Todo sobre el tratamiento corona: beneficios, materiales y aplicaciones 
 

Descubra cómo el tratamiento corona está transformando la industria al mejorar la adhesión de superficies para una variedad de materiales. Aprenda más sobre su funcionamiento, aplicaciones y el impacto que tiene en la fabricación moderna.

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El tratamiento corona es una innovadora técnica de modificación superficial que utiliza plasma de descarga corona para transformar las propiedades de distintas superficies, con el objetivo de potenciar su capacidad de unión con tintas, adhesivos y recubrimientos.

Esta tecnología ha revolucionado numerosas industrias, incluyendo las de películas plásticas, textiles y papeles, mejorando así la adhesión y calidad de los materiales tratados. Este procedimiento es esencial para garantizar la eficacia en la aplicación de capas superficiales y ofrece una solución a las limitaciones de otros métodos convencionales.

¿Qué es el tratamiento corona y cómo funciona?

El tratamiento corona es una técnica de modificación superficial que emplea plasma de descarga corona para alterar las características de diversas superficies, mejorando principalmente la adhesión de tintas, adhesivos y recubrimientos. Esta metodología se aplica ampliamente en la industria de las películas plásticas, textiles, papeles y otros materiales no conductores.

El proceso funciona mediante la aplicación de alto voltaje a un electrodo con punta afilada que genera un plasma a baja temperatura. Este plasma se forma en la punta del electrodo y se extiende como una "cortina", a través de la cual los materiales son tratados. Dicho plasma ioniza el aire alrededor del material, modificando molecularmente la superficie para incrementar su energía superficial. Los cambios inducidos, aunque microscópicos, son cruciales para mejorar las propiedades de adhesión del material.

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Es importante destacar que la eficacia del tratamiento corona puede disminuir con el tiempo, lo que frecuentemente requiere una segunda aplicación conocida como "bump treatment" para asegurar la adhesión antes de la conversión final del material. Además, existen variaciones en la configuración del equipo, como los sistemas de rodillo desnudo y rodillo cubierto, que se seleccionan según el tipo de material y la aplicación específica.

¿Cuál es el origen del tratamiento corona?

El tratamiento corona, una tecnología esencial en la industria de la conversión y el tratamiento de superficies, fue inventado en 1951 por el ingeniero danés Verner Eisby. Esta innovación surgió como solución a la solicitud de un cliente que requería imprimir sobre plástico. Eisby observó que los métodos existentes en ese entonces, como el tratamiento con llama de gas y la generación de chispas, eran rudimentarios e incontrolables, y no producían resultados homogéneos.

El ingeniero postuló que una descarga corona de alta frecuencia ofrecería un método más eficiente y controlable para mejorar las superficies de los materiales. Tras exhaustivos experimentos, validó su hipótesis. Su compañía, Vetaphone, adquirió los derechos de patente para este novedoso sistema de tratamiento corona.

El tratamiento corona emergió como respuesta a las limitaciones de los procesos existentes para tratar superficies, los cuales no eran adecuados para los nuevos sustratos como los plásticos. Aunque se exploraron varias tecnologías para incrementar la energía superficial de estos materiales, el tratamiento corona demostró ser particularmente efectivo, convirtiéndose en el método predominante.

Esta técnica emplea una descarga eléctrica de alta frecuencia para alterar la química superficial del material, lo que mejora significativamente su capacidad de vincularse químicamente con tintas y adhesivos.

Los avances iniciales en el tratamiento corona se centraron en el uso de electrodos para generar un campo de corona que tratara eficazmente las superficies de los materiales. Este campo se produce cuando una corriente eléctrica atraviesa un gas, generalmente aire, ionizándolo y permitiendo que la energía del corona rompa los enlaces moleculares en la superficie del material. Los sitios activados que se crean facilitan una adhesión superior de tintas, adhesivos y otros revestimientos.

Con el paso de los años, la tecnología de tratamiento corona ha evolucionado e incorporado mejoras significativas en el diseño de los equipos y las técnicas de aplicación. Por ejemplo, los sistemas modernos utilizan configuraciones de múltiples electrodos y han integrado avances en la automatización y el control de procesos para incrementar la eficiencia y la efectividad del tratamiento. Empresas como Enercon y Ahlbrandt han sido pioneras en estos desarrollos, ofreciendo soluciones que satisfacen tanto las necesidades tradicionales de tratamiento de superficies como los requisitos más especializados y exigentes en diversas industrias.

