JPS5844361B2 - 熱可塑性ゴムによつて造られた靴部材を有する靴の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱可塑性ゴムによって造られた靴部材を有す
る靴の製造力法に関し、特に靴部品の製造力法更に詳し
くは射出成形、すなわち、インジェクション・モールド
による靴底の製造力法に関するものである。

靴部品の製造、たとえば靴底の製造に際して、天然に、
あるいは、合成によって得られる弾性材料を利用するこ
とは、これまでに良く知られている。

これらの材料は摩擦係数も大きく、また、歩道面の把握
力にすぐれた性質を有しており、更に低い環境温度にお
いても、かなりな柔軟性を保持するものである。

しかしながら、価格面で比較的高価につくほか、製造に
時間がか□ることも否めない。

一般的に云って、これらの材料は、高価な加硫剤を混合
して用いなければならず、この混合に当っては、大きな
電力消費を伴う混合装置が必要とされる。

さらに所要の形状に成形されたあと靴の上半部とつき合
せて、充分な時間をかけ、さらに充分な熱を加えて、加
硫を行い、そのあと、冷却を施さなければならない。

電力、熱可塑性ゴム、たとえば、塩化ビニールのごとき
材料も弾性ゴム材の代りに使用されている。

これは、この種の材料が、押し出し成型加工法や射出成
形法によって、比較的安価に、かつ短時間の加工で成型
することができると言う理由に基いている。

しかしながら、この種の材料を用いたものは、一般に濡
れた場合に滑り易くなったり、また寒い季節になると固
くなると言う欠点からまぬがれ得ないものである。

近年、ポリブタヂエンなどの、鎖状結合に見られるよう
な、弾性鎖状結合を作り出す重合材料や、ポリスチレン
の場合のように非重合セグメントあるいはドメインによ
って補強されるが、または、事実上交鎖結合する重合材
料等多くのブロック重合材料が開発されている。

これら材料の利点は天然あるいは合成ゴムの貴重な性質
の殆んどを具備していて、しかも加硫を要しない点にあ
る。

この種の材料には次の商品名で市販されているものも含
まれる。

すなわち、シェル・ケミカル社（Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍ
ｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）のクレイトン（ＫＲＡＴＯ
Ｎ）や、フィリップス・ペトロリュウム社（Ｐｈｉｌｌ
ｉｐｓ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）のソー
ルプレネ（ＳＯＬＰＲＥＮＥ）や、ユニロイヤル・ケミ
カル・ディビジョン（Ｕｎｉ−ｒｏｙａｌ Ｃｈｅｍ
１ｃａｌＤｅｖｉｓｉｏｎ ）のティー・ピー・アール
すなわち熱可塑性ゴム（ＴＰＲＴｈｅｒｍｏｐｌａｓｔ
ｉｃ Ｒｕｂｂｅｒ）などがそれに当る。

以下、これらを熱可塑ゴムと総称する。

天然あるいは合成ゴムと違って、これらの材料は射出成
形工が可能であり、しかも成型後の加硫反応条件を維持
する必要がない。

このような利点の多い材料特性の故に、この熱可塑性弾
性材料は製靴工業、特に布製の靴製造業に於いてすでに
使用に供されてはいるもの５、幾多の問題をか５えてき
た。

靴に使用される、この種の材料は一般に、充填剤、延展
剤、着色剤等の添加以前の形で約５０ポンド（約２２．
６５ｋｇ）のかたまりで供給されるか、あるいは、すで
に添加剤が混合されている錠剤の状態で供給される。

添加剤との混合は一般に混合機によるが、混合機として
はバアンビュ’Ｊ （Ｂａｎｂｕｒｙ ）混合機が最も
よく用いられる。

この混合機は多量混合型の重負荷型装置で、２内至それ
以上のロークーを有し、このローターはオフセットした
刃を有していて、これが混合室の円筒状壁面に近接して
廻転するようになされている。

混合あるいは練り合せは、このローターと混合室の壁と
の間における小さな空間で行はれる。

この点については、ベリー著、ケミカル・エンジニアリ
ング・ハンドブック、１９３２（第４版、１’７６３）
を参照されたい。

この混合機の消費電力は大きく、また運転に伴う熱の発
生も可成りな量に及ぶ。

更に、この種の混合機の運転には相当量の人力を要する
ことも事実である。

混合機によって練り合された材料は、その儂の形では、
一般に製靴工業で使用している射出成形機に適用するこ
とができず、射出成形機にかける以前（こペレット状に
整形しなければならない。

