CN107738395A - Etpu发泡微球鞋底生产加工工艺 - Google Patents

Etpu发泡微球鞋底生产加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺，包括以下步骤，预压：通过将原料放置于预压罐内进行预压处理，预压时长24‑28H；合模打料：包括设置有进料口的鞋模，将鞋模合模后，通过设置于进料口上的进料气缸将预压后的发泡微球填充至鞋模的腔室内，且填充压力为60‑80N，填充时间为10‑15S；成型：鞋模上设置有与腔室相连通用于添加热蒸汽的加气装置，且腔室内成型压力为20‑35N，成型温度为130‑140℃，成型时间为180‑190S；冷却：在鞋模内设置有水冷通道，在水冷通道内循环通入常温水，冷却时长80S，水压为40‑50N；脱模：对鞋模进行脱模，将成型产品取出；晾干去水：将成型产品放置于室内进行自然晾干，晾干放置时长为48H；具有提高其成型产品稳定性以及耐磨性的效果。

Description

ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺
技术领域
本发明涉及鞋底生产技术领域，更具体地说，它涉及一种ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺。
背景技术
E-TPU发泡材料是由无数个弹性十足、重量很轻的TPU发泡小球集结在一起的一种新型高分子材料，由无定形和刚性分子链组成，在它的分子结构中是不含有任何柔性链段；因此，ETPU材料既具有无定形树脂的强度与尺寸稳定性，又具备结晶树脂的耐化学性、耐疲劳性与耐磨性能。
这种颗粒材料在发泡后，体积膨胀5-8倍，泡孔直径不过30微米到300微米左右，大小和形状跟爆米花一样，每立方厘米0.15-0.25克的密度，所以，被业界形象的称之为“爆米花”；它克服了TPU原料重量大、硬度高、减震性能差等方面的缺点，同时重量更轻，透气性更强，环保、耐磨、高弹、耐黄变；所以，E-TPU产品可以替代如：尼龙11、尼龙12、聚砜、聚甲醛、聚酰亚胺、增强聚酯等高性能材料，适用于需要经受强大冲击和频繁使用、要求透明、尺寸安定性及耐化学性能优异的产品；如：运动鞋中底和内底、塑料紧固件、连接件、滤清器外壳、积水杯、电位开关、运动防护、阻尼、家居用品、底载荷免充气轮胎等多个领域；但是，传统制备中低密度E-TPU发泡材料存在泡孔尺寸过大，密实度低导致其鞋底表面出现凹陷，使其鞋底稳定性以及耐磨性能差的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺，具有提高其成型产品稳定性以及耐磨性的效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺，包括以下步骤：
S1、预压：通过将原料放置于预压罐内进行预压处理，预压时长24-28H；
S2、合模打料：包括设置有进料口的鞋模，将鞋模合模后，通过设置于进料口上的进料气缸将预压后的发泡微球填充至鞋模的腔室内，且填充压力为60-80N，填充时间为10-15S；
S3、成型：所述鞋模上设置有与腔室相连通用于添加热蒸汽的加气装置，且腔室内成型压力为20-35N，成型温度为130-140℃，成型时间为180-190S；
S4、冷却：在所述鞋模内设置有水冷通道，在水冷通道内循环通入常温水，冷却时长80S，水压为40-50N；
S5、脱模：对鞋模进行脱模，将成型产品取出；
S6、晾干去水：将成型产品放置于室内进行自然晾干，晾干放置时长为48H。
如此设置，通过预压使其原料发泡，即，体积变大，提高ETPU发泡微球的发泡性能以及拉伸性能；之后通过进料气缸向鞋模内打料，使其ETPU发泡微球填充与鞋模的腔室内，通过控制填充压力预计填充时间，使其鞋模内的ETPU发泡微球处于稳定且适量的作用，使其成型后鞋底稳定；在成型的过程中，通过对腔室内通入热蒸汽，且腔室内保持20-35N压力，增加其鞋底的弹性性能；通过控制适当的温度和成型时间后，提高鞋底上ETPU发泡微球相互之间的连接稳定性；之后成型后立刻进行冷却，使其鞋模快速凝固，提高鞋底的韧性，以及弯折度，提高鞋底的耐折性以及耐磨性，且水压处于该范围内，保证模具内水循环冷却的作用；之后脱模后取出，通过晾干取水，将鞋模内的水蒸气完全蒸发，提高鞋底的干燥性，进而提高鞋底整体的稳定性能、回弹性能、耐折性能以及耐磨性能。
