鞋部件及其制造方法与流程

本发明涉及鞋部件及其制造方法领域；特别是指一种微发泡鞋部件及其制造方法。

背景技术：

一般发泡鞋部件的组成材料大多为醋酸乙烯共聚物(eva)及热可塑性聚氨酯(tpu)，其中醋酸乙烯共聚物具有轻巧、柔软、防震、隔热等特性，且相较于热可塑性聚氨酯，醋酸乙烯共聚物的价格低廉，故鞋子的中底(midsole)常以醋酸乙烯共聚物制成。

虽然醋酸乙烯共聚物具有上述优点，但利用醋酸乙烯共聚物制作的发泡鞋部件，例如中底，在物性表现上不佳，例如鞋部件在耐久性或压缩永久变形的表现较差，且射出成形后的鞋部件尺寸稳定性差。除此之外，醋酸乙烯共聚物利用化学发泡公艺，其公艺步骤繁琐，以至于公艺时间冗长。再者，由于醋酸乙烯共聚物射出发泡公艺需要加入化学发泡剂与架桥剂(例如，过氧化二异丙苯dcp)，而化学发泡剂及架桥剂会造成鞋部件不易分解腐坏，且不能回收再利用，因此不属于环保材料。另外，化学发泡剂及架桥剂大多为环境荷尔蒙，对于人体及环境皆有毒害。

因此，相关业界开发出热可塑性聚氨酯的物理性发泡公艺制作发泡鞋部件，以取代上述醋酸乙烯共聚物的化学性发泡公艺。然而，目前热可塑性聚氨酯的物理性发泡公艺所做出的发泡鞋部件存在比重高及发泡材厚的问题。除此之外，以目前鞋部件物理性发泡的射出成形公艺来说，制造出来的成品，多为平板状的发泡体，难以制造出与模具容积比例为1∶1，具曲面的立体发泡材，且因发泡的孔洞尺寸均匀度难以掌控，而造成生产效率低劣。

综上可知，一般发泡鞋部件及其制造方法仍未完善，尚有待改进之处。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种鞋部件及其制造方法，其通过超临界流体的微发泡公艺，改善传统化学性发泡公艺可能造成的环境危害，并且进一步改善传统发泡材质量不均的问题。依本发明所提供的鞋部件，适合做成各种鞋部件，包括但不限于：鞋中底、鞋大底、鞋面或鞋底的饰片、鞋垫。

为了达成上述目的，本发明提供的一种鞋部件包括发泡体。发泡体包括热塑性材料及混合材料，其中热塑性材料的重量百分比为90wt％～99wt％，而混合材料与热塑性材料彼此混合，且混合材料的重量百分比为10wt％～1wt％。

除此之外，本发明提供一种鞋部件的制造方法，其至少包括后续步骤。使一模具内具有预定的气体压力值；注入预定剂量的热可塑性发泡流体材料于模具内；泄除模具内的气体压力值；以及自模具取得上述鞋部件。

本发明的效果在于，通过超临界流体的微发泡公艺，物理性制造发泡鞋部件，使本发明所提供的发泡鞋部件具有致密且均匀的发泡孔洞，以提升发泡鞋部件的整体机械强度；进一步来说，本发明所提供的发泡鞋部件相较于一般发泡鞋部件具有更佳的物理性质(例如：发泡孔径较小、较大的弹性、较低的压缩永久变形比例及较佳的撕裂强度)。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的鞋部件的制造方法的流程图；

图2为本发明第一实施例的模具示意图，其中模具位于第一位置；

图3为本发明第一实施例的模具示意图，其中模具位于第二位置；

图4为本发明第二实施例的模具示意图，其中模具位于第一位置；

图5为本发明第二实施例的模具示意图，其中模具位于第二位置。

附图标记说明：

102、104、106、108步骤

20模具

210第一模件220第二模件

f1、f2外力

d1、d3第一距离d2、d4第二距离

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

为能更清楚地说明本发明，现举一较佳实施例、第一实施例以及并配合附图详细说明如后。请参图1所示，为本发明一较佳实施例的鞋部件的制造方法的流程图，其中包括有以下步骤：

