Fallos de decoloración

Es importante detectar fallos de decoloración en los materiales ya que, el color es un indicador de la calidad del mismo por ello es importante que no se produzcan estos fallos. Sin embargo, muy a menudo se presentan problemas de decoloración debido a factores ambientales o fallos en la producción, mostrando una sensación de fragilidad del producto. En el post de hoy, os mostramos por qué se dan estos procesos de decoloración y como solucionarlos. ¡No te lo pierdas!

La importancia del color

El color de un objeto se puede definir como la capacidad que tiene el mismo de absorber o reflejar luz de un cuerpo. Las personas observamos la luz que refleja un cuerpo, permitiéndonos percibir el color del mismo. Por lo tanto, la existencia de los colores se debe a la presencia de luz.
Los colores de un producto final tienen más importancia de la que nos podamos imaginar. El color se utiliza como una herramienta visual que interactúa directamente con nuestro sistema visual-cognitivo, dándonos una información crucial para nuestra percepción, que permite crear una primera impresión que nos acerca o nos aleja de un producto. Según el Institute for Color Research, los consumidores crean una opinión sobre un producto en menos de 90 segundos tras el primer contacto con él, y entre el 62% y el 90% de esa opinión está basada solamente en el color del producto.
Numerosas investigaciones de psicología han concluido que el color puede ser un aspecto crucial para marcar la diferencia entre la elección de un producto u otro. El color influye en las personas desde el punto de vista emocional, atrayéndolas en el caso de que el color de un producto les inspire seguridad o alejándolas del mismo si les inspira desconfianza.
Por ello, muchos productos de gran éxito asocian sus colores a un rasgo característico que los diferencia del resto. Además, todos los colores tienen un propósito o un significado. Por ejemplo, los tres primeros colores de Google (azul, rojo, amarillo) podrían definirse como un patrón. Sin embargo, en las siguientes letras cuando se inicia de nuevo el patrón, se incluye el color verde después del azul. Según Ruth Kedar, el diseñador que creó el logo, el objetivo del diseño era trabajar con los colores primarios insertando después un color secundario (el verde), con el objetivo de que Google transmitiera el mensaje de que “todo es un juego, donde no sigue las reglas y normas”.

Fallos de decoloración en los materiales

¿Te has preguntado alguna vez si los productos de Coca-Cola hubieran tenido tanto éxito si no hubieran conseguido mantener su color rojo tan vivo o si el color negro se degradase cuando almacenamos las latas en el frigorífico?
Tal y como hemos visto en el anterior apartado, el color influye directamente en la calidad del mismo y en su diferenciación respecto del resto de productos en el mercado. Sin embargo, la influencia del color en las personas tiene doble filo, ya que si el color de un producto se deteriora también se deteriorará la percepción del mismo por las personas.
Uno de los ejemplos más significativos es la decoloración que se produce en los alimentos, más concretamente en las manzanas. Por todo el mundo es conocido el proceso de oxidación que experimentan las manzanas cuando se retira la piel que las envuelve. Las manzanas contienen en su composición polifenoles que actúan como protección frente a hongos y bacterias. Cuando una manzana queda expuesta al aire, el polifenol se oxida y desencadena una reacción química que da lugar a un pigmento marrón, formando una capa que actúa como barrera frente al ataque fúngico. Sin embargo, si solo centramos nuestra atención en su apariencia física, el color que adquiere la manzana es mucho menos atractivo que su color original.Otro de los casos más analizados por el equipo de materiales de ATRIA es el que experimentan ciertos productos plásticos cuando se exponen a condiciones ambientales de estrés, como puede ser una larga exposición a luz ultravioleta o cuando se sumergen en disoluciones con valores de pH agresivos. La causa de la degradación puede radicar desde modificaciones en los pigmentos de su formulación hasta modificaciones en los parámetros de inyección. De cualquier manera, la decoloración de un producto plástico da lugar a una sensación de fragilidad frente a su aplicación, sea cual sea, y, por lo tanto, se debe evitar y solucionar cuanto antes.

Mecanismos de decoloración de materiales con casos reales

A continuación, os contamos las principales causas y mecanismos que pueden dar lugar a decoloración de un producto. Como se puede observar, algunos de ellos son procesos muy comunes en nuestra vida cotidiana.

Fallos de decoloración por luz

Existe una gran cantidad de productos con sensibilidad a la luz, tales como algunos plásticos, el papel o las telas. Cuando estos productos son expuestos a luz durante grandes periodos de tiempo, experimentan un deterioro de su color. Esto se debe a que la luz y la radiación ultravioleta desencadenan un conjunto de reacciones químicas sucesivas en los pigmentos de los materiales que producen la decoloración de los mismos. En el proyecto que veis en la imagen, el polímero se degradaba por una selección inadecuada del aditivo anti-ultravioleta que se había realizado.

Fallos de decoloración por humo y temperaturas elevadas

En muchas ocasiones, cuando nos encontramos en ambientes de alta temperatura, el aire entra en contacto con superficies calientes y se pueden generar óxidos inorgánicos como óxido de nitrógeno u óxidos de azufre. Estos óxidos son capaces de reaccionar con los tintes y pigmentos de los productos, frecuentemente en aquellos con acetato o nylon, dando lugar así a un cambio de color y decoloración. En el proyecto que veis en la imagen, el nylon se degradaba por una exposición a los gases de salida de un equipo.

Fallos de decoloración debida a la acción del agua

En algunos productos, cuya formulación posee materiales higroscópicos, es decir, que atraen agua en forma de vapor o de líquido, se puede ocasionar la decoloración de los mismos. Esto se debe a que las moléculas de agua “hinchan” las cadenas de monómeros que forman el material del producto, cambiando su estructura conformacional. Este cambio de color, puede ser temporal, si el agua puede salir del material, o permanente, si la inclusión de moléculas de agua modifica la composición química del producto. En la imagen del proyecto se pueden apreciar cambios de color debidos a esta causa.

