鞋材彈性體的文章我們寫了不少,但是加工工藝,特別是發泡工藝就寫的比較少。對于任何一個制造業來說,制造工藝是非常重要的一部分,因此,我們今天就來扒一扒目前鞋材發泡都有哪些工藝?
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首先,總的來說鞋材發泡工藝有平板發泡(大發泡)、模壓發泡(小發泡)、注射交聯發泡、間歇式釜式發泡以及連續式擠出發泡。
目前較主流的發泡工藝有兩個:一是注射交聯發泡,主要用于EVA系的發泡;二是間歇式釜式發泡,主要用于TPU系的發泡,ETPU被叫做爆米花跟這個工藝有很大關系。
下面我們分別對所列出的每個發泡工藝進行闡述。
一、平板發泡(大發泡)
平板發泡又叫大發泡,是非常成熟的發泡工藝了。EVA用這種發泡工藝做出來的產品主要用于軟墊、卷材等方面,鞋材方面也有,但較少。
在鞋材方面,平板發泡工藝流程可概括為:發泡物料混合密煉--制成片材置于模具中發泡--發泡片材進行裁切、磨邊等--鞋底成品。
平板發泡工藝的優點主要是機器設備成本相對較低、工藝技術要求不高,缺點是邊角料多,交聯發泡后的EVA難以回收,造成原料浪費,同時生產效率不高,因此目前主要是小型鞋材加工廠在用。
圖 彩色EVA發泡片材
二、模壓發泡(小發泡)
模壓發泡又叫小發泡,可以說是鞋材EVA發泡的經典工藝了。它又分一次發泡和二次發泡,其中二次發泡出來的EVA鞋中底又叫PHYLON,俗稱飛龍,在緩震性能和彈性方面遠比一次發泡EVA鞋中底好。
鞋材彈性體的模壓發泡工藝可概括為:配方物料混煉造粒--稱重放入模具--一次發泡成型。如有需要二次發泡成型,則將一次發泡粗胚磨掉表皮,壓入成品模具內,通過加熱和冷卻兩個步驟即產品成型。
這種工藝的優點在于發泡條件靈活,工藝非常成熟,與平板發泡相比,減少了邊角料的浪費。但和注射交聯發泡工藝相比,其缺點主要在于生產效率較低,能耗高,工藝條件對產品物性影響大。
圖 EVA一次模壓發泡成型鞋底
三、注射交聯發泡
注射交聯發泡工藝是目前較先進的EVA系鞋中底發泡工藝,但關于這個工藝的公開研究資料較少,公開的也只是涉及到基礎的部分,而根據鞋材行業人士透露,目前鞋材大廠主流的EVA發泡工藝都是注射交聯發泡。
注射交聯發泡工藝流程:EVA原料、改性料、化學助劑、填充料等在密煉機密煉好--倒料過輪臺兩次后投入造粒機造成顆粒--檢驗好EVA原料進入注塑成型--EⅤA中底成品。
注射交聯發泡工藝可以極大地提高生產效率,且一次射出成型,幾乎沒有邊角廢料,但其處理伸縮的流程要比模壓發泡復雜一些,由于尺寸伸縮會導致成品精確性有些許出入。
圖 EVA注射交聯發泡鞋中底
四、間歇式釜壓發泡
ETPU被叫做爆米花,一方面跟它的結構像爆米花有關,另一方面跟發泡工藝有關。而目前鞋用TPU發泡工藝基本仍以釜式發泡為主,也就是間歇式釜式發泡。
關于間歇式釜壓發泡,它又分兩種方法:一是分步升溫法,二是快速泄壓法。其中快速泄壓法跟一種老式爆米花機做爆米花的工藝相似。
圖 老式爆米花機做爆米花(一張可暴露年齡的圖片)
間歇式釜式發泡的工藝流程可概括為:將TPU顆粒、發泡劑以及各種助劑放入密閉發泡釜內--在一定溫度和壓力下進行飽和浸漬--然后通過升溫或減壓的方式制備TPU發泡珠粒。其中發泡劑一般都是超臨界二氧化碳流體,因此又有人叫它超臨界發泡。
制得TPU發泡珠粒后的成型工藝有兩種:水蒸氣成型和PU膠粘。而由于環保、減重等因素影響,目前后續的鞋材成型工藝基本都是水蒸氣成型。
