1.本发明属于运动鞋技术领域，尤其涉及一种防水运动鞋及其制备方法。
背景技术：
2.运动鞋通常指人在体育比赛或训练时所穿用的鞋。但随着人们对体育运动的广泛参与，运动鞋的涵盖面也在不断扩大，穿着时间已不再局限于体育赛事。穿着空间也突破了体育场馆，穿着的人群也不再只限于运动员，更打破了穿着者年龄、职业和性别的界限。总之，运动鞋已渗透到各种消费人群领域和层面。
3.在一些潮湿环境下进行的运动项目中，对运动鞋的防水性要求较高，而鞋的防水性取决于鞋材及结构。用防水革制作的模塑底运动鞋具有很好的防水性能。在防水要求很高的环境下，可使用防水膜包覆的方案，改善运动鞋的防水性能。但是，运动鞋经长期穿着后，还应当保持其排湿性不变，否则，因鞋内潮湿同样会导致鞋的舒适性的降低。
4.但是，在运动鞋的实际使用过程中，由于对其防水性能进行了良好的改良，但是也在一定程度上降低了散湿性能，所以在实际使用过程中，在运动状态下的皮肤要大量出汗，普通纤维无法将吸收的液态汗水导出，对汗水的蒸发形成了阻碍作用，由于汗水无法迅速导出，产生的热量也无法通过汗水的蒸发来扩散，导致其舒适性显著降低。
技术实现要素：
5.为了改善现有防水运动鞋散湿、透气性能不佳的缺陷，本发明提供一种防水运动鞋及其制备方法，采用如下的技术方案：第一方面，本发明提供了一种防水运动鞋，采用如下的技术方案：一种防水运动鞋，包括鞋底和鞋面，所述鞋面包括防水面料，所述防水面料包括：面料基体；防水层，所述防水层形成为防水透气薄膜，所述防水透气薄膜设于所述面料基体的一侧以隔绝所述面料基体与液体的接触；所述面料基体为腈纶纤维混纺纱线与植物黏胶纤维的混纺制备而成。
6.通过采用上述技术方案，本技术改良了面料基体的组成，通过将腈纶纤维混纺纱线和植物黏胶纤维进行混纺制备面料基体。由于植物黏胶纤维内层结构疏松、有空隙，且表面的结构较紧密和光滑，都具有皮芯层结构，所以该植物黏胶纤维的比表面积较大，具有良好的吸湿、散湿性能。
7.同时植物黏胶纤维的结晶度较低，存在较大的无定形区，而吸湿、散湿主要发生在无定形区，吸湿、散湿的区域较多，吸湿量、散湿量增加，使得植物黏胶纤维输水快速扩散和挥发，因而能迅速将吸收的水分子排放到外层蒸发，有效改善了防水面料的散湿性能，从而提高了防水运动鞋的舒适度。
8.进一步地，所述防水面料还包括透湿层，所述透湿层形成为中空纤维膜，所述中空纤维膜设于所述面料基体与所述防水层之间。
9.通过采用上述技术方案，本技术在防水面料中设置有透湿层，有效作为吸湿、排湿
的缓冲区域，由于透湿层中采用的是中空纤维膜，中空结构的纤维膜内存在的大量纤维，通过纤维内存在无数中空的空气柱进行透湿换气，改善了水蒸气的流通效果。在实际使用过程中，能有效改善出汗后汗液的快速排除，有效改善了防水面料的散湿性能，从而提高了防水运动鞋的舒适度。
10.进一步地，所述中空纤维膜包括聚偏氟乙烯中空纤维膜、聚丙烯中空纤维膜或聚乙烯中空纤维膜中的任意一种。
11.通过采用上述技术方案，本技术优选了中空纤维膜的材质，由于聚偏氟乙烯中空纤维膜、聚丙烯中空纤维膜或聚乙烯中空纤维膜的膜丝强度高、孔隙率高，具有耐酸碱、耐高低温、表面摩擦系数低等优点，能方便对不同场景下防水面料采用的中空纤维膜材质的选择，从而进一步改善防水运动鞋的舒适度。
12.进一步地，所述中空纤维膜孔隙形成为由内向外依次缩小的管状结构，所述中空纤维膜孔隙的内径为1.2～1.5mm，外径为2.5～2.8mm。
13.通过采用上述技术方案，本技术优化了中空纤维膜孔隙，一方面，优化后的中空纤维膜具有良好的透湿性能，改善了防水运动鞋的舒适性。另一方面，由于采用的中空纤维膜为非对称结构，形成了外部孔隙和内部孔隙复合的结构，从而有效改善了中空纤维膜材料的力学性能，从而有效提高了防水面料的使用寿命，从而提高了防水运动鞋的实际使用寿命。
