鞋-聚氨酯連幫鞋及鞋底生產(chǎn)技術問題

聚氨酯連幫鞋及鞋底生產(chǎn)技術問題

一、什么是聚氨酯？

是聚氨基甲酸酯的簡稱，是在高分子主鏈上含有許多重復的氨基團的高分子化合物，由異氰酸酯與多元醇化合物通過化學反應而成。

二、什么是\o"鞋底"鞋底用聚氨酯？

鞋底用聚氨酯是介于橡膠與塑料之間的微孔彈性體，是含開孔的微孔彈性結(jié)構(gòu)，泡孔直徑0.01~0.1mm，自由\o"發(fā)泡"發(fā)泡密度0.25~0.35，（成型密度0.3~1），通常有1~2mm自結(jié)皮，具有優(yōu)越的回彈性和很大的能量吸收能力。

三、為什么說聚氨酯是制造鞋底的理想材料？

1、聚氨酯鞋底具有輕柔、保暖、耐油、耐曲撓、耐磨等特點，比橡膠耐磨6倍以上，可按使用要求在很寬范圍調(diào)節(jié)它的密度與硬度，可制成雙色（雙密度）的雙層鞋底，下底為微發(fā)泡的高耐磨工作表面，內(nèi)底為穿著舒適的彈性泡沫。

2、極輕，比重僅0.3~0.8，比常用的鞋底材料輕很多，對要求耐沖擊、防穿孔的厚底鞋更合適，全世界安全防護鞋（\o"勞保鞋"勞保鞋）中15%采用聚氨酯（PU）鞋底。

3、模具要求較低，制作方便投資節(jié)?。òl(fā)泡時對模具壓力較小，僅0.14~0.2Mpa）。

4、成型方法簡單可靠，既可生產(chǎn)鞋底亦可生產(chǎn)連幫鞋，（PU底和各種\o"面料"面料的粘接力特強）品種及產(chǎn)量變化靈活，適合于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)。

四、生產(chǎn)工藝流程怎樣？

A、B組份原料在原料預熱烘箱中完全熔化，按要求在A料中加入C料（催化劑）及色漿，分別加入鞋底成型機的原液罐中，按配方要求及澆注量分別調(diào)節(jié)好兩個組份（A1與A2及B）的計量泵轉(zhuǎn)速，兩組原液在混合裝置中經(jīng)高速攪拌混合均勻而發(fā)生化學反應，將混合料澆注在鞋模中（由鞋模型腔大小來調(diào)節(jié)電腦程控器所設定的澆注時間），加蓋后鞋模送到環(huán)形生產(chǎn)線烘道使之加熱熟化（生產(chǎn)雙色鞋底須固化后再澆第二次），固化后的\o"pu鞋底"pu鞋底經(jīng)脫模、修邊、整理和檢驗即為成品，鞋模噴\o"脫模劑"脫模劑后再送去澆注，整個生產(chǎn)周期可按原液的熟化要求來調(diào)節(jié)生產(chǎn)線的速度。

五、生產(chǎn)PU鞋底（連幫鞋）要準備什么條件？

1、生產(chǎn)場地：寬8m，長20m，約160m2，相應的原料、半成品及成品倉庫，由于設備較輕，占地面積較大，故可安放在樓上（為了安裝及移動方便，設備無地腳螺釘）。若生產(chǎn)PU鞋底應有噴漆場所；若生產(chǎn)連幫鞋，則應增加縫制鞋幫及定型的設備與場所。

2、材料：原料應常備0.5~1噸左右，A料每桶18kg，B料每桶20kg，C料雖用量很少，因不易變質(zhì)，可準備10kg左右。另需準備脫模劑50kg，清洗劑（二氯甲烷）一大桶及色漿若干。

3、電量約50kw左右，若生產(chǎn)線烘箱不用電加熱，則需電量約20kw左右。

4、空氣壓縮機壹套（輸氣量0.6m3/min，氣壓0.6~0.8MPa，功率5.5kw）作主機氣源及噴脫模劑之用。

六、成套的生產(chǎn)PU鞋底（連幫鞋）設備（20型）包括哪些部份？

1、原液預熱烘箱（F36型）

可預熱36小桶（18~20kg）原料，前后開門以便于按時配料，加熱溫度恒溫自控，設有\(zhòng)o"熱風"熱風循環(huán)裝置（外形尺寸：1250×1300×1800）。

