Coloración
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Coloración
La mayoría de los polimeros y elastomeros, son esencialmente materiales incoloros, que van desde el blanco lechoso hasta casi transparente según la forma y el tipo. Esta característica significa que es posible colorear el material en casi cualquier tono deseado mediante la inclusión de tintes o pigmentos adecuados. La calidad del resultado final depende fundamentalmente de la dispersión uniforme y completa del colorante en toda la masa fundida, y los procesadores tienen una variedad de medios a su disposición para lograrlo. Las operaciones de coloración se pueden dividir ampliamente en aquellas que son coincidentes con el proceso de formación (coloración en proceso) y las que lo preceden (coloración previa al proceso). La coloración previa al proceso implica una operación de coloración separada que tiene lugar antes del proceso de formación primaria. El método da muy buenos resultados pero es relativamente costoso y se suma al historial de calor del material. Los métodos de coloración en proceso se llevan a cabo, como su nombre indica, durante y como parte integral del proceso de formación primaria. Estos procesos (moldeo por inyección, moldeo por soplado, extrusión) implican el uso de un tornillo extrusor como plastificante de la masa fundida y, en este caso, se presiona en servicio para la tarea adicional de dispersar un aditivo colorante por toda la masa fundida. Los tornillos de proceso no están diseñados expresamente para esta función y no pueden optimizarse para ello. En cambio, el diseñador de la máquina tiene que comprometerse a producir un tornillo y un cilindro que funcionen lo suficientemente bien con una variedad de polímeros, al tiempo que brindan un equilibrio razonable entre los requisitos conflictivos de rendimiento, transferencia de calor, mezcla, presión y costo. Las condiciones del proceso también deben ser un compromiso entre lo que es mejor para la dispersión y lo que es mejor para el producto físico. En consecuencia, la principal preocupación con la coloración en proceso es cómo lograr una dispersión generalizada, uniforme y repetible de los aditivos de color. La mezcla se puede mejorar mediante la adición de mezcladores estáticos simples, como los paquetes de cribas o las boquillas divisorias de flujo, pero a costa de mayores caídas de presión del proceso y tal vez un rendimiento reducido. En el lado positivo, no se imparte ningún historial de calor adicional al material, y el equipo, la energía y el tiempo están efectivamente libres. El procesador tampoco necesita mantener grandes inventarios de material coloreado a granel y puede responder rápidamente a las necesidades y especificaciones cambiantes. El método más común de coloración en proceso es el uso de concentrado de color y, en menor grado, color líquido y color seco. Los polímeros compuestos de colores llegan al procesador ya coloreados en colores estándar o personalizados. Un mezclador especializado produce estos materiales ya sea por el fabricante de TPE o, más comúnmente, el color se agrega en un proceso de fusión, generalmente un proceso continuo utilizando una extrusora o un mezclador de tornillo. Los procesos por lotes también se pueden realizar en mezcladores internos o en laminadores, pero son menos convenientes y uniformes para los termoplásticos. El proceso de composición de color concluye con una operación de peletización que da como resultado bolitas o gránulos de color listos para usar en moldeo por inyección, extrusión y otros procesos de formación. El equipo de composición se puede optimizar para mezclar, de modo que los colorantes se dispersen uniforme y ampliamente por todo el material. Junto con la disponibilidad de formulaciones de color especializadas y equipos de medición de color, esto proporciona resultados consistentes y de alta calidad, pero existen varias desventajas. Ciertos TPE son propensos a oxidarse a temperaturas de fusión y deben estabilizarse para contrarrestar esto. Al imponer una operación de fusión adicional, el proceso de combinación de colores aumenta la tensión térmica o, como se conoce a menudo, el historial de calor del material. La operación adicional también agrega un costo adicional, que se compensa parcialmente con las ganancias de eficiencia de un negocio dedicado. Las gamas de colores estándar son necesariamente limitadas y la cantidad mínima de pedido para colores personalizados puede ser alta. El procesador utiliza materiales compuestos de color exactamente de la misma manera que los grados naturales de los TPE. La