CN117416072B - 一种纳米防水鞋面的制作工艺及制作设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及等离子增强化学气相沉积镀膜技术领域，具体涉及一种纳米防水鞋面的制作工艺及制作设备。该纳米防水鞋面的制作工艺包括以下步骤：（1）对鞋体的鞋面进行清洗；（2）将鞋体放置在镀膜腔中，利用等离子气体对清洁后的鞋面进行活化处理；（3）汽化的镀膜材料进入镀膜腔，在真空度下，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在鞋面表面沉积形成纳米疏水膜；（4）镀膜腔内破真空后取出鞋体，将鞋体转移至UV光固化设备中，对完成镀膜工艺的鞋面进行UV固化。该纳米防水鞋面的制作工艺促进鞋面的疏水防水，而且可以有效防止污物粘附鞋面，进一步保持鞋面洁净不易被污染，保证鞋面材料良好的透气性和防水性。

Description

一种纳米防水鞋面的制作工艺及制作设备

技术领域

本发明涉及等离子增强化学气相沉积镀膜技术领域，具体涉及一种纳米防水鞋面的制作工艺及制作设备。

背景技术

随着人们对运动健康的追求，鞋类用品逐步由皮鞋转化运动鞋类物品，人们在更多的时间喜欢穿着舒适的运动鞋。因此，近些年运动鞋的需求量急剧增长。运动鞋的舒适性主要体现在鞋底、鞋面材质的不同。鞋面由于特性，大部分的鞋面料防水性较差。在雨天很容易浸入雨水。

传统的制鞋企业常用涂膜法，是在鞋面材的表面涂覆一层具有弹性和挺度的TPU薄膜，然后放置在热压模具，形成表面为TPU薄膜，尽管该鞋面加工制作简单，但由于鞋面被热塑性膜覆盖，舒适性较差，透气性较差。

20世纪60年代中期，有学者利用电子显微镜发现荷叶表面的结构形态，由此解开了荷叶疏水的秘密。在此之后的几十年间，疏水材料成为研究者们关注的重点。材料的疏水性能与表面结构、材料组成、润湿性均有一定的关系。可以通过增加材料表面粗糙度和降低材料表面能这两种手段可以达到疏水目的。层层组装、溶液浸泡以及电化学方法都是常用的疏水膜制备方法，但其存在工艺复杂、不适合大批量生产等问题。等离子气相沉积技术作为一种新兴和发展中的技术，工艺简单，易于掌握，适合大规模生产，可以采用不同结构的化合物制备多功能的疏水材料，在镀膜方面具有广阔的应用前景。

发明内容

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种纳米防水鞋面的制作工艺及制作设备。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种纳米防水鞋面的制作工艺，包括以下步骤：

（1）对鞋体的鞋面进行清洗；

（2）将鞋体放置在镀膜腔中，利用等离子气体对清洁后的鞋面进行活化处理；

（3）汽化的镀膜材料进入镀膜腔，在真空度下，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在鞋面表面沉积形成纳米疏水膜；

（4）镀膜腔内破真空后取出鞋体，将鞋体转移至UV光固化设备中，对完成镀膜工艺的鞋面进行UV固化。

优选的，步骤（1）中，通过超声波对鞋面表面进行清洗。

优选的，步骤（3）中，所述镀膜材料为硅烷类材料，在沉积镀膜材料的同时，向反应腔内同时通入辅助气体以作为载气。

优选的，步骤（3）中，采用脉冲波的方式进行镀膜材料的沉积；该沉积过程中，提供等离子体的电源为射频电源。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种纳米防水鞋面的制作设备，包括镀膜箱体、射频放电装置、进料装置、抽真空装置和至少一个承载装置，所述镀膜箱体内设置有镀膜腔，所述射频放电装置安装在镀膜箱体的侧壁上，所述射频放电装置向所述镀膜腔内提供激发磁场以将所述镀膜腔中的反应气体电离为等离子体，所述进料装置通过至少一个进料口可导通地连接于所述镀膜腔内，所述抽真空装置通过至少一个出口可导通地连接于所述镀膜腔内，所述承载装置用于装载鞋体，所述承载装置包括旋转电机和承载盘，所述承载盘转动安装在镀膜箱体内，所述旋转电机安装在镀膜箱体的底部，所述旋转电机用以驱动承载盘转动，所述承载盘的顶部环形设置有多个装载工位，所述承载盘和镀膜箱体的底部之间设置有可活动的支撑件。

