Crown Plastics: histrorias de casos de manipulación de materiales
DuraSurf™ ASC-UV es una lámina de calibración fina de UHMW-PE fabricada por Crown Plastics Co., Harrison, Ohio. Disponible con o sin soporte adhesivo sensible a presión, DuraSurf™ ASC-UV es una solución del estilo “remover y adherir” para aplicaciones de interior y exterior que requieran de una película plástica estable a UV, con la finalidad de reducir el riesgo de descarga electrostática.
DuraSurf™ ASC-UV es una mezcla de UHMW-PE de pigmento negro, con un 1 % de contenido de carbono. El carbono aporta al plástico el más alto nivel de conductividad de la industria con una resistividad en superficie de 102-103. El pigmento negro también proporciona un alto nivel de resistencia UV, lo cual se traduce en una duración diez veces mayor en aplicaciones de exterior que otros productos UHMW-PE.
DuraSurf™ ASC-UV en aplicaciones conductivas
En el ámbito de la fabricación de productos de consumo, las regulaciones sobre conductividad estipulan que los plásticos utilizados, tanto en aplicaciones especiales como en entornos de producción, deben resistir la carga triboeléctrica y la acumulación de electricidad estática común.
La carga triboeléctrica tiene lugar cuando dos superficie disímiles entran en contacto y luego se separan. Dicha separación causa la liberación y transferencia de electrones entre ambas superficies. A medida que los electrones se acumulan en la superficie receptora, el potencial de ESD (descarga electrostática, por su sigla en inglés) se incrementa. La intensidad de la acumulación estática y la fuerza de cualquier descarga son afectados por variables tales como los tipos de materiales involucrados, la aspereza y la temperatura de las superficies y la cantidad de humedad ambiente.
La descarga, cuando se produce, puede ser visible (chispa) o invisible. Dichas descargas, cuando tienen lugar en áreas susceptibles a gas, vapor de combustible o acumulación de polvo, pueden producir explosión y fuego. Una descarga cerca de un dispositivo electrónico sensible puede generar un funcionamiento incorrecto de dicho dispositivo.
DuraSurf™ ASC-UV, en su calidad de plástico conductivo, resiste la acumulación de electrones y el potencial de descarga electrostática. Ello lo convierte en un producto adecuado para su utilización en recintos limpios y en aplicaciones que involucran el armado de componentes electrónicos.
En entornos donde hay manipulación de materiales, DuraSurf™ ASC-UV previene la acumulación de electricidad estática alrededor de los componentes en movimiento y de los dispositivos electrónicos. Cuando se utiliza en aplicaciones de rampas forradas (con o sin aditivo de silicona adicional*), la resistencia a la acumulación de electrones permite que bolsas livianas de polietileno y productos empaquetados se muevan libremente por la rampa transportadora.
DuraSurf™ ASC-UV en aplicaciones estables a UV
La combinación de pigmento negro y un 1 % de carbono incrementa la resistencia de DuraSurf™ ASC-UV a los rayos UV. En exteriores, donde el plástico está sujeto a exposición solar indirecta, la vida útil del producto se incrementa sustancialmente. Y aún en exposiciones indirectas, DuraSurf™ ASC-UV ha probado ser estable hasta diez veces más que productos similares.
Cuando se combinan con un adhesivo acrílico sensible a la presión, las posibles aplicaciones estables a UV de DuraSurf™ ASC-UV se amplían hasta abarcar entornos con un alto grado de calor y humedad. Los adhesivos acrílicos le agregan resistencia a la humedad y tolerancia al calor. A pesar de no ser resistente a la humedad, las aplicaciones que someten a DuraSurf™ ASC-UV a exposición indirecta del sol y la lluvia tendrán mayor vida útil.
Estudio de un caso industrial
Es práctica común utilizar plásticos para mejorar el flujo de los productos y disminuir el impacto del sistema de transporte de materiales. Pero, dadas las condiciones adecuadas, esos mismos plásticos generarán electricidad estática.
