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María Blanes Company*
Los tratamientos superficiales son aquellos procesos físico-químicos que permiten la modificación y mejora de las propiedades superficiales de un substrato, bien directamente a través de la limpieza y activación de la superficie, o bien indirectamente mediante la deposición de una capa de algún otro material, sin afectar a la propia estructura del substrato tratado.
Sobre materias textiles y poliméricas suelen emplearse mayoritariamente técnicas de plasma, aunque también son susceptibles de poder aplicarse otros procesos tales como la radiación con electrones (electrón-beam) o la radiación UV (Tabla 1).
Plasma a baja presión: descarga luminiscente
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Figura 1
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Este tipo de plasma se genera en cámaras de reacción a presiones muy reducidas (entre 0,1 y 1 mbar), aplicando una diferencia de potencial entre pares de electrodos, mediante un generador eléctrico, que puede ser de baja frecuencia (50 Hz), radiofrecuencia (de 40 kHz a 13,56 MHz) o incluso microondas (del nivel de los GHz), ionizando así el gas de tratamiento (Figura 1). Esta tecnología permite la ionización de gases tanto inorgánicos como orgánicos.
Cuando el gas ionizado es de naturaleza inorgánica, se provoca sobre la superficie del substrato el arranque de material y la mejora de sus propiedades de adhesión, humectación y biocompatibilidad. Cuando el gas ionizado es de naturaleza orgánica tiene lugar un proceso de polimerización por plasma, confiriendo propiedades hidrofóbicas o hidrofílicas permanentes.
Plasma atmosférico: Descarga Corona
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Figura 2
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La ionización del aire atmosférico para inducir la formación del plasma en la tecnología por Descarga Corona, se produce al aplicar un voltaje elevado (del orden de kV) entre un par de electrodos metálicos de geometría determinada. El substrato pasa por el espacio libre entre los electrodos (Figura 2), entrando en contacto con las microdescargas en forma de filamentos que se distribuyen aleatoriamente, constituyendo este tipo de plasma.
Es una técnica ampliamente utilizada con éxito sobre substratos plásticos en forma de films para aumentar la afinidad de tintas y adhesivos, estando actualmente en estudio su aplicación sobre textiles para aumentar la hidrofilidad y la capacidad de adhesión de las fibras sintéticas. Las elevadas velocidades de paso de los substratos (de hasta 200 m/min) hacen de esta tecnología la más rentable y aplicable, a la hora de introducirla como una etapa más dentro de los procesos industriales textiles, para mejorar operaciones de acabado como recubrimientos, laminados, estampaciones...
Evaluación de los tratamientos
La cuantificación del incremento y mejora de las propiedades humectantes y de adhesión inducidas por el plasma puede evaluarse mediante varias técnicas instrumentales, entre las que destacan:
• Medición de ángulos de contacto, tiempos de mojado o evaluación de la energía superficial.
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Figura 4
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• Microscopía electrónica de barrido, SEM (Figura 4).
• Resistencia mecánica al delaminado, T-peel test (Figura 5).
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Figura 5
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Figura 6
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También pueden evaluarse otros aspectos tales como la solidez al planchado o al lavado, para determinar la mejora en la recepción de pigmentos y colorantes en procesos de estampación (Figura 6), o medición de permeabilidad al agua y al aire en recubrimientos y laminados, entre otros ensayos.
AITEX lleva trabajando con estas tecnologías desde hace años con el fin de conocer el potencial de las mismas y su aplicabilidad dentro del sector textil. Dispone para ello de un reactor de tratamiento por plasma a baja presión del tipo Descarga Luminiscente, para trabajar con gases inorgánicos (oxigeno, nitrógeno y sus mezclas) y gases orgánicos (hexametildisiloxano y mezclas metano/oxígeno). Además, recientemente ha adquirido una estación tratadora de Descarga Corona que permite el estudio de la aplicación de este tipo de tratamientos en continuo.
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