Conocimientos de limpieza de superficies / eliminación de polvo

Datos de interés

La partícula

La partícula, que se presenta en diferentes formas y tamaños, es un objeto no deseado que afecta negativamente al proceso de producción. La partícula se genera principalmente durante la fabricación y el corte del sustrato. Atrapada en la superficie, llega a la producción final, donde empiezan a surgir problemas inesperados. En relación con su peso, la partícula tiene una superficie muy grande. Esto facilita aún más que la partícula sea atraída por la fuerza electrostática o que quede atrapada y sea transportada en la capa límite de la superficie del sustrato.

Las partículas sueltas pueden eliminarse fácilmente de una superficie de sustrato aún en pie mediante un sistema de limpieza sin contacto. Para eliminar las partículas y fibras ligeramente adheridas se necesita una fuerza adicional, además del vacío o el aire a presión, como cepillos giratorios o que permanecen inmóviles. En cuanto observamos partículas en la superficie del sustrato, que se ven afectadas por la fuerza electrostática o las altas velocidades de la banda, que las atrapa en la capa límite, se hace necesaria una tecnología de limpieza sofisticada para obtener resultados eficientes en la tasa de eliminación.

La capa límite

Observemos de cerca la superficie del sustrato a una velocidad de banda de 500 m/min. El grosor de la capa límite crece exponencialmente a la velocidad de la banda. Incluso las partículas que están ligeramente por encima de la superficie del sustrato y, por tanto, no están en contacto con él, quedan atrapadas en esta capa límite y son transportadas a través del proceso de producción hasta que se produce un contacto mecánico y la partícula es arrancada de la capa límite para terminar bruscamente su viaje. Este contacto puede ser un rodillo loco, un filtro, un rodillo de impresión o una plancha de impresión, o quedarse en el producto final. El tamaño de estas partículas es de inmensa importancia debido a que las partículas mayores de 30 micras son las que crean más problemas y además son visibles a simple vista, lo que es un factor a tener en cuenta cuando se mira la calidad del producto final.

Para eliminar estas partículas de la superficie del sustrato hay que romper la capa límite y neutralizar las cargas electrostáticas antes del proceso de limpieza. Hoy en día existen varias tecnologías para alcanzar ese objetivo. En todas ellas es necesario eliminar la partícula mediante un sistema de aspiración y filtrado. Una cuchilla de aire puede hacer su trabajo para romper la capa límite, pero también distribuye las partículas en el entorno cercano, donde vuelven a ser atrapadas por el sustrato más adelante en la línea de producción.

Los sistemas de eliminación de polvo, que funcionan con una ranura geométricamente simple en un tubo de vacío, son muy ineficaces en cuanto se alcanzan velocidades de banda más altas. Esta pequeña fuerza de vacío no puede romper la capa límite. Sólo una boquilla aerodinámica, montada muy cerca de la superficie del sustrato por encima de un rodillo de apoyo, puede generar un flujo de aire a alta velocidad lo suficientemente potente como para romper eficazmente la capa límite incluso a las velocidades más altas de la banda. Al mismo tiempo, hay que asegurarse de que este flujo de aire tenga el volumen suficiente para eliminar todas las partículas, incluido el volumen de aire que llega con el sustrato debido a la capa límite.

Carga electrostática

En muchos casos, la carga electrostática en el sustrato es un factor principal para aumentar la contaminación y las dificultades adicionales para su eliminación. Es bien sabido que los materiales aislantes como el papel, la película o la lámina generan cargas estáticas por fricción. Estas cargas garantizan que las partículas que ya se encuentran en la superficie del sustrato se adhieran aún mejor a ella y que se recojan partículas adicionales del entorno cercano.

Cuanto menor es la distancia entre la partícula y la superficie del sustrato, mayor es la fuerza del campo electrostático que sujeta la partícula. Por este motivo, debe instalarse un sistema de control estático antes del proceso de limpieza para garantizar una superficie del sustrato neutralizada y, por tanto, una eliminación eficaz de todas las partículas.

Tecnología de limpieza

El objetivo final del procedimiento de limpieza es eliminar todas las partículas antes del proceso de producción sensible a la contaminación. Los requisitos pueden variar entre tamaños de partículas superiores a 50 micras para las aplicaciones de impresión y envasado hasta tamaños de partículas inferiores a 2 micras para las aplicaciones de películas, láminas o salas blancas. Por desgracia, no resulta económico desarrollar un sistema que cumpla todos los requisitos. Un impresor de etiquetas no invertirá en un sistema de limpieza sin contacto que pueda limpiar hasta 2 micras de tamaño de partícula. El retorno de la inversión no puede justificarse comparando el coste/necesidad de esta sofisticada tecnología.

Conclusión

El mercado actual ofrece una gran variedad de sistemas de limpieza que utilizan diferentes tecnologías y enfoques de solución. Cada sistema tiene ventajas e inconvenientes. Por eso es necesario aclarar los siguientes puntos antes de invertir en un sistema de limpieza de superficies / eliminación de polvo:

¿Qué tamaño de partículas hay que eliminar?

¿Qué tipo de capa límite existe durante el proceso?

¿Tiene la carga electrostática una gran influencia en la aplicación?

¿Qué problema hay que resolver limpiando el sustrato?

¿Qué presupuesto existe?

Siguiendo estos criterios, puede comenzar la búsqueda de un sistema de limpieza de superficies. El objetivo se alcanza cuando la inversión tiene un plazo de amortización corto debido al ahorro que supone su utilización en el proceso de producción y, al mismo tiempo, el sistema de limpieza es lo suficientemente eficaz para resolver el problema.

Nuestros ingenieros están a su disposición para ayudarle a encontrar la mejor solución.