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- 17 9 月, 2026
- 6:39 下午
低壓灌注機×鞋材產業｜IP射出大底發泡工藝解析
PU 發泡材料應用、PU 生產設備請找立鋒！
雲林一家做了二十年EVA射出大底的鞋廠，去年接到一張歐洲運動品牌的開發單，指定要PU發泡中底。廠長老陳買了一台二手低壓灌注機，原料照配方秤好、模具溫度設到40度，結果第一批試產的鞋底，表面佈滿氣泡、硬度左腳45右腳52、還有幾雙脫模時黏在模仁上拉壞了。
他以為是原料有問題，換了三家原料商，狀況差不多。直到有位師傅點出一句話：「IP射出不是把料灌進去等它發泡就好，模具溫度、脫模時間、計量比例三個要一起對，少一個就會爆。」
這篇文章從IP射出大底的工藝流程講起，把原料體系、參數對照表、常見缺陷與對策拆開來說。目標是讓正在從EVA轉型PU發泡、或準備導入低壓灌注機的鞋廠，少走老陳那三個月的彎路。
一、IP射出大底是什麼？為什麼品牌要換PU
IP射出大底（Injection Phylon，或稱PU發泡射出大底）是一種以低壓灌注機將A/B雙組份PU原料混合後，注入鋁模或環氧樹脂模中發泡成型的鞋底製程。相較於傳統EVA射出，PU發泡大底具有密度可調範圍寬、回彈率較高、壓縮永久變形較低、可做到雙色雙硬度等優勢。
運動品牌轉向PU發泡中底的原因很現實：
- 密度可調。同一套設備與模具，透過調整A/B比例與配方，可以做出從250 kg/m³的超輕量休閒底到500 kg/m³的高支撐安全鞋中底。EVA的密度調整彈性相對有限。
- 回彈與耐久。PU發泡的壓縮永久變形通常低於EVA，穿久不易塌陷，這對跑步鞋與工作鞋的壽命指標很重要。
- 雙色雙硬度。低壓灌注機可以在同一模內分兩次灌注不同配方，做出外圈支撐、內圈緩震的結構，EVA要達到同樣效果需要雙色機且模具複雜度高很多。
- 環保壓力。部分品牌開始要求降低生產過程中的VOC排放，低壓灌注的開放式模具與較低壓力條件，在廢氣處理上比EVA的高溫高壓射出相對友善。
但PU發泡也有門檻：製程參數的容錯範圍比EVA窄，原料對濕氣敏感，模具溫度與脫模時間的窗口較短。這些門檻，就是老陳前三個月交的學費。
二、IP射出工藝流程：七個步驟的串聯邏輯
IP射出的流程不複雜，但每個步驟的參數互相牽制。以下是標準工藝順序：
| 步驟 | 操作內容 | 關鍵參數 | 常見失誤 |
|---|---|---|---|
| 1. 原料準備 | A劑（ISO）與B劑（POLY）確認效期、黏度、含水量 | 原料溫度22 – 28°C、濕度 < 50% RH | 原料開桶後未密封，吸收濕氣導致氣泡 |
| 2. 模具準備 | 清潔模穴、噴塗離型劑、組裝上蓋 | 離型劑均勻度、模面無殘料 | 離型劑過厚導致表面霧化、過薄導致黏模 |
| 3. 模具預熱 | 將模具加熱至設定溫度並恆溫 | 模溫依配方而定，通常35 – 55°C | 模溫不均導致單側熟化慢、脫模破裂 |
| 4. 計量混合 | 低壓灌注機依設定比例輸出並攪拌混合 | 比例精度±1.5%、攪拌轉速3,000 – 6,000 RPM | 比例偏移導致硬度飄移、熟化異常 |
| 5. 灌注與閉模 | 將混合液注入模穴，合上上蓋 | 灌注量精準、排氣孔暢通 | 灌注過量溢料、排氣不良產生氣泡 |
| 6. 發泡熟化 | 在模具內完成發泡與初期熟化 | 熟化時間依配方，通常3 – 8分鐘 | 脫模過早導致變形、過晚導致黏模 |
| 7. 脫模與後處理 | 開模取件、修邊、靜置後熟化 | 脫模溫度、修邊品質 | 後熟化不足導致尺寸回縮 |
