本發(fā)明涉及鞋底表面處理領(lǐng)域，尤其涉及一種熱塑性聚氨酯彈性體(tpu)類(lèi)發(fā)泡鞋底的表面處理方法。
背景技術(shù)：
adidas最早將boost科技應(yīng)用于鞋類(lèi)的中底材料，boost科技是將固體顆粒材質(zhì)(tpu)膨脹后轉(zhuǎn)化成上千個(gè)小能量膠囊制成跑鞋的中底。由于結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，每個(gè)小膠囊都能在每一步有效積聚并釋放能量。因?yàn)閠pu的物理特性，boost中底的耐用度是普通eva中底的三倍，boost中底除了有特別彈性十足的腳感之外，還可以將這種中底運(yùn)動(dòng)壽命大大延長(zhǎng)。
雖然boost中底等tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底表現(xiàn)出了高彈性、突出的緩震性能和出色的柔軟腳感等優(yōu)勢(shì)，但其在實(shí)際應(yīng)用中也存在很多問(wèn)題，(1)tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底不能上色，即使上色也會(huì)出現(xiàn)脫落，顏色單一，只有白色，致使外觀設(shè)計(jì)受限；(2)tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底不耐水解，使用一段時(shí)間會(huì)出現(xiàn)黃斑，無(wú)法清潔掉；(3)灰塵等容易沉積在tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底的顆粒結(jié)構(gòu)之間的縫隙間，不易清潔；(4)tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底顆粒與顆粒之間存在縫隙，容易造成縫隙周?chē)膖pu粒子掉落，進(jìn)一步導(dǎo)致高強(qiáng)度壓縮的顆粒結(jié)構(gòu)崩塌；(5)tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底外形與普通泡沫相似，給人一種廉價(jià)不環(huán)保的印象。
因此提供一種tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底表面處理方法以解決tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底顏色單一、不耐水解等問(wèn)題顯得至關(guān)重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種鞋底表面處理方法，用于解決tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底不易上色，顏色單一；不耐水解，易黃變；灰塵容易沉積在顆粒結(jié)構(gòu)間的縫隙內(nèi)，造成臟污及顆粒結(jié)構(gòu)的破壞等問(wèn)題。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種鞋底表面處理方法，所述鞋底為tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底，所述方法包括以下步驟：對(duì)鞋底表面進(jìn)行清洗及干燥；對(duì)干燥后的鞋底表面激活處理；將激活處理后的鞋底表面進(jìn)行極化處理；對(duì)極化處理處理后的鞋底進(jìn)行磁控濺射鍍膜；所述磁控濺射鍍膜為將極化處理后的鞋底放入真空度達(dá)1×10-4pa的磁控濺射樣品室，并通入10-300sccm氬氣預(yù)濺射靶材表面10-20min，以去除靶材表面的氧化物和其它雜質(zhì)；然后通入o2或n2，調(diào)節(jié)氧氣或氮?dú)馀c氬氣的流量比例，使氧氣或氮?dú)猓簹鍤猓?：1-1：50；在真空度0.5-1.5pa的磁控濺射樣品室濺射0.5-10min，得到厚度5-100nm的sio2或si3n4膜層；對(duì)經(jīng)磁控濺射鍍膜的鞋底涂覆極化處理后的底漆；對(duì)完成鍍膜工藝的鞋底進(jìn)行噴涂uv涂層及固化。
