La producción de espuma de poliuretano flexible implica una reacción química entre los dos elementos: poliol e isocianato. La espuma resultante de esta reacción química es un material con características de confort, flexibilidad, fácil de cortar, de celdas abiertas para el paso del aire, deformación reversible y que presenta gran resistencia al desgarro y a la fatiga. Además, estas espumas son más resistentes al deterioro que las espumas a base de látex de caucho natural.
La espuma de PU flexible se puede producir con diferentes densidades y grados de dureza, lo que la convierte en la mejor opción para diversas industrias, como las industrias de colchones, muebles, tapicería, automotriz y calzado. Se pueden producir a pequeña o gran escala, utilizando desde equipos simples hasta más sofisticados.
Tipos de Espumas Flexibles:
Espuma convencional: Espuma flexible de uso común en muebles, colchones, entre otras aplicaciones.
Espuma suave: Espuma flexible debidamente formulada para conseguir diferentes niveles de suavidad, aportando un mayor factor de confort en su aplicación final.
Espuma firme: Al igual que las espumas blandas, la espuma firme también se obtiene mediante modificaciones en las formulaciones de las espumas, lo que permite alcanzar niveles de firmeza adecuados para cada tipo de aplicación.
Espuma de alta resiliencia: Espuma especial con características de retorno rápido y tacto suave, muy utilizada en mobiliario (cojines, asientos, respaldos y palas táctiles), colchones, bancos, artículos
deportivos y ortopédicos.
Espumas hipersuaves: La espuma hipersuave también se considera una espuma especial, por su característica hipersuave y sensible al tacto. Se utiliza en almohadas, colchones y muebles, así como en camas para mascotas.
Espuma viscoelástica: Las espumas viscoelásticas (las famosas espumas de la NASA) son bien conocidas por proporcionar un alto confort, una resiliencia muy baja y un retorno lento. Se aplican ampliamente en toda la industria del mueble (muebles, almohadas y colchones, por ejemplo), además de artículos ortopédicos y deportivos.
Espumas Aglomeradas: Copos de espuma aglomerados por un adhesivo de poliuretano. El bloque de espuma aglomerada aporta mucha firmeza y gran capacidad de sujeción. Es muy utilizado en la fabricación de muebles y colchones.
Características principales de la Espuma de Poliuretano Flexible:
- Densidad.
- Elongación.
- Resistencia al desgarro.
- Indentación.
- Resistencia a la deformación.
- Resistencia a la Compresión.
- Inflamabilidad.
- Factor de confort.
- Resistencia a los rayos ultravioleta.
- Resiliencia.
- Paso de aire.
Existen normas de organismos reguladores específicos para cada tipo de aplicación (colchones, almohadas, entre otros), proponiendo determinaciones de resistencia al desgarro y a la deformación, por ejemplo. Estos estándares específicos tienen como objetivo garantizar la calidad y el mejor rendimiento de la espuma flexible.
Propiedades Físicas
Algunas propiedades físicas de las espumas flexibles se miden siguiendo métodos específicos para garantizar la calidad y desempeño de la espuma producida, tales como:
Densidad
La densidad es la relación entre la masa y el volumen de un material y debe ser controlada, ya que la variación de la densidad afecta características físicas de la espuma tales como tacto, retorno, deformación permanente, soporte, relleno (en el caso de piezas moldeadas), entre otros. Además, la densidad puede influir en el rendimiento de la espuma producida y provocar pérdidas en el proceso.
Fuerza de Indentación
La fuerza de indentación es una de las formas de medir el soporte de carga de la espuma, caracterizando su dureza y debe ser uno de los parámetros a evaluar para asegurar que la espuma producida tenga el soporte especificado como su respectivo estándar. El cambio en la dureza de la espuma afecta la sensación y el retorno de la espuma y puede indicar variaciones en las estructuras presentes en las materias primas y/o errores en la formulación.
En el método de prueba Indentation Force, la dureza se mide en Newtons (N) y esta prueba determina la capacidad de peso que soporta la espuma por m2 (soporte de carga) simulando la compresión rutinaria que realiza una persona. La prueba en el laboratorio se realiza de acuerdo con la Norma NBR 9176 – Determinación de la Fuerza de Indentación.