14.进一步地，所述植物黏胶纤维包括艾草黏胶纤维、棕榈黏胶纤维和菠萝黏胶纤维中的一种或多种。
15.通过采用上述技术方案，优化了植物黏胶纤维的材质，由于优化后植物黏胶纤维中含有大量的羟基和羧基等极性基团，并且电负性强，有效改善了黏胶纤维材料的吸湿性能。其次，由于植物黏胶纤维表面具有天然的颗粒物或沟槽结构，显著改善了植物黏胶纤维的表面积，从而进一步提高了防水面料的散湿性能，从而提高了防水运动鞋的舒适度。
16.进一步地，所述防水透气薄膜为聚四氟乙烯多孔薄膜。
17.通过采用上述技术方案，本技术优选聚四氟乙烯多孔薄膜作为防水透气薄膜，由于其聚四氟乙烯多孔薄膜内含有大量微孔孔隙，该孔隙孔径介于雨水与水蒸气之间，水蒸气可以自由穿过孔道，阻力较小，而大分子液滴无法自由出入，所以不仅有效改善其防水性能，而且进一步改善了防水面料的透湿透气性能。
18.第二方面，本发明还提供了一种防水运动鞋的制备方法，包括下列制备步骤：s1、透湿层包覆：将中空纤维膜与面料基体置于贴合装置中，对面料基体表面涂覆热熔胶，贴合处理并收集得透湿层包覆面料；s2、防水层包覆：对所述透湿层包覆面料表面涂覆热熔胶后，再将防水透气薄膜覆盖并层压复合，静置固化，即可制备得所述防水面料；s3、鞋面制备：将防水面料包覆填充材料后，裁剪缝补成型，收集得鞋面；s4、复合成型：将鞋面与鞋底材料缝制复合，即可制备得所述防水运动鞋。
19.通过采用上述技术方案，本技术先对面料进行织造，再将透湿层和防水层分别采用热熔胶负载，经层压复合后，形成一体性较好的防水面料，制备工艺简单且复合后的防水面料性能优异，具有良好的防水性和透湿性能。
20.进一步地，所述热熔胶黏度为9000~10000mpa
·
s。
21.通过采用上述技术方案，本技术优化了热熔胶的粘度，使制备的防水面料时，在层压复合过程中不产生透胶，同时层压复合后的结构均匀，手感优良，有效确保工业化生产的连续运行以及防水面料的优良品质。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：第一、本技术改良了面料基体的组成，通过将腈纶纤维混纺纱线和植物黏胶纤维进行混纺制备面料基体。由于植物黏胶纤维内层结构疏松、有空隙，且表面的结构较紧密和光滑，都具有皮芯层结构，所以该植物黏胶纤维的比表面积较大，具有良好的吸湿、散湿性能。
23.同时植物黏胶纤维的结晶度较低，存在较大的无定形区，而吸湿、散湿主要发生在无定形区，吸湿、散湿的区域较多，吸湿量、散湿量增加，使得植物黏胶纤维输水快速扩散和挥发，因而能迅速将吸收的水分子排放到外层蒸发，有效改善了防水面料的散湿性能，从而提高了防水运动鞋的舒适度。
24.第二、本技术在防水面料中设置有透湿层，有效作为吸湿、排湿的缓冲区域，由于透湿层中采用的是中空纤维膜，中空结构的纤维膜内存在的大量纤维，通过纤维内存在无数中空的空气柱进行透湿换气，改善了水蒸气的流通效果。在实际使用过程中，能有效改善出汗后汗液的快速排除，有效改善了防水面料的散湿性能，从而提高了防水运动鞋的舒适度。
25.第三、本技术优化了中空纤维膜孔隙，一方面，优化后的中空纤维膜具有良好的透湿性能，改善了防水运动鞋的舒适性。另一方面，由于采用的中空纤维膜为非对称结构，形成了外部孔隙和内部孔隙复合的结构，从而有效改善了中空纤维膜材料的力学性能，从而有效提高了防水面料的使用寿命，从而提高了防水运动鞋的实际使用寿命。
26.第四、本技术优选聚四氟乙烯多孔薄膜作为防水透气薄膜，由于其聚四氟乙烯多孔薄膜内含有大量微孔孔隙，该孔隙孔径介于雨水与水蒸气之间，水蒸气可以自由穿过孔道，阻力较小，而大分子液滴无法自由出入，所以不仅有效改善其防水性能，而且进一步改善了防水面料的透湿透气性能。
具体实施方式
27.以下结合实施例和对比例对本技术作进一步详细说明。
