專利名稱：加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鞋底材料，特別是涉及一種可降低成本、改變物性的加入聚合物材料制造聚氨酯(PU)鞋底的方法及其裝置。
一般制鞋業(yè)在其生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生廢料而對環(huán)境造成污染，通常鞋子在使用材料上將依制造過程分成鞋底成型與鞋面成型兩部份，所使用到相關(guān)鞋材方面，鞋面鞋材有天然皮、PVC(polyvinyl chloride，聚氯乙烯)、合成皮料、尼龍布(NYLON)、纖維布料等，其生產(chǎn)過程產(chǎn)生廢料約達10％～15％，而鞋底材料有EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer，乙烯-乙酸乙烯共聚物)、聚氯乙烯、橡膠、聚氨酯(polyurethane，聚氨酯)、TPR等，其生產(chǎn)時所產(chǎn)生廢料更多，如乙烯-乙酸乙烯共聚物高達30％～40％，橡膠15％等，在以往面臨這些廢料問題時，只能將熱可塑的材料(如TPR、PVC等)加以再制運用，其他需交聯(lián)或硫化的熱固性廢料(如乙烯-乙酸乙烯共聚物、橡膠)，唯有少部份被磨成粉狀當(dāng)少量填充劑用以外，大部份都以燒毀或掩埋方式處理，這些所造成環(huán)境污染的情形十分嚴(yán)重，且會造成材料的浪費。
一般聚氨酯鞋底是采兩液型制法，即在主劑多元醇聚合物加入異氰酸酯混合反應(yīng)后硬化而成，但由于聚氨酯原料價格昂貴，所以導(dǎo)致聚氨酯鞋底成本較高，如能以聚氨酯材質(zhì)作為鞋底基材，并有效應(yīng)用上述的鞋底制造過程中所產(chǎn)生的廢料，不但可減少聚氨酯使用量而降低成本，更可有效地解決鞋底廢料對環(huán)境所造成的問題，同時可提高聚氨酯鞋底的物性及功能。
本發(fā)明的目的在于提供一種可達到環(huán)境保護的目的，且同時可降低成本、提高物性與功能的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法及其裝置。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種可制成結(jié)構(gòu)穩(wěn)固的聚氨酯鞋底的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的裝置。
本發(fā)明的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法及其裝置，是先將聚合物材料切制成具預(yù)定體積的條片、顆粒狀，且經(jīng)過極性處理及涂布粘合劑(接著劑)后，將異氰酸酯及多元醇聚合物依適當(dāng)比例同時加入混煉機中作高速攪拌，使其彼此開始產(chǎn)生聚合反應(yīng)并形成聚氨酯，且將完成浸漬處理劑、涂布粘合劑的聚合物材料利用一螺旋輸送桿的導(dǎo)送而迅速地與聚合反應(yīng)中的聚氨酯成份再攪拌，使得聚合物材料被包覆其中，再將混合均勻的胚料注入預(yù)熱的成型模具內(nèi)部，其中異氰酸酯與多元醇聚合物繼續(xù)反應(yīng)而形成聚氨酯，其聚合反應(yīng)所產(chǎn)生的放熱動作會引發(fā)聚合物材料的交聯(lián)劑反應(yīng)產(chǎn)生交聯(lián)，也就是聚合物材料與聚氨酯彼此之間利用處理劑、粘合劑的作用而彼此鏈結(jié)，隨后在模具內(nèi)反應(yīng)完成、硬化，脫模后即可獲得一鞋底，且該鞋底具有彈性、質(zhì)輕、耐磨、抗壓、抗拉等物性。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明

