Durante las últimas décadas, se ha buscado reducir la cantidad de disolventes liberados a la atmósfera. Estos se denominan COV (compuestos orgánicos volátiles) e incluyen todos los disolventes que utilizamos, excepto la acetona, que tiene una reactividad fotoquímica muy baja y está exenta de COV.
¿Pero qué pasaría si pudiéramos eliminar los disolventes por completo y aún así obtener buenos resultados protectores y decorativos con un mínimo esfuerzo?
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, como metal, plástico, vidrio, papel y, cada vez más, madera.
Los recubrimientos curados por UV se curan al exponerse a luz ultravioleta en el rango nanométrico, en el extremo inferior o justo por debajo de la luz visible. Sus ventajas incluyen una reducción significativa o la eliminación total de COV, menos residuos, menor necesidad de espacio, manipulación y apilado inmediatos (sin necesidad de bastidores de secado), menores costos de mano de obra y una mayor velocidad de producción.
Las dos desventajas importantes son el alto costo inicial del equipo y la dificultad para terminar objetos 3D complejos. Por lo tanto, la introducción al curado UV suele limitarse a talleres grandes que fabrican objetos relativamente planos, como puertas, paneles, pisos, molduras y piezas listas para ensamblar.
La forma más sencilla de comprender los acabados curados por UV es compararlos con los acabados catalizados comunes con los que probablemente esté familiarizado. Al igual que los acabados catalizados, los acabados curados por UV contienen una resina para lograr el espesor, un disolvente o sustituto para diluir, un catalizador para iniciar la reticulación y producir el curado, y algunos aditivos, como agentes opacadores, para proporcionar características especiales.
Se utilizan diversas resinas primarias, entre ellas derivados del 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 al barniz catalizado (de conversión). Esto dificulta las reparaciones invisibles si la película curada se daña.
Los acabados curados por UV pueden ser 100 % sólidos en forma líquida. Es decir, el espesor del material depositado sobre la madera es igual al espesor del recubrimiento curado. No hay nada que evaporar. Sin embargo, la resina primaria es demasiado espesa para facilitar su aplicación. Por ello, los fabricantes añaden moléculas reactivas más pequeñas para reducir la viscosidad. A diferencia de los disolventes, que se evaporan, estas moléculas añadidas se reticulan con las moléculas de resina más grandes para formar la película.
También se pueden añadir disolventes o agua como diluyentes cuando se desea una película más fina, por ejemplo, para una capa de sellador. Sin embargo, no suelen ser necesarios para que el acabado sea pulverizable. Cuando se añaden disolventes o agua, es necesario dejarlos evaporar (o dejarlos evaporar en un horno) antes de que comience el curado UV.
El catalizador
A diferencia del barniz catalizado, cuyo curado comienza al añadir el catalizador, el catalizador de un acabado curado por UV, llamado "fotoiniciador", no actúa hasta que se expone a la energía de la luz UV. 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 UV sean tan únicos. El acabado prácticamente no tiene vida útil. Permanece en estado líquido hasta que se expone a la luz UV. Luego, cura por completo en pocos segundos. Tenga en cuenta que la luz solar puede activar el curado, por lo que es importante evitar este tipo de exposición.
Quizás sea más fácil pensar en el catalizador para recubrimientos UV como dos partes en lugar de una. Está el fotoiniciador ya presente en el acabado (alrededor del 5 % del líquido) y está la energía de la luz UV que lo activa. Sin ambos, no ocurre nada.
Esta característica única permite recuperar el exceso de pulverización fuera del alcance de la luz UV y reutilizar el acabado. De esta forma, se eliminan casi por completo los residuos.
La luz ultravioleta tradicional consiste en una lámpara de vapor de mercurio con un reflector elíptico que capta y dirige la luz hacia la pieza. La idea es enfocar la luz para maximizar el efecto de activación del fotoiniciador.
En la última década, aproximadamente, los LED (diodos emisores de luz) han comenzado a reemplazar las bombillas tradicionales porque consumen menos electricidad, duran mucho más, no necesitan calentarse y, al tener un rango de longitud de onda estrecho, generan menos calor problemático. Este calor puede licuar las resinas de la madera, como la del pino, y es necesario evacuarlo.
Sin embargo, el proceso de curado es el mismo. Todo está en la línea de visión. El acabado solo cura si la luz UV lo incide desde una distancia fija. Las zonas en sombra o fuera del foco de la luz no curan. Esta es una limitación importante del curado UV actualmente.
Para curar el recubrimiento de cualquier objeto complejo, incluso algo tan plano como una moldura perfilada, las luces deben colocarse de forma que incidan en cada superficie a la misma distancia fija para que coincida con la formulación del recubrimiento. Por esta razón, los objetos planos constituyen la gran mayoría de los proyectos que se recubren con un acabado curado por UV.
Las dos disposiciones más comunes para la aplicación y el curado del revestimiento UV son la línea plana y la cámara.
Con la línea plana, los objetos planos o casi planos se desplazan por una cinta transportadora bajo un pulverizador, un rodillo o una cámara de vacío, luego por un horno si es necesario para eliminar disolventes o agua y, finalmente, bajo una serie de lámparas UV para el curado. Los objetos pueden apilarse inmediatamente.
En las cámaras, los objetos suelen colgarse y desplazarse por una cinta transportadora siguiendo los mismos pasos. Una cámara permite el acabado de todos los lados a la vez, así como el acabado de objetos tridimensionales no complejos.
Otra posibilidad es utilizar un robot para rotar el objeto frente a las lámparas UV o sostener una lámpara UV y mover el objeto a su alrededor.
Los proveedores juegan un papel clave
Con recubrimientos y equipos de curado UV, la colaboración con los proveedores es aún más importante que con los barnices catalizados. La razón principal es la cantidad de variables que deben coordinarse. Estas 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.
Hora de publicación: 23 de abril de 2023
