Hay en el horizonte normativas más estrictas de la UE sobre el uso de lámparas de curado de vapor de mercurio. ¿Qué tecnología de curado alternativa deben adoptar las empresas?
Los propietarios de máquinas de impresión digital de gran formato conocen bien la necesidad de secar las tintas por chorro una vez impresas. También saben que tienen dos opciones de curado: lámparas de arco de mercurio o LED.
Ambas responden a longitudes de onda de luz específicas, utilizando la energía espectral para iniciar la fragmentación y polimerización de los fotoiniciadores en las tintas para crear superficies secas, resistentes, flexibles y duraderas.
La potencia de una fuente de luz determina su luminosidad y ésta, a su vez, define los atributos de una tecnología de polimerización y, por tanto, sus características de rendimiento.
Por eso, los requisitos de rendimiento y aplicación son las consideraciones más importantes, cuando se comparan máquinas que utilizan el curado por arco de mercurio y por LED.
Entre las características de rendimiento se incluyen:
– la velocidad y profundidad de curado
– la calidad del control del color y el brillo
– el tiempo que tarda el sistema de curado en estar listo para usar
– su consumo de energía
– la flexibilidad de la tinta y el sustrato
– la longevidad y consistencia del sistema de curado a lo largo del tiempo.
El coste de propiedad y la normativa también son factores diferenciadores cada vez más importantes. Considéralos todos en el contexto de las necesidades de la empresa y la aplicación, y tu decisión sobre qué opción elegir estará clara. No te preocupes demasiado por el cumplimiento de la normativa, porque no es tan preocupante como podrías pensar.
Mercurio deslizamiento deslizamiento
Las lámparas de arco de mercurio son los caballos de batalla de la industria del curado. Generan luz UV e IR en las regiones del espectro de 240-270 nm y 350- 380 nm y tienen una vida útil de unas 1.500 horas.
Utilizan mucha energía y generan calor. Esto acelera la reticulación de los polímeros, pero daña los sustratos vulnerables, por lo que es una limitación para imprimir materiales endebles.
Estas lámparas tardan en calentarse y enfriarse, por lo que hay que dejarlas encendidas incluso cuando la máquina de imprimir está parada, lo que aumenta la factura energética.
Sin embargo, a pesar de estos inconvenientes, el curado por arco de mercurio domina el mercado porque es muy productivo. Y aunque está maduro, sigue apareciendo en prensas nuevas como la H-UV de Komori con curado en línea.
Esta tecnología seguirá dominando el sector de la impresión digital de gran formato hasta que los LED puedan igualar su rendimiento, especialmente su velocidad y profundidad de curado. El punto de inflexión no se producirá hasta dentro de un tiempo, pero podría llegar antes de lo esperado.
¿Matar o curar?
Los desarrolladores tienen muchas razones para invertir en tecnología de curado LED, entre ellas la normativa de la Unión Europea sobre Restricción de Sustancias Peligrosas II (RoHS II), que prohíbe el uso de metales pesados como el plomo, el mercurio y el cadmio.
La RoHS II es hermana de la directiva sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos (RAEE) y es específica de los aparatos eléctricos y electrónicos.
Los controles químicos son el ámbito de la Directiva sobre registro, evaluación, autorización y restricción de sustancias y preparados químicos (REACH), que se centra en la salud y la seguridad.
La RoHSII está pensada para fomentar la reducción de energía y el ecodiseño, así como para reducir el uso de sustancias peligrosas.
Por estas razones es bastante laxo, con numerosas exclusiones y más de 80 exenciones, incluido el uso de mercurio en determinadas situaciones, como cuando no se dispone de una tecnología alternativa equivalente.
Incluso cuando expiren las exenciones, las lámparas de arco de mercurio pueden seguir sustituyéndose y las máquinas pueden seguir funcionando sin incumplir las normas.
