در این مقاله قصد داریم مواد مختلفی که به طور گسترده در تولید انواع زیره کفش استفاده می‌شود را مرور کنیم. اصولاً، یک زیره کفش باید دارای ویژگی‌های زیر باشد:
زیبایی: به کفش شکل زیبا ببخشد تا برای خریدار کفش جذاب باشد. تأثیر و نقش شکل ظاهری کفش بر انتخاب خریداران کفش ورزشی و رسمی امروزه بیشتر مشهود است.
جذب ضربه: به عبارتی، یک زیره کفش می‌بایست احساس راحتی به پا القا کند.
مقاومت سایشی بالا: تعویض زیره کفش ساییده شده و فرسوده چرمی یا لاستیکی حاکی از نیاز به زیره کفش با مقاومت سایشی بالا می‌دهد. مثلاً یک ورزشکار تنیس تمایل به استفاده از زیره کفشی که مقاومت بالایی در برابر سایش دارد.
مقاومت بالا در برابر خمش : قدم زدن و دویدن زیره کفش را در معرض خمش قرار می‌دهد. مشتریان انتظار دارند زیره کفش آن‌ها در حین ورزش و پیاده‌روی و در شرایط دمایی و محیطی مختلف به‌آسانی آسیب نبیند.
مقاومت بالا در برابر لغزندگی: به عبارتی، مقدار اصطکاک و یا ضریب اصطکاک بین مواد انواع زیره کفش و مواد مختلف کفپوش باید بالا باشد تا از لیز خوردن فرد جلوگیری شود.
کفش‌های مخصوص مانند کفش ایمنی، می‌بایست حداکثر محافظت را از پای کارگران داشته باشد. بسته به نوع و شرایط محیط کار، زیره کفش می‌بایست در برابر حلال، روغن، مواد نفتی، هیدرولیز، الکتریسیته ساکن و سایش مقاوم باشد. عوامل آنتی استاتیک، آنتی باکتریال و غیره که به پلیمر زیره کفش اضافه می‌گردد باعث بهبود خواص آن می‌شود.
مواد مورداستفاده در تولید زیره کفش
لاستیک: زیره کفش می‌تواند طبیعی یا مصنوعی باشد. از ویژگی‌های انواع زیره کفش لاستیکی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• دوام بالا
• منعطف بودن
• ضد آب بودن
• تولید راحت‌تر و ارزان‌تر از چرم
امروزه اکثر انواع زیره کفش لاستیکی از نوع مصنوعی هستند تا زیره لاستیکی طبیعی که در گذشته از درختان حاصل می‌شد. زیره کفش تولیدشده از لاستیک معمولاً ترکیبی از چند ماده افزودنی به لاستیک هست تا بتوان خواص فیزیکی زیره کفش را کنترل کرد. برخی از ترکیبات سیاه‌رنگ ممکن است موجب سیاه کردن کف شوند ( بسته به نوع ترکیب کربن سیاه مورداستفاده ). زیره کفش در محصولات متنوعی از کفش مانند کفش صنعتی تا کفش مجلسی مورداستفاده قرار می‌گیرد.
لاستیک طبیعی (natural rubber) یا ( NR)
مشخصات کشسانی برجسته و خواص عالی لاستیک طبیعی به انواع زیره کفش اجازه می‌دهد تا در سرما همچنان نرم و منعطف باقی بماند. مقاومت به پارگی، سوراخ شدن و لغزش لاستیک طبیعی در مقایسه با زیره پی‌وی‌سی بالاتر است. لاستیک طبیعی در برابر مواد شیمیایی مانند بازها، اسیدها، الکل‌ها و محلول‌های پایه آب مقاوم است. ازآنجایی‌که لاستیک طبیعی یک هیدروکربن است، در تماس طولانی با حلال‌های نفتی و بنزین مقاومت بالایی ندارد. زیره کفش ایمنی NR در صنایع غذایی، حمل‌ونقل، تأسیسات، ساختمان و کشاورزی مورداستفاده قرار می‌گیرد.
