一种防穿刺鞋底及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种鞋类制品制备技术领域的利用材料科学结合机械工程制备的功能性鞋底及其制备方法，具体地，涉及一种防穿刺鞋底及其制备方法。

背景技术

随着现代工业和建筑行业的发展，人们对工作场所的安全性越来越重视。在一些高危工种中，例如建筑工人、机械工人和矿工等，穿戴安全鞋已成为必不可少的保护措施。然而，传统的安全鞋鞋底防护性能有限，尤其是在面对锐利物体和尖锐岩石等极端环境下，无法提供足够的保护，容易造成脚部伤害。

为了提高安全鞋鞋底的防护性能，已经研究出了一系列刚性防刺鞋底的制备技术。这些鞋底采用钢板、钢丝和聚酰亚胺等材料，通过复合和贴合等工艺制备而成。这些刚性鞋底具有很好的防刺性能，但是缺点也非常明显，例如重量大、柔韧性差，不适合长时间穿戴。此外，刚性鞋底仅覆盖鞋底的部分区域，无法全面保护脚底。

目前已有的安全鞋鞋底制备技术在一定程度上提高了鞋底的防护性能，但仍然存在一些问题和限制。首先，现有的刚性鞋底重量大，穿戴不舒适，影响工人的工作效率。其次，刚性鞋底的柔韧性差，不够耐用，需要经常更换。此外，现有的鞋底防护范围有限，无法全面保护脚底，存在安全隐患。因此，需要一种新型的安全鞋底，既能提高防护性能，又能解决现有技术中存在的问题和限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种防穿刺的功能性鞋底及其制备方法，能够解决现有技术的问题，制得的鞋底与现有的安全防穿刺鞋底钢条比较，具有轻量化、全覆盖抗穿刺面积和柔韧性好等优点，可以更好地保护穿戴者的脚底，提高穿戴舒适度和工作效率，具有显著的市场竞争力和应用前景。

为了达到上述目的，本发明提供了一种防穿刺鞋底的制备方法，其中，所述的方法包含：步骤1，选取钢丝布和高强PEUD布的材料；步骤2，选取安全鞋底板的发泡材料；步骤3，将步骤1的材料，按照两层钢丝布层，中间夹置高强PEUD布层的顺序进行铺设，每层钢丝布和高强PEUD布的铺设方向均不同；步骤4，根据安全鞋底板的形状和尺寸，对钢丝布和高强PEUD布组成的三层结构进行裁剪，使其对鞋底的范围完全覆盖；步骤5，向步骤4所得的裁剪后的防穿刺鞋底，固定在安全鞋底板发泡材料的上层位置；步骤6，在防穿刺鞋底上，完成对安全鞋的其他部件，包括鞋面和内里的加工。

进一步地，所述的高强PEUD布层，由若干张分别按不同的方向铺设的高强PEUD布叠置而成。

进一步地，所述的高强PEUD布层，设有高强PEUD布3-5张。

进一步地，所述的高强PEUD布，是由高模高强聚乙烯纤维制成的单向布，每张单向布相对于上一张，均按照沿顺时针方向旋转30°的角度进行铺设。

进一步地，所述的高强PEUD布，纤维强度大于40Gpa，单丝规格为200D-400D。

进一步地，所述的钢丝布为钢丝梭织布，网眼小于0.1mm，钢丝直径为2-5D。

进一步地，所述的防穿刺鞋底，三层结构的总厚度为2-3mm。

进一步地，所述的防穿刺鞋底，两层钢丝布层的铺设方向之间的夹角为60°，两层钢丝布层与中间高强PEUD布层的铺设方向之间的夹角均小于60°。

进一步地，所述的防穿刺鞋底，粘合或缝制在安全鞋底板发泡材料上，再将安全鞋的其他部件，包括鞋面和内里，与鞋底粘合或缝制，形成完整的安全鞋产品。

本发明还提供了通过上述的方法制备的防穿刺鞋底，其中，所述的鞋底，在两层的抗穿刺钢丝布之间设置一层高强PEUD布层，形成三层结构，每一层的铺设方向均不同。

本发明提供的防穿刺鞋底及其制备方法具有以下优点：

本发明的防穿刺鞋底，相较于传统的刚性鞋底，具有轻量化、全覆盖抗穿刺面积和柔韧性好等优点，可以更好地保护穿戴者的脚底，提高穿戴舒适度和工作效率，具有显著的市场竞争力和应用前景。具体包括：

