專利名稱：鞋類的增強材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種增強材料，特別是，涉及鞋類后跟或腳趾處適用的為了增強和保型的增強材料。
本領(lǐng)域的熟練人員會知道，鞋的外觀和形狀保持性非常重要。然而，特別是當(dāng)其經(jīng)受日常使用中的內(nèi)在應(yīng)力和應(yīng)變時，尤其對于鞋幫，因所用的材料十分松軟，以致對保型沒有提供必要的幫助。在這類情況下，通常在鞋跟處有一反作用件并且在鞋頭處有趾盒(boxed-toe)或趾隆(toe-puff)。這些組件由可造形的材料制成，它們在這種造形操作后，回彈地保持其形狀。有這類反作用件和趾隆位于各自囊中(pockets)或與鞋幫粘合，全部組件經(jīng)這樣組裝應(yīng)會基本保持所成的形狀。因此，這些反作用和趾隆組件，在該鞋為出售而展示時確保了鞋的良好輪廓，并在鞋經(jīng)受碾壓(crushing)變形的特殊使用中保型。
如大多數(shù)消費品的制造商，鞋類制造商必須有高度的成本意識，因此要求以最低的成本換取足夠的性能。從而，已用不同的方式制造了這些反作用和趾隆部件。例如，這些部件可被預(yù)制成模制塑料件，然而應(yīng)當(dāng)知道這些預(yù)模制件需各自的尺寸。為了避免此問題，鞋用增強材料的最普遍形式包括從材料片材上切下的組件，然后在制造過程中被模制成所需要的形狀。該模制過程通常包括加熱并接著冷卻，所以該增強材料是可熱造形的，且通常是熱塑性的。
典型的，鞋類增強材料是基于用低軟化點粘合劑浸漬的織物、或是可包括簡單擠塑的熱塑材料、或是加筋或填入填料的材料。由于熱塑性材料是最貴的成分，所以加筋或填入填料的材料通常更便宜。這些加筋或填入填料的材料可通過不同的技術(shù)制造，包括粉末沉積，這里，正象從此名稱知道的那樣，混合不同組件的組件粉末并沉積在轉(zhuǎn)移(release)紙上，這里隨后加熱這些組件使該熱塑性材料熔化，目的是使這些成分固結(jié)在一起，從而形成所需要的鞋類增強用的片材。
浸漬不輕易使用自粘型粘合劑，并且擠塑或散布粉末不輕易混合短纖維的長度長的纖維增強材料。
本發(fā)明的目的是在自粘型、熱塑性片材中混入短纖維，例如長度為20-100毫米，作為增強劑。
按照本發(fā)明，提供適于鞋類硬襯用的增強材料，該材料含與散纖維混合的、固化的熱熔粘合劑熔紡纖維，粘合劑纖維與散纖維間的重量混合比為20∶80到80∶20之間，所述纖維在壓力和加熱下固化前已經(jīng)被纏結(jié)。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選材料中的粘合劑纖維具有雙重功能，即它們在固化材料中可以作為粘合劑幫助將散纖維粘合在一起并對該材料的硬挺度作出實質(zhì)性的貢獻(xiàn)，而且在制鞋中使用增強材料的時候，提供熱熔粘合劑將增強材料與其它的鞋組件粘合。
該纖維粘合劑可以是任何合適的粘合劑，例如聚己內(nèi)酯，但優(yōu)選熱熔性聚酯基的粘合劑。
雖然優(yōu)選的增強材料是自粘性的，即該材料在熱和壓力的作用下會與其它的鞋幫組件牢固地粘合在一起，但如果需要，也可涂覆熱熔性或其它類型粘合劑的附加粘合劑涂層(或多層)。
用來形成熔紡纖維的粘合劑優(yōu)選為聚酯基的，例如，Esterpow1112AF或Esterpow 1108AF，據(jù)信它們含有聚己二酸丁二酯，并且其由英國的Bostik Limited，Leicester LE4 6BW提供。
優(yōu)選地，散纖維為合成聚合物紡織纖維，聚酯或聚丙烯(熔點約165℃)是合適的，但通常在材料意義上不受用于固化增強材料的熱和壓力的影響。通常，散纖維熔點至少為100℃，優(yōu)選大于105℃。合適的散纖維長度為20毫米～100毫米，優(yōu)選超過25毫米。
