Cintas doble faz:

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Cintas doble faz:
alternativa eficiente y estética para la unión de
la madera
* Sandra Patricia Lora Poveda
Ingeniera Líder de Aplicaciones para la División de Cintas y Adhesivos Industriales de 3M Colombia
Foto: s-media-cache-ak0.pinimg.com
Los adhesivos sensibles a la presión son una alternativa para hacerle frente a los nuevos retos
de diseño en el ensamble de muebles y estructuras de madera. Existen cintas capaces de resistir
grandes cargas, ideales para trabajos de carpintería, fabricación de cocinas y otras estructuras, e
incluso, para el enchape de sustratos de madera con formica o chapilla.
A
l igual que la gran mayoría de los negocios industriales, la fabricación de muebles y productos de madera
enfrenta el desafío de crear productos innovadores, para
un mercado cada vez más especializado, que incluye nuevos canales de venta, más competidores y altos estándares
de diseño.
Para cumplir estas exigencias, la industria mundial del mobiliario está empleando nuevos insumos para el mejoramiento
de sus procesos. Entre ellos, se destaca el uso de las cintas
doble faz para el ensamble de las piezas y componentes de
madera, las cuales se han convertido en una alternativa viable a los tradicionales métodos de unión mecánica y a los
pegantes.
Aunque las cintas doble cara son relativamente novedosas en el sector del mueble y la madera, desde hace varias
décadas son utilizadas con éxito en otras industrias, para
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el ensamble de una gran variedad de
productos como los electrodomésticos, los muebles metálicos y las fachadas arquitectónicas; también se
emplea para adherir los paneles laterales en buses e, incluso, sostener el
fuselaje de un avión.
Este insumo es una propuesta para
lograr ensambles sencillos de aplicar, amigables con el medioambiente
y con la salud de los trabajadores y,
por su alta capacidad de humectación sobre los sustratos de distintas
calidades, con alto poder de unión.
En el segmento del mueble y la madera los sistemas de ensamble son
muy importantes y, por ello, son una
prioridad en la agenda de los equipos
de investigación, desarrollo y diseño
al interior de las empresas. Con la
incorporación de nuevos sistemas
como las cintas doble faz, los desarrolladores de productos transforman, proponen y construyen mobiliario con diversos valores estéticos y
de desempeño; muebles que buscan
cumplir con las expectativas de estilo, uso y ergonomía de los clientes.
Conociendo las cintas
El universo de cintas doble faz es
amplio, con una oferta de variados
espesores, diferentes estructuras y
formulaciones de adhesivo. En general, la mayoría de las cintas doble
cara tienen una construcción similar,
basada en un soporte o respaldo que
puede ser de papel, algún tipo de polímero o incluso tela, sobre el cual se
aplica adhesivo a ambos lados y que
se protege con un liner de plástico, el
Foto: www.purinaone.com
Técnicamente, las cintas doble faz de
uso industrial se conocen como adhesivos sensibles a la presión, ya que
no necesitan de un tiempo de curado
o secado, y porque su activación se
genera mediante la presión de la misma sobre la superficie a unir.
Las cintas doble faz permiten la unión de la madera con
diferentes materiales como la tela, el vidrio y el plástico.
cual se retira al momento de instalar
la cinta sobre el sustrato a unir. Algunas cintas especiales para el enchape de tableros y paneles de madera,
incluso no tienen soporte pues la
unión debe ser a tope.
Cada fabricante construye su cinta con distintas formulaciones, de
acuerdo a las diferentes escalas de
desempeño y a las necesidades de adhesión, la carga a soportar, la energía
superficial (1) de los materiales, la flexibilidad o la rigidez de estos y a las
dimensiones o áreas de contacto de
tengan las piezas a unir. Con estos requerimientos claros, el usuario puede elegir con mayor precisión la cinta
adecuada para cada aplicación.