進(jìn)一步的，所述步驟對(duì)鞋底表面進(jìn)行清洗及干燥包括：取適量清洗劑，用去離子水稀釋5-30倍，然后將鞋底浸泡入稀釋好的清洗液中，浸泡10-60min或結(jié)合超聲清洗10-30min，然后取出用去離子水沖洗2-5次，再用熱風(fēng)或高壓空氣將其吹干。
進(jìn)一步的，所述步驟對(duì)干燥后的鞋底表面激活處理包括：將干燥后的鞋底放入pecvd設(shè)備反應(yīng)室中，抽本底真空達(dá)到1×10-1pa，通入ar氣，然后調(diào)節(jié)氣體流量使反應(yīng)室壓力在10-50pa下，啟動(dòng)射頻電源進(jìn)行輝光放電 對(duì)鞋底進(jìn)行激活處理，處理功率為20-150w，處理時(shí)間為10-300s。
進(jìn)一步的，所述步驟激活處理后的鞋底表面進(jìn)行極化處理包括：在鞋底表面均勻地噴涂或刷涂一層厚為5-50um的tpu極化處理劑，晾置10-30min，直到溶劑完全揮發(fā)。
進(jìn)一步的，所述對(duì)經(jīng)極化處理后的鞋底要進(jìn)行磁控濺射真空鍍膜時(shí)先在鞋底表面形成鉚釘層，所述步驟在鞋底表面形成鉚釘層包括：將鞋底放在真空室的工作臺(tái)上，抽真空使本底真空達(dá)到1×10-3pa，然后通入氬氣使真空度達(dá)到1×10-2-5×10-2pa后，接通射頻電源，在功率為500-1000w下，讓氬氣產(chǎn)生電離，同時(shí)對(duì)鞋底施加直流負(fù)偏壓100-500v進(jìn)行氬氣濺射清洗，清洗時(shí)間為1-10min；最后關(guān)閉氬氣，向腔室通入氫氣，在腔室真空度仍維持在1×10-2-5×10-2pa，功率為500-1000w狀態(tài)下離化氫氣，處理時(shí)間為60-240min，使氫離子注入鞋底表面，形成穩(wěn)定的鉚釘層。
進(jìn)一步的，底漆的極化處理包括：將tpu極化處理劑與底漆按質(zhì)量比為1：5-1：30進(jìn)行混合，攪拌10-90min；所述底漆為雙組分的聚氨酯和環(huán)氧涂料、氨基涂料、熱塑性丙烯酸酯涂料或uv涂料。
進(jìn)一步的，經(jīng)涂覆極化處理后底漆的鞋底可對(duì)鞋底進(jìn)行上顏色，所述步驟對(duì)鞋底進(jìn)行上顏色包括：先將溶劑完全混合，在攪拌下加入色粉或色精染料直到其完全溶解并混合均勻，然后通過(guò)噴涂的方式在鞋底表面涂上一層著色層，并將鞋底置于通風(fēng)的無(wú)塵室內(nèi)自然干燥；所述溶劑為異丙醇、異丁醇、環(huán)已酮、乙二醇、乙二醇乙醚、丙酮中的至少一種。
進(jìn)一步的，所述對(duì)鞋底進(jìn)行上顏色后要噴涂uv涂層及固化前，先對(duì)鞋底進(jìn)行plasma表面處理，所述步驟對(duì)鞋底進(jìn)行plasma表面處理包括：將 鞋底放入plasma處理室，抽真空使腔室真空度達(dá)到1×10-3pa，然后通入50-300sccm的o2氣體，讓o2在rf高壓射頻電源及螺旋線圈的作用下產(chǎn)生電漿，產(chǎn)生的氧自由基與鞋底表面有機(jī)物發(fā)生作用，產(chǎn)生揮發(fā)性氣體，在功率為200-600w下，處理60-240s。
進(jìn)一步的，所述步驟鞋底進(jìn)行噴涂uv涂層及固化，uv涂層厚度在5-30um，uv涂層采用uv固化，uv能量為1000-5000mj/cm2，uv涂層為uv固化膠。
