CN1481985A - 乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法，其生产制程是指原料直接倒入特殊设计的模具，并配合特殊设计的发泡平压台进行一次发泡成型至所预期的最终成品，其具体步骤为：(一)配料、(二)密炼、(三)开炼、(四)抽粒、(五)磅料、(六)模内发泡、(七)冷却、(八)整理；其以一体成型所构成的鞋型没有余边及整体较为美观，又没有进料沟、射出料头和料尾等余料的材料耗废，以减少修整处理时所需花费的人力与时间，又减省清洗射出枪管用料的损耗，原料可充份利用、流程操作简单、降低生产成本、减少环保污染及有效运用能源，避免过度耗废，对产业提供突破性进展的经济效益。

Description

乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法

技术领域

本发明是有关于一种乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法，特别是指一种“高分子模内发泡成型法”。(又简称「模内发泡法」)，其生产制程是指原料直接倒入特殊设计的模具，并配合特殊设计的发泡平压台进行一次发泡成型至所需的最终成品；其实施步骤为：(一)配料、(二)利拿(密炼)、(三)滚轮(开炼)、(四)抽粒、(五)磅料、(六)模内发泡、(七)冷却、(八)整理等流程；经由以上步骤见成发泡成型过程，并通过配合特殊设计的发泡平压台进行一次发泡成型至所需的最终成品，其所得的鞋型整体较为美观，不仅能一体成型没有余边，且可改善进料沟、射出料头和料尾等余料的材料耗废，以及减少人力工时的费时处理，且可节省清洗射出枪管用料的损耗，原料可充份利用，流程操作简单，更降低生产成本，并减少环保污染及有效运用能源，避免过度耗废，对产业提供突破性进展的经济效益。

背景技术

如图1所示，为一般利用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)发泡鞋材的工艺制程：配料→利拿(密炼)→滚轮(开炼)→出片→磅料→平压台发泡→凉片→开皮→分条→斜割→裁断→粒坯加工(包括在copy台磨边、倒角、倒腰、扫棕等)→平压台热成型→整理(包括修边、斩孔、清洗、打包等)，以上是传统发泡二次热压成型法(简称传统法)，其主要是先制造发泡半成品，之后，再由半成品经热压成为成品。其主要缺陷在于：

这种传统的制造工艺，流程复杂，原料利用率只有约45％，损耗约55％，以目前全世界产量测算，每月损耗约500万吨的废料，不仅造成全世界石油能源每月约500万吨的浪费，而且还造成严重的废料处理带来的环保问题，因此传统法工艺具有原料利用率低，生产成本高，而且还造成严重的环保污染、能源大量耗废等问题的缺陷。

基于以上的明显缺点，于是业界便研究开发了另一种射出发泡一次法(即俗称射出法)，参阅图2所示，其制程是：配料→利拿(密炼)→滚轮(开炼)→抽粒(造粒)→拌料(S料及L料)→射出发泡成型(注射)→冷却(cooling)→整理(包括修边、比对、清洗、打包等)；其实施的步骤为：

一、配料：根据最终成品的要求，选择所用原材料，确定所需配方，依配方进行精确称量配料；

二、利拿(Kneading；或称密炼close mixing)：把称量好的原料倒入加压式利拿机(密炼机)中，在一定温度、时间的条件下进行混炼；

三、滚轮(开炼)：利拿机中已混炼好的原料，在于一定温度滚轮机(开炼机)上进一步混炼，以使各组份能够分散均匀，相较于传统法，射出法由于有经过后段的抽粒和射出过程的进一步混匀，因此，射出法只需一段滚轮机便可达至最终混匀目的；