1.轻量化：本发明的鞋底重量轻30％，相较于传统的刚性鞋底，可以有效减轻穿戴者的负担，提高穿戴舒适度和工作效率。

2.全覆盖抗穿刺面积：本发明的鞋底采用三层工艺，两层抗穿刺钢丝布和一层高强PEUD布，可以覆盖整个鞋底，从而全面保护穿戴者的脚底，避免安全隐患。

3.柔韧性好：相较于传统的刚性鞋底，本发明采用PEUD布作为中间层，具有良好的柔韧性，可以更好地适应各种复杂地形和姿态，提高鞋底的耐用性。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

本发明提供的防穿刺鞋底的制备方法，其包含：步骤1，选取钢丝布和高强PEUD布的材料；步骤2，选取安全鞋底板的发泡材料；步骤3，将步骤1的材料，按照两层钢丝布层，中间夹置高强PEUD(聚乙烯单向织物)布层的顺序进行铺设，每层钢丝布和高强PEUD布的铺设方向均不同；步骤4，根据安全鞋底板的形状和尺寸，对钢丝布和高强PEUD布组成的三层结构进行裁剪，使其对鞋底的范围完全覆盖；步骤5，向步骤4所得的裁剪后的防穿刺鞋底，固定在安全鞋底板发泡材料的上层位置；步骤6，在防穿刺鞋底上，完成对安全鞋的其他部件，包括鞋面和内里等的加工。

优选地，该高强PEUD布层由若干张分别按不同的方向铺设的高强PEUD布叠置而成。

该高强PEUD布层中设有高强PEUD布3-5张。

该高强PEUD布是由高模高强聚乙烯纤维制成的单向布，每张单向布相对于上一张，均按照沿顺时针方向旋转30°的角度进行铺设。

例如，将每张PEUD布的排列顺序依次按照顺时针0°、30°、60°、90°角度排列。

高模高强聚乙烯纤维，即超高分子量聚乙烯纤维(Ultra High Molecular WeightPolyethylene Fiber，简称UHMWPE)，是目前世界上比强度和比模量最高的纤维，其分子量在100万～500万的聚乙烯所纺出的纤维。

单向织物，即单向布(Uni-Directional Cloth，简称UD布)，指在一个方向(通常是经向，也有纬向单向织物)具有大量的纺织纱或无捻粗纱，在另一方向只有少量并且通常是细的纱，结果实际上布的全部强度都在一个方向上的一种纺织物。由于其在生产过程中没有纤维的穿绕，而是直接由纤维平铺粘结而成，克服了普通纺织布料的拉伸和穿绕产生的弱点，因此在防弹装备等特殊领域有广泛应用。

该高强PEUD布的纤维强度大于40Gpa，单丝规格为200D-400D。

该钢丝布为钢丝梭织布，网眼小于0.1mm，钢丝直径为2-5D。

选择的抗穿刺钢丝布和高强PEUD布，具备强韧性、抗穿刺性和轻量化等特点，并根据鞋底的形状和尺寸进行裁剪和拼接。

该防穿刺鞋底三层结构的总厚度为2-3mm。

该防穿刺鞋底两层钢丝布层的铺设方向之间的夹角为60°，两层钢丝布层与中间高强PEUD布层的铺设方向之间的夹角均小于60°。即，高强PEUD布层的铺设方向夹置在两层钢丝布层铺设方向之间的60°角内。

该防穿刺鞋底粘合或缝制在安全鞋底板发泡材料上，再将安全鞋的其他部件，包括鞋面和内里等，与鞋底粘合或缝制，形成完整的安全鞋产品。

其中，将抗穿刺钢丝布、高强PEUD布和发泡材料进行粘合或缝制，以提高鞋底的牢固度和稳定性。包括将新型防穿刺鞋底粘合或缝制在安全鞋的鞋底位置，并根据鞋底的形状和尺寸进行裁剪和拼接，以确保鞋底的覆盖范围全面。最后将安全鞋的其他部件如鞋面、内里等与鞋底粘合或缝制，以形成完整的安全鞋产品。