圖1是本發(fā)明較佳實施例的制造流程圖。
圖2是本發(fā)明較佳實施例的混煉機前視組合示意圖。
圖3是本發(fā)明較佳實施例的混煉機側(cè)視組合示意圖。
如圖1所示，本發(fā)明的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法，包含下列步驟一、選用經(jīng)過極性處理及涂布粘合劑且具預(yù)定形狀的聚合物材料A、該聚合物材料可為選用自廢棄物回收或新料且已完成交聯(lián)(發(fā)泡)的熱固性材料(如橡膠、乙烯-乙酸乙烯共聚物等)，且將上述的熱固性材料切制成顆粒狀材料，再將顆粒狀材料作浸漬處理劑、干燥、涂布粘合劑、干燥等流程，該處理劑主要為交聯(lián)劑，與顆粒狀材料內(nèi)部殘存的交聯(lián)劑同屬性，而該粘合劑主要為與顆粒狀材料同材質(zhì)的液態(tài)原料加入與該處理劑相同屬性的交聯(lián)劑。B、該聚合物材料可為選用自廢棄物回收的纖維廢料或纖維新料(如應(yīng)用于鞋面的皮革、纖維布料、尼龍布、厚紙板等材料)，且將上述的纖維材料切制成條(片)狀，再將條(片)狀纖維材料作浸漬處理劑、干燥、涂布粘合劑、干燥等流程，而該處理劑主要為交聯(lián)劑，可使條(片)狀纖維材料表面經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生極性，且該處理劑可滲入纖維內(nèi)部而產(chǎn)生投錨作用，而該粘合劑主要為液態(tài)合成樹脂加入與上述處理劑相同屬性的交聯(lián)劑。C、該熱可塑性材可為粉粒狀的TPR、聚氯乙烯、TPU等，將上述粉粒狀熱可塑性材料作浸漬處理劑、干燥、涂布粘合劑、干燥等流程，該處理劑主要為交聯(lián)劑可附著在粉粒狀的熱可塑性材料表面，而該粘合劑主要為液態(tài)合成樹脂加入與上述處理劑相同屬性的交聯(lián)劑。D、該聚合物材料可為具預(yù)定重量比例的已完成交聯(lián)(發(fā)泡)的熱固性材料、纖維材料及熱可塑性材料，該等聚合物材料需作切制、浸漬處理劑、干燥、涂布粘合劑、干燥等流程，此處預(yù)定重量比例可為全熱固性材料、全纖維材料、全熱可塑性材料，或任二者的搭配組合，或三者同時使用的組合等情形。
二、取適當(dāng)份量的多元醇聚合物與異氰酸酯同時置入一混煉機中，使兩者彼此開始產(chǎn)生聚合反應(yīng)，并形成聚氨酯。
三、將上述已經(jīng)過極性處理及涂布粘合劑且具預(yù)定形狀的聚合物材料以螺旋攪拌方式與正在聚合反應(yīng)的聚氨酯成份充分?jǐn)嚢杈鶆?，使得顆粒狀或條(片)狀的聚合物材料被均勻包覆其中。
四、將混合均勻的胚料注入預(yù)熱的成型模具內(nèi)部，而該異氰酸酯與多元醇聚合物繼續(xù)反應(yīng)形成聚氨酯，其聚合反應(yīng)所產(chǎn)生的放熱動作會引發(fā)聚合物材料的交聯(lián)劑反應(yīng)產(chǎn)生交聯(lián)，也就是聚合物材料與聚氨酯彼此之間利用處理劑、粘合劑的作用而彼此鏈結(jié)。
五、在模具內(nèi)反應(yīng)完成、硬化，而達到密實接著效果，且使聚合物材料的物性保持下來，也就是，當(dāng)聚合物材料為乙烯-乙酸乙烯共聚物時，則所制成的聚氨酯鞋底具有富彈性、質(zhì)輕、降低成本的功效。當(dāng)聚合物材料為橡膠時，則所制成的聚氨酯鞋底具有富彈性、耐磨、降低成本的功效。當(dāng)聚合物材料為纖維時，則所制成的聚氨酯鞋底具有增加結(jié)構(gòu)強度、降低成本的功效。當(dāng)聚合物為熱可塑性材料時，具有質(zhì)輕、降低成本的功效。
