CN104921411B - 鞋部件涂胶工序预处理方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种鞋部件涂胶工序预处理方法及其系统，其主要是利用UV照射程序取代普通在鞋部件基材涂布底漆的涂胶工序预处理，通过提供一种先UV‑C照射后清洁的涂胶工序预处理，达到在未大幅增加设备成本的前提下，确实且有效提升粘固胶与鞋部件基材结合强度；另，通过一输送装置输送鞋部件基材依序通过进行UV‑C照射、臭氧激活以及进行清洁的反应室，并藉重复设置前述反应室达到提高鞋部件基材表面的激活程度，提升后续涂胶工序中粘固胶与鞋部件基材的胶结品质。

Description

鞋部件涂胶工序预处理方法及其系统

技术领域

本发明涉及制鞋程序中的粘固胶(cement)涂布工序预处理，特别是指一种以先UV照射后清洁的方法及其系统取代现有底漆涂布程序的涂胶工序预处理方法及其系统。

背景技术

热活化粘固胶(cement)，由于可简单快速地产生粘合薄层，且不会在过程中释放显著量的挥发性有机化合物，因而日益广泛地被使用。然而，热活化粘固胶无法适用于各种材料上，例如主要为橡胶或EVA制成的制鞋用鞋部件。为了改善粘合，目前可通过利用氯或臭氧等离子体辐射处理，或与UV照射结合用含有有机溶剂的侵蚀性底漆(primer)对鞋部件基材进行预处理。

普通涂胶工序预处理的具体步骤是如图1所示，是将鞋部件基材在冲压成型步骤S11与涂胶步骤S15之间，先以包括碱性清洁S121、水清洁S122及/或酸性清洁S123的清洁步骤S12对鞋部件基材进行清洁，经人工配送至鞋底加产线(stock fitting line)步骤S13，再对鞋部件基材进行底漆涂布步骤S14及其炉内加热步骤S141，使底漆固化于鞋部件基材，备以接续进行粘固胶的涂胶步骤S15、炉内加热步骤S151，最后于粘结步骤S16将鞋部件粘设于鞋体。

其中，当鞋部件基材为橡胶时，如图2所示，其粘固胶涂布工序预处理的步骤依序包括洗净S21、涂底漆S22、炉内加热S221、涂粘固胶及底漆S23、炉内加热S231，最后进行主要涂胶S24、炉内加热S241后完成粘结贴附S25，并可视制程需求在涂底漆S22及其炉内加热S221之间增加磨皮S26工序。而当鞋部件基材为EVA时，如图3所示，其预处理步骤S31至S35基本上与橡胶类鞋部件基材的预处理步骤S21至S25相同，惟，由于EVA材料对环境抗性较高，需利用接枝方式提供官能基增加附着力，故于涂底漆S32、炉内加热S321之后、涂粘固胶及底漆S33之前，另增加步骤UVA照射进行表面接枝提供官能基增加覆着力S322。

因此，通过前述说明，可知UV照射的应用，已见于鞋类工业中。值得注意的是，有别以往鞋厂对于鞋部件基材涂胶处理步骤为先洗净(washing)后进行UV照射，或者，仅进行UV照射。鞋部件基材材质如橡胶及TPU等皆须使用特殊化学品进行蚀刻或接枝提升原材料覆着力，故在实务操作上，大量的前处理剂使用无法被避免，因而产生对环境及人员造成伤害的挥发型化学物质。

此外，通过前述普通鞋部件基材的涂胶工序预处理可知，普通涂胶工序预处理流程仍需人力界入协助，未能形成完整自动化预处理产线，而有待改善提升整体生产效能。又，普通涂胶工序预处理主要通过涂布底漆改善鞋部件基材与粘固胶的结合效果，惟，底漆涂布后需经加热炉加温固化，却难不具确实提升鞋部件基材与粘固胶结合效果，存在预处理设备成本高但所欲达成的效果不彰的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种鞋部件涂胶工序预处理方法，其主要是利用紫外线-C（以下简称UV-C）照射程序取代普通在鞋部件基材涂布底漆的涂胶工序预处理，通过提供一种先UV-C照射后清洁的涂胶工序预处理，达到在未大幅增加设备成本的前提下，减少化学品使用，去除人力，减少水资源使用，并有效提升粘固胶与鞋部件基材结合强度的自动化生产方式。

