JPH11501266A - スポーツボールを製造するための又は靴のアッパー材料としての複合材の使用法 - Google Patents

スポーツボールを製造するための又は靴のアッパー材料としての複合材の使用法

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JPH11501266A JP8526610A JP52661096A JPH11501266A JP H11501266 A JPH11501266 A JP H11501266A JP 8526610 A JP8526610 A JP 8526610A JP 52661096 A JP52661096 A JP 52661096A JP H11501266 A JPH11501266 A JP H11501266A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、多層複合物からスポーツボール及び靴のアッパー材料を製造するための複合材に関するもので、最も外部の層は耐摩性のプラスチック層であり、当該層は、全ての方向に均一の延びと引き裂きに対する耐性を有し紡いだ繊維の不織生地の第2層と結合し、当該第2層は場合によっては短繊維の不織材料の最も内部の層と結合する。

Description

【発明の詳細な説明】 スポーツボールを製造するための又は靴のアッパー材料としての複合材の使用法 本発明は、スポーツボール又は靴のアッパー(甲革)材料の製造用の複合材( 複合物)の使用に関するもので、当該複合材は多層からなり、最も外部の層とし てのプラスチック層が、内側の層として不織紡績繊維(紡糸フリース)からなる 層が備えられる。 スポーツボールの製造のため複合材の使用は公知であり、その際、最も外部の 層として耐摩性のプラスチックコーティングが、内側の層として弾性のプラスチ ック層、織物層又はフェルト乃至フリース層が備えられ、場合によっては多層に そのような層が備えられる(ドイツ特許第2723625号公報、ドイツ実用新 案第1872725号公報、ドイツ特許出願第2456071号公開公報、ドイ ツ実用新案第7502670号公報、ヨーロッパ特許出願第0305595号公 開公報、ドイツ実用新案第8207404.6号公報、ドイツ特許出願第295 0620号公開公報参照)。かかるスポーツボールのためにそのような材料を使 用する際の基本的な問題は特に、圧縮空気で膨れた内部ゴム製空気袋によって強 い内圧がかかる場合に、カバーの形状安定性が達成されず、そのようなボールが 最も内部の層上に特有の積層なしに完全に釣り合いのとれた丸みを有しないか、 精密に作られたボールが時間の経過につれて不安定になりその丸みがなくなると いうこ とにある。その理由は、とりわけフリース(Vliesen)やフェルトを用いる際の1 又は複数の内側層の不十分な引っ張り安定性 の方向依存性にある。 それ故に、そのようなカバーの場合、木綿、ビスコース、ポリアミド又はポリ エステルからなる多層の生地が中間におかれ、個々の生地は、多方向の安定性を もたらすために、費用をかけて45°の角度で互い違いに置き換えられること; あるいは生地を堅くするために当該生地の特有の繻子形成を備えることが必要と された。 しかしながら、支持固化層の理想的な等方性の伸びは、このようにしても達成 することができない。 本発明は、多数の部片から縫い合わされるか溶接され内側のゴム製空気袋を包 囲するようなスポーツボールが当該ゴム製空気袋の所定の内圧を受ける際にきっ ちりと球形状の丸みを達成し、強い負荷がかかる際に不安定にならず、永続的に 軟らかく皺になりにくいこととなる複合材を提案することを課題とする。 この課題は、本発明に従い、主たる請求項の特徴部分の構成によって解決され 、従属請求項の特徴部分の構成によって促進される。 外側の層として、ポリウレタン、シリコーンゴム、ポリ塩化ビニル、ポリエチ レン、ポリプロピレン、ポリアクリレートのよう な耐摩性のプラスチック又はゴム・ラテックス層も使用される。