CN1127405C - 适用于制造鞋的层状材料及其制造方法和包含该层状材料的鞋增强材料 - Google Patents

适用于制造鞋的层状材料及其制造方法和包含该层状材料的鞋增强材料 Download PDF

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Abstract

一种适用于制造鞋的层状材料，包括：一挤出的核心(10)，该核心在其两面上都层压有一层纤维织物层(12)，热塑性薄片核心(10)包括一种碎成颗粒的碎片鞋增强材料和纯的可挤出热塑性材料的混合物，该核心包含至少重量占40%的纯的可挤出热塑性材料。热熔性粘合剂涂层(14)被涂布在两面上。核心(10)中的碎片材料包含纤维颗粒(16)。还描述了一种制造这种材料的方法。

Description

适用于制造鞋的层状材料及其制造方法和 包含该层状材料的鞋增强材料
技术领域
本发明涉及适用于制造鞋的层状材料及其制造方法和包含所述层状材料的鞋部件，特别是鞋前缘、后跟端部硬衬和鞋垫。
这里使用的术语“鞋”意图表示穿在外面的鞋类，通常是准备穿的或是在制造过程中的。
背景技术
在制鞋时，普通的做法是在鞋的前缘或后跟部加上鞋硬衬，通常分别指鞋包头或鞋帮后跟坚硬部(counter)。硬衬的目的是为鞋面材料提供足够的支撑以便在例如穿着过程中保持鞋的形状。鞋包头或鞋帮后跟坚硬部材料通常具有一定程度的硬度和弹性，硬度可使上表面保持为理想形状，弹性可在鞋面由于任何原因而产生变形时使鞋返回到理想的形状。
本领域普通技术人员已知：这种鞋硬衬可以由片状鞋增强材料切割成适合于放入鞋面内的形状。由片状材料切割鞋硬衬的结果是，剩下了小片材料，它具有与鞋硬衬的形状相应的开口。在过去，这种小片材料被作为废物而处理，例如被埋入废物埋藏点，这是因为没有满意的方法来重新有效地利用这种小片材料。在使用浸渍的纤维织物鞋增强材料和包含了与挤出热塑性薄片层压在一起的纤维织物的增强材料(二者均在制鞋中广泛使用)的情况下尤其会产生这种情况。反之，仅由挤出塑料薄片制成的鞋增强材料的碎片相对于不具有合适的热塑/热熔特性的基于胶乳浸渍的织物和织物膜层压片而言更易于被再利用。
发明内容
本发明的多个目的中的一个目的是提供一种改进的适用于制鞋的层状材料。
本发明的多个目的中的另一个目的是提供一种改进的层状材料，该材料可以将切割剩下的碎片(在由层状材料切割成鞋部件时产生该碎片)利用在新的产品中。
申请人公司已经制造一种后跟端部鞋增强材料有许多年了，这种鞋增强材料包含一种挤出的热塑核心，该核心层压在浸渍有聚合热塑性增强材料的无纺纤维织物的各侧，且在其两面涂布有适用的热熔性粘合剂，例如基于乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的粘合剂。令人惊讶的是：除了不仅包括纯聚合热塑性材料还包括轧碎的切割碎片的热塑性核心之外，能够将从这种类型的材料切出的碎片轧碎并重新利用在通常类似的材料的制造中。
本发明一方面提供一种适用于制造一种鞋的层状材料，包括一种挤出的热塑性薄片核心，其上至少一侧层压有一层纤维织物层，该热塑性薄片核心包括一种由轧碎的碎片鞋增强材料和纯的可挤出的热塑性材料混合而成的混合物，该核心包括至少占其重量40％的热塑性材料。
最好是，在根据本发明的层状材料中每层纤维织物层为一种无纺织物，优选的是一种本领域普通技术人员公知的针缝的无纺织物。可以用任何适合的纤维，但最好的纤维是约6-7分特的聚酯。最好是，该纤维织物层浸渍有聚合的可加热成形的硬化材料；适用的材料是本领域普通技术人员公知的，且可以包括例如高苯乙烯含量的苯乙烯丁二烯共聚物。
