Las materias primas de la espuma flexible son los productos químicos líquidos que forman la espuma flexible de poliuretano: un poliol, un isocianato (sobre todo TDI) y agua, además de catalizadores, un surfactante y otros aditivos cuando hacen falta. La mezcla se espuma en forma de un gran bloque (espuma en bloque, o slabstock) o dentro de un molde. El sistema adecuado depende del producto que se fabrique, de la densidad y la dureza objetivo, del tipo de espuma (convencional, HR, viscoelástica) y del método de producción.
Contenido
- 1. ¿Qué son las materias primas de la espuma flexible?
- 2. ¿De qué está hecha la espuma flexible de poliuretano?
- 3. ¿Cómo se fabrica la espuma flexible?
- 4. ¿Qué es la espuma en bloque (slabstock)? Espuma en bloque y moldeada
- 5. Tipos de espuma flexible: convencional, HR, viscoelástica, aglomerada (rebonded)
- 6. ¿Qué es la espuma viscoelástica (memory foam)?
- 7. ¿Qué significa la densidad? En qué se diferencia de la dureza
- 8. Cómo elegir las materias primas de la espuma flexible según la aplicación
- 9. Qué indicar al proveedor al especificar las materias primas de la espuma flexible
- Preguntas frecuentes
1. ¿Qué son las materias primas de la espuma flexible?
La espuma flexible de poliuretano (espuma de PU) es el material blando que hay dentro de los cojines de sofá, los colchones y los asientos de automóvil. La espuma suele ser de celda abierta, de modo que el aire puede pasar a través de ella, y recupera su forma cuando desaparece la carga. Los productos químicos líquidos con los que se fabrica son sus materias primas. En nuestras guías «¿Qué es el poliuretano?» y «¿Qué es la espuma de poliuretano?» encontrará una visión más amplia.
Esta guía trata de esos productos químicos líquidos. El bloque de espuma terminado que se corta y se emplea en tapicería es el producto que se obtiene a partir de ellos; la sección 4 explica cómo se hace ese bloque. Las esponjas de limpieza quedan fuera del alcance de esta guía.
2. ¿De qué está hecha la espuma flexible de poliuretano?
Según la ficha de información del material de EUROPUR, la asociación europea de fabricantes de bloques de espuma flexible de poliuretano, la espuma flexible se forma a partir de diisocianatos, polioles (en una proporción grande) y agua (en una proporción pequeña), y los aditivos se utilizan en concentraciones bajas. La tabla ofrece una visión general de cada materia prima y de su función en la mezcla.
| Materia prima | Qué hace | Papel en la mezcla |
|---|---|---|
| Poliol (sobre todo poliéter) | Forma las cadenas poliméricas flexibles | Componente principal |
| Isocianato (sobre todo TDI, a veces MDI) | Reacciona con el poliol y con el agua y construye la red polimérica | Componente principal |
| Agua | Reacciona con el isocianato y libera dióxido de carbono, el gas que expande la espuma | Componente menor, en pequeña proporción |
| Catalizadores | Aceleran y equilibran las reacciones | Aditivo en pequeña cantidad |
| Surfactante | Ayuda a que la espuma forme una estructura celular uniforme y estable | Aditivo en pequeña cantidad |
| Otros aditivos (por ejemplo, retardantes de llama, pigmentos) | Influyen en propiedades concretas, como la resistencia a la llama, o aportan color | Aditivo en pequeña cantidad, solo cuando hace falta |
Qué aditivos se utilizan, y en qué cantidad cada uno, depende de las especificaciones de la espuma que se quiere producir (EUROPUR).
Poliol: poliéter y poliéster
Los polioles poliéter son el tipo más utilizado para la espuma flexible, y los polioles poliéster son menos habituales en las espumas blandas; EUROPUR menciona ambos tipos de espuma. El tipo de poliol es uno de los factores que configuran las propiedades de la espuma terminada.
