CN104015351A - 一种常压高密度微波等离子体鞋材表面处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种鞋材表面处理方法，首先利用清洗剂对鞋材表面进行清洗处理，去除鞋材表面残留的污染物和其他有机杂质，然后再利用常压高密度微波等离子体技术对鞋材表面进行处理，在鞋材表面产生大量活性基团，鞋材与粘接剂的粘接强度得到显著提升；所述常压高密度微波等离子体是在空气环境下，利用微波直接将空气激发成高密度等离子体炬，无需任何特殊气体，无需抽真空，无需加热；所述常压高密度微波等离子体炬直接作用于鞋材表面，产生物理及化学作用，由于常压微波等离子体的密度高，对鞋材表面处理效果好，速度快，成本低，无废水废气固体废物排放，取代了对人体高毒性的表面处理剂，改善生产环境，保护生产人员的健康。

Description

一种常压高密度微波等离子体鞋材表面处理方法

技术领域

本发明涉及一种常压高密度微波等离子体鞋材表面处理方法。 

背景技术

我国是世界上最大的各类鞋的生产和消费大国，目前，在制鞋过程中为了保证胶粘的强度，需要使用处理剂对鞋材进行粘接前的预处理。以运动鞋的生产流程为例，具体的EVA前处理工艺路线如下： 

水洗（碱洗+酸中和+漂洗）——红外烘干——手工刷处理剂——红外烘干——UV照射。

目前已有利用等离子体技术处理鞋材表面的研究，例如名为《鞋底装配工艺中的等离子体技术》中报道了利用高频低温等离子体技术对PEBA、Pa材质的鞋材进行处理的工艺；名为《等离子体表面处理改善超高分子量聚乙烯纤维表面粘接性能》公开了采用高频低温等离子体技术对聚四氟乙烯材料表面进行处理；专利CN101462106A公开了一种采用常压等离子体预处理进行汽车配件表面预处理的技术；专利CN101271936A公开了一种利用等离子射流处理薄膜太阳能电池的方法；专利CN101474627A公开了一种利用等离子体喷枪进行表面清洁的方法；专利CN1789539A公开了一种等离子体-微喷射处理方法用于真丝织物脱胶处理； 专利CN101265659A公开了一种利用等离子体喷枪改进纺织品材料亲水性的方法；专利CN 102754969 A公开了一种增强鞋材表面粘接性的处理方法。但以上专利和技术要么采用的是射频（几十KHz～十几MHz）放电方式产生低温等离子体，其等离子体的密度较低，要么采用抽真空的方法，工艺繁琐，不利于连续大规模生产。目前还没有发现看到有关利用微波直接产生常压高密度等离子体炬处理鞋材表面的相关报道。 

发明内容

为克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种增强鞋材表面粘接性的处理方法，该方法增加了鞋材表面粘接性强度，同时减少了污染，降低了对工作人员的伤害，同时减少了三道工序，能大幅降低生产成本。 

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现： 

一种常压高密度微波等离子体鞋材表面处理方法，具体包括以下步骤：

步骤1 采用清洗剂对鞋材表面进行清洗处理，去除鞋材表面残留的污染物和其他有机杂质；

步骤2 用常压高密度微波等离子体炬对鞋材表面进行处理。

优选的，步骤2所述的常压高密度微波等离子体炬的处理条件为： 

工作气氛为空气；

气压为：1atm；

微波源为：2450MHz或915MHz频率的工业用微波源；

微波功率为1500W；

被处理鞋材表面距离火炬出口高度为15～35mm；

处理速度为20~35米/分钟;

优选的，工作气氛为氩气、氧气、氮气中的任意一种。

优选的，所述工作气氛中含有丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺中的任意一种或其中的任意两种或三种气体的混合物。 

优选的，所述丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺中的任意一种或其中的任意两种或三种气体的混合物在工作气氛中所占的比例为450~550ppm。 

优选的，所述鞋材种类包括EVA、TPU、PVC、TPR、人造皮、革等常用材料。 

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 

直接在大气环境下，利用高功率微波直接将空气激发成高密度等离子体炬，无需消耗任何其他特殊气体，无需抽真空，无需加热，可以连续不间断地流水线处理。由于常压微波等离子体炬的等离子体密度极高，在鞋材表面产生大量活性基团，有利于于与粘接剂结合，使鞋材与粘接剂的粘接强度得到显著提升，对鞋材表面处理效果好，工艺简单，速度快，成本低，无废水废气排放，取代了高毒性表面处理剂，改善生产环境，保护生产工人的身体健康。可以代替目前采用的表面处理工艺，提高鞋材与胶粘剂的粘接强度。

