LA TECNOLOGÍA DEL PLASMA.

Transcripción

1 LA TECNOLOGÍA DEL PLASMA. Para poder comprender esta tecnología empezaremos por definir primero que son los tratamientos superficiales y posteriormente intentaremos entender que es el plasma. Los tratamientos superficiales son: aquellos procesos químicos o físicos cuya finalidad es la variación o la mejora de las propiedades superficiales o estructurales de un material sin modificar sus características intrínsecas, bien directamente a través de la modificación de la superficie, o bien indirectamente mediante la deposición de una capa de algún otro material. Esta modificación superficial está dirigida a mejorar aspectos tales como corrosión, dureza, humectabilidad, adhesión, etc, pero sin afectar a las propiedades generales del material tratado. A que denominamos el plasma? Se considera que el plasma es un estado de la materia mucho más activado que los estados sólido, líquido o gaseoso. De esta manera, definimos el plasma como el cuarto estado de la materia, consistente en un gas parcialmente ionizado que contiene partículas altamente reactivas: iones, electrones, radicales libres, fotones, moléculas en estados electrónicos excitados y partículas neutras. Este gas ionizado es el resultado de la interacción con un campo electromagnético, bajo unas adecuadas condiciones de presión. Existen cuatro principales técnicas de tratamiento superficial con tecnologías más modernas a las tradicionales, que se pueden aplicar sobre textiles y plásticos: plasma baja presión, plasma corona, haz de electrones y UV coat. Aquí analizaremos las dos primeras y las aplicaciones técnicas que nos aportaran. 1

2 La tecnología de plasma es una alternativa donde de un modo seco, amigable con el medioambiente y eficiente a nivel de coste, sin operaciones manuales ni uso de productos químicos, se modifica la superficie de un textil o film polimérico a nivel microscópico, para hacerlo más receptivo a la sustancia que se vaya a aplicar (líquidos, resinas, adhesivos ) o para conferirle carácter hidrofílico o hidrofóbico en vistas a una posible aplicación final. Con esto lograremos la obtención de nuevas combinaciones de tecnologías y procesos (plasma-laminados, plasma-tintura, etc ) para obtener productos de mayor calidad y nuevas aplicaciones. Puede resultar una alternativa para industria del ennoblecimiento textil. 2

3 La ionización (parcial o total) de un gas o mezcla de gases, se consigue gracias a la aplicación de un campo eléctrico entre dos electrodos. De esta manera se generan especies activas en la masa gaseosa (electrones, iones, radicales libres, etc..) con una elevada reactividad de estas. Con esto conseguimos plasma, que es el cuarto estado de la materia. Energéticamente es neutro. Un ejemplo conocido por todo el mundo, es el de las auroras boreales o australes que se pueden observar cerca de los polos de la Tierra. Tras esta introducción veremos los dos sistemas principales: Plasma de baja presión: Este tipo de plasma se genera en cámaras de reacción a presiones muy reducidas, puede emplear dos tipos de gases (orgánicos e inorgánicos) según la aplicación final requerida. Se obtiene aplicando una diferencia de potencial entre pares de electrodos, mediante un generador de energía, que puede ser de baja frecuencia, ionizando así el gas de tratamiento. Las principales ventajas son la homogeneidad del tratamiento y la posibilidad de conseguir superficies hidrófobas, por el contrario se trata de un proceso de carácter discontinuo y con un coste relativamente alto de los equipos. En los sistemas de plasma de baja presión se opera siempre por lotes, lo cual es ideal para pruebas, investigación y desarrollo de productos. Sin embargo, su facilidad de manejo, alto grado de automatización y extenso surtido de accesorios, hacen que este sistema cada vez, sea relativamente más utilizado en producciones en serie. Plasma corona: Este sistema funciona de la siguiente manera, al aplicar un voltaje elevado del orden de los KV, entre dos electrodos metálicos de geometría determinada, haciendo pasar el substrato textil o film polimérico entre estos, y siendo tratado por el aire ionizado a presión atmosférica. Las principales ventajas son el tratamiento en continuo, siendo más rentable por las velocidades de trabajo que permite, y como desventajas principales es que utilizan el aire como gas de tratamiento (con la dificultad que esto supone para encontrar una homogenización de la superficie tratada en los tejidos) y la generación de ozono como resido contaminante. Ejemplo gráfico electrodos plasma corona. 3

4 Estas tecnologías a nivel general permiten una serie de mejoras que nos aportaran una enorme posibilidad de aplicaciones en la industria del textil técnico, estas mejoras se dan en aspectos como: aumentar la humectabilidad de fibras sintéticas, proporcionar hidrofobicidad en fibras naturales, mejorar la capacidad de adhesión en los tejidos tratados y en láminas, films o membranas, se consigue también más receptividad hacia productos de acabado (para recubrimiento o foulardado) y absorción de colorantes en tejidos, proporcionan además una limpieza superficial, mejorando en casi todos los casos las propiedades mecánicas (se reduce el enfieltrado de la Lana, y en el Algodón se consigue una mejora en la capacidad de hilatura, aportando mayor tenacidad y resistencia, así también como a la abrasión). Actualmente, ya existen algunos fabricantes de maquinaria para tratamientos superficiales con la tecnología plasmática de forma continua, con velocidades y resultados muy esperanzadores, para films o tejidos. 4

5 Para tratamiento de films poliméricos. Plasma corona para tejidos en continuo. 5

6 Autor: Robert Borrás Beneito Técnico Superior Textil 6