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Marzo de 2019 Página 1 de 3

Tecnologías para la elaboración de concentrados de color

Por Mag. Alexánder Hernández* - Esp. Juan Carlos Ortiz** - Mag. Mauricio Mejía Gómez ***

Este artículo presenta las tecnologías más usadas en la industria de fabricación de concentrados de color y sus principales variantes.

La fabricación de concentrados de color (masterbatch) para los polímeros ha acompañado a la industria plástica desde sus inicios y ha evolucionado de manera constante para dar respuesta a las nuevas necesidades y exigencias de los diferentes productos plásticos. La producción de estos materiales ha progrsado desde el aspecto simplemente estético y visual, con colores y tonalidades cada vez más llamativos, hasta aquellas características más funcionales requeridas por procesos de fabricación de alta exigencia (películas delgadas y coextruidos multicapas, rafia, hilatura, inyección de pared delgada, entre otros), en donde las nuevas tecnologías de fabricación son de mayor velocidad y en consecuencia demandan cada vez una mayor calidad y consistencia de los componentes que procesan, incluyendo los concentrados de color.

Para afrontar los retos que exigen las diferentes aplicaciones, los fabricantes de concentrados de color deben balancear una gran cantidad de variables y requerimientos que superan con creces el hecho de simplemente lograr el tono requerido, aspectos que van desde la elección del tipo de pigmento o colorante a utilizar, el vehículo en el cual se incorporará y la selección de una amplia gama de aditivos que buscan favorecer la dispersión, hasta el tipo de proceso de manufactura a usar, para lo cual existe una amplia variedad de soluciones tecnológicas con sus diferentes variantes.

Este documento presentará las tecnologías más usadas en la industria de fabricación de concentrados de color y sus principales variantes, las cuales tienen efectos importantes a considerar en cuanto a calidad, productividad y costo, variables a tener en cuenta a la hora de elegir el proceso más adecuado de acuerdo con los requerimientos de la aplicación.

Concentardos de color

Un concentrado de color, también conocido como masterbatch, es una mezcla de pigmentos o colorantes (la diferencia entre ellos radica en el tamaño de partícula y solubilidad) [1], aditivos y resina (vehículo), el esquema de la composición de una formulación de un concentrado de color se puede ver en la siguiente figura:

Ilustración 1: Componentes generales de un concentrado de color

Ilustración 1: Componentes generales de un concentrado de color

 

Los pigmentos en polvo tienen la tendencia a que sus partículas se unan, formando agregados o aglomerados, los cuales pueden llegar a tener diámetros superiores al espesor en la aplicación y causar grandes problemas a los procesos de transformación de los productos a los que se les incorpora tales como:

  • Variaciones en la intensidad del color y tono
  • Rápida obstrucción de filtros e hileras
  • Rompimiento en fibras
  • Grietas en laminados con foil de aluminio
  • Deterioro en las propiedades de barrera
  • Rompimiento en películas coextruidas multicapa

El objetivo de un fabricante de concentrado de color es asegurar que los agregados y aglomerados se rompan en pequeñas partículas homogéneas en tamaño, en un proceso conocido como dispersión. Este proceso puede mejorarse con la ayuda de aditivos que humectan las partículas de pigmento y previenen la re formación de agregados y aglomerados (floculación).

Ilustración 2: Representación esquemática de los conceptos de dispersión

Ilustración 2: Representación esquemática de los conceptos de dispersión

 

Una mejor dispersión por lo general asegura un mejor desempeño del concentrado en los procesos de transformación posteriores.

Extrusión doble husillo

La extrusión doble husillo ha sido la tecnología más adoptada a nivel mundial para la fabricación de compuestos en general, su principal ventaja radica en la gran capacidad de mezclado distributivo y dispersivo que posee, y en donde es posible favorecer a voluntad el componente elongacional vs el componente de cizalladura, lo cual se traduce en una mejora significativa en cuanto a la calidad de mezcla que puede obtenerse con esta tecnología.

La extrusión doble husillo puede llegar a ser muy versátil, toda vez que los tornillos pueden ser modulares y configurarse en función del tipo de mezcla que se requiera efectuar, con mayor o menor intensidad de mezcla, dependiendo del tipo de resina a procesar, forma en la que incorporan los componentes de la formulación y para el caso de los pigmentos, su naturaleza y funcionalidad requerida de los mismos.

Todo esto en principio parece muy complejo, pero una vez se comprenden los conceptos que hay detrás de las diferentes unidades o módulos que componen una configuración doble husillo (transporte, amasado, compresión, etc) es posible optimizar dicha configuración para obtener un compuesto homogéneo.


Palabras relacionadas:
tecnologías para la fabricación de concentrados de color, ventajas de la extrusión doble husillo en la fabricación de masterbatches, técnicas para la fabricación de masterbatches, procesos mediante los cuales pueden fabricarse masterbatches, fabricación de masterbatches, procesos técnicos para la fabricación de masterbatches, procesos industriales para la fabricación de masterbatches, paralelo entre los procesos de fabricación de masterbatches

Acerca del autor

Por Mag. Alexánder Hernández* - Esp. Juan Carlos Ortiz** - Mag. Mauricio Mejía Gómez ***

Mag. Alexánder Hernández. – Jefe desarrollo de producto ICIPC, Esp. Juan Carlos Ortiz – División Técnica ICIPC, Mag. Mauricio Mejía Gómez – SUMICOLOR S.A. Los autores del presente artículo agradecen al Servicio Nacional de Aprendizaje SENA por el apoyo brindando a través de la convocatoria “Fomento de la Innovación y el Desarrollo Tecnológico en las Empresas - Proceso II”
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Jeanine Jodice
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