Ensayo de caracterización de medida de ángulo de contacto y energía superficial.VALÈNCIA (VP). A la hora de elegir un zapato, no solo nos fijamos en si son cómodos, también si es atractivo tanto a la vista como al tacto. Y en eso tienen mucho que ver los recubrimientos que se utilizan durante el proceso de acabado. Además, a través del acabado, se puede dotar al calzado y los materiales de ciertas funcionalidades que mejoran el producto, como por ejemplo la repelencia al agua, al fuego, o para aportar propiedades antimicrobianas.
Sin embargo, los tratamientos convencionales conllevan el uso de productos químicos que están limitados o restringidos por las normativas europeas vigentes, como es el caso del Reglamento Reach. Además, suelen ser procesos que implican un alto consumo tanto energético como de agua, y que emiten compuestos orgánicos volátiles (COVs). Por tanto, la técnica de acabado, tal y como se realiza hoy en día, no estaría alineada con uno de los principales retos a los que se enfrenta la industria del calzado, el de introducir procesos de producción más eficientes con el uso de los recursos, que minimicen el uso de sustancias químicas peligrosas, la cantidad de residuos y vertidos generados.
En este sentido, Inescop está investigando a través del proyecto Coatplas I, financiado por Ivace y Fondos Feder, recubrimientos sostenibles para materiales y calzado completo, mediante el uso de tecnología plasma, que permitan al sector continuar con su desarrollo sostenible, sin perder funcionalidades, incluso en algunos casos, estas se podrían mejorar y ampliar. «Al finalizar el proyecto, Inescop transferirá al sector del calzado de la Comunidad Valenciana diferentes aplicaciones con el fin de obtener materiales funcionales con nuevas propiedades, que hacen que se mejore el proceso de acabado del calzado y materiales, como son: la hidrofilicidad, la hidrofobicidad, el tintado, la impresión gráfica y el pintado».
La implementación de la tecnología de nanorecubrimiento de superficies mediante plasma estaría alineada con uno de los principales retos a los que se enfrenta la industria del calzado en el marco del Pacto Europeo Verde (Green Deal) y la Estrategia de Economía Circular, España 2030: la introducción de procesos productivos más eficientes con el uso de los recursos, que minimicen el uso de sustancias químicas peligrosas, así como la generación de residuos y vertidos.
Además, a través de esta línea de investigación, Inescop está contribuyendo a varios Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), principalmente al ODS 9, relacionado con la industria, innovación e infraestructura, y el ODS 12, relacionado con la producción y consumo responsables. «A través del proyecto Coatplas I se ha podido demostrar que los recubrimientos hidrofóbicos por plasma pueden ser utilizados como una alternativa sostenible para sustituir los tratamientos convencionales utilizados actualmente a partir de compuestos halocarbonados y disolventes orgánicos», comentan los responsables del proyecto.
Para desarrollar Coatplas I se ha contado con la colaboración de varias empresas. En el caso de Cicasa, dedicada a la fabricación de suelas para calzado en diferentes materiales, como la EVA, Poliuretano, TPU, TR, Cauchos microexpandidos, SBES y PVC; de zuecos y chanclas de inyección integral en EVA Poliuretano, y otros artículos como plantas anatómicas de Poliuretano o cojines de EVA. «Esta colaboración nace del interés de avanzar en fórmulas de trabajo más sostenibles e innovar en la búsqueda de nuevas soluciones que optimicen procesos y calidades», comentan desde la firma con sede en Elche.
Cicasa ha aportado materiales poliméricos de suelas de poliuretano (PU) y EVA para mejorar el anclaje de la pintura en ellos. «Nuestra colaboración con Inescop consiste en la mejora y optimización de procesos mediante el tratamiento de superficies para la posible mejora de la adhesión o los acabados, siempre desde un enfoque de mejora de la sostenibilidad, eliminando o reduciendo el uso de productos químicos».
