氷結路面用耐滑材及びそれを用いた履物底

【課題】特に、氷結路面で耐滑性能を発揮して滑りにくくすること。また、滑り止め効果の耐久性を高めること。また、氷結路面から積雪路面まで寒冷地における各種路面について耐滑性能を有する履物底とすること。
【解決手段】ゴムのマトリックスに底接地面に向かう方向を軸方向とするガラス短繊維を混合したガラス繊維混合ゴム層と、ゴムのマトリックスに底接地面に向かう方向を軸方向とするガラス短繊維とナイロン短繊維を任意割合で混合した複合繊維混合ゴム層を、ほぼ並行に交互に配置したものである。あるいは上記の両ゴム層に繊維を混合しない単独ゴム層を加え、３種類のゴム層を任意の組み合わせでほぼ並行に交互に配置した。また、中空セラミックを混合した発泡ゴムにより形成し所望形状の凹凸溝を施した積雪路面用履物底の所望箇所に、前記した氷結路面用耐滑材を配設して履物底とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、主に氷結路面などにおいて耐滑性能を発揮する氷結路面用耐滑材と、これを新雪路面などにおいて耐滑性能を発揮する中空セラミックを混合したゴムにより形成した積雪路面用履物底とを組み合わせることにより、あらゆる状況の積雪路面や氷結路面において耐滑性能を発揮できるようにした履物底に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
氷結路面や積雪路面での滑りを防止しようとする機能（これを本願では「耐滑性能」と称している。）を持たせるようにした履物底には従来から各種のものがある。
【０００３】
例えば、氷結路面用のものとしては、底接地面に向かう方向を軸とするガラス繊維やナイロン，アラミドなどの合成繊維の短繊維を含有するゴム層と、これらを含有しないゴム層を交互に配置したものや、あるいは履物底のほぼ全体をガラス繊維やナイロン，アラミドなどの合成繊維の短繊維を含有するゴム層で形成したものがある。
【０００４】
また、積雪路面用履物底としては、滑り防止用として凹凸の大きな模様を施したものや、多数の細い波状のサイプを施したものなどがある。
【特許文献１】実公平２−３５２０２号
【特許文献２】実公平２−３５２０３号
【特許文献３】実用新案登録第２６０２７１０号
【特許文献４】特開平７−１４３９０３号
【特許文献５】特公平４−７０８８１号
【特許文献６】特許第２９８１４８５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、これは次のような欠点があった。
ガラス繊維を使用したものは、初めのうちは非常に優れた耐滑性能を示すが、歩行によるガラス繊維の減りが激しく、耐滑性能は急激に低下してしまう欠点がある。
【０００６】
一方、ナイロン繊維やアラミド繊維を使用したものは、歩行によるこれらの繊維の減り方はガラス繊維よりも少ないが、基本的な耐滑性能はガラス繊維よりも劣っている。
【０００７】
また、ガラス繊維やナイロン繊維などを耐滑材として使用したものは、氷結路面などの固い路面に対しては有効であるが、一方表面が固くない積雪路面ではそれほどの高い耐滑性能を発揮しないのが現状である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、この発明にかかる氷結路面用耐滑材は上記問題点を解決するために、ゴムのマトリックスに底接地面に向かう方向を軸方向とするガラス短繊維を混合したガラス繊維混合ゴム層と、ゴムのマトリックスに底接地面に向かう方向を軸方向とするガラス短繊維とナイロン短繊維を任意割合で混合した複合繊維混合ゴム層を、ほぼ並行に交互に配置したものである。あるいは上記の両ゴム層に繊維を混合しない単独ゴム層を加え、３種類のゴム層を任意の組み合わせでほぼ並行に交互に配置したものである。
【０００９】
