Pintura - Panel Sandwich . ORG

Pintura de las
Superficies
Metálicas
4.1 La importancia del revestimiento superficial
Las hojas de metal galvanizado, o revestido superficialmente con pinturas o
sustancias orgánicas, representan hoy en día los materiales más comúnmente usados en
la producción de las superficies metálicas de paneles sandwich y se pueden encontrar
en cualquier fachada o tejado de cualquier edificio industrial, comercial o residencial.
El revestimiento de la parte exterior de un producto es, por lo general, de vital
importancia. Tanto los revestimientos orgánicos como los metálicos se usan para
ofrecer protección contra la corrosión para las capas metálicas que se encuentran
debajo. Por lo tanto, las partes metálicas de un producto están sujetas a corrosión en
ausencia de un adecuado revestimiento superficial, lo que resulta en una reducción del
ciclo de vida del producto en cuestión.
Un buen producto puede verse mermado por culpa de un mal revestimiento superficial,
del mismo modo que un producto decadente puede mejorarse, al menos desde un punto
de vista estético, por un revestimiento superficial de buena calidad. Revestir un producto
metálico no consiste sólo en aplicar pintura o una sustancia noble sobre un producto en
particular. Se debe prestar una cierta atención a las propiedades mecánicas como
plegados e impactos; así como a las características particulares como la resistencia
química contra ataques de agua, disolventes, aceites, fluidos hidráulicos, etc.
Fig. 4.1: rollos de acero prepintado
Resumiendo, el revestimiento exterior de un artículo no sólo proporciona a éste una
cierta relevancia estética, sino que, además, le permite efectuar el trabajo para el que
ha sido concebido. Obviamente, esto tiene un precio, especialmente en la industria
automovilística, en la que los costes de aplicación de los distintos revestimientos
superficiales suman aproximadamente un cuarto del coste de producción total de un
vehículo. Para la industria de manufacturas generales, esta cifra es inferior pero, aún
así, queda justificado un análisis atento de los costes.
La elección del sistema más adecuado de protección contra la corrosión en presencia
de ciertas condiciones ambientales, necesario para asegurar a un panel sandwich un
ciclo de vida satisfactorio, es de enorme importancia y ha sido tema de amplia
discusión entre los expertos del sector. No existe ningún sistema de protección único
-1-
capaz deesistir
r
a los ataques de todo tipo de agentes atmosféricos. Por lo tanto, es
necesario identificar los factor
es ambientales impor
tantes en un lugar deter
minado; por
ejemplo, la lluvia, la contaminación local y los depósitos de suciedad
ficiales.
super
Las condicioneseales
r dentr
o de un edificio, laobabilidad
pr
de concentración de humos
químicos y la posiblemación
for
de condensación influirán en la elección del sistema de
revestimiento más apr
opiado.
La elección debe considerar atentamente
equisitos
los r funcionales deloducto
pr
y las
condiciones locales que se espera encontrar
, y se sebe alcanzar un consenso para dar
al producto el mejor ciclo de vida posible. Por ejemplo, si hablamosturas,
de cober
el
aspecto exterior tiene una impor
tancia limitada en comparación conoblema
el pr de la
protección contra la cor
rosión mientras que, para lasedes,
par el aspecto estético tiene
una prioridad elevada.
La elección de la tecnología de pintura
opiada
apr también es de gran impor
tancia. Por
un lado, la legislación ambiental ca
acerde toxicidad de losevestimientos
r
superficiales, de emisión de sustancias disolventes y de tratamiento de las aguas
residuales se hace cada vez más severa; por
o lado,
otr las fuer
zas del mer
cado imponen
tanto tiempos de fabricación más bajos como una minimización de costes. Ante esta
visión de conjunto, se han desar
rollado nuevas tecnologías que deberían ayudar a
algunos pr
oductor
es a encontrar una solución adecuada a sus
oblemas.
pr
Fig. 4.2: operador ocupado en la compr
obación de unollo
r de acer
o prepintado
4.2 Los orígene s de la técnica de la pintur a de los
rollos metálicos
La técnica de la pintura de los
ollos
r metálicos (coil coating) hizo su primera
aparición en los años 40, o
persus raíces par
ecen remontarse a movimientos
arquitectónicos de finales del siglo XIX y principios del siglo XX.
A principios del siglo pasado, el
te,arla arquitectura y la industria iban de la mano,
obligando a los quitectos
ar
a integrar las técnicas defilado
per de los metales en las
formas y los conceptos de las constr
ucciones tradicionales. Esta nuevaoximación
apr
fue bien ecibida
r
por la industria de la constr
ucción y muy onto
pr se convir
tió en la
norma. A medida que el acer
o comenzaba a desempeñar un papel cada vez más
importante en la industria de la constr
ucción, se desar
rollaron en varias for
mas los
revestimientos super
ficiales, tanto para oteger
pr
contra los agentes atmosféricos como
con fines decorativos; o para ambas finalidades. Para este fin, se investigar
on y
desarrollaron sin cesar nuevas técnicas y materiales
, en ymedio de este “fr
enesí”, se
emer
on algunos de los más
fundó la escuela alemana Bauhaus, de la que gier
importantes precursores de la arquitectura moder
na, como Le Corbusier
, J.J.P. Oud,
Gropius, Mies van der Rohe, y Frank Lloyd
right.
