JP7298946B2 - インソールスクラップリサイクル方法、靴用発泡体、及びインソールスクラップ粉砕物 - Google Patents

インソールスクラップリサイクル方法、靴用発泡体、及びインソールスクラップ粉砕物 Download PDF

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Description

本発明は、インソールを製造する過程で必然的に副産物として発生するインソールスクラップをリサイクルするための方法、リサイクルのためのインソールスクラップ粉砕物、これにより製造された靴用発泡体に関する。
靴は、人体の足の部位を保護するために着用するものであって、様々な形状と種類に製作されて販売されているが、通常、足の甲と足首の部位を覆って保護する甲革（ｕｐｐｅｒ）と、足裏を保護しながら地面との摩擦力を高めて歩行性を向上させるようにするとともに、歩行時に足裏に加わる衝撃を緩和させるようにする靴底とから構成されている。
このような靴底は、通常、靴の中敷（ｉｎｓｏｌｅ：以下「インソール」という。「フットベッド」とも呼ばれる。）と、歩行時に人体の荷重を弾力的に分散させ且つ支持することができるように緩衝力に優れたゴム又は発泡樹脂又はスポンジ材質などで製作されるミッドソール（ｍｉｄｓｏｌｅ）と、前記ミッドソールの底面に付着して歩行時に摩擦力を付与するためにゴム材質で作られるアウトソール（ｏｕｔｓｏｌｅ）とから構成される。
一方、前記インソール（ｉｎｓｏｌｅ）は、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ：ＰＵ）又はエチレン酢酸ビニル（ｅｔｈｙｌｅｎｅ－ｖｉｎｙｌ ａｃｅｔａｔｅ：ＥＶＡ）などの様々な素材を発泡成形して発泡体（フォーム、ｆｏａｍ）の形態で製造され、これらは、通常、接着剤又はホットメルトフィルムで布生地と接着される。
一方、インソールを製造する過程について説明する。まず、図１に示すように、略四角形の平板状発泡体１０の上面に布生地２０を層状に配置することにより、板状積層体１００を形成する。
その後、板状積層体１００から、足裏形状のインソール用積層体１１０を切断加工して分離する。
このように板状積層体１００からインソール用積層体１１０が分離されると、足裏形状の開口部１２１（インソール用積層体１１０が存在していた部位）が形成されたインソールスクラップ積層体１２０が残る。
このようなインソールスクラップ積層体１２０は、インソール製造過程で非常に多くの量が発生する。
ところが、インソールスクラップ積層体１２０は、発泡体と布生地とが結合された形態なので、そのリサイクルが不可能であると考えられた。
これは、インソールスクラップ積層体１２０を発泡体と布生地に分離することが実質的に不可能であり、また、インソールスクラップ積層体１２０を粉砕する場合にも、粉砕時に形成される布生地の糸くずにより新しい用途にリサイクルすることが不可能であると考えられたためである。
よって、インソールスクラップ積層体１２０は、非常に多くの量が発生するにも拘らず、単純に廃棄している実情であり、これにより、自然環境の破壊が懸念されている。
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、数多くの量が発生するインソールスクラップ積層体を発泡体製造用にリサイクルするための方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、インソールスクラップリサイクル方法において、平板状発泡体の上面に布生地が層状に配置される板状積層体を形成する板状積層体形成ステップと、前記板状積層体を、足裏形状のインソール用積層体と前記インソール用積層体が除去された形態のインソールスクラップ積層体に分離するインソールスクラップ積層体分離ステップと、前記インソールスクラップ積層体を１０℃以下で冷却粉砕又は凍結粉砕して平均粒径０．０５～０．７ｍｍのインソールスクラップ粉砕物を得るインソールスクラップ粉砕物形成ステップと、を含んでなり、前記インソールスクラップ粉砕物は発泡体製造用であることを特徴とする、インソールスクラップリサイクル方法が提供される。
上記において、前記インソールスクラップ粉砕物形成ステップの後、発泡用樹脂、発泡用添加剤、前記インソールスクラップ粉砕物が混合された発泡体混合物を形成する発泡体混合物形成ステップと、前記発泡体混合物を発泡して製品用発泡体を得る製品用発泡体形成ステップと；をさらに含んでなることが好ましい。
上記において、前記発泡体混合物形成ステップで、前記発泡用樹脂１００重量部に対して前記インソールスクラップ粉砕物２０～６０重量部が混合されたことが好ましい。