Retorno
El retorno es la capacidad de la espuma para recuperar su forma original después de la compresión.
En el método de análisis de retorno, la medición se realiza en segundos (s) a través de un cronómetro digital, desde que se retira la tensión que se está aplicando hasta la recuperación completa de la forma inicial de la espuma.
Resiliencia
La resiliencia viene determinada por la cantidad de energía devuelta tras la deformación por la aplicación de un esfuerzo. Suele medirse como un porcentaje de la energía recuperada y proporciona información sobre el carácter elástico del material.
Según la norma ABNT NBR 13579:1 las espumas viscoelásticas deben tener una resiliencia inferior al 15%.
El ensayo de análisis de resiliencia consiste en dejar caer una bola de acero sobre una muestra de espuma y medir la altura máxima del rebote de esta bola (ABNT, NBR 8619, 2003).
Deformación Permanente
Según la norma ABNT NBR 8797, la prueba consiste en medir la diferencia entre el espesor inicial y el final de una muestra de espuma flexible después de una compresión especificada a una temperatura, humedad y tiempo determinados.
En el método de análisis, la deformación permanente debe ser medida como se describe en la norma ABNT NBR 8797, utilizando el equipo de Dispositivo de Compresión, Estufa y Balanza.
Resistencia al desgarro
A través de este ensayo, es posible medir la resistencia al desgarro en N/m que ofrece una muestra de espuma al ser sometida a una fuerza de tracción. Sirve como parámetro para evaluar la idoneidad de la espuma en aplicaciones en las que la espuma está expuesta a condiciones de cizallamiento y tracción.
La prueba para medir la Resistencia al Desgarro consiste en aplicar una fuerza de tracción sobre una muestra cortada de forma estandarizada y se realizará según la norma ABNT NBR 8516.
Transición vítrea (Tg)
Tg es la propiedad del material donde podemos obtener la temperatura de paso del estado vítreo a un estado «maleable», sin que se produzca un cambio estructural. (IPEN, 2018). NOTA: No es una prueba, sino una definición.
Piel
La piel de la espuma de poliuretano es su capa más externa, mientras que en las espumas moldeadas el material tiene mayor compactación Algunos factores pueden influir en la piel de la espuma y cambiar sus características, como la temperatura del molde, un agente desmoldante inadecuado o incluso la cantidad de agente desmoldante utilizado. Los factores inherentes a la formulación también pueden influir en la piel obtenida en la espuma. Por lo tanto, hay que observar la piel de las espumas moldeadas.
La espuma no debe pelarse -perder la piel parcial o totalmente- cuando se siguen todos los criterios establecidos de desmoldeante y temperatura del molde. Por lo tanto, debe realizarse una inspección visual y táctil.
Tipos de Procesos de Fabricación
Proceso Discontinuo
Se trata de un proceso de fabricación de espuma flexible en bloques individuales. Este proceso es económico, sencillo y similar al procedimiento de laboratorio.
El proceso por lotes es muy utilizado en Brasil por pequeñas y grandes empresas debido a su bajo coste.
El proceso por lotes puede realizarse en bloques rectangulares, bloques con presión negativa y bloques cilíndricos de varios tamaños para la producción de espumas especiales.
Proceso Discontinuo: Bloque Rectangular
Los bloques rectangulares/cuadrados se utilizan generalmente para espumas laminadas en colchones y diversas aplicaciones industriales.
Este proceso de espumado en cajas de distintas dimensiones es ideal para la producción de espumas especiales o incluso de distintos colores, que suelen utilizarse para satisfacer pedidos de volúmenes más pequeños.
Características del Proceso Discontinuo – Bloque Rectangular:
- Simple en términos de estructura;
- Económico y similar al procedimiento empleado habitualmente en los laboratorios;
- Producción de pequeñas cantidades de diferentes espumas;
Proceso Discontinuo: Bloque Cilíndrico
Bloques de espuma fabricados en un molde cilíndrico que luego se tornean para fabricar productos industriales (Brasieres, zapatos, acolchados, etc.).
Es posible utilizar cilindros de diversas dimensiones según la función deseada.