Por ejemplo, al conocer la carga dinámica o estática que debe resistir la
unión y el área con que se cuenta, es
posible determinar la cantidad de cinta a instalar y el tipo de respaldo que
debe tener la cinta para resistir dicho
esfuerzo. Igualmente, cuando se conocen muy bien las características y
las propiedades de los sustratos a unir
se puede seleccionar el tipo de adhesivo, para obtener una excelente humectación del este sobre la superficie
del material y, por último, al considerar los factores dimensionales y la
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rigidez se puede determinar el espesor de la cinta requerida, con el fin
que esta se adapte a los movimientos
(comportamiento) de los materiales
en las condiciones ambientales y las
tolerancias de paralelismo o planicidad que estos tengan.
La industria cuenta con tres tipos
de cintas, las cuales se pueden emplear para diferentes aplicaciones en
el sector del mueble y la madera, a
continuación se describen:
• Cintas doble faz delgadas: son llamadas delgadas porque su espesor
en promedio no supera los 0,4 mm.
En su construcción se emplean
respaldos de papel, tela y diferentes tipos de plásticos, como el polipropileno (PP) y el tereftalato de
polietileno (PET). Por su parte, los
adhesivos son principalmente de
tipo caucho, que resisten cargas
menores, y de acrílico para trabajos exigentes. Por último, las cintas
pueden incluir distintas calidades
de liners protectores, con el objetivo de facilitar la instalación, la manipulación y la remoción.
Esta categoría de cintas doble faz
resulta ideal para la unión de materiales flexibles y delgados como
papeles y telas, y ligeros como poliestireno expandido, espumas de
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las diferencias dimensionales y las
exigencias de conformabilidad y viscoelasticidad de los materiales.
Foto: Cortesía: 3M Colombia
Gracias a lo anterior, este tipo de
cintas resultan excelentes para realizar uniones entre materiales rígidos, pesados y de grandes dimensiones, sin sacrificar el buen estado
y la apariencia de los mismos. Actualmente, es empleada como sistema de unión entre vidrios, granitos, cerámicas y paneles de madera
en la fabricación de cocinas, unión
de láminas metálicas y de madera
en el mobiliario de oficina y para la
unión de empalmes de láminas metálicas dobladas.
poliuretano expandido y cauchos
esponjosos a otros sustratos como
la madera o el aglomerado. A diferencia de los adhesivos viscosos, el
respaldo de las cintas delgadas, el
cual queda en la mitad de los dos
superficies a unir, puede variar la
flexibilidad a dichos materiales, lo
que puede resultar beneficioso o
perjudicial según del uso final, por
ello antes de emplearlas conviene
solicitar asesoría a los proveedores
o directamente al fabricante.
La resistencia térmica máxima de
este tipo de cintas oscila entre 80°C
y 170°C, según el respaldo que tenga; su resistencia química es buena
para el caso de los adhesivos tipo
caucho y excelente para los acrílicos.
Igualmente, frente a la exposición
de rayos UV las de adhesivo acrílico
ofrecen un mejor comportamiento
y apariencia con el paso del tiempo.
• Cintas doble faz gruesas: La oferta
de este tipo de cintas es muy amplia, con diversas opciones de espesores, diferentes tipos de soporte y
formulaciones de adhesivo. Para
las necesidades del sector maderero las alternativas dependen de las
cargas que la unión necesite soportar. En todo caso, los respaldos de
espuma de polietileno (PE) y etilvinilacetato (más conocido como
EVA) se emplean para resistir cargas ligeras; las espumas de poliuretano (PU) se usan para los retos
mayores; y, por último, el respaldo
de espuma acrílica es una excelente
solución para ensambles que impliquen alta carga y exigencia.
Los fabricantes de estas cintas ofrecen espesores de hasta 2 o 3 mm,
aproximadamente, en los anchos
comercialmente empleados en la
industria ( ¼ ”, ½ ”, ¾ ”, 1 ”) y en distintas densidades, con el fin de solucionar ensambles en donde no haya
total planicidad de los materiales a
unir y/o donde la dilatación térmica
lineal de los mismos puedan llegar
a ser diferentes significativamente,
lo que exige seleccionar cintas con
espesores más grandes para cubrir
La espuma (soporte) de la cinta doble cara gruesa puede tener una configuración interna de celda cerrada o
abierta. La espuma de celda abierta
tiene una microestructura reticulada
interior que permite el paso de la humedad, por lo que su capacidad para
trabajar en uniones expuestas a la
intemperie no es satisfactoria, lo que
la hace vulnerable al hinchamiento y
a la degradación temprana.
