Analizza la formula delle materie prime e i quattro principali processi di schiumatura EVA#Estrusione di fogli EVA

EVA, copolimero di acetato di vinile, materiale polimerico. L'intersuola in EVA è leggera e presenta buone proprietà fisiche. È il materiale più utilizzato nelle calzature leggere di alta gamma, nelle scarpe sportive e nelle scarpe casual. Oggi impareremo a conoscere la formula delle materie prime e i quattro principali processi di schiumatura dell'EVA.

1. Informazioni sulla formula della schiuma EVA

La formula schiumogena EVA è generalmente composta dalle seguenti materie prime: ingredienti principali, riempitivi, agenti schiumogeni, agenti ponte, acceleratori di schiuma e lubrificanti.

Il materiale principale è EVA o PE. Naturalmente, per migliorare le proprietà fisiche del prodotto, è possibile aggiungere altri materiali, come gomma, POE (coelastomero di polietilene ottene), ecc., e persino un po' di TPR (un tipo di plastica che presenta le proprietà sia della gomma che dei materiali termoplastici).

Per quanto riguarda l'EVA, l'indicatore principale è il contenuto di VA. Il suo livello è direttamente correlato a quasi tutte le proprietà dei prodotti in schiuma EVA. Certamente. Alcuni possono schiumare utilizzando solo PE. Gli ingredienti principali specifici da utilizzare dipendono comunque dai requisiti del prodotto.

I riempitivi, attualmente carbonato di calcio o talco, sono generalmente utilizzati. Il loro scopo è ridurre i costi, aumentare la rigidità del prodotto, ecc. e possono anche svolgere un ruolo nella conduttività termica. Generalmente, la granulometria viene utilizzata come indicatore di qualità (ovviamente, anche il contenuto di umidità è un aspetto), ad esempio 120 mesh, 400 mesh, ecc. In linea di principio, più fine è, meglio è, ma ovviamente il prezzo sarà più alto. Il dosaggio massimo nelle formule che ho visto è 40Phr (il dosaggio è la percentuale dell'ingrediente principale).

Gli agenti schiumogeni sono generalmente utilizzati come agenti schiumogeni della serie AC, come l'AC-3000H. Gli agenti schiumogeni della serie AC sono agenti schiumogeni ad alta temperatura con una temperatura di decomposizione superiore a 220 gradi.

Esistono anche agenti schiumogeni a bassa temperatura, come l'AD-300, che ha una temperatura di decomposizione di 140 gradi, e agenti schiumogeni a media temperatura. Poiché la differenza di prezzo non è elevata e gli agenti schiumogeni ad alta temperatura sono relativamente più stabili, molti vecchi produttori di EVA stanno ora passando a quelli per alte temperature, e alcuni vengono anche utilizzati in combinazione. Il dosaggio di AC dipende dall'ingrandimento specifico.

Come agente ponte, il più comunemente utilizzato al giorno d'oggi è il DCP (diottilftalato). In passato venivano utilizzati anche TAIC, PL400, ecc. L'emivita del DCP è di 1 minuto a 180 gradi e di 10 minuti a 130 gradi. Pertanto, durante l'addestramento dei materiali, la temperatura deve essere mantenuta al di sotto dei 120 gradi.

Per alcuni prodotti che richiedono un'elevata resistenza all'odore, è possibile utilizzare un altro agente ponte, il BIPB, generalmente utilizzato in combinazione con il TAIC. Il dosaggio di DCP è generalmente compreso tra 0.5 e 0.6 Phr nella schiumatura piana e nella schiumatura in stampo di piccole dimensioni, e tra 0.8 e 1.0 Phr nella schiumatura a iniezione. Naturalmente, sono possibili anche aggiunte e sottrazioni appropriate, e alcuni lo utilizzano in modo diverso.

Per quanto riguarda gli acceleratori di schiuma, attualmente ne vengono usati due comunemente: l'ossido di zinco in polvere e lo stearato di zinco in polvere. In passato usavamo queste due combinazioni, ma ora utilizziamo solo l'ossido di zinco. Anche un singolo prodotto può ottenere lo stesso effetto e la stabilità del prodotto può essere migliore. L'ossido di zinco può ridurre la temperatura di decomposizione dell'AC a circa 160 gradi, facilitando la produzione. Siamo concordi sul fatto che il dosaggio di ossido di zinco generalmente non superi 0.2 Phr. Se il prodotto è in eccesso, il restringimento sarà relativamente maggiore. Naturalmente, se è insufficiente, la velocità di formazione della schiuma sarà troppo lenta, quindi è meglio non scendere sotto 1.0 h/h.

Lubrificante, solitamente acido stearico. In realtà, non ha molto effetto. Impedisce solo al materiale di attaccarsi alla macchina durante l'allenamento. Un uso eccessivo non è consigliabile perché può ridurre l'attrito tra le parti e compromettere la maggior parte delle proprietà fisiche. Si consiglia una concentrazione di 0.5 Phr.