Un estudio de campo encontró que el cartón que pasaba sobre un plato de transición de plástico no solo generaba electricidad estática sino que, en ocasiones, producía chispas al cambiar de una rampa de acero a otra. En ocasiones específicas, esas chispas producían fuego. Latas de aerosol en cajas descargaban una porción de su contenido durante el transporte y embarque. El líquido inflamable mojaba el cartón y llegaba hasta el exterior. Las chispas encendían el líquido y el cartón y el fuego se expandía más lejos a través del sistema de transporte.
Afortunadamente, los técnicos lograron aislar la fuente de las chispas. Los platos plásticos de transición fueron sustituidos con secciones de DuraSurf™ STS de sustrato de caucho, un producto de DuraSurf™ ASC-UV especialmente formulado con un aditivo de silicona. El sustrato de caucho disminuyó el impacto de la caja durante el proceso de transporte. El aditivo de silicona mejoró notablemente el movimiento del producto entre las superficies de acero. Y el 1 % de carbono (negro) del ASC-UV / STS eliminó las chispas durante el proceso.
Aplicación fácil
Las películas de calibración fina UHMW-PE de Crown se producen en varios grosores estándar. Las mismas se cortan del ancho solicitado por el cliente y se entregan en rollos de 50’ y 100’. El corte personalizado permite al usuario ajustar la película a la aplicación requerida y el sustrato adhesivo elimina la necesidad de recurrir a elementos de fijación mecánicos. Cuando se aplica a una superficie debidamente preparada (limpia, lisa, plana y seca) las películas con reverso adhesivo adherirán a casi cualquier superficie. La línea disponible de adhesivos sensibles a la presión está orientada a solucionar una gran variedad de situaciones de exterior e interior, calor alto y bajo, humedad y sequedad.
El mercado intermedio
El mercado norteamericano para utilización de UHMW-PE responde a aplicaciones que utilizan hojas gruesas y películas biseladas. Sin embargo, el proceso de producción de Crown Plastics es único. Gracias a un sistema de moldeado por compresión en línea, Crown produce UHMW-PE sinterizado en calibraciones que varían entre las categorías de biselado y hoja. El proceso de sinterizado aporta control sobre el ajuste del espesor. También permite el agregado de pigmentos, estabilizadores de UV, silicona, carbono y otros aditivos. Y al tener la capacidad de abarcar ambos mercados, Crown puede generar productos de UHMW-PE en pequeñas y grandes cantidades de manera eficiente, tanto en términos de materiales como de costo.
DuraSurf™ ASC-UV
Las películas DuraSurf™ ASC-UV están disponibles con soporte adhesivo sensible a la presión y en forma de cinta (sin soporte adhesivo). La amplia gama de soportes adhesivos convierten a DuraSurf™ ASC-UV en una solución práctica para muchas aplicaciones que requieren ESD y UV.
Propiedades del material
- Cumple con la especificación ASTM-D-4020.
- Grado de flamabilidad: L 94 HB.
- Alta resistencia a la abrasión y el uso.
- Gran fortaleza ante impactos.
- No absorbe humedad.
- Resistente a la corrosión y a los químicos.
Espesores estándar: .031” (0,78 mm) – .040” (1,02 mm) – .062” (1,57 mm) – .080” (2,03 mm) – .093” (2,36 mm) – .125” (3,17 mm)
Tolerancia del espesor: +/-10 %
Anchos disponibles (cortados a medida del cliente): 0.25” (6,35 mm) a 24” (610 mm).
Tolerancia del ancho: +/-0.031” (0,78 mm)
Longitud estándar del rollo: 50’ (15,25 m) y 100’ (30,5 m)
*Crown Plastics también fabrica DuraSurf™ STS, un UHMW-PE conductivo y estable a UV, con superficie tratada con silicona. DuraSurf™ STS se utiliza comúnmente en aplicaciones de manipulación de materiales.[/toggle][toggle title=”Ahorro de energía en sistemas de transporte con DuraSurf ™ STS UHMW-PE” open=”no”]Las operaciones ineficientes de los sistemas de transporte se originan en muchas causas y todas ellas resultan en una utilización alta e innecesaria de energía. Algunas de dichas causas son:
- fricción: creada por el roce de la cinta transportadora sobre la cama de acero.