外観、強度及び 弾性をもたらす最も外部のプラスチック層と、釣り合いのとれた伸びと耐摩性を 全ての方向に有し不織紡績繊維からなる第2の層が結合することによって、当該 結合の均等性がもたらされる。 第2層の不織紡績繊維の全ての方向に均等な小さな伸びと高い耐摩性によって 、外側の層の弾性材料は膨張したボールの内側押圧力に制約され、制御され、全 く均等に伸びされうる。ボールの丸み(球形)と精密さは、このコルセット(束 縛)によって全く形状安定に(寸法的に安定に)保たれ、外側の層の材料は不均 一に伸びしたりゆがんだりすることがない。そのような材料を使用する利点は更 に、当該材料が縁をきちんと切断されて縫い合わされうるので、容易な加工処理 性にある。 不織紡績繊維はずっと以前から公知であり、車両構造においてカーペット製作 に、地上建築及び地下工事においてルーフパス(Dachbahnen)に、濾過技術やエレ クトロニクス産業において壁布製作、造園(Gartenbau)及び農業(Landwirtschaft )に用いられている。その高い耐裂性及び耐衝撃性、寸法安定性乃至温度による 変動のしにくさ、透過性、不変性及び熱変形可能性は、当該不織紡績繊維がその 使用にすべて適するようになっている。そのようなフリースは、繊維を構成する プラスチック、例えば、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィン、PVC又 はポリスチロール を紡ぎ、細い糸をエンドレスにもつれた状態で取り去り、一方で加熱加圧下にフ ィラメントの交点を溶接するか、結合剤溶液の吹き付けによって当該フィラメン トをくっつけることで、作り出される(ドイツ連邦共和国特許第1303891 号公報参照)。 好ましくは、適当なステープルファイバー(スフ)からなる内側乃至第3の層 が備えられる。当該層は、内側のゴム製空気袋と外側のカバーの間の圧力平衡を もたらし、弾性の確実な減衰を達成し、その結果、当該カバーはその挙動におい て皮革カバーに対応することとなる。 本発明によって、上記のような材料で作り出されたスポーツボールが最も強い 負荷において最適の丸みを達成するという基本的な利点がもたらされる。その際 、安定性が高まり、立体的な(可塑的な)形状における外側の被膜が紡糸材料か らなる第2層に直接的に塗布され、それで両方の層の間に緊密な結合が達成可能 であるという効果がうまれる。追加的に、この構成で製作されるボールが形状と 精密さを損なうことなく高めの圧力で膨張可能であることが達成される。当該ボ ールの縫い目は平均以上に長い間、持ちこたえ、フリースが強く十分に広げられ る(繰り出される)際にちぎれない。この構成で製作されるボールは連続使用に 際しても形状安定性を保ち、フリースの完全に等方性の伸びによってボールはゆ がんだり、いびつになる可能性がない。 ボール材料としての使用に際して列挙された複合物質での加硫 は、スポーツボールでのバウンド挙動の最善化の際に特に効果的で、それ故に特 に好ましい。この認識は、そのような複合物質が例えばラテックスと自己網目状 結合剤(自己架橋結合剤、Selbst-vernetzer)を基礎とする結合の際に非常に不活 性で硬直していることに基づいている。それ故に、自己網目状結合したフリース は、そのような材料から製作されたスポーツボールが活力を有せず、非常に粗悪 なバウンド挙動を有し、このことが実際にスポーツの際に受け入れられないので 、高級ボール材料に適さないことが判明した。この否定的なバウンド作用の根拠 は、自己網目状結合の系においてフリースでの繊維が樹脂と非弾性的で且つ硬直 的にくっつくことにある。 しかるに加硫の際に、必要と要求に応じて体系的にフリース基層(サブストレ ート)における種々の弾性値と硬度を達成する可能性すらある。当該加硫の際に 、熱と冷たさに対して非常に抵抗力のある軟らかいゴムが生じる。37度〜65 度の温度に基づく凝固とは対照的に、ラテックスは140度でフリースと加硫さ れる。 140度の加硫温度を越えてはならない。