PU-Schuhe sind eine beliebte Wahl bei Sicherheitsschuhen, Industriestiefeln und allgemeiner Arbeitsfußbekleidung. Der Grund dafür ist, dass sie langlebig und bequem sind und angesichts der breiten Akzeptanz durch die Hersteller schnell und wirtschaftlich in großem Maßstab produziert werden können. Für Schuhhersteller, die eine neue Fabrik errichten oder ihre bestehenden Produktionslinien modernisieren, ist es wichtig zu verstehen, wo der tatsächliche Produktionsfluss stattfindet - und zwar nicht nur theoretisch, sondern auch, wie jeder Schritt des Flusses mit den Fabrikmaschinen und den Arbeitskräften integriert ist und wie sich der Fluss auf die Produktion selbst bezieht.

Im Folgenden wird die Herstellung von PU-Schuhen aus praktischer Sicht dargestellt, wobei der Schwerpunkt auf dem Double-Density-Verfahren und der Direktinjektion liegt. Diese Verfahren werden heute in den Fabriken am häufigsten eingesetzt.

Rohmaterialien

Der Fluss beginnt bei den Rohstoffen. Insbesondere einige dieser Rohstoffe müssen während des gesamten Produktionsablaufs bei der Herstellung von PU-Schuhen in ihren Eigenschaften ziemlich konstant sein. Zu den wichtigsten Rohstoffen gehören in der Regel folgende:

Polyol und Isocyanat (das chemische System von PU)
Zusatzstoffe (Katalysatoren, Pigmente, Treibmittel)
Materialien für das Obermaterial (diese können aus Leder, Kunstleder oder Stoff bestehen)
Einlegesohlen und Zehenkappen (aus Stahl oder Verbundwerkstoff, und nur, wenn Sicherheitsschuhe gewünscht werden) usw.

Diese Materialien müssen unter ziemlich kontrollierten Bedingungen gelagert werden, damit sie nicht durch Temperaturschwankungen oder andere Reaktionsstörungen während der Lagerung beeinträchtigt werden, da dies dazu führen kann, dass die Schaumstoffe nach dem Gebrauch unregelmäßig sind oder die Sohle in einer späteren Phase der Schuhmontage nicht mehr gut haftet.

Obere Vorbereitung

Das Obermaterial des Schuhs muss vorbereitet werden, bevor es in die PU-Injektionsstation kommt. Die Vorbereitung des Obermaterials umfasst in der Regel einen Zeitraum von:

Schneiden
Nähen
Leisten (Entwicklung der endgültigen ‘Passform’ des Schuhs auf dem Leisten)

Bei der Herstellung von Sicherheitsschuhen werden in dieser Phase der Schaftvorbereitung häufig Zehenkappen aus Stahl oder Verbundwerkstoff hinzugefügt. Die Haltbarkeit des Obermaterials hat großen Einfluss darauf, wie gut sich das Obermaterial in den nachfolgenden Phasen mit der PU-Sohle verbinden wird.

Einrichten und Vorbereiten der Form

Formen sind die Hohlkörper, die die endgültige Form der Sohle und ihre Oberflächenbeschaffenheit festlegen. In der Regel reinigen die Arbeiter die Form und tragen Trennmittel auf sie auf:

Verhindert, dass die PU-Sohle an der Form klebt, während sie gegossen wird und darin aushärtet
Erleichtert das Entformen, wenn die Sohle aushärtet
Verlängern Sie die Lebensdauer der Form selbst.

Kalte Formen können zu einer unvollständigen Schäumung führen. Auf der anderen Seite können überhitzte Formen den Kunststoff schmelzen.

PU-Injektion / Gießverfahren

Dies ist das eigentliche Herzstück des PU-Schuhherstellungsprozesses.

Bei der PU-Schuh-Injektionsmaschine (DIP- oder Rotationstyp) mischt das System zunächst Polyol und Isocyanat in einem bestimmten Verhältnis und spritzt die Flüssigkeit in die Form. Wenn Sie Sohlen mit doppelter Dichte herstellen, z. B.:

Erste Schicht (Laufsohle). Dies ist offensichtlich, es hat eine höhere Dichte zu widerstehen Verschleiß.
Zweite Schicht (Zwischensohle). Geringere Dichte, um Komfort zu gewährleisten, Stöße zu dämpfen usw.

Die chemische Reaktion erfolgt innerhalb von Sekunden, und das PU dehnt sich in der Form aus, um die endgültige Form der Sohle zu bilden, wobei es sich direkt mit dem Obermaterial verbindet. Der Schlüssel dazu ist ein stabiler Mischkopf und ein genaues Dosiersystem. Andernfalls führt eine schlechte Mischung zu:

Luftblasen im Schuh.
Schwache Struktur.
Ungleichmäßige Dichte.

Schäumen und Aushärten

Nach dem Einspritzen schäumt das Material schnell auf. Im Inneren der geschlossenen Form:

Die PU dehnt sich aus.
Verbindet sich mit dem Oberteil.
Beginnt mit der Aushärtung.

Die typische Aushärtungszeit beträgt einige Minuten, je nach Rezeptur, Maschineneinstellungen usw.

In einer Anlage mit hohem Ausstoß bedeutet eine Rundlaufmaschine, dass Produktion und Auslieferung kontinuierlich erfolgen. Während eine Station zum Beispiel spritzt, härten andere aus oder entformen.

