JPWO2018025332A1 - 履物用緩衝組成物及び履物用緩衝部材 - Google Patents
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Abstract
Description
また、本発明の履物用緩衝組成物の製造方法によれば、混練工程において構成成分が均一に混練分散されるので、優れた柔軟性、接着性及び機械強度等の物性が安定して得られる成形体を形成する組成物が得られる。
JIS K6253に準拠するアスカー Cデュロメータ(SRIS 0101規格)を用いて、23±2℃の試験室内で3時間以上放置して状態調節を行った各試験片の硬度測定を行った。試験片としては、実施例及び比較例における各履物用緩衝組成物を縦60mm×横60mm×厚み12mmにそれぞれ成形したものを用いた。アスカーC50以下を良好「○」、50を超えた場合を不適「×」と判定した。
JIS K6252−1 B法に準拠し、実施例及び比較例における各履物用緩衝組成物を切り込み無しアングル形状(ダンベルB型)に形成した試験片5枚について、引っ張り試験機(株式会社島津製作所製オートグラフ(登録商標)、AT−100N)で引っ張り速度500mm/minにて破断に至る最大荷重値F[N]を測定し、試験片の厚さt[m]で除して引裂強さを算出した。試験片5枚の引裂強さの中央値を挟む2つの値の平均値を引裂強さ(kN/m)とした。引裂強さの値が6.5kN/m以上の場合を優良「○」、6.5kN/m未満の場合を不可「×」と判定した。
JIS K6854−3に準拠して、各試験片の剥離接着強さの測定を行った。図3及び図4を用いて剥離接着強さの試験方法について具体的に説明する。図3は試料片50の構成を概略的に示しており、試験片(実施例又は比較例の緩衝部材)51と被着剤のウレタン片52と接着層53とから概略構成されている。図3に示す試料片50は、後述する(3−1)プライマー処理層有・加圧接着、(3−2)プライマー処理層有・インサート成形及び(3−3)プライマー処理層無・インサート成形の3種類の方法でそれぞれ作製した。また、図4は試料片50の剥離接着強さ試験方法を図示している。図4(A)及び(B)に示すように、引っ張り試験機(株式会社島津製作所製オートグラフ(登録商標)、AT−100N)により、(3−1)〜(3−3)の各試料片50の試験片51とウレタン片52とを剥離させ、剥離接着強さを測定した。なお、図4において、54は固定側引張り治具、55は可動側引張り治具である。ロードセルは1kN(100kgf)であり、試験スピードは50mm/分、固定側引張り治具54及び可動側引張り治具55間の初期間隙は20mmであった。
実施例及び比較例における各履物用緩衝組成物をストリップ状(幅20mm×長さ60mm×厚さ3mm)にそれぞれ成形し、ストリップ表面をウレタン系コート剤で処理して試験片51とした。この試験片51を同じくストリップ状に作製したウレタン片52(株式会社クラレ製 クラミロンU2195、幅20mm×長さ60mm×厚さ3mm)と接着剤53によって接着し、試料片50を得た。より詳しくは、試験片51及びウレタン片52の表面をメチルエチルケトン(MEK)に浸したキムワイプ(登録商標)で拭いた後、60℃で3分間乾燥させた。試験片51のウレタン系コート剤で処理された面及びウレタン片52の片面にプライマー(ノーテープ工業株式会社製、G−6626)を塗布し、60℃で5分間乾燥させた。その上に接着剤(ノーテープ工業株式会社製、No.4950)を塗布し、60℃で5分間乾燥した後、速やかに試験片51及びウレタン片52を貼り合わせた。試験片51側を上にした状態で載置し、ハンドローラにて2〜3kgf/cm2の力を加えて圧着させることによって、試料片50を得た。この試料片50を12時間養生した後、上述した引っ張り試験機を用いて剥離接着強さを測定した。