通過在材料的不同區(qū)域、對穿(through)、交叉(across)和／或沿著其長度方向摻混不同比例的熔紡纖維，該增強材料可有可變的性能。
熔紡短纖維的適合纖度為0．8～17分特，更優(yōu)選為1～10分特，并且散纖維可具有相似的規(guī)格，但優(yōu)選1～7分特。
此外，根據(jù)本發(fā)明所提供的適于鞋類硬襯用的增強材料的制造方法至少包括以下步驟(a)熔紡熱熔粘合劑，以形成熔紡纖維；(b)混合并針刺使這些熔紡纖維與散纖維纏結(jié)，以形成非織造氈布；(c)加熱該非織造氈布并擠壓所述氈布以使所述粘合劑熔紡纖維完全熔融而形成其中嵌有散纖維的粘合劑基體；并且(d)冷卻所述的粘合劑與散纖維基體，以形成所需的增強材料。
其中步驟(b)下的混合階段包括在增強材料的不同區(qū)域內(nèi)鋪置不同比例的熔紡纖維網(wǎng)。
本發(fā)明的優(yōu)選材料中，在60℃左右會熔化變粘，但冷卻到50℃以下就變硬的粘合劑聚合物被用于形成粘合劑纖維。這類粘合性聚合物以前已經(jīng)在鞋硬襯材料中作自粘粘合劑使用。這些粘合劑聚合物可被熔紡制成短纖維。熔紡形成短纖維的技術(shù)是眾所周知的，且這些纖維的分特數(shù)由所用的噴絲板決定。通常，該熔紡纖維的長度為50毫米，但其長度范圍可介于20和100毫米之間。
該熔紡纖維與例如聚酯，聚丙烯或者其它合成或人造纖維制成的常規(guī)散纖維混合。這些散纖維在如此低的溫度下不會熔化。用公知的非織造織物制造技術(shù)將這些熔紡短纖維和散纖維混合在一起并纏結(jié)。
加熱并擠壓該非織造織物以便該熔紡粘合劑聚合物短纖維完全熔融，并因此使該散纖維和熔紡纖維固結(jié)一起，以便形成粘合劑聚合物的連續(xù)薄膜，其中混合了散纖維形成的、包埋的、纖維纏結(jié)的增強結(jié)構(gòu)。
因粘合劑聚合物熔融時發(fā)粘的本性，其后果是，用如向氈布上沉積粉末或向氈布上擠出薄膜等其它技術(shù)，非常難于獲得這類粘合劑聚合物與散纖維的均質(zhì)混合物。如上所示，人們會理解為了降低增強材料的成本，有必要將散纖維與其它填料成分混合。
用作鞋類硬襯適用的增強材料時，本發(fā)明的纖維增強、自粘性聚合物薄膜具有非常理想的性能。本領(lǐng)域的熟練人員會知道，所得的增強材料和以前粉末沉積燒結(jié)類的增強材料相比，既堅韌又有回彈性。而且，按照本發(fā)明制得的增強材料和以前擠出的充填的，即纖維狀或粒狀填料填充的，增強材料相比，通常更輕、密度更低并更經(jīng)濟。
適合本發(fā)明的粘合劑聚合物的例子有Esterpow 1112AF，Esterpow1108AF，其由英國的Bostik Limited，Leicester提供。這些粘合劑聚合物都是聚酯基的熱熔粘結(jié)劑／粘合劑，并且以自由流動的粉末形式提供。這些舉例聚合物的明顯區(qū)別特征是它們相對低的熔化溫度，并且當(dāng)加熱到高于其軟化點后，能在約4-7分鐘內(nèi)定型變成又硬又韌的薄膜。它們都是基于線性飽和聚酯，即聚己二酸丁二酯，并且一般以粒度分布尺寸為100-800微米提供。然而將會知道，將此粘合劑聚合物加熱直到熔融，然后紡絲以便形成本發(fā)明所需短纖維。這些纖維的長度通常為50毫米。
這些纖維，無論是熔紡纖維還是散纖維，纖度可為0．8～17分特，但優(yōu)選為1～7分特。通常，散纖維越粗，增強材料達(dá)到增強效果越好。
