Acabado de transformados poliméricos. QUIT0209

Sergio Hurtado Melo

• Editorial: IC Editorial
• Año: 2014
• ISBN del libro electrónico: 9788416173204
• Edición: 1
• Categoría: Tecnología e ingeniería
• Categoría: Ciencias de los materiales

Libro especializado que se ajusta al desarrollo de la cualificación profesional y adquisición de certificados de profesionalidad. Manual imprescindible para la formación y la capacitación, que se basa en los principios de la cualificación y dinamización del conocimiento, como premisas para la mejora de la empleabilidad y eficacia para el desempeño del trabajo.

Capítulo 1
Procesos de impresión para transformados poliméricos

1. Introducción

Muchos de los componentes y artículos que son fabricados en materiales plásticos necesitan ser rotulados o etiquetados con fines estéticos o bien como identificación de su contenido, como es el caso de recipientes o contenedores.

La impresión directa de los plásticos se consigue con tintas líquidas conformadas por disoluciones o emulsiones correctamente pigmentadas de polímeros de naturaleza muy similar a la del material polimérico o sustrato a imprimir, pero de bajo peso molecular para que sean fluidas.

Es necesario que estas tintas mojen toda el área superficial sólida del material polimérico y se difundan de forma que queden bien adheridas, sin que se extiendan más de la superficie donde son aplicadas.

Para satisfacer estas condiciones se utiliza una mezcla de componentes distintos en función de cada caso particular de aplicación, donde la naturaleza y evolución de dichos componentes han ido evolucionando continuamente en el tiempo conforme se han ido obteniendo nuevos y más adecuados materiales. Las tintas usadas en la impresión son una composición de disolventes, ligantes, pigmentos y aditivos, los cuales se tratan en el siguiente punto de este primer capítulo.

2. Tintas, disolventes, ligantes, pigmentos y aditivos

Como se ha introducido, en este punto se van a tratar los principales componentes que constituyen la tinta usada en la impresión de los materiales poliméricos, indicando las características y propiedades fisicoquímicas principales de cada uno, así como los distintos tipos que se encuentran actualmente en mercado.

2.1. Pigmentos

Los pigmentos son sustancias generalmente inorgánicas, aunque también existen y se usan de tipo orgánico, que además de proporcionar el color deseado, absorben las radiaciones ultravioletas, protegiendo al material polimérico de la fotodegradación. Se tratan a continuación los pigmentos de tipo orgánico e inorgánico.

Definición

Fotodegradación
Consiste en la degradación del material polimérico por absorción de la luz visible y ultravioleta procedente del sol.

Pigmentos orgánicos

Los pigmentos orgánicos no son solubles en la mayoría de los disolventes comunes, por tanto se deben mezclar y dispersar uniformemente, aunque esto último suele ser tarea difícil, dado que tienden a formar aglomerados de partículas de pigmento que producen manchas y vetas.

Pigmentos inorgánicos

En cuanto a los pigmentos inorgánicos, la mayoría de ellos tienen una base de metal, siendo los más habituales los óxidos y sulfuros de titanio, zinc, hierro, cadmio y cromo. Algunos pigmentos están basados en metales pesados, como son el plomo, mercurio, cadmio y cromo hexavalente, aunque su uso está limitado debido al riesgo que suponen para la salud cuando se extraen dichos metales por lixiviación de los vertederos, penetrando en el agua del subsuelo. También suponen un gran problema cuando se incineran, ya que la ceniza formada no puede depositarse en un vertedero común, por lo que su gestión, almacenamiento y eliminación son complicados. Muchas compañías optan por desarrollar y comercializar pigmentos sin metales pesados, usando sustancias químicas simples que no suponen un peligro para el medio ambiente o la salud, como son el carbono (color negro), el óxido de hierro (color rojo) y el óxido de cobalto (color azul). Estos óxidos metálicos se dispersan fácilmente en el material polimérico y, aunque no producen colores tan brillantes como los pigmentos orgánicos, resisten mejor la luz y el calor.

Pigmentos de efecto especial

Existen unos pigmentos denominados de efecto especial, que pueden ser orgánicos o inorgánicos, que absorben energía química, eléctrica o luminosa y emiten radiación en forma de luz. Estos materiales se denominan luminiscentes, y se añaden a los plásticos para conseguir efectos especiales. La luminiscencia se divide en fluorescencia y fosforescencia.

Materiales fluorescentes

Los materiales fluorescentes emiten luz solamente cuando están absorbiendo energía de una fuente exterior y dejan de emitir cuando se retira dicha fuente. Estos materiales están fabricados de sulfuros de zinc, calcio y magnesio.

Sabía que...

Los materiales fluorescentes se usan por ejemplo en la fabricación de cazadoras, cascos de protección, guantes, salvavidas, impermeables y señales de tráfico de carretera.

