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  • -靴底用部材とその製造方法 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-12-26
(45)【発行日】2026-01-13
(54)【発明の名称】靴底用部材とその製造方法
(51)【国際特許分類】
   A43B 13/04 20060101AFI20260105BHJP
   C08J 9/04 20060101ALI20260105BHJP
【FI】
A43B13/04 A
C08J9/04 CFD
C08J9/04 101
【請求項の数】 1
(21)【出願番号】P 2022026758
(22)【出願日】2022-02-24
(62)【分割の表示】P 2020071546の分割
【原出願日】2016-10-18
(65)【公開番号】P2022084624
(43)【公開日】2022-06-07
【審査請求日】2022-02-24
【審判番号】
【審判請求日】2024-04-08
(73)【特許権者】
【識別番号】000119232
【氏名又は名称】株式会社イノアックコーポレーション
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】近藤 勇史
(72)【発明者】
【氏名】中村 優
(72)【発明者】
【氏名】西澤 祐一朗
(72)【発明者】
【氏名】金山 学
【合議体】
【審判長】柿崎 拓
【審判官】長馬 望
【審判官】川口 真一
(56)【参考文献】
【文献】特開平3-97404(JP,A)
【文献】特開2012-140532(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A43B 13/04
C08J 9/04
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体からなる靴底用部材の製造方法において、
熱可塑性ポリエステルエラストマーの粘度を高める溶融粘度調整剤により熱可塑性ポリエステルエラストマーが変性された変性熱可塑性ポリエステルエラストマーを射出成形機内で溶融する溶融工程と、
物理発泡剤を超臨界装置により超臨界状態とする超臨界工程と、
超臨界状態の前記物理発泡剤を前記射出成形機内に注入し、溶融状態の前記変性熱可塑性ポリエステルエラストマーと混合して、溶融状態の前記変性熱可塑性ポリエステルエラストマーと超臨界状態の前記物理発泡剤との分散溶融混合物にする分散溶融混合工程と、
前記分散溶融混合物を、前記射出成形機から可動金型のキャビティに射出する射出工程と、
前記可動金型をコアバックして熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体を作成する発泡工程と、を有し、
前記熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体は、JIS K 6400-3:2011に基づく反発弾性が71%以上であり、片面または両面にスキン層が形成された独立気泡構造であり、
前記熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体は、3点曲げ試験の最大荷重値が1.42N以上である、ことを特徴とする靴底用部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、靴底用部材とその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ウォーキング、ジョギング、ランニング等に利用される靴底用部材として、低反発発泡体と高反発発泡体を積層したものがある(特許文献1)。
また、EVAやポリウレタン発泡体、ゴム等を組み合わせて靴底を構成したものも知られている。
【0003】
しかしながら、バレーボール、バスケットボール、サッカー、陸上競技の跳躍競技などのように跳躍が重要とされるスポーツ、あるいはジョギングやランニング等に用いられるスポーツ靴には、より軽量で反発弾性が高く、かつ耐荷重性能に優れた靴底用部材が求められている。なお、軽量化を図るために発泡体の発泡倍率を高くすると、反発弾性が低下するようになり、軽量化と反発弾性の両方を向上させることができなかった。これは、無理に発泡倍率を高くすると、セル構造が不均一かつ粗大になったり、セルが集合して鬆が多く発生したりしてその結果反発弾性が低下すると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第5257714号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、跳躍が重要とされるスポーツ、あるいはジョギングやランニング等に用いられるスポーツ用靴に好適な反発弾性が高い靴底用部材とその製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
