一种减震运动鞋底
技术领域
本发明涉及鞋底技术领域，具体涉及一种减震运动鞋底。
背景技术
行走或运动中，鞋子上能对人体起到减震或缓冲作用的部位一般是鞋底，现有的此类鞋底，由上而下由上层、弹性层、中间层、底层复合而成，一部分鞋底中，起到关键作用的弹性层是由一些具有弹性的鞋材(如EVA)制成，而且弹性层、中间层、底层合为一体，即整个鞋底只有接触脚底的上层和接触地面的由弹性层、中间层、底层合为一体的下层，由于弹性鞋材的弹性有限，只依靠弹性鞋材并不能起到有效的缓冲和助力的效果；运动鞋在穿着过程中，如何能更有效地在保护运动员足部的同时，更好的辅助运动员获得优异的成绩，一直是运动鞋厂家的研发重点，根据生物力学研究，鞋底后跟受到地面的冲击力能达到个人体重的三倍以上。
但是现有的鞋底的弹性层采用气垫，上层、中间层、底层的形状尺寸皆与鞋底设定的形状尺寸相对应，只是在脚跟对应位置设有小面积的气垫，无法对整个脚底都起到缓冲和助力作用。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种对整个脚底都起到缓冲和助力作用的减震运动鞋底。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种减震运动鞋底，包括由下而上依次复合的下底组件、中底本体和鞋垫，所述下底组件包括下底本体和气囊组件，所述下底本体设置有用于容置气囊组件的容置槽，所述气囊组件包括对应人体前脚掌的前气囊、对应人体脚跟的后气囊以及一个连通前气囊和后气囊的连通管，所述前气囊和后气囊的外周均设置有若干与外界空气连通的换气管，所述连通管内设置有用于控制后气囊的气体向前气囊运动的单向阀。
其中，所述前气囊和后气囊内均设置有复位弹簧或复位海绵。
其中，所述下底本体和中底本体均为TPU发泡鞋底。
其中，所述TPU发泡鞋底由TPU发泡材料发泡制得，所述TPU发泡材料由如下重量份数的原料组成：
所述发泡组合物通过如下步骤制得：A、取10重量份的羧基丁苯橡胶胶乳和0.1-0.2重量份的辐照剂进行混合，然后进行紫外辐照处理；B、紫外辐照处理后，往羧基丁苯胶乳内加入1-2重量份偶氮二甲酰胺，进行超声分散后，真空喷雾干燥，即得到所述的发泡组合物。
本发明利用热塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚烯烃弹性体进行共混改性，以达到符合鞋材基本性能，具有较高拉伸强度、柔韧性、回弹性和抗压缩形变性等性能；而升华本发明的鞋底性能的核心点在于发泡组合物，本发明首先对羧基丁苯橡胶胶乳进行辐照处理，使得发泡组合物中的橡胶粒子达到纳米粒径，在100-130nm之间，而在加入发泡剂偶氮二甲酰胺进行超声分散并真空喷雾干燥后，得到偶氮二甲酰胺与纳米橡胶粒子分散均匀的分散体，即发泡组合物。采用该发泡组合物在170-180℃进行发泡成型时，偶氮二甲酰胺产生气体使得TPU发泡材料中产生大量孔泡，同时产生的气体也使纳米橡胶粒子重新分散，并且纳米橡胶粒子与TPU基体两相分离，即纳米橡胶粒子处于自由态地均匀分散在孔泡内。这样形成的发泡鞋底在收到冲击能量时，由于纳米橡胶粒子存在惯性，因此纳米橡胶粒子将冲击能转化为与孔泡的泡壁的撞击能，进而转化内能，从而更利于发泡鞋底对冲击能的吸收效率，更有效地提升发泡鞋底的回弹性；此外，由于回弹性的性能不完全源于TPU基材自身的柔韧性，因此采用热塑性聚氨酯可以适当提升发泡鞋材的硬度，从而提升其耐磨性。
其中，所述热塑性聚氨酯为德国巴斯夫E68，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物为EVA3178，所述聚烯烃弹性体为陶氏POE8480。本发明采用具体型号的热塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物和聚烯烃弹性体具有较好的相容性，共混后具有较好的综合性能。
其中，所述步骤A中，紫外辐照剂量为10-30kGy，紫外辐照时间为11-13h。本发明优选地羧基丁苯胶乳为巴斯夫SD516，平均粒径在150nm左右，通过控制紫外辐照的剂量和时间可以控制纳米橡胶粒子具有较低的粒径，利于纳米橡胶粒子与发泡剂的分散。
其中，所述步骤B中，超声分散的频率为20-30kHz，超声分散的时间为10-30min，超声分散的效率较高。