上記において、前記製品用発泡体形成ステップで得られた前記製品用発泡体は、平板形状をしており、靴用発泡体であることができる。
本発明の他の態様によれば、前記インソールスクラップリサイクル方法によって製造された靴用発泡体が提供される。
靴用発泡体とは、インソール用発泡体、ミッドソール用発泡体、アウトソール用発泡体を含む。
本発明の別の態様によれば、平板状発泡体の上面に布生地が層状に配置された後、足裏形状の複数の開口部が形成されたインソールスクラップ積層体を、１０℃以下で冷却粉砕又は凍結粉砕して得られた平均直径０．０５～０．７ｍｍの粉砕物であって、発泡体製造用であることを特徴とする、発泡体製造用インソールスクラップ粉砕物が提供される。
上述したように、本発明は、数多くの量が発生するインソールスクラップ積層体を平均粒径０．０５～０．７ｍｍに冷却粉砕又は凍結粉砕して発泡体製造用にリサイクルすることができる。
さらに、本発明は、発泡体製造用に冷却粉砕又は凍結粉砕されたインソールスクラップ粉砕物を用いて靴用発泡体を製造することにより、靴製造工場で必要な発泡用樹脂の量を低減することができる。
これにより、本発明は、インソールスクラップ積層体による環境破壊の問題を解決することができ、また、発泡用樹脂の使用量を減少させて環境保護に貢献することができる。
本発明の一実施形態による板状積層体の斜視図である。 図１の板状積層体がインソール用積層体とインソールスクラップ積層体に分離される状態を示す図である。 本発明によって得られたインソールスクラップ粉砕物の拡大写真である。 実験例１によって得られた発泡体の拡大写真である。 実験例４によって得られた発泡体の拡大写真である。
以下、添付図面を参照して、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように本発明の実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は、様々な異なる形態で実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、図面において本発明を明確に説明するために、説明と関係のない部分は省略し、明細書全体にわたって、類似の部分に対しては類似の図面符号を付した。
明細書全体にわたって、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
図１は本発明の一実施形態による板状積層体の斜視図、図２は図１の板状積層体がインソール用積層体とインソールスクラップ積層体に分離される状態を示す図、図３は本発明によって得られたインソールスクラップ粉砕物の拡大写真、図４は実験例１によって得られた発泡体の拡大写真、図５は実験例４によって得られた発泡体の拡大写真である。
本発明の各ステップを詳細に説明する。
（１）板状積層体形成ステップ
図１に示すように、平板状発泡体１０の上面に布生地２０が層状に配置される板状積層体１００を形成する。布生地２０は、平板状発泡体１０に接着剤又は接着フィルムを介して一体化される。
平板状発泡体１０は、ポリウレタン（ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ：ＰＵ）又はエチレン酢酸ビニル（ｅｔｈｙｌｅｎｅ－ｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ：ＥＶＡ）などの様々な素材を発泡成形したものであり、インソール用発泡体として非常に多様な技術が知られている。
（２）インソールスクラップ積層体分離ステップ
図２に示すように、図１の板状積層体１００を、足裏形状の複数（本実施形態の場合、４つ）のインソール用積層体１１０と、インソール用積層体１１０が除去された形態のインソールスクラップ積層体１２０に分離する。
本実施形態では、１つの板状積層体１００から４つのインソール用積層体１１０を分離するが、その数は多様に変更できる。
インソール用積層体１１０は、インソール製品になる部位であり、これは本発明の対象ではない。
インソールスクラップ積層体１２０において、インソール用積層体１１０が除去された部位が足裏形状の開口部１２１として形成される。よって、本実施形態では、４つの開口部１２１が形成されている。
従来の技術では、インソールスクラップ積層体１２０は廃棄されなければならないが、本発明では、前記インソールスクラップ積層体１２０をリサイクルする。
板状積層体形成ステップ及びインソールスクラップ積層体分離ステップは、従来の技術と実質的に同一であるので、詳細な説明を省略する。
（３）インソールスクラップ粉砕物の形成