Aplicaciones del tratamiento corona

Este método es especialmente valioso en diversas industrias, donde se requiere mejorar la adhesión y la calidad de los materiales tratados.

• Industria del plástico y del film: ampliamente utilizado en el sector del film plástico y la extrusión, este proceso se aplica a películas y hojas plásticas, permitiendo que los recubrimientos y adhesivos se adhieran mejor a estos substratos, que típicamente poseen una baja energía superficial.

• Automotriz y aeroespacial: en la fabricación de vehículos y aeronaves, facilita la aplicación de pinturas y recubrimientos en componentes plásticos y compuestos avanzados, asegurando una adhesión duradera y uniforme crítica para la seguridad y la integridad estructural.

• Dispositivos médicos: en el ámbito médico, se utiliza para preparar superficies de dispositivos que requieren esterilización o un ensamblaje específico que implica la unión de múltiples materiales, garantizando que los recubrimientos y las impresiones sean duraderos y seguros.

• Impresión y laminación: es crucial en la impresión y laminación, donde se trata papel y otros sustratos para mejorar la calidad de impresión y asegurar que las laminaciones se adhieran correctamente, evitando problemas como el deslaminado.

• Electrónica y cables: aplicado en la manufactura de cables y componentes electrónicos, asegura que las capas aislantes y los recubrimientos se adhieran correctamente a los conductores y otros componentes, lo cual es esencial para el rendimiento y la fiabilidad de los productos electrónicos.

• Otros campos de aplicación: también se extiende a la fabricación de envases, textiles y materiales no tejidos, donde se mejora la superficie de estos materiales para permitir impresiones, recubrimientos o adhesiones de otros elementos sin comprometer la integridad del material base.

El tratamiento corona, al modificar eficazmente la energía superficial de los materiales, permite una amplia gama de aplicaciones industriales, resolviendo desafíos de manufactura y mejorando la calidad y durabilidad de los productos acabados. Su implementación resulta fundamental en sectores donde la precisión y la confiabilidad del acabado superficial son críticas para el rendimiento del producto final.

¿Qué duración tiene el tratamiento corona?

La duración del tratamiento corona puede variar significativamente, dependiendo de varios factores como el tipo de material tratado, las condiciones ambientales, el almacenamiento y el manejo posterior del material. El tratamiento corona es efectivo para modificar superficialmente y mejorar la adhesión en una amplia gama de materiales, incluyendo plásticos y metales. Sin embargo, la permanencia de estos efectos es diversa.

Por ejemplo, materiales como el polipropileno y el poliestireno pueden conservar las modificaciones del tratamiento durante semanas o incluso meses bajo condiciones de almacenamiento adecuadas. En cambio, materiales con altos contenidos de aditivos o plásticos altamente plastificados pueden experimentar una rápida disminución en la eficacia del tratamiento, perdiendo propiedades adhesivas en apenas 24 horas.

Existen varios factores que contribuyen a la degradación de los efectos del tratamiento. La contaminación externa y la manipulación del material pueden reducir rápidamente su efectividad. La migración de aditivos hacia la superficie y la reorganización molecular en la capa tratada pueden disminuir la utilidad del tratamiento para procesos de adhesión y recubrimiento.

Para prolongar la efectividad del tratamiento, es recomendable manejar los materiales con precaución, utilizando guantes y evitando ambientes contaminados. Se aconseja realizar tratamientos refrescantes o repetir el proceso corona justo antes de aplicar técnicas secundarias como la impresión o el recubrimiento para maximizar la adhesión.

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Es crucial realizar pruebas regulares de la energía superficial mediante tintas de prueba o medición de ángulo de contacto para determinar la persistencia de los efectos del tratamiento corona. Estas evaluaciones permiten ajustar los procesos para asegurar que los tratamientos sigan siendo efectivos.

Por último, la durabilidad del tratamiento varía ampliamente según el material. Mientras que polímeros como el PEEK y otros de alta calidad pueden retener los efectos del tratamiento durante años si se protegen de la contaminación, otros materiales en condiciones menos ideales pueden requerir aplicaciones más frecuentes del tratamiento.

