本发明涉及鞋底表面处理领域，尤其涉及一种热塑性聚氨酯弹性体(tpu)类发泡鞋底的表面处理方法。
背景技术：
adidas最早将boost科技应用于鞋类的中底材料，boost科技是将固体颗粒材质(tpu)膨胀后转化成上千个小能量胶囊制成跑鞋的中底。由于结构的独特性，每个小胶囊都能在每一步有效积聚并释放能量。因为tpu的物理特性，boost中底的耐用度是普通eva中底的三倍，boost中底除了有特别弹性十足的脚感之外，还可以将这种中底运动寿命大大延长。
虽然boost中底等tpu类发泡鞋底表现出了高弹性、突出的缓震性能和出色的柔软脚感等优势，但其在实际应用中也存在很多问题，(1)tpu类发泡鞋底不能上色，即使上色也会出现脱落，颜色单一，只有白色，致使外观设计受限；(2)tpu类发泡鞋底不耐水解，使用一段时间会出现黄斑，无法清洁掉；(3)灰尘等容易沉积在tpu类发泡鞋底的颗粒结构之间的缝隙间，不易清洁；(4)tpu类发泡鞋底颗粒与颗粒之间存在缝隙，容易造成缝隙周围的tpu粒子掉落，进一步导致高强度压缩的颗粒结构崩塌；(5)tpu类发泡鞋底外形与普通泡沫相似，给人一种廉价不环保的印象。
因此提供一种tpu类发泡鞋底表面处理方法以解决tpu类发泡鞋底颜色单一、不耐水解等问题显得至关重要。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供了一种鞋底表面处理方法，用于解决tpu类发泡鞋底不易上色，颜色单一；不耐水解，易黄变；灰尘容易沉积在颗粒结构间的缝隙内，造成脏污及颗粒结构的破坏等问题。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种鞋底表面处理方法，所述鞋底为tpu类发泡鞋底，所述方法包括以下步骤：对鞋底表面进行清洗及干燥；对干燥后的鞋底表面激活处理；将激活处理后的鞋底表面进行极化处理；对极化处理处理后的鞋底进行磁控溅射镀膜；所述磁控溅射镀膜为将极化处理后的鞋底放入真空度达1×10-4pa的磁控溅射样品室，并通入10-300sccm氩气预溅射靶材表面10-20min，以去除靶材表面的氧化物和其它杂质；然后通入o2或n2，调节氧气或氮气与氩气的流量比例，使氧气或氮气：氩气＝1：1-1：50；在真空度0.5-1.5pa的磁控溅射样品室溅射0.5-10min，得到厚度5-100nm的sio2或si3n4膜层；对经磁控溅射镀膜的鞋底涂覆极化处理后的底漆；对完成镀膜工艺的鞋底进行喷涂uv涂层及固化。
进一步的，所述步骤对鞋底表面进行清洗及干燥包括：取适量清洗剂，用去离子水稀释5-30倍，然后将鞋底浸泡入稀释好的清洗液中，浸泡10-60min或结合超声清洗10-30min，然后取出用去离子水冲洗2-5次，再用热风或高压空气将其吹干。
进一步的，所述步骤对干燥后的鞋底表面激活处理包括：将干燥后的鞋底放入pecvd设备反应室中，抽本底真空达到1×10-1pa，通入ar气，然后调节气体流量使反应室压力在10-50pa下，启动射频电源进行辉光放电 对鞋底进行激活处理，处理功率为20-150w，处理时间为10-300s。
进一步的，所述步骤激活处理后的鞋底表面进行极化处理包括：在鞋底表面均匀地喷涂或刷涂一层厚为5-50um的tpu极化处理剂，晾置10-30min，直到溶剂完全挥发。