四、抽料：经利拿、滚轮混炼后的软化的原料，利用抽粒机制成母粒(masterbatch)，以利于射出机枪管进料；

五、拌料(S料，L料)：为避免各批次料在利拿、滚轮、抽粒操作过程中的机台或条件不稳定，引起交联剂(架桥剂)和发泡剂消耗的不同，而使的发泡倍率不同，会影响成品尺寸和品质，有必要对原料配方进行调整，设定为发泡倍率大(即L料)和发泡倍率小(即S料)的原料进行分开配料、利拿、滚轮和抽粒，因此在进行射出前，需对原料进行倍率确定，而后根据规定倍率要求，确定S料及L料的用量配比，并分别称重，在搅拌机内拌料混匀，发泡倍率稳定达至所需的倍率；

六、射出(注射)发泡成型：用专用射出机，将已拌料均匀后的粒料，通过螺杆(射出枪管)的进料、软化、直接注射进入已设定好压力、温度和加硫时间(交联时间)的模具中，使软化后的粒料在模具内以一定的压力、温度和时间完成交联发泡成型，加硫时间结束，模具自动瞬间开模，成品将由于其在模具密闭内部形成的压力，通过瞬间泄压的力量，自动跳出模具，完成发泡成型过程，但在射出法的制作过程中，耗废于模具进料沟、射出料头和料尾的原料损耗约占有15％，另外在于原料使用的料别转换时，因需清洗射出枪管用料等的损耗约占15％，综合加总后，传统技术的射出法在于原料损耗约占30％；

七、冷却(Cooling)定型：刚完成发泡的成品，温度较高，为防止成品在常温中急剧冷却收缩，引起外观变形，且由此而产生的内部残余热应力无法消除，需将温度较高的成品迅速放入Cooling流水线冷却，一般Cooling流水线，可使温度从高到低分3-4段进行梯度降温冷却，以稳定收缩过程，消除内部残余热应力，减少在后段加工或使用过程中的收缩，保证品质稳定；

八、整理：经Cooling流水线后的成品，需常温稳定经二十四小时后方可整理，整理包括修边、比板、水洗及打包等后续处理。

配合参阅图3-图5所示，为上述射出法所运用的成型模具1及因此所制得的成型鞋16(在此以鞋中底为例)，上述传统的射出法成型模具1的上、下模10、11的分模线12均设计在成品外缘的中间部位，亦即在上、下模10、11盖合后，依分模线12将模腔13分成上下各半，在上、下模10、11两相对远端的上下面各组设有一射出加热板14，该每一射出加热板14为一整块与上、下模10、11搭配的板体，加热板14其加热的温度设计均为单一控制的一个温度显示，然而，对于鞋型成品的各部位厚度及形状规格各不相同，这就要求有不同的发泡成型所需的温度条件适应，以提供各部位能同一加硫时间(交联时间)内，达到交联和发泡相同的效果，但在传统的射出法工艺中，由于射出的原料温度与交联发泡成型的温度相差不多，因此单一的加热板仅有单一的温度控制，并不能配合鞋型不同厚薄所需发泡成型条件(如温度的高低、时间的长短等)提供相对适应配合的需求；因此，为使射出法的成型鞋16可顺利脱模，所以搭配的上、下模10、11必需分配有各半的内凹部分，以使相对盖合后形成一具鞋型的模腔13，如此一来，射出法所获的成型鞋16成品便各有大半分别在上、下模10、11内，这样虽可使成品在加硫时间(交联时间)完毕开模时，瞬间离模，防止外观的变形，但上、下模10、11之间的分模线12则使成型鞋16周边出现余边17，影响了整体的美观(如图4所示)，同时并增加了修边的难度，而且成品由模具1取出时，在最初注射时，在于进料沟、射出料头和料尾等部分皆有多余的残料15(如图5所示)，都必需再作残料15处理，而且此部分的原料损耗即占有约15％，另当鞋材的原料料别转换时，又必需重新清理射出枪，而清洗射出枪管用料等的损耗则又占15％。

而且，于传统的射出法的生产制程是利用专用射出机，将原料注射入模具1中，而发泡成型至所需的最终成品，对于射出法的制程其原料利用率约70％，损耗率约30％，与传统法相比，射出法在工艺流程和原料利用率方面虽较传统法有所改善，但是专用射出机器的设备昂贵，在模具的运用上仍有缺点，并在生产成本、环保、能源问题上，仍然无法取得突破性的改进，因此射出法的进一步发展仍受到很大的制约。

