CN108099239A - 耐磨止滑鞋底的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种耐磨止滑鞋底的制造方法，通过采用热塑性聚氨酯作为鞋体大底的材料，并采用流延成膜技术加工形成TPU膜片大底，以利用TPU材料特性，使所述TPU膜片大底能够与中底材料经一次模内加热而直接粘合并塑型，形成具有立体结构的大底与中底复合鞋底，达到提供一种具有加工工艺简单、毛边废料可完全回收、生产速度快等优点的鞋底制造方法，实现缩短鞋底生产制程、减少能耗、降低人工成本、满足智能生产等有益效果，同时，利用TPU材料特性使本发明耐磨止滑鞋底的制造方法生产获得的鞋底具有较传统橡胶鞋底具有更优良的鞋底的耐磨、止滑及柔软舒适性。

Description

耐磨止滑鞋底的制造方法

技术领域

本发明涉及鞋类技术领域，具体来说涉及耐磨止滑鞋底的制造方法。

背景技术

鞋体结构主要包括鞋底及鞋面，所述鞋底又分为中底及大底，中底一 般是指与脚底接触的层结构，大底一般是指设在中底之下并作为鞋体最底 层与路面接触的层结构，其中，大底因位于鞋体的最底部，故需要起到很 好的防滑、耐磨、抗腐蚀等作用，而橡胶具有柔软、弹性、耐弯折、止滑 及耐磨等材料特性，故将橡胶作为功能鞋底的主要材料的技术已有近百年 历史，从早期的天然橡胶到人造橡胶包括：SBR、NBR、EPDM、BR、IIR、 CR、FKM等均已广泛运用到鞋底材料及其制程。

然而，橡胶材料为热固性弹性体，具有较重、易吐霜(品质问题)、不 易腐蚀(环保问题)、不坚硬容易被扎透、透气性及吸湿性不佳、怕油浸泡 而不宜在汽车加油站等接触油的地方穿等材料特性。此外，橡胶制鞋大底 的制造必须先将成块的橡胶与其他包括起始剂、交联剂、填料、可塑剂、 油等助剂，在低温(120℃以下)下进行混练，再挤压成片材或条状物,经 过注塑或热压成型，依成品大小至少需4-8分钟的热固化交联，且由于是 热固性交联弹性体，故边角料不可回收，造成约30％～50％原料耗损。由上 可知，橡胶制鞋大底的制作过程中，存在配方制程耗时、制程中产生的毛 边废料不可回收再制、成品加工时间长、制程生产耗能大、贴合工艺复杂 等缺点。

值得注意的是，热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，简称TPU) 是一种可以热塑加工、又可以溶解于某些溶剂的特种合成橡胶线性聚合物。 TPU材料的耐磨性、止滑度、耐油性及柔软度皆优于橡胶，且TPU材料对 辐射以及臭氧和氧等的抵抗能力以及在许多化学溶剂中的稳定性都非常 好，并且这种材料在很大的拉伸强度下才能使之断裂，断裂时材料达到的 伸长率也较大，此外，该材料所能承受的最大压力也非常可观，且弹性模量高。

近年来随着TPU研究技术的发展，适用于众多领域的TPU制品被成 功研发出来，TPU产品也已被应用于鞋体制造中，然而，TPU材料的加工 过程中，在较小的温度变动下，TPU熔体的粘度可以在很大的范围内发生 变化，这使得它的加工过程只能在一小段特定的温度范围内进行，并且它 的生产成本高，从而限制了TPU在鞋体上的应用。

发明内容

鉴于上述情况，本发明目的在于提供一种耐磨止滑鞋底的制造方法， 通过采用热塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，简称TPU)作为鞋体 大底的材料，并采用流延成膜技术加工形成TPU膜片大底，以利用TPU 材料特性，使所述TPU膜片大底能够与中底材料经一次模内加热而直接粘 合并塑型，形成大底和中底的一体成型的鞋底复合体，达到提供一种具有 加工工艺简单、毛边废料可完全回收、生产速度快等优点的鞋底制造方法， 实现缩短鞋底生产制程、减少能耗、降低人工成本、满足智能生产等有益 效果，同时，利用TPU材料特性使本发明耐磨止滑鞋底的制造方法生产获 得的鞋底具有较传统橡胶鞋底具有更优良的鞋底的耐磨、止滑及柔软舒适 性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是提供一种耐磨止滑鞋底的 制造方法，包括：

