TW202114855A

TW202114855A - Tpu發泡鞋底製程及其成品

Info

Publication number: TW202114855A
Application number: TW108127940A
Authority: TW
Inventors: 郭志雄
Original assignee: 加久企業股份有限公司
Priority date: 2019-10-05
Filing date: 2019-10-05
Publication date: 2021-04-16
Also published as: TWI725502B

Abstract

一種TPU發泡鞋底製程，包括有混練步驟、出片步驟、粉碎步驟、乾燥步驟以及發泡步驟，且採用發泡劑經過混練、壓片以及在模內洩壓膨脹後完成，不同於一般使用高壓氣體進行發泡，得以製作出含有複數氣泡孔的TPU發泡鞋底，且氣泡孔包括有閉孔結構與開孔結構，且開孔結構佔氣泡孔整體量小於10%，且開孔結構彼此相互連通。

Description

TPU發泡鞋底製程及其成品

本發明是關於發泡鞋底的製程以及其所完成的成品，特別是指使用TPU彈性體製作完成者。

鞋子是人類生活中不可或缺的生活用品之一，保護穿著者的腳不會直接裸露、踩踏在炎熱或冰凍的環境，或適度保護腳掌不易因外力而發生意外碰撞受傷。製鞋技術隨著科技與材料的發展下，人們對於鞋子的選擇與要求也不斷提高，特別會針對場合與活動類型下選擇穿著合適功能的鞋款。

從鞋子的組成來區分大致有鞋面與鞋底兩個部分，而鞋底所選用的材料常見有橡膠、EVA(乙烯醋酸乙烯酯共聚物)、PU(聚氨酯)、TPE(熱塑性彈性體)。然而上述鞋底所選用的材料並非十全十美，各種材料都有其優點以及缺陷之處，連帶也影響鞋款整體的價格，所以消費者在添購鞋款時，也得注意其材料的選用，以利於後續保養與清潔。而近年來TPE(熱塑性彈性體)應用在鞋底也相當普及，有著優秀高彈性、高強度、輕量化優勢。

本發明提供以TPU製作出鞋底的製程與其成品，而是採用發泡劑經過混練、壓片以及在模內洩壓膨脹後完成者，不同於一般使用高壓氣體進行發泡之技術。

為了達成前述目的與功效，提供一種TPU發泡鞋底製程，其包括：混練步驟，將熱塑性聚氨酯彈性體、成核劑、滑劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑置入混練機，經加熱及揉合作用製得成團膠料；出片步驟，將前述成團膠料置入壓片機並加入發泡劑、擴鏈劑及強度調節劑混合製得混合膠料，並進一步將前述混合膠料輾壓成形為片狀體，從壓片機取出片狀體後冷卻至常溫；粉碎步驟，將前述片狀體經裁斷機以及粉碎機製得2~5㎜的粉碎片；乾燥步驟，將前述粉碎片置入乾燥箱加以乾燥；發泡步驟，將乾燥後的粉碎片放入鞋底模具並經由加熱加壓作用後，開模洩壓至常壓迅速膨脹完成TPU發泡鞋底，以致該TPU發泡鞋底含有複數氣泡孔。

一種TPU發泡鞋底，其包括有一鞋頂面與一鞋底面以及一鞋側面，該鞋側面與該鞋頂面及鞋底面連接且圍繞一發泡內部，且該發泡內部含有複數氣泡孔，且該氣泡孔直徑最小為0.002㎜，且TPU發泡鞋底的密度低於0.15g/cm³ ，TPU發泡鞋底的硬度38~ 42 Asker C。

請參閱第一圖所示，本發明TPU發泡鞋底製程包括有混練步驟、出片步驟、粉碎步驟、乾燥步驟以及發泡步驟。以下則說明各步驟技術特徵，並請配合參閱第二圖至第六圖所示。

混練步驟，將熱塑性聚氨酯彈性體10、成核劑11、滑劑12、抗氧化劑13、紫外線吸收劑14置入混練機21，經加熱及揉合作用製得成團膠料31；

出片步驟，將前述成團膠料31置入壓片機22並加入發泡劑15、擴鏈劑16及強度調節劑17混合製得混合膠料32，並進一步將前述混合膠料32輾壓成形為片狀體33，從壓片機22取出片狀體33後冷卻至常溫；

