TWI731460B

TWI731460B - 熱固性膜

Info

Publication number: TWI731460B
Application number: TW108139643A
Authority: TW
Inventors: 高瑞隆
Original assignee: 茂康股份有限公司; 高瑞隆
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2021-06-21
Also published as: TW202118824A

Abstract

本發明提出一種熱固性膜，其成分包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚烯烴類彈性體(POE)、有機過氧化物、交聯助劑、及無機過氧化物。

Description

熱固性膜

本發明是關於熱固性膜，特別是用於貼合一乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)發泡層與一橡膠層的熱固性膜。

現代鞋子的設計愈加講究，須考量保護足部、協助運動、耐用、美觀、及價格實惠等因素。

圖1顯示鞋子(運動鞋)1的基本構造圖。鞋子自上而下包括鞋面11、中插12、中底13、及大底14。大底14的材料主要包括加硫橡膠，諸如天然橡膠或人工橡膠。中底13的種類主要包括乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(ethylene vinyl acetate，EVA)中底及PHYLON中底。EVA中底是經過一次發泡所成者，亦即，將原料注入模具，然後經過高溫加熱後一次成形。PHYLON中底則是經過二次發泡所成者，亦即，將原料注入模具，作第一次成形，然後再經過二次高溫加熱後模製成形者。

鞋面11、中插12、中底13、及大底14在分別形成後，須加以貼合。中底13與大底14通常是以黏膠來貼合，諸如溶劑型黏膠或水性黏膠。但是，以這些黏膠來貼合具有若干缺點。例如，溶劑型黏膠(例如，強力膠)會產生揮發性氣體，可能危害環境或人體，引發工安問題。又例如，水性黏膠的黏性不足，因而，在鞋子1使用一段期間後，中底13與大底14可能分離。

在一種製程中，EVA中底會經過第一次高溫加熱來發泡成形，等到冷卻後，與大底貼合，再經過第二次高溫加熱。值得注意的是，EVA中底在頃發泡成形的高溫狀態下，非常脆弱，不可碰觸(untouchable)。若恣意碰觸它，將導致它變形。是故，必須等待EVA中底冷卻，才可與大底貼合。一來，第一次高溫加熱到冷卻，會造成能源浪費。二來，這種製程需要二次高溫加熱，並不便利。

因此，亟須提出一種改良的貼合物及其使用方法，以消除或緩和上述問題。

有鑑於此，根據本發明的一種觀點，提出一種熱固性膜，適合於貼合至一EVA發泡層與一橡膠層之間。熱固性膜的成分包括EVA、聚烯烴類彈性體(polyolefin elastomer，POE)、有機過氧化物(organic peroxide)、交聯助劑(crosslinking coagent)、及無機過氧化物(inorganic peroxide)。

可選地，或較佳地，EVA發泡層是已製備的組件。

可選地，或較佳地，有機過氧化物為二叔丁基過氧化異丙基苯(di(tert-butylperoxyisopropyl)benzene)、過氧化二異丙苯(dicumyl peroxide)、叔丁基過氧化碳酸-2-乙基己酯(tert-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate)、或1,1-二叔丁過氧基-3,3,5-三甲基環己烷(1,1-di-(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane)。

可選地，或較佳地，交聯助劑為丙烯酸鋅。

可選地，或較佳地，無機過氧化物為過氧化鋅(ZnO₂)。

可選地，或較佳地，熱固性膜的配方按重量份計：EVA為70~90份；POE為10~30份，但EVA加上POE為100份；有機過氧化物為0.5~2.5份；交聯助劑為10~25份；及無機過氧化物為0.3~1.5份。

可選地，或較佳地，熱固性膜的厚度是180~500微米(μm)。

此外，根據本發明的另一種觀點，提出一種使用熱固性膜的方法，包括下列步驟S1至S3。步驟S1是形成一熱固性膜，熱固性膜包括EVA、POE、有機過氧化物、交聯助劑、及無機過氧化物。步驟S2是將熱固膜貼合至一EVA發泡層及/或一橡膠層，以形成一預先貼合體。步驟S3是將預先貼合體放置到一熱定型模具中加熱，以形成一貼合完成體。