其中，所述交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯和/或4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸正丁酯。
其中，所述润滑剂为硬脂酸和/或硬脂酸锌。
其中，所述TPU发泡材料的制备方法包括如下步骤：
(1)称取热塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、钛白粉和润滑剂进行密炼，密炼的温度为100-110℃，密炼时间为6-8min，得到第一密炼体；
(2)往所述密炼体加入交联剂和发泡组合物进行密炼，密炼的温度为110-120℃，密炼的时间为4-6min，得到第二密炼体；
(3)将所述第二密炼体进行挤出造粒，挤出造粒的温度为115-125℃，即得到所述TPU发泡材料。
本发明的有益效果在于：
1、本发明在对应人体前脚掌和脚跟的位置分别设置前气囊和后气囊，对整个脚的主要缓冲部位进行减震和防护，缓冲减震效果更好，使用更舒服。
2、此外，基于不同的跑步方法，会有不同的着地方式，有全脚掌着地，有前脚掌着地，也有后脚跟着地的，但是无论哪种着地方式，必然是后脚跟先离地，前脚掌最后发力离地的。因此，在前脚掌离地前，后脚跟离地后，前气囊处于压缩状态，后气囊处于充气状态，前脚掌离地后，前气囊可以从后气囊内吸取空气，而后通过前气囊的换气管排出，因而避免前后气囊的空气反复置换，提高换气效率，利于透气排湿，抑制细菌滋生。
附图说明
图1是本发明的下底组件的结构示意图；
图2是本发明的局部剖视图；
附图标记为：1-下底组件、11-下底本体、12-前气囊、13-后气囊、14-连通管、15-单向阀、16-换气管、2-中底本体、3-鞋垫、31-第一粘胶层、32-竹炭无纺布层、33-第二粘胶层、34-棉布层。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-2对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
实施例1
如图1所示，一种减震运动鞋底，包括由下而上依次复合的下底组件、中底本体和鞋垫，所述下底组件包括下底本体和气囊组件，所述下底本体设置有用于容置气囊组件的容置槽，所述气囊组件包括对应人体前脚掌的前气囊、对应人体脚跟的后气囊以及一个连通前气囊和后气囊的连通管，所述前气囊和后气囊的外周均设置有若干与外界空气连通的换气管，所述连通管内设置有用于控制后气囊的气体向前气囊运动的单向阀。
首先，本发明在对应人体前脚掌和脚跟的位置分别设置前气囊和后气囊，对整个脚的主要缓冲部位进行减震和防护，缓冲减震效果更好，使用更舒服。
此外，基于不同的跑步方法，会有不同的着地方式，有全脚掌着地，有前脚掌着地，也有后脚跟着地的，但是无论哪种着地方式，必然是后脚跟先离地，前脚掌最后发力离地的。因此，在前脚掌离地前，后脚跟离地后，前气囊处于压缩状态，后气囊处于充气状态，前脚掌离地后，前气囊可以从后气囊内吸取空气，而后通过前气囊的换气管排出，因而避免前后气囊的空气反复置换，提高换气效率，利于透气排湿，抑制细菌滋生。
其中，所述前气囊和后气囊内均设置有复位弹簧，复位弹簧或复位海绵可以提升前气囊和后气囊的复位速度，也可以增强缓冲吸能效果，在另一个优选地替代实施例中，所述前气囊和后气囊内均设置有复位海绵。
其中，所述下底本体和中底本体均为TPU发泡鞋底。TPU耐磨性更高，更适用于运动型的鞋底。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：
如图2所示，其中，所述鞋垫包括由下而上依次复合的第一粘胶层、竹炭无纺布层、第二粘胶层和棉布层，所述第一粘胶层远离竹炭无纺布层的一侧与中底粘结。竹炭具有抑制真菌繁衍、吸湿去臭，还具有一定的红外发射功能，可以满足人们对鞋子舒适、健康、环保和保健的要求。
其中，所述第一粘胶层为TPU热熔胶层，具有较好的粘结性，可以将鞋垫与中底牢固地粘结在一起，不容易分层。
其中，所述竹炭无纺布层包括两层无纺布层以及复合在两层无纺布之间的竹炭粉层。除了该种形式外，竹炭无纺布层也可以是将竹炭做成纤维而制成的无纺布，但该类无纺布的质量较为参差不齐，且生产成本较高，本发明采用夹层方式将竹炭粉加入鞋垫中，可以较好地保障竹炭粉的用量和质量，功效也较为明显。
