Este método es adecuado para la activación superficial de películas de poliolefinas y PVC, que van a ser impresas en continuo, donde el electrodo de alta tensión se sitúa en forma de barra o filamento sobre un rodillo puesto en tierra, como se aprecia en la siguiente imagen.
Tratamiento plasma
El tratamiento mediante plasma frío a vacío es un método muy usado en electrónica con materiales inorgánicos cuya aplicación con los materiales poliméricos resulta exitosa para activar superficies con oxígeno.
Para que el plasma sea frío, es necesario realizar el tratamiento en el interior de una cámara a vacío en la que se mantiene una baja presión de un gas de composición controlada con ánodo (1) en la parte superior, el cual se polariza mediante una fuente de radiofrecuencia y con la pieza a tratar colocada sobre un cátodo (2) puesto en tierra (3), según se aprecia en la siguiente imagen.
Otros tratamientos
Se tratan a continuación otros métodos de activación superficial de materiales poliméricos, como son mediante ataque químico y mediante descarga de arco eléctrico.
Tratamiento mediante ataque químico
Los tratamientos mediante ataque químico se usan desde hace mucho tiempo. En estos, la superficie del polímero que se desea activar se trata con disoluciones de reactivos químicos que dan lugar a reacciones mediante las cuales se introduce en las moléculas más superficiales una serie de grupos funcionales que modifican la tensión superficial del material polimérico, modificando así su mojabilidad. En función de la naturaleza del polímero a tratar, se selecciona la solución reactiva adecuada. Por ejemplo, para la poliolefina, formada por moléculas apolares, el reactivo más adecuado es un oxidante fuerte como el ácido crómico, que provoca la oxidación de los hidrógenos a agua y de los carbonos a anhídrido carbónico (CO2), y deja las cadenas poliméricas unidas con grupos terminales carboxilo (–COOH).
Si el material polimérico está formado por moléculas fuertemente polares y fácilmente hidrolizables, como grupos amida, éter, éster, etc., la hidrólisis se lleva a cabo con reactivos fuertemente ácidos o básicos, quedando las moléculas de la zona afectadas con grupos terminales carboxilo, alcohol, etc., los cuales son muy útiles para la fijación de tintas que se difunden preferiblemente por las oquedades y fisuras formadas en el tratamiento.
Tratamiento descarga de arco eléctrico
Se aplican descargas eléctricas de alta tensión y frecuencia mediante dos electrodos situados a ambos lados de la superficie de la pieza que se desea tratar, con la ventaja de que se puede usar con piezas de diferentes formas y superficies.
Importante
Debe haber una buena ventilación, dado que la zona próxima al arco se carga en ozono, y dichos gases han de ser tratados antes de emitirlos a la atmósfera.
4. Serigrafía
La serigrafía es una técnica de impresión sencilla y económica, adecuada para pequeñas series de producción y muy utilizada con las botellas de policloruro de vinilo (PVC) y polietileno (PE) y en piezas planas, que consiste en forzar el paso de la tinta a través de un tejido de hilos de acero inoxidable con una trama muy fina que cubre los huecos de una plantilla, colocada sobre el material a imprimir o rotular, mediante un rodillo impregnado en tinta. El grosor de los hilos y su separación determinan el espesor de la película de tinta sobre el plástico.
4.1. Pantallas
La pantalla es la base de la serigrafía y está formada por un tejido tensado especialmente confeccionado. Las pantallas de fibras sintéticas se agrupan en poliamidas (nailon) y poliésteres, las cuales son fibras de muy poco espesor, lo que permite que se puedan confeccionar mallas muy finas, además de presentar otras ventajas como son una alta resistencia mecánica, estabilidad dimensional y resistencia a la abrasión de los productos utilizados en los postratamientos como a los disolventes.
En la selección de una pantalla adecuada para el proceso de impresión se han de tener en cuenta principalmente dos factores: el depósito de tinta y la imagen a reproducir.
En lo referente al depósito de tinta, si se desea un depósito grande, se ha de seleccionar una pantalla de fibra espesa y fuerte y un número de hilos por centímetro de borde de 100 o inferior. Si, por el contrario, se desea un depósito de tinta bajo o colores translúcidos, se usa una pantalla de fibra ligera con diámetro pequeño y con un número de hilos de 120 o más.
En lo referente a la imagen a reproducir, el diámetro del hilo no ha de ser mayor que el punto más pequeño de la trama a imprimir, ya que la dimensión del hilo puede coincidir con la del punto, quedando este superpuesto y bloqueado, dando lugar a fallos en la impresión de tramas finas.
Entre las pantallas más usadas se encuentran las siguientes:
1 Pantallas de poliamida (nailon), que presentan una alta resistencia al desgaste y a la abrasión, así como una elevada elasticidad.
2 Pantallas de poliéster, que presentan una mejor estabilidad dimensional que las de poliamida y una mayor resistencia mecánica y una superficie lisa y fácil de limpiar, lo que da lugar a que se usen con más frecuencia en serigrafía.
3 Pantallas de poliéster metalizado, son pantallas de poliéster tratadas con níquel y se usan en trabajos de impresión que requieran una gran precisión y estabilidad dimensional. Estas pantallas hacen que la electricidad estática generada por fricción sea expulsada al actuar como conductor eléctrico. Estas pantallas se usan también con las tintas termoplásticas, que han de calentarse durante la impresión.
4 Pantallas antiestáticas, las cuales están basadas en una mezcla de poliéster y nailon carbonizado, que hace que la electricidad estática se descargue de la pantalla evitando que las partículas de polvo se adhieran a los materiales poliméricos, favoreciendo así la impresión de los mismos.
5 Pantallas de aceros inoxidables, que se usan en impresiones de gran precisión, como en circuitos eléctricos, y cuando son necesarios altos depósitos de tinta. También se usan en decoraciones de cristales, cerámicas y porcelanas. Presentan los inconvenientes de un elevado coste, así como una baja elasticidad.
Actividades
5. ¿Por qué se han de pretratar las superficies de los plásticos antes de su impresión y cuál sería el tratamiento adecuando para el policloruro de vinilo (PVC)?
6. ¿Cuál es la pantalla de mayor uso en serigrafía, y cuál o cuáles son la/s razones de que se empleen con mayor frecuencia?
4.2. Máquinas de serigrafía
Las primeras máquinas de serigrafía eran sencillas pero, debido al amplio mercado en los últimos tiempos, se han ido perfeccionando, haciéndolas cada vez más complejas. Entre los principales tipos de máquinas de serigrafía cabe destacar las que se describen a continuación, mostrando una imagen de cada máquina después de cada descripción.
Máquinas semiautomáticas
Aquí, la acción de la pantalla y la impresión están mecanizadas pero el material polimérico a imprimir se coloca manualmente.