專利名稱：導(dǎo)電層狀鞋內(nèi)底和硬襯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于制造鞋子中使用的層狀材料，還涉及這種層狀材料以及包括這種層狀材料的鞋子構(gòu)件(尤其是鞋內(nèi)底)的制造方法。本發(fā)明的層狀材料可適用于制造鞋子硬襯(stiffener)材料，例如腳尖硬襯和鞋后跟。
此處使用的“鞋”應(yīng)當(dāng)理解為通常外面穿的鞋，可以是準(zhǔn)備穿的或生產(chǎn)過程中的鞋。
為了在特定類型的環(huán)境中使用，例如安全鞋(包括安全的、保護(hù)性的和職業(yè)性的工作鞋)，希望鞋內(nèi)底能夠?qū)щ姴⑶曳浪?。?dǎo)電性是特別重要的，因?yàn)檫@樣能夠制造既導(dǎo)電又抗靜電的安全鞋，在需要這種性能的特定工業(yè)環(huán)境中，這種性能是很理想的。因此，一般認(rèn)為“導(dǎo)電”鞋的電阻高達(dá)約100kΩ，而“抗靜電”鞋的電阻一般為100kΩ-1000MΩ。為了獲得適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電性，必須使得鞋子的內(nèi)底適當(dāng)?shù)貙?dǎo)電。
制造包括無紡針刺纖維織物的鞋內(nèi)底是人們所熟知的；例如可以由本公司提供注冊(cè)商標(biāo)為“Texon”的這種材料。無紡纖維織物材料可以用作該層狀材料的一個(gè)或多個(gè)層。
制造層狀鞋內(nèi)底是人們所熟知的，該鞋內(nèi)底包括例如可擠壓的熱塑材料的中央芯層，該層層壓在兩個(gè)無紡織物層之間。這種鞋內(nèi)底也由本公司制造。
制造用于鞋內(nèi)底和硬襯中的無紡織物是人們所熟知的，該纖維中包括例如不銹鋼纖維的導(dǎo)電纖維。
由包括浸漬了濕潤(rùn)劑的材料的無紡織物制造鞋內(nèi)底材料是人們所熟知的。所浸漬的濕潤(rùn)劑保持了織物中的濕度，因此有利于其導(dǎo)電性。但是這種材料的問題在于所提供的導(dǎo)電性較低，并且實(shí)際上這種材料不能在非常干燥的環(huán)境中有效地起作用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)之一是提供有效的鞋內(nèi)底。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供減震鞋內(nèi)底。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)是提供一種導(dǎo)電鞋內(nèi)底。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種導(dǎo)電鞋內(nèi)底，其中其導(dǎo)電性與相對(duì)濕度無關(guān)。
再一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供減震鞋內(nèi)底(Insock)。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供導(dǎo)電鞋內(nèi)底，它具有顯著的耐水性，可以用于制造導(dǎo)電和/或抗靜電安全鞋。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)還在于提供一種導(dǎo)電鞋內(nèi)底，它具有理想的強(qiáng)度(stiffness)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種適合于作為鞋內(nèi)底、鞋墊層(footbed)或鞋硬襯的層狀材料，它包括含導(dǎo)電材料的熱塑性可擠壓的層，層狀材料上連接有含另一種導(dǎo)電材料的織物層。
