一种鞋中底的加工方法及鞋中底

技术领域

本发明涉及鞋加工领域，具体涉及一种鞋中底的加工方法及鞋中底。

背景技术

传统鞋中底在生产时都是采用热压成型或注射成型等工艺制造，对于结构复杂的鞋中底开模成本较高，且成型困难。

因此，对于结构复杂的鞋中底一般会采用3D打印技术加工。其独有的复杂晶格结构是传统工艺所不能实现的。但是3D打印件自身有着明显的局限性，比如偏重、很塑料感，回弹性不够。

同时，化学发泡工艺也是非常成熟的工艺，其回弹、密度等都可以达到很高的性能标准。但是基于传统的模压、射出及挤出的工艺，化学发泡中底都无法实现非常复杂的晶格及类晶格的结构，很难再进一步获得更轻的具有拓扑优化的优异结构。

发明内容

本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种鞋中底的加工方法及鞋中底。

为达成上述目的，本发明及其优选实施例采用如下技术方案但实施例不限于下述方案：

1、方案一，一种鞋中底的加工方法，

S1：制备光固化树脂：

S2：在非紫外线光环境中，在所述光固化树脂中加入热可膨胀微球和稀释剂，混合搅拌均匀，得到可发泡树脂；

S3：将所述可发泡树脂置于光固化3D打印机料斗槽内，设置打印参数；启动打印机将所述可发泡树脂根据预先设置的鞋中底的形状打印得到鞋中底粗胚；

S4：将所述鞋中底粗胚置于紫外线光源下照射，并在室温或加热后使所述鞋中底粗胚固化；

S5：将S4的所述鞋中底粗胚加热至所述热可膨胀微球的发泡温度进行发泡；所述鞋中底粗胚加热至所述热可膨胀微球的发泡温度后，所述光固化树脂的可逆键断裂使交联固化结构部分破坏；其中，所述热可膨胀微球的发泡温度高于所述鞋中底粗胚的固化的温度；

S6:将S5中的所述鞋中底粗胚放入烘烤箱中熟化，烘烤箱的温度为75-90℃，熟化的时间为2-3小时；其中，熟化时的温度小于所述热可膨胀微球的发泡温度；

S7：将所述S6中发泡完成后的鞋中底粗胚，浸入水性聚氨酯或水性聚氨酯溶剂中，取出风干或烘干，得到鞋中底。

方案二，基于方案一，所述光固化树脂包括羟基化预聚物、二异氰酸酯和封端剂。

方案三，基于方案二，所述羟基化预聚物为聚四氢呋喃二醇；所述封端剂为含叔丁胺结构的丙烯酸酯。

方案四，基于方案二，所述步骤S1包括以下步骤：

步骤a:将羟基化预聚物和二异氰酸酯在催化剂及氮气环境下加热反应2-5小时；加热温度为30-80℃；

步骤b:将步骤a的反应物和封端剂在氮气环境下加热反应2-5小时，得到所述光固化树脂；加热温度为30-80℃。

方案五，基于方案一，所述热可膨胀微球的粒径为10μm-20μm。

方案六，基于方案一，所述稀释剂为含丙烯或甲基丙烯基团的单官能团活性稀释剂及其衍生物。

方案七，基于方案一，所述光固化树脂、热可膨胀微球和稀释剂的质量比为1：(0.5-1)：(0.4-1)。

方案八，基于方案一：S3和S7还包括以下步骤：

S3：打印得到鞋中底粗胚具有空隙或表面形成若干凹槽；

S7还包括：根据足底压力图或各类运动足底压力变化的特点，在所述S6中得到的所述鞋中底粗胚中的至少部分区域的空隙或凹槽处灌注粘液，并等待粘液固化，再灌注完粘液后，将所述鞋中底粗胚浸入水性聚氨酯或水性聚氨酯溶剂中，取出风干或烘干，得到鞋中底；所述粘液用于增加所述鞋中底的支撑力和弹力。