Materiales fosforescentes

Los pigmentos fosforescentes contienen un brillo residual, es decir, continúan emitiendo luz durante un período de tiempo limitado después de que se haya retirado la fuente. Los pigmentos fosforescentes están fabricados en sulfuro de calcio y sulfuro de estroncio y un ejemplo de aplicación es el tubo de imagen de las antiguas televisiones, que emite luz cuando la energía eléctrica excita los materiales fosforescentes que recubren la cara interior del tubo.

Actividades

1. ¿Cuál es el principal inconveniente de los pigmentos orgánicos?

2. ¿Qué dos funciones principales tiene la aplicación de pigmentos a los plásticos?

2.2. Disolventes

Los disolventes, entre los que se destacan alcoholes, cetonas, ésteres, glicoles, hidrocarburos y agua, son productos líquidos que disuelven otros materiales, reduciendo su viscosidad, y que facilitan la aplicación de recubrimientos superficiales en el material polimérico. Normalmente se suelen utilizar mezclas de disolventes por tres factores principalmente:

1. Controlar la velocidad de evaporación.
2. Compatibilidad de componentes.
3. Economía.

En cuanto a la velocidad de evaporación de los disolventes, esta afecta bastante a la formación de la película, debido a la condensación de la humedad ambiental sobre ella, causando defectos. Se produce si el calor de evaporación de los disolventes es cedido por la superficie a recubrir y por la propia película, llevando consigo una disminución de la temperatura. Si la evaporación es muy rápida, la película resultante no es homogénea, y si es muy lenta, se puede ver reducida la productividad del secado, por lo que hay que llegar a un equilibrio satisfactorio.

La mezcla de disolventes debe ser tal que los cambios que se produzcan en la composición durante el secado no den lugar a incompatibilidad entre los componentes.

En el aspecto económico, añadir cantidades relativamente grandes de disolventes más baratos, pero que no tienen la capacidad de disolución requerida, afecta poco a la acción del disolvente más activo, pero rebaja el coste global del conjunto.

Los principales disolventes usados en recubrimientos superficiales pueden dividirse en tres clases: hidrocarburos, disolventes químicos oxigenados y agua.

Hidrocarburos

Los hidrocarburos se dividen en diferentes grupos en función del intervalo de temperatura en el que se destilan, variando entre 30 y 300 ºC. La capacidad de disolución de los hidrocarburos aumenta desde las parafinas normales, isoparafinas y cicloparafinas hasta hacerse máxima en los hidrocarburos aromáticos. Los disolventes comerciales de este tipo no contienen olefinas y compuestos de azufre y nitrógeno que pueden dar lugar a olores indeseables en los productos finales.

Disolventes químicos oxigenados

Los disolventes químicos oxigenados más utilizados son los alcoholes, cetonas, esteres, éteres glicólicos y éter-esteres. Donde en cada tipo se subdivide en función del punto de ebullición, como se muestra en la siguiente tabla.

	Alcoholes	Cetonas	Ésteres	Éteres glicólicos
	Alcohol metílico	Acetona	Acetato de metilo
Bajo punto de ebullición (< 100 ºC)	Alcohol etílico	Metil etil cetona (MEK)	Acetato de etilo
	Alcohol isopropílico
	sec. butanol
Punto de ebullición medio (100 - 150 ºC)	n-butanol metil isobutil	metil isobutil cetona (MIBK)		monoetiléter de eitlenglicol
	carbinol
	diacetona alcohol	diacetona alcohol	acetato de amilo	monobutiléter de eitlenglicol
Alto punto de ebullición (> 150 ºC)		etilamil-cetona	acetato de metil-amilo	acetato de monoetiléter de eitlenglicol
		isoforona

La selección de un correcto disolvente depende del pigmento, del método de aplicación y del tiempo de secado que se necesita, intentando asegurar la compatibilidad de los componentes que forman la película durante el proceso de secado. Las pinturas aplicadas en spray necesitan disolventes que evaporen rápidamente, mientras que las que se aplican con brocha requieren disolventes menos volátiles para asegurar un buen flujo durante la aplicación. En los recubrimientos aplicados por inmersión se han de seleccionar disolventes que evaporen lentamente para evitar pérdidas del mismo durante el baño.

Por tanto, la selección de un buen disolvente no es una tarea fácil. Hay que buscar un compromiso entre el coste y sus características, como son la capacidad de disolución, características de flujo, compatibilidad con los restantes comp...

Índice

• Portada
• Título
• copyright
• Presentación del manual
• Índice
• Capítulo 1 Procesos de impresión para transformados poliméricos
• Capítulo 2 Baños de metalizado para transformados poliméricos
• Capítulo 3 Mecanizado y pulido de piezas para transformados poliméricos
• Capítulo 4 Tecnología de unión para transformados poliméricos
• Capítulo 5 Logística y almacenaje para transformados poliméricos
• Capítulo 6 Control de calidad de materias primas poliméricas, productos de proceso y finales para transformados poliméricos
• Capítulo 7 Estadillos y documentación de fabricación de transformados poliméricos
• Bibliografía