El curado UV y EB generalmente 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 UV y EB puede formularse en tinta, recubrimiento, adhesivo u otro producto. El proceso también se conoce como curado por radiación o radcurado, 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 ser absorbidos principalmente en la superficie de los materiales, tiene la capacidad de penetrar la materia.
Tres razones de peso 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 productividad puede ser considerable en comparación con las técnicas de recubrimiento convencionales. Es común alcanzar velocidades de línea de 305 m/min y el producto está listo de inmediato para su prueba y envío.
Adecuado 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 bloques de construcción más simples a partir de los cuales se elaboran 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 sitios como estos los que pueden reaccionar para formar materiales químicos más grandes, llamados oligómeros y polímeros.
Un polímero es una agrupación de muchas unidades repetitivas (poli-) del mismo monómero. El término oligómero se utiliza para designar aquellos polímeros que a menudo pueden reaccionar para formar una combinación más extensa de polímeros. Los sitios de insaturación presentes únicamente en oligómeros y monómeros no experimentan reacción ni reticulación.
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 o reacciones 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 introduce la insaturación o el grupo “C=C” en 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 en la atmósfera como ocurre con los recubrimientos convencionales. Los monómeros multifuncionales, al contener dos o más sitios reactivos, forman enlaces entre las moléculas de oligómero y otros monómeros en la formulación.
Fotoiniciadores: Este ingrediente absorbe la luz y es responsable de la producción de radicales libres. Los 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 curados con haz de electrones, ya que los electrones son capaces de iniciar la reticulación.
Aditivos: Los más comunes son los estabilizadores, que evitan la gelificación durante el almacenamiento y el curado prematuro debido a la baja exposición a la luz. Los pigmentos de color, los tintes, los antiespumantes, los promotores de adhesión, los agentes aplanadores, los agentes humectantes y los agentes deslizantes son ejemplos de otros aditivos.
Fecha de publicación: 1 de enero de 2025
