CN104939423B - 多功能防雷、防爆靴及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能防雷、防爆靴，它包括一体相接的鞋面制成的鞋帮以及鞋底，鞋底由下向上依次为实胶层、发泡橡胶层、高强芳纶复合层和芳纶复合内底层，鞋面由外向内依次为防水面皮层、芳纶复合层和涤纶复合层，该靴质量轻、具有防雷、防爆、防水和阻燃性能，工作人员穿着轻便舒适；本发明还提供了上述多功能防雷、防爆靴的制备工艺，包括帮面和鞋底料的裁剪、制作鞋帮、鞋成型等步骤，该靴制备工艺简单，易于控制，所制鞋靴的各层之间结合牢固，寿命长，防护效果好。本发明适用于防雷、防暴靴的制备，所制鞋靴进一步应用于扫雷工兵、排爆专家、消防及特种作业人员野外和特殊环境穿着。

Description

多功能防雷、防爆靴及其制备工艺

技术领域

本发明属于制鞋领域，涉及一种鞋靴及其制备工艺，具体地说是一种多功能防雷、防爆靴及其制备工艺。

背景技术

传统的防雷和防爆鞋靴，多采用钢板、塑钢、玻璃纤维或者芳纶等材质作为鞋面或者鞋底材质，经过一定的工序加工制作成靴。然而，这种防爆鞋靴只具备单一的防护性能，如只具备防雷性能或者只具备防爆性能；另外，在制作鞋靴时，由于使用钢板、塑钢或者玻璃纤维等使得鞋靴重量大、笨重，不易弯折，人们穿着行走不方便，加重了穿着人员的负担。

申请号为2011103591175的中国发明专利申请，公开了一种防爆靴，帮面和鞋底均具有防爆的功能，靴底由外向内依次为外层耐磨层、中间防碎片层和内层鞋衬层，在脚掌部位对应的复合防刺层与TPU层之间设置有前掌保护塑钢板，在脚跟对应的复合防刺层与TPU层之间设置有后跟保护塑钢板，由于在靴底上设置有前掌保护塑钢板和后跟保护塑钢板，在帮面脚尖部位设置有塑钢包头，使得该靴能有效阻挡、消弱爆炸所产生的冲击波和碎片。然而，该防爆靴由于由于设置有塑钢板，因而质量重，钢板不能打折，穿着不方便，舒适度较差，给长期在野外工作的人员带来了不便；另外，该防爆靴TPU层与前掌保护塑钢板和后跟保护塑钢板之间，复合防刺层与前掌保护塑钢板和后跟保护塑钢板之间，存在粘合强度差的弱点（塑钢板与其它材质不易贴合），底部各层之间粘合不牢，影响穿用及功能性。因TPU不耐高温，当TPU发泡层遇到地雷爆炸时，爆炸所产生的高温很容易融化TPU，使整个鞋底部发生变化，减弱防护性能。由于该鞋底部比较厚重，而且不易弯折，使其只能具有防爆的功能。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种多功能防雷、防爆靴，它包括一体相接的鞋面制成的鞋帮以及鞋底，鞋底由外向内依次为实胶层、发泡橡胶层、高强芳纶复合层和芳纶复合内底层，鞋面由外向内依次为防水面皮层、芳纶复合层和涤纶复合层；该多功能防雷、防爆靴质量轻、具有防雷、防爆防水和阻燃性能，工作人员穿着舒适，该靴对具有一定威力的杀伤性地雷在爆炸中所产生的碎片、残骸和热气流有实质性的防护作用；

本发明还提供了上述多功能防雷、防爆靴的制备工艺，包括鞋面和鞋底料的裁剪、

、制作鞋帮、鞋成型等步骤，该制备工艺简单，易于控制，所制鞋靴的各层之间结合牢固，寿命长，防护效果好。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种多功能防雷、防爆靴，它包括一体相接的鞋面制成的鞋帮以及鞋底，所述鞋底为复合层结构，包括由下往上依次设置的实胶层、发泡橡胶层、高强芳纶复合层和芳纶复合内底层；