进一步的，所述对经极化处理后的鞋底要进行磁控溅射真空镀膜时先在鞋底表面形成铆钉层，所述步骤在鞋底表面形成铆钉层包括：将鞋底放在真空室的工作台上，抽真空使本底真空达到1×10-3pa，然后通入氩气使真空度达到1×10-2-5×10-2pa后，接通射频电源，在功率为500-1000w下，让氩气产生电离，同时对鞋底施加直流负偏压100-500v进行氩气溅射清洗，清洗时间为1-10min；最后关闭氩气，向腔室通入氢气，在腔室真空度仍维持在1×10-2-5×10-2pa，功率为500-1000w状态下离化氢气，处理时间为60-240min，使氢离子注入鞋底表面，形成稳定的铆钉层。
进一步的，底漆的极化处理包括：将tpu极化处理剂与底漆按质量比为1：5-1：30进行混合，搅拌10-90min；所述底漆为双组分的聚氨酯和环氧涂料、氨基涂料、热塑性丙烯酸酯涂料或uv涂料。
进一步的，经涂覆极化处理后底漆的鞋底可对鞋底进行上颜色，所述步骤对鞋底进行上颜色包括：先将溶剂完全混合，在搅拌下加入色粉或色精染料直到其完全溶解并混合均匀，然后通过喷涂的方式在鞋底表面涂上一层着色层，并将鞋底置于通风的无尘室内自然干燥；所述溶剂为异丙醇、异丁醇、环已酮、乙二醇、乙二醇乙醚、丙酮中的至少一种。
进一步的，所述对鞋底进行上颜色后要喷涂uv涂层及固化前，先对鞋底进行plasma表面处理，所述步骤对鞋底进行plasma表面处理包括：将 鞋底放入plasma处理室，抽真空使腔室真空度达到1×10-3pa，然后通入50-300sccm的o2气体，让o2在rf高压射频电源及螺旋线圈的作用下产生电浆，产生的氧自由基与鞋底表面有机物发生作用，产生挥发性气体，在功率为200-600w下，处理60-240s。
进一步的，所述步骤鞋底进行喷涂uv涂层及固化，uv涂层厚度在5-30um，uv涂层采用uv固化，uv能量为1000-5000mj/cm2，uv涂层为uv固化胶。
由上述对本发明结构的描述可知，本发明具有如下优点：(1)对tpu类发泡鞋底表面激活、极化及plasma处理，增加各层间的附着力进行处理，使tpu类发泡鞋底可以随意上色且不会脱落，丰富鞋底色彩，利于跑鞋多样化设计；(2)通过磁控溅射在boost鞋底表面形成膜层，增加鞋底金属质感，提升鞋底的外观竞争力和附加价值；(3)通过保护层的涂覆，既提升鞋底的耐磨、防刮、抗腐蚀性能，又能保护镀膜金属层或颜色层，使灰尘不容易沉积在颗粒结构的缝隙间。综上所述，通过本发明提供的表面处理方法处理后的tpu类发泡鞋底在保持耐磨、耐弯折及抗紫外等优异性能外，还实现了耐水解不黄变、色彩鲜艳的功能，从而拓宽鞋底应用范围和提升产品竞争力。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种鞋底表面处理方法的工艺过程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参阅图1，本技术方案实施方式提供一种鞋底表面处理方法，解决tpu类发泡鞋底不易上色，颜色单一；不耐水解，易黄变；灰尘容易沉积在颗粒结构间的缝隙造成脏污，不易清洁；所述鞋底为tpu类发泡鞋底，所述方法包括以下步骤：
步骤s101、鞋底表面的清洗及干燥：取适量清洗剂，用去离子水稀释5-30倍，然后将鞋底浸泡入稀释好的清洗液中，浸泡10-60min或结合超声清洗10-30min，然后取出用去离子水冲洗2-5次，再用热风或高压空气将其吹干。
步骤s102、鞋底表面的激活处理：将干燥后的鞋底放入pecvd设备反应室中，抽本底真空达到1×10-1pa，通入ar气，然后调节气体流量使反应室压力在10-50pa下，启动射频电源进行辉光放电对鞋底进行激活处理，处理功率为20-150w，处理时间为10-300s。
