自行車鞋用大底的製作方法

2023-11-06 14:04:12 2

專利名稱：自行車鞋用大底的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鞋用大底結構，更詳而言的是指一種兼具剛性及韌性 的自行車鞋用大底。
背景技術：
自行車鞋用大底幾乎皆為硬材的設計，通過此方能有效傳遞騎乘者於 踩踏過程中施予踏板的力量，進而減少驅動能量的損失及節省騎乘者的體
力；再者，當自行車於高速奔馳時(如競速比賽)，自行車選手施予踏板 的踩踏力量相當大，該硬材大底能有效分散作用力，通過以降低足部可能 受到的傷害。
圖l、圖2所示即為現有自行車鞋用大底1結構，其由數層為碳纖維 2a含浸熱固性高分子材料2b而成的強化層2所堆棧構成，該些強化層2 於積層成型後雖具有高強度及高剛性的結構特性，可保護騎乘者的足部； 但，該現有大底l結構在長期使用或突然遭受巨大外力作用時，容易因其 過於剛硬的特性反而造成大底1發生結構性的脆裂破壞，導致騎乘者足部 受到嚴重傷害；其次，利用此高強度高剛性的大底l所製成的自行車鞋於 穿戴上亦較不舒適。因此，現有自行車鞋用大底l在安全性及舒適性方面 仍有未臻完善的處而有待改善。
再者，上述大底l所採用的材料及製法，不僅不環保，更因加工步驟 繁瑣而不符合成本效益，茲敘述如下
圖3至圖6所示即為上述現有大底1的製造步驟，其包括先將多片碳纖維2a預浸環氧樹脂或不飽和聚酯樹脂等熱固性高分子材料2b且經幹
燥程序而形成片狀(參照圖3)，之後，進行裁剪(參照第四圖)及於模具4 內堆棧並進行熱壓成型(參照圖5)，在熱壓成型後，續經冷卻與修邊程序 後即製得如圖6所示的硬質大底1。前述加工步驟中，需以多層強化層2 相互貼附以累積厚度，進而獲取一定的硬度，然此加工步驟須高度仰賴人 工，且加工繁瑣，耗費工時，實不符成本效益。
其次，現有大底1成品是使用熱固性高分子材料2b作為基材，故於 製作過程中須使用相當多的有機溶劑，前述溶劑將對人體及環境造成嚴重 傷害，次之，熱固性高分子材料2b的固化時間長，時間成本高，影響產 能甚巨；又，熱固性高分子材料的成品一旦成型後，即無法再通過由加熱 軟化或熔解以進行再利用，換言之，倘於加工過程中發生不良品時，該些 不良品將無法回收再加工，對環境亦將造成重大影響。
有鑑於此，本實用新型發明人乃經詳思細索，並累積多年從事鞋業的 研究開發及處理經驗，終而有本實用新型的產生。

實用新型內容
本實用新型的主要目的在於提供一種自行車鞋用大底，其兼具剛性及 韌性而提供高安全使用，且其具備低汙染、低成本及高產量等優點。
緣以達成上述的主要目的，本實用新型所提供的一種自行車鞋用大 底，包括一基底層，為連續性長纖維與熱塑性高分子材料經混合製成；以 及至少一增韌層，為熱塑性高分子材料混合纖維材料射出，並結合於該基 底層而成型者。
本實用新型的有益效果是，所提供的基底層可提供自行車鞋用大底所 需的強度，而增韌層可提供該大底足夠的韌度，如此一來，當本實用新型 的大底發生斷裂時，將不會立即發生脆裂性的結構破壞，可保護騎乘者不至於發生立即性的危險，實具有高安全使用性；再者，由於本實用新型的 自行車鞋用大底是以熱塑性高分子材料做為基材，因此，有機溶劑的使用 量相當少，且不良品可回收再利用，也因而其加工過程可仰賴自動化設備， 是以具有低汙染、低成本及高產量等優點。


圖1為現有自行車鞋用大底的立體圖2為圖1的2-2方向剖面圖3至圖6為現有自行車鞋用大底的製作步驟；
圖7為本實用新型第一較佳實施例的自行車鞋用大底結構圖8為圖7的8-8方向剖面圖。
主要組件符號說明
10 基底層
11熱塑性基材 20 增韌層
21熱塑性基材 100 自行車鞋用大底
具體實施方式
以下茲列舉本實用新型的較佳實施例，並配合下列圖式詳細說明於 後，其中
圖7為本實用新型第一較佳實施例的自行車鞋用大底的結構立體圖。 圖8為圖7的8-8方向剖視圖。
首先，請參閱圖7所示的本實用新型第一較佳實施例的自行車鞋用大
12纖維強化材 22纖維強化材底100以及圖8所示的該大底100的剖視圖，該大底結構100是包含有一 基底層10與一增韌層20;其中
