Adiciónele a su equipo de recubrimiento el sistema de aplicación con dado de boquilla

Publicado por la Asociación de Industriales Metalizadores, Recubridores y Laminadores (AIMCAL) y Conversión, B2Bportales

Los múltiples tipos de equipos de recubrimiento mediante rodillo, los rodillos de avance y de rodillo en reversa, el rotograbado directo e indirecto, las cuchillas neumáticas y las cuchillas han constituido la base principal del proceso de recubrimiento por más de cien años. En la actualidad, con estos equipos de revestimiento se elabora una gama de productos de buena calidad de varios pesos, viscosidades y velocidades de línea.

Sin embargo, también existen limitantes a estas técnicas, que pueden afectar adversamente la utilidad del método que se aplique. Posiblemente sea difícil controlar el peso del revestimiento a lo largo de todo el tiraje de producción. Es posible que la uniformidad del peso del revestimiento, tanto en la dirección de la máquina como en sentido transversal, sea mayor del necesario y también se puede hacer difícil el obtener un espesor bajo. De igual forma, los aplicadores están expuestos a la intemperie y crean problemas de tipo ecológico y el nivel de calidad puede no ser el adecuado, además de que el exceso de revestimiento se va envejeciendo constantemente y puede ir recogiendo sustancias contaminantes.

Otra limitación consiste en que el amplio campo de calidad, productividad y uniformidad requeridas para los nuevos productos se está volviendo cada vez más difícil de lograr con cualquier método de recubrimiento y es posible que los equipos para recubrir mediante rodillos no satisfagan en muchos casos dichas necesidades. Por consiguiente, el convertidor necesita pensar en si debe o no agregar nueva tecnología de revestimiento para suplir estas necesidades y mantenerse en un nivel competitivo.

El recubrimiento con sistema de aplicación con dado de boquilla es un método relativamente nuevo de barnizado que ha encontrado una cantidad creciente de aplicaciones en los últimos años, debido a los adelantos tecnológicos. Ofrece varias ventajas en comparación con las técnicas de revestimiento de rodillos y presenta una buena alternativa en relación con cualquier complemento o cambio del proceso de revestimiento con rodillos existente. Los equipos de revestimiento con sistema de aplicación con dado de boquilla se han concebido estrictamente para aplicaciones especiales, dadas las limitaciones en el rango de peso, viscosidad y costos del revestimiento. Sin embargo, los desarrollos tecnológicos de la década anterior han incrementado su rango operativo, lo cual ha permitido producir revestimientos mucho más delgados de buena uniformidad en un amplio espectro de viscosidades. Gracias a ello se ha aumentado el rango de velocidades de línea, se ha desarrollado la capacidad para aplicar múltiples capas y mejorado la calidad. Los costos de compra se han disminuido y, por otra parte, al equipo de recubrimiento con sistema de aplicaciòn de dado de boquilla se le puede realizar una retroadaptación dentro de las líneas de revestimiento existentes.

Otro factor que incide en la tecnología de recubrimiento con sistema de aplicación ha sido los exhaustivos programas de investigación adelantados en los medios universitarios e industriales. Estos programas han desarrollado el entendimiento fundamental del proceso y conducido a programas computarizados de simulación del proceso y de diseño de los componentes de hardware. Lo anterior ha producido una mejora en el procedimiento de diseño de la boquilla y en la capacidad para diseñar boquillas para satisfacer una amplia variedad de necesidades. Como resultado, está aumentando la utilización de los equipos de recubrimiento con sistema de aplicación con dado de boquilla en una extensa gama de productos, tales como adhesivos, papeles y películas fotosensibles, receptores de chorro de tinta, componentes de baterías y celdas de combustible, así como en revestimientos ópticos y eléctricos.

Tanto los equipos de revestimiento con el sistema de aplicación con dado de boquilla como los de extrusión utilizan boquillas para aplicar los materiales de revestimiento. Sin embargo, existen dos procesos decididamente diferentes y con aplicaciones también diferentes. En el revestimiento por extrusión, el material se extruye desde el dado y forma una cortina antes de golpear el material que se va a recubrir. Por lo regular, el líquido de revestimiento no humedece los labios de corte de la boquilla y es un material puro, sin solventes. En el revestimiento con sistema de aplicación con dado de boquilla estos labios están cerca de la banda del substrato y ocupan entre 2 y 10 veces el espesor de la película humedecida. El líquido de revestimiento humedece los labios de la boquilla y forma una capa que queda situada entre dichos labios y la superficie de la banda de material que se va a recubrir. La solución de revestimiento sí contiene un solvente. El material normalmente se encuentra soportado por un rodillo de revestimiento que ayuda a mantener la uniformidad de la capa, aunque también se puede recubrir un material tensando sin rodillo de revestimiento.

En la figura de la izquierda se muestran los componentes más importantes de la boquilla. El sistema completo consta de:

• la(s) bomba(s) de alimentación de solución a la boquilla.
• las platinas que forman la boquilla, que contienen un distribuidor múltiple para repartir el flujo de manera uniforme por toda la banda de material y orientar la solución hacia la banda.
• Los labios de salida de la boquilla, que ayudan a controlar la capa y el revestimiento
• una caja que produce un vacío para ayudar a que se estabilice la capa
• una estación de soporte para sostener a la boquilla firmemente y ajustar el espacio de la capa y los ángulos de la boquilla.
• las medidas de viscosidad, tasa de flujo, temperatura y presión de la solución.

El sistema de aplicación con dado de boquilla tiene varios factores únicos que lo hacen una alternativa muy atractiva en comparación con los sistemas de revestimiento mediante rodillos. El control del peso del revestimiento es muy preciso porque la cantidad exacta de solución para suministrar dicho peso se le proporciona al aplicador, el cual a su vez lo transfiere a toda la banda. El control del peso del revestimiento se obtiene variando la tasa de flujo y el peso del revestimiento no es afectado por la viscosidad, como lo es en el caso del revestimiento mediante rodillo. Se puede establecer un ciclo de control de peso del revestimiento utilizando una medida de peso del revestimiento en línea para controlar la tasa de flujo de la bomba. El proceso también puede iniciarse rápidamente y los pesos de la capa de revestimiento se pueden lograr más rápidamente que con un proceso mediante rodillo.

La combinación entre un control de flujo preciso y un diseño de platina de la boquilla precisos puede lograr uniformidades en el peso del revestimiento 2% o mejores, contra 10% que se obtiene en los métodos de revestimiento mediante rodillo.

Otra ventaja es que no existe recirculación alguna de la solución de revestimiento como en el método con rodillos. Esto mejora la calidad, dado que minimiza los efectos de envejecimiento de la solución y reduce la contaminación que pueda introducirse en la solución cuando recircula. Dado que no se presenta recirculación, los ingredientes se pueden dosificar en la solución de revestimiento antes de la boquilla. Esto permitirá el uso de ingredientes de acción rápida, por ejemplo endurecedores, lo cual no es posible en un sistema de recirculación. Esta técnica también simplificará la optimización del producto, ya que permite que se recubran varios niveles de ingredientes con rapidez y facilidad. También se puede utilizar para controlar las propiedades del producto o elaborar ciertos productos, que varían sólo por su nivel o por ingrediente específico de la formulación.

La viabilidad del revestimiento con sistema de aplicación con dado de boquilla también se puede evaluar sin necesidad de efectuar un gasto significativo. Los vendedores de equipos tienen laboratorios que se pueden emplear para la evaluación de los productos y la mayoría de los talleres que utilizan revestimiento por contacto también cuentan con instalaciones experimentales que están disponibles para prestar este servicio a un costo mínimo.