TWI665249B - 鞋中底 - Google Patents

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Abstract

一種用於形成塑化材料的組成物包含一聚合物組分，該聚合物組分包括乙烯醋酸乙烯酯共聚物、表面硬度範圍為55~60蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物、表面硬度範圍為85~90蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物及聚丙烯，其中，該表面硬度是依據ASTM D2240標準方法測定，且依據JIS K 7244-4標準方法於測定頻率為10Hz的條件下，由該組成物所形成之塑化材料的tanδ(-20℃)/tanδ(40℃)值範圍為2.5~3.8。由本發明組成物所形成的塑化材料能同時具有高彈性與低收縮率。

Description

鞋中底
本發明是有關於一種用於形成塑化材料的組成物、由該組成物所形成的鞋中底(mid sole)與該鞋中底的製備方法，特別是指一種包含乙烯醋酸乙烯酯共聚物(ethylene-vinyl acetate copolymer，簡稱EVA)之用於形成塑化材料的組成物、由該組成物所形成的鞋中底與該鞋中底的製備方法。
運動鞋中底除了要求需維持一定的硬度外，更期望其具備彈性、柔軟、質量輕盈等優點。
為了達成前述的各種優點，業界通常是以包含乙烯醋酸乙烯酯共聚物的組成物作為製備鞋中底的發泡原料。利用包含乙烯醋酸乙烯酯共聚物的組成物進行發泡而形成的塑化材料作為鞋中底材料，不但能使鞋中底維持一定硬度，同時還能保有彈性、柔軟及質量輕盈等特性。然而，將現有包含乙烯醋酸乙烯酯共聚物之組成物所形成的塑化材料經各種物性測試後發現，雖然此塑化材料能維持一定硬度(hardness)且具有不低於55%的高彈性 (resilience)，但其收縮率(shrinkage)高於2%，仍無法滿足業界需求，也可能導致後續所製得成品的尺寸精確度大幅降低。而US8461222 B2則又進一步針對製備如鞋中底等鞋底構件的發泡原料進行研究，其改採以熱塑性聚烯烴系樹脂為主的組成物作為發泡原料，但其所形成的塑化材料彈性仍舊低於55%，無法滿足高彈性的需求。
此外，現有的組成物尚存在另一缺點，也就是於製備過程中，若是想要做出具有不同性質(例如彈性或收縮率)的鞋中底時，須依據最終成品所需性質，選擇不同的組成物及發泡倍率，且即使運用同一種組成物，也可能需要調整不同發泡倍率；然而，改變發泡倍率需使用到不同的發泡模具，如此又會造成成本的增加。
有鑒於現有包含乙烯醋酸乙烯酯共聚物或熱塑性聚烯烴系樹脂的組成物所具有的缺點，本案申請人首先思及一種用於形成塑化材料的組成物，該組成物所形成的塑化材料能同時具有高彈性(不低於55%)與低收縮率(不高於2%)而能作為鞋中底材料；此外，以該組成物來製備不同性質(例如彈性或收縮率)的鞋中底時，供提供不同性質的多種組成物僅需使用同一個發泡模具(即於同一發泡倍率下)進行發泡即可。
因此，本發明的第一目的，即在提供一種用於形成塑化 材料的組成物。
於是，本發明用於形成塑化材料的組成物包含一聚合物組分。
該聚合物組分包括乙烯醋酸乙烯酯共聚物、表面硬度範圍為55~60蕭耳A(shore A)的乙烯-α-烯烴共聚物(ethylene-α-olefin copolymer)、表面硬度範圍為85~90蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物及聚丙烯(polypropylene，簡稱PP)，其中，該表面硬度是依據ASTM D2240標準方法測定，且依據JIS K 7244-4標準方法於測定頻率為10Hz的條件下，由該組成物所形成之塑化材料的tanδ(-20℃)/tanδ(40℃)值範圍為2.5~3.8。
因此，本發明還有一第二目的，即在提供一種由前述用於形成塑化材料的組成物所形成的鞋中底。
於是，本發明鞋中底依據ASTM D2632標準方法測定彈性時，該鞋中底的彈性不低於55%，且依據SATRA TM-70標準方法測定收縮率時，該鞋中底的收縮率不高於2%。
此外，本發明還有一第三目的，即在提供一種前述鞋中底的製備方法。
於是，本發明鞋中底的製備方法包含下列步驟：依據該鞋中底的性質，分別提供一種前述用於形成塑化材料的組成物；及 使該用於形成塑化材料的組成物於一發泡倍率下進行發泡，以製得該鞋中底，其中，供提供不同性質的多種用於形成塑化材料的組成物是於同一發泡倍率下進行發泡。
