[논문]미드솔의 경도 및 두께가 스포츠화의 굽힘 특선에 미치는 영향

박차철

미드솔의 경도 및 두께가 스포츠화의 굽힘 특선에 미치는 영향
The Effects of Hardness and Thickness of Midsole on the Bending Properties of Footwear 원문보기

엘라스토머 = Elastomer, v.41 no.2, 2006년, pp.125 - 130

초록
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폴리우레탄(PU)과 폴리에틸렌비닐아세터이트(EVA) 미드솔이 스포츠화의 굽힘 강성에 미치는 영향을 이해하기 위하여 두께와 경도가 다른 중창으로 스포츠화를 제조하여 중창이 스포츠화의 굽힘특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 스포츠화의 굽힘 모멘트는 굽힘 각도 $19^{\circ}$에서 나타나기 시작했으며, 이 초기 굽힘각도는 중창의 경도나 두께에 무관한 것으로 나타났다. 중창의 경도 및 두께가 증가함에 따라 스포츠화의 굽힘 모멘트의 값은 현저하게 증가하는 경향을 나타내었다. 발포체 시트나 미드솔 자체만으로 비교하였을 때보다 스포츠화의 굽힘 강성이 미드솔의 두께나 경도 등 신발의 설계에 따라 더욱 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

To understand the effect of midsole on the bending stiffness of footwear, bending moment is studied with various hardness and thickness of polyurethane(PU) and poly(ethyl one-co-vinylacetate)(EVA) foams which composed in footwear midsole. The initial bending moment of footwear was appeared at $19^{\circ}$ on bending angle of footwear, and this bending angle was not depend on thickness and hardness of midsole. The bending moments of footwear were also increased with increase of the hardness and thickness of misole which were composed in footwear. Increased hardness and increased thickness of foam and midsole also cause a greater bending moment of the sports shoe, respectively.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

연구는 거의 보고되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 스포츠화의 중창으로 사용하는 PU 및 EVA 발포체로 경도와 두께가 다른 중창을 제작하고 각 중창의 조건이 운동화의 및 중창의 굽힘 특성에 미치는 영향을 고찰하였다.

제안 방법

제조하였다. EVA 발포체는 비닐아세테이트의 함량이 22 mol%, 용융지수가 2.0인 EVA를 발포제 및 기타조제를 사용하여 1차 발포한 발포체를 가열압착 성형하여 발포체 및 중창을 제조하였다. PU 및 EVA 발포체는 경도 45+2, 52+2, 59±2 및 66±2로 제조하였으며, 제조된 각 발포체의 특성은 Table 1과 같다.
PU 및 EVA 발포체를 사용하여 세 가지 종류의 두께와 네가지 종류의 경도로 발포체 시트 중창및 동일한 중창으로 스포츠화를 제조하여 중창이 스포츠화의 굽힘특성에 미치는 영향을 고찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.
) 를 이용하여 분석하였다. 굴곡이 일어나는 동작은 뒤꿈치가 바닥에 착지하는 순간(heel-strike)부터 발가락이 지면에서 떨어지는 순간(toe-off)까지를 측정하였다. 보행 실험에 사용된 스포츠화는 경도 52 이며 중창의 전족부의 두께가 10 ㎜이며 후족부가 20 ㎜로 제작하였다.
굽힘력 측정은 실온에서 등속원운동을 하는 운동화 굽힘 력 즉정장치(Shoe Bending Moment measurement, DI07, 한국)로 측정하였다. 측정 대상 스포츠화를 지그로 굽힘모멘트 측정 장치에 장착한 후 굽힘 속도 100 rpm으로 굽힘각도 0°에서 50°사이의 굽힘 모멘트를 측정하였으며, 5회 반복 측정한 평균값을 취하였다.
반복측정 시 회복시간은 3 초로 하였다. 굽힘모멘트 측정을 위하여 운동화 내부에 발모양의 모형을 삽입하여 운동화내부를 보행 시와 유사한 환경을 유지하였다.
보행실험을 위한 피험자는 하지에 어떠한 상해의 경험도 없고 주행자세가 일반적인 피험자를 선정하여 스포츠화의 측면에 굴곡이 일어나지 않는 부위에 표시점을 부착하여 측정을 용이하게 한 후, 트레드밀 위에서 10 km/h의 속도로 보행을 실시하였다. 이 때, 측면에서 고속카메라(DVC-9800, JVC, Japan)를 이용하여 초당 120 fteune으로 촬영을 실시하고, 전족부위의 굴곡각도의 변화를 동작분석기 (motion analyzer, APAS system 2002, Ariel, U.
이 때, 측면에서 고속카메라(DVC-9800, JVC, Japan)를 이용하여 초당 120 fteune으로 촬영을 실시하고, 전족부위의 굴곡각도의 변화를 동작분석기 (motion analyzer, APAS system 2002, Ariel, U.S.A.) 를 이용하여 분석하였다. 굴곡이 일어나는 동작은 뒤꿈치가 바닥에 착지하는 순간(heel-strike)부터 발가락이 지면에서 떨어지는 순간(toe-off)까지를 측정하였다.
DI07, 한국)로 측정하였다. 측정 대상 스포츠화를 지그로 굽힘모멘트 측정 장치에 장착한 후 굽힘 속도 100 rpm으로 굽힘각도 0°에서 50°사이의 굽힘 모멘트를 측정하였으며, 5회 반복 측정한 평균값을 취하였다. 반복측정 시 회복시간은 3 초로 하였다.

