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  2. Pisando fuerte con suelas ligeras   (01/03/2000)

Pisando fuerte con suelas ligeras



El calzado avanza a pasos gigantes gracias a nuevos materiales y equipos

Main Group, la empresa italiana especializada en la fabricación de máquinas de inyección y moldes para la industria del calzado explica en este artículo cuáles son los grandes temas tecnológicos que actualmente ocupan a esta industria, en la que el desarrollo de materiales novedosos también está jugando un papel muy importante.

La automatización de varias etapas de trabajo de manera flexible, es un objetivo cada vez más necesario y exigido por el sector del calzado. Main Group está involucrada en programas específicos. Uno de ellos, que concierne al poliuretano bicompuesto, forma parte de los programas del Consorzio Sintesi (Consorcio Síntesis) y el otro, relativo a la inyección directa del caucho bidensidad, forma parte de los programas de Main Group.

Las suelas livianas

La tendencia del mercado demanda suelas livianas y cómodas, principalmente porque persiste la moda de las suelas muy voluminosas.
Todo esto ha determinado el éxito de materiales cómodos, como el poliuretano y EVA inyectado, pero también de materiales termoplásticos llamados superexpandidos.

Los artículos para los cuales se utilizan las suelas livianas son muy diversos. En zapato de paseo para hombre (informal/de deporte) la suela es de PUR bidensidad, TPU/PUR expandido o caucho/PUR aunque existen también los de caucho/PUR expandido, caucho/EVA y TPU/PUR expandido.

Para muchacha/mujer la suela es, en los modelos de calidad, de PUR expandido, EVA o TR/EVA, mientras que para la mayoría de los modelos económicos, la suela es de TR mono/bidensidad (para los modelos menos voluminosos) y PVC expandido (para los más voluminosos).

En zapato para tiempo libre, para uso no deportivo se utilizan suelas de caucho/PUR, caucho/EVA, PUR bidensidad, TPU/PUR bidensidad, TR bidensidad, TR monodensidad con cerco

En zapato de carrera (jogging) y de deportes en general la suela más habitual es de caucho/EVA, caucho/PUR y EVA. Los dos primeros también se utilizan en calzado para marchas por campo o monte.

Otro ámbito que ha avanzado mucho es el de la sandalia deportiva o de mujer (informal) para cuyas suelas se recurre a PUR mono/bidensidad, EVA, caucho/EVA, caucho/PUR expandido y TR/EVA. Las sandalias de mar o piscina tienen suela de EVA inyectado, EVA microporoso o moldeado térmicamente, caucho/EVA, y PVC expandido

Finalmente, aunque más minoritarias, las botas totalmente de plástico son generalmente de PVC nitrílico y en ocasiones de TR u otros materiales termoplásticos ligeros. Las de calidad tienen suelas de PVC de tres colores con entresuela expandida.

Los materiales superexpandidos

Suelas livianas significa más gas en el interior de las suelas. Por consiguiente, significa una estructura compuesta de una piel exterior compacta, que permite la resistencia al desgaste, y una estructura interior liviana que garantiza ligereza y comodidad.

Analicemos la situación sobre los materiales.

Poliuretano

El poliuretano bicompuesto es el material ligero por excelencia. Generalmente, tiene una densidad que varía entre 0,4 y 0,5, aunque recientemente, se ha producido un nuevo material de 0,2 - 0,3 de densidad, que además ofrece un óptimo retorno elástico. También es el más flexible desde el punto de vista tecnológico, pero no desde el punto de vista de la producción, porque requiere máquinas de elevado número de estaciones y, por consiguiente, poco flexibles. Las ventajas del poliuretano bicompuesto son muchas y ha demostrado ser el mejor para el sector del calzado después del caucho. Si bien, en algunos casos, su empleo estaba limitado por la tecnología, Main Group ha resuelto recientemente también esa limitación.

EVA

El EVA inyectado es el otro material liviano por excelencia. Todavía no ha alcanzado el desarrollo del poliuretano, pero representa una alternativa válida y complementaria. Por el momento, se ha desarrollado para la producción de sandalias, entresuelas y suelas para fresar, pero su empleo ya está listo también para suelas de control dimensional. No se emplea en la inyección directa, porque el material se expande fuera del molde.

Termoplásticos

Sólo recientemente los termoplásticos expandidos han alcanzado densidades casi comparables con el poliuretano y el EVA. Los fabricantes de estos materiales, que en Main llaman superexpandidos, han reducido la resistencia al desgaste para obtener densidades mucho más bajas, pero informan de que aún siendo inferiores al poliuretano y al EVA, dichas densidades satisfacen las exigencias de calzados de nivel medio.

Dada la importancia de los termoplásticos en el mercado del calzado, sobre todo porque son fáciles de conseguir y por su tecnología de empleo, merecen ser citados individualmente.

