杨刘杰
际华三五一三实业有限公司 陕西 西安 710000
摘要：我国的制鞋业有着悠久的历史，随着时代的发展，各种功能和样式的鞋子被开发和设计出来，满足现代人们的穿着需求。目前中国的制鞋业已经取得了显著的成绩，积累了丰富的经验，其中应用到的低温等离子体技术为制鞋工艺的发展发挥了不可忽视的重要作用。本文对低温等离子体技术的发展背景及其在制鞋工艺中应用的优势特征进行了探讨，结合等离子体基本原理，提出了等离子体处理鞋材的方式和原理分析。
关键词：低温等离子体；技术；制鞋；工艺；应用
前言：近些年来，我国的经济水平不断提升，人们对于制鞋企业提出了更高的要求。制鞋企业作为现代化的产业体系中的重要部分，针对其中应用到的技术、设备等进行不断的创新和改革，提高制鞋生产装备的应用效率，促进我国制鞋工艺水平的整体提升，这是制鞋行业和企业需要不断探索和研究的内容。
一、低温等离子体技术的发展背景
鞋类冷粘工艺是制鞋生产活动中的必备工艺流程，其中涉及到的工序繁多、内容复杂，为了提高粘和效果，工序中必不可少的内容就是刷处理水，但是由于处理水中的有机溶剂含量较高，通过挥发会在空气中形成二甲苯等有害气体，对车间环境造成污染，严重威胁着车间生产环境及员工的身体健康和安全。增强冷粘工艺中的粘和效果，营造起健康、绿色的产业环境，应将处理水工序中所带来的空气污染问题从根源上扼杀，探索和应用先进的技术手段，消除冷粘工艺流程中可能对工作人员带来的伤害和环境破坏问题[1]。
二、低温等离子体技术在制鞋工艺中应用的优势特征
此背景下的低温等离子体技术应运而生，近些年来，在科学技术水平不断提升的现代化社会背景下，低温等离子体处理技术指的是气相的低温等离子体处理方式。改变传统的液相刷处理水方法，解决处理水工序中挥发到车间中的不良气体问题，实现制鞋工艺的改革，消除制鞋工艺中的缺陷问题，真正突破传统的制鞋工艺所带来的历史遗留问题。低温等离子体技术能够将鞋材表面残留的油脂、脱模剂和其它有机杂质有效消除，鞋材表面上之所以会残留下多种杂质物质，是因为其经历的制作环节较多，过程中难免会有油脂和脱模剂等成分残留于鞋材表面。运用低温等离子体技术能够清洗粘接面，活化和接枝粘接面，提高惰性材料表面的活性，加强胶粘剂的化学结合效果，并且为后续的接枝层化学结合打下良好的基础。当鞋材表面的活化性不足、无法满足粘接性能要求时，低温等离子体技术的运用，可以将材料表面的活化性提高，随后进行接枝，实现接枝层官能团和粘接剂的化学结合，强化胶粘剂的性能效果，提高其应用性能。低温等离子体技术的应用范围十分广泛，不仅可以应用到制鞋工艺的真皮材料中，同时对于化学纤维、天然纤维、PU合成革、PVC、人造革等材料均可以适用，同样可适用于大部分的鞋底材料，包括橡胶、尼龙、TPR、PU、EVA发泡，底材、TPU等。低温等离子体技术的应用前景十分广阔，发展空间较大，技术应用的处理效率高，并且发挥了在降低污染物排放方面的优势性能。低温等离子体技术下的第一代产品处理鞋材的效率高达每小时300双到400双，包括鞋底和鞋帮，和原有的人工工艺方式下的操作量相比，降低了一半以上的人工成本投入，同时节省了大量的刷处理水费用投入，降低了整鞋的制造成本[2]。
三、等离子体基本原理
等离子体是在固态、液态、气态传统三态基础上的物质第四态，气体分子可受到外加电压的影响，一旦外加电压超过了气体的着火电压，气体分子将会被击穿，形成各种离子、电子、原子等，成为混合体结构，被称为等离子体。
低温等离子体技术指的是在放电过程中，电子的温度较高，但是重粒子却有所不同，重粒子的温度相对极低，使整个体系处于低温状态内，因此将其称为低温等离子体，运用低温等离子体技术的原理就是根据低温等离子体所产生的原理而构建而来。