可選地，或較佳地，熱定型模具的溫度是設定成約攝氏150至170度。

可選地，或較佳地，橡膠層在發生交聯前發生活化。

可選地，或較佳地，橡膠層發生活化於約攝氏150度，而發生交聯於約攝氏150至170度。

可選地，或較佳地，貼合完成品是設置在一鞋子的一中插下。

由此可知，本發明是透過熱固性膜來貼合EVA發泡層與橡膠層。預先貼合體經過一次高溫加熱，即可形成貼合完成體。其中，橡膠層的固化、熱固性膜與橡膠層的接著、熱固性膜與EVA發泡層的接著、及EVA發泡層的定形可在單獨一次的高溫加熱中完成，不需要分階段進行。

本發明不必等待EVA中底的EVA發泡層冷卻才進行貼合，可加速製程。此外，橡膠層亦不必進行完全固化，可節省能源。

下文將配合圖式並詳細說明，使本發明的其他目的、優點、及新穎特徵更明顯。

1:鞋子

11:鞋面

12:中插

13:中底

14:大底

2:熱固性膜

31:EVA發泡層

32:橡膠層

4:預先貼合體

5:貼合完成體

6:熱定型模具

S1、S2、S3:步驟

圖1顯示鞋子(運動鞋)的基本構造圖。

圖2顯示本發明的一實施例的熱固性膜及相關元件的示意圖。

圖3A及圖3B顯示本發明的一實施例的使用熱固性膜的方法的流程圖。

圖4顯示本發明的一實施例的隔離紙及二片長條試片的示意圖。

以下提供本發明的不同實施例。這些實施例是用於說明本發明的技術內容，而非用於限制本發明的權利範圍。一實施例的一特徵可透過合適的修飾、置換、組合、分離以應用於其他實施例。

應注意的是，在本文中，除了特別指明者之外，具備「一」元件不限於具備單一的該元件，而可具備一或更多的該元件。

此外，在本文中，所謂的「上」、「下」、「左」、「右」、「前」、「後」、或「之間」等用語，只是用於描述多個元件之間的相對位置，並在解釋上可推廣成包括平移、旋轉、或鏡射的情形。

此外，在本文中，除了特別指明者之外，「一元件在另一元件上」或類似敘述不必然表示該元件接觸該另一元件。

此外，在本文中，所謂的一元件「適合於」另一元件，是指該另一元件不屬於申請標的的一部分，而是示例性地或參考性地有助於設想該元件的性質或應用。

此外，在本文中，「約」一數值是指包括該數值的±10%的範圍，特別是該數值±5%的範圍。

(構造)

圖2顯示本發明的一實施例的熱固性膜2及相關元件的示意圖。

如圖2所示，本發明的熱固性膜2為單層膜，用於將一EVA發泡層31與一橡膠層32貼合。EVA發泡層31在最終成形時，相當於圖1的鞋子1的中底13。下表面適合於貼合至橡膠層32。橡膠層32在最終成形時，相當於圖1的鞋子1的大底14。

值得注意的是，EVA發泡層31及橡膠層32在最終成形後，分別相當於圖1的鞋子1的中底13及大底14，是指它們在鞋子11中的位置及應用彼此類似，但本發明的EVA發泡層31及橡膠層32，在以本發明的熱固性膜2來貼合後，在最終成形時將得到強化，而具有更佳效果。

(配方)

本發明的熱固性膜2包括EVA、POE、有機過氧化物、交聯助劑、及無機過氧化物。在一實施例中，本發明的熱固性膜2的配方按重量份計：EVA為70~90份；POE為10~30份，但EVA加上POE為100份；有機過氧化物為0.5~2.5份；交聯助劑為10~25份；及無機過氧化物為0.3~1.5份。

