A fabricação de calçados de PU é um processo simples, de alta produtividade, que utiliza intermediários líquidos, adequados à moldagem de formas complexas; permite perfeição de cópia, como imitação de cortiça madeira, couro, etc; possibilita injeção direta em cabedais, com extrema facilidade para variação de densidades; opera em baixas temperaturas e pressões, com menor custo e alta vida útil dos moldes; fácil de tingir, e possui versatilidade na adequação à moda, permitindo a produção de componentes flexíveis e/ou rígidos.

Os PU's usados em calçados são normalmente fabricados a partir de sistemas de dois componentes líquidos, constituídos do: I) componente poliol, que é uma mistura de: polióis poliéster (Capítulo 1) (sistemas poliéster), ou poliéter (Capítulo 1) (sistemas poliéter); glicóis como extensores de cadeia (Capítulo ); água como agente de expansão (Capítulo 1); catalisadores (Capítulo 2); surfactantes (Capítulo 2); estabilizantes; pigmentos; etc (Capítulo 2); e II) componente prepolímero, com elevado teor de NCO livre, produto da reação do poliol com um diisocianato (MDI).Como nos demais PUs a quantidade de glicol utilizada como extensor de cadeia determina o teor de segmentos rígidos (Capítulo 1) e, por conseguinte, a dureza, enquanto o teor de água determina a densidade. A escolha do catalisador e surfactante de silicone é importante, para a manutenção de características intrínsecas como: fluidez, estrutura celular, estabilidade dimensional, qualidade da superfície e desmoldagem, particularmente nos solados de baixa densidade.

Os sistemas poliéster, utilizados em solados de sapatos (Tabela 4.15), são geralmente fabricados com poliadipatos, lineares (difuncionais), ou ligeiramente ramificados, produzidos com ácido adípico e glicóis [mono etileno glicol (MEG), di etileno glicol (DEG), 1,4-butano diol (BD), trimetilol propano (TMP), sozinhos ou misturados]. Estes polióis poliéster são pastosos à temperatura ambiente e se liquefazem em temperaturas superiores a 30ºC. Além do poliol poliésterer, o componente poliol contém: glicóis como etileno glicol usados como extensores de cadeia; água como agente de expansão; catalisadores como DABCO (diazobiciclo-octano) dissolvido em 33,3% em etileno glicol ou 1,3-propano diol ou 25% em 1,4-butanodiol; silicones como emulsificantes, e pigmentos. Como os polióis poliésteres podem sofrer transesterificação, sua estabilidade durante a estocagem é limitada. Durante o processamento, o componente poliol é misturado com o componente prepolímero com alto teor de NCO livre fabricado com MDI puro e o poliol poliéster. Uma formulação de um solado de PU, produzido com poliol poliéster, com densidade de cerca de 350 kg/m3, é mostrada na Tabela 4.15.

Sistemas a base de polióis poliéteres (Tabela 4.16) normalmente empregam PPGs reativos (Capítulo 1) sendo utilizados na fabricação de solados e principalmente de entressolas. Os sistemas poliéter são menos viscosos e apresentam melhores características de processabilidade, quando comparados com os sistemas poliéster que são mais viscosos.

4.8.2.2 - Descrição do processo

Na fabricação de calçados, os componentes dos sistemas são usualmente dosados e misturados em equipamentos, que operam em baixas pressões (Capítulo 4.2), podendo ser vertidos em moldes abertos, ou injetados em moldes fechados. A moldagem em moldes abertos é usada principalmente para produção de solados unitários, que são posteriormente afixados à parte superior do calçado, com um adesivo de PU. Este processo é também recomendado para a produção de calçados de formatos complexos. As máquinas injetoras normalmente são do tipo carrossel e permitem a moldagem de solados de uma ou duas densidades (Figura 4.16).

Na moldagem por injeção direta, o solado é unido ao calçado em uma única etapa. Neste caso, como o sistema é curado no molde, ocorre formação de uma adesão forte com a parte superior do calçado (Figura 4.17), devido à formação de ligações químicas entre os grupos isocianato e átomos de hidrogênio ativo do substrato do cabedal.

1) injeção da parte externa do solado; 2) a base é movida para cima para vedar o canal de entrada após a injeção, e o molde então se abre; 3) a parte superior do calçado é então introduzida no molde; 4) injeção da parte intermediária do solado, ligando a parte externa à parte superior.
Figura 4.17 – Moldagem direta de solados de densidade dupla

4.8.2.3 - Efeito das condições de processo

Como em todos PU's, as propriedades físicas de solados e entressolas variam com o teor de segmentos rígidos (Capítulo 1), que depende da quantidade utilizada de extensor de cadeia (Tabela 4.17). Com o aumento do teor de segmentos rígidos ocorre aumento na dureza da pele, resistência à compressão (dureza da peça), rasgo e tensão de ruptura, e diminuição da resiliência. Quando se aumenta o índice de NCO utilizado ocorre aumento da dureza da pele e diminuição da resiliência do material.

Da mesma forma que nos demais PU's moldados, as propriedades finais da peça podem variar de acordo com as condições de operação, e, portanto, a repetibilidade depende do controle do processo. A dureza da pele diminui com o aumento da temperatura do molde (Figura 4.18). Normalmente, a temperatura recomendada para o molde é 50-55oC, porém temperaturas de 70oC podem ser encontradas por diversas razões, incluindo condições climáticas, ou necessidade de temperaturas elevadas para a evaporação de desmoldante à base d'água. A elevação da temperatura do molde acarreta a diminuição da dureza da pele, pela formação de pele mais fina e alteração da morfologia do PU.

alta dureza
média dureza 

Com o aumento da temperatura do molde, ocorre a diminuição da dureza acompanhada pela diminuição da densidade da pele (Figura 4.16). Todavia, a densidade média e a resistência à compressão (dureza da peça moldada) não variam com a temperatura do molde. Isto mostra que em temperaturas mais altas, ocorre a diminuição da concentração de material na parede do molde, alterando o perfil de densidade da peça, favorecendo a formação de pele mais fina e um coração mais denso (Figuras 4.19 e 4.20).

___  densidade da pele; ----- densidade média da peça

alta dureza       


 média dureza

baixa dureza