可能にすることができる。この製作工程のモジュール設計は、製作工程のそれぞれのステーションの設計および動作を独立して最適化することを可能にする。

図１ｄは、プラスチック構成要素１３５の成形が終了し、プラスチック構成要素１３５が型１００ｄから脱型されているときの図１ａ〜１ｃの型１００ｄの構成を示す。いくつかの実施形態では、専用の取出し手段の存在が不要となるように、重力を受けることによってプラスチック構成要素が型１００ｄから抜け落ちることができるような向きに型１００ｄが配置される。しかしながら、別の実施形態では、専用の取出し手段が使用される。

発泡粒子を型に装填した後に型が密封されたいくつかの実施形態では、型の装填および／または発泡粒子の融合が実行された場所とは異なる場所で、プラスチック構成要素の脱型が実行される。

いくつかの実施形態では、プラスチック構成要素１３５が成形され、直ぐに脱型できる程度に十分に冷却された後に２つの型部品１１０、１１２を容易に開くことができるよう、２つの型部品１１０、１１２が型アセンブリ（ｍｏｌｄ ａｓｓｅｍｂｌｙ）に取り付けられるように型１００ｄが構成される。

成形された部品１３５を（図１ｄに示されているように）型１００ｄから脱型した後に、製作工程を再び始めることができるように、型１００ｄを例えば加圧された空気によって洗浄し、再び装填ステーション（図１ａ参照）に輸送することができるような構成に、図１ａ〜１ｄに概略的に示された製作工程を構成することができる。

全ての工程ステップが同じ場所（すなわち組合せ装填、圧縮、融合、脱型ステーション）で実行される別の実施形態では、製作工程を新たに開始するのに必要な操作が、図１ａに示された装填構成に型１００ｄを戻すことだけである。

図２は、本発明によって提供される製造方法のうちの少なくともいくつかの方法を実施することを可能にする特定の型設計を示す。詳細には、型２００は、２つの型部品２１０および２１２を含み、偏心配置された旋回軸２８０周りで第１の型部品２１２をピボット回転させることができる。この旋回軸は、取付け板２８０がもう一方の型部品２１０の方へ押されたときに、型容積に装填された発泡粒子２３０を圧縮した結果として生じた圧力によって第１の型部品２１２が旋回軸２８０周りでピボット回転するような態様で、取付け板２７０に接続されている。

この偏心配置された旋回軸は、型の横断中心線に対して偏心配置されており、その結果、偏心配置された旋回軸２８０周りで第１の型部品２１２をピボット回転させたときに、２つの型部品２１０および２１２が互いに移動する位置依存の距離が異なる。

くさび形のプラスチック構成要素を製作するために、取付け板２７０と第１の型部品２１２との間に変形可能なスペーサ２９０、例えばばね要素を配置することができる。

変形可能なスペーサ２９０は、型２００が装填ポジションに配置されている間に発泡粒子２３０を型２００に装填する間、２つの型部品２１０および２１２がくさび形の装填容積を形成することを保証する。

偏心配置された旋回軸２８０と取付け板２７０に沿った位置によって異なる寸法を示す変形可能なスペーサ２９０との組合せは、装填ポジションにおいて２つの型部品２１０と２１２の間の角度を調整することを可能にする。

その結果として、型を閉じる間、２つの型部品は互いに、型２００の異なるエリアにおいて異なる距離にわたって移動し、その結果、圧縮度は、型２００の縦の延長に沿った位置に依存する。

図３ａは、本発明に従って製作された例示的なミッドソール３００の下面図を示す。このミッドソールは、足前部セクション３１０、足中央セクション３２０および足後部セクション３３０を含むものとすることができる。

いくつかの実施形態では、全てのセクションが、ミッドソール３００を横切って連続的に変化する異なる厚さ、または不連続に変化する異なる厚さを示す。これらの組合せも可能である。例えば、足前部セクション３１０から足中央セクション３２０にかけては厚さが連続的に変化し、足中央セクション３２０から足後部セクション３３０にかけては厚さが不連続に変化するように、ミッドソール３００を構成することができる。

本発明に基づくミッドソール３００はさらに、対応するそれぞれのセクションにおいて一定の密度または変化する密度を示すことができる。厚さ分布と同様に、密度も、１つのセクションから隣接するセクションにかけて連続的に変化すること、または不連続に変化することができる。

図３ｂは、図３ａのミッドソール３００の側面図を示す。図示された実施形態は、連続的に変化する厚さ分布および一定でない圧縮度を示す。具体的には、足前部セクション３１０の発泡粒子は、足中央セクション３２０および足後部セクション３３０よりも圧縮された状態にある。その結果、例えば、足後部セクション３３０および足中央セクション３２０の反発性が、足前部セクション３１０の反発性よりも大きくなることがあり、あるタイプの運動競技用シューズについてはそれが望まれる。

しかしながら、他のタイプの運動競技用シューズでは、足前部セクション３１０の発泡粒子が、足中央セクション３２０および／または足後部セクション３３０の発泡粒子と同じ程度に圧縮されていることが望まれることもある。これは例えば、ミッドソール３００の厚さ分布に本質的に比例する圧縮距離を提供する本発明の実施形態の１つによって達成することができる。

図３ｃは、ミッドソール３００の大きさの本質的に全体にわたって本質的に一定の圧縮度および／または本質的に一定の密度を示すミッドソール３００の図３ａの下面図を示す。図３ｃに示された実施形態は、本質的に円筒形の３つの試料片ＦＦ、ＭＦ、ＲＦをミッドソール３００から切り取ることによって変更されている。それぞれの試料片は、ミッドソール３００の足前部セクション３１０、足中央セクション３２０および足後部セクション３３０からそれぞれ切り取られたものである。

