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  • MTODOS DE APLICACIN E INSTALACIONES DE SECADO/CURADO PARA PINTURAS Y RECUBRIMIENTOS

    Carlos A. Giudice y Andrea M. Pereyra CIDEPINT (CIC-CONICET), Centro de Investigacin y Desarrollo en Tecnologa de

    Pinturas Universidad Tecnolgica Nacional Facultad Regional La Plata

    E-mail: [email protected]

    INTRODUCCIN

    El comportamiento en servicio de una pintura o de un sistema de pinturas depende esencialmente de las propiedades fisicoqumicas del o de los productos aplicados, de la compatibilidad entre las diferentes capas, de los espesores de pelcula seca, de la naturaleza del sustrato y de las caractersticas del medio agresivo. Factores complementarios pero igualmente significativos son la preparacin de la superficie, la forma de aplicacin y las condiciones ambientales del secado/curado.

    La aplicacin de las pinturas se puede implementar por mtodos diversos y en funcin de aqul seleccionado se define la calidad de la mano de obra, el control de las operaciones involucradas y la programacin de las tareas. La formulacin de las pinturas, particularmente en lo referente a la composicin de la mezcla solvente, depende en muchos casos del mtodo de aplicacin.

    La aplicacin involucra un conjunto de operaciones que tiene por objetivo transformar la pelcula de pintura del estado lquido a un slido muy delgado, firmemente adherido al material de base.

    SELECCIN DEL MTODO DE APLICACIN

    Los factores a considerar en lo referente a los productos a aplicar, se pueden clasificar en externos e intrnsecos. Entre los primeros se deben contemplar el tipo de sustrato, el tamao de la estructura, la ubicacin y aspectos relacionados con el diseo. Por su parte, entre los intrnsecos resultan relevantes las propiedades de las pinturas y el sistema seleccionado.

    Entre los materiales absorbentes pueden citarse la madera y derivados, hormigones, mampostera, etc.

    * Consejo Nacional de Investigaciones Cientficas y Tcnicas/Universidad Tecnolgica Nacional ** Comisin de Investigaciones Cientficas de la Prov. de Buenos Aires/Universidad Tecnolgica Nacional

  • FACTORES EXTERNOS

    Naturaleza del sustrato. En superficies nuevas y absorbentes resulta conveniente aplicar la primera capa con pincel (generalmente una imprimacin) para permitir el acceso del producto en todas las irregularidades del sustrato y particularmente en los poros y facilitar as la eliminacin del aire y humedad retenidos en el interior de los mismos. Las capas restantes del sistema de pinturas pueden aplicarse tambin con pincel o cualquier otro mtodo.

    En superficies no absorbentes la aplicacin puede llevarse a cabo por mtodos diversos; en el caso particular de superficies metlicas que presentan irregularidades por la accin del medio agresivo, tambin y por los motivos antes enunciados, resulta conveniente aplicar la primera capa con pincel. Ejemplos de materiales no absorbentes estn dados por el hierro, el acero, el aluminio, la chapa galvanizada, el vidrio, etc.

    Tamao, diseo y ubicacin de la estructura. La eleccin del mtodo de aplicacin debe contemplar, entre otros factores, el tamao de la misma, la presencia de ngulos vivos, la existencia de soldaduras y la facilidad del acceso.

    Las estructuras nuevas generalmente se construyen en forma modular y se trasladan a obra para su ensamblado. Las condiciones operativas en el taller pueden optimizarse adecuadamente desde un punto de vista tcnico-econmico; en obra, generalmente se reparan las zonas daadas, para aplicar finalmente las capas de terminacin.

    En lo referente al repintado de las superficies en servicio, la eleccin del mtodo de aplicacin debe contemplar las variables arriba citadas.

    FACTORES INTRNSECOS

    En general, los productos comerciales para su empleo en escala industrial presentan la viscosidad adecuada para su aplicacin por cualquiera de los mtodos disponibles, particularmente cuando la adquisicin se realiza a travs de especificaciones especialmente redactadas.

    En pases en los que los cambios trmicos son muy marcados en las diferentes estaciones, resulta frecuente la modificacin de la mezcla solvente para ajustar el comportamiento reolgico del producto. En caso de requerirse un ajuste de viscosidad en el momento de la aplicacin, se deben seleccionar diluyentes aconsejados por el fabricante para evitar los fenmenos indeseables que genera una vaporizacin ms rpida del propio solvente

    OPERACIONES PREVIAS AL PINTADO

    Estas operaciones son realmente transcendentes para alcanzar en servicio la performance estimada en ensayos de laboratorio o esperada segn experiencias previas. La adquisicin de

  • las pinturas debe realizarse contemplando el lapso que transcurrir antes de su aplicacin con el fin de evitar un prolongado tiempo en el envase.

    El almacenamiento en el depsito debe realizarse en condiciones adecuadas, particularmente considerando la temperatura.

    En todos los casos, resulta conveniente escribir en los envases la fecha de elaboracin y/o de recepcin para ser empleadas dentro del lapso mencionado en la especificacin respectiva.

    Homogeneizacin. Las pinturas incorrectamente dispersadas o con pobre estabilidad de la dispersin generalmente muestran una significativa floculacin de los pigmentos en el envase durante el almacenamiento. La consecuencia de la citada asociacin de partculas es el fenmeno de sedimentacin. La incorporacin del sedimento constituye la operacin denominada homogeneizacin.

    Los sedimentos blandos o esponjosos generalmente se redispersan por agitacin manual con una esptula de dimensiones adecuadas. En el caso de los sedimentos duros resulta conveniente realizar una homogeneizacin mecnica mediante un agitador elctrico con motor blindado o neumtico; este ltimo es ms conveniente particularmente desde un punto de vista de la seguridad cuando se trata de productos de base solvente orgnico.

    En muchos casos, la incorporacin del sedimento resulta conveniente cumplimentndose las siguientes etapas: separar parcialmente el lquido sobrenadante, agitar manual o mecnicamente hasta redispersar los flculos, agregar en cantidades crecientes bajo agitacin el lquido inicialmente trasvasado hasta lograr una completa homogeneizacin. Las pinturas con un sedimento no totalmente reincorporado deben ser rechazadas

    Algunos casos muy puntuales estn dados cuando el producto se presenta en dos envases: Uno de ellos es cuando se emplean pigmentos metlicos (por ejemplo, cinc esfrico y/o laminar) que resultan muy reactivos ante la presencia de trazas de humedad y/o con el ligante de la pintura; el pigmento se incorpora inmediatamente antes de iniciar la operacin de pintado, bajo agitacin muy cuidadosa con el fin de obtener un producto totalmente homogneo. Otro caso de inters est dado por las pinturas de dos componentes que forman una pelcula slida por secado y posterior curado por reaccin qumica de la base y el convertidor; luego de homogeneizar la base se debe adicionar el convertidor (en la relacin indicada por el fabricante), bajo agitacin hasta lograr uniformidad y se debe preparar slo la cantidad necesaria para el trabajo a realizar en la jornada ya que la estabilidad por reaccin qumica est restringida generalmente hasta 4 10 horas segn el tipo de producto.