この為に練合せの済んだ材料を一度粉砕する。

この粉砕にも可成りな電力・労力を要する。

そして、粉砕されて小さな形状になった材料を押出し機
に入れてペレット化し、その後、冷却してプレット成形
が完了する。

製靴業者は費用をこうした浪費的かつ非能率を材料のペ
レット化工程に注ぎこまなければならない。

このことは、製靴業者が材料の混合練成およびペレット
化を自身で実施するか、あるいは前もって混合されたペ
レット状材料を仕入れるかによらず、製靴業者の負担と
なっている。

靴の底、特に布製・繊維製の上半部をもつ靴の底を製造
する場合、ペレット状材料は射出成形機に供給される。

この場合の射出成形加工機は往復するスクリュー型か、
固定スクリュー型か、あるいは他のごく良く知られた従
来型であってよい。

加工機に供給されたペレットは熱と、機械エネルギーに
よって熔融され、正方によって金型の中に射出される。

金型内で冷却ｔこよって固化した成型物は型から取りは
ずされる。

製靴工業でしばしば使用される加工機にロータリー型の
ものがある。

これは射出・冷却・取出しと云つこ異った操作が異った
ステーション（作業区画）で行はれるようＩコした加工
機である。

同種の靴の２部品を異った色に、あるいは異った材料で
成型する際に用いる加工機に、いわゆる”二色機” （
ｔｗｏ−ｃｏｌｏｒｍａｃｈｉｎｅ ）がある。

例えば、一つの色のを持つ材料で靴底を、そして他の色
または材料でひも部材（ｆｏｘｉｎｇ ５ｔｒｉｐ ）
または靴の側面部材、つまさきカバー等を得たい場合に
この加工機を使用する。

二色機は通常の射出成形機と同様であるがたゾ二つの射
出ユニットを備えていて、それらは同時にまたは交互に
操作されるようになっている。

ロータリー型の二色機は典型的には２内至１２の作業ス
テーションを備えているのが普通である。

この他の射出成形機はこれまでに、よく知られている。

４ステーシヨンを備えた二色機を一つの例にとると、靴
用金型上に靴の上半部部材をセットする工程が第１ステ
ーシヨンで行はれる。

ひも部材とつまさきカバー用の第１の材料射出・成型が
第２ステーシヨンで実施される。

最初の冷却期間が第３ステーシヨンでとられ、次いで靴
底用の第２の材料の射出と、靴底の固化のための第２の
冷却期間が第４ステーシヨンで行はれ、金型が順廻して
第４ステーシヨンから第４ステーシヨンに来た時、金型
が開かれる。

この操作から理解されるように複ステーション・ローク
リ−型加工機の生産効率は、他の加工機の場合と同様、
そこに含まれる作業ステーションのうちで最も長い時間
を要するステーションでの作業に対する所要時間によっ
て支配される。

一般には射出加工サイクルの冷却時間によって支配され
る。

本発明の目的は熱可塑性ゴムによる靴および靴部材の改
良された製造方法を提供することにあり、さらに詳しく
は、熱可塑性ゴムを用いた靴底と、帆布または他の布製
の靴上半部からなる靴の直接射出成形による製造方法を
提供することである。

また他の目的は従前の加工力法に比してより少ない電力
による熱可塑性ゴム材料を利用した靴の製造方法を提供
することである。

更にまた、従来に比して、熱可塑性ゴム材料の製造工程
中における機械的・熱的劣化を低減した靴の製造方法を
提供することを他の目的とするものである。

更に、他の目的は、かへる熱可塑性ゴム材を利用するこ
とによって、成型機、例えば射出成形機への供給材料の
準備時間を短縮し、さらに該材料準備に対する労力の低
減を計ることである。

