En la industria de la impresión de etiquetas, el proceso de curado es el cuello de botella más común. Una polimerización incompleta genera problemas de migración de tinta, baja resistencia al roce y falta de adherencia sobre sustratos plásticos. Como ingenieros, sabemos que el éxito en una prensa flexográfica de banda estrecha no depende solo de la velocidad de rotación, sino del equilibrio exacto entre la química de la tinta y la energía radiante aplicada.
Este tutorial aborda los factores críticos para optimizar el curado UV y LED en entornos de producción de etiquetas de alta exigencia.
La física del curado: Irradiancia vs. Dosis
Para optimizar el proceso, debemos distinguir entre dos conceptos técnicos. La irradiancia es la potencia instantánea que llega a la superficie del sustrato. Se mide en W/cm². La dosis, por otro lado, es la energía total acumulada durante el tiempo de exposición, medida en mJ/cm².
En una prensa flexográfica de etiquetas, la irradiancia garantiza que la reacción química comience. La dosis asegura que dicha reacción se complete en toda la capa de tinta. Si aumentamos la velocidad de la prensa de 50 a 100 metros por minuto, la irradiancia se mantiene constante, pero la dosis se reduce a la mitad. Aquí es donde suelen aparecer los fallos de curado.
Configuración de lámparas de arco de mercurio
Las lámparas de vapor de mercurio siguen siendo estándar en muchas líneas de etiquetas y offset. Su espectro es amplio, lo que permite curar diversos tipos de tintas y barnices. Sin embargo, su eficiencia depende del estado de los reflectores.
Un reflector sucio o deformado puede reducir la energía efectiva hasta en un 40%. Los ingenieros deben implementar un programa de limpieza semanal. El uso de aire comprimido no basta; se requiere alcohol isopropílico y paños que no suelten pelusa. Además, es vital monitorizar las horas de uso. Una lámpara de mercurio pierde eficacia espectral mucho antes de fundirse físicamente.
La transición tecnológica al LED UV
El curado LED ha transformado la impresión de banda estrecha. A diferencia del mercurio, el LED emite en una longitud de onda estrecha, generalmente 385 o 395 nanómetros. Esto elimina el calor excesivo sobre el material, permitiendo imprimir sobre films muy delgados sin riesgo de deformación térmica.
Para optimizar el LED UV en flexografía, la selección de la tinta es el factor determinante. Las tintas deben estar formuladas específicamente con fotoiniciadores que reaccionen a la longitud de onda del LED. Si intenta utilizar tintas UV convencionales con lámparas LED, el curado será superficial y la base permanecerá líquida, provocando fallos de adherencia catastróficos.
El papel del sustrato en la absorción de energía
En la impresión de etiquetas, trabajamos con materiales que van desde papel térmico hasta BOPP y polietileno. Cada sustrato interactúa de forma distinta con la luz UV. Los materiales blancos reflejan parte de la energía, mientras que los transparentes permiten que la luz rebote en el rodillo de enfriamiento (chill roller).
Para optimizar el curado en materiales metalizados, se requiere una irradiancia mayor. El metal disipa el calor y puede inhibir ligeramente la reacción de polimerización. En estos casos, ajustar la distancia entre la cabeza de la lámpara y el material es la táctica más efectiva. Una reducción de 5 milímetros en la distancia puede duplicar la irradiancia efectiva sobre la banda.
Control de la viscosidad y densidad de tinta
Un error frecuente es intentar compensar un color débil aumentando la carga de tinta. En flexografía, una capa de tinta demasiado gruesa bloquea el paso de los fotones. La superficie se cura y crea una “piel”, pero el fondo queda húmedo.
La optimización requiere el uso de rodillos anilox con volúmenes adecuados. Para etiquetas de alta calidad, volúmenes de 3.0 a 4.5 cm³/m² suelen ser ideales para CMYK. Si la densidad es insuficiente, no aumente el volumen; mejore la pigmentación de la tinta. Mantener la viscosidad controlada asegura que la película de tinta sea uniforme, facilitando un curado homogéneo a altas velocidades.
Pruebas de campo: Más allá del test de la cinta
El “Tape Test” es una prueba básica, pero no es suficiente para la optimización técnica. Un ingeniero debe utilizar pruebas de resistencia al frotado con disolventes (como el test de MEK). Si el color se desprende tras 20 frotaciones, la polimerización es insuficiente.
Otra herramienta indispensable es el radiómetro. No confíe en los indicadores del panel de control de la máquina. Mida la energía real a pie de banda. Registre estos valores para cada trabajo. Si detecta que necesita más potencia para obtener el mismo resultado que hace un mes, sus lámparas o reflectores están fallando.
Gestión térmica y refrigeración
El calor es el enemigo de la estabilidad dimensional en la banda estrecha. Tanto las lámparas de mercurio como los sistemas LED generan calor, aunque de formas distintas. En las prensas de etiquetas, los rodillos de enfriamiento deben mantenerse a una temperatura constante de entre 18°C y 22°C.
Si el sistema de refrigeración falla, el sustrato se estira. Esto provoca problemas de registro que los operarios suelen intentar corregir ajustando la tensión, lo cual empeora la situación. Un curado optimizado es aquel que logra la polimerización con el mínimo impacto térmico posible sobre el material.
Mantenimiento preventivo en sistemas de banda estrecha
La optimización no es un evento único, sino un estado constante. Los filtros de aire de las fuentes de alimentación UV deben revisarse cada quincena. Si el flujo de aire disminuye, la lámpara trabaja a una temperatura superior a la de diseño, alterando su salida espectral.
En sistemas LED, la limpieza de la ventana de salida es crítica. Las salpicaduras de tinta o el polvo acumulado crean sombras. En el curado de alta velocidad, una pequeña mancha en el cristal puede dejar una línea de tinta sin curar a lo largo de miles de metros de etiquetas, lo que resulta en devoluciones costosas.
Sincronización entre velocidad y potencia
Las prensas modernas ofrecen sistemas de “step-and-cure”, donde la potencia de la lámpara escala automáticamente con la velocidad. Sin embargo, esta curva de potencia no siempre es lineal.
Para optimizar, realice una “curva de curado”. Imprima a diferentes velocidades (por ejemplo, 20, 50, 80 y 120 m/min) manteniendo la potencia constante. Analice en qué punto falla el curado. Luego, repita ajustando la potencia. Este mapa de rendimiento le dirá exactamente cuál es el límite operativo real de su configuración actual, evitando desperdicios de energía y garantizando la calidad del producto final.
Seguridad y ozono en el entorno de trabajo
Las lámparas de arco de mercurio generan ozono, un gas corrosivo y tóxico. Un sistema de extracción mal optimizado no solo es un riesgo para la salud, sino que permite que el ozono oxide los componentes de la prensa. Asegúrese de que el caudal de extracción sea el especificado por el fabricante. Los sistemas LED eliminan este problema, lo que representa una ventaja operativa significativa en plantas con ventilación limitada.
Conclusión técnica para la toma de decisiones
Optimizar el curado UV en flexografía de etiquetas requiere un enfoque sistémico. No se trata solo de encender las lámparas al 100%. La clave reside en la integración de la química de la tinta, la precisión del anilox, la gestión del calor y la medición rigurosa de la energía. Al controlar estas variables, las empresas de conversión de etiquetas pueden aumentar su productividad, reducir el desperdicio y garantizar que cada rollo entregado cumpla con los estándares más exigentes de la industria del embalaje.