老陳的問題出在第3步與第6步：模溫設40度是對的，但他沒有確認模具各區的溫度均勻度——上模45度、下模38度，發泡反應速度不一致，結果就是硬度不均與表面氣泡。加上他為了趕貨把熟化時間從5分鐘壓到3分鐘，脫模時內部還沒完全交聯，黏模就不可避免了。
三、原料體系與密度硬度對照
鞋材PU發泡的原料體系主要分三大類，對應不同的產品定位：- 聚酯型（Polyester）。耐磨性與撕裂強度較好，適合工作鞋、戶外鞋。缺點是耐水解性較差，長期潮濕環境下容易降解。
- 聚醚型（Polyether）。耐水解與耐低溫彎折性較佳，適合運動鞋、休閒鞋。耐磨性略遜於聚酯型，但回彈率較高。
- 混合型。結合兩者優點，成本也較高，常見於高階運動品牌指定配方。
| 應用場景 | 密度區間（kg/m³） | 硬度（Asker C） | 功能定位 |
|---|---|---|---|
| 超輕量休閒鞋大底 | 220 – 280 | 30 – 40 | 輕量、柔軟、日常穿著 |
| 一般運動鞋中底 | 250 – 320 | 35 – 50 | 緩震與支撐平衡 |
| 休閒鞋大底 | 300 – 380 | 45 – 55 | 耐久、抗壓、日常耐磨 |
| 工作鞋／安全鞋中底 | 400 – 500 | 55 – 65 | 高支撐、抗穿刺、耐油 |
| 矯正鞋墊／醫療輔具 | 80 – 150 | 15 – 30 | 高緩震、壓力分散 |
四、模具溫度與脫模時間：決定外觀與良率的隱形參數
模具溫度與脫模時間是IP射出中最容易被低估、卻最影響外觀與良率的兩個參數。以下是實務參數參考：| 參數 | 一般範圍 | 偏高時的影響 | 偏低時的影響 |
|---|---|---|---|
| 模具溫度 | 35 – 55°C | 表面過熟、表皮厚、脫模黏模 | 熟化不足、表面粗糙、脫模破裂 |
| 原料溫度 | 22 – 28°C | 反應過快、灌注時間窗口縮短 | 反應過慢、熟化時間延長、氣泡 |
| 熟化／脫模時間 | 3 – 8 分鐘 | 生產效率低、過度交聯可能脆化 | 脫模變形、尺寸不穩、黏模 |
| 環境濕度 | < 60% RH | — | 濕氣與ISO反應產生CO₂氣泡 |
五、常見外觀缺陷成因與對策
老陳前三個月遇到的問題，幾乎都是這張表裡的標準題：
| 缺陷 | 可能成因 | 優先檢查順序 |
|---|---|---|
| 表面氣泡／針孔 | 原料濕氣過高、排氣不良、模溫過低 | 原料密封狀態→模具排氣孔→模溫 |
| 硬度不均（左右差>5度） | 模溫不均、計量比例漂移、攪拌不均 | 模溫分佈→比例杯測→攪拌頭狀態 |
| 黏模／脫模破裂 | 脫模時間不足、離型劑失效、模溫過高 | 脫模時間→離型劑種類與噴塗量→模溫 |
| 表面流紋／雲霧狀 | 原料溫度過低黏度高、灌注速度不均、模具表面污染 | 料溫→灌注手法→模面清潔 |
| 尺寸收縮／變形 | 後熟化不足、脫模過早、配方交聯密度不足 | 後熟化條件→脫模時間→配方驗證 |
這張表的排查邏輯是「先環境、再設備、最後配方」。八成以上的外觀缺陷，其實是環境濕度、模溫或脫模時間沒控制好，不是原料或配方的問題。先把這些基本盤做好，再來談配方微調。
六、低壓灌注機在鞋材產線的配置要點
鞋材產線有幾個特殊的生產特徵，直接影響設備選型：
- 換模頻繁。一條產線可能上午做男鞋26號、下午換女鞋23號，模具台車必須能快速推入定位。
- 多色多硬度並行。同一訂單可能有3種配色、2種硬度，設備需要配方記憶功能，換色時清洗時間要短。