在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中，層狀材料具有含導(dǎo)電材料的熱塑性可擠壓的層，該層層壓在兩層(不必是一樣的)含導(dǎo)電材料的織物層中。
優(yōu)選的是，熱塑性可擠壓層包括聚丙烯，當(dāng)然其他的熱塑性可擠壓聚合物也是適合的，例如聚乙烯、乙烯醋酸乙烯酯、PVC、尼龍或聚碳酸酯。適合的熱塑性可擠壓材料必須不能是易碎的，必須具有適當(dāng)?shù)娜嵝?，還必須是耐水的。
本發(fā)明的優(yōu)選方面是如上所述的三個(gè)層的層狀物，當(dāng)然可以有其他的層(例如四層)用于例如改善舒適度和/或美觀，只要接下來的層滿足其他層的導(dǎo)電性要求即可。
熱塑性可擠壓層中包括的導(dǎo)電材料可以是任何適合的導(dǎo)電材料，從而為熱塑性可擠壓層提供適當(dāng)?shù)牡碗娮?，例?00/Ωcm2或以下。優(yōu)選的導(dǎo)電材料是導(dǎo)電碳粉，例如炭黑，當(dāng)其用量占熱塑性可擠壓層重量的40-60％左右時(shí)能夠提供有效的導(dǎo)電性(同時(shí)保持適當(dāng)?shù)恼w性和可擠壓性)。為可擠壓層提供必須導(dǎo)電性的適合材料是ECP110(聚丙烯/碳混合物)，可以從TBA Electroconductive Product購(gòu)買。
纖維織物層或是紡織的或無紡的層，優(yōu)選是無紡的。該外層的重要性質(zhì)是它們必須能夠固定(key)到熱塑性可擠壓層上，理想的是它們必須能夠利用現(xiàn)有的技術(shù)來增強(qiáng)(例如膠乳浸漬)，它們也必須能夠連接至鞋底。適當(dāng)?shù)臒o紡織物包括本領(lǐng)域技術(shù)人員已知類型的針刺無紡織物。該織物可以主要包括天然或合成纖維?？梢允褂萌魏芜m合的纖維，但是優(yōu)選的纖維是聚酯纖維。該纖維所具有的分特(decitex)一般是1.4至17，纖維長(zhǎng)度是30至80mm。無紡纖維織物在浸漬之前的密度一般是0.01至0.2gcm-3(10至200kgm-3)。特別優(yōu)選的纖維是1.4至5.0分特的聚酯。適合的纖維的例子包括聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)、尼龍、粘膠和聚丙烯纖維。優(yōu)選的纖維是聚對(duì)苯二甲酸乙二酯。
用于纖維織物層中的優(yōu)選導(dǎo)電材料是不銹鋼纖維，當(dāng)然也可以是以涂有銅或涂有鎳的纖維為例的其他導(dǎo)電材料。導(dǎo)電材料存在的量應(yīng)當(dāng)足以在纖維織物中提供理想的高導(dǎo)電性(低電阻)，該值理想的是低于約100/Ωcm2。當(dāng)導(dǎo)電材料是不銹鋼纖維時(shí)，優(yōu)選的用量是占纖維織物重量的約1％以上，最好是占纖維織物重量的約2至5％。
熱塑性可擠壓導(dǎo)電層以及纖維織物層的層壓材料可以用膠粘劑粘結(jié)在一起，但是如果這樣做，那么膠粘劑也必須是導(dǎo)電的，或者必須按照不會(huì)損害層壓材料導(dǎo)電性的方式來涂布，例如可以按照點(diǎn)或者粉末狀來涂布。
優(yōu)選的是，將層壓材料的各層加熱層壓在一起，也就是在熱塑性可擠壓層剛剛擠出之后并且還是柔軟的時(shí)候，將纖維織物層熔融在軟的熱塑性可擠壓層中。這樣就不需要用膠粘劑來粘合層壓材料的層。
可以使用膠粘劑將鞋的上部與鞋內(nèi)底連接在一起，或者將鞋內(nèi)底與鞋底連接在一起，但是應(yīng)當(dāng)按照保持鞋內(nèi)底和鞋底之間的導(dǎo)電通路的方式來進(jìn)行。用于將鞋底與鞋內(nèi)底粘在一起的優(yōu)選膠粘劑是聚氨酯，用于將鞋上部和鞋內(nèi)底粘在一起的優(yōu)選膠粘劑是聚酯。