为解决上述问题，本发明提供一种鞋部件涂胶工序预处理方法，其是于制鞋工序中的鞋部件冲压成型步骤与涂胶步骤之间进行，其中，该预处理方法步骤包括：提供一鞋部件基材；经一输送装置输送该鞋部件基材进入一内设UV照设装置的第一室，该UV照射是指以波长200～280nm的紫外线-C（UV-C）进行的照射，令该鞋部件基材表面为UV照射产生的臭氧激活而产生清洁效应；经该输送装置输送该鞋部件基材进入一内设清洁装置的第二室，该清洁装置可为超音波震洗机、离子风扇或者常压电浆清洁机，令该鞋部件基材表面因蚀刻而产生的微小物质通过清洁装置而去除；经该输送装置输送该鞋部件基材进入一与该第一室具相同功能的第三室进行UV-C照射，重复以臭氧激活该鞋部件基材表面藉以产生蚀刻效应；以及经该输送装置选择性地输送该鞋部件基材进一与该第二室具相同功能的第四室进行二次清洁。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种用于前述鞋部件涂胶工序预处理方法的系统，其主要是通过输送装置输送鞋部件基材依序通过进行UV照射、臭氧激活以及进行清洁的反应室，并藉重复设置前述反应室达到提高鞋部件基材表面的激活程度，提升后续涂胶工序中粘固胶与鞋部件基材的胶结品质。

为解决上述问题，本发明提供一种用于前述鞋部件涂胶工序预处理方法的紫外线照射系统，用以对鞋部件基材进行涂胶工序预处理，其中，该系统包括：一输送装置，用以输送该鞋部件基材；一第一室，设于该输送装置上，内部设有UV灯用以输出UV-C照射产生浓度30至80ppm的臭氧，且该第一室顶部设有一排气口，供排放臭氧；一第二室，接设于该第一室之后地设于该输送装置上，内部设有一包括清洁液的清洁装置；一第三室，接设于该第二室之后地设于该输送装置上，内部设有UV灯用以输出UV-C照射产生30至80ppm的臭氧，且该第三室顶部设有一排放口，供排放臭氧；令该鞋部件基材经该输送装置输送，使鞋部件基材表面在该第一室内为UV-C照射而被臭氧激活产生蚀刻效应，并于该第二室内为清洁装置去除表面微小物质，且鞋部件基材表面在第三室内再次经UV-C照射而被臭氧二次激活产生蚀刻效应。

附图说明

图1是普通涂胶工序预处理的流程示意图。

图2是普通橡胶制鞋部件基材的具体涂胶工序预处理流程示意图。

图3是普通EVA制鞋部件基材的具体涂胶工序预处理流程示意图。

图4是本发明涂胶工序预处理的流程示意图。

图5是本发明橡胶制鞋部件基材的具体涂胶工序预处理流程示意图。

图6是本发明用于涂胶工序预处理的系统整体架构示意图。

图7是本发明利用UV照射、臭氧激活鞋部件基材表面的机制说明示意图。

图8A、8B是本发明橡胶制鞋部件基材在进行UV照射程序前、后的SEM扫描式电子显微镜图。

附图标记说明

冲压成型步骤S11 清洁步骤S12

碱性清洁S121 水清洁S122

酸性清洁S123 人工配送至鞋底加产线步骤S13

底漆涂布步骤S14 炉内加热步骤S141

涂胶步骤S15 炉内加热步骤S151

粘结步骤S16

洗净S21 涂底漆S22

炉内加热S221 涂粘固胶及底漆S23

炉内加热S231 主要涂胶S24

炉内加热S241 粘结贴附S25

磨皮S26

洗净S31 涂底漆S32

炉内加热S321 UVA照射S322

涂粘固胶及底漆S33 炉内加热S331

主要涂胶S34 炉内加热S341

粘结贴附S35

第一室1 第二室2

第三室3 第四室4

输送装置5 鞋部件基材6

清洁液7 UV灯8

排气口9 干燥装置10

UV灯11 排放口12

清洁液13 干燥装置14

冲压成型步骤S41 UV照射程序步骤S42

UV照射步骤S421 清洁步骤S422

UV照射步骤S423 清洁步骤S424

涂胶步骤S43 炉内加热步骤S431

粘结步骤S44

UV照射程序S51 主要涂胶S52

炉内加热S521 粘结贴附S53

具体实施方式

请以图4至5配合图7至8B观之，以下说明本发明提供的一种鞋部件涂胶工序预处理方法及其系统的具体实施方式。

如图4所示，本发明鞋部件涂胶工序预处理方法是在制鞋工序中，经冲压成型步骤S41制得具特定形状、尺寸、颜色的鞋部件基材6之后，以及在将该鞋部件基材6涂布粘固胶的涂胶步骤S43之前，进行一UV照射程序步骤S42，其主要包括以UV-C进行照射的UV照射步骤S421及清洁步骤S422，并可依鞋部件基材6材质特性，成组地重复前述步骤进行UV照射步骤S423、清洁步骤S424，或者，仅重复UV照射步骤S423。