- “Efectos de reversión”: la acumulación de polvo y fibras de cinta en la cama de acero genera en un arrastre entre la cinta y la cama.
- desgaste de la costura de la cinta sobre la cama transportadora.
- cargas muy pesadas sobre la cinta.
- uso excesivo de motores de alta potencia para compensar fricción, arrastre y desgaste entre la cinta y la cama de acero.
Solución: Crown Plastics ha descubierto que, al recubrir la cama de acero con DuraSurf ™ STS (superficie de UHMW-PE tratada con silicona) y soporte adhesivo sensible a la presión, se reduce enormemente el coeficiente de fricción entre la cinta y la cama de acero y, por tanto, se evita la reversión en gran medida.
DuraSurf ™ STS
DuraSurf ™ STS UHMW-PE es una solución resistente a la abrasión y muy resbalosa, con un coeficiente de fricción muy bajo. El agregado de silicona a la mezcla de resinas contribuye a mantener la resistencia a la abrasión y, al mismo tiempo, el bajo coeficiente de fricción. Los productos pesados, que normalmente incrementan el contacto con la cinta y enlentecen el sistema, se mueven libremente. Los requerimientos de energía se reducen porque el plástico permite un trabajo eficiente de la cinta de transporte. Además, los costos de mantenimiento (reparación, sustitución de cintas y motores, etc.) y el tiempo ocioso del sistema de transporte se reducen.
DuraSurf ™ STS de Crown Plastics ofrece las ventajas siguientes:
- alta resistencia a la abrasión: tiene la resistencia a la abrasión más alta que cualquier otro polímero termoplástico (cinco veces más alta que el acero inoxidable).
- alta fortaleza ante impactos, incluso a temperaturas muy bajas.
- propiedades de deslizamiento excelentes debido a un bajo coeficiente de fricción.
- autolubricante (antiempaste y adherencia).
- resistencia a químicos y fatiga del material.
- propiedades insonorizantes.
- fácil de emparejar a máquina, cortar, estampar, etc.
Métodos y resultados de pruebas de ahorro de energía del sistema transportador
Etapa I
Evaluar el consumo actual de energía y el ahorro potencial requiere de pruebas sobre el sistema transportador. Para ello, se conectó un medidor de potencia a la cinta transportadora operando en un ciclo normal de producción. Las lecturas se recogieron durante dos semanas.
Se evaluó la información obtenida y con ella se determinó:
- consumo total de energía,
- consumo mensual estimado,
- consumo máximo,
- consumo promedio.
En particular, se prestó atención al consumo máximo. Las mediciones del pico máximo de consumo son importantes porque ellas determinan el grado de energía que se carga al consumidor.
Etapa II
Se aplicaron cintas adhesivas DuraSurf ™ STS UHMW-PE al transportador de acero y se repitió el experimento. Las cintas de DuraSurf ™ STS disminuyeron el coeficiente de fricción entre la cinta y la cama, redujeron los puntos de contacto entre ambas y facilitaron el ahorro de energía.
De hecho, al ser aplicada a una cinta transportadora, DuraSurf ™ STS UHMW-PE probó ser eficaz en reducir el consumo de energía de 15 % a más de 30 %, al tiempo de eliminar el desgaste de la cama transportadora y extender la vida útil de cintas y dispositivos.
Instalación de DuraSurf ™ STS en la cama de una cinta transportadora
Una instalación típica de DuraSurf ™ STS involucra adherir cintas de 7,63 centímetros de ancho a intervalos aproximados de 15,24 centímetros (o espaciadas lo suficiente como para distribuirse en el ancho de la cama de forma regular).
También es posible cubrir todo el ancho de la cama de acero. No obstante, Crown Plastics ha descubierto que, siendo UHMW un material de coeficiente de fricción suficientemente bajo, la colocación de cintas a intervalos regulares reduce los puntos de contacto entre la cinta y la cama de acero de forma suficiente como para obtener los mejores resultados.