方案九，基于方案八：所述粘液为软性TPU、聚氨酯、硅胶中的一种或多种。

方案十，基于方案八：灌注所述粘液的区域包括所述鞋中底粗胚中与脚掌区、后跟区、足弓区、大脚趾区对应的区域中的一种或多种。

方案十一，基于方案八：所述鞋中底粗胚包括若干晶格单元，各所述晶格单元的形状相同或不同。

方案十二，一种鞋中底，由方案一至方案十一任一项所述的一种鞋中底的加工方法制造。

由上述对本发明及其优选实施例的描述可知，相对于现有技术，本发明的技术方案及其优选实施例由于采用如下技术手段从而具备如下有益效果：

申请人经不断观察、实验和研究可知，现有技术方案中，导致产生“”技术问题的原因在于，

1、方案一及其优选实施例中，一种鞋中底的加工方法，包括S1：制备光固化树脂：S2：在非紫外线光环境中，在所述光固化树脂中加入热可膨胀微球和稀释剂，混合搅拌均匀，得到可发泡树脂；S3：将所述可发泡树脂置于光固化3D打印机料斗槽内，设置打印参数；启动打印机将所述可发泡树脂根据预先设置的鞋中底的形状打印得到鞋中底粗胚；S4：将所述鞋中底粗胚置于紫外线光源下照射，并在室温或加热后使所述鞋中底粗胚固化；S5：将S4的所述鞋中底粗胚加热至所述热可膨胀微球的发泡温度进行发泡；所述鞋中底粗胚加热至所述热可膨胀微球的发泡温度后，所述光固化树脂的可逆键断裂使交联固化结构部分破坏；其中，所述热可膨胀微球的发泡温度高于所述鞋中底粗胚的固化的温度；S6:将S5中的所述鞋中底粗胚放入烘烤箱中熟化，烘烤箱的温度为75-90℃；其中，熟化时的温度小于所述热可膨胀微球的发泡温度，因此，在步骤S5中，能边发泡边熟化，由于发泡较为迅速，而熟化较为缓慢，因此在发泡后还有在进行熟化一下，以使材料反应充分，稳定发泡后的结构。S7：将所述S6中发泡完成后的鞋中底粗胚，浸入水性聚氨酯或水性聚氨酯溶剂中，取出风干或烘干，得到鞋中底。通过浸入水性聚氨酯或水性聚氨酯溶剂中，能增加鞋底的耐撕裂性。

将热可膨胀微球应用于可发泡树脂中，使用热可膨胀微球进行物理发泡，可以规避传统发泡方法化学污染、高能耗、高压气体风险等问题，并且发泡过程稳定，对制品成型精度无影响；

通过树脂和发泡材料的选择使树脂在光固化打印成型后具备优异的发泡能力，固化后经过简单的加热即可得到较高尺寸精度、较高发泡倍率的复杂结构泡沫制品；

合成了一种具备可逆键结构封端的光固化树脂，该光固化树脂在常温下正常固化交联成型，加热至一定温度后可逆键断裂使交联结构部分破坏，在维持一定机械强度的同时为泡沫的产生和成长提供了充足空间；

本发明对发泡树脂先3D堆叠固化后发泡，不需要对树脂进行提前处理，后处理简单快捷；发泡效果优异。

2、方案八及其优选实施例中，S7还包括如下步骤，再灌注完粘液后，将所述鞋中底粗胚浸入水性聚氨酯或水性聚氨酯溶剂中，取出风干或烘干，得到鞋中底。从而得到耐撕裂和具有较好支撑力和弹力的鞋子。

3、方案十及其优选实施例中，灌注所述粘液的区域包括所述鞋中底粗胚中与脚掌区、后跟区、足弓区、大脚趾区对应的区域中的一种或多种，根据鞋的用途和需求，进行相应填充。

4、方案十一及其优选实施例中，每个部位的晶格单元可以相同，设计较为简单，也可以不相同，以根据鞋中底的形特点状和部位用途进行对应设计，从而使得性能更加优秀。该晶格结构可通过拓扑优化进行设计。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一的实验数据表；

