УФ-ОТВЕРЖДЕНИЕ

Отверждение УФ-светодиодами – это технология с использованием энергии, выделяемой светодиодами в УФ-спектре, для обработки чернил, покрытий, клеевых составов и других УФ-отверждаемых материалов. Генерируемая ультрафиолетовым светом энергия запускает цепную реакцию, способствующую полимеризации материала, что приводит к его затвердеванию или отверждению (рис. 1).

 

 

Традиционно для отверждения использовались ультрафиолетовые лампы на основе ртути, но в наши дни более энергоэффективные и экологически безопасные УФ-технологии на основе светодиодов оказались превосходным решением для применения в различных сферах. В технологии УФ-отверждения используются светодиоды на основе полупроводников для проецирования ультрафиолетового света, когда через них проходит электрический ток. Когда светодиод смещен вперед, электроны могут воссоединяться с электронными дырками внутри устройства, высвобождая энергию в форме фотонов.

Цвет излучаемого света или соответствующая энергия фотона определяется энергетической щелью полупроводникового материала. Ряд компаний-производителей светодиодов для общего освещения также изготавливают светодиоды, работающие в ультрафиолетовом спектре. Для многих отраслей промышленности общепризнанным фактом является то, что светодиодные лампы имеют множество преимуществ, включая более низкое энергопотребление, более длительный срок службы, повышенную надежность, меньший форм-фактор и более быстрое включение/отключение. Эти преимущества также важны для при использовании ламп для отверждения.

За последние несколько лет технология отверждения УФ-светодиодами значительно продвинулась вперед и теперь легко доступна для применения в различных областях, включая полиграфию, покрытия и адгезивы. Существует множество преимуществ, побуждающих компании перейти к технологии УФ-светодиодов, а именно: более высокая производительность и экологичность таких решений, которые все чаще требуют конечные клиенты. По мере разработки новых систем отверждения УФ-светодиодами, понимание того, как ключевые компоненты работают вместе, поможет создать оптимальную систему и, таким образом, снизить общее воздействие процесса на окружающую среду и в то же время поддерживать или улучшать эффективность и рабочие характеристики изделия. Эффективный процесс УФ-отверждения должен соответствовать выходу УФ-ламп отверждения характеристикам поглощения химического УФ-излучения. Как правило, составитель химической номенклатуры указывает в рекомендациях интенсивность излучения (мДж/см2) и длину волн (нм), необходимые для отверждения. Часто лабораторные испытания подтверждают химические показатели и характеристики ультрафиолетовой лампы. УФ-химические составы доступны практически для любого применения в виде однокомпонентного состава, который не требует смешивания. В зависимости от конкретного применения, УФ-разработчик может регулировать вязкость в соответствии с требованиями метода нанесения краски, покрытия или адгезива, такого как трафаретная печать, нанесение валиком, распыление или точное нанесение адгезива. При наличии теневых областей, куда не проникает ультрафиолетовая энергия (УФ-отверждение относится к зоне прямой видимости), процесс все же может получить многие преимущества УФ-отверждения при использовании технологии двойного отверждения, которая сочетает в себе УФ-излучение, а также тепло или влагу. Системы ультрафиолетовых светодиодных ламп для отверждения состоят из нескольких подкомпонентов, которые в совокупности могут использоваться для определения общей производительности системы.

Ключевые субкомпоненты проекта описаны ниже. Более подробное изучение этих компонентов, а также их взаимодействия и взаимозависимости позволит читателю лучше понять, что ультрафиолетовые светодиодные лампы отверждения создаются по-разному.

 

Компонент	Задача
Светодиод	Полупроводниковый компонент, который генерирует ультрафиолетовый свет.
Матрица	Группировка светодиодов для максимизации УФ-излучения с целью достижения желаемой скорости отверждения.
Тепловое охлаждение	Правильно спроектированная система терморегулирования для отвода тепла, генерируемого светодиодной матрицей для обеспечения низкой рабочей температуры и длительного срока службы.
Оптика	Формирование, отражение и направление ультрафиолетового светодиодного света для обеспечения максимального освещения среды.

Независимо от используемой конструкции светодиода, матрицы, теплового и оптического оборудования, конечный результат, который важен для конечных пользователей, заключается в том, что материал отверждается. Два параметра измерения включают пиковое излучение и дозу излучения, как показано ниже. Эти два параметра работают сообща, и понимание метода их измерения позволит производителям и конечным пользователям правильно охарактеризовать систему отверждения УФ-светодиодами.

	Пиковое излучение	Доза излучения
Определение	Мощность излучения на единицу площади	Мощность излучения на площадь в единицу времени
Измерение	Ватт на квадратный сантиметр (Вт/см2)	Джоулей/см2 или мДж/см
Зависит от	Расстояние от материала	Скорость материала Размер излучающего окна