本發明的功效在於：由於本發明用於形成塑化材料的組成物同時包含表面硬度範圍為55~60蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物與表面硬度範圍為85~90蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物，且由該組成物所形成之塑化材料的tanδ(-20℃)/tanδ(40℃)值於2.5~3.8範圍間，因此由本發明組成物所形成的塑化材料會同時具有高彈性(不低於55%)與低收縮率(不高於2%)而能作為鞋中底材料。此外，以本發明用於形成塑化材料的組成物來製備不同性質(例如彈性或收縮率)的鞋中底時，供提供不同性質的多種組成物僅需使用同一發泡模具(即於同一發泡倍率下)進行發泡即可。
以下將就本發明內容進行詳細說明：
[用於形成塑化材料的組成物]
較佳地，該乙烯醋酸乙烯酯共聚物中的醋酸乙烯酯單體單元(簡稱VA)含量範圍為24~29%。更佳地，該乙烯醋酸乙烯酯共聚物是選自於下表1中所列的乙烯醋酸乙烯酯共聚物或其組合。
較佳地，該乙烯醋酸乙烯酯共聚物的熔融指數(melt flow index，簡稱MI)範圍為0.9~9g/10min。
較佳地，該表面硬度範圍為55~60蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物與該表面硬度範圍為85~90蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物的重量比值範圍為0.3~1。更佳地，該表面硬度範圍為55~60蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物與該表面硬度範圍為85~90蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物的重量比值範圍為0.4~0.8。
較佳地，依據ASTM D1238標準方法測定於190℃下的熔融指數時，該表面硬度範圍為55~60蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物的熔融指數範圍為0.4~0.6g/10min，該表面硬度範圍為85~90蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物的熔融指數範圍為1.1~1.3g/10min。更佳地，該表面硬度範圍為55~60蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物與該表面硬度範圍為85~90蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物分別 具有如下表2中所列的各種物性範圍。
較佳地，該聚丙烯的熔融指數範圍為14~16g/10min。
較佳地，以該聚合物組分的總重為100wt%計，該乙烯醋酸乙烯酯共聚物的含量範圍為31~56wt%，該兩種乙烯-α-烯烴共聚物的總含量範圍為28~54wt%，該聚丙烯的含量範圍為2~16wt%。更佳地，以該聚合物組分的總重為100wt%計，該乙烯醋酸乙烯酯共聚物的含量範圍為31~56wt%，該硬度範圍為55~60蕭 耳A之乙烯-α-烯烴共聚物的含量範圍為10~20wt%，該硬度範圍為85~90蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物的含量範圍為20~32wt%，該聚丙烯的含量範圍為2~16wt%。
較佳地，該聚合物組分還包括低密度聚乙烯(low density polyethylene，簡稱LDPE)。更佳地，該低密度聚乙烯為線型低密度聚乙烯(linear low density polyethylene，簡稱LLDPE)。更佳地，該低密度聚乙烯的熔融指數範圍為0.9~5.5g/10min。又更佳地，該低密度聚乙烯是選自於下表3中所列的低密度聚乙烯或其組合。
更佳地，以該聚合物組分的總重為100wt%計，該乙烯醋酸乙烯酯共聚物的含量範圍為31~56wt%，該兩種乙烯-α-烯烴共聚物的總含量範圍為28~54wt%，該聚丙烯的含量範圍為2~16wt%，該低密度聚乙烯的含量範圍為1~21wt%。
