高性能聚合物发泡鞋材在鞋类中的应用与发展(下)
制鞋工厂底部成型是鞋子生产重要的部门,一双鞋子耐穿与否置关重要,而鞋底的粘合在出货检验中很关键,相信在鞋厂的人员对这点都十分的小心,但是始终都会或多或少有些问题出现,以下是结合国内几家品牌大型鞋厂结合实际生产出现的状况总结出来的一系列高发问题点的原因和解决方法:
1. 接着剂加硬化剂,
是为了使接着剂(胶水)本身的强化(硬化),避免接着后之接着剂产生“胶丝”使被接着物移位及滑离,因此添加硬化剂,应各接着(粘着)作用无关。
2. 使用鞋用接着剂,
必须以其适当干燥后才能胶后,而干燥的时间和胶水量的多寡有关,涂布太多则干燥较慢,涂布少则干燥较快,同一接着而涂布不均则干燥的时间依胶水多寡各不相同,所以接着剂的涂布须以“薄及均匀”为原则。
3. 接着剂加温易产生化学变化,
暴露在空气中,溶剂易挥发使浓度增加,因此保存接着剂,应存在于阴凉干燥通风的处所。
4. 接着时,贴合面积相同之两面,
其贴合面曲度相差越大(如平面贴合球面)则其剥离的力就越大,反之就小,甚至无(如平面贴合平面,或互相吻合的曲面),剥离的力量称为剥离张力或张力;
制鞋时,成型鞋面和鞋底的贴合,其贴合面必须尽量塑成吻合,较能使接着效果良好。
5. 使用接着剂,应有两点认识,
一为接着力,一为粘着力(胶水厂称为初期粘着力);
粘着力就是使贴合两面之胶着剂互相接合的力量,有了粘着力才能产生接着力(后期胶着剂分子互为融合并固化),当局部贴合面之剥离张力大于粘着力时,即使该局部贴合两面之接着力无法融合固化,因此造成接着失败,贴合位将呈胶丝状剥离或完全剥离;一般胶着剂添加适当的硬化剂,是为了尽力避免贴合位呈胶丝状剥离。
6. 硬化剂添加于接着剂内,其功能为使接着剂本身之胶体硬化;通常以3%–5%为添加量。
7. 接着处理剂是针对化学材质之贴合而设,如PU皮、PVC皮、尼龙布、尼龙(塑胶)带以及橡胶等等;像粗糙表面之天然皮(光滑面磨粗或反毛皮)、棉布(帆布)等之接着就不需作表面处理。
8. 添加于强力胶内,使强力胶由胶质变为固化,让贴含物之间固化接着(加强粘着结果)的化学制剂,称为硬化剂(液状);为了使皮料硬化或挺化,加诸于皮料上的化学制剂,称为太平间硬化糊,例如涂布于前后硬衬的胶糊(色纯透明,胶状)。
9. 胶着剂的使用,必须注意如下事项:
一. 贴合面之完全处理:不论任何材质,像天然皮及橡胶材质,需磨粗或需以处理剂处理者,一律应有完全的磨粗再处理或完全处理。
二. 贴合面之完全胶着剂涂布:经过磨粗或处理剂处理之贴合面,必须完全涂布胶着剂,切不可有漏涂之状况。
三. 贴合面胶着剂均匀之涂布:
胶着剂不均匀之涂布,将影响干燥时间之一致,例如局部的位置胶着剂涂布太多,则其它位置已至干燥可贴合时间时,该局部位置尚未干燥,冒然予以贴合的话,局部未干燥位置(未达适合时间)就无法胶合。
四. 各贴合面干燥时间一致:贴合面系指两面贴合而成,任何一面产生的涂布瑕疵(含应磨粗未磨粗,应处理而未处理),都会造成胶着不确实(不良)。
10. 鞋类制作,加热成型非常重要,
一般天然法可设定至约150度;PU皮及PVC皮可设定至约110度,但勿超过120度;
检验定型温度是否过高,可检视面料表层(珠面层)之状况,若局部起泡表示温度太高,若局部发亮(压纹变化及消化),表示温度略高,必须先调整减低烘箱温度后再行制作。
11. 我们常听说天然皮“透气性”较佳,
所以以天然皮制成鞋子,较容易排放脚汗,保持足部的干爽;