粉碎步驟，將前述片狀體33經裁斷機23以及粉碎機24製得2~5㎜的粉碎片34；

乾燥步驟，將前述粉碎片34置入乾燥箱25加以乾燥；

發泡步驟，將乾燥後的粉碎片34放入鞋底模具26並經由加熱加壓作用後，開模洩壓至常壓迅速膨脹完成TPU發泡鞋底4，以致該TPU發泡鞋底4含有複數氣泡孔41。

本發明TPU發泡鞋底製程在製作過程中，係先將熱塑性聚氨酯彈性體10、成核劑11、滑劑12、抗氧化劑13、紫外線吸收劑14置入混練機21，且混練機21的轉速為50~60 rpm，壓力為6~8 kg/cm² ，加熱溫度設定為140℃~170℃，使得各原料在混練機21內經加熱及揉合作用製得成團膠料31。隨後，成團膠料31被送入壓片機22中，添加發泡劑15、擴鏈劑16及強度調節劑17，且壓片機22的轉速為50~60 rpm，加熱溫度設定為120℃~140℃。接著，由壓片機22輾壓成片狀體33，而片狀體33的厚度尺寸為1~2㎜，進行冷卻至常溫(20~30℃)。另以，將前述冷卻降溫至常溫的片狀體33以裁斷機23以及粉碎機24製得2~5㎜粉碎片34。將前述粉碎片34以容器251盛裝置入乾燥箱25，並設定乾燥箱25相對濕度小於50%、溫度達50℃~70℃，進行粉碎片34的乾燥作業。將乾燥後的粉碎片34放入鞋底模具26的模穴內後合模，並設定鞋底模具26的加熱溫度與加壓壓力，鞋底模具26的溫度為160℃~180℃，鞋底模具26的壓力為100~150 kg/cm² ，使得粉碎片34因熱熔融並進行聚合擴鏈反應與發泡反應，開模洩壓至常壓迅速膨脹完成TPU發泡鞋底4，以致該TPU發泡鞋底4含有複數氣泡孔41，該複數氣泡孔41係包括有閉孔結構與開孔結構，且該開孔結構佔該複數氣泡孔41整體量小於10%，且開孔結構彼此相互連通。

前述製得TPU發泡鞋底4，其包括有一鞋頂面42與一鞋底面43以及一鞋側面44，該鞋側面44與該鞋頂面42及鞋底面43連接且圍繞一發泡內部45，且該發泡內部45含有複數氣泡孔41，且該氣泡孔41直徑最小為0.002㎜， TPU發泡鞋底4的密度低於0.15g/cm³ ，TPU發泡鞋底4的硬度38~ 42 Asker C；TPU發泡鞋底4的抗拉強度達到25.5Kg/cm² ；TPU發泡鞋底4的延伸率398.72%；TPU發泡鞋底4的撕裂強度達到10Kg/cm；TPU發泡鞋底4的反彈達到69%；TPU發泡鞋底4的熱收縮率0.13%；TPU發泡鞋底4的承受剝離達到2.9Kg/cm。值得一提的是本發明所指TPU發泡鞋底4係以鞋中底為例。

前述熱塑性聚氨酯彈性體10硬度為35~95 Shore A的芳香族、脂肪族、碳酸脂族聚醚或是聚酯，且熱塑性聚氨酯彈性體10軟化溫度為130℃~150℃。

前述熱塑性聚氨酯彈性體10添加量為100 PHR，發泡劑15添加量為1~6 PHR，擴鏈劑16添加量為0.5~2 PHR，強度調節劑17添加量為0.5~2 PHR。

前述配方中於混合膠料32加入聚合物輔料18，藉由聚合物輔料18可以增加強度與物性，聚合物輔料18添加量為2~40 PHR；前述聚合物輔料18選用分子量2萬至30萬的聚醯胺、聚醚嵌段醯胺、馬來酸酐、丙烯酸酯、接枝聚烯烴或接枝SEBS中的任一種或兩種以上的組合。前述聚合物輔料18中添加聚醚嵌段醯胺10~40 PHR，增加其發泡材剛性與彈性。

前述擴鏈劑16及強度調節劑17為芳香族、脂肪族、碳酸脂族多羥基官能團或多異氰酸酯官能團聚合物；滑劑12為硬脂酸鹽類或醯胺類；成核劑11選用二氧化矽、滑石粉、改性碳酸鈣、矽酸鎂或碳黑中的任一種或兩種以上的組合；發泡劑15選用碳酸氫鈉(NaHCO3)、4,4'-氧代雙苯磺醯肼(OBSH)、甲苯磺酞氨基崛(TSS)或二亞硝基五甲基四胺(DPT)。

請參閱第七圖所示，其為TPU發泡鞋底成品與EVA發泡鞋底成品之測試比較，可知本發明TPU發泡鞋底成品密度能夠小於EVA發泡鞋底成品，更能擁有較EVA發泡鞋底成品更佳的抗拉強度、延伸率、撕裂強度、反彈、熱收縮、壓縮永久變形率，甚至擁有更加抵抗剝離的能力。

10:熱塑性聚氨酯彈性體 11:成核劑 12:滑劑 13:抗氧化劑 14:紫外線吸收劑 15:發泡劑 16:擴鏈劑 17:強度調節劑 18:聚合物輔料 21:混練機 22:壓片機 23:裁斷機 24:粉碎機 25:乾燥箱 251:容器 26:鞋底模具 31:成團膠料 32:混合膠料 33:片狀體 34:粉碎片 4:TPU發泡鞋底 41:氣泡孔 42:鞋頂面 43:鞋底面 44:鞋側面 45:發泡內部

