Si la misma etiqueta agarra perfectamente en un bote de cristal y se levanta por los bordes en una barqueta de polipropileno, el problema no está en el adhesivo: está en la energía superficial del envase. El polipropileno y el polietileno sin tratar se encuentran en la franja baja de la escala, y un adhesivo convencional no consigue mojar bien esas superficies.
Thank you for reading this post, don't forget to subscribe!Es uno de los conceptos que más fallos explica en etiquetado industrial y uno de los que menos se nombran en una conversación de compras, porque no aparece en el presupuesto. Aparece en la línea, tres semanas después.
Qué es la energía superficial
La energía superficial libre mide la capacidad que tiene una superficie de ser mojada por un líquido. Se expresa en dinas por centímetro (dyn/cm), que es equivalente a milinewton por metro (mN/m).
Para que un adhesivo funcione tiene que mojar el sustrato, es decir, extenderse y entrar en contacto íntimo con él rellenando sus microrrugosidades. Si la energía superficial del envase es inferior a la tensión superficial del adhesivo, el adhesivo no se extiende: se queda replegado sobre sí mismo, como una gota de agua sobre una sartén antiadherente. Y una etiqueta que no moja no agarra, aunque parezca que lo hace en el primer minuto.
La escala, de menos a más receptivo
Estos son valores de tensión superficial crítica medidos por el método Zisman, la referencia con base metodológica explícita. La unidad es intercambiable: 1 dina/cm = 1 mN/m = 1 mJ/m².
| Sustrato | Tensión superficial crítica (dyn/cm) | Comportamiento |
|---|---|---|
| PTFE (teflón) | 19,4 | Prácticamente no adherible |
| Polipropileno (PP) | 30,5 | Problemático sin tratar |
| Polietileno (PE) | 31,6 | Problemático sin tratar |
| Poliestireno (PS) | 34,0 | Límite |
| PVC | 37,9 | Aceptable |
| PET | 39,0 | Aceptable |
| Nylon 6,6 | 42,2 | Bueno |
| Policarbonato | 44,0 | Bueno |
| Vidrio | Cientos de dinas | Excelente |
| Metales (aluminio, acero, cobre) | Entre 700 y 1.100 | Excelente |
Un aviso honesto sobre estas cifras: las fuentes del sector no coinciden del todo entre sí. Para el PET se publican valores de 39, 41 y 43 dinas/cm según la fuente; para el polietileno, de 31 a 35. No conviene promediarlas ni tratarlas como un dato cerrado, porque el valor real de tu envase depende del aditivo, del agente de deslizamiento, del tratamiento recibido y del tiempo que lleve almacenado. Son órdenes de magnitud para orientar la decisión, no un certificado.
Tampoco se publican valores separados para HDPE y LDPE: las fichas del sector dan el polietileno como un único valor.
¿Cuál es el mínimo para que un adhesivo moje?
No existe un valor normativo. Conviene decirlo claro, porque circulan cifras presentadas como si fueran norma y no lo son. Lo que sí hay son umbrales publicados por fabricantes, y coinciden bastante:
- 3M considera baja energía superficial todo lo que está por debajo de 36 dinas/cm, y describe esos materiales como muy difíciles de unir.
- Boyd sitúa la frontera en 37 dinas/cm.
- UPM Raflatac, en el ámbito específico de etiquetas, la pone en 40 dinas/cm.
- Los propios adhesivos acrílicos tienen una energía superficial de 36 a 39 dinas/cm, según Avery Dennison, y un adhesivo no puede mojar bien un sustrato cuya energía sea inferior a la suya.
La regla práctica más útil es comparativa: el sustrato debe estar entre 7 y 10 dinas/cm por encima de la tensión superficial del líquido que tiene que mojarlo. Y en converting se trabaja con un objetivo de planta de 42 dinas/cm para aplicación de adhesivo.
Resumiendo en una frase operativa: por debajo de 36 dinas/cm estás en terreno problemático, y por encima de 40 trabajas cómodo. En la franja intermedia, el material y el adhesivo dejan de ser una elección y pasan a ser una especificación.
Por eso existe el tratamiento corona
El tratamiento corona, o el de plasma, somete la superficie del plástico a una descarga eléctrica que la oxida y eleva su energía superficial hasta un rango utilizable. Es lo que permite imprimir y etiquetar sobre PE y PP.
Los números: el PP y el PE sin tratar se mueven en 30 a 32 dinas/cm, y tras el tratamiento por corona o por llama suben por encima de 42 dinas/cm. Eso es lo que convierte un material inadherible en uno imprimible y etiquetable.
El tratamiento se pierde, y no por donde se cree
Aquí está el dato que casi nadie tiene en cuenta y que explica muchísimos fallos aparentemente inexplicables.
Se asume que el tratamiento corona se degrada con el tiempo, y es verdad, pero ese no es el mecanismo dominante. El mecanismo dominante es la pérdida por contacto: cuando el film tratado se bobina, la cara tratada entra en contacto con la cara opuesta del propio rollo y pierde tratamiento de golpe.
Las mediciones de Enercon sobre film de polietileno lo cuantifican: un film tratado a 56 dinas/cm pierde hasta 17 dinas en el primer contacto, y cae a 39 dinas contra polietileno. Según la combinación de superficies, el valor resultante va de 39 a 49 dinas/cm. Y lo más relevante: el 90 % de la pérdida total se produce en ese primer contacto, no repartida a lo largo del almacenamiento.
