El estado del curado con LED UV

Longitud de onda, inglés

Una investigación de la química y sus aplicaciones.

Diodos emisores de luz para aplicaciones de curado ultravioleta (UV-LEDs) están disponibles en el mercado desde hace casi 10 años. Sin embargo, sus características únicas de salida requieren una nueva formulación de los productos químicos UV para aprovechar las numerosas ventajas de los LED UV. En este artículo se analizan las características de las lámparas UV-LED, la importancia de formular adecuadamente los productos químicos, las ventajas para los usuarios finales y las ventajas comerciales. aplicaciones de los UV-LED; y los futuros desarrollos previstos.

Las lámparas de arco UV tradicionales producen energía UV generando un arco eléctrico dentro de una cámara de gas ionizado (normalmente mercurio) para excitar los átomos, que luego se descomponen y emiten fotones. Los fotones emitidos cubren una amplia gama del espectro electromagnético, incluidos algunos infrarrojos e incluso la luz visible. Sólo unos 25% se encuentran en la gama más segura de los rayos UV-A.

"Las ventajas de las UV-LED en comparación con las lámparas UV de arco de mercurio tradicionales son numerosas y significativas".

Ed Kiyoi, ingeniero de marketing técnico, PHOSEON

Un LED-UV genera energía UV de una forma totalmente 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 los LEDs UV, la salida suele ser en una banda muy estrecha +/- 20 nm. La longitud de onda depende de la brecha de banda entre el estado de excitación y el estado básico del material semiconductor.

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

Las ventajas de las lámparas UV-LED en comparación con las tradicionales de arco de mercurio son numerosas y significativas. Los LED UV son más respetuosos con el medio ambiente porque no generan ozono y no contienen mercurio como las lámparas de arco. Son una fuente fría en comparación con las lámparas de arco, en gran parte debido a que no emiten en la gama de infrarrojos. Esta reducción del calor elimina los complicados mecanismos de refrigeración, como los rodillos de refrigeración y los obturadores externos, y permite las aplicaciones en sustratos sensibles al calor. La eficacia de la conversión eléctrica-óptica de los LED UV es mucho mejor y la posibilidad de apagar y encender instantáneamente la unidad permite ahorrar unos 50-75% de electricidad.

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