Công thức vật liệu giày: Hướng dẫn lựa chọn canxi cacbonat cho hệ thống PVC/RB/TPR/EVA/PU!

Canxi cacbonat là loại bột độn cải tiến chủ yếu được sử dụng trong ngành vật liệu giày dép. Việc lựa chọn hợp lý có thể giảm chi phí nguyên vật liệu, đồng thời cải thiện các chỉ tiêu quan trọng như độ cứng đế, khả năng chống mài mòn, chống rách, độ ổn định kích thước và khả năng chống ố vàng.

Năm hệ thống công thức vật liệu cơ bản chính dùng trong sản xuất giày dép là PVC, cao su RB, TPR, EVA và PU có những yêu cầu khác nhau về độ mịn, loại và tỷ lệ bổ sung canxi cacbonat. Bài viết này tổng hợp những điểm ứng dụng chính của các loại bột vật liệu đế giày khác nhau.

Đế cao su RB (đế ngoài chống trượt dành cho thể thao)

Đế giày cao su được chia thành hệ thống cao su tự nhiên và cao su tổng hợp. Cao su tự nhiên có độ đàn hồi tuyệt vời, nhưng khả năng chống mài mòn yếu và dễ bị oxy hóa và ố vàng. Ngành công nghiệp thường sử dụng muội than trắng làm chất độn gia cường, và hầu hết các công thức đều được kết hợp với canxi nặng biến tính cỡ 800-1250 mesh để tăng cường hiệu quả.

Chức năng chính của canxi cacbonat là giúp cải thiện khả năng chống mài mòn, làm chậm quá trình lão hóa, tăng khả năng chống ố vàng, giảm chi phí chất độn và cân bằng chi phí sản xuất với các đặc tính của sản phẩm. Bột canxi cacbonat cần có hàm lượng tạp chất thấp và khả năng phân tán tốt để tránh hiện tượng vón cục và hiện tượng bột thải ra ngoài thành phẩm, đảm bảo sản xuất hàng loạt đế giày cao su liên tục và ổn định.

Đế giày bằng nhựa PVC (dép lê, ủng đi mưa, giày thợ mỏ, dép nhựa)

PVC là hệ vật liệu giày dép hoàn thiện nhất cho các ứng dụng canxi cacbonat, được sử dụng rộng rãi trong dép đi trong nhà, ủng đi mưa chống thấm nước, dép xăng đan và giày của thợ mỏ. Các sản phẩm giá cả phải chăng thường sử dụng canxi cacbonat nặng có kích thước 400-800 mesh, trong khi các công thức thông thường ưu tiên sử dụng canxi cacbonat nhẹ, với tỷ lệ bổ sung thông thường là 3% - 5%.

Chức năng của canxi cacbonat là tăng cường độ cứng của sản phẩm, giảm co ngót khi đúc, ổn định kích thước sản phẩm, tối ưu hóa độ phẳng bề mặt và giảm tiêu hao nhựa. Đối với các sản phẩm PVC màu sáng và màu trắng, nên sử dụng canxi cacbonat có độ trắng cao và ít đốm đen để đảm bảo bề mặt nhẵn mịn và không có các hạt đốm trắng, phù hợp với dây chuyền sản xuất tự động.

Đế giày bằng cao su nhiệt dẻo TPR (dùng cho giày thường ngày, giày trẻ em, dép mềm)

TPR kết hợp tính đàn hồi của cao su và đặc tính gia công của nhựa, hỗ trợ các quy trình ép phun và ép đùn, và được làm từ vật liệu có thể tái chế. Nó thường được sử dụng trong giày trẻ em, đế giày thường ngày và dép mềm. Việc lựa chọn bột được chia thành ba cấp độ:

1. Sản phẩm TPR phân khúc thấp: canxi nặng thông thường, lấy việc kiểm soát chi phí làm trọng tâm;

2. Cao cấp TPR chống trầy xước: Canxi cacbonat nano kết hợp với carbon đen trắng giúp tăng cường khả năng chống rách, chống trầy xước và chống mài mòn;

3. Vật liệu nền TPR trong suốt: chủ yếu sử dụng muội than trắng và bột trong suốt, chỉ thêm một lượng nhỏ canxi cacbonat để điều chỉnh độ cứng.

Canxi cacbonat nano biến tính có thể thay thế một phần muội than trắng và giảm chi phí công thức; bột có độ phân tán tốt và có thể tránh được các khuyết tật như rỗ và bong tróc trong các sản phẩm đúc phun.

Chất liệu giày bằng xốp EVA

Có những khác biệt đáng kể trong việc ứng dụng hệ thống EVA canxi cacbonat, có thể chia thành hai hướng: đế đúc phun một lần và tấm xốp khổ lớn.

1. Đế giữa siêu nhẹ EVA đúc một lần: Công thức chủ yếu bao gồm bột talc, với lượng bổ sung từ 5% - 20%. Các công thức thông thường hiếm khi sử dụng canxi cacbonat; chỉ một lượng nhỏ canxi siêu mịn được thêm vào các sản phẩm có trọng lượng cao để điều chỉnh trọng lượng riêng của chúng.

2. Tấm xốp EVA (lớp nền dép, lớp đế giữa đúc khuôn thứ cấp)

Tấm xốp mật độ thấp thông thường: lưới 325-600 mesh, hàm lượng canxi cao, tập trung vào lợi thế về chi phí;

Tấm xốp nặng mật độ cao: lưới siêu mịn 1250-2000 mesh, chứa canxi nặng, cân bằng độ trắng, độ mịn và hiệu ứng bề mặt của sản phẩm;

Vật liệu dạng tấm có độ đàn hồi cao, độ phẳng cao: chủ yếu bao gồm bột talc, được pha trộn với canxi cacbonat để điều chỉnh tỷ lệ tạo bọt.

Canxi cacbonat thích hợp để tạo bọt EVA cần có khả năng hấp thụ dầu vừa phải và độ chảy tuyệt vời để ngăn ngừa hiện tượng bọt bị xẹp và độ xốp không đều trong quá trình sản xuất, đảm bảo mặt cắt ngang của bọt mịn.

Đế giày bằng polyurethane PU (dùng cho giày da, giày bảo hộ lao động, giày thường ngày)

Đế giày PU có độ đàn hồi tốt và khả năng chịu uốn cong nhiều lần, thường thấy ở giày da công sở và giày bảo hộ lao động. Công thức thường sử dụng canxi cacbonat siêu mịn hoạt tính 1250 mesh và bột canxi biến tính nano.

Chức năng của canxi cacbonat là điều chỉnh độ mềm và độ cứng của đế giày, giảm biến dạng co ngót do tạo bọt, cải thiện khả năng chống mài mòn và uốn cong, giảm chi phí nguyên liệu polyol và giảm thiểu các vấn đề nứt nẻ lâu dài.

Canxi cacbonat được xử lý bằng hoạt hóa bề mặt có khả năng tương thích tốt hơn với hệ thống PU, cho phép tăng lượng chất độn mà không làm hỏng cấu trúc bọt, từ đó nâng cao hiệu quả năng suất sản phẩm hoàn thiện.