較佳地，本發明用於形成塑化材料的組成物還包含一添加劑，該添加劑是選自於架橋劑、發泡劑、填充劑、發泡助劑、架 橋助劑或前述的組合。
更佳地，該架橋劑例如但不限於是過氧化二異丙苯(dicumyl peroxide，簡稱DCP)、二叔丁基過氧化異丙基苯[di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene]或前述的組合。又更佳地，以該聚合物組分的總重為100重量份計，該架橋劑的重量範圍為0.35~0.55重量份。
更佳地，該發泡劑例如但不限於是偶氮二甲醯胺(azodicarbonamide，簡稱AC)。又更佳地，以該聚合物組分的總重為100重量份計，該發泡劑的重量範圍為2~5重量份。
更佳地，該填充劑例如但不限於是滑石粉(talc)、碳酸鈣或前述的組合。又更佳地，以該聚合物組分的總重為100重量份計，該填充劑的重量範圍為0.5~6重量份。
更佳地，該發泡助劑例如但不限於是氧化鋅、硬脂酸(stearic acid，簡稱SA)、硬脂酸鋅(zinc stearate)或前述的組合。又更佳地，以該聚合物組分的總重為100重量份計，該發泡助劑的重量範圍為1~3重量份。
更佳地，該架橋助劑例如但不限於是三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(trimethylolpropane trimethacrylate，簡稱TMPTMA)、三聚氰酸三烯丙酯(triallyl cyanurate)或前述的組合。又更佳地，以該聚合物組分的總重為100重量份計，該架橋助 劑的重量範圍為0.1~1重量份。
[鞋中底]
較佳地，依據ASTM D2632標準方法測定彈性時，該鞋中底的彈性不低於60%，且依據SATRA TM-70標準方法測定收縮率時，該鞋中底的收縮率不高於1.5%。更佳地，該鞋中底具有如下表4中所列的各種物性範圍。
<藥品>
DF605與DF810的各種物性整理於下表5中。
<實施例1~8、比較例1~5>
製備用於形成塑化材料的組成物
依據下表6的成分比例混合所有成分後，即製得實施例1~4與比較例1~3的用於形成塑化材料的組成物；依據下表7的成分比例混合所有成分後，即製得實施例5~8與比較例4~5的用於形成塑化材料的組成物。於表6及表7中，聚合物組分中的成分含量是以該聚合物組分的總重為100wt%計算；添加劑中的成分含量是以該聚合物組分的總重為100重量份計算。
<應用例1~4、比較應用例1~3>
製備鞋中底(以CMP製程製備)
應用例1~4(由實施例1~4所形成)與比較應用例1~3(由比較例1~3所形成)的鞋中底是分別依據下列步驟所製得。
步驟(1)-混煉：分別將實施例1~4與比較例1~3所得用於形成塑化材料的組成物投入利拿混煉機(Kneader)中進行混煉，得到混煉料。其中，利拿重錘氣壓設定為4~4.5kg/cm2，馬達轉速 設定為1200rpm，且入料溫度、出料溫度、翻料溫度及翻料次數如下表8所示。
步驟(2)-造粒：將步驟(1)所得的混煉料放入單螺桿造粒機中進行造粒後，得到發泡顆粒。其中，造粒機各模頭的溫度為90±5℃，各電熱的溫度為85±5℃。
需先說明的是，應用例1~4與比較應用例1~3於步驟(2)後的步驟是根據下列的CMP製程製備。
[CMP製程]
步驟(3)-製備小發泡粗胚：將發泡顆粒依照模具大小秤重後，再置於設置在已預先加熱至175±5℃之發泡機台上的發泡模具內，接著依據下表9的發泡倍率與壓縮倍率下進行發泡。當發泡完成後，於室溫下冷卻定型至少12小時，接著套量確認尺寸後，即得到小發泡粗胚。其中，加硫時間設定為420~600秒，合模壓力設定為100±20bar。特別說明的是，在本步驟中，應用例1~4皆是使用同一發泡模具(即於同一發泡倍率下)進行發泡。
步驟(4)-打粗：將步驟(3)得到的小發泡粗胚針對其側牆與底部進行打粗。
步驟(5)-熱壓：將經步驟(4)打粗後的小發泡粗胚壓入鞋中底成型模具中進行加壓與加熱420~600秒(合模壓力為120±20kg/cm2；機台溫度為155±5℃)。
步驟(6)-冷壓定型：將步驟(5)進行熱壓後的鞋中底成型模具直接拖放置冷壓區進行冷壓480~600秒(合模壓力為120±20kg/cm2；冷壓板溫度為20~25℃)，即得到於鞋中底成型模具中的冷壓成品。
步驟(7)-修邊：將於鞋中底成型模具中的冷壓成品取出，於室溫下進行修邊整理後，得到該應用例1~4與比較應用例1~3的鞋中底。將鞋中底放置至少一天後，即可再進行後續貼合流程。
