CN110840011A - 一种聚合物一体成型鞋大底及其制备方法 - Google Patents

一种聚合物一体成型鞋大底及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及鞋底技术领域，具体涉及一种聚合物一体成型鞋大底及其制备方法，所述鞋大底包括与地面接触的鞋套以及与鞋套一体成型的鞋中底，所述鞋套为TPU材料，所述鞋中底由PU发泡材料和TPU爆米花材料两种材料组成，或者由PU发泡材料和弹力胶材料两种材料组成，将鞋中底的两种材料混合后灌注到鞋套内，一体成型制成鞋大底。本发明的一体成型鞋大底具有轻量、回弹性好、耐磨止滑的特性，穿着舒适性好，且采用多种材料一体成型，性能优异，成本低。

Description

一种聚合物一体成型鞋大底及其制备方法
技术领域
本发明涉及鞋底技术领域，具体涉及一种聚合物一体成型鞋大底及其制备方法。
背景技术
作为继橡胶、PVC、SBS之後的第四代鞋底材料，TPU(热塑性聚氨酯弹性体)具有更优良的弹性、耐磨性、抗撕裂性和弯曲性，是各种要求极高的专用鞋如足球鞋、冰刀鞋、登山鞋等的鞋底首选材料之一。
现有TPU应用于鞋材生产中所采用的工艺为TPU发泡工艺，所谓“TPU发泡工艺”，其实就像是爆米花，把TPU做成颗粒状，可以把这些颗粒想成一粒一粒的老玉米。然后丢进一个机器里，这个机器就类似于爆米花机，然后高温高压之后，这些玉米变成了爆米花，之后使用蒸汽模压工艺将2000颗左右的爆米花颗粒加工成所需的鞋底形状，在这个过程中发泡颗粒最外层轻微熔化并粘连成稳定形状，同时内部气孔结构不受影响。鞋底收到压力后，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，鞋底可迅速恢复到原来的形状。
一般鞋底包括鞋大底和位于鞋大底之上的PU发泡鞋底，而鞋大底包括与地面接触的鞋套以及与鞋套一体成型的鞋中底，现有的一体成型鞋底的鞋底部分只能做脚后跟，且材料单一，整体性能欠佳。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种聚合物一体成型鞋大底，该一体成型鞋大底具有轻量、回弹性好、耐磨止滑的特性，穿着舒适性好，且采用多种材料一体成型，性能优异，成本低。
本发明的目的在于提供一种聚合物一体成型鞋大底的制备方法，该制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模化工业生产。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种聚合物一体成型鞋大底，所述鞋大底包括与地面接触的鞋套以及与鞋套一体成型的鞋中底，所述鞋套为TPU材料，所述鞋中底由PU发泡材料和TPU爆米花材料两种材料组成，或者由PU发泡材料和弹力胶材料两种材料组成，将鞋中底的两种材料混合后灌注到鞋套内，一体成型制成鞋大底。
优选的，所述TPU材料的密度为1.17-1.23g/cm3，邵氏硬度为76-82A。本发明通过严格控制TPU材料的密度和邵氏硬度，采用该TPU材料成型鞋套，透明，耐磨止滑性好，可与地面直接接触，不需要另外加工鞋底；另外，由于TPU材质的高透性，可以通过添加色料，使鞋套具有多彩效果，也可以在表面雕刻、印花等样式多、时尚。更为优选的，所述TPU材料的密度为1.2g/cm3，邵氏硬度为78A。
优选的，所述PU发泡材料的密度为0.27-0.33g/cm3，回弹率为45％-55％。本发明通过严格控制PU发泡材料的密度和回弹率，制得的鞋大底重量轻，弹性好，穿着舒适。更为优选的，所述PU发泡材料的密度为0.30g/cm3，回弹率为50％。
优选的，所述弹力胶材料的密度为0.43-0.49g/cm3，回弹率为50％-60％。本发明通过严格控制弹力胶(果冻胶)材料的密度和回弹率，制得的鞋大底弹力好，穿着舒适，透明美观。更为优选的，所述弹力胶材料的密度为0.46g/cm3，回弹率为55％。
优选的，所述TPU爆米花材料的密度为0.12-0.18g/cm3，回弹率为55％-65％。TPU爆米花材料可以与PU发泡材料一起灌注到鞋套后发泡成型，也可以提前发泡好再与PU发泡材料一起灌注；TPU爆米花材料发泡好之后成颗粒状，可染色，因此可以染色成单一颜色或者多彩颜色，目前采购的是巴斯夫公司生产的TPU爆米花材料。本发明通过严格控制TPU爆米花材料的密度和回弹率，制得的鞋大底比重轻，弹性好，美观。更为优选的，所述TPU爆米花材料的密度为0.15g/cm3，回弹率为60％。
优选的，所述PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为55-65:35-45。本发明通过严格控制PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比，制得的鞋大底具有轻量、回弹性好、耐磨止滑的特性，穿着舒适性好。更为优选的，优选的，所述PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为60:40。