本发明人针对以上传统的制程均有生产成本、环保、能源方面的明显缺点，特加以潜心研究，运用大量的人力、物力资源，开发出本发明的技术方案。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法，通过创新一种“高分子模内发泡成型法”，不必使用昂贵的专用射出机，可直接将原料倒入特殊设计的模具中，并配合特殊设计的发泡平压台，使其一次发泡成所需的成品，达到流程操作简单、原料充分利用、降低生产成本、减少环保污染、有效运用能源及避免过度耗废的目的。

本发明的目的是这样实现的：一种乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法，它是一种「高分子模内发泡成型法」(又简称「模内发泡法」)，所谓模内发泡法的生产制程是指原料直接倒入特殊设计的模具，并配合特殊设计的发泡平压台进行一次发泡成型至所预期的最终成品；其实施步骤为：

(一)配料：根据最终成品的物理性能、颜色等的要求，选择所用原材料，确定所需配方，依配方要求的原料品种和数量，进行精确称量配料；

(二)利拿(密炼)：把每批次已精确称量好的所有原料按一定次序依次倒入加压式利拿机(密炼机)中，在一定温度、时间的条件下进行混炼，其目的是使各种原料在软化状态下，物理性地混合均匀，并控制一定的温度和时间，避免产生一些不利的化学反应，主要是交联剂的交联反应和发泡剂分解反应；

(三)滚轮(开炼)：利拿机中已混炼好的原料，有一定温度的滚轮机(开炼机)上进一步混炼，以使各组份能够分散均匀，且由于在滚轮步骤之后，有经过抽粒步骤的进一步混匀，因此，在模内发泡法的实施只需一段滚轮机，便可达至最终的混匀目的；

(四)抽粒(造粒)：经利拿、滚轮混炼后的软化的原料，利用抽粒机，使其变成薄片状常温的母粒；

(五)磅料：根据模具大小的不同容量要求，精确称量粒料；

(六)模内发泡：已精确称量好的粒料以量杯盛置，再倒入模具中，该模具是已预设好压力、温度和加硫时间(交联时间)的特殊设计；

(七)冷却：经由前一步骤所得刚完成发泡的成品，其温度较高，为防止成品在常温中急剧冷却收缩易引起外观变形，及由此而产生的内部残余热应力无法消除，便必需将温度较高的成品迅速放入流水线冷却，其中于冷却步骤时，在于一般流水线，可依温度从高到低分3-4段进行梯度降温冷却，以稳定收缩过程，消除内部残余热应力，减少在后段加工或使用过程中的收缩，保证品质稳定；

(八)整理：经流水线后的成品需经常温稳定二十四小时之后，方可整理，整理包括修边、比板、水洗及打包等最后步骤的处理。

下面结合较佳实施例配合附图详细说明。

附图说明

图1为传统发泡二次热压成型法的工艺制程方块图。

图2为传统射出发泡一次法(即射出法)的工艺制程方块图。

图3为传统射出法的模具结构示意图。

图4为传统射出法所射出成型鞋具有多出余边的示意图。

图5为传统射出法所射出成型鞋具有料头、料尾、进料沟等残料示意图。

图6为本发明的工艺制程方块图。

图7为本发明的模具结构示意图。

具体实施方式

参阅图6-图7所示，本发明为一种乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法，即一种「高分子模内发泡成型法」，又简称「模内发泡法」，所谓“模内发泡法”的生产制程是指原料直接倒入特殊设计的模具，并配合特殊设计的发泡平压台进行一次发泡成型至所需的最终成品；其实施步骤为：

一、配料：根据最终成品物理性能、颜色等的要求，选择所用原材料，确定所需配方，依配方要求的原料品种和数量，进行精确称量配料，由于配料为本领域的技术人员所熟知的技术，故不详述；