<應用例5~8、比較應用例4~5>
製備鞋中底(以IP製程製備)
應用例5~8(由實施例5~8所形成)與比較應用例4~5(由比較例4~5所形成)的鞋中底之製備方法與應用例1~4類似，其差異在於，應用例5~8於步驟(2)後的步驟是根據下列的IP製程製備。
[IP製程]
步驟(3)-射出成型：將發泡顆粒設置於射出成型機的射槍中，並設定射槍的四段溫度為95℃(射嘴)、93℃、90℃以及87℃。發泡顆粒經射槍射出後變為熔融狀態，再進入成型模具(厚度10mm)內進行發泡以形成發泡鞋底。其中，成型模具溫度為175℃，發泡成型時間為300秒(應用例5~8)或420秒(比較應用例4~5)，射座壓力為50bar，入料壓力為100bar，而發泡倍率則如下表10所示。特別說明的是，在本步驟中，應用例5~8皆是於同一成型模具(即於同一發泡倍率下)進行發泡。
步驟(4)-定型：將經射出成型後所得的發泡鞋底經過一輸送烘箱進行定型後，得到定型成品。其中，輸送時間為20分鐘，輸送時逐步降溫，溫度依序為85℃、85℃、55℃、44℃、35℃、35℃。
步驟(5)-修邊：將定型成品於室溫下進行修邊整理後，得到該應用例5~8與比較應用例4~5的鞋中底。將鞋中底放置至少一天後，即可再進行後續貼合流程。
需特別說明的是，以本發明的組成物製備鞋中底時，可 選擇CMP製程或IP製程製備，即前述應用例1~4於步驟(2)後並不限於以CMP製程製備鞋中底，其也可以IP製程製備鞋中底，而應用例5~8於步驟(2)後同樣不限於以IP製程製備鞋中底，其也可以CMP製程製備鞋中底。
<鞋中底物性分析>
物性測試方法
將應用例1~8與比較應用例1~5得到的鞋中底依據各種標準方法分別測試其物性，各物性所依據的標準方法如下表11所示。
結果與討論
應用例1~4與比較應用例1~3所得物性結果與其聚合物 組分中各成分的含量整理於下表12中；應用例5~8與比較應用例4~5所得物性結果與其聚合物組分中各成分的含量整理於下表13中。
從表12與13可知，由實施例1~8所製得的鞋中底(應用例1~8)，其彈性皆不低於55%且收縮率皆不高於2%，然而由聚合物 組分中未包括DF605(表面硬度範圍為55~60蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物)與DF608(表面硬度範圍為85~90蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物)或僅包括DF605的比較例1~5所製得的鞋中底(比較應用例1~5)，雖彈性皆大於55%，但其收縮率皆高於2%以上。由上述結果說明，由本發明包括表面硬度範圍為55~60蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物與表面硬度範圍為85~90蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物之組成物所製得的鞋中底除了具有高彈性(不低於55%)外，同時還具有低收縮率(不高於2%)，與由現有未包括表面硬度範圍為55~60蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物與表面硬度範圍為85~90蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物之組成物或僅包括表面硬度範圍為55~60蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物之組成物所製得的鞋中底(比較應用例1~5)雖具有高彈性，但卻無法具有低收縮率不同。
從表12與13也可以觀察到，同時具有高彈性(不低於55%)與低收縮率(不高於2%)之應用例1~8的tanδ(-20℃)/tanδ(40℃)值皆於2.5~3.8範圍內，而僅具有高彈性而不具有低收縮率之比較應用例1~5的tanδ(-20℃)/tanδ(40℃)值皆未落在2.5~3.8範圍內，說明當用於形成塑化材料的組成物所形成之塑化材料(即鞋中底)的tanδ(-20℃)/tanδ(40℃)值於2.5~3.8範圍內時，該塑化材料會同時具有高彈性(不低於55%)與低收縮率(不高於2%)。