一种聚合物一体成型鞋大底的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将PU发泡材料加入0.5‰-1.5‰的催化剂，搅拌均匀后，加入PU机台料缸内，将TPU爆米花材料或弹力胶材料倒入装颗粒缸内，再将水加入装水缸内；
(2)然后调试机器比例，水与PU发泡材料的重量比为1：800-1200，PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为55-65:35-45；
(3)比例调试完毕后，即可将混合好的PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料注入到模具内的鞋套内，注料完毕后发泡成型，制得鞋大底。
所述步骤(3)之后还包括步骤(4)，将模具内的产品拿出后，在模具内喷涂脱模剂，以便再次生产。
所述步骤(1)中，原料温度为35-45℃，料缸内的压力为0.8-1.2kgf/cm2。
所述步骤(3)中，模具的温度为55-65℃。
所述步骤(3)中，成型温度为75-85℃，成型时间为6-10min。
本发明通过控制混合好的PU发泡材料的原料温度、料缸内压力、模具温度、成型温度及时间等工艺参数，制得的一体成型鞋大底具有轻量、回弹性好、耐磨止滑的特性，穿着舒适性好。
本发明的有益效果在于：本发明的一体成型鞋大底具有如下优点：
1、本发明的一体成型鞋大底具有轻量、回弹性好、耐磨止滑的特性，穿着舒适性好。
2、本发明的TPU爆米花材料可提前染色，制成多彩鞋底，美观时尚。
3、传统的气垫鞋较硬，使用舒适性较差，且一旦被刺破则整个鞋底报废，而本发明的一体成型鞋大底即使刺破了也丝毫不影响回弹性。
4、本发明的TPU材料射出成型可做成整个完成的鞋底，鞋大底集合了3种材料的优势，性能优异，且生产成本与现有的一体成型鞋底相比可以降低15-20％。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
一种聚合物一体成型鞋大底，所述鞋大底包括与地面接触的鞋套以及与鞋套一体成型的鞋中底，所述鞋套为TPU材料，所述鞋中底由PU发泡材料和TPU爆米花材料两种材料组成，或者由PU发泡材料和弹力胶材料两种材料组成，将鞋中底的两种材料混合后灌注到鞋套内，一体成型制成鞋大底。
所述TPU材料的密度为1.17g/cm3，邵氏硬度为76A。
所述PU发泡材料的密度为0.27g/cm3，回弹率为45％。
所述弹力胶材料的密度为0.43g/cm3，回弹率为50％。
所述TPU爆米花材料的密度为0.12g/cm3，回弹率为55％。
所述PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为55:45。
一种聚合物一体成型鞋大底的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将PU发泡材料加入0.5‰的催化剂，搅拌均匀后，加入PU机台料缸内，将TPU爆米花材料或弹力胶材料倒入装颗粒缸内，再将水加入装水缸内；
(2)然后调试机器比例，水与PU发泡材料的重量比为1：800，PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为55:45；
(3)比例调试完毕后，即可将混合好的PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料注入到模具内的鞋套内，注料完毕后发泡成型，制得鞋大底。
所述步骤(3)之后还包括步骤(4)，将模具内的产品拿出后，在模具内喷涂脱模剂，以便再次生产。
所述步骤(1)中，原料温度为35℃，料缸内的压力为0.8kgf/cm2。
所述步骤(3)中，模具的温度为55℃。
所述步骤(3)中，成型温度为75℃，成型时间为10min。
实施例2
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述TPU材料的密度为1.18g/cm3，邵氏硬度为77A。
所述PU发泡材料的密度为0.28g/cm3，回弹率为48％。
所述弹力胶材料的密度为0.44g/cm3，回弹率为52％。
所述TPU爆米花材料的密度为0.14g/cm3，回弹率为58％。
所述PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为58:42。
