TW201431670A - 用於鞋加強件之複合層狀結構及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種用於鞋加強件之複合層狀結構及其製造方法，該複合層狀結構包括：一纖維織物核心層以及覆蓋並熔流滲入於該纖維織物核心層之一熱熔膠層，藉此使該複合層狀結構具有一大於3.0kg之抗撕裂性或一大於2.0kg之回彈性。本發明亦提供上述複合層狀結構之製造方法，其製程簡便，添加有纖維織物核心層的複合層狀結構不須在聚合物片上進行額外處理，同時亦可加入特定比例之填充料，例如：回收塑膠材料或無機填充材料，仍可具有極佳的抗撕裂性及回彈性，故可節省製作鞋加強件的成本並能達到環保的目的。

Description

用於鞋加強件之複合層狀結構及其製造方法

本發明係關於一種用於鞋加強件之複合層狀結構及其製造方法，更具體地說，係關於一種以纖維織物作為核心的複合層狀結構。

對鞋具製造業而言，在鞋具之趾部或踵部端部分常使用鞋加強件，分別稱為鞋頭前襯(toe puff)及鞋跟後套(counter)。使用加強件的目的在於對鞋幫材料提供充分支撐以維持鞋具形狀，因此，鞋頭前襯(toe puff)及鞋跟後套(counter)材料通常具有一定程度的抗撕裂性及回彈性，剛性是維持鞋幫所要形狀時的需要，彈性是鞋幫在任何因素下變形時而要回覆原形狀時的需要。

在製鞋產業中使用大量不同類型的加強件，有浸透型加強件(impregnated stiffeners)、預塑型加強件、粉末塗覆型加強件、押出型加強件等。其中浸透型加強件(impregnated stiffeners)可以製成堅韌的，但是通常較硬的等級不具有高的重複回彈率、低溫及長時間可操作性。浸透型加強件、預塑型加強件和擠出型加強件都需要於聚合物上進行額外處理步驟，以押出型加強件為例，係透過擠出，例如：離子聚合物或其它熱塑性聚合物等之樹脂，然後於聚合物片上擠出塗布黏合劑來製造，方可達到鞋商所需的回彈性及抗撕裂性。如此導致成本增加，製程步驟繁多，並且該等鞋加強件使用的材料包含大量塑膠材料，而由於廢棄塑料在自然界中難以分解(一般塑膠材料需200~400年的時間才能完全分解掉)，因而造 成大量的永久性垃圾。

有鑑於此，則有必要開發新的鞋加強件材料，提供具良好的抗撕裂性及回彈性，並減少塑膠材料的使用，以符合環保的世界潮流。

有鑑於習知技術的不足，本發明係提供一種鞋加強件之複合層狀結構，包括：一纖維織物核心層；一熱熔膠層，其係覆蓋並熔流滲入該纖維織物核心層；藉此使該複合層狀結構具有一大於3.0kg之抗撕裂性或一大於2.0kg之回彈性。

藉由使本案的熱熔膠層熔流滲入(interpenetrating)纖維織物核心層，會於纖維織物核心層之纖維間形成永久鏈鎖(interlocking)的結構，故可使該複合層狀結構具有極佳的抗撕裂性及回彈性。

於一實施樣態中，複合層狀結構之抗撕裂性係大於10.5kg。

於另一實施樣態中，複合層狀結構之回彈性係大於5.0kg。

於一實施樣態中，纖維織物核心層可具有>500mg．cm之一抗彎剛度。於一較佳實施樣態中，纖維織物核心層可具有500-25000mg．cm之一抗彎剛度。

於另一實施樣態中，纖維織物核心層之抗彎剛度可以ISO 9073及GB 18318標準測試法測試，但不僅限於此。

於又一實施樣態中，纖維織物核心層係具有61-13x60-30(每英吋)之經緯線數以及80g/m²以上之重量之織物。

於一具體實施樣態中，纖維織物核心層可包含，例如：帽朴細布、帽朴經緯線數40X40布、牛津布、萊卡布、 棉紗細布或不織布等織物，但不僅限於此。

於一實施樣態中，熱熔膠層可為具有低於90℃之軟化溫度以及大於一分鐘之固化時間的低溫熱熔膠層。於一具體實施樣態中，低溫熱熔膠層可包含：例如，熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic polyurethane TPU)或聚己內酯(polycaprolactone,CAPA)等，但不僅限於此。