Otra de las empresas coalboradoras, Pies Cuadrados, dedicada a la terminación de pieles para su uso en calzado y marroquinería,ha proporcionado materiales de cuero para dotarlos de propiedades hidrofóbicas. Su colaboración consiste en evaluar los avances del proyecto sobre sus productos «y las indicaciones para hacer viable su posible industrialización e incorporación dentro del proceso productivo», afirman desde la compañía con sede en Aspe.
Para Pies Cuadrados, esta colaboración con Inescop «es una forma de incrementar las alternativas de innovación en los productos y servicios que podemos ofrecer a nuestros clientes de una forma reglada. Aumenta la base de conocimiento sobre la cual, siguen creciendo las oportunidades de innovación en otros ámbitos».
El objetivo principal del proyecto Coatplas I es la activación de superficies y el desarrollo de recubrimientos mediante polimerización química asistida por plasma de baja presión, utilizando gases como el oxígeno o el argón y macromoléculas como los dendrímeros o compuestos inorgánicos tipo silano o siloxano, consiguiendo así sustituir las sustancias químicas limitadas o restringidas por el Reglamento REACH, utilizadas en los tratamientos de acabado convencionales, así como reducir los compuestos orgánicos volátiles (COVs) de los mismos.
Todo ello mediante un proceso de optimización de condiciones de trabajo de la tecnología plasma y una poscaracterización química de las modificaciones superficiales producidas en los materiales tras aplicar el tratamiento de plasma. «Dentro de esta tecnología encontramos dos tipos de sistemas de generación de plasma de los que Inescop dispone actualmente: plasma de baja presión y plasma a presión atmosférica. Concretamente para la formación de nanorecubrimientos se utilizará la tecnología de superficies asistida por plasma de baja presión, la cual permite la modificación química de la superficie de materiales a nivel nanométrico para conferirles nuevas características y, por tanto, nuevas funcionalidades. Además, se considera una tecnología limpia, que no genera residuos ni vertidos. Los nanorecubrimientos mediante plasma son aplicables a una amplia variedad de materiales y naturalezas: plásticos, vidrios, metales, cerámicas, polímeros, textiles y cuero, entre otros», comentan desde este centro tecnológico perteneciente a Redit.
Hasta la fecha, la aplicación del proceso de activación y deposición por plasma está mostrando resultados prometedores que lo convierten en una alternativa más sostenible a los recubrimientos funcionales que se usan actualmente. Entre los efectos conseguidos mediante esta tecnología se encuentra la modificación química y física a escala nanométrica de las superficies tratadas, así como la creación de nanorecubrimiento funcionales sobre las mismas. Estos efectos contribuyen, por ejemplo, a mejorar la adhesión de la pintura en suelas, así como dotar al cuero de repelencia al agua al aumentar las propiedades hidrofóbicas. Estos procesos de plasma sobre los materiales no afectan al pigmento original, al color ni al aspecto y tacto de la superficie de estos.
Inescop trabaja en el desarrollo de soluciones tecnológicas que contribuyan a disminuir el impacto ambiental del calzado en las diferentes etapas de su ciclo de vida, empezando por el diseño y la selección de los materiales, hasta la optimización de su fin de vida. Así, se trabaja en la implementación del ecodiseño y habilitadores digitales relacionados para el desarrollo de productos sostenibles y circulares, materiales sostenibles basados en materias primas de origen biogénico para reducir la dependencia actual del petróleo; procesos productivos más eficientes con el uso de los recursos como la tecnología plasma u otros que disminuyen la generación de residuos; la mejora de la calidad y el confort del calzado para aumentar su durabilidad y alargar su ciclo de vida; y finalmente, el reciclado del calzado donde los adhesivos desmontables y reversibles juegan un papel fundamental, o la revalorización de los diferentes residuos de la cadena de valor, donde, por ejemplo, los materiales compostables son de creciente interés para “cerrar el círculo”.