安全鞋底板的发泡材料采用EVA、PU、PVC、PE、TPE、TPU发泡鞋材中的任意一种或多种。

选择的轻量化发泡材料，并采用特殊的压缩成型工艺，以减少鞋底的重量和增强柔韧性。

本发明中采用的设备和其他工艺条件等均为本领域内技术人员所已知的。

本发明还提供了通过该方法制备的防穿刺鞋底，该鞋底在两层的抗穿刺钢丝布之间设置一层高强PEUD布层，形成三层结构，每一层的铺设方向均不同。

即，该鞋底采用三层工艺，其中两层为抗穿刺钢丝布，中间一层为高强PEUD布，纺织在安全鞋底发泡材料上层位置。

下面结合实施例对本发明提供的防穿刺鞋底及其制备方法做更进一步描述。

实施例1

一种防穿刺鞋底的制备方法，其包含：

步骤1，选取钢丝布和高强PEUD布的材料。

优选地，该钢丝布为钢丝梭织布，网眼小于0.1mm，钢丝直径为2D。

步骤2，选取安全鞋底板的发泡材料。

优选地，安全鞋底板的发泡材料采用EVA或PU发泡鞋材。

步骤3，将步骤1的材料，按照两层钢丝布层，中间夹置高强PEUD布层的顺序进行铺设，每层钢丝布和高强PEUD布的铺设方向均不同。

该防穿刺鞋底三层结构的总厚度为2-3mm，两层钢丝布层的铺设方向之间的夹角为60°，两层钢丝布层与中间高强PEUD布层的铺设方向之间的夹角均小于60°。

该高强PEUD布层由若干张分别按不同的方向铺设的高强PEUD布叠置而成。

优选地，该高强PEUD布层中设有高强PEUD布3张。

该高强PEUD布是由高模高强聚乙烯纤维制成的单向布，每张单向布相对于上一张，均按照沿顺时针方向旋转30°的角度进行铺设。

该高强PEUD布的纤维强度大于40Gpa，单丝规格为200D。

步骤4，根据安全鞋底板的形状和尺寸，对钢丝布和高强PEUD布组成的三层结构进行裁剪，使其对鞋底的范围完全覆盖。

步骤5，向步骤4所得的裁剪后的防穿刺鞋底，固定在安全鞋底板发泡材料的上层位置。

步骤6，在防穿刺鞋底上，完成对安全鞋的其他部件，包括鞋面和内里的加工。

优选地，将防穿刺鞋底粘合或缝制在安全鞋底板发泡材料上，再将安全鞋的其他部件，包括鞋面和内里，与鞋底粘合或缝制，形成完整的安全鞋产品。

本实施例还提供了通过该方法制备的防穿刺鞋底，该鞋底在两层的抗穿刺钢丝布之间设置一层高强PEUD布层，形成三层结构，每一层的铺设方向均不同。

实施例2

一种防穿刺鞋底的制备方法，其包含：

步骤1，选取钢丝布和高强PEUD布的材料。

优选地，该钢丝布为钢丝梭织布，网眼小于0.1mm，钢丝直径为4D。

步骤2，选取安全鞋底板的发泡材料。

优选地，安全鞋底板的发泡材料采用PVC或PE泡鞋材。

步骤3，将步骤1的材料，按照两层钢丝布层，中间夹置高强PEUD布层的顺序进行铺设，每层钢丝布和高强PEUD布的铺设方向均不同。

该防穿刺鞋底三层结构的总厚度为2-3mm，两层钢丝布层的铺设方向之间的夹角为60°，两层钢丝布层与中间高强PEUD布层的铺设方向之间的夹角均小于60°。

该高强PEUD布层由若干张分别按不同的方向铺设的高强PEUD布叠置而成。

优选地，该高强PEUD布层中设有高强PEUD布4张。

该高强PEUD布是由高模高强聚乙烯纤维制成的单向布，每张单向布相对于上一张，均按照沿顺时针方向旋转30°的角度进行铺设。

该高强PEUD布的纤维强度大于40Gpa，单丝规格为300D。

步骤4，根据安全鞋底板的形状和尺寸，对钢丝布和高强PEUD布组成的三层结构进行裁剪，使其对鞋底的范围完全覆盖。

步骤5，向步骤4所得的裁剪后的防穿刺鞋底，固定在安全鞋底板发泡材料的上层位置。

步骤6，在防穿刺鞋底上，完成对安全鞋的其他部件，包括鞋面和内里的加工。

优选地，将防穿刺鞋底粘合或缝制在安全鞋底板发泡材料上，再将安全鞋的其他部件，包括鞋面和内里，与鞋底粘合或缝制，形成完整的安全鞋产品。

本实施例还提供了通过该方法制备的防穿刺鞋底，该鞋底在两层的抗穿刺钢丝布之间设置一层高强PEUD布层，形成三层结构，每一层的铺设方向均不同。

实施例3