W
-2-
PINTURADE LAS SUPERFICIESMETÁLICAS
Como esultado,
r
la primera línea de pintura en cadenaollos
parametálicos
r
comenzó
a funcionar a principios de los años 40 en los Estados Unidos.
oceso
El pr
se usaba para
revestir hojas de ventanas de acer
o con una anchura de 50 mm y un espesor de 0,3 mm.
La velocidad de oducción
pr
era de 12 metr
os por minuto, y necesitaba
aproximadamente 12 horas para
oducir
pr una tonelada de metal
evestido
r
(hoy en día,
en el mismo tiempo se pueden
oducir
pr unas 500 toneladas). Esta tecnología se
desarrolló de for
ma significativa en los Estados Unidos en los años 50 y 60, cuando la
arquitectura y la industria de los electr
odomésticos comenzar
on a considerar estas
nuevas combinaciones de acer
o o aluminio pintado.
Durante los años 60, las cadenas alcanzar
on una velocidad de 75 metr
os por minuto,
con una anchura de hoja de 1,50 m, yoducción
la pr
eció
cr de las 460.000 toneladas al
año en 1962 hasta las 500.000 toneladas al año en 1966.
La técnica de pintura de
ollos
r de metal vivió su dadera
ver
evolución
r
en Eur
opa, entr
e
1960 y 1965, cuando las primeras cadenas se instalar
on en Suecia, Alemania, Gran
Bretaña, Bélgica, Italia, Suiza y Francia. Los
oductor
pr es de aluminio epintado
pr
se
referían a los siguientes mer
cados en su literatura comer
cial:
tantes);
• construcción (elementos de
evestimiento
r
exterior
, coberturas, paredes no por
• accesorios para la constr
ucción (fijaciones de metal, puer
tas correderas, persianas,
cobertizos);
• aplicaciones interior
es (falsos techos, par
ticiones);
• industria del transpor
te (caravanas, autobuses);
• productos varios (envoltorios para
oductos
pr
de amplio consumo, juegos,
electrodomésticos).
Pintura de las Superficies Metálicas
Fig. 4.3: ejemplos de edificios con estilo Bauhaus
-3-
4
En 1967, se fundó en la ciudad de
uselas,
Br en Bélgica, la Eur
opean Coil Coating
Association (ECCA). Esta asociación con finalidad científica tenía como objetivo
“investigar y pr
omover la pr
oducción y el uso del metal
epintado
pr
con materialgánico”.
or
Sus 80 miembr
os fundador
es incluían industrias para evestimiento
el r
super
ficial del
acero y del aluminio, distribuidor
es (pinturas, películas) y constr
uctores de equipamientos.
El primer objetivo de la ECCA, definir las
mas
norde calidad deendimiento,
r
se cumple
continuamente gracias a la cooperación que la Asociación ha instaurado y continúa
instaurando con los Comités CEN y ECISS para la elaboraciónmas
de Nor
Europeas, en
especial:
• EN 1396:1997
, Aluminio y aleaciones de aluminio - Metal pintado en hojas
ollos y r
para aplicaciones generales - Especificaciones
• EN 10169-1:2004
, Productos de acer
o plano pintados en cadena con material
orgánico - Par
te 1: información general (definiciones, materiales, tolerancias,
métodos de ueba)
pr
• prEN 10169-2:1995
, Productos de acer
o plano pintados en cadena con material
orgánico - Par
te 2: productos para aplicaciones exterior
es de edificios
• prEN 10169-3:2003
, Productos de acer
o plano pintados en cadena con material
orgánico - Par
te 2: productos para aplicaciones interior
es de edificios
• EN 13523, Metales pintados - Métodos deueba
pr
4.3 Sist emas de r evestimiento superficial de
protección de hoja s de acer o
Generalmente, las hojas de metal usadas para la manufactura de paneles
sandwich poseen un
evestimiento
r
tanto metálico como
gánico
or para incr
ementar su
resistencia frente a agentes cor
rosivos.
4.3.1 Revestimientos metálicos
Las hojas de acer
o usadas habitualmente en laoducción
pr
de paneles
compuestos seevisten
r
generalmente con una capa metálicaotección
de pr contra la
corrosión. Este evestimiento
r
constituye unarera
barentre el ambiente exterior y la
superficie metálica, especialmente si se aplica en combinación con sellantes y
revestimientos gánicos
or
convencionales.
En un ambiente acuoso y de alta concentración salina,evestimientos,
estos r
debido a
la reacción electr
oquímica entr
e el acero y el zinc o el aluminio, tienden a
“sacrificarse” para pr
oteger el acer
o que se encuentra debajo enrespondencia
cor
con
posibles orificios o daños que se hubieran
oducido
pr en elevestimiento.
r
El contacto entr
e dos metales distintos da como
esultado
r
una célula galvánica, en la
que el zincepr
r esenta el ánodo y se “sacrifica” paraoteger
pr el cátodo inferior de
acero.
La Fig. 4.4 muestra cinco vistas en sección deo acer
zincado.
Cada unaepr
r esenta un método de zincado distinto:otección
la pr contra la cor
rosión
proporcionada por estos métodos depende de la cantidad deesente
zinc pren el
revestimiento.
