مزیت زیره های کفش پلی یورتانی

زیره کفش ها می تواند با استفاده از مواد مختلفی از جمله لاستیک، لاستیک های ترموپلاستیک (TPR)، اتیلن وینیل استات (EVA)، پلی وینیل کلراید (PVC) و پلی یورتان (PU) تولید شود. هر کدام از مواد مواد ذکر شده….

دارای یک سری ویژگی ها مشترک هستند که استفاده از آنها را برای زیره کفش به انتخابی مناسب تبدیل می کند.
زیره های کفش EVA به دلیل توانایی آنها در جذب شوک، به طور معمول در کفش های ورزشی (مخصوص دویدن و پیاده روی)، در حالی که زیره های TPR برای استفاده های روزمره بکار می روند.
در واقع، زیره های کفش PU با استفاده از ماده پلیمری پلی یورتان ساخته می شوند که ماده ای سبک، مقاوم به سایش، با دوام و راحت است. با توجه به ویژگی های ذکر شده، پیدایش زیره های PU انقلابی را در صنعت کفش برپا کرد و امروزه، اکثر کفش ها با استفاده از این ماده تولید می شوند. این مواد در محدوده دمایی 10- تا 130 درجه سانتیگراد مقاوم هستند.
به طور کلی، پلی یورتان می تواند در لایه داخلی، میانی و خارجی کفش ها با توجه به نیاز و نوع کاربرد بکار رود. کفش های متداولی که با استفاده از زیره های پلی یورتانی تولید می شوند شامل صندل ها، چکمه ها، کفش های کار، رسمی، روزمره و ورزشی می شود.
پلی یورتان با توجه به نوع پلی ال مصرفی در سنتز آن، می تواند به طور کلی در دو نوع پلی اتری و پلی استری باشد. سیستم های پلی استری قیمت کمتری دارند و در عین حال، در دماهای بالا مقاومت خوبی را از خود نشان می دهند. با این وجود، پلی استر در محیط های مرطوب از بین می رود و مقاومت خوبی ندارد به همین دلیل، سازندگان کفش برای محیط های مرطوب بهتر است که مواد پلی اتری استفاده کنند.
پلی ال های پلی اتری مقاومت بیشتری نسبت به سایش دارند و در برابر تغییر رنگ و تخریب شدن توسط میکروب ها که علاقه به تجمع در کفش ها دارند غیرقابل نفوذ هستند. همچنین، سیستم های پلی اتری بهتر توانایی حفظ انعطاف خود در دماهای پایین را دارند.

مزیت زیره های کفش پلی یورتانی

• استحکام مکانیکی بالا (که منجر به فراهم آوردن دوام بالا می شود)
• مقاومت به سایش
• قابلیت جذب شوک
• وزن سبک
• حس راحتی
• منعطف و دارای قابلیت خم شدن
• مقاومت نسبت به دما و مواد شیمیایی
• مقاومت نسبت به سر خوردگی
• مقاوم در برابر فرسایش و پارگی
• دارای بافتی نرم با الاستیسته (خاصیت کشسانی) بالا
• دارای چگالی کمتر نسبت به دیگر زیره های کفش

مقایسه انواع مواد مورد استفاده در زیره کفش ها، با پلی یورتان

۱. مقایسه با لاستیک

زیره های لاستیکی بیش از 55 سال پیش معرفی شده است ولی همچنان به طور گسترده در صنعت کفش استفاده می شوند، این مطلب بیانگر آن است که پلی یورتان نمی تواند به طور کامل با این ماده جایگزین گردد. با توجه به آمار و ارقام، حدود 30% تمام زیره هایی کفشی که در جهان ساخته می شوند با استفاده از لاستیک ها هستند. این مواد اغلب برای تولید زیره کفش های ویژه ای بکار می روند که با دوام و در مقابل سرخودرگی و یخ زدگی مقاوم باشند.
زیره های PU نسبت به زیره های لاستیکی مقاومت کمتری در مقابل سرخوردگی از خود نشان می دهند؛ با این وجود، دوام زیره های PU به قدری بالا است که قابل قیاس با زیره های لاستیکی نمی باشد. علاوه بر آن، یکی از ایرادات لاستیک ها، سنگین تر بودن آنها نسبت به PU و TPU و انعطاف پذیری کمتر آنها است. لازم به ذکر، است که زیره های لاستیکی از محدوده دمایی 30- تا 300 درجه سانتیگراد مقاوم هستند.

