L'état du durcissement UV-LED

Wavelength, anglais

Une enquête sur la chimie et les applications.

Diodes électroluminescentes pour les applications de durcissement aux ultraviolets (LED UV) sont disponibles dans le commerce depuis près de 10 ans. Cependant, leurs caractéristiques de sortie uniques nécessitent des chimies UV nouvellement formulées afin de tirer parti des nombreux avantages des LED UV. Cet article traite des caractéristiques des lampes UV-LED; l'importance de formuler correctement les chimies; les avantages pour les utilisateurs finaux; commercial applications des UV-LED; 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 à gaz ionisé (généralement du mercure) pour exciter les atomes, qui se désintègrent et émettent des photons. Les photons émis couvrent une large gamme du spectre électromagnétique, y compris une partie de la lumière infrarouge et même visible. Seulement environ 25% se trouve dans la plage UV-A la plus sûre.

«Les avantages des LED UV par rapport aux lampes UV traditionnelles à arc au mercure sont nombreux et significatifs.»

Ed Kiyoi, ingénieur marketing technique, PHOSEON

Une LED UV génère de l'énergie UV d'une manière totalement différente. Lorsqu'un courant électrique (ou des électrons) traverse un dispositif à 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 UV-LED, la sortie est typiquement dans une bande très étroite +/- 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 processus de photopolymérisation qui utilise l'énergie UV pour transformer un liquide en solide. Lors de l'absorption de l'énergie UV, le photo-initiateur (PI) produit des radicaux libres qui initient la réticulation avec des 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 stabilisants, des agents mouillants, des promoteurs d'adhérence, des agents anti-mousse et des pigments pour fournir des caractéristiques souhaitables ou une couleur du matériau durci.

Les avantages des UV-LED par rapport aux lampes UV traditionnelles à arc au mercure sont nombreux et significatifs. Les LED UV sont plus respectueuses de l'environnement car elles ne génèrent pas d'ozone et ne contiennent pas de mercure comme le font les lampes à arc. Ils sont une source froide par rapport aux lampes à arc, en grande partie en raison de l'absence de sortie dans la gamme 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 de rallumer instantanément l'unité permet d'économiser environ 50-75% d'électricité.

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