    Ajuste de viscosidad. La operacin siguiente a la homogeneizacin es el ajuste de viscosidad; el grado de dilucin depende del mtodo de aplicacin. Resulta oportuno remarcar que el diluyente debe ser el apropiado para cada composicin y que se debe incorporar slo la cantidad imprescindible para mejorar las condiciones de aplicacin; una dilucin excesiva disminuye el contenido de slidos con la consiguiente reduccin del espesor de pelcula por capa y la posibilidad de generar escurrimiento en superficies verticales.

  • Filtracin. Finalizado el ajuste de viscosidad, resulta recomendable el filtrado mediante un tamiz o una tela de malla adecuada con el fin de separar todas aquellas partculas o impurezas generadoras de defectos en la capacidad protectora o decorativa de la pelcula aplicada.

    Otras operaciones complementarias previas al pintado. Las operaciones complementarias pueden involucrar la preparacin de andamios (mviles o fijos), el armado de estructuras para regular las condiciones ambientales (particularmente temperatura y humedad relativa) y alistamiento de los equipos e instrumentos para el control de la aplicacin.

    Una tarea esencial consiste en la correcta coordinacin entre la limpieza de la superficie y la aplicacin de la primera capa del sistema protector.

    APLICACIN Y SECADO/CURADO. MTODOS DE APLICACIN Y CRITERIOS PARA LA SELECCIN

    Los mtodos de aplicacin incluyen los manuales, los procesos en gran escala y ms recientemente los automatizados.

    Mtodos manuales de aplicacin. La pintura se deposita sobre la superficie por accin del dispositivo que opera en contacto con la misma. Estos mtodos son muy importantes y requieren una elevada habilidad y experiencia.

    La aplicacin con pincel constituye el mtodo ms antiguo y su tcnica es slo sencilla desde un punto de vista aparente. La eleccin del pincel, en lo referente a la calidad y tamao, debe considerar el tipo de estructura y la calidad del acabado deseado.

    Las variables de calidad de un pincel son el tipo de cerda (animal, vegetal o sinttica), la longitud, la forma del corte de la punta de la fibra individual y del conjunto, la densidad y las propiedades fisicomecnicas, particularmente la flexibilidad.

    Los pinceles de buena calidad se pueden emplear directamente; sin embargo, en todos los casos resulta aconsejable una inmersin previa en aceite de lino crudo evitando una deformacin de su extremo por accin gravitatoria. Posteriormente, se debe lavar con aguarrs mineral para eliminar el exceso de aceite; la absorcin del ligante de la pintura se reduce de esta manera sensiblemente.

    La seleccin adecuada del pincel permite cubrir con una capa, dependiendo del tipo de sustrato y su diseo, aproximadamente entre 8 y 15 metros cuadrado por hora.

    Finalmente y luego de su uso, el pincel se debe limpiar con el disolvente de la pintura. Luego, se aconseja dejarlo en suspensin para evitar su deformacin en el mismo solvente; el nivel no debe alcanzar la virola para no producir el ablandamiento del pegamento que fija las cerdas al mango.

  • La aplicacin con guante se emplea para el pintado de superficies irregulares, tales como caeras y ngulos agudos, o bien difcilmente accesibles requieren la eleccin de otro mtodo ms conveniente que el pincel. As, por ejemplo, puede seleccionarse un guante aplicador cuyo empleo tiene una marcada similitud con un rodillo: se ubica pintura sobre l y se desplaza posteriormente sobre la superficie a pintar.

    La aplicacin con rodillo, es un mtodo que se emplea para pintar sobre superficies de elevado tamao, preferentemente no muy irregulares. La seleccin del rodillo en lo referente a su dimensin, al material y al largo de las fibras resulta esencial para realizar una correcta y eficiente aplicacin.

    Los rodillos convencionales se sumergen en bandejas inclinadas a 40/45 y se desplazan varias veces por el escurridor para distribuir homogneamente la pintura. El rendimiento en superficies grandes y lisas o al menos no muy irregulares oscila entre 20 y 50 m2 por hora para cada capa.

    Generalmente se complementa con el pincel, aplicando la pintura con rodillo en las superficies lisas de grandes dimensiones y retocando con pincel los bordes, rincones, ngulos, etc. En otros casos, cuando las superficies presentan muchas irregularidades por prolongada accin del medio o bien nuevas pero con elevada rugosidad resulta aconsejable aplicar la primera capa con pincel y continuar con rodillo las restantes

    Los rodillos son diseados para su adaptacin a diversos sustratos segn su forma o geometra; as por ejemplo existen rodillos para alambrados, para el interior de caeras y para tareas especficas alimentados con aire a presin y para elevada capacidad de nivelacin (acabado brillante).

    La aplicacin con esptula se emplea para pinturas lquidas sin solvente (por ejemplo productos epoxdicos de doble envase); estos productos requieren de esta herramienta especial, de variadas dimensiones, para lograr el acceso particularmente al interior de tanques para almacenamiento de agua potable o envases de productos alimenticios.

    Los criterios de aplicacin de los cuatro mtodos anteriormente desarrollados se resumen en la Tabla I.

    La cortina (pulverizacin plana) es un mtodo muy empleado en la industria del mueble (puertas, revestimientos para paredes, etc.) y tambin para metales, papeles y cartones con una superficie plana o slo ligeramente curvada (Figuras 1 y 2). La pintura es generalmente aplicada sobre la pieza transportada en una cinta a travs de una cortina (pulverizacin plana descendente) generada en un pico de ranura de ancho ajustable; el excedente de la pintura se

  • recoge en un recipiente colector dispuesto debajo de la pieza a pintar; la pintura es recirculada generalmente luego de un ajuste de viscosidad y un proceso de filtrado.

    En muchos casos la pieza y/o la pintura se precalientan para facilitar la aplicacin y regular el tiempo de secado/curado. El espesor de la pelcula se regula modificando el ancho de la ranura de pulverizacin y la velocidad de desplazamiento de la pieza; el rango de espesores es muy elevado y en muchos casos oscila entre 10 y 500 m segn la naturaleza de la pintura y del sustrato.

    Una pelcula ms uniforme generalmente puede lograrse con una reduccin de la presin en el pico pulverizador.

    Las pinturas aplicadas por este mtodo generalmente se curan por radiacin UV (un solo componente) y tambin por accin trmica (dos componentes, aplicados desde picos separados).

    Entre las caractersticas ms importantes se encuentran: La calidad de la superficie debe ser muy buena. El ancho de la pieza est limitado. La geometra est restringida a sustratos planos. La velocidad operativa es elevada. La emisin de solventes es reducida. La eficiencia de la aplicacin es muy satisfactoria.

    Los rodillos rotativos se emplean para el pintado de hojas metlicas, terciados, papel, cartn, etc. ya que el procedimiento resulta, de este modo, muy econmico y rpido, (Figura 3).

    Un rodillo cromado, que opera como alimentador de la pintura, transfiere a sta sobre un segundo rodillo, de mayor dimetro que el anterior, revestido usualmente con un caucho y que hace las veces de aplicador; la distancia entre ambos rodillos (giran en sentido opuesto) permite regular la cantidad de pintura aplicada. El rodillo aplicador transfiere la pintura sobre la pieza dispuesta tangencialmente en el plano horizontal inferior.

