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WO2019203284A1 - 義足ソール用ゴム組成物及び義足用ソール - Google Patents

義足ソール用ゴム組成物及び義足用ソール Download PDF

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Publication number
WO2019203284A1
WO2019203284A1 PCT/JP2019/016541 JP2019016541W WO2019203284A1 WO 2019203284 A1 WO2019203284 A1 WO 2019203284A1 JP 2019016541 W JP2019016541 W JP 2019016541W WO 2019203284 A1 WO2019203284 A1 WO 2019203284A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
sole
prosthetic leg
prosthetic
rubber
leg
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/016541
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
秀之 桜井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP2020514422A priority Critical patent/JP7346387B2/ja
Publication of WO2019203284A1 publication Critical patent/WO2019203284A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/60Artificial legs or feet or parts thereof
    • A61F2/66Feet; Ankle joints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00Compositions of natural rubber
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/06Copolymers with styrene

Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition for a prosthetic leg sole and a sole for a prosthetic leg.
  • the artificial leg can be walked and run with peace of mind.
  • a sole for a prosthetic leg there has been little development of a sole for a prosthetic leg, and a part of a commercially available shoe sole or a part obtained by cutting and pasting a commercially available rubber sheet has been used.
  • Patent Document 1 a prosthetic leg having a leaf spring is known (for example, see Patent Document 1).
  • a grip with a road surface of the leaf spring is used. Because of its low nature, there is a possibility of slipping particularly when used in rainy weather, and an improvement in slip resistance has been desired.
  • Patent Document 2 discloses a technique for attaching a rubber sole to cover a spike in a prosthetic leg for competition.
  • development of a technique for improving the grip strength of the prosthetic leg sole has been desired rather than a technique for improving the slip resistance of the prosthetic leg sole.
  • it is often used for a long period of time, and it has been desired to improve the abrasion resistance of the sole.
  • an object of the present invention is to provide a rubber composition for a prosthetic leg sole capable of improving anti-slip properties and wear resistance when used in a prosthetic sole, and a prosthetic leg sole excellent in anti-slip property and wear resistance, Is to provide.
  • the present inventors have included a specific amount of styrene butadiene rubber in the rubber component as a component constituting the rubber composition, so that grips on dry and wet road surfaces can be obtained.
  • the wear resistance of the rubber composition can be increased, so that both the anti-slip property and the wear resistance are at a high level. I found out that they can be compatible.
  • the gist of the present invention is as follows.
  • the rubber composition for a prosthetic sole of the present invention includes a rubber component containing 50% by mass or more of styrene butadiene rubber, and a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 50 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. And carbon black having 110 to 149 m 2 / g.
  • the rubber composition for a prosthetic sole of the present invention preferably further comprises 5 to 40 parts by mass of a thermoplastic resin with respect to 100 parts by mass of the rubber component, and the thermoplastic resin is a petroleum resin, coal More preferably, it is at least one selected from the group consisting of a resin, a phenol resin, a rosin resin and a terpene resin. This is because the slip resistance when used for the sole of the artificial leg can be further enhanced.
  • the rubber component further contains natural rubber. This is because the wear resistance when used in the sole of the artificial leg can be further increased.
  • the sole for prosthetic limbs of the present invention is characterized by using the rubber composition for a prosthetic limb sole of the present invention.
  • the prosthetic leg sole is a contact of the prosthetic leg having a leaf spring shape extending to the toe side through the bending part and extending from the toe to the bending part side. It is attached to the area and has a bottom surface on which a pattern consisting of a plurality of irregularities is formed,
  • the bottom surface of the sole for prosthetic leg is a boundary line extending in the width direction of the foot portion through a contact point between the bottom surface of the prosthetic leg sole and a road surface in a state where a wearer who wears the prosthetic leg for standing is standing upright.
  • the negative ratio on the curved portion side with respect to the boundary line is 35 to 80%, and the negative ratio on the toe side with respect to the boundary line is 55% or less. This is because the slip resistance and the wear resistance can be compatible at a higher level.
  • the prosthetic leg sole of the present invention it is preferable that the prosthetic leg sole is directly or indirectly attached to the leaf spring. This is because the slip resistance and wear resistance of the present invention can be more effectively exhibited.
  • a rubber composition for a prosthetic leg sole that can improve anti-slip properties and wear resistance when used for a prosthetic sole, and a prosthetic leg sole excellent in anti-slip property and wear resistance. it can.
  • the rubber composition for a prosthetic sole of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “rubber composition”) includes a rubber component containing 50% by mass or more of styrene butadiene rubber, and 50 parts by mass relative to 100 parts by mass of the rubber component. And 90 parts by mass of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 110 to 149 m 2 / g.
  • the rubber component By including 50% by mass or more of styrene butadiene rubber in the rubber component as a component constituting the rubber composition, it is possible to improve the grip force on the dry road surface and the wet road surface, and further, N 2 SA of 110 to By including carbon black in the range of 149 m 2 / g, the wear resistance can be enhanced. As a result, when the rubber composition is used on the sole of a prosthetic leg, both the slip resistance and the wear resistance are improved. Is possible.
  • the rubber composition for a prosthetic sole of the present invention includes a rubber component.
  • the rubber component contains 50% by mass or more of styrene butadiene rubber (SBR).
  • SBR styrene butadiene rubber
  • the flexibility of the rubber is improved, and the grip power of the sole can be increased.
  • Slip resistance can be achieved.
  • the grip strength is low, so that sufficient anti-slip properties cannot be obtained.
  • the content of the styrene butadiene rubber in the rubber component is preferably 60% by mass or more. From the viewpoint of maintaining a high level of grip, the content of styrene butadiene rubber in the rubber component is preferably 100% by mass or less.
  • styrene butadiene rubber either emulsion polymerization SBR or solution polymerization SBR can be used. Furthermore, a commercial item can also be used and it can select suitably according to the performance requested
  • the styrene butadiene rubber may be modified or unmodified.
  • the rubber component may include a rubber other than the styrene butadiene rubber (hereinafter referred to as “other rubber component”) depending on the required performance.
  • Other rubber components are not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the purpose.
  • diene rubbers such as natural rubber (NR), butadiene rubber (BR) isoprene rubber (IR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), ethylene propylene diene rubber ( EPDM), ethylene propylene rubber (EPM), non-diene rubbers such as butyl rubber (IIR).
  • the other rubber components may be modified or unmodified.
  • the rubber component preferably further contains natural rubber among the other rubber components described above. This is because better wear resistance can be obtained.
  • the content of the natural rubber in the rubber component is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or more, and more preferably 15% by mass or more from the viewpoint of obtaining superior wear resistance. It is more preferable. Further, the content of the natural rubber is preferably 50% by mass or less from the viewpoint of maintaining a high level of anti-slip property.
  • the rubber composition for a prosthetic sole of the present invention further includes carbon black.
  • the carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 110 to 149 m 2 / g.
  • N 2 SA nitrogen adsorption specific surface area
  • the N 2 SA of the carbon black is preferably 110 to 149 m 2 / g, more preferably 115 to 149 m 2 / g, and particularly preferably 125 to 149 m 2 / g. preferable.
  • the nitrogen adsorption specific surface area can be measured by a single point method in accordance with ISO4652-1. For example, after immersing degassed carbon black in liquid nitrogen, The amount of nitrogen adsorbed is measured, and the nitrogen adsorption specific surface area (m 2 / g) can be calculated from the measured value.
  • the type of carbon black is not particularly limited except that it has N 2 SA described above.
  • any hard carbon produced by an oil furnace method can be used.
  • the type of carbon black is not particularly limited.
  • carbon black such as GPF, FEF, SRF, HAF, ISAF, IISAF, and SAF grade can be used.
  • the carbon black is preferably DBP (dibutyl phthalate) absorption amount is 80 ⁇ 160cm 3 / 100g, and more preferably 110 ⁇ 140cm 3 / 100g.
  • the carbon black structure is the size of a structure (aggregate of carbon black particles) formed as a result of the fusion and connection of spherical carbon black particles.
  • the DBP absorption amount of the carbon black is the amount of DBP (dibutyl phthalate) absorbed by 100 g of carbon black, and can be measured according to JIS K 6217-4 (2008).
  • the carbon black content is 50 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. This is because excellent wear resistance can be obtained while maintaining slip resistance. When the content of the carbon black is less than 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, sufficient wear resistance cannot be obtained, while the content of the carbon black is not sufficient. When it exceeds 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component, sufficient anti-slip properties cannot be obtained. From the same viewpoint, the carbon black content is preferably 50 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the rubber composition for a prosthetic sole of the present invention preferably further contains a thermoplastic resin in addition to the rubber component and carbon black described above.
  • a thermoplastic resin By including the thermoplastic resin, the flexibility of the rubber can be increased. Therefore, when the rubber composition for a prosthetic leg sole according to the present invention is used for the sole of the prosthetic leg, the grip force is increased and a higher slip resistance is obtained. be able to.
  • thermoplastic resin is not particularly limited, and various natural resins and synthetic resins can be used.
  • a petroleum resin, a coal resin, a phenol resin, a rosin resin, and a terpene are obtained from the point that superior slip resistance can be obtained. It is preferable to use at least one selected from the group consisting of a series resin, and it is more preferable to use at least a phenol resin.
  • the petroleum-based resin is a cracked oil fraction containing unsaturated hydrocarbons such as olefins and diolefins by-produced together with petrochemical basic raw materials such as ethylene and propylene by, for example, thermal decomposition of naphtha in the petrochemical industry.
  • petrochemical basic raw materials such as ethylene and propylene by, for example, thermal decomposition of naphtha in the petrochemical industry.
  • Examples of the petroleum-based resin a C 5 fraction obtained by thermal cracking of naphtha (co) polymer obtained by aliphatic petroleum resin (hereinafter sometimes referred to as “C 5 resins”.), Naphtha of the C 9 fraction obtained by thermal decomposition (co) polymer obtained by aromatic petroleum resin (hereinafter sometimes referred to as “C 9 resins”.), wherein the C 5 fraction and C 9 fraction Copolymer petroleum resin obtained by copolymerization of the components (hereinafter sometimes referred to as “C 5 -C 9 resin”), alicyclic compound petroleum resin such as hydrogenated or dicyclopentadiene Styrene resin such as styrene, substituted styrene, or a copolymer of styrene and another monomer.