二、利拿(Kneading；或密炼close mixing)：于每批次已精确称量好的所有原料按一定次序依次倒入加压式利拿机(密炼机)中，在一定温度、时间的条件下进行混炼，利拿的目的是使各种原料在软化状态下物理性地混合均匀，并控制一定的温度和时间，避免产生一些不利的化学反应，主要是交联剂的交联反应和发泡剂分解反应；

三、滚轮(Rolling；或开炼open mixing)：利拿机中已混炼好的原料，在有一定温度的滚轮机(开炼机)上进一步混炼，以使各组份能够分散均匀；与传统法对比，模内发泡法由于有经过后面的抽粒步骤进一步混匀，因此，模内发泡法只需一段滚轮机，便可达至最终的混匀目的；

四、抽粒(Pelleting；或造粒making pellet)：经利拿、滚轮混炼后的软化的原料，利用抽粒机，使其变成薄片状常温的母粒，粒子厚度控制在2mm以内，薄片状的粒料有利于其在模内发泡成型模具内部软化过程中，粒料间隙空气的排出和装填粒料的操作，可以降低排气不良和粒料外溢引起的夹边不良；

五、磅料：根据模具大小的不同容量的要求，精确称量粒料；

六、模内发泡(Blown-in-mold)：已精确称量好的粒料以量杯盛置，再倒入模具2中，该模具2是已预设好压力、温度和加硫时间(交联时间)的特殊设计；而该模具2(如图7所示)，其是设由具预定鞋型的上模20及下模21组成，且在于上、下模20、21的上、下面各接设有若干板体220、221、222连结而成的上加热板22，以及由若干板体230、231、232连结而成的下加热板23，该等上、下加热板22、23的各板体220、221、222、230、231、232皆各别连接温度控采装置(图面未标示)，另于上模20内安装有若干传热速度较快的拉钉200(该等拉钉200是由铝质或铜质传热钉所构成)，该等拉钉200可设成L型或T型等形状，供可帮助瞬间开模时，发泡成品顺利离模，其次又于各上、下加热板22、23的板体220、221、222、230、231、232为单一的温度控制，使上、下加热板22、23的各板体220、221、222、230、231、232对应于鞋型的不同部位，预设不同的温度条件(如温度高低、时间长短等)，同时配合拉钉200的分布设置，以针对鞋的不同厚薄部分的各别温度、压力需求作适当的调整与搭配，可确实满足欲发泡成型的鞋的各别不同部份皆可同一加硫时间(交联时间)内达到交联发泡相同效果。

所以，本发明的模具2设施于使用操作时，当上、下模20、21相对盖合后，内部形成鞋型的模腔24，且模腔24大部分位于下模21部分，而且盖合后上、下模20、21的分模线25恰位于模腔24顶端缘，使该鞋中底成型脱模后，其周边能一体成型不会产生赘料，使之在修边作业时，较不影响鞋型整体的美观；如此，通过该等上、下加热板22、23对上、下模20、21施以一定的压力、温度，并经一段预定时间后，即完成软化并交联发泡成型，当加硫时间结束，模具2自动瞬间开模，成品将由于其模具2的模腔24的密闭内部形成的压力瞬间泄压的力量，以及通过上模20内的拉钉200的辅助，而让鞋型成品自动跳出模具2，完成发泡成型过程，其不仅能一体成型不会产生赘料，鞋型整体较为美观，又本发明的模内发泡法没有进料沟、射出料头和料尾等余料的材料耗废，以及处理时所需花费的人力与时间，且可节省清洗射出枪管用料的损耗，而让原料可充份利用；

七、冷却(cooling)：经由前一步骤所得刚完成发泡的成品，其温度较高，而为防止成品在常温中急剧冷却收缩易引起外观变形，以及由此而产生的内部残余热应力无法消除，便必需将温度较高的成品迅速放入冷却流水线冷却，在于一般冷却流水线，可依温度从高到低分3-4段进行梯度降温冷却，以稳定收缩过程，消除内部残余热应力，减少在后段加工或使用过程中的收缩，保证品质稳定；