¿A qué materiales puede aplicarse el tratamiento corona?

El tratamiento corona se puede aplicar a una amplia variedad de materiales en diversas industrias, convirtiéndolo en una técnica fundamental para mejorar la adhesión de superficies en procesos de impresión, laminación y recubrimiento. A continuación, conozca los materiales que se benefician de esta técnica, según la información recopilada de distintas fuentes:

1. Polímeros y plásticos: esta técnica es particularmente efectiva en una variedad de polímeros, que incluyen: polipropileno, polietileno, poliestireno, elastómeros, PET (polietileno tereftalato), PVC (policloruro de vinilo), policarbonato, vinilo, caucho de silicona

2. Estos compuestos se utilizan comúnmente en la fabricación de dispositivos médicos, componentes automotrices y otros productos industriales y de consumo.

3. Metales y foils: también es aplicable a láminas metálicas y foils para potenciar la adhesión antes de realizar impresiones y recubrimientos.

4. Otros materiales:

• Vidrio

• Papel

• Compuestos

• Espumas

5. Dichos materiales se benefician del tratamiento corona porque facilita una adhesión superior de pinturas, tintas y adhesivos, aspecto crucial en diversas aplicaciones industriales.

El proceso del tratamiento corona implica la creación de una descarga eléctrica que fragmenta las cadenas moleculares en la superficie del material, generando puntos de adhesión que mejoran la adhesión de líquidos como tintas y adhesivos. Este método incrementa la capacidad del material para adherir capas adicionales sin alterar su apariencia o integridad estructural.

La intensidad del tratamiento necesario puede variar significativamente dependiendo de la composición específica del material y la presencia de aditivos, como los agentes deslizantes, que pueden afectar la eficacia del tratamiento. En ciertos casos, como en películas plásticas que contienen altas concentraciones de estos aditivos, puede ser necesario un tratamiento inmediato antes del uso o un refuerzo del mismo para asegurar una adhesión efectiva.

Beneficios del tratamiento corona para materiales industriales

El tratamiento corona es una técnica fundamental en el procesamiento de materiales industriales, especialmente valorada por su capacidad para mejorar significativamente la adherencia de tintas, adhesivos y recubrimientos en una diversidad de substratos. Este procedimiento se aplica principalmente a materiales no absorbentes que naturalmente poseen bajas energías superficiales y, por lo tanto, presentan dificultades para la adhesión.

Mejora de la adherencia y calidad de impresión

Uno de los beneficios más destacados del tratamiento corona es su capacidad para incrementar la energía superficial de los materiales tratados. Esto mejora su capacidad de mojado, lo que es crucial para procesos como la impresión y la laminación. Al optimizar la mojabilidad, los materiales tratados permiten una mejor adhesión de tintas y otros revestimientos, resultando en productos finales de mayor calidad y con acabados más duraderos.

Eficiencia en la producción y reducción de costos

El tratamiento corona se caracteriza por su eficiencia y capacidad para integrarse fácilmente en líneas de producción existentes. Los materiales pueden ser tratados con rapidez, permitiendo a las líneas de producción operar a velocidades más altas y con menos interrupciones, optimizando el tiempo y reduciendo el desperdicio de recursos. Además, la posibilidad de aplicar el tratamiento corona directamente en línea durante el proceso de manufactura evita la necesidad de intervenciones adicionales o retratamientos costosos.

Aplicaciones versátiles en diversas industrias

Además de su uso en la impresión y la fabricación de empaques, el tratamiento corona tiene aplicaciones en una variedad de sectores incluyendo la automotriz, electrónica y médica. En el ámbito médico, por ejemplo, el tratamiento corona facilita la impresión de etiquetas y la aplicación de recubrimientos en dispositivos que deben cumplir con estrictos estándares de higiene y durabilidad. La flexibilidad del tratamiento para adaptarse a diferentes formas y tamaños de materiales lo hace indispensable para productos que requieren un alto grado de personalización.

Sostenibilidad y seguridad

El tratamiento corona representa una opción más segura y ambientalmente responsable comparada con métodos antiguos que empleaban llamas abiertas para activar las superficies de los materiales. Al utilizar descargas eléctricas para generar plasma, el tratamiento corona elimina los riesgos asociados con el manejo de llamas, haciendo el proceso más seguro para los operarios y menos dañino para el medio ambiente.