  • C 5 resins a C 5 fraction obtained by thermal cracking of naphtha (co) polymer obtained by aliphatic petroleum resin
  • C 9 resins Naphtha of the C 9 fraction obtained by thermal decom
  • C 5 fraction obtained by thermal decomposition of naphtha usually contains olefins such as 1-pentene, 2-pentene, 2-methyl-1-butene, 2-methyl-2-butene and 3-methyl-1-butene.
  • olefins such as 1-pentene, 2-pentene, 2-methyl-1-butene, 2-methyl-2-butene and 3-methyl-1-butene.
  • hydrocarbons such as 2-methyl-1,3-butadiene, 1,2-pentadiene, 1,3-pentadiene, 3-methyl-1,2-butadiene and the like.
  • Specific examples of the C 9 fraction obtained include styrene homologues such as ⁇ -methylstyrene, ⁇ -methylstyrene, and ⁇ -methylstyrene, and indene homologues such as indene and coumarone.
  • Trade names include Petrogin made by Mitsui Petrochemical, Petlite made by Mikuni Chemical, Neopolymer made by Nippon Petrochemical, and Petcoal made by Toyo Soda.
  • modified petroleum resin modified petroleum resin comprising the C 9 fraction.
  • modified petroleum resin an unsaturated alicyclic compound modified with C 9 petroleum resins, C 9 petroleum resins modified with a compound having a hydroxyl group, C 9 petroleum resins modified with an unsaturated carboxylic acid compound can be mentioned.
  • Examples of the compound having a hydroxyl group include alcohol compounds and phenol compounds.
  • Specific examples of the alcohol compound include alcohol compounds having a double bond such as allyl alcohol and 2-butene-1,4 diol.
  • As the phenol compound alkylphenols such as phenol, cresol, xylenol, p-tert-butylphenol, p-octylphenol and p-nonylphenol can be used. These compounds having a hydroxyl group may be used alone or in combination of two or more.
  • the C 9 petroleum resin having a hydroxyl group after introduction of the ester group in the petroleum resin by thermal polymerization with petroleum distillate (meth) acrylic acid alkyl ester, a method of reducing the ester group, petroleum resin It can be produced by a method of hydrating the double bond after remaining or introducing the double bond therein.
  • the C 9 petroleum resin having a hydroxyl group can be used those obtained by the various methods as, Performance, viewed from the manufacturing aspect, it is preferred to use a phenol-modified petroleum resins.
  • the phenol-modified petroleum resins, obtained by cationic polymerization of the C 9 fraction in the presence of phenol, modified is easy and low cost. Examples of the phenol-modified C 9 petroleum resin, for example, Neo polymer -E-130 (manufactured by Nippon Petrochemicals).
  • the modified C 9 petroleum resin with an unsaturated carboxylic acid compound is capable of modifying the C 9 petroleum resin in an ethylenically unsaturated carboxylic acid.
  • ethylenically unsaturated carboxylic acids include (anhydrous) maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, tetrahydro (anhydrous) phthalic acid, (meth) acrylic acid or citraconic acid.
  • Unsaturated carboxylic acid-modified C 9 petroleum resin can be obtained by thermally polymerizing C 9 petroleum resin and ethylenically unsaturated carboxylic acid.
  • maleic acid-modified C 9 petroleum resin is preferable.
  • the unsaturated carboxylic acid-modified C 9 petroleum resin for example, Neo Polymer 160 (manufactured by Nippon Petrochemicals).
  • the C 9 fraction is not particularly limited, it is preferably a C 9 fraction obtained by thermal cracking of naphtha.
  • Specific examples include TS30, TS30-DL, TS35, TS35-DL, etc. of the Struktol series manufactured by SCHILL & SEILACHER.
  • examples of the coal-based resin include coumarone indene resin.
  • examples of the phenolic resin include alkylphenol formaldehyde resins and rosin-modified products thereof, alkylphenol acetylene resins, modified alkylphenol resins, terpene phenol resins, and the like. 1502 (manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), and p-tert-butylphenol acetylene resin colesin (manufactured by BASF).
  • C 5 fraction and C 9 fraction copolymer resin obtained by a C 9 fraction (co) polymerizing Group petroleum resins, phenolic resins and coumarone indene resins are preferred.
  • examples of the rosin resin include gum rosin, tall oil rosin, wood rosin, hydrogenated rosin, disproportionated rosin, polymerized rosin, modified rosin glycerin, and pentaerythritol ester.
  • examples of the terpene resin include terpene resins such as ⁇ -pinene, ⁇ -pinene, and dipentene, aromatic modified terpene resins, terpene phenol resins, and hydrogenated terpene resins.
  • terpene resins such as ⁇ -pinene, ⁇ -pinene, and dipentene
  • aromatic modified terpene resins aromatic modified terpene resins
  • terpene phenol resins terpene phenol resins
  • hydrogenated terpene resins hydrogenated terpene resins.
  • polymerized rosin, terpene phenol resin, and hydrogenated terpene resin are preferable from the viewpoint of wear resistance of the vulcanized rubber composition.
  • the content of the thermoplastic resin is not particularly limited, but when the rubber composition for a prosthetic leg sole of the present invention is used for the sole of a prosthetic leg, it has more excellent anti-slip properties without lowering the wear resistance.
  • the amount is preferably 5 to 40 parts by mass, more preferably 8 to 35 parts by mass, and particularly preferably 10 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the rubber composition for a prosthetic sole of the present invention can contain other components in addition to the above-described rubber component, carbon black, and thermoplastic resin to the extent that the effects of the invention are not impaired.
  • other components for example, in the rubber industry such as fillers other than the carbon black, anti-aging agents, crosslinking accelerators, crosslinking agents, crosslinking accelerators, oils, stearic acid, ozone degradation inhibitors, surfactants, etc.
  • the additive currently used normally can be included suitably.
  • filler other than the carbon black examples include silica and other inorganic fillers.
  • silica examples include wet silica, colloidal silica, calcium silicate, aluminum silicate, and the like.
  • the silica is preferably wet silica, and more preferably precipitated silica. This is because these silicas have high dispersibility and can further improve the low loss and wear resistance of the rubber composition.
  • Precipitated silica is agglomerated primary particles in the initial stage of production by allowing the reaction solution to react in a relatively high temperature, neutral to alkaline pH region to grow silica primary particles and then controlling to the acidic side. It is the silica obtained as a result.
  • As said aluminum hydroxide it is preferable to use Popelite (trademark, product made by Showa Denko) etc.
  • inorganic filler examples include aluminum hydroxide, clay, alumina, talc, mica, kaolin, glass balloon, glass beads, calcium carbonate, magnesium carbonate, magnesium hydroxide, magnesium oxide, titanium oxide, and potassium titanate. And barium sulfate.
  • the anti-aging agent may be a known one and is not particularly limited.
  • a phenol type anti-aging agent, an imidazole type anti-aging agent, an amine type anti-aging agent, etc. can be mentioned.
  • These anti-aging agents can be used alone or in combination of two or more.
  • cross-linking accelerator known ones can be used and are not particularly limited.
  • thiazole vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole and dibenzothiazyl disulfide; N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide, Nt-butyl-2-benzothiazylsulfenamide and the like Sulfenamide vulcanization accelerators; Guanidine vulcanization accelerators such as diphenylguanidine; tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetrabutylthiuram disulfide, tetradodecylthiuram disulfide, tetraoctylthiuram disulfide, tetrabenzylthiuram disulfide, di Examples include thiuram vulcanization accelerators such as pentamethylene thiuram tetrasulfide
  • the crosslinking agent is not particularly limited.
  • sulfur, a bismaleimide compound, etc. are mentioned.
  • the bismaleimide compound include N, N′-o-phenylene bismaleimide, N, N′-m-phenylene bismaleimide, N, N′-p-phenylene bismaleimide, N, N ′-( Illustrate 4,4'-diphenylmethane) bismaleimide, 2,2-bis- [4- (4-maleimidophenoxy) phenyl] propane, bis (3-ethyl-5-methyl-4-maleimidophenyl) methane, etc. Can do.
  • N, N′-m-phenylenebismaleimide, N, N ′-(4,4′-diphenylmethane) bismaleimide and the like can be preferably used.
  • the crosslinking accelerating aid examples include zinc white (ZnO) and fatty acids.
  • the fatty acid may be a saturated or unsaturated, linear or branched fatty acid, and the number of carbon atoms of the fatty acid is not particularly limited, but for example, a fatty acid having 1 to 30 carbon atoms, preferably 15 to 30 carbon atoms, More specifically, naphthenic acid such as cyclohexane acid (cyclohexanecarboxylic acid) and side chain alkylcyclopentane; hexanoic acid, octanoic acid, decanoic acid (including branched carboxylic acid such as neodecanoic acid), dodecanoic acid, tetradecane Examples thereof include saturated fatty acids such as acid, hexadecanoic acid, and octadecanoic acid (stearic acid); unsaturated fatty acids such as methacrylic acid, oleic acid, linole
  • silica when silica is contained as the filler, it is preferable to further contain a silane coupling agent. This is because the effect of reinforcing and low loss by silica can be further improved.
  • a well-known thing can be used suitably for a silane coupling agent.
  • the content of the preferred silane coupling agent varies depending on the type of silane coupling agent and the like, but is preferably in the range of 2 to 25% by mass and preferably in the range of 2 to 20% by mass with respect to silica. More preferably, it is particularly preferably 5 to 18% by mass. If the content is less than 2% by mass, the effect as a coupling agent is hardly exhibited, and if it exceeds 25% by mass, the rubber component may be gelled.
  • the oil is mainly used as a softening agent. In this invention, it can also contain in the range which does not reduce reinforcement properties, such as abrasion resistance, of the rubber composition for artificial leg soles of this invention.
  • the oil include conventionally known oils such as process oils such as aromatic oils, naphthenic oils, and paraffin oils, vegetable oils such as palm oil, and synthetic oils such as alkylbenzene oils.
