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2019年05月16日

足裏革命!アンブロスパイクが人工芝の熱から足裏を守る
~ガイナ共同開発秘話 特別対談 ~

人工芝からくる灼熱の照り返しのサッカープレー中、地面から伝わる熱で足の裏が熱くなり「プレーに集中できない!」なんて経験、誰しも一度はあるのではないでしょうか。
そんなプレーヤーたちの悩みを解消するべく集結したのが4人の熱い男たち。
選手のことを第一に考え、真夏のフィールドでも足裏にストレスなく思い切りプレーできるようにと、苦節3年かけて誕生したのが「GAINA(ガイナ)」という断熱材を使用したアンブロのスパイク。今回は断熱素材メーカーである日進産業の相澤貴洋さんと小田貴志さん、アスリートの健康を研究してきた筑波大学名誉教授の田神一美さん、アンブロシューズ企画担当の杉本亮さんに、スパイクの開発秘話やGAINAのパフォーマンスについて話をうかがいました。

きっかけはプレーヤーたちの生の声

夏場にサッカーをしていると足の裏が熱くなってしまう、というプレーヤーの悩みを改めて痛感したのは、どのようなできごとだったのでしょうか。

杉本:去年(2018年)の夏、小学生を対象としたサッカー大会を2日間実施しました。1日目はかなり盛り上がったんですが、2日目の朝、試合前に「今日、僕サッカーできないんです」というお子さんがいました。そのお子さんの足の裏を見てみると、赤くなっていてとてもプレーできる状況ではなかったんです。実はこういった事態は、いたるところで起こっています。すごく心が痛みました。

理由として挙げられるのが、人工芝の熱。この熱がスパイクから足に伝わり、低温やけどを起こしていたのです。近年、サッカーをする環境はフィールドの人工芝化で着実に整ってきました。ボールコントロールがしやすい、雨でもできるといったメリットがあり、プレーヤーたちの技術が上がってきていることは確かです。2000年代に入ってからは人工芝のフィールドが東日本だけでも従来の5倍に増えたと言われています。一方で、夏場の人工芝の熱は60〜70度まで上がり、足にダメージを与えてしまうという問題があります。

田神:確かに、この問題は近年よく耳にするようになりましたが、実は決して最近になって顕在化してきた問題ではないんです。ランニングシューズはスポンジのような素材で空気を含んでいるため断熱力は高いですが、蹴ることを目的とするサッカースパイクなどのシューズは硬い素材で作られていることもあり、断熱力は低く、足にダメージを与えやすい。熱による足へのダメージは認識されていましたが、これといった対策が見つかっていませんでした。

熱さ以外にも何か別の課題はあるんでしょうか。

杉本:スポーツシューズにおいては「ムレ」も課題の一つで、アウトソールにベンチレーション機能を付加させることで通気性をよくした商品などが各社から販売されてきました。また、かねてから重視されているのが耐久性。学生の場合、放課後だけでも一日2時間程度は練習します。それを毎日、グランドで練習すればスパイクの裏のスタッド(スパイク裏の突起物)がすり減ってしまい、早ければ3カ月くらいで買い替えが必要になります。ハードワークをしても長く使えるよう、新しい商品の企画提案に日々奮闘しています。

相澤:色によって日光熱の吸収度合いが違うといった観点から、「黒いスパイクは熱くなりやすい」という研究もあるようですが、スパイクの裏面からの足裏へのダメージは色の変更では対処ができない課題なので、全く別の対策技術が必要となりました。

杉本:シューズの色に関しては、デザインで選んでいる人が多く、黒いスパイクが好きな選手は比較的多い印象ですね。デザインは選手にとってとても重要なので、デザイン性を損なわない対策技術を考えるということも、私たちの重要なミッションでした。

「GAINA」は住宅や宇宙でも活躍するハイテク素材

熱さに関する悩みを解消すべく、誕生したのが「GAINA」搭載のスパイクですが、どのようなものなのでしょうか。

杉本:特殊セラミック塗材である「GAINA」をサッカースパイクのインソールボードにコーティングし、気温や人工芝の表面温度が異常上昇する環境でも、人工芝からスパイクへの熱エネルギーの侵入を遮断します。

