本發明涉及鞋底表面處理領域，尤其涉及一種熱塑性聚氨酯彈性體(tpu)類發泡鞋底的表面處理方法。
背景技術：
adidas最早將boost科技應用于鞋類的中底材料，boost科技是將固體顆粒材質(tpu)膨脹后轉化成上千個小能量膠囊制成跑鞋的中底。由于結構的獨特性，每個小膠囊都能在每一步有效積聚并釋放能量。因為tpu的物理特性，boost中底的耐用度是普通eva中底的三倍，boost中底除了有特別彈性十足的腳感之外，還可以將這種中底運動壽命大大延長。
雖然boost中底等tpu類發泡鞋底表現出了高彈性、突出的緩震性能和出色的柔軟腳感等優勢，但其在實際應用中也存在很多問題，(1)tpu類發泡鞋底不能上色，即使上色也會出現脫落，顏色單一，只有白色，致使外觀設計受限；(2)tpu類發泡鞋底不耐水解，使用一段時間會出現黃斑，無法清潔掉；(3)灰塵等容易沉積在tpu類發泡鞋底的顆粒結構之間的縫隙間，不易清潔；(4)tpu類發泡鞋底顆粒與顆粒之間存在縫隙，容易造成縫隙周圍的tpu粒子掉落，進一步導致高強度壓縮的顆粒結構崩塌；(5)tpu類發泡鞋底外形與普通泡沫相似，給人一種廉價不環保的印象。
因此提供一種tpu類發泡鞋底表面處理方法以解決tpu類發泡鞋底顏色單一、不耐水解等問題顯得至關重要。
技術實現要素：
針對上述問題，本發明提供了一種鞋底表面處理方法，用于解決tpu類發泡鞋底不易上色，顏色單一；不耐水解，易黃變；灰塵容易沉積在顆粒結構間的縫隙內，造成臟污及顆粒結構的破壞等問題。
為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種鞋底表面處理方法，所述鞋底為tpu類發泡鞋底，所述方法包括以下步驟：對鞋底表面進行清洗及干燥；對干燥后的鞋底表面激活處理；將激活處理后的鞋底表面進行極化處理；對極化處理處理后的鞋底進行磁控濺射鍍膜；所述磁控濺射鍍膜為將極化處理后的鞋底放入真空度達1×10-4pa的磁控濺射樣品室，并通入10-300sccm氬氣預濺射靶材表面10-20min，以去除靶材表面的氧化物和其它雜質；然后通入o2或n2，調節氧氣或氮氣與氬氣的流量比例，使氧氣或氮氣：氬氣＝1：1-1：50；在真空度0.5-1.5pa的磁控濺射樣品室濺射0.5-10min，得到厚度5-100nm的sio2或si3n4膜層；對經磁控濺射鍍膜的鞋底涂覆極化處理后的底漆；對完成鍍膜工藝的鞋底進行噴涂uv涂層及固化。
進一步的，所述步驟對鞋底表面進行清洗及干燥包括：取適量清洗劑，用去離子水稀釋5-30倍，然后將鞋底浸泡入稀釋好的清洗液中，浸泡10-60min或結合超聲清洗10-30min，然后取出用去離子水沖洗2-5次，再用熱風或高壓空氣將其吹干。
進一步的，所述步驟對干燥后的鞋底表面激活處理包括：將干燥后的鞋底放入pecvd設備反應室中，抽本底真空達到1×10-1pa，通入ar氣，然后調節氣體流量使反應室壓力在10-50pa下，啟動射頻電源進行輝光放電 對鞋底進行激活處理，處理功率為20-150w，處理時間為10-300s。
進一步的，所述步驟激活處理后的鞋底表面進行極化處理包括：在鞋底表面均勻地噴涂或刷涂一層厚為5-50um的tpu極化處理劑，晾置10-30min，直到溶劑完全揮發。