於一實施樣態中，複合層狀結構可進一步包含至少一黏著層，以增加複合層狀結構之黏著性，以俾與鞋面或內裡接合。

於一實施樣態中，該熱熔膠層可進一步包含一填充料。且該填充料於熱熔膠層之比例至多為90%。於另一實施樣態中，填充料於熱熔膠層之比例可至多為80%。

於具體實施樣態中，填充料可為：無機填充材料(例如：無機礦粉，如碳酸鈣粉、二氧化矽粉等)、一有機高分子材料(例如：回收塑膠材料)或其組合，但不僅限於此，熟悉該項技術領域者可任意視其需要，選擇所需的填充料材質。

於一具體實施樣態中，回收塑膠材料可包含，如：聚碳酸酯(PC)、熱塑性聚胺基甲酸酯(TPU)、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、酚甲醛樹脂、脲甲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺脂或其混合物等，但不僅限於此。

本發明亦提供一種前述複合層狀結構之製造方法，包括：提供一流動態之第一熱熔膠材料；提供一纖維織物，將該纖維織物置於該流動態之第一熱熔膠材料上；提供一流動態之第二熱熔膠材料，設於該纖維織物上；將該流動態之第一熱熔膠材料、該纖維織物以及該流動態之第二熱熔膠材料押出結合為前述之複合層狀結構。

本發明又提供一種前述之複合層狀結構之製造 方法，包括：提供一第一熱熔膠材料係置於預熱之一模具中；提供一纖維織物，將該纖維織物置於該第一熱熔膠材料上；提供一第二熱熔膠材料，其係置於該纖維織物上；將該第一熱熔膠材料以及該第二熱熔膠材料於模具中形成流動態，並與該纖維織物一起加壓結合為前述之複合層狀結構。

於一實施樣態中，第一熱熔膠材料與第二熱熔膠材料可為相同。於另一實施樣態中，第一熱熔膠材料與第二熱熔膠材料亦可視情況而為不同材質。

於一實施樣態中，前述製造方法可進一步包含一塗佈黏著層於前述複合層狀結構之表面之步驟。

本發明另提供一種前述之複合層狀結構之製造方法，包括：提供一流動態之熱熔膠材料；提供一纖維織物，將該纖維織物置於該流動態之熱熔膠材料上；將該流動態之熱熔膠材料以及該纖維織物押出結合為前述之複合層狀結構。

本發明另提供一種前述之複合層狀結構之製造方法，其中包括：提供一熱熔膠材料係置於預熱之一模具中；提供一纖維織物，將該纖維織物置於該熱熔膠材料上；將該熱熔膠材料於模具中形成流動態，並與該纖維織物一起加壓結合為前述之複合層狀結構。

於一實施樣態中，前述之製造方法，可進一步包含一塗佈黏著層於前述複合層狀結構之表面之步驟。

1‧‧‧複合層狀結構

11‧‧‧第一熱熔膠層

12‧‧‧纖維織物核心層

13‧‧‧第二熱熔膠層

14‧‧‧黏著層

1a‧‧‧複合層狀結構

11a‧‧‧第一熱熔膠層

111a‧‧‧周緣

12a‧‧‧纖維織物核心層

13a‧‧‧第二熱熔膠層

14a‧‧‧黏著層

第一圖係根據本發明之實施例1之剖面圖。

第二圖係根據本發明之實施例2之剖面圖。

接著，本發明之實施樣態依下列例子詳細描述，但不限於此。本發明之上述及其他目的、特徵及優點將因以下敘述及後附圖式而變得更加清楚。

實施例1

請見參見第一圖，係本發明實施例1中，用於鞋加強件之複合層狀結構的剖面示意圖，該複合層狀結構1依序包括：第一熱熔膠層11、纖維織物核心層12以及第二熱熔膠層13，其中第一熱熔膠層11以及第二熱熔膠層13係覆蓋並熔流滲入該纖維織物核心層11，其中第一熱熔膠層11以及第二熱熔膠層13係為相同材料。於其他實施例中，該複合層狀結構1亦可僅包括一層熱熔膠層(如：第一熱熔膠層11或第二熱熔膠層13)以及纖維織物核心層12。

