WO2007097041A1 - 安全靴等に用いられる樹脂製先芯およびそれを装着した靴 - Google Patents

安全靴等に用いられる樹脂製先芯およびそれを装着した靴 Download PDF

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WO2007097041A1
WO2007097041A1 PCT/JP2006/303806 JP2006303806W WO2007097041A1 WO 2007097041 A1 WO2007097041 A1 WO 2007097041A1 JP 2006303806 W JP2006303806 W JP 2006303806W WO 2007097041 A1 WO2007097041 A1 WO 2007097041A1
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tip
resin
shoes
toe
shape
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PCT/JP2006/303806
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English (en)
French (fr)
Inventor
Toru Mizukami
Kazushige Ando
Original Assignee
Simon Corporation
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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A43—FOOTWEAR
    • A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
    • A43B23/00—Uppers; Boot legs; Stiffeners; Other single parts of footwear
    • A43B23/08—Heel stiffeners; Toe stiffeners
    • A43B23/081—Toe stiffeners
    • A43B23/086—Toe stiffeners made of impregnated fabrics, plastics or the like
    • A43B23/087—Toe stiffeners made of impregnated fabrics, plastics or the like made of plastics

Definitions

  • the present invention relates to a resin-made lead core and safety shoes having the toe attached thereto.
  • safety shoes, etc.” refers to shoes that widely protect the toes of the wearer with a toe, and those that are not stipulated by Japanese Industrial Standards (for example, those using synthetic leather for the upper). Shall also be included. Background art
  • Conventional steel cores are generally made of steel, satisfying the performance of Class S or H for ordinary work of JIST 8 10 1 of the Japanese Industrial Standard, EN 1 2 of European Standard 5 6 8 etc. are used. Also, as a protective core for Protective footwear or Safety footwear in EN 3 4 4, a steel core is generally used.
  • each steel tip is different depending on the standard, it is basically made by squeezing a uniform thickness steel material, and the outer shape and inner shape are almost similar. Yes.
  • the steel tip obtained in this way is heavy and has a problem that it is easy to get tired because it has a poor weight balance when incorporated into shoes.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 11_0 5 6 4 10
  • Such a long fiber reinforced thermoplastic resin tip was proposed to solve the problem of the heavy weight of the steel M tip, and by adopting a relatively lightweight long fiber reinforced composite material. Realized light weight.
  • This long fiber reinforced resin tip has an uneven structure in which the wall thickness is gradually changed in order to reduce weight, but the outer shape and inner shape are almost similar. ing.
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 0 0-1 9 7 5 0 5)
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 0 4-0 4 1 4 0 6
  • the leading edge described in Patent Document 2 is characterized in that the rising part is formed so that the surrounding rising part can receive the force applied to the top part almost simultaneously.
  • the desired strength can be obtained with a thinner wall thickness, thereby realizing weight reduction and cost reduction.
  • each of the tip cores shown in the examples of Patent Document 2 is a combination of straight or slightly curved surfaces, and as a result, the outer shape becomes an unnatural shape as a toe of a shoe.
  • Patent Document 2 only the compression load is considered as the force received by the tip from the outside. For this reason, it is unclear whether it is possible to effectively protect the wearer's foot when an impact load is applied. It may not be possible.
  • Patent Document 3 attempts to reduce costs by using a long fiber reinforced resin material in a pellet shape and adopting a highly productive molding method such as injection molding.
  • the material used is expected to be expensive, and the molding conditions are limited, such as using a special screw to keep the fiber length long. Mae. As a result, significant cost reductions are considered difficult.
  • the average curvature r of the toe shoulder should be 20 or less, so that the shape of the toe becomes closer to a box shape and the mechanical strength is increased. This, however, leads to a loss of appearance design when incorporated into shoes.
  • the tip described in Patent Document 4 is intended to provide a long-fiber reinforced resin tip that can be used for JIST 8 10 1 Class H for heavy work and safety shoes conforming to European standards. Similar to what is used for S-type safety shoes for ordinary work of JIST 8 1 0 1, there are cost problems associated with the manufacturing method and problems with residues during incineration. In addition, because it adopts a shape close to a box shape in order to increase its mechanical strength, there is a problem of damaging the appearance design when incorporated in shoes.
  • the purpose of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, achieve a significant weight reduction and cost reduction compared to the conventional lead core, is excellent in design, and has almost no residue during incineration,
  • the object is to provide a resin tip that satisfies the requirements of 7.2 (2) of Japanese Industrial Standard JIST 8 1 0 1 — 1 9 8 7 under a compression load of 10.8 kN.
  • JIST 8 1 0 1 — 1 9 8 7 under a compression load of 10.8 kN.
  • the purpose is to provide shoes that satisfy the performance requirements of the S type.
  • JIS ⁇ 8 1 0 1 The reason for using two versions of JIST 8 1 0 1 with different publication dates should basically be based on the current version (JIS ⁇ 8 1 0 1: 1 9 9 7); ⁇ , current version Since the performance of the lead core is not stipulated, the method for grasping the performance of the lead wick alone is not compatible with the provisions related to the tip that are described in the previous edition (JIS ⁇ 8 1 0 1-1 9 8 7). It is what was used.
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, achieve a significant weight reduction and cost reduction compared to the conventional lead core, excellent design, and at the time of incineration disposal
  • This is to provide a lead that conforms to EN 1 2 5 6 8 in terms of pressure resistance and impact resistance.
  • the impact resistance and pressure resistance of the toes are the performance required for Protect i ve footwear or Safety footwear in EN 3 4 4
  • the goal is to provide satisfying shoes.
  • the present inventor has intensively studied the tip, and as a result, has found a tip shape that can achieve both design and mechanical strength and can reduce the weight, and has reached the present invention. Further, by obtaining the resin tip of the present invention by injection molding, cost reduction can be realized. Furthermore, by using resin materials that do not contain glass fiber, etc., it is possible to achieve further weight reduction and solve the problem of residues during incineration.
  • a toe that is attached to the toe of safety shoes, etc. and has a structure consisting of a ceiling, shoulder, tip wall, side wall, and bottom.
  • the tip wall has a arch shape that curves upward, and the tip wall and side walls have a wall that rises upward from the bottom.
  • the inner wall has a tapered shape that spreads outward as it is closer to the end, and the inner wall of the inner wall is formed as a surface that is substantially perpendicular to the bottom surface or inclined inward within a predetermined range.
  • a side wall portion other than the taper-shaped rear end portion is formed as a surface inclined inward within a predetermined angle range with respect to the bottom surface.
  • the tip has an outer shape and an inner shape. Bets are tree butter made toe used in safety shoes or the like, characterized in that it is formed of a non-similar shape.
  • a resin tip that can satisfy the provisions of 7.2 (2) of Japanese Industrial Standard JIST 8 1 0 1 — 1 9 8 7 under a compression load of 10.8 kN, It has become possible to provide a lightweight and excellent design.
  • a tip that conforms to EN 1 2 5 6 8 in terms of impact resistance and pressure resistance is lightweight and It has become possible to provide it with excellent design characteristics.
  • shoes that do not get tired and that have impact resistance and pressure resistance at the toes satisfy the performance required for class S of safety shoes for ordinary work in Japan Industrial Standard JIST 8 1 0 1: 1 9 9 7 It became possible to provide.
  • the resin tip of the present invention can be obtained by injection-molding a general-purpose resin material that is not fiber reinforced, so that significant cost reduction can be achieved and further weight reduction can be achieved. Can be achieved and can solve the problem of residue at the time of incineration o Brief description of drawings
  • FIG. 1 is an overall perspective view of a resin tip according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an overall perspective view of the resin lead core as seen from another direction.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the tip of the resin tip in a plane perpendicular to the axis connecting both rear ends of the bottom surface of the bottom and passing through the tip of the tip (the most protruding portion).
  • Fig. 4 shows a cross-sectional view of the same lead tip made from the same resin and passing through the thickest part of the tip wall.
