CN109943056A

CN109943056A - 一种鞋底及其生产工艺

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Publication number: CN109943056A
Application number: CN201910162014.6A
Authority: CN
Inventors: 柯扬
Original assignee: Xiamen Tongxin Source New Mstar Technology Ltd
Current assignee: Xiamen Tongxin Source New Mstar Technology Ltd
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2019-06-28

Abstract

本发明公开了一种鞋底及其生产工艺,属于鞋底领域，解决了现有技术中鞋底耐磨性较差,工艺繁琐，生产费时费力的问题，鞋底由ETPU颗粒发泡聚合而成；ETPU颗粒包括如下组分：聚氨酯40～55wt%、耐磨料20～30wt%、交联剂4～11wt%、发泡剂4～11wt%和抗菌剂7～18wt%；该鞋底具有耐磨、高弹、轻巧、透气、减震、环保，且可直接着地，免贴橡胶鞋底的优点。

Description

一种鞋底及其生产工艺

技术领域

本发明涉及鞋子生产领域，尤其涉及一种鞋底及其生产工艺。

背景技术

鞋底的构造相当复杂，就广义而言，可包括外底、中底与鞋跟等所有构成底部的材料。依狭义来说，则仅指外底而言，一般鞋底材料共通的特性应具备耐磨、耐水，耐油、耐热、耐压、耐冲击、弹性好、容易适合脚型、定型后不易变型、保温、易吸收湿气等，同时更要配合中底，不至于滑倒及易于停步等各项条件。

鞋底，尤其是中底，与人们的生活息息相关，日常生活中鞋底的主要作用：防止脚掌在鞋内滑动、提高步伐的稳定。随着社会的发展人们对不同功能鞋底的需求越来越大，鞋底，贴上鞋面后可制成各种不同功能和款式的鞋子，

现有市面上出现各种各样的鞋底，其中一种由ETPU颗粒制成的鞋底(特别是中底)越来越受人们欢迎。由ETPU颗粒制成的鞋底受到压力后，可压缩到一半大小，大大减轻脚底所承受的震动力，压缩力消失后，鞋底可迅速回弹恢复到原来的形状。

但是，现有技术的ETPU鞋中底的耐磨性较差，往往需要在底部黏贴橡胶的鞋底，避免ETPU磨损，制作工艺繁琐，费时费力。

发明内容

本发明的目的一在于提供一种鞋底，该鞋底具有耐磨、高弹、轻巧、透气、减震、环保的优点、可直接着地，免贴橡胶鞋底的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种鞋底,所述鞋底由ETPU颗粒发泡聚合而成；

所述ETPU颗粒包括如下组分：聚氨酯40～55wt％、耐磨料20～30wt％、交联剂4～11wt％、发泡剂4～11wt％和抗菌剂7～18wt％；

所述耐磨料包括TPU、丙烯酸树脂、二氧化硅和PA中的任意两种；

所述抗菌剂包括纳米银离子、三烷氧基硅烷季铵盐和发泡抗菌剂中的任意一种。

ETPU，工程聚氨酯弹性体材料，它是一种独一无二的弹性体材料，由无定形和刚性分子链组成，在它的分子结构中是不含柔性链段的。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。ETPU可降解、不污染土壤、不对环境造成负担，绿色环保。所以，本发明的由ETPU颗粒制成的鞋底具有可降解、环保的优点。

其中，聚氨酯大分子中含有的基团都是强极性基团，而且大分子中还含有聚醚或聚酯柔性链段，使得聚氨酯具有以下特点：较高的机械强度和氧化稳定性；具有较高的柔曲性和回弹性；在制作ETPU颗粒时，加入40～55wt％的聚氨酯，优选为42～53wt％的聚氨酯，从而使得鞋底具有一定的缓冲性能和回弹性，具有一定的缓冲、减震作用，从而在一定程度上保护下肢；聚氨酯具有优良的耐油性、耐溶剂性、耐水性和耐火性，从而使鞋底具有耐油、耐脏，防水，不易变脏，且容易清洁的优点。