زیره کفش لاستیک استایرن- بوتادی ان ( SBR) :
لاستیک استایرن- بوتادی ان به‌عنوان رایج‌ترین و ارزان‌ترین لاستیک مصنوعی به شمار می‌آید. در صورت عدم اضافه کردن فیلر بسیار ضعیف است. در مقایسه با لاستیک طبیعی، مقاومت سایشی بالاتری اما مقاومت به خستگی ضعیف‌تری دارد.
زیره کفش لاستیک نیتریل ( NBR):
زیره NBR یا الاستومر نیتریل کوپلیمری از بوتادین و اکریلونیتریل است که عمدتاً برای استفاده در کاربردهایی که زیره کفش نیازمند مقاومت بالا در برابر بنزین و مواد نفتی است مناسب است. زیره NBR مقاومت بالایی در برابر مواد معدنی و روغن‌های گیاهی دارد اما مقاومت پایینی در برابر حلال‌های اکسیژنه مانند استون، متیل اتیل کتون و دیگر کتون ها دارد. زیره NBR مقاومت بالایی در برابر اسیدها، و بازها دارد. مقاومت به فرسودگی در برابر گرمای آن در مقایسه با لاستیک طبیعی یک مزیت برای زیره NBR محسوب می‌شود. با افزایش محتوای اکریلونیتریل در زیره NBR، مقاومت در برابر حلال‌ها افزایش اما انعطاف‌پذیری در دمای پایین آن کاهش می‌یابد. انعطاف‌پذیری در دمای پایین زیره NBR از لاستیک طبیعی پایین‌تر است. باوجودآنکه با افزودن ترکیباتی می‌توان عملکرد انعطاف‌پذیری در دمای پایین NBR را می‌توان بهبود بخشید، اما مزیت و برتری زیره NBR به مقاومت آن در برابر نفت و حلال‌ها برمی‌گردد. در اکثر مواقعی که مقاومت در برابر نفت، بنزین و هیدروکربن‌های آروماتیک مطرح است، به‌جای زیره لاستیک طبیعی از لاستیک NBR استفاده می‌گردد.
لاستیک نئوپرین کلروپرین ( CR):
نئوپرین ها خانواده بزرگی از لاستیک‌های مصنوعی هستند که مشخصاتی شبیه به لاستیک طبیعی داشته اما مقاومت به نفت، روغن، اکسید شدن و مقاومت به آتش بالاتری نسبت به لاستیک طبیعی دارد. علی‌رغم آنکه مقاومت کشسانی در دمای بالای پایین‌تری نسبت به لاستیک طبیعی دارند اما طول عمری بالاتری داشته و با قرار گرفتن در معرض گرما نرم نمی‌شوند. لاستیک نئوپرین همانند لاستیک طبیعی برای تولید زیره کفش نرم و مقاومت بالا در ترکیبات دیگری استفاده می‌شوند. دانسیته بالای زیره نئوپرین موجب افزایش قیمت و گران بودن آن می‌شود. زیره نئوپرین ویژگی انعطاف در دمای پایین را لاستیک طبیعی را نداشته و کاربرد آن را برای مصارف جذب ضربه و شوک محدود می‌کند. زیره CR در برابر چربی‌های حیوانی، خون، نفت، روغن، اسیدهای خاص، الکل‌ها و حلال‌های دیگر مقاوم است.
