CN1320518A

CN1320518A - 加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法及其装置

Info

Publication number: CN1320518A
Application number: CN 00108168
Authority: CN
Inventors: 刘坤钟
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-27
Filing date: 2000-04-27
Publication date: 2001-11-07

Abstract

一种加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法及其装置,是将回收的聚合物材料作有效分类后,将聚合物材料切制成粉粒状,且经过极性处理及涂布粘合剂后,混入已预先搅拌有异氰酸酯与多元醇的混炼机中,再经均匀搅拌、入模硬化、脱模即可获得一鞋底,制鞋过程中所剩余的聚合物材料可还可再大量回收使用,不但能大量降低生产成本、改变物性,并可有效解决废料处理问题,减少对环境的污染。

Description

加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法及其装置

本发明涉及一种鞋底材料，特别是涉及一种可降低成本、改变物性的加入聚合物材料制造聚氨酯(PU)鞋底的方法及其装置。

一般制鞋业在其生产过程中会产生废料而对环境造成污染，通常鞋子在使用材料上将依制造过程分成鞋底成型与鞋面成型两部份，所使用到相关鞋材方面，鞋面鞋材有天然皮、PVC(polyvinyl chloride，聚氯乙烯)、合成皮料、尼龙布(NYLON)、纤维布料等，其生产过程产生废料约达10％～15％，而鞋底材料有EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer，乙烯-乙酸乙烯共聚物)、聚氯乙烯、橡胶、聚氨酯(polyurethane，聚氨酯)、TPR等，其生产时所产生废料更多，如乙烯-乙酸乙烯共聚物高达30％～40％，橡胶15％等，在以往面临这些废料问题时，只能将热可塑的材料(如TPR、PVC等)加以再制运用，其他需交联或硫化的热固性废料(如乙烯-乙酸乙烯共聚物、橡胶)，唯有少部份被磨成粉状当少量填充剂用以外，大部份都以烧毁或掩埋方式处理，这些所造成环境污染的情形十分严重，且会造成材料的浪费。

一般聚氨酯鞋底是采两液型制法，即在主剂多元醇聚合物加入异氰酸酯混合反应后硬化而成，但由于聚氨酯原料价格昂贵，所以导致聚氨酯鞋底成本较高，如能以聚氨酯材质作为鞋底基材，并有效应用上述的鞋底制造过程中所产生的废料，不但可减少聚氨酯使用量而降低成本，更可有效地解决鞋底废料对环境所造成的问题，同时可提高聚氨酯鞋底的物性及功能。

本发明的目的在于提供一种可达到环境保护的目的，且同时可降低成本、提高物性与功能的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法及其装置。

本发明的另一目的在于提供一种可制成结构稳固的聚氨酯鞋底的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的装置。

本发明的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法及其装置，是先将聚合物材料切制成具预定体积的条片、颗粒状，且经过极性处理及涂布粘合剂(接著剂)后，将异氰酸酯及多元醇聚合物依适当比例同时加入混炼机中作高速搅拌，使其彼此开始产生聚合反应并形成聚氨酯，且将完成浸渍处理剂、涂布粘合剂的聚合物材料利用一螺旋输送杆的导送而迅速地与聚合反应中的聚氨酯成份再搅拌，使得聚合物材料被包覆其中，再将混合均匀的胚料注入预热的成型模具内部，其中异氰酸酯与多元醇聚合物继续反应而形成聚氨酯，其聚合反应所产生的放热动作会引发聚合物材料的交联剂反应产生交联，也就是聚合物材料与聚氨酯彼此之间利用处理剂、粘合剂的作用而彼此链结，随后在模具内反应完成、硬化，脱模后即可获得一鞋底，且该鞋底具有弹性、质轻、耐磨、抗压、抗拉等物性。