Consideraciones a largo plazo

Aunque el tratamiento corona ofrece numerosas ventajas, es importante considerar que los efectos del mismo pueden disminuir con el tiempo, especialmente si los materiales tratados no se utilizan inmediatamente. Esto puede requerir un retratamiento ocasional para mantener las propiedades de adhesión deseadas, especialmente en materiales que se almacenan durante largos períodos antes de su uso final.

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Comparativa: tratamiento corona vs. plasma

El tratamiento corona y el plasma son dos tecnologías clave utilizadas para mejorar la adhesión de superficies en diversos materiales, pero cada una presenta características únicas que las hacen adecuadas para diferentes aplicaciones.

El tratamiento corona se basa en la aplicación de una descarga eléctrica de alto voltaje que ioniza el aire alrededor del material, creando una capa de ozono que puede interactuar con la superficie del material. Esta técnica es especialmente efectiva en materiales flexibles como películas plásticas, papeles y metales. A pesar de su eficacia, el tratamiento corona genera ozono, un subproducto que requiere control debido a su potencial nocivo para la salud y el medio ambiente.

Por otro lado, el tratamiento con plasma no produce ozono y ofrece una gran versatilidad. Utiliza gases ionizados para tratar la superficie del material, lo cual puede realizarse bajo condiciones atmosféricas o en vacío. El plasma es particularmente útil para tratar superficies pequeñas y complejas, proporcionando una limpieza profunda y una preparación eficaz sin afectar la integridad estructural del material. Además, permite ajustes precisos de las condiciones de tratamiento, lo que lo hace ideal para aplicaciones en las industrias electrónica y biomédica donde la precisión es crucial.

En términos de aplicabilidad, mientras que el tratamiento corona es preferido para operaciones a gran escala debido a su capacidad para manejar altas velocidades y grandes volúmenes, el plasma es más adecuado para operaciones que requieren un control más detallado y un tratamiento localizado. Además, el plasma es más respetuoso con el medio ambiente, dado que no utiliza productos químicos y reduce la generación de desechos peligrosos.

La elección entre tratamiento corona y plasma depende en gran medida de la naturaleza del material a tratar, los requisitos específicos del proceso, las consideraciones ambientales y de seguridad, y la economía del proceso. Mientras que el corona sigue siendo popular por su costo-efectividad en ciertas industrias, la tecnología de plasma está ganando terreno rápidamente debido a su versatilidad y beneficios ambientales. 

Innovaciones recientes en la tecnología de tratamiento corona

Las innovaciones recientes en la tecnología de tratamiento corona están marcando una diferencia significativa en diversos sectores industriales, enfrentando retos específicos en el tratamiento de superficies para optimizar la adhesión, la calidad de impresión y la eficiencia de los procesos. A continuación, le contamos sobre  algunas de las mejoras más destacadas:

1. Electrodos cerámicos de alta potencia y configuraciones personalizadas:

Enercon ha desarrollado electrodos cerámicos de alta potencia que optimizan los niveles de tratamiento corona, especialmente para aplicaciones de impresión, revestimiento y laminado. Estos electrodos son fundamentales para tratar una amplia gama de materiales, incluyendo películas, foils y papeles, mejorando así la adhesión de tintas y recubrimientos. Además, Enercon ofrece sistemas de tratamiento corona con configuraciones personalizables que se adaptan a las necesidades específicas del proyecto del cliente, lo cual es crucial para líneas de película soplada y fundida.

2. Innovaciones en recubrimientos de rodillos y soluciones antestáticas:

American Roller ha introducido nuevas tecnologías de recubrimientos de rodillos que prolongan significativamente la vida útil de estos componentes. Estos recubrimientos están diseñados para combatir problemas comunes como la acumulación de adhesivos y otros residuos, lo que reduce los defectos del material procesado y los tiempos de inactividad por mantenimiento.

Además, se han discutido desarrollos de recubrimientos y materiales que controlan y mitigan la estática en aplicaciones de procesamiento web. Esto incluye el uso de materiales conductivos y antiestáticos que reducen los efectos de la estática, un problema frecuente debido a la naturaleza aislante de los materiales estándar utilizados en los rodillos.