1 mil
Metalizado
Galvanizado
por inmersión
en caliente
Pintado
con pintura
rica en zinc
Galvanizado
Galvanizado
electrolítico
Fig. 4.4: vistas en sección de distintos métodos de zincado
Los principales ocesos
pr
deevestimiento
r
del acer
o son el galvanizado electr
olítico y el
galvanizado por inmersión en caliente; aunque también es posible usar pinturas ricas
en zinc y pr
ocesos de metalización.
El método seguido en el oceso
pr
de galvanizado electr
olítico se llama
electrodeposición. El objeto que se ha de
evestir
r
se coloca dentr
o de un contenedor
llenado con una solución de una o más sales de metal (Fig. 4.5).
El objeto se encuentra conectado a un
cuito
cir eléctrico yepr
r esenta el cátodo (polo
negativo) del cir
cuito; por otra par
te, un electr
odo, que nor
malmente es del mismo
metal que se usa para galvanizar
, constituye el ánodo (polo positivo).
Cuando una cor
riente eléctrica se hace pasar a través del
cuito,
cir los iones metálicos
de la solución se atraen hasta el objeto que se ha
evestir
de r. El resultado final se da
al formarse un estrato de metalotector
pr
sobr
e el objeto.
-4-
Ag
Ag+
Cuchara
Ag+
AgNO3(aq)
Fig. 4.5: esquema explicativo del
oceso
pr deevestimiento
r
por electr
odeposición
PINTURADE LAS SUPERFICIESMETÁLICAS
e–
Los productos principales usados en oceso
el pr de galvanizado electr
olítico son:
• Zinc puro
• Zinc-Níquel, con un 10-14 por ciento de níquel.
ieneTuna mejoresistencia
r
a la
corrosión y una mayor facilidad de soldadura que el zinc
o, per
pur
o su dureza tiene
un efecto negativo sobr
e las propiedades mecánicas.
El galvanizadoes el proceso mediante el que un metal, generalmente
ro ohier
acero,
se reviste con una capa otectora
pr
de zinc. El
galvanizado por inmersión en
caliente es un método de galvanizado muy extendido. Consiste
evestir
en pr
roductos
de acero o hierro con una fina capa de zinc, sumer
giendo el metal en un baño de zinc
fundido a una temperatura de °C
460aproximadamente. El zinc se “oxida” yma
for
óxido de zinc, un material muytefuer
que detiene posterior
es formaciones de óxido,
protegiendo de los agentesrosivos
cor el metal que queda debajo. Eloacer
galvanizado
es muy utilizado en aplicaciones en las que se hace necesaria ta
una
resistencia
cier
al
óxido, y puede identificarse por la
mación
for de un patrón de cristalizacióne sobr
la
superficie, como se muestra en la Fig. 4.6.
Fig. 4.6: Super
ficie galvanizada para inmersión en caliente con cristalización
ficial
super
-5-
4
Los principales oductos
pr
usados en eloceso
pr
de galvanizado por inmersión en
caliente son:
• Zinc puro
gido en caliente,
• Recocido galvanizado, consiste en hacer pasar el material sumer
en cuanto sale del baño de zinc fundido, a través de un tratamiento
mico que
tér
Pintura de las Superficies Metálicas
Batería
permite la formación de una aleación de zinc yro.
hier
En comparación con el zinc
puro, aquél per
mite una mayor facilidad de soldadura y una superior
esistencia
r a la
corrosión, per
o es más sensible a la pulverización (deterioramiento
evestimiento
del r
metálico).
• Galfan, es un revestimiento de zinc-aluminio con un 95% de zinc y un 5% de
aluminio. Pr
oporciona una mejorotección
pr
contra la cor
rosión que el zinc pur
o, pero
su facilidad de soldadura es baja debido aesencia
la pr de aluminio.
• Aluzinc o Galvalume, es un revestimiento de zinc-aluminio con un 55% de
aluminio, un 43,4% de zinc y un 1,6% de silicio. En comparación con elo,zinc pur
aquél ofrece una mejoresistencia
r
a la cor
rosión y una más elevada
eflexión
r
del
calor a altas temperaturas.
Las pinturas ricas en zinc, o imprimación rica de zinc,
opor
prcionan una pr
otección
galvánica a un substrato de acer
o. Como dice el mismo adjetivo, “rico”, éstas contienen
una elevada cantidad de polvo de zinc como pigmento. Una vez que se ha aplicado el
revestimiento al substrato de o,
acer
previamente limpiado, un ligante mantiene unidas
las partículas de zinc metálico y en contacto con la capa de
o. acer
El proceso demetalización es un método muy usado que consisteevestir
en r los
metales usando un metal
ociado
r
tér
micamente sobr
e la superficie que se ha de
revestir.Esta tecnología incluye varias técnicas y materiales y tiene una elevada gama
de aplicaciones. En caso de
evestimiento
r
super
ficial de estructuras de acer
o, la
metalización seefiere
r
al rociado en caliente de aleaciones de zinc o de aluminio
directamente sobr
e las superficies de acer
o. Los er vestimientos se obtienen usando una
fuente de calor (llama ocoarvoltaico) para der
retir el metal, que se entr
ega como hilo
o en forma de polvo. Un chor
ro de aire rocía el metal fundido sobr
e la superficie de
acero en forma de fina película. Cuando el metal golpea laficie
super
a revestir,vuelve
a solidificarse rápidamente paramar
for una capa deevestimiento
r
sólido.