如图6所示，本发明用于进行该UV照射程序步骤S42的紫外线照射系统包括一用以输送鞋部件基材6的输送装置5以及沿其设置的四个反应室，依序定义为一第一室1、一第二室2、一第三室3及一第四室4。其中：

该第一室1内部设有UV灯8用以提供2.0～5.0J/cm的能量(energy levels)，从而照射产生浓度30至80ppm的臭氧，且该第一室1顶部设有一排气口9，供安全地排放臭氧；于本实施例中，该UV灯8为灯管形态，且数量以10至46_支灯管为佳，但本发明不以此为限，可视实际使用需求替换其他形态而可达激发目的的UV灯。

该第二室2接设于该第一室1之后，且内部设有一清洁装置，于本实施例中，该清洁装置为一超音波震洗机，其是通过输出一超音波频率振荡设于该第二室2的清洁液7，将鞋部件基材6完全浸入该清洁液7中，经超音波清洗去除其表面的微小物质，例如硅油；惟，于本实施例中，该清洁装置并不限于超音波震洗机，亦可为离子风扇或常压电浆清洁机。其中，该第二室2出口处并设有一干燥装置10，该干燥装置10包括一供输出小股强劲气流(narrow and strong)的气刀(air knife)(图未示)以及多个近红外线加热灯(NIRheating lamps)(图未示)，藉此，令大部分残留在鞋部件6表面的清洁液7通过该干燥装置10的气刀及近红外线加热灯而被去除。

该第三室3接设于该第二室2之后，具有与第一室1相同的结构及功能，而内部设有用以输出UV-C进行照射的UV灯11且顶部设有一臭氧排放口12，该第三室3的设置目的在于二次激活该鞋部件6表面，以获得较佳的反应效果，提高后续胶结品质。

该第四室4是与第二室2具有相同的构造及功能，并可选择地接设于该第三室3之后。当设置第四室4时，其内部设有一包括清洁液13且为超音波清洁的清洁装置，以通过输出一超音波频率振荡设于该第四室4的清洁液13而超音波清洗去除鞋部件基材6表面的微小物质，于本实施例中，该第四室4的清洁液13与该第二室2的清洁液7具有相同成分组成，或者，该第四室4的清洁液13是依据鞋部件基材6的材质特性调整为与第二室2的清洁液7为不同成分组成，进一步地，第二室2可视实际情况所需，移除清洁剂或利用含硫清洁分子提升清洁效果。且该第四室4出口处设有一干燥装置14，其包括气刀及近红外线加热灯用以去除鞋部件基材6表面的残留清洁液13。

藉此，本发明通过前述紫外线照射系统提供一种先UV照射后清洁的涂胶工序预处理方法，其方法步骤包括：

提供一已成型的鞋部件基材6，其是选自橡胶、EVA、PU或TPU的材料制成；

经一输送装置5输送该鞋部件基材6进入一内设UV照设装置的第一室1，该UV照射是指以波长200～280nm的紫外线-C（UV-C）进行的照射，令该鞋部件基材6表面为UV-C照射产生的臭氧激活而产生蚀刻效应；

经该输送装置5输送该鞋部件基材6进入一内设清洁装置的第二室2，令该鞋部件基材6表面的微小物质通过清洁装置而去除；

经该输送装置5输送该鞋部件基材6进入一与该第一室1具相同功能的第三室3进行UV-C照射，重复以臭氧激活该鞋部件基材6表面藉以产生蚀刻效应；

经该输送装置5选择性地输送该鞋部件基材6进一与该第二室2具相同功能的第四室4进行二次清洁。

其中，该输送装置5的输送速度设定，是以鞋部件6在第一室1内部的时间能与臭氧及UV-C照射获得良好反应为准则进行调整。

藉此，如图5所示，当本发明用于橡胶制鞋部件基材6的涂胶工序预处理时，仅需以前述紫外线照射系统自动化进行一UV照射程序S51后，即可进行主要涂胶S52及其炉内加热S521，最后完成粘结贴附S53，相较于普通涂胶工序预处理，本发明通过该UV照射程序S51取代普通底漆涂布，具有明显简化制程的功效。