3. Sistemas de tratamiento corona versátiles y de alto rendimiento:

3DT LLC ha lanzado sistemas como PolyDyne Pro y FlexiDyne Pro, que son sistemas de tratamiento corona de alto rendimiento diseñados para tratar una variedad de piezas tridimensionales y materiales resistentes. PolyDyne Pro, por ejemplo, está equipado con múltiples dispositivos de retroalimentación para un monitoreo preciso del rendimiento y es adaptable a muchas aplicaciones. FlexiDyne Pro ha sido actualizado para producir un campo de corona más amplio, permitiendo el tratamiento de partes más grandes y una mayor variedad de sustratos.

4. Aplicaciones médicas y de alta precisión:

Las innovaciones también están siendo aplicadas en tratamientos médicos y otras aplicaciones de alta precisión donde la calidad y la especificidad del tratamiento son cruciales. Los sistemas de 3DT, como TubeDyne, utilizan plasma atmosférico para tratar extremos de tubos médicos, mejorando la adhesión de adhesivos y recubrimientos.

Estas innovaciones en la tecnología de tratamiento corona no solo mejoran la eficacia del tratamiento en una variedad de aplicaciones industriales, sino que también amplían las aplicaciones de estos sistemas en diferentes industrias, asegurando que los materiales tratados cumplan con estándares más altos de calidad y eficiencia. Estos avances reflejan un esfuerzo continuo por parte de los fabricantes y desarrolladores para adaptarse a las necesidades cambiantes de la industria y ofrecer soluciones que mejoren significativamente los procesos de producción y los resultados finales.

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Mantenimiento y cuidados para sistemas de tratamiento corona

El mantenimiento adecuado y el cuidado de los sistemas de tratamiento corona son cruciales para asegurar la eficiencia y prolongar la vida útil de estos equipos esenciales en la industria del empaque y la impresión. A continuación, se presentan las mejores prácticas y recomendaciones sobre cómo mantener estos sistemas operando de manera óptima.

• Instalación correcta: hasta el 50% de los periodos de inactividad de los tratadores corona puede atribuirse a errores cometidos durante la instalación inicial. Por ello, es vital seguir estrictamente las especificaciones del fabricante y asegurarse de que todos los componentes estén correctamente instalados y configurados.

• Mantenimiento preventivo: incluye la inspección regular de los componentes del sistema, especialmente los electrodos y los cartuchos. Los tratadores corona de Vetaphone, por ejemplo, disponen de un cartucho de cambio rápido que facilita la limpieza y el mantenimiento de los electrodos. Se recomienda una inspección periódica y una limpieza meticulosa para prevenir la acumulación de suciedad y garantizar una operación eficiente.

• Operación y configuración: los sistemas deben operarse dentro de los parámetros recomendados por el fabricante. Esto incluye ajustes precisos del nivel de tratamiento para asegurar que no se produce un sobretratamiento o subtratamiento, lo cual podría afectar la calidad del producto final. Los generadores de tratamiento corona, como los iCorona de Vetaphone, ofrecen controles avanzados que facilitan el ajuste preciso y constante del tratamiento aplicado.

• Supervisión de la calidad del tratamiento: es esencial monitorear continuamente la calidad del tratamiento corona aplicado. Herramientas como rotuladores de tratamiento permiten verificar rápidamente los niveles de energía superficial de los materiales tratados, asegurando que se mantienen dentro de los rangos óptimos para una adhesión efectiva.

• Seguridad y manejo del equipo: la seguridad es primordial cuando se manejan sistemas de alto voltaje como los tratadores corona. Las prácticas recomendadas incluyen la correcta terminación del cableado y conexiones a tierra para prevenir arcos eléctricos. Además, sistemas eficaces de extracción y manejo del ozono deben estar en lugar para proteger la salud de los operadores y el ambiente de trabajo.

• Respuesta a problemas comunes: los operadores deben estar entrenados para identificar y responder a los signos comunes de problemas, como fallas de electrodos, tratamiento inconsistente y otros indicadores de fallas potenciales. La respuesta rápida puede prevenir tiempos de inactividad prolongados y costosas reparaciones.