ストリップ状に作製したウレタン片52(株式会社クラレ製 クラミロンU2195、幅20mm×長さ60mm×厚さ3mm)の被接着面をメチルエチルケトン(MEK)に浸したキムワイプ(登録商標)で拭いた後、60℃で3分間乾燥させ、その被接着面にプライマー(ノーテープ工業株式会社製、G−6626)を塗布し、60℃で5分間乾燥させてプライマー処理したウレタン片を得た。このプライマー処理したウレタン片を射出成型金型のキャビティー(cavity)内にプライマー処理面が表出するように設置した。実施例及び比較例における各履物用緩衝組成物を、プライマー処理したウレタン片52とともに150〜190℃の条件下でインサート射出成型し、ウレタン片52のプライマー処理層上に幅20mm×長さ60mm×厚さ3mmのストリップ状の試験片51が一体形成された試料片50を得た。この試料片50を12時間養生した後、上述した引っ張り試験機を用いて剥離接着強さを測定した。
ストリップ状に作製したウレタン片52(株式会社クラレ製 クラミロンU2195、幅20mm×長さ60mm×厚さ3mm)の被着面上にプライマー処理を行わないこと以外は、上記の(3−2)の試料片の作製方法と同様にしてウレタン片52の表面に幅20mm×長さ60mm×厚さ3mmのストリップ状の試験片51が一体形成された試料片50を得た。この試料片50を12時間養生した後、上述した引っ張り試験機を用いて剥離接着強さを測定した。
上述した(3−1)〜(3−3)の剥離接着強さ試験を行った後の各試料片の剥離状態について、目視または顕微鏡観察により、各試験片の接着状態を評価した。材料破壊(被着体破壊)が生じていた場合を「AF」とし、履物用緩衝組成物の成形体と被着体との界面で界面剥離が生じた場合を「IP」とした。さらに、接着性の評価としては、(3−1)のプライマー処理層有・加圧接着した試料片及び(3−2)のプライマー処理層有・インサート成形の試料片については、剥離接着強さが2.5kgf/20mm以上かつ材料破壊した試料片を接着性が優良「○」と評価し、剥離接着強さが2.5kgf/20mm未満または界面剥離した試料片を接着性が不良「×」と評価した。また、(3−3)のプライマー処理層無・インサート成形の試料片については、剥離接着強さが1.0kgf/20mm以上の試料片を接着性が優良「○」と評価し、剥離接着強さが1.0kgf/20mm未満の試料片を接着性が不良「×」と評価した。
硬度試験に用いた試験片について、商品価値の観点から、目視にて、傷、気泡、曇り及びムラの有無を確認し、表面外観を評価した。傷、気泡、曇り及びムラが無い場合を優良「〇」、傷、気泡、曇り及びムラのうち、少なくとも一つが確認されるが商品価値が許容される場合を良「△」、商品価値が無い場合を不可「×」と判断した。
以下の手順で本実施例の履物用緩衝組成物を製造し、その効果の評価を行った。表1に示すスチレン系熱可塑性エラストマー(A成分)のうち、S−EB/S−Sで表されるブロック共重合体(a1)として、スチレン含有量42%、重量平均分子量150000のブロック共重合体(A101)を600g(20重量%)、アミン変性S−EB−S(a2)として、スチレン含有量30%、重量平均分子量67000のブロック共重合体(A201)を600g(20重量%)、それぞれ個別に秤量した。次に、表1に示す軟化剤(B成分)のうち、重量平均分子量1200のパラフィンオイル(B103)を1800g(60重量%)秤量した。このパラフィンオイルのうち、1200g(40重量%)をa1成分に、600g(20重量%)をa2成分に、それぞれ添加した。各ブロック共重合体とパラフィンオイルとを室温でそれぞれ混合した後、100℃で12時間加熱し、a1、a2の各成分にパラフィンオイルをそれぞれ分散させた(予備分散工程)。パラフィンオイルを吸収させたa1、a2のブロック共重合体を手攪拌でドライブレンドした後、バッチ式の二軸混練機(株式会社トーシン製 TD3−10MDX型)でa1成分とa2成分の分子量に応じて120〜200℃の範囲において、回転数40rpmで15分間混練し(混練工程)、3000gの履物用緩衝組成物を得た。この組成物を上述した履物用緩衝組成物の各評価方法で用いる所定の試験片形状に130〜190℃の条件下で射出成形し、得られた試験片を用いて物性等の評価を行った。
