Proceso y ventajas de los polvos de curado UV

El MDF es fácil de procesar y tiene una superficie homogénea y uniforme. La madera natural también se puede recubrir con polvo, pero el acabado puede quedar irregular. Pueden producirse problemas de desgasificación y poros debido a los cambios en el contenido de resina y humedad de la madera natural.

La densidad, la fibra, la resina y el contenido de humedad de la madera natural varían según el tipo de madera, además del efecto del lugar donde se cultiva, e incluso si la especie de árbol es la misma, cada árbol es diferente.

Dado que el proceso de recubrimiento en polvo utiliza calor para fundir el polvo, incluso a temperaturas más bajas y durante tiempos de exposición cortos, el calor puede provocar reacciones incontrolables en la madera natural. Esto hace que sea especialmente problemático conseguir una superficie uniforme cuando se aplican recubrimientos en polvo a la madera natural. El recubrimiento en polvo curado por UV del MDF produce una superficie más uniforme y visualmente agradable.

Los recubrimientos en polvo curables por UV se producen combinando resinas, pigmentos, aditivos de alto rendimiento y fotoiniciadores. Los fotoiniciadores son componentes clave, ya que absorben la luz UV de alta intensidad y generan y activan radicales libres para reticular el recubrimiento. El curado es la reticulación de todo el recubrimiento a nivel molecular y es una etapa de curado instantánea. «Tan pronto como el fotoiniciador se expone a la luz ultravioleta, se produce la reticulación y el recubrimiento se cura inmediatamente», explica Lonchak.

Los aditivos mejoran la superficie del recubrimiento al mejorar o ajustar propiedades específicas, como la resistencia a los arañazos o las marcas, el brillo y la textura. Los pigmentos crean el color y la opacidad.

Los recubrimientos en polvo curados por UV se producen de la misma manera que los recubrimientos en polvo termoendurecibles, utilizando el mismo tipo de equipo; los procesos incluyen la mezcla, la extrusión, el enfriamiento, el corte, la molienda, la clasificación, el tamizado y el envasado.

Para lograr un buen efecto de curado, es necesario adaptar el tipo y la cantidad de fotoiniciador a la fuente de luz UV, incluida la combinación adecuada de dosis de energía UV, intensidad y longitud de onda.

Existen varios tipos de lámparas UV de vapor de mercurio de presión media disponibles para el curado UV de recubrimientos en polvo. Las lámparas de mercurio (lámparas «H») proporcionan energía UV de longitud de onda corta (220-320 nm) y son adecuadas para aplicaciones de barniz y capa transparente. Las lámparas de mercurio dopadas con hierro (lámparas «D») proporcionan energía en longitudes de onda algo más largas (320-400 nm) para ayudar al curado de sistemas con bajo contenido en pigmentos. Las lámparas de mercurio dopadas con galio (bombillas «V») tienen una fuerte salida de energía en longitudes de onda largas (405-440 nm) y son dispositivos de curado muy eficaces para sistemas con alto contenido en pigmentos. La energía de longitud de onda larga penetra en recubrimientos más gruesos, así como en recubrimientos en polvo curados por UV de sistemas pigmentados.

Las piezas iniciales de MDF se curan con rayos UV durante el recubrimiento en polvo

El proceso de recubrimiento en polvo curable con rayos UV es rápido. «Es un proceso de un solo paso que dura 20 minutos y convierte una pieza inicial de MDF en una pieza acabada, lista para ser empaquetada y enviada», explica Loncic.

En primer lugar, la pieza de trabajo se cuelga en la línea de producción y se eliminan las partículas de polvo que quedan en el proceso mediante aire comprimido. Por lo general, ya no es necesario lijar la superficie antes del recubrimiento en polvo. A continuación, la pieza de MDF se introduce en un horno precalentado a baja temperatura durante un minuto. «Esto ventila la lámina antes de pintarla y hace que la humedad del MDF salga a la superficie, lo que hace que la lámina sea conductora para retener el recubrimiento en polvo», añade Loncic.