步骤s103、鞋底表面的极化处理：在鞋底表面均匀地喷涂或刷涂一层厚为5-50um的tpu极化处理剂，晾置10-30min，直到溶剂完全挥发。因为聚丙烯(tpu)属于聚烯烃，为非极性材质，表面活性低，粘接非常困难；因此需要进行表面极化处理。
步骤s104、在鞋底表面注入氢离子形成铆钉层：将鞋底放在真空室的工作台上，抽真空使本底真空达到1×10-3pa，然后通入氩气使真空度达到1×10-2-5×10-2pa后，接通射频电源，在功率为500-1000w下，让氩气产生电离，同时对鞋底施加直流负偏压100-500v进行氩气溅射清洗，清洗时间为1-10min；最后关闭氩气，向腔室通入氢气，在腔室真空度仍维持在1×10-2-5×10-2pa，功率为500-1000w状态下离化氢气，处理时间为60-240min，使氢离子注入鞋底表面，形成稳定的铆钉层，增加后续镀膜层的附着力。
步骤s105、鞋底表面的磁控溅射镀膜；将极化处理后的鞋底放入真空度达1×10-4pa的磁控溅射样品室，并通入10-300sccm氩气预溅射靶材表面10-20min，以去除靶材表面的氧化物和其它杂质；然后通入o2或n2,调节氧气或氮气与氩气的流量比例，使氧气或氮气：氩气＝1：1-1：50；在真空度0.5-1.5pa的磁控溅射样品室溅射0.5-10min，得到厚度5-100nm的sio2或si3n4膜层；
步骤s106、底漆极化处理及涂覆：将tpu极化处理剂与底漆按质量比为1：5-1：30进行混合，搅拌10-90min使其均匀混合，然后通过喷涂或刷涂的方式在表面形成一层厚为5-50um的涂层。
步骤s107、上颜色：先将溶剂完全混合，在搅拌下加入色粉或色精染料直到其完全溶解并混合均匀，然后通过喷涂的方式在鞋底表面涂上一层着色层，并将鞋底置于通风的无尘室内自然干燥；所述溶剂为异丙醇、异丁醇、环已酮、乙二醇、乙二醇乙醚、丙酮中的至少一种。
步骤s108、plasma表面处理：将鞋底放入plasma处理室，抽真空使腔室真空度达到1×10-3pa，然后通入50-300sccm的o2气体，让o2在rf高压 射频电源及螺旋线圈的作用下产生电浆，产生的氧自由基与鞋底表面有机物发生作用，产生挥发性气体，在功率为200-600w下，处理60-240s。
步骤s109、喷涂uv涂层及固化：所述步骤鞋底进行喷涂uv涂层及固化，uv涂层厚度在5-30um，uv涂层采用uv固化，uv能量为1000-5000mj/cm2，uv涂层为uv固化胶。
实施例1
步骤s101、取适量清洗剂，用去离子水稀释20倍，然后将tpu类发泡鞋底浸泡入稀释好的清洗液中，浸泡清洗30min后取出用去离子水冲洗2-5次，再用高压空气将其吹干。
步骤s102、将鞋底放入pecvd设备反应室中，开始抽本底真空达到1×10-1pa，然后通入ar气，调节气体流量使反应室压力为10pa；启动射频电源进行辉光放电，处理功率为100w，处理时间为120s；结束后破真空将鞋底取出。
步骤s103、在tpu类发泡鞋底表面均匀地喷涂一层厚为10um的tpu极化处理剂，晾置30min，直到溶剂完全挥发。
步骤s104、将鞋底放在真空室的工作台上，抽真空使本底真空达到1×10-3pa左右，然后通入高纯氩气使真空度维持在5×10-2pa，接通射频电源，功率为1000w，氩气产生电离，同时对鞋底施加直流负偏压300v进行ar溅射清洗，清洗时间为2min；关闭氩气，向腔室通入氢气，使腔室真空度仍维持在5×10-2pa，功率为1000w离化氢气，处理时间为120min，使氢离子注入鞋底表面，形成一层铆钉层。