대상 데이터

PU 발포체는 폴리올(국내 동성화학 MR-83320)과 이소시아네이트(국내 동성화학 MR3200)를 혼합 후 몰등에서 성형하여 발포체를 제조하였다. EVA 발포체는 비닐아세테이트의 함량이 22 mol%, 용융지수가 2.
굴곡이 일어나는 동작은 뒤꿈치가 바닥에 착지하는 순간(heel-strike)부터 발가락이 지면에서 떨어지는 순간(toe-off)까지를 측정하였다. 보행 실험에 사용된 스포츠화는 경도 52 이며 중창의 전족부의 두께가 10 ㎜이며 후족부가 20 ㎜로 제작하였다.
실험에서 사용된 스포츠화의 경우 토우 스프링이라고 하는 스포츠화의 앞부분 들림 각도가 18°로 제작되었다. 실험에서 제작된 스포츠화를 착용하고 시속 10 km의 속도로 등속 주행하는 경우, 착지 상태에서 운동화 압부분의 굴곡각도는 19.

성능/효과

5°를 나타내었다. PU 및 EVA 발포체로 제조된 스포츠화는 중창의 두께나 경도에 무관하게 굽힘각도 18°까지는 모든 스포츠화에서 굽힘 모멘트가 나타나지 않았으며, 이러한 초기 굽힘각도는 스포츠화의 앞부분 들림 각도 18°및 동작분석으로 측정한 굴곡각도 19.9°와 거의 일치하였다. 굽힘각도 18도까지 굽힘모멘트가 나타나지 않는 현상은 스포츠화의 구조적 형상에 기인하는 것으로 이해할 수 있다.
굽힘각도 50°에서의 굽힘모멘트는 PU 발포체의 경도가 증가함에 따라 스포츠화의 굽힘 모멘트는 현저하게 증가하는 경향을 나타내었다. 그리고 전체 경도에서 중창의 두께가 증가에 따른 굽힘 모멘트의 증가역시 현저한 것으로 나타났다. 중창의 두께가 8 ㎜인 경우 경도가 45에서 66으로 증가함에 따라 굽힘모멘트는 약 24% 증가하였으며, 중창 전족부의 두께가 12 ㎜인 경우에는 약 42% 증가하였다.
중창의 경우에는 전반적으로 동일한 경도 및 두께에서 발포체 시트(Figure 2)보다 높은 굽힘 모멘트를 나타내었다. 발포체의 경도가 증가함에 따라 중창의 굽힘모메트가 다소 증가하는 경향을 나타내었으며, 두께에 따른 굽힘모멘트의 증가도 보다 현저한 것으로 나타났다. 발포체 시트보다 중창이 높은 굽힘모멘트를 갖는 이러한 현상은 중창의 구조적 형상에 기인한다.
전체적으로 동일한 경도 및 두께에서 발포체 시트보다 중창의 경우가 높은 굽힘모멘트를 나타내었으며, 스포츠화의 경우는 중창보다 현저히 높은 굽힘 모멘트를 나타내었다. 발포체의 두께 및 경도는 발포체 시트나 중창의 경우보다 스포츠화의 굽힘 모멘트에 더욱 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.
두께에 무관한 것으로 나타났다. 중창의 경도 및 두께가 증가함에 따라 스포츠화의 굽힘 모멘트의 값은 현저하게 증가하는 경향을 나타내었다. 전체적으로 동일한 경도 및 두께에서 발포체 시트보다 중창의 경우가 높은 굽힘모멘트를 나타내었으며, 스포츠화의 경우는 중창보다 현저히 높은 굽힘 모멘트를 나타내었다.

참고문헌 (16)

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상세보기
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상세보기
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박차철, '반복압축이 스포츠화용 발포체의 피로특성에 미치는 영향', Elastomer, 40(4), 242 (2005)
박차철, '일정응력 반복압축이 발포체의 압축특성에 미치는 영향', Elastomer, 40(4), 258 (2005)
오준석, '운동화의 기능학적 특성에 관한 연구', 연세대학교대학원 석사학위논문, p. 9 (1984)

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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