Entformung und Kühlung

Der Schuh ist in der Form ausgehärtet, so dass Sie ihn zu diesem Zeitpunkt herausnehmen werden. Die Sohle ist natürlich vollständig geformt, und das Ober- und Unterteil sind dauerhaft miteinander verbunden. Aber das Material ist noch weich (kann warm sein) und so werden die Schuhe auf ein Gestell oder ein Förderband gestellt, um abzukühlen und sich zu stabilisieren.

Werden die Schuhe nicht richtig gekühlt, kann es zu Verformungen oder Schrumpfungen kommen.

Beschneiden und Endbearbeitung

Sobald die Schuhe ausreichend abgekühlt sind, werden sie getrimmt, um überschüssiges Material (auch als Grat bezeichnet) zu entfernen, und anschließend wird die Oberfläche bearbeitet:

Reinigung der Kanten
Prüfung der Oberfläche auf Mängel
Aufdruck oder Beschriftung eines Logos auf der Oberfläche

Bei höherwertigen Schuhen ist es nicht unüblich, dass zusätzliche Verfahren wie Polieren oder Beschichtungen zur Verbesserung der Haltbarkeit durchgeführt werden.

Qualitätskontrolle

Die Qualitätskontrolle ist kein eigenständiges Verfahren, sondern in alle Produktionsstufen integriert, von der Forschung und Entwicklung bis zur Verpackung, wobei die Endkontrolle sicherstellt, dass das Produkt den Normen entspricht. Wichtige Kontrollen sind unter anderem:

Die Haftfestigkeit zwischen Obermaterial und Sohle
Konsistenz der Dichte in allen Schuhen
Fehlerhaftes Erscheinungsbild, das auf eine schlechte Konstruktion/einen schlechten Entwurf hinweist.
Defekte Schuhe, die den nationalen Sicherheitsnormen nicht entsprechen (insbesondere bei Schutzschuhen).

Fabriken, die Schuhe für Exportmärkte herstellen, müssen andere Produktnormen wie EN ISO, ASTM usw. einhalten.

Verpackung und Lagerung

Die Schuhe werden gepaart und in Kartons verpackt und gelagert, bis sie versandfertig sind. Eine ordnungsgemäße Lagerung ist für die Unversehrtheit des Produkts von größter Bedeutung, insbesondere wenn es feuchten und heißen Umgebungen und anderen ungünstigen Bedingungen ausgesetzt ist.

Schlüsselausrüstung in einer PU-Schuhproduktionslinie

Eine typische PU-Schuhproduktionsanlage umfasst die folgenden Schlüsselmaschinen:

PU-Schuh-Injektionsmaschinen (Inline- oder Rotationsmaschinen).
Hochdruck-Dosier- und Mischmaschinen.
Formen und Temperaturregler für Formen.
Kompressoren.
Materialzuführungs- und Lagereinrichtungen.
Förderband zur Kühlung.
Beschneide- und Nachbearbeitungswerkzeuge.

Die Integration dieser Maschinen in eine sorgfältig konzipierte Produktionsanlage ist ebenso entscheidend wie die Auswahl des richtigen Maschinentyps beim Bau einer neuen PU-Schuhfabrik.

Letzte Worte

Bei der Herstellung von PU-Schuhen reicht es nicht aus, eine PU-Mischung in eine Form zu spritzen und dann gute Schuhe zu erhalten. Hier müssen die Chemie, die Maschinen und die Prozesssteuerung koordiniert zusammenarbeiten, um eine erfolgreiche Produktionslinie zu schaffen. Oft haben Fabriken, die eine stabile Produktion auf lange Sicht schaffen:

Stabile Qualität bei den Rohstoffen
Zuverlässige Ausrüstung.
Ein geschickter Betreiber
Korrekte Prozessparameter.

Unabhängig davon, ob Sie eine neue PU-Schuhfabrik errichten oder eine neue Produktionslinie in einer bestehenden Fabrik aufbauen wollen, gibt es eine Reihe von Schritten, die, wenn Sie sie verstanden haben, zu weniger häufigen Produktionsproblemen und zu einer insgesamt höheren Rentabilität führen werden.

FAQ

Was ist der Unterschied zwischen PU-Injektion und herkömmlichen zementierten Schuhen?

Bei der PU-Einspritzung wird die Sohle während des Gießens direkt mit dem Obermaterial verbunden, so dass kein Klebstoff mehr benötigt wird. Dies führt zu einer stärkeren Haftung und einer schnelleren Produktion.

Wie lange dauert es, ein Paar PU-Schuhe herzustellen?

In einer modernen Rotationsproduktionslinie kann ein Paar alle paar Minuten fertiggestellt werden, je nach Formstationen und Aushärtezeit.

Was bedeutet PU mit doppelter Dichte in Schuhen?

Double-Density bedeutet zwei PU-Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften - in der Regel eine harte Außensohle für Strapazierfähigkeit und eine weiche Zwischensohle für Komfort.

Kann eine Produktionslinie verschiedene Schuhdesigns verarbeiten?

Ja, durch den Wechsel der Formen und die Anpassung der Parameter kann dieselbe Maschine verschiedene Modelle herstellen.

Was ist die größte Herausforderung bei der Herstellung von PU-Schuhen?

Aufrechterhaltung konstanter Misch- und Reaktionsbedingungen. Kleine Schwankungen der Temperatur oder des Materialverhältnisses können die Produktqualität erheblich beeinträchtigen.