(57)【要約】【課題】少なくとも１つの空間方向へ湾曲させた場合に負の旋回方向へ湾曲させた場合とは明らかに異なる正の旋回方向での挙動を取る成形部材、例えばスポーツシューズのための嵌め込み部材を製造する。【解決手段】少なくとも次の層：Ｉ．１８００〜２００００Ｎ／ｍｍ２の引張弾性率（Ｅ）を有する繊維状の強化成分Ｉを含有する強化層ＩならびにＩＩ．２〜１３００Ｎ／ｍｍ２の引張弾性率（Ｅ）を有するエラストマー層ＩＩを含有し、この場合単数の強化層または複数の強化層Ｉの成分Ｉおよび単数の層または複数の層ＩＩのエラストマーの全体量は、互いに１：９９〜４０：６０の質量比で存在し、強化層Ｉと平行に延びる軸線を中心を湾曲させた場合に正の旋回方向での全湾曲要素の剛性の挙動と負の旋回方向での剛性の挙動との比は、少なくとも１．２である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも次の層：
Ｉ．１８００〜２００００Ｎ／ｍｍ２の引張弾性率（Ｅ）を有する繊維状の強化成分Ｉを含有する強化層Ｉならびに
ＩＩ．２〜１３００Ｎ／ｍｍ２の引張弾性率（Ｅ）を有するエラストマー層ＩＩを含有し、この場合単数の強化層または複数の強化層Ｉの成分Ｉおよび単数の層または複数の層ＩＩのエラストマーの全体量は、互いに１：９９〜４０：６０の質量比で存在し、強化層Ｉと平行に延びる軸線を中心を湾曲させた場合に正の旋回方向での全湾曲要素の剛性の挙動と負の旋回方向での剛性の挙動との比は、少なくとも１．２である、異方性湾曲要素。
【請求項２】
正の旋回方向での全湾曲要素の剛性の挙動と負の旋回方向での剛性の挙動との比は、１：１．２〜１：６である、請求項１記載の湾曲要素。
【請求項３】
正の旋回方向での全湾曲要素の剛性の挙動と負の旋回方向での剛性の挙動との比は、１：１．５〜１：５である、請求項１記載の湾曲要素。
【請求項４】
正の旋回方向での全湾曲要素の剛性の挙動と負の旋回方向での剛性の挙動との比は、１：１．８〜１：３である、請求項１記載の湾曲要素。
【請求項５】
唯一の層Ｉと唯一の層ＩＩを有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の湾曲要素。
【請求項６】
２つの層ＩＩを有し、２つの層ＩＩの間で１つの層Ｉが中心以外に配置されている、請求項１から４までのいずれか１項に記載の湾曲要素。
【請求項７】
層の配置
−層Ｉ
−層ＩＩ
−層Ｉ
−層ＩＩ
を有する、請求項１から４までのいずれか１項に記載の湾曲要素。
【請求項８】
スポーツシューズのための嵌め込み部材である、請求項１から７までのいずれか１項に記載の湾曲要素。
【請求項９】
運動機具の構成成分である、請求項１から７までのいずれか１項に記載の湾曲要素。
【請求項１０】
医療技術的用途に使用される、請求項１から７までのいずれか１項に記載の湾曲要素。
【請求項１１】
強化層Ｉと平行に延びる軸線を中心に正の旋回方向ならびに負の旋回方向で湾曲されているような用途のための請求項１から７までのいずれか１項に記載の湾曲要素の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの空間方向に対して旋回方向に依存する剛性を有する異方性成形部材に関する。成形部材は、正の旋回方向の際に明らかに負の旋回方向の場合よりも大きい力を吸収し、それによって相応してより高い反発力を有する。更に、本発明は、運動靴のための嵌め込み部材としてのかかる成形部材の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