    Tiempo atrs, el sentido de giro del rodillo aplicador y el desplazamiento de la pieza a pintar eran coincidentes; la reducida eficiencia y la incompleta cobertura condujo a disear el sistema de rotacin inverso. Este ltimo permite aplicar espesores de pelcula que oscilan de unos pocos a varias decenas de micrometros, con productos de viscosidad muy diferentes, generando superficies extremadamente uniformes y muy brillantes.

    Los aspectos ms relevantes de este mtodo estn dados por requerir una moderada a buena calidad de superficie, de forma plana y de ancho limitado. Este mtodo exhibe una elevada velocidad operativa, una reducida eliminacin de solventes y una significativa eficiencia de la aplicacin.

  • La inmersin y procesos relacionados son mtodos muy simples y se emplean para el pintado de pequeas piezas de produccin en serie.

    La inmersin convencional consiste en introducir la pieza absolutamente limpia en la pintura y retirarla inmediatamente. Especial cuidado en la velocidad de la inmersin/remocin del sustrato, sumado a una correcta (tipo y cantidad) de agentes tensioactivos, debe contemplarse para evitar la formacin de burbujas generadoras de discontinuidades en la pelcula.

    La tcnica de inmersin requiere un exhaustivo control del contenido de slidos debido a la continua vaporizacin de los solventes (agua o de naturaleza orgnica), una agitacin constante para evitar la sedimentacin de los pigmentos en productos de baja viscosidad y una regulacin de la temperatura del bao para lograr una eficiente aplicacin.

    La inmersin convencional requiere slo una superficie de calidad moderada pero de volumen limitado y sin ngulos o bordes agudos; la velocidad del proceso es elevada y con baja eliminacin de solventes; las prdidas de pintura son muy reducidas.

    En general, la eficiencia de la aplicacin es muy buena pero con espesores de pelcula variables segn la geometra de la pieza

    Los procesos de pintado en tambores cilndricos y por centrifugado se emplean para pequeas piezas de produccin en serie. La pintura generalmente de baja viscosidad es derramada gravitatoriamente o por pulverizacin sobre una gran cantidad de artculos fijados en el interior de tambores especialmente diseados para cada pieza en particular.

    Luego de finalizado el escurrimiento de la pintura depositada en exceso sobre la superficie del sustrato se abren diferentes alternativas: Las piezas se pueden remover del interior del tambor cilndrico y permitir su secado/curado en forma natural o por accin trmica o bien centrifugarlas durante unos pocos minutos y luego calentarlas en el propio tambor para facilitar el pasaje del estado lquido al slido.

    Los mtodos que emplean tambores cilndricos, con o sin centrifugado posterior a la aplicacin, requieren una calidad pobre o moderada de la superficie a pintar y un tamao pequeo de la pieza; la eliminacin de solvente es baja. En lo referente a la aplicacin, la velocidad operativa y la eficiencia son elevadas.

    En contraste con la inmersin convencional, las pinturas pueden ser aplicadas a travs del mtodo de derrame sobre las piezas dispuestas en un recipiente para permitir su recoleccin y posterior uso. En una variante de este mtodo, en algunos casos el derrame se reemplaza por una pulverizacin de la pintura. Este proceso es especialmente adecuado para objetos voluminosos como radiadores, partes de maquinarias agrcolas, etc.

    La aplicacin por derrame requiere una moderada calidad de la superficie y es apta para piezas sin ngulos agudos y bordes pronunciados ya que este efecto puede ser significativo

  • ante la ausencia de una fuerza mecnica en el proceso. La eliminacin de solventes es tambin reducida y la velocidad de aplicacin es elevada con una eficiencia significativa.

    El pintado por vaco es un particular mtodo que involucra la aplicacin, en una cabina cerrada con presin reducida, por medio de un potente sifn de aire que arrastra la pintura, la atomiza y la hace ingresar desde abajo. La pintura lquida se deposita sobre la pieza, la que frecuentemente es desplazada sobre una cinta que le otorga el carcter de mtodo continuo.

    Este mtodo es adecuado para barras y perfiles de pequea seccin transversal para permitir su ingreso a travs de pequeas aberturas y evitar una fcil despresurizacin de la cabina. Se debe controlar la temperatura de las piezas para facilitar la condensacin sobre la superficie; stas, preferentemente, no deben presentar muchas irregularidades. La aplicacin es rpida y tcnico-econmicamente aceptable.

    El pintado por electrodeposicin involucra un proceso de inmersin con el pasaje de corriente continua para coagular el ligante y consecuentemente depositar la pelcula de pintura sobre la pieza elctricamente conductora (Figura 4). La electrodeposicin puede ser andica o bien catdica, segn la pieza se conecte al polo positivo o negativo de la FEM (fuerza electromotriz) externa.

    La electrodeposicin catdica reemplaz a la andica por presentar significativas ventajas comparativas:

    Espesor de pelcula ms uniforme independientemente de la geometra de la pieza, debido a una satisfactoria y homognea distribucin de las lneas de campo elctrico (throwing power). Mayor capacidad anticorrosiva derivada de la propiedad antes mencionada. Menor consumo de energa elctrica.

    Las piezas, previo a la aplicacin de la pintura por electrodeposicin, son generalmente pretratadas con fosfatizantes alcalinos; estos ltimos generalmente se seleccionan de hierro en el caso andico y de zinc para el posterior proceso catdico.

    Los ligantes para formular pinturas susceptibles de ser aplicadas por electrodeposicin dependen de la naturaleza de este proceso:

    Andico: poliacrilatos, polisteres, steres epoxdicos y polibutadienos. Catdico: aductos amino-epoxi y poliacrilatos.

    La naturaleza de la modificacin del ligante es de primordial importancia para permitir su solubilizacin en agua y su posterior deposicin; contienen en todos los casos bajos niveles de solventes orgnicos.

    En la electrodeposicin andica, generalmente se seleccionan ligantes con grupos carboxilo libres; la neutralizacin con aminas de bajo peso molecular conduce a la solubilizacin en agua formando partculas de ligante al estado coloidal con iones polimricos cargados negativamente e iones derivados de la amina empleada elctricamente positivos.

  • Las partculas coloidales polimricas se desplazan en el medio electroltico por un proceso difusional (la fuerza impulsora es un gradiente de concentracin generado por la electrodeposicin del ion en el nodo) y por migracin (el transporte se debe a la diferencia de potencial entre los electrodos, el anin se dirige al nodo y el catin al ctodo).

    El mecanismo fundamental por el cual el ion polimrico accede a la interfase es por agitacin (conveccin forzada); en consecuencia, los trminos electroforesis, anaforesis y cataforesis no son los ms apropiados ya que el proceso migratorio de la especie activa no es significativo. Un electrolito soporte generalmente completa el transporte de las cargas elctricas, mejorando la conductividad del bao; no participa de las reacciones electrnicas.

    Los iones polimricos no se descargan inmediatamente en la interfase andica (pieza a pintar); las diferentes etapas involucradas incluyen una neutralizacin parcial por los protones producidos por la hidrlisis del agua (reaccin secundaria):

    2 H2O 4 H+ + 02 + 4 e-

    que genera un depsito (sin formar una pelcula compacta y adherente) del ion polimrico parcialmente insolubilizado y coagulado.

    El material polimrico coagulado por desestabilizacin del coloide se deshidrata por electro-smosis. El coagulado presenta an cargas negativas residuales que permiten su electrodeposicin por oxidacin (prdida de electrones); la pelcula formada comienza a incrementar su espesor.

