Tanto los films como los objetos de plástico poseen superficies
impermeables (no porosas) y químicamente inertes cuyas tensiones son
bajas, lo que las hace no receptivas para adherirse a los substratos,
tintas para imprimir, adhesivos y lazas o recubrimientos.
El tratamiento corona aumenta la energía de la superficie de los films plásticos, foils, papel y polímeros a fin de incrementar la permeabilidad de los mismos para favorecer a la adhesión de las tintas, cubiertas y adhesivos.
El tratamiento da mejores resultados cuando un substrato es tratado en el momento de la extrusión y en la línea de producción antes de su conversión (converting).
El tratamiento corona incrementa la calidad y la productividad ya que, luego de haber realizado dicho tratamiento, se obtendrá no sólo mayor calidad y rapidez en la impresión, sino que también existe una cantidad menor de desperdicios.
El tratamiento corona aumenta la energía de la superficie de los films plásticos, foils, papel y polímeros a fin de incrementar la permeabilidad de los mismos para favorecer a la adhesión de las tintas, cubiertas y adhesivos.
El tratamiento da mejores resultados cuando un substrato es tratado en el momento de la extrusión y en la línea de producción antes de su conversión (converting).
El tratamiento corona incrementa la calidad y la productividad ya que, luego de haber realizado dicho tratamiento, se obtendrá no sólo mayor calidad y rapidez en la impresión, sino que también existe una cantidad menor de desperdicios.
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| Electrodo de tratamiento corona |
Principio
EFECTO CORONA
El efecto corona es un fenómeno eléctrico que se produce en los conductores de las líneas de alta tensión y se manifiesta en forma de halo luminoso a su alrededor. Dado que los conductores suelen ser de sección circular, el halo adopta una forma de corona, de ahí el nombre del fenómeno.
EFECTO CORONA
El efecto corona es un fenómeno eléctrico que se produce en los conductores de las líneas de alta tensión y se manifiesta en forma de halo luminoso a su alrededor. Dado que los conductores suelen ser de sección circular, el halo adopta una forma de corona, de ahí el nombre del fenómeno.
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| Descarga corona |
El efecto corona
está causado por la ionización del aire circundante al conductor debido a
los altos niveles de tensión de la línea. En el momento que las
moléculas de aire se ionizan, éstas son capaces de conducir la corriente
eléctrica y parte de los electrones que circulan por la línea pasan a
circular por el aire. Tal circulación producirá un incremento de
temperatura en el gas, que se tornará de un color rojizo para niveles
bajos de temperatura, o azulado para niveles altos. La intensidad del
efecto corona, por lo tanto, se puede cuantificar según el color del
halo, que será rojizo en aquellos casos leves y azulado para los más
severos. La descarga va acompañada de un sonido silbante y de olor de
ozono. También se generan óxidos nitrosos y si hay humedad apreciable,
se produce ácido nitroso.
La ruptura dieléctrica del aire que se produce con el efecto corona
tiene lugar cuando la intensidad del campo eléctrico alcanza los 3MV/m.
Tratamiento corona en films
Los films pre-tratados (films a los cuales se les ha tratado la superficie en el momento de su producción) presentan una energía mayor en su superficie, la cual resulta crucial a la hora de lograr una buena calidad, ya sea en la impresión, en el recubrimiento o en los productos laminados.
Aquellos films que no han sido tratados en el momento de su producción no aceptarán apropiadamente ni la impresión, ni el recubrimiento, ni el laminado. Cabe destacar que, algunas veces, aunque el film haya sido tratado en el momento de su producción, esto no siempre garantizará que en el futuro la impresión, el recubrimiento o el laminado se logren fácilmente.
Los films pre-tratados (films a los cuales se les ha tratado la superficie en el momento de su producción) presentan una energía mayor en su superficie, la cual resulta crucial a la hora de lograr una buena calidad, ya sea en la impresión, en el recubrimiento o en los productos laminados.
Aquellos films que no han sido tratados en el momento de su producción no aceptarán apropiadamente ni la impresión, ni el recubrimiento, ni el laminado. Cabe destacar que, algunas veces, aunque el film haya sido tratado en el momento de su producción, esto no siempre garantizará que en el futuro la impresión, el recubrimiento o el laminado se logren fácilmente.