また、この発明にかかる履物底は上記課題を解決するために、中空セラミックを混合した発泡ゴムにより形成し所望形状の凹凸溝を施した積雪路面用履物底の所望箇所に、上記の氷結路面用耐滑材を配設したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の氷結路面用耐滑材は図２に示すように、ゴムのマトリックスに底接地面に向かう方向を軸方向とするガラス短繊維とナイロン短繊維を混合した複合繊維混合ゴム層と、ガラス繊維混合ゴム層をほぼ並行に交互に配置したものである。あるいは、図３に示すようにこれに単独ゴム層を組み合わせたものである。維維長は３ｍｍ〜５ｍｍ程度とする。ただし、繊維は長い分にはもっと長くてもよいが、最低３ｍｍ程度の長さを有することが望ましい。また、ナイロンに代えアラミドを使用することも勿論可能であるが、ナイロンでもほぼアラミドと同等の性能を有することが確認できたので、しいて高価なアラミドを使用しなくても、ナイロンでも十二分な性能を確保できるので本発明ではナイロンを使用することとしている。
【００１１】
発明者は、ガラス繊維を使用したものは耐久性には劣るが耐滑性能に優れていること、一方ナイロン繊維やアラミド繊維は摩耗に強く強靭であり耐久性には優れるが耐滑性能ではガラス繊維には及ばないことに着目し、これらを併用してそれらのそれぞれの短所を補い長所が引き出せることを実験により見いだしたものである。そして、使用初期においてはガラス繊維混合ゴム層が耐滑性能を発揮し、ガラス繊維混合ゴム層が摩耗した頃には複合混合ゴム層が耐滑性能を発揮し、結果として長期にわたる耐滑性能が確保されることになる。
【００１２】
また、これに単独ゴム層を加えると靴底の雪離れがよくなり、ガラス繊維混合ゴム層や複合繊維混合ゴム層の耐滑性能が常に発揮できる状態となる。さらに、これらと中空セラミックを混合したゴムにより形成し所望形状の凹凸溝を施した積雪路面用履物底を併用することにより、新雪から湿潤状態の氷上までも対応できるオールマイティ−な履物底となる。
【００１３】
なお、ガラス繊維混合ゴム層とナイロン繊維混合ゴム層をそれぞれ独立させる方法もあるが、発明者が実験により確認した結果、ガラス繊維混合ゴム層とナイロン繊維混合ゴム層と単独ゴム層を順次並べたたものは、本発明のガラス繊維とナイロン繊維を予め混合した複合繊維混合ゴム層と単独ゴム層を交互に並べたたものと比べ、摩擦係数及び実履テストの両者でもってその耐滑性能が劣っていることが確認された。
【００１４】
次に、本発明の氷結路面用耐滑材の製造方法を図１及び図２に基づいて説明する。
ガラス繊維混合ゴム層と複合繊維混合ゴム層を交互に配置した例を実施例１に、ガラス繊維混合ゴム層と複合繊維紺混合ゴム層と単独ゴム層を任意の順で組み合わせて配置した例を実施例２に述べる。
【実施例１】
【００１５】
（１）ガラス繊維混合ゴム層Ａの製造
未加硫ゴムにガラス短繊維の向きをできれば揃えて並べ、厚み３ｍｍ〜８ｍｍの範囲で所望の厚さに圧延する。具体的成分の一例は下記の通りである。なお、ガラス短繊維の向きが必ずしも揃っていなくても、圧延することにより繊維は圧延方向にその向きが自然と揃う性質をもっている。
【００１６】
ＳＢＲ４０．０ｐｈｒ
ＩＲ６０．０
ＺｎＯ５．０
ステアリン酸１．５
ホワイトカーボン２０．０
ポリエチレングリコール０．５
ガラス繊維２０．０
硫黄１．７
加硫促進剤３．５
【００１７】
（２）複合繊維混合ゴム層Ｂの製造
未加硫ゴムにガラス短繊維とナイロン短繊維の向きをできれば揃えて並べ、厚み３ｍｍ〜８ｍｍの範囲で所望の厚さに圧延する。具体的成分の一例は下記の通りである。なお、ガラス短繊維やナイロン短繊維の向きが必ずしも揃っていなくても、圧延することによりこれら繊維は圧延方向にその向きが自然と揃う性質をもっている。
【００１８】
ＳＢＲ４０．０ｐｈｒ
ＩＲ６０．０
ＺｎＯ５．０
ステアリン酸１．５
ホワイトカーボン２０．０
