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鞋材弹性体的6种发泡工艺

总的来说,鞋材发泡工艺有平板发泡(大发泡)、模压发泡(小发泡)、注射交联发泡、间歇式釜式发泡以及连续式挤出发泡,还有这两年比较热门的EVA超临界发泡工艺。


下面我们分别对所列出的每个发泡工艺进行阐述。


一、平板发泡(大发泡)


平板发泡又叫大发泡,是非常成熟的发泡工艺了。EVA用这种发泡工艺做出来的产品主要用于软垫、卷材等方面,鞋材方面也有,但较少。


在鞋材方面,平板发泡工艺流程可概括为:发泡物料混合密炼--制成片材置于模具中发泡--发泡片材进行裁切、磨边等--鞋底成品。


平板发泡工艺的优点主要是机器设备成本相对较低、工艺技术要求不高,缺点是边角料多,交联发泡后的EVA难以回收,造成原料浪费,同时生产效率不高,因此目前主要是小型鞋材加工厂在用。


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图 彩色EVA发泡片材


二、模压发泡(小发泡)


模压发泡又叫小发泡,可以说是鞋材EVA发泡的经典工艺了。它又分一次发泡和二次发泡,其中二次发泡出来的EVA鞋中底又叫PHYLON,俗称飞龙,在缓震性能和弹性方面远比一次发泡EVA鞋中底好。


鞋材弹性体的模压发泡工艺可概括为:配方物料混炼造粒--称重放入模具--一次发泡成型。如有需要二次发泡成型,则将一次发泡粗胚磨掉表皮,压入成品模具内,通过加热和冷却两个步骤即产品成型。


这种工艺的优点在于发泡条件灵活,工艺非常成熟,与平板发泡相比,减少了边角料的浪费。但和注射交联发泡工艺相比,其缺点主要在于生产效率较低,能耗高,工艺条件对产品物性影响大。


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图 EVA一次模压发泡成型鞋底


三、注射交联发泡


注射交联发泡工艺是目前较先进的EVA系鞋中底发泡工艺,但关于这个工艺的公开研究资料较少,公开的也只是涉及到基础的部分,而根据鞋材行业人士透露,目前鞋材大厂主流的EVA发泡工艺都是注射交联发泡。


注射交联发泡工艺流程:EVA原料、改性料、化学助剂、填充料等在密炼机密炼好--倒料过轮台两次后投入造粒机造成颗粒--检验好EVA原料进入注塑成型--EⅤA中底成品。


注射交联发泡工艺可以极大地提高生产效率,且一次射出成型,几乎没有边角废料,但其处理伸缩的流程要比模压发泡复杂一些,由于尺寸伸缩会导致成品精确性有些许出入。


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图 EVA注射交联发泡鞋中底


四、间歇式釜压发泡


ETPU被叫做爆米花,一方面跟它的结构像爆米花有关,另一方面跟发泡工艺有关。而目前鞋用TPU发泡工艺基本仍以釜式发泡为主,也就是间歇式釜式发泡。


关于间歇式釜压发泡,它又分两种方法:一是分步升温法,二是快速泄压法。其中快速泄压法跟一种老式爆米花机做爆米花的工艺相似。


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图 老式爆米花机做爆米花(一张可暴露年龄的图片)


间歇式釜式发泡的工艺流程可概括为:将TPU颗粒、发泡剂以及各种助剂放入密闭发泡釜内--在一定温度和压力下进行饱和浸渍--然后通过升温或减压的方式制备TPU发泡珠粒。其中发泡剂一般都是超临界二氧化碳流体,因此又有人叫它超临界发泡。


制得TPU发泡珠粒后的成型工艺有两种:水蒸气成型和PU胶粘。而由于环保、减重等因素影响,目前后续的鞋材成型工艺基本都是水蒸气成型。


该工艺做出来的ETPU发泡倍率在10倍以上,各项性能极佳,且设备、工艺相对简单,但存在成本高、设备须经特殊的防爆处理等问题。


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图 ETPU鞋中底


五、连续式挤出发泡


间歇式釜压发泡还会存在加工效率低和产品性能批次不稳定等问题,因此相对可提高生产效率的连续式挤出发泡就成了目前TPU发泡的研究热门,其跟EVA为什么要用注射交联发泡一样,主要目的都是为了进一步提高生产效率。


该发泡工艺流程可概括为:TPU颗粒和助剂熔融混合均匀--往聚合物熔体注入超临界流体--降温、挤出、水下环切--制得TPU发泡珠粒--水蒸气成型--ETPU鞋中底成品。


目前国内该工艺的发展瓶颈在于投资成本较高,国产相关设备及技术尚未成熟,还有所得发泡珠粒存在开孔含量过高影响后续成型等问题。


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六、EVA超临界发泡工艺


总的来说,不管是间歇式釜压发泡还是连续式釜压发泡,都跟超临界流体有关,都属于超临界发泡工艺体系,有着环保、高效等特点,常见用来发泡的鞋材是TPU、PEBAX。


而随着超临界发泡工艺技术的发展和进步,EVA超临界发泡鞋材也进入了市场,斯凯奇、安踏、匹克、361度等运动品牌都有推出了EVA超临界发泡中底的鞋款。


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图 361度 Q弹超


在EVA的超临界发泡工艺上,多数是采用超临界模压发泡工艺:鞋坯放进模具,闭模——超临界流体混合——快速卸压;也有采用超临界片材发泡工艺:EVA经过超临界挤出发泡工艺得到片材——裁剪得到鞋材。


以上就是鞋材弹性体发泡工艺大盘点,不代表实际工艺细节,仅供参考,如您有不同意见或有所补充,欢迎进群一起探讨!


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