Isocianato: TDI y MDI
EUROPUR cita el TDI (diisocianato de tolueno) como el diisocianato principal de la espuma flexible. Las espumas moldeadas se elaboran con más frecuencia con MDI (diisocianato de difenilmetano), y la espuma viscoelástica también puede elaborarse con MDI. Para más detalle, consulte nuestra guía «Poliol e isocianato: reacción y relación de mezcla».
3. ¿Cómo se fabrica la espuma flexible?
En la producción de espuma flexible, los componentes líquidos se dosifican y se mezclan, y la mezcla después se espuma, sube y solidifica. La espumación se debe al dióxido de carbono, que se libera cuando el isocianato reacciona con el agua, mientras que la reacción del poliol con el isocianato construye el polímero que da a la espuma su estructura. Los detalles dependen del sistema y de la línea de producción.
Seguridad al manipular las materias primas
Los isocianatos pueden provocar sensibilización alérgica de la piel y de las vías respiratorias, por lo que deben ser utilizados por personas con formación y con equipos de protección adecuados. En la UE, el Reglamento 2020/1149 exige que los usuarios industriales y profesionales de productos con un 0,1 % o más en peso de diisocianatos reciban formación antes del uso; se aplica desde el 24 de agosto de 2023 y la formación debe renovarse como mínimo cada cinco años. Según EUROPUR, los diisocianatos se consumen en la reacción, y la espuma flexible de poliuretano curada es un artículo en el sentido de REACH y no un producto peligroso. Esta afirmación se refiere únicamente a la espuma flexible curada.
4. ¿Qué es la espuma en bloque (slabstock)? Espuma en bloque y moldeada
La espuma en bloque (slabstock), o espuma flexible en bloque, es una espuma flexible de poliuretano que se produce en forma de un gran bloque continuo que después se corta para darle forma. La mezcla se vierte sobre una cinta transportadora en movimiento, sube libremente y solidifica, y el bloque se corta después en planchas, rollos o piezas con forma. Según EUROPUR, la mayor parte de la espuma en bloque que se fabrica en Europa se destina a colchones y mobiliario, y una parte menor, al transporte.
La espuma flexible de poliuretano moldeada se vierte o se inyecta en un molde cerrado, por lo que la pieza sale con una forma cercana a la final. Esta vía permite obtener formas difíciles de cortar a partir de un bloque y combinar la espuma con piezas como un armazón metálico. Los moldes son caros y, según la Polyurethane Foam Association (PFA) de EE. UU., el moldeo suele reservarse para series de producción grandes. Casi todos los asientos de automóvil de Europa se fabrican con espuma flexible moldeada (EUROPUR). Un desmoldeante ayuda a que la pieza salga limpia del molde. La espuma moldeada se produce por moldeo en caliente (hot cure) o por moldeo en frío (cold cure); hoy predomina en todo el mundo la espuma de moldeo en frío, también conocida como espuma de alta resiliencia (HR) (Euromoulders).
| Característica | Espuma en bloque (slabstock) | Espuma moldeada |
|---|---|---|
| Cómo se produce | Línea continua: la mezcla sube libremente sobre una cinta transportadora y el bloque se corta después | La mezcla se introduce en un molde cerrado, una pieza cada vez |
| Uso típico | Colchones, cojines de mobiliario, embalaje | Asientos de automóvil, reposacabezas, piezas de mobiliario de oficina |
5. Tipos de espuma flexible: convencional, HR, viscoelástica, aglomerada (rebonded)
EUROPUR cita tres familias habituales de espuma flexible: éter estándar, alta resiliencia (HR) y viscoelástica. Se diferencian en la densidad, la dureza, la resistencia a la tracción y la viscosidad, entre otras propiedades. La espuma aglomerada (rebonded), que se obtiene a partir de restos de espuma triturados, es un producto aparte.