- PVC superexpandido: Este material puede alcanzar una densidad de 0,5, pero presenta una reducida resistencia a la abrasión; por tal motivo, se emplea especialmente para artículos de temporada. Ya en 1992, Main Group había desarrollado una tecnología para hacerlos más livianos, gracias a la introducción en el molde de gas inerte, como nitrógeno o aire. Actualmente, se pueden obtener densidades de 0,6 sin tener que recurrir a la tecnología del gas. En la máquina Main Group modelo Polaris es posible la inyección de PVC bicolor con una adherencia perfecta, sin necesidad de agentes exteriores (como por ej. disolvente o inserciones), gracias a la tecnología innovadora de la máquina.

- TR superexpandido: También este material puede alcanzar una densidad de 0,5, pero con una resistencia a la abrasión bastante buena y otras características apreciadas por el mercado de las suelas. Además, se emplea muy bien en el bimaterial, utilizando como suela exterior un TR semi-compacto y, como entresuela, un TR superexpandido. El resultado es agradable y funcional. También este material se puede inyectar en la Polaris sin problemas.

- TPU: En el panorama de los materiales termoplásticos expandidos, recientemente ha aparecido el TPU expandido, el cual fue presentado por primera vez en Simac ‘99. Se trata de TPU (poliuretano termoplástico) con todas las ventajas de este material (aspecto blando y gomoso, resistencia a la abrasión, gama de colores vivaces muy amplia, de fácil elaboración y gestión) y, ahora, también ofrece la posibilidad de realizar suelas acabadas muy gruesas, pero livianas. Las pruebas realizadas en Main Group con la máquina Polaris han dado resultados de densidad 0,45 – 0,5 – 0,6.

La tecnología

En el ámbito del poliuretano bicompuesto, una contribución interesante es la de la nueva MINI DIPOL. El problema de tener una máquina para poliuretano con pocas estaciones ha sido enfrentado, pero no resuelto, con la fórmula de las "bananas", que Main Group siempre se ha negado seguir, puesto que no satisface las exigencias de calidad del producto final y la optimización de los costes. Lo único que satisface es la poca inversión inicial, pero no reduce los elevados costes de producción. La solución justa era una máquina rotativa con pocas estaciones, pero no se podía fabricar por razones técnicas que explicaremos.

Como es sabido, el poliuretano expandido es un resultado de la mezcla a alta velocidad de isocianato y poliol, que reaccionan químicamente entre sí. Transcurridos algunos segundos de la mezcla se produce la reacción, que se desarrolla casi instantáneamente. Por consiguiente, es necesario que la colada del fluido en el interior del molde se efectúe en poco tiempo, antes de que se produzca la reacción.

Los grupos de moldeo actuales prevén la inyección con tornillo horizontal de molde cerrado, o la colada con tornillo vertical de molde abierto. Después del moldeo, los materiales que quedan en el interior de la cabeza de mezcla tienen que ser expulsados y esto se realiza por medio de una limpieza mecánica del tornillo en la camisa, o por medio de la limpieza con detergentes como el cloruro o tricloroetileno.

En el primer caso, la colada de material reactivo se puede efectuar en tiempos de ciclo muy variables sin ningún problema. Por consiguiente, se puede efectuar una limpieza mecánica también después de cada inyección. En el segundo caso, por el hecho de que la limpieza es costosa, contaminante, peligrosa para la salud de los operadores y desestabilizante para la calidad del producto, es necesario efectuarla con intervalos más prolongados. Por ello, se debe trabajar con coladas casi continuas, para evitar que la reacción entre dos componentes del poliuretano se realice en la cabeza, antes de ser introducidos en el molde.

Desde el punto de vista práctico, en la fabricación de las suelas es preferible la colada de molde abierto con el tornillo de mezcla en posición vertical y utilizando, cuando fuera necesario, la limpieza química. Por este motivo, las máquinas están equipadas con muchos portamoldes en una mesa rotativa, para que el ciclo permita ejecutar todas las etapas, incluida la extracción de las suelas, sin problemas de residuos en el interior de la cabeza de mezcla. Por otra parte, para poder realizar una limpieza mecánica, que claramente es más conveniente, actualmente se requiere una cabeza de mezcla con tornillo en posición horizontal.

Main Group ha resuelto este problema realizando un nuevo tipo de cabeza de tipo vertical, que permite la limpieza mecánica de la cámara de mezcla, sin utilizar aditivos químicos. La ventaja principal es la de liberar la operación de moldeo de tiempos de ciclo inferiores al tiempo de reacción del material. En otras palabras, significa la posibilidad de fabricar máquinas con pocas estaciones, que brinden la misma garantía de calidad del producto final, dadas por los grandes equipos que cada vez son menos adecuados a las exigencias del just in time.

Otras ventajas son:

- disminución de las cantidades de poliuretano de descarte producido por el tiempo en que la máquina está parada, por los lavados y los cambios de color;
- ciclo de moldeo reducido al mínimo, optimizando la producción.

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