TPU膜片大底形成步骤：利用流延成膜技术制造TPU膜片，依鞋底预 设形状，将所述TPU膜片模切形成TPU膜片大底；

中底材料提供步骤：提供适用于模内加热成型的中底材料；

鞋底材料入模步骤：先将所述TPU膜片大底置入成型设备的鞋底模具 中，再将所述中底材料置入所述鞋底模具中，使所述中底材料层叠于所述 TPU膜片大底上；

模内加热成型步骤：对所述TPU膜片大底及所述中底材料进行模内加 热，使所述TPU膜片大底与所述中底材料在鞋底模具内热熔而直接粘合塑 型，形成具有立体结构的大底与中底复合鞋底。

本发明的方法实施例中，所述TPU膜片大底形成步骤中，还包括在模 切之前于所述TPU膜片上涂覆胶材。

本发明的方法实施例中，所述TPU膜片大底形成步骤中，所述TPU 膜片通过将TPU材料加入流延膜挤出设备中，加热至高于TPU材料的熔 化温度后，经模具流延形成膜片。

本发明的方法实施例中，所述TPU材料的湿式摩擦系数为0.6至0.8， 干式摩擦系数为0.9至1，所述TPU膜片大底成型为厚度0.2至3mm的膜 片。

本发明的方法实施例中，所述鞋底材料入模步骤中，通过在所述鞋底 模具中置入单层TPU膜片或多层TPU膜片以调整所述复合鞋底的大底层 厚度。

本发明的方法实施例中，所述中底材料选自PU(polyurethane，聚氨 基甲酸酯)、EVA(Ethylene Vinyl Acetate，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)、 Phylon(改性EVA)、ETPU(Expandable Thermoplastic Polyurethane Elastomer，发泡型聚氨酯弹性体材料)、ETPEE(Expandable Thermoplastic Polyester Elastomer，发泡型热塑性聚酯弹性体)、ETPAE(Expandable Thermoplastic Polyamide Elastomer，发泡型热塑性聚酰胺弹性体)或其组 合。

本发明的方法实施例中，所述模内加热步骤中的成型设备为中底成型 发泡机，所述鞋底模具设于所述中底成型发泡机内。

本发明的方法实施例中，所述中底材料提供步骤中，所述中底材料采 用选自TPU、TPEE或TPAE的热塑性发泡弹性体；所述模内加热步骤中， 所述中底成型发泡机为热塑性弹性体发泡成型机。

本发明的方法实施例中，所述中底材料提供步骤中，所述中底材料采 用EVA发泡材料；所述模内加热步骤中，所述中底成型发泡机为热固交联 型弹性体发泡成型机。

本发明的方法实施例中，所述中底材料提供步骤中，所述中底材料采 用PU发泡材料；所述模内加热步骤中，所述中底成型发泡机为二液型PU 发泡灌注器。

本发明由于采用了以上技术方案，使其具有以下有益效果：

(1)本发明利用流延工艺生产鞋底，较传统橡胶注塑或热压成型工艺 速度快一百倍以上，且TPU膜片的边角料完全可回收，制程能耗不及橡胶 的20％，更能够完全自动化生产，为鞋子智能生产的目标加速脚步。

(2)本发明通过将TPU膜片大底与中底材料在模内加热后直接黏合 立体结构的大底与中底复合鞋底，能够大幅提升生产效率，省略中底上胶 水的程序。

(3)本发明制法对于某些特别不易热黏合的中底材料，可通过在聚氨 酯流延膜(TPU膜片大底)上涂覆胶水，或者利用双层共挤设备，在耐磨 止滑聚氨酯膜生产过程中，直接涂覆热熔胶膜，来增加耐磨止滑聚氨酯膜 与其他材料的附着力。

