原標題:TPU鞋用膠粘劑簡介、用途及特點！

一、TPU膠粘劑

熱塑性聚氨酯樹脂(TPU)具有優良的特性，用途廣泛、加工方法多樣化、種類繁多，能滿足各種需求，熱塑性聚氨酯樹脂(TPU)是介於塑料與橡膠間性質的材料，性能差別很大，極具發展潛力，其高強度物理特性和柔軟感特徵分別在醫療、運動器材、運動鞋、流行品等各行業蓬勃地發展。

聚氨酯樹脂膠粒，是在分子結構中具有Urethane (-NHCoo-) 基的橡膠狀彈性體總稱，其具有以下之特性：

1．耐磨和耐磨耗性非常優秀。

2．抗張強度和抗撕裂強度良好。

3．耐油、耐汽油性良好。

4．低溫性良好/耐候性/耐臭氧性良好。

5．符合食品衛生法規定。

6．柔軟性優秀，消音防振效果大。

7．加工性良好。

其特性：

(1) 可再生加工符合環保需求/節省費用。

(2) 不需加硫固化。

(3) 容易和其他樹脂混合使用。

(4) 可以溶劑溶解後再加工。

二、TPU的用途根據成型法分類

1．射出成型

(1) 汽車零件：球形接頭、防塵蓋、止滑踏板、關門碰撞片、滑動軸襯、軸承、防震零件、彈簧護套、內外裝璜零件。

(2) 機械、工業零件：各種齒輪、油封材、防震零件、滑動軸襯、軸承、封蓋、配線器、橡膠彈簧、印刷膠輪。

(3) 靴：棒球、足球、高爾夫球鞋等之鞋底及其主件、女式鞋鞋根、安全靴、雪鞋。

(4) 其他： 滾輪、注射器、把手、錶帶、動物耳標誌。

2．擠出成型

(1) 水管、軟管：高壓水管、醫療用軟管、油管、空壓軟管、燃料用軟管、塗裝用軟管、消防水管。

(2) 薄膜：輸送帶、空氣牀、圖表、按鍵膠膜、合成皮革。

(3) 電線、電纜：電力、通信電纜、計算機配線、汽車配線、各種絕緣塗裝。

(4) 其他： 各種繩索、圓形皮帶、V形皮帶、止滑板、同步皮帶。

3．壓延加工

輸送帶、柔軟容器、薄膜、貼合品。

4．吹出成形

各種汽車、車輛用筒套類、各種容器。

5．膨脹成形

超薄、寬幅薄膜(醫療、衛生用品)。

6．溶液

底膠、膠粘劑、合成皮革、鋼索、鋼線、手套等之塗布用。

三、PU鞋用膠粘劑

在臺灣的經濟發展過程中，製鞋工業扮演着重要的角色，而製鞋用的膠粘劑更是深具關鍵地位。製鞋用膠粘劑從早期黃膠(氯化橡膠)、藥水糊(氯化橡膠接枝MMA)到現在最適用的PU膠粘劑，PU膠粘劑從早期進口PU膠粒溶解成PU膠粘劑，到現在自行反應溶劑型PU膠粘劑技術已非常成熟，應用臺灣自行發展的PU膠粘劑系統並結合TPU膠粒的製造技術，發展出適合臺灣製鞋業的鞋用膠粘劑膠粒。

四、PU鞋用膠粘劑的製造

1．鞋用膠粘劑的需求重點

(1) 初期膠粘力佳

將塗刷膠粘劑之兩種材料，經乾燥後加壓貼合，立即產生之膠粘力，稱爲初期膠粘力，一般而言PU系膠粘劑之初期粘合力優於氯化橡膠系膠粘劑。初期粘合力佳，對鞋類加工之連續性(如貼合修邊…)較佳，可增加生產效率。

(2) 可粘接時間長(Tack time orTack ranqe)

膠粘劑塗布於材質乾燥後，保持粘性可以粘合的時間，可粘合時間愈長對於加工愈有利。

(3) 後期粘接力佳

貼合後放置一段時間所產生之粘合力，後期粘合力強，則膠粘效果佳並可維持長久。

(4) 操作性良好

塗布容易省力，用量省。能適應各種不同的操作條件。可用各種工具施工。

(5) 可使用時間(Pot Life)長

若未添加固化劑，則無可使用時間的問題，當添加3-5phr之固化劑，膠粘劑粘度逐漸增高，形成膠化狀態而無法使用。

(6) 耐黃變性佳(包括光與熱穩定性)

當鞋面或鞋底爲淺色材質(尤其是白色)遇光線照射或遇熱，導致外觀變黃，會影響客戶購買之意願，降低整體之質感，一般而言，PU系膠粘劑耐黃變性遠優於氯化橡膠接技MMA系膠粘劑。