一种聚合物一体成型鞋大底的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将PU发泡材料加入0.8‰的催化剂，搅拌均匀后，加入PU机台料缸内，将TPU爆米花材料或弹力胶材料倒入装颗粒缸内，再将水加入装水缸内；
(2)然后调试机器比例，水与PU发泡材料的重量比为1：900，PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为58:42；
(3)比例调试完毕后，即可将混合好的PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料注入到模具内的鞋套内，注料完毕后发泡成型，制得鞋大底。
所述步骤(3)之后还包括步骤(4)，将模具内的产品拿出后，在模具内喷涂脱模剂，以便再次生产。
所述步骤(1)中，原料温度为38℃，料缸内的压力为0.9kgf/cm2。
所述步骤(3)中，模具的温度为58℃。
所述步骤(3)中，成型温度为78℃，成型时间为9min。
实施例3
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述TPU材料的密度为1.20g/cm3，邵氏硬度为79A。
所述PU发泡材料的密度为0.30g/cm3，回弹率为50％。
所述弹力胶材料的密度为0.46g/cm3，回弹率为55％。
所述TPU爆米花材料的密度为0.15g/cm3，回弹率为60％。
所述PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为60:40。
一种聚合物一体成型鞋大底的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将PU发泡材料加入1‰的催化剂，搅拌均匀后，加入PU机台料缸内，将TPU爆米花材料或弹力胶材料倒入装颗粒缸内，再将水加入装水缸内；
(2)然后调试机器比例，水与PU发泡材料的重量比为1：1000，PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为60:40；
(3)比例调试完毕后，即可将混合好的PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料注入到模具内的鞋套内，注料完毕后发泡成型，制得鞋大底。
所述步骤(3)之后还包括步骤(4)，将模具内的产品拿出后，在模具内喷涂脱模剂，以便再次生产。
所述步骤(1)中，原料温度为40℃，料缸内的压力为1kgf/cm2。
所述步骤(3)中，模具的温度为60℃。
所述步骤(3)中，成型温度为80℃，成型时间为8min。
实施例4
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述TPU材料的密度为1.22g/cm3，邵氏硬度为81A。
所述PU发泡材料的密度为0.32g/cm3，回弹率为52％。
所述弹力胶材料的密度为0.48g/cm3，回弹率为58％。
所述TPU爆米花材料的密度为0.17g/cm3，回弹率为62％。
所述PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为62:38。
一种聚合物一体成型鞋大底的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将PU发泡材料加入1.2‰的催化剂，搅拌均匀后，加入PU机台料缸内，将TPU爆米花材料或弹力胶材料倒入装颗粒缸内，再将水加入装水缸内；
(2)然后调试机器比例，水与PU发泡材料的重量比为1：1100，PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为62:38；
(3)比例调试完毕后，即可将混合好的PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料注入到模具内的鞋套内，注料完毕后发泡成型，制得鞋大底。
所述步骤(3)之后还包括步骤(4)，将模具内的产品拿出后，在模具内喷涂脱模剂，以便再次生产。
所述步骤(1)中，原料温度为42℃，料缸内的压力为1.1kgf/cm2。
所述步骤(3)中，模具的温度为62℃。
所述步骤(3)中，成型温度为82℃，成型时间为7min。
实施例5
本实施例与上述实施例1的不同之处在于：
所述TPU材料的密度为11.23g/cm3，邵氏硬度为82A。
所述PU发泡材料的密度为00.33g/cm3，回弹率为55％。
所述弹力胶材料的密度为00.49g/cm3，回弹率为60％。
所述TPU爆米花材料的密度为00.18g/cm3，回弹率为65％。
所述PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为65:35。
一种聚合物一体成型鞋大底的制备方法，包括如下步骤：