Por su parte, la microestructura de
espuma acrílica de celda cerrada
es compacta y sellada, por lo que
se puede emplear para la unión de
muebles exteriores o que incluso
corran el riesgo de inmersión en el
agua.
Fotos: www.arttec.net
Aplicación de una cinta doble faz
delgada para adherir espuma en un
marco de ventana, como solución para el
aislamiento térmico.
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Foto: Cortesía 3M
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Aplicación de una cinta doble faz en la unión
de diferentes materiales: madera, acrílico y
aluminio, sobre una placa de vidrio.
A diferencia de las cintas doble faz delgadas, las mayoría
de las citas gruesas tienen capas de adhesivo acrílico, y,
aunque se caracterizan por tener una sensación de pegue inicial más bajo, su nivel de humectación (penetración del adhesivo en el sustrato) mejora con el paso de
las horas, lo que aumenta y supera la calidad adhesiva de
los adhesivos tipo caucho.
Por esta razón, la categoría más empleada para el sector
maderero es la cinta espumada doble faz acrílica, ya que
cuenta con una espuma de celda cerrada que garantiza
que frente a la exposición de humedad o inmersión no va
a presentar daños, hinchamiento o cambios dimensionales, y que por lo tanto ofrece uniones selladas. A su vez,
ofrece una alta resistencia a los rayos UV, lo que le permite trabajar en aplicaciones en interiores y exteriores sin
perder sus propiedades originales.
Para garantizar esto, compañías como 3M han realizado
estudios de envejecimiento acelerado de sus cintas, que
simulan más de 30 años de servicio. Además, pruebas
de confirmación de integridad estructural, de uniones
realizadas después de 20 años de vida de servicio, que
demuestran la conservación de la cinta después de varias
décadas de ser utilizada. Incluso, químicamente sus virtudes son apreciables, ya que es resistente a todos los factores ambientales tal como lo confirman los estudios de
los fabricantes, realizados para medir el comportamiento
de sus cintas en pruebas de inmersión en soluciones salinas donde se refleja la estabilidad de esta tecnología 2.
En cuanto a la resistencia térmica, estas cintas logran soportar, en períodos largos de exposición, un promedio de
150°C; y, en periodos cortos, un rango de hasta 220°C,
aproximadamente.
Frente a sujeciones expuestas a constante vibración, impacto y ruido, las cintas doble faz de espuma acrílica se
incorporan como una solución que alivia la transmisión
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de este tipo de factores, ya que su
composición viscoelástica absorbe
la energía y los esfuerzos a los que
se exponen los componentes del
mueble, disipando los fenómenos
de ruido.
• Cintas de laminación o de transferencia de adhesivo: Esta es una de
las opciones más novedosas en el
portafolio de los adhesivos sensibles a la presión para la unión de
superficies de madera con otros
sustratos, pues permiten unir áreas
grandes de materiales flexibles sin
necesidad de consumir fuentes
energéticas, ni generar atmósferas
contaminadas con sólidos peligrosos en suspensión (compuestos orgánicos volátiles) que afectan la salud del personal operativo, y/o que
contaminan o dañan las paredes, pisos y demás superficies que puedan
estar cercanas al área de trabajo.
La principal diferencia entre las
cintas de transferencia, frente a las
delgadas y las gruesas, es que no
cuenta con respaldo; es decir, su
cuerpo es ciento por ciento adhesivo, lo que permite hacer uniones
de mínima tolerancia y empalmes
a ras, sin modificar la flexibilidad
de los materiales. Adicionalmente,
al tener esta construcción, resulta
ideal para procesos de conversión
tecnológica, como por ejemplo
para el enchapado de distintas calidades de madera con formicas,
chapillas o melaninas.