4.3.2 Revestimientos orgánicos
Es difícil obtener una eficaz adhesióneentr
el núcleo del panel y la super
ficie
interior metálica del panel sandwich, por lo que se evestimientos
usan r
gánicos
or
adicionales. Éstos también tienen la funciónoteger
de pr la capa metálica de las conexiones
mecánicas y químicas; así como de
opor
prcionar a la super
ficie un aspecto estético
satisfactorio. En cualquier caso, dado que éstas son
meables
per al agua y se degradan con
la influencia de los rayos,UV
el revestimiento gánico
or
no se aplica ectamente
dir
sobr
e el
acero no er vestido, sino sobr
e un substrato de acer
o galvanizado o aluminio.
Las Fig. 4.7 y 4.8 muestran dos posibles variaciones
evestimiento
del r
super
ficial usado
como sistema de otección.
pr
Los dos lados de las hojas de oacer
galvanizado se
recubren normalmente con una capa de imprimación (con espesorµm)
de 5-10
capaz de
adherirse con eficacia a la capa metálica (Fig. 4.7). evestimientos
Los r
gánicos
or
posterior
es se adhieren fácilmente a esta capa de imprimación y se aplican
inmediatamente después de ésta. En general, el espesor
evestimiento
del r
gánico
or
aplicado al lado inferior de la hoja (backcoat) es de
µm,
7-15
mientras queesulta
r
ser
más espeso en el lado superior
.
La figura 4.8 muestra el caso alter
nativo en el queesulta
r
suficiente sólo la capa
e el lado superior
. Un estrato de
metálica de pr
otección contra la cor
rosión aplicada sobr
aluminio-zinc es adecuado para este fin, y convier
te el acero en idóneo para su uso en
aplicaciones de interior
es. Las capas de imprimación y de backing coat siguen siendo
necesarias en el lado inferior para que se asegur
e una adhesión eficaz entr
e el núcleo
del panel y la super
ficie metálica.
-6-
Capa de acero
Revestimiento metálico (Zn, Al-Zn, Zn-Al)
Imprimación
Backing coat
Fig. 4.7: acero con er vestimiento gánico
or
Lado superior
Película protectora (opcional)
Revestimiento metálico (Zn, Al-Zn, Zn-Al)
Capa de acero
Revestimiento metálico (Zn, Al-Zn, Zn-Al)
Imprimación
Backing coat
Fig. 4.8: acero con er vestimiento metálico
PINTURADE LAS SUPERFICIESMETÁLICAS
Película protectora (opcional)
Revestimiento orgánico superior
Imprimación
Revestimiento metálico (Zn, Al-Zn, Zn-Al)
En cualquier caso, el sistema más común otección
de pr
contra la cor
rosión es el que
consigue el acer
o galvanizadoecubier
r
to por un evestimiento
r
gánico,
or
como se
muestra en la Fig. 4.7. Elevestimiento
r
gánico
or
es el principalesponsable
r
de la
resistencia contra la cor
rosión, mientras que la capa de zincmanece
per
en estado
pasivo hasta que laotección
pr
que ofr
ece el revestimiento gánico
or
pier
de su eficacia.
La industria de losevestimientos
r
super
ficiales adopta hoy en día una gran variedad de
revestimientos gánicos.
or
Los tipos más comunesevestimientos
de r
gánicos
or
incluyen
poliéster
, acrílicos, polifluor
ocarbur
os, alquides, vinilos y plastisol. oximadamente
Apr
el
85% de los evestimientos
r
gánicos
or
usados tiene una base de disolvente
gánico,
or
mientras que la mayor te
pardel 15% estante
r
tiene una base acuosa.
Los revestimientos gánicos
or
usados más a menudo son:
• poliéster (estándar o modificado al silicio y poliamida)
• poliuretano
• plastisol
• fluoropolimer
os
Pintura de las Superficies Metálicas
Lado superior
-7-
4
El poliéster (PE) es un sistema de pintura universal, económico y adecuado tanto para
aplicaciones en interior
es como en exterior
es. Para aplicaciones interior
es, el espesor
del revestimiento es generalmente de µm
15 mientras que, para aplicaciones
exteriores, es de 25 o 35µm (incluida la capa de imprimación).
Además del poliéster estándar
, también hay variantes en ma
for de poliéster
es
modificados alsilicio y a la poliamida. En comparación con eloducto
pr
estándar
,
estas variantes ofr
ecen una elevadaesistencia
r
a las condiciones ambientales
exteriores y una buenaesistencia
r
tanto a arañazos como a abrasiones.
El poliéster y sus variantes se encuentran disponibles en una amplia gama
esde color
y brillos. Éstos se usan para aplicaciones muy diversas en es
interior
y exterior
es, como
elementos de cober
tura y par
edes para frigoríficos y lavadoras; para
evestimiento
el r
de
muebles, etc. Su mayor ventaja
eside
r en su pr
ecio, mientras su principal inconveniente
es su flexibilidad limitada. Este material no es adecuado para radiosvado
de cur
demasiado pequeños.
