(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
踵からつま先方向に向かって配列するように直径が１０μｍ〜３００μｍであるガラス繊維が配合されたゴム組成物からなり、
前記ゴム組成物は、前記ガラス繊維の長さ方向と垂直な方向に曲げ変形を加えることにより発熱し、
前記ゴム組成物へ配合された前記ガラス繊維の配列方向が、踵からつま先方向とは垂直の場合を含めた踵からつま先方向に向かって以外の場合と比べて、発熱量が増大する、
発熱ゴムを屈曲位置に備えた靴。
【請求項２】
請求項1記載の発熱ゴムが靴の長手方向の長さに対して、踵から５５〜８５％の位置に配置されていることを特徴とする靴。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行の際に生じる靴の屈曲運動によって起こる靴材料の発熱量を通常よりもより高めることで、外から伝わる冷気を遮断し靴内をより暖かくする働きをすることを特徴とする発熱ゴムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
靴内を暖める手段の一つとして鉄粉等の金属粉を主成分とする発熱体組成物と空気中の酸素の反応熱を利用したカイロを挿入する履物が使用されていたが、歩行時にカイロがズレ動いてグリップ性に欠たり、衝撃によってカイロの袋が破れて発熱組成体が漏れ出すことがあった。その課題を解決し靴内にて滑らなく、発熱組成体が漏れ出すことをなくすために、カイロを収納するための凹部を備えた特開２００１−０７０００９号公報が開示されている。
【０００３】
また、中敷に発熱体を組込み、電池によって発熱体に通電する事で靴内を暖められることが、特開２００１−１９０３０６号公報に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−０７０００９号公報
【特許文献２】特開２００１−１９０３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように従来から靴内を暖める電気式足温器として、ヒータ等の発熱体を装備したものやカイロのような発熱組成体を利用した技術等が公開されているが何れも加温する為の装置及び加温材料を靴底や靴甲被に組込むことでデザイン性を損ねたり、靴の重量がその分重たくなったりすることで、通常の靴とは異なる履き心地となり、着用することに抵抗感があった。
また、いずれも靴内を暖める効果は限られ、一定の時間が経つとカイロを交換したり、電源を充電する必要があり、非常に手間がかかることから実用的ではなかった。
そこで熱源の交換を必要としない一般のシューズと何ら変わりないデザインにおいて通常使用される靴の一部分が発熱することで靴内を暖めることが可能な履物が求められていた。
【０００６】
ゴムを代表とする粘弾性体は外部からエネルギーを加えて変形させると加えられたエネルギーの一部が熱となり放出されることが良く知られている。このときの熱の放出量(発熱量)は一般的に損失係数(tanδ)とゴムの貯蔵弾性率に関係していることが知られているが、この特性を応用したものに防振ゴムや免震ゴムが挙げられる。
防振ゴムや免震ゴムには様々なポリマーが利用されているが、ゴムのtanδを大きくし、発熱量を多くすることで振動エネルギーを熱エネルギーに変換しやすくしている。
この度、歩行の際に生じる靴の屈曲による生じるゴム材料の熱エネルギーをこれまでよりも増大することで、足元から伝わる冷気を発熱するゴム材料で防ぐことが可能な靴の開発について検討した。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
踵からつま先方向に向かって配列するようにガラス繊維が配合されたゴム組成物からなり、前記ゴム組成物は、前記ガラス繊維の長さ方向と垂直な方向に曲げ変形を加えることにより発熱し、前記ゴム組成物へ配合された前記ガラス繊維の配列方向が、踵からつま先方向とは垂直の場合を含めた踵からつま先方向に向かって以外の場合と比べて、発熱量が増大する、発熱ゴムを屈曲位置に備えた靴。
【０００８】
前記記載の発熱ゴムが靴の長手方向の長さに対して、踵から５５〜８５％の位置に配置されていることを特徴とする靴。
【発明の効果】
【０００９】
発熱量の高い構造とは、ゴム材料から放出されるエネルギーが多い構造である。一般に加硫ゴムは力を加えて変形させ、加えた力を解放すると元の形状に戻る特徴がある。これはゴム材料が外部から与えられたエネルギーの一部を変形前の形状に戻る際のエネルギーとして内部に蓄えることができるためである。このとき、加えられたエネルギーの一部は変形前の状態に戻る為に使用され、残りのエネルギーは熱となって放出される。つまり、ゴム材料から放出されるエネルギーが多いほどゴムは発熱する。
【００１０】
ガラス繊維のような硬質の繊維をゴム材料に添加して変形を加えるとガラス繊維の末端には他所よりも大きな力が加わり、発熱が起こり易くなる。ガラス繊維は非常に細い繊維であるため、ガラス繊維一本当りの発熱量は小さいが一定量以上のガラス繊維を添加するとゴム内にガラス繊維末端が無数にできる。発熱する場所が無数にできることでゴム材料の発熱量が増えることとなる。
【００１１】