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

图1是本发明较佳实施例的制造流程图。

图2是本发明较佳实施例的混炼机前视组合示意图。

图3是本发明较佳实施例的混炼机侧视组合示意图。

如图1所示，本发明的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法，包含下列步骤：

一、选用经过极性处理及涂布粘合剂且具预定形状的聚合物材料：A、该聚合物材料可为选用自废弃物回收或新料且已完成交联(发泡)的热固性材料(如橡胶、乙烯-乙酸乙烯共聚物等)，且将上述的热固性材料切制成颗粒状材料，再将颗粒状材料作浸渍处理剂、干燥、涂布粘合剂、干燥等流程，该处理剂主要为交联剂，与颗粒状材料内部残存的交联剂同属性，而该粘合剂主要为与颗粒状材料同材质的液态原料加入与该处理剂相同属性的交联剂。B、该聚合物材料可为选用自废弃物回收的纤维废料或纤维新料(如应用于鞋面的皮革、纤维布料、尼龙布、厚纸板等材料)，且将上述的纤维材料切制成条(片)状，再将条(片)状纤维材料作浸渍处理剂、干燥、涂布粘合剂、干燥等流程，而该处理剂主要为交联剂，可使条(片)状纤维材料表面经化学反应而产生极性，且该处理剂可渗入纤维内部而产生投锚作用，而该粘合剂主要为液态合成树脂加入与上述处理剂相同属性的交联剂。C、该热可塑性材可为粉粒状的TPR、聚氯乙烯、TPU等，将上述粉粒状热可塑性材料作浸渍处理剂、干燥、涂布粘合剂、干燥等流程，该处理剂主要为交联剂可附著在粉粒状的热可塑性材料表面，而该粘合剂主要为液态合成树脂加入与上述处理剂相同属性的交联剂。D、该聚合物材料可为具预定重量比例的已完成交联(发泡)的热固性材料、纤维材料及热可塑性材料，该等聚合物材料需作切制、浸渍处理剂、干燥、涂布粘合剂、干燥等流程，此处预定重量比例可为：全热固性材料、全纤维材料、全热可塑性材料，或任二者的搭配组合，或三者同时使用的组合等情形。

二、取适当份量的多元醇聚合物与异氰酸酯同时置入一混炼机中，使两者彼此开始产生聚合反应，并形成聚氨酯。

三、将上述已经过极性处理及涂布粘合剂且具预定形状的聚合物材料以螺旋搅拌方式与正在聚合反应的聚氨酯成份充分搅拌均匀，使得颗粒状或条(片)状的聚合物材料被均匀包覆其中。

四、将混合均匀的胚料注入预热的成型模具内部，而该异氰酸酯与多元醇聚合物继续反应形成聚氨酯，其聚合反应所产生的放热动作会引发聚合物材料的交联剂反应产生交联，也就是聚合物材料与聚氨酯彼此之间利用处理剂、粘合剂的作用而彼此链结。

五、在模具内反应完成、硬化，而达到密实接著效果，且使聚合物材料的物性保持下来，也就是，当聚合物材料为乙烯-乙酸乙烯共聚物时，则所制成的聚氨酯鞋底具有富弹性、质轻、降低成本的功效。当聚合物材料为橡胶时，则所制成的聚氨酯鞋底具有富弹性、耐磨、降低成本的功效。当聚合物材料为纤维时，则所制成的聚氨酯鞋底具有增加结构强度、降低成本的功效。当聚合物为热可塑性材料时，具有质轻、降低成本的功效。

六、脱模可获得一鞋底。

上述步骤所应用的装置，如图2、3所示，是在一混炼机10底部设有一混合管20，该混合管20底部形成一出口21，在该出口21上方预定位置处衔接有呈倾斜设置的一歧管30，该歧管30顶部的一驱动座31利用鸠尾状的结合部32嵌套在混炼机10侧边的一凸座11底部呈鸠尾状的一卡槽12中，且在该驱动座31一侧的歧管30内部轴设有一螺旋输送杆40，利用该结合部32与卡槽12的嵌套，可使该驱动座31连同螺旋输送杆40自歧管30上拆离，以供清洗该螺旋输送杆40及歧管30内部，而该歧管30预定位置处又衔接有一入管50，该螺旋输送杆40的输出端可伸设至混合管20内部，且该输出端末端处装设有一搅动轮41，藉此，浸渍、涂布完成的颗粒状或条(片)状聚合物材料可由该入管50送入歧管30中，并利用该螺旋输送杆40输送至混合管20中与异氰酸酯、多元醇聚合物均匀混合，最后由该混合管20底端的出口21直接注入模具内进行反应。