(4)本发明利用通过将TPU膜片大底作为鞋大底，相较于传统鞋用 橡胶具有更佳的耐磨、止滑及柔软舒适性；此外，由于本发明的TPU膜片 大底为热塑型弹性体，具有加工工艺简单，材料可完全回收，生产速度快 等优点，进而使本发明的生产工艺具有缩短生产制程、减少能耗、降低人 工成本、满足智能生产要求等技术效果。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明和权利 要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它 们的组合得以实现。

附图说明

图1是本发明大底层(TPU膜片)成形为平面片状并与中底层结合的 平面结构示意图。

图2是本发明图1中A-A剖线的剖视结构示意图。

图3是本发明TPU膜片大底内设有平面图像的平面示意图。

图4是本发明图3中B-B剖线的剖视结构示意图。

附图标记与部件的对应关系如下：

大底层10；踩踏区域11；立缘12；挖空结构15；排气孔17；第一 TPU膜层101；第二TPU膜层102；平面图样103；中底层20；底面21； 侧面22。

具体实施方式

在这里将公开本发明的详细的具体实施方案。然而应当理解，所公开 的实施方案仅仅是本发明的典型例子，并且本发明可以通过多种备选形式 来实施。因此，这里所公开的具体结构和功能细节不是限制性的，仅是以 权利要求为原则，作为向本领域技术人员说明不同实施方式的代表性原则。

为利于对本发明的了解，以下结合附图及实施例进行说明。

本发明提供一种耐磨止滑鞋底的制造方法，其方法步骤包括TPU膜片 大底形成步骤、中底材料提供步骤、鞋底材料入模步骤及模内加热步骤。 其中：

所述TPU膜片大底形成步骤：利用流延成膜技术制造TPU膜片，依 鞋底预设形状，将所述TPU膜片模切形成TPU膜片大底。

于本发明实施例中，所述TPU膜片是采用流延成膜技术制成的薄片， 所述流延成膜技术是指一种塑料膜生产工艺，先经过挤出机把原料塑化熔 融，再通过T型结构成型模具挤出，使原料呈片状流延至平稳旋转的冷却 辊筒的辊面上形成膜片，所述膜片在冷却辊筒上经冷却降温定型，再经牵 引、切边后把制品收卷。

借此，本发明的TPU膜片大底经由挤出流延或滚轮压延的薄膜效率较 橡胶注射或热压成型提高百倍以上，举例而言，流延或滚轮压延的薄膜， 依常规宽幅1.5m厚度1mm计算，每分钟可生产30双的鞋底膜片，若仅用 于局部耐磨止滑部位，产量还可以加倍，模切后的边角料可完全回收利用。

其中，于本发明实施例中，所述鞋底预设形状是指大底外形轮廓。进 一步地，所述大底外形轮廓包括与鞋体底部形状一致的外形轮廓，以及超 出所述鞋体底部形状而预留有加工边缘的外形轮廓。更具体地，当TPU膜 片需要被制成立体膜壳结构时，较佳采用预留有加工边缘的大底外形轮廓； 当TPU膜片需要被制成平面膜片结构，则较佳采用与鞋底形状一致的大底 外形轮廓。

具体地，本发明采用的TPU膜片的材料特性如下表1所示。本发明采 用的TPU材料可选自商业可取得的产品，例如路博润(Lubrizol)公司生 产型号为Estane TRX70的TPU材料。由表1可知，本发明采用的TPU 材料的干式摩擦系数可达到0.9至1，湿式摩擦系数可达到0.6至0.8，相 较于传统橡胶材料(干式摩擦系数为0.9至1.1，湿式摩擦系数为0.4至0.6)， 在干式摩擦环境中能够起到相当的止滑性能，并在湿式摩擦环境中具有更 优异的止滑性。

具体地，于所述TPU膜片大底形成步骤中，所述TPU膜片通过将TPU 材料加入挤出流延机中，加热至高于TPU材料的熔化温度后，经模具流延 成厚度0.2至3mm的薄膜。于本发明实施例中，所述TPU材料较佳加热 至约170-180℃后流延成膜。