由上述對(duì)本發(fā)明結(jié)構(gòu)的描述可知，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)對(duì)tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底表面激活、極化及plasma處理，增加各層間的附著力進(jìn)行處理，使tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底可以隨意上色且不會(huì)脫落，豐富鞋底色彩，利于跑鞋多樣化設(shè)計(jì)；(2)通過(guò)磁控濺射在boost鞋底表面形成膜層，增加鞋底金屬質(zhì)感，提升鞋底的外觀競(jìng)爭(zhēng)力和附加價(jià)值；(3)通過(guò)保護(hù)層的涂覆，既提升鞋底的耐磨、防刮、抗腐蝕性能，又能保護(hù)鍍膜金屬層或顏色層，使灰塵不容易沉積在顆粒結(jié)構(gòu)的縫隙間。綜上所述，通過(guò)本發(fā)明提供的表面處理方法處理后的tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底在保持耐磨、耐彎折及抗紫外等優(yōu)異性能外，還實(shí)現(xiàn)了耐水解不黃變、色彩鮮艷的功能，從而拓寬鞋底應(yīng)用范圍和提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。
附圖說(shuō)明
構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
圖1為本發(fā)明一種鞋底表面處理方法的工藝過(guò)程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
參閱圖1，本技術(shù)方案實(shí)施方式提供一種鞋底表面處理方法，解決tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底不易上色，顏色單一；不耐水解，易黃變；灰塵容易沉積在顆粒結(jié)構(gòu)間的縫隙造成臟污，不易清潔；所述鞋底為tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底，所述方法包括以下步驟：
步驟s101、鞋底表面的清洗及干燥：取適量清洗劑，用去離子水稀釋5-30倍，然后將鞋底浸泡入稀釋好的清洗液中，浸泡10-60min或結(jié)合超聲清洗10-30min，然后取出用去離子水沖洗2-5次，再用熱風(fēng)或高壓空氣將其吹干。
步驟s102、鞋底表面的激活處理：將干燥后的鞋底放入pecvd設(shè)備反應(yīng)室中，抽本底真空達(dá)到1×10-1pa，通入ar氣，然后調(diào)節(jié)氣體流量使反應(yīng)室壓力在10-50pa下，啟動(dòng)射頻電源進(jìn)行輝光放電對(duì)鞋底進(jìn)行激活處理，處理功率為20-150w，處理時(shí)間為10-300s。
步驟s103、鞋底表面的極化處理：在鞋底表面均勻地噴涂或刷涂一層厚為5-50um的tpu極化處理劑，晾置10-30min，直到溶劑完全揮發(fā)。因?yàn)榫郾?tpu)屬于聚烯烴，為非極性材質(zhì)，表面活性低，粘接非常困難；因此需要進(jìn)行表面極化處理。
步驟s104、在鞋底表面注入氫離子形成鉚釘層：將鞋底放在真空室的工作臺(tái)上，抽真空使本底真空達(dá)到1×10-3pa，然后通入氬氣使真空度達(dá)到1×10-2-5×10-2pa后，接通射頻電源，在功率為500-1000w下，讓氬氣產(chǎn)生電離，同時(shí)對(duì)鞋底施加直流負(fù)偏壓100-500v進(jìn)行氬氣濺射清洗，清洗時(shí)間為1-10min；最后關(guān)閉氬氣，向腔室通入氫氣，在腔室真空度仍維持在1×10-2-5×10-2pa，功率為500-1000w狀態(tài)下離化氫氣，處理時(shí)間為60-240min，使氫離子注入鞋底表面，形成穩(wěn)定的鉚釘層，增加后續(xù)鍍膜層的附著力。
