El curado por UV es el proceso mediante el cual la luz UV inicia una reacción fotoquímica de una solución curable por UV (como tintas, recubrimientos o adhesivos) que hace que la solución se polimerice. El curado UV (o fotopolimerización) es un proceso que generalmente ocurre muy rápido y prácticamente instantáneamente en algunas aplicaciones, lo que hace que esta tecnología sea ideal y eficiente para procesos de producción de alta velocidad. Los componentes principales de una solución curable por UV son oligómeros, monómeros, aditivos como pigmentos para colorear y fotoiniciadores. Los oligómeros normalmente proporcionarán las propiedades físicas del polímero curado por UV, como dureza versus flexibilidad o resistencia a rayones y raspaduras. El monómero generalmente se agrega como agente reticulante para establecer la viscosidad de la solución curable por UV adecuada para el método de aplicación. El fotoiniciador es un ingrediente crítico, normalmente sólo un pequeño porcentaje de la solución. El componente absorbe la luz ultravioleta y genera radicales libres que permiten que los monómeros y oligómeros se entrecrucen para convertirse a su estado polimerizado endurecido.
Que es Luz ultravioleta?
La luz ultravioleta (UV) es un tipo de energía radiante que aparece en el espectro electromagnético (EM) entre la luz visible y los rayos X. Tiene una longitud de onda más corta que la luz visible pero mayor energía (o frecuencia).
- Longitud de onda = distancia entre 2 picos medida en nanómetros.
- Frecuencia = número de ondas en el tiempo, medidas por segundo o Hz.
- Longitud de onda corta = las longitudes de onda de alta frecuencia pasan en menos tiempo
- Longitud de onda larga = las longitudes de onda de frecuencia más baja tardan más en completarse
El espectro EM tiene siete regiones según la longitud de onda y la frecuencia/energía.
Para obtener más información sobre Luz Ultravioleta.
Curado UV Todas las funciones a su disposición
El sistema ultravioleta completo incluiría un conjunto de carcasa de lámpara UV, una fuente de alimentación (o balastro en el caso de una lámpara de arco), ventiladores de refrigeración y un juego de cables para conectar la fuente de alimentación a la lámpara. El conjunto de carcasa de lámpara incluirá la bombilla UV con un reflector curvo que normalmente rodea la bombilla UV entre un 50% y un 70% y está curvado de tal manera que refleja y colima la luz UV hacia el sustrato para una exposición de baja irradiancia o para reflejar y enfocar la luz ultravioleta para una exposición máxima a la irradiancia.
Una fuente de luz UV enfocada que produzca un pico de irradiancia alto dará como resultado un curado más rápido y una mayor profundidad de curado en la tinta UV, el recubrimiento o la capa adhesiva. Un pico de irradiancia más alto permite que una mayor tasa de fotones de luz UV, y por lo tanto más fotones de luz UV totales, bombardeen la superficie superior de la solución curable por UV, lo que da como resultado un número más significativo de fotones que penetran a través de las profundidades del recubrimiento para proporcionar una mayor grado de “curado total”, que es fundamental para una buena adhesión de la tinta, capa o adhesivo curado por UV al sustrato. Si bien tanto las lámparas de arco como las lámparas UV sin electrodos alimentadas por microondas utilizan geometrías reflectoras enfocadas (o de forma elíptica), una de las principales ventajas de la lámpara UV sin electrodos alimentada por microondas es que inherentemente producirá un pico de irradiancia más alto que una lámpara de arco porque la El diámetro de una bombilla sin electrodos es aproximadamente la mitad del diámetro de una bombilla UV de lámpara de arco. Una bombilla UV de menor diámetro restringe el plasma de mercurio a un diámetro más pequeño dentro de la bombilla UV, lo que permite que el reflector elíptico enfoque y concentre los fotones de luz de forma más nítida y precisa en el segundo plano focal del reflector.
Tipos de sistemas de curado UV
Las lámparas de vapor de mercurio de presión media producen luz ultravioleta para procesos industriales de curado UV a escala de producción. Históricamente, el estándar industrial para las lámparas UV de vapor de mercurio de presión media que se utilizan hoy en día son las lámparas de arco y las lámparas UV sin electrodos alimentadas por microondas. La elección entre ambos sistemas depende en gran medida de los requisitos finales. Miltec es la única empresa que ofrece sistemas UV de arco y microondas. Nuestros expertos pueden ayudarle a determinar la mejor solución para su aplicación.
Arco Sistema UV
An lámpara de arco Está construido con un electrodo en cada extremo de una lámpara de cuarzo de forma tubular, que normalmente contiene una mezcla de mercurio y gas noble. Cuando se aplica una descarga eléctrica desde los electrodos dentro de la lámpara tubular directamente al mercurio, se excita el mercurio a un estado de plasma, que irradia luz en todo el rango espectral UV.
Microondas Sistema UV
El lámpara UV sin electrodos alimentada por microondas También está construido a partir de un tubo de cuarzo que contiene mercurio y un gas noble. Se alimenta aplicando energía de microondas a la bombilla ultravioleta, que excita el mercurio hasta convertirlo en plasma para producir luz ultravioleta.
Beneficios de Lámpara de arco Curado UV
•Longitudes de lámpara personalizadas
• Menos piezas consumibles
Beneficios de Alimentado por microondas Curado UV
• Mayor vida útil de la bombilla
• No requieren contraventanas
Historia de curado
Antes de la tecnología de curado UV, el método convencional utilizado para secar tintas, recubrimientos y adhesivos eran grandes hornos térmicos o secadores de aire caliente. El secado térmico presenta desafíos para las plantas de producción y el medio ambiente. El secado térmico normalmente emitirá COV y HAPS a la atmósfera, lo que puede causar problemas de salud a las personas expuestas a estos contaminantes. Además, el secado térmico normalmente consumirá grandes espacios en una fábrica de producción, lo que supone un coste para el usuario. Los grandes hornos térmicos también son costosos de operar y mantener.
Ventajas del curado con luz ultravioleta
•Velocidades de curado significativamente más rápidas en comparación con otras tecnologías comparables, como los métodos de secado térmico.
• Los rayos UV consumen mucha menos energía que los métodos de secado térmico, lo que los hace más eficientes.
•Normalmente, las soluciones curables por UV están hechas 100% de sólidos, lo que la convierte en una tecnología respetuosa con el medio ambiente y elimina la necesidad de costosos sistemas de recuperación de disolventes.
•Las lámparas UV consumen mucho menos espacio que los métodos de secado convencionales. Un sistema UV típico puede consumir de 5 a 10 pies en la dirección del flujo del producto, mientras que un horno térmico puede consumir de 100 a 200 pies.
•Los productos curados con UV pueden dar como resultado un producto de mayor calidad, como materiales impresos de mayor claridad.
Industrias
El curado UV se puede utilizar en casi cualquier aplicación que implique aplicar un recubrimiento o tinta a cualquier producto para mejorar las características físicas de ese producto o para decorar el producto y mejorar su estética. Se puede utilizar para productos en forma de hoja plana o formas tridimensionales. Algunas aplicaciones UV típicas son las siguientes:
Impresión de botellas y vasos
Plásticos