图2为一种晶格的立体图；

图3为另一种晶格的立体图；

图4为图3所述晶格的正视图；

图5为图3所述晶格的左视图；

图6为图3所述晶格的下视图；

图7为一种鞋中底的侧视图；

图8为另一种鞋中底的立体图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系乃基于附图所示的方位和位置关系，且仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。

本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。

一种鞋中底的加工方法，包括

S1：制备光固化树脂：光固化树脂包括羟基化预聚物、二异氰酸酯和封端剂。

步骤a:将羟基化预聚物和二异氰酸酯在催化剂及氮气环境下加热反应2-5小时；加热温度为30-80℃；

步骤b:将步骤a的反应物和封端剂在氮气环境下加热反应2-5小时，得到光固化树脂；加热温度为30-80℃。

其中，羟基化预聚物为聚四氢呋喃二醇；封端剂为含叔丁胺结构的丙烯酸酯。封端剂可以为甲基丙烯酸叔丁胺乙酯(分子式为

S2：在非紫外线光环境中，在光固化树脂中加入热可膨胀微球和稀释剂，混合搅拌均匀，得到可发泡树脂；热可膨胀微球的粒径为10μm-20μm。稀释剂为含丙烯或甲基丙烯基团的单官能团活性稀释剂及其衍生物。光固化树脂、热可膨胀微球和稀释剂的质量比为1：(0.5-1)：(0.4-1)。

S3：将可发泡树脂置于光固化3D打印机料斗槽内，设置打印参数；启动打印机将可发泡树脂根据预先设置的鞋中底的形状打印得到鞋中底粗胚；

S4：将鞋中底粗胚置于紫外线光源下照射，并在室温或加热后使鞋中底粗胚固化；

S5：将S4的鞋中底粗胚加热至热可膨胀微球的发泡温度进行发泡1.5-2小时；鞋中底粗胚加热至热可膨胀微球的发泡温度后，光固化树脂的可逆键断裂使交联固化结构部分破坏；其中，热可膨胀微球的发泡温度高于鞋中底粗胚的固化的温度；

S6:将S5中的鞋中底粗胚放入烘烤箱中熟化，烘烤箱的温度为75-90℃；其中，熟化时的温度小于热可膨胀微球的发泡温度；

S7：将S6中发泡完成后的鞋中底粗胚，浸入水性聚氨酯或水性聚氨酯溶剂中，取出风干或烘干，得到鞋中底。

实施例一：

本实施例中，将聚四氢呋喃二醇(数均分子量为2000)和二异氰酸酯以1:2的摩尔比在催化剂及氮气环境下50℃加热反应3小时后，将上述所得预聚物和封端剂以1:2的摩尔比在氮气环境下50℃加热反应3小时，得到室温光固化聚氨酯(数均分子量为2500)。

在非紫外光环境中，取得到的100质量份室温光固化聚氨酯中加入100质量份的、粒径为20μm美国POLYCHEM发泡微球(120DU15系列)、100质量份的甲基丙烯酸羟乙酯混合搅拌均匀；

静置一段时间后，将其加入3D光固化打印设备的料斗槽中；设置打印机参数，其中基层打印时间为10-20秒，正常层打印时间为7-10秒，层高20μm-100μm，启动打印机将可发泡树脂层层堆叠为3D软件预先设计的粗胚形状。

用有机溶剂对粗胚表面简单清洗，将清洗后的粗胚置于紫外光源下照射并室温固化1分钟后。

然后加热至热可膨胀微球的发泡温度15-30分钟后。

然后放入烘烤箱中熟化，烘烤箱的温度为75-90℃，熟化的时间为2-3小时；

该成品与3D打印软件设计的打印模型的精度误差为10μm-20μm，成品机械强度为5MPa，密度为0.04g/cm3，发泡倍率为25倍，外观整洁，表面平整光滑。

参考图1，现有技术由没有发泡的材料所制成，与现有技术相比，DS I和DS II均比现有技术来的要小，说明缓震性能更好；冲击减震的形变率、应力应变的形变率更大，说明更柔软。