在上述配方中，所謂的「包括」是指透過所述原料來製備而成，或以所述原料為其配方。

有機過氧化物可為二叔丁基過氧化異丙基苯、過氧化二異丙苯、叔丁基過氧化碳酸-2-乙基己酯、或1,1-二叔丁過氧基-3,3,5-三甲基環己烷。

交聯助劑可為丙烯酸鋅。

無機過氧化物可為過氧化鋅。

在可能的實施例1中，請見下表1的配方編號2，熱固性膜2是由EVA 85份、POE 15份、有機過氧化物1.0份、丙烯酸鋅為10份、及過氧化鋅1.0份所製備而成。

在可能的實施例2中，請見下表1的配方編號5，熱固性膜2是由EVA 75份、POE 25份、有機過氧化物1.5份、丙烯酸鋅為20份、及過氧化鋅0.5份所製備而成。

在可能的實施例3中，請見下表1的配方編號6，熱固性膜2是由EVA 75份、POE 25份、有機過氧化物1.5份、丙烯酸鋅為20份、及過氧化鋅1.0份所製備而成。

已知過氧化鋅可在約攝氏150度時瞬間分解，反應式：ZnO₂→ZnO+O，使橡膠層32，特別是其與熱固性膜2的下表面的接觸面發生活化。橡膠層32在約攝氏150度發生活化後，接著在約攝氏150度與熱固性膜2發生交聯，如此，熱固性膜2與橡膠層32即可形成牢固的貼合。

(方法)

圖4A及圖4B顯示本發明的一實施例的使用熱固性膜2的方法的流程圖。

步驟S1是形成一熱固性膜2。熱固性膜2包括上表面及下表面。熱固性膜2包括EVA、POE、有機過氧化物、交聯助劑、及無機過氧化物。其餘關於熱固性膜2構造及配方，請見上文的說明。

步驟S2是將上表面貼合至一EVA發泡層31，並將下表面貼合至一橡膠層32，以形成一預先貼合體4。

步驟S3是將預先貼合體4放置到一熱定型模具6中加熱，以形成一貼合完成體5。熱定型模具6例如是熱壓機。熱定型模具6的溫度例如是設定成約攝氏170度。

據此所成的貼合完成體5是設置在如圖1所示的一鞋子1的一中插12下，也就是已貼合的中底13與大底14，但其接著力已得到強化。

(測試)

在實驗室中，可製作EVA發泡試片來作為EVA發泡層31，可採用一般的EVA發泡板配方，且將其密度調整至每立方公分0.3公克(0.3g/cm³)，EVA發泡板的長度6公分、寬度為5公分、及厚度為1公分。

可製作橡膠試片來作為橡膠層32，可採用一般的橡膠底配方。橡膠底的長度6公分、寬度為5公分、及厚度為1公分。

EVA發泡試片及橡膠試片可在模具內透過本發明的熱固性膜2來熱壓貼合。模具的溫度是設定成約攝氏150度。將預先貼合體放冷，然後測試其接著力。

在鞋業中，接著力F通常是以「剝離力P」(亦稱為「剝離強度」)為準，而常用標準是剝離力P必須大於平均每公分3公斤，亦即，P>3kg/cm。剝離力測試可由萬能拉力機來執行。

首先，將熱壓機模具預熱至攝氏150度，將本發明的熱固性膜2放置在EVA發泡試片與橡膠試片之間，一側(長條的末端)以1公分的隔離紙來隔離EVA發泡試片與橡膠試片，以形成預先貼合試片。隔離紙的存在是為了便於萬能拉力機分別施力於EVA發泡試片與橡膠試片。將預先貼合試片放置到模具中，合模加熱600秒，形成貼合完成試片，將其取出並放冷。

