Formule des matériaux pour chaussures : Guide de sélection du carbonate de calcium pour systèmes PVC/RB/TPR/EVA/PU !
Le carbonate de calcium est la poudre de charge modifiée la plus couramment utilisée dans l'industrie des matériaux pour chaussures. Un choix judicieux permet de réduire les coûts des matières premières tout en améliorant des indicateurs clés tels que la dureté de la semelle, la résistance à l'usure et à la déchirure, la stabilité dimensionnelle et la résistance au jaunissement.
Les cinq principaux systèmes de formulation de matériaux de base pour semelles de chaussures (PVC, caoutchouc RB, TPR, EVA et PU) présentent des exigences différentes en matière de finesse, de catégorie et de proportion de carbonate de calcium. Cet article résume les principaux points d'application des différentes poudres utilisées dans la fabrication de semelles de chaussures.
Semelle en caoutchouc RB (semelle extérieure antidérapante pour le sport)
Les semelles en caoutchouc se divisent en deux catégories : caoutchouc naturel et caoutchouc synthétique. Le caoutchouc naturel possède une excellente élasticité, mais sa résistance à l’usure est faible et il est sujet à l’oxydation et au jaunissement. L’industrie utilise généralement du noir de carbone blanc comme charge de renforcement, et la plupart des formulations y ajoutent du caoutchouc lourd modifié (granulométrie 800-1250 mesh) pour une modification synergique.
Les principales fonctions du carbonate de calcium sont d'améliorer la résistance à l'usure, de retarder le vieillissement, d'améliorer la résistance au jaunissement, de réduire les coûts de remplissage et d'équilibrer les coûts de production et les propriétés du produit. La poudre doit présenter une faible teneur en impuretés et une excellente dispersibilité afin d'éviter l'agglomération et le rejet de poudre dans le produit fini, garantissant ainsi une production de masse continue et stable de semelles extérieures en caoutchouc.
Semelle en PVC (pantoufles, bottes de pluie, chaussures de mineur, sandales en plastique)
Le PVC est le matériau le plus abouti pour les applications du carbonate de calcium dans la fabrication de chaussures. Il est largement utilisé pour les pantoufles, les bottes de pluie imperméables, les sandales et les chaussures de mineur. Les produits économiques utilisent souvent du carbonate de calcium lourd (granulométrie 400-800 mesh), tandis que les formules courantes privilégient le carbonate de calcium léger, avec un taux d'ajout classique de 3 à 5 %.
Le carbonate de calcium a pour fonction d'améliorer la dureté du produit, de réduire le retrait au moulage, de stabiliser ses dimensions, d'optimiser sa planéité et de diminuer la consommation de résine. Pour les produits en PVC clair et blanc, il est préférable d'utiliser un carbonate de calcium à haute blancheur et à faible teneur en points noirs afin de garantir une surface lisse et exempte de particules blanches, ce qui le rend adapté à la production sur chaînes de montage automatisées.
Semelle en caoutchouc thermoplastique TPR (chaussures décontractées, chaussures pour enfants, pantoufles souples)
Le TPR allie l'élasticité du caoutchouc aux propriétés de transformation du plastique, se prête aux procédés de moulage par injection et d'extrusion, et est fabriqué à partir de matériaux recyclables. Il est couramment utilisé dans les chaussures pour enfants, les semelles de chaussures de ville et les pantoufles souples. La sélection de la poudre se divise en trois niveaux :
1. Produits TPR bas de gamme : calcium lourd ordinaire, avec le contrôle des coûts comme élément central ;
2. TPR résistant aux rayures de milieu à haut de gamme : le carbonate de calcium nano combiné au noir de carbone blanc améliore la résistance à la déchirure, aux rayures et à l’usure ;
3. Matériau de base en TPR transparent : utilise principalement du noir de carbone blanc et de la poudre transparente, avec seulement une petite quantité de carbonate de calcium pour ajuster la dureté.
Le carbonate de calcium nano modifié peut remplacer partiellement le noir de carbone blanc et réduire les coûts de formulation ; la poudre présente une bonne dispersibilité et permet d’éviter les défauts tels que les piqûres et le pelage dans les produits moulés par injection.
matériau de chaussure en mousse EVA
L'application du carbonate de calcium dans le système EVA présente des différences significatives et se divise en deux catégories : semelles injectées en une seule pièce et grandes feuilles de mousse.
1. Semelle intermédiaire légère en EVA moulée en une seule injection : Sa formule est principalement composée de talc, auquel on ajoute de 5 % à 20 %. Les formules classiques utilisent rarement du carbonate de calcium ; seule une petite quantité de calcium ultrafin et lourd est ajoutée aux produits à haute densité pour ajuster leur poids.
2. Feuille de mousse EVA (substrat de la pantoufle, semelle intermédiaire moulée secondaire)
Feuille de mousse ordinaire à faible densité : mousse de calcium lourde de 325 à 600 mesh, avec un accent sur l'avantage en termes de coût ;
Feuille de mousse lestée haute densité : 1250-2000 mesh, calcium lourd ultra-fin, équilibrant la blancheur, la finesse et l'effet de surface du produit ;
Matériau en feuille à haute résilience et à haute planéité : principalement composé de poudre de talc, mélangée à du carbonate de calcium pour réguler le taux de moussage.
Le carbonate de calcium adapté au moussage de l'EVA nécessite une absorption d'huile modérée et une excellente fluidité pour éviter l'affaissement de la mousse et une porosité irrégulière pendant la production, assurant ainsi une section transversale de mousse lisse.
Semelle en polyuréthane PU (chaussures en cuir, chaussures de travail, chaussures décontractées)
La semelle en polyuréthane offre un bon rebond et une grande résistance aux flexions répétées ; on la retrouve fréquemment dans les chaussures de ville et les chaussures de travail en cuir. Sa composition inclut généralement du carbonate de calcium ultrafin actif de granulométrie 1250 mesh et de la poudre de calcium nano-modifiée.
La fonction du carbonate de calcium est de réguler la souplesse et la dureté des semelles de chaussures, de réduire la déformation due au retrait par moussage, d'améliorer la résistance à l'usure et à la flexion, de réduire le coût des matières premières polyol et d'atténuer les problèmes de fissuration à long terme.
Le carbonate de calcium traité par activation de surface présente une meilleure compatibilité avec le système PU, une quantité de remplissage accrue sans endommager la structure de la mousse, améliorant ainsi efficacement le rendement des produits finis.