زیره کفش الاستومر ترموپلاستیک ( TPE):
درحالی‌که لاستیک‌های ولکانیزه استحکام ساختاری خود را از پیوندهای عرضی گوگردی که زنجیره‌ها را در سایت‌های پیوند دوگانه به هم متصل می‌کند می‌گیرد، استحکام الاستومر های ترموپلاستیک از کریستال‌هایی حاصل می‌شود که به‌عنوان پیوند عرضی فیزیکی میان زنجیرها عمل می‌کند. در مورد پلی یورتان ترموپلاستیک ( TPU)، کریستال‌ها در نتیجه رسوب و ته‌نشینی یک ترکیب ( پلی استایرن) از شبکه پلیمری ( استایرن بوتادی ان) حاصل می‌شوند. ترموپلاستیک ولکانیست ( TPV) که پیوند عرضی دوگانه تحت تأثیر فرایند دمایی ایجاد می‌شوند، به دلیل مصرف پایین آن در اینجا بحث نمی‌شود.
زیره کفش پلی یورتان ترموپلاستیک:
انواع زیره کفش پلی یورتان پلی‌استری که از واکنش با MDI به روش تزریق قالبی تولید می‌شوند دارای خواص فوق‌العاده مقاومت سایشی می‌باشند. زیره کفش پلی یورتان ترموپلاستیک بیشتر در تولید زیره کفش ورزشی مورداستفاده قرار می‌گیرند. از طرفی، پلی یورتان های ترموپلاستیک پلی اتری مقاومت بیشتری در برابر هیدرولیز شدن و تخریب در تماس با آب از خود نشان می‌دهد اما مقاومت سایشی آن‌ها مقداری کم‌تر است.
زیره استایرن بوتادی ان استایرن ( SBS):
لاستیک مصنوعی SBS از پلیمرهای استایرن بوتادی ان پشت سر هم تشکیل‌شده است. این لاستیک از ترکیب بلوک‌های پلی استایرن و پلی یوتادی ان تشکیل‌شده است. فاز پلی استایرن سختی زیره کفش را فراهم می‌کند درحالی‌که فاز پلی بوتادی ان چسبندگی و یکپارچگی زیره را تأمین می‌کند. مهم‌ترین پارامتر توصیفی زیره کفش SBS نسبت ترکیب استایرن به بوتادی ان است. سهم استایرن در ترکیب حدود ۲۹ تا ۵۵ درصد است که مقدار پایین استایرن به گرید نرم و مقدار بالای استایرن منجر به تولید زیره سفت می‌گردد.
زیره پلاستیک: پی‌وی‌سی ( PVC) مهم‌ترین ماده تولید زیره کفش به‌صورت سنتزی است. پلیمر پی‌وی‌سی بسیار سخت است اما وقتی‌که برای زیره کفش مورداستفاده قرار می‌گیرد با استفاده از افزودنی‌هایی نرم می‌گردد. زیره پی‌وی‌سی معمولاً به‌صورت تزریق مستقیم تولید می‌شود. از ویژگی‌های زیره پی‌وی‌سی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• بادوام
• منعطف
• نرم
• در هنگام سرما لغزنده و لیز است
زیره کفش EVA : زیره اتیلن وینیل استات یا EVA به دلیل ارزان بودن و سبک‌وزن بودن یکی از محبوب‌ترین مواد مورداستفاده در تولید زیره کفش می‌باشد. کو پلیمر جامد استات وینیل و اتیلن در حین فرایند تولید زیره کفش با استفاده از یک گاز به‌عنوان عامل پف زا منبسط می‌شود. فوم سلول بسته حاصل به زیره کفش خاصیت جذب ضربه بالایی می‌دهد. زیره EVA می‌تواند به روش تزریق قالبی و اکستروژن تولید می‌شود. ورق‌های اکسترود با سختی‌ها و رنگ‌های مختلف می‌تواند با شعله به ضخامت مطلوب لمینه شده و به شکل مشخص برش داده شود.
از ویژگی‌های زیره EVA می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• در مقایسه با زیره کفش لاستیکی میکرو سلولی بسیار سبک‌تر و بادوام‌تر است. انعطاف و برگشت‌پذیری بالایی دارد.
• عایق حرارتی خوبی برای محافظت از پا در برابر سرما است.