本發(fā)明優(yōu)選的層狀材料在一個(gè)織物層的遠(yuǎn)離聚丙烯芯的表面上具有熱熔膠涂層。該膠涂層可以用于將層狀材料制成的鞋子構(gòu)件固定在鞋上?；蛘呖梢酝ㄟ^縫合將層狀材料的層固定在一起。
本發(fā)明的纖維織物層可以具有任何適當(dāng)?shù)暮穸?，不必具有同樣的厚度?br> 優(yōu)選用能夠改善層狀材料強(qiáng)度的物質(zhì)浸漬本發(fā)明的層狀材料。適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)物質(zhì)包括膠乳。優(yōu)選使用高苯乙烯膠乳(high-styrenelatex)。這種增強(qiáng)紡織或無紡纖維織物的技術(shù)是該領(lǐng)域已知的，用于控制鞋內(nèi)底或硬襯的強(qiáng)度以提供適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。適合的增強(qiáng)膠乳包括丁苯橡膠(SBR)膠乳、丁腈橡膠(NBR)膠乳或天然橡膠膠乳，膠乳的用量是使得織物∶干粘合劑(包括例如膠乳加上填料)比例是10∶1至1∶3。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，層狀材料可以用于形成復(fù)合的鞋內(nèi)底/鞋內(nèi)襯底/鞋墊層材料，它提供了挨著腳的柔軟減震舒適層，連同較硬的下層(例如第三層)使得該材料能夠抵抗持久的力。
在這種實(shí)施方案中，該舒適層可以是挨著腳的一個(gè)層，在熱塑層的腳側(cè)，優(yōu)選包括浸漬了較為柔軟的彈性合成橡膠粘合劑的無紡針刺氈(needlefelt)材料的層，該橡膠的Tg通常小于0℃。這種舒適層還包括導(dǎo)電材料，該導(dǎo)電材料可以和在任何其他的纖維織物層中使用的導(dǎo)電材料相同，例如是不銹鋼纖維。
在這種實(shí)施方案中，與舒適層相比，舒適層下面的例如熱塑性層的層優(yōu)選具有較高的強(qiáng)度。與舒適層相比，熱塑性層的鞋底一側(cè)的任何其他的織物層一般也具有較高的強(qiáng)度。
本發(fā)明的層狀材料特別適合用于制造鞋內(nèi)底。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中提供一種層狀材料，該材料浸漬了高苯乙烯的SBR膠乳以增加其強(qiáng)度，包括(a)聚丙烯芯材料，含有占芯重量大約50％的導(dǎo)電碳的芯；以及(b)無紡聚酯織物層，含有占被分層至所述芯的每側(cè)的織物重量的2至5％的不銹鋼纖維。
本發(fā)明層狀材料的總體厚度優(yōu)選不超過8mm，更優(yōu)選是1至5mm。最優(yōu)選是1.5至4.5mm。其中所述芯優(yōu)選的厚度是0.3至3mm，更優(yōu)選是0.5至1.5mm，最優(yōu)選是0.7至1.2mm。
本發(fā)明的層狀材料在1.8KPa下在限流電壓發(fā)生器(電流限制在50mA)上測(cè)量的電阻一般是在10cm2的面積上為約100至約600Ω。
用于加入纖維織物的不銹鋼纖維的來源是Bekinox PES 12/50(不銹鋼纖維(直徑12μ，9.1分特(dtex)，纖維長(zhǎng)度是50mm，來自Bekaert)和聚酯纖維(3.3(分特)，纖維長(zhǎng)度為75mm)的50∶50的混合物)。用在層狀物中的纖維織物的重量可以不同，可單獨(dú)具有100至500g/m2的重量。