ポリエチレングリコール０．５
ガラス繊維２０．０
ナイロン繊維２．０
硫黄１．７
加硫促進剤３．５
【００１９】
（３）氷結路面用耐滑材１の製造
上記の未加硫ガラス繊維混合ゴム層Ａの厚さを８ｍｍとしたものと、未加硫複合繊維混合ゴム層Ｂの厚さを３ｍｍとしたものを図１に示すように交互に所望枚数重ね合わせて積層未加硫のゴムを所定の厚みにし加硫成型する。この時、未加硫ゴムは図１において圧延方向が左右方向となるように積層する。そして加硫積層ゴムを、図１において２点鎖線で示すように圧延方向と直角となるように厚さ３ｍｍ〜５ｍｍ程度に切断する。すると、ガラス短繊維とナイロン短繊維が切断面方向に向くので、この面が接地面となるようにする。
【００２０】
このように切断すると、図２に示すように、ガラス繊維混合ゴム層Ａにおいてはガラス短繊維２が、複合繊維混合ゴム層Ｂにおいてはガラス短繊維とナイロン短繊維からなる複合短繊維３が図において上下方向に向く。また複合繊維混合ゴム層Ｂは図２においてその上側の面が、ガラス繊維混合ゴム層Ａより若干低くなるようにする。すると、図２において上側の面を接地面とすると、ガラス繊維混合ゴム層Ａのガラス短繊維２が最初は路面に対し耐滑性能を発揮し、その後ガラス短繊維２が摩耗した頃に複合繊維混合ゴム層Ｂの複合短繊維３が耐滑性能を発揮し、結果として長期間にわたり耐滑性能を維持できることになる。
【実施例２】
【００２１】
（１）ガラス繊維混合ゴム層Ａの製造
未加硫ゴムにガラス短繊維の向きをできれば揃えて並べ、厚み３ｍｍ〜８ｍｍの範囲で所望の厚さに圧延する。具体的成分の一例は下記の通りである。なお、ガラス短繊維の向きが必ずしも揃っていなくても、圧延することにより繊維は圧延方向にその向きが自然と揃う性質をもっている。
【００２２】
ＳＢＲ４０．０ｐｈｒ
ＩＲ６０．０
ＺｎＯ５．０
ステアリン酸１．５
ホワイトカーボン２０．０
ポリエチレングリコール０．５
ガラス繊維２０．０
硫黄１．７
加硫促進剤３．５
【００２３】
（２）複合繊維混合ゴム層Ｂの製造
未加硫ゴムにガラス短繊維とナイロン短繊維の向きをできれば揃えて並べ、厚み３ｍｍ〜８ｍｍの範囲で所望の厚さに圧延する。具体的成分の一例は下記の通りである。なお、ガラス短繊維やナイロン短繊維の向きが必ずしも揃っていなくても、圧延することによりこれら繊維は圧延方向にその向きが自然と揃う性質をもっている。
【００２４】
ＳＢＲ４０．０ｐｈｒ
ＩＲ６０．０
ＺｎＯ５．０
ステアリン酸１．５
ホワイトカーボン２０．０
ポリエチレングリコール０．５
ガラス繊維２０．０
ナイロン繊維２．０
硫黄１．７
加硫促進剤３．５
【００２５】
（３）単独ゴム層Ｃの製造
一般靴底用に用いられるゴムと、耐滑性が評価される溶液重合ＳＢＲからなるものであり、未加硫ゴムの状態で厚み３ｍｍ〜８ｍｍの範囲で所望の厚さに圧延する。具体的成分の一例は下記の通りである。
【００２６】
ＩＲ７０．０ｐｈｒ
溶液重合ＳＢＲ３０．０
ＺｎＯ５．０
ステアリン酸１．５
ホワイトカーボン１０．０
炭酸マグネシウム１５．０
ポリエチレングリコール０．５
硫黄１．７
加硫促進剤３．５
【００２７】
（４）氷結路面用耐滑材１の製造
上記の未加硫ガラス繊維混合ゴム層Ａと、未加硫複合繊維混合ゴム層Ｂと、未加硫単独ゴム層Ｃをそれぞれ厚さを６ｍｍに揃え、上記実施例の図１と同様に順次所望枚数重ね合わせて積層未加硫のゴムを所定の厚みにし加硫成型する。この時、実施例１と同様に未加硫ゴムは圧延方向が左右方向となるように積層する。そして加硫積層ゴムを、実施例１と同様に圧延方向と直角となるように厚さ３ｍｍ〜５ｍｍ程度に切断する。すると、ガラス短繊維とナイロン短繊維が切断面方向に向くので、この面が接地面となるようにする。
【００２８】
