一种运动鞋底复合成型工艺

文档序号:1898623 发布日期:2021-11-30 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种运动鞋底复合成型工艺 (Composite forming process for sports shoe soles ) 是由 许秀政 许沐闳 刘剑明 石太伟 于 2021-09-01 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种运动鞋底复合成型工艺,步骤包括预浸料制备、清洁PA膜、等离子表面处理、贴合预成型、热压成型和冷却脱模,本发明采用PA膜和预浸料复合,制得的成品表面无孔,且抗磨能力和抗疲劳能力均增强,在复合前先对PA膜进行等离子表面处理,通过刻蚀作用增加PA膜的表面粗糙度,提高其粘结性能,从而提高复合材料的整体性能。(The invention discloses a composite forming process of a sports shoe sole, which comprises the steps of prepreg preparation, PA film cleaning, plasma surface treatment, lamination preforming, hot-press forming and cooling demoulding.)

一种运动鞋底复合成型工艺

技术领域

本发明涉及一种鞋底成型工艺,特别是一种运动鞋底复合成型工艺。

背景技术

目前,市面上的足钉鞋等运动鞋的鞋底绝大多数是采用塑料射出成型工艺,其具有不错的折弯疲劳和耐磨性能,但是缺乏快速折弯回弹性能或回弹无力,鞋底的回弹速率和力度是鞋子对于脚底的直接反馈。

碳纤维树脂增强复合材料具有良好的回弹性,但在折弯疲劳和耐磨两方面,热固性树脂显然比不上热塑性树脂,更无法在极端条件(如-10℃)状态下保持良好的折弯疲劳。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本发明提供一种抗磨能力和抗疲劳能力均增强的运动鞋底复合成型工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:

一种运动鞋底复合成型工艺,其步骤如下:

1)、预浸料制备:将碳纤维丝和环氧树脂通过涂布和压合设备制得预浸料并对其尺寸和形状进行裁切。

2)、清洁PA膜:对PA膜的表面先用风枪除去灰尘,然后使用棉布和酒精对PA膜进行擦拭,干燥后备用。

3)、等离子表面处理:将PA膜需要与所述预浸料复合的表面接触等离子表面处理机的火焰,并通过横向和纵向均匀移动使火焰均匀接触处理复合面上的各处,火焰在复合面上各处的接触时间均小于1s。

4)、贴合预成型:将经过等离子表面处理后的PA膜与预浸料贴合,然后使用真空机将其抽吸紧致并排出层间气泡,制得预成型料坯。

5)、热压成型:将模具装机并加热至150℃,然后将所述预成型料坯入模后合膜加压成型,制得产品粗胚。

6)、冷却脱模:开模后使用风枪对所述产品粗胚进行冷却,然后取出产品。

所述等离子表面处理的步骤中,所述等离子表面处理机的工作功率为80-100W,工作时长为2-4min,用于燃烧的气体为氧气、氢气、氮气、氦气、氨气中的两种或多种。

本发明的有益效果是:本发明的复合成型工艺包括预浸预备料、清洁PA膜、等离子表面处理、贴合预成型、热压成型和冷却脱模,采用PA膜和预浸料复合,制得的成品表面无孔,且抗磨能力和抗疲劳能力均增强,在复合前先对PA膜进行等离子表面处理,通过刻蚀作用增加PA膜的表面粗糙度,提高其粘结性能,从而提高复合材料的整体性能。

具体实施方式

本实施例中,关于温度和压力没有特别强调的部分,均为常温常压。

一种运动鞋底复合成型工艺,其步骤如下:

1)、预浸料制备:将碳纤维丝和环氧树脂通过涂布和压合设备制得预浸料并对其尺寸和形状进行裁切。

2)、清洁PA膜:对PA膜的表面先用风枪除去灰尘,然后使用棉布和酒精对PA膜进行擦拭,干燥后备用。

3)、等离子表面处理:将PA膜需要与所述预浸料复合的表面接触等离子表面处理机的火焰,并通过横向和纵向均匀移动使火焰均匀接触处理复合面上的各处,火焰在复合面上各处的接触时间均小于1s。

