El calzado de PU es una opción popular en calzado de seguridad, botas industriales y ropa de trabajo de uso general. Esto se debe a que es duradero, cómodo y, dada su amplia aceptación por parte de los fabricantes, se produce a gran escala de forma rápida y económica. Para los fabricantes de calzado que establecen una nueva fábrica o mejoran sus líneas de producción actuales, es importante comprender dónde se produce el flujo de producción real, no sólo teóricamente, sino cómo se integra cada paso del flujo con la maquinaria de la fábrica y con la mano de obra, y cómo se relaciona el flujo con la propia producción.

A continuación se ofrece una perspectiva práctica y centrada en la fábrica sobre cómo se construye el calzado de PU, centrándose principalmente en el proceso de doble densidad, así como en la inyección directa. Estos métodos son los más utilizados actualmente en las fábricas.

Materias primas

El flujo comienza con las materias primas. En particular, algunas de estas materias primas tienen que ser bastante constantes en sus características a lo largo de todo el proceso de producción en la fabricación de calzado de PU. Las materias primas clave suelen ser:

Poliol e isocianato (el sistema químico del PU)
Aditivos (catalizadores, pigmentos, agentes espumantes)
Materiales para la parte superior (pueden ser de cuero, cuero sintético o tela)
Plantillas y punteras (de acero o composite, y sólo si se desea calzado con puntera de seguridad), etc.

Estos materiales deberán almacenarse en condiciones bastante controladas para que no sufran efectos degradantes debidos a cambios de temperatura, u otro tipo de fallos de reacción en el almacenamiento, ya que esto puede provocar que las espumas sean erráticas después de su uso o que la suela no se adhiera bien en una fase posterior del montaje del zapato.

Preparación superior

La parte superior del zapato debe prepararse antes de ir a la estación de inyección de PU. La preparación de la parte superior suele conllevar un periodo de:

Corte
Costura
Horma (desarrollo de la forma final del zapato en la horma)

En la producción de calzado de seguridad, las punteras suelen ser de acero o de material compuesto, y se añaden en esta fase de preparación de la parte superior. El grado de resistencia de la parte superior influirá en gran medida en el éxito de la unión de la parte superior con la suela de PU en las fases posteriores.

Montaje y preparación del molde

Los moldes son aquellas formas huecas que establecen finalmente la forma de la suela y de su acabado superficial. Los trabajadores suelen limpiar y aplicar agentes desmoldeantes al molde para:

Evite que la suela de PU se pegue al molde mientras se vierte y fragua en él
Facilitan el desmoldeo cuando la suela se endurece
Prolongar la vida del propio molde.

Los moldes fríos pueden provocar una formación incompleta de espuma. Por otro lado, los moldes sobrecalentados pueden fundir el plástico.

Proceso de inyección / vertido de PU

Este es realmente el corazón del proceso de fabricación del calzado de PU.

Con la máquina de inyección de calzado de PU (tipo DIP o rotativa), el sistema mezcla primero el poliol y el isocianato en una proporción establecida e inyecta el líquido en el molde. Si se fabrican suelas de doble densidad, por ejemplo:

Primera capa (suela). Esto es obvio, tiene una mayor densidad para resistir el desgaste.
Segunda capa (entresuela). Densidad más baja para mayor comodidad, amortiguación, etc.

La reacción química se produce en cuestión de segundos, y el PU se expande en el molde para formar la forma final de la suela, adhiriéndose directamente a la parte superior. La clave es un cabezal mezclador estable y un sistema de dosificación preciso. De lo contrario, una mezcla deficiente puede provocar:

Burbujas de aire en el zapato.
Estructura débil.
Densidad desigual.

Espumado y curado

Tras la inyección, el material se espuma rápidamente. Dentro del molde cerrado:

El PU se expande.
Se adhiere a la parte superior.
Comienza el curado.

El tiempo de curado típico es de unos minutos, dependiendo de la fórmula y de los ajustes de la máquina, etc.

En una planta de alto rendimiento, una máquina rotativa significa que la producción y el suministro son continuos. Mientras una estación está inyectando, por ejemplo, otras están curando o desmoldeando.

