El poliuretano es un material plástico formado por cadenas poliméricas más o menos entrecruzadas, dando como resultado piezas finales que pueden ser blandas o rígidas.
Este material está compuesto por una familia de polímeros derivados de las reacciones exotérmicas entre dos componentes principales: el isocianato y el poliol.
Es un producto muy versátil, ya que tiene muchas aplicaciones diferentes. Por ejemplo, se puede aplicar en productos de pintura, automóviles, fibras, adhesivos, espumas o textiles, entre otros.
Influencia de los desmoldantes en la producción industrial de poliuretano
Los desmoldeantes son uno de los productos más importantes en la industria en general, puesto que permiten la fabricación de piezas en moldes de manera rápida, sencilla y efectiva, y se aplican en infinidad de procesos de producción.
Con el creciente uso de los materiales poliméricos en la industria, el uso de estos compuestos se ha vuelto crítico para la existencia de muchas industrias. Los poliuretanos son materiales de gran poder adhesivo, y esto hace que, si no se aplica desmoldeante, las piezas moldeadas se adhieran a la superficie del molde. El principal objetivo de los desmoldeantes, por lo tanto, es formar una barrera entre el molde y la superficie de la pieza moldeada.
Los desmoldeantes son responsables de la apariencia y las propiedades superficiales de una pieza moldeada, la procesabilidad en la línea de producción, las reparaciones y rechazos, y la apariencia más o menos atractiva de las piezas finales, así como de la suciedad del molde, ambiente de trabajo, etc.
En este artículo exploraremos el uso y las características de la espuma flexible de poliuretano de piel integral en el sector del calzado.
¿Para qué se utiliza la espuma flexible de poliuretano en el sector del calzado?
La industria fabricante de piezas de calzado es uno de los sectores que más utiliza productos desmoldeantes. En concreto, estos se utilizan para la producción de suelas monodensidad, suelas bidensidad, incluyendo calzado de seguridad, plantillas, así como el resto de procesos de inyección directa.
Los moldes necesarios para la creación de estas piezas deben estar hechos a base de aluminio, acero inoxidable o resina epoxi. En este último caso, es importante tener en cuenta que la superficie de los moldes es más porosa y, por lo tanto, se necesita una mayor cantidad de desmoldeante o una mayor concentración para cubrir correctamente el molde y asegurar un buen desmoldeo y acabado superficial. Asimismo, en los moldes de epoxi, la temperatura suele ser más baja en comparación con los moldes metálicos, ya que la transmisión de calor es inferior. Tengan en cuenta también que si los productos a base de agua o híbridos entran en contacto con superficies férricas, aparecerán signos de oxidación a corto o medio plazo.
La temperatura del molde dependerá de cada línea de producción y de los componentes utilizados, pero en general se sitúa entre los 40 °C y los 60 °C.
Los desmoldantes pueden tener diferente naturaleza química, como por ejemplo:
- Desmoldantes a base de solventes.
- Concentrados para diluir en base solvente.
- Híbridos con un 30 a 50% de solvente y el resto agua.
- A base de agua, con o sin solvente.
En el caso de la bidensidad, los desmoldeantes deben proporcionar un acabado impecable y una buena unión de suelas.
Independientemente del producto que se utilice, los desmoldeantes de Concentrol ofrecen unas características y propiedades excelentes de las piezas moldeadas. Los principales puntos fuertes de nuestras soluciones son:
- Poros cerrados con un acabado no graso y uniforme.
- Brillante o mate, según requisitos.
- Sin ningún tipo de defectos visuales, como manchas o agujeros.
Sistemes de aplicación del desmoldante
Los productos clasificados como clase 1 y con un punto de inflamación inferior a 21 °C se pueden aplicar sin problemas con equipos air-less, ya que no necesitan ayuda de aire para el secado de la película sobre el molde.
Los de clase 2 tienen un secado más lento y, por lo tanto, es aconsejable utilizar equipos aerográficos y/o air-mix para que la película llegue a todos los rincones del molde y lo haga con un pre-secado gracias al aire que se mezcla con el producto en la salida del filtro.
Los de clase 3, que tienen un punto de inflamación superior a 55 °C, tienen un secado claramente más lento. Tienen un tiempo mínimo de 1 a 1,5 minutos, con el molde entre 50 y 70 °C. El aplicador air-less solo dispone de una presión de aire para impulsar el producto, y con la ayuda de la forma y las dimensiones de la boquilla de la pistola, es necesario encontrar el abanico óptimo para cada caso. No ayuda en absoluto al secado, y por esta razón no son útiles en muchas de las aplicaciones.
En cuanto al uso de equipos aerográficos o air-mix, podríamos destacar que los primeros resultan cómodos de utilizar, especialmente las pistolas de la marca Shütze, de tamaño pequeño y poco peso. Los air-mix resultan más eficaces en aplicación de desmoldante robotizada, donde se requieren más posibilidades de movimientos y formas del abanico para llegar a todo el molde, sin una programación compleja de recorrido.