このように切断すると、実施例１と同様に、ガラス繊維混合ゴム層Ａにおいてはガラス短繊維２が、複合繊維混合ゴム層Ｂにおいてはガラス短繊維とナイロン短繊維からなる複合短繊維３が図３において上下方向に向く。また複合繊維混合ゴム層Ｂは図３においてその上側の面がガラス繊維混合ゴム層Ａより若干低く、また単独ゴム層Ｃはその上側の面が複合繊維混合ゴム層Ｂより若干低くなるようにする。すると、図３において上側の面を接地面とすると、ガラス繊維混合ゴム層Ａのガラス短繊維２が最初は路面に対し耐滑性能を発揮し、その後ガラス短繊維２が摩耗した頃に複合繊維混合ゴム層Ｂの複合短繊維３が耐滑性能を発揮し、結果として長期間にわたり耐滑性能を維持できることになる。さらに、単独ゴム層Ｃを配することにより、雪離れがよくなりガラス繊維混合ゴム層Ａや複合繊維混合ゴム層Ｂの表面に雪が固着するのを防止できる。
【実施例３】
【００２９】
次に、上記実施例１の氷結路面用耐滑材を配した本発明の履物底を図４及び図５に基づいて説明する。
【００３０】
上記実施例１で述べた氷結路面用耐滑材１を図４に示すように所望形状に切断する。そして、中空セラミックス配合ゴムで成型し所望の凹凸溝（図示せず）を施した積雪路面用履物底４の所定箇所にこの氷結路面用耐滑材１を接着する。接着方法としては加硫成型によってもよく、あるいは接着剤による接着であってもよい。なお、氷結路面用耐滑材１を積雪路面用履物底４に配置するに際し、図４に示すようにつま先側接地面の外周部は積雪路面用履物底４とし、氷結路面用耐滑材１が直接履物底の外周部に出ないようにしておいた方が、履き心地がよい。
【００３１】
なお、氷結路面用耐滑材１の形状は図示した形状に限られるものではなく、また、ガラス繊維混合ゴム層Ａと複合繊維混合ゴム層Ｂは履物底とした場合に前後方向に並行であっても、あるいは左右方向に並行であってもどちらでもよい。また、向きを変えて数カ所に配置するようにしてもよい。単独ゴム層Ｃを組み合わせた場合も同様である。
【００３２】
また、本発明の積雪路面用履物底４は通常積雪路面用の履物底として使用されているものであり、具体的成分の一例は下記の通りである。
【００３３】
ＳＢＲ７０．０ｐｈｒ
ＢＲ３０．０
ＥｍＣＯ3 ５．０
ステアリン酸１．５
ホワイトカーボン２０．０
ポリエチレングリコール０．５
硫黄１．７
加硫促進剤３．５
中空セラミックス１０．０
（セラミックス粒径は１２５μｍ〜３００μｍ）
【００３４】
そして、最終的な靴底とするには上記した履物底を靴底材５に接着して靴底とする。積雪路面用履物底４も氷結路面用耐滑材１もどちらも柔らかいゴムであるので、固いゴムで成型した靴底材５に本発明の履物底を接着して最終製品とするのである。
【００３５】
［性能確認試験］
次に、本発明の氷結路面用耐滑材の性能確認試験の結果について説明する。試験試料としては、上記した複合繊維混合ゴム層Ｂと基本構成は同じであってガラス繊維とナイロン繊維の混合割合を変化させたものを４種類と、上記した単独ゴム層Ｃと基本構成は同じであってその硬度や添加物の内容を変化させたものを６種類用意した。各試料は次の通りである。
【００３６】
試料１ガラス繊維とナイロン繊維の混合比が１０：１である複合繊維混合ゴム
試料２ガラス繊維とナイロン繊維の混合比が５．８：１である複合繊維混合ゴム
試料３ガラス繊維とナイロン繊維の混合比が３．８：１である複合繊維混合ゴム
試料４ガラス繊維とナイロン繊維の混合比が２：１である複合繊維混合ゴム
試料５硬度６２度の単独ゴム
試料６硬度６２度の単独ゴムに中空セラミックスを７％混合したもの
試料７硬度６２度の単独ゴムにガラス繊維をランダムに１０％混合したもの
試料８硬度４５度の単独ゴム
試料９硬度４５度の単独ゴムに中空セラミックスを７％混合したもの
試料１０硬度４５度の単独ゴムにガラス繊維をランダムに１０％混合したもの
【００３７】
静摩擦係数と動摩擦係数の測定結果を下記に示す。なお、本測定はＳＡＴＲＡＰＭ１４４：１９９９に基づいて行った。また、試験条件は次の通りであった。
