利用聚氨酯薄膜研制的鞋底及其制造方法 【发明领域】
本发明涉及一种鞋底及其制造方法，详细地说，本发明涉及一种利用聚氨酯薄膜生产的鞋底及其制造方法。
背景技术
聚氨酯鞋底是以聚氨酯为原料所生产的鞋底。一般多用于运动鞋。
以往制造鞋底使用模具制造铸造法。待成形后，再对其表面进行涂层等复杂的程序处理。详细地说，就是在下部模具内注入通常使用的聚氨酯树脂原料，合上模具，经过一定时间发泡，形成与模具形状完全相同的鞋底。(图1a，图1b，图1c)脱模之后，根据所需再进行涂层等后加工处理。
过去生产的鞋底，在发泡过程中产生的自然气泡造成了粗糙的表面。为了使鞋底表面光滑，也为了得到所需的颜色，就必须进行表面涂层处理。常使用的涂层法有光亮剂喷涂法、光学剂浸渍法、光亮剂涂膜法等。
光亮剂喷涂法是在鞋底外部用喷射机着色的方法。为了防止在不需着色的部位着色，须先用胶纸完全封好这个部位，以防颜料沾色。(图1d)。使用喷涂法要做到
1.光亮剂在溶剂里溶解后，再喷射在鞋底表面，喷射出的溶液会蒸发，也就是说，为了烘干喷射出的颜料，必须要有干燥灯及干燥传导器等一系列干燥设施；
2.经过烘干过地鞋底，要另外进行脱胶纸处理。处理过程中，即使小心翼翼，也常会因为胶纸上残留的颜料而污染鞋底颜色；
3.粘贴在鞋底某些部位的胶纸，在干燥过程中，经过一定温度的热处理后，胶层熔化在鞋底上，这样就需要增加除残胶程序。
光亮剂浸渍涂层法是将鞋底反复数次浸入光亮剂中，形成涂层的方法。使用浸渍涂层法要做到
1.与喷涂法相同，需要烘干程序；
2.为了利于脱模，要大量使用对人体有害之物质，如离型剂等；
3.残留在鞋底上的离型剂，直接影响鞋底的物性。为此，必须先在已烷溶液、环己烷溶液或两种溶剂的混合液中浸泡脱模后的鞋底。之后、再反复多次浸入光亮剂内，形成涂层。
光亮剂涂膜法是用涂刷将光亮剂涂在鞋底表面，形成涂层的方法。
此方法与前面所讲述的两种方法相同，也要进行烘干处理及涂层处理复杂的程序，是不科学的处理方法。
如上所述，以往制造鞋底的方法中，在鞋底成形后，另外须进行涂层处理；涂层前后还要进行许多复杂的处理过程；要使用对环境有污染的离型剂、光亮剂；款式稍有变化，就要重新开发模具等等。发明目的
本发明的目的是，提供一种薄膜可自动粘贴在鞋底表面形成涂层的鞋底制造方法及该鞋底。
发明概述
为了解决上述问题，发明人经过多年反复的实验，创造出新的生产鞋底的方法：在下部模具上固定好带有颜色纹路的聚氨酯薄膜，注入原料，合上模具，原料在发部形成过程中，聚氨酯薄膜自动粘结于鞋底表面，形成涂层。
本发明所使用的聚氨酯薄膜可进行聚氨酯干式涂层处理，也可在其表面进行纹路及颜色处理，提高其物性，改变外观和手感。本发明彻底省去了光亮处理及干燥处理等一系列后加工程序，使整个生产程序简单化。另外，还可使用砂纸进行磨砂处理，得到牛皮革效果的聚氨酯薄膜。由此可见，新的制造法可生产出以往技术无法生产的具有特别手感和外观的新型鞋底。发明详述
本发明是在生产鞋底的下部模具(下模)上固定所需的聚氨酯薄膜，然后在上面注入生产原料，合上模具，让原料发泡。这时，聚氨酯薄膜自动粘结于鞋底表面，使鞋底外部自动形成涂层。此发明把伸缩性较强的聚氨酯湿式(湿法成膜)薄膜放在下部模具内，随着聚氨酯原料的发泡而被拉伸，自动粘结于鞋底表面。这种方法，省去了另外进行涂层的繁琐程序。
本方法使用的聚氨酯湿式薄膜是把尼龙聚乙烯织物等材料进行水分处理，离型剂处理后，在10-300g/cm2的拉力强度下、用通常的方法形成湿式PU层，然后剥离织物而得到的。(图2)这里所说的湿式PU层是以水为溶剂的聚氨酯湿式树脂溶剂，在其上面添加表面活性剂、发泡剂、DMF，涂膜后形成的微细组织结构层。为了得到多样的外观，可选择滚简进行纹路处理。(图3b)或选用表面处理法进行颜色处理，提高物性，改善外观。(图3c)还可用砂纸进行磨砂处理，形成牛皮革效果。
