Lo stato dell'indurimento UV-LED

Lunghezza d'onda, inglese

Un'indagine di chimica e applicazioni.

Diodi emettitori di luce per applicazioni di polimerizzazione a raggi ultravioletti (UV-LEDs) sono disponibili in commercio da quasi 10 anni. Tuttavia, le loro caratteristiche uniche di uscita richiedono chimiche UV di nuova formulazione al fine di sfruttare i molti vantaggi di UV-LED. Questo documento discute le caratteristiche delle lampade UV-LED, l'importanza di formulare correttamente chimici, i vantaggi per gli utenti finali, commerciale applicazioni di UV-LED; e gli sviluppi futuri previsti.

Le tradizionali lampade ad arco UV producono energia UV generando un arco elettrico all'interno di una camera di gas ionizzato (tipicamente mercurio) per eccitare gli atomi, che poi decadono ed emettono fotoni. I fotoni emessi coprono una vasta gamma dello spettro elettromagnetico, compresi alcuni infrarossi e anche la luce visibile. Solo circa 25% è nella gamma UV-A più sicura.

"I vantaggi di UV-LED rispetto alle tradizionali lampade UV ad arco di mercurio sono numerosi e significativi".

Ed Kiyoi, ingegnere di marketing tecnico, PHOSEON

Un UV-LED genera energia UV in un modo completamente diverso. Quando una corrente elettrica (o elettroni) si muove attraverso un dispositivo semiconduttore chiamato diodo, emette energia sotto forma di fotoni. I materiali specifici del diodo determinano il lunghezze d'onda di questi fotoni e, nel caso degli UV-LED, l'uscita è tipicamente in una banda molto stretta +/- 20 nm. La lunghezza d'onda dipende dal band gap tra lo stato eccitato e lo stato di terra del materiale semiconduttore.

La polimerizzazione UV è un processo di fotopolimerizzazione che utilizza l'energia UV per trasformare un liquido in un solido. Dopo l'assorbimento dell'energia UV, il fotoiniziatore (PI) produce radicali liberi che iniziano la reticolazione con i leganti (monomeri e oligomeri) in una reazione di polimerizzazione per curare o solidificare l'inchiostro, il rivestimento o l'adesivo. Le formulazioni UV incorporano anche vari additivi come stabilizzatori, agenti bagnanti, promotori di adesione, antischiuma e pigmenti per fornire caratteristiche desiderabili o il colore del materiale polimerizzato.

I vantaggi di UV-LED rispetto alle tradizionali lampade UV ad arco di mercurio sono numerosi e significativi. Gli UV-LED sono più ecologici perché non generano ozono e non contengono mercurio come le lampade ad arco. Sono una sorgente fredda rispetto alle lampade ad arco, in gran parte a causa dell'assenza di output nella gamma degli infrarossi. Questo calore ridotto elimina complicati meccanismi di raffreddamento come i rulli di raffreddamento e gli otturatori esterni, e permette applicazioni su substrati sensibili al calore. L'efficienza di conversione elettrica-ottica degli UV-LED è molto migliore e la capacità di spegnere e accendere istantaneamente l'unità permette di risparmiare circa 50-75% di elettricità.

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