  • the oil here is an oil added as a softening agent, and does not include oil contained in the oil-extended SBR or oil inevitably contained in the rubber composition.
  • the SBR any of non-oil-extended SBR and oil-extended SBR can be used.
  • the rubber composition The total amount of oil is preferably 40 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the method for adjusting the oil amount of the entire rubber composition is not particularly limited. For example, the method may be performed by adjusting the oil amount of oil-extended SBR or adjusting the amount of oil as the softening agent described above. Can do.
  • the sole for prosthetic limbs of the present invention is characterized by using the above-described rubber composition for a prosthetic limb sole of the present invention.
  • excellent slip resistance and wear resistance can be realized.
  • the prosthetic sole for the present invention can be applied to any prosthetic leg having the sole, but from the viewpoint of more effectively exhibiting the excellent slip resistance and wear resistance of the present invention, It is preferable to attach directly or indirectly to a leaf spring (leaf spring-like artificial leg) such as an artificial leg.
  • a leaf spring leaf spring-like artificial leg
  • FIG. 1 is a side view of an athletic prosthesis 1 to which a prosthetic leg sole 5 according to an embodiment of the present invention is attached.
  • the prosthetic foot 1 for competition has a leaf spring-like foot portion 2, and a sole 5 is attached to a contact area on the distal end side of the foot portion 2.
  • the base end part of the leg part 2 is connected to a socket via an adapter, and can be made to wear by accommodating the stump of a wearer's leg in a socket.
  • the adapter and the socket those corresponding to the stump position of the foot such as a thigh prosthesis and a crus prosthesis are used.
  • FIG. 1 shows a foot 2 and a prosthetic leg sole 5 in an upright state of a wearer who wears the prosthetic leg 1 for competition.
  • the side where the foot 2 is connected to the adapter is referred to as the connection side, and the side which contacts the road surface S is the ground side. That's it.
  • the toe T of the prosthetic leg 1 for competition refers to the foremost point where the foot 2 extends from the connection side and terminates.
  • the direction extending in parallel to the road surface S from the toe T is referred to as the prosthetic leg advancement direction.
  • the direction over the width direction of the foot 2 is referred to as the width direction W.
  • the foot part 2 of the prosthetic leg 1 for competition has a shape extending in a plate shape toward the toe T via at least one curved part, in the illustrated example, one curved part 3.
  • the foot 2 includes, in order from the connection side to the ground side, a straight portion 2 a, a curved portion 2 b that is convex toward the toe T side, and a curved portion 3 that is convex toward the rear side in the front-rear direction of the artificial leg.
  • the curved portion 2c is concave on the grounding side, and the grounding portion 4 extends on the toe T side in an arc shape convex to the grounding side.
  • the prosthetic leg 1 for competition may be a leg 2 having a shape other than that shown in FIG. 1 depending on the type of competition and the will of the athlete.
  • leg part 2 is not limited, it is suitable to use a carbon fiber reinforced plastic etc. from a viewpoint of intensity
  • the grounding portion 4 of the foot has a contact area 4s extending from the toe T to the curved portion 3 side on the grounding side, and a prosthetic leg sole 5 is attached to the contact area 4s.
  • the contact area 4s refers to the entire area that comes into contact with the road surface S when the wearer who wears the prosthetic leg 1 for the competition performs a straight traveling operation.
  • the sole 5 is attached, the contact area 4s 5 abuts against the road surface S.
  • the prosthetic sole 5 is attached to the contact area 4s via an adhesive, but the attachment means is not limited to the adhesive, and may be attached using a fastener such as a belt.
  • the adhesive is applied so as to cover at least the contact area 4s, but from the viewpoint of securing the adhesiveness of the end portion. Further, it may protrude from the contact area 4s toward the curved portion 2c.
  • the sole 5 is mounted in direct contact with the contact area 4s, but a cushion material (not shown) may be interposed between the prosthetic sole 5 and the contact area 4s.
  • a cushion material EVA or urethane resin can be suitably used.
  • the prosthetic leg sole 5 of the present invention has a sole bottom surface 5s made of a plurality of irregularities.
  • the sole bottom surface 5s has a shape in which the arcs X1 and X2 are continuous from the toe T side to the curved portion 3 side, and the contact area 4s of the foot portion 2 is formed. It has a shape according to the extended shape.
  • the arc X1 and the arc X2 in the contact area 4s of the foot 2 have different curvature radii, but may have the same curvature radius.
  • the region 4s may not have an arc shape.
  • the sole bottom of the prosthetic leg sole 5 of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “the bottom of the prosthetic leg sole”) 5s is the prosthetic leg in a state where the prosthetic leg 1 for competition is worn and the wearer stands upright.
  • a line extending in the width direction W of the foot portion 2 through the contact C between the bottom surface 5s of the sole and the road surface S is defined as a boundary line CL (see FIGS. 3A and 3B).
  • CL boundary line extending in the width direction W of the foot portion 2 through the contact C between the bottom surface 5s of the sole and the road surface S
  • the side and the other side have different performance.
  • the contact C between the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole and the road surface S is a point that first contacts the road surface S when the wearer stands upright.
  • the wearer's upright state means that the wearer is a healthy leg that does not wear a prosthetic leg when only one is a prosthetic leg, and the prosthetic leg 1 for competition is supported from the state where the body is supported by one prosthetic leg when both are prosthetic legs. It refers to a state where it is lowered onto the road surface S and first comes into contact with the road surface S.
  • the contact point C between the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole and the road surface S is determined by the shape of the prosthetic leg, the mounting mode, and the like. (For example, in this embodiment, as shown in FIG.
  • the boundary line CL of the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole is based on the point C that is a contact point with the road surface S in the upright state of the wearer. It becomes.
  • FIGS. 2A to 2D explain step-by-step the operation of the foot 2 and the ground contact form of the sole bottom surface 5s when the wearer wearing the competition artificial leg 1 having the above-described structure travels straight ahead. It is a figure for doing.
  • the upper part of each drawing is a side view of the foot 2 and the sole 5 of the prosthetic leg 1 for competition, and the lower part of each figure is the above-mentioned prosthetic leg when the wearer wearing the prosthetic leg 1 for the competition performs a straight running operation.
  • the transition of the ground contact form on the bottom surface 5s of the sole is shown.
  • FIG. 2A shows a state in which the game prosthetic leg 1 lifted by the wearer is lowered onto the road surface S and the entire weight is loaded on the game prosthetic leg 1.
  • the curved portion 3 side of the sole bottom surface 5s from the point C is grounded.
  • FIG. 2B is a figure which shows the state which the wearer stepped on, after loading FIG. From FIG.
  • FIG. 2B in the case of running a healthy person, the bottom of the sole of the shoe is generally in the form of stepping down in order from the heel side to the toe side of the sole, but in the case of the prosthetic leg 1 for competition, It can be seen that the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole is in contact with the road surface S on the curved portion 3 side opposite to the toe T side from the first ground contact.
  • FIG. 2C is a diagram illustrating a state in which the wearer swings forward the foot opposite to the side on which the game prosthetic leg 1 is worn and starts kicking out the game prosthetic leg 1 after FIG. 2B. As shown in FIG.
  • FIG. 2C when the kicking-out operation is started, it can be seen that in the prosthetic leg 1 for competition, the bottom surface 5s of the sole for prosthetic leg is in contact with the road surface S closer to the toe T than the point C.
  • FIG. 2D is a diagram illustrating a state immediately before take-off after the wearer kicks the prosthetic leg 1 for competition away from the road surface S after FIG. 2C. From FIG. 2D, it can be seen that, in order to kick out from the toe T on the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole, the toe T is further grounded on the toe T side than FIG. 2C.
  • the bottom 5s of the prosthetic leg sole is provided. Is curved with a line extending in the width direction of the foot portion passing through a contact point C between the bottom surface 5s of the prosthetic foot sole and the road surface in a state where the wearer who wears the prosthetic leg for standing is standing upright. It divided
  • the negative ratio of the curved portion side Q1 with respect to the boundary line CL is 35 to 35 from the viewpoint of achieving both slip resistance and wear resistance at a higher level. It is preferably 80%, and the negative ratio of the toe side Q2 from the boundary line CL is 55% or less (including 0%).
  • the bending portion side Q1 of the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole performs a stepping operation in a state where the wearer first lands and the overall weight is loaded on the prosthetic leg 1 for competition.
  • This is the area to perform. Therefore, in order to maintain the balance of the entire body even when the wearer applies the total weight to the prosthetic leg 1 for competition, it is important to sufficiently grip the road surface S and realize high slip resistance.
  • the toe side Q2 of the bottom surface 5s of the sole for prosthetic leg is an area for the wearer to swing forward the leg opposite to the side on which the prosthetic leg 1 for competition is worn and to kick out the prosthetic leg 1 for competition. is there.
  • the toe side Q2 Since the toe side Q2 is grounded in order toward the toe T and is grounded so that the wearer pushes and slides the road surface S on the sole bottom surface 5s, it is an area where wear is particularly likely to progress. Therefore, the toe side Q2 of the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole needs to have higher wear resistance than the curved part side Q1. Accordingly, the negative ratio (35 to 80%) on the curved portion side Q1 with respect to the boundary line CL becomes larger than the negative ratio (55% or less) on the toe side Q2 so that slip resistance and wear resistance are improved. Both can be improved.
  • the negative ratio refers to the ratio of the area in plan view of the concave portion with respect to the road surface S in the total area of the sole bottom surface 5s of the prosthetic leg sole having irregularities in plan view.
  • the curved portion side Q1 and the toe side Q2 of the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole are each further divided into two in the front and rear direction of the prosthetic leg progression. It is more preferable.
  • the negative rate of the part Q1-1 on the toe T side from the center M1 of the maximum length L1 in the prosthetic leg advancement direction is 40 to 80%
  • the negative rate of the other part Q1-2 of the curved part side Q1 is 35 to 60%
  • the negative rate of the part Q2-1 located closer to the toe side of the toe side Q2 of the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole is 0 to 15%
  • the negative rate of the portion Q2-2 located closer to the curved portion side is 25 to 55%.
