鞋底课程设计.docx

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鞋底课程设计

江苏大学

高分子材料成型工艺

课程设计说明书

鞋底课程设计

目录

一、鞋底制品图………………………………………………3

二、鞋底的构造………………………………………………4

三、鞋底材料………………………………………………8

四、鞋底成型工艺………………………………………………13

五、鞋底加工设备与技术…………………………………16

六、鞋底抗挠裂性检测方法……………………………………19

七、参考文献………………………………………………22

八、鞋底工艺流程图………………………………………………23

九、PU鞋底成型工艺卡……………………………………………24

十、聚氨酯鞋底生产线示意图…………………………………25

一.鞋底制品图

二.鞋底的构造。

鞋底的构造相当复杂，就广义而言，可包括外底、中底与鞋跟等所有构成底部的材料。

依狭义来说，则仅指外底而言，一般鞋底材料共通的特性应具备耐磨、耐水，耐油、耐热、耐压、耐冲击、弹性好、容易适合脚型、定型后不易变型、保温、易吸收湿气等，同时更要配合中底，在走路换脚时有刹车作用不至于滑倒及易于停步等各项条件。

鞋底用料的种类很多，可分为天然类底料和合成类底料两种。

天然类底料包括天然底革、竹、木材等，合成类底料包括橡胶、塑料、橡塑合用材料、再生革、弹性硬纸板等。

●大底

大底的材料简单的说是使用天然橡胶或人工合成橡胶。

1.天然橡胶：

天然橡胶的优点就在于它非常的柔软，弹性及佳，能适和于各种运动，但是缺点也是很明显的那就是很不耐磨。

室内运动鞋多用天然橡胶。

2.人工合成橡胶分类

　　人工合成橡胶里又分为耐磨橡胶，环保橡胶，空气橡胶，粘性橡胶，硬质橡胶，加碳橡胶。

（1）耐磨橡胶：

耐磨橡胶的耐磨性和韧性都是非常好的，所以非常的耐用，这种橡胶材料一般在网球鞋的大底上使用。

（2）环保橡胶：

也被称为回收料橡胶，这种橡胶大底含有最多10%的回收橡胶，主要目的是为了环保。

　　（3）空气橡胶：

橡胶里含有空气，有一定的减震功能，但是不很耐磨，用途不是很广泛。

　　（4）粘性橡胶：

粘性橡胶的特点是柔韧性比较好，而且非常的防滑，一般用在室内的运动鞋上。

　　（5）硬质橡胶：

硬质橡胶是大底橡胶材质里最全面的橡胶，坚韧防滑又很耐磨，用途自然也就很广泛。

多功能鞋和篮球鞋大多是用此种橡胶来做大底。

（6）加碳橡胶：

在普通的橡胶材料里加入了碳元素，使得橡胶更加的坚韧耐磨，跑鞋大多使用此种橡胶，而且在跑鞋鞋底的后掌部分都会留有BRS的字母标示，以表示大底使用了加碳橡胶。

3.胶打大底

胶打大底：

这种大底并不常见，这种底的原材料就是工业胶水，通过搅拌机的搅拌，再罐进模具加热成型，其特点是柔软而且非常防滑。

●中底

PHYLON中底

　　现在球鞋中底我想我不说很多人也都会知道，那就是PHYLON中底，和EVA中底最常见。

其实两种中底都属于同一属性类别即（工程塑料类），但是为什么会有着叫法上的不同呢？

PHYLON起源于美国，最早的鞋中底都叫做PHYLON，并没有EVA中底和PHYLON中底之分，后来随着鞋类产品不断的发展，以台湾和韩国的一些大品牌鞋类产品研发工厂为源头，把中底的名称分的更加的系统化，就有了我们现在所说的EVA中底。

下面我就通俗的说说EVA中底和PHYLON中底之间的不同。

　　现在鞋子中底用的最多的是PHYLON中底，PHYLON最大的特点就是轻便，弹性好，具有很好的缓震性能，PHYLON被称作二次发泡。

EVA中底也很轻，但是缓震性能和弹性方面远远的比不上PHYLON中底，造价也比PHYLON要低很多，EVA中底被称为一次发泡。

他们之所以属性相同，而叫法不同，性能不同的原因就在于PHYLON是二次发泡，而EVA则是一次发泡。

（1）一次发泡：

把材料注入模具后通过高温加热后一次成型的鞋中底，就叫做一次发泡中底，也就是EVA鞋中底。

（2）二次发泡：

把材料注入模具后，通过两次高温加热后烧制成型的鞋中底，就被称为二次发泡中底，也就是我们常说的PHYLON中底。

PHYLON的软硬度也是通过温度来控制的，在烧制PHYLON中底的过程中，温度越高，烧出的PHYLON的密度就越大，也就越硬。

火候越小自然烧出的PHYLON也就越轻越软，所以评价鞋中底的好坏不能以重量或者是软硬的程度来衡量。

　　（3）包布烧中底：

包布烧中底也是PHYLON中底，只不过设计师为了追求整体的设计感觉而用的一种制鞋技术，最好的例子就是，鞋子中底和鞋身用了同一种布料，使得鞋身和鞋底整体的结合，也是这款鞋制作工艺上的一个亮点。