28.本技术中的原料可以使用市售产品，下列来源仅为示例，并不代表其为指定原料。
29.氧化石墨烯购自上海卜微应用材料技术有限公司，纯度99％；二氧化硅溶胶购自宣城晶瑞新材料有限公司，货号vk
‑
s01n；纳米氧化镁购自山东奥创化工有限公司；光引发剂购自安徽精之彩新材料有限公司，型号为巴斯夫光引发剂907；热引发剂购自上海万道化工有限公司，型号为trigonox b。
30.仪器：czy
‑
6s 型持粘性测试仪；czy
‑
g 型初粘测试仪。
31.制备例制备例1面料基体制备：将腈纶纤维混纺纱线用添纱纬平针结构进行制造，纱线以添纱方式进行喂入，织
造处理并将艾草黏胶纤维和腈纶纤维混纺纱线进行织造而成，控制面纱长度为100mm/50线圈，地纱线圈长度为50mm/50线圈，收集得面料基体1。
32.制备例2面料基体制备：将腈纶纤维混纺纱线用添纱纬平针结构进行制造，纱线以添纱方式进行喂入，织造处理并将棕榈黏胶纤维和腈纶纤维混纺纱线进行织造而成，控制面纱长度为100mm/50线圈，地纱线圈长度为50mm/50线圈，收集得面料基体2。
33.制备例3面料基体制备：将腈纶纤维混纺纱线用添纱纬平针结构进行制造，纱线以添纱方式进行喂入，织造处理并将菠萝黏胶纤维和腈纶纤维混纺纱线进行织造而成，控制面纱长度为100mm/50线圈，地纱线圈长度为50mm/50线圈，收集得面料基体3。
34.制备例4中空纤维膜制备：（1）取聚四氟乙烯树脂颗粒并粉碎，收集0.2～0.5μm和500～600μm的聚四氟乙烯树脂颗粒等质量混合，收集得聚四氟乙烯树脂混合颗粒；（2）取5g异构十六烷和2000g聚四氟乙烯树脂混合颗粒混合并置于v型混合器中混合，经柱塞挤出机挤出中空管，脱脂处理后，置于牵伸装置中，牵伸烧结，收集得内径为1.2～1.5mm，外径为2.5～2.8mm中空纤维膜1。
35.制备例5中空纤维膜制备：（1）取聚乙烯树脂颗粒并粉碎，收集0.2～0.5μm和500～600μm的聚四氟乙烯树脂颗粒等质量混合，收集得聚四氟乙烯树脂混合颗粒；（2）取5g异构十六烷和2000g聚四氟乙烯树脂混合颗粒混合并置于v型混合器中混合，经柱塞挤出机挤出中空管，脱脂处理后，置于牵伸装置中，牵伸烧结，收集得内径为1.2～1.5mm，外径为2.5～2.8mm中空纤维膜2。
36.制备例6中空纤维膜制备：（1）取聚丙烯树脂颗粒并粉碎，收集0.2～0.5μm和500～600μm的聚四氟乙烯树脂颗粒等质量混合，收集得聚四氟乙烯树脂混合颗粒；（2）取5g异构十六烷和2000g聚四氟乙烯树脂混合颗粒混合并置于v型混合器中混合，经柱塞挤出机挤出中空管，脱脂处理后，置于牵伸装置中，牵伸烧结，收集得内径为1.2～1.5mm，外径为2.5～2.8mm中空纤维膜3。
实施例
37.实施例1防水运动鞋制备：s1、防水层包覆：对面料基体1表面涂覆黏度为9000mpa
·
s的热熔胶，涂覆量为10g/m2，待涂覆完成后，再将聚四氟乙烯多孔薄膜覆盖并层压复合，静置固化，即可制备得
所述防水面料；s2、鞋面制备：将防水面料包覆填充聚氨酯海绵后，裁剪缝补成型，收集得鞋面；s3、复合成型：将鞋面与鞋底材料缝制复合，即可制备得所述防水运动鞋。
38.实施例2防水运动鞋制备：s1、防水层包覆：对面料基体2表面涂覆黏度为9000mpa
·
s的热熔胶，涂覆量为10g/m2，待涂覆完成后，再将聚四氟乙烯多孔薄膜覆盖并层压复合，静置固化，即可制备得所述防水面料；s2、鞋面制备：将防水面料包覆填充聚氨酯海绵后，裁剪缝补成型，收集得鞋面；s3、复合成型：将鞋面与鞋底材料缝制复合，即可制备得所述防水运动鞋。
39.实施例3防水运动鞋制备：s1、透气层包覆：将中空纤维膜1与面料基体1置于贴合装置中，对面料基体表面涂覆黏度为9000mpa
·