2、矩形生產(chǎn)線（HT60型）

設有60個臺車，烘道長10m，（加熱溫度自動控制）模具運行線速度無級可調(diào)。（外形尺寸：16200×1860×1300）。

3、雙色精密鞋底成型機（PU30F-X）

可生產(chǎn)雙色（雙密度）鞋底（連幫鞋），是保證制品的高正品率和設備低故障率的關鍵。a、料罐：兩組三罐（A1、A2和B），慢速攪拌與加熱夾套的不銹鋼料罐（加外保溫層）使A、B原液保持恒溫穩(wěn)壓。

b、計量裝置：是決定次品或廢品的關鍵：混合比超過原料的配方要求可能產(chǎn)生廢品；總澆注量誤差過大可能造成次品。A、B兩組分別由過濾器、低速高精度計量泵、調(diào)速電機、系統(tǒng)壓力測定（壓力表）、流量測定與調(diào)節(jié)（轉(zhuǎn)速表）等組成。c、混合裝置：是低壓發(fā)泡機的關鍵部件，其要求是：使A、B原液在極短時間內(nèi)混合均勻；保證在混合過程中混合比始終不變，不產(chǎn)生初噴差與終噴差；系統(tǒng)不漏氣、不漏料；攪拌軸端密封可靠、不倒料；清洗可靠、穩(wěn)定方便?！盎亓鳌薄皾沧ⅰ辈捎棉D(zhuǎn)軸式變換，清洗液從出料孔中同步進行，永不堵塞，因轉(zhuǎn)軸與伐體采用高精度無密封件配合，既轉(zhuǎn)動自如，又不漏料，故使用壽命特長，維修簡單。由三位氣缸控制A1、A2和B料的回流或澆注及清洗。因澆注或回流時，清洗處在關閉狀態(tài)，可保證不漏液、不倒料。

d、控制及電器：溫度、壓力、流量（計量泵轉(zhuǎn)速）均選用高精度數(shù)字儀表，電器元件采用出口型西門子系列，精確可靠、性能穩(wěn)定。新型的電腦程控器控制澆注量：可設定99種不同模具的澆注量，自動控制液洗和氣沖，可大大節(jié)省清洗劑用量。

七、為什么聚氨酯鞋底（連幫鞋）近幾年國內(nèi)才能大力發(fā)展？

1、認識問題：聚氨酯是新穎材料，近年國外進口的中、高檔鞋都用聚氨酯材料，生活實踐中亦證明了它的卓越性能，才使大家認識到生產(chǎn)中、高檔鞋應采用聚氨酯（PU）材料。

2、原料問題：以前國內(nèi)僅煙臺可\o"供應"供應聚氨酯鞋底原液，價貴且供不應求，現(xiàn)因開放改革及市場經(jīng)濟的促進，國內(nèi)已有很多家供PU鞋底原液，質(zhì)量完全過關，售價比以前大為下降，溫州華豐公司日產(chǎn)量即超過二百噸。

3、設備問題：進口設備價格昂貴，結(jié)構(gòu)復雜，操作及維修要求較高。國產(chǎn)設備經(jīng)過近十年的不斷創(chuàng)新與改進，已達到了生產(chǎn)結(jié)構(gòu)先進，投資很少；可保證長期穩(wěn)定生產(chǎn)。

八、保證聚氨酯鞋底正品率有哪些因素：

1、合格的原料；

2、合適的設備；

3、合理的模具；

4、正確的操作。

九、什么是合格的聚氨酯鞋底原料？

為了保證制品的正品率，得到圓滿的化學反應，要求兩個組份粘度要相近（亦可由料溫來調(diào)節(jié)）混合比接近1∶1。這樣容易達到精確計量及混合均勻。為了達到以上要求，目前國內(nèi)外PU鞋底原液都采用半預聚體工藝：A組份為聚酯多元醇、發(fā)泡劑、擴鏈劑、勻泡劑及催化劑（作為C組，在使用時加入A組份）等的混合物；B組份由部份聚酯多元醇和異氰酸酯先反應（預聚），控制異氰酸根，以求在反應發(fā)泡時速度較易控制。

高質(zhì)量的PU鞋底的主要性能指標：

撕裂強度≥3.5Mpa磨耗≤300毫克

屈撓疲勞:30萬次裂痕脆化溫度:-25℃

十、什么是合適的設備?