更に進んで他の目的を述べれば、成形機例えば、射出成
形機に対する熱可塑性ゴム材料供給サイクルを短縮した
靴製造工程の提供にあり、またさらに、直接射出成形に
よって熱可塑性ゴム材料からなっていて、良質すなわち
靴上半部への密着性に富み、さらに弓張り強度および耐
摩耗性に優れた靴底を有する靴の製造方法を提供するこ
とにある。

本発明の他の目的および利点は本発明の開示または実施
より当業者に明らかとなろう。

要約すればこれらの利点は次の一連の工程によって得ら
れるものである。

即ち、本発明によれば熱可塑性ゴムは熱的・機械的劣化
を伴はない方法で小さな粒状とされ、他の混合剤と強力
な混合機または他の適合装置を用いて乾燥状態のま５混
ぜ合され、その混合材料を用いて標準的な方法で、例え
ば射出成形力法によって靴底が成型される。

特に、熱可塑性ゴムが直接布製靴上半部に対して成型さ
札布製靴上半部と熱可塑性ゴムで造った靴底が一体成型
されるような靴製造方法にあっては本発明の利益は更に
顕著となるものである。

第一の工程に於いては、材料の熱的機械的劣化を最少限
に抑止し、あるいは、他の好しくない効果を減殺して、
その粒寒を下げてゆくことが重要である。

望ましくはこれらの作業は高いせん断性と低い衝撃性の
ロータリー型切断造粒機によるのがよく、例えばカムバ
ーラント・エンヂニアリング社（Ｃｕｍｂｅｒｌａｎｄ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ °）製、エントレ−
ター社（Ｅｎｔｏｌｅｔｅｒ、 Ｉ ｎｃ °）製、ア
マコイル０マシナリ一社（Ａｍａｃｏｉ ｌ Ｍａｃｈ
ｉｎｅｒｙ ）製、またはイタリー国メタルメコニカ・
プラスト・ニス・ニー社（Ｍｅｔａｌ ｍｅｃｃｏｎｉ
ｃａ Ｐ １ａｓｔ 、 Ｓ 、Ａ 、 ｏｆＩ ｔａ
ｌｙ ）製等が適合機と言えよう。

これらの機械によれば供給材料が高弾性のものであって
も、造粒時の発熱は最小限に抑止される。

現状では、アマコイル・マシナリー社製の造粒機はより
好しいものである。

熱可塑性ゴムは４．７６ミ１Ｊ（３／１６インチ）以下
、好ましくは０．７９ミリ（１／３２インチ）から４．
７６ミリ（３７１６インチ）、最も好ましくは１．５８
ミリ（１／１６インチ）から３．１７ミＪ（１／８イン
チ）の粒大きさに造粒される。

般に粒は小さい程、効果的である。

と言うのは、小さい粒程、可塑剤または混合工程で使用
される他の液状材料の吸着に寄与する表面積が増大する
からである。

−力、表面積を増大させることによって得られる利益は
、微細粒にするためにか＼る時間と費用よりも大きな価
値がある。

亦、小粒子化された材料の取扱い、例えばダスティング
操作などが、混合機への材料供給あるいは射出成形機へ
の混合材の供給時に問題となる。

適正な装置を使用する場合は別として、造粒機内の温度
は６５．５℃（１５０’Ｆ）以上にならぬよう制御しな
ければならない。

理論によって拘束されるのは好ましくないが、従来の混
合機内の過剰な熱が成型物の固化特性やプラスティック
の押出し特性を劣化させる原因となっていることは確し
かである。

この有害効果の生ずる理由は、ポリスチレンの島状領域
あるいはドメインの部分的な破壊、例えばポリブタヂエ
ン−ポリスチレン熱可塑性エラストマーにおける過剰な
機械的・熱的劣化に伴う破壊とされている。

本発明による次の工程は適正に用意された熱可塑性エラ
ストマー粒状材と充填剤（ｆ＋１ｌｅｒ）、油、樹脂、
可塑剤およびその他、エラストマーの性質を調整したり
、価格の低廉化に役立つ材料との乾式混合工程である。