A continuación, el recubrimiento en polvo curable por UV se aplica electrostáticamente mediante un sistema automático de pistolas pulverizadoras. A continuación, el polvo se funde o se gelifica en un horno a baja temperatura durante un minuto más. Una vez fundido, la pieza se solidifica inmediatamente bajo la luz UV. En menos de 20 minutos, la pieza está completamente mecanizada y lista para ser embalada y enviada al cliente.

Los recubrimientos en polvo curables por UV se desarrollaron hace más de 20 años como alternativa a los recubrimientos en polvo curables por calor. El curado térmico requiere altas temperaturas (alrededor de 400 °F/204 °C) y tarda entre 10 y 30 minutos o más en completarse. El tiempo de procesamiento es más largo y se requiere un tiempo de enfriamiento adicional antes de pasar al siguiente paso.

Como señala Lonchak, las principales ventajas del curado UV sobre el curado térmico son el tiempo y la temperatura. El proceso de recubrimiento electrostático en polvo para recubrimientos en polvo curados por UV y recubrimientos en polvo curados térmicamente es exactamente el mismo, sin embargo, los procesos de fusión/flujo y curado son características importantes que diferencian funcionalmente a ambos.

El proceso de curado UV es instantáneo. Solo requiere un breve calentamiento de un minuto a 220-240 °F (104-116 °C) para fundir/nivelar el recubrimiento en polvo antes del curado UV. Esto tiene la ventaja de acortar significativamente el tiempo de proceso y reducir la temperatura general, lo que hace que el proceso de recubrimiento en polvo curable por UV sea muy importante en la fabricación de MDF. «El calor excesivo y el tiempo de exposición pueden provocar grietas y otros defectos en la lámina», señaló Lonczak.

Los recubrimientos en polvo plantean algunos retos, pero DVUV ha dominado las medidas y los medios para superarlos. Las variaciones de humedad y temperatura pueden afectar al éxito de un proceso, pero esto se soluciona fácilmente mediante el control del proceso en una fábrica con temperatura regulada. Un humidificador garantiza que el tablero MDF mantenga el nivel de humedad adecuado antes del recubrimiento en polvo.

El ajuste de los parámetros y las pruebas de DVUV en la primera ejecución también garantizan la producción de productos estables y uniformes. El funcionamiento de cada eslabón de DVUV se personaliza según los requisitos de parámetros del cliente para la pieza de trabajo. «La velocidad de la línea, la distancia de la pistola y la temperatura del proceso son diferentes y se corrigen para cada proyecto que ejecutamos», concluye Loncic.

Además de realizar comprobaciones durante el funcionamiento para garantizar la calidad, el equipo de producción también establece pasos de puesta en marcha al mismo tiempo. Control de calidad de las piezas acabadas, incluida una serie de pruebas destructivas y no destructivas:

Inspección visual de las superficies de las piezas en comparación con las piezas estándar

Prueba de medición del espesor del par (medición del espesor del recubrimiento)

Lectura del brillo

Prueba de resistencia al disolvente MEK

«Nuestros equipos de producción también cuentan con planes de mantenimiento preventivo, análisis de trazabilidad y medidas correctivas cuando surgen problemas de calidad o de fabricación».

El futuro es prometedor para el MDF con recubrimiento en polvo de DVUV. Los gobiernos y los organismos reguladores están restringiendo o eliminando el uso de pinturas líquidas con disolventes.

Los recubrimientos líquidos al agua son difíciles de utilizar en MDF, lo que convierte a los recubrimientos en polvo curables por UV en una solución de procesamiento ideal para MDF.

Los recubrimientos en polvo curables por UV no contienen disolventes, son no tóxicos y no contienen compuestos orgánicos volátiles (COV) ni contaminantes atmosféricos nocivos. Las operaciones de producción no requieren permisos especiales.