۲. مقایسه با EVA

EVA زیرشاخه ای از مواد پلی الفینی است که از طریق کوپلیمریزاسیون منومر اتیلن و وینیل استات بدست می آید. مقدار وینیل استات موجود در ساختار تعیین کننده خواص مکانیکی و نوع کوپلیمر (الاستومری یا ترموپلاستیک) است. برای صنعت کفشی، عموما از EVA با 10 تا 50% وینیل استات استفاده می شود. هر چه درصد وینیل استات بیشتر باشد، مقاومت نسبت به مواد نفتی، حلال ها، ازون و دمای بالا نیز بیشتر خواهد شد. کوپلیمرهایی که درصد وینیل استات آنها کم باشد، خواصشان مشابه با پلی اتیلن با چگالی پایین خواهد بود. از طرفی، خواص EVA بستگی به زنجیره های جانبی و وزن مولکولی آنها دارد.
زیره های EVA نسبت به PU، مقاومت سایشی کمتر و در طولانی مدت در مقابل نیروهای فشاری تحمل ضعیف تری از خود نشان می دهند؛ همچنین، تمیز کردن زیره های PU نسبت به EVA ساده تر است. به بیان دیگر، می تون گفت که زیره های EVA با گذشت زمان آن حس راحتی را که فراهم می آوردند از دست می دهند و این رخداد به دلیل از بین رفتن دیواره های سلولی و کاهش خاصیت الاستیک آنها می باشد. اما می توان گفت که یکی از راحتترین لایه میانی کفش، با استفاده از EVA تولید می شود. همانند TPU، EVA نیز می تواند قالبگیری فشاری شود.

۳. مقایسه با PVC

PVC ماده ای ترموپلاستیک، بسیار سودمند و نسبتا ارزان قیمت است که به عنوان لایه بیرونی کفش ها در ساخت چکمه های لاستیکی بکار می رود. زیره های PVC همانند زیره های PU، با دوام، مقاوم نسبت به آب و مواد شیمیایی هستند اما، بر خلاف زیره های PU در برابر سرخوردگی مقاومت ضعیف تری را از خود نشان می دهند، سخت هستند و قابلیت تنفس پذیری به کفش نمی دهند. این مواد در دماهای پایین از 5- تا 20- درجه سانتیگراد مقاوم هستند اما حداکثر دمایی که می توانند تحمل کنند 100درجه سانتیگراد است.
لازم به ذکر است که برای بهبود خواص الاستیک زیره های کفش PVC، نرم کننده های از جمله استرهای اسیدی (فتالیک، سباسیک و آدیپیک) به پلیمر افزوده می شوند و برای افزایش مقاومت آنها به عوامل محیطی خارجی از پایدارکننده هایی از جمله باریم، کادمیم و دیگر نمک های اسید چرب، رنگدانه ها و افزودنی های دیگری برای تغییر خواص پلیمر استفاده می شود. در گذر زمان، نرم کننده ها از ساختار ماده تبخیر و خارج می گردند که این امر منجر به کاهش الاستیسیته، ترک خوردن پلیمر و کاهش مقاومت آن در مقابل به یخ زدگی می شوند. علاوه بر آن، بازیافت PVC بسیار دشوار است به همین دلیل از نظر زیست محیطی گزینه چندان مطلوبی به شمار نمی آید و شرکت های بسیاری از جمله Nike، Patagonia و KEEN خود را متعهد به حذف آن کرده اند.

زیره کفش PU یا TPU

در اکثر کاربردها، پلی یورتان نسبت به مواد طبیعی یا سنتزی جایگزین آن، مقرون به صرفه تر است. قیمت هر تن از یورتان معمولا از مواد ترموپلاستیک یا مواد متداولی که در رقابت با آن هستند بیشتر می باشد؛ اما از طریق فوم شدن و کاهش چگالی و همچنین عملکرد بهتر آنها در هنگام استفاده این قیمت بالاتر را توجیه می کند.

