El tratamiento corona (a veces denominado plasma de aire ) es una técnica de modificación de superficies que utiliza un plasma de descarga en corona de baja temperatura para impartir cambios en las propiedades de una superficie. El plasma corona se genera mediante la aplicación de alto voltaje a un electrodo que tiene una punta afilada. El plasma se forma en la punta. A menudo se utiliza una matriz lineal de electrodos para crear una cortina de plasma corona. Materiales como plásticos, telas o papel pueden pasar a través de la cortina de plasma corona para cambiar la energía superficial del material. Todos los materiales tienen una energía superficial inherente . Los sistemas de tratamiento de superficies están disponibles para prácticamente cualquier formato de superficie, incluidos objetos dimensionales, láminas y productos en rollo que se manipulan en formato web. El tratamiento corona es un método de tratamiento de superficies ampliamente utilizado en las industrias de películas plásticas, extrusión y conversión. [1] [2]
El tratamiento corona fue inventado por el ingeniero danés Verner Eisby en 1951. Uno de sus clientes le había preguntado a Eisby si podía encontrar una solución que permitiera imprimir en plástico. Eisby descubrió que ya había un par de formas de lograrlo. Uno era un método de llama de gas y el otro era un método de generación de chispas, los cuales eran toscos e incontrolables y no producían un producto homogéneo. A Eisby se le ocurrió la teoría de que una descarga de corona de alta frecuencia proporcionaría un método más eficiente y controlable para tratar la superficie. Experimentos exhaustivos demostraron que tenía razón. La empresa Vetaphone de Eisby obtuvo los derechos de patente para el nuevo sistema de tratamiento corona.
Muchos plásticos , como el polietileno y el polipropileno , tienen superficies químicamente inertes y no porosas con baja energía superficial , lo que los hace no receptivos a la unión con tintas de impresión , recubrimientos y adhesivos . Aunque los resultados son invisibles a simple vista, el tratamiento de superficies modifica las superficies para mejorar la adhesión. [3]
Este método suele tratar polietileno, polipropileno, [4] nailon , vinilo , PVC , PET , superficies metalizadas, láminas, papel y cartón . Es seguro, económico y ofrece un rendimiento de línea de alta velocidad. El tratamiento corona también es adecuado para el tratamiento de piezas moldeadas por inyección y soplado , y es capaz de tratar múltiples superficies y piezas difíciles con una sola pasada. [5] [6]
El equipo de descarga corona consta de un generador de energía de alta frecuencia , un transformador de alto voltaje , un electrodo estacionario y un rodillo de tierra del tratador. La energía eléctrica estándar de la red pública se convierte en energía de mayor frecuencia que luego se suministra a la estación de tratamiento. La estación de tratamiento aplica esta energía a través de electrodos cerámicos o metálicos sobre un espacio de aire sobre la superficie del material.
En las aplicaciones de recubrimiento por extrusión se utilizan dos estaciones básicas de tratamiento corona: rodillo desnudo y rodillo cubierto . En una estación tratadora de rodillos desnudos, el dieléctrico encapsula el electrodo. En una estación de rodillo cubierta, encapsula el rodillo base del tratador. El tratador consta de un electrodo y un rodillo base en ambas estaciones. En teoría, generalmente se utiliza un tratador de rodillo cubierto para tratar bandas no conductoras y un tratador de rodillo desnudo para tratar bandas conductoras. Sin embargo, los fabricantes que tratan una variedad de sustratos en la misma línea de producción pueden optar por utilizar un tratador de rollo desnudo. [7]
Muchos sustratos proporcionan una mejor superficie de unión cuando se tratan en el momento de su producción. Esto se llama "tratamiento previo". Los efectos del tratamiento corona disminuyen con el tiempo. Por lo tanto, muchas superficies requerirán un segundo tratamiento de “golpe” en el momento de su conversión para asegurar la unión con tintas de impresión, recubrimientos y adhesivos.
Otras tecnologías utilizadas para el tratamiento de superficies incluyen sistemas de plasma atmosférico (aire), plasma de llama y plasma químico en línea.
El tratamiento con plasma a presión atmosférica es muy similar al tratamiento con corona, pero existen algunas diferencias entre ellos. Ambos tratamientos pueden utilizar uno o más electrodos de alto voltaje que cargan las moléculas de gas circundantes y las ionizan. Sin embargo, en los sistemas de plasma atmosférico, la densidad general del plasma es mucho mayor, lo que mejora la velocidad y el grado en que las moléculas ionizadas se incorporan a la superficie de un material. Se produce una mayor tasa de bombardeo de iones, lo que puede dar como resultado rasgos de unión del material más fuertes dependiendo de las moléculas de gas utilizadas en el proceso. La tecnología de tratamiento con plasma atmosférico también elimina la posibilidad de tratamiento en el lado no tratado de un material; También conocido como tratamiento de trasero.
Los tratadores de plasma con llama generan más calor que otros procesos de tratamiento, pero los materiales tratados mediante este método tienden a tener una vida útil más larga. Estos sistemas de plasma se diferencian de los sistemas de plasma de aire porque el plasma de llama se produce cuando el gas inflamable y el aire circundante se queman en una llama azul intensa. Las superficies de los objetos están polarizadas por el plasma de la llama, lo que afecta la distribución de los electrones de la superficie en forma de oxidación . Este tratamiento requiere temperaturas más altas por lo que muchos de los materiales que se tratan con plasma de llama pueden dañarse.
El plasma químico se basa en la combinación de plasma de aire y plasma de llama. Al igual que el plasma de aire, los campos de plasma químico se generan a partir de aire cargado eléctricamente. Pero, en lugar de aire, el plasma químico se basa en una mezcla de otros gases que depositan varios grupos químicos sobre la superficie tratada.