耐磨料可以提高聚氨酯的耐磨性能，且无毒，对人身体不造成伤害。在制作ETPU颗粒时，耐磨料包括TPU、丙烯酸树脂、二氧化硅和PA中的任意两种。TPU，中文名称为热塑性聚氨酯弹性体，是由二苯甲烷二异氰酸酯或甲苯二异氰酸酯等二异氰酸酯类分子和大分子多元醇、低分子多元醇(扩链剂)共同反应聚合而成的高分子材料。TPU具有其它塑料材料所无法比拟的强度高，具有韧性好、耐磨、耐油、耐水、耐老化和耐气候等特性，同时具有高防水性透湿性、防风、防寒、抗菌、防霉、保暖、抗紫外线等许多优异的功能。TPU硬度范围广：通过改变TPU各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，而且随着硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性；TPU机械强度高：TPU制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出；TPU耐油、耐水、耐霉菌。优选制备ETPU颗粒时，加入占ETPU颗粒总重量的15～20wt％的TPU。通过TPU对聚氨酯进行改性，可使得本发明的鞋底具有良好的耐磨性、减震性能、耐水和耐霉菌性能等。

丙烯酸树脂以丙烯酸系单体(丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯和甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正丁酯等)为基本成分，经交联成网络结构的不溶丙烯酸系聚合物。除具有丙烯酸树脂的一般性能以外，耐热性、耐水性、耐溶剂性，耐磨更优良。制备ETPU颗粒时，加入占ETPU颗粒总重量的5～10wt％的丙烯酸树脂，优选为6～9wt％，从而提高鞋底耐磨、耐水性等。丙烯酸树脂和TPU相互配合，极大的提高了ETPU颗粒的耐磨性，用本发明制得的ETPU颗粒制得的鞋底具有极佳的耐磨性，能直接与地面接触，不需要额外粘贴橡胶垫。

PA(聚酰胺)具有良好的综合性能，包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学药品性，在制作ETPU颗粒时，选择PA作为耐磨料，其最突出的优点是耐磨性高和透气性能好，且具有无毒、质轻、防皱性好，且具有良好的耐久性、染色性和热定型等特点，本发明中，在制作ETPU颗粒时，加入PA作为耐磨料，可以本发明的鞋底具有一定的耐磨向性、透气性、染色性和热定型。

交联剂也叫固化剂、硬化剂、熟化剂，它能使线型或轻度支链型的大分子转变成三维网状结构，以此提高强度、耐热性、耐磨性、耐溶剂性等性能，可用于发泡或不发泡制品。本发明中，加入4～11wt％的交联剂，优选为5～10wt％，交联剂采用一般的聚氨酯交联剂，例如：多异氰酸酯、多元胺类、多元醇类(聚乙二醇、聚丙二醇、三羟甲基丙烷)等。交联效率高，只要加入少量便可获得稳定的交联结构。且在工艺处理和储存期内稳定，不发生有害反应和凝聚作用。无毒害、无刺激性、不污染环境。

发泡剂也叫表面活性剂，发泡剂均具有较高的表面活性，能有效降低液体的表面张力，本发明中，在制备ETPU颗粒时，加入4～11wt％的发泡剂，优选为5～10wt％，本发明的ETPU颗粒的发泡速度快，发泡之后耐用，可以明显提高使用寿命，且制得的鞋底容易被粘接、防水性能好，且制得ETPU颗粒的孔是封闭的，封闭率达95％,雨水不会从孔间渗过去，从而提高鞋底的防水性能，且使鞋底耐老化好。