ミッドソール３００の大きさを横切る局所密度の変動を決定するために、発泡粒子を含むプラスチック構成要素の密度を測定するのに適した密度測定法によって、それぞれの試料片ＦＦ、ＭＦ、ＲＦの密度を決定することができる。

ミッドソール３００のより詳細な密度プロファイルが必要な場合には、試料片のサイズを小さくし、かつ／またはミッドソールから切り取ることができる試料片の数を増やすことができる。

図４は、本発明に従って製作された図３ｃに示されたものと同様のミッドソールに対して、図３ｃに示されたものと同様の形状の試料片を使用することによって実行された密度測定の結果を示す。

図４は、本発明によって提供される方法に従って製作されたミッドソール３００の足前部セクションＦＦ、足中央セクション中波および足後部セクションＲＦからそれぞれ切り取られた試料片の密度を示す。具体的には、図４に示された密度測定に使用された試験試料ミッドソールの製作には、図２に示されたものと同様の型設計が使用された。

その結果として、試験試料ミッドソールを成形する間、発泡粒子は本質的に均一に圧縮された。

その結果、ミッドソールの局所密度は、足後部セクションと足中央セクションの間および足後部セクションと足前部セクションの間で４％未満、変動する。特に、足中央セクションと足前部セクションの間の密度の変動は、測定の統計的不確かさの範囲内にあり、本質的に決定することはできなかった。

示された結果は、同じ製造方法、同じ型および同じ公称工程パラメータを使用して製作されたミッドソール３００の５つの試験試料について測定値を平均することによって得られたものである。

例えば、このミッドソールの平均密度は、２５０ｋｇ／ｍ^３から４００ｋｇ／ｍ^３の間、好ましくは２７５ｋｇ／ｍ^３から３７５ｋｇ／ｍ^３の間、より好ましくは３００ｋｇ／ｍ^３から３５０ｋｇ／ｍ^３の間、よりいっそう好ましくは３１５ｋｇ／ｍ^３から３３５ｋｇ／ｍ^３の間である。

しかしながら、当業者には明白になることだが、上述の絶対値および図４に示された絶対値は単なる例である。ミッドソール３００の絶対密度は、発泡粒子の密度、発泡粒子を製作する際に使用されたポリマーのタイプ、製造中に発泡粒子が受けた膨張の度合い、ミッドソール３００の成形中に発泡粒子が受けた圧縮度、およびミッドソール３００に必要な圧縮剛性など、さまざまなパラメータに依存しうる。

本発明とは対照的に、先行技術によって知られている（例えばその先行技術の基礎をなす優先権出願に記載されている）成形技法は、その結果として、ミッドソール３００の大きさの本質的に全体を横切る局所密度のより大きな変動を与える。

１００ａ 型
１００ｂ 型
１００ｃ 型
１００ｄ 型
１１０ 型部品
１１２ 型部品
１３０ 発泡粒子
１３５ プラスチック構成要素
１４０ 距離
１５０ 開口部
１６０ 開口部を閉じるための手段
２００ 型
２１０ 型部品
２１２ 型部品
２３０ 発泡粒子
２７０ 取付け板
２８０ 旋回軸
２９０ 変形可能なスペーサ
３００ ミッドソール
３１０ 足前部セクション
３２０ 足中央セクション
３３０ 足後部セクション
ＦＦ 試料片
ＭＦ 試料片
ＲＦ 試料片

Claims (7)

1. プラスチック構成要素の製造方法であって、
   ａ．型を所定の量だけ開いて装填ポジションにすること
   を含み、前記型が少なくとも２つの型部品を含み、前記型を開く前記量が、前記型の使用可能な装填容積に影響し、
   ｂ．発泡粒子を含む材料を前記装填容積に装墳すること、
   ｃ．前記型を閉じて閉ポジションにすること
   を含み、前記型を閉じる間、前記型部品を互いに、前記型の異なるエリアにおいて異なる距離にわたって移動させ、前記距離は前記プラスチック構成要素の少なくとも一方向において連続的に変化し、
   ｄ．前記型を閉じることによって前記発泡粒子を圧縮すること、
   ｅ．前記発泡粒子の少なくとも表面を融合させて、前記プラスチック構成要素を成形すること
   を含む方法。
2. 前記異なる距離が、前記発泡粒子の圧縮度に局所的に影響する、請求項１に記載の方法。
3. 少なくとも前記型の１つのセクションに関して、前記異なる距離が、成形された前記プラスチック構成要素の厚さ分布に関係する、請求項２に記載の方法。
4. 前記発泡粒子を、加熱された水蒸気および／または電磁放射によって互いに部分的に融合させる、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
5. 前記型を閉じる間、前記型部品のうちの少なくとも１つの型部品を、偏心配置された旋回軸周りでピボット回転させる、請求項１から４のいずれかに記載の方法。
6. 前記型部品のうちの少なくとも１つの型部品が、いくつかの個別のサブ部品を含み、前記型部品を一緒に移動させる前記異なる距離が、サブ部品ごとに個別に制御されてもよい、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
7. ステップｅの後の残りのステップが、前記型に装填する前記ステップとは異なる場所で実行されてもよいように、前記ステップｂの後に前記型が密封される、請求項１から６のいずれかに記載の方法。

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