進一步的，所述對經極化處理后的鞋底要進行磁控濺射真空鍍膜時先在鞋底表面形成鉚釘層，所述步驟在鞋底表面形成鉚釘層包括：將鞋底放在真空室的工作臺上，抽真空使本底真空達到1×10-3pa，然后通入氬氣使真空度達到1×10-2-5×10-2pa后，接通射頻電源，在功率為500-1000w下，讓氬氣產生電離，同時對鞋底施加直流負偏壓100-500v進行氬氣濺射清洗，清洗時間為1-10min；最后關閉氬氣，向腔室通入氫氣，在腔室真空度仍維持在1×10-2-5×10-2pa，功率為500-1000w狀態下離化氫氣，處理時間為60-240min，使氫離子注入鞋底表面，形成穩定的鉚釘層。
進一步的，底漆的極化處理包括：將tpu極化處理劑與底漆按質量比為1：5-1：30進行混合，攪拌10-90min；所述底漆為雙組分的聚氨酯和環氧涂料、氨基涂料、熱塑性丙烯酸酯涂料或uv涂料。
進一步的，經涂覆極化處理后底漆的鞋底可對鞋底進行上顏色，所述步驟對鞋底進行上顏色包括：先將溶劑完全混合，在攪拌下加入色粉或色精染料直到其完全溶解并混合均勻，然后通過噴涂的方式在鞋底表面涂上一層著色層，并將鞋底置于通風的無塵室內自然干燥；所述溶劑為異丙醇、異丁醇、環已酮、乙二醇、乙二醇乙醚、丙酮中的至少一種。
進一步的，所述對鞋底進行上顏色后要噴涂uv涂層及固化前，先對鞋底進行plasma表面處理，所述步驟對鞋底進行plasma表面處理包括：將 鞋底放入plasma處理室，抽真空使腔室真空度達到1×10-3pa，然后通入50-300sccm的o2氣體，讓o2在rf高壓射頻電源及螺旋線圈的作用下產生電漿，產生的氧自由基與鞋底表面有機物發生作用，產生揮發性氣體，在功率為200-600w下，處理60-240s。
進一步的，所述步驟鞋底進行噴涂uv涂層及固化，uv涂層厚度在5-30um，uv涂層采用uv固化，uv能量為1000-5000mj/cm2，uv涂層為uv固化膠。
由上述對本發明結構的描述可知，本發明具有如下優點：(1)對tpu類發泡鞋底表面激活、極化及plasma處理，增加各層間的附著力進行處理，使tpu類發泡鞋底可以隨意上色且不會脫落，豐富鞋底色彩，利于跑鞋多樣化設計；(2)通過磁控濺射在boost鞋底表面形成膜層，增加鞋底金屬質感，提升鞋底的外觀競爭力和附加價值；(3)通過保護層的涂覆，既提升鞋底的耐磨、防刮、抗腐蝕性能，又能保護鍍膜金屬層或顏色層，使灰塵不容易沉積在顆粒結構的縫隙間。綜上所述，通過本發明提供的表面處理方法處理后的tpu類發泡鞋底在保持耐磨、耐彎折及抗紫外等優異性能外，還實現了耐水解不黃變、色彩鮮艷的功能，從而拓寬鞋底應用范圍和提升產品競爭力。
附圖說明
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1為本發明一種鞋底表面處理方法的工藝過程圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
參閱圖1，本技術方案實施方式提供一種鞋底表面處理方法，解決tpu類發泡鞋底不易上色，顏色單一；不耐水解，易黃變；灰塵容易沉積在顆粒結構間的縫隙造成臟污，不易清潔；所述鞋底為tpu類發泡鞋底，所述方法包括以下步驟：
步驟s101、鞋底表面的清洗及干燥：取適量清洗劑，用去離子水稀釋5-30倍，然后將鞋底浸泡入稀釋好的清洗液中，浸泡10-60min或結合超聲清洗10-30min，然后取出用去離子水沖洗2-5次，再用熱風或高壓空氣將其吹干。
步驟s102、鞋底表面的激活處理：將干燥后的鞋底放入pecvd設備反應室中，抽本底真空達到1×10-1pa，通入ar氣，然后調節氣體流量使反應室壓力在10-50pa下，啟動射頻電源進行輝光放電對鞋底進行激活處理，處理功率為20-150w，處理時間為10-300s。