本實施例中的第一熱熔膠層11以及第二熱熔膠層13為熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic polyurethane TPU)之低溫熱熔膠層，具有低於90℃之軟化溫度以及大於一分鐘之固化時間。該熱熔膠層可視情況包含至多為90%或80%之填充料，例如：無機填充材料、有機高分子材料等。熟悉該項技術領域者可任意視其需要，選擇所需的填充料材質。本實施例中的有機高分子材料為回收塑膠材料，其種類可包含聚碳酸酯(PC)、熱塑性聚胺基甲酸酯(TPU)、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、酚甲醛樹脂、脲甲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺脂或其混合物。

上述的纖維織物核心層12可以帽朴細布、帽朴40*40、牛津布、萊卡布、棉紗細布、不織布等為材料，纖維 織物核心層之特性將於下測試中詳述。

另外，本實施例的複合層狀結構1可視情況包含二黏著層14，分別設於第一熱熔膠層11以及第二熱熔膠層13之表面，以增加複合層狀結構1之黏著性，以俾其分別與鞋面或內裡接合。

前述的複合層狀結構1可以押出成形方式製造，但不僅限於此，任何適合的塑膠成型方式皆可採用。以共押出為例，係將熱熔膠材料、或視情況加入的回收塑膠材料置於押出機中，於該押出機中將熱熔膠材料熔融為流動態，接著將該熱熔膠材料與纖維織物共押出而形成前述之複合層狀結構，待冷卻固化後，視最終所需形狀或尺寸進行裁切。

實施例2

請見參見第二圖，係本發明實施例2中，用於鞋加強件之複合層狀結構的剖面示意圖，該複合層狀結構1a依序包括：第一熱熔膠層11a、纖維織物核心層12a以及第二熱熔膠層13a，其中第一熱熔膠層11a以及第二熱熔膠層13a係覆蓋並熔流滲入該纖維織物核心層11a，其中第一熱熔膠層11a以及第二熱熔膠層13a係為相同材料。且熱熔膠層11a會在複合層狀結構1a形成一削平之周緣111a。另外，複合層狀結構1a可視情況包含二黏著層14a，分別設於第一熱熔膠層11a以及第二熱熔膠層13a上，以增加複合層狀結構1a之黏著性，以俾其分別與鞋面或內裡接合。

前述的複合層狀結構1a可以模具成形方式製造，但不僅限於此。此製法中之模具係具有對應之一上模與一下模(圖中未示)，其係將一部分熱熔膠材料係平鋪於預熱之模具的下模之模穴中，將纖維織物置於模穴中該熱熔膠材料上。另將剩餘部分的熱熔膠材料平鋪模穴中該纖維織物上，並將上模蓋上，此時該熱熔膠材料係形成流動態。接著以手壓機壓平後，移開上模，將存於模穴中的成形品冷卻固化後 取出。此一製法可依使用者之需求設計不同的模具形狀，不須進行裁切即可成形，亦減少裁切成特定形狀時的材料的浪費，可有效節省製作成本。

測試例1-纖維織物核心層之特性

上述纖維織物核心層12、12a以帽朴細布、帽朴40*40、牛津布、萊卡布、棉紗細布、不織布等為試樣，將該些試樣剪成2 cm×20 cm的長條，夾持在YG022D型全自動織物硬挺度儀(溫州際高檢測儀器公司)上的夾具上，以ISO 9073及GB 18318標準測試法進行測試，以前述機器的速率往前推，通過一個彎角以前述機器算出折角率，並計算出抗彎剛度(mg.cm)，其數據可參下表一。

測試例2-未含回收塑膠之鞋加強件之複合層狀結構的特性測試

1.未含回收塑膠之鞋加強件之複合層狀結構的製程

先將具有一上模及一下模之模具放到電熱板上加熱至100℃，將部分的熱熔膠TPU粉料均勻的放入下模之模穴中，並以刮刀來回刮平，待刮均勻後，將裁切為稍小(即減去111a周緣)之上述纖維織物核心層試樣，置於模穴中適當位置，再 將剩餘的TPU粉料均勻放入模穴中的纖維織物核心層試樣上，再進行刮平的動作，待平整先放上離型紙後將上模蓋上，此時TPU粉料呈流動態，放上手壓機上進行壓平動作，待壓平後將上模拿開，取開離型紙，待模穴降溫冷卻後，將成品取出即可製得用於鞋加強件之複合層狀結構。

