فوم زیره کفش پلی یورتان

کفش خوب کفشی است که راحت و با دوام بوده و همچنین قیمت آن مقرون به صرفه باشد. از مهمترین قسمت های یک کفش که تأثیر بسزایی در ایجاد حس راحتی دارد زیره کفش است.

در طول سالیان مختلف مواد گوناگونی از چرم گرفته تا مواد پلیمری به عنوان زیره‌ی کفش استفاده شده است. اما صنعت کفش همواره در جستجوی یافتن جایگزینی برای مواد معمول زیره‌ی کفش با یک گزینه‌ی مقاوم و پایدار برای انواع کفش‌ها، کتونی‌ها و صندل ها بوده است. با کشف ماده‌ای جذاب به نام پلی یورتان، تولید کنندگان امید جدیدی یافتند. در حقیقت از زمان ظهور پلی یورتان، استفاده از آن در صنعت کفش محبوبیت پیدا کرده است. حال باید دید که چه ویژگی ای تا این حد موجب شهرت پلی یورتان شده و تولید کنندگان را مجاب کرده است که این ماده را به عنوان زیره برای انواع مختلف کفش‌ها انتخاب کنند.

بازار فعلی زیره‌ی کفش پلی یورتان حدود 4.5 میلیارد دلار را به خود اختصاص داده است و پیش بینی می‌شود که در سال 2024 این رقم تا حدود 5.9 میلیارد دلار رشد کند. تحقیقات نشان می‌دهد که بازارهای آسیا و اقیانوسیه بزرگترین بازارهای زیره پلی یورتان هستند و دلایل قابل توجیهی نیز دارد که در ادامه‌ی مقاله به آنها اشاره خواهد شد.

مزایای  فوم زیره کفش پلی یورتان

ویژگی‌های منحصر بفرد پلی یورتان به نفع هر دوی تولیدکنندگان کفش و مصرف کنندگان آن است.

• سبک وزن: افراد معمولا تمایلی به استفاده از کفش‌های با وزن سنگین ندارند. بنابراین، یک ماده مطلوب مانند پلی یورتان اغلب به عنوان اولین گزینه انتخاب کفش سبک وزن در نظر گرفته می‌شود.
• زیره پلی یورتان دارای دانسیته‌ی کمتری نسبت به سایر انواع زیره‌ها است و همراه با بافتی نرم و خاصیت ارتجاعی بالایی می‌باشد که منجر به حس راحتی پا می‌گردد.
• مقاومت در برابر مواد شیمیایی: پلی یورتان به دلیل داشتن خصوصیاتی از جمله مقاومت، دوام بالا و بی اثری در برابر بسیاری از مواد شیمیایی شناخته شده است. بنابراین تولیدکنندگان کفش، زیره‌ی کفش پلی یورتان را به اندازه کافی مناسب می‌دانند که از آن در تولید کفش‌های ایمنی با کیفیت بالا برای صنایع مختلف استفاده کنند.
• جذب شوک: برای کاربردهایی که مصرف کننده نیاز به ایستادن، دویدن و یا راه رفتن طولانی دارد، کفش باید بتواند شوک‌های وارده را به خوبی جذب کند. بنابراین، پلی یورتان به عنوان مناسب ترین گزینه برای چنین هدفی عمل می‌کند.
• از دیگر مزایای زیره کفش پلی یورتان خاصیت ضد آبی و ضد لغزشی آن است که برای استفاده در هوای بارانی بسیار مناسب است.
• زیره‌ی کفش پلی یورتان نه تنها مقاومت زیادی در برابر سایش و پارگی ایجاد می‌کند بلکه دارای مقاومت خمشی خوب و سختی بالا نیز می‌باشد.
• زیره کفش پلی یورتان دارای خواص مکانیکی عالی، دوام و طول عمر بالا است.
• تمامی عوامل ذکر شده موجب می‌شود که بتوان از کفش‌های با زیره پلی یورتان به مدت طولانی استفاده کرد و این مسئله منجر به کاهش بسزایی در اثرات مخرب زیست محیطی می‌گردد.

فوم زیره کفش پلی یورتان چگونه تولید می شود؟

پلی یورتان از طریق واکنش یک پیش پلیمر ایزوسیانات مانند متیلن دی فنیل ایزوسیانات(MDI) و یا تولوئن دی ایزوسیانات (TDI) به همراه یک جز پلی ال (پلی اتر و یا پلی استر) در حضور گرما و یک کاتالیزور آلی فلزی تولید می‌شود. پلی یورتان مایع تولید شده از واکنش را می‌توان با استفاده از روش تزریق یا ریختن در قالب‌های مخصوص به شکل مورد نظر تبدیل کرد. با تغییر در فاکتورهای متنوع مانند انواع اجزای کلیدی یا افزودنی و محتوای آنها‌، می‌توان چگالی و سختی پلی یورتان را تغییر داده و ماده‌ای با ویژگی‌های متنوع تولید کرد.