A continuación, se describe el procedimiento recomendado para la instalación adecuada de DuraSurf ™ STS en la cama de transporte. ADVERTENCIA: es recomendable que la temperatura esté por encima de los 50°F (10°C ) al momento de instalar el material con soporte adhesivo sensible a presión.
DuraSurf ™ STS aplicado en bandas a la cama de acero, debajo de la cinta transportadora.
Instalación de DuraSurf™ STS de Crown Plastics a una cama transportadora
Los sistemas sensibles a la presión trabajan bien en una amplia variedad de aplicaciones siempre y cuando las condiciones del entorno y del sustrato sean tomadas en cuenta.
A continuación se aportan guías para la elección de adhesivos sensibles a la presión.
Determine la temperatura en operación continua. Todo lo que opere de forma continua a una temperatura superior a 125°F necesitará de un sistema acrílico. Mientras que los sistemas adhesivos de caucho son muy versátiles y agresivos, esta es una de las áreas en las cuales dichos sistemas no rinden adecuadamente.
Identifique la energía en superficie del sustrato. Es la energía en superficie la que determina si un sustrato permite adhesión o no. Tanto el PTFE como el polietileno cuentan con una energía en superficie muy baja y no permiten fácilmente la adherencia. La superficie de estos materiales necesitará de alguna forma de tratamiento para aumentar la energía superficial y la adherencia.
Considere si el adhesivo estará expuesto a solventes concentrados. Algunos sistemas adhesivos son muy susceptibles a la exposición a solventes. La exposición puede destruir el sistema de adherencia, por lo que se necesitará de un adhesivo con reticulado para resistir la exposición a estos químicos.
Determine si el adhesivo estará expuesto a sistemas húmedos. Las variaciones excesivas en temperatura y humedad también pueden romper el adhesivo sensible a la presión. Conocer los rangos de variación de la temperatura ayuda a determinar si es mejor el caucho o el acrílico. La habilidad de repeler humedad o de funcionar en un medio húmedo también va a acotar la elección del adhesivo.
Determine si el adhesivo estará sometido a exposición directa de UV. La exposición exterior o a la luz UV destruye más rápidamente los sistemas con soporte de caucho. Como regla, los adhesivos acrílicos son recomendados para uso interior. Brindan excelente estabilidad UV y rendimiento ante la temperatura.
Identifique agentes de transferencia que puedan estar expuestos a los adhesivos. Algunos sustratos pueden contener plastificantes o agentes similares capaces de migrar a la superficie. Dichos agentes pueden interferir con la habilidad del adhesivo de afirmarse en el sustrato y generar desprendimientos del material. En muchos casos, un adhesivo acrílico reticulado funcionará bien.
Proceso de instalación de DuraSurf™ STS de Crown Plastics en rampas
DuraSurf™ STS como recubrimiento de rampa
Preparación de la superficie
Cuando se trabaja con productos que son sensibles a la presión por naturaleza, es necesario preparar la superficie. Recomendamos siempre limpiar adecuadamente el sustrato primero con un limpiador de tipo solvente agresivo (por ejemplo: MEK, sustituto de MEK o acetona).
En algunos casos, es posible utilizar laca diluida, aunque recomendamos enfáticamente los productos detallados anteriormente.
Antes de usar los limpiadores con solvente, utilice algún elemento para remover (soplar) el polvo y las partículas de suciedad de la superficie de la rampa. Preste atención especial a las costuras y a los bordes, en donde se acumulan partículas y pueden permanecer ocultas. La utilización de un soplador acelerará la limpieza y el proceso total de preparación.
Munido de guantes de látex, aplique el agente limpiador a un paño de tela y limpie meticulosamente la rampa. Rote el trapo con regularidad para evitar la contaminación circular. En caso de tener una rampa severamente contaminada, será necesario repetir el procedimiento con un segundo solvente.
Una vez finalizado el procedimiento de limpieza inicial, proceda con un segundo tratamiento similar utilizando alcohol isopropílico o desnaturalizado para eliminar todo residuo.