根据本发明的一种适合用作鞋后跟或前缘硬衬的层状材料最好是在远离热塑性核心的织物层的表面上涂布一种热熔性粘合剂。
根据本发明的一种优选的层状材料具有层压在热塑性核心的每一侧的纤维织物层。
在根据本发明的层状材料中，包含在核心中的纯的可挤出的热塑性材料的量足以为轧碎的碎片鞋增强材料和纯热塑性材料的混合物的挤出提供理想的熔化特性，从而提供热塑性核心。所需要的纯热塑性材料的量在某种程度上由存在于碎片鞋增强材料中的可挤出的热塑性材料的量来决定。似乎至少占重量的40％的可挤出的热塑性材料才能提供理想的性能。对于许多材料来说，重量占40％的纯热塑性材料是必须的。为了提供适当的特性，可以采用相当于所需求的那样多的纯热塑性材料，但理想的是使用不超过60％的纯热塑性材料，否则，已经证明不可能完全再利用所有的碎片材料，这样就降低了加工过程的总效率。
在制造根据本发明的层状材料的过程中，当然，用在粘合剂和核心材料中的热塑性组成部分彼此相容是很重要的，这样最终获得的产品的性能稳定。
在根据本发明的一种层状材料中，被轧碎而用来提供碎片的鞋增强材料包括一个挤出热塑性薄片材料核心，在其两侧层压一层浸渍有聚合硬化材料的纤维织物，上述每层织物层具有热活化粘合剂涂层。
在根据本发明的优选的层状材料中，被轧碎而用来提供碎片的材料与层状材料具有相同的总体结构和成分。
优选是，在根据本发明的一种层状材料中，纯热塑性材料大体上与碎片鞋增强材料的核心中的可挤出的热塑性材料相同。在根据本发明的层状材料中，核心适宜地占层状材料总重量的30％到50％。
根据本发明的一种层状材料可方便地用来提供一种鞋前缘或后跟端部硬衬。根据本发明的层状材料还可用于鞋垫的制造中，这种鞋垫也是相对较硬的部分。具有适当成分的鞋垫材料可以被回收，并在其广义上被包括在本发明的术语“增强材料”中。
本发明的另一方面提供一种制造层状材料的方法，包括以下步骤：
(i)获得碎片鞋增强材料
(ii)将碎片材料轧碎
(iii)将轧碎的碎片材料与纯的可挤出的热塑性材料充分混合，从而提供至少重量占40％的可挤出的热塑性材料
(iv)将纯热塑性材料和碎片中的热塑性材料熔化，将熔化的纯热塑性材料和碎片材料的混合物挤出，以形成热塑性薄片核心；以及
(v)当上述混合物被挤出以形成薄片核心时，将其与纤维织物层压，从而在核心的至少一个表面上提供一层纤维织物层。
根据本发明的一种优选的方法还包括以下步骤：
(vi)用一种以液体形式存在的可加热成形的聚合硬化材料浸渍根据步骤(v)而制造的层状物的一层或多层纤维织物层；以及
(vii)烘干、冷却或使该液体浸渍剂固化，从而提供一种浸渍纤维织物层的热塑性硬化材料。
优选的可加热成型的聚合硬化材料是高苯乙烯含量的可加热成型聚合材料的水状分散体，例如包含重量占80％的苯乙烯的苯乙烯丁二烯共聚物。这种材料在制造鞋增强材料领域中是普通技术人员所公知的。或者，该聚合硬化材料可以以溶液形式应用，或者通过其自身反应以形成聚合的可加热成型的硬化材料的反应液成分的形式而进行应用。通过使层压物经过一已知结构的浸渍装置，液体聚合硬化材料可以被方便地施用，在这种浸渍装置中，层状物通过一浸渍池而进行供给，其中，液体硬化材料被织物层吸收，然后经过一对压延辊之间的辊隙，以控制保留在织物层中的液体材料的量。
根据本发明的方法优选还包括步骤(viii)，即，将一层热熔性粘合剂成分涂层施加到纤维织物层的表面上。任何适宜的热熔性粘合剂成分都可以采用，例如一种乙烯-乙酸乙烯酯共聚物热熔性粘合剂。然而，在根据本发明的一种优选的方法中，织物层在其被层压在热塑性核心上之后用增强成分进行浸渍，而织物层可以在被层压到核心上之前用增强材料进行浸渍，且该织物层在被层压到核心上之前已经被干燥。