- 節拍壓力。鞋廠的利潤來自「每天能出多少雙」，單模週期時間直接影響產能。
- 外觀要求高。品牌客戶對鞋底表面品質的檢驗標準嚴格，氣泡、流紋、色差都會被退貨。
對應的設備配置重點：
| 配置項目 | 建議規格 | 對應產線價值 |
|---|---|---|
| 混合轉速 | 無段變速3,000 – 6,000 RPM | 不同黏度配方都能找到最佳轉速 |
| 配方記憶組數 | 30組以上 | 換模換色一鍵調用，減少調機時間 |
| 比例範圍 | 可調範圍寬（如100:30至100:60） | 覆蓋從超軟鞋墊到硬質安全鞋底的配方需求 |
| 模具台車 | 多站設計、快速定位 | 減少換模停機，提升設備稼動率 |
| 溫控系統 | 獨立A/B劑加熱加冷卻 | 夏季高溫環境下料溫穩定，比例不漂移 |
立鋒販賣機器設備，LF-ARL低壓迴路灌注系統在鞋材應用上的設計對應：多段轉速可調支援不同黏度配方、配方記憶功能減少換模調機時間、獨立A/B劑溫控確保夏天料溫穩定、開放式模具兼容降低模具投資門檻。關於低壓灌注機的完整選型觀念，可參考低壓灌注機怎麼選，以及製程原理可參考PU灌注工藝：混合比、壓力、固化控制。
七、常見問題
從EVA轉PU發泡，模具可以直接沿用嗎？
不行。EVA射出模具是針對高壓高溫設計，模穴結構與排氣系統和PU發泡完全不同。PU發泡模具通常用鋁合金或環氧樹脂製作，模溫較低、排氣孔設計更講究，且需要考慮發泡膨脹的空間。直接沿用EVA模具，結果幾乎都是填充不全或表面缺陷。
低壓灌注機可以做雙色雙硬度鞋底嗎？
可以，這正是低壓機在鞋材的強項之一。做法是同一模具分兩次灌注：第一次灌外圈支撐層（較硬），熟化到一定程度後第二次灌內圈緩震層（較軟）。關鍵是第一次灌注的熟化時間要抓準——太早灌第二層會混在一起，太晚則接著性不好。需要設備有精準的計量與時間控制，以及操作人員的經驗配合。
PU發泡鞋底的氣味問題怎麼解決？
氣味主要來自原料中的殘留單體與添加劑。對策有三：一是選用低氣味等級的原料（原料商有分等級）；二是後熟化條件要充分，讓殘留單體揮發；三是廠房通風與廢氣收集要做好。部分品牌會要求成品通過VOC檢測，這在導入前就要與原料商確認配方是否符合目標市場的法規。
鞋材產線導入低壓灌注機，多久能穩定量產？
一般來說，從設備到廠安裝到穩定量產，約需4至8週。前2週是設備調試與模具試配，中間2至4週是參數定版與小批量驗證，最後2週是量產節拍優化。老陳花了三個月，主要是因為沒有系統化的參數記錄，每次試錯都從零開始。有配方記憶與數據記錄的設備，可以把這個過程縮短到一半。
八、重點整理
IP射出大底是低壓灌注機在鞋材產業最具代表性的應用，從EVA轉型PU發泡不是換台機器這麼簡單，而是整個製程邏輯的轉換。模具溫度、脫模時間、計量比例三個參數必須同時對準，任何一個偏移都會反映在鞋底的外觀與物性上。
原料體系分聚酯型、聚醚型與混合型，密度從80到500 kg/m³對應不同功能定位；常見缺陷八成是環境濕度、模溫或脫模時間沒控制好，不是原料問題。鞋材產線的換模頻繁與多色多硬度需求，讓低壓灌注機的配方記憶、轉速可調與模具兼容性成為選型重點。
立鋒販賣機器設備，LF-ARL低壓迴路灌注系統適用於鞋材IP射出生產線的多樣小批量特性。若你的鞋廠正在評估從EVA轉型PU發泡、或準備導入低壓灌注設備，歡迎透過LINE提供目標鞋種、硬度需求與月產量，我們可以協助評估適合的流量規格、模具台車配置與雙色灌注的製程建議。
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