以上所述为本发明鞋部件涂胶工序预处理方法及其紫外线照射系统的具体实施方式，以下说明本发明紫外线照射程序的反应机制、实施例及其检测结果。

如图7所示，说明本发明鞋部件涂胶工序预处理方法中，利用UV照射、臭氧激活鞋部件基材表面的机制。如图，利用UV-C照射提供氧分子能量，使氧分子分解为氧原子进而结合生成臭氧，是已广为应用的臭氧生成技术。本发明利用臭氧反应活性强、易分解的特性，使臭氧在与鞋部件基材6表面接触时，通过UV照射提供足够能量破坏鞋部件基材6的材料键结结构，释出游离官能基，在鞋部件基材6表面形成蚀刻效应(etching effect)，透过蚀刻后的表面结构，使鞋部件基材6表面达到增加粘固胶与鞋部件基材6的结合能力。进一步地，在清洁步骤中选择符合勒沙特列原理的清洁液，将在清洁时同时助于释出更多游离官能基，于本实施例中，该清洁液7、13可为清洁剂及/或水、酸性溶液、碱性溶液或缓冲溶液。

于本发明中，图7、8A、8B，是以橡胶制鞋部件基材6为例说明其与臭氧反应后，使其中的R-CH3为臭氧破坏，进而生成游离官能基羟基（－OH），图8A为橡胶与臭氧反应前具有平滑表面的显微镜图，图8B为反应后橡胶表面受侵蚀而形成不平整表面的显微镜图。在勒沙特列原理基础下，降低鞋部件基材6所处环境的pH值，将有助于游离羟基（－OH）释出，因此，于本实施例中，以酸性清洁液进行超音波清洁，有助于橡胶制鞋部件基材6表面释出更多游离羟基（－OH），使蚀刻效应更为明显；较佳的，以硫酸（H2SO4）做为清洁液具有在橡胶制鞋部件基材6表面形成更多羧基（－COO）及羰基（－C＝O）的功效，而大幅提升鞋部件基材6与粘固胶的结合能力。

以下藉表一至表三的检测结果，说明本发明以橡胶制鞋部件基材6实施例与粘固胶的结合能力。其中，表一至表三是将鞋部件基材6于第一室1中，以2.0～5.0J/cm UV-C进行照射，产生臭氧30-80ppm；于第二室2中，以清洁剂及水进行超音波震洗；于第三室3中，以2.0～5.0J/cm UV-C进行照射，产生臭氧30-80ppm；最后于第四室4中，以清水进行超音波震洗后，制得的鞋部件的常温拉力测试(pulling)、水洗后拉力测试_(washing+pulling)、水解后拉力测试_(hydrolysis+pulling)检测结果。

综上所述，本发明通过前述鞋部件涂胶工序预处理方法及其紫外线照射系统，达到以一贯连通的自动化产线完成预处理，且在未大幅增加设备成本的前提下，利用UV-C照射、臭氧激活形成蚀刻效应，确实且有效提升粘固胶与鞋部件基材的结合强度，此外，本发明提供的先UV照射后清洁的紫外线照射系统，对于材质特性相异的鞋部件基材6，可直接通过复制增设用以UV-C照射臭氧激活的反应室及/或用以清洁的反应室，达到增加紫外线照射系统的适用广度，且可通过超过一次以上的UV-C照射及清洁提高鞋部件基材6表面的激活程度，提升后续涂胶工序中粘固胶与鞋部件基材的胶结品质。

Claims (15)

1.一种鞋部件涂胶工序预处理方法，其是于制鞋工序中的鞋部件冲压成型步骤与涂胶步骤之间进行，其特征在于：所述预处理方法步骤包括：

提供一鞋部件基材；

经一输送装置输送该鞋部件基材进入一内设UV照设装置的第一室，该UV照射是指以UV-C进行的照射，令该鞋部件基材表面为UV照射产生的臭氧激活而产生蚀刻效应；

经该输送装置输送该鞋部件基材进入一内设清洁装置的第二室，令该鞋部件基材表面的因蚀刻而产生的微小物质通过清洁装置而去除；

经该输送装置输送该鞋部件基材进入一与该第一室具相同功能的第三室进行UV-C照射，重复以臭氧激活该鞋部件基材表面藉以产生蚀刻效应；以及

经该输送装置选择性地输送该鞋部件基材进一与该第二室具相同功能的第四室进行二次清洁。

2.如权利要求1所述的鞋部件涂胶工序预处理方法，其特征在于：所述鞋部件基材是由选自橡胶、EVA、PU或TPU的材料制成。

3.如权利要求1所述的鞋部件涂胶工序预处理方法，其特征在于：所述清洁装置为一超音波清洁装置，其是通过输出一超音波频率振荡设于该第二室的清洁液，以超音波清洗去除鞋部件基材表面的微小物质。