床材の状態氷：０℃付近（−１℃〜±１℃）
試験環境２０℃±１℃、相対湿度６５±５％
荷重４００Ｎ
【００３８】
静摩擦係数動摩擦係数
試料１０．３６０．１１
試料２０．４２０．１０
試料３０．３３０．１２
試料４０．３２０．１２
試料５０．０３０．０１
試料６０．０７０．０３
試料７０．０９０．０１
試料８０．０３０．０１
試料９０．１００．０４
試料１００．０６０．０１
【００３９】
上記の試験結果より、本発明の氷結路面用耐滑材（試料１〜試料４）は何れも試料５〜試料１０のものに比べ、動摩擦係数，静摩擦係数の両者共に格段に優れた値となった。これは、ナイロン繊維とガラス繊維を混合して使用したことに基づく効果である。また、試料７や試料１０の結果よりガラス繊維混合ゴム層Ａについても、混合するガラス繊維をランダムに１０％程度混ぜたのではでは耐滑性能が不十分であることがわかった。
【００４０】
また、上記試料１〜試料４を利用して本発明の履物底を製造し、氷結路面と新雪路面で実履テストを行ったところ、何れの履物底も氷結路面と新雪路面の双方で非常に高い耐滑性能を発揮することが確認できた。これは、新雪状態の路面では図２や図３に示す凹凸が有効に作用することにより雪づまりせず、またアイスバーン状態の路面では複合繊維混合ゴム層のナイロン繊維とガラス繊維が有効に機能しているからである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の氷結路面用耐滑材は、滑りに対する防止効果が高い上に、その耐滑性能が長期にわたり持続するので、各種用途の履物について適用可能である。また、履物底の一部を本発明の氷結路面用耐滑材を使用するだけでも、氷結路面については高い耐滑性能が期待できる。
【００４２】
また、本発明の履物底は、氷結路面から積雪路面まで各種路面状況に対応でき、冬期の寒冷地や積雪地帯においては、この履物底を利用することにより歩行中の滑りに耐えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の氷結路面用耐滑材の製造方法を示す説明図である。
【図２】本発明の氷結路面用耐滑材の断面図である。
【図３】本発明の氷結路面用耐滑材の他の実施例の断面図である。
【図４】本発明の履物底の平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ａガラス繊維混合ゴム層
Ｂ複合繊維混合ゴム層
Ｃ単独ゴム層
１氷結路面用耐滑材
２ガラス繊維
３複合繊維
４積雪路面用履物底
５靴底

【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記、Ａ，Ｂ，Ｃのゴム層を、ＡとＢをほぼ並行に交互に又はＡとＢとＣをほぼ並行に任意の順で組み合わせて配置したことを特徴とする氷結路面用耐滑材。
Ａ：ゴムのマトリックスに底接地面に向かう方向を軸方向とするガラス短繊維を混合したガラス繊維混合ゴム層
Ｂ：ゴムのマトリックスに底接地面に向かう方向を軸方向とするガラス短繊維とナイロン短繊維を任意割合で混合した複合繊維混合ゴム層
Ｃ：繊維を混合しない単独ゴム層
【請求項２】
ガラス短繊維とナイロン短繊維の混合割合は１０：１〜２：１の範囲である請求項１記載の氷結路面用耐滑材。
【請求項３】
上記Ａ，Ｂ，Ｃの各ゴム層の厚さは、それぞれ３ｍｍ〜８ｍｍの範囲である請求項１記載の氷結路面用耐滑材。
【請求項４】
上記Ａ，Ｂ，Ｃの各ゴム層は、底接地面方向に対しＡ，Ｂ，Ｃの順に突出している請求項１記載の氷結路面用耐滑材。
【請求項５】
中空セラミックを混合したゴムにより形成し所望形状の凹凸溝を施した積雪路面用履物底の所望箇所に請求項１記載の氷結路面用耐滑材を配したことを特徴とする履物底。
【請求項６】
つま先側接地面の外周部は積雪路面用履物底とした請求項５記載の履物底。

【図１】