2.抗撕裂強度測試

先將前述鞋加強件之複合層狀結構成品，以剪刀剪成大約2公分寬，8公分長的長條，將成品中間剪開1.5公分的裂口，將其固定在萬能拉力機上的上下固定夾上，進行測試(SATRA TM65認證)，速率取正常值100mm/min，取拉力機的最大值為強度數據。其測試結果請參見下表二。

3.抗壓反彈測試

將一支直徑16mm的氣壓缸立起來固定，並加上氣壓調節器，其前端有10mm的圓球頭。另製作一個直徑60mm的外框，直徑47mm，凸起9.5mm的上下模的製具，將鞋加強件之複合層狀結構試樣製成直徑70mm的圓形成品，泡熱水後利用圓球製具，定形成一個半球體，將其置於氣壓缸的下方，讓氣壓缸前的球頭對準鞋加強件之複合層狀結構半球體的中心突點，大約有一公分的距離，並將半球體成品固定好位置，開始進行測試。

先將氣壓調節器歸零，再慢慢旋轉，目視氣壓調節器上的數值，待氣壓缸上的球頭將成品上的球體壓塌，取其最大值數據，並量其回彈高度(高度比為形狀保持率，shape retention)，來回作10次，觀察數據變化(壓力比為回彈率，resiliency)。其測試結果請參見下表二。

由上表可看出，添加有纖維織物核心層的複合層狀結構，因熱熔膠層的熔流滲入(interpenetrating)，會於纖維織物核心層之纖維間形成永久鏈鎖(interlocking)的結構，故不須在聚合物片上進行額外處理，即可具有與純熱熔膠相近甚至更佳的良好之抗撕裂性及回彈性，其製程簡便，故可節省製作鞋加強件的成本。且纖維織物核心層的材料取得簡便，可因應鞋商的需求任意調整更換，以達所需的抗撕裂性及回彈性。另外，本發明較佳實施態樣中，由於是以模具成型為特定形狀的鞋加強件，則不須再進行裁切，可減少因裁切成特定形狀所造成的浪費。

測試例3-含回收塑膠之鞋加強件之複合層狀結構的特性測試

1.含回收塑膠之鞋加強件之複合層狀結構的製程

將回收料磨粉，顆粒大小大約30-50目之間。接著將熱熔膠(本實施例採TPU粉料)及回收塑膠粉料以依照下表三的比例分別秤好放入塑膠袋中，讓塑膠袋充滿空氣充分搖晃讓粉料混合適當。先將具有一上模及一下模之模具放到電熱板上加熱至100℃，將前述TPU與回收塑膠混合粉料的一部分均勻放入下模之模穴中，並以刮刀來回刮平，待刮均勻後，將裁切為稍小(即減去111a周緣)之纖維織物核心層試樣，置於模穴中適當位置，再將剩餘的混合粉料均勻放入模穴中的該纖維織物核心層試樣上，再進行刮平的動作，待平整先放上離型紙後將上模蓋上，此時混合粉料呈流動態，放上手壓機上進行壓平動作，待壓平後將上模拿開，取開離型紙，待模穴降溫冷卻後，將成品取出即可。其後進行抗撕裂強度測試及抗壓反彈測試，其測試法如同前述，於此不再贅述。其測試結果如下表三所示。

由上表可看出，添加有纖維織物核心層的複合層狀結構較含單純只含回收塑膠之熱熔膠材料(不具有纖維織物核心層)之複合層狀結構(即表三品項7及8兩組數據)有顯著更佳的抗撕裂性及回彈性，可達到環保、有效減少熱熔膠塑材使用。且本測試例的製程簡便，不須進行額外處理(例如：添加浸透之不織布或混合低溫熱熔膠)，即可達所需抗撕裂性及回彈性，可節省製作鞋加強件的成本。另外，本發明較佳實施態樣中，由於是以模具成型為特定形狀的鞋加強件，則不須再進行裁切，可減少因裁切成特定形狀所造成的浪費。

所屬領域之技術人員當可了解，在不違背本發明精神下，依據本案實施態樣所能進行的各種變化。因此，顯見所列之實施態樣並非用以限制本發明，而是企圖在所附申請專利範圍的定義下，涵蓋於本發明的精神與範疇中所做的修改。

1a‧‧‧複合層狀結構

11a‧‧‧第一熱熔膠層

111a‧‧‧周緣

12a‧‧‧纖維織物核心層

13a‧‧‧第二熱熔膠層

14a‧‧‧黏著層

Claims (24)