四、等离子体处理鞋材的方式和原理分析
（一）等离子体的发生方式
制鞋工艺中应用到的低温等离子体技术，主要以辉光发电的发生方式为主，该发生方式的原理是在密闭性的容器内，通过电子作用激发中性原子和分子，最终达到以气体击穿电压的目的，从而形成等离子体[3]。
（二）鞋材表面处理原理
低温等离子体技术运用到鞋材表面的处理工艺中，通常是使等离子体中的大部分粒子能量超过化学键能，通过足够的能量作用，使鞋用高分子材料表面的各种化学键出现断裂、重新排列组合，这是因为一般的等离子体粒子能量大概在十几个电子伏特到几十个电子伏特左右，而鞋用材料中的高分子材料常见化学键的键能有所不同，利用等离子体状态下的粒子作用，其活性较高，能够实现清洗材料表面和活化材料表面的作用。等离子体清洗的过程中的离子体状态下，成分和材料表面的有机污染物反应，由此通过真空系统将生成气态的小分子物质排出，等离子体活化对于材料表面形成高能粒子轰击，使基料中的结构被打断，改变了原本饱和的结构状态。当分子状态不饱和时，与离子体状态下粒子的高活性粒子重新组合和反应后，形成新的活性集团，生成在材料表面，改变原有材料的惰性，提高其活性，在低温等离子体作用下，鞋材表面的活化和清洗处理共同完成，粘接强度大大增强[4]。
（三）低温等离子体鞋材处理机的功能
低温等离子体技术下的设备以低温等离子体鞋材处理机为主，该机器的主要功能是替代传统的刷胶之前的刷处理剂工艺，鞋材处理机的处理过程主要以下几个步骤为主，分别是上料、抽真空、进气、等离子体放电、破真空、取料，通常在同一箱体内完成。低温等离子体鞋材处理机工艺运用下，处理过程不会对材料本身造成外观和性能上的影响，符合多种材料的粘接需求，并且将处理机对生产车间环境以及工作人员的身体健康危害消除，将可能形成的不利影响降到最低，实现节能环保的生产车间环境，同时达到了节约成本投入、提高生产经济效益的目的。
低温等离子体技术针对鞋材的处理，不仅突破了环境保护方面的限制，强化了制鞋工艺的社会效益和环境效益，同时对于制鞋企业的经济效益有着不可忽视的重要影响。低温等离子体技术应用下的车间运行中，通过对整体电耗、化学辅料消耗、人工成本等材料投入进行分析发现，使用低温等离子技术处理机，可以有效降低电量能源的消耗，并且在化学辅料的消耗方面可以节约处理剂成本投入。另外，结合生产线的工作需求安排人工操作，人工成本各有不同。使用低温等离子处理机则可以大大降低人工成本投入，消除污染、节省电能，降低人工成本。该项技术得到了制鞋业工艺运用的广泛认可，推动了制鞋工艺以及制鞋产业的升级和创新[5]。
结论：综上所述，制鞋产业的生产过程中应用到的工艺和生产方式多种多样，涉及到的流程复杂、环节繁琐，其中的低温等离子体技术作为关键的技术手段之一，被应用到制鞋工艺应用中，促进了制鞋工艺的创新改革，是制鞋工艺中必不可少的技术手段之一。制鞋业的生产线中，应加强对低温等离子体技术的有效运用，优化制鞋工艺及制鞋流程，提高制鞋水平，为社会发展的需求提供切实保障。
参考文献：
[1]郑洋洋,宋小三,等.概述低温等离子体技术及其改性高分子材料研究进展[J].应用化工,2020,49(09):2346-2350.
[2].沈阳工业大学科研成果介绍 反电晕强化低温等离子体催化降解VOCs技术[J].当代化工,2020,49(08):1753.
[3]赵馨彤,闫俊.大气压低温等离子体技术对纤维表面改性的研究进展[J].纺织导报,2020(08):53-57.
[4]向坤,李扬,等.低温等离子体处理芳纶复合材料界面性能研究进展[J].工程塑料应用,2020,48(06):145-149.
[5]王贵美.低温等离子体在塑料聚合物材料表面改性中的应用[J].塑料科技,2020,48(05):125-128.