    La capa coagulada tiene una definida resistencia elctrica, la cual se incrementa a medida que el proceso de formacin de la pelcula de pintura propiamente dicha evoluciona; la electrodeposicin es ms uniforme con una homognea distribucin de las lneas de campo elctrico generada por similar resistencia elctrica en toda la superficie. Para estructuras con un diseo muy irregular, el throwing power es mejorado con la introduccin de electrodos secundarios.

    La densidad de corriente (intensidad de corriente por unidad de rea) es una medida electroqumica de la velocidad de la electrodeposicin (masa por unidad de rea y de tiempo); inicialmente es elevada (sustrato desnudo) y a medida que la pelcula se forma (aumento de espesor) disminuye abruptamente. El espesor final de la pelcula depositada no conductora se alcanza en 2 3 minutos (aproximadamente 20 m).

    Las variables ms significativas del proceso que influyen sobre la calidad de la pelcula de pintura son la conductividad del bao, el pH, la concentracin, la temperatura y la densidad de corriente aplicada (la fuerza electromotriz usualmente vara entre 100 y 500 voltios).

    La cantidad terica de energa requerida para el electrodepsito se define como la carga elctrica necesaria por cada gramo de pelcula obtenida. Se calcula integrando la intensidad de

  • corriente que circul a travs del tiempo de deposicin dividido la masa de la pelcula; valores tpicos oscilan entre 50 y 150 Coulomb/gramo.

    Concluida la electrodeposicin, la pieza se remueve del bao y se enjuaga para eliminar el material no convertido en una pelcula adherente y compacta. Posteriormente, la pieza es generalmente calentada entre 150 y 190C durante unos minutos para obtener las propiedades finales.

    En los ltimos aos, si bien la electrodeposicin andica es, como ya se mencionara, crecientemente reemplazada por la catdica, hay una tendencia a formular productos que requieren menor temperatura de horneado

    En la electrodeposicin catdica, los ligantes empleados para el proceso contienen grupos funcionales alcalinos (por ejemplo, amino); la neutralizacin con cido le confiere la necesaria solubilidad por la formacin de iones polimricos del tipo (R-NH3)+. Los principales cidos empleados son el frmico y el actico y ms raramente el lctico y el propinico.

    Las partculas polimricas elctricamente cargadas en forma positiva difunden y migran hacia el ctodo (pieza a pintar); luego, se neutralizan parcialmente en las cercanas de la interfase por medio de los iones hidroxilo generados por la hidrlisis del agua:

    (2 H20 + 2e- 2 HO- + H2) por remocin del ion H+ del catin polimrico (R-NH3)+.

    Se produce as la insolubilizacin y coagulacin del material polimrico, el cual permanece an cargado positivamente. Finalmente, tienen lugar la deshidratacin y la electrodeposicin por transferencia de carga. Las etapas posteriores que conducen a la formacin final de la pelcula son similares a las ya mencionadas para la electrodeposicin andica

    Las reacciones secundarias ms importantes estn constituidas por el desprendimiento de gases por la hidrlisis del agua (oxgeno en el nodo e hidrgeno en el ctodo) y particularmente la oxidacin del sustrato metlico en el nodo generando iones ferroso y frrico. Estas reacciones disminuyen la eficiencia del proceso.

    La generacin de gases influye sobre la continuidad y adhesin de la pelcula de pintura. La cintica de la reacciones principales y de las secundarias desempean un rol fundamental en la calidad de la pelcula formada.

    En el caso de la formacin no deseada de iones ferroso y frrico a partir de la disolucin andica de la pieza a pintar, el principal inconveniente es que pueden ser depositados en el ctodo.

  • En el electropintado andico, la reduccin de los iones citados se lleva a cabo en el propio tanque que acta como ctodo o bien en aquellos ctodos especialmente incorporados.

    Por su parte, en el proceso catdico de electrodeposicin se deben emplear nodos de grafito o bien de acero inoxidable para prevenir la formacin de iones de hierro que se depositaran simultneamente con la pintura generando defectos en la pelcula (coloracin, etc.). Los tanques metlicos deben aislarse con revestimientos adecuados.

    La planta de electrodeposicin consiste en un tanque para la inmersin provisto de electrodos y una fuente externa de corriente continua; debe estar provisto de un sistema de agitacin adecuado. Consta adems de circuitos diseados para mantener la concentracin de los componentes activos, la pureza (generalmente por ultrafiltracin) y la temperatura (por ejemplo entre 27 y 28 C para el proceso catdico) ya que el bao puede calentarse por el pasaje de la corriente. Un sistema de enjuague de la pieza, luego de finalizada la electrodeposicin, y un mecanismo de transporte complementan la ingeniera bsica.

    El bao para la electrodeposicin puede ser provisto en forma concentrada con todos los componentes (solamente tiene que ser diluido con agua desmineralizada antes de su incorporacin en la cuba) o bien en forma separada (el pigmento en pasta y el vehculo semiterminado). La ventaja de proveer los componentes en dos envases consiste en que facilita la regulacin de la relacin pigmento/ligante ms fcilmente.

    El mantenimiento de la composicin y del nivel de los slidos del bao que fueron consumidos durante la aplicacin se realiza incorporando las cantidades requeridas del ligante y del pigmento concentrados, conjuntamente o por separado con el agente regulador del pH si resultase necesario.

    Las principales reas de aplicacin son la industria automotriz (casi exclusivamente procesos catdicos), mquinas agrcolas, equipos y muebles metlicos de uso domstico e industrial.

    Este mtodo requiere una baja calidad de la superficie a pintar; presenta, adems, una elevada velocidad operativa y excelente eficiencia en la aplicacin.

    Teniendo en cuenta que los objetos de grandes dimensiones requieren, desde un punto de vista tcnico-econmico, mtodos de aplicacin con elevada velocidad operativa, la pulverizacin con sopletes permite una aplicacin con alto rendimiento, tanto de pinturas que forman pelcula por evaporacin de la mezcla solvente (inclusive de secado rpido sin los inconvenientes que presentan el pincel y el rodillo) como de productos que lo hacen por reaccin qumica.

    La pulverizacin puede realizarse a travs de sopletes de baja presin o sopletes sin aire comprimido (airless spray).

  • Los productos que se aplican con sopletes de baja presin requieren generalmente una dilucin previa; permiten alcanzar espesores de pelcula seca slo de 10-15 mm por capa.

    Las pinturas aplicables con sistema airless son especialmente formuladas; los espesores de pelcula son sensiblemente mayores que los anteriores (valores usuales oscilan frecuentemente entre 80 y 150 mm por capa).

    Los sopletes convencionales para pulverizacin a baja presin, tambin llamados aerogrficos (Figura 5), emplean aire comprimido para pulverizar la pintura y transportarla adems sobre la superficie del objeto. Este mtodo es ampliamente usado ya que exhibe muchas ventajas:

    La atomizacin es muy fina y generalmente la calidad de la pelcula es muy buena; sta se forma por fusin de las pequeas gotas ya depositadas sobre el sustrato. El espesor de pelcula es uniforme y casi siempre libre de irregularidades provenientes de la aplicacin. Excelente mojabilidad en sustratos porosos y en aqullos diseados con ngulos agudos, bordes, etc.