实现这种工艺就是用选好的布料包好已成型的PHYLON中底，在模具里高温烧，就变成了我们看到的LB1的那样布面质地的鞋中底。

PU中底

　　PU中底：

除了PHYLON中底和EVA中底，PU中底也很常见，PU中底的最大优势就是弹性和韧性比较好。

包中底

包中底：

现在很多球鞋采用内置中底结构，也叫包中底。

像大家熟悉的T-MAC系列，NIKE的风派系列都是属于包中底结构，包中底从外表看由大底和鞋面两大部分组成，但是结构还是由大底，中底和鞋面三部分组成，只不过把中底包在了鞋面内侧。

●内底及整体式鞋底

内底

　　内底也可以算做包中底的一种形式，和包中底不同的是，内底结构是被包在鞋大底里的底，比如说FORCE1，就算是内底结构，而不像外表所看的那样整体的橡胶大底，其实在橡胶大底的内侧是包有鞋中底的，这种中底也叫做MD中底，属于EVA一次发泡的一种。

整体式鞋底

（1）整体式鞋底最常见的是EVA一次发泡成型鞋底，这种鞋底成本底，而且防滑度及差，鞋底沾到水后就像是穿上了旱冰鞋一样。

REEBOK的3D鞋底就是这种EVA一次发泡成型的鞋底最好的“代言人”。

　　（3）PU整体鞋底：

ADI和NIKE用到这种鞋底的时候都不是很多，PU鞋底是属于低温成型的鞋底。

PU底的特点是轻便，但是不宜沾水，遇到水后会发生化学反应,而一层一层的腐蚀掉。

（4）纯橡胶鞋底：

纯橡胶鞋底多用于户外登山鞋，或工作鞋，电工鞋。

整个鞋底不折不扣的全由橡胶组成，优点是耐磨防滑，缺点是体重太大。

CAT的工作鞋一般都用此鞋底，也叫绝缘鞋底。

三．鞋底材料。

科学技术的进步使得新材料不断涌现，相应地为传统的制鞋业提供了许多有用之材，新材料的应用不但引发新的流行趋势，也为鞋类功能性、舒适性等性能的开发提供了保证，成为更新产品的支柱。

鞋底材料的用量是随着鞋类产量的增加而上升的，目前全球鞋业的鞋底材料市场达到500多万吨，如果按材料种类划分，各类材料所占比例分别为：

橡胶30%、PVC28%、PU%6、TPR%15、皮革8%、EVA7%、其他6%。

1.橡胶

橡胶是全球排名第一的鞋底材料，可用作皮鞋、运动鞋、胶鞋的底材。

但橡胶在鞋材上的应用经历了一段时间并用（橡胶/橡胶，橡胶/塑料）活跃期以后，近年来没有多大进步。

而一些新兴热塑性材料不断挑战橡胶材料，虽然使得一些橡胶底材料市场被取而代之，但橡胶对某些特定鞋类来说还是必不可少的鞋材，因此未来若干年橡胶底仍将迟缓发展。

随着浅色底需求量的增加，溶聚丁苯橡胶等透明性橡胶用量也会不断上升，例如，我国鞋用溶聚丁苯橡胶1990年为1.0—1.5万吨，1995年为2--3万吨，目前已达4万吨左右。

2.热塑性橡胶

热塑性橡胶（简称TPR）用于制鞋业的主要品种是苯乙烯类热塑性橡胶（SBS），目前全球产量为80万吨左右（纯胶），一半以上用于制鞋业。

我国目前SBS生产能力已达9万吨/年，年产量为5万吨左右,80%用于制鞋。

由于SBS大量用于皮鞋底、旅游鞋、布鞋底，国产SBS远远满足不了市场要求，因此近年来我国每年需进口SBS8--10万吨。

SBS具有橡胶性能，可以利用塑料加工设备进行成型加工，但其存在耐磨性一般，不耐油、不耐热，表面光泽性差，静电严重等问题。

针对这些问题人们进行一些开发性研究。

例如：

通过加入防静电剂或表面喷涂来解决（或减轻）静电问题，同时表面喷涂也可以解决光泽性差的问题。

在SBS中加入顺丁橡胶、PVC、TPU、聚烯烃弹性体等材料可以提高耐磨性。

SBS具有双键，加氢后可以提高老化性能，美国壳牌公司推出KratonD—KX--224这一加氢SBS产品，具有更佳的外观性、耐久性、耐曲挠性、回弹性和减震性，可用于休闲鞋、轻量户外鞋、室内运动鞋及其他日常生活用鞋。