此外，特別值得一提的是，實施例1~8的組成物雖是於同一發泡模具下(即於同一發泡倍率下)進行發泡，其所製得的鞋中底(應用例1~8)確能具有不同彈性與收縮率，證實若是以本發明用於形成塑化材料的組成物來製備不同彈性與收縮率的鞋中底時，供提供不同性質的多種組成物僅需使用同一發泡模具(即於同一發泡倍率下)進行發泡即可。
綜上所述，本發明透過使用於形成塑化材料的組成物同時包含表面硬度範圍為55~60蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物與表面硬度範圍為85~90蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物，同時調控由該組成物所形成之塑化材料的tanδ(-20℃)/tanδ(40℃)值於2.5~3.8範圍間，因此由本發明組成物所形成的塑化材料會同時具有高彈性(不低於55%)與低收縮率(不高於2%)而能作為鞋中底材料。此外，以本發明用於形成塑化材料的組成物來製備不同性質(例如彈性或收縮率)的鞋中底時，供提供不同性質的多種組成物僅需使用同一發泡模具(即於同一發泡倍率下)進行發泡即可，故確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

Claims (8)

  1. 一種鞋中底，是由下列步驟所製得：依據該鞋中底的性質，分別提供一種用於形成塑化材料的組成物；及使該用於形成塑化材料的組成物於一發泡倍率下進行發泡，以製得該鞋中底，其中，供提供不同性質的多種用於形成塑化材料的組成物是於同一發泡倍率下進行發泡，且該用於形成塑化材料的組成物包含一聚合物組分，該聚合物組分包括乙烯醋酸乙烯酯共聚物、表面硬度範圍為55~60蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物、表面硬度範圍為85~90蕭耳A的乙烯-α-烯烴共聚物及聚丙烯，並該表面硬度是依據ASTM D2240標準方法測定，且依據JIS K 7244-4標準方法於測定頻率為10Hz的條件下，由該組成物所形成之塑化材料的tanδ(-20℃)/tanδ(40℃)值範圍為2.5~3.8，而依據ASTM D2632標準方法測定彈性時，該鞋中底的彈性不低於55%，且依據SATRA TM-70標準方法測定收縮率時，該鞋中底的收縮率不高於2%。
  2. 如請求項1所述的鞋中底，其中，該表面硬度範圍為55~60蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物與該表面硬度範圍為85~90蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物的重量比值範圍為0.3~1。
  3. 如請求項2所述的鞋中底，其中，該表面硬度範圍為55~60蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物與該表面硬度範圍為85~90蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物的重量比值範圍為0.4~0.8。
  4. 如請求項1所述的鞋中底，其中，依據ASTM D1238標準方法測定於190℃下的熔融指數時，該表面硬度範圍為55~60蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物的熔融指數範圍為0.4~0.6g/10min，該表面硬度範圍為85~90蕭耳A之乙烯-α-烯烴共聚物的熔融指數範圍為1.1~1.3g/10min。
  5. 如請求項1所述的鞋中底，其中，以該聚合物組分的總重為100wt%計，該乙烯醋酸乙烯酯共聚物的含量範圍為31~56wt%，該兩種乙烯-α-烯烴共聚物的總含量範圍為28~54wt%，該聚丙烯的含量範圍為2~16wt%。
  6. 如請求項1所述的鞋中底，其中，該聚合物組分還包括低密度聚乙烯。
  7. 如請求項6所述的鞋中底，其中，以該聚合物組分的總重為100wt%計，該乙烯醋酸乙烯酯共聚物的含量範圍為31~56wt%，該兩種乙烯-α-烯烴共聚物的總含量範圍為28~54wt%，該聚丙烯的含量範圍為2~16wt%，該低密度聚乙烯的含量範圍為1~21wt%。
  8. 如請求項1所述的鞋中底，其中，該用於形成塑化材料的組成物還包含一添加劑，該添加劑是選自於架橋劑、發泡劑、填充劑、發泡助劑、架橋助劑或前述的組合。
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