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聚氨酯鞋底流水线生产工艺_浇注法和注射成型法特点比较

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发表时间:2018-06-07 09:29来源:聚氨酯制品手册

  聚氨酯鞋底的生产主要采用浇注法和注射成型法,浇注用于大底的生产,生产线一般采用椭圆形模具循环生产线;注射方式一般用于鞋帮、鞋底的一次生产成型(连帮成型),模具一般配置在圆形生产线上。两种加工方式的特点比较见下表。


浇注法和注射法比较.jpg


  聚氨酯鞋底的原料由专业工厂配制将各种多元醇聚合物、发泡剂、催化剂、泡沫稳定剂等配制成适应各种鞋品不同要求规格的A组分;以改性的液化MDI为B组分;有时为了有利于组合原料的贮存稳定可将催化剂单独作为第三组分称为C组分将各组分输至贮罐内调整至工作所需的温度然后输入至发泡机的工作罐中7原料温度分别控制在35~45℃。A组分(使用前应将C组分混合均匀)和B组分经发泡机精确计量、混合后在生产线的浇注工位1处浇注至已预热到40℃并经喷涂脱模剂处理和嵌入某些鞋用木芯等嵌件的金属模具中。椭圆形的循环生产线上配置了多达60套的金属模具浇注好物料的模具在闭模工位2处闭模、锁紧然后输送进入硬化加热烘道3。加热烘道常采用煤气、丙烷气、燃油气、管道蒸汽等较经济的能源但现在多已改为使用电加热、远红外线、微波等清洁、简便、高效的加热方式。烘道温度大多控制在60~80℃C。根据反应体系、加热方式和效率、生产线运行速度等工艺参数和鞋底的厚度等条件单色大底在烘道中熟化的时间一般约为4~5min对于鞋底较厚的产品熟化时间应适当延长主要以鞋底制品脱模后不产生收缩、变形为准。产品熟化后在脱模工位处将鞋底半成品脱出。模具经清理后进入下一个循环。


聚氨酯鞋底半自动生产线示意图.jpg


  聚氨酯鞋底生产主要分为大底成型、连帮成型(底和帮一次成型)。大底生产线模具简单,生产量较大,生产线占地面积较大。这种鞋底生产线由发泡机和椭圆形生产线组成。目前,国内外的聚氨酯鞋底生产线大同小异但也有一些差别。对国内外的流水介绍如下。图1为日本的聚氨酯鞋底生产线。


日本的聚氨酯鞋底生产线.jpg

图1


  日本聚氨酯鞋底生产线,发泡机配备有转速(r/min)为4000、5000、6000的机械混合头,吐出能力为1.5~6kg/min,椭圆形生产线上可配置66套400mm×350mm的模具,每小时产量约400双。流水线就是用来摆放和运载鞋底模具的,如图2所示。


流水线摆放和运载示意图.jpg

图2 流水线摆放和运载示意图

小车运行速度=小车宽度x小车个数/脱模时间


  模具摆放在滑动的小车上。一般能摆放多少模具也称为多少工位。目前国内使用较多的为60工位的流水线总长度在20m左右流水线的形状呈椭圆状(俯视)小车由链条和链轮带动。小车的速度由一个调速电机经减速器变速后传动给链轮。

  设计这类流水线时一般可这样来考虑流水线的运行速度。流水线需要连续不断地作业聚氨酯鞋底从浇注开始到固化成型需多长时间这两者之间就有一个流水线运行速度问题。现在鞋底原料生产厂家一般将鞋底配方调节为5~8min达到一定的脱模强度。那么5~8min运行一周的速度既保证了一定的脱模强度又保证了连续作业的要求。小车运行速度计算如下:

  减速器的减速比又怎样确定?如果链轮的直径为0.65m那么周长约为2m。按小车速度6m/min计算链轮应以3r/min速度转动这也就是减速器输出轴的转速。考虑到调速电机使用转速在600r/min左右较为适合那么减速器的减速比要达200左右。显然采用一级减速不太合适一般采用二级减速。调速电机可采用电磁调速电机和变频调速电机功率3~4kW。

  新设备开始安装使用时须将两链轮间的中心距调节好使链条的松紧合适。太紧或太松对链条使用都不利。链条使用一段时间后肯定会变长这时又需调节中心距。所以在尾座部位有一中心距调节器如图2所示。

  聚氨酯浇注采用模具成型时一般都需要对模具进行加热和保温处理。浇注前先将模具加热到40~50℃。浇注完成后模具还应进行一定时间的保温处理。这样在流水线上就设计了加热和保温结构。流水线一边安装有加热烘道。烘道下安放有加热板加热烘道一般有7~10m。烘道加热可采用电热器加热也可采用燃油热风循环加热还可采用燃气(液化气、天然气)热风循环加热。当然这些结构设计时都应考虑一个合理的性价比。

  美国生产的20型发泡机体积较小其螺杆式混合头转速7200r/min混合物吐出量1.75~8.7kg/min每小时生产大底300~500双。对原料黏度的要求也较宽可由普通机械要求的2000mPaS提高至3000mPa·s。

  聚氨酯连帮注射成型可对鞋底进行单双密度(单、双色)连帮(鞋帮)注射一次成型。PU双色连帮注射是目前世界上最先进的制鞋工艺。可制作各种聚氨酯连帮皮鞋、休闲鞋、运动鞋、工矿劳保鞋使鞋类外观新颖穿着舒适。这种设备一般采用工业电脑(PLC)微机控制自动化程度高只需要操作工5~8人配以相应的鞋帮即可生产克服传统制鞋底、帮分别生产的烦琐工艺。

  主机及辅机配套总重量约15t用电50kW。日产各种成型鞋类1500~2000双具有定型佳、美观、不脱胶等优点。发达国家这种设备使用较普遍。但进口一台这类设备需人民币800多万元而且在使用过程中维修保养配件等都相当困难。近年国内也开发出这种设备而价格仅是进口价的1/5。

  图3为国内自行开发的一种聚氨酯成型机。国内这种连帮机的原型还是根据德国生产的PU连帮机改进生产的。德国的原型机如图4所示。这种流水线也是鞋底成型机和转台生产线构成。在24套模具生产转台上采用浇注或注射方式连续进行单色或双色连帮鞋的生产。将鞋帮装配在鞋楦模具上进行一次或二次注射可以生产出单色或双色鞋整体成品减少了鞋帮、鞋底后期再粘接工序具有质量稳定、产量高的特点。


国内自行开发的聚氨酯连帮成型生产线.jpg

图3 国内自行开发的聚氨酯连帮成型生产线


24工位PU连帮成型流水线.jpg

图4 24工位PU连帮成型流水线


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