| Tipo | Qué es | Uso típico |
|---|---|---|
| Convencional (éter estándar) | Espuma básica de acolchado; puede carecer de durabilidad y resiliencia a largo plazo | Colchones económicos, capas base |
| HR (alta resiliencia) | Mayor resiliencia que la espuma convencional y, en general, mejor soporte y durabilidad; se fabrica tanto en bloque como moldeada | Colchones de gama alta, mobiliario de asiento, asientos de automóvil |
| Viscoelástica (memory foam) | Recupera su forma lentamente, resiliencia muy baja, sigue la forma del cuerpo (véase la sección 6) | Capas de colchones y almohadas, cojines de uso médico |
| Aglomerada (rebonded) | Trozos de espuma triturados y prensados con un aglutinante (ISOPA) | Bases para alfombras, colchonetas deportivas, revestimientos de suelo, embalaje |
Para conocer la diferencia entre la espuma flexible y la rígida, consulte «Sistemas de PU rígidos y flexibles: diferencias»; para la espuma aglomerada y el reciclaje, consulte «Reciclaje del poliuretano: mecánico y químico».
6. ¿Qué es la espuma viscoelástica (memory foam)?
La espuma viscoelástica (memory foam, o espuma «visco») es una espuma de poliuretano que recupera su forma lentamente después de presionarla. Está formada principalmente por poliuretano con productos químicos adicionales que aumentan su viscosidad y su densidad. Sus celdas son abiertas y su resiliencia es muy baja. Su comportamiento depende de la temperatura y suele ablandarse con el calor corporal. Se desarrolló en 1966 en virtud de un contrato de la NASA para mejorar la protección y la comodidad de los asientos de los aviones.
La espuma viscoelástica se utiliza en colchones, almohadas y cojines de uso médico. Un colchón suele combinar varios tipos de espuma en capas (EUROPUR). Un colchón de espuma viscoelástica suele ser más denso, y por tanto más pesado, que otros colchones de espuma. Para conocer nuestros sistemas, consulte «Sistemas PU de espuma viscoelástica (memory foam)» y «Espuma viscoelástica para colchones y almohadas».
7. ¿Qué significa la densidad? En qué se diferencia de la dureza
La densidad es la masa de espuma por metro cúbico, en kg/m³. Según la PFA, indica el confort, el soporte, la durabilidad y el coste: una espuma de mayor densidad suele conservar sus propiedades durante más tiempo, pero utiliza más material y cuesta más. La espuma flexible se fabrica en una gama de densidades muy amplia, según el tipo y la aplicación.
La dureza es una propiedad distinta: se mide por la fuerza necesaria para comprimir la espuma una cantidad determinada. Se utilizan métodos de ensayo normalizados, como ISO 2439 o ASTM D3574.
¿Qué determina la dureza con una densidad dada?
La densidad y la dureza se ajustan de forma independiente: la PFA afirma que una espuma de alta densidad puede ser blanda y una de baja densidad puede ser firme. La dureza depende de la formulación, del tipo de espuma y de otros factores, y un valor de dureza significa poco sin el método de ensayo con el que se midió.
| Propiedad | Qué es | Por qué importa |
|---|---|---|
| Densidad (kg/m³) | Masa de espuma por metro cúbico | Indica la durabilidad, el soporte y el coste |
| Dureza | Fuerza necesaria para comprimir la espuma una cantidad determinada | Cómo se siente la espuma al sentarse o acostarse sobre ella |
| Resiliencia | Cuánto rebota la espuma | Relacionada con el confort; muy baja en la espuma viscoelástica |
| Deformación remanente por compresión (compression set) | Pérdida permanente de altura después de comprimir la espuma | Durabilidad en uso, por ejemplo las marcas que deja el cuerpo en un colchón |
8. Cómo elegir las materias primas de la espuma flexible según la aplicación
Empiece por el producto. La mayor parte de la espuma flexible que se fabrica en Europa se destina a colchonería y tapicería (EUROPUR), pero cada aplicación exige algo distinto.
