Las bondades del curado EB

Los expertos en conversión de empaques y etiquetas saben que las formulaciones de las tintas, los recubrimientos y los adhesivos pueden variar ampliamente, dependiendo tanto de la apariencia que busquen para sus empaques, como de la tecnología empleada para secar estos materiales una vez se han aplicado al sustrato.

Los recubrimientos estándar requieren del calor de hornos para extraer el agua o los disolventes y llevar a cabo el secado. Aquellos compatibles con la radiación ultravioleta (UV) contienen fotoiniciadores receptivos a la luz UV y reaccionan al contacto con esta para "curar" el recubrimiento, transformándolo de un estado líquido a uno sólido mediante una reacción química que une los pequeños monómeros y oligómeros en moléculas más largas.

Más allá del curado UV se encuentra el que se hace con haz de electrones (EB en inglés). Con el curado EB se utiliza energía pura —empleada en forma de electrones—para llevar a cabo la reacción química molecular deseada en el sustrato que se está curando. El curado EB no requiere, sin embargo, del empleo de fotoiniciadores, lo cual se ha convertido en un diferenciador importante para los convertidores de empaques de alimentos y para otras empresas que utilizan tintas, recubrimientos y adhesivos para productos que tienen una alta probabilidad de entrar en contacto con seres humanos.

El interés por la tecnología EB ha venido creciendo durante la última década, principalmente por su promesa de ofrecer una alternativa poderosa, segura y rentable frente las soluciones de secado térmico y de curado UV. Aunque los sistemas EB se utilizan principalmente para curar las tintas de impresión y los recubrimientos en aplicaciones para empaques, lo mismo que en películas de plástico contraíble y para curar adhesivos de laminación, su uso se está expandiendo rápidamente para incluir procesos de esterilización, al igual que para aplicaciones que comprenden la impresión digital con inyección de tinta, entre otros.

¿Cómo funciona la tecnología EB?


**B2BIMGEMB**1**

Figura 1. Un diagrama de corte de la cámara de vacío de un sistema de haz de electrones.

&nbsp

Como puede apreciarse en la ilustración, en un sistema EB los electrones se generan en una cámara de vacío mediante el empleo de un filamento cargado electrónicamente, por lo general de tungsteno. Estos electrones se aceleran luego a través de una ventana delgada de foil sobre la superficie de la bobina en movimiento. Estos electrones acelerados ionizan a la mayoría de los materiales orgánicos, lo que conduce a la formación de radicales libres. Esta reacción da inicio a la polimerización de monómeros y oligómeros de los polímeros líquidos. El resultado final es el "secado" instantáneo (llamado comúnmente curado) de una tinta, pintura, recubrimiento o adhesivo; a menudo con la ventaja añadida de reforzar el material impactado (lo que se conoce como entrecruzamiento).

Debido a varios factores clave de diferenciación, el curado EB continúa ganando aceptación como una alternativa interesante, tanto frente el secado con hornos (térmico), como al curado ultravioleta (UV).

EB versus secado térmico
Cuando se compara la tecnología EB con la de secado térmico, se debe señalar que la ocupación de espacio de un sistema EB es mucho menor que la de los hornos, que pueden levantarse en algunos casos por decenas de metros cúbicos. Algunos convertidores que han sustituido configuraciones de hornos instalados desde hacía décadas, por un sistema EB, liberaron un espacio más que suficiente para instalar una nueva línea completa.

Además, los sistemas EB generan muy poco calor en el sustrato que se trabaja. Esto hace que la tecnología EB sea una opción frente al secado térmico y al curado UV cuando se utilizan materiales sensibles al calor, como las películas delgadas usadas en la producción de las etiquetas de mangas contraíbles.

También deben considerarse los gastos necesarios para el funcionamiento de una línea de secado o curado: los hornos requieren por lo general de una enorme cantidad de energía para su funcionamiento y mantenimiento, en especial los sistemas más antiguos y menos eficientes. Los estudios demuestran que un sistema EB utiliza en algunos casos hasta un 95% menos de energía que el horno al que sustituye.

Las empresas que han reemplazado sus gigantescos secadores de horno con sistemas de curado EB, que prácticamente no utilizan calor, tienen un ambiente de trabajo cómodo, especialmente en los meses de verano.

Además, ya que sus formulaciones para los recubrimientos y tintas no contienen solventes, los lugares de trabajo son muy seguros porque el curado EB elimina los compuestos orgánicos volátiles (COV) potencialmente peligrosos. Al ser libre de solventes, las formulaciones de EB requieren de menos material para la impresión y la conversión, lo que les permite a las empresas que han adoptado la tecnología ahorrar dinero en costos de despachos y contar con más espacio disponible para el almacenamiento de inventarios.

EB versus curado UV
En comparación con el curado UV, el curado EB también ofrece varias ventajas importantes y diferentes. El curado EB proporciona una penetración más fuerte que la del curado UV y, particularmente, muestra un muy buen desempeño en el curado de capas de tintas y recubrimientos gruesas, opacas y/o de alta densidad.

Al igual que el secado térmico, el curado UV produce una cantidad significativa de calor; en ciertos casos el curado EB ha demostrado que requiere hasta 80% menos energía que el curado UV.

A diferencia de las lámparas UV, cuya potencia decae con el tiempo, el curado EB ofrece un procesamiento de gran precisión, con una salida de energía estable que no cambia con el tiempo. El curado EB brinda acabados de brillo más alto y, debido a sus efectos de entrecruzamiento, refuerza las superficies curadas con propiedades de resistencia al desgaste y el rayado.

El curado EB no necesita fotoiniciadores y, en tal sentido, no plantea ningún potencial de migración. Esto hace que se convierta en una alternativa tecnológica muy deseable para los impresores y convertidores de empaques para alimentos y otras compañías que fabrican productos con la probabilidad de entrar en contacto con alimentos.

Los sistemas EB son tradicionalmente un poco más costosos que los sistemas UV comparables, pero tienden a brindar un periodo de recuperación bastante rápido: ofrecen una producción muy consistente (las lámparas UV se debilitan con el tiempo), y un uso de la energía más eficiente.

Dependiendo del tamaño y la velocidad de una operación de conversión dada, los beneficios de cambiar de UV a EB a menudo pueden representar un retorno completo de la inversión en apenas unos cuantos meses.

Conclusión
La tecnología EB todavía tiene que avanzar antes de convertirse en una opción de uso tan común como el de los hornos o del curado UV, pero sus numerosas ventajas atraen cada año a nuevos usuarios. A medida que se siguen descubriendo y evolucionan nuevas aplicaciones para el curado EB, industrias como las de conversión de etiquetas y empaques continuarán explorando y evaluando el valor que esta tecnología puede proporcionarles. Esto es especialmente cierto para los empresarios líderes de los campos de la impresión y la conversión, que esperan beneficiarse con esta tecnología.

Este artículo viene de la revista impresa con el código 0516EB