一种防穿刺鞋底的制备方法，其包含：

步骤1，选取钢丝布和高强PEUD布的材料。

优选地，该钢丝布为钢丝梭织布，网眼小于0.1mm，钢丝直径为5D。

步骤2，选取安全鞋底板的发泡材料。

优选地，安全鞋底板的发泡材料采用TPE、TPU发泡鞋材。

步骤3，将步骤1的材料，按照两层钢丝布层，中间夹置高强PEUD布层的顺序进行铺设，每层钢丝布和高强PEUD布的铺设方向均不同。

该防穿刺鞋底三层结构的总厚度为2-3mm，两层钢丝布层的铺设方向之间的夹角为60°，两层钢丝布层与中间高强PEUD布层的铺设方向之间的夹角均小于60°。

该高强PEUD布层由若干张分别按不同的方向铺设的高强PEUD布叠置而成。

优选地，该高强PEUD布层中设有高强PEUD布5张。

该高强PEUD布是由高模高强聚乙烯纤维制成的单向布，每张单向布相对于上一张，均按照沿顺时针方向旋转30°的角度进行铺设。

该高强PEUD布的纤维强度大于40Gpa，单丝规格为400D。

步骤4，根据安全鞋底板的形状和尺寸，对钢丝布和高强PEUD布组成的三层结构进行裁剪，使其对鞋底的范围完全覆盖。

步骤5，向步骤4所得的裁剪后的防穿刺鞋底，固定在安全鞋底板发泡材料的上层位置。

步骤6，在防穿刺鞋底上，完成对安全鞋的其他部件，包括鞋面和内里的加工。

优选地，将防穿刺鞋底粘合或缝制在安全鞋底板发泡材料上，再将安全鞋的其他部件，包括鞋面和内里，与鞋底粘合或缝制，形成完整的安全鞋产品。

本实施例还提供了通过该方法制备的防穿刺鞋底，该鞋底在两层的抗穿刺钢丝布之间设置一层高强PEUD布层，形成三层结构，每一层的铺设方向均不同。

对本发明实施例1～3制备的防穿刺鞋底进行测试，结果证明其防穿刺功能强于现有的刚性安全鞋底，并且在全面覆盖鞋底整个范围的情况下，相比部分覆盖的刚性鞋底，重量减轻了30％。

本发明提供的防穿刺鞋底及其制备方法，是采用三层工艺，两层抗穿刺钢丝布，中间一层高强PEUD布，纺织在安全鞋底发泡材料上层位置，以形成新型防穿刺鞋底。再将新型防穿刺鞋底粘合或缝制在安全鞋的鞋底位置，根据鞋底的形状和尺寸进行裁剪和拼接，以确保鞋底的覆盖范围全面；最后将安全鞋的其他部件如鞋面、内里等与鞋底粘合或缝制，以形成完整的安全鞋产品。

本发明的防穿刺鞋底，相比于现有的刚性鞋底，其重量轻30％，抗穿刺面积全覆盖，对脚底有更好的防护作用，解决了传统安全鞋鞋底防护性能有限的问题。同时，不同层的抗穿刺钢丝布和高强PEUD布，由于设置的方向角度不同，使每层的网眼空隙之间错位叠加，避免了不同层布网的孔洞在同一位置重合，造成的易于穿透的问题。而且在材料选择和工艺制备方面做出优化，使鞋底重量轻，柔韧性好，适合长时间穿戴，解决了现有刚性鞋底重量大、柔韧性差的问题；此外，本发明的鞋底覆盖范围全面，能够全面保护脚底，解决了现有鞋底防护范围有限的问题。

与现有技术相比，本发明主要解决了以下技术问题：1.传统安全鞋鞋底防护性能有限，在面对锐利物体和尖锐岩石等极端环境下无法提供足够的保护，容易造成脚部伤害；2.现有的刚性鞋底重量大、柔韧性差，不适合长时间穿戴，影响工人的工作效率；3.现有鞋底防护范围有限，无法全面保护脚底，存在安全隐患。

由于本发明采用了轻量化、全覆盖的三层工艺，能够有效提高安全鞋鞋底的防护性能，解决了传统刚性鞋底存在的问题和限制。因此，本发明与现有的安全防穿刺鞋底钢条比较，具有广泛的应用前景。在建筑工业和机械制造行业中，工人需要长时间穿戴安全鞋以保护自身安全。本发明的轻量化、柔韧性好的特点使得工人穿戴更为舒适，不会影响工作效率，同时也能提供更全面的脚底防护，降低工作安全隐患。此外，在野外探险、登山等户外活动中，人们也需要穿戴能够提供足够防护的鞋子。本发明的三层工艺使得鞋底可以全覆盖，对于越野、跋山涉水等环境也能提供更好的防护。因此，本发明在建筑、机械、户外等多个领域都有广泛的应用前景和市场需求。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。