Hacer marcas de referencia
Basándose en la distancia desde el costado de la rampa al ancho de la cinta de DuraSurf™ que se está instalando, utilice un marcador permanente (apropiado para superficies de metal) y una cinta métrica para marcar referencias todo a lo largo de la rampa. Las marcas de referencia deben ser hechas a una distancia de 61 centímetros entre cada una. Ellas serán utilizadas para mantener la cinta alineada adecuadamente.
Aplicación de DuraSurf™ STS.
Una vez que haya terminado con las marcas, tome una pieza de DuraSurf™ STS y distribúyala completamente sobre todo el largo de la rampa. Alinee el producto con los puntos de referencia. Coloque el borde inicial de STS a 2,5 cm del borde inicial de la rampa. Al tiempo de evitar lo más posible tocar el adhesivo con sus manos, quite el recubrimiento inicial del STS hasta unos 15 cm aproximadamente y presione el material para fijarlo en su lugar. Comience por retirar unos 12 a 24 cm de material, alinéelo con las marcas de referencia y presione para fijarlo en su lugar. Apriete el material moviéndolo hacia los lados para evitar que el aire quede atrapado debajo de él. Prosiga con el mismo procedimiento hasta completar la totalidad de la rampa. Repita el proceso para todas las otras fajas de cinta adicionales.
Utilización de un rodillo
Una vez que haya aplicado todas las cintas, es importante aplicar presión mecánica. Recuerde que este sistema adhesivo es SENSIBLE A LA PRESIÓN. Se fijará más eficientemente con el uso de presión mecánica. La utilización de un rodillo duplicará la fuerza de la adherencia al sustrato.
Crown Plastics recomienda utilizar un rodillo de pared con extensión (Crain #333 o similar). Aplique presión meticulosamente en todas las cintas. Preste atención especial a los extremos de las cintas y a las costuras, lugares donde es posible sufrir enganches.
Información adicional
Crown Plastics recomienda los adhesivos acrílicos de alto rendimiento Avery Dennison HPA1905 para la mayoría de las aplicaciones de manipulación de materiales. La fijación inicial de HPA1905 es muy buena y mejora aún más dentro de las 24 horas.
También es posible utilizar adhesivos de caucho. Estos adhesivos son más agresivos pero la fijación es máxima desde la aplicación misma. También son más susceptibles a los acontecimientos extremos del entorno como, por ejemplo: temperaturas elevadas, humedad y químicos.
En aquellos lugares en los que se ha aplicado adhesivos de caucho y existe un desprendimiento potencial de los extremos, es posible utilizar remaches pop como práctica general de seguridad.
Sustitución de DuraSurf ™ STS UHMW-PE
Para eliminar las cintas de DuraSurf™ UHMW, levante una esquina con un destornillador o espátula y retire la cinta de plástico por medio de pinzas. Elimine el adhesivo residual utilizando un trapo limpio y diluyente de laca (u otro solvente permitido). No utilice alcoholes minerales dado que su base oleosa no removerá los residuos de película.
Al eliminar el adhesivo, puede ser necesario raspar el residuo a efectos de romper el soporte. El resto de adhesivo puede extraerse al enjuagar con una rejilla y solvente. Asegúrese de que la superficie esté limpia y seca antes de la aplicación del nuevo UHMW.
DuraSurf ™ STS
DuraSurf™ STS UHMW-PE es un producto revolucionario por poseer una superficie con tratamiento de silicona sobre un soporte adhesivo que facilita la instalación. Su coeficiente de fricción extremadamente bajo proporciona una superficie lubricada que es virtualmente libre de mantenimiento. DuraSurf™ STS es ideal para muchas aplicaciones de la industria de manipulación de cajas, incluyendo camas de transporte, rampas, espirales y toda otra área donde las cajas puedan quedar atascadas o dañadas. DuraSurf™ STS reduce los atascos y mantiene a las cajas en movimiento suave hasta su destino final. DuraSurf™ STS es un disipador de estática, lo cual previene descargas y daño potencial a sistemas de código de barras.
DuraSurf™ STS es la única solución disponible en soporte adherente que proporciona una forma fácil de instalar y evita la necesidad de sujeciones mecánicas. También es posible troquelar el material para sortear arandelas, almohadillas y superficies antifricción-.