第一圖係本發明流程圖。

第二圖係本發明混練、出片以及粉碎設備示意圖。

第三圖係本發明進行粉碎片置入乾燥箱進行乾燥示意圖。

第四圖係本發明發泡示意圖。

第五圖係本發明TPU發泡鞋底立體示意圖。

第六圖係本發明TPU發泡鞋底的剖面放大示意圖。

第七圖係本發明TPU發泡鞋底成品與EVA發泡鞋底成品之測試比較圖。

Claims

一種TPU發泡鞋底製程，其包括：混練步驟，將熱塑性聚氨酯彈性體、成核劑、滑劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑置入混練機，經加熱及揉合作用製得成團膠料；出片步驟，將前述成團膠料置入壓片機並加入發泡劑、擴鏈劑及強度調節劑混合製得混合膠料，並進一步將前述混合膠料輾壓成形為片狀體，從壓片機取出片狀體後冷卻至常溫；粉碎步驟，將前述片狀體經裁斷機以及粉碎機製得2~5㎜的粉碎片；乾燥步驟，將前述粉碎片置入乾燥箱加以乾燥；發泡步驟，將乾燥後的粉碎片放入鞋底模具並經由加熱加壓作用後，開模洩壓至常壓迅速膨脹完成TPU發泡鞋底，以致該TPU發泡鞋底含有複數氣泡孔。
如請求項1所述之TPU發泡鞋底製程，其中熱塑性聚氨酯彈性體硬度為35~95 Shore A的芳香族、脂肪族、碳酸脂族聚醚或是聚酯，且熱塑性聚氨酯彈性體軟化溫度為130℃~150℃。
如請求項1所述之TPU發泡鞋底製程，其中熱塑性聚氨酯彈性體添加量為100 PHR，發泡劑添加量為1~6 PHR，擴鏈劑添加量為0.5~2 PHR，強度調節劑添加量為0.5~2 PHR。
如請求項1所述之TPU發泡鞋底製程，其中於混合膠料加入聚合物輔料，其添加量為2~40 PHR；前述聚合物輔料選用分子量2萬至30萬的聚醯胺、聚醚嵌段醯胺、馬來酸酐、丙烯酸酯、接枝聚烯烴或接枝SEBS中的任一種或兩種以上的組合。
如請求項1所述之TPU發泡鞋底製程，其中擴鏈劑及強度調節劑為芳香族、脂肪族、碳酸脂族多羥基官能團或多異氰酸酯官能團聚合物；滑劑為硬脂酸鹽類或醯胺類；成核劑選用二氧化矽、滑石粉、改性碳酸鈣、矽酸鎂或碳黑中的任一種或兩種以上的組合；發泡劑選用碳酸氫鈉(NaHCO3)、4,4'-氧代雙苯磺醯肼(OBSH)、甲苯磺酞氨基崛(TSS)或二亞硝基五甲基四胺(DPT)。
如請求項1所述之TPU發泡鞋底製程，其中混練機的加熱溫度為140℃~170℃，且混練機的轉速為50~60 rpm，又混練機的壓力為6~8 kg/cm² ；壓片機的加熱溫度為120℃~140℃，且壓片機的轉速為50~60 rpm；粉碎片係置入相對溼度小於50%、溫度達50℃~70℃的乾燥箱進行乾燥；鞋底模具的溫度為160℃~180℃，鞋底模具的壓力為100~150 kg/cm² 。
如請求項1所述之TPU發泡鞋底製程，其中TPU發泡鞋底的密度低於0.15g/cm³ ，且所含氣泡孔直徑最小為0.002㎜，且中TPU發泡鞋底的硬度38~ 42 Asker C ；TPU發泡鞋底的抗拉強度達到25.5Kg/cm² ；TPU發泡鞋底的延伸率398.72%；TPU發泡鞋底的撕裂強度達到10Kg/cm；TPU發泡鞋底的反彈達到69%；TPU發泡鞋底的熱收縮率0.13%；TPU發泡鞋底的承受剝離達到2.9Kg/cm。
一種TPU發泡鞋底，其包括有一鞋頂面與一鞋底面以及一鞋側面，該鞋側面與該鞋頂面及鞋底面連接且圍繞一發泡內部，且該發泡內部含有複數氣泡孔，且該氣泡孔直徑最小為0.002㎜，且TPU發泡鞋底的密度低於0.15g/cm³ ，TPU發泡鞋底的硬度38~ 42 Asker C。
如請求項8所述之TPU發泡鞋底，其中該複數氣泡孔係包括有閉孔結構與開孔結構，且該開孔結構佔該複數氣泡孔整體量小於10%。
如請求項8或請求項9所述之TPU發泡鞋底，其中TPU發泡鞋底的抗拉強度達到25.5Kg/cm² ；TPU發泡鞋底的延伸率398.72%；TPU發泡鞋底的撕裂強度達到10Kg/cm；TPU發泡鞋底的反彈達到69%；TPU發泡鞋底的熱收縮率0.13%；TPU發泡鞋底的承受剝離達到2.9Kg/cm。