  • a portion Q1-1 on the toe T side of the center M1 of the maximum length L1 in the prosthetic leg forward and backward direction is an area where landing is first performed. Therefore, it is necessary to reliably prevent slipping in order to balance this. Therefore, by providing a higher negative rate and higher drainage performance than the other part Q1-2 of the curved part side Q1 of the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole, slip is more reliably prevented and further stabilized. Travel can be realized.
  • the portion Q1-2 on the curved portion side of the center M1 of the maximum length L1 in the forward and backward direction of the artificial leg is the first grounded portion of the prosthetic leg 1 for competition.
  • the ground contact portion has changed to the curved portion 3 side from Q1-1, that is, the side opposite to the traveling direction.
  • the portion Q1-2 on the curved portion side of the center M1 of the maximum length L1 of the prosthetic leg advancement direction the movement of the upper body that the wearer tries to move forward and the movement of the ground contact portion are temporarily reversed. Therefore, high propulsive force is required for the second half kick-out operation of the ground contact form.
  • the portion Q1-2 has higher rigidity than the portion Q1-1.
  • the stepping operation can be smoothly connected to the kicking operation, and a high propulsive force can be realized.
  • the toe side Q2 of the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole corresponds to the arc X1 continuous from the toe T with a constant radius of curvature in FIG.
  • the portion Q2-1 located closer to the toe side is finally grounded when the wearer wearing the prosthetic leg 1 performs the kicking operation. Tended to cause more severe wear.
  • the portion Q2-1 located closer to the curved portion side needs to have particularly high wear resistance. That is, at the toe side Q2 of the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole, the portion Q2-1 has higher wear resistance than the remaining portion Q2-2, thereby protecting the sole 5 from severe wear and extending the service life. It can be effectively prolonged.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the pattern of the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole 5 of the present invention.
  • the bottom surface 5s of the prosthetic leg sole shown in FIG. 4 has a shape in which a square corner is rounded in a plan view by forming a concave groove in the sole bottom surface 500s in Q10.
  • land portions 16a and 16b are arranged on the curved portion 3 side with respect to the land portion 15.
  • the land portions 16 a and 16 b have a shape in which square corners are rounded in a plan view by forming a concave groove in the sole bottom surface 500 s and have a larger area in the plan view than the land portion 15.
  • the land portion 16b has a larger area in plan view than the land portion 16a.
  • land portions 17a and 17b having the same shape as the land portion 16a and the land portion 16b are also partitioned in the toe side portion Q2. Furthermore, a land portion 18a having a shape with rounded rectangular corners in plan view is formed on the toe T side of the toe side portion Q2 from the land portions 17a and 17b, and the toe T side from the land portion 18a is formed.
  • the semi-land portion 18b is partitioned in such a manner that the depth of the groove gradually decreases toward the toe T side.
  • a plurality of linear grooves 19 a and 19 b that are inclined with respect to the width direction W are continuously arranged along the width direction W on the toe T side of the semi-land portion 18 b.
  • the linear groove 19a and the linear groove 19b are inclined in the opposite directions with respect to the width direction W.
  • the bottom ratio 5s of the prosthetic leg sole has a negative ratio on the curved portion side Q1 larger than the negative ratio on the toe side Q2 with respect to the boundary line CL.
  • a prosthetic sole manufactured using the rubber composition for prosthetic limbs of Sample 1-5 (Example of the present invention) was attached to the prosthetic limb according to a conventional method. After that, wearing a prosthetic leg, I walked and walked on the wet iron plate road surface above the manhole, the white line of the pedestrian crossing, and the stone pavement, and performed sensory evaluation. For reference, a commercially available sole was attached to a prosthetic leg according to the information, and then the same sensory evaluation was performed. For the evaluation, “A” is the one that did not feel uneasy to slip on any road surface, “B” is the one that felt uneasy to slip slightly on any road surface, and the balance was obtained by sliding on any road surface. The thing which felt the possibility of breaking was set as "C” evaluation. The evaluation results are shown in Table 2.
  • Anti-aging agent contains N-phenyl-N ′-(1,3-dimethylbutyl) -p-phenylenediamine (“NOCRACK 6C” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) * 7: Vulcanization acceleration
  • the agents are 1,3-diphenylguanidine ("Noxeller D” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.), N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (“Noxeller CZ-G” manufactured by Ouchi New Chemical Co., Ltd.) And di-2-benzothiazolyl disulfide (“Noxeller DM-P” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.) * 10: Petroleum hydrocarbon process oil, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd., trade name “DAIAANA PROCESS OIL NS -28 " * 11: C 5 -C 9 resin, manufactured by Tosoh Corporation "Petro