Tecnología LED
Los LED tienen un brillo inferior al de las lámparas de arco de mercurio porque su tensión aplicada es baja. Los LED emiten luz en la parte visible del espectro, de 400 nm a 700 nm, o en el infrarrojo cercano (700 nm y 2000 nm), por lo que sólo una parte de la energía espectral que emiten es luz ultravioleta.
Como utilizan una fracción de la energía de las lámparas de arco de mercurio, no necesitan calentarse ni enfriarse, por lo que están inmediatamente listas para su uso y no consumen energía si no están en funcionamiento.
También son baratos y tienen una vida útil muy larga. La cantidad de calor que generan es trivial, por lo que pueden utilizarse con sustratos muy endebles, pero su falta de potencia hace que los LED sean actualmente lentos para curar la tinta.
Como los pigmentos de la tinta pueden absorber la luz en la región de emisión de los LED, a veces pueden competir con los fotoiniciadores por la luz.
También pueden curarse inadvertidamente en el bote o en la prensa. Esto, sumado a su estrecha banda de respuesta, significa que las tintas curables por LED tienen que estar especialmente formuladas.
El curado por LED sigue siendo una tecnología relativamente inmadura para las aplicaciones gráficas, aunque se está avanzando rápidamente en el desarrollo de los LED UV de onda corta.
La investigación tecnológica continua es un hecho en las artes gráficas, en las que los desarrolladores buscan constantemente nuevas formas de resolver viejos problemas.
Sus esfuerzos pueden deberse a razones de coste, impacto medioambiental, eficiencia energética, cumplimiento de la normativa, rendimiento e incluso comodidad, cualquier cosa que les dé ventaja sobre la competencia.
Los desarrolladores ya han ideado formas inteligentes de obtener lo mejor de ambas opciones de curado. Los LED utilizados en combinación con el curado por arco de mercurio pueden proporcionar un curado preliminar, llamado pinning.
Este curado parcial de las tintas individuales controla la ganancia de punto y mejora la calidad del color y los niveles de brillo. Las lámparas de arco de mercurio completan el curado.
¿Debemos preocuparnos por la RoHSII?
No, al menos de momento. Un principio clave de la legislación de la UE es que la aplicación de las normas de la UE no debe socavar el crecimiento y el desarrollo, por lo que confiamos en que la legislación RoHSII no se aplique a discreción.
Existen exenciones de la RoHSII para las lámparas de arco de mercurio de baja, media y alta presión, que se irán retirando progresivamente a partir de abril de 2015, a medida que se disponga de tecnologías de sustitución adecuadas.
El reglamento también exime a las «instalaciones fijas a gran escala», que define como «una combinación a gran escala de varios tipos de aparatos … montados e instalados por profesionales, destinados a ser utilizados de forma permanente en un lugar predefinido y dedicado».
Así que, incluso sin las exenciones, muchas imprentas, por ejemplo las que tienen grandes planchas, no entran en el ámbito de aplicación de la RoHSII y, según nuestro contacto de la Unión Europea, una máquina de impresión «puede tener lámparas de arco de mercurio de repuesto en el futuro hasta que llegue al final de su vida útil».
La llegada del curado por LED, que ofrece una alternativa a la tecnología de arco de mercurio, ha ampliado la gama de máquinas disponibles para imprimir proyectos de gran formato.
Admiten una amplia gama de requisitos de rendimiento y coste, así como diversos modelos económicos para los fabricantes, las imprentas y sus clientes. La elección es cuestión de adecuar los requisitos de rendimiento y calidad a las inversiones en aplicaciones.
Tanto las expectativas de producción como la tecnología determinan la adopción de los LED y la rapidez con que sustituyen al curado por arco de mercurio.
Pero es sólo cuestión de tiempo que la tecnología LED pueda igualar el rendimiento del curado por arco de mercurio. Cuando lleguemos a ese punto dejará de ser viable, pero ese punto está aún en un horizonte lejano