Desmoldeo y enfriamiento

El zapato se ha curado en el molde, por lo que se retirará en este punto. La suela está completamente formada, por supuesto, y la parte superior e inferior están unidas, de forma permanente. Pero el material es todavía suave (puede estar caliente) y por lo que los zapatos, se colocan en rack o transportador para enfriar y estabilizar.

Si el calzado no se enfría correctamente, pueden producirse problemas de deformación o encogimiento.

Recorte y acabado

Una vez que los zapatos se han enfriado lo suficiente, se recortan para eliminar cualquier exceso de material (también conocido como flash) y, a continuación, se incluye el acabado:

Limpieza de los bordes
Inspección de la superficie en busca de defectos
Impresión o rotulación de un logotipo en la superficie

Para los zapatos de mayor calidad, no es raro que se lleven a cabo procesos adicionales, como el pulido, o que se aplique un revestimiento para aumentar su durabilidad.

Inspección de calidad

La inspección de calidad no es un procedimiento aislado, sino que se integra en todas las fases de producción, desde la I+D hasta el envasado, y la inspección final garantiza que el producto cumple las normas. Entre los controles importantes figuran:

La fuerza de unión entre la parte superior y la suela
Consistencia de la densidad en todo el calzado
Apariencias defectuosas que indican un mal diseño/ingeniería.
Calzado defectuoso que no cumple las normas nacionales de seguridad (sobre todo en el caso del calzado de protección).

Las fábricas que producen calzado para los mercados de exportación deben cumplir otras normas de producto, como EN ISO, ASTM, etc.

Embalaje y almacenamiento

Los zapatos se emparejan y embalan en cajas de cartón y se almacenan hasta que están listos para su envío. Un almacenamiento adecuado es primordial para mantener la integridad del producto, especialmente cuando se expone a ambientes húmedos y calurosos y a otras condiciones desfavorables.

Equipos clave en una línea de producción de zapatos de PU

Una planta típica de fabricación de calzado de PU contendría las siguientes máquinas clave:

Máquinas de inyección de calzado de PU (en línea o rotativas).
Máquinas dosificadoras y mezcladoras de alta presión.
Moldes y controladores de temperatura de moldes.
Compresores.
Equipos de alimentación y almacenamiento de material.
Transportador de refrigeración.
Herramientas de recorte y acabado.

Integrar estas máquinas en una planta de fabricación cuidadosamente diseñada es tan crucial como seleccionar el tipo de máquina adecuado si se está construyendo una nueva fábrica de calzado de PU.

Palabras finales

Los zapatos de PU no se fabrican simplemente inyectando mezcla de PU en un molde y obteniendo buenos zapatos del proceso. Es donde la química, las máquinas y el control del proceso deben trabajar todos juntos de forma coordinada para que se cree una línea de producción de éxito. A menudo, las fábricas que consiguen una producción estable a largo plazo tienen:

Calidad estable de las materias primas
Equipos fiables.
Un operador hábil
Parámetros de proceso correctos.

Así pues, tanto si tiene que poner en marcha una nueva fábrica de calzado de PU como si está construyendo una nueva línea de producción en una fábrica ya existente, hay una serie de pasos que, una vez comprendidos, conducirán a problemas de producción menos comunes y, en general, rentables.

PREGUNTAS FRECUENTES

¿Cuál es la diferencia entre la inyección de PU y el calzado cementado tradicional?

La inyección de PU une la suela directamente al empeine durante el moldeado, eliminando la necesidad de pegamento. El resultado es una mayor adherencia y una producción más rápida.

¿Cuánto tiempo se tarda en producir un par de zapatos de PU?

En una línea de producción rotativa moderna, se puede completar un par cada pocos minutos, dependiendo de las estaciones de moldeo y del tiempo de curado.

¿Qué es el PU de doble densidad en el calzado?

Doble densidad significa dos capas de PU con diferentes propiedades, normalmente una suela dura para mayor durabilidad y una entresuela blanda para mayor comodidad.

¿Puede una línea de producción producir diferentes diseños de zapatos?

Sí, cambiando los moldes y ajustando los parámetros, la misma máquina puede producir varios estilos.

¿Cuál es el mayor reto en la fabricación de calzado de PU?

Mantener unas condiciones de mezcla y reacción constantes. Pequeñas variaciones en la temperatura o la proporción de material pueden afectar significativamente a la calidad del producto.