  • a rubber composition for a prosthetic leg sole that can improve anti-slip properties and wear resistance when used for a prosthetic sole, and a prosthetic leg sole excellent in anti-slip property and wear resistance. it can.
  • Prosthetic leg for competition 2 foot part, 2a: straight line part, 2b, 2c: curved part 3: curved part 4: grounding part, 4s: contact area 5: sole for artificial leg, 5s, 500s: bottom surface 15 of prosthetic leg sole 16a, 16b, 17a, 17b, 18a: Land part, 18b: Semi-land part 19a, 19b: Straight groove X1, X2: Arcs Q1, Q1-1, Q1-2: Curved part side part, Q2, Q2-1 , Q2-2: Toe side

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Abstract

義足のソールに用いた際、防滑性及び耐摩耗性を向上させることができる義足ソール用ゴム組成物を提供することを目的とする。 前記課題を解決するべく、本発明は、スチレンブタジエンゴムを50質量%以上含有するゴム成分と、前記ゴム成分100質量部に対して50~90質量部の、窒素吸着比表面積(N2SA)が110~149m2/gであるカーボンブラックと、を含むことを特徴とする。

Description

義足ソール用ゴム組成物及び義足用ソール
 本発明は、義足ソール用ゴム組成物及び義足用ソールに関するものである。
 一般に、義足は、安心して歩行及び走行できることが望まれている。これまで、義足のためのソールが特別に開発されることは少なく、市販のシューズのソールの一部を転用したものや、市販のゴムシートを切り貼りしたものが用いられていた。
 また、競技用の義足の1つとして、板ばねを備えるものが知られているが(例えば、特許文献1を参照。)、板ばねを有する義足を使用する場合、板ばねの路面とのグリップ性が低いことから、特に雨天での使用時に滑る可能性があり、防滑性の向上が望まれていた。
 競技用の義足にソールを装着する技術としては、例えば特許文献2には、競技用の義足において、スパイクをカバーするためにラバーソールを装着する技術が開示されている。
 しかしながら、義足のソールの防滑性を向上させるための技術ではなく、義足のソールのグリップ力を向上させるための技術について、開発が望まれていた。さらに、義足は、一度装着すると長期間使用することが多く、ソールの耐摩耗性についても、向上が望まれていた。
特開2017-35324号公報 特開2016-150189号公報
 そのため、本発明の目的は、義足のソールに用いた際、防滑性及び耐摩耗性を向上させることができる義足ソール用ゴム組成物、並びに、防滑性及び耐摩耗性に優れた義足用ソール、を提供することにある。
 本発明者らは、上記課題を解決するべく検討を行った結果、ゴム組成物を構成する成分として、ゴム成分中に特定量のスチレンブタジエンゴムを含有させることで、乾燥路面及び湿潤路面におけるグリップ力を向上させるとともに、特定範囲の窒素吸着比表面積を有するカーボンブラックを含有させることによって、ゴム組成物の耐摩耗性を高めることができるため、防滑性及び耐摩耗性のいずれについても高いレベルで両立できることを見出した。
 本発明の要旨は以下の通りである。
 本発明の義足ソール用ゴム組成物は、スチレンブタジエンゴムを50質量%以上含有するゴム成分と、前記ゴム成分100質量部に対して50~90質量部の、窒素吸着比表面積(N2SA)が110~149m2/gであるカーボンブラックと、を含むことを特徴とする。
 上記構成を具えることによって、義足のソールに用いた際、防滑性及び耐摩耗性を向上させることができる。
 また、本発明の義足ソール用ゴム組成物では、前記ゴム成分100質量部に対して5~40質量部の熱可塑性樹脂を、さらに含むことが好ましく、前記熱可塑性樹脂が、石油系樹脂、石炭系樹脂、フェノール系樹脂、ロジン系樹脂及びテルペン系樹脂、からなる群より選択される少なくとも一種であることがより好ましい。義足のソールに用いた際の防滑性をより高めることができるためである。
 さらに、本発明の義足ソール用ゴム組成物では、前記ゴム成分が、天然ゴムをさらに含有することが好ましい。義足のソールに用いた際の耐摩耗性をより高めることができるためである。
 本発明の義足用ソールは、上記本発明の義足ソール用ゴム組成物を用いたことを特徴とする。
 上記構成を具えることによって、優れた防滑性及び耐摩耗性を実現できる。
 また、本発明の義足用ソールでは、前記義足用ソールは、湾曲部を介して爪先側へ延びる板ばね状の足部を有する競技用義足の、前記爪先から前記湾曲部側へ延在する接地域に装着され、複数の凹凸からなるパターンが形成された底面を有し、
 前記義足用ソールの底面は、前記競技用義足を着用した着用者が直立した状態での、前記義足用ソールの底面と路面との接点を通って前記足部の幅方向に延びる線を境界線としたとき、前記境界線よりも前記湾曲部側のネガティブ比率が35~80%であり、且つ、前記境界線よりも前記爪先側のネガティブ比率が55%以下であることが好ましい。防滑性及び耐摩耗性を、より高いレベルで両立できるためである。
 さらに、本発明の義足用ソールでは、該義足用ソールが、直接又は間接的に、板ばねに装着されることが好ましい。本発明の防滑性及び耐摩耗性を、より効果的に発揮できるためである。
 本発明によれば、義足のソールに用いた際、防滑性及び耐摩耗性を向上させることができる義足ソール用ゴム組成物、並びに、防滑性及び耐摩耗性に優れた義足用ソール、を提供できる。
本発明の一実施形態に係るソールが装着された競技用義足の側面図である。 競技用義足が着用され、着用者が直進走行を行った場合における、足部の動作と接地形態を段階的に説明するための図である。 競技用義足が着用され、着用者が直進走行を行った場合における、足部の動作と接地形態を段階的に説明するための図である。 競技用義足が着用され、着用者が直進走行を行った場合における、足部の動作と接地形態を段階的に説明するための図である。 競技用義足が着用され、着用者が直進走行を行った場合における、足部の動作と接地形態を段階的に説明するための図である。 (a)及び(b)は、ソ本発明の一実施形態に係るソールの底面について模式的に示した図である。 本発明の一実施形態に係る義足用ソールのソール底面のパターンの一例を示した図である。
 以下に、本発明の義足ソール用ゴム組成物及び義足用ソールの実施形態について、詳細に例示説明する。
<義足ソール用ゴム組成物>
 本発明の義足ソール用ゴム組成物(以下、単に「ゴム組成物」ということがある。)は、スチレンブタジエンゴムを50質量%以上含有するゴム成分と、 前記ゴム成分100質量部に対して50~90質量部の、窒素吸着比表面積(N2SA)が110~149m2/gであるカーボンブラックと、を含む。
 ゴム組成物を構成する成分として、ゴム成分中に50質量%以上のスチレンブタジエンゴムを含有させることで、乾燥路面及び湿潤路面におけるグリップ力を向上させることができ、さらに、N2SAが110~149m2/gの範囲のカーボンブラックを含有させることによって、耐摩耗性を高めることができる結果、ゴム組成物を義足のソールへ用いた際、防滑性及び耐摩耗性のいずれについても向上させることが可能となる。
(ゴム成分)
 本発明の義足ソール用ゴム組成物は、ゴム成分を含む。そして、前記ゴム成分は、スチレンブタジエンゴム(SBR)を50質量%以上含有する。
 上述したように、スチレンブタジエンゴムを50質量%以上含有することで、ゴム組成物を義足のソールへ適用した際、ゴムの柔軟性が向上し、ソールのグリップ力を高めることができるため、高い防滑性を実現できる。前記ゴム成分中のスチレンブタジエンゴムの含有量が50質量%未満の場合には、グリップ力が低くなるため、十分な防滑性を得ることができない。
 同様の観点から、前記ゴム成分中のスチレンブタジエンゴムの含有量は、60質量%以上であることが好ましい。また、高いレベルのグリップ力を維持する観点からは、前記ゴム成分中のスチレンブタジエンゴムの含有量は、100質量%以下であることが好ましい。
 なお、前記スチレンブタジエンゴムについては、乳化重合SBR、溶液重合SBRのいずれをも用いることができる。さらに、市販品を用いることもでき、要求される性能に応じて、適宜選択することができる。また、前記スチレンブタジエンゴムについては、変性したものであっても、未変性のものであってもよい。
 また、前記ゴム成分については、上述したスチレンブタジエンゴム以外にも、要求される性能に応じて、前記スチレンブタジエンゴム以外のゴム(以下、「その他のゴム成分」という。)を含むことができる。
 その他のゴム成分については、特に限定はされず、目的に応じて適宜選択することが可能である。例えば、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)イソプレンゴム(IR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)等のジエン系ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、エチレンプロピレンゴム(EPM)、ブチルゴム(IIR)等の非ジエン系ゴムが挙げられる。なお、前記その他のゴム成分については、変性したものであっても、未変性のものであってもよい。
 また、前記ゴム成分は、上述したその他のゴム成分の中でも、天然ゴムをさらに含有することが好ましい。より優れた耐摩耗性が得られるためである。
 ここで、前記ゴム成分における天然ゴムの含有量については、特に限定はされないが、より優れた耐摩耗性が得られる観点からは、10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましい。また、前記天然ゴムの含有量は、高いレベルの防滑性を維持する観点からは、50質量%以下であることが好ましい。
(カーボンブラック)
 本発明の義足ソール用ゴム組成物は、上述したゴム成分に加えて、カーボンブラックをさらに含む。
 ここで、前記カーボンブラックについては、窒素吸着比表面積(N2SA)が110~149m2/gである。
 N2SAが110~149m2/gであるカーボンブラックを用いることで、ゴム組成物の補強性と適度な柔軟性を両立することができ、防滑性を維持しつつ優れた耐摩耗性を得ることができる。
 前記N2SAが149m2/gを超えると、加硫後のゴムの硬度が高くなるため、十分な防滑性を得ることができず、前記N2SA 110m2/g未満の場合には、ゴムの補強性が弱くなるため、十分な耐摩耗性を得ることができない。同様の観点から、前記カーボンブラックのN2SAは、110~149m2/gであることが好ましく、115~149m2/gであることがより好ましく、125~149m2/gであることが特に好ましい。
 なお、前記窒素吸着比表面積については、ISO4652-1に準拠して単点法にて測定することができ、例えば脱気したカーボンブラックを液体窒素に浸漬させた後、平衡時においてカーボンブラック表面に吸着した窒素量を測定し、測定値から窒素吸着比表面積(m2/g)を算出できる。