其实“透气性”佳是天然皮的特性,但是保持足部的干爽并非由天然皮的“透气性”而来;
熟悉制鞋的人,应知鞋子并非由单层天然面皮所构成,在制成的鞋面,任一层次(含内里及硬衬,补强等)及贴合胶水,都能阻隔天然皮的“透气性”,因此事实上应由里料“吸温性”的作用而得;
当使用鞋子时经由里料吸入脚汗(湿气),当不使用时由天然皮里自然蒸发湿气,由此保持鞋内的干燥。
12. 白胶(LATEX)为暂时性之粘着胶水(可再剥开),
水质渗透力强,宜使用泡棉为涂布工具,加热后干炽速度快,因加添“阿摩尼亚“所以具有臭味;
白胶中添加阿摩尼亚为了能较长保存,使白胶不易变质,在使用时有臭味,但臭味挥发完了后,发即表示已干燥。
13. 成型底台之贴合面一般都开有凹槽(俗称开窗),是为了一、减轻大底重量,二、用料较省,三、增加曲屈性。
14. 铝经过热熔铸模后,冷却后必定收缩(金属热涨冷缩原理),俗称缩水,
铸作铝楦的母模,需要预先加上缩水率,因此母模必定比原楦略大(肥、宽),该已加缩水率的母模,我们称它为(缩水楦)。
15. 分别PVC底材的方法,
可以该底台的外观予以认定,如遇有小花凹凸图案的外表,可检视该小花图案是否完整无缺,如完整可判定为PU底格;
原因是PVC材料为热可塑材料,需利用高温及高压,挤 压入模子成型,因为高压挤入模具的关系,其PVC材料较可达到填满小花图案的每一个角落,脱模后即可得到较为完整的底台。
16. 分别PU底材的方法,
PU材料为一常温流态的材料,不需利用高温及高压挤入模具成型,只需类似铸造石膏图像的方式制成,因为不需使用高压所以模具的精确度可较低,模具费用较省,但在制底过程自然会残留小气泡,在小花力案的角落即可发现多多少少的气泡形缺口。
17. 楦头翘度所产生的误差,
因素很多,如某鞋的楦头翘度,经选定为8m/m,其完成鞋子后成为10m/m,则可能为如下的错误:
一、后跟太低(含天皮太薄),
二、鞋底太厚,
三、鞋底太长,
四、中底太软,
五、插庄未着地,
六、铁心未着力,
七、填腹太厚,
八、结帮拉力太大(鞋面太小或样版翘度太大),
九、跟喉太深(回头钉后产生变形),
十、结帮(含歪斜)。
18. 以结帮成型的鞋子,中底的重要性常被忽视;
结帮成开支的鞋子系由鞋面作成帮形,由中底作底,联结成为容器物,鞋面和中 底互相构成适于装脚的容积空间,因此鞋面和中底任何一方不良或联结不良,除了会造成鞋子易损外(使用寿命短),还会使容积空间造成变化(穿着太松或太紧,也未达标准楦形),以及防害穿着。
19. 中底为构成鞋著容器的“底”,
为了配合成型作业及鞋著容积的标准,中底诮有它恰当的“底形”当然是以“楦底”作依据,所以将原本是平板材的中底,加工成恰当的“底形”称为中底整形的,一定需确实作则到,也就是说中底需整形,而经整形后的中底,必须吻合楦底,否则一定会造成结帮困难。
20. 成型法有两种:
一为结帮成型,一为入楦成型;
一结帮成型鞋留有结帮位钳入楦底,而钳入楦底的结帮位有鞋底予以盖住,只要不影响耐穿,结帮位的宽窄误差可以较大,所以结帮成型鞋子的鞋面样本制作比较容易;
入楦成型的鞋子系将鞋面预先制成袋形后再将鞋楦挤入成型而成,其袋形鞋面的容积空间,需要和鞋楦之体积吻合外,尚须有(不反和)袋口(鞋口),用以顺利挤入鞋 ,所以以入楦成型法制城的鞋子其样板(已连结鞋面和中底故不分鞋面样板或鞋底样板)必须要有较精密的准确度,制作起来就困难多了。
21. 入楦成型法的鞋子分为两种,
一为包仔鞋式,一为加州式;所谓包仔鞋式,系将一片皮料由楦底往楦表上包起,缝合于背盖片上,有如(包子)而得名,其楦底沿之全部或局部没有接合缝线;