步驟s105、鞋底表面的磁控濺射鍍膜；將極化處理后的鞋底放入真空度達(dá)1×10-4pa的磁控濺射樣品室，并通入10-300sccm氬氣預(yù)濺射靶材表面10-20min，以去除靶材表面的氧化物和其它雜質(zhì)；然后通入o2或n2,調(diào)節(jié)氧氣或氮?dú)馀c氬氣的流量比例，使氧氣或氮?dú)猓簹鍤猓?：1-1：50；在真空度0.5-1.5pa的磁控濺射樣品室濺射0.5-10min，得到厚度5-100nm的sio2或si3n4膜層；
步驟s106、底漆極化處理及涂覆：將tpu極化處理劑與底漆按質(zhì)量比為1：5-1：30進(jìn)行混合，攪拌10-90min使其均勻混合，然后通過(guò)噴涂或刷涂的方式在表面形成一層厚為5-50um的涂層。
步驟s107、上顏色：先將溶劑完全混合，在攪拌下加入色粉或色精染料直到其完全溶解并混合均勻，然后通過(guò)噴涂的方式在鞋底表面涂上一層著色層，并將鞋底置于通風(fēng)的無(wú)塵室內(nèi)自然干燥；所述溶劑為異丙醇、異丁醇、環(huán)已酮、乙二醇、乙二醇乙醚、丙酮中的至少一種。
步驟s108、plasma表面處理：將鞋底放入plasma處理室，抽真空使腔室真空度達(dá)到1×10-3pa，然后通入50-300sccm的o2氣體，讓o2在rf高壓 射頻電源及螺旋線圈的作用下產(chǎn)生電漿，產(chǎn)生的氧自由基與鞋底表面有機(jī)物發(fā)生作用，產(chǎn)生揮發(fā)性氣體，在功率為200-600w下，處理60-240s。
步驟s109、噴涂uv涂層及固化：所述步驟鞋底進(jìn)行噴涂uv涂層及固化，uv涂層厚度在5-30um，uv涂層采用uv固化，uv能量為1000-5000mj/cm2，uv涂層為uv固化膠。
實(shí)施例1
步驟s101、取適量清洗劑，用去離子水稀釋20倍，然后將tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底浸泡入稀釋好的清洗液中，浸泡清洗30min后取出用去離子水沖洗2-5次，再用高壓空氣將其吹干。
步驟s102、將鞋底放入pecvd設(shè)備反應(yīng)室中，開(kāi)始抽本底真空達(dá)到1×10-1pa，然后通入ar氣，調(diào)節(jié)氣體流量使反應(yīng)室壓力為10pa；啟動(dòng)射頻電源進(jìn)行輝光放電，處理功率為100w，處理時(shí)間為120s；結(jié)束后破真空將鞋底取出。
步驟s103、在tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底表面均勻地噴涂一層厚為10um的tpu極化處理劑，晾置30min，直到溶劑完全揮發(fā)。
步驟s104、將鞋底放在真空室的工作臺(tái)上，抽真空使本底真空達(dá)到1×10-3pa左右，然后通入高純氬氣使真空度維持在5×10-2pa，接通射頻電源，功率為1000w，氬氣產(chǎn)生電離，同時(shí)對(duì)鞋底施加直流負(fù)偏壓300v進(jìn)行ar濺射清洗，清洗時(shí)間為2min；關(guān)閉氬氣，向腔室通入氫氣，使腔室真空度仍維持在5×10-2pa，功率為1000w離化氫氣，處理時(shí)間為120min，使氫離子注入鞋底表面，形成一層鉚釘層。
步驟s105、將表面形成一層鉚釘層的tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底放入磁控濺射樣 品室，抽真空，使本底真空達(dá)到1×10-4pa，通入100sccm純度99.9％的氬氣預(yù)濺射靶材表面10min，去除靶材表面的氧化物和其它雜質(zhì)；然后通入純度99.9％的氧氣，通過(guò)流量調(diào)節(jié)器控制調(diào)節(jié)氧氣與氬氣的流量比例，使得氧氣：氬氣＝1：10；調(diào)節(jié)氣體總流量使得濺射真空度達(dá)到1pa，濺射時(shí)間3min，得到厚度50nm的sio2膜。
步驟s106、將tpu極化處理劑與丙烯酸酯涂料按質(zhì)量比為1：20進(jìn)行混合，攪拌30min使其均勻混合，然后通過(guò)噴涂的方式在表面形成一層10um厚的涂層，然后在60℃溫度下固化2h。