接著，將貼合完成試片切割成二片長條試片，寬度為2.5公分。將長條試片夾置在萬能拉力機上，以每分鐘5公分(5cm/min)的速率拉扯原本分別是EVA發泡試片及橡膠試片的兩面，並記錄兩面在剝離時的拉力值。針對如下表1所示的多種配方，每種配方生成五片長條試片來進行測試。

在測試中，若一長條試片的剝離力P大於每公分3公斤，則標記為「合格」，否則為「不合格」。若一貼合完成試片切割而成的五片長條試片全部皆為合格，則此貼合完成試片標記為「○」，宜採用該種配方；若部分為合格，則此貼合完成試片標記為「△」，可採用該種配方；若全部皆為不合格，則此貼合完成試片標記為「╳」，不宜採用該種配方。

表1顯示本發明多個實施例的熱固性膜2及其測試結果。所列數值皆是按重量份計。

由表1可知，熱固性膜2的配方的各種成分必須在特定範圍內才可通過測試。根據本發明的配方所製作的熱固性膜2，適合於貼合在EVA發泡層31與橡膠層32之間，並可提供剝離力P大於每公分3公斤，符合鞋業的標準。

此外，本發明是透過熱固性膜2來貼合EVA發泡層31與橡膠層32，以形成預先貼合體4，經過一次高溫加熱，即可形成貼合完成體5。其中，橡膠層32的活化、熱固性膜2與橡膠層32的交聯、熱固性膜2與EVA發泡層31的交聯、及EVA發泡層31的發泡可在單獨一次的高溫加熱中完成，不需要分階段進行。

本發明不必等待相當於EVA中底的EVA發泡層31冷卻才進行貼合，可加速製程。此外，亦不必進行二次高溫加熱，可節省能源。

儘管本發明已透過多個實施例來說明，應理解的是，只要不背離本發明的精神及申請專利範圍所主張者，可作出許多其他可能的修飾及變化。

2:熱固性膜

31:EVA發泡層

32:橡膠層

Claims

一種熱固性膜，包括：一上表面，適合於貼合至一乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)發泡層；一下表面，適合於貼合至一橡膠層；該熱固性膜的配方，按重量份計，包括70~90份的EVA、10~30份的聚烯烴類彈性體(POE)、0.5~2.5份的有機過氧化物、10~25份的交聯助劑、及0.3~1.5份的無機過氧化物，其中EVA加上POE為100份；其中該熱固性膜適合用於一鞋子。
如請求項1所述的熱固性膜，其中，該EVA發泡層是已製備的組件。
如請求項1所述的熱固性膜，其中，有機過氧化物為二叔丁基過氧化異丙基苯、過氧化二異丙苯、叔丁基過氧化碳酸-2-乙基己酯、或1,1-二叔丁過氧基-3,3,5-三甲基環己烷。
如請求項1所述的熱固性膜，其中，交聯助劑為丙烯酸鋅。
如請求項1所述的熱固性膜，其中，無機過氧化物為過氧化鋅。
如請求項1所述的熱固性膜，其中，該熱固性膜的厚度是180~500微米。
一種使用熱固性膜的方法，包括：步驟S1：形成一熱固性膜，該熱固性膜包括70~90份的EVA、10~30份的POE、0.5~2.5份的有機過氧化物、10~25份的交聯助劑、及0.3~1.5份的無機過氧化物，其中EVA加上POE為100份；步驟S2：將熱固膜貼合至一EVA發泡層及/或一橡膠層，以形成一預先貼合體；及步驟S3：將該預先貼合體放置到一熱定型模具中加熱，以形成一貼合完成體。
如請求項7所述的使用熱固性膜的方法，其中，該熱定型模具的溫度是設定成攝氏150至170度。
如請求項7所述的使用熱固性膜的方法，其中，該橡膠層在發生交聯前發生活化。
如請求項7所述的使用熱固性膜的方法，其中，該橡膠層發生活化於攝氏150度，而發生交聯於攝氏150至170度。
如請求項7所述的使用熱固性膜的方法，其中，該貼合完成品是設置在一鞋子的一中插下。