به طور کلی زیره‌ی کفش پی یو یا از طریق یک فرآیند تزریق مستقیم (Direct Injection Process-DIP) یا با ریختن (pouring) تولید می‌شود.

تزریق مستقیم پلی یورتان

در فرآیند تزریق مستقیم، PU مایع از طریق اکستروژن به داخل یک قالب بسته سوق داده شده و یک زیره خارجی در اطراف کفش ایجاد می‌کند. این امر پیوند بسیار محکمی بین زیره و کفش ایجاد می‌کند. به دلیل فشار زیاد اکستروژن، پلی یورتان ساختار دانه‌ای خوبی پیدا کرده و خواص فیزیکی مطلوبی به دست می‌آورد.

ریختن پلی یورتان

برای ترکیب کردن پلی ال، ایزوسیانات، عامل فوم زا و سایر اجزا در غلظت و قوام مناسب و تولید پلی یورتان با خواص مطلوب، مواد در قالب باز آلومینیوم ریخته شده و از طریق یک هد مخلوط می‌شوند. سپس قالب‌ها بسته شده و گرم می‌شوند تا PU  حاصل شود. سپس خنک شده و قالب باز می‌شود تا پلی یورتان تولیدی خارج شود.

در این فرایند از ماشین آلات ویژه‌ای برای ریختن استفاده می‌شود که دو گزینه‌ی معمول آن شامل دستگاه روتاری و دستگاه banana است. دستگاه روتاری یا دستگاه نگهدارنده قالب از نوار نقاله ساخته شده که در آن هد مخلوط ثابت است و نگهدارنده قالب حرکت می‌کند. دستگاه banana نام خود را از شکل قفسه قالب گرفته است. در این ماشین، میکسر به صورت دستی در جایی که قالب ها ثابت هستند حرکت می‌کند. به طور کلی دستگاه کوچکتری است اما به پشتیبانی دستی بیشتری نیاز دارد.

فوم زیره کفش پلی یورتان برای چه نوع کفش هایی مناسب است؟

از پلی یورتان به عنوان زیره کفش برای تولید کفش‌های با کیفیت بالا و مقاوم برای کاربردهایی که نیاز به استفاده در شرایط سخت مانند کوهپیمایی، ورزش، صنایع و غیره بسیار دارند، مناسب است. با این حال پلی یورتان در تولید سایر انواع کفش‌ها از جمله کفش های رسمی و اداری، کتانی، کفش‌های ایمنی، صندل و غیره نیز استفاده می‌شود. علاوه بر این، تلاش‌های مداوم تولید کنندگان زیره‌ی PU و تقاضای مداوم این مواد توسط صنعت کفش، اکنون پلی یورتان را به یک گزینه‌ی کاملا مقرون به صرفه تبدیل کرده است.

• کفش دوندگی (Jogging Shoes): راحتی و توانایی جذب شوک بسیار زیاد، پلی یورتان را به گزینه‌ی اصلی برای کفش دوندگی تبدیل کرده است. علاوه بر این، زیره کفش پلی یورتان مقاومت فوق العاده ای در برابر لغزش، سایش و پارگی ایجاد کرده و چگالی کمی نیز دارند. آخرین نکته‌ای که زیره‌ی پلی یورتان را به انتخاب مناسب تبدیل می‌کند سبکی آن است.
• کفش پیاده روی (Walking Shoes): کفش‌های پیاده روی به زیره‌ای مقاوم احتیاج دارند زیرا ممکن است ضرباتی به آن وارد شود. داشتن زیره کفش پلی یورتان باعث راحتی پا می‌شود و این نکته‌ی مهمی است زیرا کفش‌های پیاده روی معمولا بیش از کفش‌های دوندگی پوشیده می‌شوند.

• کفش ایمنی(Safety Shoes): به دلیل این واقعیت که زیره‌ی پلی یورتان بسیار سبک وزن بوده و در برابر سایش مقاومت می‌کند، انتخاب مناسبی برای کفش‌های ایمنی است. برای افزودن به لیست مزایای آنها، زیره پلی یورتان همچنین در برابر آب مقاوم است که موجب بهبود مقاومت و استحکام نیز می‌شود.
• دمپایی و صندل: این محصولات یکی از بزرگترین بخش‌های صنعت و بازار کفش را به خود اختصاص داده است. زیره کفش پلی یورتان به دلیل تمامی مزایای ذکر شده انتخاب مناسبی برای آنها هستند.