优选的，所述旋转电机的顶部转动连接有旋转轴，所述镀膜箱体的顶部中间向下延伸有支撑轴，所述旋转轴位于支撑轴和旋转电机之间，所述旋转轴的周侧壁通过多个万向节和承载盘连接，所述镀膜箱体内设置有支撑承载盘外圈的支撑件，所述旋转轴和支撑轴之间设置有缓冲件。

优选的，所述镀膜箱体内设置有至少两个支撑件，所述支撑件包括支撑缸体，所述支撑缸体的活塞顶部设置有支撑座，所述支撑座上设置有滑动轮，所述滑动轮的上表面与承载盘的底面滑动接触。

优选的，所述支撑件安装在一支撑滑块上，所述镀膜箱体的底部设置有与支撑滑块相对应的环形滑轨，所述支撑滑块的运动方向和承载盘的旋转方向相反。

优选的，所述装载工位处设置有可装入鞋体内部的鞋楦，所述鞋楦内部设置有中空腔，所述中空腔内设置有吸附装置，用以对镀膜腔内的等离子体产生吸力。

优选的，所述吸附装置为电场装置。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过将鞋体放置到镀膜腔中，通过等离子化学气相沉积的方法在鞋材表面形成纳米疏水膜，降低鞋材的表面能，提高了表面疏水能力，水在鞋材表面不会铺展渗透，而且会形成圆珠状，防止水分透过织物表面进入线材内部，提高鞋材的防水性能，从而促进鞋面的疏水防水，而且可以有效防止污物粘附鞋面，进一步保持鞋面洁净不易被污染，保证鞋面材料良好的透气性和防水性。

附图说明

图1为本发明实施例镀膜箱体的结构示意图。

图2为本发明实施例承载盘在镀膜腔内的安装示意图。

图3为本发明实施例装载夹手的结构示意图。

图4为本发明实施例的螺旋轨道与圆形轨道的结构示意图。

图5为本发明实施例的鞋楦的结构示意图。

图中标记：1、镀膜箱体；2、旋转电机；3、承载盘；4、装载工位；5、旋转轴；6、支撑轴；7、万向节；8、支撑缸体；9、支撑座；10、滑动轮；11、支撑滑块；12、环形滑轨；13、镀膜腔；14、装载夹手；15、翻转板；16、转轴；17、螺旋轨道；18、圆形轨道；19、鞋楦；20、电场装置。

具体实施方式

为了让本发明的上述特征和优点更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

一种纳米防水鞋面的制作工艺，包括以下步骤：

（1）对鞋体的鞋面进行清洗；

（2）将鞋体放置在镀膜腔中，利用等离子气体对清洁后的鞋面进行活化处理；

（3）汽化的镀膜材料进入镀膜腔，在真空度下，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在鞋面表面沉积形成纳米疏水膜；

（4）镀膜腔内破真空后取出鞋体，将鞋体转移至UV光固化设备中，对完成镀膜工艺的鞋面进行UV固化。

在本实施例中，步骤（1）中，通过超声波对鞋面表面进行清洗。

在本实施例中，步骤（3）中，所述镀膜材料为硅烷类材料，在沉积镀膜材料的同时，向反应腔内同时通入辅助气体以作为载气，所述载气包括氢气、氧气、氩气中的至少一种。

在本实施例中，步骤（3）中，采用脉冲波的方式进行镀膜材料的沉积；该沉积过程中，提供等离子体的电源为射频电源。

请参考图1~5，一种纳米防水鞋面的制作设备，包括镀膜箱体1、射频放电装置、进料装置、抽真空装置和至少一个承载装置，所述镀膜箱体内设置有镀膜腔13，所述射频放电装置安装在镀膜箱体1的侧壁上，所述射频放电装置向所述镀膜腔13内提供激发磁场以将所述镀膜腔13中的反应气体电离为等离子体，然后等离子体沉积至鞋面的表面以形成膜层，所述进料装置通过至少一个进料口可导通地连接于所述镀膜腔13内，所述抽真空装置通过至少一个出口可导通地连接于所述镀膜腔13内，以控制镀膜腔13内的真空保持在一定范围，有利于膜层的形成，所述承载装置用于装载鞋体。镀膜箱体1的一侧开设有开箱门。

