一种一体成型鞋底及其制作模具和生产方法与流程

本发明涉及鞋制造技术领域，尤其涉及一种一体成型鞋底及其制作模具和生产方法。

背景技术：

鞋子能够很好地保护人们的双脚，特别的是，鞋子能够减轻或避免人们走路或跑步时产生的震动力，避免脊椎神经受到伤害。鞋底一般包括大底和中底，大底直接与地面接触，耐磨性能较好；而中底设置在大底上，能够起到很好地减震效果。鞋底与身体健康息息相关，因此，其成型结构与制作方式显得尤为重要。

在如今的制鞋工业中，生产鞋底需要经过复杂的工序，包括分别利用大底模具生产大底，利用中底模具生产中底，然后对大底的表面进行粗糙处理，接着进行涂处理水、涂胶水、加热，最后与中底贴合等工序，甚至还包括对鞋底进行喷色的操作，工序繁多，大大增加了生产成本。且在生产大底和中底的过程中，均会浪费大量边角料，产生相应的排放和污染；同时，涂处理水、涂胶水和喷色这些工序，都会污染环境。

如今，也有把生产好的大底放入中底模具中，然后往中底模具内灌注中底材料，使得中底在大底上发泡成型的生产方式。但是，生产的过程中也需要进行粗糙处理，涂处理水和涂胶水等工序，并且独立生产大底的工序是不能省的，且增多了把大底固定在中底模具内的操作，步骤繁多。同时，由于中底材料一般为发泡材料，在中底发泡的过程中，发泡材料容易溢出大底外，从而产生不良品。

值得一提的是，鞋底的生产材料一般包括TPU、PU、PVC、TPE、TPR、TR、EVA等，除了PU材料外，其余材料一般难降解，会对环境造成较大的危害。因此，PU材料在制鞋领域中备受关注。

现今，有一种双密度PU鞋底生产方法，鞋底的大底和中底均是由PU材料发泡而成的。具体操作如下：把大底PU发泡材料注入设置有隔色板的模具中，大底经10分钟发泡成型后，移除隔色板喷上胶水；然后注入PU中底发泡材料，再次加热使得中底发泡成型。生产过程中，需要首先进行大底发泡成型，接着开模移除隔色板，然后喷涂胶水，再进行中底发泡成型，也就是说，发泡成型需要进行两次，耗时耗力。另外，如果想要鞋底呈现双色效果，需要对鞋底进行喷色。而大底是发泡成型的，且大底的底部一般设置有防滑凸纹，其底部会产生大量气泡缺口，这使得喷色效果不理想，影响产品的美观。

另一方面，为了提高鞋底的舒适性，越来越多的人致力于研发减震型鞋底，以提高鞋底的减震能力。

本人的父亲方培基先生于2008年进行了专利申请：一种生产带弹簧减震鞋底、鞋垫、鞋跟、弹力柱的模具及方法(申请号：200810218859.4)，该专利在单一的发泡材料内设置有弹簧。如果产品为发泡成型的中底，虽然能够获得弹性好的优点，但是中底不耐磨，需要贴合大底才能使用；如果产品为发泡成型的大底，虽耐磨，但没有弹性。即该生产方法不能同时兼顾耐磨和弹性这两点，并且，无论产品为中底还是在大底，两者均不可以看到内部的弹簧，不美观。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的第一个目的在于提供一种一体成型鞋底，该鞋底在同一个模具中一体成型，不需要贴合程序，工序少，成本低；且利用PU材料成型，可降解，环保节能；同时，不易撕裂，使用寿命长，比重轻，弹性好，减震效果优，穿着舒适度高。

本发明的第二个目的在于提供一种一体成型鞋底的制作模具，该模具同时设置有大底和中底型腔，能够实现鞋底一次浇注成型，且该模具结构简单，格局合理，所生产出的鞋底美观，成品率高。

本发明的第三个目的在于提供一种一体成型鞋底的生产方法，低温成型，流程简单，操作方便，省时省力，环保安全；且无需喷色操作，即可形成双色效果的鞋底，工序简单，节能减排。

