1. Energía superficial, tensión superficial y tensión de humectación

Los tres términos están relacionados, pero no son idénticos. La energía superficial describe las propiedades energéticas de la superficie de un sólido; la tensión superficial caracteriza un líquido; y la tensión de humectación es el resultado práctico obtenido cuando una solución de ensayo interactúa con una superficie bajo condiciones definidas.

Los marcadores de dinas permiten estimar la tensión de humectación mediante líquidos de valor conocido. Los resultados se expresan en dinas/cm, numéricamente equivalentes a mN/m. En la práctica industrial, un valor adecuado puede favorecer la extensión de tintas, adhesivos y recubrimientos, pero aprobar una prueba de dinas no garantiza, por sí solo, una adhesión satisfactoria. La formulación del líquido, la limpieza, el secado y las condiciones del proceso también influyen.

¿Por qué las poliolefinas requieren atención especial?

El polietileno (PE) y el polipropileno (PP) suelen tener valores relativamente bajos en estado no tratado. Por eso es frecuente aplicar tratamientos corona, plasma o llama antes de imprimir, laminar o recubrir. El objetivo del tratamiento debe fijarse según el material, la tinta o adhesivo, el equipo y una validación de producción; no existe un valor universal que funcione para todas las combinaciones.

2. Fundamento científico: cómo se produce la humectación

Al depositar un líquido sobre un sólido, intervienen las interacciones entre el sólido, el líquido y el ambiente. La ecuación de Young relaciona las tensiones interfaciales y el ángulo de contacto en condiciones ideales de equilibrio:

γ_SV = γ_SL + γ_LV cos θ

• γ_SV: energía interfacial sólido-vapor.
• γ_SL: energía interfacial sólido-líquido.
• γ_LV: tensión superficial líquido-vapor.
• θ: ángulo de contacto.

Como principio general, una gota que se extiende mejor presenta un ángulo de contacto menor. Sin embargo, las superficies industriales pueden ser heterogéneas, rugosas o estar contaminadas. Por eso el ensayo con dinas ofrece un indicador práctico, no una caracterización completa de todos los mecanismos de adhesión.

3. Clasificación orientativa de materiales

Las siguientes categorías ayudan a entender tendencias, no sustituyen la medición de cada lote ni la especificación del cliente.

Incluso dentro de una misma familia de materiales, la migración de aditivos, el envejecimiento y la historia de procesamiento pueden producir diferencias importantes.

4. Normas internacionales: ASTM D2578 e ISO 8296

ASTM D2578 establece un método para determinar la tensión de humectación de películas de polietileno y polipropileno utilizando soluciones de ensayo específicas. ISO 8296 aborda la determinación de la tensión de humectación de películas y láminas plásticas mediante soluciones específicas. Ambas señalan que el valor medido debe correlacionarse empíricamente con el desempeño de tintas, recubrimientos o adhesivos; no es una prueba completa de adhesión.

La ejecución y cualquier declaración de conformidad deben seguir el texto vigente de la norma aplicable, el procedimiento interno y las instrucciones del fabricante de los reactivos y del instrumento. Un marcador comercial no implica automáticamente que cualquier forma de uso reproduzca íntegramente un método normalizado.

Referencias: ASTM D2578-23 y ISO 8296:2003 (edición confirmada en 2023).

5. Cómo utilizar correctamente los marcadores de dinas

Antes del ensayo: seguridad y condiciones

• Consulta la ficha de datos de seguridad (SDS) de la solución utilizada y utiliza el equipo de protección recomendado.
• Trabaja en una zona ventilada, alejada de fuentes de ignición cuando el producto así lo requiera.
• Evita tocar con los dedos el área de ensayo y manipula el sustrato por los bordes siempre que sea posible.
• Registra temperatura, humedad, identificación del material, tratamiento previo y hora de la prueba cuando estos factores sean importantes para el proceso.
• Utiliza un procedimiento de limpieza validado para tu sustrato; no apliques automáticamente un solvente que pueda modificarlo.

Paso 1. Preparar la superficie

Selecciona una zona representativa, limpia y sin daños. Si tu método incluye limpieza previa, realiza el procedimiento aprobado y permite que la superficie se estabilice. Para el control de material tal como se recibe, define expresamente si la prueba se ejecuta sin limpieza: hacerlo de otro modo puede ocultar una contaminación real del lote.

