El término color líquido o concentrado de color líquido describe un sistema que consiste en un aglutinante líquido (portador), tintes o pigmentos y otros aditivos tales como aditivos de proceso, estabilizadores o similares. Los colores líquidos se mezclan con el plástico ( polímero crudo o reciclado) para colorear o cambiar las propiedades. [1]
En general, hay tres grupos de colores líquidos.
- Colorantes líquidos, que se utilizan para colorear productos plásticos.
- Aditivos líquidos concentrados que aportan propiedades específicas en los productos finales, como estabilización UV, retardante de llama, antiestático o antibloqueo.
- Combinación de colores líquidos que contienen tanto colorantes como aditivos.
Historia y relevancia del mercado
Los denominados colores líquidos se han utilizado para colorear plásticos desde finales de la década de 1960 / principios de la de 1970. [2] Sin embargo, los colorantes líquidos todavía no se utilizan mucho y tienen una cuota de mercado de solo el 7% en Europa en comparación con el 93% de los masterbatch colorantes. Esto es diferente en los EE. UU., Donde la participación de mercado de los colores líquidos es de aproximadamente el 40%. [3] Esto se debe principalmente a la tecnología de dosificación inadecuada en los primeros días y la contaminación asociada en el área de producción. Como resultado, el colorante líquido ganó una mala reputación y todavía no es muy popular entre los procesadores, aunque los sistemas de dosificación se han adaptado a los requisitos de los usuarios, especialmente en la última década, y es posible un manejo limpio y fácil. [2]
Campos de aplicación
Es posible agregar colores líquidos a una variedad de métodos de procesamiento termoplásticos y termoendurecibles, como
- Láminas de extrusión / termoformado de películas [1]
- Extrusión de espuma
- Películas sopladas
- Extrusión de perfil
- Moldeo por inyección y soplado
- Compuestos de sellado
- Proceso de inmersión en caliente de plastisol
Los productos obtenidos de los métodos de procesamiento se utilizan en las siguientes áreas, por ejemplo:
- Industria del embalaje
- Tecnología Medica
- industria del mueble
- Industria electrónica
- Industria del juguete
Fabricación [1]
Dependiendo del plástico, la elección del vehículo líquido es decisiva debido a las temperaturas de procesamiento, la compatibilidad y la aplicación posterior. Para evitar la migración del vehículo líquido en la medida de lo posible, se utilizan vehículos líquidos bien tolerados que interactúan con el polímero.
Los componentes típicos son:
- Ésteres de ácidos grasos o etoxilatos de ésteres de ácidos grasos
- Parafina, aceites minerales y naturales.
- Aceites alquídicos
- Poliisobutileno
- Alcoholes polivalentes o etoxilatos de alcohol
- Lubricante
- Antiestáticos
También se utilizan diferentes mezclas de los componentes.
Las preparaciones de pigmentos se producen en lotes. Para ello, los componentes de la formulación se distribuyen en un aglutinante previamente seleccionado para la aplicación respectiva y luego se dispersan. La ruptura más óptima de los aglomerados es crucial para garantizar una alta eficacia de los concentrados de color y / o los aditivos funcionales del proceso. Aquí se utilizan habitualmente disolventes, molinos de perlas y molinos de rodillos. Para aplicaciones transparentes de película delgada, se requieren pigmentos particularmente bien degradados. En la práctica, los tamaños de partículas <5 μm han demostrado ser exitosos para aplicaciones de películas.
Tecnología de dosificación
Los colores líquidos se pueden dosificar de diferentes formas. La posibilidad más simple es utilizar un llamado tambor. Aquí, el granulado de polímero se humedece con el color líquido, se homogeneiza en un dispositivo de mezcla y normalmente se procesa más. En aplicaciones a gran escala, se suelen utilizar agregados como bombas peristálticas , bombas de cavidad progresiva o bombas de engranajes . Aquí, la dosificación puede tener lugar por encima de la tolva o directamente en la masa fundida. [5]
Ventajas y desventajas
Ventajas
Debido a la producción por lotes, los pigmentos se pueden descomponer en el medio portador líquido hasta que se dispersen de manera óptima. Por lo tanto, las partículas se distribuyen muy finamente, lo que tiene un efecto positivo sobre la intensidad del color y la dispersión de la luz.
Cada lote puede controlarse en términos de color, viscosidad y distribución del tamaño de partícula y, si es necesario, corregirse en su conjunto.
Si el colorante líquido se agrega a la tolva principal junto con el polímero crudo, la distribución del colorante líquido es estadísticamente mejor que la del masterbatch incluso antes de la fusión. Sin unidades de mezcla adicionales, se puede lograr una coloración homogénea y sin rayas con un color líquido altamente concentrado a partir de una dosis del 0,5%.
