Sobre la eliminación de polvo y limpieza de superficies

La partícula, que viene en diferentes formas y tamaños, es un objeto no deseado que afecta el proceso de producción de manera negativa. La partícula se genera principalmente durante la fabricación del sustrato y el corte. Atrapada en la superficie, encuentra su camino hacia la producción final donde comienzan a ocurrir problemas inesperados. En relación con su peso, la partícula tiene una superficie muy grande. Esto hace que sea aún más fácil para la partícula ser atraída por fuerza electrostática o ser capturada y transportada en la capa límite de la superficie del sustrato.

Las partículas sueltas pueden eliminarse fácilmente de la superficie del sustrato, que está en reposo, mediante un sistema de limpieza sin contacto. Para eliminar partículas y fibras ligeramente adheridas se necesita una fuerza adicional además del vacío o aire comprimido, como cepillos fijos o rotativos. Tan pronto como detectamos partículas en la superficie del sustrato, que están afectadas por la fuerza electrostática o altas velocidades del sustrato, las tecnologías de limpieza se hacen necesarias para obtener una tasa de eliminación eficiente.

Observemos de cerca la superficie del sustrato a una velocidad de 500m/min. La capa límite de aire crece en grosor de manera exponencial con la velocidad del sustrato. Incluso las partículas que están ligeramente por encima de la superficie del sustrato y, por lo tanto, no están en contacto con ella, quedan atrapadas en esta capa límite y se transportan a través del proceso de producción hasta que ocurre un contacto mecánico y la partícula se arranca de la capa límite para terminar abruptamente su viaje. Este contacto puede ser un rodillo guía, un filtro, un rodillo de impresión o una plancha. O también puede permanecer en el producto final. El tamaño de estas partículas es de suma importancia debido al hecho de que las partículas mayores de 30 micras son las que crean la mayoría de los problemas y además son visibles a simple vista, lo que es un factor importante que afecta la calidad del producto final.

Para eliminar estas partículas de la superficie del sustrato, la capa límite debe romperse y las cargas electrostáticas deben neutralizarse antes del proceso de limpieza. Hoy en día existen varias tecnologías disponibles para lograr este objetivo. En todas ellas es necesario eliminar la partícula utilizando un sistema de vacío y filtro. Una cuchilla de aire puede hacer su trabajo para romper la capa límite, pero también distribuye las partículas en el entorno cercano, donde son capturadas nuevamente 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 ineficientes tan pronto como se alcanzan velocidades de sustrato más altas. Esta pequeña fuerza de vacío no puede romper la capa límite. Sólo una boquilla aerodinámica, que se monta cerca de un rodillo de apoyo a la superficie del sustrato, puede generar un flujo de aire de alta velocidad lo suficientemente fuerte como para romper eficientemente la capa límite incluso a velocidades más altas del sustrato. Al mismo tiempo, se debe garantizar que este flujo de aire tenga suficiente volumen para eliminar todas las partículas, incluido el volumen de aire que llega con el sustrato debido a la capa límite.

En muchos casos, la carga electrostática en el sustrato es un factor indeseado que aumenta la contaminación y las dificultades adicionales para la eliminación de polvo. Es bien sabido que los materiales aislantes como el papel, el film o los complejos generan cargas estáticas por fricción. Estas cargas aseguran que las partículas que ya están en la superficie del sustrato se adhieran aún mejor a ella y que se recojan partículas adicionales del entorno cercano.

Cuanto más pequeña sea la distancia entre la partícula y la superficie del sustrato, mayor será la fuerza del campo electrostático que la mantendrá adherida. Por esta razón, se debe instalar un sistema de control estático antes del proceso de limpieza para garantizar una superficie de sustrato neutralizada y, por lo tanto, una eliminación eficiente de todas las partículas.

El objetivo final del procedimiento de limpieza es eliminar todas las partículas antes del proceso de producción sensible a la contaminación. Los requisitos pueden varias entre tamaños de partícula mayores de 50 micras para aplicaciones de impresión y envasado, hasta tamaños de partícula inferiores a 2 micras para aplicaciones de films, laminados o sala limpia. Desafortunadamente, no es económico desarrollar un sistema que cumpla con todos los requisitos. Una impresora 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 costo/necesidad de esta tecnología sofisticada.

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 debe eliminarse?

- ¿Qué tipo de carga límite existe durante el proceso?

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

- ¿Qué problema debe resolverse mediante la limpieza del 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 corto tiempo de amortización gracias a los ahorros alcanzados por su utilización en el proceso de producción y, al mismo tiempo, el sistema de limpieza es lo suficientemente eficiente como para resolver el problema.

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