dispersión del color ya está completa, por lo que las condiciones del proceso y el equipo no necesitan tener en cuenta esta consideración. El tono de color del artículo terminado se puede dar por sentado, siempre que se realicen controles de calidad en el compuesto entrante. Pueden ser necesarios ajustes menores en los parámetros del proceso cuando se cambia de material natural a compuesto de color, pero esto es solo una función de los efectos reológicos y térmicos menores del aditivo de color en la matriz polimérica. El concentrado de color o masterbatch combina algunas de las ventajas de la coloración previa al proceso y durante el proceso. El concentrado de color es un termoplástico compuesto de manera previa al proceso con una carga muy alta de colorante. Luego se agrega en una proporción menor al polímero natural (sin colorear), y el proceso de plastificación del tornillo tiene la tarea de mezclar y distribuir la proporción de polímero coloreado en toda la masa de material natural. Este requisito es relativamente inexacto porque la tarea principal de dispersión ya se ha realizado durante la fabricación del concentrado de color. En consecuencia, no debería haber posibilidad de que se formen aglomerados de color, incluso si el tornillo de proceso es un mezclador relativamente ineficaz. El grado de dilución, o en otras palabras, la proporción de concentrado añadido al polímero que se va a colorear, se conoce como relación de disminución. El fabricante del concentrado tratará de obtener la proporción lo más grande posible, pero está limitada por la eficiencia de mezcla de la maquinaria de conversión y por los aspectos prácticos de la composición del concentrado. El concentrado de color es ahora el método más utilizado para colorear polipropileno. El procesador solo requiere un equipo de medición simple para controlar la relación de bajada, y el historial de calor agregado es insignificante. En el lado negativo, el polímero portador utilizado en la producción del concentrado de color puede tener un efecto menor en el procesamiento y en las propiedades de la pieza terminada. Esto se debe a que es poco probable que el portador de un concentrado de color de polipropileno tenga exactamente las mismas características que el grado que se está coloreando. De hecho, el portador bien puede ser de polietileno en lugar de polipropileno. Estas diferencias surgen de la necesidad económica y logística de producir un concentrado de color casi universal. Los efectos suelen ser insignificantes siempre que la tasa de disminución siga siendo grande. Colorconcentrate o masterbatch combina algunas de las ventajas de la coloración preproceso y en proceso. El concentrado de color es un termoplástico compuesto de manera previa al proceso con una carga muy alta de colorante. Luego se agrega en una proporción menor al polímero natural (sin colorear), y el proceso de plastificación del tornillo tiene la tarea de mezclar y distribuir la proporción de polímero coloreado en toda la masa de material natural. Este requisito es relativamente inexacto porque la tarea principal de dispersión ya se ha realizado durante la fabricación del concentrado de color. En consecuencia, no debería haber posibilidad de que se formen aglomerados de color, incluso si el tornillo de proceso es un mezclador relativamente ineficaz. El grado de dilución, o en otras palabras, la proporción de concentrado añadido al polímero que se va a colorear, se conoce como relación de disminución. El fabricante del concentrado tratará de obtener la proporción lo más grande posible, pero está limitada por la eficiencia de mezcla de la maquinaria de conversión y por los aspectos prácticos de la composición del concentrado. El concentrado de color es ahora el método más utilizado para colorear polipropileno. El procesador solo requiere un equipo de medición simple para controlar la relación de bajada, y el historial de calor agregado es insignificante. En el lado negativo, el polímero portador utilizado en la producción del concentrado de color puede tener un efecto menor en el procesamiento y en las propiedades de la pieza terminada. Esto se debe a que es poco probable que el portador de un concentrado de color de polipropileno tenga exactamente las mismas características que el grado que se está coloreando. De hecho, el portador bien puede ser de polietileno en lugar de polipropileno. Estas diferencias surgen de la necesidad económica y logística de producir un concentrado de color casi universal. Los efectos suelen ser insignificantes siempre que la tasa de disminución siga siendo grande.