相澤:そもそも「GAINA」という素材は、特殊セラミック層で構成されており、周辺温度に適応する性質を持っています。その結果、熱の均衡化をもたらし、熱の移動を抑えるはたらきをします。住宅の壁や天井などにも、省エネ建材として利用されています。

小田:一般の塗装と同じように住宅をコーティングするだけで省エネにつながるので、低コストで省資源な省エネ技術として利用して頂いています。シューズへの活用で、より人の生活環境に近い存在としてお役に立てると感じています。

相澤:実は、GAINAは宇宙ロケットの先端部分に採用されている技術をスピンオフした素材。JAXA (宇宙航空研究開発機構)の技術を民間転用した第一号商品がGAINAです。また、アンブロへの転用は二次利用の第一号であり、世界的に見ても注目度は高いと思います。

これを見れば一目瞭然!「GAINA」の断熱力

「GAINA」はなぜ熱を遮断するのでしょうか。

小田:GAINAの素材はセラミックですが、セラミックにもさまざまな種類があり、すべてのセラミックが熱の侵入の遮断ができるわけではありません。GAINAのセラミックは、特殊加工が施されており、一般的なセラミックに比べてとても軽いです。これをさらに塗れる素材にして、インソールに活用しています。

相澤:アルコールランプを使った実験を見ると一目瞭然です。アルコールランプで下から熱した鉄板の上に氷を置いて、GAINAの断熱効果を見ていきます。左が「GAINA」、右が一般塗装してある鉄板です。表面温度は両方とも70度近くまで上昇しますが、「GAINA」は熱の侵入を遮断するので氷は溶けにくくなります。

左がGAINAを塗った鉄板。熱の侵入を遮断しているため、氷が溶けるスピードが遅い

実験開始から5分後、氷を台から下ろした状態。GAINAを使って実験をした氷の方が溶けた量が少ないことが分かります。

相澤:熱の侵入を遮断するのがGAINAの役割。これをインソールボードにコーティングして完成したのが、今回のシューズです。

「課題解決のための素材」と確信

開発するにあたっての課題点と、どのようにそれを克服したかを教えてください。

杉本:そもそもの始まりは2016年。弊社のシューズ開発チームの担当者が、テレビでたまたま日進産業さんがアルコールランプを使った実験をしているところを見て「これはスパイクに取り入れたら、選手が困っているスパイク内の熱を抑えられるんじゃないか!」と思って問い合わせたことがきっかけです。

相澤:デサントさんには弊社にお越しいただき、商品のプレゼンテーションと、先ほどのアルコールランプを使った実験をご覧いただきました。4名の方にご紹介したのですが、その場で「絶対に使える!」と確信いただいた一方で、どうやってこの素材を使うか、暗中模索だったとも、後日うかがいました
今だから言えるお話ですが、当時、私は中途入社したばかりということもあり、断熱材で使用しているGAINAをスパイクにも活用していくことが、ここまで難しいとは思わず「実現できるだろう」と楽観視していたんです(笑)。学生時代にバレーボールをやっていて、中学で初めて着たユニフォームがデサント製だったご縁も感じつつ、開発をお引き受けしました。

セラミック素材のGAINAの重さを比較して見せてくれている小田さん

小田:私は学生時代にサッカーをしていたこともあり、このプロジェクトに技術面で携わらせていただくことになりました。最初は、「高い温度が人の足にダメージを与えているのではないか」という仮説のもと、インソールではなくソールに塗ってみるなど10パターンくらいサンプルを作って温度計測の実験をしました。しかし核心にはなかなかたどり着けなかったんです。そこで、「人に与える熱影響」について深く研究されている田神先生にいろいろとご指導いただきました。衝撃的だったのは、足にダメージを与えているのは「温度」ではなく「熱エネルギー」だったということです。私たちは当初、温度計で測っていたのですが、実はそれは間違いで、人の体に侵入する熱エネルギーが測れる装置を用いるべきだと気付いたんです。先ほどのアルコールランプの実験で説明すると分かりやすいのですが、火であぶられている箇所の表面温度を測るとどちらも同じ。しかし、一方はGAINAで熱エネルギーを遮っているので触ると熱さが違うんです。だから氷の溶け方も違うんです。不思議でしょう?