  • Fig. 5 is a cross-sectional view along the line B-B in Fig. 4. From the tip of the resin tip (1 2
  • Fig. 6 is a cross-sectional view of C-C in Fig. 4. From the tip of the resin tip (3-4
  • FIG. 7 is a table comparing the experimental results of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2.
  • FIG. 8 is a table comparing experimental data between Examples 3 and 4 and Comparative Examples 3 and 4.
  • FIG. 9 is a table for comparing experimental data between Examples 5 and 6 and Comparative Examples 5 and 6. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • the characteristics required of the toe core of safety shoes, etc. are that the elastic modulus of the material is important in terms of pressure resistance, and the impact resistance of the material is important in terms of impact resistance.
  • the shape design of the tip is an important factor.
  • the shape of the conventional tip only the shape of the outer shape and the inner shape is similar, including steel ones.
  • the thickness of the tip of the tip from the striker shape is an important element in terms of energy absorption, and the tip of the tip itself The initial height is also an important factor.
  • the inventor of the present invention has excellent design for the outer shape of the lead core used in safety shoes, etc., and excellent impact resistance or compression resistance required for the inner shape.
  • the present inventors have found that it is important to have a different shape and have arrived at the present invention.
  • the resin-made lead core of the present invention is not similar in shape to the outer shape and the inner shape as the conventional tip.
  • the thermoplastic resin PC (polycarbonate), PC alloy ( Polycarbonate alloy) was found to be more effective. If the thermoplastic resin has a flexural modulus of 200 OMPa or more and an impact strength with Charpy V of 30 kJZm 2 or more, it is sufficient in strength and more preferable as a core material.
  • thermoplastic resin for forming the core a material having a flexural modulus of 2200 MPa or more and an impact strength with Charpy V of 50 kJ / m 2 or more is preferably selected.
  • PC alloy includes PCZABS (acrylonitrile monobutadiene monostyrene copolymer), PCZ polyester, PCZMBS (methacrylic acid ester loop evening monostyrene copolymer), PCZASA (acrylonitrile monostyrene copolymer). Ethylene acrylate copolymer), PC / SAS (silicone composite rubber-acrylonitrile monostyrene copolymer), and PC / HIPS (high impact polystyrene). Preferred o
  • Additives such as impact resistance improvers, rubber, elastomers, colorants, antioxidants, fillers, weathering agents, etc. can be added to the thermoplastic resins described above as long as they do not impair performance. is there.
  • the shape of the tip has a structure composed of a ceiling part, a shoulder part, a tip wall part, a side wall part, and a bottom part, and the ceiling part and the shoulder part are generally arched so as to bend upward with respect to the bottom face of the tip part. It has a shape, and the tip and side walls are walls that rise upward from the bottom.
  • the outer shape of the toe core is a shape that matches the design of the shoe, and the inner shape is a shape corresponding to the maintenance of mechanical strength, and the inner shape and the outer shape do not necessarily have a similar shape.
  • the inner shape gradient changes so that the space covered by the tip is widened, with emphasis on the problem of footing rather than mechanical strength.
  • the inner shape is tapered so that the inner shape is wider toward the rear end in the range of 5 to 15 mm from the rear end of the lead core.
  • the thickness of the tip is within 2 mm at the rear end. If the thickness of the rear end of the toe exceeds 2 mm, a so-called foot contact problem is likely to occur, and when incorporated in a shoe, a constriction will appear at the rear end of the toe and the appearance may be impaired. .
  • the front end wall of the inner shape of the front core is a surface that is substantially perpendicular to the bottom surface or inclined inward within a range of 60 ° to 90 °, and is a portion other than the rear end portion that forms a tapered shape in the side wall It is necessary that the surface be inclined inward in the range of 60 ° to 90 ° with respect to the bottom surface. More preferably, the inner end wall and the side wall have an inward inclination of 70 ° to 90 °. More preferably, the slope has a change that falls inward as it approaches the rear end of the lead core, and it is more likely that such a change is provided in a portion other than the rear end part that forms the taper shape. preferable.
  • angle between the inner side wall and the tip or the tip wall and the bottom is less than 60 °, it will be difficult to withstand sufficient load at the side and tip walls in terms of pressure resistance.
  • the height of the highest part of the rear end of the tip-core outer shape is 3 3 m m a 4 5 mm. If a is less than 33 mm, it will be difficult to meet the strength performance specified in each JIS standard or EN standard, and if it is higher than 45 mm, the position of the top as the tip will be considerably high. This is undesirable in terms of appearance design of shoes and the like. More preferable height is 3 7 mm or more and 4 3 mm or less ⁇
  • a gap may be provided within the range where the strength can be maintained in the real part of the resin tip core formed between the outer shape and the inner shape.
  • Fig. 3 is a cross-sectional view of the tip in a plane that is perpendicular to the axis connecting both rear ends of the bottom bottom surface and passes through the tip of the tip (the most protruding part).
  • a is the height from the bottom of the tip to the highest point at the rear end of the tip b is the height at the 1Z2 portion of the length e from the tip to the end of the cross section of the tip.
  • c is the thinnest part thickness at the tip of the tip
  • d is the thickest wall thickness at the tip of the tip
  • e is the length from the tip to the highest rear edge in the cross section of the tip
  • the toe that satisfies the requirements of 7.2 (2) of JIST 8 1 0 1 — 1 9 8 7 and safety shoes in Z or JIST 8 1 0 1: 1 9 9 7 For the toe used in shoes that satisfy the performance requirements of Class S for normal work, it is necessary to make it 40 g or less in order to reduce weight and reduce fatigue. More preferably, it is in the range of 20 g or more and 38 g or less. If it is less than 20 g, it becomes difficult to maintain impact resistance and pressure resistance. The same applies to the tip for EN 1 2 5 6 8 Protective foot wear and the tip used for Z or EN 34 4 Protective footwear.
  • the tip of EN 1 2 5 6 8 Safety footwear and the tip of Z or EN 3 4 4 Safety footwear must have a weight of 50 g or less. It is. More preferably, it is the range of 30 g or more and 48 g or less. If it is less than 3 O g, it will be difficult to maintain impact resistance and pressure resistance.
  • the material used for the resin tip of the present invention is not particularly limited, but it is preferable that the thermoplastic resin is preferably about 100%. In this case, even if safety shoes are worn and incinerated, no residue is produced and it is environmentally friendly. Further, it is advantageous in terms of material cost and weight reduction. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
  • the flexural modulus of the material is based on ISO 1 78, and the impact strength with Charpy V is based on ISO 1 79.
  • the compression test and impact test results described in the examples and comparative examples represent the measured residual clay height.
  • FIG. 1 and Fig. 2 are perspective views showing the appearance of the tip, and the lines on the diagram are shown to divide the parts. In fact, each part is gently connected, so it looks clearly There are no boundaries.
  • FIG. 2 is a perspective view seen from another direction different from FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the tip core on a plane perpendicular to the axis connecting both rear ends of the tip core bottom surface and passing through the tip end of the tip core (the most protruding portion).
  • a is the height of the highest part of the rear end
  • b is the height measured at 1 Z 2 of the horizontal distance of the tip
  • c is the thickness of the thinnest part of the tip wall
  • d is the height of the tip wall.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the tip in a plane parallel to the bottom surface of the tip and passing through the thickest part of the tip wall.
  • 5 to 6 are cross-sectional views of the tip core in a plane perpendicular to the front-rear direction of the bottom surface.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view from the tip (1 Z 2) e, and
  • FIG. Z 4) is a cross-sectional view at e.
  • the bottom 5 of the lead core is formed as a bent portion (flange) toward the inside on the entire circumference of the lower end of the lead core.
  • the tip wall 3 and the side wall 4 form a wall that rises upward from the bottom 5, and the ceiling 1 and the shoulder 2 are formed as a generally arch-shaped (half-dome-shaped) roof thereon. . Most of the curve of this general arch shape is made at the shoulder 2 and the curvature of the ceiling 1 is slight.
