CN112659442A - Tpu发泡鞋底制程及其成品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种TPU发泡鞋底制程，包括混练步骤、出片步骤、粉碎步骤、干燥步骤以及发泡步骤，且采用发泡剂经过混练、压片以及在模内泄压膨胀后完成，不同于一般使用高压气体进行发泡，得以制作出含有复数气泡孔的TPU发泡鞋底，且气泡孔包括有闭孔结构与开孔结构，且开孔结构占气泡孔整体量小于10％，且开孔结构彼此相互连通。

Description

TPU发泡鞋底制程及其成品
技术领域
本发明是关于发泡鞋底制程以及其所完成的成品，特别是指一种TPU发泡鞋底制程及其成品。
背景技术
鞋子是人类生活中不可或缺的生活用品的一，保护穿着者的脚不会直接裸露、踩踏在炎热或冰冻的环境，或适度保护脚掌不易因外力而发生意外碰撞受伤。制鞋技术随着科技与材料的发展下，人们对于鞋子的选择与要求也不断提高，特别是针对不同场合与活动类型下选择穿着合适功能的鞋款。
从鞋子的组成来区分大致有鞋面与鞋底两个部分，而鞋底所选用的材料常见有橡胶、EVA(乙烯醋酸乙烯酯共聚物)、PU(聚氨酯)、TPE(热塑性弹性体)。然而上述鞋底所选用的材料并非十全十美，各种材料都有其优点以及缺陷之处，连带也影响鞋款整体的价格，所以消费者在添购鞋款时，也得注意其材料的选用，以利于后续保养与清洁。而近年来TPE(热塑性弹性体)应用在鞋底也相当普及，有着优异的高弹性、高强度、轻量化优势。
发明内容
有鉴于此，本发明主要目的是提供一种TPU发泡鞋底制程及其成品。
为了达成上述的目的，本发明提供了一种TPU发泡鞋底制程，其包括：
混练步骤，将热塑性聚氨酯弹性体、成核剂、滑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂置入混练机，经加热及揉合作用制得成团胶料；
出片步骤，将前述成团胶料置入压片机并加入发泡剂、扩链剂及强度调节剂混合制得混合胶料，并进一步将前述混合胶料辗压成形为片状体，从压片机取出片状体后冷却至常温；
粉碎步骤，将前述片状体经裁断机以及粉碎机制得2～5㎜的粉碎片；
干燥步骤，将前述粉碎片置入干燥箱加以干燥；
发泡步骤，将干燥后的粉碎片放入鞋底模具并经由加热加压作用后，开模泄压至常压迅速膨胀完成TPU发泡鞋底，以致该TPU发泡鞋底含有复数气泡孔。
进一步地，其中所述热塑性聚氨酯弹性体是硬度为35～95Shore A的芳香族、脂肪族、碳酸脂族聚醚或是聚酯，且所述热塑性聚氨酯弹性体的软化温度为130℃～150℃。
进一步地，其中所述热塑性聚氨酯弹性体的添加量为100PHR，所述发泡剂的添加量为1～6PHR，所述扩链剂的添加量为0.5～2PHR，所述强度调节剂的添加量为0.5～2PHR。
进一步地，其中于混合胶料中加入聚合物辅料，其添加量为2～40PHR；所述聚合物辅料选自分子量为2万至30万的聚酰胺、聚醚嵌段酰胺、马来酸酐、丙烯酸酯、接枝聚烯烃或接枝SEBS中的任一种或两种以上的组合。
进一步地，其中所述扩链剂及强度调节剂为芳香族、脂肪族、碳酸脂族多羟基官能团或多异氰酸酯官能团聚合物；所述滑剂为硬脂酸盐类或酰胺类；所述成核剂选自二氧化硅、滑石粉、改性碳酸钙、硅酸镁或碳黑中的任一种或两种以上的组合；所述发泡剂选自碳酸氢钠、4,4'-氧代双苯磺酰肼、甲苯磺酞氨基崛或二亚硝基五甲基四胺。
进一步地，其中所述混练机的加热温度为140℃～170℃，且所述混练机的转速为50～60rpm，又所述混练机的压力为6～8kg/cm2；所述压片机的加热温度为120℃～140℃，且所述压片机的转速为50～60rpm；所述粉碎片是置入相对湿度小于50％、温度达50℃～70℃的干燥箱进行干燥；所述鞋底模具的温度为160℃～180℃，所述鞋底模具的压力为100～150kg/cm2。