步骤102，使模具内具有一预定的气体压力值；

步骤104，注入预定剂量的热可塑性发泡流体材料于模具内；

步骤106，泄除模具内的气体压力值；

步骤108，自模具取得鞋部件。

在本发明实施例中，步骤108所述的鞋部件为一发泡鞋部件。该鞋部件包括一发泡体，且根据本发明实施例，该鞋部件的发泡体具有介于askerc(asker硬度计-c型)40至70的硬度范围，该鞋材的发泡体具有介于askerc50至60的较佳硬度范围。又该鞋部件的发泡体包含多个气泡孔，且每一气泡孔的孔径范围为0.1μm～100μm。根据本发明的一较佳实施例，每一气泡孔的孔径范围较佳为0.1μm～50μm。根据本发明的一更佳实施例，每一气泡孔的孔径范围更佳为0.1μm～10μm。气泡孔孔径范围越小，会有较佳的整体致密度。

除此之外，利用本发明一较佳实施例的鞋部件的制造方法所制造的鞋部件的发泡体，具有大于或等于0.1g/cm³的比重；根据本发明的一较佳实施例，该发泡体的比重范围介于0.2～0.5g/cm³。根据本发明另一较佳实施例，发泡体具有介于0.1～0.3g/cm³的比重范围。

另一方面，利用本发明一较佳实施例的鞋部件的制造方法所制造的鞋部件的发泡体，具有大于或等于40％的反弹力(依astmd-2632的测试方法)；根据本发明的一较佳实施例，该发泡体的反弹力范围50％～80％。在本发明实施例中，该发泡体的压缩永久变形比例小于50％(依astmd-395b的测试方法)。在本发明实施例中，该发泡体的撕裂强度介于10～30kg/cm(依astmd-624的测试方法)。

值得一提的是，一般物理发泡公艺除了难以制作具有致密且均匀发泡孔洞的发泡材，亦难以制作出结构较为复杂的立体发泡材。然而，利用本发明实施例的鞋部件的制造方法可制作具有平面或立体结构，且具致密而均匀发泡孔洞的发泡体，而且利用此具有立体结构的发泡体所制作出的鞋部件成品具有曲面轮廓。因此，本发明一较佳实施例所提供的鞋部件的制造方法可显著提升发泡材在本发明所属技术领域的实际应用范围；举例来说，本发明实施例所提供的制造方法除了可用于制作需要高弹性及功能性的鞋类(例如运动鞋类)的鞋部件，也适合制作一般的休闲鞋及拖鞋等鞋类的鞋部件。前述的鞋部件包括但不限于：鞋中底、鞋大底、鞋面或鞋底的饰片、鞋垫。

在本发明实施例中，该发泡体包括热塑性材料及混合材料，其中热塑性材料的重量百分比为90wt％～99wt％，而混合材料与热塑性材料彼此混合，且混合材料的重量百分比为10wt％～1wt％。

根据本发明实施例，热塑性材料包含热可塑性聚氨酯、聚酰胺(polyamide)、聚酯(polyester)、离子树脂(ionomer)或其组合；在本发明实施例中，热塑性材料的分子量介于30,000～100,000，较佳为50,000～80,000。若热塑性材料的分子量低于30,000，会造成材料的结构强度不足，无法有效维持致密的气泡孔，因此较容易发生气泡破裂，造成气泡孔的致密度较难以控制；若热塑性材料的分子量高于100,000，材料的强度较高，会抑制致密气泡的产生。

根据本发明实施例，混合材料包括一填充材料，填充材料包含矿物纤维、碳酸钙、硅土(silica)、滑石粉、碳酸氢钠或其组合。在本发明实施例中，矿物纤维包含矿渣纤维、岩石纤维或其组合，其中矿渣纤维例如可为矿渣棉，而岩石纤维例如可为岩石棉。根据本发明另一实施例，混合材料包括一物理发泡材料，物理发泡材料为一热膨胀中空材料。在本发明实施例中，热膨胀中空材料例如可为中空塑料微球(例如expancel，可由akzonobel公司购得)。

请再参考图1，在本发明实施例的步骤102中，预定的气体压力值介于5～50bar。在本发明实施例的步骤104中，预定剂量为该模具的空腔容积的10％～50％。在本发明一较佳实施例的步骤102中，预定的气体压力值介于20～50bar。在本发明另一较佳实施例的步骤102中，预定的气体压力值介于5～20bar。

在本发明实施例的步骤104中，热可塑性发泡流体材料包括上述的热塑性材料、上述的混合材料及超临界流体彼此均匀混炼，其中超临界流体包含氮气的超临界流体或二氧化碳的超临界流体。在本发明一较佳实施例中，热可塑性发泡流体材料包括上述的热塑性材料、上述的填充材料及超临界流体彼此均匀混炼，其中超临界流体包含氮气的超临界流体或二氧化碳的超临界流体。在本发明另一较佳实施例中，热可塑性发泡流体材料包括上述的热塑性材料、上述的物理发泡材料及超临界流体彼此均匀混炼，其中超临界流体包含氮气的超临界流体或二氧化碳的超临界流体。