田神:熱は温度差が大きい時に多く流れる性質があります。熱を雨粒に例えると、真夏の直射されている人工芝と足の裏の温度差では「土砂降り」ということになって、ずぶぬれになってしまいます。私たちの暮らしでは、土砂降り雨には傘や雨衣で対応する文化がありますが、サッカーを始めとするスポーツ種目はこのような「熱の流れ」に対応した経験がありません。どの程度の土砂降りになったら足へのダメージが発生し、どれくらいしっかりした傘を用意してやれば軽減できるかを調べる必要がありました。人の体内には絶えず血液が巡っており、足の裏に流れ込んだ熱を血液に乗せて他部位に分散させて、足の裏の温度が異常に上がらないように冷却しています。この冷却能力を超えないように「傘」を用意することが今回のミッションだったと思っています。

小田:この足へのダメージを軽減できる「程度」。それが分かってくると、いよいよ実現性が見えてきました。住宅などでは、厚みのある断熱材を使うのですが、サッカースパイクの場合、厚みや重さによってパフォーマンスを落とすわけにはいかないので、薄くて軽いGAINAはサッカースパイクに適していたと思います。

田神:確かに、素材の断熱測定の時からGAINAだったら実現可能であると確信しました。

開発に費やした試行錯誤の3年間の軌跡

そのほかに、開発する上で苦労した部分や、試行錯誤する中で大変と感じた部分はありますか。

相澤:塗料をどれくらい塗るかも悩みましたが、最も頭を悩ませたのは「どこに」塗るかでした。当初、アッパー部分にも熱の影響があるんじゃないかと考えていたんですが、いろいろと調べた結果、足の甲は熱いと感じにくいことが分かりました。

小田: そうですね。表に塗るか両面に塗るか、重ね塗りの回数など複数パターンを試す中で最適な方法を見つけていきました。「インソール(スパイクの底)の裏に塗ればいいのでは?」という意見もありましたが、履いているうちにすり減ってしまうなど、使用面での問題点がありました。いろいろと検証した結果、インソールに塗り込むことにしたんです。お客様に直接ご覧いただくことができないのが残念ではありますが、最もプレーヤーの方々にとって良い搭載の方法が見つかりました。

杉本:確かに、学生がグランドで履いたスパイクというのは、3か月程度でもかなり摩耗します。スパイクってボロボロになるまで履くものなので、その中で最大限GAINAの効果を保ってもらうためにはどうすればいいかということを考えていただきましたね。

相澤:完成までだいたい3年くらいでしょうか。長い道のりでした。最初の1年間はスパイクの中の温度を測り続けていたのが悔やまれます。そんな状況が一気に前進したのは、田神先生の鶴の一声、「温度ではなく熱の量を測る」からでしたね。

小田:そもそも開発段階で、ユーザーの悩みを解決できるような効果があるかどうか分からない。効果の測り方も分からないという中で、3年もの間ご協力いただいたデサントさんには本当に感謝しています。きっといい物ができるだろうと信じてくださって、何度もミーティングを重ね、一緒に考えてくれました。

杉本:やはり、いい商品を作ることはもちろんですが、何よりプレーヤーたちにより快適に、100%の力を発揮してプレーしてほしいという強い思いがあったので、最後までやり切れたと思います。

日本のスポーツの未来を担うシューズ

GAINAを採用することで、従来の悩みがどのように改善されますか?

田神:従来は、前半の試合が終わって、後半に入ると、足の裏に違和感を覚える選手が多数いたと思います。多少なりともパフォーマンスに関わってくるので、試合をする上では相手チームにチャンスを与えることになってしまいます。

相澤:実際、それくらい差が出てきますよね?