El poliuretano(PU o PUR) tiene una
esistencia
r
más elevada al envejecimiento y a las
manchas que el poliéster
. El espesor delevestimiento
r
es nor
malmente de 50
µm
(incluida la capa de imprimación). Algunos ejemplos de aplicación son elementos de
cobertura y de par
ed, puertas de garaje, frigoríficos, lavadoras, máquinas de
distribución de bebidas, etc. Las ventajas elevantes
más r
son una buena
esistencia
r
a
la corrosión con una buena
etención
r
del color y del brillo, así como una excepcional
flexibilidad. Los sistemas de pintura al poliur
etano son más car
os que los de poliéster
.
El plastisol (PVC o clor
uro de polivinilo) se aplica como
evestimiento
r
en espesor
es
relativamente elevados: 100 o 200
µm. Esto pr
oporciona al plastisol una excelente
resistencia a la abrasión y a la cor
rosión. Se trata también de un
oducto
pr muy flexible
que puede sopor
tar radios de cur
vado muy pequeños.
Las ventajas más impor
tantes son una buena
esistencia
r
a la cor
rosión, una elevada
flexibilidad y una tendencia a su gofrado para mejorar
esistencia
la r a los arañazos. En
cualquier caso, la estabilidad de los color
es no es satisfactoria, ya que esistencia
la r
a
a los rayos UV es más
la luz ultravioleta (UV) es muy limitada. Esta baja
esistencia
r
pronunciada con los color
es oscuros. Además, su defor
mabilidad es muy baja a
temperaturas poco elevadas. El plastisolelativamente
es r
car
o, y sus aplicaciones
incluyen elementos de cober
tura y par
edes y puer
tas de garaje y de muebles.
Los fluoropolimeros (PVDF o polifluor
uro de vinilideno) ofr
ecen una etención
r
inigualable del color y del brillo gracias a su excepcional
esistencia
r a los rayos UV
, lo
que convier
te el PVDF en especialmente adecuado para edificaciones
estigiosas
pr
pintadas con color
es vivaces. El espesor del
evestimiento
r
es nor
malmente de 25 o 35
µm (incluida la capa de imprimación).
El PVDF combina muchas ventajas: es oducto
un pr que puede usarse sin
oblemas
pr
incluso en zonas continentales con radiaciones ultravioletas muy elevadas, combinadas
con elevados valor
es de temperatura y de humedad
elativa.
r En cualquier caso, este
producto es muy dur
o, y es necesario manejarlo con cuidado para evitar arañarlo. Dado
su elevado coste, el PVDF se usa sólo para aplicaciones exterior
es en ambientes
difíciles o cuando el aspecto estético es de tancia
impor básica (con las versiones multiestrato es posible obtener color
es especiales y efectos super
ficiales).
La resistencia a la cor
rosión de losevestimientos
r
gánicos
or
se puede expr
esar con una
escala que va desde 1 (baja) hasta 5 (excelente), como se indica enoel4.1.
Cuadr
Es
este contexto, laesistencia
r
está principalmente
elacionada
r
con el tiempo necesario
hasta el momento de efectuar la primera operación de mantenimiento, y no con el
deterior
o total de la hoja. En el cuadr
o se muestra también la estabilidad del. color
Material
PE
PE ( modificado al silicio)
PUR
PVC
PVDF
Resistencia a la cor rosión
Estabilidad del color
3-4
3
4
5
3-4
4
4
4
3
5
Cuadro 4.1: resistencia a la cor
rosión y estabilidad del color de algunos materiales
evestimiento
de r
Los valores normales para los espesor
es y para la defor
mabilidad de losevestimientos
r
orgánicos mencionados se muestran en el oCuadr
4.2. La er sistencia a la fractura por
plegado a 180
° se indica como laelación
r
T entr
e el valor mínimo del diámetr
o de
plegado y el espesor del metal, cuando laevestida
hoja r se encuentra plegada en° 180
con el lado pintado hacia el exterior y sin que se hayan dado fracturas visibles en el
mismo evestimiento
r
(los valor
es se dan a temperatura ambiente).
-8-
PINTURADE LAS SUPERFICIESMETÁLICAS
Material
Espesores
normales
(µm)
Resistencia a la
fisura con
plegado de 180°, T
Valor mínimo
del intervalo de
temperatura de servicio
PE
PE (modificado al silicio)
PUR
PVC
PVDF
25-30
25-30
20-50
100-200
25-30
4-5
6-10
3-4
0
3-4
- 40
- 40
- 20
- 40
Cuadro 4.2: valores normales de los espesor
es y características de defor
mabilidad
de algunosevestimientos
r
gánicos.
or
Material
PE
PE (modificado al silicio)
PVC
PVDF
Costero
Industrial
Urbano
Rural
+
+
++
+++
+
+
++
+++
+
++
++
+++
++
++
++
+++
Cuadro 4.3: duración del acer
o galvanizado con
evestimiento
r
gánico
or
en ambiente exterior
Temperatura ambiente
+ 5°C ≤ T ≤ +50°C
Material
Célula frigorífica
Sin
Condensac. Condensac. - 20° C < T
condensac. ocasional permanente < + 5°C
PE
PE (modificado al silicio)
PVC
PVDF
+++
+++
+++
+++
+++
+++
+++
+++
+
-
+
++
++
+++
T < -20° C
++
++
++
Cuadro 4.4: duración del acer
o galvanizado con
evestimiento
r
gánico
or
en ambiente interior
La vida útil de unevestimiento
r
gánico
or
puede extenderse ilimitadamente si se
previenen los posibles daños evestimiento,
al r
ealizando
r
limpiezasecuentes
fr
y
repintados adecuados. En la práctica, esto es posible para la mayor
te depar
los
revestimientos gánicos
or
usados.