加州式的入楦制法,其鞋面结构又公二种,一为加州鞋制法,即将边沿只留接合位之鞋面和留有接合位中底缝合成为连结中底的袋形鞋面,经上述入楦成型而成;
一为中底部份以(S)形方式连结成袋形鞋面的方法,其制板原理和中底连结(缝合于鞋面)之加州鞋相同,只是将中底拆解([S]形)后,按板于鞋面再作局部性鞋头及鞋趾之缝合而成,其特点和包仔鞋一样,系由相同机料延伸成袋形鞋面而成。
22. 将制成的鞋面,撑成鞋形的方法称为成型法,
成型法主要有两种,一为结帮成型法,一为入楦成型法;
其他还有结帮配合入楦而成型的,如前段入楦后段结帮的包仔鞋,或后段入楦前段结帮的鞋子;
像以粘着法成型的鞋子即属结帮成型,以网线方式(结帮后以线缝合结帮位于中底)也属结帮成型;
加州鞋为入楦成型,S“形中底结构之运动鞋也是入楦成型。
23. 接着橡胶、塑胶、EVA、PU、等化学皮类材质时,
接合表面需先以处理剂处理(擦试);
接合天然皮时,需先刮除(磨粗)表面之装饰涂剂(漆、皮桨或蜡油等),使接着剂得以渗入“皮身“(纤维质二榔层),才不致于随着表面涂料剥离,造成不良的接着效果;
天然皮及棉布之接合,不必使用处理剂。
24. 胶着剂分配底用胶着剂和制面用胶着剂;
配底用为永久性之胶着剂,为一次贴牢,即不允许撕开,如一般强国胶类之黄胶,药水糊,PU胶等;
制面用的为暂时性之胶着剂,如白胶(LATEX),汽油胶(橡胶糊)……等,制面使用暂时性胶水的原因是使用范围大多为,折边、贴里等,其经折合和贴合后必须再经缝纫的工作予以缝合,因此不需要强力的粘着,再者也方便误折或误贴的修正。
25. 成型后(结帮或入楦)所产生之鞋面歪斜,有如下之原因:
一、 鞋楦部份:
1) 因楦底(中底)中心线及长度线互为形成之角太大(一般为5度以下)而达成楦体歪斜,致楦体内外侧而积差异太大,不容易使结帮正确。
2) 左右中楦差异。
二、 样板部份:
1) 样板本身已明显之歪斜,(或接合线条未协调于鞋楦)。
2) 样板翘度错误容易造成前段及鞋墙部份歪斜。
3) 样板后跟中线之角度及弧度错误,造成后跟中线歪斜。
4) 内里样反和鞋面样板配合错误,使贴里工作困难而造成。
5) 内、外侧接合线误差。
6) 样板概括性不佳(手工切割、画线弧度、坚折等)…..。
三、 制面部份:
1) 主要皮片裁剪及(或)折边不良。
2) 接合车缝不良。
3) 贴里造成扭曲或歪斜。
4) 皮料选裁方向错误。
5) 未作配对选裁(内外侧皮片延伸率不同)。
6) 装饰线车缝不正及装配饰片(花)不正。
四、 成型部份(结帮或入楦):
1)“三点固定”错误或机器结帮之前帮“钳夹点”错误。
2)左、右足鞋面和鞋楦弄错(左鞋面配右鞋楦或右鞋面配左鞋楦)。
3) 鞋面鞋号(SIZE)和鞋楦不符。
4) 摆放后衬及后跟整形不良。
5) 能容易修正之歪斜,未注意修正。
6) 钳帮姿势错误。
26. 成型时,鞋面最好先行软化,以利结帮;
鞋面软化的方法约可纳出三种
(1)加热法:大多适用于人造皮(PVC及PU)制成之鞋面及以人造皮料作内里之鞋面;
(2)蒸软法:只适用于天然皮(指哺乳类动物皮)制成之鞋面。它是利用水蒸 将皮料以加温软化而得;
(3)溶剂涂布:各蒸软化相同只适用于天然皮制成之鞋面,为最早手工制鞋软化鞋面之方法;天然皮加湿即会有软化的特性,但是一般用水软化后很可能产生污渍水痕印,也因水挥发慢的关系,很可能妨碍制配底的后续工作,因此虽然用水也可以达到软化的效果,大多数还是利用挥发较快的“酒精”作为软化鞋面的溶剂。