Dicha diferencia también trae ventajas térmicas; ya que, al no contar
con respaldo, hay opciones de cintas cuya resistencia térmica es de
hasta 210°C, para períodos largos,
lo que la hace ideal para aplicaciones de mobiliario expuesto a condiciones térmicas exigentes, tal y
como sucede en la fabricación de
cocinas y aislamientos térmicos.
Otra diferencia es la presentación,
ya que este producto viene en rollos de gran formato que superan
Foto: Cortesía 3M
En particular, se han desarrollado
cintas de laminación para ensamblar divisiones modulares de madera y aislamientos térmicos y acústicos de forma sencilla, mejorando la
apariencia de los tapizados y recubrimientos y garantizando, a su vez,
una excelente estabilidad y comportamiento a lo largo del tiempo.
Incluso, frente a materiales de baja
energía superficial 1 esta categoría
ofrece cintas de excelente sostenimiento y agarre.
anchos de un metro y con espesores entre 0.06 mm y 0.12 mm. Los
liners son especialmente diseñados
para permitir una fácil transferencia del adhesivo sobre los sustratos
y posteriormente una fácil remoción a la hora de pegar el segundo
material.
Modo de empleo
Para lograr uniones resistentes y duraderas es indispensable seguir las
recomendaciones que describen los
fabricantes de las cintas:
1. Es muy importante limpiar previamente la zona de unión de ambas
superficies, cuidando eliminar trazas de grasa, polvo o cualquier tipo
de contaminación del área en el
que se ubicará la cinta.
Para ello se recomienda limpiar con
un paño limpio seco para materiales porosos, humedecido con alcohol industrial para materiales lisos.
Se advierte no hacerlo con solventes agresivos o desengrasantes.
2. En uniones exigentes, se recomienda aplicar un preparador de superficies, el cual aumentará el área de
contacto de la cinta, garantizando
un mayor grado de humectación
del adhesivo y por lo tanto aumentando el desempeño de la cinta. El
preparador aumenta la cohesión
superficial y la penetración del adhesivo en los valles y crestas del
sustrato.
3. Después de la preparación de las
superficies se debe colocar la cinta
en una de ellas, ejerciendo presión
manual sobre el liner protector,
ayudando al asentamiento de esta
sobre la superficie. Para esto, se
recomienda el uso de herramientas
como el rodillo de caucho, la espátula plástica o la prensa neumática
para obtener una presión uniforme.
Cinta de laminación o transferencia,
ciento por ciento adhesivo.
4. Posteriormente, se debe retirar el
liner protector y posicionar la segunda pieza sobre la cara adhesiva
expuesta recientemente.
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gruesas, delgadas y de transferencia
de adhesivo sea satisfactorio:
Foto: davidbarronfurniture.blogspot.com
√√ Hay que contar con el área de contacto suficiente para que la unión
resista la carga. Por lo tanto las
uniones a tope no son una opción.
Las cintas doble faz son ideales en combinación con los
métodos tradicionales de unión.
5. Por último, hay que ejercer nuevamente presión sobre la segunda
pieza, justo en el área de unión
para garantizar la adhesión en esta
cara. (Para procesos de laminación,
se recomienda solicitar la asesoría
del fabricante, para hacer los ajustes respectivos).
√√ Al ser una tecnología de adhesivos
sensibles a la presión que no requieren tiempo de curado, con la
que se obtiene sujeciones de forma inmediata, las capacidades de
producción aumentan, por lo que
se generan ahorros en almacenamiento y se agilizan los tiempos de
entrega al cliente.
Qué se obtiene
√√ Esta cinta y su método de aplicación no exige el uso de elementos
de protección personal complejos
o sofisticados, por lo que no demanda adquisiciones de seguridad
costosas.
Debido a que el proceso de aplicación de las cintas es simple, sencillo
y rápido, no requiere de personal
con años de experiencia, infraestructura, ni herramientas sofisticadas.