Referente a los equipos electrostáticos, todos los productos base disolvente pueden tener su versión para aplicar de manera electrostática. Los productos base agua resultan mucho menos efectivos debido a la conductividad infinita y hasta ahora no permiten una buena aplicación. Se han estudiado productos para aplicar a base de agua, pero no se ha llegado a ningún resultado positivo al 100%. En base solvente no hay ningún problema en la confección de producto que funcione, aunque no se utiliza de forma generalizada por el coste que conlleva. Lo que sí es frecuente es utilizar equipos de aplicación robotizados y de aplicación electrostática si el producto usado es de clase 3 base disolvente sin ninguna propiedad electrostática.
Es importante recordar que un base solvente suele tener conductividad cero; el base agua, infinita; y un producto que funcione está sobre los 200 mohms. Parece que, sin ser una aplicación realmente electrostática, como la aplicación robotizada, se comporta mejor e induce a pensar que realmente lo electrostático es lo que facilita la aplicación. En general, podemos hablar de tamaños de boquilla de 0,3 mm o inferior en pistolas Schütze. Esto se debe a que los caudales aplicados son muy bajos, entre 10 y 30 gramos/minuto, con contenidos en sólidos altos (de 10 a 60%).
Después de la aplicación del desmoldante, se debe tener en cuenta el siguiente proceso, que consiste en el desbarbado y pintado de las suelas, con desengrasado previo o sin él.
La limpieza de los moldes
Otro paso importante consiste en la limpieza de los moldes después del uso de los productos. La limpieza dependerá mucho del tipo de residuo que queda en el molde después de ciclos de trabajo, variando según el tipo de piezas de poliuretano que se moldeen, el sistema de PUR y el tipo de desmoldante. Siempre es importante tener presente que la interacción del residuo del molde con los componentes está presente, ya sea en mayor o menor grado.
Es necesario recordar que solo los desmoldantes que dejan residuo suave se pueden limpiar con productos tipo líquidos. Como se puede ver en el esquema a continuación, los demás admiten variaciones según cada cadena y cliente.
| FAMILIA | Desmoldeante | Fusión cera | Molde frío + descascarillado | Criogénica | Limpiadores | Abrasivos |
| PUR flexible de piel integral calzado | Base solvente | (-) | (-) | (-) | (x) | (-) |
| Base agua | (-) | (-) | (o) | (x) | (-) |
(x): recomendado (o): Posible uso (-): No recomendable
- Fusión de cera: Se funde la cera sobre el molde a base de temperatura y se aplica luz de infrarrojos para reforzar. Cuando está fundida, se elimina con un trapo limpio varias veces si es necesario.
- Molde frío + descascarillado: Se deja enfriar el molde a temperatura ambiente. Al endurecerse, la cera tiende a romperse y con la ayuda de una espátula se desprende toda la capa.
- Criogénica: Se aplica al molde con hielo seco como abrasivo y el resultado es un molde que queda como nuevo, por lo que para empezar a trabajar es necesario aplicar varias capas de desmoldante o pasta de refuerzo antes de espumar. Este sistema es muy necesario, especialmente con desmoldantes a base de agua.
- Limpiadores: Solo para residuos blandos como ceras, resinas, aceites, siliconas, etc. Estos limpiadores suelen ser productos líquidos o en gel a base de N-Metil-Pirrolidona, pero debido a su toxicidad y restricciones dentro de la Unión Europea, ya existen otras alternativas igual de efectivas y menos tóxicas.
- Abrasivos: Similar al sistema criogénico, aunque menos agresivo. En lugar de hielo seco, se utiliza arena, cáscara de nuez, bicarbonato, etc.
Los productos para piel integral de calzado generalmente dejan residuos blandos y, por lo tanto, se pueden eliminar perfectamente con productos líquidos. Es importante tener en cuenta que los limpiadores disuelven los residuos de desmoldante y resina epoxi, por lo que es necesario dejar el producto en contacto con la parte de resina del molde un máximo de 5 minutos. Luego, se deben retirar los restos del molde con trapos limpios y dar un enjuague pasando un disolvente alifático de bajo punto de ebullición por todo el molde para asegurar que ha quedado limpio de cualquier resto de limpiador.
Las referencias de Concentrol para limpiadores están incluidas en la gama LP, y son las siguientes:
| GAMA LP | ||
| LIMPIADOR LML-950 | Limpiador de moldes de baja toxicidad | No contiene NMP |
| LIMPIADOR LML-1200 | Limpiador de moldes | Contiene NMP |
| LIMPIADOR LML-1300 | Biodegradable, baja toxicidad | No contiene NMP |
| LIMPIADOR LML-1300 W | Gel limpiador de moldes | Para superficies verticales |
| LIMPIADOR LML-539 | Limpiador de moldes | Contiene NMP. Amplio espectro de actuación |
| GAMA LX | ||
| LIMPIADOR LX LM-01 NP | Soluble en agua | Contiene NMP |
| LIMPIADOR LX LM-02 TDE | Mezcla de disolventes orgánicos | Sin NEP ni NMP |
| LIMPIADOR LX LM-03 AM | Contiene 2-Pirrolidona | |
| LIMPIADOR LX LM-04 GS | Mezcla de disolventes orgánicos alifáticos y oxidados | Rápida evaporación |
| LIMPIADOR LX LM-05 FM | Contiene derivados amínicos | |
| LIMPIADOR LX LM-07 GL | Contiene 2-Pirrolidona | En forma de gel |
| LIMPIADOR LX LM-6 CA | Sin NEP ni NMP | |
Además de las destacadas anteriormente, para el sector del calzado, Concentrol también dispone de la referencia LIMPIADOR LML-08 HT para los cabezales de inyección de las líneas de poliuretano. En este caso, su efecto se potencia en caliente, siendo un producto muy seguro por su baja toxicidad e inflamabilidad.