本发明不仅可以解决目前使用的表面处理工艺中存在的污染、耗能、费工等缺点，而且由于运行成本低，还可以为用户节约成本，同时还可以减少成鞋的有害残留物含量，提高成鞋品质；改善制鞋生产线的生产环境，增进职工的身体健康。 

本发明使处理后的鞋材的胶粘强度达到或超过现有处理工艺处理的强度，从而代替多年来一直沿用的有毒有污染的鞋材表面处理工艺。 

本发明采用2450MHz或915MHz频率的工业用微波源，在大气环境下将空气分子激发成高密度等离子体炬。 

本发明除了直接使用空气作为原料气体外，也可以根据需要，选择其他的气体作为气源，在微波的激发下，产生高密度等离子体炬，对鞋材表面进行处理，比如：易于得到的氩气、氧气、氮气中的任意一种。 

本发明还可以对鞋材表面同时进行接枝处理，即在常压微波等离子体炬处理过程中，同时在主工作气体中混入丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺中的任意一种或其中的任意两种或三种气体的混合物作为接枝用工作气体，得到性能更优的粘接效果。 

本发明可以处理的鞋材种类包括EVA、TPU、PVC、TPR、人造皮、革等常用材料。当然本发明方法也可以处理上述材质的箱包等产品。 

附图说明

图1 常压高密度微波等离子体鞋材表面处理方法示意图； 

在附图中：1高密度微波等离子体发生器，2空气入口，3等离子体出口，4鞋材，5传送带，6高密度等离子体射流。

具体实施方式

实施例1 

处理材料：鞋底材料EVA，射出工艺成型。

首先用清洗剂对鞋材表面进行清洗处理，去除鞋材表面残留的污染物和其他有机杂（该清洗处理方法为常规技术，此处不再详细赘述）。 

然后利用常压高密度微波等离子体炬对鞋材表面进行处理。 

处理方法如下： 

如附图1所示，空气由空气入口2送入到高密度微波等离子体发生器1中，被微波激发成高密度等离子体，由等离子体出口3喷出高密度等离子体射流6，鞋材4由传送带5运送到高密度等离子体射流6处，鞋材4表面与等离子体射流6充分接触，在鞋材4表面产生大量活性基团，使得鞋材4表面与粘接剂的粘接强度得到显著提升。

处理条件是：工作气体为空气，处理功率1500W，被处理表面距离火炬出口高度为20mm，处理速度25米/分钟，传输带输送。 

处理完毕后立即上胶，实验方法是EVA与EVA对贴，EVA与常规处理的鞋底橡胶对贴；测试采用的粘结剂为PUR热熔胶。 

采用样条剪切试验进行测试表明，粘接强度得到了较大的提高，拉力测试平均值达到（75N/cm²） 

实施例2 

处理材料：鞋底材料EVA，模压工艺成型。

处理流程：首先用清洗剂对鞋材表面进行清洗处理，去除鞋材表面残留的污染物和其他有机杂（该清洗处理方法为常规技术，此处不再详细赘述）。 

然后利用常压高密度微波等离子体炬对鞋材表面进行处理。 

处理方法如下： 

如附图1所示，空气由空气入口2送入到高密度微波等离子体发生器1中，被微波激发成高密度等离子体，由等离子体出口3喷出高密度等离子体射流6，鞋材4由传送带5运送到高密度等离子体射流6处，鞋材4表面与等离子体射流6充分接触，在鞋材4表面产生大量活性基团，使得鞋材4表面与粘接剂的粘接强度得到显著提升。

处理条件是：工作气体为空气，处理功率1500W，被处理表面距离火炬出口高度为15mm，处理速度25米/分钟，传输带输送。 

处理完毕后立即上胶，实验方法是EVA与EVA对贴，EVA与常规处理的鞋底橡胶对贴；测试采用的粘结剂为鞋用PUR热熔胶。 

采用样条剪切试验进行测试表明，粘接强度得到了较大的提高，拉力测试平均值达到（82N/cm²） 

实施例3 

处理材料：采用鞋底材料人造皮（灰色）。

首先用清洗剂对鞋材表面进行清洗处理，去除鞋材表面残留的污染物和其他有机杂（该清洗处理方法为常规技术，此处不再详细赘述）。 

然后利用常压高密度微波等离子体炬对鞋材表面进行处理。 

处理方法如下： 

如附图1所示，空气由空气入口2送入到高密度微波等离子体发生器1中，被微波激发成高密度等离子体，由等离子体出口3喷出高密度等离子体射流6，鞋材4由传送带5运送到高密度等离子体射流6处，鞋材4表面与等离子体射流6充分接触，在鞋材4表面产生大量活性基团，使得鞋材4表面与粘接剂的粘接强度得到显著提升。