Es un método de fácil aprendizaje e
incorporación en distintas líneas de
producción, lo que ofrece ventajas
como:
√√ Aumenta las opciones de diseños estéticos al lograr ensambles
discretos.
√√ En el momento de seleccionar la
cinta cómo sistema de unión, se
puede establecer con anterioridad
el consumo que se tendrá de ésta
en la producción para tener control
de los inventarios, costos y los posibles desperdicios.
√√ Las herramientas de aplicación son
sencillas y económicas. No requieren
mayor inversión en mantenimiento
ni consumo energético.
√√ Al ser un proceso sencillo, los ahorros se pueden ver reflejados en
optimización de la mano de obra.
√√ La cinta es un elemento de unión
liviano comparado con sistemas
tradicionales que contribuye al
aligeramiento del peso total del
mobiliario.
Finalmente, vale la pena mencionar
algunos de los requerimientos para
que un ensamble con cintas doble faz
√√ La limpieza de las superficies es
indispensable.
√√ Conocer la energía superficial de
los materiales a unir, ya que existen
sustratos como algunos polímeros
que requieren mayor preparación
por su baja capacidad para ser adheridos a otros como la madera.
√√ El espesor de la cinta debe ser suficiente para el grado de planicidad
o paralelismo que exista entre las
caras de los sustratos a unir cuando
se está trabajando con materiales
rígidos. En caso de tener una separación mayor a la mitad del espesor
total de la cinta esta cederá con el
tiempo y puede presentar fallas.
√√ No exponer la cinta a trabajos que
excedan su capacidad de resistencia térmica.
√√ Conviene implementar un proceso
de especificación completo y estandarizado, para no incurrir en errores de aplicación, ya que una vez
adherida la cinta la labor de remoción es compleja.
Ante los temores y paradigmas generados alrededor del factor económico,
hay que mencionar que los clientes
que actualmente han optado por implementar esta tecnología en algunos
de sus ensambles, no lo han hecho
únicamente por beneficios estéticos,
sino que, efectivamente, después de
estudios comparativos entre los sistemas tradicionales de ensamble y los
adhesivos sensibles a la presión, los
resultados han evidenciado ahorros
de dinero y de tiempo, tangibles, cuantificables y reconocibles a lo largo del
proceso, lo que genera un aumento en
la utilidad, no sólo por la disminución
en gastos, sino por la mayor capacidad
respuesta en tiempos de entrega.
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Foto: Cortesía 3M
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Adicionalmente, la constante investigación en tecnologías
de adhesivos contribuye al desarrollo de formulaciones
que no sólo han alcanzado un desempeño extraordinario,
sino que llegan a un precio atractivo y accesible para la
industria de manufactura en general.
Por último, es importante decir que el objetivo de este
tipo de alternativas de ensamble no es restarle campo a
los sistemas tradicionales de unión, sino por el contrario, ampliar las oportunidades de diseño para industria
del mueble en Colombia, con el fin de conseguir que sus
productos lleguen con la calidad y las cualidades estéticas
ideales, para posicionarse competitivamente en un mercado internacional de alta exigencia. Son herramientas
para hacer realidad el alto poder inventivo y de creación
de los profesionales encargados de desarrollar soluciones
de mobiliario y estructuras arquitectónicas y decoración
de madera.
Citas
1) La energía superficial se define como la suma de todas las fuerzas intermoleculares que se encuentran en la superficie de un material; es decir,
es el grado de atracción o repulsión que la superficie de un material
ejerce sobre otro.
2) Basado en 3M VHB Structural Glazing Tapes Documents. 3M™ VHB™
Structural Glazing Tapes for Specified Construction. www.3m.com/vhb/
structuralglazing
Autor
*
Sandra Patricia Lora Poveda. Diseñadora Industrial de la Universidad de
los Andes, con Especialización en Diseño y Desarrollo de Producto de
la Universidad Nacional de Colombia. Actualmente, Ingeniera Líder de
Aplicaciones para la División de Cintas y Adhesivos Industriales de 3M
Colombia. [email protected]
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