Spienione, ekspandowane termoplastyczne poliuretany (z ang. expanded thermoplastic polyurethane E-TPU) to kolejny produkt firmy BASF. Materiał sygnowany nazwą Infinergy zostanie zaprezentowany na targach K 2013 (Międzynarodowych Targach Tworzyw Sztucznych i Gumy) w dniach 16-23 października 2013 w Düsseldorfie w Niemczech.
Współczesne buty sportowe są zaawansowanymi technologicznie produktami w porównaniu do dotychczasowo produkowanych. Różnorodność materiałów stosowanych przy ich produkcji sprawia, że są lekkie i stabilne. Użycie odpowiednich materiałów pozwala na dopasowanie butów do odpowiedniego stylu biegania i indywidualnych oczekiwań klienta. Potwierdzeniem tego jest rozwój laboratoriów będących w posiadaniu producentów obuwia sportowego. Materiały poddawane są badaniom na bardzo czułych platformach pomiaru ciśnienia, które analizują i oceniają każdy nacisk. Szybkie kamery nagrywają wzorce ruchowe i w najmniejszych detalach analizują ruch stóp na poziomie pięta-palce. Wszystkie te informacje wykorzystywane są w kolejnych etapach produkcji obuwia.
Pierwszym produktem wykonanym z wykorzystaniem ekspandowanych termoplastycznych poliuretanów będą buty do biegania Energy Boost firmy Adidas. Niemiecki producent opracował specjalne obuwie w ścisłej współpracy z BASF. Podeszwa z materiału E-TPU stanowi połączenie sprężystości, amortyzacji i wysokiej elastyczności. Zapewnia doskonałe odbicie i pozostaje stabilna w temperaturach do -20°C do +40°C. Gęstość pianki E-TPU to tylko 0.11 g/cm3, a po uformowaniu znajduje się w przedziale 0,20-0,32 g/cm3. Dzięki strukturze zamkniętych komórek, Infinergy pochłania mniej niż 2% objętościowych wody w ciągu 24 godzin. Wydłużenie wynosi 100-150%, a wytrzymałość na rozciąganie około 600 kPa.
Producent informuje, że po 40000 cyklach dynamicznych zmian obciążenia (5 cyklów na sekundę, nacisk 250 kPA), grubość elementu testowego z E-TPU zmniejszyła się z początkowych 40mm do 37mm.
Spieniony materiał E-TPU zapewnia amortyzację, elastyczność i niską wagę.
„E-TPU wytwarzane jest w procesie spieniania materiału startowego – granulatu TPU” – wyjaśnia dr Uwe Keppeler, deweloper materiałów i procesów w firmie BASF. „Po obróbce wstępnej pod wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury, granulki liczące ok. 5 mm średnicy wybuchają jak popcorn. W trakcie procesu, ich objętość zwiększa się dziesięciokrotnie tworząc spienione owalne granulki z zamkniętymi komórkami uwięzionego w nich gazu” – dodaje naukowiec.
„Zamknięte komórki z powietrzem sprawiają, że lekkie granulki piankowe stają się bardzo elastyczne i zapewniają odpowiednią sprężystość. Pojedyncze granulki można wyobrazić sobie jako miniaturowe piłki nożne. Im więcej będą zawierały powietrza, tym większy będzie efekt odbicia i odzysk energii” – tłumaczy dr Frank Prissok, członek zespołu badawczego w firmie BASF.
Do wyprodukowania jednej podeszwy producent potrzebuje 2500 takich mikro-granulek. Aby uzyskać pożądaną formę produktu, granulki poddawane są działaniu gorącej pary. W procesie tym, ich zewnętrzna warstwa ulega nieznacznemu stopieniu, co pozwala na łączenie ich do określonego i stabilnego kształtu. Podczas tego procesu wewnętrzna struktura komórek powietrza pozostaje nienaruszona. Podeszwa składa się z 5-10 milimetrowej warstwy granulek. Przekrój pojedynczej granulki zawierającej pęcherzyki powietrza ma wymiar 30-300 mikronów.
Podeszwa środkowa wykonana z tworzywa Infinergy może być sprężana do ekstremalnego poziomu: o około połowę swojej objętości pod ciśnieniem dwóch barów. Cecha ta odgrywa największą rolę w przypadku amortyzacji wstrząsów działających na stopę podczas biegania. W momencie ustąpienia nacisku, pianka błyskawicznie powraca do swojego pierwotnego kształtu . Dlatego też podeszwa absorbuje energię biegacza, aby następnie zwrócić dużą jej część z powrotem. Tak wysoki poziom sprężystości pojedynczych granulek Infinergy sprawia, że buty biegowe stają się dosłownie magazynami energii.
Nad zastosowaniami materiału Infinergy prowadzone są obecnie prace testowe. W przyszłości pianka E-TPU może zostać wykorzystana przy produkcji opon rowerowych odpornych, błotników okrętowych, podłoży do bieżni sportowych, materacy (producent wspomina o matach dla krów) oraz do budowy stref buforowych na placach dla dzieci. Materiał może być interesujący również dla producentów samochodowych.
Źródło:
[1] basf.com/group/pressrelease/P-13-301 | 19.08.2013
[2] basf.com/group/corporate/en/function/conversions:/publish/content/
news-and-media-relations/news-releases/downloads/2013/P301-13e.pdf | 19.08.2013
[3] basf.pl/ecp1/Poland/pl/content/News_Information_Center/Press/Press_releases/2013-08-17 | 19.08.2013
[4] adidas_adiSTAR_Salvation_M_Lateral by adifansnet, flickr.com, CC BY-SA 2.0