Paso 2. Elegir el primer nivel

Comienza con el valor fijado por tu especificación. Si todavía no conoces el rango, elige un marcador próximo al objetivo de proceso esperado y ajusta hacia arriba o abajo conforme a los resultados. Tener disponibles varios niveles permite encontrar un intervalo de humectación más informativo que una prueba de un único valor.

Paso 3. Aplicar la solución

Sigue exactamente las instrucciones del fabricante para preparar o activar la punta del marcador. Aplica un trazo uniforme, evitando volver a pasar la punta sobre una zona ya ensayada o contaminada. Observa inmediatamente el comportamiento del líquido, durante el tiempo de evaluación prescrito por el método y el producto utilizados.

Paso 4. Interpretar

Cuando el trazo permanece como película continua durante el tiempo especificado, el nivel ensayado suele considerarse aceptado. Si el líquido se retrae, forma gotas o se interrumpe antes de ese tiempo, se considera rechazado para ese nivel. El tiempo exacto y los criterios visuales deben corresponder al método aplicable: no es correcto suponer que todos los marcadores y normas usan idéntico criterio.

Paso 5. Encontrar el intervalo de humectación

Si el nivel seleccionado resulta aceptado, prueba un valor mayor en una zona fresca. Si resulta rechazado, prueba un valor menor, también en una zona fresca. Registra el mayor nivel aceptado y, si corresponde, el primer nivel rechazado. El resultado es una estimación por intervalos de la tensión de humectación, no una medición absoluta de todas las componentes de energía superficial del sólido.

Paso 6. Confirmar y registrar

Repite el ensayo en posiciones representativas del ancho de la película o de la pieza; documenta variabilidad entre bordes y centro cuando resulte relevante. Registra producto, lote, operador, fecha, nivel del marcador, resultado, condiciones y cualquier anomalía observada.

6. Niveles de dinas: cómo establecer un objetivo útil

Los valores publicados como referencia para impresión flexográfica, laminación o recubrimientos son puntos de partida, no especificaciones universales. La norma ASTM advierte que la aceptabilidad de la tensión de humectación debe relacionarse con la retención real de una formulación sobre un material y un proceso específicos. La estrategia más confiable es definir el objetivo a partir de pruebas de producción y desempeño.

7. Tratamientos superficiales más habituales

Tratamiento corona

La descarga eléctrica modifica la capa superficial de diversos polímeros y puede aumentar su humectabilidad. Es habitual en líneas de extrusión, impresión y conversión de películas. Su eficacia depende, entre otros factores, de potencia, velocidad, formulación y geometría del sistema.

Tratamiento por plasma

El plasma modifica la superficie mediante especies reactivas generadas en un gas ionizado. Resulta útil en aplicaciones que requieren control localizado o en geometrías y materiales particulares. La elección entre plasma y corona depende del proceso industrial y del nivel de modificación necesario.

Tratamiento por llama

Utiliza una llama controlada para modificar la superficie, especialmente en ciertas piezas tridimensionales. Requiere controles operativos y de seguridad adecuados.

Pérdida del tratamiento con el tiempo

La humectabilidad puede disminuir durante el almacenamiento por reorientación molecular, migración de aditivos o contaminación. Establece cuánto tiempo puede transcurrir entre el tratamiento y la operación siguiente; cuando ese plazo se supera, verifica nuevamente el material antes de imprimir, laminar o recubrir.

8. Conservación, contaminación y vida útil de los marcadores

Las soluciones de ensayo son sensibles a cambios de composición y contaminación. Mantén los marcadores bien cerrados y respeta las condiciones de almacenamiento del fabricante. Evita el contacto prolongado de la punta con superficies contaminadas; nunca devuelvas solución usada al depósito original.

La vida útil no es idéntica para todas las marcas y formulaciones. Para ACCU DYNE TEST™, la guía original de Kolorguide indica una vida útil publicada de seis meses; confirma siempre la fecha y condiciones aplicables con el fabricante y el lote correspondiente. No extrapoles este plazo automáticamente a otros productos.

Investiga los resultados si observas cambios anormales de flujo, residuos en la punta, variaciones inesperadas o lecturas que no concuerdan con un material de referencia. Sustituye el marcador cuando haya vencido su plazo aplicable o existan indicios de deterioro.