第1の発明の態様は、JIS K 6400-3:2011に基づく反発弾性が70%以上である、片面または両面にスキン層が形成された独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体からなる靴底用部材に係る。
【0007】
第2の発明の態様は、第1の発明の態様において、前記熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体は、溶融粘度調整剤により熱可塑性ポリエステルエラストマーが変性された変性熱可塑性ポリエステルエラストマーの発泡体であることを特徴とする。
【0008】
第3の発明の態様は、第2の発明の態様において、前記溶融粘度調整剤は、熱可塑性ポリエステルエラストマー100重量部に対して、変性スチレン-アクリル共重合体を0.05~1.5重量部またはアクリル変性ポリテトラフルオロエチレンを0.01~1重量部の一方を含み、または変性スチレン-アクリル共重合体とアクリル変性ポリテトラフルオロエチレンの両方を0.01~1.5重量部含むことを特徴とする。
【0009】
第4の発明の態様は、第2の発明の態様において、前記溶融粘度調整剤は、エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体であり、前記熱可塑性ポリエステルエラストマー100重量部に対して0.1~1重量部含むことを特徴とする。
【0010】
第5の発明の態様は、第2の発明の態様において、前記溶融粘度調整剤は、アクリル変性ポリテトラフルオロエチレンであり、前記熱可塑性ポリエステルエラストマー100重量部に対して0.01~0.8重量部含むことを特徴とする。
【0011】
第6の発明の態様は、第1から第5の態様の何れか一において、前記靴底用部材がミッドソールにおける足裏の踏みつけ部とかかと部に対応する部位に設けられることを特徴とする。
【0012】
第7の発明の態様は、熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体からなる靴底用部材の製造方法において、変性熱可塑性ポリエステルエラストマーを射出成形機内で溶融する溶融工程と、物理発泡剤を超臨界装置により超臨界状態とする超臨界工程と、超臨界状態の前記物理発泡剤を前記射出成形機内に注入し、溶融状態の前記変性熱可塑性ポリエステルエラストマーと混合して、溶融状態の前記変性熱可塑性ポリエステルエラストマーと超臨界状態の前記物理発泡剤との分散溶融混合物にする分散溶融混合工程と、前記分散溶融混合物を、前記射出成形機から可動金型のキャビティに射出する射出工程と、前記可動金型をコアバックして熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体を作成する発泡工程と、を有し、前記熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体は、JIS K 6400-3:2011に基づく反発弾性が70%以上である、片面または両面にスキン層が形成された独立気泡構造であることを特徴とする。
【0013】
第8の発明の態様は、第7の発明の態様において、前記変性熱可塑性ポリエステルエラストマーは、熱可塑性ポリエステルエラストマーと溶融粘度調整剤とを事前に混合させて作製されたものであることを特徴とする。
【0014】
第9の発明の態様は、第8の発明の態様において、前記溶融粘度調整剤は、熱可塑性ポリエステルエラストマー100重量部に対して、変性スチレン-アクリル共重合体を0.05~1.5重量部またはアクリル変性ポリテトラフルオロエチレンを0.01~1重量部の一方を含み、または変性スチレン-アクリル共重合体とアクリル変性ポリテトラフルオロエチレンの両方を0.01~1.5重量部含むことを特徴とする。
【0015】
第10の発明の態様は、第8の発明の態様において、前記溶融粘度調整剤は、エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体であり、前記熱可塑性ポリエステルエラストマー100重量部に対して0.1~1重量部含むことを特徴とする。
【0016】
第11の発明の態様は、第8の発明の態様において、前記溶融粘度調整剤は、アクリル変性ポリテトラフルオロエチレンであり、前記熱可塑性ポリエステルエラストマー100重量部に対して0.01~0.8重量部含むことを特徴とする。
【0017】
第12の発明の態様は、第7から第11の発明の態様の何れか一において、前記物理発泡剤が、窒素または二酸化炭素であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、片面または両面にスキン層が形成された独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体からなる、軽量で反発弾性が高い靴底用部材が得られる。また、靴底用部材をミッドソールにおける足裏の踏みつけ部とかかと部に対応する部位に設けられるものとすることにより、着地等の際の衝撃をエネルギーに変換にして効率の良い動きを実現できると共に、着地時に足のぶれを抑えて足の安定性を高め、足を保護することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