八、整理：经冷却流水线后的成品，需经常温稳定24小时后，方可整理，整理包括修边、比板、水洗及打包等最后步骤的处理。因此，本发明的「高分子模内发泡成型法」经由以上步骤完成发泡成型过程，并通过配合特殊设计的发泡平压台进行一次发泡成型至所需的最终成品，成型的发泡鞋材其不仅能一体成型不会产生赘料，鞋型整体较为美观，模内发泡法没有进料沟、射出料头和料尾等余料的材料耗废，以及残料处理时，所需花费的人力与时间，更可节省清洗射出枪管用料的损耗，让原料可充份利用，而且流程操作简单，进而能降低生产成本，并能减少环保污染及有效运用能源，避免过度耗废，对产业提供突破性进展的经济效益。

经由以上说明，可知本发明具有以下各项优点：

1、降低成本、稳定品质：本发明的模内发泡法的原料利用率极高，制作流程缩短，可减少各流程衔接时谬差所导致影响品质的稳定，而且备投资低，因此，其原料成本、人工成本、设备成本均较低，符合高经济效益的要求。

2、原料充分利用、减少废料及废料的处理问题，利于环保维持：环保问题是每个国家，每个企业共同关注的问题，本发明的高分子模内发泡法，由于原料利用率高达95％以上，基本上没有产生不利环保的废料，既节约了废料处理的费用，又有利于环境的保护，对全球环保事业作出了一大贡献。

3、能源充份运用，有效提升产业竞争力：本发明的模内发泡法由于其流程短、设备简单，可降低生产能源的使用，同时，原料利用率大幅度提高，为业界的持续发展奠定基础。

4、独特的无分模线成型模具设计和模内发泡机台加热板温度分段控制设计及高分子模内发泡工艺的技术基础；而成型鞋无分模线的余边，亦没有进料沟、射出料头和料尾、清洗射出枪管用料的损耗，除可减少废料以外，省却余边、残料的处理，更是大大提升了生产效率；相较于传统的射出法二十四小时可制出约65双，运用本发明的方法于相同的二十四小时则可生产出约140双的产量，不仅产量较传统增加一倍以上，且其产质优于传统发泡法或射出法的生产品质。

5、本发明的模内发泡法运用创新设计的模具装置，该模内发泡成型技术是直接将原料倒入特制的模具内部，具体的说是下模内部，因此，需要下模内部有足够的空间以便装填原料，但以往设计的模具，其下模内已无足够空间，必须设法在模具设计方面改变以往设计观念，把整个模具内部空间(即模腔)设计在下模，以适合高分子内发泡工艺的特点。

6、本发明的模内发泡机台加热板温度呈分段控制设计，模内发泡法原料是从常温加热至所需温度，需要一个较长的过程，若是利用传统加热板单一温度控制，各不同部位不可能同步达到其所需温度条件，故需对加热板温度设计成分段、分开设成为各自独立控制，以满足不同部位对温度的不同需求条件才是，因此，本发明于模具上即配合分段、分开各自独立控制所搭设而成的加热板，以满足不同部位所需不同条件的成型温度的需求，来保证各不同部位能在同一加硫时间(交联时间)内达到交联和发泡相同的效果。

7、再根据所需发泡成品的形状、规格的不同要求，发泡成型模具的模腔形状、规格也不相同，亦即，模腔各部位的长度、宽度、厚度以及形状各不相同，于发泡成品较厚处，也就是模腔内部空间厚度较大处，该部位的原料需更高的温度或更长的硫化发泡时间；本发明的发泡成型工艺要求散布在模腔内的原料能够达到同时硫化完成，并且在模具瞬间开模时，能够使发泡成品顺利离模，以保证瞬间发泡成品外观正常且稳定，因此特别在其相应部位的上模内分布安装传热速度较快的拉钉(即由铝质或铜质制成的传热钉)，通过该等拉钉设成L型或T型等形状，供帮助瞬间开模时，发泡成品顺利离模，如此也就克服了模腔未平均分配于上、下模间，而设计成大部分在下模时所可能导致不利成品离模的顾虑，因而本发明得以克服，所以，本发明特有的拉钉更具有改善传热效果和离模效果的双重功效。

