EVA是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的英文简称,是由无极性、结晶性的乙烯单体与强极性、非结晶性的醋酸乙烯酯单体(又称VA)组成的无规共聚物。

EVA与PE相比,由于在分子链上引入了醋酸乙烯单体,从而降低了结晶度,提高了柔韧性,耐冲击性,提高了填料混入性和热密封性,一般密度介于0.91~0.93,透明性和光泽性好。

EVA属于热塑性聚合物,因此可用于注塑、挤塑、吹塑、压延、滚塑真空热成型、发泡、涂覆、热封、焊接等加工成型工艺。

一直以来EVA材料都在鞋材中应用广泛,其共混发泡鞋材具有柔软、弹性好、减震、耐化学药品等性能,被广泛用于中、高档旅游鞋、登山鞋、拖鞋、凉鞋的鞋底等方面。

鞋材EVA发泡工艺盘点

而在鞋材方面,EVA发泡工艺一般来说有四种:传统平板大发泡、模内小发泡、注射交联发泡以及近几年十分热门的超临界发泡。

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传统平板大发泡

 

现在小型工厂一般都采用这种,机器设备成本相对低一点。这种工艺做出来的是板材,再通过冲裁、磨边等流程做成产品。发泡条件比较固定,温度在160-170,时间由模具厚度决定,一般90-110秒/MM,压力150KG/平方CM。

2

 

模内小发泡

 

这种工艺主要用在鞋材方面,运动鞋做二次中底的第一次发泡。按配方练好的料造粒,称重后放入开好模具内,发泡出来就是鞋子的大体样子。

这种工艺的难点是模具和配方的对称,否则很难同时控制倍率和硬度。往往是尺寸合格了硬度不够,硬度够了尺寸偏小。

此工艺的发泡条件比较灵活,具体要视产品外形结构,当然主要是时间是的变化,温度的变化也不大。

前面说到二次中底,这里介绍一下第二次成型。将前面发泡好的粗胚磨掉表皮,压入成品模具内,通过加热冷却两个步骤是产品成型。

加热温度在125-135比较合适,压力50KG/平方CM,加热一定时间后再水冷,拿出来就是二次中底了。这种压缩成的底尺寸比较稳定,物理性能相对要好一些。

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射出工艺

 

这种工艺是今后的主流,一道工序做出来就是产品了,只是模具精密度高一些。原理类似于塑胶行业的注塑,只不过注塑是立即开模,而且模具温度不同,也就是EVA的射出不过就是把塑胶注塑的模温和开模时间调整了一下而已。现在知名运动鞋大多型体都改用这种方法做了。

该工艺和模内小发泡相比,具有生产效率高、基本无边角料等显著优点,可大幅降低制造成本,让产品设计更多样化及功能化。

鞋材EVA发泡工艺盘点

4

 

超临界发泡

 

超临界流体发泡技术里面常见的两种工艺有:片材 VS 珠粒。总得来说,它们都具有以下相通点:
  • 充分利用了超临界CO2在聚合物中的较快的扩散速率和较大的溶解度。

  • 发泡时聚合物处于半固态,熔融区使得泡孔可以生长,而未熔融区则提供了熔体强度,维持了泡孔结构。

  • 极快速泄压,诱导形成极高的成核速率,确保形成具有微纳米尺寸、高孔密度的泡孔结构。

鞋材EVA发泡工艺盘点CO2固态发泡机理

超临界流体珠粒发泡工艺

珠粒发泡其实又可以分两种:釜式和挤出,这里不做特别说明的话,都是以比较常见的釜式发泡为例,所以珠粒发泡的工艺简化流程是:
  • 聚合物颗粒放置在高压釜内;
  • 通入超临界流体,超临界流体在高温高压条件下溶胀扩散进入聚合物基体;
  • 然后通过泄压阀门快速泄压实现微孔发泡。

超临界流体片材发泡工艺

超临界片材发泡的工艺可以用釜式,也可以用模压工艺,这里就简单介绍下模压的工艺流程:
  • 将模压机上的发泡模具升温,
  • 待达到发泡温度后,将聚合物放入模具,模压机合模,模具密封,
  • 向模具内充入超临界流体,超临界流体向聚合物溶胀扩散30〜180分钟,
  •  
    然后模压机开模泄压发泡,即可得到泡孔尺寸和密度可控的聚合物微孔发泡材料。

     

两个工艺的对比

项目

板材发泡(模压)

珠粒发泡(釜式)

外观

外观可以用传统的二次模压模具成型细腻花纹

外观有粒子熔接痕纹,比较单一,有包装制品的廉价感,并易出现审美疲劳。

发泡体一致性

均匀一致

受工艺限制,无法保证每一颗发泡珠粒都均匀一致,成型极易产生老鼠洞

密度

最低可达0.07,成型中底最低达到0.09-0.1

发泡珠粒最低0.1,成型中底最低达到0.13-0.15

是否上新设备

使用现有设备

需要使用专用成型机

成型效果

前掌、后跟硬度一致

前掌后跟成型压缩比不同,前后硬度有差异

利用率

利用率低,切屑多

利用率高

 

鞋材EVA发泡工艺盘点
图 超临界发泡EVA鞋底截面,实力机械供图
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作者 duan, yu