L'état des lieux de la polymérisation par UV-LED

Longueur d'onde, anglais

Une étude de la chimie et des applications.

Diodes électroluminescentes pour les applications de polymérisation dans l'ultraviolet (LEDs UV) sont disponibles dans le commerce depuis près de 10 ans. Cependant, leurs caractéristiques de sortie uniques nécessitent une nouvelle formulation des produits chimiques UV afin de profiter des nombreux avantages des UV-LED. Cet article traite des caractéristiques des lampes UV-LED, de l'importance de formuler correctement les produits chimiques, des avantages pour les utilisateurs finaux, de l'utilisation commerciale des lampes UV-LED et de l'utilisation des produits chimiques. applications des diodes électroluminescentes UV ; et les développements futurs attendus.

Les lampes à arc UV traditionnelles produisent de l'énergie UV en générant un arc électrique à l'intérieur d'une chambre de gaz ionisé (généralement du mercure) pour exciter les atomes, qui se désintègrent ensuite et émettent des photons. Les photons émis couvrent une large gamme du spectre électromagnétique, y compris certains infrarouges et même la lumière visible. Seule la 25% environ se situe dans la gamme des UV-A, plus sûre.

"Les avantages des UV-LED par rapport aux lampes UV traditionnelles à arc de mercure sont nombreux et significatifs."

Ed Kiyoi, ingénieur en marketing technique, PHOSEON

Une LED UV génère de l'énergie UV d'une manière totalement différente. Lorsqu'un courant électrique (ou des électrons) se déplace dans un dispositif semi-conducteur appelé diode, il émet de l'énergie sous forme de photons. Les matériaux spécifiques de la diode déterminent le longueurs d'onde de ces photons et, dans le cas des LED UV, la sortie se situe généralement dans une bande très étroite de +/- 20 nm. La longueur d'onde dépend de la bande interdite entre l'état excité et l'état fondamental du matériau semi-conducteur.

Le séchage UV est un procédé de photopolymérisation qui utilise l'énergie UV pour transformer un liquide en un solide. Après absorption de l'énergie UV, le photoinitiateur (PI) produit des radicaux libres qui initient la réticulation avec les liants (monomères et oligomères) dans une réaction de polymérisation pour durcir ou solidifier l'encre, le revêtement ou l'adhésif. Les formulations UV incorporent également divers additifs tels que des stabilisateurs, des agents mouillants, des promoteurs d'adhérence, des antimousses et des pigments pour conférer des caractéristiques ou une couleur souhaitables au matériau durci.

Les avantages des UV-LED par rapport aux lampes UV traditionnelles à arc de mercure sont nombreuses et significatives. Les LED UV sont plus respectueuses de l'environnement car elles ne génèrent pas d'ozone et ne contiennent pas de mercure comme les lampes à arc. Elles sont une source froide par rapport aux lampes à arc, en grande partie parce qu'elles ne produisent pas d'infrarouge. Cette chaleur réduite élimine les mécanismes de refroidissement compliqués tels que les rouleaux refroidisseurs et les volets externes, et permet des applications sur des substrats sensibles à la chaleur. L'efficacité de conversion électrique-optique des LED UV est bien meilleure et la possibilité d'éteindre et d'allumer instantanément l'unité permet d'économiser environ 50-75% d'électricité.

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