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Curado múltiple de tintas UV

El curado a través de luz ultravioleta es, hoy día, un método ampliamente utilizado, abarcando muchas ramas industriales, tales como adhesivos, impresión e, incluso, odontología. El principio es simple, a primera vista. El líquido, con varias viscosidades, puede ser completamente líquido o bastante blando y contiene un producto químico foto-sensible, el cual, tras ser activado mediante luz a una determinada frecuencia (Ej: energía), desencadena una reacción química de curado del líquido por polimerización.

La luz UV cubre un espectro de longitud de onda que va desde 200nm hasta 400nm, con la siguiente subdivisión; UV-A (400-310nm), UV-B (310-280nm) y UV-C (280-230nm). Por debajo de los 230nm, estamos todavía dentro de un intervalo UV, pero los fotones sólo pueden propagarse en el vacío.

La energía de un único fotón es E=hc/λ, lo que significa que cuanto más pequeña es la longitud de onda, mayor es la energía. Una energía más alta también implica una mayor penetración de los fotones en el medio considerado, en términos de cantidad. La calidad y la eficiencia de la polimerización bajo luz ultravioleta dependen directamente de la cantidad de fotones entrantes. Si llegan demasiados fotones, el curado puede resultar excesivamente duro y, además, tener una influencia en la tinta y/o en el material cambiando sus colores (amarilleándolos). Si es demasiado bajo, el curado no se completa del todo y la tinta queda parcialmente pegajosa, con potencial transferencia de tinta con el contacto.

La interacción con la luz ocurre, más o menos, del siguiente modo:

La interacción no es tan simple como parece y muchos parámetros intervienen en el proceso. El papel desempeñado por la tinta, el tipo y color, pueden ser tan críticos como el material sobre el que la tinta es impresa. El espesor de la capa de tinta (modo backlit o modo estándar), incrementa aún más el problema.  Para iniciar por completo el proceso de polimerización, la entrada de luz UV ha de ser suficiente para cubrir su espesor por completo. De lo contrario, la polimerización (directamente dependiente del número de fotones), puede no ser completada. La adhesión puede llegar a verse negativamente influenciada.

La fuente de luz UV es principalmente (excepto en la Omega 2) una lámpara Quicksilver, con un espectro de emisión amplio que va desde los infrarrojos hasta los UV-C, con varios rayos, que se corresponden al diferente nivel atómico de las órbitas de los electrones.

Aunque la emisión principal se centra en la banda de 200-320nm, la polimerización es inducida por foto-iniciadores que son desencadenados por fotones de energía específica, por ejemplo por una longitud de onda concreta. Este proceso sigue siendo complejo, y se conjuga con la propagación UV a través de la tinta y resulta muy complicado prever, con exactitud, los resultados finales. Este es el motivo por el que las lámparas cubren un amplio espectro y son tan potentes, para asegurar que en todos los casos se produzca la polimerización.

Sin embargo, además de  todo esto, mediante tecnología de curado por luz y gracias al avance en el conocimiento de esta tecnología, han aparecido otras formas de curado – con un ancho de banda de absorción menor-,  permitiendo que el LED, que tiene un ancho de banda más pequeño, estrecho de menor consumo energético y con muchas longitudes de onda disponibles, esté listo para entrar al mercado. Durst está actualmente desarrollando un nuevo método de curado con el objetivo de incrementar la eficiencia de curado mediante el uso de múltiples fuentes UV para cubrir un amplio ancho de banda, utilizando ambas: LEDs y lámparas convencionales.

Las lámparas tradicionales cubren los UV profundos (B y C), y  el LED cubre la zona estrictamente definida en el UV-A.  Con múltiples fuentes UV, el fenómeno de la polimerización gana en eficiencia, permitiendo una mejor adhesión y evitando que la capa de tinta quede pegajosa. La superficie de la tinta se cura gracias al LED. La luz UV de las lámparas, con mucha más potencia (más fotones emitidos por segundo), penetra a más profundidad (Los fotones UV-B y C tienen más energía), y cura la tinta a través de todo su espesor. Naturalmente, la calidad de impresión mejora.

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