进一步地，其中所述TPU发泡鞋底的密度低于0.15g/cm3，且所含气泡孔直径最小为0.002㎜，且所述TPU发泡鞋底的硬度为38～42Asker C所述；TPU发泡鞋底的抗拉强度达到25.5Kg/cm2；所述TPU发泡鞋底的延伸率398.72％；所述TPU发泡鞋底的撕裂强度达到10Kg/cm；所述TPU发泡鞋底的反弹达到69％；所述TPU发泡鞋底的热收缩率0.13％；所述TPU发泡鞋底的承受剥离达到2.9Kg/cm。
为了达成上述的目的，本发明提供了一种TPU发泡鞋底，包括有一鞋顶面与一鞋底面以及一鞋侧面，该鞋侧面与该鞋顶面及鞋底面连接且围绕成一发泡内部，且该发泡内部含有复数气泡孔，且该气泡孔的直径最小为0.002㎜，且所述TPU发泡鞋底的密度低于0.15g/cm3，TPU发泡鞋底的硬度38～42Asker C。
进一步地，其中该复数气泡孔包括有闭孔结构与开孔结构，且该开孔结构占该复数气泡孔的整体量小于10％。
进一步地，其中所述TPU发泡鞋底的抗拉强度达到25.5Kg/cm2；所述TPU发泡鞋底的延伸率为398.72％；所述TPU发泡鞋底的撕裂强度达到10Kg/cm；所述TPU发泡鞋底的反弹达到69％；所述TPU发泡鞋底的热收缩率为0.13％；所述TPU发泡鞋底的承受剥离达到2.9Kg/cm。
本发明以TPU制作出鞋底的制程，是采用发泡剂经过混练、压片以及在模内泄压膨胀后完成，不同于一般使用高压气体进行发泡。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的混练、出片以及粉碎设备示意图；
图3为本发明的粉碎片置入干燥箱进行干燥示意图；
图4为本发明的发泡示意图；
图5为本发明的TPU发泡鞋底立体示意图。
图6为本发明的TPU发泡鞋底的剖面放大示意图。
图7为本发明的TPU发泡鞋底成品与EVA发泡鞋底成品的测试比较图。
【主要组件符号说明】
10-热塑性聚氨酯弹性体；11-成核剂；12-滑剂；13-抗氧化剂；14-紫外线吸收剂；15-发泡剂；16-扩链剂；17-强度调节剂；18-聚合物辅料
21-混练机；22-压片机；23-裁断机；24-粉碎机；25-干燥箱；251-容器；26-鞋底模具；
31-成团胶料；32-混合胶料；33-片状体；34-粉碎片；
4-TPU发泡鞋底；41-气泡孔；42-鞋顶面；43-鞋底面；44-鞋侧面；45-发泡内部。
具体实施方式
为了让本发明的上述目的、特征和特点能更明显易懂，兹配合以下附图将本发明相关实施例详细说明如下。
请参阅图1所示，本发明TPU发泡鞋底制程包括有混练步骤、出片步骤、粉碎步骤、干燥步骤以及发泡步骤。以下则说明各步骤技术特征，并请配合参阅图2至图6所示。
混练步骤，将热塑性聚氨酯弹性体10、成核剂11、滑剂12、抗氧化剂13、紫外线吸收剂14置入混练机21，经加热及揉合作用制得成团胶料31；
出片步骤，将前述成团胶料31置入压片机22并加入发泡剂15、扩链剂16及强度调节剂17混合制得混合胶料32，并进一步将前述混合胶料32辗压成形为片状体33，从压片机22取出片状体33后冷却至常温；
粉碎步骤，将前述片状体33经裁断机23以及粉碎机24制得2～5mm的粉碎片34；
干燥步骤，将前述粉碎片34置入干燥箱25加以干燥；
发泡步骤，将干燥后的粉碎片34放入鞋底模具26并经由加热加压作用后，开模泄压至常压迅速膨胀完成TPU发泡鞋底4，以致该TPU发泡鞋底4含有复数气泡孔41。