所述进料装置包括一出料盘，所述出料盘位于镀膜腔13的顶部，所述出料盘上设置有出料小车，出料小车外接镀膜材料的进料箱体（图中未显示），所述出料盘上开设有一螺旋轨道17，所述螺旋轨道18的外圈起始点连接有一圆形轨道，所述螺旋轨道17和圆形轨道18的槽底分别开设有多个出料口，螺旋轨道17和圆形轨道18的连接处设置有道岔装置（道岔装置为现有技术，在此不再详述），使用时，出料小车在圆形轨道行走一圈后，道岔装置启动，出料小车进入到螺旋轨道17内行走，到达螺旋轨道17的终点后，出料小车沿原路返回，可以使得镀膜材料能在镀膜腔内均匀分布。

初始时，出料小车位于道岔装置处，在圆形轨道18位于道岔装置的两侧分别设置有A红外监测点和B红外监测点，当出料小车先过A红外监测点再过B红外监测点时，道岔装置运行，出料小车通过道岔装置进入螺旋轨道17，在出料小车反方向行走，当出料小车第一次到达B红外检测点时，出料小车回头，按初始方向行走。

在本实施例中，所述承载装置包括旋转电机2和承载盘3，所述承载盘3转动安装在镀膜箱体1内，所述旋转电机2安装在镀膜箱体1的底部，所述旋转电机2用以驱动承载盘3转动，所述承载盘3的顶部环形设置有多个装载工位4，所述承载盘3和镀膜箱体1的底部之间设置有可活动的支撑件。作为另外的实施方式，所述承载盘3可以设置成多层结构，上层的承载盘和下层的承载盘之间同样可以设置支撑件。当然可以理解的是，依据设置方式的不同，所述承载盘3也能够被静止地放置于所述镀膜箱体1的所述镀膜腔13内。

所述装载工位上设置有装载夹手14，装载夹手14为常规机械夹手，在此不再详述，所述装载夹手14用以夹住鞋体的鞋底，所述装载夹手14安装在一翻转板15上，翻转板15和承载盘3之间相距有一定高度差，所述承载盘3上设置有控制翻转板15转动的正反转翻转电机，可在翻转板15的底部设置转轴16，通过翻转电机驱动转轴16旋转从而带动翻转板15旋转，通过控制鞋体的翻转，保证鞋面各处能够均匀沉积覆膜。

在本实施例中，所述旋转电机2的顶部转动连接有旋转轴5，所述镀膜箱体1的顶部中间向下延伸有支撑轴6，所述旋转轴5位于支撑轴6和旋转电机2之间，所述旋转轴5的周侧壁通过多个万向节7和承载盘3连接，所述镀膜箱体1内设置有支撑承载盘3外圈的支撑件，所述旋转轴5和支撑轴6之间设置有第一缓冲件，所述旋转电机2外罩设有电机座，所述旋转轴5和电机座之间设置有第二缓冲件，所述第一缓冲件和第二缓冲件均采用缓冲弹簧。

在本实施例中，所述镀膜箱体1内设置有两个支撑件，所述支撑件包括支撑缸体8，所述支撑缸体8的活塞顶部设置有支撑座9，所述支撑座9上设置有滑动轮10，所述滑动轮10的上表面与承载盘3的底面滑动接触。使用时，其中一支撑缸体8向上顶起承载盘3，另一侧支撑缸体保持不变或是向下缩进，使得承载盘3呈一定角度的倾斜状态，可以保证鞋面的多角度沉积均匀，避免有死角。所述支撑缸体8可采用电动缸、油压缸或是气缸中的一种。

在本实施例中，所述支撑件安装在一支撑滑块11上，所述镀膜箱体1的底部设置有与支撑滑块11相对应的环形滑轨12。所述支撑滑块11的运动方向和承载盘3的旋转方向相反，从而保证承载盘的摆动。支撑滑块11采用电动方式驱动，此为现有技术在此不再详述。