步驟s103、鞋底表面的極化處理：在鞋底表面均勻地噴涂或刷涂一層厚為5-50um的tpu極化處理劑，晾置10-30min，直到溶劑完全揮發。因為聚丙烯(tpu)屬于聚烯烴，為非極性材質，表面活性低，粘接非常困難；因此需要進行表面極化處理。
步驟s104、在鞋底表面注入氫離子形成鉚釘層：將鞋底放在真空室的工作臺上，抽真空使本底真空達到1×10-3pa，然后通入氬氣使真空度達到1×10-2-5×10-2pa后，接通射頻電源，在功率為500-1000w下，讓氬氣產生電離，同時對鞋底施加直流負偏壓100-500v進行氬氣濺射清洗，清洗時間為1-10min；最后關閉氬氣，向腔室通入氫氣，在腔室真空度仍維持在1×10-2-5×10-2pa，功率為500-1000w狀態下離化氫氣，處理時間為60-240min，使氫離子注入鞋底表面，形成穩定的鉚釘層，增加后續鍍膜層的附著力。
步驟s105、鞋底表面的磁控濺射鍍膜；將極化處理后的鞋底放入真空度達1×10-4pa的磁控濺射樣品室，并通入10-300sccm氬氣預濺射靶材表面10-20min，以去除靶材表面的氧化物和其它雜質；然后通入o2或n2,調節氧氣或氮氣與氬氣的流量比例，使氧氣或氮氣：氬氣＝1：1-1：50；在真空度0.5-1.5pa的磁控濺射樣品室濺射0.5-10min，得到厚度5-100nm的sio2或si3n4膜層；
步驟s106、底漆極化處理及涂覆：將tpu極化處理劑與底漆按質量比為1：5-1：30進行混合，攪拌10-90min使其均勻混合，然后通過噴涂或刷涂的方式在表面形成一層厚為5-50um的涂層。
步驟s107、上顏色：先將溶劑完全混合，在攪拌下加入色粉或色精染料直到其完全溶解并混合均勻，然后通過噴涂的方式在鞋底表面涂上一層著色層，并將鞋底置于通風的無塵室內自然干燥；所述溶劑為異丙醇、異丁醇、環已酮、乙二醇、乙二醇乙醚、丙酮中的至少一種。
步驟s108、plasma表面處理：將鞋底放入plasma處理室，抽真空使腔室真空度達到1×10-3pa，然后通入50-300sccm的o2氣體，讓o2在rf高壓 射頻電源及螺旋線圈的作用下產生電漿，產生的氧自由基與鞋底表面有機物發生作用，產生揮發性氣體，在功率為200-600w下，處理60-240s。
步驟s109、噴涂uv涂層及固化：所述步驟鞋底進行噴涂uv涂層及固化，uv涂層厚度在5-30um，uv涂層采用uv固化，uv能量為1000-5000mj/cm2，uv涂層為uv固化膠。
實施例1
步驟s101、取適量清洗劑，用去離子水稀釋20倍，然后將tpu類發泡鞋底浸泡入稀釋好的清洗液中，浸泡清洗30min后取出用去離子水沖洗2-5次，再用高壓空氣將其吹干。
步驟s102、將鞋底放入pecvd設備反應室中，開始抽本底真空達到1×10-1pa，然后通入ar氣，調節氣體流量使反應室壓力為10pa；啟動射頻電源進行輝光放電，處理功率為100w，處理時間為120s；結束后破真空將鞋底取出。
步驟s103、在tpu類發泡鞋底表面均勻地噴涂一層厚為10um的tpu極化處理劑，晾置30min，直到溶劑完全揮發。
步驟s104、將鞋底放在真空室的工作臺上，抽真空使本底真空達到1×10-3pa左右，然后通入高純氬氣使真空度維持在5×10-2pa，接通射頻電源，功率為1000w，氬氣產生電離，同時對鞋底施加直流負偏壓300v進行ar濺射清洗，清洗時間為2min；關閉氬氣，向腔室通入氫氣，使腔室真空度仍維持在5×10-2pa，功率為1000w離化氫氣，處理時間為120min，使氫離子注入鞋底表面，形成一層鉚釘層。