さもないと、加硫される上記基層の 品質が損なわれ、フリースは堅く脆くなる。 特に好適なバリエーションとして、白色であるか澄んだ色調のフリース材(フ リース生地)を加硫する。 凝固と対照的に、加硫されたフリース基層は開放された孔を多 く残し、当該フリースにおける空所はゼリー状に埋められ塞がれない。 更なる利点として、例えば自己網目状結合を有したフリースのように、加硫さ れたフリース基層がラテックスで良好に充填されることが言及される。ラテック スは加硫の際に繊維と繊維交点に強く付着し、それにも拘らず当該基層は際だっ て開放された孔を多く残し、優れた通気性を有する。 この好ましい加硫の際、イソプレンからなる鎖状分子は硫黄ブリッジによって 互いに網目状に結合される。そのような加硫された材料は特別な弾力性、粘性及 び最高級の反射性を有し、このことはスポーツボールの完全で最高級のバウンド 挙動によって極めて明らかに判る。その際、ボールが制御されずに飛び去ること なく、プレーヤーが軟らかい最適のボール接触を保ちうることは特別である。当 該ボールは最高級のボールさばきを有し、必要のある場合に極めて急速な加速を 有する。 別の重要な利点は、加硫された材料からなるボールが様々な高温及び低温条件 下でその本来の弾性を維持し、年月を経た保管でも合成アッパー材料の硬化がな いことにある。 加硫されたフリース基層にあっては更に同じく非常に大きな利点が、それぞれ のラテックスに存する乳化剤(これは搬送の際にラテックスを液状に保つ)が加 硫プロセスの際にフリース内にとじこめることにある。そして乳化剤は伸びや圧 縮の際にフリース 基層においてもはや自由でなく、フリースの開放孔性(Offen-porigkeit)におい て水分で湿らされることがない。そのような乳化剤は石鹸のように作用し、例え ば自己網目状結合されたフリース基層において防水加工の際に必然的に不溶性の 問題を伴う。この上記基層の開放孔性と実際の使用に際しての普通一般の伸び圧 縮とによって、この乳化剤は湿気と関連して恒常的な吸収作用をもたらす。その 際、どのような防水剤もその働きを喪失する。 試験において、全く同じフリース基層が一方では自己網目状結合され、他方で は加硫され、両者とも洗浄され、同じ様式の防水加工を施されて、両方の基層の うち、自己網目状結合された材料が急速に水をたっぷり吸い込むことが判明した 。それに反して加硫された基層は水分で湿ることがなかった。 加硫のこの上記ポジティブ特性の故に、それによって耐久性のある曲げ強さ、 引っ張り強度及び圧縮強度が保証され、優れた柔軟性と弾性に結びつき、並びに 基層の開放孔性によってもたらされる最高級の通気性を結果的に生み出したので 、そのような材料は靴のアッパー材料としても使用される。 そのような靴のアッパー材料のために、耐摩性の被覆は、主としてPUを基礎 とする密集フィルムからか多孔性乃至透過性フィルムからなる。 その他に、そのような加硫されたフリース基層は、当該基層が非常に高い耐摩 性を有するので、表側への被覆なしにスエード革 外観を有した靴でのわく革材料として使用される可能性がある。 更なる使用範囲として、同様にスエード革外観を有したそのような基層はバウ ンド減衰した屋内ボール用に使用され、その際、必要のある場合に不織紡績繊維 を裏側で布張りすることが考慮される。 別の可能性として、完全に等方性の均一性と弾性的な強度を達成するために、 フリース生地からなるか、また選択的にPU凝固される(PU-coaguliert)か泡、 例えば、ハイソリット(High-Solit)PU泡又はPVC泡等で表面気泡を取り去る か、泡で被覆加工されるなど、様々な提案がなされる。全く同様に不織紡績繊維 生地を泡で被覆加工し、この組合せを基層として用いるか、これに補助的に耐摩 性の被覆を備えることが見込まれる。 別の可能性として、不織紡績繊維のようにエンドレス繊維で形成され、その後 に多めのグラム重量(Grammage)で縫われ、必要の際には分割されるフリース生地 か、織物や編物等で組み合わされ、その後にPUで凝固されるかラテックスで加 硫される不織紡績繊維が使用可能である。