其中，所述第二粘胶层为TPU热熔胶网膜层。TPU热熔胶网膜层相对常规TPU热熔胶层具有更好的透气性，因为使用棉布层作为表层对竹炭粉的发挥影响也较低，既保证出色的竹炭功能外，还提高了触感。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于：
其中，所述TPU发泡鞋底由TPU发泡材料发泡制得，所述TPU发泡材料由如下重量份数的原料组成：
所述发泡组合物通过如下步骤制得：A、取10重量份的羧基丁苯橡胶胶乳和0.15重量份的辐照剂进行混合，然后进行紫外辐照处理；B、紫外辐照处理后，往羧基丁苯胶乳内加入1.5重量份偶氮二甲酰胺，进行超声分散后，真空喷雾干燥，即得到所述的发泡组合物。
其中，所述热塑性聚氨酯为德国巴斯夫E68，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物为EVA3178，所述聚烯烃弹性体为陶氏POE8480。
其中，所述步骤A中，所述羧基丁苯胶乳为巴斯夫SD516，紫外辐照剂量为20kGy，紫外辐照时间为12h。
其中，所述步骤B中，超声分散的频率为25kHz，超声分散的时间为20min。
其中，所述交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯和4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸正丁酯按重量比1:1组成的混合物。
其中，所述润滑剂为硬脂酸和硬脂酸锌按重量比1:1组成的混合物。
其中，所述TPU发泡材料的制备方法包括如下步骤：
(1)称取热塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、钛白粉和润滑剂进行密炼，密炼的温度为105℃，密炼时间为7min，得到第一密炼体；
(2)往所述密炼体加入交联剂和发泡组合物进行密炼，密炼的温度为115℃，密炼的时间为5min，得到第二密炼体；
(3)将所述第二密炼体进行挤出造粒，挤出造粒的温度为120℃，即得到所述TPU发泡材料。
实施例4
本实施例与实施例1的区别在于：
其中，所述TPU发泡鞋底由TPU发泡材料发泡制得，所述TPU发泡材料由如下重量份数的原料组成：
所述发泡组合物通过如下步骤制得：A、取10重量份的羧基丁苯橡胶胶乳和0.1-0.2重量份的辐照剂进行混合，然后进行紫外辐照处理；B、紫外辐照处理后，往羧基丁苯胶乳内加入1-2重量份偶氮二甲酰胺，进行超声分散后，真空喷雾干燥，即得到所述的发泡组合物。
其中，所述热塑性聚氨酯为德国巴斯夫E68，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物为EVA3178，所述聚烯烃弹性体为陶氏POE8480。
其中，所述步骤A中，所述羧基丁苯胶乳为巴斯夫SD516，紫外辐照剂量为10kGy，紫外辐照时间为11h。
其中，所述步骤B中，超声分散的频率为20kHz，超声分散的时间为100min。
其中，所述交联剂为双叔丁基过氧化二异丙基苯。
其中，所述润滑剂为硬脂酸。
其中，所述TPU发泡材料的制备方法包括如下步骤：
(1)称取热塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、钛白粉和润滑剂进行密炼，密炼的温度为100℃，密炼时间为6min，得到第一密炼体；
(2)往所述密炼体加入交联剂和发泡组合物进行密炼，密炼的温度为110℃，密炼的时间为4min，得到第二密炼体；
(3)将所述第二密炼体进行挤出造粒，挤出造粒的温度为115℃，即得到所述TPU发泡材料。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于：
其中，所述TPU发泡鞋底由TPU发泡材料发泡制得，所述TPU发泡材料由如下重量份数的原料组成：
所述发泡组合物通过如下步骤制得：A、取10重量份的羧基丁苯橡胶胶乳和0.2重量份的辐照剂进行混合，然后进行紫外辐照处理；B、紫外辐照处理后，往羧基丁苯胶乳内加入2重量份偶氮二甲酰胺，进行超声分散后，真空喷雾干燥，即得到所述的发泡组合物。
