EVA Köpük Hammadde Formülasyonu ve Dört Proses Analizi

EVA Köpük Hammadde Formülasyonu ve Dört Proses Analizi
EVA, etilen vinil asetat kopolimeri, polimer bir malzemedir. EVA orta taban, hafif ve iyi fiziksel özelliklere sahip olup, üst düzey hafif ayakkabılarda, spor ayakkabılarda ve günlük ayakkabılarda en çok kullanılan malzemedir. Bugün, EVA köpük formülasyonunun hammaddelerini ve dört işlem aşamasını öğreneceğiz.

A. Bu maddelerin EVA köpük formülasyonu

EVA köpük formülasyonu genellikle şu hammaddelerden oluşur: ana malzeme, dolgu maddesi, köpürtücü madde, köprüleyici madde, köpük hızlandırıcı, yağlayıcı.

Ana malzeme EVA veya PE'dir. Elbette, ürünün fiziksel özelliklerini iyileştirmek için kauçuk, POE (polietilen okten ko-elastomer) gibi başka malzemeler de eklenebilir, hatta bazı fiziksel özellikleri güçlendirmek için az miktarda TPR (kauçuk ve termoplastik özelliklerinin birleşimi) bile eklenebilir.

EVA'nın ana göstergesi VA içeriğidir; bu içeriğin yüksek veya düşük olması, EVA köpük ürünlerinin performansının neredeyse tamamını doğrudan etkiler. Elbette sadece PE kullanılarak da köpük üretilebilir. Hangi ana malzemenin kullanılacağı veya ürünün gereksinimlerine bağlıdır.

Dolgu maddesi olarak günümüzde genellikle kalsiyum karbonat veya talk pudrası kullanılmaktadır. Maliyeti düşürmek, ürünün sertliğini artırmak vb. amaçlarla kullanılır, ayrıca ısı iletkenliğinde de rol oynayabilir. Genellikle partikül boyutu kalite göstergesi olarak kullanılır (elbette su içeriği de bir faktördür), örneğin 120 mesh, 400 mesh vb. Prensip olarak, ne kadar ince olursa o kadar iyidir, elbette fiyatı da o kadar yüksek olacaktır. Tarifte gördüğüm maksimum miktar 40 Phr'dir (miktar, ana malzemenin yüzdesidir).

Genellikle AC serisi köpürtücü maddeler kullanılır, örneğin AC-3000H. AC serisi köpürtücü maddeler yüksek sıcaklık köpürtücü maddeler sınıfına girer ve ayrışma sıcaklığı 220 derecenin üzerindedir.

AD-300 gibi 140 derece ayrışma sıcaklığına sahip düşük sıcaklıkta köpürtücü maddeler ve orta sıcaklıkta köpürtücü maddeler de mevcuttur. Fiyat farkı çok az olduğundan ve yüksek sıcaklıkta köpürtücü maddeler nispeten daha istikrarlı olduğundan, günümüzde birçok eski EVA malzemesi yüksek sıcaklıkta köpürtücü maddelere geçmektedir; ancak bu geçişte kullanılan AC dozajı, belirli çarpan değerine bağlı olarak değişmektedir.

Günümüzde en çok kullanılan köprüleme ajanı DCP'dir (di-sek-oktil ftalat), daha önce TAIC, PL400 vb. de kullanılıyordu. DCP'nin yarı ömrü 180 santigrat derecede 1 dakika, 130 santigrat derecede ise 10 dakikadır; bu nedenle, malzeme kullanılırken sıcaklığın genellikle 120 santigrat derecenin altında tutulması gerekir.

Koku gerektiren bazı ürünlerde, genellikle TAIC ile birlikte kullanılan başka bir köprüleme ajanı olan BIPB kullanılabilir. DCP'nin dozu, düz köpük ve kalıp içi küçük köpük için 0.5-0.6 Phr, enjeksiyon köpüğü için ise 0.8-1.0 Phr'dir, ancak kullanımda da farklılıklar mevcuttur.

Günümüzde çok kullanılan iki çeşit köpük hızlandırıcı vardır: çinko oksit tozu ve çinko stearat tozu. Eskiden burada bu ikisini birlikte kullanıyorduk, ancak şimdi sadece çinko oksit kullanıyoruz. Tek başına da aynı etkiyi sağlayabilir ve ürünün stabilitesi de daha iyi olabilir. Çinko oksit, aktif karbonun ayrışma sıcaklığını yaklaşık 160 dereceye düşürerek üretimi kolaylaştırır. Burada genel olarak çinko oksit miktarının 0.2 Phr'yi geçmemesi gerektiği konusunda fikir birliğine vardık; çok fazla kullanılması üründe nispeten büyük bir büzülmeye neden olur. Elbette, çok az kullanılması durumunda köpüklenme hızı çok yavaş olur, bu nedenle 1.0 Phr'den az olmaması en iyisidir.

Genellikle kullanılan yağlayıcı stearik asittir. Aslında çok fazla etkisi yoktur, sadece malzemenin yapışmasını önler. Daha fazla kullanmak iyi değildir, çünkü noktalar arasındaki sürtünmeyi azaltarak fiziksel özelliklerin çoğunu düşürür; bu nedenle 0.5 Phr önerilir.

