Tecnologia UV

Desde hace más de 25 años contribuimos a la innovación tecnológica en el campo de la polimerización UV

El color púrpura...

En la historia es un color noble, sagrado y mágico. El púrpura es la suma de dos opuestos: el rojo y el azul, un color cálido y otro frío.

Sin embargo, el descubrimiento más importante ocurrió cuando se entendió que dentro de la luz, que vemos blanca, se esconde una gama de colores producidos por la gama de radiación electromagnética; el último color de alta frecuencia con la longitud de onda más corta es el púrpura. Mejor dicho, el ultravioleta.

Es precisamente de los estudiosos del Sol que nos llega el descubrimiento de los rayos ultravioletas, también llamados rayos UV, invisibles al ojo humano. Gracias a estos continuos descubrimientos y a sus aplicaciones, los rayos UV pueden ser reproducidos artificialmente en el laboratorio para mejorar la vida de las personas.

En la naturaleza estamos acostumbrados a protegernos de los rayos ultravioletas producidos por el sol, por la parte que no es filtrada a la atmósfera por la capa de ozono.

Fuentes artificiales de rayos ultravioletas

 

Hace algunas décadas, la ciencia y la tecnología permitieron inventar y construir fuentes artificiales de rayos ultravioletas como las lámparas UV, comúnmente utilizadas para la desinfección del agua, el aire, los alimentos y la esterilización de instrumentos en medicina. La radiación ultravioleta es un germicida capaz de esterilizar, impidiendo la reproducción de microorganismos nocivos para los seres humanos.

En tiempos más recientes, los rayos ultravioletas se utilizan en el laboratorio gracias a la invención de instrumentos electromédicos para el estudio de las células, en el campo de la medicina forense para la búsqueda de pruebas, o sea, manchas invisibles, para resaltar los rastros biológicos y los perfiles de ADN.

Tecnología UV

Innovación transversal

En la industria, la tecnología UV es un excelente ejemplo de innovación transversal para el “secado” de lacas, barnices, tintas y adhesivos.

En particular en el ámbito de la polimerización de productos químicos, la luz ultravioleta es ampliamente utilizada en las artes gráficas, la madera y las fibras ópticas.

También se utiliza comúnmente en sectores como:

  • automoción,
  • medicina,
  • electrónica de consumo,
  • energía renovable, etc.

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En el sector de la automoción

Impresión en 3D

En tiempos más recientes pensamos en la invención de las impresoras tridimensionales, en el sector de la automoción, por ejemplo, los fabricantes de automóviles pueden imprimir objetos de plástico; enviar modelos de un punto a otro del planeta para probar prototipos de componentes para automóviles utilizando impresoras 3D que utilizan lámparas de rayos ultravioleta para secar rápidamente la materia prima.

Nuestro enfoque

Imaginación, fantasía, curiosidad

Qurtech, gracias a la imaginación, la fantasía y la curiosidad de las mujeres y los hombres que forman parte de ella, ha contribuido durante años a la innovación tecnológica en el campo de la polimerización UV.

Tecnología que ofrece algunas ventajas importantes como la muy alta velocidad de secado, a menudo con una calidad superior del producto acabado, también en términos estéticos; eficiencia energética, reducción del espacio de las plantas, reducción o nula emisión a la atmósfera.

Estamos hablando de tecnologías que logran el doble objetivo de reducir tanto las emisiones nocivas como las necesidades de espacio de las plantas de producción.

Polimerización UV: ecológica, eficaz, rápida

La polimerización UV es un proceso de secado rápido de barnices, tintas y adhesivos por reticulación: a través de una lámpara, la luz ultravioleta de alta intensidad desencadena una reacción fotoquímica que hace que la transición del estado líquido al sólido sea instantánea.

La tecnología de polimerización UV, aplicada a los procesos industriales, ha permitido agilizar los tiempos y costes de producción. De hecho, en comparación con décadas anteriores, la materia prima se procesa sin utilizar grandes hornos térmicos de gas o petróleo que tienen altos costes de producción.

Es importante destacar que la polimerización, que permite construir hornos de secado mucho más pequeños, ha permitido revolucionar los espacios de trabajo en superficies reducidas, de ahí la reducción de los costes de producción y la creación de productos más resistentes y de mayor calidad. El resultado es un aumento de la competitividad de la empresa.