1. 一種鞋加強件之複合層狀結構，包括：一纖維織物核心層；一熱熔膠層，其係覆蓋並熔流滲入該纖維織物核心層；藉此使該複合層狀結構具有一大於3.0kg之抗撕裂性或一大於2.0kg之回彈性。
2. 如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構，其中該複合層狀結構之抗撕裂性係大於10.5kg。
3. 如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構，其中該複合層狀結構之回彈性係大於5.0kg。
4. 如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構，其中該纖維織物核心層具有>500 mg．cm之一抗彎剛度。
5. 如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構，其中該纖維織物核心層具有500-25000 mg．cm之一抗彎剛度。
6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述之複合層狀結構，其中該纖維織物核心層之抗彎剛度係以ISO 9073及GB 18318標準測試法測試。
7. 如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構，其中該纖維織物核心層係包含：帽朴細布、帽朴經緯線數40X40布、牛津布、萊卡布、棉紗細布或不織布。
8. 如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構，其中該纖維織物核心層係具有61-13x60-30(每英吋)之經緯線數以及80g/m²以上之重量之織物。
9. 如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構，其中該熱熔膠層係為一具有低於90℃之軟化溫度以及大於一分鐘之固化時間之低溫熱熔膠層。
10. 如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構，其中該熱熔膠層係包含：熱塑性聚胺基甲酸酯(Thermoplastic polyurethane TPU)或聚己內酯(polycaprolactone,CAPA)。
11. 如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構，其係進一步 包含至少一黏著層。
12. 如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構，其中該熱熔膠層係進一步包含一填充料，該填充料於熱熔膠層之比例至多為90%。
13. 如申請專利範圍第12項所述之複合層狀結構，其中該填充料於熱熔膠層之比例至多為80%。
14. 如申請專利範圍第12項所述之複合層狀結構，其中該填充料包含一無機填充材料、一有機高分子材料或其組合。
15. 如申請專利範圍第14項所述之複合層狀結構，其中該有機高分子材料為一回收塑膠材料。
16. 如申請專利範圍第15項所述之複合層狀結構，其中該回收塑膠材料係包含：聚碳酸酯(PC)、熱塑性聚胺基甲酸酯(TPU)、聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、酚甲醛樹脂、脲甲醛樹脂、三聚氰胺-甲醛樹脂、環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、聚胺脂或其混合物。
17. 一種申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構之製造方法，包括：提供一流動態之第一熱熔膠材料；提供一纖維織物，將該纖維織物置於該流動態之第一熱熔膠材料上；提供一流動態之第二熱熔膠材料，設於該纖維織物上；將該流動態之第一熱熔膠材料、該纖維織物以及該流動態之第二熱熔膠材料押出結合為如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構。
18. 一種申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構之製造方法，其中包括：提供一第一熱熔膠材料係置於預熱之一模具中；提供一纖維織物，將該纖維織物置於該第一熱熔膠材料上；提供一第二熱熔膠材料，其係置於該纖維織物上； 將該第一熱熔膠材料以及該第二熱熔膠材料於模具中形成流動態，並與該纖維織物一起加壓結合為如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構。
19. 如申請專利範圍第17項或第18項所述之製造方法，其中該第一熱熔膠材料與第二熱熔膠材料係為相同。
20. 如申請專利範圍第17項或第18項所述之製造方法，其中該第一熱熔膠材料與第二熱熔膠材料係為不相同。
21. 如申請專利範圍第17項或第18項所述之製造方法，其係進一步包含一塗佈黏著層於前述複合層狀結構之表面之步驟。
22. 一種申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構之製造方法，包括：提供一流動態之熱熔膠材料；提供一纖維織物，將該纖維織物置於該流動態之熱熔膠材料上；將該流動態之熱熔膠材料以及該纖維織物押出結合為如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構。
23. 一種申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構之製造方法，其中包括：提供一熱熔膠材料係置於預熱之一模具中；提供一纖維織物，將該纖維織物置於該熱熔膠材料上；將該熱熔膠材料於模具中形成流動態，並與該纖維織物一起加壓結合為如申請專利範圍第1項所述之複合層狀結構。
24. 如申請專利範圍第22項或第23項所述之製造方法，其係進一步包含一塗佈黏著層於前述複合層狀結構之表面之步驟。