製靴工業においても、一工程として乾式混合はよく知ら
れていて、他の熱可塑性材料、例えば塩化ビニール等に
対して用いられてきている。

しかし、熱可塑性ゴムに対してはこの乾式混合は適用し
得ないものとされてきた。

それはこの種の材料を乾式混合を適用し得る程度に造粒
することが極めて困難とされてきたからである。

これに対して本発明による全乾式１程に要する時間は塩
化ビニールの場合のそれに比して短縮され、しかもこの
乾式混合によって得られた材料はより早い固化特性を有
し、さらに市販の通常の錠剤化された高価な熱可塑性エ
ラストマーよりも、より優れた射出成形性を備え、さら
にこれを靴底の製造に用いた場合には、非常に改善され
た特性、特に靴上半部の布地との結合力が増加し、さら
には、引張り強さ、耐摩耗性と云った物理的特性が改善
され、通常の方法で製造された同じ成分の熱可塑性ゴム
を用いた靴底に比較してはるかに多くの利点をもったも
のとなる。

本発明の方法によれば、標準錠剤状材料を使用する場合
の半分の労力と、１０分の１の馬力によって、時間あた
りの射出成形への材料供給率を標準材を使用する場合と
同一にすることが出来る。

それと同時ζζ本発明の方法によれば固化特性、射出成
形特性が改善され成型加工サイクルを５内至１１または
１２秒短縮することができる。

４ステーシヨン型の二色機の運転を例にとれは、毎２８
内至３０秒に熱可塑性ゴム底のバスケットボール用運動
靴と、他の着色をほどこされたひも部材が成型される。

これは現在、普通は３５内至４０秒に−ケの成型と云う
ことを考へると、１０内至２５％の生産効率の増加と云
うことになる。

更に本発明の方法による熱可塑性弾性材の早い固化時間
によって、二色機の第一の色と第二の色とが混合するこ
とに起因する不良を低減することが可能となる。

混合に関する従来技術、すなわち熱可塑性弾性材を均一
なかたまりに成型し、その中に充填剤、可塑剤を含ませ
る方法にくらべて、本発明の乾式混合工程では造粒され
た乾いた材料と混合成分とを混合して、全成分の不均質
混合物を形成し、液状物質を重合体の粒とその他の乾い
た粉状成分に吸収させるよう１こしたものである。

乾式混合ｌこは、強力混合機例えばジャーマン・ヘンシ
ェル（Ｇｅｒｍａｎ Ｈｅｎ５ｃｈｅｌ ）型またはパ
ペンマイエル（Ｐ ａｐｐｅｎ ｍ ｅ ｉｅｒ ）型
、すなわちウニレックス（Ｗｅｌｅｘ）またはプロテッ
クス（Ｐ ｒｏｄｅｚ ）混合機として知られているも
のがよい。

勿論、他にも適当な混合機は従来からよく知られている
。

一般に油性成分以外の添加成分は乾燥状態で混合機に充
填し、混合を開始してから油性成分を加えるようにする
。

混合時の摩擦によって温度が５０内至６０℃に上昇する
と材料の性質に著しい変化が生ずる、即ちどろつとした
湿った状態から乾いた状態となり、ざらつとした粒状の
粉となる。

この状態は射出成形に最もふされしい状態である。

この変化は添加された油が乾いた粉状成分と粒状ゴムに
完全に吸収されるために起るものである。

熱可塑性弾性材に添加するのに適した混合添加剤はこれ
までに数多くの種類が知られている。

充填材としては粘土、シリカ、白票などが用いられ、こ
れらは耐摩耗性の向上、亀裂防止、硬度の向上に有用で
ある。

一般の油は可塑剤として働き、ナフテン系またはパラピ
ン系のものが芳香油より望ましい。

他の一般に知られる可塑剤も亦使用可能である。

最終製品の特性を調整するために他の熱可塑性弾性高分
子樹脂を混ぜることは効果的である。

例えばポリスチレンは最終製品の特性調整に有用でブタ
ヂエン−スチレン・ブロック重合に適合している。

一般１こポリスチレンを添加すると硬さ、引裂き強さ、
耐摩耗性、曲げ寿命等が増化、向上される。

それ自体で有効であるか、またわ、ポリスチレンとの結
合によって有効であるような他の樹脂もよく知られてお
り、ポリエチレン、ポリインデン、クロマン−インデン
、水素添加を受けた樹脂のペンクエリトリット・エステ
ル等があある。