Hay un caso documentado por la revista del sector que lo ilustra bien: un film extruido medía 32 dinas sin tratar, salió de la línea de corona a 46 dinas, y llegó al converting entre 34 y 38 dinas según el lote. Es decir, perdió entre 8 y 12 dinas por el camino sin que nadie tocara nada.
El decaimiento en el tiempo existe además de eso, es no lineal y varía según el film. Unas fuentes lo cuentan en semanas, otras en meses. La causa química está identificada: los aditivos de deslizamiento y los coadyuvantes de proceso migran a la superficie y enmascaran los grupos polares que generó el tratamiento.
Dos consecuencias prácticas:
- No existe una tasa fiable del tipo «X dinas por mes». Ninguna fuente técnica la publica, y quien la dé está improvisando. Por eso se mide, no se calcula.
- El tratamiento lo aplica el fabricante del envase, no el de la etiqueta. Si tu barqueta llega sin tratar o con tratamiento degradado por almacenamiento, ningún proveedor de etiquetas puede compensarlo del todo desde su lado.
Cómo se mide en planta, sin laboratorio
El método tiene norma propia: ASTM D2578, «Standard Test Method for Wetting Tension of Polyethylene and Polypropylene Films», declarada equivalente a la ISO 8296. Mide la tensión de mojado aplicando gotas de mezclas calibradas de formamida y 2-etoxietanol.
En planta se usa en formato de plumas o soluciones de dinas: se traza una franja sobre la superficie y se observa. Si la franja se mantiene continua durante unos segundos, la energía superficial es igual o superior al valor de esa tinta. Si se rompe en gotas, es inferior. Es una comprobación de treinta segundos que resuelve discusiones de semanas entre el envasador y el proveedor de etiquetas.
Tres matices de la propia norma que conviene conocer:
- Se desarrolló para poliolefinas. Usarla sobre otros polímeros puede alterar el resultado, y es el usuario quien debe establecer si le aplica.
- Da un umbral de referencia de 35 dinas/cm como indicativo de tratamiento aceptable, pero solo para film tubular de polietileno tipo 1 destinado a flexografía comercial. La norma declara expresamente que no fija un nivel aceptable para el polipropileno.
- La propia norma advierte de que la tensión de mojado por sí sola no es una medida completa de la adhesión: la correlación entre dinas y comportamiento real hay que establecerla por experiencia con cada combinación.
Esa última advertencia es la más importante de todas. Las dinas te dicen si el adhesivo puede mojar; no te dicen si la etiqueta va a aguantar seis meses en tu cámara. Para eso hay que probar.
Cómo se corrige cuando el envase es el que es
Cuando no puedes cambiar el envase ni su tratamiento, estas son las palancas reales, en orden de eficacia:
- Adhesivo formulado para baja energía superficial. Existen formulaciones específicas con mayor capacidad de mojado. Es la primera vía y la que resuelve la mayoría de los casos.
- Mayor gramaje de adhesivo. Más masa adhesiva compensa parcialmente una superficie poco receptiva.
- Material conformable. En envases flexibles o de diámetro pequeño, un film que se adapta sin generar tensión de retorno reduce la fuerza que tira de la etiqueta hacia fuera.
- Presión y tiempo de aplicación. Aumentar la presión del rodillo aplicador y dar margen antes de manipular o enfriar el producto mejora el contacto inicial.
Sobre el tiempo, un dato de referencia útil: el método de ensayo del sector para adhesión por pelado, FINAT FTM 1, mide a los 20 minutos de contacto y de nuevo a las 24 horas. Esas 24 horas son la cifra que las fichas técnicas manejan como adhesión final, y en ambientes secos hay fabricantes que recomiendan contar 48 horas antes de someter la etiqueta a esfuerzo. Si tu proceso aplica la etiqueta y mete el producto en cámara a los diez minutos, estás midiendo tack inicial, no adhesión final.
El diagnóstico rápido
- Pega en vidrio, falla en plástico: energía superficial. Mide con tintas de dinas.
- Falla solo en algunos lotes del mismo envase: tratamiento corona irregular o degradado por tiempo de almacén.
- Se levanta por los bordes en envase curvo: energía superficial combinada con memoria del material; cambia a film conformable.
- Agarra bien y se suelta semanas después desde el centro: no es energía superficial, es migración desde el producto o el envase.
Qué pedirle a tu proveedor de envases
Dos datos, y con eso tu proveedor de etiquetas ya puede especificar sin adivinar:
- El material exacto del envase, no solo «plástico»: PP, PE, PET, PS.
- Si lleva tratamiento superficial y, si lo lleva, a qué valor de dinas se trató.
Fuentes
- Diversified Enterprises — Critical surface tension and contact angle data for polymers (método Zisman).
- ASTM D2578-23 — Standard Test Method for Wetting Tension of Polyethylene and Polypropylene Films, equivalente a ISO 8296.
- Enercon — The effects of time and contact on corona treated surfaces.
- Paper, Film & Foil Converter — Dyne decay.
- PolyTech Consultants — Corona discharge treatment.
- 3M — Categorizing surface energy.
- Guía de energía superficial para etiquetas, con datos atribuidos a UPM Raflatac.
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