Sind Sie Läufer und Sportler? Jeder der sich viel bewegt, weiß wie wichtig gutes Schuhwerk ist. Schuhe, besonders Sportschuhe sind ein Abbild gesellschaftlicher und technischer Entwicklungen. Ohne Kunststoffe geht wortwörtlich im oder mit dem Schuh heute nichts mehr. Zwar sorgt Leder im Alltagsschuh meist für ein angenehmes Schuhklima und einen gewissen Chic, doch das Material ist schwer. Für moderne Sportschuhe gilt jedoch ähnlich wie im Automobilbau: Lightwight ist in! Ob Atmungsaktive Textilien für das Obermaterial oder Sohlen und Zwischensohlen, in nahezu allen Bestandteilen von Schuhen finden sich polymerbasierte Werkstoffe.

Bild
Bild
Bild
Bild
Bild
Bild
Bild
Bild

Im Obermaterial werden heute meist Kunstleder verwendet. Diese bestehen aus einer textilen Gewebe-Basis, die mit PVC oder PU beschichtet wird. Bei Sportschuhen werden häufig netzartige, sogenannte Mesh-Gewebe verarbeitet. Mesh ist ein luftdurchlässiges Textil-Netzgewebe aus Polyester und Polyamid. Nylon hat hier einen großen Marktanteil. Für die Zwischensohlen werden meist EVA- oder PU-Schäume verwendet. In den Laufsohlen finden sich synthetischer Kautschuk und häufig PU sowie TPU.

Dämpfung und Rückstellkraft im Schuh

Während bei den Olympischen Spielen 1960 der Läufer Abebe Bikila den Marathonlauf in neuer Weltbestzeit von 2:15:16 Stunden sogar barfuß gewann, stattet sich heute jeder Freizeitsportler mit den passenden Laufschuhen aus. Dämpfung heißt eines der entscheidenden Elemente in der Sportschuhwelt. Diese wird in den allermeisten Fällen durch die Kombination verschiedener Materialien optimiert.

Bei einer Entwicklung von BASF und Adidas konnten die besonderen Eigenschaften von Gummi mit denen eines leichten TPU in einem Werkstoff vereint werden. Das expandierte TPE Infinergy zeigte in Form eines Partikelschaums ein sehr hohes Rückstellvermögen und ist gleichzeitig viel leichter als Gummi. Eine ideale Kombination von Eigenschaften für eine Laufschuh-Zwischensohle. Unter dem Slogan „Elastisch wie Gummi, aber federnd leicht“ stellte BASF zur K 2013 den Werkstoff vor und was daraus gemeinsam mit Adidas entstanden ist.

Kooperation mit Adidas

Bei den Materialtests im Adidas-Labor werden die beim Laufen auftretenden Kräfte und Deformationen mithilfe von Prüfmaschinen nachgestellt, um Energierückgabe und Verschleiß zu ermitteln. Um höchste Performance in verschiedensten Klimazonen und Jahreszeiten zu gewährleisten, wird in einem Temperaturbereich von -20 bis +40 °C getestet. Bei Tests im Biomechanik-Labor überprüfen die Adidas-Produktentwickler die Stabilität der Laufschuhe sowie den Einfluss der Produkte auf die Leistung der Athleten mittels VO2max-Tests, der Ermittlung der maximalen Sauerstoffaufnahme eines Athleten. Komfort, Tragegefühl und Haltbarkeit werden in direkter Zusammenarbeit mit Läufern verschiedenster Leistungsniveaus getestet. So war unter anderem Marathon-Weltrekordhalter Patrick Makau Musyoki in die Entwicklung der Boost-Laufschuhe mit dem TPU-Partikelschaum eingebunden.

Die Boost-Technologie ist in diesen Tests im Vergleich zu überwiegend in der Industrie eingesetzten Dämpfungssystemen aus Ethylen-Vinylacetat (EVA) in vieler Hinsicht überlegen. Im Vergleich zu EVA zeigt der neue Werkstoff drei Mal höhere Temperaturresistenz im Deformationsverhalten – weniger Verhärtung in der Kälte und geringere Erweichung bei hohen Temperaturen. Die Haltbarkeit bei zyklisch dynamischer Belastung ist ebenfalls deutlich besser als die bei EVA-Dämpfungssystemen. Mit dem Energy-Boost-Laufschuh feierte Adidas eine der erfolgreichsten Markteinführungen eines Laufschuhs in der Geschichte des Unternehmens.

Die clevere Dämpfung

Einen weiteren spannenden Ansatz für eine optimierte Dämpfung zeigt Igus im Projekt Joint-Watch-R-Projekt mit einem Kunststoff-Gleitlager in der Sohle. Das Ziel des Projekts mit Studenten des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) war es, einen Laufschuh mit variabler Dämpfung für angemessene Belastung zu entwickeln, der sich nach Körpergewicht und Trainingszustand des Trägers sowie nach den Bodenverhältnissen ausrichtet. Das Dämpf-System misst durch Sensoren die einwirkenden Kräfte und erstellt ein Bewegungsprofil der Füße. Daraufhin kann die Federung in der Ferse über eine eigene Smartphone-App entsprechend härter oder weicher eingestellt werden.

Seite 1 von 3123
Dr. Etwina Gandert

Über den Autor

Dr. Etwina Gandert

ist Redakteurin Plastverarbeiter.

etwina.gandert@huethig.de