該工藝做出來的ETPU發泡倍率在10倍以上,各項性能極佳,且設備、工藝相對簡單,但存在成本高、設備須經特殊的防爆處理等問題。
圖 ETPU鞋中底
五、連續式擠出發泡
間歇式釜壓發泡還會存在加工效率低和產品性能批次不穩定等問題,因此相對可提高生產效率的連續式擠出發泡就成了目前TPU發泡的研究熱門,其跟EVA為什么要用注射交聯發泡一樣,主要目的都是為了進一步提高生產效率。
該發泡工藝流程可概括為:TPU顆粒和助劑熔融混合均勻--往聚合物熔體注入超臨界流體--降溫、擠出、水下環切--制得TPU發泡珠粒--水蒸氣成型--ETPU鞋中底成品。
目前國內該工藝的發展瓶頸在于投資成本較高,國產相關設備及技術尚未成熟,還有所得發泡珠粒存在開孔含量過高影響后續成型等問題。
總的來說,不管是間歇式釜壓發泡還是連續式釜壓發泡,都跟超臨界流體有關,都屬于超臨界發泡工藝,有著環保、高效等特點。
而在彈性體超臨界發泡這一塊,國內青島科技大學的張振秀副教授進行了較多的研究,他將在第五屆鞋材彈性體高峰論壇上進行演講,如想了解更多,歡迎報名參加我們會議!點擊了解會議詳情。
以上就是鞋材彈性體發泡工藝大盤點,僅供參考,如您有不同意見或有所補充,歡迎進群一起探討!
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第五屆鞋材彈性體高峰論壇邀請函
The fifth shoe material elastomer Summit Forum
新工藝、新材料、新思路
(2019年3月29日 星期五)
晉江愛樂國際酒店
主辦單位:艾邦高分子
暫定議題
時間 | 分享課題 | 分享嘉賓 |
8:50-9:00 | 開場介紹 | 艾邦高分子 江耀貴 |
9:00-9:30 | 鞋材應用的創新思維主題 | 清遠廣碩公司 黃成源 創新應用材料研發副總 |
9:30-10:00 | 丙烯基彈性體在鞋材上開發進展 | 埃克森美孚 金婕妤 高級技術工程師 |
10:00-10:30 | VCR橡膠在輕質橡膠鞋底的應用 | UBE INDUSTRIES.LTD 日本宇部 |
10:30-11:00 | 茶歇 | |
11:00-11:30 | 數字光子制造(3D打印)與可編程樹脂在制鞋行業應用 | 塑成科技 海倫 博士 CEO |
11:30-12:00 | 圓桌探討:鞋材黑科技如何從理論走向量產 | 安踏:陳紹猛;匹克:蔡維健;廣碩:黃成源等 |
12:00-13:30 | 午餐 | |
13:30-14:00 | 國內鞋材發展現狀分析 | 泰亞集團 陳永華 研發副總 |
14:00-14:30 | 鞋材行業臭氧龜裂改善方案 | 廣州金昌盛科技有限公司 黃偉東 副總 |
14:30-15:00 | TPU材料在鞋材應用趨勢 | 山東道恩 田洪池 總工 |
15:00-15:30 | ETPU“爆米花”:你是一個有生命力的鞋用發泡材料嗎? | 中山大學 翟文濤 博士 |
15:30-16:00 | 茶歇 | |
16:00-16:30 | EVA的基礎知識及在鞋材上的應用 | 國立科技 甘舸 博士 |
16:30-17:00 | 彈性體材料的超臨界流體發泡 | 青島科技大學 張振秀 副教授 |
17:00-17:30 | 鞋材低收縮高回彈原理以及應用 | 中科院化學所 朱平 博士 |
17:30-19:30 | 晚宴 |
報名方式:
阮小姐:13684953640;微信同電話號碼;
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