本发明TPU发泡鞋底在制作过程中，是先将热塑性聚氨酯弹性体10、成核剂11、滑剂12、抗氧化剂13、紫外线吸收剂14置入混练机21，且混练机21的转速为50～60rpm，压力为6～8kg/cm2，加热温度设定为140℃～170℃，使得各原料在混练机21内经加热及揉合作用制得成团胶料31。随后，成团胶料31被送入压片机22中，添加发泡剂15、扩链剂16及强度调节剂17，且压片机22的转速为50～60rpm，加热温度设定为120℃～140℃。接着，由压片机22辗压成片状体33，而片状体33的厚度尺寸为1～2㎜，进行冷却至常温(20～30℃)。另外，将前述冷却降温至常温的片状体33以裁断机23以及粉碎机24制得2～5mm粉碎片34。将前述粉碎片34以容器251盛装置入干燥箱25，并设定干燥箱25相对湿度小于50％、温度达50℃～70℃，进行粉碎片34的干燥作业。将干燥后的粉碎片34放入鞋底模具26的模穴内后合模，并设定鞋底模具26的加热温度与加压压力，鞋底模具26的温度为160℃～180℃，鞋底模具26的压力为100～150kg/cm2，使得粉碎片34因热熔融并进行聚合扩链反应与发泡反应，开模泄压至常压迅速膨胀完成TPU发泡鞋底4，以致该TPU发泡鞋底4含有复数气泡孔41，该复数气泡孔41包括有闭孔结构与开孔结构，且该开孔结构占该复数气泡孔41的整体量小于10％，且开孔结构彼此相互连通。
前述制得的TPU发泡鞋底4，其包括有一鞋顶面42与一鞋底面43以及一鞋侧面44，该鞋侧面44与该鞋顶面42及鞋底面43连接且围绕成一发泡内部45，且该发泡内部45含有复数气泡孔41，且该气泡孔41的直径最小为0.002㎜，TPU发泡鞋底4的密度低于0.15g/cm3，TPU发泡鞋底4的硬度为38～42Asker C；TPU发泡鞋底4的抗拉强度达到25.5Kg/cm2；TPU发泡鞋底4的延伸率为398.72％；TPU发泡鞋底4的撕裂强度达到10Kg/cm；TPU发泡鞋底4的反弹达到69％；TPU发泡鞋底4的热收缩率为0.13％；TPU发泡鞋底4的承受剥离达到2.9Kg/cm。值得一提的是，本发明所述的TPU发泡鞋底4以鞋中底为例。
前述热塑性聚氨酯弹性体10是硬度为35～95Shore A的芳香族、脂肪族、碳酸脂族聚醚或是聚酯，且热塑性聚氨酯弹性体10软化温度为130℃～150℃。
前述热塑性聚氨酯弹性体10的添加量为100PHR，发泡剂15的添加量为1～6PHR，扩链剂16的添加量为0.5～2PHR，强度调节剂的17添加量为0.5～2PHR。
前述配方中于混合胶料32加入聚合物辅料18，通过聚合物辅料18可以增加强度与物性，聚合物辅料18的添加量为2～40PHR；前述聚合物辅料18选用分子量2万至30万的聚酰胺、聚醚嵌段酰胺、马来酸酐、丙烯酸酯、接枝聚烯烃或接枝SEBS中的任一种或两种以上的组合。前述聚合物辅料18中添加聚醚嵌段酰胺10～40PHR，以增加其发泡材刚性与弹性。
前述扩链剂16及强度调节剂17为芳香族、脂肪族、碳酸脂族多羟基官能团或多异氰酸酯官能团聚合物；滑剂12为硬脂酸盐类或酰胺类；成核剂11选用二氧化硅、滑石粉、改性碳酸钙、硅酸镁或碳黑中的任一种或两种以上的组合；发泡剂15选用碳酸氢钠(NaHCO3)、4,4'-氧代双苯磺酰肼(OBSH)、甲苯磺酞氨基崛(TSS)或二亚硝基五甲基四胺(DPT)。
请参阅图7所示，其为TPU发泡鞋底成品与EVA发泡鞋底成品的测试比较，可知本发明TPU发泡鞋底成品的密度能够小于EVA发泡鞋底成品，更能拥有较EVA发泡鞋底成品更佳的抗拉强度、延伸率、撕裂强度、反弹、热收缩、压缩永久变形率，甚至拥有更加抵抗剥离的能力。
以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明专利实施的范围；即大凡依本发明专利申请保护范围所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的保护范围内。

Claims (10)

1.一种TPU发泡鞋底制程，其特征在于，包括：
混练步骤，将热塑性聚氨酯弹性体、成核剂、滑剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂置入混练机，经加热及揉合作用制得成团胶料；