図1】本発明の靴底用部材の一例が用いられた靴の斜視図である。
図2】同靴のミッドソールの平面図及び断面図である。
図3】足の裏の各部位を示す図である。
図4】実施例の構成及び測定結果の表を示す。
図5】比較例の構成及び測定結果の表を示す。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明の靴底用部材について説明する。
本発明の靴底用部材は、靴底の一部に設けられるものである。以下に、本発明の靴底用部材の一使用状態について示す。図1に示す靴10は、ミッドソール21の一部に本発明の靴底用部材が用いられた例である。符号11はアッパー、31はアウトソールであり、前記ミッドソール21と前記アウトソール31が靴底を構成する部材である。
【0021】
図2に示すように、前記ミッドソール21の上側の面には、図3に示す足の裏における踏みつけ部とかかと部に対応する部位に、本発明の一例の靴底用部材41、43が埋設されている。踏み付け部に対応する部位に設けられている靴底用部材41は、跳躍やランニング等において着地等の際に足の指の付け根付近に加わる衝撃を緩和すると共に、地面を蹴る際の力を反発力で高める作用をする。一方、かかと部に対応する部位に設けられている靴底用部材43は、跳躍やランニング等において着地等の際にかかと付近に加わる衝撃を緩和する作用をする。
【0022】
前記踏み付け部に対応する部位に設けられている靴底用部材41は、足の親指の付け根から小指の付け根の範囲に対して作用するように、横長な長方形からなる。一方、かかと部に対応する部位に埋設されている靴底用部材43は、かかと部の中央に対して作用するように、略円形からなる。前記ミッドソール21の上面に埋設される靴底用部材41、43の厚みは、ミッドソール21の厚みにもよるが、好ましい範囲として2~20mm程度を挙げる。なお、前記靴底用部材41、43は、ミッドソール21の上下を貫通するように埋設されたり、あるいはミッドソール21の上面または下面に配置されたりしてもよい。
【0023】
前記靴底用部材41、43は、JIS K 6400-3:2011に基づく反発弾性が70%以上である、片面または両面にスキン層が形成された独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体からなる。前記靴底用部材41、43の密度は、例えば、100~250kg/mである(密度の測定は、JIS K 7222:2005に基づく)。そのため、前記靴底用部材は、軽量性及び反発弾性に優れ、スポーツ用靴に好適である。
【0024】
前記スキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体は、熱可塑性ポリエステルエラストマーを製造原料として、公知の超臨界ガス射出成形法により製造することができる。
【0025】
超臨界ガス射出成形法による製造方法では、溶融状態の熱可塑性ポリエステルエラストマーと超臨界状態の物理発泡剤とを分散溶融混合し、金型のキャビティに射出し、次いで金型をコアバックすることにより、目的とする発泡倍率まで発泡させて発泡体を形成する。その後、金型内で発泡体を冷却させ、発泡体を金型から取り出す。発泡体を金型から取り出すことにより、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体が得られる。
【0026】
脱型後、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体に対して、厚みをそのままにして所定の大きさに裁断することにより、スキン層を両面に有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体が得られる。一方、脱型後、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体に対して、その厚みを二分等することにより、スキン層を片面に有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体が得られる。
【0027】
物理発泡剤としては、窒素や二酸化炭素等を挙げることができる。なお、物理発泡剤に替えて、アゾジカルボンアミド(ADCA)などの化学発泡剤を使用した場合、得られる発泡体のセル構造が粗大となる傾向にあり、物理発泡剤を使用する方が好ましい。
【0028】
前記スキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体には、溶融粘度調整剤が添加されている。溶融粘度調整剤は、超臨界ガス射出成形法による製造時に、熱可塑性ポリエステルエラストマーの粘度を高めて、良好なセル構造を形成する。前記溶融粘度調整剤としては、変性スチレン-アクリル共重合体、アクリル変性ポリテトラフルオロエチレン、高分子量ポリエステルエラストマー等を挙げることができる。前記溶融粘度調整剤は、単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
