Kann ein Mensch 100 Meter in 9,29 Sekunden laufen? Oder sind doch 9,48 Sekunden das theoretische Limit? Während sich Wissenschaftler darüber streiten, versuchen die schnellsten Männer der Welt den derzeitigen […]
Vor 50 Jahren wurden die ersten Tonnen Vestamid ausgeliefert und setzten den Startschuss für die Entwicklung der PA 12-Sportschuhsohlen. (Foto: Evonik)
Kann ein Mensch 100 Meter in 9,29 Sekunden laufen? Oder sind doch 9,48 Sekunden das theoretische Limit? Während sich Wissenschaftler darüber streiten, versuchen die schnellsten Männer der Welt den derzeitigen Weltrekord von Usain Bolt von 9,58 Sekunden zu schlagen. Neben ihrer persönlichen Leistungsfähigkeit ist dabei das wichtigste Sportgerät der Schuh, z.B. der von Asics Corporation, Kobe (Japan) angebotene Spike-Schuh Sonicsprint Elite, der in seiner Sohle das PA 12-Elastomer Daiamid von Daicel-Evonik enthält.
Bewegung und Geschwindigkeit sind für die Materialforscher und Schuhentwickler eine Herausforderung. Sie arbeiten daher seit Jahren eng zusammen, um neueste wissenschaftliche Erkenntnisse in die ideale Passform umzusetzen. Namhafte Sporthersteller setzten in der Vergangenheit bei vielen Sportschuhsohlenentwicklungen auf die wegen ihrer geringen Dichte von nahezu 1 g/cm³ sehr leichten PA 12-Formmassen Vestamid von Evonik Industries, Essen, und Daiamid des Joint-Ventures Daicel-Evonik, Tokio (Japan).
Rückgewinnung von Energie
Der Asics Sonicsprint Elite (G402Y) ist ein superleichter Spike-Schuh mit einer glasfaserverstärkten Sohle aus Daiamid, die dem Schuh die für Sprints am Startblock benötigte Explosivität verleiht. (Foto: Evonik)
Das geringe Gewicht eines Sportschuhs ist besonders wichtig, um das komplexe Zusammenspiel von Muskeln, Knochen und Bändern im Fuß optimal zu unterstützen. Auch sollte die eingeflossene Energie möglichst vollständig über eine Federwirkung an den Träger zurückgeben werden. Dies gelingt über die Eigenschaften der Sohle. Klaus Hülsmann, Key Account Manager bei Evonik für den Bereich Sport, ist sich sicher: „Bei der Entwicklung von neuen Polymeren für den Sportsektor ist es wichtig, den Bedürfnisses eines sich schnell wandelnden Marktes gerecht zu werden. Daher entwickeln wir mit unseren Partnern gezielt maßgeschneiderte Polyamide und Kunststoffsysteme für die jeweilige Disziplin.“
Die Vestamid- und Daiamid-Typen aus der PA 12-Familie sind steif, gleichzeitig jedoch so rückstellfähig, dass sie die beim Verformen aufgenommene Energie zum großen Teil beim Entspannen als Impuls wieder abgeben. Aufgrund der guten mechanischen Stabilität der Materialien kann durch konstruktive Maßnahmen weiter Gewicht eingespart werden, etwa dadurch, dass Sohlen nicht vollflächig ausgeführt sind oder – wie bei der Sohle des Asics-Sprintschuhs – durch eine überlegene Verstärkungstechnik. „Die dadurch erzeugte Kombination aus Steifheit und Flexibilität verleiht dem Schuh die für Sprints am Startblock benötigte Explosivität“, erklärt Hiroaki Arita, Forschungsleiter und Leiter des Technikums bei Daicel-Evonik.
Vestamid und Daiamid sind in unterschiedlichen Farben einzufärben, laserverschweißbar und – mit entsprechender Ausrüstung – laserbeschriftbar. Sie werden eingesetzt vom Skistiefel über den Laufschuh bis zum Fußballschuh und können dabei Metallinserts für Clipverbindungen, z.B. für Metallstollen, sicher aufnehmen.
„Angewachsene“ Gumminoppen
Die Sohle R-Compo von Daicel-Evonik enthält Gumminoppen für eine gute Griffigkeit in einem stoffschlüssigen Verbund mit der Polyamid 12-Sohle. (Foto: Evonik)
Daicel-Evonik ist eine weitere Entwicklung gelungen: Die Sohle R-Compo ist ein Verbund aus PA 12 und Gumminoppen mit einem ausgewogenen Verhältnis von hoher Griffigkeit und geringem Abrieb. Bei ihrer Entwicklung spielte die patentierte Kunststoff-Kautschuk-Verbundtechnologie eine wichtige Rolle. Dieser Prozess verbindet Polyamid und Gummi ohne zusätzlichen Haftvermittler so fest miteinander, dass beim Versuch, die Bindung zu zerstören, eher die Sohle bricht als die Bindungsstelle. New Balance, Japan, verwendet sie bereits in verschiedenen Laufschuhmodellen.
Entwicklung von Konstruktion und Material
Evonik unterstützt Kunden nicht nur durch seine Materialentwicklung, sondern auch bei der konstruktiven Entwicklung durch CAD und Form-Füll-Simulationen. Bei der Materialentwicklung setzt das Unternehmen zunehmend auch auf biobasierte Formmassen Vestamid Terra, die eine niedrigere CO2-Bilanz aufweisen als erdölbasierte Polyamide. Sie können genau wie die herkömmlichen Formmassen in ihren Eigenschaften maßgeschneidert von hart bis weich auf zukünftige Sohlenentwicklungen eingestellt werden.