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| Tratamiento corona |
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| Tratamiento corona (zoom) |
Cada tipo de film posee una energía de superficie intrínseca (nivel de
dina) la cual puede ser aumentada por medio del tratamiento corona en el
momento de la producción del mismo. Como este nivel de tratamiento
disminuye a medida que pasa el tiempo, el film debe imprimirse o
cubrirse inmediatamente después de la producción ya que, luego de haber
transcurrido unos pocos días o semanas, pierden la suficiente energía en
la superficie como para no ser aptos para imprimirlos o recubrirlos.
Como resulta casi imposible garantizar que el film será convertido dentro del límite de tiempo requerido, con frecuencia, será necesario volver a realizar el tratamiento en línea. Es importante destacar que el tratamiento que se le pueda dar al film no reemplazará al tratamiento primario que se realiza en el momento de su producción. De hecho muchos films, especialmente los poliolefínicos (polietileno o polipropileno), son casi imposibles de tratar si dicho tratamiento se realiza después de haber sido extruidos.
A fin de asegurar una calidad consistente, se deben utilizar films que hayan sido tratados en el momento de su fabricación y volver a tratarlos en línea. Para obtener un producto de calidad aceptable tanto para el encargado de realizar la conversión como para el consumidor final. Debe ser aplicado tratamiento corona al substrato dos veces:
1.- En el momento de extrusión.
2.- Antes de la conversión.
Como resulta casi imposible garantizar que el film será convertido dentro del límite de tiempo requerido, con frecuencia, será necesario volver a realizar el tratamiento en línea. Es importante destacar que el tratamiento que se le pueda dar al film no reemplazará al tratamiento primario que se realiza en el momento de su producción. De hecho muchos films, especialmente los poliolefínicos (polietileno o polipropileno), son casi imposibles de tratar si dicho tratamiento se realiza después de haber sido extruidos.
A fin de asegurar una calidad consistente, se deben utilizar films que hayan sido tratados en el momento de su fabricación y volver a tratarlos en línea. Para obtener un producto de calidad aceptable tanto para el encargado de realizar la conversión como para el consumidor final. Debe ser aplicado tratamiento corona al substrato dos veces:
1.- En el momento de extrusión.
2.- Antes de la conversión.
Características del tratamiento
Como se ha mencionado, el sistema de tratamiento corona ha sido diseñado con el fin de incrementar la energía de la superficie de los films plásticos, foils y papeles, permitiéndoles mejorar tanto la permeabilidad de los mismos como así también la adhesión de las tintas, cubiertas y adhesivos. Como resultado, los materiales que hayan sido tratados mostrarán una mayor calidad de impresión y de adherencia, como así también una mayor fuerza en el laminado.
Las principales ventajas del tratamiento corona son:
En plásticos aumenta la adherencia de tintas, adhesivos, recubrimientos y laminados.
En metales actúa limpiando y desengrasando, mejorando su adherencia.
En tejidos aumenta su humectabilidad y, por tanto, la calidad de impresión sobre los mismos.
En papel y cartón aumenta su humectabilidad, consiguiendo mejoras en su impresión, adherencia y compactación.
Como se ha mencionado, el sistema de tratamiento corona ha sido diseñado con el fin de incrementar la energía de la superficie de los films plásticos, foils y papeles, permitiéndoles mejorar tanto la permeabilidad de los mismos como así también la adhesión de las tintas, cubiertas y adhesivos. Como resultado, los materiales que hayan sido tratados mostrarán una mayor calidad de impresión y de adherencia, como así también una mayor fuerza en el laminado.
Las principales ventajas del tratamiento corona son:
En plásticos aumenta la adherencia de tintas, adhesivos, recubrimientos y laminados.
En metales actúa limpiando y desengrasando, mejorando su adherencia.
En tejidos aumenta su humectabilidad y, por tanto, la calidad de impresión sobre los mismos.
En papel y cartón aumenta su humectabilidad, consiguiendo mejoras en su impresión, adherencia y compactación.
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| Máquina de tratamiento de superficies por efecto corona para films |
Un sistema de tratamiento corona consta de dos componentes principales:
la fuente de potencia o generador y la estación de tratado.
La fuente de potencia acepta los 50/60 Hz estándar de potencia eléctrica y los convierte a una fase simple de una frecuencia mayor (nominalmente de 10 a 30 KHZ) de potencia, la cual alimenta a la estación de tratado.