【0029】
前記溶融粘度調整剤は、前記変性スチレン-アクリル共重合体または前記アクリル変性ポリテトラフルオロエチレンを使用することがより好ましい。
前記変性スチレン-アクリル共重合体の場合、前記熱可塑性ポリエステルエラストマーのエステル基と変性体(イソシアネート基やエポキシ基等の反応基)が反応し、高分子量化することにより、溶融粘度を高くすることができる(変性スチレン-アクリル共重合体は、鎖延長剤または架橋剤として機能する)。
前記アクリル変性ポリテトラフルオロエチレンの場合、剪断力によりポリテトラフルオロエチレンの繊維の束がほぐれ(フィブリル化)、繊維状のネットワーク構造を形成することにより、溶融粘度を高くすることができる。ポリテトラフルオロエチレンをアクリル変性することにより、前記熱可塑性ポリエステルエラストマーへの分散性が向上し、かつフィブリル化を効率よく発生させることができる(アクリル変性ポリテトラフルオロエチレンは、チクソトロピー剤として機能する)。
【0030】
変性スチレン-アクリル共重合体の変性体(反応基)は、エポキシ基であることが好ましい。エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体としては、エポキシ当量が200~2800であり、かつ、重量平均分子量(Mw)が2000~25000であることが好ましく、エポキシ当量が250~1800であり、かつ、重量平均分子量が(Mw)が4000~15000であることがより好ましい。前記エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体のエポキシ当量が200未満の場合、十分な粘度調整効果が得られず、エポキシ当量が2800を超えた場合、過度に粘度が上昇し、成形性に悪影響を及ぼすことがある。また、前記エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体の重量平均分子量が2000未満の場合、成形中に揮発したり、成形品の表面にブリードアウトする等、前記発泡体の表面が汚染されるおそれがある。一方、重量平均分子量が25000を超える場合、前記熱可塑性ポリエステルエラストマーのエステル基との反応性が低下し、適切に粘度調整が行えなかったり、該熱可塑性ポリエステルエラストマーとの相溶性が悪化するおそれがある。なお、エポキシ当量は、JIS K7236:2001に準拠して測定を行った。
【0031】
また、前記エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体の添加量は、熱可塑性ポリエステルエラストマーの100重量部に対して0.05~1.5重量部が好ましく、0.1~1重量部がより好ましい。0.05重量部未満では、エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体による溶融粘度の調整効果が小さく、一方、1.5重量部を超える場合は熱可塑性ポリエステルエラストマーの粘度が高くなり過ぎ、成形性が悪くなる傾向となる。
【0032】
前記アクリル変性ポリテトラフルオロエチレンの添加量は、熱可塑性ポリエステルエラストマーの100重量部に対して0.01~1重量部が好ましく、0.01~0.8重量部がより好ましい。0.01量部未満では、アクリル変性ポリテトラフルオロエチレンによる溶融粘度の調整効果が小さく、一方、1重量部を超える場合は熱可塑性ポリエステルエラストマーの粘度が高くなり過ぎ、成形性が悪くなる傾向となる。
【0033】
前記溶融粘度調整剤を2種類以上併用する場合、種類や添加量は、適宜変更することができる。前記溶融粘度調整剤の総添加量は、熱可塑性ポリエステルエラストマーの100重量部に対して0.01~1.5重量部が好ましい。0.01重量部未満では、溶融粘度の調整効果が小さく、一方、1.5重量部を超える場合は熱可塑性ポリエステルエラストマーの粘度が高くなり過ぎ、成形性が悪くなる傾向となる。
【0034】
前記スキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体は、溶融粘度調整剤以外に、必要に応じて適宜、添加剤を添加することができる。添加剤としては、着色剤、合成樹脂安定剤(酸化防止剤や紫外線吸収剤等)、充填材(フィラー)等が挙げられる。前記発泡体の物性への影響を考慮すると、前記添加剤はペレットや紛体等の固体原料であることが好ましい。
【0035】
前記スキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体の発泡倍率は、コアバック前のキャビティ内に充填する樹脂(熱可塑性ポリエステルエラストマー+溶融粘度調整剤+超臨界状態の物理発泡剤:以下、単に樹脂と記載する)重量および金型をコアバックさせる量で調整することができる。コアバック後の最終的なキャビティの容量を大きくすることで、発泡倍率を大きくすることができる。前記スキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体の発泡倍率は、4倍~10倍が好ましく、より好ましくは5倍~9倍である。