2. Informazioni sulla tecnologia

In generale, esistono quattro processi per la schiumatura di EVA: la tradizionale schiumatura di grandi dimensioni su piastra piana, la schiumatura di piccole dimensioni in stampo, l'iniezione e la schiumatura supercritica.

1Processo di iniezione

Questo processo diventerà la norma in futuro. Il prodotto viene realizzato in un unico processo, ma la precisione dello stampo è maggiore. Il principio è simile allo stampaggio a iniezione nell'industria della plastica, con la differenza che lo stampo viene aperto immediatamente e la temperatura dello stampo è diversa. In altre parole, l'iniezione di EVA consiste semplicemente in una regolazione della temperatura e del tempo di apertura dello stampo durante lo stampaggio a iniezione di materie plastiche. Oggigiorno, la maggior parte delle scarpe sportive più note viene prodotta con questo metodo. Rispetto ad altri metodi, l'efficienza è decisamente inferiore.

2Piatto piatto tradizionale in schiuma grande

Oggigiorno, questo metodo viene generalmente utilizzato dalle piccole fabbriche e il costo di macchinari e attrezzature è relativamente basso. Questo processo produce piastre, che vengono poi trasformate in prodotti finiti attraverso processi come la punzonatura e la molatura dei bordi. Le condizioni di schiumatura sono relativamente fisse: la temperatura è di 160-170 °C, il tempo è determinato dallo spessore dello stampo, generalmente 90-110 secondi/mm, e la pressione è di 150 kg/cm².

3Piccola formazione di schiuma nello stampo

Questo processo è utilizzato principalmente nei materiali per calzature. Le scarpe sportive vengono utilizzate per la prima schiumatura dell'intersuola secondaria. Il materiale preparato secondo la formula viene granulato, pesato e inserito nello stampo aperto. Dopo la schiumatura, la scarpa avrà la forma generale.

La difficoltà di questo processo risiede nella simmetria dello stampo e della formula, altrimenti sarà difficile controllare contemporaneamente ingrandimento e durezza. Spesso le dimensioni sono ottimali ma la durezza non è sufficiente, oppure la durezza è sufficiente ma le dimensioni sono troppo piccole.

Le condizioni di schiumatura di questo processo sono relativamente flessibili, a seconda della forma e della struttura del prodotto. Naturalmente, le principali variazioni riguardano il tempo e la temperatura.

Ho già accennato all'intersuola secondaria e ora vi introdurrò al secondo stampaggio. Si rimuove la pellicola dall'embrione grezzo precedentemente schiumato, la si pressa nello stampo finito e si forma il prodotto attraverso due fasi di riscaldamento e raffreddamento.

La temperatura di riscaldamento è di 125-135 °C e la pressione è di 50 kg/cm². Dopo un certo periodo di riscaldamento, il materiale viene raffreddato ad acqua e utilizzato come intersuola secondaria. La dimensione inferiore di questo tipo di compressione è relativamente stabile e le proprietà fisiche sono relativamente migliori.

4Schiuma supercritica

La catena molecolare dell'EVA è lineare, quindi durante il processo di schiumatura viene solitamente aggiunto un agente reticolante per bloccare il gas attraverso la struttura reticolata. Pertanto, la schiumatura supercritica dell'EVA deve risolvere il problema di come bloccare il gas.

A giudicare dai documenti brevettuali e da alcune informazioni aziendali, il processo di schiumatura supercritica dell'EVA segue fondamentalmente lo stesso percorso: reticolazione e granulazione dopo miscelazione e amalgama interna, stampaggio per ottenere una suola prevulcanizzata e posizionamento della suola in un'autoclave per la schiumatura. Nel dispositivo, un agente schiumogeno fisico viene introdotto nel bollitore e il materiale della suola in schiuma microporosa viene ottenuto utilizzando un metodo di riduzione della pressione.

I cambiamenti morfologici dei materiali EVA: granulazione-iniezione/stampaggio a iniezione-schiumatura-suola.

Questo processo di schiumatura può essere semplicemente interpretato come la sostituzione dell'agente schiumogeno chimico con un agente schiumogeno fisico durante il processo di stampaggio e l'aggiunta di una rapida operazione di scarico della pressione per ottenere una suola in EVA espansa supercritica. Se si desidera che l'intero processo sia ecologico e pulito, il precedente processo di reticolazione può essere sostituito dalla reticolazione per irraggiamento e da altri metodi.

Negli ultimi due anni, il processo di schiumatura supercritica ha raggiunto un livello di maturità sempre maggiore, con un progressivo miglioramento delle attrezzature e dei processi. Tra questi, la regolazione della formula e del processo per ottenere prestazioni eccellenti e controllare il ritiro e i costi è fondamentale.