該基底層10為一熱塑性基材11與一纖維強化材12相結合而成的一 熱塑性複合材料板材；於本實施例中，該熱塑性基材11是熱塑性高分子 材料固化形成，其可選自熱塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane， TPU)、聚醯胺(Polyamide， PA)、聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)及聚對苯 二甲酸乙二酯(Polyethylene Ter印hthalate， PET)所組成的群組其中之 一；須說明的是，上述基底層10的熱塑性高分子材料的選用依基底層10 所需的物性、成本以及與增韌層20之間的結合性做設計考慮，本實施例 是以TPU為例作說明，但並不以此為限。另外，上述纖維強化材12於本 實施例是為連續性長纖維，該連續性長纖維是可選自碳長纖維、玻璃長纖 維及芳香族聚醯胺長纖維所組成的群組其中的一或其混合物，本實施例是 以碳長纖維為例作說明，但並不以此為限。該基底層10的功效，茲配合 下述基底層10的製作過程說明。
該基底層10的製作方式是為將該連續性長纖維混合該熱塑性高分子 材料以製成板材，之後將該板材裁切成預定形狀，並置入模具內經加熱加 壓成型製得；其中，前述熱塑性高分子材料是構成該基底層10的熱塑性 基材ll，亦即作為複合材料中的基材；而前述連續性長纖維是構成該基底 層10的纖維強化材12，亦即作為複合材料中的強化材，通過以共同提供 該基底層10所需的強度，以減少騎乘者踩踏能量的損失及節省體力，以 及保護腳底不受尖銳物刺傷。
該增韌層20為結合於該基底層10上的複合材料層狀體，其等的結合 方式於本實施例為將前述製得的基底層10置入一模具內，再噴塗一處
理劑於該基底層io表面，用以活化該基底層io表面的熱塑性高分子材料，
前述處理劑於本實施例中是選用聚醯胺是處理劑，爾後續將混有短纖維及熱塑性高分子材料的射出料射入該模具內，因基底層10表面已預先經過 處理劑處理，故使得增韌層20與位於模具內的基底層10結合情況良好， 的後復經開模冷卻即可獲得本實用新型的自行車鞋用大底ioo。
特別值得一提的是，成型後的增韌層20為由一熱塑性基材21與一結 合於該熱塑性基材21內的纖維強化材22所共同構成的複合板材；於本實 施例中，該熱塑性基材21亦為熱塑性高分子材料固化形成，該熱塑性高 分子材料是可選自熱塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane， TPU)、 聚醯胺(Polyamide， PA)、聚碳酸酯(Polycarbonate, PC)及聚對苯二甲酸 乙二酯(Polyethylene Ter印hthalate， PET)所組成的群組其中之一，須 說明的是，上述增韌層20的熱塑性高分子材料的選用是依增韌層20所需 的物性、成本以及與該基底層10之間的結合性做為設計考慮，本實施例 以PA為例，但並不以此為限。另外，上述纖維強化材22於本實施例是為 短纖維，該短纖維是選自聚醯胺6短纖維、聚醯胺66短纖維、間型芳香 族聚醯胺短纖維及對型芳香族聚醯胺短纖維所組成的群組其中的一或其 混合物者，本實施例是以聚醯胺6短纖維為例，但並不以此為限。換言之， 前述熱塑性高分子材料(PA)是構成該增韌層20的熱塑性基材21，亦即作 為複合材料中的基材；而前述短纖維(聚醯胺6短纖維)是構成該增韌層20 的纖維強化材22，亦即作為複合材料中的強化材，通過以共同提供該增韌 層10所需的韌性度及適當強度，此外更可使得該增韌層10在後續與鞋面 材料的黏著效果更加良好。
當然，上述作為增韌層20的纖維強化材另可依需求而選擇長纖維作 為複合材料中的強化材。
另一提的是，本實用新型發明人將現有自行車鞋用大底1與本實用新 型的自行車鞋用大底100分別以拉力機實際進行拉力測試，測試結果發現，
現有大底1在特定拉力值時斷裂，並產生脆裂性的結構破壞；在相同測試條件下，本實用新型的自行車鞋用大底ioo發生斷裂時，仍舊可測得拉力
值，亦即表示大底100並未完全斷裂，故其韌性高於現有自行車鞋用大底 1，此乃因本實用新型的大底100發生斷裂時，其增韌層20是可發揮作用，
