Durante las últimas décadas, el objetivo ha sido reducir la cantidad de disolventes liberados a la atmósfera. Estos se denominan COV (compuestos orgánicos volátiles) y, en la práctica, incluyen todos los disolventes que utilizamos, excepto la acetona, que tiene una reactividad fotoquímica muy baja y, por lo tanto, está exenta de considerarse un disolvente COV.
¿Pero qué pasaría si pudiéramos eliminar por completo los disolventes y aun así obtener buenos resultados protectores y decorativos con un mínimo esfuerzo?
Eso sería fantástico, y podemos hacerlo. La tecnología que lo hace posible se llama curado UV. Se utiliza desde la década de 1970 para todo tipo de materiales, incluidos metales, plásticos, vidrio, papel y, cada vez más, madera.
Los recubrimientos curados por UV se curan al exponerse a luz ultravioleta en el rango nanométrico bajo o justo por debajo de la luz visible. Sus ventajas incluyen una reducción significativa o la eliminación total de los COV, menos residuos, menor espacio requerido, manipulación y apilamiento inmediatos (sin necesidad de rejillas de secado), menores costos laborales y mayor velocidad de producción.
Las dos principales desventajas son el elevado coste inicial del equipo y la dificultad para dar acabado a objetos tridimensionales complejos. Por ello, la introducción al curado UV suele estar limitada a talleres de mayor tamaño que fabrican objetos relativamente planos, como puertas, paneles, suelos, molduras y piezas premontadas.
La forma más sencilla de comprender los acabados de curado UV es compararlos con los acabados catalizados comunes, con los que probablemente esté familiarizado. Al igual que estos últimos, los acabados de curado UV contienen una resina para lograr espesor, un disolvente o sustituto para diluir, un catalizador para iniciar la reticulación y propiciar el curado, y algunos aditivos, como agentes matificantes, para proporcionar características especiales.
Se utilizan diversas resinas primarias, entre ellas derivados de epoxi, uretano, acrílico y poliéster.
En todos los casos, estas resinas curan con gran dureza y son resistentes a los disolventes y a los arañazos, de forma similar a los barnices catalizados (de conversión). Esto dificulta las reparaciones invisibles si la película curada se daña.
Los acabados curados con UV pueden ser 100% sólidos en estado líquido. Es decir, el espesor de la capa depositada sobre la madera es el mismo que el del recubrimiento curado. No hay nada que se evapore. Sin embargo, la resina primaria es demasiado espesa para una aplicación sencilla. Por ello, los fabricantes añaden moléculas reactivas más pequeñas para reducir su viscosidad. A diferencia de los disolventes, que se evaporan, estas moléculas añadidas se entrecruzan con las moléculas de resina más grandes para formar la película.
También se pueden añadir disolventes o agua como diluyentes cuando se desea una capa más fina, por ejemplo, para una capa selladora. Sin embargo, no suelen ser necesarios para que el acabado sea pulverizable. Cuando se añaden disolventes o agua, deben evaporarse, ya sea por vía oral o en horno, antes de que comience el curado UV.
El catalizador
A diferencia del barniz catalizado, que comienza a curarse al añadir el catalizador, en un acabado de curado UV, el catalizador, denominado fotoiniciador, no actúa hasta que se expone a la energía de la luz ultravioleta. Entonces, inicia una rápida reacción en cadena que une todas las moléculas del recubrimiento para formar la película.
Este proceso es lo que hace que los acabados curados con luz ultravioleta sean tan únicos. Prácticamente no tienen vida útil. Permanecen en estado líquido hasta que se exponen a la luz ultravioleta. Entonces, se curan por completo en cuestión de segundos. Tenga en cuenta que la luz solar puede iniciar el proceso de curado, por lo que es importante evitar este tipo de exposición.
Quizás sea más sencillo pensar en el catalizador de los recubrimientos UV como un proceso de dos partes en lugar de una. Está el fotoiniciador, que ya está presente en el acabado (aproximadamente el 5 % del líquido), y está la energía de la luz UV que lo activa. Sin ambos, no se produce ningún efecto.
Esta característica única permite recuperar el exceso de pulverización fuera del alcance de la luz UV y reutilizar el acabado. De este modo, se eliminan casi por completo los residuos.
La lámpara UV tradicional consiste en una bombilla de vapor de mercurio con un reflector elíptico para concentrar y dirigir la luz hacia la pieza. El objetivo es enfocar la luz para lograr el máximo efecto en la activación del fotoiniciador.
En la última década, los LED (diodos emisores de luz) han comenzado a reemplazar las bombillas tradicionales debido a que consumen menos electricidad, duran mucho más, no necesitan calentarse y tienen un rango de longitud de onda estrecho, por lo que generan mucho menos calor perjudicial. Este calor puede licuar las resinas de la madera, como en el caso del pino, y debe disiparse.
El proceso de curado es el mismo. Todo depende de la línea de visión. El acabado solo se cura si la luz UV incide sobre él desde una distancia fija. Las zonas en sombra o fuera del foco de la luz no se curan. Esta es una limitación importante del curado UV en la actualidad.
Para curar el recubrimiento en cualquier objeto complejo, incluso en algo tan casi plano como una moldura perfilada, las luces deben estar dispuestas de manera que incidan en toda la superficie a la misma distancia fija, de forma que coincida con la formulación del recubrimiento. Esta es la razón por la que la gran mayoría de los proyectos que se recubren con un acabado curado por UV son objetos planos.
Las dos configuraciones más comunes para la aplicación y el curado de recubrimientos UV son la línea plana y la cámara.
En el proceso de fabricación en línea plana, los objetos planos o casi planos se desplazan por una cinta transportadora bajo un sistema de pulverización o rodillos, o a través de una cámara de vacío; luego, si es necesario, pasan por un horno para eliminar disolventes o agua; y finalmente, bajo una serie de lámparas UV para lograr el curado. Los objetos se pueden apilar inmediatamente después.
En las cámaras de acabado, los objetos suelen colgarse y desplazarse a lo largo de una cinta transportadora siguiendo los mismos pasos. Una cámara de acabado permite el acabado simultáneo de todas las caras y de objetos tridimensionales sencillos.
Otra posibilidad es utilizar un robot para hacer girar el objeto delante de las lámparas UV o sujetar una lámpara UV y mover el objeto a su alrededor.
Los proveedores desempeñan un papel clave
Con los recubrimientos y equipos de curado UV, la colaboración con los proveedores es aún más importante que con los barnices catalizados. La razón principal radica en la cantidad de variables que deben coordinarse. Entre ellas se incluyen la longitud de onda de las bombillas o LED y su distancia a los objetos, la formulación del recubrimiento y la velocidad de la línea si se utiliza una línea de acabado.
Fecha de publicación: 23 de abril de 2023