El factor crítico de la duración se esa
expr frecuentemente en las fijaciones.
Generalmente es posible sustituirlas,o per
sólo con costes elevados.
-9-
4
La duración de un
evestimiento
r
seesalta
r
también por su
etención
r
del color con el
paso del tiempo, que es un factor tan impor
tante como el color inicial. De hecho, los
colores pueden cambiar por efecto de la influencia de la luz
. Lasolar
desviación máxima
Pintura de las Superficies Metálicas
Los valores esperados de vida útil tanto en ambiente exterior como interior para los
distintosevestimientos
r
gánicos
or
mencionados más
riba
ar se muestran en los Cuadr
os
4.3 y 4.4. Estos valor
es son indicativos y definen, más que la duración de las
características de otección
pr
delevestimiento,
r
losequisitos
r
de mantenimiento. Los
valores esperados se expr
esan por medio de los siguientes símbolos:
• +++= vida útil lar
ga
• ++ = vida útil media
• + = vida útil cor
ta
• - = no er comendado
permitida se indica como
delta E o ΔE. Cuanto más elevado seaΔE,
el más baja será
la retención del color
. Algunos color
es son más pr
opensos a envejecer queos;
otren
este caso, el tipo de pintura
eprresenta un factor significativo. Las variaciones de color
se deben a variaciones de pigmento o, con menos
ecuencia,
fr a la oxidación de las
resinas (amarillamiento).
El aspecto de unevestimiento
r
no sólo se deter
mina por el color
, sino también por el
grado de brillo, que se cuantifica gracias a una medida de capacidad
eflexión
de rde la
superficie pintada.
Cuanto más luzefleje
r
la super
ficie, mayor será el grado de brillo. Al igual que sucede
con el color
, no sólo es impor
tante el brillo inicial, sino tambiénetención,
su r
que se
expresa como por
centaje del brillo inicial. Cuanto más elevado sea este
centaje,
por
mayor será laetención
r
del brillo.
4.4 Proces o de pintado
El pintado deollos
r de metal (coil coating) es el
oceso
pr en cadena por el que
se aplican capas deevestimiento
r
gánico
or
con funcionesotectoras
pr
o decorativas al
metal galvanizado suministradoollos.
en r Aunque la disposición de los equipamientos
usados puede variar de una instalación a otra, las operaciones suelen seguir un modelo
bien definido.
Una franja de metal se desenr
olla en la entrada de la cadena y se hace pasar a través
de una sección húmeda, en la que el metal se limpia y se trata químicamente para
inhibir la for
mación de óxido y omover
pr
una adhesión eficaz del
evestimiento
r
superficial a la super
ficie metálica. En algunas instalaciones, la sección húmeda incluye
una operación de galvanizado electr
olítico.
La franja de metal se seca y se hace pasar a través de una unidad de imprimación en
la que una capa de imprimación se aplica en un lado o en ambos. En esta fase del
proceso, una capa de backcoat se puede aplicar en el lado inferior de la franja de
metal.
La franja con la capa de imprimación aplicada pasa a través denounpara
hor el
tratamiento necesario. Cuando sale del
no,hor
la franja de metal se enfría con agua
rociada y se vuelve a secar
.
A continuación, la franja de metal pasa a través de una estación de aplicación de
revestimiento super
ficial orgánico, en la que unos
odillos
r
adecuados
evisten
r
un lado
o ambos de la franja.
El sentido deotación
r
de losodillos
r
de aplicación tiene un papel impor
tante para
determinar el tipo deevestimiento
r
super
ficial. Si se hace girar elodillo
r
de aplicación
en dirección opuesta a la de la franja, se obtieneevestimiento
un r
espeso mientras que,
haciendo girar elodillo
r
de aplicación en la mismaección
dir que la franja, se obtiene
un revestimiento más fino.
Después, la franja pasa a través de unno
hor
en el que losevestimientos
r
super
ficiales
se secan y tratan.
El revestimiento se “cuece” a una alta temperatura durante 20-30 segundos. En cuanto
la franja sale del hor
no, se enfría con agua
ociada
r
y se seca.
La mayor par
te de las cadenas de pintado tienen acumulador
es en la entrada y en la
salida que per
miten un continuo movimiento de la franja a través
oceso,
del prcuando
un rollo se ubica en la entrada y un
ollor que se acaba de pintar se quita de la salida.