そのような基層はまた補助的に耐摩性 の被覆を備えられうる。 同時に不織紡績繊維は、スポーツボールの内面での当該ボールに必要な強化ラ ミネート(普通一般には織物から構成される)を不織紡績繊維で代用するか、当 該不織紡績繊維を織物乃至編物と組み合わせる可能性を示す。 140°の高い加工及び加硫温度は、ラテックスを基礎とするフリース結合の 際に、フリース基層の最高級の開放孔性をもたらす。同時にこの140°の加工 温度はフリース結合の際の硫黄とラテックスの化合において最も有効な作用をも たらし、その際、フリース基層の最高級の弾性と柔軟性の成果を有する最適で均 一な網目状結合を保証する。用いられたラテックスはその際、サブストレートを 充填、密封あるいは閉塞することなく、フリースにおける繊維と繊維交点のみを 覆い、被覆する。 更に非常に重要な利点として、加硫によって、硫黄により限定 われない。これは一般には例えば凝結又は140°〜160°の熱被覆のような 別の加工経過の際に生じた。その際、そのような てネガティブに変化した。 白く澄んだ色調でのフリースの加硫、硫黄での加硫された不織紡績繊維の安定 化並びにフッ化炭素での防水処理が特に好適である。 図面に示された実施形態に基づき、本発明を以下の記載において詳細に説明す る。 図面に、スポーツボールの輪郭に対応する部分横断面において3層を備えた複 合材の構造が示されている。例えばポリウレタンを基礎とする高耐摩性の材料か らなる外側層1からでて、不織紡 績繊維からなる第2の層2が備えられる。これは多方向に釣り合いのとれた伸び と耐摩性を備えている。このフリースはゴム製空気袋受の内圧から生じる圧縮ひ ずみを受ける。これによってボールは形状安定に保持される。材料のこの特性は 非常に種々の不織紡績繊維、例えばポリエステル、ビスコースポリエステル、ポ リアミド、他のプラスチックからなる共重合体等が満たす。耐摩性のための大き さとして、10〜1000N/5cmの規模である。前述したような高温でラテ ックスでの加硫によって硬化した不織紡績繊維が特に好適である。 この不織紡績繊維は場合によっては最も内側の層3に直接的に施される。その 際、この層は軟らかく不安定な、即ち、硬化していないステープルファイバーフ リース材からなる。この層3は、ボールの所望のバウンド減衰と必要な重量を生 じ、また良好なボール感覚と良好なボールさばきのためのプレー特性を生じると いう課題を有する。この最も内側の層3は非常に種々の短繊維性のフリース材か らなり、例えば、ミクロ繊維フリース材(Mikro-faservliesstoffen)、凝固した フリース材、極微孔性フリース材、ポリエステルフリース材、ポリアミドフリー ス材、フェルト、皮革繊維材、ガラス繊維フリース材、合成セラミック繊維フリ ース等からなる。 安定で多方向に均一な伸長性のある不織紡績繊維の短いスフからなり撓みやす いフリースとの結合によって、最適な挙動が結果 として生じる。層2と層3の結び付きはポリウレタン粘着剤によって行われるか 、対応する材料の使用の際に溶接によるかゴム粘着剤を使用して硫化することに よっても行われる。熱可塑性物質を基礎とするホットメルトタイプの接着剤(溶 融粘着剤)を用いた両方の材料の結合が特に好適である。 フリース層3が公知のように形成されるスフを堆積し当該フリースに圧縮する 担体として直接的に層2の不織紡績繊維を使うことが更に好ましい。 不織紡績繊維と短繊維性フリースの結び付きのために、シリコーン乃至フッ化 炭素-撥水剤及び場合によってはカップリング剤としてのウレタン乃至アクリレ ートを含有する天然の又は合成の弾性ゴムからなる乳濁液が好ましくは用いられ る。この粘着剤は乾燥と加硫の際に、場合によっては自己網目状結合によって層 の繊維接触位置に堅い結合をもたらすが、多孔性とガス浸透性は基本的に減少し ない。上記弾性ゴムに結び付けられる含有の防水剤によって、同じ工程において フリースは流動する水の浸透に対して保護される。