4)、贴合预成型:将经过等离子表面处理后的PA膜与预浸料贴合,然后使用真空机将其抽吸紧致并排出层间气泡,制得预成型料坯。

5)、热压成型:将模具装机并加热至150℃,然后将所述预成型料坯入模后合膜加压成型,制得产品粗胚。

6)、冷却脱模:开模后使用风枪对所述产品粗胚进行冷却,然后取出产品。

所述等离子表面处理的步骤中,所述等离子表面处理机的工作功率为80-100W,工作时长为2-4min,用于燃烧的气体为氧气、氢气、氮气、氦气、氨气中的两种或多种。

由于PA膜的高度取向和结晶使纤维表面光滑平整、缺少化学活性基团,导致了纤维与树脂间的界面粘结性能较差,因此有必要对PA膜进行表面改性,以改善其界面黏合强度,从而提高复合材料的整体性能。等离子表面处理对PA膜表面产生刻蚀作用,刻蚀作用去除了PA膜表面的弱层或低分子片段从而产生链段剪切,使表面产生微小的凹凸,这种凹凸有利于PA膜与预浸料的黏合。等离子处理中的活性粒子可以打断PA膜表面的化学键再形成交联,PA膜表面碳元素含量下降,且引入极性基团(如氨气在PA膜表面引入含氮极性基团),使PA膜表面极性基团的含量增加,产生明显的刻蚀作用,表面粗糙度增加,自由能增大,粘结性能提高。

表1为不同实施例的参数及其表面粗糙度Ra值

实施例 功率/W 时间/min 气体 Ra/nm
未处理 / / / 115.86
1 80 4 氧气、氨气 130.61
2 100 2 氧气、氨气 133.26
3 100 4 氧气、氨气 150.66
4 80 4 氧气、氦气 128.54
5 100 2 氧气、氦气 128.98
6 100 4 氧气、氦气 148.78
7 100 4 氧气、氢气 144.11
8 100 4 氧气、氮气 147.99

经过等离子处理后的PA膜表面凹凸和沟槽的数量增多,Ra值增大。随着功率和处理时间的增加,Ra值增大,表明等离子处理的时间越长,PA膜被刻蚀的程度越深,使PA膜与预浸料的接触面积增大,机械啮合作用增强,使PA膜和预浸料之间的界面粘结性能提高。但是当处理时间过长时,等离子处理会进一步刻蚀PA膜的表面,会使PA膜表面一层纤维剥落,反而会产生较为光滑的表面。

所述预浸料制备的具体步骤可为:

1)、制备环氧树脂:将邻甲酚型酚醛环氧树脂加入加热分散机中,加热至125-135℃使其熔化,然后加入双酚A型环氧树脂混合均匀,降温至105-115℃后加入环氧增韧剂混合均匀,降温至60-80℃,再加入适量固化剂和促进剂并混合均匀,制得混合料,然后将混合环氧树脂浇注到预热至65-75℃的模具内,经过真空脱气后制得环氧树脂。

2)、制备预浸料:将环氧树脂和碳纤维加入涂布和压合设备中,分别在55-75℃的涂胶温度和65-85℃的浸渍温度中制备预浸料。

预浸料在使用时可直接根据模具形状进行铺设,与其他材料一同升温固化后即可形成复合材料,无需再次与环氧树脂浸润。传统的预浸料通常采用高温固化工艺,但是高温固化过程的耗能通常较高,使预浸料的制造成本过高。另外,高温固化会使成品的内应力较大,导致制品的尺寸偏差较大,且对模具的要求较高。本实施例设置固化温度为60-80℃的中低温固化温度,能够降低固化过程产生的内应力,对生产设备和辅助材料的要求不高,生产周期短和尺寸稳定性高,提高了复合材料的生产效率。另外,本实施例采用热熔和预浸两步,制得的预浸料外观均匀平整、表面无孔。

本实施例的复合成型工艺包括预浸预备料、清洁PA膜、等离子表面处理、贴合预成型、热压成型和冷却脱模,采用PA膜和预浸料复合,制得的成品表面无孔,且抗磨能力和抗疲劳能力均增强,在复合前先对PA膜进行等离子表面处理,通过刻蚀作用增加PA膜的表面粗糙度,提高其粘结性能,从而提高复合材料的整体性能。

以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围,专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下,所做的均等修饰与变化,均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。

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