實(shí)踐中使用的重量比取決于層狀材料所需要的性能。例如，當(dāng)希望鞋內(nèi)底具有一定的減震性能時(shí)，浸漬的增強(qiáng)材料相對(duì)于層狀材料其他成分的比例應(yīng)當(dāng)不會(huì)大到損害纖維織物和聚丙烯的固有彈性，或者使該織物過硬而不能有效地作為減震鞋內(nèi)底。當(dāng)層狀材料要作為結(jié)構(gòu)性的鞋內(nèi)底時(shí)，在鞋子的制造過程中，所賦予的強(qiáng)度必須足以能承受在鞋子制造過程中施加的應(yīng)力。當(dāng)層狀材料要作為減震鞋內(nèi)襯墊而在制造完成之后放入鞋內(nèi)時(shí)，其剛性要求較低，較少的增強(qiáng)材料可能是必要的。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供一種制造層狀材料的方法，包括如下步驟利用模具提供由含導(dǎo)電材料的熱塑性可擠壓材料制成的擠出片；在其上連接一個(gè)或多個(gè)含導(dǎo)電材料的纖維織物層，以形成層制品；以及將該層制品成型(例如通過切割)以形成鞋內(nèi)底或硬襯。
適當(dāng)?shù)氖?，在熱塑性可擠壓材料片的兩側(cè)分別連接一個(gè)纖維織物層。適當(dāng)?shù)氖?，在熱塑性材料離開擠出機(jī)模具之后，優(yōu)選利用軋輥過程(niproll process)通過熱層壓而將纖維織物層連接在熱塑性可擠壓材料上，不用膠粘劑。適當(dāng)?shù)氖?，本發(fā)明的層狀材料采用這種技術(shù)制造，從而避免了多個(gè)層的后層壓(post lamination)。
纖維織物層可以浸漬或涂布有增強(qiáng)材料，可以是在纖維織物層與熱塑性可擠壓層結(jié)合以形成層狀材料之前進(jìn)行，或者在層狀材料已經(jīng)形成之后進(jìn)行。優(yōu)選的是，在纖維織物層已經(jīng)層壓到熱塑性可擠壓層之后進(jìn)行浸漬或涂布步驟。當(dāng)不同的層需要不同的強(qiáng)度的時(shí)候，可以通過在分開的涂布或浸漬過程中用不同的增強(qiáng)粘合劑處理層狀材料的不同纖維層來做到這一點(diǎn)。
適當(dāng)?shù)慕n方法是該領(lǐng)域已知的?？梢圆捎萌魏芜m當(dāng)?shù)姆椒ā?yōu)選的方法較為簡(jiǎn)單。將要引入增強(qiáng)材料的材料放在浸漬劑浴中，通常利用某些形式的壓力來確保浸漬劑充分地滲透進(jìn)入材料。實(shí)際上，可以通過在濕浸漬材料或涂布材料上的軋輥過程來控制增強(qiáng)或橡膠狀粘合劑在織物層中的分布。
更具體的說，將要被浸漬的材料穿過已知結(jié)構(gòu)的浸漬設(shè)備，在該設(shè)備中要浸漬的材料送過浸漬浴，織物層在所述浴中吸收液體增強(qiáng)材料(浸漬劑)，然后要浸漬的材料穿過一對(duì)碾壓輥的輥隙，以控制保留在織物層上的液體材料的量，從而方便地施加增強(qiáng)材料。在我們?cè)缦裙_的專利申請(qǐng)PCT/GB99/02314中披露了控制織物層中保留的材料量及其分布的其他方法。在適當(dāng)?shù)那闆r下，在該專利中披露的任何方法可以用于制造本發(fā)明的層狀材料。PCT/GB99/02314公開的內(nèi)容引入本發(fā)明作為參考。一旦施加和分布濕的粘合劑之后，如果需要可以通過例如熱空氣來進(jìn)行干燥和固化。
如果需要，本發(fā)明的方法也包括在纖維層的表面上施加膠粘劑組分涂層的步驟，用于例如如上所述將鞋內(nèi)底連接至鞋底上。
尤其在該層狀材料作為帶舒適層的鞋內(nèi)底的情況中，在制造過程中還需要加上一個(gè)步驟，即加入例如丁腈橡膠的柔軟彈性材料的磨損面的織物層(即層狀材料在使用過程中最靠近腳的那一層)。這樣改善了磨損面的外觀，同時(shí)增強(qiáng)了舒適層的柔軟性和舒適度，例如可以采用仿皮起絨工藝或在表面上壓各種圖案來這樣做。可以在粘合劑中加入有色顏料，以改善最后的外觀。
