I + D / Acabados técnicos, salud, confort, deporte y medio ambiente
FUNTEXCAL II – Funcionalización de estructuras textiles adhesivadas para los sectores textil, calzado y mueble.
Fecha: 2016
Estado: Finalizado
Entidad: IVACE
MOTIVACIONES DEL PROYECTO
Las industrias del textil, calzado y mueble conforman sectores importantes en la economía de la Comunitat Valenciana, estando formados principalmente por pymes y que actualmente afrontan varios desafíos como la importación acelerada de productos procedentes de países con economías emergentes -a todos los niveles de la producción-, la competencia de productos técnicos a nivel europeo y cierto estancamiento de la demanda interna.
Igualmente, la severa legislación y normas en consumo de energía, uso de agua y productos químicos están forzando a las pymes de estos sectores a diversificarse, moviéndolas a desarrollar productos y procesos innovadores donde tanto funcionalidad del artículo final como carácter medioambientalmente favorable del proceso de fabricación son muy tenidos en cuenta.
OBJETIVOS DEL PROYECTO
Habiendo identificado puntos comunes de actuación entre los sectores textil y calzado en el proyecto previo FUNTEXCAL, donde se ha iniciado la investigación y desarrollo sobre nuevos materiales (partes textiles con acabados funcionales, adhesivos HMPUR funcionales, uniones textil/plantillas, textil/piel, textil/polímeros………) y nuevas estructuras adhesivadas con propiedades funcionales como resistencia a la hidrólisis, retardancia de llama, mayor resistencia mecánica, más confort a pisada o que favorezcan la salud en zonas con contacto directo con la piel (p.ej. zona del pie), en FUNTEXCAL II se ha incorporado otro sector con puntos comunes a los anteriores, como es el del mueble, especialmente en lo que se refiere a estos aspectos sobre mueble tapizado y revestimientos de paneles para uso en decoración.
Puesto que en artículos de calzado/mobiliario intervienen diversos materiales -textiles o no- así como diferentes estructuras multicapa, AITEX, INESCOP y AIDIMME focalizan el proyecto tanto en los materiales (nuevos tejidos funcionales, nuevos adhesivos hotmelt reactivos funcionales, acabados basados en productos naturales que aporten beneficios al usuario aplicados sobre substratos textiles…) como en las estructuras (laminados y uniones adhesivas tejido + tejido, tejido + espuma, partes elastómeras en suelas/pisos de PU, madera + espuma, etc.).
Basándose en los resultados de AITEX/INESCOP de la anualidad I (investigación e identificación de diferentes aditivos, productos de acabado y materiales textiles susceptibles de aportar funcionalidades especiales, estudio de procesabilidad y formulación de los mismos, rutas de síntesis y aplicación de hotmelts HMPUR con elevado tack inicial y buena adhesión…) se espera alcanzar los siguientes objetivos dentro de FUNTEXCAL II:
- Continuar el estudio de nuevos aditivos, adhesivos y productos funcionales de acabado aplicables sobre materiales textiles, para calzado o para mobiliario.
- Optimizar y validar las rutas específicas de formulación de acabados funcionales o de síntesis de adhesivos HMPUR previamente desarrolladas.
- Adaptarlas a los sistemas de aplicación más adecuados (para acabados funcionales) y a los métodos/tecnologías de unión, considerando además la naturaleza del substrato a funcionalizar (tejido, nonwoven, unión elastomérica en suelas, madera…).
- Continuar con la investigación e implementación de nuevas técnicas analíticas que permitan la caracterización y cuantificación de cada funcionalidad buscada.
- Establecer “hojas técnicas” o guías de proceso/uso intuitivas, con diferentes parámetros, de las cuales puedan hacer uso en el futuro las empresas interesadas en los resultados del proyecto.
- Evaluar los sectores técnicos y de usos finales con mercado potencial en los que los resultados del proyecto tendrían salida, diagnosticando el nivel tecnológico necesario para implementar correctamente los resultados de FUNTEXCAL II.
RESULTADOS OBTENIDOS
En cuanto a trabajos relacionados con la funcionalización textil vía procesos de tejeduría con hilados funcionales o por aplicación de acabados en húmedo se han desarrollado y validado diferentes tejidos con formulaciones con aditivos funcionales y productos de acabado de última generación:
- La repelencia al agua con dendrímeros (compuestos fluorine-free) es posible, si bien frente líquidos de otra naturaleza como aceites el nivel de repelencia obtenido es muy bajo/nulo. Optimizando concentraciones de producto funcional (de 20 a 150 g/l) puede maximizarse la durabilidad frente a lavados.
- Ciertas partículas minerales pueden reducir el nivel de sudoración/transpiración de la piel -siempre y cuando no se sufra de problemas dérmicos de exceso de sudoración-, y puede obtenerse cierto beneficio fijando estas partículas a tejidos que entren en contacto directo con la piel.
- Compuestos naturales como el eucaliptol (10 – 75 g/l) muestran actividad antibacteriana cuando se aplican por impregnación sobre textiles.
- Es posible aplicar acabados antiolor no basados en ciclodextrinas, sino en derivados de carbón activo, mediante impregnación y en concentraciones no superiores a 75 g/l, aportando una reducción de la intensidad inicial del olor percibido de hasta el 95%.