TPU مخفف کلمه ترموپلاستیک پلی یورتان است بدین معنی که می تواند حتی پس اینکه سفت و سخت شد مجدد ذوب و قالبگیری شود؛ این امر (امکان فرآورش مجدد) باعث می شود کار با این ماده ساده تر باشد. از طرفی، این ماده نرم تر و منعطف تر از مواد برپایه پلی یورتان می باشد که موجب می گردد در کاربردهایی از جمله کفش های مناسب برای پیاده روی های طولانی و کفش های ایمنی استفاده شود.
، این مواد می توانند در رنگ های مختلف و در حالت نیمه شفاف تولید شوند. علاوه بر آن، مواد یورتانی ترموپلاستیک (TPU) را می توان با ترکیب آنها با دیگر مواد اصلاح کرد، بدین منظور از موادی از جمله لاستیک کلروپرن، کوپلیمرهای آکریلونیتریل حاوی مقادیری از وینیل کلراید، بوتادین با آکریلونیتریل، فنول فرمالدئید و دیگر پلیمرها می تواند استفاده شود.
به طور کلی، مواد TPU تک جزئی (موادی که با مواد دیگری ترکیب نشده باشند) را می توان به دو دسته متخلخل و غیرمتخلخل، استاندارد و با خواص مکانیکی افزایش یافته، الاستیک و سخت تقسیم بندی کرد. با توجه به هدف و کاربرد استفاده از کفش، موادی که بر پایه TPU هستند برای تولید لایه های بیرونی کفش ها بکار می روند.
از مزیت زیره های TPU می توان به قابلیت آنها برای چنگ زنی به سطح اشاره کرد، به بیان دیگر، زیره های خارجی کفش که با استفاده از این ماده ساخته شوند عملکرد خوبی از خود نسبت به سرخوردن نشان می دهند؛ علاوه بر آنکه دارای ویژگی هایی چون مقاومت سایشی بالا، مقاومت به تغییر شکل، شامل شکاف دار و سوراخ شدن هستند.

الاستومرهای میکروسلولی پلی یورتان در صنعت کفشی

اولین باری که پلی یورتان به عنوان ماده کفشی بکار رفت به سال های 1937 و تلاش شمیدان های آلمانی برمی گردد. پس از آن زمان تا به امروز، این ماده دچار تغییر و تحولات بسیاری شده است. پلی یورتان به دو صورت جامد و سخت یا همراه با عاملی فوم زا برای کاهش چگالی آن به منظور دستیابی به ماده ای سبک تر بکار می رود. این ماده به عنوان پلی یورتان سلولی یا لاستیکی میکروسلولی شناخته شده است. عموما پلی یورتانی که برای این منظور بکار می رود یا از طریق فرآیند تزریق یا ریختن در قالب حاصل می شود.
در واقع، زمانی که وزن سبک و مقاومت به مواد شیمیایی مطرح باشد، پلی یورتان های میکروسلولی به عنوان یک گزینه برتر مورد توجه قرار می گیرند. این الاستومرها خواص فیزیکی خارق العاده ای دارند و می توانند با استفاده از پیش پلیمرهایی با گروه های انتهایی ایزوسیاناتی تولید شوند.

در نهایت می توان گفت که برای طراحان کفش، پلی یورتان انتخاب محبوبی محسوب می شود زیرا که در دماهای پایین انعطاف پذیری خوبی دارد، نسبت به سایش و فرسایش مقاوم است و قابلیت تولید آن در انواع متنوعی از چگالی های مختلف با توجه به میزان تخلخل وجود دارد. همچنین، زمانی که از پلی یورتان در زیره خارجی کفش ها استفاده شود، عمدتا پلی ال های پلی استری (بیش از 80%) برای تولید آنها بکار می رود زیرا که خواص مقاومت سایشی بهتری را نسبت به مواد پلی اتری فراهم می آورند. لازم به ذکر است که با وجود خواص ضعیف تر پلی یورتان پلی اتری نسبت به استری، زیره های پلی استری با گذشت زمان دچار هیدرولیز شدن می شوند.

مقاله تهیه شده در واحد تولید محتواشرکت ایمن پلیمر شیمی
استفاده از مقالات تنها با ذکر منبع مجاز است.