Source: Deutsche Nachrichten
UV-Gel auftragen, Hand in das Lichthärtungsgerät legen und wenige Sekunden später ist aus dem modellierbaren Material eine feste Nagelmodellage geworden. Was im Nagelstudio alltäglich erscheint, basiert auf einem genau abgestimmten photochemischen Prozess.
Photoinitiatoren, Lichtwellenlänge, Bestrahlungsstärke, Aushärtungszeit und die Zusammensetzung des verwendeten Gels wirken dabei zusammen. emmi®NAIL erklärt, was technisch bei der Aushärtung passiert und warum die Auswahl des passenden Lichthärtungsgerätes für professionelle Nagelmodellagen eine wichtige Rolle spielt.
Was passiert beim Aushärten von UV-Gel?
UV-Gele bestehen unter anderem aus reaktiven Komponenten wie Monomeren und Oligomeren sowie sogenannten Photoinitiatoren.
Photoinitiatoren sind lichtempfindliche Bestandteile der Rezeptur. Treffen Lichtphotonen eines für den jeweiligen Photoinitiator geeigneten Wellenlängenbereichs auf das Material, absorbiert dieser Energie und bildet reaktive Spezies.
Diese starten eine Kettenreaktion: Reaktive Bestandteile des Gels verbinden und vernetzen sich miteinander. Aus dem modellierbaren Gel entsteht ein dreidimensionales Polymernetzwerk.
Dieser Vorgang wird Photopolymerisation genannt.
Fachwissen: Was ist Photopolymerisation?
Photopolymerisation ist ein chemischer Prozess, bei dem Licht eine Polymerisationsreaktion auslöst. Photoinitiatoren absorbieren Licht geeigneter Wellenlängen und bilden reaktive Spezies, die die Vernetzung der Bestandteile des UV-Gels starten. Dadurch wird aus dem modellierbaren Material eine feste Nagelmodellage.
Das Lichthärtungsgerät „trocknet“ das Gel daher nicht im klassischen Sinn. Vielmehr liefert es die Lichtenergie, die den chemischen Vernetzungsprozess in Gang setzt.
LED oder UV – was ist eigentlich der Unterschied?
Die Begriffe „UV-Lampe“ und „LED-Lampe“ werden im Nageldesign häufig als Gegensätze verwendet. Technisch ist diese Unterscheidung jedoch vereinfacht.
LED beschreibt zunächst die Art der Lichtquelle – die Leuchtdiode. Moderne UV-/LED-Lichthärtungsgeräte verwenden LEDs, die Strahlung in definierten Wellenlängenbereichen erzeugen. Entscheidend für die Aushärtung ist deshalb nicht allein die Bezeichnung „LED“, sondern ob das abgegebene Lichtspektrum zu den Photoinitiatoren des verwendeten Materials passt.
Moderne emmi®NAIL UV-/LED-Lichthärtungsgeräte arbeiten modellabhängig beispielsweise in einem Wellenlängenbereich von 365 bis 405 Nanometern. Damit können auf diesen Bereich abgestimmte UV-/LED-Gele und UV-Lacke polymerisiert werden.
Warum sind unterschiedliche Wellenlängen wichtig?
Nicht jeder Photoinitiator reagiert auf Licht gleichermaßen. Unterschiedliche Photoinitiatoren besitzen unterschiedliche Absorptionsbereiche.
Das bedeutet: Ein Lichthärtungsgerät kann eine hohe elektrische Leistung besitzen – wenn sein emittiertes Spektrum jedoch nicht ausreichend zum verwendeten Photoinitiatorsystem passt, ist die Wattzahl allein kein Garant für eine korrekte Aushärtung. Deshalb müssen Gelrezeptur und Lichthärtungsgerät aufeinander abgestimmt sein.
Für Nagelstudios ist es sinnvoll, sich an den Aushärtungsempfehlungen des jeweiligen Gelherstellers zu orientieren und geeignete Lichthärtungsgeräte zu verwenden.
Bedeutet mehr Watt automatisch eine bessere Aushärtung?
Nein. Eine höhere Wattzahl allein bedeutet nicht automatisch, dass ein UV-Gel besser oder schneller aushärtet. Die Wattangabe beschreibt die elektrische Leistungsaufnahme beziehungsweise – abhängig von der Herstellerangabe – die Geräteleistung. Für die tatsächliche Photopolymerisation sind jedoch mehrere Faktoren entscheidend.