 なお、前記カーボンブラックの種類については、上述したN2SAを有すること以外は、特に限定はされない。例えば、オイルファーネス法により製造された任意のハードカーボンを用いることができる。カーボンブラックの種類については、特に限定はされず、例えば、GPF、FEF、SRF、HAF、ISAF、IISAF、SAFグレード等のカーボンブラックを用いることができる。
 また、前記カーボンブラックについては、DBP(ジブチルフタレート)吸収量が80~160cm3/100gであることが好ましく、110~140cm3/100gであることがより好ましい。ストラクチャを適正範囲に収めたカーボンブラックを用いることで、ゴム組成物の補強性と防滑性をより高いレベル両立することができるためである。
 なお、カーボンブラックのストラクチャとは、球状のカーボンブラック粒子がそれぞれ融着し、繋がった結果、形成された構造体(カーボンブラック粒子の凝集体)の大きさのことである。
 また、前記カーボンブラックのDBP吸収量については、カーボンブラック100gが吸収するDBP(ジブチルフタレート)の量のことであり、JIS K 6217-4(2008年)に準拠して測定することができる。
 前記カーボンブラックの含有量については、前記ゴム成分100質量部に対して、50~90質量部である。防滑性を維持しつつ優れた耐摩耗性を得ることができるためである。
 前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して50質量部未満の場合には、十分な耐摩耗性を得ることができず、一方、前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して90質量部を超えると、十分な防滑性を得ることができない。
 同様の観点から、前記カーボンブラックの含有量は、前記ゴム成分100質量部に対して、50~80質量部であることが好ましい。
(熱可塑性樹脂)
 本発明の義足ソール用ゴム組成物は、上述したゴム成分及びカーボンブラックに加えて、熱可塑性樹脂をさらに含むことが好ましい。
 前記熱可塑性樹脂を含むことによって、ゴムの柔軟性を高めることができるため、本発明の義足ソール用ゴム組成物を義足のソールに用いた際、グリップ力を高め、より優れた防滑性を得ることができる。
 ここで、前記熱可塑性樹脂については、特に限定はされず、種々の天然樹脂及び合成樹脂を使用することができる。また、本発明の義足ソール用ゴム組成物を義足のソールに用いた際に、より優れた防滑性が得られる点からは、石油系樹脂、石炭系樹脂、フェノール系樹脂、ロジン系樹脂及びテルペン系樹脂、からなる群より選択される少なくとも一種を用いることが好ましく、少なくともフェノール系樹脂を用いることがより好ましい。
 前記合成樹脂において、石油系樹脂は、例えば石油化学工業のナフサの熱分解により、エチレン、プロピレン等の石油化学基礎原料とともに副生するオレフィンやジオレフィン等の不飽和炭化水素を含む分解油留分を混合物のままフリーデルクラフツ型触媒により重合して得られる樹脂である。前記石油系樹脂としては、ナフサの熱分解によって得られるC留分を(共)重合して得られる脂肪族系石油樹脂(以下、「C系樹脂」と呼ぶことがある。)、ナフサの熱分解によって得られるC留分を(共)重合して得られる芳香族系石油樹脂(以下、「C系樹脂」と呼ぶことがある。)、前記C留分とC留分を共重合して得られる共重合系石油樹脂(以下、「C-C系樹脂」と呼ぶことがある。)、水素添加系やジシクロペンタジエン系等の脂環式化合物系石油樹脂、スチレン、置換スチレン又はスチレンと他のモノマーとの共重合体等のスチレン系樹脂等が挙げられる。
 ナフサの熱分解によって得られるC留分には、通常1-ペンテン、2-ペンテン、2-メチル-1-ブテン、2-メチル-2-ブテン、3-メチル-1-ブテン等のオレフィン系炭化水素、2-メチル-1,3-ブタジエン、1,2-ペンタジエン、1,3-ペンタジエン、3-メチル-1,2-ブタジエン等のジオレフィン系炭化水素等が含まれる。また、C留分を(共)重合して得られる芳香族系石油樹脂は、ビニルトルエン、インデンを主要なモノマーとする炭素数9の芳香族を重合した樹脂であり、ナフサの熱分解によって得られるC留分の具体例としては、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、γ-メチルスチレン等のスチレン同族体やインデン、クマロン等のインデン同族体等が挙げられる。商品名としては、三井石油化学製ペトロジン、ミクニ化学製ペトライト、日本石油化学製ネオポリマー、東洋曹達製ペトコール等がある。
 さらに、本発明では、作業性の観点から、前記C留分からなる石油樹脂を変性した変性石油樹脂を好適に使用することができる。前記変性石油樹脂としては、不飽和脂環式化合物で変性したC系石油樹脂、水酸基を有する化合物で変性したC系石油樹脂、不飽和カルボン酸化合物で変性したC系石油樹脂等が挙げられる。
 また、水酸基を有する化合物としては、アルコール化合物やフェノール化合物等が挙げられる。アルコール化合物の具体例としては、例えば、アリルアルコール、2-ブテン-1,4ジオール等の二重結合を有するアルコール化合物が挙げられる。フェノール化合物としては、フェノール、クレゾール、キシレノール、p-tert-ブチルフェノール、p-オクチルフェノール、p-ノニルフェノール等のアルキルフェノール類を使用できる。これらの水酸基を有する化合物は、単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。また、水酸基を有するC系石油樹脂は、石油留分とともに(メタ)アクリル酸アルキルエステル等を熱重合して石油樹脂中にエステル基を導入した後、該エステル基を還元する方法、石油樹脂中に二重結合を残存又は導入した後、当該二重結合を水和する方法、等によって製造することができる。水酸基を有するC系石油樹脂としては、前記のように各種の方法により得られるものを使用できるが、性能面、製造面から見て、フェノール変性石油樹脂等を使用するのが好ましい。該フェノール変性石油樹脂は、C留分をフェノールの存在下でカチオン重合して得られ、変性が容易であり、低価格である。前記フェノール変性C系石油樹脂としては、例えば、ネオポリマー-E-130(新日本石油化学製)が挙げられる。
 さらに、前記不飽和カルボン酸化合物で変性したC系石油樹脂は、C系石油樹脂をエチレン性不飽和カルボン酸で変性することができる。かかるエチレン性不飽和カルボン酸の代表的なものとして、(無水)マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、テトラヒドロ(無水)フタール酸、(メタ)アクリル酸又はシトラコン酸等が挙げられる。不飽和カルボン酸変性C系石油樹脂は、C系石油樹脂及びエチレン系不飽和カルボン酸を熱重合することで得ることができる。本発明においては、マレイン酸変性C系石油樹脂が好ましい。不飽和カルボン酸変性C系石油樹脂としては、例えば、ネオポリマー160(新日本石油化学製)が挙げられる。
 また、ナフサの熱分解によって得られるC留分とC留分の共重合樹脂を好適に使用することができる。ここで、C留分としては、特に制限はないが、ナフサの熱分解によって得られたC留分であることが好ましい。具体的には、SCHILL&SEILACHER社製Struktolシリーズの、TS30、TS30-DL、TS35、TS35-DL等が挙げられる。
 なお、前記合成樹脂において、石炭系樹脂としては、クマロンインデン樹脂等が挙げられる。
 また、前記合成樹脂において、フェノール系樹脂としては、アルキルフェノールホルムアルデヒド系樹脂及びそのロジン変性体、アルキルフェノールアセチレン系樹脂、変性アルキルフェノール樹脂、テルペンフェノール樹脂等が挙げられ、具体的にはノボラック型アルキルフェノール樹脂のヒタノール1502(日立化成工業社製)、p-tert-ブチルフェノールアセチレン樹脂のコレシン(BASF社製)等が挙げられる。
 これらの合成樹脂の中で、配合されたゴム組成物の耐摩耗性の観点から、C留分とC留分の共重合樹脂、C留分を(共)重合して得られる芳香族系石油樹脂、フェノール系樹脂及びクマロンインデン樹脂が好ましい。
 前記天然樹脂において、ロジン系樹脂としては、ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、水素添加ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、変性ロジンのグリセリン、ペンタエリスリトールエステル等が挙げられる。
 また、前記天然樹脂において、テルペン系樹脂としては、α-ピネン系、β-ピネン系、ジペンテン系等のテルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、水素添加テルペン樹脂等が挙げられる。
 これら天然樹脂の中でも、加硫ゴム組成物の耐摩耗性の観点から、重合ロジン、テルペンフェノール樹脂、水素添加テルペン樹脂が好ましい。
 前記熱可塑性樹脂の含有量については、特に限定はされないが、本発明の義足ソール用ゴム組成物を義足のソールに用いた際に、耐摩耗性を低下させることなく、より優れた防滑性が得られる点から  は、前記ゴム成分100質量部に対して5~40質量部であることが好ましく、8~35質量部であることがより好ましく、10~30質量部であることが特に好ましい。
 前記熱可塑性樹脂の含有量を、前記ゴム成分100質量部に対して5質量部以上とすることで、より優れた防滑性が得られ、前記ゴム成分100質量部に対して40質量部以下とすることで、耐摩耗性の低下を抑えることができる。
(その他の成分)
 本発明の義足ソール用ゴム組成物は、上述したゴム成分、カーボンブラック及び熱可塑性樹脂の他にも、その他の成分を、発明の効果を損なわない程度に含むことができる。
 その他の成分としては、例えば、前記カーボンブラック以外の充填材、老化防止剤、架橋促進剤、架橋剤、架橋促進助剤、オイル、ステアリン酸、オゾン劣化防止剤、界面活性剤等のゴム工業で通常使用されている添加剤を適宜含むことができる。
 前記カーボンブラック以外の充填材としては、例えば、シリカ、その他の無機充填材等が挙げられる。
 前記シリカとしては、例えば、湿式シリカ、コロイダルシリカ、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられる。
 上述した中でも、前記シリカは、湿式シリカであることが好ましく、沈降シリカであることがより好ましい。これらのシリカは、分散性が高く、ゴム組成物の低ロス性及び耐摩耗性をより向上できるためである。なお、沈降シリカとは、製造初期に、反応溶液を比較的高温、中性~アルカリ性のpH領域で反応を進めてシリカ一次粒子を成長させ、その後酸性側へ制御することで、一次粒子を凝集させる結果得られるシリカのことである。
 また、前記水酸化アルミニウムとしては、ハイジライト(登録商標、昭和電工製)等を用いることが好ましい。
 なお、前記無機充填材としては、例えば、水酸化アルミニウム、クレー、アルミナ、タルク、マイカ、カオリン、ガラスバルーン、ガラスビーズ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、チタン酸カリウム、硫酸バリウム等が挙げられる。
 前記老化防止剤としては、公知のものを用いることができ、特に制限されない。例えば、フェノール系老化防止剤、イミダゾール系老化防止剤、アミン系老化防止剤等を挙げることができる。これら老化防止剤は、1種又は2種以上を併用することができる。
 前記架橋促進剤としては、公知のものを用いることができ、特に制限されるものではない。例えば、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド等のチアゾール系加硫促進剤;N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド、N-t-ブチル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラドデシルチウラムジスルフィド、テトラオクチルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系加硫促進剤;ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛等のジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤;ジアルキルジチオリン酸亜鉛等が挙げられる。