【0036】
前記スキン層の存在により、発泡体の引張強度などの機械的強度や摩耗性などの表面強度が向上し、さらに、発泡体に掛かる荷重を面で受けるため、荷重が分散され発泡体のヘタリが防止されたり、高い反発弾性が得られる。前記スキン層は、前記樹脂が金型に充填されてキャビティ内壁に接触して冷却されることで成形される。
【0037】
コアバック前のキャビティ内に充填する樹脂重量は、キャビティ容量と等しいフルショットでも、キャビティ容量よりも少ないショートショットでも、どちらでもよい。ショートショットの場合、キャビティ容積に充填可能な樹脂重量に対して、重量比にして5~20重量%少ない量の樹脂重量をキャビティに射出する。
【実施例
【0038】
次の熱可塑性ポリエステルエラストマー(略称TPEE)及び溶融粘度調整剤を図4の配合にし、超臨界ガス射出成形法によって物性測定用の実施例1~実施例16及び比較例1~比較例7の各サンプルを製造した。
・熱可塑性ポリエステルエラストマー1(TPEE-1):品名;ペルプレンP-40BTM、東洋紡社製
・熱可塑性ポリエステルエラストマー2(TPEE-2):品名;ペルプレンP-30B、東洋紡社製
・熱可塑性ポリエステルエラストマー3(TPEE-3):品名;ペルプレンP-40B、東洋紡社製
・溶融粘度調整剤-1:エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体、エポキシ当量=714、重量平均分子量=9700
・溶融粘度調整剤-2:エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体、エポキシ当量=285、重量平均分子量=7300
・溶融粘度調整剤-3:エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体、エポキシ当量=1500、重量平均分子量=8500
・溶融粘度調整剤-4:エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体、エポキシ当量=2800、重量平均分子量=2900
・溶融粘度調整剤-5:品名;メタブレン A-3800(アクリル変性ポリテトラフルオロエチレン)、三菱レイヨン社製
・物理発泡剤:窒素ガス
【0039】
射出成形機は電動射出成形機を用い、また、金型は可動型と固定型間のキャビティが100×200mmで初期厚みを0.5mmから5.0mmまで可変できるように構成されたものを用いた。
【0040】
窒素ガスを、超臨界供給装置を用いて超臨界状態とした後、射出成形機のシリンダ内に注入し、シリンダ内で溶融状態とした熱可塑性ポリエステルエラストマーと溶融粘度調整剤を結晶融点180℃以上とし、前記窒素ガスを分散溶融混合させた。その後、金型のキャビティに射出し、次いで可動金型をコアバックさせ、冷却させた後に脱型し、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体を得た。
【0041】
また、熱可塑性ポリエステルエラストマーと溶融粘度調整剤とを事前に混合(反応またはフィブリル化)させた変性熱可塑性ポリエステルエラストマーを作成した後に、上記方法で表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体を得てもよい。変性熱可塑性ポリエステルエラストマーは、熱可塑性ポリエステルエラストマーのエステル基と溶融粘度調整剤-1~4のエポキシ変性スチレン-アクリル共重合体のエポキシ基とが反応し、熱可塑性ポリエステルエラストマーの分子鎖を長くしたり、熱可塑性ポリエステルエラストマー同士を架橋させることにより高分子量化し、また、溶融粘度調整剤-5のアクリル変性ポリテトラフルオロエチレンのポリテトラフルオロエチレンがフィブリル化することにより、溶融時の粘度を高くすることができる。良好なセル構造を得るには、変性熱可塑性ポリエステルエラストマーを用いることが好ましい。
【0042】
実施例1は、熱可塑性ポリエステルエラストマーとしてTPEE-2を用い、溶融粘度調整剤-1(エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体)の添加量を0.5重量部とし、キャビティ空間の初期の厚み(初期厚み)を2mmにし、樹脂をキャビティ容積に対して100%充填(フルショット)し、その後、コアバック量17mmで型を開き、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率9.5倍)を、厚み19mmで製造した。なお、充填する樹脂は比重を1と仮定して重量を容量に換算し、キャビティ容積に対する充填%(充填率)を計算した。
【0043】
実施例2は、コアバック量を12mmとした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率7倍)を、厚み14mmで製造した。
【0044】
