L’indurimento UV

Quella di indurimento tramite UV-LED é una tecnica che utilizza l’energia emessa dai LED nello spettro UV per trattare inchiostri, rivestimenti, adesivi e altri materiali. L’energia generata dalla luce UV innesca una reazione a catena con conseguente asciugatura del materiale (Figura 1).

 

 

Tradizionalmente, per questo scopo vengono utilizzate le lampade UV a mercurio, ma ora la tecnologia UV a LED, che é più efficiente dal punto di vista energetico e che rispetta l’ambiente, si è dimostrata una soluzione superiore per molte applicazioni. La tecnologia di indurimenti a LED si basa su semiconduttori che proiettano la luce UV quando vengono attraversati da una corrente elettrica. Quando un LED è polarizzato in avanti, gli elettroni sono in grado di ricombinarsi con i buchi di elettroni all’interno del dispositivo, rilasciando così energia sotto forma di fotoni.

Il colore della luce emessa o l’energia corrispondente del fotone è determinata dal gap energetico del materiale semiconduttore. Alcune aziende che producono LED per l’illuminazione generale, producono anche LED che si irradiano nello spettro UV. Per molte industrie è un fatto ormai noto che le lampade a LED offrono molti vantaggi, tra cui un minore consumo di energia, una maggiore durata, maggiore robustezza, dimensioni ridotte e accensione / spegnimento piú rapidi. Questi vantaggi sono importanti anche nei processi di asciugatura.

La tecnologia di indurimento UV-LED è progredita in modo significativo negli ultimi anni ed è ora ampiamente disponibile per una varietà di applicazioni come stampa, rivestimenti e adesivi. Ci sono molti vantaggi che spingono le aziende ad orientarsi verso la tecnologia UV-LED, come una maggiore produttività e il maggiore rispetto dell’ambiente, per questo gli end-user stanno rapidamente aumentando. Poiché i produttori stanno sviluppando sistemi di indurimento a UV-LED, sapere come i componenti secondari chiave lavoreranno insieme aiuterà a creare il sistema ottimale e quindi a ridurre l’impatto ambientale complessivo del processo e allo stesso tempo a mantenere o migliorare la produttività e le prestazioni del prodotto. In un processo efficiente, l’output delle lampade UV e le caratteristiche di assorbimento della tecnologia UV devono corrispondere. Tipicamente, il formulatore raccomanderà la densità di energia (mJ / cm2) e le lunghezze d’onda (nm) necessarie per l’indurimento. Spesso i test di laboratorio confermano le prestazioni e le specifiche delle lampade UV. Le sostanze chimiche UV sono disponibili per quasi tutte le applicazioni come formulazione monocomponente che non richiede miscelazione. A seconda dell’applicazione specifica, il formulatore può regolare le viscosità per soddisfare le esigenze dell’inchiostro, del rivestimento o dell’adesivo, come serigrafia, rivestimento a rullo, spruzzatura o erogazione di adesivo di precisione. A volte, se ci sono aree d’ombra che i raggi UV non riescono a raggiungere (l’asciugatura UV è ad esposizione), si possono comunque ottenere molti dei vantaggi della tecnologia UV usando una chimica a doppia polimerizzazione, che combina UV e calore o umidità. I sistemi di lampade polimeriche UV LED sono costituiti da più sottocomponenti che, considerati insieme, possono essere utilizzati per definire le prestazioni generali del sistema.

I sottocomponenti chiave di progettazione sono descritti di seguito. L’esaminazione dettagliata di questi, le loro interazioni e interdipendenze fornirà al lettore una migliore comprensione di come le lampade UV non vengano tutte create allo stesso modo.

 

Component	Purpose
LED	Componente solida che genera luce UV
Array	Raggruppamenti di LED che massimizzano l’emissione di raggi UV per raggiungere il grado di durezza desiderato.
Raffreddamento termico	Un sistema di gestione termica appositamente progettato per eliminare il calore generato lai LED, che assicura barra temperatura durante le operazioni e longevitá delle apparecchiature.
Ottica	La sagomatura, la forma, il riflesso e la guida della luce LED UV per assicurare che la maggior quantitá possibile di luce raggiunga il supporto.

Indipendentemente dal design a LED, array, termico e ottico impiegato, il risultato che interessa gli utenti finali è che il materiale venga indurito. I due parametri di misurazione per questo sono: Peak Irradiance e Dose, come descritto di seguito. Questi interagiscono. La comprensione del loro metodo di misurazione consentirà agli OEM e agli utenti finali di utilizzare correttamente il sistema a LED UV.

 

	Peak Irradiance	Dose
Definition	Radiant power per-unit-area	Radiant power per area per unit time
Measurement	Watt per centimeter squared(W/cm2)	Joules/cm2 or mJoules/cm2
Impacted by	Distance from material	Material speed Emitting window size