انتخاب مواد برای زیره کفش با توجه به کاربرد مورد نیاز و همچنین جغرافیا و کشور مورد استفاده در سراسر جهان متفاوت است، به عنوان مثال، اکثر کشورها دارای مقررات و الزامات انطباق متفاوتی در مورد مواد و میزانی هستند که می‌توان آن‌ها را مورد استفاده قرار داد.
ويژگی‌های زیره کفش
یک زیره کفش ایده‌آل از ویژگی‌های زیر برخوردار است:
- دوام کافی
- خاصیت خم شدگی خوب
- وزن سبک
- عدم لغزش
- یکنواختی
- ضد آب
- راحت
- ثبات محیطی
- ثبات رنگ و رنگ پذیری
- قابلیت چسبندگی خوب به مواد بالایی
مواد پلیمری رایج مورد استفاده در صنعت کفش
تعدادی از متداول ترین مواد مورد استفاده در ساخت زیره کفش به شرح زیر است:
پلی وینیل کلراید (PVC)
پلی وینیل کلراید (PVC) یک ترموپلاستیک همه کاره با طیف گسترده‌ای از کاربردها است که صنایع مختلف به کار گرفته می‌شود. این کاربردهای متنوع نیاز به پردازش PVC با مواد مختلفی مانند پلاستیک سازها دارند که فتالات‌ها رایج‌ترین آن‌ها هستند. این ماده به دلیل سرطان‌زا بودن در مسیر خروج تدریجی قرار دارد اما به دلیل هزینه بسیار پایین همچنان یکی از پرمصرف‌ترین مواد برای ساخت زیره کفش است. پردازش و تولید این ماده به شرح زیر است:
- پیش اختلاط سرد
- اختلاط داغ
- آسیاب
- اکستروژن
- گندله سازی
- قالب گیری تزریقی ترکیب
از مزایای پلی وینیل کلراید می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کمترین هزینه واحد را در بین تمام نمونه‌های ساخت بشر موجود در حال حاضر دارد.
- بسیار متنوع است زیرا می‌توان آن را با طیف وسیعی از نرم کننده‌ها و سایر مواد پلیمری ترکیب کرد.
- مقاومت در برابر سایش رضایت بخش است به شرطی که ترکیب خیلی سخت نباشد.
- سطوح صاف به راحتی به دست می‌آیند.
- خاصیت ضد شعله دارد.
از معایب پلی وینیل کلراید می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- PVC وقتی داغ است بخارهای خورنده سمی از کلرید هیدروژن تولید می‌کند.
- مقاومت در برابر لغزش زیره PVC به خصوص در شرایط مرطوب می‌تواند ضعیف باشد.
- PVC با کاهش دما سخت می‌شود.
- مقاومت روغن و حلال آن ضعیف است.
- هنگامی که بیش از حد نرم کننده استفاده می‌شود، مشکل چسبندگی کف پا ایجاد می‌شود.
- چگالی نسبتاً بالاتری دارد.
لاستیک
لاستیک به دو صورت طبیعی و مصنوعی وجود دارد. لاستیک خام با انواع ترکیبات ترکیبی مخلوط می‌شود تا ویژگی‌های آن تغییر یابد. لاستیک در اشکال مختلف آن بخش عمده‌ای از بازار تخصصی کفش را تشکیل می‌دهد. خواص کلی لاستیک به شرح زیر است:
- استحکام بالا را با مقاومت فوق العاده در برابر خستگی ترکیب می‌کند.
- چسبندگی عالی دارد، به این معنی که توانایی چسبیدن به خود و سایر مواد را دارد.
- در برابر آسیب‌های محیطی نسبتاً مقاوم است.
- مقاومت بالایی در برابر برش، بریدگی و پارگی دارد.
انواع مختلفی از لاستیک‌های مورد استفاده در ساخت زیره کفش عبارتند از:
- NR – لاستیک طبیعی
- SBR – لاستیک استایرن بوتادین
- CR – لاستیک کلروپرن
- NBR – لاستیک نیتریل
تولید زیره لاستیکی شامل دو عملیات اساسی ترکیب و پخت است. به طور دقیق‌تر، فرایند تولید زیره لاستیکی کفش به شرح زیر است:
مستیکاسیون: به عبارت دیگر، به معنای تجزیه پلیمر است. برای ترکیبات حاوی مخلوطی از پلیمرها لازم است قبل از ترکیب بیشتر، مخلوطی یکنواخت ایجاد شود.