A la vez, la estación de tratado aplica dicha potencia a la superficie del material a través de un espacio de aire (luz), por medio de un par de electrodos a alta potencia y por medio del rodillo, el cual sostiene el material. Sólo aquel lado del material que se encuentre de cara al electrodo deberá mostrar un aumento en la tensión de la superficie (Si se aplica el tratamiento al otro lado del material este fenómeno se conoce como "tratamiento al lado posterior").
Un sistema de tratamiento corona, en su forma más simple, puede ser descrito como un capacitador. El voltaje se aplica a placa superior la cual, en el caso de un sistema de tratamiento corona, sería el electrodo. La porción dieléctrica del capacitador estará compuesta por algún tipo de cubierta del rodillo, aire y substrato en la tratadora.
La fuente de potencia acepta los 50/60 Hz estándar de potencia eléctrica y los convierte a una fase simple de una frecuencia mayor (nominalmente de 10 a 30 KHZ) de potencia, la cual alimenta a la estación de tratado.
A la vez, la estación de tratado aplica dicha potencia a la superficie del material a través de un espacio de aire (luz), por medio de un par de electrodos a alta potencia y por medio del rodillo, el cual sostiene el material. Sólo aquel lado del material que se encuentre de cara al electrodo deberá mostrar un aumento en la tensión de la superficie (Si se aplica el tratamiento al otro lado del material este fenómeno se conoce como "tratamiento al lado posterior").
Un sistema de tratamiento corona, en su forma más simple, puede ser descrito como un capacitador. El voltaje se aplica a placa superior la cual, en el caso de un sistema de tratamiento corona, sería el electrodo. La porción dieléctrica del capacitador estará compuesta por algún tipo de cubierta del rodillo, aire y substrato en la tratadora.
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| Tratamiento corona para láminas o films |
El componente final o placa inferior tiene la forma de un rodillo
dieléctrico conectado a tierra. En el sistema de tratamiento corona, la
acumulación progresiva de voltaje ioniza el aire de la abertura creando
el efecto corona, el cual hará que aumente la tensión de la superficie
del substrato que pasa sobre el rodillo.
Determinación del nivel de tratamiento
El método más utilizado para medir el nivel de tratamiento es a través de la utilización física de líquidos de diferente tensión superficial aplicados sobre el objeto a medir. La humectabilidad, tensión de humectación o tensión superficial es la capacidad que posee una superficie de promover la expansión y la adherencia de un líquido, siendo la unidad utilizada la dina por centímetro (dina/cm).
El método más utilizado para medir el nivel de tratamiento es a través de la utilización física de líquidos de diferente tensión superficial aplicados sobre el objeto a medir. La humectabilidad, tensión de humectación o tensión superficial es la capacidad que posee una superficie de promover la expansión y la adherencia de un líquido, siendo la unidad utilizada la dina por centímetro (dina/cm).
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| Tintas de adherencia (dinaje) |
El método ASTM D-2578 describe
el procedimiento para medir la tensión de humectación en películas de
poliolefinas. El valor correspondiente se obtiene aplicando gotas de
diferentes mezclas de formamida y etil-cellosolve (etilenglicol monoetil
éter), de tensión superficial conocida sobre la superficie del objeto.
La tensión superficial del objeto será aquella que permita a la gota de
una determinada mezcla humectar la superficie por un período mayor a dos
segundos. Si la humectación se logra con una gota proveniente de una
mezcla con tensión superficial de 38 dinas/cm, este mismo valor se le
asignará a la superficie.
En el mercado existen varios rotuladores y kits de tintas con distintos valores de dinaje para la comprobación de que el tratamiento del film es el correcto.
La manera precisa de medir el tratamiento corona sobre una superficie de película plástica es mediante soluciones preparadas. Sin embargo, en los procesos de extrusión e impresión de películas plásticas, el método más práctico y recomendable para medir el tratamiento corona es mediante el rotulador de verificación de tratamiento.
En el mercado existen varios rotuladores y kits de tintas con distintos valores de dinaje para la comprobación de que el tratamiento del film es el correcto.
La manera precisa de medir el tratamiento corona sobre una superficie de película plástica es mediante soluciones preparadas. Sin embargo, en los procesos de extrusión e impresión de películas plásticas, el método más práctico y recomendable para medir el tratamiento corona es mediante el rotulador de verificación de tratamiento.