s的热熔胶，涂覆量为10g/m2，待涂覆完成后，再进行贴合处理并收集得透气层包覆面料；s2、防水层包覆：对透气层包覆面料表面涂覆黏度为9000mpa
·
s的热熔胶，涂覆量为10g/m2，待涂覆完成后，再将聚四氟乙烯多孔薄膜覆盖并层压复合，静置固化，即可制备得所述防水面料；s3、鞋面制备：将防水面料包覆填充聚氨酯海绵后，裁剪缝补成型，收集得鞋面；s4、复合成型：将鞋面与鞋底材料缝制复合，即可制备得所述防水运动鞋。
40.实施例4～5一种防水运动鞋，与实施例1的区别在于，实施例4～5在制备防水运动鞋时，分别采用了面料基体2和面料基体3代替实施例1中的面料基体1，其他制备步骤和组分配比均与实施例1相同。
41.实施例6～7一种防水运动鞋，与实施例1的区别在于，实施例4～5在制备防水运动鞋时，分别采用了黏度为9500mpa
·
s和黏度为10000mpa
·
s的热熔胶代替实施例1中黏度为9000mpa
·
s的热熔胶，其他制备步骤和组分配比均与实施例1相同。
42.实施例8防水运动鞋制备：s1、透气层包覆：将中空纤维膜1与面料基体1置于贴合装置中，对面料基体表面涂覆黏度为9000mpa
·
s的热熔胶，涂覆量为10g/m2，待涂覆完成后，再进行贴合处理并收集得透气层包覆面料；s2、防水层包覆：对透气层包覆面料表面涂覆黏度为9000mpa
·
s的热熔胶，涂覆量为10g/m2，待涂覆完成后，再将聚四氟乙烯多孔薄膜覆盖并层压复合，静置固化，即可制备得所述防水面料；s3、鞋面制备：将防水面料包覆填充聚氨酯海绵后，裁剪缝补成型，收集得鞋面；s4、复合成型：将鞋面与鞋底材料缝制复合，即可制备得所述防水运动鞋。
43.实施例9
防水运动鞋制备：s1、透气层包覆：将中空纤维膜2与面料基体1置于贴合装置中，对面料基体表面涂覆黏度为9000mpa
·
s的热熔胶，涂覆量为10g/m2，待涂覆完成后，再进行贴合处理并收集得透气层包覆面料；s2、防水层包覆：对透气层包覆面料表面涂覆黏度为9000mpa
·
s的热熔胶，涂覆量为10g/m2，待涂覆完成后，再将聚四氟乙烯多孔薄膜覆盖并层压复合，静置固化，即可制备得所述防水面料；s3、鞋面制备：将防水面料包覆填充聚氨酯海绵后，裁剪缝补成型，收集得鞋面；s4、复合成型：将鞋面与鞋底材料缝制复合，即可制备得所述防水运动鞋。
44.实施例10防水运动鞋制备：s1、透气层包覆：将中空纤维膜3与面料基体1置于贴合装置中，对面料基体表面涂覆黏度为9000mpa
·
s的热熔胶，涂覆量为10g/m2，待涂覆完成后，再进行贴合处理并收集得透气层包覆面料；s2、防水层包覆：对透气层包覆面料表面涂覆黏度为9000mpa
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s的热熔胶，涂覆量为10g/m2，待涂覆完成后，再将聚四氟乙烯多孔薄膜覆盖并层压复合，静置固化，即可制备得所述防水面料；s3、鞋面制备：将防水面料包覆填充聚氨酯海绵后，裁剪缝补成型，收集得鞋面；s4、复合成型：将鞋面与鞋底材料缝制复合，即可制备得所述防水运动鞋。
45.对比例对比例1：一种防水运动鞋，与实施例1相比，采用市售的腈纶纤维面料代替面料基体1，其余组分和制备步骤均与实施例1相同。
46.对比例2：一种防水运动鞋，与实施例1相比，采用市售的棉质面料代替面料基体1，其余组分和制备步骤均与实施例1相同。
47.对比例3：一种运动鞋，与实施例1相比，直接采用面料基体1代替防水面料制备运动鞋，其余组分和制备步骤均与实施例1相同。
48.性能检测试验为了方便测试，本技术只对实施例1～10、对比例1～3中制备的防水运动鞋进行性能检测，以检测防水运动鞋成品使用的性能。
49.检测方法/试验方法透视性能：按gb/t12704.1
‑
2009《纺织品织物透湿性试验方法第一部分吸湿法》进行测试。