Dazu gehören unter anderem das emittierte Wellenlängenspektrum, die Lichtintensität an der Nageloberfläche, die Position und Anzahl der LEDs, der Abstand zum Material, die Belichtungsdauer sowie die Zusammensetzung und Schichtstärke des Gels.
Deshalb lassen sich zwei Nagellampen nicht allein anhand ihrer Wattangabe sinnvoll miteinander vergleichen.
Warum spielt die Anordnung der LEDs eine Rolle?
Auch die räumliche Verteilung des Lichts ist wichtig. Die Nägel einer Hand liegen nicht alle horizontal unter derselben Lichtquelle. Insbesondere der Daumen befindet sich aufgrund seiner anatomischen Position häufig seitlich.
Moderne Lichthärtungsgeräte verteilen ihre LEDs deshalb über verschiedene Bereiche des Innenraums, damit möglichst alle Nägel ausreichend Licht erhalten.
Ein Beispiel ist die Emmi Galaxy UV/LED Light Pearl. Sie arbeitet mit 30 UV-LEDs im Bereich 365–405 nm und bietet eine Leistung von bis zu 36 Watt. Der beleuchtete Innenraum ist darauf ausgelegt, auch die seitlichen Bereiche der Hand zu erreichen. Bei bestimmten Geräten oder Anwendungen kann es dennoch sinnvoll beziehungsweise vom Hersteller vorgesehen sein, den Daumen separat auszuhärten.
Warum können dunkle Farbgele länger brauchen?
Die Pigmentierung eines Gels beeinflusst, wie tief Licht in das Material eindringen kann.
Sehr stark pigmentierte oder dunkle Farbgele können einen größeren Anteil des einfallenden Lichts absorbieren oder streuen. Dadurch erreicht weniger Licht tiefere Bereiche der aufgetragenen Schicht. Aus diesem Grund sind dünne Schichten und die vom Hersteller vorgegebene Aushärtungszeit besonders wichtig.
Auch hier zeigt sich, warum „oben hart“ nicht zwangsläufig bedeutet, dass die gesamte aufgetragene Schicht unter allen Bedingungen ausreichend polymerisiert wurde.
Warum wird Gel beim Aushärten manchmal warm?
Viele Anwender kennen das Gefühl: Während der Aushärtung eines Aufbau- oder Modellagegels wird der Nagel plötzlich warm. Der Hintergrund liegt unter anderem in der Polymerisationsreaktion selbst. Die Vernetzung der reaktiven Bestandteile ist exotherm – bei der Reaktion wird Wärme freigesetzt.
Wie stark diese Wärme wahrgenommen wird, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dazu zählen beispielsweise Rezeptur, Schichtstärke, Reaktionsgeschwindigkeit und die eingebrachte Lichtenergie. Besonders bei dickeren Modellageschichten kann die Wärmeentwicklung stärker wahrgenommen werden.
Was macht ein Low-Heat-Modus?
Moderne professionelle Lichthärtungsgeräte können die Leistungsabgabe während der Aushärtung steuern. Beim Emmi-Dome UV/LED-Lichthärtungsgerät kann die Leistung beispielsweise von 100 Prozent auf 50 Prozent reduziert werden. Das Gerät arbeitet mit 33 UV-LEDs und einem Wellenlängenbereich von 365–405 nm.
Durch die reduzierte Leistung läuft die Polymerisation zu Beginn weniger intensiv ab. Dadurch kann die Wärmeentwicklung für die Kundin angenehmer wahrgenommen werden.
Auch die Emmi-Nail Digital LED bietet einen entsprechenden 24-/48-Watt-Betrieb mit Low-Heat-Funktion. Das Prinzip dahinter ist nicht, die chemische Reaktion grundsätzlich zu verändern. Vielmehr wird die Geschwindigkeit beeinflusst, mit der zu Beginn Lichtenergie in das Material eingebracht wird.
Wie stark sich moderne Geräte inzwischen technisch differenzieren lassen, zeigt die Emmi Power 68 UV/LED Nagellampe. Das Gerät arbeitet mit 42 LEDs im Bereich von 365–405 nm und verfügt über verschiedene Betriebsarten.