La figura 4.9 es un diagrama de flujo de una línea de pintura
- 10 -
D
E
1
2 Aplicación de la capa de imprimación
3 Aplicación del revestimiento superior
4 Laminación y gofrado
H
3
A Desenrollamiento del metal
I
5 Envolvimiento de la cinta para el envío
J
K
L
4
5
B Junta del rollo
C Acumulador de entrada
D Desengrasado, limpieza y pretratamiento químico
E Horno de secado
I Horno de tratamiento
F Unidad de aplicación de imprimación un lado o ambos
J Laminación de un lado o ambos,
o gofrado
G Horno de tratamiento
H Unidad de aplicación del revestimiento superficial aplicación efectuada en un lado o ambos
K Acumulador de salida
L Envolvimiento del metal acabado
Fig. 4.9: diagrama de flujo de una cadena de pintura
PINTURADE LAS SUPERFICIESMETÁLICAS
B
1 Limpieza y pretratamiento
G
2
F
El toll coater es un servicio dirigido a variados clientes que
espeta
r las necesidades
y las especificaciones de cada uno. El metal
evestido
r
se entr
ega al cliente, que
produce el pr
oducto final. Los toll coaters utilizanmulaciones
for
deevestimiento
r
orgánico muy distintas
, como
y
nor
ma, usan pr
oductos con base de disolvente
gánico.
or
Los principales mer
cados a los que se dirigen estas operaciones son la industria de los
transpor
tes y la industria de la constr
ucción; así como las de los electr
odomésticos,
muebles y contenedor
es.
El captive coater es generalmente una sola operación en oceso
un pr completo de
manufactura. Muchas empr
esas productoras de manufacturas tienen sus
opias
pr
instalaciones de pintado. El captive coater usa,
e todo,
sobr pr
oductos de base acuosa,
ya que el metalevestido
r
suele usarse para un númer
o limitado de oductos.
pr
4.4.1 Ventaja s
Las líneas moder
nas de pintado tienen mecanismos integrados para el
tratamiento de aguas
esiduales
r
y de humos
, en
y general, cumplen de sobra con los
requisitos legaleselacionados
r
con los niveles de emisión. El metal
evestido
r y limpiado
se presta bien a posterior
es elaboraciones.
Además, elevestimiento
r
super
ficial:
• asegura la continuidad del color
• asegura la unifor
midad del espesor de la pintura
• ofrece notables pr
opiedades de adhesión
• es durader
o y minimiza los posibles daños
elacionados
r
con los desplazamientos
• es simple de defor
mar y elaborar
• su acabado puede ser en una amplia gama deescolor
• proporciona unaesistencia
r
más elevada a la cor
rosión
• necesita de menos ener
gía que los pr
ocesos tradicionales
- 11-
Pintura de las Superficies Metálicas
Las operaciones de pintura se pueden clasificar en dos categorías distintas de
funcionamiento:
toll coaters y captive coaters.
4
A
C
• permite un simpleeciclaje
r
de los materialesocesados
pr
• es un sistema práctico y eficiente.
Estas características han convencido a muchos
oductor
pr es de metal a pasar de las
operaciones de postpintado al uso de metales
epintados.
pr
Fig. 4.10: serie de chapas per
filadas prepintadas
4.5 Proces o de pintado en polvo
El pintado en polvo es, con mucho, la eciente
más r de las técnicas de acabado
de super
ficies que se usa actualmente. Se trata de aplicar pintura secaoducto.
a un pr
En el pintado nor
mal en húmedo, los pigmentos se encuentran en suspensión en un
medio líquido, que tiene que evaporarse para
mitirper
la obtención de la pintura sólida.
Con el pintado en polvo, la pintura se aplica usando dos técnicas distintas:
• el artículo se sumer
ge en un lecho de polvo, que puede estar más o menos
gadocar
electrostáticamente; o bien
• la pintura en polvo se ga
carelectrostáticamente y seocía
r sobre el producto.
Después, el ar
tículo se mete en un hor
no en el que las par
tículas de polvo se funden y
extienden para for
mar una película continua. Hoy en día, hay dos tipos de polvo
principales disponibles en el cado:
mer
• polvos ter
moplásticos que se funden de nuevo si se calientan y
• polvos ter
morresistentes que no se funden si se ponen de nuevo en contacto con una
fuente de calor
. Durante el tratamiento en elno,
horse desar
rolla una eacción
r
química que facilita la mación
for
de fuer
tes uniones entr
e las moléculas. Esta
reacción química es la que daevestimiento
al r
muchas de sus
opiedades.
pr
elativamente
dur
o y resistente a las abrasiones, y puede
El pintado en polvo queda
r
aplicarse sobr
e una amplia gama de espesor
es. Además, las variaciones de color se
aceptan de un lote deoducción
pr
al siguiente.
Debe ponerse especial cuidado al definir el espesor mínimo, ya que algunos polvos no
suministran la “cober
tura” solicitada, es decir
, la capacidad por par
te del polvo de cubrir
el color del metal.
4.6 Sist ema R AL de cla sificación de los color es
Hoy en día existen varios sistemas de clasificación de los
escolor
que per
miten
a los diseñador
es profesionales identificar el color adecuado para una aplicación
específica o un oducto
pr
deter
minado. Estos sistemas generalmente contienen miles de
- 12 -
PINTURADE LAS SUPERFICIESMETÁLICAS
Fig. 4.11 busca-color
es de bolsillo
4.6.1 R AL DESIGN
Pintura de las Superficies Metálicas
colores, que se disponen usando varios umentos
instr
de sopor
te como, por ejemplo,
catálogos o atlas de bolsillo (Fig. 4.11). En este puntoemos
tratardos sistemas de
especial impor
tancia: elRAL DESIGN y el NCS.