进一步设置：所述S1预压步骤包括升压段、稳压段和降压段，所述升压段初始压力为10N，且升压段压力以2.5N/H递增至稳压段，所述稳压段压力为40-60N，稳压段的区间时长为2-6H，所述降压段压力以5N/H递减至20N后出料。
如此设置，刚开始通过对原料进行升压，使原料内部具有逐步增压的作用，提高原料整体稳定的稳定性，之后通过稳压段，使原料处于稳压的环境，最后通过逐步降压，使原料逐步发涨，即，达到稳定发涨的作用，提高ETPU发泡微球增大后的稳定性。
进一步设置：所述稳压段压力为50N。
如此设置，使相邻ETPU发泡微球之间达到发泡的作用，且使ETPU发泡微球圆润，达到充气的装填，提高后期成型时鞋垫的弹性性能、拉伸强度以及耐磨性性。
进一步设置：所述S2合模打料步骤中，填充压力为70N。
如此设置，提高对成型产品中成型质量以及成型牢固度的作用。
进一步设置：所述S2合模打料步骤中，填充时间为14S。
如此设置，便于将原料充分且合适的加入至鞋模内，提高鞋模打料的稳定性。
进一步设置：所述S3成型步骤中，腔室内成型压力为33N。
如此设置，使鞋模且腔室内压力稳定，便于ETPU发泡微球之间粘接成型，且具有提高ETPU发泡微球之间稳定性。
进一步设置：S2合模打料、S3成型、S4冷却以及S5脱模步骤时长为4min。
如此设置，使鞋模成型时间分布于各个步骤，提高成型是的稳定性以及综合性能。
进一步设置：所述成型产品的硬度为30-50A。
如此设置，使成型产品强度适中，提高其使用性能。
通过采用上述技术方案，本发明相对现有技术相比：通过预压、合模打料、成型、冷却、脱模以及晾干去水，使其使ETPU发泡微球后具有良好的发泡率以及良好的拉伸性能，同时制成的鞋底成型后，具有良好的稳定性能、回弹性能、耐折性能以及耐磨性能。
附图说明
图1为鞋模的结构示意图；
图2为预压步骤中压力与预压时间的线性关系图。
图中：1、鞋模；2、进料气缸；3、加气装置；4、水冷通道。
具体实施方式
参照图1至图2对ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺做进一步说明。
实施例1～57：一种ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺，包括以下步骤：
S1、预压：通过将原料放置于预压罐内进行预压处理，预压时长24-28H；如图2所示，预压步骤包括升压段、稳压段和降压段。
其中，升压段初始压力为10N，且升压段压力以2.5N/H递增至稳压段；稳压段压力为40-60N，稳压段的区间时长为2-6H，降压段压力以5N/H递减至20N后出料。
S2、合模打料：如图1所示，包括设置有进料口的鞋模1，将鞋模1合模后，通过设置于进料口上的进料气缸2将预压后的发泡微球填充至鞋模1的腔室内，且填充压力为60-80N，填充时间为10-15S。
S3、成型：在鞋模1上设置有与腔室相连通用于添加热蒸汽的加气装置3，且腔室内成型压力为20-35N，成型温度为130-140℃，成型时间为180-190S。
S4、冷却：在所述鞋模1内设置有水冷通道4，在水冷通道4内循环通入常温水，冷却时长80S，水压为40-50N。
S5、脱模：对鞋模1进行脱模，将成型产品，即鞋底取出。
S6、晾干去水：将成型产品放置于室内进行自然晾干，晾干放置时长为48H，且成型产品的硬度为30-50A。
S7、上色：晾干后对成型产品外进行上色处理。
上述中，S2合模打料、S3成型、S4冷却以及S5脱模步骤总共时长为4min。
其中，稳压段压力用F1表示，稳压段稳压时间用T1表示，填充压力用F2表示，填充时间用T2表示，成型压力用F3表示，成型温度用V1表示，成型时间用T3表示，冷却温度用T4表示。