異方性の剛性を有する成形部材は、公知である。ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７１６１７９号明細書には、１つの方向からの力の作用の場合に長手方向に対して横方向に剛性の挙動を取り、別の方向からの力の作用の場合には、明らかに柔軟な挙動を取る成形部材が記載されている。これは、熱可塑性樹脂ストリップをエラストマーマトリックス中に埋設することによって達成される。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７１６１７９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の課題は、少なくとも１つの空間方向へ湾曲させた場合に負の旋回方向へ湾曲させた場合とは明らかに異なる正の旋回方向での挙動を取る成形部材を製造することである。即ち、例えばサッカーボール用シューズのための嵌め込み部材の場合には、足の前方のひもがほどける可能性があり、これに対してボールを蹴った場合、即ち旋回方向が反対の場合には、要素の剛性率がより高くなることにより足への支持が明らかに有利になるようにするために、走った場合に柔軟な挙動を取ることが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この課題は、少なくとも次の層：
Ｉ．１８００〜２００００Ｎ／ｍｍ２、有利に１２０００〜１８０００Ｎ／ｍｍ２のＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５２７による引張弾性率（Ｅ）を有する繊維状の強化成分Ｉを含有する強化層Ｉならびに
ＩＩ．２〜１３００Ｎ／ｍｍ２、有利に８０〜８００Ｎ／ｍｍ２のＤＩＮ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５２７による引張弾性率（Ｅ）を有するエラストマー層ＩＩを含有し、この場合単数の強化層または複数の強化層Ｉの成分Ｉおよび単数の層または複数の層ＩＩのエラストマーの全体量は、互いに１：９９〜４０：６０の質量比で存在し、前記層中に存在する軸線を中心を湾曲させた場合に正の旋回方向での全湾曲要素の剛性の挙動と負の旋回方向での剛性の挙動との比は、少なくとも１．２である、異方性湾曲要素の形の成形部材によって解決される。
【０００５】
１つの実施態様において、成形部材は、図１の記載と同様に、層Ｉ（１）と層ＩＩ（２）とからなる。しかし、この場合には、旋回方向への剛性の依存性は、他の部材（層ＩＩ）の異形成形材の高さもしくは材料の強度および／または強化成分Ｉの種類もしくは量により調節可能である。旋回方向に応じての剛性の挙動は、比較的大きいが、しかし、柔軟性の方向へと向かう剛性は、多くの使用にとっては小さすぎ、それというのも、この剛性は、専ら柔軟性の材料によって定められるからである。
【０００６】
１つの好ましい実施態様において、成形部材は、２つの層ＩＩ（２）を有し、２つの層ＩＩ（２）の間で１つの層Ｉ（１）が中心以外に配置されている。この配置は、図２に記載されている。この場合には、旋回方向への剛性の依存性は、内側に存在する強化層（１）の状態により調節可能である。しかし、層Ｉは、有利に引張力を吸収するので、旋回方向に応じて、２つの層ＩＩの一方だけは、加圧力を支持する。従って、この要素の構造は、比較的高い。
【０００７】
更に、好ましい実施態様において、成形部材は、図３に記載されているように、２つの層Ｉ（１）および２つの層ＩＩ（２）からなる。その際、最小の構造高さの場合には、旋回方向への剛性の依存性は、内側に存在する強化層（１）の層により調節可能である。
【０００８】
また、特殊な場合には、５つ、６つ、７つまたはそれ以上の層を有する実施態様も可能であるが、しかし、この実施態様は、増加する構造上の費用を必要とする。
【０００９】
本発明による成形部材は、一般に長手方向に延びたかまたは平面状の造形物である。この造形物は、図１、２および３に示されているように、強化層Ｉと平行に延びる２本の軸線ｘおよびｙならびに強化層Ｉに対して垂直に延びる１本の軸線ｚを有する。この場合、”平行”の概念は、軸線ｘおよびｙが強化層Ｉの１つの中に存在しうることを含む。湾曲要素が長手方向に延びた造形物である場合には、一般にｘ軸は、長手方向の軸線であり、ｙ軸は、旋回方向の軸線である。湾曲要素が平面状の造形物である場合には、ｘ軸ならびにｙ軸は、旋回軸であることができる。