インソールスクラップ積層体１２０を１０℃以下で冷却粉砕又は凍結粉砕して平均粒径０．０５～０．７ｍｍのインソールスクラップ粉砕物を得る。
インソールスクラップ積層体１２０を常温で単純粉砕する場合、単純粉砕の際に発生する破砕熱によって、これにより生成されたインソールスクラップ粉砕物は布生地部位に糸くずが形成され、このように糸くずが形成されながら不均一な状態をなすインソールスクラップ粉砕物によって発泡体を製造する場合、多量の気泡などの品質不良が発生する。
本発明は、布生地部分に糸くずが発生せず、全体的に均一な状態のインソールスクラップ粉砕物を得ることができるように、インソールスクラップ積層体１２０を１０℃以下で冷却粉砕又は凍結粉砕した。
冷却粉砕とは、インソールスクラップ積層体をチラー（ｃｈｉｌｌｅｒ）などを用いて１０℃以下の温度に冷却しながら粉砕することを意味する。インソールスクラップ積層体を粉砕するときに粉砕熱が発生するにも拘らず、チラー（ｃｈｉｌｌｅｒ）などによってこれを補償することにより、粉砕熱などにより布生地部位に糸くずが発生することを防止する。
冷凍粉砕とは、一般的に、液体窒素又は液化天然ガスなどの冷却源を用いて廃タイヤ、廃ゴム、廃プラスチックなどの廃資源を粉砕可能な非常に低い温度に冷却した後、粉砕装置を用いて微細な粉末に粉砕するのである。
他の技術分野で冷凍粉砕方式が用いられるが、他の技術分野の冷凍粉砕方式は、単純に常温で粉砕することが難しいという理由により、冷凍粉砕を採用しているだけである。
本発明は、粉砕されたインソールスクラップ粉砕物の布生地部位に糸くずが発生せず、均質な粉砕物を得るために冷却粉砕又は凍結粉砕方式を採用した。
一方、インソールスクラップ粉砕物の平均直径が０．０５ｍｍよりも小さい場合、粉砕にかかるエネルギーが過度に増加するという問題がある。
また、インソールスクラップ粉砕物の平均直径が０．７ｍｍよりも大きい場合、インソールスクラップ粉砕物を用いて製造された発泡体に多量の気泡が発生して品質不良の原因になるという問題がある。
（４）発泡体混合物組成ステップ
発泡用樹脂、発泡用添加剤、及び前記インソールスクラップ粉砕物が混合された発泡体混合物を組成する。
この時、発泡用樹脂１００重量部に対して、インソールスクラップ粉砕物は、２０～６０重量部で混合されたことが好ましい。
発泡用樹脂１００重量部に対してインソールスクラップ粉砕物が２０重量部以上で混合される場合、引裂強さ（ｔｅａｒｉｎｇ ｓｔｒｅｇｔｈ）が大幅に向上することができ、発泡用樹脂１００重量部に対してインソールスクラップ粉砕物が２０重量部未満で混合される場合、引裂強さ（ｔｅａｒｉｎｇ ｓｔｒｅｇｔｈ）の変化が殆どない。
発泡用樹脂１００重量部に対してインソールスクラップ粉砕物が６０重量部を超えて混合される場合、分散及び成形が難しいため、実質的に発泡体を得ることができない。
発泡用樹脂と発泡用添加剤の種類及び量は、多様に適用できる。
（５）製品用発泡体形成ステップ
発泡体混合物組成ステップで組成した発泡体混合物を発泡して、製品用発泡体を得る。
この時、製品用発泡体は、平板形状をしており、靴用発泡体、特にインソール用発泡体であることができる。
本発明によって靴用発泡体を得る場合、靴製造工場でインソールスクラップ積層体を粉砕してこれをインソール製造工程にリサイクルし、さらにインソール用発泡体によってインソールを製造する過程で発生したインソールスクラップ積層体は再びインソール製造工程にリサイクルすることができるという利点がある。
製品用発泡体は、インソール用発泡体、ミッドソール用発泡体、アウトソール用発泡体などの靴用発泡体だけでなく、産業用、建築用などの様々な用途の発泡体として使用できる。
＜実験例＞
実験例１：
発泡用樹脂としてＥＶＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｖｉｎｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ）樹脂６７００ｇとポリエチレン（ＰＥ）樹脂２０００ｇを、発泡用添加剤として架橋促進剤６００ｇ、発泡剤６００ｇ、架橋剤１００ｇを混合して発泡体混合物を形成した後、
発泡体混合物をニーダーでミキシングし、ニーダーを経た混合物をロール加工によって分散及びシート形状に変形させ、適当な大きさにカットした後、カットされたシート形状の材料をプレスに入れ、一定時間熱を加えて発泡させることにより、製品用発泡体を得る。
実験例２乃至５：
実験例１によって製造された発泡体と布生地とが層状に配置された板状積層体から、足裏形状の４つの開口部を形成してインソールスクラップ積層体を得、これを平均直径０．５ｍｍに冷却粉砕又は凍結粉砕してインソールスクラップ粉砕物を得る。図３は、これによって得られたインソールスクラップ粉砕物の拡大写真である。