Referencias de desmoldantes de Concentrol para el sector del calzado
Dentro de la línea de Performance Materials, Concentrol cuenta con un extenso catálogo de soluciones dependiendo del tipo de producto que deseen crear los fabricantes y las características deseadas. Las principales referencias son:
Suelas de Poliéter monodensidad:
| REFERENCIA | Tipo de desmoldeante | Acabado | Clase | Aplicación principal | Observaciones |
| CONCENTROL LP ZMC-17 AP | Solvente r.t.u | Satinado | II | Suelas monodensidad | DBTDL free |
| CONCENTROL LP ZMC-17 TBM | Solvente r.t.u | Mate | II | Suelas monodensidad | Tin Free |
| CONCENTROL LP ZMDC-17 AP | Solvente concentrado para diluir | Satinado | II | Suelas monodensidad | DBTDL free |
| CONCENTROL LP IA-118 CX | Concentrado para diluir base aigua | Satinado | Agua | Suelas monodensidad | |
| CONCENTROL LP IA-118 TF | Concentrado para diluir base aigua | Satinado | Agua | Suelas monodensidad | Tin Free |
Suelas Poliéster monodensidad:
| REFERENCIA | Tipo de desmoldeante | Acabado | Clase | Aplicación principal | Observaciones |
| CONCENTROL LP IDC-121 PC | Concentrado para diluir | Brillante | 100% | Suelas monodensidad | DBTDL free |
| CONCENTROL LP IC-121-12 ANB | Solvente r.t.u | Satinado | II | Suelas monodensidad |
Calzado bidensidad:
| REFERENCIA | Tipo de desmoldeante | Acabado | Clase | Aplicación principal | Observaciones |
| CONCENTROL LX ZBAC-01 | Base agua concentrado para diluir | Satinado | Agua | Calzado bidensidad | Uso tal cual o diluir 1:2 en agua |
| CONCENTROL LP ZBDC-49 GVE | Solvente concentrado para diluir | Satinado | II | Calzado bidensidad | Disoluble |
| CONCENTROL LP ZBDC-49 J | Solvente concentrado para diluir | Satinado | II | Calzado bidensidad | Disoluble 1:15-1:30 |
| CONCENTROL LP ZBC-49-2 GVZ | Solvente concentrado electrostático | Satinado | II | Calzado bidensidad | Ideal para aplicación con robot electrostático |
| CONCENTROL LP ZBC-49 GVE | Solvente concentrado | Satinado | II | Calzado bidensidad | Muy apropiado para botas de PU enteras |
| CONCENTROL LP ZBD-49 GVE | Solvente r.t.u | Satinado | I | Calzado bidensidad |
Nuevos desarrollos
Concentrol también ha trabajado en el desarrollo de nuevas formulaciones diferenciadas del resto, tales como:
- Híbrido Tin Free para monodensidad poliéter: CONCENTROL LP ZBC-17 TFAN
Con un contenido de solvente de aproximadamente el 30%, se logra una reducción drástica de los Compuestos Orgánicos Volátiles (VOC, por sus siglas en inglés) aplicados. Esto mejora el entorno y la seguridad laboral al reducir los indicadores de peligrosidad, así como beneficia el transporte y almacenamiento al pasar a no tener clasificación ADR. Además, esta referencia proporciona un acabado mate muy conveniente para mercados que valoran la calidad y el acabado de la suela desmoldada.
- Base solvente para bidensidad mate: CONCENTROL LP ZBC-49 LXP
En el sector específico del calzado de seguridad, generalmente se utilizan desmoldantes que aportan un acabado satinado. En este caso, se proporciona un acabado completamente mate sin que esto interfiera en el desmoldado o adherencia de las suelas.
- Bases acuosas disolubles para pintado posterior sin desengrasar:
Se trata de una línea de productos en fase de desarrollo que permitiría pintar las suelas sin ningún proceso posterior de desengrase, logrando así una clara ventaja en tiempo y costo en comparación con los productos habituales del mercado.
Desde Concentrol, innovamos con la química para tener un impacto positivo en la sociedad y en el planeta. Somos una empresa comprometida con nuestros clientes, y por eso trabajamos día tras día para mejorar nuestras soluciones y ofrecer soluciones efectivas para la industria.