9. Diagnóstico de resultados inesperados

10. De la prueba de dinas al desempeño real

La prueba de dinas evalúa una condición superficial útil, pero no reproduce por sí sola la formulación, el espesor aplicado, la velocidad de línea, el curado ni las tensiones que experimentará el producto terminado. Un sistema completo de control de calidad debe combinar medición superficial con pruebas de aplicación y validación.

K Hand Coater: aplicación repetible

Un aplicador manual de película puede ayudar a comparar tintas o recubrimientos bajo condiciones controladas. Mantener constantes el espesor nominal, el sustrato y las condiciones de aplicación mejora la comparación entre formulaciones o lotes.

Cartas Leneta: evaluación visual

Las cartas de ensayo permiten comparar cobertura, opacidad, color, brillo, nivelación y defectos bajo condiciones más consistentes. Constituyen una herramienta complementaria para estudiar una formulación, pero no sustituyen el ensayo sobre el sustrato real de producción.

Ángulo de contacto y tensiometría: caracterización avanzada

Cuando se requiere estudiar con mayor detalle el comportamiento interfacial, pueden utilizarse goniómetros para caracterizar ángulos de contacto y tensiómetros para evaluar propiedades del líquido. Ningún instrumento garantiza por sí solo la conformidad integral de un proceso: los requisitos dependen del estándar concreto y de una validación documentada.

Flujo recomendado: caracterizar el sustrato → aplicar la solución o formulación bajo condiciones controladas → observar el resultado → confirmar adhesión y desempeño en el proceso real.

11. Buenas prácticas de control de calidad

1. Define el objetivo de aceptación con pruebas de producción representativas.
2. Documenta la versión del procedimiento, método y criterios de lectura.
3. Controla almacenamiento, identificación del lote y vigencia de las soluciones.
4. Forma a los operadores y compara periódicamente criterios de interpretación.
5. Mide después del tratamiento y de nuevo antes de imprimir si el almacenamiento puede alterar la superficie.
6. Incluye ensayos de adhesión y de aplicación cuando sean necesarios.
7. Investiga tendencias y variabilidad en vez de registrar solamente «aprobado/rechazado».

12. Preguntas frecuentes

¿Qué mide exactamente un marcador de dinas?

Estima la tensión de humectación de la superficie mediante el comportamiento de una solución de ensayo de tensión conocida. No determina por sí solo todas las componentes de energía superficial del sólido.

¿Qué nivel necesito para imprimir polietileno?

Depende de la película, su procesamiento y el sistema de tinta. Usa recomendaciones de material y proveedor como referencia inicial, y fija el criterio con pruebas reales de impresión y adhesión.

¿Una lectura alta garantiza buena adhesión?

No. Favorecer la humectación no equivale a demostrar una unión duradera. Comprueba la adhesión mediante el ensayo adecuado para tu proceso.

¿Qué hago si una bobina pierde nivel con el almacenamiento?

Registra las condiciones y el tiempo desde el tratamiento. Mide de nuevo antes de la operación siguiente y evalúa el retratamiento solo cuando sea compatible con el material y el proceso.

¿Puedo usar marcadores sobre cualquier material?

El método funciona principalmente en superficies no porosas compatibles con las soluciones. Algunos sustratos porosos, recubrimientos reactivos o materiales especiales pueden requerir técnicas alternativas. Comprueba el campo de aplicación del método y la compatibilidad química.

¿ASTM D2578 e ISO 8296 son ensayos de adhesión?

No. Son métodos de tensión de humectación. Su valor predictivo para la adhesión depende de la correlación demostrada en cada aplicación.

¿Por qué varían los resultados entre dos operadores?

Influyen la preparación de muestra, la selección de zonas, la activación del marcador, el tiempo de observación y el juicio visual. Un procedimiento común y entrenamiento práctico reducen esas diferencias.

13. Conclusión: medir para prevenir, validar para asegurar

Los marcadores de dinas ayudan a detectar oportunamente variaciones del tratamiento superficial, comparar lotes y establecer controles previos a impresión o laminación. Su utilidad aumenta cuando se combinan con instrucciones claras, registros consistentes y pruebas de desempeño real. El valor de dinas es una herramienta de diagnóstico y control; no debe interpretarse como una garantía aislada de adhesión.

Consulta adicional: encuentra la versión rápida para imprimir, materiales en inglés y español y acceso a los recursos técnicos de Kolorguide.

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