出片步骤，将前述成团胶料置入压片机并加入发泡剂、扩链剂及强度调节剂混合制得混合胶料，并进一步将前述混合胶料辗压成形为片状体，从压片机取出片状体后冷却至常温；
粉碎步骤，将前述片状体经裁断机以及粉碎机制得2～5㎜的粉碎片；
干燥步骤，将前述粉碎片置入干燥箱加以干燥；
发泡步骤，将干燥后的粉碎片放入鞋底模具并经由加热加压作用后，开模泄压至常压迅速膨胀完成TPU发泡鞋底，以致该TPU发泡鞋底含有复数气泡孔。
2.如权利要求1所述的TPU发泡鞋底制程，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体是硬度为35～95Shore A的芳香族、脂肪族、碳酸脂族聚醚或是聚酯，且所述热塑性聚氨酯弹性体的软化温度为130℃～150℃。
3.如权利要求1所述的TPU发泡鞋底制程，其特征在于，所述热塑性聚氨酯弹性体的添加量为100PHR，所述发泡剂的添加量为1～6PHR，所述扩链剂的添加量为0.5～2PHR，所述强度调节剂的添加量为0.5～2PHR。
4.如权利要求1所述的TPU发泡鞋底制程，其特征在于，于混合胶料中加入聚合物辅料，其添加量为2～40PHR；所述聚合物辅料选自分子量为2万至30万的聚酰胺、聚醚嵌段酰胺、马来酸酐、丙烯酸酯、接枝聚烯烃或接枝SEBS中的任一种或两种以上的组合。
5.如权利要求1所述的TPU发泡鞋底制程，其特征在于，所述扩链剂及强度调节剂为芳香族、脂肪族、碳酸脂族多羟基官能团或多异氰酸酯官能团聚合物；所述滑剂为硬脂酸盐类或酰胺类；所述成核剂选自二氧化硅、滑石粉、改性碳酸钙、硅酸镁或碳黑中的任一种或两种以上的组合；所述发泡剂选自碳酸氢钠、4,4'-氧代双苯磺酰肼、甲苯磺酞氨基崛或二亚硝基五甲基四胺。
6.如权利要求1所述的TPU发泡鞋底制程，其特征在于，所述混练机的加热温度为140℃～170℃，且所述混练机的转速为50～60rpm，又所述混练机的压力为6～8kg/cm2；所述压片机的加热温度为120℃～140℃，且所述压片机的转速为50～60rpm；所述粉碎片是置入相对湿度小于50％、温度达50℃～70℃的干燥箱进行干燥；所述鞋底模具的温度为160℃～180℃，所述鞋底模具的压力为100～150kg/cm2。
7.如权利要求1所述的TPU发泡鞋底制程，其特征在于，所述TPU发泡鞋底的密度低于0.15g/cm3，且所含气泡孔直径最小为0.002㎜，且所述TPU发泡鞋底的硬度为38～42AskerC；所述TPU发泡鞋底的抗拉强度达到25.5Kg/cm2；所述TPU发泡鞋底的延伸率398.72％；所述TPU发泡鞋底的撕裂强度达到10Kg/cm；所述TPU发泡鞋底的反弹达到69％；所述TPU发泡鞋底的热收缩率0.13％；所述TPU发泡鞋底的承受剥离达到2.9Kg/cm。
8.一种TPU发泡鞋底，其特征在于，包括有一鞋顶面与一鞋底面以及一鞋侧面，该鞋侧面与该鞋顶面及鞋底面连接且围绕成一发泡内部，且该发泡内部含有复数气泡孔，且该气泡孔的直径最小为0.002㎜，且所述TPU发泡鞋底的密度低于0.15g/cm3，TPU发泡鞋底的硬度38～42Asker C。
9.如权利要求8所述的TPU发泡鞋底，其特征在于，该复数气泡孔包括有闭孔结构与开孔结构，且该开孔结构占该复数气泡孔的整体量小于10％。
10.如权利要求8或权利要求9所述的TPU发泡鞋底，其特征在于，所述TPU发泡鞋底的抗拉强度达到25.5Kg/cm2；所述TPU发泡鞋底的延伸率为398.72％；所述TPU发泡鞋底的撕裂强度达到10Kg/cm；所述TPU发泡鞋底的反弹达到69％；所述TPU发泡鞋底的热收缩率为0.13％；所述TPU发泡鞋底的承受剥离达到2.9Kg/cm。
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