本发明的第一个目的采用以下技术方案实现：

一种一体成型鞋底，包括发泡成型的中底和不发泡成型的大底；所述中底贴设在所述大底上，并与所述大底在同一个模具内一次发泡一体成型。

优选的，所述中底由PU发泡材料成型；所述大底由PU不发泡材料成型。

优选的，还包括至少一个弹性件；所述弹性件的下部设置在所述大底内，其上部设置在所述中底内；或者，还包括至少一个LED灯；所述LED灯设置在所述大底或所述中底内。

优选的，所述大底的底部设置有若干凸纹。

优选的，所述大底和所述中底均设置为透明；或者，它们中的其中一个设置为透明。

本发明的第二个目的采用以下技术方案实现：

一种一体成型鞋底的制作模具，包括下模座和上模盖；所述下模座的上部为敞口结构；所述下模座内形成有空腔，所述空腔包括位于所述下模座下部的第一空腔和位于所述下模座上部的第二空腔；所述第一空腔和所述第二空腔相通；所述第一空腔的形状与所述大底的形状匹配，所述第二空腔的形状与所述中底的形状匹配；所述上模盖与所述下模座匹配盖盒连接。

优选的，所述下模座内设置有挡料凸环；在所述空腔内，所述挡料凸环从所述下模座的底壁向上延伸而设；所述挡料凸环与所述下模座的侧壁之间均形成有间距，所述挡料凸环包围形成所述第一空腔；或者，所述挡料凸环连接所述下模座的侧壁共同包围形成所述第一空腔。

优选的，还包括可移动压盖；所述可移动压盖上设置有进料口和出料口；所述可移动压盖能够匹配盖合在所述第一空腔上，并与所述第一空腔形成闭合型腔；所述可移动压盖也能够从所述第一空腔上移除，使得所述第一空腔和所述第二空腔连通。

优选的，所述上模盖与所述下模座铰接；并且，所述第一空腔的底壁设置有若干凹部；所述上模盖上设置有第一手柄。

本发明的第三个目的采用以下技术方案实现：

一种一体成型鞋底的生产方法，包括以下步骤：

1)预热：提供一种所述的一体成型鞋底的制作模具，对所述制作模具进行预热；例如，把所述制作模具预先加热至50-60℃；

2)第一次注料：把预设量的大底材料从下模座的顶部开口注入第一空腔内；

3)第二次注料：把预设量的中底材料从下模座的顶部开口注入第二空腔内；

4)定型：把上模盖压下，闭合模具；大底材料在第一空腔内硬化，中底材料在第二空腔内发泡，大底和中底一体成型；

5)整形：打开上模盖，取出鞋底，修剪多余边角料，即成。

优选的，在步骤1)和步骤2)之间，还包括以下操作：在所述下模座内放置至少一个弹性件；或者，在所述下模座内放置至少一个LED灯。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明所提供的一体成型鞋底，大底由不发泡材料成型，中底由发泡材料成型，大底和中底在同一个模具中同时一体成型，两者之间无须任何处理即可实现高强度贴合，贴合强度远远高于人工贴合强度。大底不需要发泡，底部不会出现气泡和缺口，而且大底的硬化与中底发泡同时进行，成型好，质量优。解决了双密度PU双倍生产时间和复杂工序和大底凸点防滑花纹产生气泡的难题。本方法淘汰了生产大底模具和独立生产大底的工序，不需要打粗、涂处理水、涂胶水、加热和人工贴合等步骤，省时省力，节能环保；避免了独立生产大底和中底，会产生双倍的边角废料、双倍费能、双倍时间、双倍模具、双倍设备的弊端。此外，本发明解决了现有工艺中把独立生产的大底放入中底发泡模具中，再进行中底发泡时，中底发泡材料容易溢出大底，造成不良品的难题。本发明的鞋底在同一个模具中成型，大底无缝填充大底型腔，中底发泡无缝填充大底型腔以外的型腔，大底与中底无缝接合，互不溢出。同时，本发明的鞋底，大底不需要发泡，耐磨可以直接与地面接触，使用寿命长，而中底发泡而成，柔软具有弹性，减震效果好。