六、脫?？色@得一鞋底。
上述步驟所應(yīng)用的裝置，如圖2、3所示，是在一混煉機10底部設(shè)有一混合管20，該混合管20底部形成一出口21，在該出口21上方預(yù)定位置處銜接有呈傾斜設(shè)置的一歧管30，該歧管30頂部的一驅(qū)動座31利用鳩尾狀的結(jié)合部32嵌套在混煉機10側(cè)邊的一凸座11底部呈鳩尾狀的一卡槽12中，且在該驅(qū)動座31一側(cè)的歧管30內(nèi)部軸設(shè)有一螺旋輸送桿40，利用該結(jié)合部32與卡槽12的嵌套，可使該驅(qū)動座31連同螺旋輸送桿40自歧管30上拆離，以供清洗該螺旋輸送桿40及歧管30內(nèi)部，而該歧管30預(yù)定位置處又銜接有一入管50，該螺旋輸送桿40的輸出端可伸設(shè)至混合管20內(nèi)部，且該輸出端末端處裝設(shè)有一攪動輪41，藉此，浸漬、涂布完成的顆粒狀或條(片)狀聚合物材料可由該入管50送入歧管30中，并利用該螺旋輸送桿40輸送至混合管20中與異氰酸酯、多元醇聚合物均勻混合，最后由該混合管20底端的出口21直接注入模具內(nèi)進行反應(yīng)。
本發(fā)明較佳實施例中所產(chǎn)生的聚氨酯(polyurethane,PU)為異氰酸酯(iso-cyanates)與多元醇聚合物(polyols)化合物經(jīng)反應(yīng)后生成的氨基酸鉀特種原子基因聚合在一起而命名的，其聚合作用與硬化交聯(lián)的情形為將此兩液型成份依比例進行混煉攪拌，使其含有活性氰的鏈加長劑產(chǎn)生聚合反應(yīng)，進行鏈延長、交聯(lián)反應(yīng)，再經(jīng)放熱作用使分子巨大化后產(chǎn)生氣體膨脹，成為球狀或多角形細胞狀組織體。經(jīng)加熱后，使其硬化劑產(chǎn)生交聯(lián)，而達到固化的效果。
藉此，利用異氰酸酯與多元醇聚合物產(chǎn)生聚合反應(yīng)、以及加入聚合物材料和聚氨酯所產(chǎn)生的交聯(lián)作用，不但可使聚合物材料的物性保留下來，并解決制鞋廢料的回收處理問題，且使所制成的鞋底具有質(zhì)輕、耐磨、抗壓、抗拉的特性，并有效降低聚氨酯鞋底的制造成本，且可減少聚氨酯原料的用量。
經(jīng)由以上的說明，可知本發(fā)明的聚氨酯鞋底制造技術(shù)對于環(huán)境污染的降低，以及可提升生產(chǎn)效益，且制鞋過程產(chǎn)生的廢料能回收再制，甚至鞋子穿過，使用過的舊鞋子也可依上述回收技術(shù)，再進行拆解分類、進行回收再制，綜合分析其效益如下(一)本發(fā)明所應(yīng)用的聚合物材料，可自舊鞋底或制鞋過程中所產(chǎn)生的廢料回收加以再生使用，也可直接采用新料，但不論是舊料或新料，都可減少聚氨酯新料的使用，且因聚氨酯材料的成本高，而即使是聚合物新料的成本仍低于聚氨酯材料，所以應(yīng)用本發(fā)明的方法，將聚氨酯材料搭配聚合物材料，具有降低生產(chǎn)成本的功效。
(二)依據(jù)此方法制造的聚氨酯鞋底，其加入的聚合物材料可提高物性及功能，且回收廢料經(jīng)由其特性的篩選、分類而制成各種特性要求的鞋底成品，例如乙烯-乙酸乙烯共聚物廢料將使制品輕質(zhì)化、富彈性，橡膠廢料將使制品增加其彈性、耐磨，纖維廢料將使制品增加結(jié)構(gòu)強度，而熱可塑性材料具有質(zhì)輕、降低成本等功效。
(三)低溫操作技術(shù)、設(shè)備簡單，生產(chǎn)成本低。
(四)各類聚合物材料均能配合聚氨酯作回收再制造。
權(quán)利要求