(7) 外觀(膠粘劑本身和其塗膜)

以上兩者均愈淺愈佳，不會影響淺色材質，有些是客戶使用習慣的問題，某些客戶偏愛透明。

(8)適用於各種材質

鞋材來講，鞋面材料多爲PU皮、PVC皮、真皮、尼龍布等：鞋底材料多爲PVC底、PU中底、橡膠底、TPR、EVA等。PU膠粘劑對於上述材質親和性均佳，爲相當適用之膠粘劑。

2．鞋用PU膠粘劑原料簡介

多元醇(Polyol)

(a)聚酯多元醇(Polyester Polyol)

◆ 由二醇類與二酸類酯化脫水而成

如：EPA (Poly ethYlane diol-adipate glycol)、PBA(poly butanediol-adipate glycol)、PHA (poly hexamediol-adipatglycol)、PEBA等。

◆ 聚己內酯多元醇(Polycoprolactone polyol)

世界上主要製造商爲U.C.C、Solvay lnterox、DAlCEL等。

優點：耐水解性優於PBA：粘合力優於PBA。

缺點：耐水解性劣於PTMEG，價格稍高。

◆ 聚碳酸酯多元醇(polycarbonate polyol)

優點：耐水解性優、耐磨耗性佳、耐熱性佳。

缺點：價格太高

(b)聚醚多元醇(polyether polyol)

主要有三種：

PEG(polyehtylene glycol)

PPG(polypropylene glycol)

PTMEG(polytetramethylene glycol)

優點：耐水解性優、柔軟性、可撓性優。

缺點：低表面能、粘合性差、耐紫外線、耐候性差。

綜合上述兩大類多元醇，應用於鞋膠大部是以PBA、PHA、PCL爲主。

異氰酸酯

(a)芳香族

TDl(Toluene Diisocyanate)

MDl(4，4-DiphenylemthaneDiisocyanate)

優點： 價格低、機械性能優、反應性快。

缺點：黃變。

(b)(環)脂肪族

IPPI(Isophorone Diisocyahate)

HDI(Hexamethylene Diisocyanate)

H12MDl(Biscyclohexyl) methylene Diisocyanatel

優點：不黃變。

缺點：價格高、反應性慢、機械物性較差。

在PU系膠粘劑上，黃變型以MDl爲主，不黃變型則各家配方均有所差異，IPDI、HDI、H12MDI都有使用。

擴鏈劑(Chain extuder)

分子量較小的glycol(diol/triol) diamine如：EG (Ethylene dio1)、BG (Butylene diol)、HG (hexamthylene diol)、TMP(Trimethanol propane)、EDA (Ethylene diamine)、IPDA(Isophoronediamine)

助劑

(a)抗氧化劑：如BHT、1010、磷系抗氧化劑。

(b)紫外線吸收劑：如770。

(c)耐水解穩定劑：如Stabaxol。

3．PU鞋用膠粘劑配方探討

PU膠粘劑配方組成如表1：

種類

Wt

聚酯多元醇

75-90%

擴聯劑

0-10%

二異氰酸酯

10-15%

助劑

0-2%

表1

配方設計上，主要針對兩大需求重點，初期粘接力和可粘接時間如何兼顧，常溫可粘接膠粘劑是屬一類膠粘劑，設計上是分開的，至於耐候性則是靠選擇(環)脂肪族二異氰酸酯和助劑來解決該項問題。

4．PU膠粘劑膠粒的分類與選擇

PU鞋用膠粘劑依其用途和不同生產方式，做一分類如表一所示。膠粘劑膠粒的分類爲：

A：初期粘接力特佳，適用於連續生產線且鞋型、材質張力特別大的時候

B：初期粘接力佳，適用於一般連續生產線

C：(常溫)可黏着時間長，適用於常溫加工或貼合前短暫加熱

D：溶解力較佳，固含量較高，適用於多孔材質

表2

5．熱塑性聚氨酯膠粒的製造流程

(1)灌注一成型一熟成一粉碎一混合一包裝

(2)灌注一雙螺桿反應器一切粒一脫水一成品一烘乾一包裝

五、結語

PU產業諸如泡棉、合成皮、鞋材、膠粘劑均是新型產業，且隨着環保的要求PVC逐漸被禁用，除了價格較高外PU是最佳的替代品，PU鞋用膠粘劑結合TPU(熱可塑性聚氨酯)的製造技術，開發了鞋用膠粘劑膠粒。鞋用膠粘劑膠粒的生產，只是衆多TPU應用之一，其它現在以溶劑型態存在的PU樹脂均可考慮以TPU來替換，可減少運送過程的危險性更利於行銷世界(如：合成板面料、底料、透溼防水樹脂、尼龍布的塗布加工等）。