他の添加成分、例えば防毒剤、安定剤等もよく知られて
いる。

高い温度によって弾性剤への油の吸収は助長され、乾式
混合工程のスピード化が計られはするが、一つ注意せね
ばならぬことは温度を上げ過ぎないことである。

通常、乾式混合は材の劣化をまねくような温度より、ず
っと低い温度で実施される。

しかし、いずれにしても７６．６°Ｃ（１７０°Ｆ）を
越えることは許されないし、更に望ましくは６５．５°
Ｃ（１５０’Ｆ）以下に保持しなければならない。

本発明は以下に述べる実施例によって更に明確にされよ
う。

実施例 １ アメリカ合衆国コネティカット州・ニュー・ヘプンのエ
ントレ−ター社製のアルステイール（Ａｌｓｔｅｅｌ
）廻転切断造粒機を用い、フィリップス・ベトロリュー
ム社製の熱可塑性ゴム材で２２．６５ｋｇ（５０ポンド
）梱包のソールプレン（Ｓ ｏｌｐｒｅｎｅ ） ４７
５を粒１ｉ４．２３ミリ（１／６インチ）から３．１７
ミリ（１／８インチ）に粉砕する。

粉砕した弾性材の粒を強力混合機ウニレックス（Ｗｅｌ
ｌｅｘ ）に入れ、さらに６．７９ｋｇ（１５ポンド
）のポリスチレン、充填剤として６．７９ｋｇ（１５ポ
ンド）の粉状炭酸力ルシュウム、安定剤としてステアリ
ン酸０．２２ｋｇ（０，５ポンド）、パラピン０．０８
ｋｇ（０，１８８ポンド）、通常安定剤として使用され
ているＬＴＤＰおよびエチル３３０をそれぞれ０．１１
ｋｇ（０，２５ポンド）、さらに白色色素として酸化チ
タニウム０．７９ｋｇ（１，７５ポンド）をそれぞれ加
える。

混合機をゆっくりと廻転し、加工油を１０重量部加え、
混合機の廻転を高速に切換える。

混合によって、一様にどろつとした状態が間もなく得ら
れ、摩擦によって温変上昇が起りはじめる。

温度が約５０℃になると、混合物の性状に変化が現れ、
それはやがて乾いた、ざらつとした粉状を呈するように
なる。

この工程によって得られた粉状材料は運動靴の熱可塑性
ゴムの靴底、そしてまたはひも部材をつまさきキャップ
を含んで、例えば４ステーシヨンの二色回転射出成形機
を用いて成型するのに使用することが出来る。

この熱可塑性粉状材料は成型機の第ニスチージョンにあ
る射出機のバレルに供給される。

布地、例えばキャンパス等で造った靴上半分部は第一ス
チージョンの金型内にセットされる。

金型は次いで第ニスチージョンの位置へ廻転され、ひも
部材とつまさきキャップ等靴部品を成型するための金型
部分には熱可塑性材料が融けた状態で壓入される。

材料が本人された金型は、ついで第３ステーシヨンへ移
動され、そこで冷却され材料は固化する。

第３、第４ステーシヨンの間で靴底は落下するように取
出され、次いで第４ステーシヨンの射出機がその空いた
金型に同一物を射出成形することも可能であり、または
他の色素を混合した材料を用いて、二色の靴を製造する
ことも可能である。

こうして成型物は冷却・固化の過程を経て第一スチージ
ョンで取り出される。

上述の実施例は一例に過ぎず、他の様態による実施が特
許請求の範囲に示される本発明の範囲と意途するところ
にもとづいて可能であることは言うまでもない。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 高いせん断性と低い衝撃性の切断造粒機内で、実質
   的に熱的または化学的な劣化を生ぜしめない仕方で熱可
   塑性ゴムを４．６７ｍｒＩＬ（３／ １６インチ）以下
   の粒径の小粒子に機械的に造粒する工程と、この小粒子
   と前記熱可塑性ゴムに対する可塑剤を含む成分とを乾式
   混合して流れ性のよい粉状の乾燥熱可塑性ゴム材料を生
   成する工程と、この粉状の熱可塑性ゴム材料を靴部材の
   形に射出成形する工程とからなることを特徴とする熱可
   塑性ゴムによって造られた靴部材を有する靴の製造力法
   。