B. Süreç Hakkında

Genel olarak EVA köpüğünün dört üretim süreci vardır: geleneksel düz büyük köpük, kalıpta küçük köpük, enjeksiyon ve süperkritik köpük.

1. Enjeksiyon Süreci

Bu işlem geleceğin ana akımıdır; ürünün doğrudan üretildiği ancak kalıp hassasiyetinin daha yüksek olduğu bir süreçtir. Prensip, plastik endüstrisindeki enjeksiyon kalıplama yöntemine benzer, ancak enjeksiyon kalıplamada kalıp hemen açılır ve kalıp sıcaklığı farklıdır; yani EVA enjeksiyon kalıplamada kalıp sıcaklığı ve kalıp açma süresi biraz ayarlanır. Günümüzde bilinen birçok spor ayakkabı modelinin gövde yapısı bu yöntemle değiştirilmiştir. Diğer yöntemlere kıyasla verimlilik gerçekten çok daha yüksektir.

2. Geleneksel Düz Büyük Köpük

Günümüzde genellikle küçük fabrikalar bu türü kullanmaktadır ve makine ve ekipman maliyetleri nispeten düşüktür. Bu işlemde, levhalar kalıptan çıkarılır ve daha sonra delme, taşlama vb. işlemlerle ürün haline getirilir. Kalıplama koşulları nispeten sabittir, sıcaklık 160-170 derece, süre kalıbın kalınlığına göre belirlenir, genellikle 90-110 saniye/mm, basınç 150 kg/cm²'dir.

3. Kalıpta küçük köpük

Bu işlem esas olarak ayakkabı malzemelerinde, özellikle spor ayakkabılarında, ikincil orta tabanın ilk köpüğünü yapmak için kullanılır. Malzeme formüle göre granüle edilir, tartılır ve açık kalıba konulur; böylece ayakkabının genel görünümünü oluşturan köpük elde edilir.

Bu işlemin zorluğu, kalıp ve formülün simetrisindedir; aksi takdirde, çokluğu ve sertliği aynı anda kontrol etmek zordur. Çoğu zaman boyut uygundur ancak sertlik yeterli değildir veya sertlik yeterlidir ancak boyut küçüktür.

Bu işlemin köpürtme koşulları, ürünün şekil yapısına bağlı olarak daha esnektir; elbette esas olarak süre değişir, sıcaklık değişimi ise fazla değildir.

Daha önce ikinci orta tabandan bahsetmiştik, şimdi de ikinci kalıplama yöntemini tanıtıyoruz. Önceki köpüğün ham embriyosu deriden zımparlanarak kalıp haline getiriliyor ve ürün iki aşamada ısıtma ve soğutma ile şekillendiriliyor.

125-135 derece sıcaklıkta ısıtma, 50 kg/cm² basınç, belirli bir süre ısıtma ve ardından su soğutma işlemi daha uygundur; bu işlemden sonra ikinci orta taban çıkarılır. Bu sıkıştırma işlemi taban boyutuna daha uygun hale getirir ve fiziksel özellikleri nispeten daha iyidir.

4. Süperkritik Köpürtme

EVA moleküler zinciri doğrusaldır, bu nedenle köpürtme işleminde genellikle çapraz bağlayıcı madde eklenmesi gerekir; çapraz bağlayıcı yapı aracılığıyla gaz hapsedilir. Bu nedenle, EVA süperkritik köpürtme işleminde gazın nasıl hapsedileceği sorununun çözülmesi gerekecektir.

Patent literatüründen ve bazı şirket bilgilerinden anlaşıldığı üzere, EVA süperkritik köpükleme işlemi temelde şu şekilde gerçekleşir: çapraz bağlama, granülasyon ve kalıplama işleminden sonra yoğun karıştırma yapılarak önceden vulkanize edilmiş tabanlar elde edilir; tabanlar otoklav köpükleme cihazına yerleştirilir, fiziksel köpükleştirici madde kazana eklenir ve basınç düşürme yöntemi kullanılarak mikro gözenekli köpük taban malzemeleri elde edilir.

EVA malzemesinin morfolojik değişiklikleriGranülasyon – Enjeksiyon / Enjeksiyon Kalıplama – Köpük – Tabanlıklar.

Bu tür bir köpürtme işlemi, basitçe köpük kalıplama süreci olarak anlaşılabilir; kimyasal şişirme maddesi fiziksel bir şişirme maddesine dönüştürülür ve hızlı bir basınç tahliye işlemiyle süperkritik köpük EVA tabanlar elde edilebilir. Tüm sürecin çevre dostu ve temiz olmasını istiyorsanız, önceki çapraz bağlama işlemi, radyasyonla çapraz bağlama gibi kimyasal bir çapraz bağlama yöntemiyle değiştirilebilir.

Süperkritik köpükleme prosesi son iki yılda giderek daha da olgunlaştı, ekipman ve teknoloji giderek mükemmelleşti; bu da formülasyonu ve prosesi düzenleyerek mükemmel performans, büzülme kontrolü ve maliyet kontrolünün anahtar unsurları haline geldi.