除此之外，还可使用热塑型聚氨酯树脂制成热塑聚氨酯薄膜，然后在聚氨酯湿式薄膜上再进行干式迭层处理，(图3a)制成聚氨酯干式-湿式薄膜。
本发明的发明人在此对聚氨酯薄膜的发明进行了详细说明(薄膜发明专利号：95-43258)。
本发明使用的聚氨酯薄膜必须随鞋底制造原料的发泡以及上下模具的形状而延伸。因此，该薄膜应具有一定的柔软性、延伸性和粘结性。延伸率在400％以上，粘结强度在2.5kg/cm2以上。
以下是对新的鞋底制造法所进行的详细说明：
把聚氨酯薄膜固定在下部模具上是第一道工序；在聚氨酯薄膜上注入原料，合上模具是第二道工序；树脂原料发泡时，聚氨酯薄膜自动粘结在鞋底上为第三道工序。
在第一道工序中，通常使用钉子来固定薄膜，这样可防止薄膜折叠；另外，鞋底原料在发泡过程中拉伸了薄膜，这时，钉子的固定可起到支撑作用。如选用钉子固定法，使用20-100个钉子为好，因为这样可充分固定薄膜。
聚氨酯薄膜可固定在下部模具的上方，也可在上下部模具的内表面同时固定薄膜。此外，可根据所需选用两种不同颜色及纹路的薄膜，分别固定在上下部模具上，生产出多种款式、不同效果的鞋底。
要增加鞋底厚度时，可使用上部模具和下部模具间有夹层的三层模具。使用三层模具，增大了上下模具的间隙，避免原液溢出等不良现象的发生。
在第二道工序中，通常使用的鞋底原料为聚氨酯原料。聚氨酯溶液是多羟基化合物(polyol)，二异氰酸酯(diisocyanate)和整泡剂的混合液。因此要考虑多羟基化合物和二异氰酸酯的配比和其各自的化学特性。在适当的条件下，才可形成发泡。鞋底制造原料和聚氨酯薄膜，无需使用粘结剂就可以粘结。为了提高两者间的粘结强度，应延长1-2分钟的不剥离时间(tack free ime)。每次使用30～50重量份的多羟基化合物，30～50重量份的二异氰酸酯，以及0…0.5重量份的硅(sillicon)整泡剂或表面活性剂和0.1…1.1重量份的H2O。聚氨酯树脂液是多羟基化合物与二异氰酸酯反应产生的聚氨酯综合体，放出的二氧化碳起着发泡的作用。
多羟基化合物中以聚酯类多羟基化合物和聚醚类多羟基化合物为好。
制造聚氨酯薄膜时，在织物上进行10g/cm2-300g/cm2的抗张强度处理后，在其表面形成湿式涂层，然后剥离涂布。薄膜形成后，可进行压纹、颜色和磨砂处理，以改善外观，提高物性。除此之外，还可使用热民性聚氨酯树脂制成热民性聚氨酯薄膜。
在聚氨酯制品成形时，为了调整发泡，一般使用整泡剂，本发明使用硅整泡剂或表面活性剂。硅在聚氨酯树脂溶液与聚氨酯薄膜间起阻碍粘结作用。为了保证鞋底与聚氨酯薄膜间的粘结性，溶液中的硅控制在0…1.5重量份为好。
第三道工序中使用的发泡机对制造原料施以一定的温度和压力，起均匀化合原料的作用。
制造原料的温度和原料的粘度具有重要的关系。在此发明中，原料的温度应为30-50℃，模具温度应为35-65℃。
原液注入到模具上后，加热模具30秒-2分钟，发泡温度提高到110-160℃。这时，模具内的空气层几乎消失。发泡完全形成后，原料将扩散到模具的各个部位，此时，成形完全结束，但发泡体尚未形成固体，需在35-65℃温度下经过2-15分钟的固化(curing)方可。固化的具体方法是，将存有发泡体的模具放入有热风循环的烘室里，或在模具内安装电热线，或采取蒸汽法。固化完成之后，进行脱模，即可得到成品鞋底。
附图的简单说明
图1是以往生产鞋底的工序图。
图2是本发明所使用的聚氨酯薄膜剖面图。
图3是使用聚氨酯薄膜加工处理后的产品剖面图。
图4是利用本发明生产鞋底的制造工序图。
图5是根据本发明生产的鞋底剖面图。图中：
