Las tintas y barnices UV son ahora un estándar en la industria gráfica y en la de artes gráficas, son ecológicas y brindan características de resistencia y durabilidad que otros compuestos no logran, pero requieren de exposición a luz ultravioleta para lograr el proceso de curado.
Los sistemas de Curado UV están diseñados para emitir luz Ultravioleta en rangos de 365nm (nanómetros) a 390 nanómetros dependiendo del tipo de lámpara utilizada, se utiliza este rango con el fin de aumentar la productividad, proveer resistencia y calidad a impresos en digital, litografía, serigráfia, tampografía, offset, flexografía y estereolitografía (impresión 3d), también se utilizan para el curado de adhesivos en la industria médica, aeronáutica, militar y electrónica
En la actualidad los sistemas de curado UV podemos encontrarlos ya integrados a los equipos de las diferentes técnicas de impresión, o pueden adaptarse externamente según las necesidades del proceso
El sistema de curado UV se basa en una reacción fotoquímica en lugar de una reacción térmica, curan, en otras palabra polimerizan la tinta UV la cual tiene monómeros, oligómeros y pigmentos, su ventaja es que no contienen solventes (VOCs) por lo que es un sistema más ecológico puesto que al no existir evaporación de solventes, no hay emisión de contaminantes además de que el impresor va a obtener siempre el mismo tono de color, ya que no hay que agregar nada para diluir la tinta, lo que evita que el tono cambie y se pueden imprimir detalles más finos, se le da resistencia al impreso a intemperie u otras propiedades como anti rayado, etcetéra.
Los equipos UV constan de un reactor o fuente de poder que eleva la corriente para encender una lámpara, la lámpara es fabricada de cuarzo y contiene una pequeña cantidad de mercurio que al evaporarse por medio del arco eléctrico generado por los electrodos dentro del bulbo emiten luz UV, a estás lámparas se le pueden agregar aditivos como fierro o galio al interior del bulbo para obtener diferentes longitudes de onda lo cual afecta el curado de tintas, barnices o pegamentos UV
Tipos de lámparas
– Lámparas de mercurio, son las más populares porque son las primeras que existieron, el rango de luz ultravioleta que emiten es de 365 nanómetros.
– Lámparas dopadas o con aditivos, tienen mercurio y como aditivo pueden tener fierro o galio, estos ayudan a penetrar algunas tintas o barnices mejor que las lámparas de mercurio sobre todo se utilizan en materiales con problemas de adhesión como metal o vidrio.
Los rayos UV no causan cáncer, pero dañan la vista y producen quemaduras en la piel similares a las que sufren las personas en las playas es por esto que las lámparas deben de contar con un buen blindaje de seguridad y tiempo de exposición para controlar esto. En la actualidad existen dos formas de blindaje, la más común es colocar el sistema UV en una banda transportadora con velocidad ajustable, la otra es incorporar obturadores para bloquear la luz a manera de persianas esto se usa en la industria flexográfica y en la industria de luz puntual.
También se llegan a utilizar lámparas con aditivos para la impresión o curado de tintas y barnices sobre metales, vidrio y/o madera (pisos o muebles), además de pisos vinílicos que requieren gran resistencia al rayado y a químicos.
Existen 3 tipos de reflectores:
– Enfocados, se usan para curar recubrimientos o tintas aplicadas en materiales claros.
– No enfocados, se utilizan mucho en materiales cilíndricos y también en barniz ultravioleta.
– Multi enfocados, se utilizan en cuerpos tridimensionales como podría ser el cuerpo de una guitarra, la defensa de un auto o en impresión 3d.
El uso de cada reflector depende mucho de la forma del material a curar, el más común es el elíptico (enfocado)
Los sistemas de curado UV solo pueden secar o curar productos UV, ya sean barnices, tintas, adhesivos o pinturas UV, ya que los recubrimientos o tintas contienen un fotoiniciador que reacciona con la luz ultravioleta polimerizando, formando una película o endureciendo estos productos.
Los equipos especializados en curado UV, van desde unidades de luz Puntual usadas en ensambles médicos o electrónicos, barnizadoras con Sistema UV hasta unidades UV de 100” de ancho de curado efectivo , también pueden fabricarse equipos para piezas o materiales planos o para piezas 3D o cilíndricas.
El sistema de curado UV, practicamente se puede aplicar en todo tipo de material, excepto materiales textiles ya que la tinta entra en las fibras de estos y es muy difícil curar al 100% , sin embargo se pueden imprimir en tinta UV en sublimación primero en papel de sublimación para después transferir la imagen en tela, las tintas o barniz UV pueden ser aplicadas incluso en la mayoría de los casos sobre tintas bases solvente
Tipos de barnices
Existen muchos tipos de barnices UV hoy en día podemos encontrar en el mercado acabados que van desde alto brillo, Satin, Mates, “Soft Touch” (sensible al tanto) simula la piel de un durazno, barnices de seguridad para documentos como licencias de conducir, tinta UV “Rascale” o tintas conductivas.