50.实验仪器：yg601
‑
i/ⅱ型织物透湿仪。
51.实验步骤：裁剪直径为7cm的防水面料各三块，实验前，先将烘箱温度设定为160度，将无水氯化钙干燥剂烘3h，再将烘干后的无水氯化钙装入透湿杯中至杯口4mm处，将防水面料放在透湿杯上，再放上垫圈、压环，将螺帽拧紧，最后用胶带把透湿杯的侧面封住，使之成为一个组合体。将防水面料与透湿杯的组合体放入规定实验条件（温度38
±
2℃，相对湿度90
±
2%）的试验箱内平衡 1h，盖上杯盖取出透湿杯放入硅胶干燥器中冷却平衡半个小时，快速称量。透湿杯去盖重新放回规定实验条件的试验箱内平衡1h，再次取出放入硅胶干
燥器中平衡半个小时称量。根据前后两次的质量差来计算防水面料的透湿率，每块试样测试三次，计算平均值。
52.透湿率的计算公式：wvt=m/(a.t)式中：wvt为透湿率（g/(m2.h)），m为同一实验组合体两次称量之差（g），a为有效式样面积（m2），有效实验面积为 0.00283m2，h为实验时间。
53.防水性：采用 yg812f 渗水性测试仪测量防水透湿纳米纤维复合面料的耐水压，利用增压法测试，设置水流的加压速率为6kpa min
‑1，当被测试的防水透湿纳米纤维复合面料的表面出现3处水珠时，及时记下此时显示屏对应面料的耐水压值，每个样品测试10次取其均值。
54.具体测试结果如下表表1所示：表1 实验例1～10和对比例1～3的性能表征首先将实施例1～3、实施例4～5、实施例6～7、实施例8～10为对象，设置4组方案，结合对比例1～3和表1性能表来进行性能分析，具体结果如下：（1）由表1数据结合实施例1～3技术方案和对比例1～2，对比例1～2中制备的防水运动鞋从透湿性来说，均与实施例1～3制备的防水运动鞋通过改良了面料基体的组成，将腈纶纤维混纺纱线和植物黏胶纤维进行混纺制备面料基体，由于植物黏胶纤维输水快速扩散和挥发，因而能迅速将吸收的水分子排放到外层蒸发，有效改善了防水面料的散湿性能，从而提高了防水运动鞋的舒适度。
55.（2）再结合对比例3和实施例1进行性能对比，对比例3中未添加防水层，导致其防
水性能完全丧失，这说明本技术技术方案优选聚四氟乙烯多孔薄膜作为防水透气薄膜，由于其聚四氟乙烯多孔薄膜内含有大量微孔孔隙，该孔隙孔径介于雨水与水蒸气之间，水蒸气可以自由穿过孔道，阻力较小，而大分子液滴无法自由出入，所以不仅有效改善其防水性能，而且进一步改善了防水面料的透湿透气性能。
56.（3）将实施例1～3和实施例4～5进行对比，实施例1和实施例4～5技术方案采用了不同的材质作为中空纤维膜，但是其防水性能和透湿性能均无太大变化，说明本技术技术方案优选了中空纤维膜的材质具有强度高、孔隙率高，具有耐酸碱、耐高低温、表面摩擦系数低等优点，能方便对不同场景下防水面料采用的中空纤维膜材质的选择，从而进一步改善防水运动鞋的舒适度。
57.（4）将实施例1结合实施例6～7进行分析，由表1数据分析可以看出，实施例6～7改变了热熔胶粘度，其防水型和透湿性变化差距不大，说明本技术技术方案优化了热熔胶的粘度，使制备的防水面料时，在层压复合过程中不产生透胶，同时层压复合后的结构均匀，手感优良，有效确保工业化生产的连续运行以及防水面料的优良品质。
58.（5）最后将实施例8～10和实施例1～3对比，结合表1数据可以发现，实施例8～10的技术方案在防水面料中设置有透湿层，有效作为吸湿、排湿的缓冲区域，由于透湿层中采用的是中空纤维膜，中空结构的纤维膜内存在的大量纤维，通过纤维内存在无数中空的空气柱进行透湿换气，改善了水蒸气的流通效果。在实际使用过程中，能有效改善出汗后汗液的快速排除，有效改善了防水面料的散湿性能，从而提高了防水运动鞋的舒适度。
59.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。