Technologie de polymérisation LED pour les revêtements

Processus de polymérisation LED

Les solutions de polymérisation LED sont utilisées dans le revêtements industrie car ils offrent un durcissement UV très fiable en raison du fait qu'il s'agit d'un dispositif à semi-conducteurs. Ils fournissent un durcissement en profondeur et permettent des températures de surface basses qui permettent des intrants bruts moins coûteux. 

Technologie de séchage UV avec diodes électroluminescentes (LED) est considérablement plus écologique et économes en ressources par rapport aux technologies traditionnelles. L'élimination des lampes en métal lourd à base de gallium et de mercure n'est plus nécessaire. Les conditions de travail des opérateurs de ligne sont améliorées car il n'y a pas de formation d'ozone et un système d'échappement n'est donc pas nécessaire, ce qui pourrait entraîner des niveaux de bruit plus élevés. La faible consommation d'énergie des sources lumineuses LED contribue à la protection des ressources. 

Lampes UV traditionnelles produire de l'énergie UV en générant un arc électrique à l'intérieur d'une chambre à gaz ionisé (généralement du mercure) pour exciter les atomes, qui se désintègrent ensuite, émettant des photons. Les photons émis couvrent une large gamme du spectre électromagnétique comprenant une partie de la lumière infrarouge et même visible. Seulement environ 20% est généralement utile pour le durcissement UV.

«Il est désormais possible d'utiliser des lampes LED à chaque étape du processus de durcissement, éliminant ainsi complètement le besoin de lampes UV conventionnelles.»

Lars Sandqvist, directeur technique principal des applications, Sherwin-Williams

Une LED UV génère de l'énergie UV d'une manière totalement différente. Lorsqu'un courant électrique (électrons) se déplace à travers un dispositif à semi-conducteur appelé diode, il émet de l'énergie sous forme de photons. Les matériaux spécifiques de la diode déterminent les longueurs d'onde des photons et, dans le cas des LED UV, la sortie est typiquement dans une bande très étroite +/- 10 nm. La figure 2 compare la sortie d'une source de lumière LED de 395 nm avec une lampe UV traditionnelle typique. Il est important de noter la différence d'intensité et de longueur d'onde de la sortie; les deux sont essentiels pour comprendre un processus de séchage UV.

Pour un durcissement UV efficace et efficace d'un revêtement, le formulateur cherche à chevaucher la sortie de la source de lumière UV avec l'absorption spectrale du photo-initiateur (PI). La quantité de PI dans une formulation UV typique est généralement très faible, inférieure à 5%. Les IP absorbent généralement sur une gamme de longueurs d'onde, et non sur une bande étroite. De nombreuses formulations UV existantes développées pour durcir avec une lampe UV typique utilisent un IP à large spectre. Bien qu'il y ait souvent une certaine absorption dans la plage de sortie LED, il est clair qu'une grande partie de la plage d'absorption PI est gaspillée. Un durcissement plus efficace est possible avec une formulation spécialement conçue pour le durcissement par LED en utilisant un PI avec une absorption plus concentrée dans la gamme UV-A.

L'année dernière, Sherwin-Williams a annoncé une nouvelle innovation LED destinée aux fabricants de l'industrie de la finition du bois - Full Curing LED. Cette technologie révolutionnaire permet de mettre en œuvre des LED sur toute la chaîne de polymérisation, permettant encore plus d'économies d'énergie et d'amélioration de la qualité qu'auparavant.  

«Nous travaillons à une solution comme celle-ci depuis que nous avons introduit le séchage LED pour la première fois en 2012. Cependant, il y avait toujours un problème avec les effets de jaunissement indésirables en raison des difficultés avec la couche de finition. Pendant un certain temps, il a semblé qu'une combinaison de lampes LED et UV était la seule voie à suivre, mais nous avons progressé et la division R&D a finalement trouvé la bonne formule pour que cela fonctionne. Il est désormais possible d'utiliser Lampes à LED à chaque étape du processus de durcissement, éliminant complètement le besoin de lampes UV conventionnelles. Cela permettra une production beaucoup plus efficace », déclare Lars Sandqvist, directeur technique des applications chez Sherwin-Williams.

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