最后可继续将鞋中底粗胚浸入水性聚氨酯或水性聚氨酯溶剂中，取出风干或烘干，得到鞋中底，以得到具有耐撕裂性能的鞋中底。

实施例二

将聚四氢呋喃二醇(数均分子量为2000)和二异氰酸酯以1:2的摩尔比在催化剂及氮气环境下50℃加热反应3小时后，将所得预聚物和封端剂以1:2的摩尔比在氮气环境下50℃加热反应3小时，得到室温光固化聚氨酯(数均分子量为2500)后，在非紫外光环境中，取得到的100质量份室温光固化聚氨酯后加入50质量份的、粒径为10μm美国POLYCHEM发泡微球(120DU15系列)、40质量份的甲基丙烯酸羟乙酯混合搅拌均匀，静置一段时间后，将其加入3D光固化打印设备的树脂槽中；设置打印机参数，其中基层打印时间为10-20秒，正常层打印时间为7-10秒，层高20μm-100μm，层层堆叠得到粗胚后，用有机溶剂清洗掉粗胚表面及内部部分树脂，将清洗后的粗胚置于紫外光源下照射并室温固化1分钟后，然后加热至热可膨胀微球的发泡温度15-30分钟后。

该与3D打印软件设计的打印模型的精度误差为10μm-20μm，成品机械强度为8MPa，密度为0.1g/cm3，发泡倍率为10倍，外观整洁，表面平整光滑。

实施例三

将聚四氢呋喃二醇(数均分子量为3000)和二异氰酸酯以1:2的摩尔比在催化剂及氮气环境下50℃加热反应3小时后，将所得预聚物和封端剂以1:2的摩尔比在氮气环境下50℃加热反应3小时室温，得到室温光固化聚氨酯(数均分子量为3500)后，在非紫外光环境中，取得到的100质量份室温光固化聚氨酯后加入75质量份的、粒径为15μm美国POLYCHEM发泡微球(120DU15系列)、80质量份的丙烯酸羟乙酯混合搅拌均匀，静置一段时间后，将其加入3D光固化打印设备的料斗槽中；设置打印机参数，其中基层打印时间为10-20秒，正常层打印时间为7-10秒，层高20μm-100μm，启动打印机将可发泡树脂层层堆叠为3D软件预先设计的粗胚形状，用有机溶剂对粗胚表面简单清洗，将清洗后的粗胚置于紫外光源下照射并室温固化1分钟后，然后加热至热可膨胀微球的发泡温度15-30分钟后。

与3D打印软件设计的打印模型的精度误差为10μm-20μm，成品机械强度为6MPa，密度为0.05g/cm3，发泡倍率为20倍，外观整洁，表面平整光滑。

实施例四

与实施例一-实施例三不同的是：

在本实施例中，鞋中底粗胚具有空隙或表面形成若干凹槽；如图7和图8。

进一步的，S7：根据足底压力图或各类运动足底压力变化的特点，在S6中得到的鞋中底粗胚中的至少部分区域的空隙或凹槽处灌注粘液，并等待粘液固化，并得到鞋中底(图8中光泽部分为粘液)；粘液用于增加鞋中底的支撑力和弹力；再灌注完粘液后，将鞋中底粗胚浸入水性聚氨酯或水性聚氨酯溶剂中，取出风干或烘干，得到鞋中底。其中，粘液为软性TPU、聚氨酯、硅胶中的一种或多种。灌注粘液的区域包括鞋中底粗胚中与脚掌区、后跟区、足弓区、大脚趾区对应的区域中的一种或多种。

鞋中底粗胚包括若干晶格单元，晶格单元可以如图2所示，或图3-图7所示，各晶格单元的形状相同或不同。每个部位的晶格单元可以相同，设计较为简单，也可以不相同，不相同可以是尺寸或形状上的不同，以根据鞋中底的形特点状和部位用途进行对应设计，从而使得性能更加优秀。该晶格结构可通过拓扑优化进行设计。相比实心的晶格单元，具有空隙或凹槽的晶格单元能更轻、更节省材料，且性能也很不错。

上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。