本发明较佳实施例中所产生的聚氨酯(polyurethane,PU)为异氰酸酯(iso-cyanates)与多元醇聚合物(polyols)化合物经反应后生成的氨基酸钾特种原子基因聚合在一起而命名的，其聚合作用与硬化交联的情形为将此两液型成份依比例进行混炼搅拌，使其含有活性氰的链加长剂产生聚合反应，进行链延长、交联反应，再经放热作用使分子巨大化后产生气体膨胀，成为球状或多角形细胞状组织体。经加热后，使其硬化剂产生交联，而达到固化的效果。

藉此，利用异氰酸酯与多元醇聚合物产生聚合反应、以及加入聚合物材料和聚氨酯所产生的交联作用，不但可使聚合物材料的物性保留下来，并解决制鞋废料的回收处理问题，且使所制成的鞋底具有质轻、耐磨、抗压、抗拉的特性，并有效降低聚氨酯鞋底的制造成本，且可减少聚氨酯原料的用量。

经由以上的说明，可知本发明的聚氨酯鞋底制造技术对于环境污染的降低，以及可提升生产效益，且制鞋过程产生的废料能回收再制，甚至鞋子穿过，使用过的旧鞋子也可依上述回收技术，再进行拆解分类、进行回收再制，综合分析其效益如下：

(一)本发明所应用的聚合物材料，可自旧鞋底或制鞋过程中所产生的废料回收加以再生使用，也可直接采用新料，但不论是旧料或新料，都可减少聚氨酯新料的使用，且因聚氨酯材料的成本高，而即使是聚合物新料的成本仍低于聚氨酯材料，所以应用本发明的方法，将聚氨酯材料搭配聚合物材料，具有降低生产成本的功效。

(二)依据此方法制造的聚氨酯鞋底，其加入的聚合物材料可提高物性及功能，且回收废料经由其特性的筛选、分类而制成各种特性要求的鞋底成品，例如：乙烯-乙酸乙烯共聚物废料将使制品轻质化、富弹性，橡胶废料将使制品增加其弹性、耐磨，纤维废料将使制品增加结构强度，而热可塑性材料具有质轻、降低成本等功效。

(三)低温操作技术、设备简单，生产成本低。

(四)各类聚合物材料均能配合聚氨酯作回收再制造。

Claims

1．一种加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法，是将聚合物材料混合多元醇聚合物与异氰酸酯后，再置入模具内产生交联，以制成一鞋底，其特征在于包含以下步骤：

一、选用经过极性处理及涂布粘合剂且具预定形状的聚合物材料；

二、取适当份量的多元醇聚合物与异氰酸酯同时置入一混炼机中作高速搅拌，使两者与多元醇聚合物彼此开始产生聚合反应，并形成聚氨酯；

三、将上述已经过极性处理及涂布粘合剂且具预定形状的聚合物材料以螺旋搅拌方式与正在聚合反应的聚氨酯成份充分搅拌均匀，使得聚合物材料被包覆其中；

四、将混合均匀的胚料注入预热的成型模具内部，而该异氰酸酯与多元醇聚合物继续反应形成聚氨酯，其聚合反应所产生的放热动作会引发聚合物材料的交联剂反应产生交联，使聚合物材料与聚氨酯彼此之间产生链结；

五、在模具内反应完成、硬化，而达到密实接著效果，且使聚物材料的物性保持下来；

六、脱模可获得一鞋底。

2．一种加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的装置，其特征在于：其是在一混炼机底部设有一混合管，该混合管底部形成一出口，在该出口内侧衔接有一歧管，该歧管内部装设有一螺旋输送杆，且该歧管上衔接有一入管，该螺旋输送杆具有一可伸设至该混合管内部的输出端，且在该输出端末端处装设有一搅动轮。

3．如权利要求1所述的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法，其特征在于

该聚合物材料为具有重量比例的热固性材料、纤维材料及热可塑性材料。

4．如权利要求1或3所述的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法，其特征在于：该聚合物材料是经过切制、浸渍处理剂、干燥、涂布粘合剂、干燥流程，该处理剂主要为交联剂，而该粘合剂为液态合成树脂加入与处理剂相同属性的交联剂，以提供聚合物材料与聚氨酯之间产生链结。

5．如权利要求2所述的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的装置，其特征在于：

该歧管顶部设有一驱动座，该驱动座上设有一呈鸠尾状的结合部，在混炼机侧边具有一凸座，该凸座底部设有一呈鸠尾状且嵌套该结合部的卡槽。