Para aplicar barnices sobre impresos realizados en diferentes técnicas como serigrafía, flexografía y más, en el mercado encontramos una gran variedad de barnices multiusos o multipropósitos que funcionan muy bien, la impresión digital es la exepción ya que existen algunas marcas de impresoras digitales como Canon que requieren de una formulación especial de barniz y es para estos casos que además del sistema de curado UV se utiliza también el sistema de curado IR.
Los rayos infrarojos(IR) se utilizan en conjunto con la radiación UV ya que estos (IR ), generan calor y en conjunto con los rayos UV ayudan al barniz o a la tinta a que fluya mejor y a obtener mejor adherencia sobre todo en barnizados UV sobre impresos digitales.
Cuide sus lámparas, cambiando sus reflectores
Para que un sistema de curado UV funcione adecuadamente los reflectores deben cambiarse aproximadamente cada 6 meses, dependiendo de qué tan opacos estén, un reflector debe estar brillante como espejo porque un 70% de la luz UV proviene del reflector, si el reflector está opaco va a generar calor y el calor va a dañar la lámpara, además de reducir la emisión de rayos UV.
Existen lámparas de diferentes medidas, WPI (Watts per inch, watts por pulgada en español), las lámparas se miden en ancho de curado, el ancho de curado lo determina la distancia entre los electrodos localizados al interior de la lámpara o bulbo, la energía emitida se mide en watts por pulgada, por ejemplo una lámpara de 10 pulgadas de ancho de curado a 300 WPI genera 3,000 watts totales de luz UV.
Mientras más WPI, más energía UV emite, sin embargo más watts es igual a más calor, pero también podemos curar más rápido y eliminar el problema del calor, por ejemplo al aplicar una tinta o barniz sobre una lámina requiere de mucha energía para poder lograr la adhesión entre la pintura o el barniz y la lámina, en una lámpara normal de 300 watts tendría que ir la banda más lenta para lograr un mayor tiempo de exposición y por lo tanto se generará más calor, pero tanto calor podría cambiar colores y deformar el sustrato por lo que si se aumenta la intensidad a la lámpara, se reduce el tiempo de exposición haciendo correr más rápido la banda. A mayor intensidad a pesar de que se genera más calor el material tendrá menos tiempo exposición, por lo tanto menos calor.
El 99% de los equipos de flexografía utilizan lámparas de 400 watts para el curado UV, estas lámparas tienen mucha intensidad pero el proceso emplea muy poco tiempo de exposición, por lo que se compensa la intensidad con el tiempo. También se utilizan mucho los equipos de 600 wpi en flexografía porque la velocidad de impresión es alta.
El sistema de curado UV manda
Cuando se conecta una barnizadora a un equipo de curado ultravioleta, tienen que tener una relación de velocidad de banda y entrega del producto barnizado, es decir la barnizadora no puede ir más rápido que la banda UV, debe ajustarse la velocidad de la barnizadora por la velocidad de equipo de curado UV, el equipo de curado UV va a gobernar a la barnizadora el tiempo con el que esta va a trabajar.
La unidad barnizadora debe tener la capacidad de controlar velocidades de rodillos , el rodillo debe de tener una cierta textura para controlar no solo el brillo si no también la cantidad de barniz a aplicar según el substrato.
La nuevas tecnologías han obligado a los fabricantes de equipos UV a crear nuevos equipos para curar objetos tridimensionales creados incluso para impresoras 3D (stereolithography) e incluso ya se utilizan equipos UV con emisores LED.
LEDs Vs Lamparas
La ventaja fundamental de los sistemas de curado UV tradiciones, frente a los sistemas de curado UV LED radica en que al ser está tecnología (LED) reciente, es muy costosa para muchas industrias, su costo puede llegar a ser 3 o 4 veces mayor que un equipo de curado UV tradicional, mientras que las principales ventajas de los sistemas de curado UV LED frente a los sistema de curado UV tradicionales consisten en la ausencia de emisión de calor en el sustrato y en que la vida del leds puede ser de hasta 25,000 horas o más duraderos que las lámparas de curado UV tradicionales.
Además de la industria gráfica existen otras industrias donde se está aplicando este sistema de curado por ejemplo en la industria de pintura electrostática se utilizan ahora sistemas UV para el curado, en la construcción se emplean los barnices UV en pisos de vinil, muebles, pisos de madera y concreto, también se utilizan para barnizar tuberías metálicas, armado de catéteres e incluso los productos dentales ejemplo, brackets invisibles, utilizan el sistema UV durante la manufactura de estas guardas dentales.
Cada vez más compañías cambian a luz UV por 5 razones
Velocidad de impresión (elimina tiempos de horneo), calidad, ecología (elimina la evaporación de contaminantes), costo de producción, resistencia a químicos y medio ambiente.
Agradecemos a Rafael Hernandez, Gerente Técnico de Ventas de la costa oeste y Latinoamérica de American Ultraviolet Company, la ayuda brindada para la elaboracion de este artículo.