1.制造鞋底用下部模具
2.制造鞋底用上部模具
3.制造鞋底原液
3a发泡成型的鞋底
4.喷射机
5.光亮剂溶液
6.光亮剂溶液贮藏器
7.涂膜刷
8.聚氨酯薄膜
9.织布(涂布)
10.粘结剂
11.干式皮膜层
13.纹路表面
14.磨砂层
15.聚氨酯薄膜
16.固定薄膜
17.空气层
实施例
以下通过实施例进一步说明这项发明：实施例1
在210吨尼龙taffeta涂布上，将粘度为20,000cps(20℃)的聚氨酯湿式树脂(含固量30％)100重量份，阴离子表面活性剂1重量份，中性表面活性剂1重量份，DMF50重量份在内的聚氢酯溶液，以1.0mm罂厚度均匀涂上。20秒后，放入水中，在40℃水中冷却10分钟，在60℃水中浸泡30分钟(将DMF完全冲洗出)，在120℃温度下干燥10分钟，剥离涂布，即可得到具有一定拉力强度的聚氨酯薄膜。
将薄膜在下部模具固定好后，把聚酯类聚氨酯溶液(聚酯类多羟基化合物45.5％重量；二异氰酸酯50％重量；硅表面活性剂0.3％重量，H2O 0.2％重量)注入到聚氨酯薄膜上，合上模具。40℃的溶液被注入到55℃的薄膜后，加热模具，1分30秒后，发泡温度上升到120℃。在50℃温度下经过5分钟成形，待完成硬化后脱模，即可得到成品鞋底。实施例2
用热塑性聚氨酯树脂代替粘度为20,000cps的聚氨酯湿式树脂。制成热塑性聚氨酯薄膜并固定在下部模具上。
把聚酯聚氨酯溶液(聚酯类多羟基化合物45％重量，二异氰酸酯54.1％重量，硅表面活性剂0.4％重量，H2O 1.1％重量)注入到下部模具的热塑性薄膜上，合上模具。把45℃的原料注入到55℃的薄膜上。加热模具，1分钟后，发泡温度上升到130℃。在45℃下放置7分钟，待完全硬化后脱模，即可得到成品。实施例3
把溶液(单组份聚氨酯树脂100重量份、含固量30％；DMF20-40重量份；MEK20-40重量份)倒在尼龙涂布上，用刀具以180g/m2均匀涂在其表面，涂膜后在130℃下完全烘干后，在其表面再涂一层双组份聚氨酯树脂(含固量50-70％)的粘结剂(1000g/m2)，然后在100-150℃下进行半烘干处理，在10℃下成形2小时，剥离涂布，得到干-湿式薄膜。
把聚酯溶液(硅表面活性剂50％重量，二异氰酸酯48.4％重量，硅表面活性剂0.5％重量，H2O 1.1重量)注入到聚氨酯干-湿式薄膜上，合上模具。把47℃的原液注入到60℃的薄膜上，加热模具，40秒后，发泡温度上升到150℃，在55℃温度下成形4分钟，待完成硬化后即可得到成品的鞋底。实施例4
将实施例1中得到的聚氨酯薄膜固定在所需模具的下部。
把聚醚聚氨酯溶液(聚醚多羟基化合物30％重量，二异氰酸酯69％重量，硅表面活性剂0.2％重量，H2O 0.8％重量)注入到聚氨酯薄膜上，合上模具，把50℃的原料注入到65℃的薄膜上，加热模具约2分钟，发泡温度上升至160℃。在60℃下成形4分钟，待完全硬化后脱模即可得到成品的鞋底。实施例5
除了用三层模具代替二层模具之外，其它工序与实施例1相同，即可得到成品鞋底。实施例6
除下部模具外，可在上部模具内表面固定聚氨酯薄膜，同实施例1工序法一样，生产出整面都用聚氨酯薄膜涂膜的鞋底。
发明效果
本发明是在生产鞋底的下部模具上固定所需的聚氨酯薄膜，然后在上面注入生产原料，合上模具，让原料发泡。这时，聚氨酯薄膜自动粘结于鞋底表面。利用这一特性，生产出与以往完全不同的鞋底。本发明的方法无需另外进行涂层处理，也可得到带有所需颜色和纹路的鞋底，彻底省去了光亮处理及干燥处理等一系列后加工程序，使整个生产程序简单化。另外，成品颜色多样，手感柔软，可避免使用对人体及环境有害的化合物，只要一套模具，就可生产出各种各样的鞋底。