4.如权利要求3所述的鞋部件涂胶工序预处理方法，其特征在于：当该第四室接设于该第三室之后时，该第四室内部设有一与该第二室相同的清洁装置，该清洁装置为一超音波清洁装置，其是通过输出一超音波频率振荡设于该第四室的清洁液，以超音波清洗去除鞋部件基材表面的微小物质，该第四室的清洁液与该第二室的清洁液具有相同成分组成，或者，该第四室的清洁液是依据鞋部件基材的材质特性调整为与第二室的清洁液为不同成分组成。

5.如权利要求3或4所述的鞋部件涂胶工序预处理方法，其特征在于：所述清洁液为清洁剂及/或水。

6.如权利要求3或4所述的鞋部件涂胶工序预处理方法，其特征在于：所述清洁液为缓冲溶液、酸液或碱液。

7.如权利要求1所述的鞋部件涂胶工序预处理方法，其特征在于：所述输送装置的输送速度设定，是以鞋部件在第一室内部的时间能与臭氧及UV-C照射获得良好反应为准则进行调整。

8.如权利要求1所述的鞋部件涂胶工序预处理方法，其特征在于：所述第二室及其他与其功能相同的反应室是于出口处设有一干燥装置，令该鞋部件基材输出进入下一反应室时，经该清洁装置而残留于该鞋部件基材表面的清洁液为该干燥装置干燥去除。

9.如权利要求1所述的鞋部件涂胶工序预处理方法，其特征在于：所述方法是依据该鞋部件基材的材质特性，通过在输送装置上成组地重复设置功能与第一室相同的UV-C照射反应室以及工能与第二室相同的洗净反应室，以令不同材质的鞋部件基材与臭氧充分反应产生蚀刻效应。

10.一种用于如权利要求1所述的鞋部件涂胶工序预处理方法的紫外线照射系统，用以对鞋部件基材进行涂胶工序预处理，其特征在于：所述系统包括：

一输送装置，用以输送该鞋部件基材；

一第一室，设于该输送装置上，内部设有UV灯用以输出UV-C照射产生浓度30至80ppm的臭氧，且该第一室顶部设有一排气口，供排放臭氧；

一第二室，接设于该第一室之后地设于该输送装置上，内部设有一包括清洁液的清洁装置；

一第三室，接设于该第二室之后地设于该输送装置上，内部设有UV灯用以输出UV-C照射产生30至80ppm的臭氧，且该第三室顶部设有一排放口，供排放臭氧；

令该鞋部件基材经该输送装置输送，使鞋部件基材表面在该第一室内为UV-C照射而被臭氧激活产生蚀刻效应，并于该第二室内为清洁装置去除表面微小物质，且鞋部件基材表面在第三室内再次经UV-C照射而被臭氧二次激活产生蚀刻效应。

11.如权利要求10所述的紫外线照射系统，其特征在于：所述鞋部件基材是由选自橡胶、EVA、PU或TPU的材料制成。

12.如权利要求10所述的紫外线照射系统，其特征在于：所述第二室出口处设有一干燥装置，该干燥装置包括一供输出小股强劲气流的气刀以及多个近红外线加热灯，令大部分残留在鞋部件表面的清洁液通过该干燥装置的气刀及近红外线加热灯而被去除。

13.如权利要求10所述的紫外线照射系统，其特征在于：更包括一第四室接设于该第三室之后地设于该输送装置上，该第四室内部设有一包括清洁液的清洁装置，且该第四室出口处设有一干燥装置，该干燥装置包括一供输出小股强劲气流的气刀以及多个近红外线加热灯，令大部分残留在鞋部件表面的清洁液通过该干燥装置的气刀及近红外线加热灯而被去除。

14.如权利要求10或13所述的紫外线照射系统，其特征在于：所述清洁液为清洁剂及/或水，该清洁剂是选自含硫缓冲液、酸液或碱液。

15.如权利要求10或13所述的紫外线照射系统，其特征在于：所述清洁装置为一超音波清洁装置，其是通过输出一超音波频率振荡该清洁液，以超音波清洗去除鞋部件基材表面的微小物质。