抗菌剂包括纳米银离子、三烷氧基硅烷季铵盐和发泡抗菌剂中的任意一种。纳米银离子抗菌杀菌且无任何的耐药性；强效杀菌，可以在数分钟内杀死多种对人体有害的病菌；渗透性强，可由毛孔迅速渗入皮下杀菌，对普通细菌、顽固细菌、耐药细菌以及真菌引起的感染均有良好的杀菌作用；抗菌持久，纳米银颗粒利用专利技术生产，外有一层保护膜，在人体内能逐渐释放，所以抗菌效果持久；纳米银离子不带电荷，不会与人体内多种生物活性物质结合而沉积，在毛孔中吸附并杀灭细菌，并会从体内完全排出，不会产生毒副作用。纳米银离子是一种安全、高效、广谱的抗菌剂，抗菌剂可有效抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌等有害细菌，赋予材料很好的抗菌除臭效果。本发明中，抗菌剂占ETPU颗粒总重量的7～18wt％，优选为10～15wt％。只需少量添加量即可表现优异的抗菌效果，安全无毒副作用，对皮肤无刺激，皮肤对其无过敏，稳定对光、热稳定；长效不会产生细菌耐药性，长久有效；环境友好，无色、无味、不挥发对各类表面处理无腐蚀。

三烷氧基硅烷季铵盐能吸附带负电荷的细菌,具有良好的杀菌作用,使用广泛。三烷氧基硅烷季铵盐不仅具有优良的抗菌性能,而且还具备良好的吸水吸汗性、柔软性、平滑性、回弹性、防静电性和抗污染性，对人体皮肤无刺激和致癌作用,本发明中，三烷氧基硅烷季铵盐选择市面上销售的有机硅季铵盐抗菌剂,如山东大学与山东省纺织研究所合作研制STU-1、上海树脂厂研制的SAQ-1和中国纺织大学的CTU-1等。

本发明中，选择iHeir-FP发泡抗菌剂，iHeir-FP发泡抗菌剂外观为白色粉末状，具有很高的活性，容易被细菌、病毒所吸附，作用于细菌、真菌、藻类的细胞壁系统或细胞膜系统，与细胞磷脂化合物结合，迅速击穿它们的膜体系，使菌体胞内物质外流，并且抑制某些附于细胞膜的酵素活动，从而抑制了细菌病毒的分裂功能，使细菌病毒丧失繁殖能力，而且聚合物的形成堵塞了微生物的呼吸通道，使微生物窒息而死，从而达到杀抗菌的效果。同时，其高分子聚合物结构使有效活性得以提高，使其杀菌效力大大高于其它一般抗菌剂，而且细菌不易产生耐药性。

本发明的目的二在于提供一种鞋底的生产工艺，由ETPU颗粒直接发泡聚合，在模具内一次成型，制作工艺简单，省去人工贴合橡胶鞋底的环节，省时省力，节约资源。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种鞋底的生产工艺包括如下步骤：

步骤一：将ETPU颗粒与耐磨剂按重量比为10:(0.8～1.3)的比例混合均匀，得到混合物；

步骤二：将混合物定量输送到制作鞋底的模具内，在10～20MPa气压、90～105℃下对模具加热5～11min,得到鞋底。

ETPU颗粒包括如下制备步骤：

将设定比例称取聚氨酯、TPU、丙烯酸树脂、交联剂、发泡剂和纳米银离子，将称取好的聚氨酯、TPU、丙烯酸树脂、交联剂、发泡剂和纳米银离子混合均匀，得到混合物；将混合物在140～160℃下发泡聚合15～25min,挤出制粒，得到ETPU颗粒。

通过上述方法制得的鞋底的生产工艺简单，便于操作，易于实施。ETPU颗粒具有一定的直径，使得ETPU颗粒发泡聚合后表面有不规则颗粒的纹路，对脚掌具有一定的按摩作用；且ETPU颗粒具有一定的柔软性、回弹性和缓冲性，因此，在跑步或走路中，感觉比较轻盈，有一定的回弹力，对脚掌不易造成损伤，鞋底对脚掌按摩作用的同时不会损伤脚掌。鞋底的生产时间较短，不用在底部粘贴橡胶类鞋底，可节约资源、节省成本、一定程度上提高鞋底的生产效率。本发明中，耐磨剂采用市面上售卖制作鞋底的耐磨剂即可。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：用ETPU颗粒来制作鞋底，可以使得鞋底具有ETPU颗粒的特征，使得鞋底比较轻巧，穿着比较舒服，贴脚，走路不那么费力；使得鞋底具有一定的防水性和透气性，从而在一定程度上减鞋底与脚掌之间的打滑；耐磨、可直接着地，且磨损可忽略不计；免贴橡胶鞋底，鞋底的生产时间较短，不用在底部粘贴橡胶类胶底，可节约资源、节省成本；还可在原料中加入一定比例颜料，制得各种单一颜色、彩色或迷彩色的鞋底。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