使得該大底ioo不會立即發生脆裂性的結構破壞，而可保護騎乘者不至於
發生立即性的危險，實具有高安全性。當然，該增韌層20並非僅局限於
單層而己，而可視大底成品所需的韌性及厚度作為設計考慮。
其次，由於本實用新型的大底100是以熱塑性高分子材料做為基材， 因此，有機溶劑的使用量相當少，且不良品或廢料可通過由加熱再加以回 收利用，也因而其加工過程可仰賴自動化設備，以節省人力；由上述可知， 本實用新型的自行車鞋用大底100具有高安全性、低汙染、低成本及高產 量等優點，實具產業利用性及競爭性。
綜上所述，本實用新型大底的基底層與增韌層皆使用熱塑性高分子材 料作為基材，且分別混合不同長度的纖維作為強化材，使得大底兼具剛性 及韌性；相較現有者，如本實用新型的大底發生斷裂時，將不會立即發生 脆裂性的結構破壞，而可保護騎乘者不至於發生立即性的危險，而具有高 安全性；再者，由於本實用新型的自行車鞋用大底是以熱塑性高分子材料 做為基材，因此，有機溶劑的使用量相當少，且不良品可回收再利用，也 因而其加工過程可仰賴自動化設備，是以具有低汙染、低成本及高產量等 優點。
以上所述僅為本實用新型的較佳可行實施例而己，舉凡應用本實用新 型說明書及申請專利範圍所為的等效結構變化，理應包含在本實用新型的 專利範圍內。
權利要求1.一種自行車鞋用大底，其特徵在於包含有一基底層，具有一熱塑性基材與一結合於該熱塑性基材內的連續性長纖維強化材；以及至少一增韌層，位於該基底層上方，其具有一熱塑性基材與一結合於該熱塑性基材內的纖維強化材。
2. 如權利要求1所述的自行車鞋用大底，其特徵在於，該基底層的 熱塑性基材是選自熱塑性聚氨酯、聚醯胺、聚碳酸酯及聚對苯二甲酸乙二 酯所組成的群組其中之一。
3. 如權利要求1所述的自行車鞋用大底，其特徵在於，該增韌層的 熱塑性基材是選自熱塑性聚氨酯、聚醯胺、聚碳酸酯及聚對苯二甲酸乙二 酯所組成的群組其中之一。
4. 如權利要求1所述的自行車鞋用大底，其特徵在於，該基底層的 連續性長纖維選自碳長纖維、玻璃長纖維及芳香族聚醯胺長纖維所組成的 群組其中之一或前述的混合物者
5. 如權利要求1所述的自行車鞋用大底，其特徵在於，該增韌層的 纖維強化材為短纖維。
6. 如權利要求5所述的自行車鞋用大底，其特徵在於，該增韌層的 短纖維選自聚醯胺6短纖維、聚醯胺66短纖維、間型芳香族聚醯胺短纖 維及對型芳香族聚醯胺短纖維所組成的群組其中之一或前述的混合物。
7. 如權利要求1所述的自行車鞋用大底，其特徵在於，該增韌層的 纖維強化材為長纖維。
8. —種自行車鞋用大底，其特徵在於包含有一基底層，為長纖維與熱塑性高分子材料經混合預製成一定形狀者；以及至少一增韌層，為熱塑性高分子材料混合纖維材料射出結合於該基底 層而成型。
9. 如權利要求8所述的自行車鞋用大底，其特徵在於，該基底層的 長纖維為連續性長纖維，其選自碳長纖維、玻璃長纖維及芳香族聚醯胺長 纖維所組成的群組其中之一或前述的混合物者。
10. 如權利要求8所述的自行車鞋用大底，其特徵在於，該增韌層的纖維材料為短纖維，該短纖維是選自聚醯胺6短纖維、聚醯胺66短纖維、 間型芳香族聚醯胺短纖維及對型芳香族聚醯胺短纖維所組成的群組其中 之一或前述的混合物。
11. 如權利要求8所述的自行車鞋用大底，其特徵在於，該增韌層的 纖維材料為長纖維。
12. 如權利要求8所述的自行車鞋用大底，其特徵在於，該熱塑性高分子材料選自熱塑性聚氨酯、聚醯胺、聚碳酸酯及聚對苯二甲酸乙二酯所 組成的群組其中之一。
專利摘要本實用新型一種自行車鞋用大底，包括一基底層與位於該基底層上方的至少一增韌層，該基底層與該增韌層皆使用熱塑性高分子材料作為基材，其中基底層的熱塑性高分子材料是混合長纖維，增韌層的熱塑性高分子材料則混合短纖維或是長纖維，通過此，以使該自行車鞋用大底兼具剛性及韌性，以提高穿戴的安全與舒適性；此外，因熱塑性高分子材料具有可回收再利用性，且製作過程中使用極少量溶劑，以符合環保設計理念。
文檔編號A43B5/14GK201127327SQ2007203067
公開日2008年10月8日 申請日期2007年12月11日 優先權日2007年12月11日
發明者張志吉, 高啟源 申請人:豐泰企業股份有限公司