所述中底材料提供步骤：提供适用于模内加热成型的中底材料。

于本发明实施例中，所述中底材料选自PU(polyurethane，聚氨基甲 酸酯)、EVA(Ethylene Vinyl Acetate，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)、Phylon (改性EVA)、ETPU(Expandable Thermoplastic Polyurethane Elastomer， 发泡型聚氨酯弹性体材料)、ETPEE(Expandable Thermoplastic Polyester Elastomer，发泡型热塑性聚酯弹性体)、ETPAE(Expandable Thermoplastic Polyamide Elastomer，发泡型热塑性聚酰胺弹性体)或其组合。

所述鞋底材料入模步骤：先将所述TPU膜片大底置入成型设备的鞋底 模具中，再将所述中底材料置入所述鞋底模具中，使所述中底材料层叠于 所述TPU膜片大底上。

于本发明实施例中，所述复合鞋底的大底厚度可以通过在所述鞋底模 具中置入单层TPU膜片或多层TPU膜片，实现调整大底厚度的目的。其 中，当置入多层TPU膜片时，所述TPU膜片在进行下述的模内加热成型 步骤时，将热熔形成一体的大底结构。

所述模内加热成型步骤：对所述TPU膜片大底及所述中底材料进行模 内加热，使所述TPU膜片大底与所述中底材料在鞋底模具内热熔而直接粘 合塑型，形成具有立体结构的大底与中底复合鞋底。

如图1、图2所示，所述复合鞋底成形有大底层10及中底层20，所述 中底层20成形有用以和大底层10结合的底面21以及与所述底面21连接 的侧面22。其中，所述大底层10是与所述中底层20经模内一体成型并热 熔附著于所述中底层20底部的TPU膜片大底；所述TPU膜片大底的厚度 为0.2至3mm。

于本发明实施例中，所述大底层10可经由模切工序成形为平面片状或 通过立体成型加工及模切工序成形为立体膜壳状的TPU膜片大底。

如图1至图2所示，显示所述大底层10形成平面片状的TPU膜片大 底示意图；令所述大底层10与所述中底层20模内一体成型，所述TPU膜 片大底与所述中底层20的底面21热熔结合。

如图1、图2所示，所述中底层20的底面21上成形有立体止滑结构 23；所述大底层10与所述中底层20的底面21结合的区域形成踩踏区域 11，所述踩踏区域11上设有挖空结构15；令所述大底层10与所述中底层 20模内一体成型，所述大底层10的踩踏区域11与所述中底层20的底面 21热熔结合，且所述中底层20的立体止滑结构显露于所述大底层10的挖空结构15中。

如图1所示，为了避免本发明的TPU膜片大底与中底材料在模内一体 成型时包气形成气泡，影响大底与中底的结合强度，所述TPU膜片大底上 形成有排气孔17，使入模时留在TPU膜片大底与中底材料之间的空气能 够在模内压合加热时通过所述排气孔17顺利排出。

于本发明实施例中，所述中底材料热熔后能够与所述TPU膜片大底起 到良好粘合作用时，本发明制造方法的步骤中可以省略中底上胶水的程序， 具有缩短制程、提升生产效率等技术效果。此外，对于某些不易与所述TPU 膜片大底热黏合的中底材料，可在所述TPU膜片大底置入模具之前，在 TPU膜片上涂覆胶水，或者，利用双层共挤设备在生产所述TPU膜片过程 中，直接于TPU膜片上涂覆热熔胶膜；以在所述模内加热步骤中，增加 TPU膜片大底与中底材料的附著力。

于本发明实施例中，所述模内加热步骤中的成型设备具体为中底成型 发泡机，所述鞋底模具设于所述中底成型发泡机内。其中，所述中底成型 发泡机可以采用包括热塑性弹性体发泡成型机、热固交联型弹性体发泡成 型机或者二液型PU发泡灌注器。

具体地，所述热塑性弹性体发泡成型机适用于极性强、分子表面能较 高的中底材料，例如，所述中底材料可选自TPU、TPEE或TPAE等热塑 性发泡弹性体；借此，利用中底材料的特性，在中底制程中(模内加热步 骤)利用水蒸气定型以上热塑性发泡弹性体时的温度，亦可将TPU溶解而 形成鞋底形状(包括外形轮廓、立体止滑结构等)，并具有足够高的黏性和中底黏合，使鞋体的大底与中底一次成型，省去过去大底与中底上胶水 的制程。