ETPU颗粒制备步骤：

称取49g聚氨酯、16g TPU、7g丙烯酸树脂、10g交联剂、11g发泡剂和7g纳米银离子，将称取好的聚氨酯、TPU、丙烯酸树脂、交联剂、发泡剂和纳米银离子混合均匀，得到混合物；将混合物在160℃下发泡聚合25min,制粒，得到ETPU颗粒。

一种鞋底的生产工艺的步骤：

将ETPU颗粒与耐磨剂按重量比为10:0.8的比例定量输送到制作鞋底的模具内，在20MPa气压、105℃下对模具加热11min,得到鞋底。

实施例2

称取42g聚氨酯、20g TPU、10g丙烯酸树脂、11g交联剂、5g发泡剂和12g泡抗菌剂，将称取好的聚氨酯、TPU、丙烯酸树脂、交联剂、发泡剂和纳米银离子混合均匀，得到混合物；将混合物在150℃下发泡聚合20min,制粒，得到ETPU颗粒。

一种鞋底的生产工艺的步骤：

将ETPU颗粒与耐磨剂按重量比为10:1.3的比例定量输送到制作鞋底的模具内，在15MPa气压、100℃下对模具加热8min,得到鞋底。

实施例3

称取53g聚氨酯、15g TPU、6g丙烯酸树脂、4g交联剂、4g发泡剂和15g泡抗菌剂，将称取好的聚氨酯、TPU、丙烯酸树脂、交联剂、发泡剂和纳米银离子混合均匀，得到混合物；将混合物在140℃下发泡聚合15min,制粒，得到ETPU颗粒。

一种鞋底的生产工艺的步骤：

将ETPU颗粒与耐磨剂按重量比为10:1.0的比例定量输送到制作鞋底的模具内，在10MPa气压、90℃下对模具加热5min,得到鞋底。

实施例4

称取55g聚氨酯、17g TPU、5g丙烯酸树脂、8g交联剂、5g发泡剂和10g泡抗菌剂，将称取好的聚氨酯、TPU、丙烯酸树脂、交联剂、发泡剂和纳米银离子混合均匀，得到混合物；将混合物在145℃下发泡聚合19min,制粒，得到ETPU颗粒。

一种鞋底的生产工艺的步骤：

将ETPU颗粒与耐磨剂按重量比为10:1.0的比例定量输送到制作鞋底的模具内，在12MPa气压、95℃下对模具加热7min,得到鞋底。

实施例5

称取50g聚氨酯、18g TPU、7g丙烯酸树脂、7g交联剂、5g发泡剂和13g泡抗菌剂，将称取好的聚氨酯、TPU、丙烯酸树脂、交联剂、发泡剂和纳米银离子混合均匀，得到混合物；将混合物在155℃下发泡聚合17min,制粒，得到ETPU颗粒。

一种鞋底的生产工艺的步骤：

将ETPU颗粒与耐磨剂按重量比为10:1.0的比例定量输送到制作鞋底的模具内，在17MPa气压、105℃下对模具加热6min,得到鞋底。

实施例6

称取47g聚氨酯、19g TPU、9g丙烯酸树脂、5g交联剂、8g发泡剂和12g泡抗菌剂，将称取好的聚氨酯、TPU、丙烯酸树脂、交联剂、发泡剂和纳米银离子混合均匀，得到混合物；将混合物在151℃下发泡聚合23min,制粒，得到ETPU颗粒。

一种鞋底的生产工艺的步骤：

将ETPU颗粒与耐磨剂按重量比为10:1.0的比例定量输送到制作鞋底的模具内，在16MPa气压、101℃下对模具加热9min,得到鞋底。

实施例7

称取40g聚氨酯、17g TPU、8g丙烯酸树脂、7g交联剂、10g发泡剂和18g泡抗菌剂，将称取好的聚氨酯、TPU、丙烯酸树脂、交联剂、发泡剂和纳米银离子混合均匀，得到混合物；将混合物在149℃下发泡聚合21min,制粒，得到ETPU颗粒。