驚くべきことに、そのように 前処理された材料は防水にも拘らずポリウレタン層1と場合によってはフリース の下方でくっつくべき強化乃至ウエイト生地乃至箔とに貼り付く。上記材料は寒 冷においても良好な弾性を備える。 複合材を製造する際、先ず不織紡績繊維と内側フリース層を互いに結合し、そ の後に 水性のポリウレタン 2成分のポリウレタン ハイソリッドベースのポリウレタン の硬化可能な分散体としてか、熱可塑性粉末としてか、或いは予めの箔として外 側のプラスチック層をもたらし、溶融炉内におけるか赤外線ヒータによる熱作用 によって固められることが有利であることが証明された。当該プラスチックはこ のようにして部分的に次の層を浸透し、それによって特に堅い結合を達成する。 対応する技術は他の複合材の製造のために公知である。しかしながら、もっと低 い程度であるが結合剤、例えばラテックス乃至シリコーン・弾性ゴム・粘着剤を 介しての結合も同じく好適に可能である。 不織紡績繊維が上側で薄いスフ層(0.2〜1mm)を、下側で厚いスフ層( 1〜5mm)を備え、これらは縫い付け(Ver-nadeln)によって互いに結合され、 この層結合に上述の弾性ゴム/防水エマルジョンを浸透し(20〜40重量%) 、当該結合を炉内で加硫し、表面の凹凸を平らにしてその後に層1と結合するこ とが特に好適である。薄く主としてまたすり減った最上層はプラスチックのため に特に平らな基層を生じるが、不織紡績繊維の付着を可能にするためになお十分 に潜り込まれる。 外側の層は、その表面に好ましくは対応して模様を付けられたエンボスローラ で普通一般に刻印されるかリリースペーパー被覆 (Releasepapierbeschichtung)を介してもたらされる皮革似の瘢痕(Narbung)を有 する。 本発明に係る複合材で作り出された製品の縫合によって且つ部分的に最上層の 穿孔によっても、水が内部に入り、フリース層に毛のように分散するので、更に 防水加工によってこの材料が水の侵入を阻止することが証明された。当該材料は これによって100%水密となり、湿っている時に重量が増さない。 防水剤として、アルミニウム塩類、ジルコン塩類、高級脂肪酸、脂肪酸修正さ れたメラミンのような公知製品群の溶液又は乳濁液並びに好ましくはシリコーン 、フッ化珪素樹脂及びフッ化炭素樹脂の溶液又は乳濁液が適している。別の可能 性として、前に列挙された成分をポリウレタン分散体と組み合わせるか防水加工 を分散体基礎全体になすことが行われる。驚くべきことに、そのように防水加工 された材料はなおポリマーで被覆されるか貼り付けられる。 防水剤は複合材の製造後にもたらされるか、外側のプラスチック薄層で表層処 理される前にフリースに当該防水剤をしみ込まらせる。防水剤が外カバーを腐食 しうる溶剤でもたらされる場合、予めのしみ込ませが有利であることが判明した 。防水剤が外側のプラスチックカバー、不織紡績繊維及び/又は裏打ちフリース の間での付着を損なう場合、後からのしみ込ませが必須である。適当な付着媒介 物がそのような場合のために用いられうる。防水剤 はフリースでの孔を充填せず、むしろ繊維のみを薄く覆うので、当該材料は空気 を含み、通気性のままである。 この理由から上記材料は主として靴のアッパー材料として用いられる。靴のア ッパー材料又は特有のボールのために、不織紡績繊維によってもたらされるこの 非常に僅かな等方性の伸びは不都合で場合によっては大きめの伸びが好まれるの で、当該材料は特に2層で組織されなければならない。その際、不織紡績繊維か らなる層はなくすことが可能である。これは、大きな伸びと許容差ががまんされ うる低廉なスポーツボールにも当てはまる。そのような2層材料の特別な作用と 非常に効果的な特性が、熱加硫と関連したサブストレートのラテックス結合によ って保証される。 そのような2層構造(不織紡績繊維と被膜)を備えた材料の場合、DIN 5 3328に準拠して次の引っ張り強さと伸びが判明した。 更に、本発明に係る材料は広い温度範囲で、例えば−10℃〜+50℃の間で 使用可能である。それ故に、特に低温でプラスチ ックの脆化を避けるために、それ自体公知の可塑剤(フタル酸エステル、アジピ ン酸塩等)を添加することが好都合である。