具体地，所述低表面能的热固交联型弹性体发泡成型机适用于选自 EVA或Phylon(EVA改性材料)等传统鞋底发泡材料，所述材料是VA 含量较高且表面能较低的中底材料；于本实施例中，所述传统鞋底发泡材 料的VA含量较佳约为15至22％。其中，由于由耐磨止滑型聚氨酯构成的 TPU膜片大底在所述低表面能的热固交联型弹性体发泡成型机中的加热温 度下不易直接熔化沾黏，故于本实施例中，可在TPU膜片上涂布热熔胶或 者PUR(反应型聚氨酯胶)，以增加中底与大底的粘接强度。

此外，传统EVA中底与橡胶大底需要双层涂胶而具有较多工序，且由 于EVA中底与橡胶大底皆在成形为立体结构后才能进行涂胶而难自自动 化上胶，相比之下，本发明的鞋底结构由于其大底是预成形为膜片状的TPU 膜片，从而能够以自动化涂胶设备直接于薄膜表面上胶，生产效率及上胶 量、上胶位置的精准度皆远高于传统的EVA中底与橡胶大底制鞋底结构。

具体地，所述二液型PU发泡灌注器适用于PU发泡中底材料；于本实 施例中，所述TPU膜片大底在进行鞋底材料入模步骤之前，先加热软化所 述TPU膜片大底后，再通过吸塑工艺形成预设的鞋底形状(包括外形轮廓、 立体止滑结构等)，借此，由于PU发泡材料与TPU膜片大底具有相近的 性质，从而在所述鞋底模具中通过发泡PU提供足够的粘性与所述TPU膜 片大底产生非常强的接著强度，使PU中底材料与预成型的TPU膜片大底 在模具内直接贴附结合形成一体的鞋底结构，无需另外上胶，实现缩短生 产流程、提高生产效率等目的。

此外，在所述模内加热成型步骤中，为了避免本发明的TPU膜片大底 与中底材料之间包气形成气泡，影响大底与中底的结合强度，在本发明方 法的TPU膜片大底形成步骤中，还可进一步通过模切工序，在TPU膜片 大底上同时形成排气孔，使入模时留在TPU膜片大底与中底材料之间的空 气能够在模内压合加热时通过所述排气孔顺利排出。

进一步地，本发明耐磨止滑鞋底的制造方法中，所述方法还包括在所 述鞋底材料入模步骤之前进行图样TPU膜片制备步骤。具体地，所述图样 TPU膜片制备步骤是通过所述流延膜挤出设备将TPU材料制成TPU膜片； 再将平面图样通过转印技术形成于所述TPU膜片的表面上，以形成图样 TPU膜片；所述图样TPU膜片经模切工序成形为平面片状的图样TPU膜 片大底。

定义未转印图样的TPU膜片大底为一般TPU膜片大底；借此，在所 述鞋底材料入模步骤中，将所述图样TPU膜片大底与所述一般TPU膜片 大底重叠地置于所述鞋底发泡成型模具的模穴底部，且令所述平面图样位 于所述图样TPU膜片大底与所述一般TPU膜片大底的接触面之间；在所 述模内加热成型步骤中，所述图样TPU膜片大底与所述一般TPU膜片大底经模内加热后热熔形成一体的大底结构，且所述平面图样被包覆于所述 一体的大底结构之中。

具体地，如图3、图4所示，所述大底层10包括层叠的第一TPU膜 层101及第二TPU膜层102，所述第一TPU膜层101朝向所述第二TPU 膜层102的表面上通过转印技术形成有平面图像103；令所述大底层10与 所述中底层20模内一体成型，所述第一TPU膜层101与所述第二TPU膜 层102热熔结合，且所述平面图像103包覆于所述第一TPU膜层101与所 述第二TPU膜层102之间；借此，在大底层10内部形成不易被磨损的平 面图像103，实现改变鞋底外观的目的。

其中，于本发明实施例中，所述转印技术可以采用喷墨转印、水转印、 热转印、升华转印或者丝网印刷等技术手段，实现在TPU膜片表面形成平 样图样。所述图样内容可以是商标、图像、文字、色块或前述内容的组合。