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| Rotulador para verificación de tratamiento corona |
Tensiones de tratamiento
El nivel de tratamiento adecuado varía en función de la aplicación, los requisitos impuestos sobre el material tratado, la cantidad y tipo de tinta utilizados, entre otros. En principio, se puede considerar la siguiente referencia:
El nivel de tratamiento adecuado varía en función de la aplicación, los requisitos impuestos sobre el material tratado, la cantidad y tipo de tinta utilizados, entre otros. En principio, se puede considerar la siguiente referencia:
Nivel de Tratamiento
(dinas/cm) |
Aplicación
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37
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Mínimo imprescindible para impresión
|
40
|
Ideal para impresión general
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42
|
Mínimo imprescindible para plastificación y laminación
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45
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Mínimo imprescindible para unión de película con adhesivos
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La presencia de ciertos aditivos en la superficie del objeto interfiere
con el nivel de tratamiento, por lo que las películas o envases
producidos a partir de resinas de polipropileno aditivadas con agentes
antiestáticos, deslizantes u otros lubricantes, pueden necesitar un
nivel de tratamiento mayor. La migración de los aditivos a la superficie
del objeto ocurre de 24 a 48 horas después del proceso de producción,
pudiendo disminuir el nivel de tratamiento hasta en 3 dinas/cm.
Medidas de la tensión superficial:
La unidad básica de medición para la tensión superficial es: Newton / metro (N/m). Fuerza / unidad de longitud
Fuerza = masa x aceleración
La unidad básica de medición para la tensión superficial es: Newton / metro (N/m). Fuerza / unidad de longitud
Fuerza = masa x aceleración
Fuerza = kg x m/s2
1 kg x m/s2 = 1 Newton
La tensión superficial es fuerza sobre unidad de longitud:
1 N = 1 kg x m/s2
1 N = 100,000 Dynas
1 N/m = 100,000 Dynas/m
100,000 Dynas / m (1m / 100 cm) = 1,000 Dynas / cm
1 N/m = 100,000 Dynas/m
100,000 Dynas / m (1m / 100 cm) = 1,000 Dynas / cm
Aplicaciones
El tratamiento corona comenzó a aplicarse en las líneas de extrusión de films plásticos, en el momento de su fabricación. Posteriormente esta técnica de tratamiento se fue incorporando a las líneas de impresión, laminación y de adhesivación de materiales plásticos y películas metalizadas.
El boom del converting y del embalaje flexible dio un gran impulso a la aparición y desarrollo de equipos de tratamiento corona de última generación, capaces de garantizar las necesidades de una industria muy exigente, que precisa trabajar a altas velocidades de línea con la seguridad de tener garantizados el anclaje de tintas, barnices, lacas y adhesivos en materiales plásticos, y la limpieza y el desengrase en materiales metalizados.
El tratamiento corona comenzó a aplicarse en las líneas de extrusión de films plásticos, en el momento de su fabricación. Posteriormente esta técnica de tratamiento se fue incorporando a las líneas de impresión, laminación y de adhesivación de materiales plásticos y películas metalizadas.
El boom del converting y del embalaje flexible dio un gran impulso a la aparición y desarrollo de equipos de tratamiento corona de última generación, capaces de garantizar las necesidades de una industria muy exigente, que precisa trabajar a altas velocidades de línea con la seguridad de tener garantizados el anclaje de tintas, barnices, lacas y adhesivos en materiales plásticos, y la limpieza y el desengrase en materiales metalizados.
Extrusión de films plásticos
Tratamiento de las dos caras de películas plásticas en las líneas de extrusión de película tubular (blown film) y película colada (cast film). Converting
En impresoras flexográficas, tipográficas, de huecograbado, etc.
En laminadoras y en líneas de extrusión coating.
Banda estrecha
En líneas de materiales de banda estrecha: impresoras de etiquetas, de precintos, de flejes, de recubrimientos de embutidos, en laminadoras, etc.
Hojas y Paneles
En la plastificación de hojas, impresión de carpetas y de hojas plastificadas, complejos de madera laminados con materiales plásticos (ej. puertas y paneles), desengrase de planchas metálicas antes de su adhesivación con otros materiales, etc.
Objetos 3D (corona indirecto)
Tratamiento de todo tipo de superficies tridimensionales plásticas y de caucho para facilitar su impresión y adhesivación en sectores muy diversos.
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