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Neuer BASF-Schaumstoff im Sportschuh

Kleine Perlen für schnelle Läufer

Die Sportartikelindustrie rund um den Globus profitiert von der zunehmenden Laufbegeisterung der Menschen: Weltweit geben Freizeitsportler im Jahr ca. 15 Mrd. Euro für ihre Ausrüstung, u.a. für gutes Schuhwerk aus. Gesucht werden inzwischen leichte Sohlen, die optimal dämpfen und den Spaß beim
Laufen erhöhen.

Die vielfältigen Materialien, aus denen heutige Sportschuhe her­gestellt werden, machen diese leicht und stabil. Zudem können die Schuhe durch die Materialien exakt an den jeweiligen Lauftyp, die Ansprüche des Kunden und die Laufdisziplinen angepasst werden. Das zeigt ein Blick in die Entwicklungslabors der Sportschuhhersteller: Testläufer rennen über sensible Druckmessplatten, die jeden Schritt analysieren und auswerten. Highspeed-Kameras ­filmen die Bewegungsmuster und das Abrollen der Füße bis ins kleinste Detail. Alle diese Informationen fließen in die spätere Schuhkonstruktion ein, die Athleten neue Bestzeiten und Freizeitläufern optimale Laufbedingungen ermöglichen. Die Hersteller suchen dabei permanent nach den besten Technologien und innovativen Werkstoffen.

Auch adidas entwickelt seine Laufschuhe ­immer weiter und wird dabei seit mehr als 20 Jahren von den Materialexperten der BASF unterstützt. Mithilfe des neuen BASF-Schaumstoffs Infinergy® hat adidas einen grundlegend neuen Laufschuh entwickelt, der einzigartige Federungs- und Dämpfungs­eigenschaften aufweist. Der Clou des Energy Boost ist die Mittelsohle, das zentrale Element eines jeden Laufschuhs. Sie besteht aus dem neuen Kunststoff, der den Aufprall des Fußes beim Joggen dämpft und gleichzeitig abfedert. Durch den hohen ­Reboundeffekt, also das Rückprallvermögen des Materials, erhält der Läufer einen enormen Energiegewinn.

Das Material: 2.500 ovale Schaumperlen pro Schuh

Infinergy besteht aus einem so genannten expandierten thermoplastischen Polyu­rethan, kurz E-TPU. Um dies herzustellen, wird das Ausgangsmaterial, ein TPU-­Granulat, aufgeschäumt. Nach ­einer Vor­behandlung mit Druck und Hitze lassen sich die einzelnen bis zu fünf Millimeter großen Körnchen ähnlich wie ein Maiskorn aufpoppen. Dabei verzehnfacht sich ihr Volumen und es entstehen ovale Schaumperlen mit winzigen, geschlossenen Gasblasen im Innern. Diese geschlossenen Luftzellen machen die leichten Schaumperlen sehr elastisch und sorgen für den gewünschten Rückpralleffekt. Man muss sich die einzelnen Perlen wie kleine Bälle vorstellen: Je mehr Luft darin enthalten ist, umso besser springen und prallen sie zurück. Für jede ­Mittelsohle benötigt adidas etwa 2.500 Schaumperlen. Um diese in die gewünschte Form zu bringen, werden sie mit heißem Wasserdampf behandelt. Dabei schmilzt die äußerste Schicht geringfügig an und sie verkleben zu einer stabilen Form. Die innere Luftzellen-Struktur bleibt davon unberührt. Die Mittelsohle aus Infinergy lässt sich extrem zusammenpressen: bei einem Druck von zwei Bar um etwa die Hälfte des Volumens. Diese Eigenschaft dämpft den Aufprall des Fußes besonders gut. Sobald der Druckimpuls nachlässt, kehrt der Schaumstoff blitzschnell wieder in seine ­alte Form zurück. Die Sohle nimmt somit die Energie des Läufers zwar auf, gibt sie zu einem Großteil aber wieder zurück. Dieses Rückprallvermögen der einzelnen Infinergy-­Perlen verwandelt die Laufschuhe in regelrechte Kraftspeicher. Beim Abstoßen des Fußes bekommt der Sportler seine eingesetzte Kraft Großteils wieder zurück. Das führt zu einem völlig neuen und verbesserten Laufverhalten.

Der Schuh ist nicht nur leicht, sondern das Material bleibt auch über ein großes Temperaturfenster elastisch. Die Perlen sorgen dafür, dass der Energy Boost-Schuh seine positiven Eigenschaften auch bei minus 20 Grad Celsius behält.


Querschnitt einer einzelnen Schaumperle: Die rasterelektronenmikroskopische Aufnahme zeigt den BASF-Kunststoff mit seinen 30 bis 300 Mikrometer großen geschlossenen Luftzellen.


Material mit Rückpralleffekt: 2.500 der Infinergy-Schaumperlen bilden die Mittelsohle des neuen Laufschuhs.

Breites Anwendungsspektrum

Einige mögliche Anwendungen des Werkstoffes befinden sich gerade in der ­Testphase. Andere sind zwar noch Zukunftsmusik, aber durchaus denkbar: Der BASF-Schaumstoff könnte bspw. den unplattbaren Fahrradreifen, den Traum vieler Radfahrer, ermöglichen. Auch als Bodenbelag für Laufbahnen kommt Infinergy in Frage. Und für die Automobilindustrie, die stets auf der Suche nach leichten und ­robusten Materialien ist, könnte der Spezial­schaumstoff ebenfalls ganz neue Spielräume eröffnen.

Fotos: Copyright BASF

Stichwörter:
Sportartikelindustrie, BASF Schaumstoff, BASF Sportschuh, adidas, BASF-Schaumstoff Infinergy, thermoplastische Polyu­rethan, TPU Granulat, Rückpralleffekt,

C&M 5 / 2013

Diese Artikel wurden veröffentlicht in Ausgabe C&M 5 / 2013.
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