步骤s105、将表面形成一层铆钉层的tpu类发泡鞋底放入磁控溅射样 品室，抽真空，使本底真空达到1×10-4pa，通入100sccm纯度99.9％的氩气预溅射靶材表面10min，去除靶材表面的氧化物和其它杂质；然后通入纯度99.9％的氧气，通过流量调节器控制调节氧气与氩气的流量比例，使得氧气：氩气＝1：10；调节气体总流量使得溅射真空度达到1pa，溅射时间3min，得到厚度50nm的sio2膜。
步骤s106、将tpu极化处理剂与丙烯酸酯涂料按质量比为1：20进行混合，搅拌30min使其均匀混合，然后通过喷涂的方式在表面形成一层10um厚的涂层，然后在60℃温度下固化2h。
步骤s107、将色精染料加入异丙醇溶剂中，搅拌使其完全溶解并混合均匀，然后在鞋底表面喷涂一层染料层，并将着色后的鞋底放在通风的无尘室中12h，让其自然干燥。
步骤s108、将着色后的鞋底放入plasma处理室，抽真空使腔室真空度达到1×10-3pa，然后通入250sccm的o2气体，持续30s后，打开rf高压射频电源，功率设为300w，处理120s。
步骤s109、在plasma处理后的鞋底表面喷涂uv固化胶，厚度控制在20um，uv能量为2500mj/cm2，将uv涂层固化；得到表面处理后tpu类发泡鞋底。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于，在步骤s108、plasma表面处理后进行磁控溅射金属膜的过程。将plasma处理后的tpu类发泡鞋底放入磁控溅射腔室，抽真空使本底真空达到1×10-4pa，通入200sccm的氩气，使镀膜室的真空度达到0.5pa左右，在功率8kw下，由于辉光放电产生的电子 激发氩气，产生等离子体，等离子体将银靶材的原子击出沉积在鞋底上，镀膜时间3min，得到200nm金属ag膜；最终得到金属质感强的银白色tpu类发泡鞋底。
因tpu类发泡鞋底--boost中底在生产过程中，因为个别颗粒结构存在缺陷，造成鞋底不良无法应用于跑鞋中，因此其生产良率低，生产成本昂贵。对于轻微缺陷的鞋底，可以通过表面修补填充有缺陷的地方，然后再采用本发明的鞋底表面处理方法进行修复。
对本发明鞋底表面处理方法处理过的tpu类发泡鞋底进行性能测试，具体如下：
(1)、弯折实验：用测试仪器将鞋底进行90°重复弯折50000次，鞋底结构完整不变形，颜色不脱落，表面无刮伤；
(2)、摩擦实验：用测试仪器悬挂280目的砂纸，用500kg的力来回摩擦鞋底表面50次，鞋底表面不起毛、不掉色；
(3)、耐水解实验：将鞋底置于湿度95％rh，温度70℃的湿热实验箱中，持续放置168h，鞋底不黄变，色彩不变；
(4)、抗紫外实验：在能量440w、波长365nm的紫外灯光下照射8h，鞋底无变化；
通过以上性能测试说明本发明提供的tpu类发泡鞋底表面处理方法效果明显，既丰富了鞋底色彩，又大幅度提升了鞋底耐水解性能，延长鞋底寿命。
其中对adidas的boost中底进行表面处理后，使其在跑鞋的应用中既保持材料本身的优异性能，又丰富了其色彩，利于跑鞋多样化设计；提升 鞋底耐水解性能，鞋底不水解不黄变，使用寿命更长；同时对生产后有轻微缺陷的boost鞋底亦有明显的修复作用，表面处理后使鞋底可以正常使用，从而节约成本减少资源浪费。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。