実施例3は、コアバック量を9mmとした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率5.5倍)を、厚み11mmで製造した。
【0045】
実施例4は、コアバック量を6.8mmとした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率4.4倍)を、厚み8.8mmで製造した。
【0046】
実施例5は、溶融粘度調整剤-1の添加量を0.05重量部に変更し、コアバック量を12mmにした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率7倍)を、厚み14mmで製造した。
【0047】
実施例6は、溶融粘度調整剤-1の添加量を0.1重量部に変更し、コアバック量を12mmにした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率7倍)を、厚み14mmで製造した。
【0048】
実施例7は、溶融粘度調整剤-1の添加量を1重量部に変更し、コアバック量を12mmにした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率7倍)を、厚み14mmで製造した。
【0049】
実施例8は、溶融粘度調整剤-1の添加量を1.5重量部に変更し、コアバック量を12mmにした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率7倍)を、厚み14mmで製造した。
【0050】
実施例9は、熱可塑性ポリエステルエラストマーをTPEE-3に変更し、コアバック量を12mmとした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率7倍)を、厚み14mmで製造した。
【0051】
実施例10は、溶融粘度調整剤-2(エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体)に変更し、添加量を0.5重量部とし、コアバック量を12mmにした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率7倍)を、厚み14mmで製造した。
【0052】
実施例11は、溶融粘度調整剤-3(エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体)に変更し、添加量を0.5重量部とし、コアバック量を12mmにした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率7倍)を、厚み14mmで製造した。
【0053】
実施例12は、溶融粘度調整剤-4(エポキシ変性スチレン-アクリル共重合体)に変更し、添加量を0.5重量部とし、コアバック量を12mmにした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率7倍)を、厚み14mmで製造した。
【0054】
実施例13は、溶融粘度調整剤-5(アクリル変性ポリテトラフルオロエチレン)に変更し、添加量を0.01重量部とし、コアバック量を8mmにした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率5倍)を、厚み10mmで製造した。
【0055】
実施例14は、溶融粘度調整剤-5に変更し、添加量を0.8重量部とし、コアバック量を8mmにした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率5倍)を、厚み10mmで製造した。
【0056】
実施例15は、溶融粘度調整剤-5に変更し、添加量を1重量部とし、コアバック量を8mmにした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率5倍)を、厚み10mmで製造した。
【0057】
実施例16は、溶融粘度調整剤-1の添加量、0.5重量部と溶融粘度調整剤-5の添加量、0.1重量部とを併用し、コアバック量を8mmにした以外は実施例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率5倍)を、厚み10mmで製造した。
【0058】
比較例として、溶融粘度調整剤を添加していない比較例1~7と、ポリウレタンフォームからなる比較例8と、熱可塑性ポリウレタン発泡ビーズからなる比較例9との各試験体を作成した。各比較例の構成は図5に示す。
【0059】
比較例1は、熱可塑性ポリエステルエラストマーとしてTPEE-1を用い、キャビティ空間の初期の厚み(初期厚み)を2mmにし、樹脂をキャビティ容積に対して100%充填(フルショット)し、コアバック量を0mmとして型を開き、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率1倍)を、厚み2mmで製造した。
【0060】
比較例2は、コアバック量を2mmとした以外は比較例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率2倍)を、厚み4mmで製造した。