步驟s107、將色精染料加入異丙醇溶劑中，攪拌使其完全溶解并混合均勻，然后在鞋底表面噴涂一層染料層，并將著色后的鞋底放在通風(fēng)的無(wú)塵室中12h，讓其自然干燥。
步驟s108、將著色后的鞋底放入plasma處理室，抽真空使腔室真空度達(dá)到1×10-3pa，然后通入250sccm的o2氣體，持續(xù)30s后，打開(kāi)rf高壓射頻電源，功率設(shè)為300w，處理120s。
步驟s109、在plasma處理后的鞋底表面噴涂uv固化膠，厚度控制在20um，uv能量為2500mj/cm2，將uv涂層固化；得到表面處理后tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底。
實(shí)施例2
本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于，在步驟s108、plasma表面處理后進(jìn)行磁控濺射金屬膜的過(guò)程。將plasma處理后的tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底放入磁控濺射腔室，抽真空使本底真空達(dá)到1×10-4pa，通入200sccm的氬氣，使鍍膜室的真空度達(dá)到0.5pa左右，在功率8kw下，由于輝光放電產(chǎn)生的電子 激發(fā)氬氣，產(chǎn)生等離子體，等離子體將銀靶材的原子擊出沉積在鞋底上，鍍膜時(shí)間3min，得到200nm金屬ag膜；最終得到金屬質(zhì)感強(qiáng)的銀白色tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底。
因tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底--boost中底在生產(chǎn)過(guò)程中，因?yàn)閭€(gè)別顆粒結(jié)構(gòu)存在缺陷，造成鞋底不良無(wú)法應(yīng)用于跑鞋中，因此其生產(chǎn)良率低，生產(chǎn)成本昂貴。對(duì)于輕微缺陷的鞋底，可以通過(guò)表面修補(bǔ)填充有缺陷的地方，然后再采用本發(fā)明的鞋底表面處理方法進(jìn)行修復(fù)。
對(duì)本發(fā)明鞋底表面處理方法處理過(guò)的tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底進(jìn)行性能測(cè)試，具體如下：
(1)、彎折實(shí)驗(yàn)：用測(cè)試儀器將鞋底進(jìn)行90°重復(fù)彎折50000次，鞋底結(jié)構(gòu)完整不變形，顏色不脫落，表面無(wú)刮傷；
(2)、摩擦實(shí)驗(yàn)：用測(cè)試儀器懸掛280目的砂紙，用500kg的力來(lái)回摩擦鞋底表面50次，鞋底表面不起毛、不掉色；
(3)、耐水解實(shí)驗(yàn)：將鞋底置于濕度95％rh，溫度70℃的濕熱實(shí)驗(yàn)箱中，持續(xù)放置168h，鞋底不黃變，色彩不變；
(4)、抗紫外實(shí)驗(yàn)：在能量440w、波長(zhǎng)365nm的紫外燈光下照射8h，鞋底無(wú)變化；
通過(guò)以上性能測(cè)試說(shuō)明本發(fā)明提供的tpu類(lèi)發(fā)泡鞋底表面處理方法效果明顯，既豐富了鞋底色彩，又大幅度提升了鞋底耐水解性能，延長(zhǎng)鞋底壽命。
其中對(duì)adidas的boost中底進(jìn)行表面處理后，使其在跑鞋的應(yīng)用中既保持材料本身的優(yōu)異性能，又豐富了其色彩，利于跑鞋多樣化設(shè)計(jì)；提升 鞋底耐水解性能，鞋底不水解不黃變，使用壽命更長(zhǎng)；同時(shí)對(duì)生產(chǎn)后有輕微缺陷的boost鞋底亦有明顯的修復(fù)作用，表面處理后使鞋底可以正常使用，從而節(jié)約成本減少資源浪費(fèi)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。