其中，所述热塑性聚氨酯为德国巴斯夫E68，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物为EVA3178，所述聚烯烃弹性体为陶氏POE8480。
其中，所述步骤A中，所述羧基丁苯胶乳为巴斯夫SD516，紫外辐照剂量为30kGy，紫外辐照时间为13h。
其中，所述步骤B中，超声分散的频率为30kHz，超声分散的时间为30min。
其中，所述交联剂为4,4-二(叔丁基过氧化)戊酸正丁酯。
其中，所述润滑剂为硬脂酸锌。
其中，所述TPU发泡材料的制备方法包括如下步骤：
(1)称取热塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、钛白粉和润滑剂进行密炼，密炼的温度为110℃，密炼时间为8min，得到第一密炼体；
(2)往所述密炼体加入交联剂和发泡组合物进行密炼，密炼的温度为120℃，密炼的时间为6min，得到第二密炼体；
(3)将所述第二密炼体进行挤出造粒，挤出造粒的温度为125℃，即得到所述TPU发泡材料。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于：
其中，所述TPU发泡鞋底由TPU发泡材料发泡制得，所述TPU发泡材料由如下重量份数的原料组成：
其中，所述热塑性聚氨酯为德国巴斯夫E68，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物为EVA3178，所述聚烯烃弹性体为陶氏POE8480。
其中，所述TPU发泡材料的制备方法包括如下步骤：
(1)称取热塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、钛白粉和润滑剂进行密炼，密炼的温度为100-110℃，密炼时间为6-8min，得到第一密炼体；
(2)往所述密炼体加入交联剂和偶氮二甲酰胺进行密炼，密炼的温度为110-120℃，密炼的时间为4-6min，得到第二密炼体；
(3)将所述第二密炼体进行挤出造粒，挤出造粒的温度为115-125℃，即得到所述TPU发泡材料。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于：
其中，所述TPU发泡鞋底由TPU发泡材料发泡制得，所述TPU发泡材料由如下重量份数的原料组成：
所述纳米橡胶粒子通过如下步骤制得：A、取10重量份的羧基丁苯橡胶胶乳和0.5重量份的辐照剂进行混合，然后进行紫外辐照处理；B、紫外辐照处理后，真空喷雾干燥，即得到所述的纳米橡胶粒子。
其中，所述热塑性聚氨酯为德国巴斯夫E68，所述乙烯-醋酸乙烯共聚物为EVA3178，所述聚烯烃弹性体为陶氏POE8480。
其中，所述步骤A中，所述羧基丁苯胶乳为巴斯夫SD516，紫外辐照剂量为10-30kGy，紫外辐照时间为11-13h。
其中，所述TPU发泡材料的制备方法包括如下步骤：
(1)称取热塑性聚氨酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚烯烃弹性体、纳米橡胶粒子、钛白粉和润滑剂进行密炼，密炼的温度为100-110℃，密炼时间为6-8min，得到第一密炼体；
(2)往所述密炼体加入交联剂和偶氮二甲酰胺进行密炼，密炼的温度为110-120℃，密炼的时间为4-6min，得到第二密炼体；
(3)将所述第二密炼体进行挤出造粒，挤出造粒的温度为115-125℃，即得到所述TPU发泡材料。
将实施例3和对比例1-2的TPU发泡材料在模具中以170℃进行发泡，得到发泡样品，按照国标方法对发泡样品进行性能检测，结果如下表：
由实施例3和对比例1的对比可知，与普通发泡TPU材料相比，本发明的发泡具有更好的各项性能，尤其在回弹性上具有明显的提升，而拉伸强度和断裂伸长率有稍微的提升，但硬度和压缩变形性较为些许的降低；由对比例1和对比例2的对比可知，纳米橡胶粒子的加入相对普通发泡材料，各项性能均有明显的提升，尤其在硬度、拉伸强度和断裂伸长率上有明显的提升，这说明本发明实施例3在拉伸强度的断裂伸长率有所提升的原因在于部分纳米橡胶粒子依然进入到基体内部达到共混改性的作用，但是由于数量较少，因此对表面硬度不起效果。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