现在将参照附图详细描述体现本发明的层状材料、制造该材料的方法和由这种材料制造的鞋硬衬。很清楚，这种材料、方法和硬衬用来进行描述，从而通过示例来阐明本发明。
附图的简要说明
附图1为局部图，示出了体现本发明的层状材料的剖面。
实施本发明的方式
附图1示出了一种层状材料，适合于制造鞋，特别是，适合于制造鞋后跟端部硬衬。两种用作说明的材料的特性与现有产品的特性在表1中列出，用于进行比较。这些用于说明的材料各包括一挤出热塑性薄片核心10，在该核心10的每一侧层压一层纤维织物层12。一层乙烯-乙酸乙烯酯热熔性粘合剂层14被施加到两层纤维织物层12的外表面上。如果需要，可以使用其它热熔性粘合剂材料。
在用作说明的层状材料中，热塑性薄片核心10包括一种由轧碎的碎片鞋增强材料和纯的可挤出的热塑性材料混合而成的混合物，该核心包含其重量至少占40％的可挤出的热塑性材料。轧碎的碎片鞋增强材料是从一种材料切下的碎片，这种材料通常具有与用作说明的层状材料基本相似的结构，所不同的是中心的热塑性核心不包括任何碎片材料，而仅是纯聚合热塑性材料。在这种碎片材料中，核心的聚合材料包括重量占70％的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和重量占30％的聚丙烯。为了改变热塑性核心的硬度，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和聚丙烯的比例可以改变-相对更大量的聚丙烯形成更硬的核心材料。必须在硬度、鞋的可塑性、形状保持性和总的穿着特性之间找到平衡。假如形成核心的热塑性聚合材料具有合适的熔化特性和硬度特性(例如商品名为Surlyn的离子键树脂)，其它热塑性材料可以用在鞋增强材料中，这种鞋增强材料可以被用来提供碎片。
在实施根据本发明的方法时，为了制造用作说明的材料，在切下鞋硬衬之后，由鞋增强材料的薄片切割而剩下的碎片在一种适合的装置中被剁碎，该装置即包括与挤压机一起工作的切断装置的Erema热塑性材料再生机械。首先将碎片切断，但不使材料过热(这可能使材料上的粘合层被活化并将剁碎的材料颗粒粘在一起而形成块)，通常指“结块”。可通过任一合适的装置来防止结块，例如，通过控制切割力和原料的输送速度和/或通过加入另一种材料例如起防止结块作用的矿物填料并可更加有力地切割。
被剁碎的材料被直接输送给制粒挤压机，该制粒挤压机将碎片材料制成颗粒或小球，使其尺寸适用于塑料片挤压装置。然后，将碎片颗粒与和碎片材料核心中的热塑性材料成分相同的纯聚合热塑性材料颗粒相混合，即，将乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与聚丙烯混合。然后将混合颗粒(或小球)供送给薄片挤压机，在该挤压机中，颗粒被熔化并充分混合，然后被挤出。当挤出的热塑性薄片核心离开挤出机时，将纤维织物层以一种本领域普通技术人员公知的方式层压在所挤出的热塑性薄片核心上。
虽然用作说明的层状材料的热塑性薄片核心主要包括颗粒状的碎片鞋增强材料和纯聚合热塑性材料，然而，如果需要，可以包括其它组成部分，例如为了挤出的目的而通常包括在塑料混合物中的材料，其中包括填充料、增塑剂和抗氧化剂，如果需要还可包括颜料。