結(jié)構(gòu)先進、性能穩(wěn)定，計量精確、混合均勻；控制靈敏、清洗可靠；操作簡單、維修方便；品種變化靈活、產(chǎn)量可大可小。

十一、什么是合理的模具？

１、尺寸：鞋底成型后基本上無收縮，加工模具時可不放余量。

２、強度：發(fā)泡壓力不大，模具強度可按０.4Mpa計算。

３、花紋：不能太深，要求圓角過渡不能有銳角，不得與鞋底折彎方向一致，要求便于排氣。

４、結(jié)構(gòu)：一般應采用開模澆注，合模面或幾層模板的組合面要考慮排氣順暢而基本不漏料，鎖模迅速。

十二、什么是正確的操作？

根據(jù)原料及模具，在深入了解設備性能和結(jié)構(gòu)的基礎上，參照操作說明書要求，制訂出相應的工藝條件和操作規(guī)程。當原料、模具、原液壓力、料溫及混合比變化時能熟練調(diào)整，出現(xiàn)不正?，F(xiàn)象能正確分析與及時處理。

十三、鞋底成型主機為什么有二罐機？三罐機和四罐機？

因為聚氨酯鞋底是兩組原液通過化學反應而成的，為了生產(chǎn)兩種顏色（或密度）的鞋底（連幫鞋）就要求有兩種不同顏色（不同成份）的A料（A1或A2）與B料反應而成，就需要A1與A2等兩套料罐、計量泵和能變換雙色的混合裝置，這就是三罐機。同理生產(chǎn)三種顏色（或密度）的鞋底（連幫鞋）就需三套A組份，就稱為四罐機。目前以三罐機最實用，因A組份增多而混合裝置僅只一個，每增加一個A組份即要增加兩條料管（進料管與回流管），則使機構(gòu)復雜、操作不便、維修困難，故目前只能生產(chǎn)出三個A組份的四罐，再增加組份就不實用了。

十四、為什么要求較高的聚氨酯設備都采用“回流——澆注”流程，而不采用“直通”流程？

“直通”流程：由料罐經(jīng)過過濾后的A、B原液分別由計量泵按配方要求輸入混合裝置，混合均勻即可澆注。其優(yōu)點是流程簡單、不需要回流管，常用于要求不高的場合，如聚氨酯硬泡噴涂。

“全回流——澆注”流程：由A、B計量泵輸至混合裝置中，由同步切換開關控制，澆注時使A、B料全量進入混合腔，在高速攪拌的混合頭作用下混合均勻后即可澆注；若停止?jié)沧t切斷A、B料進入混合腔，而全部回流到原來料罐。通過調(diào)節(jié)進料壓力與回流電壓力，可使?jié)沧r保持恒定的混合比，不會造成剛開始混合或混合結(jié)束時混合比（瞬間配比）變化，而產(chǎn)生次、廢品，可大大提高制品的正品率。

十五、雙色精密鞋底成型機（PU30F-X）有何特點？

1、料罐結(jié)構(gòu)先進：目前都使用聚酯型聚氨酯鞋底原料，常溫下為半固體，必須要加熱熔化后才能正常使用，故原液在料罐中應保持在40~50℃，大大高于室內(nèi)溫度，在不銹鋼內(nèi)膽與加熱夾套外面增加了保溫絕熱層，起恒溫節(jié)能作用。罐蓋經(jīng)機床加工，提高了攪拌裝置的同心度，改短了攪拌軸，保證了攪拌平穩(wěn)與軸封密封可靠，以防停機時水氣侵入使原液變質(zhì)。