在本实施例中，所述装载工位4处设置有可装入鞋体内部的鞋楦19，所述鞋楦19可拆装入鞋体内部，所述鞋楦的顶部可设置用以外接电源，所述鞋楦19内部设置有中空腔，所述中空腔内设置有吸附装置，用以对镀膜腔13内的等离子体产生吸力。

在本实施例中，所述吸附装置为电场装置20，用以辅助使等离子体吸附并沉积于鞋面的表面，有效保证鞋面表面沉积完整且均匀。

值得说明的是，本发明中涉及到电路和电子元器件以及模块的均为现有技术，本领域技术人员完全可以实现，无需赘言，本发明的内容也不涉及对于软件的改进。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做任何简单的修改、均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (7)

1.一种纳米防水鞋面的制作设备，其特征在于：包括镀膜箱体、射频放电装置、进料装置、抽真空装置和至少一个承载装置，所述镀膜箱体内设置有镀膜腔，所述射频放电装置安装在镀膜箱体的侧壁上，所述射频放电装置向所述镀膜腔内提供激发磁场以将所述镀膜腔中的反应气体电离为等离子体，所述进料装置通过至少一个进料口可导通地连接于所述镀膜腔内，所述抽真空装置通过至少一个出口可导通地连接于所述镀膜腔内，所述承载装置用于装载鞋体，所述承载装置包括旋转电机和承载盘，所述承载盘转动安装在镀膜箱体内，所述旋转电机安装在镀膜箱体的底部，所述旋转电机用以驱动承载盘转动，所述承载盘的顶部环形设置有多个装载工位，所述承载盘和镀膜箱体的底部之间设置有可活动的支撑件；

所述装载工位处设置有可装入鞋体内部的鞋楦，所述鞋楦内部设置有中空腔，所述中空腔内设置有吸附装置，用以对镀膜腔内的等离子体产生吸力；

所述吸附装置为电场装置；

纳米防水鞋面的制作工艺包括以下步骤：

（1）对鞋体的鞋面进行清洗；

（2）将鞋体放置在镀膜腔中，利用等离子气体对清洁后的鞋面进行活化处理；

（3）汽化的镀膜材料进入镀膜腔，在真空度下，等离子气体载气与汽化的镀膜材料进行碰撞反应，在鞋面表面沉积形成纳米疏水膜；

（4）镀膜腔内破真空后取出鞋体，将鞋体转移至UV光固化设备中，对完成镀膜工艺的鞋面进行UV固化。

2.根据权利要求1所述的纳米防水鞋面的制作设备，其特征在于：步骤（1）中，通过超声波对鞋面表面进行清洗。

3.根据权利要求1所述的纳米防水鞋面的制作设备，其特征在于：步骤（3）中，所述镀膜材料为硅烷类材料，在沉积镀膜材料的同时，向反应腔内同时通入辅助气体以作为载气。

4.根据权利要求1所述的纳米防水鞋面的制作设备，其特征在于：步骤（3）中，采用脉冲波的方式进行镀膜材料的沉积；该沉积过程中，提供等离子体的电源为射频电源。

5.根据权利要求1所述的纳米防水鞋面的制作设备，其特征在于：所述旋转电机的顶部转动连接有旋转轴，所述镀膜箱体的顶部中间向下延伸有支撑轴，所述旋转轴位于支撑轴和旋转电机之间，所述旋转轴的周侧壁通过多个万向节和承载盘连接，所述镀膜箱体内设置有支撑承载盘外圈的支撑件，所述旋转轴和支撑轴之间设置有缓冲件。

6.根据权利要求5所述的纳米防水鞋面的制作设备，其特征在于：所述镀膜箱体内设置有至少两个支撑件，所述支撑件包括支撑缸体，所述支撑缸体的活塞顶部设置有支撑座，所述支撑座上设置有滑动轮，所述滑动轮的上表面与承载盘的底面滑动接触。

7.根据权利要求6所述的纳米防水鞋面的制作设备，其特征在于：所述支撑件安装在一支撑滑块上，所述镀膜箱体的底部设置有与支撑滑块相对应的环形滑轨，所述支撑滑块的运动方向和承载盘的旋转方向相反。