【0061】
比較例3は、コアバック量を4mmとした以外は比較例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率3倍)を、厚み6mmで製造した。
【0062】
比較例4は、コアバック量を6mmとした以外は比較例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率4倍)を、厚み8mmで製造した。
【0063】
比較例5は、コアバック量を8mmとした以外は比較例1と同様にして、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率5倍)を、厚み10mmで製造した。
【0064】
比較例6は、熱可塑性ポリエステルエラストマーをTPEE-2に変更し、キャビティ空間の初期の厚み(初期厚み)を2mmにし、コアバック量を5mmとした以外は比較例1と同様にし、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率3.5倍)を、厚み7mmで製造した。
【0065】
比較例7は、熱可塑性ポリエステルエラストマーをTPEE-3に変更し、キャビティ空間の初期の厚み(初期厚み)を2mmにし、コアバック量を4mmとした以外は比較例1と同様にし、表面にスキン層を有する独立気泡構造の熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体(発泡倍率3倍)を、厚み6mmで製造した。
【0066】
比較例8は、密度45kg/mのポリウレタンフォーム(スキン層無し)、品番:ERG-H、イノアックコーポレーション社製を用いた。
比較例9は、密度300kg/mの熱可塑性ポリウレタン発泡ビーズ(スキン層無し)、品番:MC380、NTW社製を用いた。
【0067】
物性測定用の各実施例及び各比較例の各サンプルについて、密度と反発弾性、荷重増加率を測定し、また外観を目視で判断した。結果は図4及び図5に示す。
密度は、実施例1~実施例16及び比較例1~比較例7の各サンプルから、裁断によって30φ×各サンプル厚みの密度測定用サンプルを作成し、比較例8及び比較例9については、10mmのスライス品から裁断によって30φ×10mm厚みの密度測定用サンプルを作成し、JIS K 7222:2005に基づいて測定した。なお、密度測定用サンプルは、比較例8及び比較例9を除き、両面にスキン層を有する。
反発弾性は、密度と同様に、各実施例及び各比較例のサンプルから、裁断によって100角×各サンプル厚みの反発弾性測定用サンプルを作成し、反発弾性測定用サンプルが10mm未満の場合、合計厚みが10mm以上と成るように重ね、JIS K 6400-3:2011に基づいて測定した。なお、反発弾性測定用サンプルは、比較例8及び比較例9を除き、両面にスキン層を有する。
【0068】
荷重増加率は、3点曲げ試験により最大荷重値(N)を測定し、発泡倍率1倍(非発泡)の比較例1の測定値(A)と各実施例及び比較例2~9の測定値(B)との比から、荷重増加の倍率を下式より求めた。
[荷重増加率(倍)]=[B(N)]/[A(N)]
3点曲げ試験は、密度と同様に、各実施例及び各比較例のサンプルから、裁断によって100mm長さ×10mm幅×各サンプル厚みの荷重増加率測定用サンプルを作成し、支点間距離:60mm、試験速度:2mm/分にて測定を行った。なお、測定は、島津社製のAUTO GRAPH AG-ISを使用し、支持台及び圧子は、JIS K7171 5.3に記載のものを使用した。
荷重増加率が、3倍以上の場合に「○」、2倍以上3倍未満の場合に「△」、2倍未満の場合に「×」とした。
【0069】
外観は、セル構造が不均一の場合、表面に鬆や筋が現れるため、外観に鬆や筋が殆ど見られない場合(セル構造が均一な場合)に「〇」、鬆や筋が少し見られる場合(セル構造が僅かに不均一な場合)に「△」、鬆や筋が多く見られる場合(セル構造が著しく不均な場合)に「×」とした。
【0070】
実施例1~実施例9(溶融粘度調整剤-1を使用)は、密度が110~240kg/mであり、かつ反発弾性が70~77%であり、荷重増加率が3.0~5.2倍であり、軽量で反発弾性が高く、かつ荷重増加率も高いものであった。特に溶融粘度調整剤-1の添加量が0.1~1.0重量部の実施例1~実施例4、実施例6、実施例7及び実施例9は、反発弾性が71~77%で、かつ外観の評価が「〇」であり、好ましいものであった。また、溶融粘度調整剤-1の添加量が0.1~1.0重量部で、かつ発泡倍率が5.5倍以上の実施例1~実施例3、実施例6、実施例7及び実施例9は、密度が110~190kg/mであり、かつ反発弾性が71~76%であり、高い反発弾性を維持しつつ、より軽量性の高いものであった。さらに溶融粘度調整剤-1の添加量が0.1~1.0重量部で、かつ発泡倍率が7倍以上の実施例1、実施例2、実施例6、実施例7及び実施例9は、密度が110~150kg/mであり、かつ反発弾性が71~75%であり、高い反発弾性を維持しつつ、さらに軽量性の高いものであった。
【0071】