本發(fā)明的優(yōu)選無紡纖維織物材料是針刺織物，其制造技術(shù)是公知的。當(dāng)纖維織物是無紡的并且含有例如Bekinox PES 12/50不銹鋼纖維的時(shí)候，該織物纖維可以在梳理(carded)和針刺之前與適當(dāng)量的Bekinox PES 12/50進(jìn)行預(yù)混合，以按照傳統(tǒng)的方式制造無紡織物。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，在織物層已經(jīng)層壓到聚丙烯芯之后，將其浸漬增強(qiáng)材料，該纖維層可以在層壓至所述芯之前用增強(qiáng)材料浸漬，在層壓在芯之前該織物層已經(jīng)干燥。
以下詳細(xì)描述體現(xiàn)本發(fā)明的層狀材料，以及制造該材料的方法和由該材料制成的鞋內(nèi)底。應(yīng)當(dāng)理解，所選擇的材料、方法和鞋內(nèi)底僅是用來通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述和說明的。
實(shí)施例1利用模具擠出包括聚丙烯和ECP110(碳)的芯熱塑性可擠壓片，以提供含有50％重量比的碳并且重量為800g/m2的片，從而制造適合用于導(dǎo)電鞋內(nèi)底的層制品。
在該片的兩側(cè)分別層壓密度為300g/m2的并且含有3％重量的不銹鋼纖維(Bekinox PES 12/50)的無紡聚酯織物。
對(duì)該層制品進(jìn)行滾軋，然后冷卻，以提供規(guī)格為3.5mm、重量為1400g/m2的層制品。
然后將該層制品浸漬在含有如下成分(克濕(grams wet))的膠乳浴中份數(shù)Dow X Z 92070(50％固體) 135Synthomer 7050(5 1％固體) 33Speswhite粘土填料(60％固體) 281水 54顏料 12然后將該層制品干燥，并碾壓，以提供重量為2800 g/m2的規(guī)格為3.1mm的層制品。
然后將干燥的層制品切割成型，形成本發(fā)明的適合的導(dǎo)電層狀鞋內(nèi)底。
實(shí)施例2根據(jù)實(shí)施例1的方法制造減震層狀鞋墊層材料，所擠出的芯具有和實(shí)施例1同樣的組成，厚度是0.5mm。
制備用于層壓在可擠壓芯上的兩種織物。第一種是要位于磨損側(cè)的，包括30％Moplefan PP(2.5×38mm)、10％的不銹鋼與PET的Bekinox混合物、60％的聚酯(1.7×38mm)，其規(guī)格為3.7mm，重量為800g/m2。位于芯相對(duì)側(cè)上的背面織物包括10％的前述Bekinox混合物、30％的聚酯(3.3×60mm)、30％的聚酯(50×60mm)和30％的聚酯(1.7×60mm)其規(guī)格為1.5mm，重量為125gm。
這兩種織物在擠出點(diǎn)處同時(shí)層壓在0.5mm的擠出的芯上。對(duì)該層制品進(jìn)行滾軋然后冷卻，其規(guī)格約為4.62mm，重量約為1574g/m2。
然后將該無紡層制品用含有顏料的稀(10％的固體)丁腈橡膠浸漬(兩個(gè)織物同時(shí)浸漬)。干燥的粘合劑增加了5％的總體無紡重量。將該粘合劑在120至140℃下干燥和固化。然后在185℃下由加熱壓花輥壓上豬皮圖案，以增強(qiáng)材料的磨損表面。材料的背側(cè)還可以涂布有增強(qiáng)膠乳，例如含有60％至80％苯乙烯的苯乙烯丁二烯。
然后將干燥的層制品切割成型，形成本發(fā)明的適合的導(dǎo)電層狀鞋內(nèi)底。