Fallos de decoloración por pH

Frecuentemente podemos observar cambios de color y decoloración de muchos productos debido al pH. De hecho, la manera más sencilla y cómoda para analizar el pH de una disolución es utilizar papel indicador de pH, el cual cambia de color en función del rango de pH que posea la disolución. El mecanismo principal por el cual se da este proceso se debe a la oxidación o reducción del pigmento cuando se encuentra en ambientes ácidos o básicos. Dependiendo del tipo de pigmento que posea el producto, se puede observar que la aplicación del mismo es adecuada para un rango de pH determinado. Este hecho es muy importante ya que la decoloración producida por el pH puede llegar a deteriorar el pigmento y disminuir su resistencia a otros factores como el calor o la humedad.

Fallos de decoloración por agentes de limpieza

Uno de los ejemplos más característicos de este apartado es el que se da cuándo utilizamos un producto de limpieza de base alcohólica y, para nuestra sorpresa, aparte de limpiar la superficie de un producto, se produce la decoloración del mismo. Otro caso muy significativo sería la decoloración de las ropas cuando se utilizan colonias o perfumes que contienen alcoholes en su composición. La principal causa de este proceso es que hay numerosos pigmentos y tintes que tienen una elevada solubilidad en alcohol, por lo que cuanto entran en contacto con el mismo, se disuelven y se descomponen, provocando una pérdida permanente de color.Finalmente, otro de los casos más característicos y con el que hay que tener especial atención, es con el uso de la lejía, el cual es un producto fuertemente oxidante y contiene blanqueadores como el cloro. Todo ello en su conjunto, es capaz de reaccionar con los pigmentos de los productos y dar un lugar a un deterioro de su color. En la imagen del proyecto podéis comprobar las pruebas realizadas para la determinación de la concentración máxima de agente oxidante que soportaban estas fibras.

Ejemplos de casos reales de análisis de fallos de decoloración en materiales

En ATRIA tenemos una gran experiencia en el análisis de fallos de materiales. Muchas veces, estos fallos se manifiestan como cambios de color del producto.
A continuación, os indicamos la estrategia a seguir para solucionar los problemas de decoloración de materiales:

1. Definición del problema. Localización del defecto, momento temporal donde se observa en el proceso, condiciones ambientales que producen su aparición, etc.
2. Simulación del problema. Ensayos de simulación para evaluar las hipotéticas causas de la aparición del problema.
3. Estudio y análisis de resultados. Investigación acerca de la composición, parámetros de producción y propiedades del material objeto de estudio y contrastación con los resultados experimentales obtenidos.
4. Conclusiones y propuesta de mejoras. Evaluación de los puntos clave de los resultados y propuesta de modificaciones para solucionar el problema.

Para entender mejor el proceso, os mostramos una serie de proyectos que han sido investigados y solucionados por el equipo de materiales de ATRIA.

Mejora de la resistencia a la exposición solar de polímeros coloreados

En este proyecto el cliente comunicó al equipo de expertos en materiales de ATRIA que sus actuales materiales no eran capaces de superar un test de exposición solar, desconociendo si la causa era un deterioro del pigmento, el aditivo o el material base. La solución de propuesta por el equipo de ATRIA fue la búsqueda de nuevos pigmentos con protección frente a la radiación ultravioleta. Además, se realizaron test de envejecimiento acelerado para su validación. Finalmente, se seccionaron aquellos que mejores prestaciones habían mostrado y se desarrollaron muestras reales para su posterior validación con el test realizado por el cliente, dando lugar a resultados satisfactorios ya que cumplían con los requisitos exigidos por el cliente.

Estudio de manchas irreversibles en telas sintéticas

En este caso, el cliente presentó al equipo de ATRIA un tipo de mancha blanquecina que aparecía en sus productos textiles. Tras analizar en qué momento se producía la mancha, se definieron un conjunto de ensayos de validación, evaluando diferentes variables ambientales. Además, el estudio experimental se complementó con el análisis de las manchas mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). Finalmente, se observaron diferencias en la composición del producto cuando aparecían manchas, evidenciando la presencia de reacciones químicas. Tras conocer que tipo de reacciones estaban sucediendo, ATRIA aconsejó al cliente la utilización de un tipo de agente de limpieza que revertiera la aparición de la mancha.

Mejora de la resistencia al desgaste UV

En este proyecto, el cliente presentó al equipo de ATRIA problemas acerca de la resistencia de su producto final frente a la radiación UV. En este caso, tras realizar una evaluación del caso, se observó que el pigmento era adecuado para aplicaciones con periodos de exposición largos con luz UV, sin embargo, el aditivo no ofrecía la suficiente compatibilidad con el polímero base para protegerlo de la radiación. De la misma forma que la vista anteriormente, se seleccionaron nuevos aditivos y se validaron mediante test de envejecimiento acelerado, seleccionando aquellos que cumplían con los requisitos exigidos por el cliente.

Estudio de manchas en productos plásticos

En este caso, el cliente reportó al equipo de ATRIA manchas que aparecían en su producto tras ser lavado en el lavavajillas. Tras el análisis del problema y la simulación del mismo, se detectaron las posibles fuentes del problema. Los resultados se complementaron con un análisis de la composición química de la mancha mediante microscopía electrónica de barrido (SEM), quedando definido el problema. Finalmente, ATRIA propuso el agente de limpieza que eliminaba la mancha.

¿Has detectado fallos de decoloración en tu producto? ¿Te gustaría analizar las causas y buscar una solución para que tu producto sea más competidor en el mercado? ¡Contacta con nosotros!