步驟s105、將表面形成一層鉚釘層的tpu類發泡鞋底放入磁控濺射樣 品室，抽真空，使本底真空達到1×10-4pa，通入100sccm純度99.9％的氬氣預濺射靶材表面10min，去除靶材表面的氧化物和其它雜質；然后通入純度99.9％的氧氣，通過流量調節器控制調節氧氣與氬氣的流量比例，使得氧氣：氬氣＝1：10；調節氣體總流量使得濺射真空度達到1pa，濺射時間3min，得到厚度50nm的sio2膜。
步驟s106、將tpu極化處理劑與丙烯酸酯涂料按質量比為1：20進行混合，攪拌30min使其均勻混合，然后通過噴涂的方式在表面形成一層10um厚的涂層，然后在60℃溫度下固化2h。
步驟s107、將色精染料加入異丙醇溶劑中，攪拌使其完全溶解并混合均勻，然后在鞋底表面噴涂一層染料層，并將著色后的鞋底放在通風的無塵室中12h，讓其自然干燥。
步驟s108、將著色后的鞋底放入plasma處理室，抽真空使腔室真空度達到1×10-3pa，然后通入250sccm的o2氣體，持續30s后，打開rf高壓射頻電源，功率設為300w，處理120s。
步驟s109、在plasma處理后的鞋底表面噴涂uv固化膠，厚度控制在20um，uv能量為2500mj/cm2，將uv涂層固化；得到表面處理后tpu類發泡鞋底。
實施例2
本實施例與實施例1不同之處在于，在步驟s108、plasma表面處理后進行磁控濺射金屬膜的過程。將plasma處理后的tpu類發泡鞋底放入磁控濺射腔室，抽真空使本底真空達到1×10-4pa，通入200sccm的氬氣，使鍍膜室的真空度達到0.5pa左右，在功率8kw下，由于輝光放電產生的電子 激發氬氣，產生等離子體，等離子體將銀靶材的原子擊出沉積在鞋底上，鍍膜時間3min，得到200nm金屬ag膜；最終得到金屬質感強的銀白色tpu類發泡鞋底。
因tpu類發泡鞋底--boost中底在生產過程中，因為個別顆粒結構存在缺陷，造成鞋底不良無法應用于跑鞋中，因此其生產良率低，生產成本昂貴。對于輕微缺陷的鞋底，可以通過表面修補填充有缺陷的地方，然后再采用本發明的鞋底表面處理方法進行修復。
對本發明鞋底表面處理方法處理過的tpu類發泡鞋底進行性能測試，具體如下：
(1)、彎折實驗：用測試儀器將鞋底進行90°重復彎折50000次，鞋底結構完整不變形，顏色不脫落，表面無刮傷；
(2)、摩擦實驗：用測試儀器懸掛280目的砂紙，用500kg的力來回摩擦鞋底表面50次，鞋底表面不起毛、不掉色；
(3)、耐水解實驗：將鞋底置于濕度95％rh，溫度70℃的濕熱實驗箱中，持續放置168h，鞋底不黃變，色彩不變；
(4)、抗紫外實驗：在能量440w、波長365nm的紫外燈光下照射8h，鞋底無變化；
通過以上性能測試說明本發明提供的tpu類發泡鞋底表面處理方法效果明顯，既豐富了鞋底色彩，又大幅度提升了鞋底耐水解性能，延長鞋底壽命。
其中對adidas的boost中底進行表面處理后，使其在跑鞋的應用中既保持材料本身的優異性能，又豐富了其色彩，利于跑鞋多樣化設計；提升 鞋底耐水解性能，鞋底不水解不黃變，使用壽命更長；同時對生產后有輕微缺陷的boost鞋底亦有明顯的修復作用，表面處理后使鞋底可以正常使用，從而節約成本減少資源浪費。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。