- La hidratación y cuidado de la piel se puede obtener tanto mediante hilados especiales derivados de algas/crustáceos (en formato viscosa) como mediante la aplicación por impregnación de acabados con capacidad hidratante, basados principalmente en aloe vera. En este caso, niveles de +10% de hidratación en los tejidos acabados fueron obtenidos.
Todos estos tejidos pueden laminarse a otros materiales mediante adhesivos hotmelt tipo HMPUR (convencionales o incluso también funcionalizados) para desarrollar estructuras textiles multicapa con funcionalidades especiales.
Gracias a su experiencia en la síntesis de polímeros y adhesivos, INESCOP sintetizó adhesivos hotmelt de poliuretano reactivo (HMPUR) a partir de los componentes seleccionados y según el método de síntesis elegido, en base a estudios previos realizados en FUNTEXCAL I. Los poliuretanos se sintetizaron mediante el método de prepolímero con una relación estequiométrica NCO/OH= 1.2. El prepolímero se sintetizó a 75ºC y agitación mecánica a 250 rpm, bajo una atmósfera inerte de nitrógeno, caracterizándolos mediante FTIR, DSC, TGA y ensayos de pelado en T en uniones serraje/adhesivo de poliuretano/caucho SBR y PVC/adhesivo de poliuretano/PVC, materiales representativos de la industria del calzado.
En cuanto a las propiedades adhesivas, los poliuretanos obtenidos cumplen satisfactoriamente con los requisitos de calidad en relación a valores de fuerza de pelado exigidos para calzado según especificaciones de la norma UNE-EN 15307:2007. Por tanto, se puede afirmar que la utilización de adhesivos hotmelt reactivos de poliuretanos representa una alternativa sostenible para su aplicación en el sector del calzado.
También se desarrollaron con éxito nuevos adhesivos HMPUR con propiedades mejoradas y nuevas funcionalidades, tales como: retardancia de llama, efecto antiestático/conductor y antimicrobiano. Los resultados obtenidos muestran que el procedimiento experimental llevado a cabo para la incorporación de aditivos funcionales a los adhesivos de poliuretano es adecuado, así como las propiedades reológicas, térmicas y adhesivas de los adhesivos de poliuretano modificados son apropiadas.
También AIDIMME pudo validar y confirmar que los adhesivos HMPUR desarrollados pueden ser una alternativa válida en el encolado de estructuras textiles funcionales y de materiales poliméricos celulares flexibles aplicados como rellenos. Si bien la vía de incorporación de aditivos funcionales a estos adhesivos es adecuada y viable, debe seguir investigándose en nuevos aditivos o en mayores concentraciones de los mismos, para que las propiedades funcionales del adhesivo se transmitan al conjunto laminado.
Tejidos y materiales laminados con hotmelts no mostraron mayor inflamabilidad que los sistemas adhesivos convencionales (tipo base acuosa o solvente) y las propiedades de confort considerando la inercia térmica y la propensión de cargas electrostáticas no resultan mermadas por el uso de adhesivos hotmelt de poliuretano reactivo y en general, se observó que el comportamiento de las estructuras adhesivadas es válido.
Respecto a la emisión de compuestos orgánicos volátiles (COVs), dado que se parte de adhesivo con un contenido en sólidos del 100%, y que los únicos componentes orgánicos volátiles son aquellos provenientes de monómeros que queden en el polímero junto con algún tipo de plastificante o aditivo, se puede considerar que todos los resultados obtenidos son bajos especialmente si se compara con las otras familias de adhesivos para mobiliario tapizado.
Por último, se identificaron los distintos actores de la cadena de valor en los sectores de referencia (tapizado, colchones, madera, mueble, calzado y textil), detallando en cada caso los actores principales en función de los distintos segmentos implicados. Esto permitió identificar las empresas de referencia en el caso de los proveedores químicos, fabricantes de colas y adhesivos con productos hotmelt, fabricantes de maquinaria industrial, fabricantes de producto semielaborado y fabricantes de producto terminado, obteniendo así un listado de empresas objetivo para la futura explotación e industrialización de los resultados del proyecto por parte de empresas interesadas.
En segundo lugar, y por medio de una encuesta autoadministrada, semiestructurada, se identificaron los usos actuales y potenciales en los distintos sectores (textil, calzado y madera-mueble), así como en los sectores de adhesivos, químico y afines. En líneas generales, en los sectores analizados el producto tiene un impacto positivo, independientemente de si se utiliza en la actualidad o no, se observa una opinión cualitativa generalizada del incremento de este tipo de adhesivos en el futuro debido a los beneficios que se detectan (por ejemplo, los beneficios medioambientales, las garantías frente a condiciones ambientales adversas o las mejoras en los tiempos de producción del producto terminado, entre otros) aunque en la actualidad, se utilice de manera desigual (mayoritaria en el textil, residual/sin penetración en el calzado o el mueble), debido básicamente al precio del producto o a las especiales condiciones de aplicabilidad (maquinaria, sistemas de aplicación) de este tipo de adhesivos.
En este proyecto participan AITEX, AIDIMME e INESCOP. Cuenta con el apoyo de la Conselleria d’Economia Sostenible, Sectors Productius, Comerç i Treball a través del IVACE, y está cofinaciado por los fondos FEDER de la UE, dentro del Programa Operativo FEDER de la Comunitat Valenciana 2014-2020
EXPEDIENTE: IMDECA/2016/15
IMPORTE: 114.950,72 €