    La excelente atomizacin tiene asociado diversas desventajas:

    -Elevada prdida de material (overspray), particularmente en objetos pequeos. -Alta eliminacin de solventes voltiles debido a la requerida dilucin previa para lograr la atomizacin y el propio overspray. -Riesgos de defectos en la pelcula debido a la niebla del spray. -Slida experiencia en el empleo de estos pulverizadores por parte de los aplicadores.

    El soplete atomizador produce el arrastre de la pintura por accin de una corriente de aire; en consecuencia, la relacin cuantitativa entre la pintura y el aire es una variable significativa ya que influye sobre la calidad de la aplicacin.

    El caudal de pintura a pulverizar a travs de la boquilla del soplete se regula con la viscosidad de la pintura medida a elevada velocidad de corte, con el dimetro del orificio de salida de la boquilla, con la presin de aire y con la posicin de la aguja que controla la relacin pintura/aire. El abanico de la mezcla pulverizada se ajusta por medio de un tornillo.

    La pulverizacin de la pintura se puede producir por mezclado interno o externo del sistema pintura/aire, es decir en el propio cuerpo de la pistola o fuera de ella, respectivamente. En el primer caso, la presin de trabajo es menor y se aconseja su empleo para la aplicacin de pinturas de secado no muy rpido a diferencia del segundo que usualmente se lo selecciona para productos con alta velocidad para el pasaje del estado lquido al slido.

    Los sistemas de alimentacin de la pintura hasta la pistola son bsicamente tres: -Succin: el recipiente est dispuesto en la parte inferior -Gravedad: el reservorio se ubica arriba del atomizador -Presin: la pintura es forzada a transferirse desde el recipiente al cabezal de la pistola por la presin que ejerce el aire sobre la superficie libre de la pintura

  • En el sistema de alimentacin por succin, el producto es arrastrado por el vaco que produce la corriente de aire, se mezcla y se atomiza. Este soplete se emplea para productos de baja viscosidad (100-120 cP medida a elevada velocidad de corte). Generalmente el fabricante adjunta una tabla con las variables a considerar par seleccionar adecuadamente la boquilla

    La alimentacin por gravedad (Figura 6) es, como su nombre lo indica, por accin gravitatoria; este tipo de pistola se selecciona para productos de viscosidad media y media/baja (aproximadamente hasta 300 cP determinada a elevada velocidad de cizallamiento). Las boquillas tambin se seleccionan de tablas provistas por el fabricante segn las caractersticas operativas deseadas.

    En la alimentacin por presin, el aire comprimido acta sobre la superficie libre de la pintura almacenada en un recipiente de gran capacidad ubicado a cierta distancia (Figura 7); la transferencia se realiza a travs de una manguera hasta la pistola. La atomizacin tiene lugar por accin de una corriente de aire independiente en una boquilla de mezclado externo; se pueden aplicar productos de elevada viscosidad y es adecuado para grandes superficies. Las boquillas tambin se seleccionan de tablas provistas por el fabricante

    En el proceso de pintado a alta presin con soplete tipo airless la atomizacin ocurre sin aire: la pintura es forzada a alta presin (usualmente entre 200 y 400 bar; en forma muy puntual puede llegar a las 600 bar) a pasar a travs de un pico de pequeo dimetro (0,5 a 1,0 mm).

    La elevada velocidad y la extrema turbulencia genera un chorro de pintura que es atomizado apenas abandona el pico de la pistola. La presin de impulsin de la pintura por la caera se obtiene con una bomba neumtica; generalmente todos sus componentes se fabrican de acero inoxidable, especialmente cuando se destinan para pinturas de base acuosa. La boquilla de pulverizacin se construye con carburo de tungsteno para resistir la fuerte abrasin producida por los pigmentos de la pintura.

    Este tipo de atomizacin produce muchsimas pequeas gotas de dimetro bastante homogneo a partir de una pintura libre de aire. El sistema airless permite aplicar pinturas de alto contenido de slidos y de elevada viscosidad inclusive a grandes velocidades de cizallamiento (genera pelculas de 80 hasta 150 m por capa) que no resultan aptas para su atomizacin con una pistola a baja presin; igualmente resulta posible la aplicacin de pinturas de espesor convencional (20-30 m por capa).

    Las principales ventajas del sistema airless son las siguientes: Apto para pulverizar productos tixotrpicos y de viscosidad convencional. Ausencia de niebla en el ambiente (la falta de aire proyectado a alta velocidad evita el rebote de las partculas de pintura sobre la superficie) y reducido overspray (secado de la pintura durante el recorrido desde la boquilla hasta el sustrato). En consecuencia, el rendimiento es alto (prdidas reducidas). Elevada velocidad de aplicacin (2 a 10 litros/minuto) con buena calidad de acabado; se emplea en grandes superficies en las que no hay exigentes requerimientos superficiales.

  • Se requiere menor experiencia de los aplicadores en relacin a las exigencias que plantean los sopletes con aire comprimido.

    Las principales desventajas que igualmente deben ser consideradas en el momento de la eleccin del mtodo de aplicacin son las siguientes:

    Atomizacin inferior a un soplete convencional, con la consiguiente apariencia superficial errtica. Las cantidades no pueden ser reguladas durante la aplicacin.

    Elevado desgaste de las boquillas por abrasin. Limitada aplicabilidad a algunas pinturas al agua (el elevado esfuerzo de corte puede afectar la estabilidad de la emulsin). Extremadamente ruidoso y costoso. Solapados relativamente bien definidos.

    TCNICAS DE APLICACIN

    Las tcnicas de aplicacin influyen significativamente sobre las caractersticas finales de la pelcula obtenida (Figuras 8 a 13) y en consecuencia sobre su comportamiento en servicio. Las reglas del arte se observan a continuacin:

    Pulverizacin en caliente. En el sopleteado convencional a temperatura ambiente, el ajuste de viscosidad se alcanza adelgazando el sistema con diluyentes adecuados; el menor contenido de slidos en volumen reduce el espesor de pelcula que se puede alcanzar por capa aplicada.

    La disminucin de viscosidad igualmente es posible por aumento de la temperatura de la pintura. Los valores mximos raramente exceden los 80 C debido a la posible descomposicin de los componentes. Adems, el descenso de viscosidad en la mayora de los sistemas no es muy apreciable por arriba del valor citado.

    La atomizacin en caliente presenta adems la ventaja de reducir el consumo de energa ya que requiere una menor corriente de aire por el volumen ms bajo de solvente del sistema. La pulverizacin en caliente disminuye el tiempo de secado duro; mejora adems la nivelacin y en consecuencia el brillo de la pelcula. La adhesin de la pelcula est igualmente favorecida

    Puede realizarse con un soplete convencional y tambin con aqullos accionados a alta presin. La pintura pasa previamente por un calentador de serpentn (calentamiento directo) o por un intercambiador (mtodo indirecto).

    La mezcla solvente debe asegurar, a la temperatura de aplicacin, una mayor velocidad de evaporacin del diluyente que del disolvente. Los disolventes de punto de ebullicin intermedio son las ms usados (acetado de butilo, metil isobutil cetona, acetato de cellosolve, xileno, etc.) tanto en formulaciones para aplicacin en caliente como a temperatura ambiente.