短纖型粘合劑聚合物纖維和散纖維混合和纏結(jié)的最方便技術(shù)是通過梳理或針刺纏結(jié)。在該纏結(jié)步驟中，將先已梳理并鋪置的纖維層(batt)或網(wǎng)置于往復(fù)運行的針板上，再使倒刺針穿刺該纖維層(batt)或網(wǎng)。因此，通過倒刺針的針刺，纖維變得相互纏住(intermeshed)和纏結(jié)，使非織造氈布固結(jié)。本領(lǐng)域的熟練人員會知道，為了達(dá)到適當(dāng)?shù)睦p結(jié)，纖維必須為合適的長度。纖維太短或太長就不能有效梳理，但如果纖維可以梳理，為了得到最強的材料，優(yōu)選長纖維。
按照本發(fā)明，散纖維可以是在加熱達(dá)到上述聚合物粘合劑纖維熔融所需的相對低溫的過程中，不會熔化或?qū)嵸|(zhì)性改變其性能的任何纖維類型纖維。因此，可以使用聚酯和聚丙烯紡織纖維。這些纖維與熔紡短粘合劑聚合物纖維相比較粗。散纖維的本質(zhì)特征是在粘合劑聚合物薄膜中提供增強作用。在此情況下，粗散纖維會產(chǎn)生更大的空隙并增大增強效果，雖然細(xì)散纖維的空隙可能小，但增強效果也降低。
本領(lǐng)域的熟練人員可以知道，與非織造織物和氈布制造有關(guān)的混合和梳理工藝，會導(dǎo)致在經(jīng)加熱／壓延固結(jié)形成的整個增強材料中的良好纖維分散和如此特別的分散平衡。典型的，該非織造織物通過交錯鋪置(cross-laying)或重疊梳理纖維的幾層網(wǎng)以形成纖維層(batt)而制造。一般該交錯鋪置為連續(xù)過程，但是包括熔噴纖維的“嵌入”網(wǎng)可被導(dǎo)入整個散纖維的纖維層(batt)，或可得到，整個散纖維網(wǎng)嵌入混合的短纖維熔紡纖維／散纖維纖維層(batt)中。因此，通過這種網(wǎng)嵌入可以向增強網(wǎng)中導(dǎo)入所選擇的性能。在交叉(側(cè)面)和／或沿著(縱向)制造增強材料的方向上，該嵌入可以是棧式的或非連續(xù)的。對穿(through)、交叉(across)和／或沿著增強材料，熔紡纖維量的此選擇性改變可以向增強材料引入方向性或者降低材料中貴纖維的比例而保持適當(dāng)?shù)男阅堋?br> 以下描述制造體現(xiàn)本發(fā)明的增強材料的一種方法，以便用實施例的形式舉例說明本發(fā)明。用到的纖維處理技術(shù)是本領(lǐng)域熟練人員公知的。
在進(jìn)行該舉例方法中，熔紡粘合劑網(wǎng)與散纖維網(wǎng)如下進(jìn)行均質(zhì)混合(1)所選擇的散纖維通過一次梳理機來開松。
(2)然后該預(yù)開松的散纖維第二次通過梳理機形成均勻的散纖維網(wǎng)，然后收集在道夫后的棉卷羅拉上。
(3)當(dāng)散纖維網(wǎng)卷到棉卷羅拉上的同時，將聚己二酸丁二酯(PTMA)的熔噴纖維網(wǎng)也喂到該棉卷羅拉上，從而形成散纖維網(wǎng)和熔噴纖維網(wǎng)的交替疊層。
(4)然后該熔噴纖維網(wǎng)和散纖維網(wǎng)疊層用40行距(gauge)的針進(jìn)行針刺，首先是粗縫針刺(tacked)以45 NPD 12 PEN↓針刺(needled)100 NPD 12 PEN↓(NPD是每平方厘米的針孔數(shù)。
12 PEN意為針刺機上針刺穿透底板12毫米)每網(wǎng)中8疊層的每層用每次置于散纖維下面的熔紡纖維網(wǎng)累積而成，結(jié)果針刺能有效的將頂層的散纖維針刺入該材料的結(jié)構(gòu)中并且穿出底表面而在該材料的各表面留下散纖維表層。
(5)該針刺材料然后放在板壓機上使各表面加熱到140℃進(jìn)行加熱熔融，并在為5psi左右的面壓力擠壓10秒鐘。該處理將熔紡纖維網(wǎng)熔化并擠壓整個結(jié)構(gòu)形成平坦片材，當(dāng)冷卻時其形成密度介于0．7和1．0g／cc之間的剛性塑料片材。