Debido a la humectación con un vehículo líquido, los pigmentos se adhieren con menos fuerza a los componentes metálicos de las máquinas de procesamiento, lo que a veces da como resultado tiempos de cambio de color significativamente reducidos. Especialmente cuando se utilizan sistemas de canal caliente, se puede reducir el número de ciclos de limpieza. [4] Además, es posible inyectar el colorante líquido aguas abajo en la masa fundida de plástico con la tecnología de dosificación adecuada. Esto significa que solo se debe lavar una parte de la línea de producción al cambiar de color, lo que ahorra una cantidad considerable de material y tiempo. [6]
La producción de los colores líquidos se realiza a temperatura ambiente. Se alcanza un máximo de 40 ° C mediante cizallamiento. Esto significa que los pigmentos sensibles al calor, como los pigmentos fluorescentes o de luz diurna, no sufren daños térmicos. Se reducen los patrones de defectos como manchas y rayas negras y se minimizan los rechazos. [7] [8]
Los colores líquidos no tienen que secarse previamente, lo que reduce los costos de energía y el esfuerzo de manipulación y también reduce aún más la precarga térmica.
La coloración de plásticos de base biológica con colores líquidos conduce a un aumento de los valores característicos en la prueba de impacto de barra dentada. [4]
Desventajas
Las desventajas son el gran esfuerzo de limpieza sin utilizar un equipo de dosificación adecuado. Cuando se dosifica en la zona de alimentación, no son posibles concentraciones de colorante muy altas, ya que por encima de un cierto nivel de dosificación de color, puede producirse una sobrelubricación del tornillo plastificante relacionado con el sistema. [9] Esto significa una película de líquido excesiva en el tornillo de plastificación, lo que dificulta el transporte uniforme del granulado de polímero. La dosis máxima de color depende en gran medida del polímero utilizado (tamaño de partícula, acabado superficial y energía superficial), las configuraciones de la máquina y la carga de pigmento del color líquido. [1] Esto puede causar problemas con las partes de paredes muy delgadas que deben ser coloreadas lo más opacas posible, o incluso evitar la coloración con color líquido por completo.
Si los colorantes líquidos no están suficientemente estabilizados, los colorantes pueden asentarse. Esto puede provocar una floculación incontrolada, es decir, las partículas de pigmento están en contacto directo entre sí y solo pueden separarse unas de otras mediante fuerzas de cizallamiento elevadas. Cuando se utilizan aditivos adecuados, las partículas de pigmento se conectan a una red a través de moléculas de aditivo. Por tanto, no hay contacto directo entre pigmentos y pigmentos. Tales floculados pueden destruirse por fuerzas de cizallamiento bajas, como la agitación manual. [10]
Ver también
Referencias
- ^ a b c d Hesse, Hendrik. "Analizar der Einsatzmöglichkeiten von Flüssigfarbkonzentraten en Folienanwendungen". Fachhochschule Aachen, Jülich 2016 .
- ^ a b Abrams, Richard L. (2004-12-29), "Liquid Colour Concentrates", en Charvat, Robert A. (ed.), Coloring of Plastics , John Wiley & Sons, Inc., págs. 287–300, doi : 10.1002 / 0471721581.ch20 , ISBN 978-0-471-72158-1
- ^ Klahn, S. (2009). "Einfärben, ohne das es der Laser merkt" (PDF) . Plastverarbeiter .
- ^ a b c Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe eV (Hrsg.):. Marzo de 2016 (www.biokunststoffe-verarbeiten.de).
- ^ "Sistemas de dosificación ROWAMETRIC - ROWASOL" . www.rowasol.de . Consultado el 30 de enero de 2020 .
- ^ Der gleichläufige Doppelschneckenextruder: Grundlagen, Technologie, Anwendungen . Kohlgrüber, Klemens ,, Bierdel, Michael. München: Hanser. 2007. ISBN 978-3-446-41252-1. OCLC 213392725 .CS1 maint: otros ( enlace )
- ^ PresseBox (c) 2002-2020 (5 de abril de 2016). "Para colores llamativos: pigmentos fluorescentes de ROWASOL, ROWA GROUP Holding GmbH, nota de prensa - PresseBox" . www.pressebox.com . Consultado el 30 de enero de 2020 .
- ^ "Leuchtpigmente von Rowasol" . www.kunststoffe.de (en alemán) . Consultado el 30 de enero de 2020 .
- ^ Müller, Albrecht. (2002). Einfärben von Kunststoffen; mit 66 Formeln . München: Hanser. ISBN 3-446-21990-0. OCLC 76366728 .
- ^ "Floculación controlada" . ebooks.byk.com . Consultado el 30 de enero de 2020 .