在鞋底上，与后跟相对应处的发泡橡胶层和高强芳纶复合层之间，还设有木质填充层；

所述鞋面为复合层结构，包括由外向内依次设置的防水面皮层、芳纶复合层和涤纶复合层；所述芳纶复合层的厚度为2mm；

所述鞋面上，与脚尖部位相对应处的所述防水面皮层和芳纶复合层之间，还设置有内包头，所述内包头的下边缘延伸至所述芳纶复合层的下面；

所述鞋面上，与鞋后跟相连接处对应的所述防水面皮层和芳纶复合层之间，还设置有主跟，所述主跟的下边缘延伸至所述芳纶复合层的下面。

作为本发明的一种限定，所述芳纶复合内底层上还设有鞋垫。

本发明还有一种限定，所述高强芳纶复合层的厚度为10mm, 芳纶复合内底层的厚度为3mm。

本发明还提供了上述多功能防雷、防爆靴的制备工艺，它按照如下的步骤顺序依次进行：

（A）鞋面和鞋底料裁剪

按照样板将鞋面和鞋底料分别进行裁剪，整形后备用；

（B）鞋帮制作

①将鞋面各部件缝接，将鞋面的防水面皮层与芳纶复合层的粘合部位分别涂刷108粉浆胶，并置于烘箱中烘干，将二者粘合，得a;

②将a的芳纶复合层与涤纶复合层缝接，得b；

③b装订鞋眼、鞋环，得鞋帮c；

（C）鞋成型

①在鞋楦上固定芳纶复合内底层，得z;

②将c内装入主跟和内包头，得d；

③将d固定在z上，帮脚的裕度大于或等于12mm，得e；

④将e进行热定型，得f；

⑤将f进行冷定型，得g;

⑥将g的芳纶复合内底层与防水面皮层帮脚处粘合部位分别涂刷300#白乳胶，并置于烘箱中烘干，将二者粘合，得h;

⑦h的帮脚起毛、砂磨，得i;

⑧将i的芳纶复合内底层、帮脚部位防水面皮层和高强芳纶复合层的粘合部位分别涂刷300#白乳胶，分别置于烘箱中烘干，烘干后将i与高强芳纶复合层粘合，得j；

⑨j脱楦，将鞋帮套在模具上，在脚模温度75℃下，使用热熔胶将木质填充层粘合于高强芳纶复合层上,得k;

⑩k的下面涂刷接枝胶083，分别经过一次注胶和二次注胶后分别得实胶层和发泡橡胶层，得m,

所述一次注胶的底模和边模的温度为150～160℃，注压3min，压力为0.82MPa；

当一次注胶的温度高于160℃时，橡胶过硫、老化，橡胶变脆，成鞋耐磨、耐折性能差，影响发泡层与实胶层的粘合；当温度低于150℃时，橡胶没硫化到位，胶底发粘、成鞋耐磨性能差及发泡层与实胶层之间粘合脱层，橡胶阻燃性能差；

注压时间大于3min，橡胶过度硫化、橡胶分子发生变化，成鞋耐磨性、抗撕裂强度、耐折性能均会降低，发泡层与实胶层的粘合脱层，影响防护性能；注压时间小于3min，橡胶没有硫化到位，胶底发粘、成鞋耐磨性能差及影响发泡层与实胶层的粘合，降低橡胶阻燃性能；

所述二次注胶的底模和边模的温度为150～160℃，注压硫化20min，压力为0.82MPa；

当二次注胶的温度高于160℃时，由于发泡层较厚，靠近模具的橡胶表面过早硫化，其它胶料的物理机械性能达不到最佳硫化状态，靠近模具的橡胶过硫、老化，胶底变脆、变硬、易折断、没有弹性、阻燃性能下降，发泡胶与鞋帮之间粘合强度差；当温度低于150℃时，橡胶没有硫化到位，胶料达不到正硫化状态，橡胶的物理机械性能也达不到预期的效果，胶底发粘、发软、无弹性、易变形，影响发泡胶与鞋帮粘合强度；

