El estado del curado UV-LED

Wavelength, inglés

Una investigación de química y aplicaciones.

Diodos emisores de luz para aplicaciones de curado ultravioleta (LED UV) han estado disponibles comercialmente durante casi 10 años. Sin embargo, sus características de salida únicas requieren químicas UV recién formuladas para aprovechar los muchos beneficios de los LED UV. Este artículo analiza las características de las lámparas UV-LED; la importancia de formular adecuadamente las químicas; los beneficios para los usuarios finales; comercial aplicaciones de LED UV; y desarrollos futuros esperados.

Las lámparas de arco UV tradicionales producen energía UV al generar un arco eléctrico dentro de una cámara de gas ionizado (típicamente mercurio) para excitar los átomos, que luego se desintegran y emiten fotones. Los fotones emitidos cubren una amplia gama del espectro electromagnético, incluida algo de luz infrarroja e incluso visible. Solo alrededor de 25% se encuentra en el rango UV-A más seguro.

"Los beneficios de los LED UV en comparación con las lámparas UV de arco de mercurio tradicionales son numerosos y significativos".

Ed Kiyoi, ingeniero técnico de marketing, PHOSEON

Un LED UV genera energía UV de una manera completamente diferente. Cuando una corriente eléctrica (o electrones) se mueve a través de un dispositivo semiconductor llamado diodo, emite energía en forma de fotones. Los materiales específicos del diodo determinan la longitudes de onda de estos fotones y, en el caso de UV-LED, la salida es típicamente en una banda muy estrecha +/- 20 nm. La longitud de onda depende de la banda prohibida entre el estado excitado y el estado fundamental del material semiconductor.

El curado UV es un proceso de fotopolimerización que utiliza energía UV para convertir un líquido en un sólido. Tras la absorción de la energía UV, el fotoiniciador (PI) produce radicales libres que inician la reticulación con aglutinantes (monómeros y oligómeros) en una reacción de polimerización para curar o solidificar la tinta, revestimiento o adhesivo. Las formulaciones UV también incorporan varios aditivos tales como estabilizadores, agentes humectantes, promotores de la adhesión, antiespumantes y pigmentos para proporcionar características deseables o color del material curado.

Los beneficios de los LED UV en comparación con las lámparas UV de arco de mercurio tradicionales son numerosos y significativos. Los LED UV son más respetuosos con el medio ambiente porque no generan ozono y no contienen mercurio como lo hacen las lámparas de arco. Son una fuente fría en comparación con las lámparas de arco, en gran parte debido a que no tienen salida en el rango de infrarrojos. Este calor reducido elimina los complicados mecanismos de enfriamiento, como los rodillos de enfriamiento y las contraventanas externas, y permite aplicaciones en sustratos sensibles al calor. La eficiencia de conversión eléctrica a óptica de los LED UV es mucho mejor y la capacidad de apagar y encender la unidad instantáneamente permite ahorrar alrededor de 50-75% en electricidad.

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