El curado UV y EB describe el uso de haz de electrones (EB), luz ultravioleta (UV) o luz visible para polimerizar una combinación de monómeros y oligómeros sobre un sustrato. El material curado mediante UV y EB puede formularse como tinta, recubrimiento, adhesivo u otro producto. El proceso también se conoce como curado por radiación o curado radiactivo, ya que la luz UV y el haz de electrones son fuentes de energía radiante. Las fuentes de energía para el curado con luz UV o visible suelen ser lámparas de mercurio de media presión, lámparas de xenón pulsadas, LED o láseres. El haz de electrones, a diferencia de los fotones de luz, que tienden a absorberse principalmente en la superficie de los materiales, tiene la capacidad de penetrar la materia.
Tres razones convincentes para pasarse a la tecnología UV y EB
Ahorro de energía y mayor productividad: Dado que la mayoría de los sistemas no utilizan disolventes y requieren menos de un segundo de exposición, el aumento de la productividad puede ser considerable en comparación con las técnicas de recubrimiento convencionales. Es habitual alcanzar velocidades de línea de producción de 305 m/min y el producto está listo de inmediato para su análisis y envío.
Apto para sustratos sensibles: La mayoría de los sistemas no contienen agua ni disolventes. Además, el proceso permite un control total de la temperatura de curado, lo que lo hace ideal para su aplicación en sustratos sensibles al calor.
Ecológico y fácil de usar: Las composiciones suelen estar libres de disolventes, por lo que las emisiones y la inflamabilidad no representan un problema. Los sistemas de fotocurado son compatibles con casi todas las técnicas de aplicación y requieren un espacio mínimo. Las lámparas UV generalmente se pueden instalar en líneas de producción existentes.
Composiciones curables por UV y EB
Los monómeros son los componentes básicos más simples a partir de los cuales se fabrican los materiales orgánicos sintéticos. Un monómero simple derivado del petróleo es el etileno. Se representa mediante la fórmula H₂C=CH₂. El símbolo “=” entre los dos átomos de carbono representa un sitio reactivo o, como lo denominan los químicos, un “doble enlace” o insaturación. Son estos sitios los que pueden reaccionar para formar materiales químicos más grandes, llamados oligómeros y polímeros.
Un polímero es un grupo de muchas unidades repetitivas (poli-) del mismo monómero. El término oligómero se utiliza para designar aquellos polímeros que a menudo pueden reaccionar posteriormente para formar una gran variedad de polímeros. Los sitios de insaturación en oligómeros y monómeros aislados no reaccionan ni se entrecruzan.
En el caso del curado por haz de electrones, los electrones de alta energía interactúan directamente con los átomos del sitio insaturado para generar una molécula altamente reactiva. Si se utiliza luz UV o visible como fuente de energía, se añade un fotoiniciador a la mezcla. El fotoiniciador, al exponerse a la luz, genera radicales libres que inician la reticulación entre los sitios de insaturación.
Oligómeros: Las propiedades generales de cualquier recubrimiento, tinta, adhesivo o aglutinante reticulado por energía radiante están determinadas principalmente por los oligómeros utilizados en su formulación. Los oligómeros son polímeros de peso molecular moderadamente bajo, la mayoría de los cuales se basan en la acrilación de diferentes estructuras. La acrilación confiere la insaturación o el grupo “C=C” a los extremos del oligómero.
Monómeros: Los monómeros se utilizan principalmente como diluyentes para reducir la viscosidad del material sin curar y facilitar su aplicación. Pueden ser monofuncionales, conteniendo un solo grupo reactivo o sitio de insaturación, o multifuncionales. Esta insaturación les permite reaccionar e incorporarse al material curado o acabado, en lugar de volatilizarse a la atmósfera como ocurre comúnmente con los recubrimientos convencionales. Los monómeros multifuncionales, al contener dos o más sitios reactivos, forman enlaces entre las moléculas de oligómeros y otros monómeros en la formulación.
Fotoiniciadores: Este ingrediente absorbe la luz y es responsable de la producción de radicales libres o radicales libres. Los radicales libres o radicales libres son especies de alta energía que inducen la reticulación entre los sitios de insaturación de monómeros, oligómeros y polímeros. Los fotoiniciadores no son necesarios en los sistemas de curado por haz de electrones, ya que los electrones son capaces de iniciar la reticulación.
Aditivos: Los más comunes son los estabilizadores, que previenen la gelificación durante el almacenamiento y el curado prematuro debido a la baja exposición a la luz. Otros ejemplos de aditivos son los pigmentos de color, los colorantes, los antiespumantes, los promotores de adhesión, los agentes matificantes, los agentes humectantes y los agentes deslizantes.
Fecha de publicación: 1 de enero de 2025