  • the tip wall portion 3 and the side wall portion 4 rise from the bottom portion 5 substantially perpendicular to the bottom surface, but are slightly curved outward, and the ceiling portion 1 is substantially parallel to the bottom surface 5 and slightly
  • the shoulder 2 which is curved upward and is curved so as to connect the two is designed so that the curvature does not become extremely small, and the overall shape is designed to match the toe of the shoe.
  • the front wall 3 is a surface substantially perpendicular to the bottom surface
  • the side wall 4 is a surface that slopes inward as it approaches the rear edge.
  • the shoulder 2 has an approximate arch shape similar to the outer shape.
  • the shoulder part 2 and the side wall part 4 that is, in the range of about 1 Omm from the rear end, a taper shape 4 a (see FIG. 4) that spreads outward It has become.
  • the thickness at the rear end of the tip, excluding the bottom 5, is about 1 mm.
  • the inner shape of the tip wall is a surface that rises almost vertically, while the outer shape is a surface that curves slightly outward, so that the thinnest part of the tip wall is the bottom It is the rising part from 5, and the thickest part d is about 2 Omm from the bottom.
  • the lead of the examples described below is a PC (product name) selected from thermoplastic resins having a flexural modulus of 200 OMPa or more and an impact strength of 30 kJZm 2 or more with Charbie V. : Panlite K 1 1 3 0 0 Y) and PCZABS (Product name: Iupilon MB 2 2 1 4 R) are used, and the tip of the comparative example is the above-mentioned condition (flexural modulus 2 0 0 0 0 MP a POM (trade name: Diyuracon M 2 5 — 4 4), HDPE (selected from among thermoplastic materials that do not satisfy a or more and impact strength with Charbi V of 30 k J / m 2 or more) Product name: Molded using Hi-Zex 8 2 0 0 B).
  • PC product name
  • PC / ABS (trade name: Iupilon MB 22 14 R) was used as the thermoplastic resin material, and the resin temperature was changed to 2600 ° C. Molding and testing were performed. The results are shown in Fig. 7. The performance satisfies each standard.
  • Example 7 The same mold as in Example 1 was used except that POM (trade name: Diyuracon M 2 5-4 4) was used as the thermoplastic resin material and the resin temperature was changed to 1 95 ° C. And tests were conducted. The results are shown in Fig. 7. When the condition of the tip after the impact test was confirmed, a crack that allowed light to pass was found, so it was judged as rejected.
  • POM trade name: Diyuracon M 2 5-4
  • Example 1 Same as Example 1 except that HDP E (trade name: Hi-Zex 820 B) is used as the thermoplastic resin material, the resin temperature is changed to 220 ° C, and the mold temperature is changed to 50 ° C. Molding and testing were performed in the same manner on the mold. The result is shown in Fig. 7, but it was judged as unqualified because yielding occurred at a pressure of less than 10 kN in the compression test and measurement was impossible.
  • HDP E trade name: Hi-Zex 820 B
  • PC (trade name: Panlite K— 1 3 0 0 Y) is used as the thermoplastic resin material, and J 1 1 0 AD (cylinder size ⁇ 3 5) made by Nippon Steel Works is used for the injection molding machine.
  • the resin tip was injection molded at a resin temperature of 29 ° C. and a mold temperature of 80 ° C. The mold is different from that of Example 1.
  • This tip has a shape with increased thickness as in Example 1.
  • the height of the highest part at the rear end is 41 mm, the height measured at 1/2 the horizontal distance is 4 Omm, and the thinnest wall thickness at the tip wall is 5.2 mm.
  • the maximum thickness of the same part is 5.8 mm, and the horizontal distance is 44 mm.
  • This tip was subjected to an impact test of 100 J and a compression test of 10 kN according to EN 1 2 5 6 8 and evaluated as an internal toecap for Protective footwear.
  • a protective shoe fitted with a toe core molded under the same conditions was subjected to an impact test of 100 J and a compression test of 10 kN in accordance with the provisions of Protective footwear in EN 3 44.
  • Example 3 The same mold as in Example 3 was used except that POM (trade name: Diyuracon M 2 5-4 4) was used as the thermoplastic resin material and the resin temperature was changed to 1 95 ° C. And tests were conducted. The results are shown in Fig. 8. When the condition of the tip after the impact test was confirmed, a crack that allowed light to pass was found, so it was judged as rejected.
  • POM trade name: Diyuracon M 2 5-4
  • Example 3 with the exception that HDP E (trade name: Hi-Zex 820 B) was used as the thermoplastic resin material, the resin temperature was changed to 220 ° C, and the mold temperature was changed to 50 ° C. Molding and testing were performed in the same manner using the same mold. The result is shown in Fig. 8, but it was judged to be unqualified because yielding occurred at a pressure of less than 10 kN in the compression test and measurement was impossible.
  • HDP E trade name: Hi-Zex 820 B
  • Example 5 (Examples 1 and 2 and Examples 3 and 4 and the mold are changed)
  • PC trade name: Panlite K 1 1 3 0 0 Y
  • J 1 1 0 AD Cylinder size 0 3 5) manufactured by Nippon Steel Works is used for the injection molding machine.
  • the resin tip was injection molded at a resin temperature of 29 ° C. and a mold temperature of 80 ° C.
  • the mold is different from those used in the above examples and comparative examples.
  • This tip has a shape that is thicker than that of Example 3, the height of the highest part at the rear end is 41 mm, the height measured at a horizontal distance of 1 Z2 is 4 Omm, The thinnest wall thickness of the tip wall is 7.4 mm, the thickest wall thickness is 8. Omm, and the horizontal distance is 46 mm.
  • This tip was subjected to an impact test of 20 J and a compression test of 15 kN according to EN 1 2 5 6 8 and evaluated as an internal toecap for safety footwear.
  • a safety shoe with a tip core molded under the same conditions was subjected to an impact test of 20 J and a compression test of 15 kN in accordance with the regulations of Safety footwear in EN 3 44.
  • Example 6 (The mold is changed from Examples 1 and 2 and Examples 3 and 4) Resin using PC ZAB S (trade name: Iupilon MB 2 2 1 4 R) as the thermoplastic resin material Molding and testing were performed in the same manner as in Example 5 except that the temperature was changed to 260 ° C. The results are shown in Fig. 9. The performance satisfies each standard.
  • Example 5 The same mold as in Example 5 was used except that POM (trade name: Diyuracon M 2 5-4 4) was used as the thermoplastic resin material and the resin temperature was changed to 1 95 ° C. And tests were conducted. The results are shown in Fig. 9. When the state of the tip after the impact test was confirmed, a crack that allowed light to pass was found, so it was judged as rejected.
  • POM trade name: Diyuracon M 2 5-4
  • Example 5 The same as Example 5 except that HDPE (trade name: Hi-Zex 820 B) was used as the thermoplastic resin material, the resin temperature was changed to 220 ° C, and the mold temperature was changed to 50 ° C. Money Molding and testing were performed in the same manner on the mold. The result is shown in Fig. 9, but it was judged to be unacceptable because yielding occurred at a pressure less than the specified load (15 kN) in the compression test and measurement was impossible.
  • the embodiments of the present invention have been described above, it is a matter of course that various shapes and materials can be adopted within the scope of the gist of the present invention, and the present invention is limited to the above embodiments. It can be implemented in any other form without doing so. For this reason, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. Industrial applicability
  • the present invention can realize a significant weight reduction and cost reduction compared to the conventional lead core, has excellent design properties, has almost no residue at the time of incineration, and has high compression and impact resistance. Since a toe that conforms to 5 6 8 can be provided, it can be used as a toe for various shoes.