Tras algunos años de desar
rollo y contando con el consejo de variostos
exper
del sector
, el sistema RAL DESIGN se esentó
pr
públicamente en 1993. Una ventaja
importante del sistema RAL DESIGN es su gran claridad e intuitividad, a pesar del alto
número de color
es que contiene (1.688 color
es). De hecho, es muy fácil identificar los
colores gracias a un juego deestrnúmer
os que definen exactamente las dinadas
coor
del color deseado en una paleta esférica dees
color
(Fig. 4.12).
Fig. 4.12: paleta esférica de color
es RAL
- 13 -
4
La primera cifra del nombr
e de un color indica el ángulo en cunfer
la cir encia de color
es
(tonalidad), la segunda, la elevación de la posición ocupada por el color (luminosidad)
y, la tercera, la distancia desde el eje central
omía);
(cr como se muestra en la Fig. 4.13.
Cromía
Luminosidad
Tonalidad
Fig. 4.13: En el sistema RAL DESIGN, cada colorepr
seesenta
r
en coor
dinadas cilíndricas (HLC).
Por lo tanto, un color (por ejemplo, el RAL 010 40 25) puede describirse
ecisión
con pr
usando sólo sus coor
denadas HLC, que definen los valor
es medidos tecnológicamente
de la tonalidad, la luminosidad y omía.
la cr
minada por la longitud de onda
La tonalidades la propiedad del color que queda deter
de la luz que llega desde el objeto. Esopiedad
la pr
a la que nos
eferimos
r
nor
malmente
es la propiedad que
cuando indicamos un colorticular
par (rojo, verde...); laluminosidad
indica hasta qué punto un color deter
minado es clar
o u oscur
o; la cromía es la
propiedad que define la intensidad o la
eza
pur
de un color
.
4.6.2 NCS (N atur al Color S yst em)
El sistemaNCS describe los color
es exactamente como los vemos, lo que
explica por qué es simple de compr
ender,así como lógico y sencillo de usar
.
Cada uno de los millones de color
es existentes puede definirse dentr
o del sistema NCS
y se indica mediante una notación
ecisa.
pr
El sistema NCS inicia desde seis color
es elementales, per
cibidos por el cer
ebro humano
amarillo,
como “pur
os”. Estos color
es se dividen en cuatr
o elementales omáticos,
cr
es elementales noomáticos,
cr
blancoy negro.
rojo, azul,y verde; y dos color
Fig. 4.14: los seis color
es puros fundamentales del sistema NCS
Todos los demás color
es se pueden describir dependiendo de su gradoecido
de par
visual con estos color
es elementales.
Por lo tanto, las notaciones de clasificación NCS se basan en estos atributos
elementales de par
ecido.
- 14 -
PINTURADE LAS SUPERFICIESMETÁLICAS
Los seis color
es elementales se consideran los puntosdinales
car del espacio
tridimensional NCS (Fig. 4.15), que se puede considerar constituido por dos conos con
una base cir
cular en común. En este espacio, todos loses
color
imaginables pueden
encontrar su ubicación e indicarse mediante una notación NCS exacta.
Fig. 4.15: el espacio de los color
es NCS
Fig. 4.16: la cir
cunferencia de color
es NCS
Pintura de las Superficies Metálicas
La base circular se llama cir
cunferencia de color
es NCS (Fig. 4.16) y se divide en cuatr
o
cuadrantes.
En esta circunferencia, el color se identifica por su tonalidad, que identifica su grado de
amarillo, ojo,
r azul
parecido a dos o más de los cuatr
o colores cromáticos elementales,
y verde.
En la ilustración se destaca la tonalidad Y90R, un color amarillo con un 90% de
tendencia hacia elojo
r y un 10% de tendencia hacia el amarillo.
- 15 -
4
La sección ver
tical del espacio de color
es NCS, para un valor deter
minado de la
tonalidad, se llama triángulo de color
es NCS (Fig. 4.17). La base del triángulo es la
tice del
blanco(W) hasta elnegro (S); mientras que el vér
escala de grises desde el
triánguloepr
r esenta la cromaticidad máxima (C) para el valor actual de la tonalidad (en
el ejemplo dado, Y90R).
En el triángulo se identifica el matiz del,color
es decir, su cantidad visual de blanco o
negro, así como su cr
omaticidad.
Fig. 4.17: el triángulo de color
es NCS
En el ejemplo dado, la notación NCS para el color considerado es S 1050-Y90R, con
1050 comoepr
r esentación de su matiz e Y90R como
eprersentación de su tonalidad
(Fig. 4.18). La letra S escrita delante de la notación NCS completa indica que el modelo
NCS es un modelo de color
es NCS estandarizado, emitido por el Instituto deesColor
Escandinavo, centr
o de calidad de NCS.
Estándar
grado de oscuridad
cromaticidad
Matiz
Tonalidad
Fig. 4.18: la notación del color NCS
- 16 -