试验内容：以相同的操作步骤，通过改变步骤中的单一变量，在不同条件下生产制备得到ETPU发泡微球以及鞋底，对此进行以下性能测试，如表1所示。
表1
对实施例所制得的ETPU发泡微球进行以下测试：
(a)发泡倍率：发泡倍率以未发泡试样平均密度与发泡后制品表观密度进行计算，计算公式为发泡倍率＝未发泡试样的平均密度/发泡后制品的表观密度；
(b)拉伸性能测试：按照GB/T6344-2008，采用微控电子万能试验机对发泡试样进行拉伸性能测试，记录ETPU粒子的拉伸强度。
对实施例所制得的鞋底进行以下测试：
(1)耐磨性测试：按照GB/T9867-2008进行热塑性橡胶耐磨性能的测定，记录鞋底表面的磨损体积；
(2)回弹率测试：按照GB/T1681-2009进行回弹性测试，记录鞋底外垫1的回弹率；
(3)耐折性测试：将鞋底表面割出长度为5mm，深度为1mm的开口，沿刀口方向对鞋底进行弯折，以鞋底两端部相触碰为完成一次弯折，弯折20万次后，再次测量开口的长度。
实验结果：通过改变稳压段F1、填充压力F2、填充时间T2、成型压力F3、成型温度V1、成型时间T3中的其中一变量，其实施例1～57中ETPU发泡微球的发泡倍率和拉伸强度，鞋底的耐磨度、回弹率、耐折性测试结果如表2所示。
表2
通过对比实施例1至实施例3，实施例8、实施例20、实施例32，实施例9、实施例21、实施例33之间从中可得出，当其他条件相同，稳压段处于40-60N内数值时，其ETPU发泡微球的发泡倍率和拉伸强度随稳压压力的增大而增大，当达到一定数值后，其ETPU发泡微球的发泡倍率和拉伸强度随稳压压力的增大而减小，且稳压段压力为50N，且稳压段时长4H时，其发泡倍率最高，同时其拉伸强度最好。
通过对比实施例1、实施例4、实施例5，实施例2、实施例16、实施例17，实施例3、实施例28、实施例29之间从中可得出，当其他条件相同，填充压力范围处于60-80N时，且鞋底的耐磨性以及回弹率随填充压力的增大而增大，当达到一定数值后，其鞋底的耐磨性以及回弹率随填充压力的增大而减小，且填充压力在70N时，其耐磨性以及回弹率最好；而耐折性随填充压力的增大而减小，当达到一定数值后，其鞋底的耐折性随填充压力的增大而增大，且填充压力在70N时，其耐折性最好。
通过实施例1、实施例6、实施例7，实施例2、实施例18、实施例19，实施例3、实施例30、实施例31，实施例16、实施例40、实施例41之间从中可得出，当其他条件相同，成型压力范围处于20-35N时，鞋底的耐磨性以及回弹率随填充压力的增大而增大，当达到一定数值后，其鞋底的耐磨性以及回弹率随填充压力的增大而减小，且填充压力在33N时，其耐磨性、耐折性以及回弹率最好。
通过实施例1、实施例10、实施例11，实施例2、实施例22、实施例23，实施例3、实施例34、实施例35，实施例44、实施例45、实施例49，实施例50、实施例52、实施例53当其他条件相同，填充时间范围处于10-15S时，鞋底的耐磨性以及回弹率随填充时间的增大而增大，但变化不大，当达到一定数值后，其鞋底的耐磨性以及回弹率随填充时间的增大而减小，所以在改范围内，填充时间对耐磨性、耐折性以及回弹率影响较小；且填充时间在14N时，其耐磨性、耐折性以及回弹率最好。
通过实施例1、实施例12、实施例13，实施例2、实施例24、实施例25，实施例3、实施例36、实施例37，实施例46、实施例47、实施例48，实施例52、实施例54、实施例55，当其他条件相同，成型时间范围处于180-190S时，鞋底的耐磨性以及回弹率随填充时间的变化基本不变。
通过实施例1、实施例14、实施例15，实施例2、实施例26、实施例27，实施例3、实施例38、实施例39，实施例54、实施例56、实施例57，当其他条件相同，成型温度范围处于130-140S时，鞋底的耐磨性以及回弹率随填充时间的变化基本不变。
