Procesos de recubrimientos

Introducción

Es corriente ver recubrimientos plásticos en coches, viviendas, maquinarias e incluso esmaltes de uñas. Se expondrá como se aplican estos recubrimientos sobre diferentes sustratos. Muchos de ellos sirven para mejorar las propiedades del producto protegiéndolo, aislando, lubricándolo o embelleciéndolo. Los recubrimientos pueden combinar una serie de propiedades que no reúna ningún otro material como son la flexibilidad, la textura, el color y la transparencia.

Para que un tratamiento se pueda calificar de recubrimiento, el material plástico debe permanecer sobre el sustrato, los productos de colada por inmersión y de película no son recubrimientos, ya que el plástico se retira del sustrato o del molde. El recubrimiento se puede confundir con otros procesos, ya que se emplea un equipo similar y las variaciones del tratamiento pueden inducir a error.

Conviene seleccionar materiales de recubrimiento bástate parecido al sustrato en cuanto a propiedades de dilatación térmica, sobre todo cuando se emplean refuerzos. Tal vez algunos procesos de recubrimiento reforzado se encuadrarían mejor como modificaciones de las técnicas de estabilizar la matriz de recubrimientos. La adhesión constituye uno de los factores críticos en una operación de recubrimiento. Algunos sustratos requieren una preparación correcta antes del recubrimiento.

Dentro de los métodos de extrusión, el recubrimiento de alambres es un buen ejemplo del empleo de uno o más materiales que pasan a través de la boquilla de extrusión. En la extrusión o calandrado de películas se suele colocar las películas calientes sobre otros sustratos que los recubren, el uso de dispersiones liquidas o de disolventes se clasifica como método de colada cuando se retira la película y como proceso de recubrimiento si la película queda sobre el sustrato.

Existen nueve técnicas generales de recubrimiento a través de las cuales se pueden colocar plásticos sobre sustrato, que se enumeran en el siguiente esquema.

1. Recubrimiento por extrusión2. Recubrimiento de calandrado3. Recubrimiento en polvo

a. Recubrimiento de lecho fluid izadob. Recubrimiento de lecho electrostáticoc. Recubrimiento a pistola de polvo electrostático

4. Recubrimiento de transferencia5. Recubrimiento con cuchilla o rodillo6. Recubrimiento por inmersión 7. Recubrimiento por rociado8. Recubrimiento metálico

a. Adhesivosb. Electro deposito

c. Metalizado al vacíod. Recubrimiento por metalizado iónico

9. Recubrimiento a brocha.

I. Recubrimiento por extrusión

En la extrusión simple o la coextrusion de un plástico fundido caliente, el recubrimiento se puede colocar sobre un sustrato o alrededor de él. El recubrimiento de película por extrusión es una técnica en la que se aplica una película de plástico caliente sobre un sustrato y se deja enfriar. Para conseguir una mejor adherencia, la película caliente deberá entra en contacto con el sustrato precalentado y seco antes de alcanzar la luz de rodillos de la prensa extrusora. El rodillo frio se refrigera con agua para acelerar el enfriado de la película caliente. Normalmente, esta cromado para que sea más resistente y trasfiera mejor el brillo. Asimismo puede estar grabado para producir texturas especiales en la superficie de la película. El grosor de la película se controla mediante el orificio de la hilera y por la velocidad periférica del rodillo frio. Dado que el sustrato se desplaza más deprisa que el material extruido caliente a medida que sale de la hilera de la extrusora, este material se estira hasta alcanzar el espesor deseado justo antes de llegar a la luz de rodillos fríos.

Se puede obtener un material compuesto estratificado delgado a través de varias técnicas de recubrimiento. Teniendo en cuenta que el objetivo principal del recubrimiento es dar protección, algunos materiales son más eficaces para ello que otros.

Para el recubrimiento por extrusión se suele utilizar poli olefinas, EVA, PET, PVC, PA y otros polímeros, sobre diversos sustratos, para proporcionar barreras contra la humedad, gases y líquidos y superficies termosellables. El recubrimiento de polietileno sobre cartones de leche es un ejemplo conocido de tipo termosellable de barrera para líquidos.

Asimismo se extruye plásticos expandidos sobre diversos sustratos. Por otra parte, se puede hacer pasar el sustrato por la hilera de extrusión, como es el caso del revestimiento de cables, alambres, varillas y algunos tejidos.

Ventajas del recubrimiento por extrusión

Se pueden colocar varias capas de plástico sobre un sustrato No se necesitan solventes Se puede variar el grosor del recubrimiento Uniformidad del grosor del recubrimiento sobre el alambre y cable Se puede colocar recubrimiento celulares sobre un sustrato

Inconvenientes del recubrimiento por extrusión

Los materiales extruidos están fundidos El equipo resulta caro

II. Recubrimiento por calandrado

Las películas calandradas se pueden usar como recubrimiento de numerosos sustratos, es un método similar al recubrimiento por extrusión. Se prensa una película caliente sobre el sustrato mediante presión de los rodillos de aforamiento calientes.

El recubrimiento con rodillo en fundido es una variante del calandrado. En este proceso se prensa el sustrato precalentado contra el plástico fundido mediante un rodillo cubierto con caucho, pudiendo usar también un rodillo gofrado. Se enfrió después el material recubierto y se coloca en rodillos de despegue.

Se pueden utilizar plásticos fundidos sensibles a la presión y a calor, comúnmente empleados como adhesivos, para recubrir un sustrato. Este método se emplea con papel, plástico y tejidos.

El recubrimiento sobre un sustrato de papel puede combinar belleza, firmeza, resistencia a la fricción, frotamiento, humedad y resistencia a la suciedad o proporcionar un sistema de sellado para hacer un envase.