• استفاده در زیره میانی برای کفش ورزشی
• استفاده برای زیره بیرونی برای کفش‌های سبک‌وزن
زیره کفش پلی یورتان: مواد پلی یورتان به‌صورت دوجزئی و از ترکیب دو مایع در فشار بالا توسط دستگاه تزریق و سپس تزریق به داخل قالب زیره کفش تولید می‌شود. محصول حاصل یک فوم سلول باز است که به‌اندازه زیره EVA ارزان و سبک‌وزن نیست. به دلیل داشتن سلول باز زیره پلی یورتان، خاصیت جذب ضربه آن به‌اندازه فوم EVA قابل‌توجه نیست. بااین‌حال، مانایی فشار زیره پی یو از زیره EVA پایین‌تر است بنابراین عمر زیره پی یو طولانی‌تر است. زیره کفش پی یو یا پلی یورتان شامل دو نوع پلی اتری و پلی استری می‌باشد که در مقالات دیگر مورد بحث قرار گرفته است. مواد پلی یورتان مورداستفاده در انواع زیره کفش دارای ساختار سلولی نرم و منعطف است. زیره پی یو یک پلیمر بسیار مستحکم و بادوام است و در برابر بسیاری از مواد شیمیایی مقاوم است. تولید انواع زیره کفش ایمنی با مواد پلی یورتان بسیار موردتوجه است. از ویژگی‌های آن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• سبک‌وزن بودن، منعطف و برگشت‌پذیری بالا
• عایق حرارتی بالا در برابر سرما
• بادوام‌ترین زیره سلولی
زیره چرمی: برخلاف آسیب‌پذیری، زیره چرمی یکی از محبوب‌ترین زیره ها در کفش‌های مجلسی می‌باشد. پوست گاو در حدود نیم سانتی‌متر ضخامت دارد. از مزایا و معایب زیره چرمی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
• مقاومت سایشی بالا
• گران بودن: زیره چرم معمولاً از زیره لاستیکی و پلاستیکی گران‌تر است. به همین دلیل عمدتاً در تولید کفش‌های باکیفیت مورداستفاده قرار می‌گیرد.
• دوام کمتری نسبت به دیگر انواع زیره کفش دارد: زیره چرم بیشتر به علت داشتن جذابیت ظاهری بالا خریداری می‌شود تا برای داشتن دوام زیرا دوام کمتری نسبت به دیگر زیره های کفش داراست.
زیره ترموپلاستیک:
پی‌وی‌سی ترکیبی یکی از پرمصرف‌ترین و ارزان‌ترین مواد در تولید انواع زیره کفش ، صندل و دمپایی محسوب می‌شود. دانسیته زیره از ۰٫۷۵ تا ۱٫۳ گرم بر سانتی‌متر مکعب و سختی نیز از ۴۵ shore A تا ۹۵ shore A متغیر است. وقتی مواد پی‌وی‌سی با مواد پلی یورتان ترموپلاستیک ( TPU) ترکیب می‌شود زیره با مقاومت سایشی و انعطاف‌پذیری بالایی حاصل می‌شود. زیره پی‌وی‌سی مقاومت بالایی در برابر چربی‌های حیوانی، اسیدها، الکل‌ها ، بنزین، نفت و بازها دارد. زیره پی‌وی‌سی برای کار در محیط‌های در معرض حلال‌های آلدئیدها و کتون ها مناسب نیست. ترکیب پی‌وی‌سی با پودر لاستیک نیتریل (NBR)، به زیره کفش مقاومت به روغن بالاتری می‌دهد و بنابراین در قالب‌گیری زیره کفش در تولید کفش ایمنی می‌تواند استفاده گردد. از ویژگی‌های زیره کفش لاستیک ترموپلاستیک می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
• احساس راحتی در پا
• سبک‌وزن‌تر بودن در مقایسه با زیره پی‌وی‌سی و زیره لاستیکی
• قابلیت کشسانی بالا
• مقاومت بالای رد اثر در سرما
• ارزان بودن