また、高硬度繊維（ガラス繊維）を含むゴム材料は変形の方向によって発熱量が異なる。一般的にゴムに添加された繊維は圧延を行うと圧延方向と平行に配向する性質がある。これにより圧延されたゴム内のガラス繊維は一定の方向を向いている。ガラス繊維は円柱状であるため、ガラス繊維の長さ方向と垂直な方向に変形を加えると繊維末端に加わる力が大きくなり発熱量が増加する。
【００１２】
ガラス繊維を含むゴム組成物は圧縮、伸張、曲げ等の変形が起こる位置であれば発熱する。発熱の効果をより大きくするには変形の方向に対してガラス繊維が垂直に配向していることが好ましい。
【００１３】
本発明の発熱ゴムはガラス繊維を靴の屈曲方向に対して垂直に配置する事で、一般のゴムが屈曲運動を行う時よりも発熱量が増大するので、靴の最も屈曲運動が起こる部分に配置することが好ましい。
【００１４】
本発明の発熱ゴムを靴の長手方向の長さに対して踵から５５〜８５％の位置に配置する事で通常の歩行において発熱ゴムが屈曲運動を行うことで発熱の効果を得ることが可能となる。それ以外のところに発熱ゴムを配置しても歩行による屈曲運動は小さく、靴内の温度を上げる効果は殆んど見られない。
【００１５】
本発明の発熱ゴムに含まれるガラス繊維の量は５〜５０PHRが良い。５PHR以下であると発熱量が少なく、５０PHR以上であるとゴム練り作業が困難になる。
【００１６】
本発明の発熱ゴムに用いられるガラス繊維の直径は１０μm〜３００μmの範囲が好ましい。直径が１０μm以下であると発熱の効果は少なくなる。  
【００１７】
本発明の発熱ゴムに使用するベースゴムは、硫黄で架橋される天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムニトリルゴム等から選ばれた一種又は複数のジエン系ゴムを使用したゴム組成物が好ましい。
【００１８】
本発明で述べている靴の長手方向の長さとは靴の踵からつま先までの長さの事であり、靴の長手方向の長さに対して踵から５５〜８５％の位置は通常歩行において最も靴の屈曲運動が起こり易い所である。
【００１９】
本発明の発熱ゴムを使用した靴部品を靴屈曲位置に使用することで、歩行運動により発熱ゴムが屈曲運動を行うことで、従来の靴部品よりも発熱量が多くなることから、デザイン性も一般的靴形状と変わらない、軽量で履き心地の良い加温靴を提供する事が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】−１０℃における発熱ゴムと一般ゴムの屈曲試験前におけるサーモグラフィー温度分布。
【図２】−１０℃における発熱ゴムと一般ゴムの屈曲試験開始３分後におけるサーモグラフィー温度分布。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の発熱ゴムは歩行の際に屈曲運動をし易い靴底、中底、中敷、靴甲被等の靴製造に関わる部位に用いる事が可能である。
【実施例】
【００２２】
【表１】
0006621587.tif 000002
【００２３】
表１に従い、ゴム生地に高硬度繊維（ガラス繊維）を添加し混練・圧延作業によって、ガラス繊維は圧延方向と平行な方向に配向されるため、圧延されたゴム生地をシート形状の金型にガラス繊維が、同方向に配列するようにセットして熱圧縮成形を行うことで、厚さ３mmの発熱ゴムシートを得た。このときのガラス繊維の直径は１０μmのものを使用した。また同様な作業において厚さ３mmの一般ゴムシートも作成した。
【００２４】
作成した発熱ゴムシートと一般ゴムシートを幅７０mm、長さ１５０mm、厚み３mmの試験片にして、室温−１０℃の冷凍庫内のデマーチャ屈曲試験機にセットして屈曲角度４５°、毎分３００回繰り返し屈曲試験を行い試験片の発熱温度の比較を行った。発熱ゴムシートの試験片は屈曲位置に対してガラス繊維が垂直となるようにデマーチャ屈曲試験機に取り付けて、それぞれの試験片の表面温度が−１０℃になってから屈曲試験を開始した。同時に発熱ゴムシートと一般ゴムシートの表面温度をサーモグラフィーにて測定し、それぞれの表面温度の測定を１８分間行って発熱温度の差を比較した。その結果をグラフ表２に表すと発熱ゴムシートの表面温度は一般ゴムシートよりも最大７℃高く発熱していることが確認できた。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
図１，図２は屈曲試験前後の一般ゴムと発熱ゴムシート表面のサーモグラフィー画像を示す。
図１は屈曲試験前の発熱ゴムと一般ゴム、サーモグラフィー温度分布。図２は屈曲試験開始３分後の発熱ゴムと一般ゴム、サーモグラフィー温度分布を示し、各図において左が一般ゴムで右が発熱ゴムである。
【００２７】
この結果から、本発明の発熱ゴムを靴の屈曲位置に配置することで歩行の際、発熱ゴムが通常のゴム材料よりも高い温度に発熱することから、発熱ゴムを使用した靴部材を靴に用いる事で靴内の温度が従来よりも高く保つ事が可能なことが確認された。
【図１】
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【図２】
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