  • Atomizacin electroesttica. Este mtodo (Figuras 14 y 15) se lo puede clasificar en electroesttico puro, electroesttico con aire y electroesttico sin aire (airless).

    La conductividad elctrica de la pintura es de primordial importancia; sta puede ser ajustada con los pigmentos y los aditivos de la formulacin; los grupos polares aumentan la conductividad. Los pigmentos inorgnicos en general y los xidos en particular son neutros para el balance de conductividad mientras que los orgnicos y los metlicos usualmente influyen en forma marcada.

    Por su parte, los materiales formadores de pelcula pueden ser muy polares (resinas vinlicas de polivinil butiral) y no polares (caucho ciclizado), con otras de caractersticas intermedias.

    La mezcla solvente (disolventes y diluyentes) constituye el principal componente para otorgarle a una pintura convencional la propiedad de ser apta para su aplicacin por pulverizacin electroesttica. Generalmente el disolvente electroesttico se incorpora previo a la aplicacin, es decir en la etapa de ajuste de la viscosidad.

    Los disolventes polares ms comunes son la acetona, el acetato de butilo normal, el acetato de etilo, el acetato de isobutilo, la metil etil cetona, el alcohol metlico, el alcohol etlico y el alcohol butlico normal. Entre los no polares se pueden citar el tolueno, el xileno y el aguarrs mineral

    Pulverizacin electroesttica pura. La pintura ingresa a la pistola en cuyo interior gira a alta velocidad un disco accionado por aire comprimido. Las partculas se atomizan y atraviesan por un hueco de ionizacin donde se cargan elctricamente (la diferencia de potencial oscila generalmente entre 50 y 150 kvoltios); stas, al salir del recipiente de ionizacin, se mezclan con el aire que se proyecta por una abertura circular (tiene por nico objeto dirigir el chorro de pintura hacia la superficie a cubrir). La estructura se conecta a tierra.

    Las principales ventajas son las siguientes: Muy buen rendimiento (aproximadamente 100 % de eficiencia). Reducida emisin de solventes (VOC, volatile organic compounds). Alto poder de cobertura (throwing power). Prdidas nulas en los bordes (las lneas del campo elctrico concatenan el chorro de partculas sobre la superficie).

    Las desventajas ms importantes son las siguientes: Baja velocidad operativa. Insuficiente pintura en las cavidades. Riesgo de pintado en exceso en los bordes y consecuentemente vulnerabilidad en esas zonas por deterioro mecnico.

    Pulverizacin electroesttica con aire. Este mtodo combina la atomizacin electroesttica con la convencional. La pintura ingresa a la pistola por presin; sta dispone en

  • su interior una cmara de ionizacin; el aire atomiza la pintura en una boquilla de mezclado externo y la proyecta sobre la superficie a cubrir. Las partculas de pintura alcanzan una velocidad elevada lo cual permite su ingreso en las irregularidades de la superficie. Sin embargo, esto conduce a un mayor rebote de la pintura (formacin de niebla) y en consecuencia a un mayor consumo.

    Pulverizacin electroesttica a alta presin. En este mtodo la pintura accede a la boquilla de la pintura impulsada por una bomba neumtica. All, la elevada presin produce la atomizacin de la pintura y adems la carga elctrica de las partculas. Una correcta condicin operativa permite, por regulacin de la velocidad de la proyeccin y la diferencia de potencial aplicado, una adecuada cobertura de la superficie incluso en la parte posterior de la misma.

    Pulverizacin de pinturas de dos componentes. La investigacin tecnolgica sobre pinturas basadas en materiales formadores de pelcula que curan por reaccin qumica ha conducido al desarrollo de mtodos de aplicacin especficos para estos productos (Figura 16); estas pinturas se comercializan en dos envases (la base, pigmentada o no y el catalizador).

    En estos casos el mezclado de los componentes, en la relacin indicada por el fabricante, puede realizarse en forma hidrulica o mecnica. El pulverizador dispone de un dosificador de ambos componentes y de un sistema para calefaccionarlos con el fin de reducir la viscosidad del sistema.

    El mezclado hidrulico consiste en impulsar el pasaje de ambos componentes a travs de un pequeo orificio, El aumento de la velocidad de flujo genera la turbulencia para alcanzar el correcto mezclado, ya sea en el interior de la pistola o en la boquilla.

    El mtodo mecnico de mezclado se basa en la accin de una turbina o un agitador impulsado por aire comprimido; la velocidad final puede alcanzar las 20.000 rpm.

    En ambos mtodos de mezclado la base y el convertidor generalmente ingresan a la pistola separadamente, por ambos laterales de la misma.

    La dosificacin de ambos componentes puede llegar a la pistola por: Presin. Bomba neumtica. Bomba por engranajes.

    Presin: cada componente es forzado a circular desde un tanque a la manguera de alimentacin, previo paso por un caudalmetro regulable.

    Bomba neumtica: el caudal se regula con la carrera o dimetro del pistn; es el mtodo ms seguro.

  • Bomba de engranajes: tiene bajo costo y tamao reducido; funciona elctricamente; la velocidad de giro permite regular el caudal. Los productos viscosos no resultan aptos para ser impulsados por este mtodo.

    Aplicacin de pinturas en polvo. Por razones ecolgicas (controlar la emisin de solventes voltiles a la atmsfera), se desarrollaron pinturas constituidas en su totalidad por slidos, es decir sin disolventes y diluyentes en su composicin.

    Este tipo de pinturas est formulado con resinas termoplsticas y termoendurecibles. Las primeras estn basadas en polietileno, prolipropileno, etc., generalmente sin pigmentar; el tamao de partcula del material polimrico limita el mtodo de aplicacin a lecho fluidizado. Se obtienen espesores de hasta 250 m de pelcula seca y se pueden aplicar como anticorrosivas (proteccin por efecto barrera).

    Los materiales termoendurecibles empleados son frecuentemente resinas epoxdicas, acrlicas, alqudicas modificadas, polisteres, etc. El ms difundido es de base epoxdica: se lo obtiene en forma de partculas pequeas y por lo tanto se puede aplicar por el mtodo electroesttico.

    El pigmento se incorpora a la resina fundida y luego en fro se adiciona el agente de curado no reactivo a temperatura ambiente. El curado se alcanza por horneado a 130 C durante 30 minutos o 180 C durante 5 minutos. Los espesores de pelcula seca oscilan generalmente entre 40 y 80 m.

    Generalmente las pinturas en polvo se aplican por: a) lecho fluidizado, b) lecho electrofluidizado y c) electroestticamente.

    a) Lecho fluidizado: Los materiales termoplsticos se aplican por este mtodo; el tamao de partcula debe oscilar entre 0,1 y 0,2 mm. Se dispone en el interior de un tanque con fondo perforado, lugar por el cual ingresa aire a una presin que permite mantener el polvo en suspensin.

    El objeto a pintar, calentado a una temperatura ligeramente superior a la de fusin del material termoplstico (10 20 C), se introduce en el lecho fluidizado durante un lapso muy pequeo (pocos segundos). Los espesores de pelculas son elevados (aproximadamente 300 m).

    b) Lecho electrofluidizado: El sistema mantiene una marcada similitud con el lecho fluidizado; la diferencia fundamental es que incorpora un electrodo (fondo perforado), que junto al objeto a pintar que se conecta a tierra, genera un campo elctrico de alto potencial. Las lneas del campo elctrico depositan la pintura en espesores de pelcula generalmente inferiores a los alcanzados en el lecho fluidizado ya que la misma acta como aislante. Las partculas de polvo son inferiores en tamao a las empleadas en el lecho fluidizado para lograr un adecuado acabado superficial.