注压硫化时间大于20min，橡胶会过度硫化，胶底的整体老化、物理机械性能及阻燃性能下降，橡胶变脆、耐折性能差、易折断，发泡胶与鞋帮之间粘合强度差；注压时间小于20min，橡胶欠硫，发泡胶发粘，发泡胶硬度达不到成鞋要求，胶料的物理机械性能达不到预期的效果，影响发泡胶与鞋帮之间、发泡胶与实胶层之间的粘合强度；

m出模后，对其修水口胶、外观整修、装鞋垫，得多功能防雷、防爆靴。

作为上述工艺的限定，

㈠所述步骤（B）①中的烘干温度为45～50℃，时间3～5min；

当烘干温度高于50℃时，胶粘剂表面会形成保护膜，膜内液体胶得不到充分干燥，当两种材料贴合时，只与表面胶膜粘合，粘合强度差起不到粘合效果；当温度低于45℃时，胶粘剂内高分子材料得不到充分扩散，高分子链接上的某些基团活化效果差，粘合剂无法完全干透、胶膜无法活化，影响粘合强度，易出现开胶现象；

烘干时间大于5min，胶合键的形成可分为两个阶段，首先是胶粘剂分子通过微布朗运动向被粘物表面迁移，胶粘剂分子中的极性基团向被粘物中的极性基团靠近，而后，当两种物体分子之间的距离小于5×10^-10m时，分子间引力发生作用而吸附，当过度烘干或超出最佳烘干时间时，胶合键会发生较大变化，出现粘合力下降，小于3min，胶合键的形成达不到最佳粘合状态，粘合剂无完全干透，粘合强度不够，易出现脱层及开胶现象；

㈡所述步骤（C）④中热定型温度为90～100℃，时间为30～40min；

当热定型温度高于100℃时，成鞋后鞋帮体变形，皮革内油脂和防水材料挥发，影响成鞋的耐折性、防水性能、鞋帮皮革的撕裂强度，因而降低防雷、防爆靴使用功能；当温度低于90℃时，出现脱楦后鞋帮体变形，除影响美观外，易出现卡脚、磨脚等穿着不舒适，影响战士的战斗力；

定型时间大于40min，皮革内油性挥发，防水面皮层、内包头、主跟、芳纶复合层和涤纶复合层之间会出现脱层,影响成鞋使用寿命和功能性；定型时间小于30min，脱楦后鞋帮体变形，穿着时卡脚，靴筒磨腿等问题影响穿用及防护功能；

㈢所述步骤（C）⑤中冷定型温度为-15～-5℃，时间为8～25min；

当冷定型温度高于-5℃时，脱楦后鞋帮体变形，并且会带来诸如卡脚、夹脚等问题，影响穿用；当温度低于-15℃时，冷定型温度过低，成鞋的物理性能将受影响，脱楦后鞋帮体脱层、变形等，影响穿用和功能性；

定型时间大于25min，影响生产周期和成品鞋物理性能；定型时间小于8min，冷定型时间短，脱楦后鞋帮体易变形，帮面各层之间出现脱层现象影响穿用；

㈣所述步骤（C）⑥中烘干温度为50～55℃，时间3～5min；

当烘干温度高于55℃时，胶粘剂表面会形成保护膜，内部胶粘剂在规定时间内得不到充分烘干，表面胶膜烘干时间完成时已经老化，使粘合强度下降，起不到粘合效果；当烘干温度低于50℃时，胶粘剂无法得到完全干透，粘合强度差，影响穿用；

当烘干时间大于5min，胶粘剂老化，使粘合力下降，部件之间脱层；当烘干时间小于3min，粘合剂分子中的极性基团正在向被粘物的极性基团靠近，粘合剂还无完全干透，粘合强度不够，易出现开胶现象。

上述工艺还有一种限定，所述步骤（C）⑧中烘干温度为50～55℃，时间3～5min；

当烘干温度高于55℃时，胶粘剂失效，起不到粘合效果；当温度低于50℃时，会出现粘合剂无完全干透，粘合强度不够；

烘干时间大于5min，过度烘干会出现粘合力下降；时间小于3min，出现粘合剂无完全干透，粘合强度不够，易出现开胶现象；

上述多功能防雷、防爆靴的制备工艺作为一个整体，具有工艺流程简单、易于控制，层与层之间粘接牢固的特点，所制鞋靴舒适、寿命长，防护效果好。

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

本发明提供了一种多功能防雷、防爆靴，具有如下优点：

①鞋面由三层组成，鞋面质量轻、不板硬、易弯折，并且具有防雷、防爆、防水和阻燃性能；

②鞋底的实胶层具有防滑、耐磨、阻燃的功能，发泡橡胶层具有重量轻、与帮脚粘合强度高、耐磨、防水、防磕碰和阻燃的功能，高强芳纶复合层具有防爆、放刺、重量轻、易弯曲、阻燃的功能，芳纶复合内底层具有防雷、防爆、放刺、重量轻、易弯曲、阻燃的功能；