制造條件和性能列于表1中的兩個舉例的增強材料是用上述的方法制造的，每個例子用聚酯紡織纖維作為散纖維并用輕質(zhì)量的聚己二酸丁二酯熔紡纖維網(wǎng)作為粘合劑，其可按數(shù)個等級從英國Leicester，Ulverscroft路的Bostik Limited公司以Estergran的商品名得到。在這兩個例子中，所用Estergran網(wǎng)的等級可等同于PE 65-50，并且軟化點為55℃左右。
在實施例Ⅰ中，該散纖維網(wǎng)是Hoechest T 290聚酯纖維，其為1．7分特×38毫米的常規(guī)短纖維，密度為25gsm(每平方米的克數(shù))。在實施例Ⅱ中，該散纖維網(wǎng)為Hoechest T 290聚酯纖維，其為6．7分特×60毫米的常規(guī)短纖維，密度為35gsm。
在表1中的‘NPD’的意思同上。DLC意為固定載荷漬陷(‘dead loadcollapse’)-這是鞋類趾隆和反作用件(counters)增強材料的可塑性和硬挺度的典型測試方法。‘Frank硬挺度’是指公知的柔性模量測試方法“Karl Frank硬挺度測試”。AL是指沿著材料長度方向進(jìn)行的測量，AX是指材料橫斷面方向(transverse)進(jìn)行的測量。
另一方法是如同商品熱塑性纖維那樣，將粘合劑聚合物熔紡而制出短纖維。然后可將這兩種(或更多種)類型的短纖維混合，并用標(biāo)準(zhǔn)的梳理技術(shù)形成網(wǎng)。和鋪置分層的網(wǎng)相比，這樣獲得纖維的更均質(zhì)混合。當(dāng)用到其余的所述方法時，需要加熱和擠壓過程以便將該材料固結(jié)成用于硬襯的片材。
表1
‘Aquiline’是從申請人公司獲得的有所有權(quán)的鞋襯里材料。
由實施例Ⅰ和Ⅱ得到的材料顯示了優(yōu)良的模制性和保形性，非常高的粘合強度和回彈性。彎曲模量是令人滿意的，僅不如公知的上述類型的擠出云母填充材料高，但是密度更低。
因為較低的重量和針距(gauge)，實際的硬挺度不是很高，僅適合做輕便鞋。男士鞋中為了有理想的性能需要更厚的材料。
該舉例材料可用于提供自粘合反作用件材料，該材料在制鞋過程中的典型背部(backpart)模制溫度下會軟化和變粘(以粘合其它鞋邦組件)，但盡管如此，仍維持一定水平的強度和最小熔攤(squabbing)(squabbing是片狀材料當(dāng)受壓和／或受熱時，該材料面積擴散和增加的傾向)。為了給某些鞋類提供充足反作用的硬襯材料，故該舉例增強材料在處于環(huán)境溫度下有足夠的硬挺度和強度。
雖然該舉例材料是通過在板壓機中壓制形成，但根據(jù)本發(fā)明的類似材料可用熱軋光機輥輥壓得到。此外，熔紡和散纖維的疊層可在針刺前，通過用交疊(cross-lapping)技術(shù)組裝，以供常規(guī)連續(xù)生產(chǎn)。
另一種制備本發(fā)明實施材料的方法是，可將熔紡網(wǎng)，如其制造時那樣，直接澆鑄在梳理好(或者其它重量輕)的散纖維網(wǎng)上，以致在使用交疊或其它纖維層(batt)成形技術(shù)之前，它粘合(輕輕地)在其上。然后該組裝件，也就是輕重量散纖維網(wǎng)承載著熔紡纖維網(wǎng)，通過交疊(或其它合適的技術(shù))制造成散纖維和熔紡纖維網(wǎng)交替疊層組成的纖維層(batt)，并且如此形成的纖維層(batt)經(jīng)針刺及加熱以及擠壓而被固結(jié)，并形成本發(fā)明實施的另外的增強材料。
權(quán)利要求
1．一種適于鞋類硬襯用的增強材料，其特征在于，該材料含有固結(jié)在一起的熱熔粘合劑熔紡纖維和散纖維，該粘合劑纖維與散纖維的重量比介于20∶80到80∶20之間，所述纖維已經(jīng)在壓力和熱的作用下被固結(jié)，優(yōu)選已經(jīng)先被纏結(jié)。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的材料，其中該熱熔粘合劑的軟化點介于45℃和70℃之間。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的材料，其中該粘合劑的軟化點介于50℃和60℃之間。