在用作说明的层状材料中，热塑性薄片核心包括由颗粒状的碎片增强材料得到的纤维材料颗粒16。纤维颗粒16的颗粒大小在一个较宽范围内变化，但是，第一种用作说明的材料中典型颗粒16的纵向和横向尺寸约为2-3mm，厚度约为0.5mm；第二种用作说明的材料中的颗粒尺寸约为0.5mm或更小。然而，其它的与用作说明的材料相似的材料中的颗粒16的纵向尺寸和横向尺寸可以在一个宽范围内变化，一些可以是8mm，在一些最终产物中可以是5mm。
用作说明的层状材料的纤维织物层12为针缝的无纺纤维织物层，其中纤维是大约6.7分特的聚酯纺织纤维，且以一种本领域普通技术人员公知的针法缝制而成。浸渍剂为高苯乙烯(包括大约占重量的80％的苯乙烯)、苯乙烯丁二烯共聚物乳液，这也是鞋硬衬领域普通技术人员所公知的。
由Erema装置制成的碎片材料的颗粒或小球的典型尺寸在3mm和7mm之间，但如上文所述，颗粒尺寸受装置的操作条件影响。很清楚，当需要制造相对较薄的层状材料时，该装置需要被操作从而制造相对较小的颗粒-虽然部分颗粒为热塑性材料并将被熔化且与纯热塑性材料相混合，但剩余物可以包括纤维块，有可能是填充料，其不会被熔化，且将作为颗粒性物质被保留在用作说明的材料中。
碎片材料的颗粒的制造会产生纤维颗粒16，该纤维颗粒16可以作为所挤出的核心10中的填充料。纤维颗粒的尺寸与挤出的热塑性薄片核心的厚度有关系：上文涉及到的颗粒尺寸用于制造重量大约为800克每平方米的核心。对于更轻的核心，在制造碎片颗粒或小球之前，需要将碎片鞋增强材料切得更碎(以减小纤维颗粒16的平均尺寸)。800克每厘米的核心的厚度稍大于在制造核心时不包含任何碎片的碎片材料的核心。
在所有的示例中粘合层的重量大约相等。
根据在最终产品中所需要的特性，毛毡无纺纤维织物层的重量和浸渍剂的含量可以变化。在用作说明的层状材料中，每层无纺纤维织物层的重量可以是大约100克每平方米，在每层纤维织物层中浸渍剂的重量约为185克每平方米，每层粘合层的重量约为130克每平方米，且挤出核心的重量约为800克每平方米，从而第一种用作说明的层状材料的总重量约为1630克每平方米。第二种用作说明的层状材料与第一种相似，但其核心的每平方米重量稍微轻些。
用于制造用作说明的层状材料的碎片增强材料具有一挤出的纯聚合热塑性材料的热塑性核心，其重量约为580克每平方米，每层无纺纤维织物层的重量约为125克每平方米，在每层织物层中的浸渍的聚合硬化材料的重量约为205克每平方米，且粘合层具有相同的重量，即130克每平方米，从而总重量约为1500克每平方米。在碎片材料中，可利用的热塑性材料的量为核心薄片和粘合剂的总和，约为重量的55％。浸渍剂是可加热成型的，但为此并不作为热塑性材料，因为虽然其受热影响并被软化，使其更加易于延展，但其在挤出过程中并不熔化。
已发现，用作说明的层状材料可令人满意地用于制造鞋后跟端部硬衬，且其性能与已知材料具有可比性，这种已知材料的核心为纯聚合材料且不包含任何含有纤维的碎片增强材料。附表1给出了上文描述的用作说明的层状材料和结构及成分已经在上文中说明的公知的后跟端部鞋增强产品的比较情况。
                                        表1
  已知产品 第一种用作说明的层状材料 第二种用作说明的层状材料
 重量GSM(克每平方米)     1446     1618     1507
 标准mm     1.71     2.05     1.71
 DLC 1ST1bf(N)     46.7     42.5     45(204.7)
 DLC 10th1bf(N)     21.1     21.1     24.7(112.3)
 弹性％     45     50     54.9
 抗拉试验在屈服时的应力MPa ALAX     7.9     6.6     11.7