根据本发明第一实施例，如图2及图3所示，模具20包括第一模件210及第二模件220，其中第二模件220与第一模件210相对应结合，且第一模件210可受外力f1带动而相对第二模件220移动。在图1的步骤106中，泄除模具内的气体压力值的步骤发生于第一模件210受外力f1推动由第一位置(如图2所示)移动至第二位置(如图3所示)的过程之中。在图2中，当第一模件210位于第一位置时，第一模件210与第二模件220的最短距离为第一距离d1。在图3中，当第一模件210位于第二位置时，第一模件210与第二模件220的最短距离为第二距离d2，第一距离d1大于第二距离d2。在本发明实施例中，当第一模件210受外力f1推动由第一位置移动至第二位置时，因模具20的空腔容积变小，可以压缩发泡材料，使位于模具20内的发泡鞋部件的比重增加，并且提升发泡鞋部件的发泡孔洞的致密程度，进而得到与模具20的空腔容积较为一致的发泡鞋部件体积。在本发明实施例中，模具20的空腔容积与鞋部件的体积的比例为1∶0.98～1∶1.02。

根据本发明第二实施例，如图4及图5所示，模具20包括第一模件210及第二模件220，其中第二模件220与第一模件210相对应结合，且第一模件210可受外力f2带动而相对第二模件220移动。在图1的步骤106中，泄除模具内的气体压力值的步骤发生在第一模件210受外力f2拉动由第一位置(如图4所示)移动至第二位置(如图5所示)的过程之中。通过第一模件210向第二模件220拉动，可以增加模具内可供发泡的空间，进一步降低发泡材料的密度。

在图4中，当第一模件210位于第一位置时，第一模件210与第二模件220的最短距离为第一距离d3。在图5中，当第一模件位210于第二位置时，第一模件210与第二模件220的最短距离为第二距离d4，第一距离d3小于第二距离d4。在本发明实施例中，当第一模件210受外力f2拉动由第一位置移动至第二位置时，因模具20的空腔容积变大，因而增加模具20内可供发泡的空间，可使位于模具20内的发泡鞋部件的比重减少，并且使发泡鞋部件的发泡孔洞的孔径变大。在本发明的第一及第二实施例中，第一模件210以1～20m/s的位移速率，由第一位置移动至第二位置。

在本发明的实施例中，当泄除模具20内的气体压力值时，模具20内的压力值减小，甚至该压力值会归零。值得一提的是，在本发明实施例中，模具20具有泄压孔(未绘示)，用以泄除模具20内的气体压力，使模具20内的压力值减小，并且使热可塑性发泡流体中的超临界流体产生气相分离，以产生许多微小气泡，进而制成发泡鞋部件。泄除模具20内的气体压力值于0.2～12秒内将模具20由气体压力值降至0bar。根据本发明实施例，将模具20由气体压力值降至0bar的时间设定为1、5或10秒。在本发明的实施例中，在鞋部件的制造过程中，模具20的温度保持在20～60℃。

当如图1的步骤108所述，自模具20取得发泡鞋部件后，模具20的空腔容积与鞋部件的体积的比例为1∶0.98～1∶1.02，例如可为1∶0.98、1∶0.99、1∶1、1∶1.01或1∶1.02。由此可知，利用本发明一较佳实施例的鞋部件的制造方法所制造的鞋部件具有与模具20的空腔容积大致相同体积，因此本发明实施例所提供的鞋部件可透过模具20的空腔设计而精确达到预设体积，进而避免因后续切削鞋部件产生残料而造成材料的浪费。据此，利用本发明实施例所提供的鞋部件制造方法所制造的鞋部件可精确控制鞋部件体积，以达到减少切削鞋部件产生残料，因而具备节能减废的环保目的。

综上所述，通过超临界流体的微发泡公艺，物理性制造发泡鞋部件，使本发明所提供的发泡鞋部件具有致密且均匀的发泡孔洞，以提升发泡鞋部件的整体机械强度；进一步来说，本发明所提供的发泡鞋部件相较于一般发泡鞋部件具有更佳的物理性质(例如：发泡孔径较小、较高的弹性及较低的压缩永久变形比例及较佳的撕裂强度)。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。