③多功能防雷、防爆靴防雷、防爆效果好，穿着舒适，重量轻；

本发明还提供了上述多功能防雷、防爆靴的制备工艺，具有如下优点：

①工艺简单，易于控制；

②所制鞋靴的各层之间结合牢固，寿命长，防护效果好。

本发明适用于防雷、防爆靴的制备，所制鞋靴进一步应用于扫雷工兵、排爆专家、消防及特种作业人员野外和特殊环境穿着。

本发明下面将结合具体实施例作进一步详细说明。

附图说明

图1为实施例1 的结构示意图；

图中：1-实胶层，2-发泡橡胶层，3-木质填充层，4-高强芳纶复合层，5-芳纶复合内底层，6-鞋垫，7-防水面皮层，8-内包头，9-主跟，10-芳纶复合层，11-涤纶复合层。

具体实施方式

实施例1 一种多功能防雷、防爆靴

本实施例为一种多功能防雷、防爆靴，它包括一体相接的鞋面制成的鞋帮以及鞋底。

如图1所示，鞋底为复合层结构，鞋底由下往上依次为实胶层1、发泡橡胶层2、高强芳纶复合层4和芳纶复合内底层5，其中高强芳纶复合层4的厚度为10mm, 芳纶复合内底层5的厚度为3mm。高强芳纶复合层4和芳纶复合内底层5所用的芳纶复合布主要由芳纶布、玻璃纤维布、高强纤维聚合片三种材料经现有的树脂和胶粘剂粘结而成，可通过市售购买，如可通过生产厂家为江苏句容天和鞋业有限公司进行购买。

在鞋底上，与后跟相对应处的发泡橡胶层2和高强芳纶复合层4之间，还设有木质填充层3。

该靴的鞋面为复合层结构，鞋面由外向内依次为防水面皮层7、芳纶复合层10和涤纶复合层11。其中，芳纶复合层10的厚度为2mm，芳纶复合层10所用的芳纶布主要由芳纶布、玻璃纤维布、高强纤维聚合片三种材料经现有的树脂和胶粘剂粘结而成，可通过市售购买，如可通过生产厂家为江苏句容天和鞋业有限公司进行购买。涤纶复合层11所用的涤纶复合布为市售购买，如型号为：涤纶长丝双色布，规格为：250D园光/150D黑丝混纺织物，厚度1.0mm,质量400g/m²，生产厂家为福建莆田嘉裕华装备有限公司。

在鞋面上，与脚尖部位相对应处的防水面皮层7和芳纶复合层10之间设置有内包头8，内包头8的下边缘延伸至芳纶复合层10的下面；

鞋面上与鞋后跟相连接处所对应的防水面皮层7和芳纶复合层10之间，设置有主跟9，主跟9的下边缘延伸至芳纶复合层10的下面。

根据穿着人员的需要，芳纶复合内底层5上还设有鞋垫6，鞋垫6为PU弹性体鞋垫，它由抑菌布和欧斯菜级别聚氨酯发泡组成。

本实施例中所制的多功能防雷、防爆靴，所制鞋靴质量轻、具有防雷、防爆防水和阻燃性能，工作人员穿着舒适，该靴对具有一定威力的杀伤性地雷在爆炸中所产生的高速碎片、残骸和热气流有实质性的防护作用。