接合におけるたいていの油性可塑剤 の移動を阻止するために、更にこれらを合成材料と網目状結合するか縮合するこ とができる。 スポーツボールの様々な様式(サッカーボール、ハンドボール、バレーボール 等)のために、種々の大きさ、種々の重量及び種々のバウンド挙動が要求される ので、使用目的に特別に適合しない複合材の場合、別のフリース封入物乃至生地 詰物をカバーとゴム製空気袋の間に挿入することでこの特性を調整することが場 合によっては必要とされる。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)多層複合材からなるスポーツボール又は靴のアッパー材料を製造するための 複合材において、最も外側の層(1)が耐摩性のプラスチック層であり、当該層 は全方向に均一な伸びと引っ張り強度を有した不織紡績繊維からなる第2の層( 2)と結合していることを特徴とする複合材。 2)上記第2の層(2)が10〜1000N/5cmの縦及び横の引っ張り強度 を有し、ポリエステル、ビスコースポリエステル、ポリアミド又は他のプラスチ ックからなる共重合体からなり、特にラテックスとの熱加硫によって硬化される ことを特徴とする請求項1にしたがう複合材。 3)上記最も外側の層(1)がポリウレタン、シリコーンゴム、ポリ塩化ビニル 、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリレートあるいはまたゴム・ラテッ クス層からなることを特徴とする請求項1又は2にしたがう複合材。 4)上記プラスチック層(1)が上記層(2)上に硬化可能な分散体又は熱可塑 性の塊としてもたらされることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項にした がう複合材。 5)ステープルファイバーフリース材からなる最も内側の層(3)が備えられる ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項にしたがう複合材。 6)最も内側の層(3)のステープルファイバーフリース材が、ミクロ繊維フリ ース材、凝固したフリース材、極微孔性フリース材、ポリエステルフリース材、 ポリアミドフリース材、フェルト、皮革繊維材、ガラス繊維フリース材、合成セ ラミック繊維フリース等からなることを特徴とする請求項1にしたがう複合材。 7)上記層(2)が熱可塑性物質を基礎とするホットメルトタイプの接着剤によ って最も内側の層(3)と結合されていることを特徴とする請求項5又は6にし たがう複合材。 8)上記層(2)と場合によっては最も内側の層(3)が防水仕上げされること を特徴とする請求項1〜7のいずれか一項にしたがう複合材。 9)防水剤として、アルミニウム塩類、ジルコン塩類、高級脂肪酸、脂肪酸修正 されたメラミンのような公知製品群の溶液又は乳濁液並びに好ましくはシリコー ン、フッ化珪素樹脂及びフッ化炭素樹脂の溶液又は乳濁液が用いられることを特 徴とする請求項8にしたがう複合材。 10)上記層(2)とフリース(3)が、天然ゴム、合成ゴム、シリコーン乃至 フッ化炭素-撥水剤及び場合によってはウレタン乃至アクリレートカップリング 剤からなる混合物で結合されることを特徴とする請求項5〜8のいずれか一項に したがう複合材。 11)上記層(2)がステープルファイバーフリースからなる薄い層で覆われる ことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項 にしたがう複合材。 12)請求項1〜11のいずれか一項にしたがう複合材と膨張可能な内側のゴム 製空気袋(4)からなリカバーに互いに縫い合わされたパーツからなるスポーツ ボール。 13)上記カバーとゴム製空気袋の間に別の箔、フリース層又は繊維層が配設さ れたことを特徴とする請求項12にしたがうスポーツボール。
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