27. 成型时,除了鞋面要先行软化,以利结帮外,前衬更是应该软化,
一般使前衬软化的方法有三种,
(1)浸水软化法;此法软化对象是以牛皮中底革作前衬的材料,也是以前以手工制作皮鞋时的前衬软化法;
(2)浸泡溶剂(甲苯)软化法;此法软化对象为“港宝“作前衬材料时运用的,”港宝“浸溶剂即可软化的方式为近年来,制鞋业革命性鞋材之一。其特色为浸泡溶剂即可非常柔软,最利于鞋类成型,不用添加或加强任何处理,干燥后即可达成硬挺的效果,为鞋业界使用较多的软化方式;
(3)热软化法:利用加热(约100度—120度)方式,使预先压置在鞋面前衬位置的”热熔胶“软化,以利结帮成型,若鞋头硬挺度不作太大要求的话,此法为最简捷,干净,最利于鞋头结帮的前衬软化方式。
鞋企必看:OBC、TPU、EVA、POE等弹性体发泡鞋材详细解读!
弹性体与发泡鞋材
鞋材介绍 Ortholite profile
发泡鞋材 Foam material
一双跑鞋分为三个部分:鞋面(Upper),中底(Midsole),大底(Outsole)。中底是跑鞋的灵魂,也是区别各大厂商的核心标志,立身之本。
中底的作用是提供稳定性,缓冲和回弹,吸收运动中产生的冲击力,在运动中提供保护和比较温和的脚感。
因此,如何选择中底的橡胶材料配方,对整双球鞋来说很重要,现在主要的中底材料有EVA、TPU、POE、EDPM等。
EVA发泡鞋材
在过去的20年有一种材料引发了制鞋业的革命,它就是EVA。通过发泡EVA可使得鞋底变得足够的轻,而且具备一定弹性的EVA树脂让鞋底具有适当的缓震功能。从此,大多数的休闲鞋和缓跑鞋都不约而同的采用EVA作为鞋底材料。
EVA发泡配方在制鞋行业内,一般说模内发泡是指将EVA造粒料放入发泡模具内,加以高温(160-180摄氏度)高压(150KG/平方厘米以上)让其发泡。此外,还有传统平板发泡和射出发泡。EVA发泡配方是由润滑剂(硬脂酸)、架桥剂(DCP)、发泡剂(AC系列)、发泡促进剂(氧化锌)、填充剂(碳酸钙) 配上EVA原料组成。为了改善EVA制品的物理性能,还会加入一定比列的橡胶(天然的,或人工的),工艺流程和不加橡胶的配方差不多。
TPU鞋材
除了EVA发泡鞋材,另一个重要的鞋底鞋材是TPU热塑性聚氨酯弹性体。TPU材料的吸震能力、耐用性较EVA强,但材质较EVA重,容易变黄。此外,它有以下三大优势:
1. 配方的可塑性很大,通过调整配方可以生产出从最软到最硬的制品;
2. 特别耐磨,耐磨性比最耐磨的天然橡胶还高2倍;
3. 它可以制成非常透明或任何色彩的制品。
因为之前TPU无法做成微孔发泡,主要用来做大底。通常的做法是用发泡EVA做中底,底部再贴上一层薄薄的TPU做大底,这样的鞋穿起来既轻又耐磨。但近几年巴斯夫推出的一种新型的发泡技术让TPU具备了全面挑战EVA在鞋材中应用的可能。这种发泡技术也就是业界所称的“爆米花”(E-TPU),它可以将鞋做得与EVA一样的轻,关键是具有非常棒的回弹性,也就是具备比EVA更好的缓震效果。
威达美发泡鞋材
威达美丙烯基弹性体由埃克森美孚化工采用专有的茂金属技术生产,具备独特的丙烯与乙烯的半结晶结构。与EVA、POE相比,这种材料可以在终端产品中提供更好的性能,例如防滑性、柔软度、柔韧性、压缩永久变形和收缩率。这些特性提供了卓越的性能使它成为可取代传统发泡材料的新型材料。