实施例2 多功能防雷、防爆靴的制备工艺

本实施例为上述实施例1中的多功能防雷、防爆靴的制备工艺，它按照如下的步骤顺序制成：

（A1）鞋面和鞋底料的裁剪

按照样板将鞋面和鞋底料分别进行裁剪，整形后备用；

（B1）制作鞋帮

①将鞋面各部件缝接，将鞋面的防水面皮层7与芳纶复合层10的粘合部位分别涂刷108粉胶，分别置于烘箱中于50℃烘干4min，烘干后将二者站和部位粘合，得a1;

②将a1的芳纶复合层10的与涤纶复合层11缝接，得b1；

③将b1装订鞋眼、鞋环，得鞋帮c1；

（C1）鞋成型

①在鞋楦上固定芳纶复合内底层5，得z1;

②将c1内装入主跟9和内包头8，得d1；

③将d1固定在z1上，帮脚的裕度大于或等于12mm，得e1；

④将e1于温度90℃下热定型32min，得f1；

⑤将f1于温度-5℃下冷定型25min，得g1;

⑥将g1的芳纶复合内底层5与防水面皮层7帮脚处粘合部位分别涂刷300#白乳胶，分别置于烘箱中于温度52℃烘干3min，烘干后将二者需要粘合的部位粘合，得h1;

⑦h1的帮脚起毛、砂磨，得i1;

⑧将i1的芳纶复合内底层5、帮脚部位防水面皮层7和高强芳纶复合层4的粘合部位分别涂刷300#白乳胶，分别置于烘箱中于55℃下烘干4min，烘干后i1与高强芳纶复合层4粘合部位粘合，得j1；

⑨j1脱楦，将鞋帮套在模具上，在脚模温度75℃下，使用热熔胶(现有制鞋所用的热熔胶均可)将木质填充层3粘合于高强芳纶复合层4上,得k1;

⑩k1的下面涂刷接枝胶083，先经过一次注胶形成实胶层，其中，底模和边模的温度均为150℃，注压3min，压力为0.82MPa；

经过一次注压后k1形成了实胶层，在实胶层内用注枪注入发泡橡胶，经过二次注压形成发泡橡胶层，得m1,其中，二次注胶的底模和边模的温度均为155℃，注压硫化20min，压力为0.82MPa；

m1出模后，对其修口水胶、外观整修、装鞋垫6，得多功能防雷、防爆靴。

本实施例中的制备工艺简单、易于控制，所制多功能防雷、防爆靴的防雷、防爆效果好并且还具有防水和阻燃性能，该鞋的各层粘接牢固，寿命长，该鞋对具有一定威力的杀伤性地雷在爆炸中所产生的高速碎片、残骸和热气流提供实质性的防护。

实施例3-6 多功能防雷、防爆靴的制备工艺

实施例3-6分别为实施例1所提供的多功能防雷、防爆靴的一种制备工艺，制备工艺与实施例2相似，不同之处仅在于：制备工艺中相应的技术参数不同，具体的结果见下表。

表1 制备工艺过程中的技术参数表

上述实施例的制备工艺简单、易于控制，所制多功能防雷、防爆靴的防雷、防爆效果好并且还具有防水和阻燃性能，该鞋的各层粘接牢固，寿命长，该鞋对具有一定威力的杀伤性地雷在爆炸中所产生的高速碎片、残骸和热气流提供实质性的防护。

实施例7 多功能防雷、防爆靴所用材质的理化性能指标

实施例1-6中的鞋底用高强芳纶复合层和芳纶复合内底层以及鞋面用芳纶复合层的材料主要由芳纶布、玻璃纤维布、高强纤维聚合片三种材料经现有的树脂和胶粘剂粘结而成，各种材料均由市售购买，如可通过生产厂家为江苏句容天和鞋业有限公司进行购买。

各种材料的性能指标见表2-表4。

表2 帮面所用芳纶复合层的理化性能

表3 鞋底用高强芳纶复合层的理化性能

表4 鞋底用芳纶复合内底层的理化性能

实施例1-6中所制的鞋底为橡胶+双密度外底（即鞋底最外层的实胶层，次外层为发泡橡胶层），该鞋底的理化性能指标见表5。

表5 实胶层和发泡橡胶层的理化性能指标

实施例1-6，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明所作的其它形式的限定，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述技术内容作为启示加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但凡是未脱离本发明权利要求的技术实质，对以上实施例所作出的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明权利要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种多功能防雷、防爆靴的制备工艺，所述多功能防雷、防爆靴包括一体相接的鞋面制成的鞋帮以及鞋底，所述鞋底为复合层结构，包括由下往上依次设置的实胶层（1）、发泡橡胶层（2）、高强芳纶复合层（4）和芳纶复合内底层（5）；