【００１０】
強化繊維は、全ての任意の横断面、例えば円形、卵形または斜面形を有することができる。この強化繊維の直径は、成形部材の寸法により左右され；この直径は、一般に０．０００１ｍｍ〜２ｍｍ、有利に０．１〜０．６ｍｍの範囲内にある。強化繊維は、多種多様の材料、例えば木綿、再生セルロースまたはアセチルセルロース（レーヨン）、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、アラミド、ポリアクリルニトリル、炭素、ホウ素、鋼またはガラスからなることができる。この強化繊維は、短繊維、長繊維またはエンドレス繊維としてかまたはロービング、糸、一方向テープ（ＵＤテープ）、フリース、織物または織布の形で使用されることができ、場合によっては多種多様の結合種、例えば亜麻布結合、身体結合または環つい骨結合で使用されてもよい。また、種々の繊維種ならびに種々のフリースおよび織物から構成されている層状構造体からなる混紡は、強化繊維として使用することができる。
【００１１】
弾性層ＩＩは、ゴム、ガムまたは熱可塑性エラストマーからなる。適当なゴムは、例えばスチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、イソブテン−イソプレンゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、エチレン／プロピレンゴム（ＥＰＭ）、エチレン／プロピレン／ジエンゴム（ＥＰＤＭ）またはこれらの混合物である。前記ゴムまたはこれから製造されたゴム配合物は、成形部材中で加硫されてゴムに変化していてよい。前記の全てのゴムならびにそれらの加硫は、当業者に十分に公知であり、したがってこの場合、詳細な記載は割愛することにする。ゴムの正確な選択は、使用技術的な要件により左右され、本発明の範囲内では重要ではない。
【００１２】
同様に、適当な熱可塑性エラストマーは、例えばポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミド、ポリエーテルエステル、ＥＰＭまたはＥＰＤＭとポリオレフィンとの混合物、場合によっては水素化されていてもよいスチレン／ブタジエン−ブロックコポリマー熱可塑性ポリウレタン、これらの混合物または前記の熱可塑性エラストマーの１つまたはそれ以上とゴムとの混合物である。また、前記の物質種は、当業者に公知である。
【００１３】
本発明の範囲内で、層ＩＩのエラストマーと層Ｉの強化成分とを互いに付着させることは、望ましい。当業者は、公知技術水準によれば、次の可能性を有している：
−相容性であるとして公知である物質の選択（例えば、強化剤としてのＰＡ１２およびエラストマーとしてのＰＡ１２を基礎とするポリエーテルエステルアミドもしくはポリエーテルアミド；強化剤としてのＰＡ１１およびエラストマーとしてのＰＡ１１を基礎とするポリエーテルエステルアミドもしくはポリエーテルアミドならびに別のポリアミド、例えばＰＡ６またはＰＡ６１２を基礎とする相応する組合せ物）；
−反応性基を有する化合物、例えば無水マレイン酸の重合導入またはグラフト化による１つの成分、通常エラストマー成分の変性；
−付着助剤の使用。
【００１４】
本発明による成形部材は、種々の方法により製造されることができる。通常、層Ｉは、特殊な作業工程で製造される。強化成分を生じる一連の方法が存在し、この場合には、エラストマーの強化繊維が良好に湿潤され、堅固に包囲されている。前記方法の中、例示的に次の方法が挙げられる：
ａ）それぞれの使用形（例えば、ロービング、織物、織布、ＵＤテープ）での強化繊維をエラストマーの溶液で含浸し、溶剤を蒸発させ、同時にかまたは引続き、例えば高められた温度での圧縮工程によって強化要素の形を得ることができる。
ｂ）それぞれの使用形での強化繊維および熱可塑性エラストマーの薄手のフィルムを交互に重ね合わせ、積層体を圧力下および高められた温度でオートクレーブまたは加圧成形機中で変形する。