与EVA以及POE相比,威达美丙烯基弹性体发泡材料更轻、更柔软。它们具有更好的伸长率,并且更不容易发生永久变形。在低温下,这些发泡材料比EVA发泡材料更柔韧,有助于防止鞋底在寒冷的环境下开裂。由于其使用的添加剂比EVA少,因此异味极低,并且易于加工。此外,与EPDM相比,威达美丙烯基弹性体发泡材料具有更强的耐候性;而与EVA和POE相比,具备更好的防滑性。
OBC发泡鞋材
用陶氏INFUSE™烯烃嵌段共聚物(OBCs) 和ENGAGE™聚烯烃弹性体 POEs制成的中底使鞋更轻、具有卓越的回弹性、耐久性和柔软性,从而帮助您在运动鞋领域先人一步。INFUSE OBCs 更强的尺寸稳定性也让鞋底制造商 (OEMs) 有可能在降低生产成本的同时,制造出性能更持久的中底。INFUSE还可用于其它鞋类领域,包括:拖鞋、凉鞋、鞋垫等。
INFUSE与ENGAGE性能比较:
OBC熔点比POE高约30~70度 (高的使用温度);
OBC结晶温度约100度,比POE高约30~60度 (快速定型);
作为鞋材,跟嵌段共聚物SBC类似,拥有很好的回弹性,INFUSE™ OBC具与SBC相当的高拉伸弹性回复;
高拉伸性,低压缩永久形变、更好的柔软性、比POE高的耐磨性;
鞋材发泡行业中嵌段共聚物OBC相比无规共聚POE有什么优势?
1、由于是嵌段共聚物,OBC既有低结晶无定形部分提供优异的回弹性,又具有高结晶度部分控制收缩保持尺寸稳定;
2、OBC打破了传统的耐热和柔性的关系,在保持柔性的同时有较高的耐热性,使力学性能在特定的温度区间变化不大。
与传统的中底相比,应用INFUSE的中底在保持弹性不变的情况下,可以使运动鞋轻量化。做到轻量化的同时,杰出的抗压缩形变性能力保证了鞋的寿命。采用INFUSE的鞋子可以在穿了一天脱掉后,经过晚上的时间恢复原形,恢复程度近乎百分百。
弹性体市场
全球EVA产能分布
随着EVA树脂行业的发展,全球EVA树脂产能稳步增加,全球EVA产能主要集中在亚洲和北美地区。其中,EVA产能规模最大的国家和地区主要包括中国大陆、美国、中国台湾、韩国、日本等。中国大陆已经超越美国成为了全球最大的EVA树脂生产地区,产能达97.2万吨/年。
我国EVA供需情况
近年来,随着我国功能性棚膜、包装膜、鞋材、热熔胶等行业的蓬勃发展,对EVA树脂产品的需求量也不断增加。2012年,我国EVA树脂表观消费量约88万吨,2016年已增长到了约130万吨,预计2017年将增长至140万吨以上。2012年至2017年,我国EVA树脂表观消费量年均增速达到了10%以上。
2008年以前,我国EVA树脂的第一大应用领域是发泡制品,主要发泡鞋材,消费量约占据总消费量的60%以上。2010年,EVA树脂在发泡制品领域消费量所占比例下降到约51%左右,2015年进一步下降到约45%。太阳能封装材料、电线电缆、热熔胶等新兴领域处于蓬勃发展阶段,消费占比迅速上升。伴随着EVA消费领域热点的变化,我国EVA树脂的消费结构也发生了较大变化。
全球TPU产能分布
亚太地区是全球最大的 TPU 生产和消费区域,2012 年亚太地区 TPU 制品产量达到 24.93万吨,占全球产量的 58%,EMEA(欧洲、中东、非洲)和美洲的产量分别占全球产量的25%和 17%。
我国TPU供需情况
中国地区依然是亚洲最大的制鞋基地,2016-2017年运动鞋在中国地区发展起势,对TPU消耗量也有增加,TPU材料与EVA、橡胶等材料中的竞争也日趋激烈。
薄膜行业17年增速有所回落,但增速依旧超过10%。TPU薄膜的行业渗透率也极高,在食品、医疗、汽车、农业中均有涉及,业内人士也对TPU薄膜行业更为看好。