综上所得，当预压中稳定段压力为50N，填充压力为70N，成型压力为33N，稳压段时间为4H，预压时间为26H，填充时间处于10-15S范围内，优选14S，成型温度处于130-140℃范围内，优选135℃，成型时间处于180-190S范围内，优选185S，且合模打料、成型、冷却以及脱模时长为4min，此时为最佳操作工序；如，实施例55为最佳实施例；此时，其发泡倍率最高、拉伸强度、耐磨性、耐折性以及回弹率最好。
同时在研究本发明的过程中，进行了一些探索试验，为了验证本发明数据的可靠性，在研究中省去了相应的步骤，其结果与效果非常明显，因此说明本发明提供的数据具有很好的对应性，下面进行具体的过程概述。
在制作的过程中，预压步骤直接以恒压40-60N进行预压，其他操作控制数据相同，结果对其发泡倍率以及拉伸强度急速降低，同时耐磨性、回弹率降低，耐折性的开口度急速增大，因此预压中前段递增增压，中段恒压，后段增减降压设置对于操作工序上具有重要作用。
在制作的过程中，改变填充压力使其小于60N，其他操作控制数据相同，结果耐磨性、回弹率降低，耐折性的开口度急速增大，因此填充压力为60-80N设置对于操作工序上具有重要作用。
在制作的过程中，改变成型压力使其小于20N，其他操作控制数据相同，结果期成型产品质量降低，其耐折性的开口度急速增大，因此填充压力为20-35N设置对于操作工序上具有重要作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预压：通过将原料放置于预压罐内进行预压处理，预压时长24-28H；
S2、合模打料：包括设置有进料口的鞋模(1)，将鞋模(1)合模后，通过设置于进料口上的进料气缸(2)将预压后的发泡微球填充至鞋模(1)的腔室内，且填充压力为60-80N，填充时间为10-15S；
S3、成型：所述鞋模(1)上设置有与腔室相连通用于添加热蒸汽的加气装置(3)，且腔室内成型压力为20-35N，成型温度为130-140℃，成型时间为180-190S；
S4、冷却：在所述鞋模(1)内设置有水冷通道(4)，在水冷通道(4)内循环通入常温水，冷却时长80S，水压为40-50N；
S5、脱模：对鞋模(1)进行脱模，将成型产品取出；
S6、晾干去水：将成型产品放置于室内进行自然晾干，晾干放置时长为48H。
2.根据权利要求1所述的ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺，其特征在于：所述S1预压步骤包括升压段、稳压段和降压段，所述升压段初始压力为10N，且升压段压力以2.5N/H递增至稳压段，所述稳压段压力为40-60N，稳压段的区间时长为2-6H，所述降压段压力以5N/H递减至20N后出料。
3.根据权利要求2所述的ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺，其特征在于：所述稳压段压力为50N。
4.根据权利要求1所述的ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺，其特征在于：所述S2合模打料步骤中，填充压力为70N。
5.根据权利要求1所述的ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺，其特征在于：所述S2合模打料步骤中，填充时间为14S。
6.根据权利要求1所述的ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺，其特征在于：所述S3成型步骤中，腔室内成型压力为33N。
7.根据权利要求1所述的ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺，其特征在于：S2合模打料、S3成型、S4冷却以及S5脱模步骤时长为4min。
8.根据权利要求1所述的ETPU发泡微球鞋底生产加工工艺，其特征在于：所述成型产品的硬度为30-50A。
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