小田:足に与えられるダメージは、日々の練習で蓄積されていき、1、2カ月後にはかなりの負担になっていると思います。日々のダメージを少しでも軽減し、練習の成果をここぞという本番で発揮してほしいと思います。

相澤:GAINAシューズは、熱の移動を抑えることがいちばんの特徴です。通常、遮熱塗料と呼ばれるものは、光の反射に頼るところが多く、日差しのある日中でないと効果が現れないとされています。一方GAINAは光の反射に関わらず効果を発揮するので、スパイクの中に取り入れても熱の侵入をコントロールすることができるのです。GAINAでなければ、このスパイクは実現できなかったと思います。

左はGAINAを搭載したスパイク、右は通常のスパイクの靴内部の熱の量をサーモグラフで表している。赤いほど熱の量が多いが、GAINAを搭載している方が熱の量が少ないことが分かります。

最後に、GAINAシューズを使うユーザーへメッセージをお願いします。

杉本:サッカーという種目は、特に日本ですと、夏にハードな練習や試合をすると思います。炎天下の中でもプレーに集中できるのがGAINA搭載のアンブロスパイクです。このスパイクの開発に多くの方が携わっていただきました。100%プレーに専念してほしいとの思いで作られたスパイクなので、暑い中でも頑張っている選手たちにはぜひ使ってほしいアイテムです。子供向けの商品もありますので、足裏を守るためにもお子様にも履いてほしいですね。

田神:スポーツ選手はいかに外的要因による怪我などのダメージを防ぐかが大切です。ダメージを受ける環境要因はさまざまあり、それを抑えることで、身に付けたスキルを発揮できるチャンスが広がり、その能力を長く持続できるようになると思います。現状は、全ての環境要因からプレーヤーは完璧に守られているとは言い切れないと思います。そういった事態が改善されれば、日本のスポーツ界からもっともっと活躍できる選手がいっぱい出てくるはずです。その価値ある第一歩がこのGAINA搭載のアンブロスパイクだと思っています。日本のスポーツ界の未来を変えるきっかけになりうる商品だと信じています!

アンブロスパイクに搭載されたGAINAについての動画はこちら

GAINA搭載スパイクのラインナップ

<プロフィール>

氏名:杉本 亮
デサントジャパン株式会社 アンブロマーケティング部MD課

氏名:相澤貴洋
日進産業 https://nissin-sangyo.jp/

氏名:小田貴志
日進産業 https://nissin-sangyo.jp/

氏名:田神一美
学位:博士(医学)
肩書:筑波大学名誉教授
専攻:スポーツ衛生学
経歴:
1951年 静岡県生まれ
1974年 東京教育大学体育学部卒業
1975年 航空自衛隊航空医学実験隊研究員
1984年 筑波大学講師、助教授、教授 (体育系)
1995年 博士(医学)取得 埼玉医科大学
2017年 筑波大学名誉教授、現在に至る。

著書:『スポーツの傷害と障害を無くす』筑波大学出版会、2009年
論文:
1)K. Suzuki and K. Tagami (2015) Role of nasal Staphylococcus aureus carriage in transmission among contact athletes. Int. J. Sports Med. 36: 1186-1191.
コンタクト種目の黄色ブドウ球菌感染症の原因菌は鼻腔に常在していることを明らかにした。

2)K. Tagami, I. Nagata, and K. Sueki (2014) Estimated environmental radionuclide transfer and deposition into outdoor swimming pools. J. Env. Radioactivity 136: 30-35.
福島原電放射能漏れに伴う水泳プール汚染は、汚染土壌の吹上降下ルートでも発生した。

3)K. Minematsu, K. Tagami, et al. (2012) Effect of exercise on bone status and body composition in Japanese students. Med. Sci. Exercise 44: 1382-1387.
幼少期から運動習慣を有する学生の骨密度(超音波法)は高値となることを証明した。

4)K. Suzuki and K. Tagami (2005) Voluntary wheel-running exercise enhances antigen-specific antibody-producing splenic B cell response and prolongs IgG half-life in the blood. Eur. J. Appl. Physiol. 94: 5-6.
運動による免疫機能亢進は、脾臓のB細胞応答増大と特異抗体の半減期延長によることを実証明した。

5)T. Kamihama, K. Tagami, et al. (1997) Tinea pedis outbreak in swimming pools in Japan. Public Health 111: 249-253.
国内の水泳プール水虫感染流行の疫学事例報告

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