履物用緩衝組成物の構成成分である、スチレン系熱可塑性エラストマー(A成分)と軟化剤(B成分)及びその配合比を以下表2〜表4に示すように夫々変更した以外は、実施例1と同様にして、各実施例の履物用緩衝組成物を得た。実施例1と同様に、得られた履物用緩衝組成物を用いて物性評価用の試験片を成形し、物性等の評価を行った。
スチレン系熱可塑性エラストマー(A成分)と軟化剤(B成分)及びその配合比を以下表5〜7に示すように夫々変更した以外は、実施例1と同様にして、各比較例の組成物を得た。実施例1と同様に、得られた組成物を用いて物性評価用の試験片を成形し、物性等の評価を行った。比較例1〜9の結果を表5に、比較例10〜17の結果を表6に、比較例18〜20の結果を表7にそれぞれ示す。
実施例1において、予備分散工程でスチレン系熱可塑性エラストマー(A)を構成する成分a1及びa2それぞれに対して個々に吸収させる軟化剤(B)の分配割合を表8の通りとした以外は、実施例1と同様にして各実施例の履物用緩衝組成物を得た。表8中におけるBi/ai(ここでi=1,2)の値は、a1及びa2の各成分に対する軟化剤(B)の配合割合を示している。また、表中のMFRはa1及びa2成分の溶融粘度(メルトマスフローレート、JIS K7210−1B法)であり、a1成分及びa2成分それぞれの溶融粘度を測定した。軟化剤(B)を分散させる前(処理前)の溶融粘度の測定条件は、温度230℃、荷重2.16kgとし、分散させた後(処理後)の溶融粘度の測定条件は、温度190℃、荷重2.16kgとした。また、分散処理後の溶融粘度(MFR)について、a1成分とa2成分の溶融粘度の値の差を算出した。得られた履物用緩衝組成物を用いて、混練工程後の組成物の分散性(外観)について評価を行った。分散性の評価は目視による外観評価とし、分散が不十分な不均一相が無い場合を良好「○」、不均一相を含んでいたり白濁して透明性が著しく悪い場合を不適「×」とした。また、この履物用緩衝組成物を上述した履物用緩衝組成物の各評価方法で用いる所定の試験片形状に130〜190℃の条件下で射出成形し、得られた試験片を用いて物性等の評価を行った。
スチレン系熱可塑性エラストマー(A)を構成する成分a1及びa2をよく混合してから、その混合物に対して軟化剤(B)を添加して分散させた以外は、実施例1と同様にして、実施例1と同様にして本比較例の組成物を得た。すなわち、本比較例では、軟化剤(B)を予めスチレン系熱可塑性エラストマー(A)を構成する成分a1及びa2に分散させる工程(予備分散工程)を経ていない。実施例21〜23と同様に、得られた組成物を用いて混練工程後の組成物の分散性(外観)について評価を行った。また、この組成物を上述した履物用緩衝組成物の各評価方法で用いる所定の試験片形状に130〜190℃の条件下で射出成形し、得られた試験片を用いて物性等の評価を行った。
10、11 履物用緩衝部材
10a 接着性を向上させる必要のある部分の一例
2 プライマー処理層
3 保護層
40 スポーツシューズ
41 ソール部の踵部
42 ソール部の側縁部
50 試料片
51 試験片(実施例又は比較例の緩衝部材)
52 ウレタン片
53 接着層
54 固定側引張り治具
55 可動側引張り治具
Claims (12)
- スチレン系熱可塑性エラストマー(A)と軟化剤(B)を含有する組成物であって、
前記スチレン系熱可塑性エラストマー(A)が、
スチレン重合体ブロックからなる両末端ブロックXと、スチレンとブタジエンの共重合体ブロックからなる中間ブロックYと、からなるブロック共重合体X−Y−Xを水素添加してなるブロック共重合体(a1)と、