 前記架橋剤についても、特に制限はされない。例えば、硫黄、ビスマレイミド化合物等が挙げられる。
 前記ビスマレイミド化合物の種類については、例えば、N,N’-o-フェニレンビスマレイミド、N,N’-m-フェニレンビスマレイミド、N,N’-p-フェニレンビスマレイミド、N,N’-(4,4’-ジフェニルメタン)ビスマレイミド、2,2-ビス-[4-(4-マレイミドフェノキシ)フェニル]プロパン、ビス(3-エチル-5-メチル-4-マレイミドフェニル)メタンなどを例示することができる。本発明では、N,N’-m-フェニレンビスマレイミド及びN,N’-(4,4’-ジフェニルメタン)ビスマレイミド等を好適に用いることができる。
 前記架橋促進助剤については、例えば、亜鉛華(ZnO)や脂肪酸等が挙げられる。脂肪酸としては、飽和若しくは不飽和、直鎖状若しくは分岐状のいずれの脂肪酸であってもよく、脂肪酸の炭素数も特に制限されないが、例えば炭素数1~30、好ましくは15~30の脂肪酸、より具体的にはシクロヘキサン酸(シクロヘキサンカルボン酸)、側鎖を有するアルキルシクロペンタン等のナフテン酸;ヘキサン酸、オクタン酸、デカン酸(ネオデカン酸等の分岐状カルボン酸を含む)、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸(ステアリン酸)等の飽和脂肪酸;メタクリル酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の不飽和脂肪酸;ロジン、トール油酸、アビエチン酸等の樹脂酸などが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。本発明においては、亜鉛華及びステアリン酸を好適に用いることができる。
 また、前記充填材としてシリカを含有する場合には、シランカップリング剤をさらに含有することが好ましい。シリカによる補強性及び低ロス性の効果をさらに向上させることができるからである。なお、シランカップリング剤は、公知のものを適宜使用することができる。好ましいシランカップリング剤の含有量については、シランカップリング剤の種類などにより異なるが、シリカに対して、好ましくは2~25質量%の範囲であることが好ましく、2~20質量%の範囲であることがより好ましく、5~18質量%であることが特に好ましい。含有量が2質量%未満ではカップリング剤としての効果が充分に発揮されにくく、また、25質量%を超えるとゴム成分のゲル化を引き起こすおそれがある。
 前記オイルは、主に軟化剤として用いられる。本発明においては、本発明の義足ソール用ゴム組成物の耐摩耗性等の補強性を低下させない範囲で含有することもできる。 
 前記オイルの種類としては、従来公知のものが挙げられ、例えば、アロマティック油、ナフテニック油、パラフィン油等のプロセスオイルや、やし油等の植物油、アルキルベンゼンオイル等の合成油等がある。
 なお、ここでいうオイルとは、軟化剤として添加するオイルであり、油展SBRに含まれるオイルや、ゴム組成物中に不可避的に含まれるオイルについては含まれない。
 なお、本発明の義足ソール用ゴム組成物では、前記SBRとして、非油展のSBR及び油展SBRのいずれも用いることができるが、優れた耐摩耗性を維持する点からは、ゴム組成物全体でのオイル量が、前記ゴム成分100質量部に対して、40質量部以下であることが好ましい。
 前記ゴム組成物全体のオイル量を調整する方法については、特に限定はされないが、例えば、油展SBRのオイル量を調整したり、上述した軟化剤としてのオイルの量を調整することによって行うことができる。
<義足用ソール>
 次に本発明の義足用ソールについて説明する。
 本発明の義足用ソールは、上述した本発明の義足ソール用ゴム組成物を用いたことを特徴とする。
 本発明の義足ソール用ゴム組成物を用いることによって、優れた防滑性及び耐摩耗性を実現できる。
 ここで、本発明用の義足用ソールについては、ソールを備えるあらゆる義足へ適用することができるが、本発明の優れた防滑性及び耐摩耗性をより効果的に発揮できる観点からは、競技用義足のような、板ばね(板ばね状の義足)に、直接又は間接的に装着されることが好ましい。
 図1は、本発明の一実施形態に係る義足用ソール5が装着された競技用義足1の側面図である。競技用義足1は、板ばね状の足部2を有し、該足部2の先端側の接地域にソール5が装着されている。
 なお、図示は省略しているが、足部2の基端部は、アダプタを介してソケットに接続され、ソケットに着用者の足の断端を収容することによって、着用させることができる。アダプタ及びソケットは、大腿義足、下腿義足等、足の断端位置に応じたものが用いられる。図1は、競技用義足1を着用した着用者の直立状態における足部2及び義足用ソール5を示している。
 以下、本実施形態では、競技用義足の高さ方向(義足装着時の高さ方向)において、足部2がアダプタと接続される側を接続側といい、路面Sと接地する側を接地側という。また、競技用義足1の爪先Tとは、足部2が接続側から延びて終端する最先の点を指す。さらに、爪先Tから路面Sに平行に延在する方向を、義足進行前後方向という。さらに、足部2の幅方向にわたる向きを、幅方向Wという。
 本実施形態において、前記競技用義足1の足部2は、少なくとも1の湾曲部、図示例では1の湾曲部3を介して、爪先T側へ板状に延びる形状を有している。加えて、図1に示すように、前記足部2は、接続側から接地側へ順に、直線部2a、爪先T側へ凸の曲線部2b、義足進行前後方向後側へ凸の湾曲部3、接地側に凹の曲線部2c及び接地側に凸となる弧状に爪先T側に延びる接地部4から構成されている。ただし、前記競技用義足1については、競技の種類や、競技者の意志によって、図1に示した以外の形状を有する足部2とすることも可能である。
 また、足部2の材質は限定されないが、強度及び軽量化の観点から、炭素繊維強化プラスチック等を用いることが好適である。
 前記足部の接地部4は、接地側に、爪先Tから湾曲部3側へ延在する接地域4sを有し、この接地域4sに義足用ソール5が装着されている。前記接地域4sは、競技用義足1を着用した着用者が直進走行動作を行った際に、路面Sと当接する全領域を指し、ソール5が装着された状態では、接地域4sは、ソール5を介して路面Sと当接する。
 なお、義足用ソール5は、接地域4sに接着剤を介して装着されているが、装着手段は接着剤に限られず、ベルト等の締結具を用いて装着されてもよい。また、前記接着剤を介して義足用ソール5が接地域4sに装着される場合、接着剤は、少なくとも接地域4sを覆ように塗布されるが、端部の接着性を確保する観点からは、接地域4sから曲線部2cの方向へはみ出していてもよい。
 さらに、本実施形態では、ソール5が接地域4sと直接当接して装着されるが、義足用ソール5と接地域4sとの間にクッション材(図示せず)が介在していてもよい。ここで、クッション材の材料としては、EVAやウレタン系樹脂を好適に用いることができる。
 本発明の義足用ソール5の一実施形態は、複数の凹凸からなるソール底面5sを有している。また、本実施形態では、図1に示すとおり、前記ソール底面5sが、爪先T側から湾曲部3側へ、弧X1及びX2が連なる形状を有しており、前記足部2の接地域4sの延在形状に従って形状を有している。なお、本実施形態では、前記足部2の接地域4sにおける、弧X1と弧X2とが、互いに異なる曲率半径を有しているが、同じ曲率半径を有していてもよく、また、接地域4sが弧状有していなくてもよい。
 また、本発明の義足用ソール5のソール底面(以下、「義足用ソールの底面」ということがある。)5sは、競技用義足1が着用され、着用者が直立した状態での、前記義足用ソールの底面5sと路面Sとの接点Cを通って、前記足部2の幅方向Wに延びる線を境界線CL(図3(a)及び(b)を参照。)としたとき、一方側と他方側で、異なる性能を備えている。ここで、前記義足用ソールの底面5sと路面Sとの接点Cは、着用者が直立に至る際に、最初に路面Sと接触する点である。前記着用者の直立状態とは、着用者が、一方のみが義足の場合は義足を着用しない健常足で、両方が義足の場合は一方の義足で体を支えた状態から、競技用義足1を路面Sに降ろして最初に路面Sと接触した状態を指す。
 なお、前記義足用ソールの底面5sと路面Sとの接点Cは義足の形状や装着態様等によって決定されものである。(例えば、本実施形態では、図1Bに示すように、ソール底面5sの爪先Tを始端とする義足進行前後方向最大長さL1の60%~70%の点から幅方向Wに延びる領域に位置している。)つまり、後述する実験により得られた接地形態に関する知見により、前記義足用ソールの底面5sの境界線CLは、着用者の直立状態における路面Sとの接点である点Cが基準となる。
 上述した、本発明の義足用ソール5のソールの底面5sの接地形態の実験結果について、図2A~図2Dを用いて、以下に説明する。ここで、図2A~図2Dは、上記の構成を有する競技用義足1を着用した着用者が直進走行を行った場合における、足部2の動作とソール底面5sの接地形態を段階的に説明するための図である。各図面の上部は、競技用義足1の足部2及びソール5の側面図であり、各図面の下部は、競技用義足1を着用した着用者が直進走行動作を行った際の、前記義足用ソールの底面5sの接地形態の変遷を示している。
 接地形態の実験結果について、図2Aは、着用者が持ち上げた競技用義足1を路面Sに降ろし、全体重が競技用義足1に負荷された状態を示している。図面の下部に示すとおり、ソール底面5sの、点Cよりも湾曲部3側が接地している。
 また、図2Bは、図2Aの後に、着用者が全体重を競技用義足1に負荷したままで、踏み込んだ状態を示す図である。図2Bから、健常者の走行の場合、靴のソールの底面は、ソールの踵側から爪先側に向けて順に接地していく踏み込み形態が一般的であるが、競技用義足1の場合、前記義足用ソールの底面5sは、最初に接地したところから、爪先T側とは逆の湾曲部3側で路面Sと接触していることがわかる。
 さらに、図2Cは、図2Bの後に、着用者が、競技用義足1を着用した側と反対の足を前方に振り出し、競技用義足1の蹴り出し動作を開始した状態を示す図である。図2Cから、蹴り出し動作に入ると、競技用義足1では、前記義足用ソールの底面5sの、点Cよりも爪先T側で路面Sと接触していることがわかる。
 さらにまた、図2Dは、図2Cの後に、着用者が競技用義足1を路面Sから離して蹴り出す、離陸直前の状態を示す図である。図2Dから、前記義足用ソールの底面5sの爪先Tから蹴り出すために、図2Cよりもさらに爪先T側で接地していることがわかる。
 そして、上述した図2A~図2Dに示す結果を踏まえ、本発明の一実施形態に係る義足用ソール5では、図3(a)及び(b)に示すように、前記義足用ソールの底面5sを、前記競技用義足を着用した着用者が直立した状態での、前記義足用ソールの底面5sと路面との接点Cを通って前記足部の幅方向に延びる線を境界線CLとして、湾曲部側Q1と爪先側Q2とに分割した。
 さらに、本発明の一実施形態に係る義足用ソール5では、より高いレベルで防滑性と耐摩耗性とを両立できる観点から、前記境界線CLよりも前記湾曲部側Q1のネガティブ比率が35~80%であり、且つ、前記境界線CLよりも前記爪先側Q2のネガティブ比率が55%以下(0%も含む)であることが好ましい。
 前記義足用ソールの底面5sの湾曲部側Q1は、図2A及び図2Bに示しているように、着用者が最初に着地し、全体重が競技用義足1に負荷された状態で踏み込み動作を行う領域である。そのため、着用者が競技用義足1に全体重を負荷しても体全体のバランスを保つため、路面Sと十分にグリップし、高い防滑性を実現することが重要である。
 一方、前記義足用ソールの底面5sの爪先側Q2は、着用者が、競技用義足1を着用した側と反対の足を前方に振り出し、競技用義足1の蹴り出し動作を行うための領域である。爪先側Q2は、爪先Tに向けて順に接地し、着用者がソール底面5sで路面Sを押して滑らせるように接地していくため、特に摩耗が進展しやすい領域となっていた。そのため、前記義足用ソールの底面5sの爪先側Q2は、耐摩耗性能を湾曲部側Q1よりも高める必要がある。
 したがって、前記境界線CLよりも前記湾曲部側Q1のネガティブ比率(35~80%)を、前記爪先側Q2のネガティブ比率(55%以下)よりも大きくなることで、防滑性と耐摩耗性のいずれも向上させることができる。