本申请人曾经尝试过以下的技术方案：开发了一种没有上盖的开放式模具，即没有压力的非闭合模具，此种模具适用于生产非发泡、无须压力成型的产品。只有GEL满足的这样的要求，且GEL是生产减震器的优良材料。但是，GEL容易撕裂，也不能直接与其他鞋材贴合使用。为了提高GEL减震器的耐磨性能，需要增加底片的制作。这种该带有底片的GEL减震器与鞋底贴合使用时，存在容易撕裂、贴合困难的缺点。再者，底片较硬，而GEL减震器较软，这两者之间存在一条软料与硬料之间的分料线，当减震受压时，GEL容易膨胀，而底片不膨胀。长久下去，此分料线会形成断裂层，产生质量问题。此外，该技术不能在同一个模具中同时生产整个鞋底，需要先生产减震器，然后减震器要与中底人工贴合，最后才能形成鞋底，既省不了工序，也省不了成本。而本发明的中底与大底一体成型，两者之间无缝接合，结合强度高，不发泡大底耐磨，可以直接接触地面，发泡中底柔软有弹性，减震效果优。

(2)本发明所提供的一体成型鞋底，大底和中底均由PU材料制成，PU材料可降解，环保，而且成型速度快、费能小、省去众多污染工序。本发明有非常好的推广前景，可以淘汰橡胶、TPR、TPU、PVC和EVA等高耗能高污染的制鞋方法，有望使得鞋底生产工业转变成无烟企业。并且，PU发泡材料的比重轻，使得制得的鞋底更加轻巧，同时，PU发泡材料的弹性优于GEL，减震效果更好。

(3)本发明所提供的一体成型鞋底，可以在大底的底部设置凸纹，起到很好地防滑效果。此外，大底料和中底料可以调配成不同的颜色，不需要喷色处理即可使得鞋底呈现双色效果，美观。

(4)本发明所提供的一体成型鞋底，可以灌注弹性件，弹性件的下部设置大底内，其上部设置在中底内，弹性件进一步提高了鞋底的减震效果。如果把大底和/或中底设置成透明，从鞋底外也可以看到弹性件，大底耐磨，可以与地面直接接触，发泡中底柔软具有弹性，减震效果好，整个鞋底成型美观，舒适耐用。并且，弹性件放进下模座内后，首先灌注不发泡的大底料，再灌注发泡的中底料，弹簧的下部被不发泡的大底料定位了，不会在中底发泡的过程中出现移位。解决了现有技术中，利用发泡材料生产鞋底，需要另外增加铁柱体来固定弹性件的麻烦。

(5)本发明所提供的一体成型鞋底，可以在鞋底内灌注LED灯，灯光透过透明鞋材往外散发，甚是好看，并且，该鞋底一体成型，防水性能好，水不易渗进鞋底内，LED灯不易出现短路现象。而传统的鞋底需要经过人工贴合程序，打粗、涂处理水和涂胶水等操作，这些都会影响鞋底的透明度，影响美观，同时，这样的鞋底防水性较差，容易导致其内的LED灯出现短路现象。

(6)本发明所提供的一体成型鞋底的制作模具，同时设置有大底和中底型腔，能够实现鞋底一次浇注成型，且该模具结构简单，格局合理，所生产出的鞋底美观，成品率高。

(7)本发明所提供的一体成型鞋底的制作模具，设置有挡料凸环。这种结构的制作模具，适用于生产大底不是完全覆盖中底底部的鞋底。如果挡料凸环与下模座的侧壁之间均形成有间距，那么而成型后的鞋底，其中底的底部边缘会包裹着大底，也就说，从侧面看成型鞋底，只能看到中底。如果挡料凸环连接下模座的侧壁，它们共同包围形成第一空腔时，那么成型后的鞋底，中底的底部边缘会部分包裹大底。生产时，把大底料注入大底型腔，挡料凸环会阻挡大底料流向中底型腔；然后再注入中底发泡料，接着闭合模具，中底和大底一体成型。当然，如果不设挡料凸环，则鞋底成型后，大底是完全遮盖鞋底的底部的，从成型鞋底的侧面看，可以同时看到大底和中底。

(8)本发明所提供的一体成型鞋底的生产方法，在同一个模具中，分别注入大底料和中底料，大底料硬化和中底料发泡同时进行，两者一体成型，贴合强度高，流程简单，操作方便，省时省力；且成型温度低，环保安全；也无需喷色操作，即可形成双色效果的鞋底，工序简单，节能减排。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的一体成型鞋底的侧视图；