4．根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的材料，其中該散纖維是合成聚合物紡織纖維。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的材料，其中該散纖維選自聚酯纖維和聚丙烯纖維，或者它們的混合物。
6．根據(jù)權(quán)利要求4和5任一項的材料，其中該散纖維的軟化點至少為100℃。
7．根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的材料，其中熔紡纖維和散纖維的纖度均為0．8～17分特。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的材料，其中該纖維的纖度為1～10分特。
9．根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的材料，其中該散纖維是長度為20毫米～100毫米的短纖維。
10．根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的材料，在該材料的不同區(qū)域中含不同比例的熔紡纖維。
11．根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項的材料，其密度為0．7～1g／cc。
12．一種適于鞋類硬襯用的增強材料的制備方法，至少包括以下步驟(a)熔紡熱熔粘合劑，以形成熔紡纖維；(b)混合并針刺使這些熔紡纖維與散纖維纏結(jié)，以形成非織造氈布；(c)加熱所述非織造氈布并擠壓所述氈布以使所述粘合劑熔紡纖維完全熔融而形成其中嵌有散纖維的粘合劑基體；并且(d)冷卻所述的粘合劑與散纖維基體，以形成所需的增強材料。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中步驟(b)下的混合包括，在該增強材料的至少一個區(qū)域內(nèi)鋪置熔紡纖維對散纖維比例不同的至少一層網(wǎng)。
14．根據(jù)權(quán)利要求12或13任一項的方法，其中熔紡纖維的長度為20毫米～100毫米。
15．根據(jù)權(quán)利要求12到14任一項的方法，其中熔紡纖維的軟化點高于50℃，并且在70℃以下軟化并變粘。
16．一種適于鞋類硬襯用的增強材料的制備方法，至少包括以下步驟(a)形成散纖維的非織造網(wǎng)；(b)熔紡熱熔粘合劑以便直接在散纖維上形成熱熔粘合劑的非織造網(wǎng)，以致該粘合劑纖維輕輕粘合在其上；(c)形成這樣形成網(wǎng)的多層的纖維層；(d)加熱并且擠壓該纖維層，使所述粘合劑纖維完全熔融并且使該纖維層固結(jié)以便形成其中嵌有散纖維的粘合劑基體；并且(e)冷卻所述基體以便形成該增強材料。
17．根據(jù)權(quán)利要求12至16中任一項方法制備的增強材料。
全文摘要
一種適于鞋類硬襯用的增強材料,其特征在于,該材料含與例如長度為20毫米－100毫米散纖維固結(jié)的熱熔粘合劑熔紡纖維,例如熔點大約為60℃的聚酯,粘合劑纖維與散纖維的重量比介于20∶80至80∶20之間,所述纖維在壓力和熱的作用下固結(jié)之前,就已經(jīng)被纏結(jié)。
文檔編號D04H1/4374GK1278877SQ9881112
公開日2001年1月3日 申請日期1998年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月23日
發(fā)明者S·G·約翰遜 申請人:德信英國有限公司