8、本发明于更换模具时，只需换组上、下模即可，不需整组模具拆换，不仅换模操作较为省时，且模具可通用于不同尺寸的上、下模搭配。

综上所述，本发明确实已能达到所预期的目的及使用功效，且于同类产品中更未见有相同发明特征公知、公用在先，故本发明具有新颖性、创造性和实用性。

Claims (7)

1、一种乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法，它是高分子模内发泡成型法，其生产制程是将原料直接倒入特殊设计的模具，并配合特殊设计的发泡平压台进行一次发泡成型至所预期的最终成品，其具体实施步骤如下：

(一)配料：根据最终成品的物理性能及颜色的要求，选择所用原材料，确定所需配方，依配方要求的原料品种和数量，进行精确称量配料；

(二)密炼：把每批次已精确称量好的所有原料按一定次序依次倒入加压式密炼机中，在一定温度、时间的条件下进行混炼，其目的是使各种原料在软化状态下物理性地混合均匀，并控制一定的温度和时间，避免产生一些不利的化学反应，主要是交联剂的交联反应和发泡剂分解反应；

(三)开炼：在所述密炼机中已混炼好的原料，在一定温度的开炼机上进一步混炼，以使各组份分散均匀；

(四)造粒：经密炼、开炼混炼后的软化的原料，利用抽粒机，使其变成薄片状常温的母粒；

(五)磅料：根据模具大小的不同容量要求，精确称量粒料；

(六)模内发泡：已精确称量好的粒料以量杯盛置，再倒入模具中，该模具是已预设好压力、温度和加硫交联时间的特殊设计；

(七)冷却：经由步骤(六)所得完成发泡的成品，其温度较高，而为防止成品在常温中急剧冷却收缩引起外观变形，以及由此而产生的内部残余热应力无法消除，便必需将温度较高的成品迅速放入流水线冷却，其中于冷却步骤时，在于一般流水线，可依温度从高到低分3-4段进行梯度降温冷却，以稳定收缩过程，消除内部残余热应力，减少在后段加工或使用过程中的收缩，保证品质稳定；

(八)整理：经流水线后的成品需经常温稳定24小时之后，再进行整理，该整理包括修边、比板、水洗及打包。

2、根据权利要求1所述乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法，其特征是：该抽粒步骤进行抽粒，需使粒子厚度控制在2mm以内，而呈薄片状的粒料有利于其在模内发泡成型模具内部软化过程中，粒料间隙空气的排出和装填粒料的操作，以降低排气不良和粒料外溢引起的夹边不良。

3、根据权利要求1所述乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法，其特征是：该模内发泡步骤中所运用的模具，是针对欲成型鞋的不同厚薄部分的各别温度及压力的需求，作适当的调整与搭配，确实满足欲发泡成型的鞋的各别不同部分皆在同一加硫交联时间内达到交联发泡相同效果。

4、根据权利要求1所述乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法，其特征是：该模内发泡步骤中所运用的模具设施是设有具预定鞋型的上模及下模，在该上、下模的上、下面各分别接设由若干板体连结而成的上、下加热板，该上、下加热板的各板体皆各别连接温度控制装置，形成加热板温度设计成分段分开各自独立的温度控制，以满足鞋型不同厚薄部位所需不同条件的成型温度条件的需求，保证各不同部位能在同一加硫交联时间内，达到交联和发泡相同的效果。

5、根据权利要求4所述乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法，其特征是：该模内发泡步骤中所运用的模具的上模内安装有若干传热速度较快的拉钉。

6、根据权利要求5所述乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法，其特征是：该拉钉是由铝质或铜质传热钉所构成。

7、根据权利要求5所述乙烯醋酸乙烯酯发泡鞋材的制造方法，其特征是：该拉钉设成L型或T型形状。

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