LA IMPRESION CON TINTAS DE CURADO POR RADIACION UV (ULTRA VIOLETA).
Las fuentes emisoras para el curado del UV
Las lámparas de emisión UV más usuales para curado de tintas son las llamadas de arco, con vapor de mercurio y de media presión. Están básicamente constituidas por un tubo de cuarzo de longitud variable cuyos extremos poseen unas zonas platinadas conectadas con sendos electrodos, que a su vez se hallan conectados a las fuentes de energía eléctrica.
Estas lámparas emiten radiación ultravioleta (UV) en una región del espectro que va desde los 200 a los 400 nm (nanómetros), la cual solo constituye alrededor de un 30 % del total de la energía emitida, pues en gran parte el resto está conformado por radiación infrarroja (IR), la cual también contribuye en el proceso de polimerización y luz visible.
Las potencias de estas lámparas están expresadas en potencia/longitud y sus unidades son watts/cm . Estos valores surgen de relacionar la potencia total de la lámpara con la longitud útil del tubo de cuarzo (no incluye la zona platinada).
Se las suele encontrar en el mercado en niveles de potencia que van desde 40 watts/cm hasta 200 watts/cm siendo la potencia óptima para tintas de buena calidad de 120 watts/cm .
Los equipos que conforman la fuente emisora en la cual se encuentra la lámpara poseen módulos de refrigeración a los efectos de que la temperatura no supere ciertos niveles de seguridad.
Esto se debe a que si la temperatura en la superficie del tubo de cuarzo excede los 1000 º C, se pueden producir recristalizaciones en el cuarzo capaces de opacar algunas zonas del tubo y filtrar así algunas zonas de emisión, disminuyendo de esta forma la eficiencia del proceso.
Las lámparas tienen una vida útil promedio que oscila entre las 1000 y 2000 horas pero la circunstancia antedicha disminuye estos parámetros y suele ocasionar problemas de secado durante el proceso de impresión, que suelen adjudicarse arbitrariamente a los sustratos y fundamentalmente a las tintas.
El envejecimiento de las lámparas provoca una disminución en el porcentaje de radiación UV emitida y un incremento de la radiación IR lo cual también afecta a la polimerización de las tintas.
Como precauciones colaterales habrá que considerar que en los ambientes de trabajo el límite máximo de Ozono (O3) no supere a 0,01 ppm (partes por millón), considerando que 50 ppm es una dosis letal. Este O3 es generado por los picos de baja longitud de onda, generalmente entre 180 y 185 nm, y se produce en mayores cantidades cuando la lámpara es nueva, pues luego el envejecimiento del cuarzo va filtrando esta zona de emisión.
En una somera y breve descripción genérica podemos decir que los barnices y tintas de curado UV están compuestos por productos llamados monómeros y oligómeros. Los oligómeros -también conocidos como prepolímeros- son grandes moléculas con diverso grado de reactividad, que durante el proceso de curado van a ser cruzadas (proceso denominado polimerización) por los monómeros, que son moléculas de menor tamaño.
La iniciación del proceso de polimerización es generada por un fotoiniciador, constituido por sales fotosensibles a la radiación UV capaces de producir ante este estímulo catalizadores ácidos, que son finalmente los que modifican la velocidad del proceso de polimerización "disparando" algo así como una reacción en cadena capaz de producir el curado de las tintas. En este proceso el fotoiniciador inicia la formación de radicales excitables que posibilitan la polimerización, con lo cual podemos redondear diciendo que un fotoiniciador acelera la reacción.
De acuerdo con estos conceptos podemos decir que la calidad de una tinta de curado UV estará muy ligada a la mayor o menor funcionalidad de los oligómeros empleados en su formulación, siendo así que el uso de oligómeros polifuncionales permite la elaboración de tintas más versátiles capaces de sobrellevar con mejor perfomance los posibles problemas que pudieran originarse en la fuente.
Por otro lado es de suma importancia la elección de fotoiniciadores con la mayor sensibilidad posible a los diversos picos de emisión espectral de la fuente emisora, lo cual asegura una mayor eficiencia de curado y de aprovechamiento de la energía disponible, aún con lámparas en estado de bajo porcentual de emisión de UV.
Siendo los fotoiniciadores los productos más caros en la formulación de una tinta de curado UV, es fácil deducir de dónde provienen las diferencias en los precios de los distintos productos que se ofrecen en el mercado.
Otros factores al respecto están dados por el agregado de sustancias fotosensibles y alcoholes empleados para ajustar la viscosidad, en lugar de monómeros que son bastante más caros, con lo cual se incrementan los valores de emisión de VOC. Ello se manifiesta en olores molestos en las salas de impresión que no se comparecen con las reglamentaciones vigentes en cuanto a higiene y seguridad, situación ésta que no sucede con tintas de correcta formulación.
Prof. Armando Collado
Gerente de Planta
Pedro Weinstock y Cia S.A.
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