Landscapes

  • Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

本発明は、従来の先芯に比べて大幅な軽量化および低コスト化を実現でき、デザイン性に優れ、焼却処分時の残渣もほとんどなく、かつ10.8kNの圧迫荷重において日本工業規格JIS　T　8101-1987の7.2(2)の規定を満足する樹脂製先芯を提供する。本発明は、安全靴等のつま先部に装着される先芯であって、天井部、肩部、先端壁部、側壁部、底部から構成されてなる構造をもち、天井部および肩部は底面に対して上部に湾曲するような概アーチ形状をなしており、先端壁部および側壁部は底部から上方に立ち上がる壁をなしている先芯において、外形は靴のデザインに合わせた形状であり、内形は機械的強度の保持に対応した形状であって、内形と外形が必ずしも概相似形をなしていないことを特徴とする。

Description

明細書 安全靴等に用いられる樹脂製先芯およびそれを装着した靴 技術分野
本発明は、 樹脂製先芯およびそれをつま先部に装着した安全靴等に関するもの である。 ここで 「安全靴等」 とは、 広く着用者のつま先を先芯により保護する靴 の意であり、 日本工業規格の規定外のもの （例えば、 甲被に合成皮革を使用する もの等） をも含めるものとする。 背景技術
従来の先芯としては、 一般に鋼製のものが使われており、 日本工業規格の J I S T 8 1 0 1の普通作業用 S種または H種の性能を満足するもの、 欧州規格で ある E N 1 2 5 6 8に適合するもの等が使用されている。 また、 E N 3 4 4 における Protect i ve footwearまたは Safety footwearとしても一般的には、 先 芯として鋼製のものが用いられている。
上記の鋼製先芯の形状は、 規格によりそれぞれの肉厚は異なるものの、 基本的 に均一肉厚の鋼材をしぼり加工してつく られており、 その外形と内形はほぼ相似 形をなしている。 このようにして得られた鋼製の先芯は重量が重く、 靴に組み 込んだ場合の重量バランスが悪いため、 疲れやすい等の問題があった。
また、 日本工業規格の J I S T 8 1 0 1の普通作業用 S種の性能を満足する 従来の先芯としては、 鋼製以外にも特許文献 1 に記載されているような長繊維強 化された熱可塑性樹脂製のもの （特許文献 1 ：特開平 1 1 _ 0 5 6 4 1 0 ) が用 いられている。 このような長繊維強化熱可塑性樹脂製先芯は、 鋼 M先芯における 重量が重いという問題を解決すべく提案されたものであり、 比較的軽量な長繊維 強化の複合材料を採用することで軽量化を実現している。
この長繊維強化された樹脂製先芯の形状においては、 より軽量化するために肉厚 を緩やかに変化させた偏肉構造をとつているが、 その外形と内形はやはり概相似 形をなしている。 ところで、 上記の長繊維強化された樹脂製先芯においては、 性能を維持するた めに、 成形品中の強化繊維の長さを十分に長く保つ必要があるが、 汎用の射出成 形という成形手法で成形した場合、 残存繊維長が短くなつてしまうため、 もつぱ ら圧縮成形を用いて成形していた。
このため、 成形に人手がかかるとともに、 製法上どうしてもバリが発生するた め、 これを後で除去しなくてはならず手間とコストがかかっていた。 また、 履き 古した安全靴を焼却処分するにあたっても、 強化繊維としてガラス繊維が用いら れることが多いため、 ガラス繊維が残渣として残ってしまい灰としての処分量が 増えてしまうという問題があった。
これら従来用いられている先芯の有する問題を解決するために、 これまで幾つ かの提案がなされたきた。 例えば、 形状面の工夫により軽量化および低コスト化 を図ったものとして特許文献 2 (特開 2 0 0 0— 1 9 7 5 0 5 ) 力 繊維強化樹 脂先芯に関するものとして特許文献 3 (特開 2 0 0 2 - 0 8 5 1 0 9 ) や特許文 献 4 (特開 2 0 0 4— 0 4 1 4 0 6 ) が開示されている。
特許文献 2に記載された先芯は、 頂部に加えられた力を周囲の立ち上がり部が 略同時に受け止めることができるように上記立ち上がり部が形成されていること を特徴とし、 従来の先芯に比べてより薄い肉厚で所望する強度を得られることに より、 軽量化および低コスト化を実現するものである。 しかしながら、 特許文献 2の実施例に示された先芯は、 いずれも直線的もしくは若干湾曲させた面の組合 せからなっており、 その結果、 外形が靴のつま先としては不自然な形状となって おり、 靴に組み込んだ場合には外観デザィンを著しく損ねてしまうという問題が あった。 また、 特許文献 2では先芯が外部から受ける力として圧迫負荷しか考慮 されていない。 そのため、 衝撃負荷が加わった場合において、 有効に着用者の足 を保護し得るか否かは不明であり、 J I S又は欧州規格等に規定される保護靴 Z 安全靴の規格に適合する先芯になり得ない可能性もある。
特許文献 3に記載の先芯は、 長繊維強化樹脂材料をペレツ ト状とし、 射出成形 等の生産性の高い成形方法を採用することにより、 低コスト化を実現しようとし ている。 しかしながら、 用いる材料が割高になると予測され、 また、 繊維長を長 く残すためには特殊なスクリユーを用いたりするなど、 成形条件が限定されてし まう。 その結果として、 大幅なコスト低減は困難と考えられる。 また、 特許文献
3では先芯肩部の平均曲率 rを 2 0以下とすることにより、 先芯の形状を箱型に 近づけ機械的強度を増すことを提案している。 しかしこのことは、 靴に組み込ん だ場合の外観デザィンを損ねてしまう結果につながる。
さらに、 強化繊維としてガラス繊維が用いられ、 その含有量が 4 0ないし 6 0 重量％であるとするならば、 依然として焼却処分時の残渣の問題が残る。
他方、 特許文献 4に記載の先芯は、 J I S T 8 1 0 1の重作業用 H種や欧州 規格に適合する安全靴等に用いることのできる長繊維強化された樹脂先芯を提供 しょうとするものである力 J I S T 8 1 0 1の普通作業用 S種の安全靴に用 いられているものと同じく、 製法に伴うコストの問題や焼却処分時の残渣の問題 がある。 また、 その機械的強度を増すために箱型に近い形状を採用しているため 、 靴に組み込んだ場合に外観デザィンを損ねてしまう問題がある。
以上述べてきたように、 これまで提案されてきた従来の先芯は、 先芯に要求さ れる強度、 重量、 コスト、 デザイン、 処分時残渣等の課題に対して、 総合的に満 足できるものはなかった。
本発明の目的は、 上記の従来からの問題点を解決し、 従来の先芯に比べて大幅 な軽量化および低コスト化を実現でき、 デザイン性に優れ、 焼却処分時の残渣も ほとんどなく、 かつ 1 0 . 8 k Nの圧迫荷重において日本工業規格 J I S T 8 1 0 1— 1 9 8 7の 7 . 2 ( 2 ) の規定を満足する樹脂製先芯を提供すること にある。 また、 そのような先芯を装着することにより、 疲れにく く且つつま先部 の耐衝撃性および耐圧迫性が日本工業規格 J I S T 8 1 0 1 ： 1 9 9 7におけ る安全靴の普通作業用 S種に要求される性能を満足する靴を提供することにある 。 ここで発行年度の異なる 2種類の版の J I S T 8 1 0 1を用いる理由は、 基 本的には現行版 （J I S Τ 8 1 0 1 ： 1 9 9 7 ) によるべきである;^、 現行版 には先芯単体の性能は規定されていないため、 先芯単体の性能を把握する方法と して旧版 （J I S Τ 8 1 0 1 - 1 9 8 7 ) に記載されている先芯に関する規定 を用いたものである。