  • Cuando se emplean resinas termoendurecibles, se requiere un posterior horneado

    c) Mtodo electrosttico: En este mtodo, el aire y el polvo son impulsados por presin al interior de la pistola donde se mezclan (Figura 17). En la boquilla se encuentra la cmara de ionizacin en las que se cargan las partculas elctricamente; luego son pulverizadas con adicional soporte de aire.

    El mtodo presenta las siguientes ventajas: Reducidas prdidas ya que las lneas de campo elctrico transportan eficientemente las partculas cargadas sobre el objeto. Adems, aqullas que no llegan se depositan en el interior del recipiente en el que se ubica el objeto y se recuperan. La pintura cubre prcticamente todo el objeto, inclusive la contracara. La pelcula formada es homognea, es decir libre de poros y cubre las irregularidades superficiales.

    Las principales desventajas son las emergentes del elevado costo de la instalacin y de las condiciones operativas, el regular acabado superficial y el desgaste excesivo por abrasin de la boquilla de la pistola.

    INSTALACIONES DE SECADO/CURADO

    La transformacin de la pelcula lquida o en forma de polvo, aplicada sobre una superficie, en un estado slido de adecuadas propiedades fisicomecnicas puede involucrar un secado fsico (evaporacin de solventes) y/o reacciones qumicas de curado. Los procesos industriales son generalmente acelerados por la accin de la energa trmica.

    Considerando la naturaleza y las dimensiones del sustrato y la ubicacin fsica del mismo por un lado y las caractersticas de las pinturas a aplicar (particularmente del material formador de pelcula) por el otro, la transformacin del estado lquido al slido se puede clasificar en:

    Secado a temperatura ambiente, tambin llamado secado al aire. Secado acelerado o forzado (la temperatura se incrementa hasta aproximadamente 80 C). Horneado a temperaturas generalmente entre 100 y 200 C. Curado por radiacin (infrarrojo, UV, etc.). Procesos elctricos.

    Secado/curado por circulacin de aire caliente. Este mtodo se emplea generalmente en pinturas que requieren un curado qumico por accin trmica, libres o con solventes orgnicos en su composicin; el tiempo se extiende entre 5 y 60 minutos y no tiene limitaciones en lo referente al espesor de la pelcula aplicada.

    El sustrato a pintar no debe ser sensible a la temperatura involucrada; no pueden emplearse para plsticos y maderas en general. La geometra, es decir el diseo de la pieza, puede ser muy variado.

  • Las instalaciones requieren grandes espacios porque los tiempos de curado usualmente son prolongados. El consumo de energa es generalmente elevado, particularmente debido a la insuficiente aislacin trmica, prdidas por la entrada / salida del objeto, etc. Este mtodo generalmente permite su automatizacin.

    El combustible para la calefaccin del aire es muy variado (gas, fuel oil, electricidad, etc.). El calentamiento del aire puede realizarse en forma directa o indirecta. El primer mtodo es ms eficiente pero resulta riesgoso por el hecho de que los contaminantes emergentes de la combustin pueden afectar la calidad de la pelcula; el indirecto, por su parte, involucra el empleo de intercambiadores de calor (agua, aceites, etc.).

    Estas instalaciones permiten adicionalmente ser empleadas para remover agua residual sobre la superficie luego de su limpieza y precalentar el objeto a pintar.

    No ofrece riesgos de sobrecalentamiento, particularmente cuando el sustrato transportado por el interior de la cabina (procesos continuos) se detiene temporariamente. Las cabinas combinadas para el precalentamiento, aplicacin y secado/curado estn muy difundidas industrialmente. Los hornos son muy variados en cuanto a forma de calefaccionarlos y a sus dimensiones.

    La calidad de la pelcula curada trmicamente depende significativamente de la energa entregada; si sta resulta insuficiente (under stoving), las propiedades mecnicas y de resistencia qumica se encuentran reducidas mientras que si es excesiva (overstoving) la pelcula puede amarillear o hacerse quebradiza. Adems, una cintica de calentamiento elevada puede generar poros o bien retener los solventes en el interior de la pelcula los cuales pueden ser los responsables de un posterior ampollamiento o arrugado.

    El diseo del horno y la geometra de la pieza influyen sobre la temperatura superficial de esta ltima y por ende sobre las propiedades finales de la pelcula. Muchas composiciones de pintura tienen la ventaja de curar en un amplio rango de temperaturas.

    Secado/curado por radiacin infrarroja. En este mtodo, la pieza pintada es calentada por la radiacin infrarroja (IR) absorbida; en consecuencia, la transformacin de la pelcula del estado lquido al slido no involucra directamente la radiacin IR. La energa o intensidad de la radiacin depende del rango de longitud de onda del emisor. La radiacin electromagntica involucrada en esta forma de calentamiento tiene longitudes de onda superiores a los 780 nanometros (0,78 m) y puede llegar hasta los 1000 nanometros (1 m).

    Los radiadores o emisores de IR, en funcin de la longitud de onda (y en consecuencia de la temperatura de la superficie), exhiben tiempos diferentes de calentamiento.La radiacin infrarroja puede obtenerse de materiales cermicos (alta longitud de onda), calentados con un intercambiador de calor a temperaturas entre 200 y 700 C durante aproximadamente 120 seg.

    Otros emisores son generalmente tubos de cuarzo y dependiendo de las caractersticas de los mismos pueden irradiar a media y baja longitud de onda, a temperaturas de 750 a 1500 y

  • de 1500 a 2700 C, respectivamente; los tiempos de calefaccin son muy bajos (por ejemplo, 1 seg), emplendose radiadores elctricos ya que permiten un rpido y preciso control de la temperatura. La absorcin de la radiacin IR por parte del sustrato pintado es importante ya que determina el tiempo requerido de irradiacin para alcanzar una temperatura final dada.

    Las variables que influyen sobre la capacidad de absorcin son la uniformidad de la superficie pintada, el color y el brillo de la pelcula y por supuesto la composicin qumica de la pintura (los componentes absorben diferente radiacin).

    Los solventes se eliminan desde la pelcula por evaporacin debido a la accin trmica de idntica manera que cuando el secado se produce por circulacin de aire caliente. En consecuencia, los solventes deben ser removidos por aire fresco.

    Las ventajas del secado por radiacin IR son las siguientes: - Las piezas pintadas se calientan ms rpidamente que con circulacin de aire ya que ms energa trmica es posible transferirla en un lapso ms reducido. - La etapa de enfriamiento es tambin ms breve ya que el calor no penetra profundamente en el sustrato durante el corto tiempo de exposicin a la radiacin IR. -Menor consumo de energa ya que el calor es generado slo en el lugar requerido - Mnima o nula tensin trmica residual en el sustrato. - Relativamente bajos costos de inversin y un reducido nmero de equipos. - Satisfactorio control de la temperatura del objeto a travs de la potencia de la radiacin y el tiempo de aplicacin. - La pelcula seca desde el interior debido a la absorcin de energa por parte de los componentes.