Características del Proceso Discontinuo – Bloque Cilíndrico:
- Diámetro hasta 2,20 m;
- Altura hasta 2,40 m;
- Requiere una catálisis equilibrada;
- Requiere siliconas de alto rendimiento;
Lea el artículo dobre Producción de viscoelásticos em bloque cilíndico [Aqui]
Proceso Discontinuo: Uniblock (presión variable)
Bloques de espuma fabricados en máquinas equipadas con cámaras en las que la espuma se forma mediante presión variable.
Proceso Continuo (alta y baja presión)
El proceso continuo consiste en bombear a alta o baja presión, con caudales controlados, los componentes a través de un cabezal de mezcla controlado electrónicamente. Esta mezcla se vierte sobre una cinta móvil hasta que se corta al final de la línea de producción.
Características del Proceso Continuo
- Alta productividad;
- Alto control del proceso;
- Alta calidad del producto final;
- Mano de obra especializada;
- Mayor coste/beneficio;
- Alto coste de inversión;
- Amplia zona de producción;
Principales aplicaciones: sector del automóvil, ropa, calzado, esponja de limpieza.
Aglomerados de Espuma
Tras la producción de bloques de espuma en el proceso continuo o discontinuo, estos bloques se envían a la laminación donde, en consecuencia, se generan muchos residuos, los llamados «desechos».
Estos residuos de espuma pueden mezclarse con un material aglutinante (pre polímero, que une los fragmentos de espuma), para formar nuevos bloques de espuma aglomerada. Estos bloques de espuma aglomerada se utilizan en diversas aplicaciones, como tatamis y colchones, además de cumplir una función «ecológica», ayudando a reducir la producción de residuos del proceso.
Segmentos de Aplicación de las Espumas Flexibles
Debido a su gran versatilidad, las espumas flexibles de poliuretano se aplican en diversos segmentos, como:
Sector del mueble
- Colchones
- Almohadas
- Tapicería
- Cojines
Sector del automóvil
- Asientos
- Respaldos
- Reposacabezas
- Laminado del tejido del asiento.
Sector del calzado
- Plantillas
- Tiras de sandalias.
Sector de la confección
- Brasier
- Ropa
- Acolchado.
Productos de limpieza
- Esponjas de limpieza.
- Esponjas de baño
Tecnología para Espumas Flexibles
Amino ofrece la línea más completa de soluciones para espumas flexibles de poliuretano.
Las siliconas, aminas, pigmentos, aditivos, aglutinantes y sistemas listos para usar conforman una cartera coherente cuando se trata de poliuretano. Además, contamos con un equipo técnico con los mejores especialistas en Poliuretano para ayudar y guiar a nuestros clientes por el mejor camino, combinando la calidad de las materias primas con la mayor eficiencia en los procesos.
Vea algunas de las soluciones de Amino para espumas flexibles:
Aditivos de alto desempeño
- Siliconas tensioactivas
- Catalizadores aminicos de expansión y gelificación
- Catalizadores retardados
- Catalizadores de bajo contenido en COV
- Octoato de estaño
- Pigmentos líquidos y en pasta
- Aditivo de laminación a la llama
- Aditivo para abrir celdas
- Aditivo de desgarro y estiramiento
- Aditivo de dureza
- Aditivo anti-suciedad
- Retardante de llama (halogenado y no halogenado)
Sistemas flexibles listos para usar
- Viscoelástica para proceso en bloque 100% MDI
- Viscoelástica para proceso en bloque base TDI
- Viscoelástica para proceso en moldeado base MDI
- Sistema hipersoft para proceso en bloque base TDI
- Sistema hipersoft para proceso en moldeo base MDI
- Sistema flexível HR processo em bloco base MDI
- Sistema flexível HR processo em bloco base TDI
- Sistema flexível HR moldado base MDI e base TDI
Productos complementarios para Espumas Flexibles
- Pegamento para aglomerado
- Adhesivo para unión de espuma con fibra (esponjas)
- Recubrimientos de gel
Para Conocer más sobre la Tecnología Amino, entre en contacto con nosotros por el +55 11 4077-3777 o envíenos un correo electrónico a vendas@amino.com.br