(1)先将PU发泡材料加入1.5‰的催化剂，搅拌均匀后，加入PU机台料缸内，将TPU爆米花材料或弹力胶材料倒入装颗粒缸内，再将水加入装水缸内；
(2)然后调试机器比例，水与PU发泡材料的重量比为1：1200，PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为65:35；
(3)比例调试完毕后，即可将混合好的PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料注入到模具内的鞋套内，注料完毕后发泡成型，制得鞋大底。
所述步骤(3)之后还包括步骤(4)，将模具内的产品拿出后，在模具内喷涂脱模剂，以便再次生产。
所述步骤(1)中，原料温度为45℃，料缸内的压力为1.2kgf/cm2。
所述步骤(3)中，模具的温度为65℃。
所述步骤(3)中，成型温度为85℃，成型时间为6min。
本发明的TPU鞋套的性能如下：密度1.17-1.23g/cm3；邵氏硬度为76-82A；拉伸强度≥25MPa；断裂伸长率≥600MPa；直角撕裂≥55N/mm；DIN耐磨耗≤35mm3；静态止滑：干≥0.95和湿≥0.55；耐臭氧等级≥4级；耐折性能：新产生裂纹≤3.0且不超过2处(60°，23℃，6万次)；耐光色牢度≥4级(72h)；湿热老化：无发白、吐霜、吐蜡等现象，变色和移色≥4级(70℃，95％RH，3d)；干老化：变色≥4级(70℃，3d)；异味符合AXC-1001《鞋产品、材料异味标准》要求。
本发明的鞋中底通过采用PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料，均具有质量轻，弹性好优点。
本发明制得的一体成型鞋大底具有轻量、回弹性好、耐磨止滑的特性，穿着舒适性好。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚合物一体成型鞋大底，所述鞋大底包括与地面接触的鞋套以及与鞋套一体成型的鞋中底，其特征在于：所述鞋套为TPU材料，所述鞋中底由PU发泡材料和TPU爆米花材料两种材料组成，或者由PU发泡材料和弹力胶材料两种材料组成，将鞋中底的两种材料混合后灌注到鞋套内，一体成型制成鞋大底。
2.根据权利要求1所述的一种聚合物一体成型鞋大底，其特征在于：所述TPU材料的密度为1.17-1.23g/cm3，邵氏硬度为76-82A。
3.根据权利要求1所述的一种聚合物一体成型鞋大底，其特征在于：所述PU发泡材料的密度为0.27-0.33g/cm3，回弹率为45％-55％。
4.根据权利要求1所述的一种聚合物一体成型鞋大底，其特征在于：所述弹力胶材料的密度为0.43-0.49g/cm3，回弹率为50％-60％。
5.根据权利要求1所述的一种聚合物一体成型鞋大底，其特征在于：所述TPU爆米花材料的密度为0.12-0.18g/cm3，回弹率为55％-65％。
6.根据权利要求1所述的一种聚合物一体成型鞋大底，其特征在于：所述PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为55-65:35-45。
7.如权利要求1-6任一项所述的一种聚合物一体成型鞋大底的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)先将PU发泡材料加入0.5‰-1.5‰的催化剂，搅拌均匀后，加入PU机台料缸内，将TPU爆米花材料或弹力胶材料倒入装颗粒缸内，再将水加入装水缸内；
(2)然后调试机器比例，水与PU发泡材料的重量比为1：800-1200，PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料的重量比为55-65:35-45；
(3)比例调试完毕后，即可将混合好的PU发泡材料与TPU爆米花材料或弹力胶材料注入到模具内的鞋套内，注料完毕后发泡成型，制得鞋大底。
8.根据权利要求7所述的一种聚合物一体成型鞋大底的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，原料温度为35-45℃，料缸内的压力为0.8-1.2kgf/cm2。
9.根据权利要求7所述的一种聚合物一体成型鞋大底的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，模具的温度为55-65℃。
10.根据权利要求7所述的一种聚合物一体成型鞋大底的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，成型温度为75-85℃，成型时间为6-10min。
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