Le soluzioni di polimerizzazione a LED sono utilizzate nella rivestimenti perché offrono una polimerizzazione UV altamente affidabile grazie al fatto di essere un dispositivo a stato solido. Forniscono una polimerizzazione profonda e permettono basse temperature di superficie che consentono input grezzi meno costosi.
Tecnologia di polimerizzazione UV con diodi emettitori di luce (LED) è notevolmente più ecologico e rispettoso delle risorse rispetto alle tecnologie tradizionali. Non è più necessario lo smaltimento di lampade di metalli pesanti fatti di gallio e mercurio. Le condizioni di lavoro per gli operatori di linea sono migliorate perché non c'è formazione di ozono e non è quindi necessario un sistema di scarico, che potrebbe portare a livelli di rumore più elevati. Il minore consumo di energia delle sorgenti luminose a LED contribuisce alla protezione delle risorse.
Lampade UV tradizionali producono energia UV generando un arco elettrico all'interno di una camera di gas ionizzato (tipicamente mercurio) per eccitare gli atomi, che poi decadono, emettendo fotoni. I fotoni emessi coprono una vasta gamma dello spettro elettromagnetico, compresi alcuni infrarossi e persino la luce visibile. Solo circa 20% è tipicamente utile per l'indurimento UV.
"Ora è possibile utilizzare le lampade a LED in ogni fase del processo di polimerizzazione, eliminando del tutto la necessità di lampade UV tradizionali".
Lars Sandqvist, Sr. Technical Application Manager, Sherwin-Williams
Un LED UV genera energia UV in un modo completamente diverso. Quando una corrente elettrica (elettroni) si muove attraverso un dispositivo semiconduttore chiamato diodo, emette energia sotto forma di fotoni. I materiali specifici nel diodo determinano le lunghezze d'onda dei fotoni e, nel caso dei LED UV, l'uscita è tipicamente in una banda molto stretta +/-10 nm. La figura 2 confronta l'uscita di una sorgente luminosa LED da 395 nm con una tipica lampada UV tradizionale. È importante notare la differenza di intensità e di lunghezza d'onda dell'uscita; entrambe sono fondamentali per comprendere un processo di polimerizzazione UV.
Per una polimerizzazione UV efficiente ed efficace di una vernice, il formulatore cerca di sovrapporre l'uscita della sorgente di luce UV con l'assorbimento spettrale del fotoiniziatore (PI). La quantità di PI in una tipica formulazione UV è solitamente molto piccola, meno di 5%. I PI assorbono tipicamente attraverso una gamma di lunghezze d'onda, non una banda stretta. Molte formulazioni UV esistenti sviluppate per l'indurimento con una tipica lampada UV utilizzano un PI ad ampio spettro. Mentre c'è spesso un certo assorbimento all'interno della gamma di uscita del LED, è chiaro che gran parte della gamma di assorbimento del PI viene sprecata. Una polimerizzazione più efficiente è possibile con una formulazione progettata specificamente per la polimerizzazione a LED utilizzando un PI con un assorbimento più concentrato nella gamma UV-A.
L'anno scorso, Sherwin-Williams ha annunciato una nuova innovazione LED rivolta ai produttori del settore della finitura del legno: Full Curing LED. Questa tecnologia rivoluzionaria permette di implementare il LED in tutta la linea di polimerizzazione, consentendo un risparmio energetico e un miglioramento della qualità ancora maggiori di prima.
"Abbiamo lavorato ad una soluzione come questa da quando abbiamo introdotto la polimerizzazione a LED nel 2012. Tuttavia, c'è sempre stato un problema con effetti di ingiallimento indesiderati dovuti a difficoltà con il topcoat. Per un po' sembrava che una combinazione di LED e lampade UV fosse l'unica strada da percorrere, ma abbiamo insistito e la divisione R&S ha finalmente trovato la formula giusta per farla funzionare. Ora è possibile utilizzare Lampade a LED in ogni fase del processo di polimerizzazione, eliminando del tutto la necessità di lampade UV convenzionali. Questo permetterà una produzione molto più efficace", dice Lars Sandqvist, Sr. Technical Application Manager di Sherwin-Williams.
Tag: Polimerizzazione UV LED per applicazioni di rivestimento | Rivista Coatings World | Sherwin-WilliamsCategorie: Rivestimenti | Inchiostri
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