2、提高了計量泵的精度：選用低速超精密計量泵，（轉(zhuǎn)速30~130轉(zhuǎn)/分、耐壓10Mpa、耐溫300℃），由于泵的轉(zhuǎn)速愈低，其內(nèi)泄漏就愈大，要達到要求的計量精度（誤差＜±0.5%）就要求泵的加工精度很高，超精密計量泵由高級合金鋼在恒溫條件下精密加工而成，所以當原液的壓力、溫度或粘度波動時，兩組份的計量及混合比極小變動，就可使制品正品率大為提高，且因轉(zhuǎn)速較慢，可延長泵的使用壽命，改善泵的密封及潤滑條件。

3、混合裝置結(jié)構(gòu)緊湊、功能完善、簡單實用、維護簡便，由三位氣缸及轉(zhuǎn)軸式開關來切換“澆注”、回流與清洗及瞬間切換不同顏色，性能可靠、工作穩(wěn)定，采用特殊的密封元件可防止攪拌軸端倒料。采用經(jīng)過不斷改進又長期實踐的新型混合頭高速攪拌，達到混合均勻，廢料最省。

4、控制靈敏、使用方便：料溫數(shù)顯自控，原液壓力及計量泵轉(zhuǎn)速數(shù)字顯示，采用新型的進口原件電腦程控器，可控制99種澆注量及自動清洗。

十六、各種聚氨酯鞋底主機情況如何？

1、進口機與國產(chǎn)機比較：

進口機性能較佳，結(jié)構(gòu)復雜、售價較高、對操作人員的要求亦較高。國產(chǎn)機經(jīng)過近十年的改進基本上達到了經(jīng)濟實用的要求。

2、幾種溫產(chǎn)機的比較：

幾年來溫州生產(chǎn)的PU鞋底機產(chǎn)量占全國90%以上，性能基本相似，主要都由料罐、計量混合及控制等四部份組成，以仿制者居多，創(chuàng)新者較少?，F(xiàn)比較如下：

（1）料罐：

a、外保溫層：大部分廠家為制造方便，省工省料在料罐的加熱夾套外面不加保溫層，造成能源浪費，迫用戶自己要加上保溫層。

b、液面及罐內(nèi)觀察：大部分廠家在料罐側(cè)面設有視鏡或玻璃板液面計，以了解液面及罐內(nèi)情況，但聚氨酯原液會粘接和結(jié)皮，生產(chǎn)一段時間后玻璃不透明了就造成使用不便，較理想的辦法是蓋上設燈鏡與視鏡，使罐內(nèi)情況及液面看清楚。

c、罐蓋采用凸蓋或平蓋；聚氨酯生產(chǎn)的早期，因原料的粘度較高，必須要往罐內(nèi)加氮氣才能保證計量泵的正常供料，當時的料罐為受壓容器，故必須設計成凸蓋。現(xiàn)在因原料粘度降低及生產(chǎn)工藝的改進（可由升高料溫來降低粘度），故目前生產(chǎn)時料罐可與大氣相通，僅要求停車時密封性能較佳，不使大氣中水分進入罐內(nèi)使原液變質(zhì)，現(xiàn)用的料罐為常壓容器，可采用平蓋（目前國內(nèi)外較先進設備亦采用平蓋），其優(yōu)點是可將攪拌的軸封裝置，焊后整體上機床加工，提高了同心度、保證了密封性，且攪拌軸改短后其運轉(zhuǎn)更平穩(wěn)。

d、料罐加熱夾套內(nèi)導熱油循環(huán)：采用油泵強制循環(huán)或采用自然循環(huán)，其目的都是使料溫誤差較小，加熱平穩(wěn)。早期的進口或國產(chǎn)設備都曾采用加熱油循環(huán)系統(tǒng)，設了油箱、油泵、熱交換器及制冷機。而生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)復雜后以致故障大大提高，且對調(diào)溫精度提高并不顯著，因生產(chǎn)工藝及原料的改進，對料±1℃即能滿足要求，故應采用簡單實用的方法，以保證正常生產(chǎn)。