مستر-بچ: به معنای ادغام سایر مواد ترکیب کننده در لاستیک به جز سیستم پخت است. این مرحله در دستگاهی به نام بنبوری و در زمان و دمای مشخص انجام می‌شود.
میل‌کاری (milling): آمیزه ایجاد شده در مرحله قبل بر روی دستگاه میل قرار می‌گیرد و اصطلاحا میل می‌شود تا مواد موجود در آمیزه، پراکندگی بهتری داشته باشند.
مخلوط کاری نهایی: این مرحله شامل اضافه کردن سیستم پخت به آمیزه لاستیکی است.
اکسترود کردن: هم در عملیات ترکیب کردن و هم برای تشکیل اقلام ولکانیزه استفاده می‌شود.
کلندرینگ: این فرایند، جهت ایجاد Sheet از ترکیب به دست آمده است.
ولکانیزاسیون: بسته به ترکیب در حال فرآیند و اندازه، شکل و ساختار کلی محصول نهایی، ممکن است با روش‌های مختلفی انجام شود. گوگرد متداول ترین عامل پخت است.
لاستیک ترموپلاستیک(TPR):
لاستیک‌های ترموپلاستیک مبتنی بر کوپلیمرهای بلوک استایرن-بوتادین-استایرن، ظاهری لاستیکی و سادگی پردازش ترموپلاستیک را ارائه می‌دهند. بخش پلی بوتادین خواص لاستیکی را ایجاد می‌کند؛ در حالی که پلی استایرن عملکرد اتصال متقابل (cross-linking) را ایجاد می‌کند. در دماهای بالاتر، پلی استایرن اتصالات عرضی خود را از دست می‌دهد و این همان چیزی است که آن را ترموپلاستیک می‌کند.
مواد زیر برای استفاده به عنوان زیره به TPR اضافه می‌شود:
- روان کننده لاستیک را نرم می‌کند و خواص جریان مذاب را بهبود می‌بخشد.
- رزین‌های پلی استایرن لاستیک را سخت می‌کنند و مدول را افزایش می‌دهند.
- پرکننده‌ها برای ارزان شدن و سفت شدن محصول اضافه می‌شوند.
- تثبیت کننده‌ها در اثر گرما و نور، خرابی را کاهش می‌دهند.
- رنگدانه‌ها رنگ مورد نیاز را ایجاد می‌کنند.
مراحل تولید و پردازش TPR به شرح زیر است:
- پیش اختلاط سرد
- اختلاط داغ
- آسیاب
- اکستروژن
- گندله سازی
- قالب گیری تزریقی ترکیب
مزایای TPR به شرح زیر است:
- لاستیک ترموپلاستیک ترکیبی با چگالی کم است.
- لاستیک ترموپلاستیک به طور کلی مقاومت خوبی در برابر ترک خوردگی خمشی دارد که با کاهش دما بهبود می‌یابد.
- لاستیک ترموپلاستیک مقاومت لغزشی بسیار خوبی دارد اما با افزایش سختی کاهش می‌یابد.
- هزینه پردازش پایین و تولید سریعتر دارد.
- انعطاف پذیری بالایی دارد.
مزایای این ترکیبات عبارتند از:
- هزینه ترکیبات بالاتر است.
- مقاومت سایش ضعیفی دارد.
- در برابر روغن‌ها و حلال‌ها مقاومت ضعیفی دارد.
- سطوح قالب گیری صاف به سختی به دست می‌آیند.
- چسبندگی یک نقص جدی برای لاستیک ترموپلاستیک است که با فرآیند هالوژناسیون بهبود می‌یابد که باید در فرآیند اتصال با نهایت دقت انجام شود.