| Aplicación | Qué es lo más importante | Tipo de espuma y método habituales |
|---|---|---|
| Cojines de mobiliario | Soporte, confort, durabilidad, requisitos de seguridad contra incendios | Convencional o HR; espuma en bloque cortada a la forma requerida, o moldeada |
| Colchones | Soporte, confort, durabilidad, requisitos de emisiones y de seguridad contra incendios | Espuma convencional, HR y viscoelástica, a menudo en capas; espuma en bloque |
| Asientos de automóvil | Confort, durabilidad bajo carga repetida, requisitos de seguridad contra incendios y de emisiones para interiores de vehículos | HR (moldeo en frío), moldeada |
| Embalaje | Absorción de impactos, una forma que se ajuste al artículo embalado | Espuma en bloque cortada a la forma requerida |
La densidad y la dureza adecuadas dependen del producto, de la carga que soporta y del tipo de espuma. Lo mejor es fijarlas junto con el proveedor de espuma, que necesita conocer el uso y el método de producción (véase la sección 9).
Elegir según el método de producción
Una línea continua de espuma en bloque y una línea de moldeo utilizan sistemas distintos, por lo que el método de producción forma parte de la elección. Una casa de sistemas formula la mezcla para adaptarla a su proceso y a su línea de producción, y nuestro equipo técnico le apoya en esta tarea. Para asientos, consulte Espuma moldeada en frío y en bloque para asientos; para todos los sistemas flexibles, consulte Sistemas de espuma flexible de poliuretano.
9. Qué indicar al proveedor al especificar las materias primas de la espuma flexible
Los fabricantes de espuma compran las materias primas de dos maneras: por separado (poliol, isocianato y aditivos), para elaborar su propia fórmula, o como un sistema listo para usar y emparejado procedente de una casa de sistemas. Un sistema listo para usar suele tener dos componentes: el A es el poliol formulado y el B es el isocianato. Este es el uso habitual en Turquía y en Europa; en América del Norte las letras suelen invertirse, así que siga las etiquetas de los bidones. Las opciones de compra se tratan en nuestra guía Comprar sistemas de poliuretano de Turquía. JiTPOL es una casa de sistemas de poliuretano con sede en Bursa que desarrolla y suministra sistemas flexibles, viscoelásticos y de otros tipos.
Con independencia del proveedor al que consulte, facilite esta información:
| Qué indicar al proveedor | Por qué importa |
|---|---|
| Producto y uso: cojín, capa de colchón, asiento de automóvil o embalaje | Determina el tipo de espuma y el intervalo de densidad y dureza |
| Método de producción y equipos: línea de espuma en bloque o molde | El sistema debe ajustarse a las condiciones de proceso de su línea |
| Densidad y dureza objetivo, y cómo se miden | Una misma densidad puede ser blanda o firme, y los valores obtenidos con métodos distintos no pueden compararse directamente |
| Tipo de espuma: convencional, HR o viscoelástica | Determina la resiliencia y la durabilidad |
| Requisitos de seguridad contra incendios y de emisiones de su mercado de destino | La espuma es combustible (EUROPUR). Los ensayos de fuego se aplican al producto terminado, por ejemplo a la espuma con su funda, y «con retardante de llama» por sí solo no es una clase de reacción al fuego |
| Volumen mensual, envasado y documentos (ficha técnica, hoja de seguridad) | Permite elaborar un plan de suministro y comprobar la manipulación segura |
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son las materias primas de la espuma flexible?
La espuma flexible de poliuretano (espuma de PU) se fabrica a partir de un poliol, un isocianato (sobre todo TDI) y agua, además de catalizadores, un surfactante y, cuando hace falta, aditivos como retardantes de llama o pigmentos. La mayor parte de la mezcla es poliol e isocianato.
¿Cómo se fabrica la espuma flexible?