线缆行业中TPU消耗虽占比不大,但TPU材料更好的环保回收性能也更好的被行业接受。现在线缆行业中TPU材料多数被大型外资企业垄断。
TPU 3D打印耗材早就不是梦想,行业内已有几家生产商可以生产该材料,TPU的高强度、高硬度、硬度范围广等优质性能将在未来更好的服务于3D行业。
鞋材行业TPU消耗量
鞋材市场虽然向东南亚国家转移,但中国地区依然是亚洲最大的制鞋基地,多数高端制鞋供应仍在中国地区生产。同时,TPU材料在鞋制造业中的消耗量也在逐步递增,不断占领其他橡胶的市场份额。
E-TPU在2017年中加速发展,在鞋材行业已经有很大的应用,未来发展趋势也被生产商看好,在巴斯夫之后,国内几家生产商也进入该行业中,其较大的发展空间和利润空间,或将在不久的将来为鞋材行业带来一场革命。
全球POE产能分布
世界POE的生产始于20世纪90年代初期,目前全球POE总能力已超过100万吨,生产厂家主要有陶氏化学、埃克森美孚、三井化学、韩国LG化学、韩国SK和沙特Sabic。
陶氏化学在美国、西班牙、泰国、沙特均有生产装置,POE总产能近60万吨。
埃克森美孚在美国建设了POE弹性体生产装置,产能为17万吨。
日本三井化学05年在新加坡投产10万吨POE装置,2010年又投产了第二套10万吨装置,总产能达到20万吨。
韩国LG公司在韩国丽水建有1.0万吨POE装置,商品名为LUCENE。韩国SK和沙特Sabic共用同一装置产能近10吨。
POE消费情况
TPO复合物约占总消费量的51%,聚合物改性约占29%,电线电缆约占10%,其他约占10%。美国、西欧是主要消费区,中国处于快速增长阶段。
在全球范围内,POE已经替代了70%的三元乙丙胶(EPDM)用于制造TPO,但有些TPO制品仍需使用EPDM以达到弹性标准。目前聚合物改性是POE全球增长最快的应用领域,并具有更长期的潜在市场。
其他增长市场包括电线电缆(替代PVC和较小程度地替代EPDM),非汽车应用的TPO(如屋顶材料和其他工业应用)等。
行业周期
季节性周期
鞋材行业属于季节性生产行业,一般夏季6、7、8月是发泡鞋材的淡季。而第一季度和第四季度是旺季。淡旺两季销量差别高达几倍。
环保因素
制鞋行业环保基础差,此前并没有国家统一的环保标准,而各地制鞋环保标准不一。多数企业并没有履行环保要求。2019年开始国家将对制鞋行业实行新标准。主要有以下方面:更严的大气污染物排放标准、实行排污许可证制度、要求增加环保税、不断开展的环保督查。
日益趋严的环保要求,挑战与机遇并存。这需要企业及行业积极创新求变,要对标新的技术规范和标准要求,企业要加强技术储备,变被动为主动,及时对标研究,及时整改。
库存周期
运动鞋行业从2008年北京奥运后,安踏、特步、匹克等运动品牌开始疯狂的产能投资。2011年安踏宣布开始万店计划,其他品牌竞相跟风,结果2012年,中国所有运动品牌集体爆仓,导致运动鞋行业的超级库存危机。
很快,这些品牌就被迫启动了“清库存模式”,市场开始自发去产能,出清了部分中低端产能。直至2017年底,特步宣布回购2015年前的渠道库存才算正式结束这次库存危机。
随着市场自发去产能加供给侧改革和环保督察,2016-2018运动鞋行业产能周期触底。而随着产能出清、企业利润改善、资产负债表修复、出口复苏叠加消费升级,预计2019年运动鞋行业会迎来新一轮产能周期。
产业链
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