Las ventajas de esta tecnología son visibles:

  • Fiabilidad
  • La solidez del proceso de polimerización

Además, el objeto sometido a polimerización resulta ser más resistente y de alta calidad, quedando expuesto, en forma líquida, durante menos tiempo a las impurezas presentes en el área de procesamiento. Todo esto, en conjunto, se traduce en una reducción significativa tanto de los residuos como de los defectos y en una mejor calidad de acabado.

Es evidente que es la rapidez de secado a través de la reticulación de esta tecnología que la hace extremadamente versátil para la impresión, el barnizado, la decoración y el ensamblaje.

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El proceso de reticulación

El proceso de reticulación UV consiste en utilizar una lámpara ultravioleta cuyas emisiones se concentran en un sustrato al que se ha aplicado una formulación líquida que contiene el fotoiniciador.

A partir de esta irradiación de luz UV, se generan radicales que interactúan con la pintura, produciendo el efecto reticulante de la formulación que pasa del estado líquido al sólido.

La formulación líquida

La formulación líquida, aplicada al sustrato, está formada en gran parte por monómeros (compuestos de bajo peso molecular) que también actúan como diluyentes, a los que se añaden oligómeros (polímeros de alto y medio peso molecular), que con sus peculiares características determinan el comportamiento de la formulación final (dureza, resistencia química, etc.).

En la formulación líquida, es el fotoiniciador el que desencadena el proceso de reticulación (curing) de la matriz polimérica; de hecho, inicia el proceso de polimerización y reticulación, tras interactuar con una fuente adecuada de luz UV. Es la propia irradiación la que activa el fotoiniciador a partir del cual se generan los radicales que desencadenan el proceso de reticulación, interactuando con los dobles enlaces insaturados de la formulación UV.

El proceso de reticulación

El proceso de reticulación (en inglés Curing) se desarrolla en cuatro etapas:

  • La generación de radicales o especies reactivas;
  • Inicio de la polimerización;
  • La Propagación / transferencia de cadena;
  • La Terminación.

El proceso de reticulación

El proceso de reticulación UV consiste en utilizar una lámpara ultravioleta cuyas emisiones se concentran en un sustrato al que se ha aplicado una formulación líquida que contiene el fotoiniciador.

A partir de esta irradiación de luz UV, se generan radicales que interactúan con la pintura, produciendo el efecto reticulante de la formulación que pasa del estado líquido al sólido.

La formulación líquida

La formulación líquida, aplicada al sustrato, está formada en gran parte por monómeros (compuestos de bajo peso molecular) que también actúan como diluyentes, a los que se añaden oligómeros (polímeros de alto y medio peso molecular), que con sus peculiares características determinan el comportamiento de la formulación final (dureza, resistencia química, etc.).

En la formulación líquida, es el fotoiniciador el que desencadena el proceso de reticulación (curing) de la matriz polimérica; de hecho, inicia el proceso de polimerización y reticulación, tras interactuar con una fuente adecuada de luz UV. Es la propia irradiación la que activa el fotoiniciador a partir del cual se generan los radicales que desencadenan el proceso de reticulación, interactuando con los dobles enlaces insaturados de la formulación UV.

El proceso de reticulación

El proceso de reticulación (en inglés Curing) se desarrolla en cuatro etapas:

  • La generación de radicales o especies reactivas;
  • Inicio de la polimerización;
  • La Propagación / transferencia de cadena;
  • La Terminación.

Fotoiniciadores

Hay dos tipos: catiónicos e radicales.

Estos últimos se dividen en dos categorías adicionales:

  • TIPO1 = fotoiniciadores que sufren una rotura de la unión, independientemente de la viscosidad de la mezcla en la que se encuentran.
  • TIPO2 = fotoiniciadores que necesitan ayuda sinérgica para producir radicales, afectados por la viscosidad de la mezcla en la que se encuentran (cuanto mayor sea la viscosidad, más difícil será encontrar la especie donante de protones).

Obviamente ambos tipos deben tener características específicas:

Absorción correcta

Es muy importante que ambos tipos tengan una absorción adecuada

Roturas de radicales eficientes

Roturas de radicales eficientes para generar especies iniciales efectivas con resinas y monómeros con los que entran en contacto

Solubilidad e estabilidad

Solubilidad y estabilidad adecuadas en la mezcla de reacción

Atóxicos

No deben ser tóxicos

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