權(quán)利要求
1.一種適合于用作鞋內(nèi)底、鞋墊層或鞋硬襯的層狀材料，包括含有導(dǎo)電材料的熱塑性可擠壓層，該層狀材料上連接有含導(dǎo)電材料的纖維織物層。
2.如權(quán)利要求1的層狀材料，其特征在于，該層狀材料具有層壓在兩個(gè)分別含有導(dǎo)電材料的兩個(gè)纖維織物層之間的熱塑性可擠壓層。
3.如權(quán)利要求1或2的層狀材料，其特征在于，所述纖維織物層是無紡織物。
4.如權(quán)利要求1或2的層狀材料，其特征在于，所述纖維織物層包括聚酯。
5.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的層狀材料，其特征在于，纖維織物層中的導(dǎo)電材料包括不銹鋼纖維。
6.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的層狀材料，其特征在于，纖維織物層用增強(qiáng)材料浸漬。
7.如權(quán)利要求6的層狀材料，其特征在于，所述增強(qiáng)材料是高苯乙烯丁苯橡膠膠乳。
8.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的層狀材料，其特征在于，所述熱塑性可擠壓層中的導(dǎo)電材料是導(dǎo)電碳。
9.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的層狀材料，其特征在于，所述熱塑性可擠壓層包括聚丙烯。
10.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求的層狀材料，其特征在于，層狀材料中的每個(gè)層的電阻是100Ω/cm2或以下。
11.一種包括如權(quán)利要求1至10任一項(xiàng)所述的層狀材料的鞋內(nèi)底或鞋墊層或鞋硬襯。
12.如權(quán)利要求11的鞋內(nèi)底或鞋墊層或鞋硬襯，包括舒適層。
13.如權(quán)利要求11或12的鞋內(nèi)底或鞋墊層或鞋硬襯，其特征在于，舒適層的強(qiáng)度小于所述層狀材料中的其他層。
14.如權(quán)利要求11至13中任一項(xiàng)的鞋內(nèi)底或鞋墊層或鞋硬襯，其特征在于，所述舒適層包括彈性合成橡膠粘合劑。
15.一種制造層狀材料的方法，包括如下步驟利用模具提供由含導(dǎo)電材料的熱塑性可擠壓材料制成的擠出片；在其上連接一個(gè)或多個(gè)含導(dǎo)電材料的纖維織物層，以形成層制品；以及將該層制品成型以形成鞋內(nèi)底或硬襯。
16.如權(quán)利要求15的方法，其特征在于，通過熱層壓將纖維織物的層連接在熱塑性可擠壓材料上。
17.如權(quán)利要求15或16的方法，其特征在于，在纖維織物層層壓到熱塑性可擠壓材料上之后，用增強(qiáng)材料浸漬或涂布該纖維織物層。
18.如權(quán)利要求15至17中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，對(duì)纖維織物層進(jìn)行浸漬或涂布，以使之具有不同的強(qiáng)度。
全文摘要
一種適合用于鞋內(nèi)底、鞋墊層或鞋硬襯的層狀材料，包括含有導(dǎo)電材料的熱塑性可擠壓層，該層上連接有含導(dǎo)電材料的纖維織物層。
文檔編號(hào)A43B13/12GK1436124SQ01811260
公開日2003年8月13日 申請(qǐng)日期2001年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月16日
發(fā)明者蘇珊·G·約翰遜, 蘇珊·C·克羅斯 申請(qǐng)人:德信英國(guó)有限公司