Los componentes se dosifican y se mezclan, y la mezcla se espuma, sube y solidifica. La espumación se debe al dióxido de carbono que se libera cuando el isocianato reacciona con el agua. La espuma en bloque se produce como un gran bloque en una línea continua y se corta después; la espuma moldeada se vierte en un molde cerrado y sale con una forma cercana a la final.
¿Qué significa la densidad de una espuma?
La densidad es la masa de espuma por metro cúbico (kg/m³). Según la PFA, indica la durabilidad, el soporte y el coste, pero no determina la dureza: una espuma de alta densidad puede ser blanda y una de baja densidad puede ser firme. La dureza se mide por separado, por ejemplo según ISO 2439.
¿Qué es la espuma viscoelástica (memory foam)?
La espuma viscoelástica (memory foam) es una espuma de poliuretano que recupera su forma lentamente después de presionarla. Su resiliencia es muy baja, su comportamiento depende de la temperatura y suele ablandarse con el calor corporal. Se desarrolló en 1966 en virtud de un contrato de la NASA para mejorar la protección y la comodidad de los asientos de los aviones, y se utiliza en colchones, almohadas y cojines de uso médico. Puede fabricarse con TDI o con MDI.
¿Qué es la espuma HR?
HR significa alta resiliencia (high resilience). La espuma HR tiene una resiliencia mayor que la espuma convencional y, en general, mejor soporte y durabilidad. La espuma moldeada en frío (cold cure), que es hoy el proceso de moldeo dominante en todo el mundo, también se denomina espuma HR, y la espuma HR se fabrica además en bloque. Se utiliza en asientos de automóvil, colchones de gama alta y mobiliario tapizado.
¿Qué diferencia hay entre la espuma en bloque y la espuma moldeada?
La espuma en bloque se produce como un gran bloque en una línea continua y después se corta en planchas o piezas con forma; es habitual en colchones y mobiliario. La espuma moldeada se produce para cada pieza en un molde cerrado y sale con una forma cercana a la final. Los moldes son caros, por lo que el moldeo se utiliza sobre todo para grandes volúmenes, como los asientos de automóvil.
¿Qué densidad de espuma debe utilizarse para mobiliario?
No existe un único valor correcto. La densidad adecuada depende del producto, de la carga que soporta, del tipo de espuma y de la vida útil prevista; una densidad mayor suele durar más, pero cuesta más. Fije el valor objetivo junto con su proveedor de espuma. El equipo técnico de JiTPOL puede ayudarle en esto, y la ficha técnica del sistema elegido ofrece los detalles.
Fuentes
- EUROPUR: preguntas frecuentes sobre la espuma flexible de PU (en inglés)
- EUROPUR: materias primas (en inglés)
- EUROPUR: ¿qué es la espuma de poliuretano? (en inglés)
- EUROPUR: ficha de información del material, espuma flexible de poliuretano
- EUROPUR: la espuma flexible de poliuretano para colchones (en inglés)
- PFA: ¿qué es la espuma de poliuretano? (en inglés)
- PFA: prestaciones de la espuma (en inglés)
- PFA: caso práctico del mobiliario (en inglés)
- PCC: polioles para espumas flexibles (en inglés)
- Boletín de la PFA: la importancia de la densidad (en inglés)
- Boletín de la PFA: métodos de ensayo de la espuma y ensayos de inflamabilidad (en inglés)
- Euromoulders: poliuretano moldeado (en inglés)
- Ficha informativa de ISOPA: espuma flexible aglomerada (rebonded) (en inglés)
- Wikipedia: Poliuretano
- Wikipedia: Espuma viscoelástica
- NASA Spinoff 2005: una espuma de cuarenta años recupera su forma con nuevas ventajas (en inglés)
- ISO 2439:2008: determinación de la dureza (técnica de indentación) (en inglés)
- Efectis: métodos de ensayo de inflamabilidad del mobiliario (en inglés)
- Reglamento (UE) 2020/1149 de la Comisión (diisocianatos, anexo XVII de REACH)