変性スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(a2)と、からなり、
前記a2のブロック共重合体は、アミン変性ブロック共重合体又は無水マレイン酸変性ブロック共重合体であり、
前記a1及びa2のブロック共重合体の配合割合が、重量比で、a2/(a1+a2)=0.25〜0.95であり、
前記スチレン系熱可塑性エラストマー(A)と軟化剤(B)の配合割合が、重量比で、B/(A+B)=0.5〜0.7であることを特徴とする履物用緩衝組成物。 - 前記a1のブロック共重合体は、酸変性されたものであることを特徴とする請求項1に記載の履物用緩衝組成物。
- 前記軟化剤(B成分)は、分子量が400〜1200のパラフィン系オイルであることを特徴とする請求項1又は2に記載の履物用緩衝組成物。
- さらに中空体微粒子が配合されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の履物用緩衝組成物。
- 成形体の硬度がアスカーC30〜50(SRIS 0101規格 23±2℃)であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の履物用緩衝組成物。
- スチレン重合体ブロックからなる両末端ブロックXと、スチレンとブタジエンの共重合体ブロックからなる中間ブロックYと、からなるブロック共重合体X−Y−Xを水素添加してなるブロック共重合体(a1)及び変性スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(a2)からなるスチレン系熱可塑性エラストマー(A)と、軟化剤(B)を含有し、
前記a2のブロック共重合体は、アミン変性ブロック共重合体又は無水マレイン酸変性ブロック共重合体であり、
前記a1及びa2のブロック共重合体の配合割合が、重量比で、a2/(a1+a2)=0.25〜0.95であり、
前記スチレン系熱可塑性エラストマー(A)と軟化剤(B)の配合割合が、重量比で、B/(A+B)=0.5〜0.7である履物用緩衝組成物を成形してなる履物用緩衝部材。 - 前記a1のブロック共重合体は、酸変性されたものであることを特徴とする請求項6に記載の履物用緩衝部材。
- 前記履物用緩衝組成物には、さらに中空体微粒子が配合されており、内部に複数の独立気泡を有することを特徴とする請求項6又は7に記載の履物用緩衝部材。
- 請求項6〜8のいずれか1項に記載の履物用緩衝部材がインソールまたはミッドソールに配置されていることを特徴とする履物。
- 前記a1及びa2のブロック共重合体のうち、少なくとも1成分に、予め軟化剤(B)を分散させる予備分散工程と、
前記予備分散工程を経たa1及びa2のブロック共重合体を混合し、加熱混練させる混練工程を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の履物用緩衝組成物の製造方法。 - 前記予備分散工程における前記軟化剤(B)の分散は、前記a1及びa2のブロック共重合体の各成分に対してそれぞれ行われ、同一温度における溶融粘度が高い成分ほど、単位重量当たりの軟化剤(B)の配合量を多くすることを特徴とする請求項10に記載の履物用緩衝組成物の製造方法。
- 前記予備分散工程における前記軟化剤(B)の分散は、前記a1及びa2のブロック共重合体の各成分に対してそれぞれ行われ、
前記a1及びa2のブロック共重合体の各成分に対する前記軟化剤(B)の分散は、前記軟化剤(B)が分散された状態における各成分の溶融粘度(メルトマスフローレート、MFR:JIS K7210−1B法 190℃、で表わした値)について、各成分の溶融粘度の値の差が、150(g/10min)以下となるように軟化剤(B)の配合量を調整することを特徴とする請求項10に記載の履物用緩衝組成物の製造方法。
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