Neben einem Low-Heat-Modus, bei dem die Leistung reduziert wird, besitzt das Gerät einen Hochleistungsmodus für beispielsweise dunkle beziehungsweise stark pigmentierte Materialien. Ein zusätzlicher Handpflege-Modus deaktiviert die oberen LEDs und reduziert dadurch die Licht- und Wärmebelastung auf dem Handrücken.
Solche Funktionen zeigen, dass moderne Lichthärtung nicht mehr allein aus „Lampe an – Lampe aus“ besteht. Lichtverteilung, Leistung und Belichtungsdauer können gezielt an unterschiedliche Anwendungen angepasst werden.
Wie lange muss UV-Gel aushärten?
Eine universelle Aushärtungszeit für alle UV-Gele gibt es nicht. Je nach Gelrezeptur, Photoinitiatorsystem, Pigmentierung, Schichtstärke und verwendetem Gerät können unterschiedliche Zeiten erforderlich sein.
Bei zahlreichen emmi®NAIL UV-/LED-Gelen liegt die vollständige Aushärtung mit geeigneten Geräten je nach Material beispielsweise bei 30 oder 60 Sekunden. Die konkreten Angaben des jeweiligen Produktes sind jedoch maßgeblich.
Das eigenständige Verkürzen der empfohlenen Aushärtungszeit ist nicht sinnvoll. Auch wenn die Oberfläche bereits fest erscheint, lässt sich daraus nicht zuverlässig auf den Polymerisationsgrad innerhalb der gesamten Materialschicht schließen.
Warum müssen Gel und Lampe zusammenpassen?
Die sichere und zuverlässige Aushärtung eines UV-Gels ist das Ergebnis eines Systems.
Gelrezeptur + Photoinitiator + Wellenlänge + Lichtintensität + Belichtungszeit + Schichtstärke müssen zusammenpassen.
Aus diesem Grund empfiehlt emmi®NAIL die Verwendung geeigneter Lichthärtungsgeräte und die Einhaltung der für das jeweilige Material angegebenen Aushärtungszeiten. Das gilt besonders im professionellen Nagelstudio, wo Geräte täglich eingesetzt werden und reproduzierbare Ergebnisse erforderlich sind.
Fachwissen: Die fünf Faktoren einer zuverlässigen Gel-Aushärtung
Für eine zuverlässige Photopolymerisation sind insbesondere fünf Faktoren entscheidend:
1. Wellenlänge: Das emittierte Lichtspektrum muss zum Photoinitiatorsystem des Gels passen.
2. Lichtintensität und Verteilung: Die benötigte Lichtenergie muss die gesamte Modellage möglichst gleichmäßig erreichen.
3. Aushärtungszeit: Das Material benötigt ausreichend Zeit unter der geeigneten Lichtquelle.
4. Schichtstärke: Zu dick aufgetragenes oder stark pigmentiertes Material kann die Lichtdurchdringung erschweren.
5. Materialsystem: Unterschiedliche Gelrezepturen können unterschiedliche Anforderungen an die Aushärtung stellen.
Fazit: Die Lampe ist Teil des Materialsystems
Die Aushärtung von UV-Gel ist ein technisch anspruchsvollerer Vorgang, als es der kurze Aufenthalt der Hand im Lichthärtungsgerät vermuten lässt.
UV-Gel härtet durch Photopolymerisation aus. Dabei absorbieren Photoinitiatoren Licht geeigneter Wellenlängen und starten die chemische Vernetzung des Materials. Für eine zuverlässige Aushärtung müssen Gelrezeptur, Lichtspektrum, Lichtintensität, Schichtstärke und Belichtungszeit aufeinander abgestimmt sein. Eine hohe Wattzahl allein garantiert deshalb keine bessere Aushärtung.
Moderne UV-/LED-Lichthärtungsgeräte kombinieren dafür definierte Wellenlängenbereiche mit einer gezielten LED-Anordnung, unterschiedlichen Timerstufen und – je nach Modell – regelbaren Leistungs- und Low-Heat-Funktionen. Damit wird das Lichthärtungsgerät zu einem wesentlichen technischen Bestandteil einer professionellen Nagelmodellage.