图2为本发明实施例所提供的一体成型鞋底的底部视图；

图3为本发明又一实施例所提供的一体成型鞋底的底部视图；

图4为本发明实施例所提供的一体成型鞋底制作模具的示意图；

图5为本发明实施例所提供的一体成型鞋底制作模具与可移动压盖的配合示意图；

图中：10、中底；20、大底；30、弹性件；40、下模座；41、上模盖；42、第一空腔；43、第二空腔；44、第一手柄；50、可移动压盖；51、进料口；52、出料口；53、第二手柄。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如图1-2所示，本发明实施例提供了一种一体成型鞋底，包括发泡成型的中底10和不发泡成型的大底20；中底10贴设在大底20上，并与大底20在同一个模具内一次发泡一体成型。

更加具体地，中底10由PU发泡材料成型；大底20由PU不发泡材料成型。PU不发泡材料是一种液态料，物性与橡胶接近，可以购买自巴斯夫(中国)有限公司，型号为POLY.ISO。PU材料可降解，环保。同时，大底20和中底10均可以设置为透明的，或者，大底20和中底10可以由颜色相同或不相同的材料成型，使得鞋底带上色彩，增加美观；特别地是，若大底20与中底10颜色不同，整个鞋底呈现双色效果，更有一番韵味。

如图1所示，为了提高该鞋底的减震效果，该一体成型鞋底还包括可以至少一个弹性件30；弹性件30的下部设置在大底20内，其上部设置在中底10内；例如，弹性件30的数量为两个，分别记为第一弹性件和第二弹性件；所述第一弹性件和所述第二弹性件的下部均设置在大底20内，它们的上部均设置在中底10内；且所述第一弹性件与后跟受力点所在的位置相对应，所述第二弹性件与前脚掌受力点所在的位置相对应。另外，弹性件30可以设置为弹簧。为了使得鞋底更加美观，可以把大底20和中底10设置为透明结构，这样就可以从鞋底的外部看到设置在其内的弹性件30了。此外，可以在弹性件30的外表面涂覆涂料层；所述涂料层可以为白色涂料层、黑色涂料层、银色涂料层、金色涂料层、红色涂料层、荧光黄色涂料层、绿色涂料层、橙色涂料层、紫色涂料层和蓝色涂料层中的一种或任意组合，当然，也可以设置其他颜色的涂料层。或者，可以在弹性件30外套设胶套，胶套的颜色可以根据客户喜好，设置为不同的颜色。也就是说，弹性件30外可以被色彩缤纷的涂料层或胶套包裹，进一步增加鞋底的美观性。

此外，为了增加鞋底的趣味和美观，该一体成型鞋底还可以包括至少一个LED灯(图中未视出)；所述LED灯设置在大底20或中底10内。当采取这种设置方式时，大底20和/或中底10宜采取透明设置，LED灯的电源线伸出鞋底外，并连接到设置在鞋体其它部分(例如，鞋帮)的电池和开关。打开开关，LED发射的光即可透过透明的鞋材向外散出，增加趣味与美观。如果LED灯可以发射若干种不同颜色的光，更是绚丽多彩，引人注目。

如图2-3所示，为了提高鞋底的防滑性能，大底20的底部设置有若干凸纹。若干所述凸纹可以包括竖向凸条、横向凸条、斜向凸条、三角形凸起和点状凸点等，设置这些凸纹，能够增加大底的防滑性能。

如图4-5所示，本发明实施例还提供了一种一体成型鞋底的制作模具，包括下模座40和上模盖41；下模座40的上部为敞口结构；下模座40内形成有空腔，所述空腔包括位于下模座40下部的第一空腔42和位于下模座40上部的第二空腔43；第一空腔42和第二空腔43相通；第一空腔42的形状与大底20的形状匹配，第二空腔43的形状与中底10的形状匹配；上模盖41与下模座40匹配盖盒连接。

