Der Zustand der UV-LED-Aushärtung

Wellenlänge, Englisch

Eine Untersuchung von Chemie und Anwendungen.

Leuchtdioden für ultravioletthärtende Anwendungen (UV-LEDs) sind seit fast 10 Jahren im Handel erhältlich. Ihre einzigartigen Leistungseigenschaften erfordern jedoch neu formulierte UV-Chemikalien, um die vielen Vorteile von UV-LEDs nutzen zu können. In diesem Artikel werden die Eigenschaften von UV-LED-Lampen erläutert. die Wichtigkeit der richtigen Formulierung von Chemikalien; die Vorteile für die Endnutzer; kommerziell Anwendungen von UV-LEDs; und zukünftige erwartete Entwicklungen.

Herkömmliche UV-Bogenlampen erzeugen UV-Energie, indem sie in einer Kammer aus ionisiertem Gas (typischerweise Quecksilber) einen Lichtbogen erzeugen, um Atome anzuregen, die dann zerfallen und Photonen emittieren. Die emittierten Photonen decken einen weiten Bereich des elektromagnetischen Spektrums ab, einschließlich etwas Infrarot und sogar sichtbarem Licht. Nur etwa 25% liegt im sichereren UV-A-Bereich.

„Die Vorteile von UV-LED im Vergleich zu herkömmlichen Quecksilberbogen-UV-Lampen sind zahlreich und bedeutend.“

Ed Kiyoi, technischer Marketingingenieur, PHOSEON

Eine UV-LED erzeugt UV-Energie auf ganz andere Weise. Wenn sich ein elektrischer Strom (oder Elektronen) durch eine Halbleitervorrichtung bewegt, die als Diode bezeichnet wird, emittiert er Energie in Form von Photonen. Die spezifischen Materialien in der Diode bestimmen die Wellenlängen von diesen Photonen und im Fall von UV-LEDs liegt die Ausgabe typischerweise in einem sehr schmalen Band +/- 20 nm. Die Wellenlänge ist abhängig von der Bandlücke zwischen angeregtem Zustand und Grundzustand des Halbleitermaterials.

Die UV-Härtung ist ein Photopolymerisationsprozess, bei dem mithilfe von UV-Energie eine Flüssigkeit in einen Feststoff umgewandelt wird. Bei Absorption der UV-Energie erzeugt der Photoinitiator (PI) freie Radikale, die in einer Polymerisationsreaktion eine Vernetzung mit Bindemitteln (Monomeren und Oligomeren) initiieren, um die Tinte, Beschichtung oder den Klebstoff zu härten oder zu verfestigen. UV-Formulierungen enthalten auch verschiedene Additive wie Stabilisatoren, Netzmittel, Haftvermittler, Entschäumer und Pigmente, um die gewünschten Eigenschaften oder Farben des gehärteten Materials bereitzustellen.

Die Vorteile von UV-LED im Vergleich zu herkömmlichen Quecksilber-UV-Lampen sind zahlreich und bedeutsam. UV-LEDs sind umweltfreundlicher, da sie kein Ozon erzeugen und kein Quecksilber enthalten, wie dies bei Bogenlampen der Fall ist. Sie sind im Vergleich zu Bogenlampen eine kühle Quelle, hauptsächlich aufgrund der fehlenden Ausgabe im Infrarotbereich. Diese reduzierte Wärme eliminiert komplizierte Kühlmechanismen wie Kühlwalzen und externe Rollläden und ermöglicht Anwendungen auf wärmeempfindlichen Substraten. Die Effizienz der Umwandlung von elektrisch in optisch von UV-LEDs ist viel besser und die Möglichkeit, das Gerät sofort aus- und einzuschalten, ermöglicht eine Stromersparnis von etwa 50-75%.

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