その後、前記インソールスクラップ粉砕物と発泡用樹脂としてのＥＶＡ（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｖｉｎｙｌ Ａｃｅｔａｔｅ）樹脂とポリエチレン（ＰＥ）樹脂に加えて、発泡用添加剤として架橋促進剤、発泡剤、架橋剤を下記表１のとおりに混合して発泡体混合物を形成した後、当該発泡体混合物をミキシング、分散、発泡して製品用発泡体を得る。
Figure 0007298946000001
つまり、実験例２乃至実験例５は、発泡用樹脂１００重量部に対してインソールスクラップ粉砕物がそれぞれ５重量部、２０重量部、４０重量部、６０重量部で混合されるようにしたものである。発泡用樹脂１００重量部に対してインソールスクラップ粉砕物が６０重量部を超えて混合される場合、分散及び成形が難しくて発泡体を得ることができないため、これに対する実験結果は除外した。
このように、実験例１乃至実験例５によって製造された発泡体それぞれに対して硬さ、引張強さ、伸び率、引裂強さを試験し、その結果を下記表２に示した。
Figure 0007298946000002
前記表２から確認されるように、本発明による実験例３乃至５は、特に引裂強さが実験例１に比べて大幅に向上することを確認した。これは、発泡用樹脂１００重量部に対してインソールスクラップ粉砕物が２０重量部以上混合される場合、布生地をなす繊維によって発泡体の引裂特性が向上するものと理解される。
図４は実験例１による発泡体の拡大写真であり、図５は実験例４による発泡体の拡大写真である。
前述した本発明の説明は、例示のためのものであり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、本発明の技術思想や必須の特徴を変更することなく、他の具体的な形態に容易に変形可能であることを理解することができる。したがって、上述した実施形態は、あらゆる面で例示的なものに過ぎず、限定的なものではないと理解されるべきである。例えば、単一型と説明されている各構成要素は、分散されて実施されてもよく、同様に分散されたものと説明されている構成要素も、結合された形態で実施されてもよい。
本発明の範囲は、上述の詳細な説明よりは、後述する特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその均等概念から導き出されるすべての変更又は変形形態が本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
本発明は、インソールを製造する過程で副産物として発生するインソールスクラップをリサイクルするために利用可能であり、また、インソールスクラップで靴用発泡体を製造するために利用可能である。

Claims (3)

  1. 平板状発泡体の上面に布生地が層状に配置される板状積層体を形成する板状積層体形成ステップと、
    前記板状積層体を、足裏形状のインソール用積層体と、前記インソール用積層体が除去された形態のインソールスクラップ積層体に分離するインソールスクラップ積層体分離ステップと、
    前記インソールスクラップ積層体を１０℃以下で冷却粉砕又は凍結粉砕して平均粒径０．０５～０．７ｍｍのインソールスクラップ粉砕物を得るインソールスクラップ粉砕物形成ステップと、を含んでなり、
    前記インソールスクラップ粉砕物は発泡体製造用である、インソールスクラップリサイクル方法であって、
    前記インソールスクラップ粉砕物形成ステップの後、発泡用樹脂、発泡用添加剤及び前記インソールスクラップ粉砕物が混合された発泡体混合物を形成する発泡体混合物形成ステップと、
    前記発泡体混合物を発泡して製品用発泡体を得る製品用発泡体形成ステップと、をさらに含んでなる、前記インソールスクラップリサイクル方法であって、
    前記発泡体混合物形成ステップで、前記発泡用樹脂１００重量部に対して前記インソールスクラップ粉砕物２０～６０重量部が混合されたことを特徴とする、前記インソールスクラップリサイクル方法。
  2. 前記製品用発泡体形成ステップで得られた前記製品用発泡体は、平板形状をしており、靴用発泡体であることを特徴とする、請求項１に記載のインソールスクラップリサイクル方法。
  3. 請求項１又は２のいずれか一項に記載のインソールスクラップリサイクル方法によって製造された靴用発泡体。
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