さらに、 本発明の目的は、 上記の従来からの問題点を解決し、 従来の先芯に比 ベて大幅な軽量化および低コスト化を実現でき、 デザイン性に優れ、 焼却処分時 の残渣もほとんどなく、 かつ耐圧迫性および耐衝撃性において E N 1 2 5 6 8 に適合する先芯を提供することにある。 また、 そのような先芯を装着することに より、 疲れにく く且つつま先部の耐衝撃性および耐圧迫性が E N 3 4 4におけ る Protect i ve footwearまたは Safety footwearに要求される性能を満足する靴 を提供することにある。
本発明者は上記背景のもと、 先芯について鋭意検討した結果、 デザイン性と機 械的強度を両立させ、 重量を軽減することが可能な先芯形状を見出し、 本発明に 到達した。 また、 本発明の樹脂製先芯を射出成形して得ることにより、 低コスト 化を実現できる。 さらに、 ガラス繊維等を含有しない樹脂材料を用いることによ り、 さらなる軽量化を達成できるとともに焼却処分時の残渣の問題が解決できる
発明の開示
本発明が採用した技術解決手段は、
安全靴等のつま先部に装着される先芯であって、 天井部、 肩部、 先端壁部、 側壁 部、 底部から構成されてなる構造をもち、 天井部および肩部は先芯底面に対して 上部に湾曲するようなアーチ形状をなしており、 先端壁部および側壁部は底部か ら上方に立ち上がる壁をなしている先芯において、 先芯後端部の所定の範囲の内 形が後端に近いほど外側に広がるようなテーパー形状をなしており、 さらに前記 内形の先端壁部は底面に対して略垂直もしくは所定の範囲で内側に傾斜する面と して形成され、 前記内形の前記テーパー形状をなす後端部以外の側壁部分は底面 に対して所定の角度範囲で内側に傾斜する面として形成されていることを特徴と する安全靴等に用いられる樹脂製先芯であり、 さらに、 前記先芯は外形形状と内 形形状とが非相似形で形成されていることを特徴とする安全靴等に用いられる樹 脂製先芯である。
本発明によれば、 1 0 . 8 k Nの圧迫荷重において日本工業規格 J I S T 8 1 0 1 — 1 9 8 7の 7 . 2 ( 2 ) の規定を満足することのできる樹脂製先芯を、 軽量かつデザイン性の優れたものとして提供することが可能となった。 また、 耐 衝撃性および耐圧迫性において E N 1 2 5 6 8に適合する先芯を、 軽量かつデ ザイン性の優れたものとして提供することが可能となった。 その結果、 疲れにく く且つつま先部の耐衝撃性および耐圧迫性が日本工業規格 J I S T 8 1 0 1 ： 1 9 9 7における安全靴の普通作業用 S種に要求される性能を満足する靴を提供 することが可能となった。 また、 疲れにく く且つつま先部の耐衝撃性および耐圧 迫性が E N 3 4 4における Protect i ve footwearまたは Safety footwearに要 求される性能を満足する靴を提供可能となった。
また、 本発明の樹脂製先芯は、 繊維強化されていない汎用の樹脂材料を射出成 形することにより得ることが可能であるため、 大幅な低コス卜化が実現できると ともにさらなる軽量化を達成することができ焼却処分時の残渣の問題も解決でき る o 図面の簡単な説明
図 1は本発明の一実施形態に係る樹脂製先芯の全体斜視図である。
図 2は同樹脂製先芯を別方向から見た全体斜視図である。
図 3は同樹脂製先芯について底部下面の両後端を結ぶ軸に対して垂直な面であり 且つ先芯先端 （最も突出した部分） を通る面での先芯の断面図である。
図 4は同樹脂製先芯についての底面に平行で先端壁最厚部を通る面での断面図で める。
図 5は図 4中の B - B断面図であり、 同樹脂製先芯についての先端から （ 1 2
) eの距離で前後方向に垂直な面での概略断面図である。
図 6は図 4中の C一 C断面図であり、 同樹脂製先芯についての先端から （3ノ4
) eの距離で前後方向に垂直な面での概略断面図である。
図 7は実施例 1、 2と比較例 1、 2との実験デ一夕を比較する表である。
図 8は実施例 3、 4と比較例 3、 4との実験データを比較する表である。
図 9は実施例 5、 6と比較例 5、 6との実験データを比較する表である。 発明を実施するための最良の形態
安全靴等の先芯に要求される特性とは、 耐圧迫性に関しては材料の弾性率が重 要であり、 耐衝撃性に関しては材料の耐衝撃性が重要である。 また、 これと並行 して先芯の形状デザィンが重要な要素である。 従来の先芯の形状としては鋼製の ものを始めとして、 外形と内形が概相似形のものしか知られていない。 また、 前 記 J I S規格や EN規格に規定されている衝撃試験に当たっては、 そのストライ カー形状から先芯先端部の肉厚がエネルギー吸収の面から重要な要素となるとと もに、 先芯自体の初期高さも重要な要素である。 材料的には性能の低いものを使 用して、 前記 J I S規格や EN規格に規定する強度性能を満たす先芯を作ること 及ぴ または前記 J I S規格や EN規格において要求されるつま先保護性能を有 する靴を作ることは可能であるが、 先芯先端壁部の肉厚を相当大きく しなければ ならなかったり、 先芯自体の初期高さを相当高いものにしなければならない。 先 芯は靴にはめ込んで使用する物であり、 デザィン的にも事実上制約があるため、 上記のような性能の低いものを使用したのでは、 つま先保護性能を有する靴 （安 全靴、 保護靴） として実用に適さないものとなってしまう。
本発明者はこれらについて鋭意検討した結果、 安全靴等に使用される先芯とし ては、 外形的にはデザイン性に優れ、 内形的には要求される耐衝撃性あるいは耐 圧迫性に優れた形状をもつことが重要であることを見出し本発明に至った。 すな わち、 本発明の樹脂製先芯は、 従来の先芯がそうであったような外形と内形が概 相似形ではない。 また先芯の材料として、 長繊維強化されていない熱可塑性樹脂 であっても十分に先芯強度に耐え得る樹脂があることを見出し、 さらに熱可塑性 樹脂としては、 PC (ポリカーボネート） 、 PCァロイ （ポリカーボネートァロ ィ） の何れか一つの材料が一層有効であることを見いだした。 なお、 前記熱可塑 性樹脂が、 曲げ弾性率が 200 OMPa以上で、 且つシャルピー V付き衝撃強度 が 30 k JZm2以上のものであれば、 強度上十分であり、 先芯材料として一層 好ましい。
より好ましい先芯を成形する熱可塑性樹脂としては、 曲げ弾性率が 2200 M Pa以上で、 且つシャルピー V付き衝撃強度が 50 k J/m2以上の材料を選択 することが好ましい。
PCァロイとしては、 PCZABS (アクリロニトリル一ブタジエン一スチレ ン共重合体） 、 PCZポリエステル、 PCZMBS (メタクリル酸エステループ 夕ジェン一スチレン共重合体） 、 PCZASA (アクリロニトリル一スチレン一 アクリル酸エチレン共重合体） 、 P C / S A S (シリコン系複合ゴムーアクリロ ニト リル一スチレン共重合体） 、 P C /H I P S (ハイインパク トポリスチレン ) が挙げられ、 中でも汎用的である P C A B Sを選択することが特に好ましい o
上記に記載した熱可塑性樹脂には、 性能を阻害しない範囲で、 耐衝撃改良材、 ゴム、 エラストマ一、 着色剤、 酸化防止剤、 フィ ラー、 耐候剤等の添加剤を加え ることも可能である。
先芯の形態としては、 天井部、 肩部、 先端壁部、 側壁部、 底部から構成されて なる構造をもち、 天井部および肩部は先芯底面に対して上部に湾曲するような概 アーチ形状をなしており、 先端壁部および側壁部は底部から上方に立ち上がる壁 をなしている。 そして、 当該先芯の外形は靴のデザインに合わせた形状であり、 内形は機械的強度の保持に対応した形状であって、 内形と外形が必ずしも概相似 形をなしていない。