در  واقع با تغییرات بسیار جزئی در ویژگی‌های شیمیایی، پلی یورتان در کفش های ایمنی به صورت سخت، در کفش‌های ورزشی به صورت ارتجاعی و در کفش‌های چرم، چشم نواز و متنوع می‌باشد.

مقایسه‌ی زیره کفش پلی یورتان با سایر انواع زیره ها

در این مقاله تنها به مقایسه‌ی زیره کفش پلی یورتان با دیگر زیره ها پرداخته خواهد شد. به زودی مطلب دیگری درباره سایر انواع زیره کفش، منتشر خواهیم کرد.

زیره کفش پلی یورتان و زیره کفش چرمی

رقابت کردن با چرم به دلیل زیبایی ظاهری، بافت و خاصیت ارتجاعی طبیعی چرم دشوار است. با این حال، در برخی از ویژگی‌ها مانند دوام، تنفس(breathability)، مقاومت در برابر آب، عایق و بسیاری دیگر می‌تواند به راحتی در مقابل پلی یورتان شکست بخورد. اگر این ویژگی‌ها برای متقاعد کردن تولیدکنندگان به جایگزینی پلی یورتان با چرم کافی نباشد، می‌توان به هزینه‌ی بالاتر چرم در مقایسه با پلی یورتان اشاره کرد تا پلی یورتان به تنها برنده‌ی این رقابت تبدیل شود.

زیره کفش پلی یورتان و زیره کفش لاستیکی

رقیب بعدی که در صف قرار دارد زیره‌ی کفش لاستیکی مصنوعی است. در میان انواع مختلف لاستیک، لاستیک ولکانیزه به عنوان قوی ترین رقیب پلی یورتان شناخته می‌شود به این دلیل که به کفش خاصیت ضد آبی بخشیده و موجب خشک و گرم نگه داشتن پاهای شما می‌شود. با این حال، دوام بالاتر و سبکی پلی یورتان برای تولید کنندگان زیره کفش پی یو کافی بود تا بتوانند صنعت کفش را متقاعد کنند. بدیهی است که استفاده از زیره کفش PU برای صندل، کفش ورزشی و کفش‌های کتانی مرسوم به جای لاستیک سنگین تر و با دوام کمتر، یک انتخاب عاقلانه بود.

زیره کفش پلی یورتان و زیره کفش EVA

اتیل وینیل استات (EVA) ماده‌ای است که سالها در زیره کفش‌های ورزشی استفاده می‌شود. علت را می‌توان تراکم بسیار کم EVA دانست که آن را بسیار کشسان و نرم می‌کند. راحتی بالایی که در کفش‌های دوندگی ایجاد می‌کند،  EVAرا به یکی از بهترین مواد زیره کفش تبدیل کرده است، اما به زیره‌ کفش PU باخت زیرا کاربرد آن فقط به زیره‌ی میانی (midsoles) کفش مخصوص دویدن محدود شده است.

همچنین، عدم مقاومت کافی EVA در برابر سایش و فشردگی طولانی مدت و سهولت جذب خاک روی سطح، آن را به ماده ای نامناسب برای سایر انواع کفش ها تبدیل کرده است. از طرف دیگر، صنعت کفش همچنان به استفاده از زیره PU  کفش برای صندل و کفش‌های کتانی نیز ادامه می‌دهد. بنابراین، پلی یورتان یکی از بهترین زیره‌های کفش است که تقریباً برای تمام انواع کفش‌ها بسیار مناسب است.

زیره کفش  پلی یورتان و زیره کفش PVC

زیره پلی وینیل کلراید (PVC) تهیه شده از همان ماده ای است که برای ساخت لوله های پلاستیکی سخت استفاده می‌شود، و یک رقابت نزدیک با زیره‌ی پلی یورتان ارائه می‌دهد. خاصیت خوب عایقی، دوام و مقاومت عالی در برابر سایش، آب و مواد شیمیایی موجب دشوارتر شدن این رقابت شده است. با این حال، تأمین کنندگان زیره کفش پلی یورتان نگرانی نداشتند زیرا تهویه، بافت و چسبندگی ضعیف زیره PVC به کف موجب پیروزی زیره‌ کفش پی یو در این رقابت می‌شود.

گردآوری و ترجمه: واحد تولید محتوای گروه صنعتی مکرر

منابع:

• polyurethanes.org
• airysole.com