大东树脂 研发中心 郭尚鑫 博士 撰文
鞋用接着剂在鞋业的重要性
在制鞋业中，鞋用接着剂不啻是一种重要的发明也是目前鞋子中广泛应用的产品，虽然它的重量只占不到鞋子的百分之二，但是它的性能表现却影响了鞋子的整体功能。不论是鞋面针车前固定，大底中底加工，鞋面和鞋底的成型等都需要使用到鞋用接着剂。且一旦接着剂出现问题，整双鞋子则面临退货客诉的危机。接着剂在鞋子中就是扮演这种举足轻重连接异己的关键角色。
在二次大战之前的鞋子，绝大部分是以天然的鞋材所制作，鞋面与鞋底的结合是透过人工缝线。在1940-1960年代，以酚醛树脂和氯丁橡胶为主的溶剂型接着剂开始进入鞋业界，从那时起，接着剂便开启了在鞋业使用的历史。直至今日，各式各样的鞋用接着剂，黄糊(氯丁橡胶CR)，药水糊(接枝CR-grafted)，聚氨基甲酸酯胶(PU polyurethane)，热熔胶(Hot melt adhesive)等，被大量的使用在鞋业的接着上。
溶剂在鞋用接着剂所扮演的角色
早期的接着剂，以黄糊为例，即是靠着接着剂本身的溶剂湿润丶渗透和表面侵蚀，以及固成分的投锚效应来达到接着的目的。这对天然的材质是非常有效的，因为天然材质的表面孔隙多且富含各种官能基。这也是黄糊被称为万用接着剂的由来。
随着制鞋工业的进步，材质由原来的天然材质转变为人工合成的材质，如PVC合成皮，EVA中底等材料大量出现，使得黄糊的使用受到限制。首先是可塑剂的影响，由於PVC材质内含有可塑剂，可塑剂移形(migration)之後，会使得黄糊软化，这时候开始出现以甲基丙烯酸单体接枝的氯丁橡胶接着剂，称为药水糊。药水糊和黄糊在鞋用接着剂使用了相当长的一段时间。
而在西元1937年，德国拜耳公司的奥托拜尔博士(Dr. Otto Bayer)发明了PU之後，直到在1980年代溶剂型PU胶因为在颜色外观透明不黄变，对於PVC材质的亲合性，加上极为出色的初期拉力，才导致鞋业在成型部分上开始大量使用为PU胶。
溶剂在鞋用接着剂中有很重要的地位，在接着剂中，溶剂有溶解高分子原料，促进与其他材质的湿润性，增加渗透性，表面侵蚀等作用。而用在处理剂上，则有表面清洁，腐蚀，增加润湿性等功能。对於以高分子合成材料为主的鞋材来说，溶剂的确是促进接着的好帮手。 然而溶剂的挥发对於人体却是有伤害的，在许多的文献都又提到吸入过多溶剂可能会造成的危害。包括高浓度时急性的中毒抑制神经系统使人丧失意识，低浓度则慢性累积在肝脏或肾脏，而含卤素的溶剂挥发到空气中之後，更有机会因光反应破坏臭氧层。也因此各国也订出相关的规定，限制使用一些对人体和环境影响较大的溶剂。
为了避免造成操作人员健康上的危害，大东树脂研发无三苯接着剂，不含甲苯丶苯丶二甲苯等溶剂，降低化学物质对环境和人体的影响，而整个鞋用接着剂的发展趋势如图一，由图中可以看出环保的趋势是从溶剂型产品走向低毒性，最後再走向不含溶剂的水性化产品和热熔胶。
图一 鞋用接着剂的发展趋势
也因为溶剂对人体和环境的影响颇巨，因此接着剂厂商在面对对溶剂的限制，开始发展各项的水性化产品。而水性化的挑战，第一项最重要需要克服的就是水与高分子材料亲合性的问题，也就是润湿性的改善。 水与一般高分子材质的亲合性很差，因为水与高分子材质的接触角(如图二所示)较大，接触角越大表示材料越疏水，而对於接着剂来说，如何把对接着有效的化学物质平均的带到被接着物表面，并在表面形成有效的涂层，便是一个重要的课题。如图三所示，一般使用水性产品，容易遇到分散不均情况。因此在很多情况，水性化接着剂产品在使用时仍是先涂上一层溶剂型处理剂来改善材质表面的亲水性。 而身为全球最大鞋用接着剂的大东树脂，及早意识到制鞋业面临到溶剂型PU接着剂含有80%溶剂挥发对人体和环境的危害。因此，大东树脂以自有技术研发出水性PU接着剂上市，是台湾第一家以接着剂低污染产品提出环保标章申请，取得环境保护产品第二类产品之认证登录。同时也成功的开发出改善材质表面的各项水性处理剂(如图四所示)，包括水性橡胶处理剂，水性皮革处理剂以及水性UV照射EVA处理剂。
热熔胶产品的特色
热熔胶是不含溶剂的接着剂，其特性在於低温为固体，高温时则为低黏度流体，因此可在冷却时迅速提供接着力。热熔胶的发展起源来自使用热熔的腊接着物品，而当接着强度不能满足人们的需求後，100%热可塑性的塑胶被导入这个系统。今日，热熔胶以应用在各种产业，包括书本装订，产品组装，包装业等
大东树脂研发之热熔胶产品在制鞋业中以鞋面，攀鞋，折边居多。使用在鞋面主要成分为APAO非结晶型聚烯烃，TPE感压型。攀鞋多以polyester聚酯型和Polyamide聚醯胺型为主，折边则是可以使用EVA型热熔胶。上述各种热熔胶由於本身物性的关系，所提供的拉力并不适用於大底成型。而反应型的PU热熔胶PUR (Polyurethane reactive)或称为湿气硬化型热熔胶HMMC(Hot melt moisture cured)，利用过量的聚异氰酸盐所产生的反应性，在含水气的环境中可以持续反应，所得到拉力与现在目前使用在成型的PU胶相同，且耐水解的效果更佳。唯目前仅应用在平面材质，在3D的使用上仍需克服过量喷胶或是喷涂不均的问题。
总结
总体来说，水性胶和热熔胶都可以有效的降低挥发性溶剂的使用，对人体和环境的危害也因此得到保护。鞋用接着剂推动环保化产品的趋势非常的明显，如何推广水性化产品和热熔胶势必为目前制鞋业重要课题。大东树脂结合自有技术的研发人力开发各项符合环保趋势的产品，也提供制鞋业一个全新的「绿」色选择。