一种鞋底的生产工艺的步骤：

将ETPU颗粒与耐磨剂按重量比为10:1.0的比例定量输送到制作鞋底的模具内，在14MPa气压、99℃下对模具加热10min,得到鞋底。

以实施例2作为参照组对比例1

对比例1与实施2的区别在于对比例2中在制备ETPU颗粒时，没有加入TPU和丙烯酸树脂，用其他均与实施例2保持一致。

对比例2

选择市面上售卖的ETPU鞋垫。

结果测试:

对实施例1～7和对比例1～2所制得的鞋底进行如下检测：

(1)耐磨性测试(mm³)：按照GB/T9867-2008进行耐磨性能的测定，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，记录鞋底的回弹率；

(3)耐折性测试(mm)：将鞋底表面割出长度为5mm，深度为1mm的开口，沿刀口方向对鞋鞋底外垫1进行弯折，以鞋底两端部相触碰为完成一次弯折，弯折20次后，再次测量开口的长度。

表1检测结果记录表

样品	耐磨性/mm<sup>3</sup>	回弹率/％	耐折性/mm	拉伸强度/MPa
					实施例1	32	65.7	5.7	8.45
实施例2	31	66.4	5.8	8.47
					实施例3	32	66.3	5.7	8.45
实施例4	32	65.9	5.7	8.51
					实施例5	32	66.5	5.8	8.41
实施例6	32	65.5	5.7	8.51
					实施例7	31	66.7	5.8	8.49
对比例1	53	42.1	7.2	6.21
					对比例2	55	45.3	7.5	6.45

观察表1可知，实施例1～7所制得的鞋底的耐磨性比好，在制备ETPU颗粒时加入一定比例的混合的TPU和丙烯酸树脂的耐磨料，可增强由ETPU颗粒制成的鞋底的耐磨性；ETPU颗粒制得的鞋底耐磨、不易撕裂，可直接着地，且磨损可忽略不计；免贴橡胶鞋底，鞋底的生产时间较短，不用在底部粘贴橡胶类胶底，可节约资源、节省成本。

Claims

1.一种鞋底,其特征在于所述鞋底由ETPU颗粒发泡聚合而成；

所述ETPU颗粒包括如下组分：聚氨酯40～55wt%、耐磨料20～30wt%、交联剂4～11wt%、发泡剂4～11wt%和抗菌剂7～18wt%；

2.根据权利要求1所述的一种鞋底,其特征在于所述耐磨料包括TPU和丙烯酸树脂。

3.根据权利要求2所述的一种鞋底,其特征在于所述TPU和丙烯酸树脂的重量分别占ETPU颗粒总重量的15～20wt%和5～10wt%。

4.根据权利要求1所述的一种鞋底,其特征在于所述抗菌剂为纳米银离子。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种鞋底,其特征在于所述鞋底由ETPU颗粒泡聚合而成；

所述ETPU颗粒包括如下组分：聚氨酯42～53wt%、TPU15～20wt%、丙烯酸树脂6～9wt%、交联剂5～10wt%、发泡剂5～10wt%和纳米银离子10～15wt%。

6.根据权利要求1～5任一项所述的一种鞋底的生产工艺,其特征在于所述生产工艺包括如下步骤：

步骤一：将ETPU颗粒与耐磨剂按重量比为10:（0.8～1.3）的比例混合均匀，得到混合物；

7.根据权利要求6所述的一种鞋底的生产工艺,其特征在于所述ETPU颗粒包括如下制备步骤：

将设定比例称取聚氨酯、TPU、丙烯酸树脂、交联剂、发泡剂和纳米银离子，将称取好的聚氨酯、TPU、丙烯酸树脂、交联剂、发泡剂和纳米银离子混合均匀，得到混合物；使混合物在140～160℃下发泡聚合15～25min,制粒，得到ETPU颗粒。