1．一種加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法，是將聚合物材料混合多元醇聚合物與異氰酸酯后，再置入模具內(nèi)產(chǎn)生交聯(lián)，以制成一鞋底，其特征在于包含以下步驟一、選用經(jīng)過極性處理及涂布粘合劑且具預(yù)定形狀的聚合物材料；二、取適當(dāng)份量的多元醇聚合物與異氰酸酯同時置入一混煉機中作高速攪拌，使兩者與多元醇聚合物彼此開始產(chǎn)生聚合反應(yīng)，并形成聚氨酯；三、將上述已經(jīng)過極性處理及涂布粘合劑且具預(yù)定形狀的聚合物材料以螺旋攪拌方式與正在聚合反應(yīng)的聚氨酯成份充分?jǐn)嚢杈鶆?，使得聚合物材料被包覆其中；四、將混合均勻的胚料注入預(yù)熱的成型模具內(nèi)部，而該異氰酸酯與多元醇聚合物繼續(xù)反應(yīng)形成聚氨酯，其聚合反應(yīng)所產(chǎn)生的放熱動作會引發(fā)聚合物材料的交聯(lián)劑反應(yīng)產(chǎn)生交聯(lián)，使聚合物材料與聚氨酯彼此之間產(chǎn)生鏈結(jié)；五、在模具內(nèi)反應(yīng)完成、硬化，而達到密實接著效果，且使聚物材料的物性保持下來；六、脫?？色@得一鞋底。
2．一種加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的裝置，其特征在于其是在一混煉機底部設(shè)有一混合管，該混合管底部形成一出口，在該出口內(nèi)側(cè)銜接有一歧管，該歧管內(nèi)部裝設(shè)有一螺旋輸送桿，且該歧管上銜接有一入管，該螺旋輸送桿具有一可伸設(shè)至該混合管內(nèi)部的輸出端，且在該輸出端末端處裝設(shè)有一攪動輪。
3．如權(quán)利要求1所述的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法，其特征在于該聚合物材料為具有重量比例的熱固性材料、纖維材料及熱可塑性材料。
4．如權(quán)利要求1或3所述的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法，其特征在于該聚合物材料是經(jīng)過切制、浸漬處理劑、干燥、涂布粘合劑、干燥流程，該處理劑主要為交聯(lián)劑，而該粘合劑為液態(tài)合成樹脂加入與處理劑相同屬性的交聯(lián)劑，以提供聚合物材料與聚氨酯之間產(chǎn)生鏈結(jié)。
5．如權(quán)利要求2所述的加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的裝置，其特征在于該歧管頂部設(shè)有一驅(qū)動座，該驅(qū)動座上設(shè)有一呈鳩尾狀的結(jié)合部，在混煉機側(cè)邊具有一凸座，該凸座底部設(shè)有一呈鳩尾狀且嵌套該結(jié)合部的卡槽。
全文摘要
一種加入聚合物材料制造聚氨酯鞋底的方法及其裝置,是將回收的聚合物材料作有效分類后,將聚合物材料切制成粉粒狀,且經(jīng)過極性處理及涂布粘合劑后,混入已預(yù)先攪拌有異氰酸酯與多元醇的混煉機中,再經(jīng)均勻攪拌、入模硬化、脫模即可獲得一鞋底,制鞋過程中所剩余的聚合物材料可還可再大量回收使用,不但能大量降低生產(chǎn)成本、改變物性,并可有效解決廢料處理問題,減少對環(huán)境的污染。
文檔編號B29D35/00GK1320518SQ00108168
公開日2001年11月7日 申請日期2000年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月27日
發(fā)明者劉坤鐘 申請人:劉坤鐘