なお、 先芯の後端に近い部分では、 機械的強度よりも足入れ性の問題を重視し て、 先芯で覆われる空間が広がるように内形の勾配が変化していること、 すなわ ち、 先芯後端から 5〜 1 5 mmの範囲において内形が後端に近いほど外側に広が るようなテーパー形状をなしていることが好ましい。 また、 その結果として先芯 の肉厚が後端で 2 m m以内となっていることが好ましい。 先芯の後端肉厚が 2 m mを超えると、 いわゆる足あたりの問題が生じやすくなり、 且つ、 靴に組み込ん だ場合に先芯後端部にくびれが現れ外観を損ねるという問題が生じやすくなる。 また、 先芯内形の先端壁部は底面に対して略垂直もしくは 6 0 ° から 9 0 ° の 範囲で内側に傾斜する面であり、 側壁部のうちテーパー形状をなす後端部以外の 部分は底面に対して 6 0 ° から 9 0 ° の範囲で内側に傾斜する面であることが必 要である。 より好ましくは、 内形の先端壁部および側壁部は内側に 7 0 ° から 9 0 ° の傾斜である。 さらに好ましくは、 先芯後端に近づくほど内側に倒れ込んで いくような変化をもたせた傾斜であり、 そのような変化をテーパー形状をなす後 端部以外の部分において持たせることが、 なおいつそう好ましい。 上記のような 内形形状を採用することにより、 外形が箱型に近いものでなく とも必要な機械的 強度を得ることができ、 靴のデザィンに合わせた外形形状を採用することが可能 となる。
内形の側壁部およびノまたは先端壁部と底面のなす角度が 6 0 ° より小さいと 、 耐圧迫性において側壁部および先端壁部で十分に荷重に耐えることが困難とな る o
また、 先芯外形の後端最高部の高さを aとしたときに、 3 3 m m a 4 5 m mであることが必要である。 aが 3 3 mm未満では前記各 J I S規格および ま たは E N規格に規定される強度性能を満たすことが困難となり、 4 5 m mより高 いと先芯としての頂上部の位置がかなり高くなるため安全靴等の外観デサイン上 好ましくないものとなる。 より好ましい高さは 3 7 m m以上 4 3 mm以下である ο
また、 同先芯の水平距離の 1 2のところで測定した高さを bとしたときに、 ( a— 5 m m) ≤ b aであることが必要である。 bが （a— 5 m m ) より小さ い場合には、 先芯外形の天井部の先端と後端の高低差が大きくなり、 耐圧迫性に おいて側壁部の変形量が大きくなり、 座屈しやすくなるため好ましくない。 また bカ^よりも大きい場合には、 先芯外形の天井部の中央付近が後端より高い構造 となり、 安全靴等の外観デザイン上好ましくない。
さらに先端壁部の最薄部の肉厚を cとしたときに 3 m m≤ c ≤ 1 2 m mである ことが必要である。 cが 3 m m未満であると耐衝撃性を維持するのが困難となり 、 1 2 mmより厚いと極端に肉厚となるため、 重量増になるとともに形状的に安 全靴等として実用に適さないものとなってしまう。
また、 軽量化を目的に、 外形と内形との間に構成された樹脂製先芯の実肉部に 強度が維持できる範囲内で空隙を設けてもよい。 以下、 具体的な先芯形状としての例を図 1〜図 6を参照して説明する。
図 3は、 底部下面の両後端を結ぶ軸に対して垂直な面であり且つ先芯先端 （最も 突出した部分） を通る面での先芯の断面図であり、
図中
aは先芯の底面から先芯の後端最高部までの高さ bは先芯の当該断面において、 先端部から最後部までの長さ eの 1 Z2の部分 での高さ、
cは先芯の先端部の最薄部肉厚
dは先芯の先端部の最厚肉厚
eは先芯の当該断面において、 先端部から後部最高端までの長さ
である。 また、 各寸法関係は図 3、 図 4 (図 3中の A— A断面） に示すようにな つている。
先芯 1個の重量としては、 J I S T 8 1 0 1— 1 9 8 7の 7. 2 (2) の規 定を満足する先芯および Zまたは J I S T 8 1 0 1 ： 1 9 9 7における安全靴 の普通作業用 S種に要求される性能を満足する靴に使用される先芯においては、 軽量化して疲れにく くするには 4 0 g以下にすることが必要である。 より好まし くは 2 0 g以上 3 8 g以下の範囲である。 2 0 g未満である場合、 耐衝撃性およ ぴ耐圧迫性を維持することが困難となる。 EN 1 2 5 6 8の Protective foot wear用先芯および Zまたは EN 34 4の Protective footwearに使用される先 芯においても同様である。
また、 EN 1 2 5 6 8の Safety footwear用先芯および Zまたは EN 3 4 4の Safety footwearに使用される先芯においては、 先芯 1個の重量としては 5 0 g以下にすることが必要である。 より好ましくは 3 0 g以上 4 8 g以下の範囲 である。 3 O g未満である場合、 耐衝撃性および耐圧迫性を維持することが困難 となな。
本発明の樹脂製先芯の成形方法としては、 圧縮成形、 押出し圧縮成形も可能で あるが、 自動化しやすくバリの発生がほとんどない射出成形が好ましい。 これに より、 従来の圧縮成形で必要であったバリ取り工程が削減されるとともに、 省力 化することができ低コス卜で先芯が得られ、 軽量でデザィン性に優れたつま先保 護性能を有する靴 （安全靴、 保護靴） を提供することができる。
また、 本発明の樹脂製先芯で使用される材料は特に制限はないが、 好ましくは 熱可塑性樹脂がほぼ 1 0 0 %であることが好ましい。 この場合、 安全靴等を履き 古して焼却処分される際にも残渣を出さず、 環境にもやさしいものとなり、 さら に材料コス卜の面でも軽量化の面でも有利である。 以下、 実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、 本発明はこれらに限定さ れるものではない。 なお、 材料の曲げ弾性率は I S O 1 7 8、 シャルピー V付 き衝撃強度は I S O 1 7 9に基づいた値である。 また、 実施例、 比較例で述べ られる圧迫試験および衝撃試験結果は、 測定した残存粘土高さを表す。
後述する実施例および比較例に挙げた先芯の概略形状は以下で説明する図 1〜図 6のものとすべて同じである。
以下先芯の形状を図 1ないし図 6を参照して説明する。
図 1および図 2は先芯の外観を示す斜視図であり、 図上の線は部位を分けるため に表したものであり、 実際にはなだらかに各部位が連結されているため、 明確に 見える境界線はない。 図 2は図 1 とは異なる別の方向から見た斜視図である。 図 3は先芯底面の両後端を結ぶ軸に対して垂直な面であり且つ先芯先端 （最も突出 した部分） を通る面での先芯の断面図である。 図 3中 aは後端最高部の高さ、 b は先芯の水平距離の 1 Z 2のところで測定した高さ、 cは先端壁部の最薄部の肉 厚、 dは先端壁部の最厚部の肉厚である。 なお、 水平距離は eで示した距離であ る。 図 4は先芯底面に平行で先端壁最厚部を通る面での先芯の断面図である。 図 5ないし図 6は底面の前後方向に対して垂直な面における先芯の断面図であって 、 図 5は先端から （ 1 Z 2 ) eのところでの断面図、 図 6は先端から （ 3 Z 4 ) eのところでの断面図である。
図 1ないし図 6により示したように、 先芯の底部 5は先芯下端全周における内 側に向けた折り曲げ部 （フランジ） として形成されている。 また、 先端壁部 3お よび側壁部 4は底部 5から上方に立ち上がる壁をなしており、 その上に天井部 1 および肩部 2が概アーチ形状 （半ドーム形状） の屋根として形成されている。 こ の概アーチ形状の湾曲の大部分は肩部 2においてなされており、 天井部 1の湾曲 はわずかとなつている。