    7.1     4.9     6.8
 屈服时的应变％            ALAX     2.4     2.3     2.7
    2     2.3     2.1
 5％模量               Mpa AL延展                      AX     217     195     312
    195     145     201
 卡尔弗兰克硬度(KF单位)     2400     2320     2000
  弯曲模量Mpa     945     530     779
然而比较的产品具有大约相似的重量和性能，当然有一些微小的变化。

Claims (15)

1.一种适用于制鞋的层状材料，包括：一挤出的热塑性薄片核心，在该核心的至少一侧上层压一层纤维织物层，热塑性薄片核心包括一种由颗粒状的碎片鞋增强材料和纯的可挤出的热塑性材料混合而成的混合物，该核心包含至少重量占40％的可挤出的热塑性材料。
2.一种如权利要求2所述的层状材料，其中纤维织物层为无纺织物。
3.一种如权利要求1和2之一所述的层状材料，其中用一种聚合的可加热成型的硬化材料对纤维织物层进行浸渍。
4.一种如上述任一权利要求所述的层状材料，其中所述的至少一层织物层在其远离热塑性核心的表面上涂布有一层热熔性粘合剂。
5.一种如上述任一权利要求所述的层状材料，其中在热塑性核心的两侧都层压有一层纤维织物层。
6.一种如上述任一权利要求所述的层状材料，其中包含至少重量占40％的纯热塑性材料。
7.一种如上述任一权利要求所述的层状材料，其中被碎成颗粒以提供碎片的鞋增强材料包括挤出的热塑性薄片材料核心，该核心在其两侧上都层压有一层纤维织物层，用一种聚合硬化材料对所述纤维织物层进行浸渍，每层织物具有可加热活化的粘合剂涂层。
8.一种如权利要求1至6之一所述的层状材料，其中被碎成颗粒以提供碎片的材料通常具有与层状材料相同的结构和成分。
9.一种如权利要求7和8之一所述的层状材料，其中纯热塑性聚合材料与碎片鞋增强材料的核心中的可挤出的热塑性材料基本上相同。
10.一种如权利要求1至9之一所述的层状材料，其中核心占层状材料总重量的30％至50％。
11.一种鞋前缘或后跟端部硬衬，包括如权利要求1至10中任何一个所述的层状材料。
12.一种鞋垫，包括如权利要求1至10中任何一个所述的层状材料。
13.一种用于制造层状材料的方法，包括以下步骤：
(i)获得碎片鞋增强材料
(ii)将碎片材料碎成颗粒
(iii)将颗粒状碎片材料与纯热塑性材料充分混合，从而提供至少重量占40％的挤出热塑性材料
(iv)将纯热塑性材料和碎片中的热塑性材料熔化，将熔化的纯热塑性材料和碎片材料的混合物挤出，以形成热塑性薄片核心；以及
(v)当上述混合物被挤出以形成薄片核心时，将其与纤维织物层压，从而在核心的至少一个表面上提供一层纤维织物层。
14.一种如权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：
(vi)用一种以液体形式存在的可加热成形的聚合硬化材料浸渍根据步骤(v)制造的层状物的一层或多层纤维织物层；及
(vii)烘干、冷却或使该液体浸渍剂材料固化，从而提供一种浸渍纤维织物层的可加热成型的硬化材料。
15.一种如权利要求13和14之一所述的方法，还包括以下步骤：
(viii)在一层或多层纤维织物层的表面涂布一层热熔性粘合剂成分。
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