Tratamiento de plásticos en línea


Por: Inés A. Melamies
Jul 24, 2009

Para garantizar la adhesión óptima y duradera de adhesivos, tintas, lacas, pinturas, etc., sobre plásticos, se requiere un adecuado pretratamiento de superficie. La tecnología de plasma atmosférico Openair es un método ecológico que no requiere la aplicación de Primer, facilita una óptima activación en línea y es económico.


Las superficies de plásticos no polares son difíciles de humedecer. En particular, al utilizar pinturas y adhesivos modernos base agua se requiere mayor activación previa o pretratamiento. Existen diversos métodos, el más común es la aplicación de Primer, es decir, compuestos químicos  –hace algún tiempo se utilizaban ácidos– para mejorar la adhesión. A diferencia de este método convencional, el plasma atmosférico Openair no es nocivo y cumple con los requisitos medioambientales.


Plasma: el cuarto estado de la materia

El plasma se basa en un principio físico simple. Al aplicar energía se cambia el estado de la materia: de sólido a líquido y de líquido a gaseoso. Si se aporta más energía al gas, éste se ioniza. Se generan electrones libres, iones y fragmentos de moléculas, y así el gas se convierte en plasma (el cuarto estado de la materia). El plasma es inestable en condiciones atmosféricas por lo que difícilmente se aprovechan los beneficios de éste a nivel industrial.



En 1995, la empresa alemana Plasmatreat desarrolló y patentó la tecnología de plasma atmosférico Openair, con la cual aumentó la posibilidad de aplicaciones industriales y en procesos de producción en línea. Ésta se puede emplear en el pretratamiento de superficies a presión atmosférica para limpiarlas exhaustivamente, activarlas y así garantizar la adhesión óptima de lacas, pinturas y adhesivos. Debido a que sólo emplea aire comprimido y corriente eléctrica es un proceso ecológico.


Chorro de plasma sin carga eléctrica

Actualmente, la tecnología de plasma atmosférico se utiliza para pretratamiento de superficies en casi todos los campos industriales a nivel mundial. Una característica especial del chorro de plasma es su neutralidad eléctrica. Su intensidad es tan alta que la velocidad de trabajo puede alcanzar cientos de metros/minuto.

El calentamiento típico de las superficies de plástico durante el pretratamiento es menor a los 20ºC. El sistema proporciona un funcionamiento múltiple: activa la superficie mediante procesos de oxidación específicos y aumenta considerablemente la tensión superficial. De este modo, para muchos plásticos se pueden alcanzar valores de hasta 72 mN/m.

Al aplicar el chorro de plasma en las superficies, se produce una descarga estática de la misma y, a su vez, limpia la superficie de manera exhaustiva y facilita un alto nivel de activación.

La tecnología ecológica, se basa en el principio de un sistema de toberas que funciona a presión atmosférica, sin uso de costosas cámaras de vacío, son compatibles con robots y se pueden integrar fácilmente en los procesos de producción existentes.

Mejora de la adhesión de manera ecológica

“Gracias a la alta activación que produce la tecnología de plasma, las propiedades de la superficie cambian considerablemente”, explica Christian Buske, Gerente de Plasmatreat, “de este modo se pueden unir materiales que hasta ahora eran incompatibles, incluso los adhesivos base agua o UV aumentan considerablemente su poder de unión.

El pretratamiento preciso y la limpieza exhaustiva obtenidas mediante el Plasma Openair aumentan el uso de adhesivos modernos, libres de aditivos y base agua. Por ejemplo, las carátulas de Policarbonato se pegan a las carcasas de los teléfonos móviles con adhesivos UV libres de aditivos.

Esta tecnología evita procesos adicionales como la aplicación de Primer o agentes químicos, con lo cual disminuye la emisión de compuestos orgánicos volátiles, VOC, o el cepillado y lavado de las superficies.

Plasma en el moldeo por inyección

El plasma se puede emplear en procesos anteriores y posteriores de la inyección de plásticos, como impresión y aplicación de lacas, adhesivos o recubrimientos, entre otros; resulta una solución económica al unir o pegar dos plásticos diferentes, duros con blandos.

Una ventaja de la unión permanente entre plásticos no compatibles es la sustitución de materiales costosos, como la mezcla o aleación ABS/PC por materiales como Polipropileno (PP) o Poliuretano Termoplástico (TPU).



Activación de películas de plástico

Un mercado muy amplio es el de película, en particular el Polipropileno, cada día abarca nuevas aplicaciones como: empaque de alimentos y cigarrillos, etiquetas o películas técnicas en la industria eléctrica electrónica. Sin embargo, para garantizar una excelente impresión y adhesión de estas películas, es necesario aumentar la tensión superficial y a su vez el número de grupos polares en la superficie de la película. Convencionalmente se utiliza el tratamiento corona o con flama. Sin embargo, el resultado es inestable y disminuye durante su almacenamiento.

A diferencia de los procesos convencionales, el tratamiento mediante plasma atmosférico garantiza un efecto duradero y en una sola cara.



Plasma antes de aplicar lacas

La tecnología de plasma atmosférico garantiza alta calidad al aplicar una capa de laca en diversas partes del interior de un vehículo, como son los interruptores con símbolos hechos por láser, las pantallas de visualización, rejas de ventilación o las agarraderas para la guantera. Mediante el plasma se alcanza la calidad requerida por firmas como BMW y Rolls–Royce.

Otro ejemplo son las carcasas de los teléfonos móviles, los estándares de calidad requeridos son elevados por lo que, antes de aplicar laca, la superficie no debe tener defectos ni impurezas. Incluso, un granito de polvo casi invisible antes de la laca puede causar un defecto después y, por lo tanto, un rechazo por el cliente.



Para lidiar con la carga electrostática del polvo, los principales fabricantes de teléfonos móviles instalaron sistemas de limpieza para las carcasas, que consisten en varias toberas rotativas de plasma que limpian la superficie de los plásticos eficientemente, con lo cual disminuyeron las mermas durante la producción de 12% a menos de 5%.



Conclusiones

Los ejemplos muestran la diversidad de aplicaciones de la tecnología Plasma Openair. Es un sistema fácil de integrar en línea, incluso automatizado. Las principales ventajas son la seguridad y la calidad de este método. Además, la tecnología ofrece una fácil integración en los procesos de producción existentes y mayor eficiencia económica en comparación con los métodos convencionales.

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