この形状の外形につき観察すると、 先端壁部 3および側壁部 4は底部 5から底 面に対して略垂直に立ち上がりつつも若干外側に湾曲しており、 天井部 1は底面 5にほぼ平行かつ若干上方に湾曲しており、 これらをつなぐ湾曲部である肩部 2 は曲率が極端に小さくならぬようデザインされており、 外形全体としては靴のつ ま先に合わせた形状となっている。 一方、 内形について観察すると、 先端壁部 3は底面に対してほぼ垂直な面をな し、 側壁部 4は後端に近づくほど内側に傾斜する面となっており、 天井部 1およ び肩部 2は外形と同様の概アーチ形状である。 ただし、 天井部 1、 肩部 2および 側壁部 4に属する後端部、 すなわち後端から 1 Omm前後の範囲においては、 一 転して外側に広がるようなテーパー形状 4 a (図 4参照） となっている。 その結 果、 底部 5を除いた先芯の後端での肉厚は約 1 mmとなっている。
また、 先端壁部 3の肉厚については、 先端壁部の内形がほぼ垂直に立ち上がる 面であるのに対し外形が若干外側に湾曲する面である結果、 先端壁部の最薄部は 底部 5からの立ち上がり部であり、 最厚部 dは底面から約 2 Omm高さの部分と なっている。
また、 以下に述べる実施例先芯は、 曲げ弾性率 2 0 0 OMP a以上、 かつシャ ルビー V付き衝撃強度 3 0 k JZm2以上の性能を有する熱可塑性樹脂の中から 選んだ P C (商品名 ：パンライ ト K一 1 3 0 0 Y) および PCZABS (商品名 ：ユーピロン MB 2 2 1 4 R) を使用しており、 また比較例先芯は、 前述の条件 (曲げ弾性率 2 0 0 0 MP a以上、 かつシャルビ一 V付き衝撃強度 3 0 k J/m 2以上） を満足していない熱可塑性樹脂材料の中から選んだ、 POM (商品名 ： ジユラコン M 2 5— 4 4) 、 HDPE (商品名 ：ハイゼックス 8 2 0 0 B ) を使 用して成形している。
なお、 これらの樹脂の成形温度及び成形収縮率がそれぞれ異なることから、 同 一金型で成形しても、 でき上がり寸法には若干の違いが生じる。
「実施例 1」
熱可塑性樹脂材料として PC (商品名 ：パンライト K— 1 3 0 0 Y) を使用し、 さらに、 射出成形機に （株） 日本製鋼所製 J 1 1 0 AD (シリンダーサイズ 03 5) を使用し、 樹脂温度 2 9 0て、 金型温度 8 0°Cにて樹脂先芯を射出成形した 。 この先芯は後端最高部の高さが 4 1 mmであり、 水平距離 1 2のところで測 定した高さが 4 Ommであり、 先端壁部の最薄肉厚が 4. 8 mmであり、 同部の 最厚肉厚が 5. 4mmであり、 かつ水平距離が 4 4 mmである。 この先芯につき J I S T 8 1 0 1 — 1 9 8 7の記載にもとづき、 1 0. 8 kNの圧迫荷重での 先芯の圧迫試験を実施した。 また、 同一条件で成形した先芯を装着した安全靴に つき J I S T 8 1 0 1 : 1 9 9 7に規定する方法及び S種の条件で衝撃試験 ( 70 J) および圧迫試験 （ 1 0 kN) を行なった。 これらの結果を図 7に示し たが、 それぞれの規格を満足する性能を示した。
「実施例 2」
熱可塑性樹脂材料として PC/AB S (商品名 ：ユーピロン MB 22 1 4 R) を 使用し、 樹脂温度を 2 6 0 °Cに変更したほかは、 実施例 1 と同金型にて同様にし て成形および試験を実施した。 結果を図 7に示したが、 それぞれの規格を満足す る性能を示した。
「比較例 1」
熱可塑性樹脂材料として POM (商品名 ： ジユラコン M 2 5— 4 4 ) を使用し、 樹脂温度を 1 9 5 °Cに変更したほかは、 実施例 1 と同金型にて同様にして成形お よび試験を実施した。 結果を図 7に示したが、 衝撃試験後の先芯の状態を確認し たところ光を通すような割れが生じていたことから、 不合格と判定した。
「比較例 2」
熱可塑性樹脂材料として HDP E (商品名 ：ハイゼックス 8 2 0 0 B) を使用し 、 樹脂温度を 220 °Cに、 金型温度を 5 0°Cに変更したほかは、 実施例 1 と同金 型にて同様にして成形および試験を実施した。 結果を図 7に示したが、 圧迫試験 において 1 0 kN未満の加圧力で降伏を生じ測定不可能となったことから、 不合 格と判定した。
「実施例 3」 （実施例 1、 2と金型を変えてある）
熱可塑性樹脂材料として PC (商品名 ：パンライ ト K— 1 3 0 0 Y) を使用し、 射出成形機に （株） 日本製鋼所製 J 1 1 0 AD (シリンダーサイズ ø 3 5) を使 用し、 樹脂温度 2 9 0 °C、 金型温度 8 0°Cにて樹脂製先芯を射出成形した。 金型 は実施例 1のものとは異なる。 この先芯は実施例 1の肉厚を増した形状となって おり、 後端最高部の高さが 4 1 mmであり、 水平距離の 1 /2のところで測定し た高さが 4 Ommであり、 先端壁部の最薄肉厚が 5. 2 mmであり、 同部の最厚 肉厚が 5. 8mmであり、 かつ水平距離が 4 4 mmである。 この先芯につき EN 1 2 5 6 8の規定に準じ 1 0 0 Jの衝撃試験および 1 0 kNの圧迫試験を行な い、 Protective footwear用の Internal toecapとして評価した。 また、 同一条 件で成形した先芯を装着した保護靴につき EN 3 4 4における Protective fo otwearの規定に準じ 1 0 0 Jの衝撃試験および 1 0 k Nの圧迫試験を行なった。 これらの結果を図 8に示したが、 それぞれの規格を満足する性能を示した。
「実施例 4」 （実施例 1、 2と金型を変えてある）
熱可塑性樹脂材料として PC AB S (商品名 ：ユーピロン MB 2 2 1 4 R) を 使用し、 樹脂温度を 2 6 0でに変更したほかは、 実施例 3と同金型にて同様にし て成形および試験を実施した。 結果を図 8に示したが、 それぞれの規格を満足す る性能を示した。
「比較例 3」
熱可塑性樹脂材料として POM (商品名 ： ジユラコン M 2 5— 4 4 ) を使用し、 樹脂温度を 1 9 5 °Cに変更したほかは、 実施例 3と同金型にて同様にして成形お よび試験を実施した。 結果を図 8に示したが、 衝撃試験後の先芯の状態を確認し たところ光を通すような割れが生じていたことから、 不合格と判定した。
「比較例 4 j
熱可塑性樹脂材料として HDP E (商品名 ：ハイゼックス 8 2 0 0 B) を使用し 、 樹脂温度を 2 2 0 °Cに、 金型温度を 5 0°Cに変更したほかは、 実施例 3と同金 型にて同様にして成形および試験を実施した。 結果を図 8に示したが、 圧迫試験 において 1 0 kN未満の加圧力で降伏を生じ測定不可能となったことから、 不合 格と判定した。
「実施例 5」 （実施例 1、 2および実施例 3、 4と金型を変えてある） 熱可塑性樹脂材料として P C (商品名 ：パンライ ト K一 1 3 0 0 Y) を使用し、 射出成形機に （株） 日本製鋼所製 J 1 1 0 AD (シリンダ一サイズ 0 3 5 ) を使 用し、 樹脂温度 2 9 0 °C、 金型温度 8 0°Cにて樹脂製先芯を射出成形した。 金型 は上記各実施例および比較例で使用したものとは異なる。 この先芯は実施例 3を さらに肉厚を厚く した形状となっており、 後端最高部の高さが 4 1 mmであり、 水平距離の 1 Z2のところで測定した高さが 4 Ommであり、 先端壁部の最薄肉 厚が 7. 4 mmであり、 同部の最厚肉厚が 8. Ommであり、 かつ水平距離が 4 6mmである。 この先芯につき EN 1 2 5 6 8の規定に準じ 2 0 0 Jの衝撃試 験および 1 5 kNの圧迫試験を行ない、 Safety footwear用の Internal toecap として評価した。 また、 同一条件で成形した先芯を装着した安全靴につき EN 3 4 4における Safety footwearの規定に準じ 2 0 0 Jの衝撃試験および 1 5 k Nの圧迫試験を行なった。 これらの結果を図 9に示したが、 それぞれの規格を満 足する性能を示した。