ｃ）それぞれの使用形での強化繊維、好ましくはフリース、織物または織布の上に、熱可塑性エラストマーの粉末を散布し、その上、この繊維を付着性粉末と一緒に加熱区間、有利に赤外炉に導通させ、そこでポリマー粉末を溶融し、繊維上に堅固に接着させる。こうして生成されたプリプレグをカレンダー上で冷却し、次に例えば加圧成形機中で高められた温度で望ましい形にもたらすことができる。
ｄ）ロービングを最初に拡大させ、この状態で渦動床中でエラストマーからなる粉末と一緒に湿潤させることにより、ロービングを加工することができる。その後に、湿潤されたロービングに同じポリマーからなる押し出されたフィルムを被覆する。次に、このロービングを加工し、織物プリプレグまたはＵＤプリプレグに変えることができ、これらのプリプレグをその側で、例えば加圧成形機中で圧力下および高められた温度で変形して強化要素に変えることができる。
【００１５】
即ち、前記方法および類似の方法は、第１の工程で強化層Ｉをプリプレグとして製造する点で共通している。
【００１６】
第２の工程で、プリプレグは、エラストマー層と合わされる。これは、例えばプロピレンを注型用金型または射出成形用金型中に装入し、エラストマーマトリックスを上方から噴射することによって行なうことができる。選択的に、このような成形部材は、加圧成形機により製造されることができる。２層だけからの複合体が重要である場合には、こうして生じた複合体部材は、今や既に完成されたものである。
【００１７】
複合体部材が、エラストマーマトリックス以外に内部にではあるが、中心部ではなく３層の剛性層を含む場合には、この上方から噴射された部材は、再び金型内に装入され、別の側で同様に上方から噴射される。また、外側になお１つの剛性層が存在する場合（４層の複合体部材）には、これは、プリプレグとして同様に装入され、エラストマーは、２つの装入された部材の間に噴射される。
【００１８】
しかし、強化成分が十分に粗大な繊維である場合には、この強化成分は、前加工なしに圧縮されて単数のエラストマー層または複数のエラストマー層を有するプリプレグに変えることができる。この場合、エラストマーは、個々の繊維間の中間空間中に侵入し、この中間空間を充填する。
【００１９】
本発明による湾曲要素を製造する別の方法は、短繊維を強化成分として使用する場合には、層Ｉの製造のために短繊維で強化されたエラストマー化合物を使用し、成形部材を２成分系射出ノズルを用いて製造することにある。
【００２０】
正の旋回方向の場合の全湾曲要素の剛性の挙動と負の旋回方向の場合の剛性の挙動との比は、有利に１：１．２〜１：６の間、特に有利に１：１．５〜１：５の間、殊に有利に１：１．８〜１：３の間にある。
【００２１】
湾曲要素は、層ＩおよびＩＩの上になお他の層、例えばラッカー層、接着剤層または装飾フィルムからなる層を含むことができる。更に、この湾曲要素は、他の構成要素、例えば力の導入のために、例えば噴霧される固定点を含むことができる。
【００２２】
本発明による湾曲要素は、強化層Ｉと平行に延びる軸線を中心に正の旋回方向ならびに負の旋回方向で、例えばスポーツシューズ、殊にサッカーボール用シューズのための嵌め込み部材として、例えばパドルのような運動機具のための嵌め込み部材として、または医療技術において例えば人工機能補完装具に使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】層Ｉと層ＩＩとからなる成形部材を示す略図。
【００２４】
【図２】２つの層ＩＩを有し、２つの層ＩＩの間で１つの層Ｉが中心以外に配置されている成形部材を示す略図。
【００２５】
【図３】２つの層Ｉおよび２つの層ＩＩからなる成形部材を示す略図。
【符号の説明】
【００２６】
１  層Ｉ
２  層ＩＩ
【図１】
2004148821.tif 000002
【図２】
2004148821.tif 000003
【図３】
2004148821.tif 000004