se van a tratar los principales componentes que constituyen la tinta usada en la impresión de los materiales poliméricos, indicando las características y propiedades fisicoquímicas principales de cada uno, así como los distintos tipos que se encuentran actualmente en mercado.
2.1. Pigmentos
Los pigmentos son sustancias generalmente inorgánicas, aunque también existen y se usan de tipo orgánico, que además de proporcionar el color deseado, absorben las radiaciones ultravioletas, protegiendo al material polimérico de la fotodegradación. Se tratan a continuación los pigmentos de tipo orgánico e inorgánico.
Definición
Fotodegradación Consiste en la degradación del material polimérico por absorción de la luz visible y ultravioleta procedente del sol.
Pigmentos orgánicos
Los pigmentos orgánicos no son solubles en la mayoría de los disolventes comunes, por tanto se deben mezclar y dispersar uniformemente, aunque esto último suele ser tarea difícil, dado que tienden a formar aglomerados de partículas de pigmento que producen manchas y vetas.
Pigmentos inorgánicos
En cuanto a los pigmentos inorgánicos, la mayoría de ellos tienen una base de metal, siendo los más habituales los óxidos y sulfuros de titanio, zinc, hierro, cadmio y cromo. Algunos pigmentos están basados en metales pesados, como son el plomo, mercurio, cadmio y cromo hexavalente, aunque su uso está limitado debido al riesgo que suponen para la salud cuando se extraen dichos metales por lixiviación de los vertederos, penetrando en el agua del subsuelo. También suponen un gran problema cuando se incineran, ya que la ceniza formada no puede depositarse en un vertedero común, por lo que su gestión, almacenamiento y eliminación son complicados. Muchas compañías optan por desarrollar y comercializar pigmentos sin metales pesados, usando sustancias químicas simples que no suponen un peligro para el medio ambiente o la salud, como son el carbono (color negro), el óxido de hierro (color rojo) y el óxido de cobalto (color azul). Estos óxidos metálicos se dispersan fácilmente en el material polimérico y, aunque no producen colores tan brillantes como los pigmentos orgánicos, resisten mejor la luz y el calor.
Pigmentos de efecto especial
Existen unos pigmentos denominados de efecto especial, que pueden ser orgánicos o inorgánicos, que absorben energía química, eléctrica o luminosa y emiten radiación en forma de luz. Estos materiales se denominan luminiscentes, y se añaden a los plásticos para conseguir efectos especiales. La luminiscencia se divide en fluorescencia y fosforescencia.
Materiales fluorescentes
Los materiales fluorescentes emiten luz solamente cuando están absorbiendo energía de una fuente exterior y dejan de emitir cuando se retira dicha fuente. Estos materiales están fabricados de sulfuros de zinc, calcio y magnesio.
Sabía que...
Los materiales fluorescentes se usan por ejemplo en la fabricación de cazadoras, cascos de protección, guantes, salvavidas, impermeables y señales de tráfico de carretera.
Materiales fosforescentes
Los pigmentos fosforescentes contienen un brillo residual, es decir, continúan emitiendo luz durante un período de tiempo limitado después de que se haya retirado la fuente. Los pigmentos fosforescentes están fabricados en sulfuro de calcio y sulfuro de estroncio y un ejemplo de aplicación es el tubo de imagen de las antiguas televisiones, que emite luz cuando la energía eléctrica excita los materiales fosforescentes que recubren la cara interior del tubo.
Actividades
1. ¿Cuál es el principal inconveniente de los pigmentos orgánicos?
2. ¿Qué dos funciones principales tiene la aplicación de pigmentos a los plásticos?
2.2. Disolventes
Los disolventes, entre los que se destacan alcoholes, cetonas, ésteres, glicoles, hidrocarburos y agua, son productos líquidos que disuelven otros materiales, reduciendo su viscosidad, y que facilitan la aplicación de recubrimientos superficiales en el material polimérico. Normalmente se suelen utilizar mezclas de disolventes por tres factores principalmente:
1 Controlar la velocidad de evaporación.
2 Compatibilidad de componentes.
3 Economía.
En cuanto a la velocidad de evaporación de los disolventes, esta afecta bastante a la formación de la película, debido a la condensación de la humedad ambiental sobre ella, causando defectos. Se produce si el calor de evaporación de los disolventes es cedido por la superficie a recubrir y por la propia película, llevando consigo una disminución de la temperatura. Si la evaporación es muy rápida, la película resultante no es homogénea, y si es muy lenta, se puede ver reducida la productividad del secado, por lo que hay que llegar a un equilibrio satisfactorio.
La mezcla de disolventes debe ser tal que los cambios que se produzcan en la composición durante el secado no den lugar a incompatibilidad entre los componentes.
En el aspecto económico, añadir cantidades relativamente grandes de disolventes más baratos, pero que no tienen la capacidad de disolución requerida, afecta poco a la acción del disolvente más activo, pero rebaja el coste global del conjunto.
Los principales disolventes usados en recubrimientos superficiales pueden dividirse en tres clases: hidrocarburos, disolventes químicos oxigenados y agua.
Hidrocarburos
Los hidrocarburos se dividen en diferentes grupos en función del intervalo de temperatura en el que se destilan, variando entre 30 y 300 ºC. La capacidad de disolución de los hidrocarburos aumenta desde las parafinas normales, isoparafinas y cicloparafinas hasta hacerse máxima en los hidrocarburos aromáticos. Los disolventes comerciales de este tipo no contienen olefinas y compuestos de azufre y nitrógeno que pueden dar lugar a olores indeseables en los productos finales.
Disolventes químicos oxigenados
Los disolventes químicos oxigenados más utilizados son los alcoholes, cetonas, esteres, éteres glicólicos y éter-esteres. Donde en cada tipo se subdivide en función del punto de ebullición, como se muestra en la siguiente tabla.
| Alcoholes | Cetonas | Ésteres | Éteres glicólicos | |
|---|---|---|---|---|
| Alcohol metílico | Acetona | Acetato de metilo | ||
| Bajo punto de ebullición (< 100 ºC) | Alcohol etílico | Metil etil cetona (MEK) | Acetato de etilo | |
| Alcohol isopropílico | ||||
| sec. butanol | ||||
| Punto de ebullición medio (100 - 150 ºC) | n-butanol metil isobutil | metil isobutil cetona (MIBK) | monoetiléter de eitlenglicol | |
| carbinol | ||||
| diacetona
|
