دستگاه تزریق زیره کفش

صنعت کفش و تولید زیره کفش یک بازار بزرگ و متنوعی در دنیا به شمار می‌آید. زیره کفش از جنس فوم پلی یورتان تولیدی در دستگاه تزریق فوم مصارف گوناگونی در صنعت کفش دارد، از پوتین کار گرفته تا کفش اسکی، کفش ورزشی، کفش ایمنی و کفش پاشنه‌بلند را می‌توان با فوم پلی یورتان تولید کرد. در تولید هرکدام از این زیره های از جنس فوم پلی یورتان فرمولاسیون و سیستم خاصی از مواد پلی یورتان موردنیاز است. صنعت کفش در تولید محصولاتی با عملکرد بهتر درزمینهٔ مقاومت حرارتی، مقاومت سایشی و ظاهری زیبا روزبه‌روز درحال‌توسعه است. مسلماً یکی از بخش‌های موردتوجه و در حال رشد، تولید کفش با دانسیته پایین و سبک‌وزن است. همچنین پیشرفت‌های مهمی در تولید زیره کفش تی پی یو ( TPU) با داشتن ویژگی کشسانی مناسب صورت پذیرفته است.
در مقایسه با تمام مواد پلیمری، فوم پلی یورتان  فقط در حدود ۶ درصد از کل مواد مورداستفاده در تولید زیره کفش را شامل می‌شود. به‌عنوان‌مثال، در سال ۲۰۱۱ مقدار ۵۰۰ میلیون کیلوگرم مواد پلی یورتان در تولید زیره کفش مصرف شد درحالی‌که موادی مانند پی‌وی‌سی ( PVC) حدود ۲۵۰۰ میلیون کیلوگرم، لاستیک طبیعی حدود ۲۰۰۰ کیلوگرم، زیره استایرن- بوتادین ( SBS) که به زیره لاستیک ترموپلاستیک ( TPR) هم معروف است حدود ۱۰۰۰ میلیون کیلوگرم و اتیلن وینیل استات ( EVA) در حدود ۷۵۰ میلیون کیلوگرم بوده است. همچنین میزان مصرف زیره چرمی در سال ۲۰۱۱ معادل با ۵۰۰ میلیون کیلوگرم یعنی برابر با میزان مصرف زیره از جنس پلی یورتان بوده است. زیره از جنس پلی یورتان به دلیل داشتن انعطاف بالا در دماهای پایین و در سرما، مقاومت ساییدگی و دوام بالا و همچنین قابلیت تولید زیره با دانسیته ها و وزن‌های متنوع موردتوجه تولیدکنندگان صنعت کفش قرار گرفته است.
زیره کفش از جنس فوم پلی یورتان تولیدی در دستگاه تزریق فوم به دو دسته پلی یورتان ترموست که به روش تزریق قالبی تولید می‌شود و زیره ترموپلاستیک پلی یورتان ( TPU) تقسیم‌بندی می‌شود. سهم مصرف زیره ترموست همان‌طور که از شکل ۲ مشخص است چهار برابر زیره کفش از جنس فوم پلی یورتان ترموپلاستیک می‌باشد.
مواد پلی یورتان ترموست که در صنعت کفش مورداستفاده قرار می‌گیرد معمولاً از سیستم‌های پلی یورتان از پیش فرموله شده برای تولید یک محصول خاص با سختی، دانسیته و دوام مشخص تهیه می‌شود.
سهم مصرف مواد پلی یورتان ترموست و ترموپلاستیک در زیره کفش از جنس فوم پلی یورتان تولیدی در دستگاه تزریق فوم

بسیاری از تولیدکنندگان زیره کفش با سیستمی با نام شبه پرپلیمر  شروع به کار کرده‌اند. یک شبه پری پلیمر اصولاً یک پری پلیمر است که ایزوسیانات اضافی دارد و دارای NCO بین ۱۲-۲۸ می‌باشد. درواقع این ترکیب از دوجزئی به تک جزئی تغییر کرده است. پلی ال پلی استری مسلماً انتخاب اول در تولید زیره کفش ( در مقایسه با پلی ال پلی اتری ) می‌باشد.  علی رقم اینکه اطلاعات کافی راجع به سهم مصرف زیره  پی یو پلی استری در مقایسه با پلی اتری  در صنعت کفش وجود ندارد اما بدون تردید سیستم زیره کفش از جنس فوم پلی استری بیش از ۸۰ درصد حجم تولید زیره کفش را به خود اختصاص داده است و به‌احتمال‌زیاد با معرفی سیستم‌های جدید تولید زیره کفش، سیستم پلی اتری سهم خود را از بازار افزایش خواهد داد. استفاده از سیستم زیره کفش پلی اتری همچنین با افزایش تمایل تولیدکنندگان کفش به ترکیب نمودن پلی ال پلی استری با پلی اتری رشد خواهد نمود.

در تولید زیره کفش از جنس فوم پلی یورتان تولیدی در دستگاه تزریق فوم ، دو جزء مواد اولیه پلی یورتان ( پلی ال و ایزوسیانات ) از مخزن یا تانک نگهداری توسط پمپ به سر هد دستگاه منتقل شده و توسط یک سیستم اختلاط پرسرعت با دور بالا ( ۶۰۰۰ تا ۲۰۰۰۰ دور بر دقیقه ) باهم ترکیب می‌شوند. سپس ترکیب فوم پلی یورتان برای زیره کفش از جنس فوم پلی یورتان تولیدی در دستگاه تزریق فوم اختلاط یافته به داخل قالب تزریق می‌شود تا زیره کفش با شکل و اندازه مورد دلخواه تولید شود. محفظه اختلاط مواد ممکن است شامل ورودی‌های مختلفی ازجمله پلی ال ، ایزوسیانات، خمیر رنگ، گاز عامل پف زا، به‌منظور دستیابی به کیفیت مطلوب باشد.

تا همین اواخر، کفش‌های تولیدی با مواد TPU، به تولید تزریق قالبی مواد نسبتاً سخت مانند کفش اسکی محدود می‌شد. این موضوع به این دلیل بود که تولید زیره TPU نرم به‌صورت گرانولی امکان‌پذیر نبود. حداقل مقدار سختی که به‌طور مرسوم از زیره کفش TPU حاصل می‌شد معادل با ۷۰ A بوده است که به‌عنوان زیره کفش به‌اندازه کافی نرم و منعطف نیست. به‌منظور دستیابی به زیره کفش با راحتی و کشش کافی بر روی یک سطح صاف، سختی زیره کفش می‌بایست عددی بین ۴۵ A تا ۶۵ A باشد. با رشد تکنولوژی  دستیابی به فرمولاسیون جدید در مواد TPU، این محدودیت‌ها به‌مرور برداشته شد و مواد TPU در محصولات متنوعی از زیره کفش مورداستفاده قرار گرفت.  در برخی موارد، به‌منظور اجتناب از تخریب مواد TPU در اثر حرارت، تولیدکنندگان زیره کفش اصولاً مواد مذاب TPU را به داخل قالب ریخته‌گری استانداردی می‌ریزند به‌جای اینکه آن را تا دمای بالایی برای رسیدن به ویسکوزیته به‌اندازه کافی پایین و تزریق حرارت دهند.