此外，下模座40内还可以设置有挡料凸环(图中未视出)；在所述空腔内，所述挡料凸环从下模座40的底壁向上延伸而设，且所述挡料凸环与下模座40的侧壁之间均形成有间距；所述挡料凸环包围形成第一空腔42。而所述间距、所述间距上方的空间和第一空腔42上方的空间，它们共同形成第二空腔43；也就是说，在下模座40的空腔内，除了第一空腔42，其余的空间均为第二空腔43。这种结构的制作模具，适用于生产大底20不是完全覆盖中底10底部的鞋底，如图3所示，成型后的鞋底，其中底10的边缘会包裹着大底20，也就说，从侧面看成型鞋底，只能看到中底10，而不能看到大底20。图3所示的实施例，挡料凸环为规则的、与鞋底底部形状匹配的环。但是，挡料凸环的设置方式不限于上述形式，还可以采取其他设置形式。例如，挡料凸环是由若干个小凸环连接形成的。具体地，可以在前脚掌位置和后跟部位置各设置一个挡料凸环，但这两个凸环是连通的，即足弓位置上设置有至少两条凸条，两条凸条之间形成有流道，此流道使得上述两个凸环相互连通。当然，也可以设置其他数量的凸环，例如3个、4个、5个、6个等，若干挡料凸环之间通过挡料凸条相互连通。挡料凸环和凸条包围着的空间共同形成第一空腔，即大底型腔，下模座内除了大底型腔的空间外，其余即为中底型腔。

更加具体地，上模盖41与下模座40铰接，这样的设置方式简单方便，成本低；并且，第一空腔42的底壁设置有若干凹部，这些凹部的存在，使得成型大底20的底部会出现与之匹配的凸纹；另外，上模盖41上设置有第一手柄44，第一手柄44方便模具的开启和闭合。

当运用此模具单独生产大底20，或者大底20的前掌部与后根部的斜度相差较大时。该模具还可以包括可移动压盖50；可移动压盖50上设置有进料口51和出料口52；可移动压盖50能够匹配盖合在第一空腔42上，并与第一空腔42形成闭合型腔；可移动压盖50也能够从第一空腔42上移除，使得第一空腔42和第二空腔43相通。另外，为了方便使用可移动压盖50，可以在可移动压盖50上设置第二手柄53。

在实际生产过程中，鞋底的后跟部一般较厚，而前脚掌(特别是脚趾)对应的位置一般会有点向上倾斜而设。也就是说，下模座40底部的第一空腔42，其前部分所在的水平面会高于后部分所在的水平面，注料时，料液容易从高处往低处流，会导致大底20前掌缺料而后跟料液过多的现象。此时，可以在大底型腔的底壁设置若干凹部(包括凹槽和/或凹点)。生产大底时，从大底型腔的前部分注料，料液就会先填充好前部分的凹部，再流向低位处的后跟部，从而保证整个大底型腔都注满了大底料，避免出现高处型腔缺料的现象，能够得到质量好的大底。同时，由于这些凹部的作用，使得成型大底的底部出现了与凹部匹配的凸纹，这些凸纹能够增加大底的防滑性能。此外，对于某些风格的鞋子，大底型腔由几部分组成，为了注料方便，这几部分大底型腔最好设计成相互连通的。因为采取这样的设置，只需注入一次大底料，大底料就可以在相互连通的大底型腔中流通，从而填满整个大底型腔；避免了需要分开多次注料的麻烦，省时省力。也就是说，在下模座内，挡料凸环不是一个规则的、与鞋底底部形状完全匹配的环，而是由若干个凸环连接组成。例如，可以是由两个凸环组成，一个位于前脚掌位置，一个位于后跟部位置，但这两个凸环是连通的，即足弓位置上设置有至少两条凸条，两条凸条之间形成有流道，此流道使得上述两个凸环相互连通。当然，也可以设置其他数量的凸环，若干凸环按照人工力学合理分布，在受力点较大，即与地面摩擦较大所对应的位置，宜设置挡料凸环，若干挡料凸环之间通过挡料凸条相互连通，确保可以一次性完成注料，操作简单。当大底型腔注满大底料后，剩下的空间即为中底发泡材料的型腔，中底料会完全把中底型腔完全填充，中底与大底的分界线不明显，而且是无缝接合的。同时，大底料和中底料在模具内同时发生化学反应，大底料进行硬化，中底料进行发泡并把大底外的型腔填充完整，大底和中底的分子与分子之间紧密贴合，贴合强度高，远远高于传统的人工贴合强度。