（2）計量部份：各廠流程大同小異，計量泵選用各不相同。

①、計量泵：

a、高速計量泵，常用BB-B型擺線齒輪油泵，轉(zhuǎn)速為200~1000轉(zhuǎn)/分或130~660轉(zhuǎn)/分，這種泵精度較低，價格便宜，靠提高轉(zhuǎn)速來減少泵內(nèi)泄漏，只能達到較低的計量精度，當原液的溫度、壓力或粘度波動時，對計量影響較大，可能影響混合比而造成次品或廢品。

b、中速計量泵：比高速泵精度大為提高，轉(zhuǎn)速為60~300轉(zhuǎn)/分，計量精度亦有所提高。

c、低速計量泵：轉(zhuǎn)速為30~130轉(zhuǎn)/分或40~200轉(zhuǎn)/分，由于轉(zhuǎn)速較低，為減少泵的內(nèi)泄漏量，必須要提高材質(zhì)及加工精度（用高級合金鋼在恒溫車間加工而成），實踐證明對提高制品的正品率有利?？裳娱L使用壽命，改善軸密封。

②、傳動裝置：都選用MB系列行星摩擦式機械無級變速機，對低速泵需再加一級齒輪傳動，由于計量泵不需經(jīng)常調(diào)速，一般都采用手動調(diào)速，如為用戶需要亦可配置閉環(huán)控制的電動調(diào)速。

③、轉(zhuǎn)速表（數(shù)碼顯示測速儀）各廠基本相同。

（3）混合裝置：型式：目前國內(nèi)外主要有三種型式：

a、高壓沖撞式：利用高壓高速液流沖撞混合，由推桿刮凈混合腔，不需清洗劑，只能用于澆注量較大的聚氨酯設備，尚不能在\o"鞋機"鞋機上應用。

b、高速螺桿式：由高速（15000轉(zhuǎn)/分）鋸齒形螺栓使A、B原液混合，推動高速錐形螺桿刮凈混合腔，不需清洗劑，目前進口連幫機普遍采用，對材料、熱處理及加工精度要求極高。國內(nèi)雖已仿制，但性能無法達到，尚不能長期穩(wěn)定生產(chǎn)。

c、低壓攪拌型：來自計量泵的A、B兩組原液經(jīng)過切換伐及節(jié)流片進入混合腔，在混合頭的高速攪拌下，使其混合均勻后在出料口排出。主要有下列部分組成：

ⅰ、切換伐：變換澆注、回流或清洗狀態(tài)。

（a）、轉(zhuǎn)軸式：目前溫州各廠較多采用，結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、要求制造精度較高、清洗劑由出料孔同步清洗、不易堵塞、由三位氣缸控制它的不同狀態(tài)。

（b）、針伐式：仿制德國連幫鞋機，結(jié)構(gòu)稍復雜，對操作要求稍高。

ⅱ、節(jié)流片或節(jié)流螺釘：以其鉆孔大小來調(diào)節(jié)澆注壓力與回流壓力平衡，以消除初噴差與終噴差，使A、B原液均以高速射入混合腔，為均勻混合創(chuàng)造條件。各廠大同小異。

ⅲ、混合頭：各廠均采用低炭鋼制葉片式，只是長短各不相同。

（4）控制及電器部分，各廠均大同小異，各有其優(yōu)。

總之：以結(jié)構(gòu)簡單、方便實用之宜。

十七、對清洗劑有那些要求？

1、能溶解聚氨酯。

2、能揮發(fā)（清洗后表面不殘留）。

3、對人體無毒，對環(huán)境不污染。

4、不易燃，以前曾以丙酮作清洗劑，因易燃而發(fā)生多次火災。

5、對氟橡膠不太腐蝕，（以防破壞密封件）。

十八、如何防止斷底？

1、原料方面原因：國內(nèi)或國外都因聚氨酯原料不佳，大批量的斷底造成退貨。不但賠底還要賠鞋，而造成幾百萬元的損失，八十年代上海曾因斷底而禁止采用聚氨酯鞋底。經(jīng)過這些年的不斷改進與實踐，目前國產(chǎn)原料技術已完全過關，因原料而產(chǎn)生的斷底事件已很少發(fā)生。如原料選用不對，硬度過硬，使用氣溫過低等。若原液的可調(diào)范圍太寬或太窄，不易找到中心配方（最佳配方）亦易斷底。

2、模具方面原因：如銳角或沿折彎方向花紋過深等。

3、設備或操作方面原因：