处理条件是：工作气体为空气，处理功率1500W，被处理表面距离火炬出口高度为25mm，处理速度30米/分钟，传输带输送。 

采用样条剪切试验进行测试表明，粘接强度得到了较大的提高，达到（60N/ cm²）。 

实施例4 

处理材料：采用鞋面材料人造皮（灰色）

首先用清洗剂对鞋材表面进行清洗处理，去除鞋材表面残留的污染物和其他有机杂（该清洗处理方法为常规技术，此处不再详细赘述）。

然后利用常压高密度微波等离子体炬对鞋材表面进行处理。 

处理方法如下： 

如附图1所示，空气由空气入口2送入到高密度微波等离子体发生器1中，被微波激发成高密度等离子体，由等离子体出口3喷出高密度等离子体射流6，鞋材4由传送带5运送到高密度等离子体射流6处，鞋材4表面与等离子体射流6充分接触，在鞋材4表面产生大量活性基团，使得鞋材4表面与粘接剂的粘接强度得到显著提升。

处理条件是：工作气体为空气，处理功率1500W，被处理表面距离火炬出口高度为35mm，处理速度30米/分钟，传输带输送。 

处理完毕后立即上胶，实验方法是人造革与人造革对贴，人造革与处理后的EVA对贴；测试采用的粘结剂为鞋用PUR热熔胶。 

采用样条剪切试验进行测试表明，粘接强度得到了较大的提高，达到（65N/ cm²）。 

实施例5 

处理材料：采用鞋底材料人造皮（黑色）

首先用清洗剂对鞋材表面进行清洗处理，去除鞋材表面残留的污染物和其他有机杂（该清洗处理方法为常规技术，此处不再详细赘述）。

然后利用常压高密度微波等离子体炬对鞋材表面进行处理。 

处理方法如下： 

如附图1所示，空气由空气入口2送入到高密度微波等离子体发生器1中，被微波激发成高密度等离子体，由等离子体出口3喷出高密度等离子体射流6，鞋材4由传送带5运送到高密度等离子体射流6处，鞋材4表面与等离子体射流6充分接触，在鞋材4表面产生大量活性基团，使得鞋材4表面与粘接剂的粘接强度得到显著提升。

处理条件是：工作气体为空气，处理功率1500W，被处理表面距离火炬出口高度为30mm，处理速度30米/分钟，传输带输送。 

处理完毕后立即上胶，实验方法是人造皮与人造皮对贴，人造皮与处理后的EVA对贴；测试采用的粘结为鞋用PUR热熔胶。 

采用样条剪切试验进行测试表明，粘接强度得到了较大的提高，拉力测试平均值达到（79N/ cm²）。 

本发明的设备则完全取代了原有流程后三个工序。完全杜绝了含有大量的芳烃类、酮类等有机挥发溶剂的EVA处理剂在制鞋行业的使用，避免了其对工人健康的毒害和对环境的污染。 

以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，比如：采用空气之外的其他一种或几种成分气体作为工作气体；或者多个微波等离子体火炬并联使用，以增加处理宽度或适应不同表面形状的鞋材等。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (6)

1. 一种常压高密度微波等离子体鞋材表面处理方法，其特征在于：其具体包括以下步骤：

步骤1 采用清洗剂对鞋材表面进行清洗处理，去除鞋材表面残留的污染物和其他有机杂质；

步骤2 用常压高密度微波等离子体炬对鞋材表面进行处理。

2.根据权利要求1所述的一种常压高密度微波等离子体鞋材表面处理方法：其特征在于：步骤2所述的常压高密度微波等离子体炬的处理条件为：

工作气氛为空气；

气压为：1atm;

微波源为：2450MHz或915MHz频率的工业用微波源；

微波功率为1500W；

被处理鞋材表面距离火炬出口高度为15mm～35mm；

处理速度为20~35米/分钟；

处理宽度为20～30mm。

3.根据权利要求2所述的一种常压高密度微波等离子体鞋材表面处理方法：其特征在于：工作气氛为氩气、氧气、氮气中的任意一种或其中的任意两种或三种气体的混合体。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种常压高密度微波等离子体鞋材表面处理方法：其特征在于：所述工作气氛中含有丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺中的任意一种或其中的任意两种或三种气体的混合物。

5.根据权利要求4所述的一种常压高密度微波等离子体鞋材表面处理方法：其特征在于：所述丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酰胺中的任意一种或其中的任意两种或三种气体的混合物在工作气氛中所占的比例为450~550ppm。

6.根据权利要求1所述的一种常压高密度微波等离子体鞋材表面处理方法：其特征在于：所述鞋材种类包括EVA、TPU、PVC、TPR、人造皮、革等常用材料。