    Entre los aspectos del uso: - Se debe respetar la distancia entre el objeto y el radiador para evitar sobrecurado. - Los sustratos metlicos incrementan las prdidas de energa por reflexin pero sin embargo aqullos transparentes tambin requieren mayor poder radiante. -Las longitudes de onda ms cortas implican mayores temperaturas del radiador. - El tiempo de secado/curado es ms extenso en los huecos e intersticios ya que la radiacin no accede directamente.

    Otros procesos de curado. Radiacin UV, de electrones mtodos elctricos: Estos procesos no calientan el objeto pintado sino que catalizan la reaccin qumica de curado de pinturas especialmente formuladas para ello. Los ligantes usuales son polisteres insaturados, epoxis, teres vinlicos y acrilatos. Elevados niveles de energa conducen a procesos de curado muy rpidos.

    La radiacin UV (longitud de onda entre 0,32 y 0,40 mm) requiere fotoiniciadores de la reaccin (polimerizacin por radicales libres); la duracin de la aplicacin se extiende slo por unos pocos segundos.

    Los barnices se pueden curar con UV inclusive con altos espesores de pelcula, pero los sistemas pigmentados presentan algunas dificultades (particularmente con altos espesores de

  • filme) debido a la absorcin de UV por parte de muchos pigmentos. En general generan una pelcula de adecuado aspecto superficial.

    En lo referente al sustrato, este mtodo es aplicable a superficies con acceso directo a la radiacin (particularmente reas planas).

    Este mtodo est ampliamente difundido para papeles y cartones para embalaje; tiene limitada significacin para metales. La madera y los plsticos pueden conducir a un ligero amarillamiento de la pelcula.

    Este mtodo tiene muchas ventajas relativas; entre ellas pueden mencionarse el reducido espacio requerido, la baja inversin, el poco consumo de energa, la mnima emisin de solventes voltiles (VOC) y particularmente el rpido y completo curado de la pelcula.

    Este mtodo tiene muchas ventajas relativas; entre ellas pueden mencionarse el reducido espacio requerido, la baja inversin, el poco consumo de energa, la mnima emisin de solventes voltiles (VOC) y particularmente el rpido y completo curado de la pelcula.

    Las principales desventajas estn dadas por los mayores costos de algunas materias primas en relacin con las pinturas convencionales y las precauciones y medidas de seguridad que se requieren aplicar.

    La radiacin de electrones es producida por un ctodo incandescente de 150-400 kV y conduce al curado del ligante por el mecanismo de radicales libres, no requiriendo fotoiniciadores de reaccin. Tienen un elevado poder de penetracin y consecuentemente no hay restricciones en trminos del espesor de la pelcula y de la pigmentacin.

    Este mtodo est ampliamente difundido para papel, madera, cartn, etc.; en todos los sustratos hay riesgos de fragilizacin de la pelcula y de oscurecimiento por un ligero exceso de radiacin. Tiene limitada importancia en pinturas para metales.

    Entre las ventajas se pueden citar el reducido requerimiento de espacio, el bajo consumo de energa, la posibilidad concreta de automatizacin, la mnima emisin de solventes y la velocidad del proceso.

    Las principales desventajas son las siguientes: se aplica slo a grandes superficies planas y requiere extremas medidas de seguridad.

    Estos mtodos se aplican slo a sustratos muy especiales tales como alambres, arrollamientos y transformadores, luego de depositada la pintura sobre la superficie. Las pelculas secan y curan por la accin trmica generada por la circulacin de corriente a travs del objeto que se comporta como un conductor de una determinada resistencia elctrica.

    En lo referente al curado elctrico, otras tcnicas menos desarrolladas consisten en el curado inductivo (desarrollo de energa trmica por corriente alterna inducida sobre un

  • sustrato ferromagntico) y curado por microondas (calentamiento de una pelcula con componentes polares sobre un sustrato no metlico).

    AGRADECIMIENTOS

    Los autores agradecen al CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Cientficas y Tcnicas), a la CIC (Comisin de Investigaciones Cientficas de la Provincia de Buenos Aires) y a la UTN FRLP (Universidad Tecnolgica Nacional Facultad Regional La Plata).

    BIBLIOGRAFA

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    of Coatings Technology, 58 (736), 83-88, 1986.

  • Tabla I. Criterio de aplicacin

    Restricciones

    Mtodo

    Calidad de la superficie

    Tamao

    Forma

    Rendimiento

    Pincel

    Moderada a buena reas pequeas ----- Muy bajo

    Rodillo

    Buena

    -----

    -----

    Moderada

    Esptula

    ----- reas pequeas Acceso Bajo

    Guante

    Pobre reas grandes (caeras) ----- Bajo

    Nota: En todos los casos, la eliminacin de solventes es baja

  • Figura 1. Pulverizacin plana

  • Figura 2. Pulverizacin plana

  • Figura 3. Cilindros rotativos

    Rodillo aplicador

    Giro directo

    Rodillo motriz Pintura

    Giro inverso

    Pieza a pintar Pieza a pintar

  • Figura 4. Etapas de una electrodeposicin

    Pelcula de pintura Objeto a pintar Cuba

    Fase inicial Se inicia el depsito

    exterior

    Fase intermedia Se completa el depsito

    exterior y se inicia el interior

    Fase final Se completa el depsito

    interior

  • Figura 5. Pulverizacin a baja presin. Alimentacin por succin

    Aire comprimido

    Pintura

  • Figura 6. Pulverizacin a baja presin. Alimentacin por gravedad

  • Figura 7. Pulverizacin a baja presin. Alimentacin por presin

    Aire comprimido

    Pintura

    Pintura

  • Figura 8. Tcnicas de aplicacin

    Pelcula delgada

    Pelcula gruesa

    Pintado incorrecto de ngulos interiores

    (ambas caras simultneamente)

    Pintado correcto de ngulos interiores

    (cada cara separadamente)

  • Figura 9. Tcnicas de aplicacin (continuacin)

    Abanico demasiado angosto, pelcula de

    elevado espesor

    Abanico demasiado ancho, pelcula de

    bajo espesor

    Abanico correcto, espesor de pelcula

    adecuado

  • Figura 10. Tcnicas de aplicacin (continuacin)

    Soplete demasiado cercano, pelcula de alto espesor con

    posible escurrimiento

    Soplete muy lejano, pelcula dbilmente adherida en

    forma de polvo

  • Figura 11. Tcnicas de aplicacin (continuacin)

    Aplicacin correcta

    Aplicacin incorrecta

  • Figura 12. Tcnicas de aplicacin. Aplicacin perpendicular al sustrato

  • Figura 13. Pinturas de elevada tensin superficial, detalle del espesor de pelcula no uniforme en los bordes

  • Figura 14. Aplicacin electrosttica

    Soplete

    Soplete

    Sin asistencia electrosttica

    Con asistencia electrosttica

    Objeto Objeto

  • Figura 15. Aplicacin electrosttica

  • Figura 16. Aplicacin de pinturas de dos componentes

    Mezclador Atomizador

    Vista frontal

    Ingresos laterales de los dos componentes

  • Figura 17. Aplicacin electrosttica

    Aire

    Polvo fluidizado

    Conexin a tierra

    Ionizador electrosttico

    Conexin a tierra

    Cargas inducidas