「実施例 6」 （実施例 1、 2および実施例 3、 4と金型を変えてある） 熱可塑性樹脂材料として PC ZAB S (商品名 ： ユーピロン MB 2 2 1 4 R) を 使用し、 樹脂温度を 2 6 0 °Cに変更したほかは、 実施例 5と同金型にて同様にし て成形および試験を実施した。 結果を図 9に示したが、 それぞれの規格を満足す る性能を示した。
「比較例 5」
熱可塑性樹脂材料として POM (商品名 ： ジユラコン M 2 5— 4 4 ) を使用し、 樹脂温度を 1 9 5 °Cに変更したほかは、 実施例 5と同金型にて同様にして成形お よび試験を実施した。 結果を図 9に示したが、 衝撃試験後の先芯の状態を確認し たところ光を通すような割れが生じていたことから、 不合格と判定した。
「比較例 6」
熱可塑性樹脂材料として HDPE (商品名 ：ハイゼックス 8 2 0 0 B) を使用し 、 樹脂温度を 2 2 0 °Cに、 金型温度を 5 0°Cに変更したほかは、 実施例 5と同金 型にて同様にして成形および試験を実施した。 結果を図 9に示したが、 圧迫試験 において規定荷重 （ 1 5 k N) 未満の加圧力で降伏を生じ測定不可能となったこ とから、 不合格と判定した。 以上、 本発明の実施例について説明してきたが、 本発明の趣旨の範囲内にて、 種々の形状、 材料を採用することができることは当然であり、 また、 本発明は上 記実施形態に限定することなく、 他のいかなる形でも実施できる。 そのため、 前 述の実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈してはならない。 産業上での利用可能性
本発明は、 従来の先芯に比べて大幅な軽量化および低コスト化を実現でき、 デ ザイン性に優れ、 焼却処分時の残渣もほとんどなく、 かつ耐圧迫性および耐衝撃 性において E N 1 2 5 6 8に適合する先芯を提供することができため、 各種の 靴の先芯として利用することができる。

Claims

請求の範囲
1. 安全靴等のつま先部に装着される先芯であって、 天井部、 肩部、 先端壁部 、 側壁部、 底部から構成されてなる構造をもち、 天井部および肩部は先芯底面に 対して上部に湾曲するようなアーチ形状をなしており、 先端壁部および側壁部は 底部から上方に立ち上がる壁をなしている先芯において、 先芯後端部の所定の範 囲の内形が外側に広がるようなテーパー形状をなしており、 さらに前記内形の先 端壁部は底面に対して略垂直もしくは所定の範囲で内側に傾斜する面として形成 され、 前記内形の前記テーパー形状をなす後端部以外の側壁部分は底面に対して 所定の角度範囲で内側に傾斜する面として形成されていることを特徴とする安全 靴等に用いられる樹脂製先芯。
2. 前記先芯は外形形状と内形形状とが非相似形で形成されていることを特徴 とする請求項 1に記載の安全靴等に用いられる樹脂製先芯。
3. 前記テーパー形状の範囲とは、 先芯後端から先端方向に向かって 5〜 1 5 mmの範囲であることを特徴とする請求項 1 または請求項 2に記載の安全靴等に 用いられる樹脂製先芯。
4. 前記内形の先端壁部の傾斜面は底面に対して略垂直もしくは 6 0° から 9 0 ° の範囲であり、 前記内型の側壁部のテーパー形状をなす後端部以外の部分の 傾斜面は、 底面に対して 6 0° から 9 0° の範囲であることを特徴とする請求項 1から 3のいずれかに記載の安全靴等に用いられる樹脂製先芯。
5. 前記内形の側壁部のうちテーパー形状をなす後端部以外の傾斜面が先芯後 端に近づくほど先芯の内側に倒れ込むように変化していることを特徴とする請求 項 1から 4のいずれかに記載の安全靴等に用いられる樹脂製先芯。
6. 先芯外形の後端最高部の高さを aとしたときに、 3 3mm≤ a≤ 4 5mm 、 同先芯の水平距離の 1 2のところで測定した高さを bとしたときに、 （a _ 5 mm) ≤ b≤ a, かつ先端壁部の最薄部の肉厚を cとしたときに 3 mm≤ c≤ 1 2 mmであることを特徴とする請求項 1から 5のいずれかに記載の安全靴等に 用いられる樹脂製先芯。
7. 外形と内形との間に構成された樹脂製先芯の実肉部に空隙が設けられてい ることを特徴とする請求項 1力、ら 6のいずれかに記載の安全靴等に用いられる樹 脂製先芯。
8. 前記先芯は射出成形により得られたものであることを特徴とする請求項 1 から 7のいずれかに記載の安全靴等に用いられる樹脂製先芯。
9. 樹脂製先芯が、 PC (ポリカーボネート） あるレ、は PCァロイ （ポリ力一 ボネートァロイ） からなることを特徴とする請求項 1から 8のいずれかに記載の 安全靴等に用いられる樹脂製先芯。
1 0. 前記 P Cァロイが P CZAB S (アク リ ロニト リル—ブタジエン—スチレ ン共重合体） 、 PCZポリエステル、 PCZMBS (メタク リル酸エステル—ブ 夕ジェン—スチレン共重合体） 、 PCZASA (アク リロニト リル—スチレン一 アクリル酸エチレン共重合体） 、 PCZSAS (シリ コン系複合ゴムーァクリロ ニト リル一スチレン共重合体） 、 PCZH I P S (ハイインパク トポリスチレン ) のいずれかであることを特徴とする請求項 9に記載の安全靴等に用いられる樹 脂製先芯。
1 1. 1個当たりの重量が 4 0 g以下であり、 1 0. 8 kNの圧迫荷重において 日本工業規格 J I S T 8 1 0 1— 1 9 8 7の 7. 2 (2) の規定を満足する請 求項 1から 1 0のいずれかに記載の安全靴等に用いられる樹脂製先芯。
1 2. 1個当たりの重量が 4 0 g以下であり、 欧州規格 EN 1 2 5 6 8 : 1 9 9 8の 4. 1. 3および 4. 1. 4に規定される保護靴 （protective footwear ) 用先芯としての性能を満足する請求項 1から 1 0のいずれかに記載の安全靴等 に用いられる樹脂製先芯。
1 3. 1個当たりの重量が 5 0 g以下であり、 欧州規格 EN 1 2 5 6 8 : 1 9 9 8の 4. 1. 3および 4. 1. 4に規定される安全靴 （safety footwear) 用 先芯としての性能を満足する請求項 1から 1 0のいずれかに記載の樹脂製先芯。
1 4. 請求項 1 1に記載の樹脂製先芯が装着され、 つま先部の耐衝撃性および耐 圧迫性が日本工業規格 J I S T 8 1 0 1 ： 1 9 9 7における安全靴の普通作業 用 S種に要求される性能を満足することを特徵とする靴。
1 5. 請求項 1 2に記載の樹脂製先芯が装着され、 つま先部の耐衝撃性および耐 圧迫性が欧州規格 ΕΝ 34 4 : 1 9 9 2における保護靴 （protective footwe ar) に要求される性能を満足することを特徵とする靴。
1 6. 請求項 1 3に記載の樹脂製先芯が装着され、 つま先部の耐衝撃性および耐 圧迫性が欧州規格 EN 3 4 4 : 1 9 9 2における安全靴 （safety footwear) に要求される性能を満足することを特徴とする靴。
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