Desde hace más de tres décadas se usa el horno industrial de luz ultravioleta (UV) para curar recubrimientos y desde hace dos décadas se usan exitosamente los recubrimientos en polvo curados con UV. Los últimos pueden sustituir el recubrimiento líquido solvente, además son materiales de acabado interesantes para muchos productos nuevos.
Características del curado UV
La fuente energía de luz utilizada en el horno industrial son las lámparas UV y las lámparas de presión media o arcos, que dominan el mercado. Recientemente, se han desarrollado lámparas de diodo emisor de luz, que entregan más energía ultravioleta y empiezan a remplazar a las lámparas de arco. Algunas se especifican para usarlas en sistemas de acabado novedosos.
Ahora bien, el curado UV es distinto a los sistemas con aire o energía térmica, como el horno de convección útil en el curado de materiales. Entendamos primero qué es el curado. Se trata de una reacción realizada en el interior del recubrimiento y medida por la cantidad de cadenas de oligómeros reticulados o por los enlaces dobles completamente reactivos en la matriz del revestimiento tras la exposición a los sistemas de curado. Los últimos comprenden los siguientes tipos: aire seco o ambientales, energía térmica y exposición a la luz UV.
Los recubrimientos en polvo o líquidos curados con luz UV son materiales fotopolimerizados, que tiene un fotoiniciador químico que reacciona de forma inmediata a la radiación, lo que desencadena la reacción que lleva al curado. Para curar pintura en polvo UV con un horno, se requiere una etapa separada de fusión previa, que suele tomar uno o más minutos según el sustrato.
A diferencia del horno de convección, el curado con un horno UV es casi instantáneo. Al considerar los recubrimientos líquidos o en polvo para el curado UV, deben equilibrarse la velocidad del proceso, los parámetros operativos del sistema y el material con la salida de energía del sistema de la lámpara y el rango espectral del bulbo UV. Si la salida del último no coincide con el nivel de absorción del fotoiniciador o no tiene mucha potencia el sistema de lámpara, el revestimiento no curará completamente.
Tipos de recubrimientos amigables con el entorno y usados en el curado UV
Los consumidores tienen cada vez más interés en los materiales que no son peligrosos para el medio ambiente. Esto cambia la manera en que son fabricados y usados los recubrimientos y cómo son aplicados los productos químicos. Hay varias opciones que satisfacen las demandas actuales y pueden curarse con UV: base de agua, recubrimientos líquidos con poco o ningún solvente y pintura en polvo termoestable, que ofrece muchas ventajas.
El recubrimiento con base en agua es cada vez más usado para remplazar a los solventes en la pintura. Son un excelente remplazo tanto en calidad como en recubrimiento, además tienen notables impactos en lo económico, social y ambiental, que aún no se miden por completo. Por otra parte, los recubrimientos en polvo son buena opción para el curado UV y ofrecen varios beneficios, como disminuir el consumo de energía, el sistema de aplicación total necesita poco espacio en planta, genera altas ganancias por hora e incrementa la productividad.
La pintura en polvo curada con luz UV conlleva también beneficios para la salud y seguridad, ya que está libre de solventes, agua y es completamente sólida. Tampoco tienen químicos peligrosos o regulados y no se necesitan permisos especiales para utilizarlos. Al incluirse en un modelo de costo total aplicado, sus beneficios hacen que sea una excelente inversión. Cabe añadir que permite mayor productividad en comparación
Ahora bien, los recubrimientos en polvo térmico y los curados con UV se fabrican de la misma manera, no obstante, se diferencian en la resina usada en el último caso, que se diseña para la luz UV. Entre las resinas típicas están los uretanos, epóxicos y poliésteres. Se añaden a ellas varios pigmentos y aditivos junto con el fotoiniciador para completar la formulación. Otra diferencia es la división de la fase continua de calentamiento hasta fusión, a la que sigue una fase de curado UV casi instantánea.
Cabe añadir la diferencia de tiempo y temperatura entre pintura en polvo para curado con UV y el polvo térmico ULB. El último posee un tiempo de curado de cinco minutos a 130 °C y una duración de principio a fin de 32 minutos. El primero permanece en el horno de pintura durante un minuto y se calienta a 110 °C. A ello sigue un curado UV instantánea y la duración de principio a fin es de 20 minutos.
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