実施例10(溶融粘度調整剤-2を使用)は、密度は150kg/mであり、かつ反発弾性が76%であり、特に軽量で反発弾性が高く、かつ荷重増加率も3.7倍と高いものであった。
【0072】
実施例11(溶融粘度調整剤-3を使用)は、密度は150kg/mであり、かつ反発弾性が74%であり、特に軽量で反発弾性が高く、かつ荷重増加率も3.2倍と高いものであった。
【0073】
実施例12(溶融粘度調整剤-4を使用)は、密度は150kg/mであり、かつ反発弾性が71%であり、軽量で反発弾性が高く、かつ荷重増加率も3.1倍と高いものであった。
【0074】
実施例13~15(溶融粘度調整剤-5を使用)は、密度が200kg/mであり、かつ反発弾性が70~71%であり、荷重増加率が3.0~3.1倍であり、軽量で反発弾性が高く、かつ荷重増加率も高いものであった。特に溶融粘度調整剤-5の添加量が0.01~0.8重量部の実施例13、実施例14は、外観の評価が「〇」であり、好ましいものであった。
【0075】
実施例16(溶融粘度調整剤-1と溶融粘度調整剤-5の併用)は、密度が200kg/mであり、かつ反発弾性が75%であり、荷重増加率が5.1倍であり、軽量で反発弾性が高く、かつ荷重増加率も高いものであった。溶融粘度調整剤-1と溶融粘度調整剤-5を併用しても外観の評価は「〇」であり、好ましいものであった。
【0076】
図4の測定結果に示すように、溶融粘度調整剤として、エポキシ当量が200~2800であり、かつ、重量平均分子量(Mw)が2000~25000であるエポキシ変性スチレン-アクリル共重合体(溶融粘度調整剤-1~4)を使用すれば、軽量で反発弾性が高い熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体が得られ、かつ荷重増加率も3倍以上であり、密度が110~240kg/mの軽量であっても機械特性の低下を抑えることができる。特に、エポキシ当量が250~1800であり、かつ、重量平均分子量(Mw)が4000~15000であるエポキシ変性スチレン-アクリル共重合体(溶融粘度調整剤-1~3)を使用すれば、より軽量で反発弾性が高い熱可塑性ポリエステルエラストマー発泡体が得られる。
【0077】
それに対して、溶融粘度調整剤を含まない比較例1~比較例7、ポリウレタンフォームからなる比較例8、熱可塑性ポリウレタン発泡ビーズからなる比較例9は、軽量性に劣っていたり、反発弾性が低かったり、あるいは両方共劣っていたり、荷重増加率が低かったりした。以下に比較例の測定結果について詳述する。
【0078】
比較例1は、発泡倍率が1倍であり、反発弾性については実施例4と同等の78%であって高いものであったが、密度が1050kg/mであり、荷重増加率が1.0倍であり、軽量性が極端に劣っており、また、荷重増加率も低かった。
比較例2は、発泡倍率が2倍であり、密度が530kg/m、反発弾性が66%であり、荷重増加率が1.9倍であり、軽量性及び反発弾性、荷重増加率の何れも実施例より劣っていた。
比較例3は、発泡倍率が3倍であり、密度が350kg/m、反発弾性が62%であり、荷重増加率が2.5倍であり、軽量性及び反発弾性、荷重増加率の何れも実施例より劣っていた。
【0079】
比較例4は、発泡倍率が4倍であり、実施例4とほぼ同様の発泡倍率であるが、反発弾性が62%であり、実施例4の反発弾性よりも低い値であった。さらに、比較例4の密度は260kg/mであり、荷重増加率は、2.7倍であって、実施例4の密度よりも高く、軽量性及び荷重増加率に劣っていた。
比較例5は、発泡倍率が5倍であり、実施例3とほぼ同様の発泡倍率であるが、反発弾性が55%であり、実施例3の反発弾性よりも低い値であった。さらに、比較例5の密度は210kg/mであり、荷重増加率は、2.6倍であって、実施例3の密度よりも高く、軽量性及び荷重増加率に劣っていた。
比較例6は、発泡倍率が3.5倍であり、密度が300kg/m、反発弾性が65%であり、荷重増加率は、2.6倍であり、軽量性及び反発弾性、荷重増加率の何れも実施例より劣っていた。
比較例7は、発泡倍率が3倍であり、密度が350kg/m、反発弾性が60%であり、荷重増加率は、2.3倍であり、軽量性及び反発弾性、荷重増加率の何れも実施例より劣っていた。
【0080】
比較例8は、ポリウレタンフォームからなり、密度が45kg/mであり、軽量性に優れているが、反発弾性が50%であり、かつ荷重増加率は、1.4倍であり、実施例よりも反発弾性及び荷重増加率の低いものであった。
比較例9は、熱可塑性ポリウレタン発泡ビーズからなり、密度が300kg/m、反発弾性が61%であり、荷重増加率が2.9倍であり、軽量性及び反発弾性、荷重増加率の何れも実施例よりも劣っていた。
【0081】
このように、各実施例は、軽量で反発弾性が高く、靴底用部材として好適なものである。
なお、本発明の靴底用部材は、ミッドソールの一部に設けるものに限られず、全面または広範囲に設けてもよく、さらに他の靴底構成部材に設けてもよい。
【符号の説明】
【0082】
10 靴
21 ミッドソール
41、43 靴底用部材
図1
図2
図3
図4
図5