尽管SBS的比重将近1，远低于普通橡胶和PVC的比重，但为了迎合当前人们追求鞋类轻量化的需求，高发泡SBS鞋底已在国内外鞋底市场面世，比重比普通SBS底降低50%。

多年来，我国耐黄变的白色SBS底料基本上依赖进口，目前巴陵石化公司已开发出耐黄变牌号的SBS原料，打破进口料一统白色SBS底料的局面。

3.聚氯乙烯（PVC）

PVC树脂是我国最大的合成树脂品种，由于价格低、加工简便等特点，在中低档底材市场上占有较大比例。

目前全球PVC底为240多万吨，而我国每年消费PVC树脂大概为20万吨，生产PVC底（或鞋）50万吨左右。

十多年前PVC改性剂（例如固特异公司的P83、杜邦公司的741）的面世曾使改性PVC底（提高PVC底的耐寒性，内增塑性、橡胶感等）风行一时，近几年由于受生态环保方面的压力，欧美市场开始萎缩，估计今后几年里我国PVC底材的市场份额也会开始减少。

4.乙烯—醋酸乙烯共聚物（EVA）

EVA发泡材料具有比重轻、穿着舒适等特点，多用于运动鞋、布鞋、凉鞋、皮鞋等底材中，其中EVA发泡中底在运动鞋中底材料中具有举足轻重的地位。

EVA发泡率高，材料变形大，耐磨性下降，采取在EVA中掺入韧性材料，例如：

橡胶（乙丙橡胶、高苯乙烯树脂等）、热塑性弹性体（TPU、POE等）在达到高发泡目的的同时，可提高产品的硬度、耐磨性、防滑性等。

例如一般EVA发泡大底比重为0.30—0.35，轻量化的高发泡EVA大底，在物理指标有保证的前提下，可使比重降低到0.24—0.26。

以前EVA发泡工艺都是模压发泡，生产效率低，边角料多（最多可达20—25%），与当前的环保要求不相符。

近年开始出现一种新型加工技术---注塑发泡技术。

注塑发泡EVA鞋底性能优于模压发泡产品，边角料少（大约5%），这种加工技术要求有专用EVA注塑发泡设备、模具及适当配方作保证，投资较大，因此这种EVA发泡注塑机应用不广泛。

开发适于普通转盘注塑机的EVA发泡配方，是十分受欢迎的技术，目前已经有所突破。

另外，一种可降解的环保EVA材料也开始用作底材。

目前全球EVA鞋底市场为36-40万吨，我国EVA鞋底市场为5万吨左右。

由于EVA发泡材料迎合人们追求轻盈舒适愿望，加上近年来注塑发泡EVA技术的应用，使EVA底材有上升趋势。

5.聚氨酯（PU）

PU具有优异的耐磨和反复曲挠性能，良好的抗撕裂强度和弹性，可按照使用要求在很宽的范围内调节它的密度和硬度，可制成双色（双密度）的双层鞋底。

PU底耐油、耐酸、耐碱及耐低温性能优良，废弃的PU底可自动降解，利于环保。

对要求耐冲击、耐穿刺的厚底鞋更合适，全世界安全鞋中约有15%用PU底。

近几年在顺应年轻人喜欢高跟和厚底的流行趋势中，PU底大出风头。

PU底虽具有前述的优点，但存在着黄变、水解问题。

尤其是聚酯系聚氨酯比较突出。

欧美国家用聚醚系聚氨酯基本解决水解问题，我国聚醚聚氨酯刚起步，因此解决聚酯系聚氨酯水解的问题仍有待突破。

最近拜耳等公司研制出防水解添加剂取得了一定的效果。

不管怎样,PU底材毕竟是一种高中档鞋材,加上具有环保潜能,随着相应技术的发展,PU材料在鞋底材市场的发展前景良好。

6.热塑性聚氨酯（TPU）

PU底虽有多种特点，但不能反复使用是它的一大弱点。

而热塑性聚氨酯正是解决PU反复使用，且在普通热塑性材料加工设备上使用所应运而生的新材料。

TPU耐磨、耐水解、抗撕裂、抗弯曲，产品从透明到各种颜色的大底。

普通TPU太硬、太重（比重为1.17—