此外，于本发明实施例中，所述TPU膜片也可以通过流延膜挤出设备 直接制成带有颜色的膜片，经过将单层或多层TPU膜片大底入模加热成型 后制成具有色块分布或者色块重叠外观的复合鞋底。

综上，本发明通过以上三类中底成型制程，结合TPU膜片大底，可省 略大底模具的制备及中底与大底的上胶制程，大幅度提高生产速度、缩短 生产流程、降低生产成本。此外，由于此耐磨止滑TPU膜片是完全透明材 质，还可利用转印或丝网印刷制造五颜六色的鞋底。本发明实现提供一种 具有加工工艺简单、毛边废料可完全回收、生产速度快等优点的鞋底制造 方法。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种耐磨止滑鞋底的制造方法，其特征在于，包括：

TPU膜片大底形成步骤：利用流延成膜技术制造TPU膜片，依鞋底预设形状，将所述TPU膜片模切形成TPU膜片大底；

中底材料提供步骤：提供适用于模内加热成型的中底材料；

鞋底材料入模步骤：先将所述TPU膜片大底置入成型设备的鞋底模具中，再将所述中底材料置入所述鞋底模具中，使所述中底材料层叠于所述TPU膜片大底上；

模内加热成型步骤：对所述TPU膜片大底及所述中底材料进行模内加热，使所述TPU膜片大底与所述中底材料在鞋底模具内热熔而直接粘合塑型，形成具有立体结构的大底与中底复合鞋底。

2.根据权利要求1所述的耐磨止滑鞋底的制造方法，其特征在于：

所述TPU膜片大底形成步骤中，还包括在模切之前于所述TPU膜片上涂覆胶材。

3.根据权利要求1所述的耐磨止滑鞋底的制造方法，其特征在于：

所述TPU膜片大底形成步骤中，所述TPU膜片通过将TPU材料加入流延膜挤出设备中，加热至高于TPU材料的熔化温度后，经模具流延形成膜片。

4.根据权利要求1或3所述的耐磨止滑鞋底的制造方法，其特征在于：

所述TPU材料的湿式摩擦系数为0.6至0.8，干式摩擦系数为0.9至1；所述TPU膜片大底成型为厚度0.2至3mm的膜片。

5.根据权利要求4所述的耐磨止滑鞋底的制造方法，其特征在于：

所述鞋底材料入模步骤中，通过在所述鞋底模具中置入单层或者多层TPU膜片大底以调整所述复合鞋底的大底层厚度。

6.根据权利要求1所述的耐磨止滑鞋底的制造方法，其特征在于：

所述中底材料选自PU(polyurethane，聚氨基甲酸酯)、EVA(Ethylene Vinyl Acetate，乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)、Phylon(改性EVA)、ETPU(Expandable ThermoplasticPolyurethane Elastomer，发泡型聚氨酯弹性体材料)、ETPEE(Expandable ThermoplasticPolyester Elastomer，发泡型热塑性聚酯弹性体)、ETPAE(Expandable ThermoplasticPolyamide Elastomer，发泡型热塑性聚酰胺弹性体)或其组合。

7.根据权利要求6所述的耐磨止滑鞋底的制造方法，其特征在于：

所述模内加热步骤中的成型设备为中底成型发泡机，所述鞋底模具设于所述中底成型发泡机内。

8.根据权利要求7所述的耐磨止滑鞋底的制造方法，其特征在于：

所述中底材料提供步骤中，所述中底材料采用选自TPU、TPEE或TPAE的热塑性发泡弹性体；

所述模内加热步骤中，所述中底成型发泡机为热塑性弹性体发泡成型机。

9.根据权利要求7所述的耐磨止滑鞋底的制造方法，其特征在于：

所述中底材料提供步骤中，所述中底材料采用EVA发泡材料；

所述模内加热步骤中，所述中底成型发泡机为热固交联型弹性体发泡成型机。

10.根据权利要求7所述的耐磨止滑鞋底的制造方法，其特征在于：

所述中底材料提供步骤中，所述中底材料采用PU发泡材料；

所述模内加热步骤中，所述中底成型发泡机为二液型PU发泡灌注器。