需要注意的是，在实践生产过程中，当大底的前掌部分与后跟部的倾斜度之差大于20°(例如，跑鞋大底的最前部上翘90°)时，大底型腔的凹部会比较难阻挡大底料，仍然会出现高处型腔缺料的现象。此时，我们可以使用可移动压盖解决此问题。可移动压盖上设置有进料口和出料口；可移动压盖能够匹配盖合在所述第一空腔上，并与所述第一空腔形成闭合型腔。进行生产时，从可移动压盖的进料口处注入大底料，直至有少许大底料从可移动压盖的出料口处排出即可。待1-2min后，大底即可完成半硬化状态。接着，移除可移动压盖，注入发泡PU，闭合上模盖，中底发泡并与硬化的大底一体成型。这种生产方式，虽然增加了操作可移动压盖的程序，需要先完成大底的硬化再进行中底的发泡，工序和时间相比于大底硬化和中底发泡同时进行有所增加，但是，相比传统的双密度PU鞋底生产方法，生产速度还是大大提高了。因为传统的双密度PU鞋底，需要进行两次发泡，而一次发泡大概需要10min，共耗时20min左右；而本方法进行一次硬化耗时约1-2min，一次发泡耗时约10min，共耗时11-12min。并且，在传统的双密度PU鞋底生产过程中，需要进行粗糙处理、涂处理水和涂胶水操作，而本方法都不需要，降低了成本，节能环保。并且，本发明的大底不需要发泡，不会像双密度PU鞋底那样，大底容易产生缺口和气泡。虽然本方法也是大底和中底分开生产，但是最终成型的鞋底优良率高，不会出现中底发泡料溢出到大底上的现象，因为本方法在生产过程中，大底硬化后不需要移动，其与模具型腔和中底能够实现紧密地无缝接合，大底料和中底料各占其位，互不溢出。

当然，该模具也可仅用于生产大底。此时，可以把可移动压盖匹配盖合在第一空腔的顶部，可移动压盖与第一空腔形成闭合的型腔。从可移动压盖的进料口处注入大底料，直至有少许大底料从可移动压盖的出料口处排出即可。待1-2min后，大底即可完成硬化。接着，移除可移动压盖，取出大底，即成。PU不发泡材料硬化即成大底，不会产生边角料，成型速度快。如果生产平面的底片连移动压盖都不须要，只要在开放式型腔内注料(即只要下模座不用上模盖和压盖)，其单个人的产量是橡胶底片的几十倍提升，费能也几十倍地减小。而利用橡胶生产大底的传统工序，需要高温高压的条件，且生产时间较长，至少为本方法所耗时间的10倍以上。本发明采用PU不发泡材料生产大底，其物性与橡胶接近，但生产时间大大减少，排放非常低，也无边角料产生。本发明有非常好的推广前景，可以淘汰橡胶、TPR、TPU、PVC和EVA等高耗能高污染的制鞋底方法，有望使得鞋底生产工业转变成无烟企业。

本发明实施例还提供了一种一体成型鞋底的生产方法，包括以下步骤：

1)预热：提供一种所述的一体成型鞋底的制作模具，把所述制作模具预先加热至50-60℃；

2)第一次注料：把预设量的大底材料从下模座的顶部开口注入第一空腔内；

3)第二次注料：把预设量的中底材料从下模座的顶部开口注入第二空腔内；

4)定型：把上模盖压下，闭合模具；大底材料在第一空腔内硬化，中底材料在第二空腔内发泡，大底和中底一体成型；

5)整形：打开上模盖，取出鞋底，修剪多余边角料，即成。

优选的，在步骤1)和步骤2)之间，还包括以下操作：在所述下模座内放置至少一个弹性件；或者，在所述下模座内放置至少一个LED灯。

当然，在预热前，需要进行料液准备。在传统的PU发泡生产线上，增加一台GEL灌注滴胶机，把构成大底料的A料和B料大分别加入到GEL滴胶机的A料缸和B料缸内。用此种方法生产中底和大底组合的鞋底，工序简单，只是把生产GEL的滴胶工艺结合到PU生产线上；但是，这看似简单的改变，对于鞋底制作工艺来说，却具有革命性的意义。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。