پلی‌یورتان(PU):
پلی یورتان‌ها (PU) از واکنش یک پلی‌ال (الکلی با بیش از دو گروه هیدروکسیل فعال در هر مولکول) با یک دی ایزوسیانات در حضور کاتالیزورها و مواد افزودنی مناسب تشکیل می‌شوند. از آن‌جایی که می‌توان از انواع دی ایزوسیانات‌ها و طیف وسیعی از پلی‌ال‌ها برای تولید پلی یورتان استفاده کرد، طیف وسیعی از مواد را می‌توان برای پاسخگویی به کاربردهای خاص تولید کرد. در صنعت کفش، پلی یورتان‌ها (PU) به عنوان فوم‌های محافظ، مواد مصنوعی رویه، چسب و زیره استفاده می‌شوند.
در پردازش و تولید این ماده، سیستم‌های قالب‌گیری تزریقی واکنشی از دو جزء مایع (ایزوسیانات و پلی‌ال) تشکیل شده‌اند که به صورت شیمیایی در قالب واکنش داده و یک ماده پلاستیکی را تشکیل می‌دهند. جزء پلی‌ال حاوی مواد افزودنی مانند تثبیت‌کننده‌ها، اصلاح‌کننده‌های جریان، کاتالیزور، عوامل دمنده و رنگدانه‌ها برای اصلاح ویژگی‌های نهایی محصول نهایی است. هنگامی که این دو مایع با هم ترکیب می‌شوند، ایزوسیانات با هیدروکسیل موجود در پلی‌ال واکنش می‌دهد و یک پلیمر پلی یورتان گرما سخت را تشکیل می‌دهد. خطوط خنک کننده به دفع گرما از این واکنش گرمازا کمک می‌کنند.
از جمله مزایای پلی یورتان می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- هدایت حرارتی کم
- جذب آب کم
- چسبندگی عالی به طیف وسیعی از مواد
- پایداری حرارتی از 160- درجه سانتی گراد تا 120 درجه سانتی گراد
- خواص جریان مناسب برای پر کردن هر شکلی از حفره
- عملکرد خوب در برابر شعله
- قابل تقویت کردن
- به راحتی یکپارچه رنگ می‌شود
- استحکام مکانیکی بسیار بالا
- حداقل زمان قالب گیری
- پرداخت سطح می‌تواند به راحتی بهبود یابد تا ارزش زیبایی شناختی افزایش یابد
معایب پلی یورتان به شرح زیر است:
- اتصالات PU گران است.
- خطرات بهداشتی قابل توجهی در ارتباط با فرآیند RIM (قالب گیری تزریقی واکنش) وجود دارد.
- پلی اتر PU مقاومت ضعیفی در برابر روغن دارد.
- مقاومت در برابر حرارت و آتش خیلی خوب نیست.
- فرآیند RIM برای نتایج خوب نیاز به کنترل بسیار دقیق دارد.
پلی وینیل استات (EVA):
EVA مخفف اتیل وینیل استات است و یک ماده فوم است که بسیار شبیه به لاستیک است. به طور طبیعی کشش دارد و ویژگی‌های لاستیک مانندی مانند نرمی و انعطاف پذیری دارد. EVA در بسیاری از محصولات مختلف از بسته بندی مواد غذایی و عایق کابل گرفته تا تشک یوگا و کفش استفاده می‌شود. در کفش، EVA به عنوان یک ماده cushioning استفاده می‌شود و معمولاً در زیره میانی کفش استفاده می‌شود؛ زیرا EVA یک ضربه گیر عالی است. هنگام دویدن ضربه روی پاهای شما را نرم می‌کند. فوم EVA نیز فوق العاده بادوام است و می‌تواند در برابر دمای شدید مقاومت کند.
EVA در مقایسه با PU سبک‌تر است و همچنین انعطاف پذیری بهتری را ارائه می‌دهد. این همان چیزی است که EVA را برای کفش‌های سبک پیاده روی و دویدن که در آن وزن اضافی نمی‌خواهید، عالی می‌کند. علاوه بر این، EVA شوک بیشتری را از ضربه پله جذب می‌کند و استرس مفاصل شما را در هنگام پیاده‌روی کاهش می‌دهد.
پاسخ دادن