在鞋底上，与后跟相对应处的发泡橡胶层（2）和高强芳纶复合层（4）之间，还设有木质填充层（3）；

所述鞋面为复合层结构，包括由外向内依次设置的防水面皮层（7）、芳纶复合层（10）和涤纶复合层（11）；所述芳纶复合层（10）的厚度为2mm；

所述鞋面上，与脚尖部位相对应处的所述防水面皮层（7）和芳纶复合层（10）之间，还设置有内包头（8），所述内包头（8）的下边缘延伸至所述芳纶复合层（10）的下面；

所述鞋面上，与鞋后跟相连接处对应的所述防水面皮层（7）和芳纶复合层（10）之间，还设置有主跟（9），所述主跟（9）的下边缘延伸至所述芳纶复合层（10）的下面；

所述芳纶复合内底层（5）上还设有鞋垫（6）；

所述高强芳纶复合层（4）的厚度为10mm， 芳纶复合内底层（5）的厚度为3mm；其特征在于该制备工艺按照如下的步骤顺序依次进行：

（A）鞋面和鞋底料裁剪

按照样板将鞋面和鞋底料分别进行裁剪，整形后备用；

（B）鞋帮制作

①将鞋面各部件缝接，将鞋面的防水面皮层（7）与芳纶复合层（10）的粘合部位分别涂刷108粉浆胶，并置于烘箱中烘干，将二者粘合，得a；

②将a的芳纶复合层（10）与涤纶复合层（11）缝接，得b；

③b装订鞋眼、鞋环，得鞋帮c；

（C）鞋成型

①在鞋楦上固定芳纶复合内底层（5），得z；

②将c内装入主跟（9）和内包头（8），得d；

③将d固定在z上，帮脚的裕度大于或等于12mm，得e；

④将e进行热定型，得f；

⑤将f进行冷定型，得g；

⑥将g的芳纶复合内底层（5）与防水面皮层（7）帮脚处粘合部位分别涂刷300#白乳胶，并置于烘箱中烘干，将二者粘合，得h；

⑦h的帮脚起毛、砂磨，得i；

⑧将i的芳纶复合内底层（5）、帮脚部位防水面皮层（7）和高强芳纶复合层（4）的粘合部位分别涂刷300#白乳胶，分别置于烘箱中烘干，烘干后将i与高强芳纶复合层（4）粘合，得j；

⑨j脱楦，将鞋帮套在模具上，在脚模温度75℃下，使用热熔胶将木质填充层（3）粘合于高强芳纶复合层（4）上，得k；

⑩k的下面涂刷接枝胶083，分别经过一次注胶和二次注胶后分别得实胶层（1）和发泡橡胶层（2），得m，

所述一次注胶的底模和边模的温度为150～160℃，注压3min，压力为0.82MPa；

所述二次注胶的底模和边模的温度为150～160℃，注压硫化20min，压力为0.82MPa；

m出模后修口水胶、外观整修和装鞋垫，得多功能防雷、防爆靴。

2.根据权利要求1中所述的多功能防雷、防爆靴的制备工艺，其特征在于：所述步骤（B）①中的烘干温度为45～50℃，时间3～5min。

3.根据权利要求1中所述的多功能防雷、防爆靴的制备工艺，其特征在于：所述步骤（C）④中热定型温度为90～100℃，时间为30～40min。

4.根据权利要求1中所述的多功能防雷、防爆靴的制备工艺，其特征在于：所述步骤（C）⑤中冷定型温度为-15～-5℃，时间为8～25min。

5.根据权利要求1中所述的多功能防雷、防爆靴的制备工艺，其特征在于：所述步骤（C）⑥中烘干温度为50～55℃，时间3～5min。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的多功能防雷、防爆靴的制备工艺，其特征在于：所述步骤（C）⑧中烘干温度为50～55℃，时间3～5min。