Ventajas del recubrimiento por calandrado

Proceso continuo a alta velocidad Precisión en el grosor Se puede utilizar plásticos fundidos sensibles a la presión y al calor Los recubrimientos no presentan deformaciones Las series cortas son relativamente económicas

Inconvenientes del recubrimiento por calandrado

Alto coste del equipo Se necesita un equipo adicional para material plano

Recubrimiento de polvo

Si bien se conoce 10 técnicas para aplicar recubrimientos de plásticos en polvo, las 3 más utilizadas hoy en día son lecho fluid izado, lecho electrostático y técnicas a pistola de polvo electrostático. El tratamiento de recubrimiento de un sustrato con plástico seco en polvo se denomina a veces pintado en seco.

Entre los ejemplos de plástico que se obtiene como formulaciones en polvo (sin disolvente) para diversas técnicas de recubrimiento en polvo se incluyen PE, EP, PA, CAB (acetato-butirato de celulosa) PVC, DAP (resina de isoftalato de dialilo) PP, PU, ACS (acrilonitrilo-polietilenoclorado-estireno), AN (acrilonitrilo) y PMMA. Después del recubrimiento, a veces es necesario un calentamiento adicional para asegurar una fusión o un curado completo.

III. Recubrimiento de trasferencia

En el recubrimiento de transferencia, se recubre un papel de desprendimiento con una solución plástica y se seca en un horno. A continuación se aplica una segunda capa de plástico sobre la primera y se coloca una capa de tejido en esta capa húmeda. Después, se pasa el tejido revestido a través de rodillos de presión y un horno de secado. Finalmente, se desprende el papel de desprendimiento del tejido recubierto. Con este método se produce una piel que imita al cuero duro sobre la tela.

Entre los plásticos más comunes para recubrir telas para fabricar toldos, calzados, tapicería y ropa se incluyen poliuretanos y PVC.

Ventajas del recubrimiento de transferencia

Son posibles los sustratos de varias capas y colores Se puede recubrir una amplia gama de sustratos Inconvenientes del recubrimiento de trasferencia Se necesita papel especial y equipo adicional

IV. Recubrimiento con cuchilla o rodillo

Los métodos de recubrimiento con cuchilla y rodillo constituyen otro mecanismo para extender una dispersión o mezcla de disolvente de plástico sobre un sustrato. El curado o secado del recubrimiento de plástico se puede llevar a cabo en hornos de calentamiento, sistemas de evaporación, rodillos calentados, catalizadores o radiación.

El método de cuchilla puede consistir en un rascador de cuchilla simple o un fino chorro de aire llamado cuchillo de aire. Se puede recubrir las dos caras de un sustrato con este método.

El recubrimiento se puede realizar combinando varios rodillos. Mediante este método se suelen recubrir papel y tejidos.

Ventajas de recubrimiento con cuchillo o rodillo

Proceso continuo a alta velocidad Excelente control del grosor Los recubrimientos de plastisol no presentan deformaciones ni esfuerzo Son posibles los recubrimientos gruesos

Inconvenientes de recubrimiento con cuchillo o rodillo

Equipo y montaje requiere tiempo y costes No se justifica para series cortas

V. Recubrimiento por inmersión

Los recubrimientos por inmersión se aplica sumergiendo el objeto calentado en dispersiones liquidas o mezclas de disolvente de plástico. El plástico más habitual es el poli cloruro de vinil. En el caso de las dispersiones, es necesario un ciclo de calentamiento para fundir o curar el plástico sobre el objeto revestido, aunque es posibles también endurecimientos por simple evaporación de los disolventes. Generalmente se necesitan 10 minutos ce calentamiento por cada milímetro de espesor del recubrimiento. Las temperaturas de curado oscilan entre 175 y 190°C. Entre los artículos más corrientes fabricados con esta técnica se puede citar los mangos de herramientas y escurrideros. Los objetos están limitados por el tamaño del tanque de inmersión.

Para asegurar que las piezas de recambio lleguen en buen estado y que se puedan guardar en diferentes condiciones, suelen utilizar recubrimientos desprendibles, que se aplican sobre engranajes, pistolas y otras herramientas. También se pueden aplicar recubrimientos desprendibles cuando es necesario proteger superficies trabajadas o pulidas durante su fabricación u otro tipo de operación. Estos recubrimientos presentan una buena cohesión pero una adherencia relativamente escasa; por tanto, se puede desprender o pelar. Los recubrimientos desprendibles se utilizan a veces como películas de protección en electro depósitos o en la aplicación de pinturas.

Es posible revestir alambres, cables, cordones y tubos a través de una variante de la inmersión, según la cual los sustratos pasan a través de una corriente de plástisol u organosol. El precalentamiento del sustrato y el posterior curado del producto aceleran la fusión. El grosor de la capa se controla de distintas formas. Se puede pasar el hilo del cable a través de una apertura de boquilla, que fija el tamaño y la forma de recubrimiento. Si no se utiliza boquilla, se determina el tamaño y la forma en virtud de la viscosidad y la temperatura. Varias pasadas por el plastisol u organosol aumentara el grosor. Este proceso se puede llevar a cabo en la posición vertical u horizontal.

Ventajas del recubrimiento por inmersión

Se puede aplicar recubrimientos ligeros o pesados sobre formas complejas Se utiliza un equipo relativamente barato

Inconvenientes del recubrimiento por inmersión

Pueden ser necesarias capas de imprimación Los plastisoles requieren sustratos precalentados y un calentamiento adicional Los organosoles exigen recuperación o escape del disolvente Se debe controlar la vida del recipiente y la viscosidad La velocidad de retirada del baño deberá ser controlada para conseguir espesores de

recubrimientos uniformes.