 ここで、ネガティブ比率とは、凹凸を有する前記義足用ソールのソール底面5sの平面視での総面積中における、路面Sに対して凹となる部分の平面視での面積の割合を指す。上記構成により、走行時に高い推進力を発揮させることができる。
 さらに、前記義足用ソールの底面5sについては、図3(b)に示すように、前記義足用ソールの底面5sの湾曲部側Q1及び爪先側Q2を、それぞれさらに義足進行前後方向に二分割することがより好ましい。
 具体的には、前記義足用ソールの底面5sの湾曲部側Q1のうち、義足進行前後方向最大長さL1の中心M1よりも爪先T側の部分Q1-1のネガティブ率が40~80%、湾曲部側Q1の他の部分Q1-2のネガティブ率が35~60%であり、前記義足用ソールの底面5sの爪先側Q2のうち、より爪先側に位置する部分Q2-1のネガティブ率が、0~15%、より湾曲部側に位置する部分Q2-2のネガティブ率が、25~55%であることが、特に好ましい。
 前記義足用ソールの底面5sの湾曲部側Q1については、義足進行前後方向最大長さL1の中心M1よりも爪先T側の部分Q1-1は、最初に着地する領域であり、着用者が体のバランスを取るために、確実にスリップを防止することが必要である。よって、前記義足用ソールの底面5sの湾曲部側Q1の他の部分Q1-2よりも、ネガティブ率を高かめ、より高い排水性能を備えることによって、より確実にスリップを防止し、さらに安定した走行を実現することができる。また、前記義足用ソールの底面5sの湾曲部側Q1において、義足進行前後方向最大長さL1の中心M1よりも湾曲部側の部分Q1-2は、競技用義足1において、最初に接地した部分Q1-1よりも湾曲部3側、即ち進行方向とは反対側に接地部分が変遷している。義足進行前後方向最大長さL1の中心M1よりも湾曲部側の部分Q1-2では、着用者が前に進もうとする上半身の動きと、接地部分の動きとが一時的に逆になっており、接地形態の後半の蹴り出し動作に向けて、高い推進力が必要となる。そこで、まず、部分Q1-2については、部分Q1-1よりも高い剛性を備えることが肝要である。部分Q1-2において、部分Q1-1よりも高い剛性を備えることによって、踏み込み動作を蹴り出し動作にスムーズに繋げ、高い推進力を実現することができる。
 一方、前記義足用ソールの底面5sの爪先側Q2については、図1における、爪先Tから一定の曲率半径で連続する弧X1に対応する。前記義足用ソールの底面5sの爪先側Q2のうち、より爪先側に位置する部分Q2-1は、競技用義足1を着用した着用者が、蹴り出し動作を行う際に、最後に接地して、より激しい摩耗が発生する傾向があった。よって、より湾曲部側に位置する部分Q2-1では、特に高い耐摩耗性能を有する必要がある。即ち、前記義足用ソールの底面5sの爪先側Q2において、部分Q2-1は、残りの部分Q2-2よりも高い耐摩耗性能を備えることによって、激しい摩耗からソール5を保護し、使用寿命を効果的に長期化することができる。
 上述したネガティブ比率を変えるための具体的手段については、特に限定はされず、例えば、前記義足用ソールの底面5sに形成された溝等による、凹凸からなるパターンを用いる方法が挙げられる。以下に、ソール底面5sの凹凸からなるパターンによってガティブ比率を変える場合について説明する。図4は、本発明の義足用ソール5の、底面5sのパターンの一例を示した図である。
 図4で示された 義足用ソールの底面5sは、Q10に、ソール底面500sに凹溝を形成することによって、平面視にて正方形の角が丸められた形状を有する、陸部15が複数区画されている。また、接地領域Q10には、陸部15よりも湾曲部3側に、陸部16a及び16bが配置されている。陸部16a及び16bは、ソール底面500sに凹溝を形成することによって、平面視にて正方形の角が丸められた形状を有し、陸部15よりも平面視における面積が大きい。また、陸部16aよりも陸部16bの方が平面視における面積が大きい。さらに、爪先側部Q2にも、陸部16a及び陸部16bと同様の形状を有する陸部17a及び17bが区画されている。さらに、爪先側部Q2の、陸部17a及び17bよりも爪先T側には、平面視にて矩形の角が丸められた形状を有する陸部18aが形成され、陸部18aよりも爪先T側に、爪先T側に向かうにつれて溝の深さが漸減する態様で、半陸部18bが区画されている。また、半陸部18bよりも爪先T側に、幅方向Wに対して傾斜する直線溝19a及び19bが、幅方向Wに沿って連続して複数配置されている。直線溝19aと、直線溝19bとは、幅方向Wに対して逆の向きに傾斜している。
 上述したパターンを有することで、前記義足用ソールの底面5sは、前記境界線CLよりも前記湾曲部側Q1のネガティブ比率が、前記爪先側Q2のネガティブ比率よりも大きくなる。
 以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は、下記の実施例に何ら限定されるものではない。
<サンプル1-1~1-9>
 表1に示す条件で、義足ソール用ゴム組成物の各サンプルを調製した。なお、各成分の配合量については、ゴム成分100質量部に対する量(質量部)で示している。
<評価>
(1)耐摩耗性
 義足ソール用ゴム組成物の各サンプルを、160℃15分で加硫処理した後、ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温の条件下、スリップ率が80%での摩耗量を測定し、その逆数を算出した。
 評価については、表1に示す組成の基準ゴム組成物を用い、基準のゴム組成物に想定される摩耗量の逆数を100としたときの指数で表示し、指数値が大きい程、摩耗量が少なく耐摩耗性に優れることを示す。評価結果を表1に示す。
(2)ウェットグリップ性(防滑性)
 義足ソール用ゴム組成物の各サンプルを、160℃15分で加硫処理した後、長径40mm、短径20mmの測定冶具に合うように切り出し、測定冶具に固定した状態で、湿潤鉄板路面上に押し付けて往復させるときに発生する摩擦力をロードセルで測定し、動摩擦係数を算出した。なお、摩擦力を測定した際の温度は15℃とした。
 評価については、表1に示す組成の基準ゴム組成物を用い、基準のゴム組成物に想定される抵抗値を100としたときの指数で表示し、指数値が大きい程、ウェットグリップ性が高く、防滑性に優れることを示す。評価結果を表1に示す。
(3)総合評価
 上述した、(1)耐摩耗性、及び、(2)ウェットグリップ性の指数値を合計したものを、総合評価指標値とし、以下の基準に従って評価した。評価結果を表1に示す。
◎:耐摩耗性及びウェットグリップ性のいずれについても、指数値が105以上である。
○:耐摩耗性及びウェットグリップ性のいずれについても100以上であり、且つ、いずれか一方の指標値が105以上である。
△:耐摩耗性又はウェットグリップ性のいずれか一方の指数値が105以上であるが、他方の指数値が100以下である。
×:耐摩耗性及びウェットグリップ性のいずれについても、指数値が100以下である。
(4)ウェットグリップ性(使用者からの評価)
 サンプル1-5(本発明例)の義足用ゴム組成物を用いて作製した義足用ソールを、定法に従って義足に貼り付けた。その後、義足を装着し、マンホールの上等の湿潤鉄板路面、横断歩道の白線、石畳上を走行歩行し、官能評価を行った。また、参考として、市販のソールを、情報に従って義足に貼り付けた後、同様の官能評価を行った。
 評価については、いずれの路面状況においても滑る不安を感じなかったものを「A」とし、いずれかの路面において少し滑る不安を感じたものを「B」とし、いずれかの路面において滑ってバランスを崩すおそれを感じたものを「C」評価とした。評価結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
*1:RSS#3
*2:油展スチレンブタジエンゴム、JSR社製「JSR0150」
*3:昭和キャボット製「ショウブラック N134」、N2SA 146m2/g
*4:昭和電工社製「ハイジライト H-43M」
*5:マイクロクリスタリンワックス、日本精蝋社製「オゾエース0280」
*6:老化防止剤は、N-フェニル-N’-(1,3-ジメチルブチル)-p-フェニレンジアミン(大内新興化学工業社製「ノクラック6C」)を含有する
*7:加硫促進剤は、1,3-ジフェニルグアニジン(大内新興化学工業社製「ノクセラーD」)、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(大内新興化学工業社製「ノクセラー CZ-G」)及びジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド(大内新興化学工業社製「ノクセラーDM-P」)を含有する
*10:石油系炭化水素プロセスオイル、出光興産社製、商品名「DAIANA PROCESS OIL NS-28」
*11:C-C系樹脂、東ソー社製「ペトロタック90」
*12:ロジン系樹脂、ハリマ化成社製「ハリタックAQ-100B」
*13:フェノール系樹脂、BASF社製
*14:C系樹脂、日本ゼオン社製「クイントンA100」
*15:芳香族系石油樹脂、日石ネオポリマー社製「日石ネオポリマー 140」
*16:テルペンフェノール樹脂、ヤスハラケミカル社製「YSポリスターS145」
*17:ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド、エスアンドエスジャパン社製「VP1405」
*18:ハイシスブタジエンゴム、日本ゼオン社製「Nipol BR1220N」
 表1の結果から、本発明例に該当するサンプルについては、比較例のサンプルに比べて、総合評価が高く、耐摩耗性と防滑性とがより高いレベルで両立できていることがわかった。また、表2の結果から、本発明例のサンプルを用いた義足用ソールは、使用者に防滑性に優れる評価を与えることがわかった。
 本発明によれば、義足のソールに用いた際、防滑性及び耐摩耗性を向上させることができる義足ソール用ゴム組成物、並びに、防滑性及び耐摩耗性に優れた義足用ソール、を提供できる。
1:競技用義足
2:足部、 2a:直線部、 2b、2c:曲線部
3:湾曲部
4:接地部、 4s:接地域
5:義足用ソール、 5s、500s:義足用ソールの底面
15、16a、16b、17a、17b、18a:陸部、 18b:半陸部
19a、19b:直線溝
X1、X2:弧
Q1、Q1-1、Q1-2:湾曲部側部、 Q2、Q2-1、Q2-2:爪先側部

Claims (7)

  1. スチレンブタジエンゴムを50質量%以上含有するゴム成分と、
    前記ゴム成分100質量部に対して50~90質量部の、窒素吸着比表面積(N2SA)が110~149m2/gであるカーボンブラックと、
    を含むことを特徴とする、義足ソール用ゴム組成物。
  2. 前記ゴム成分100質量部に対して5~40質量部の熱可塑性樹脂を、さらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の義足ソール用ゴム組成物。
  3. 前記熱可塑性樹脂が、石油系樹脂、石炭系樹脂、フェノール系樹脂、ロジン系樹脂及びテルペン系樹脂、からなる群より選択される少なくとも一種であることを特徴とする、請求項2に記載の義足ソール用ゴム組成物。
  4. 前記ゴム成分が、天然ゴムをさらに含有することを特徴とする、請求項1~3のいずれか1項に記載の義足ソール用ゴム組成物。
  5. 請求項1~4のいずれか1項に記載の義足ソール用ゴム組成物を用いたことを特徴とする、義足用ソール。
  6. 前記義足用ソールが、直接又は間接的に、板ばねに装着されることを特徴とする、請求項5に記載の義足用ソール。
  7. 前記義足用ソールは、湾曲部を介して爪先側へ延びる板ばね状の足部を有する競技用義足の、前記爪先から前記湾曲部側へ延在する接地域に装着され、複数の凹凸からなるパターンが形成された底面を有し、
    前記義足用ソールの底面は、前記競技用義足を着用した着用者が直立した状態での、前記義足用ソールの底面と路面との接点を通って前記足部の幅方向に延びる線を境界線としたとき、前記境界線よりも前記湾曲部側のネガティブ比率が35~80%であり、且つ、前記境界線よりも前記爪先側のネガティブ比率が55%以下であることを特徴とする、請求項5又は6に記載の義足用ソール。
     
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