O estado da cura por UV-LED

Wavelength, inglês

Uma Investigação de Química e Aplicações.

Diodos emissores de luz para aplicações de cura por ultravioleta (UV-LEDs) estão disponíveis comercialmente há quase 10 anos. No entanto, suas características únicas de saída exigem produtos químicos UV recém formulados a fim de tirar proveito dos muitos benefícios dos UV-LEDs. Este documento discute as características das lâmpadas UV-LED; a importância de formular corretamente os produtos químicos; os benefícios para os usuários finais; os benefícios comerciais aplicações de UV-LEDs; e futuros desenvolvimentos esperados.

As lâmpadas tradicionais de arco UV produzem energia UV ao gerar um arco elétrico dentro de uma câmara de gás ionizado (tipicamente de mercúrio) para excitar átomos, que depois se decompõem e emitem fótons. Os fótons emitidos cobrem uma ampla faixa do espectro eletromagnético, incluindo alguns infravermelhos e até mesmo a luz visível. Apenas cerca de 25% está na faixa UV-A mais segura.

"Os benefícios das lâmpadas UV-LED em comparação com as lâmpadas UV de mercúrio tradicionais são numerosos e significativos".

Ed Kiyoi, engenheiro técnico de marketing, PHOSEON

Um UV-LED gera energia UV de uma maneira totalmente diferente. Como uma corrente elétrica (ou elétrons) se move através de um dispositivo semicondutor chamado diodo, ele emite energia sob a forma de fótons. Os materiais específicos no diodo determinam o comprimentos de onda destes fótons e, no caso dos UV-LEDs, a saída é normalmente em uma faixa muito estreita +/- 20 nm. O comprimento de onda depende do intervalo de banda entre o estado excitado e o estado de terra do material semicondutor.

A cura UV é um processo de fotopolimerização que utiliza energia UV para transformar um líquido em um sólido. Ao absorver a energia UV, o fotoiniciador (PI) produz radicais livres que iniciam o crosslinking com ligantes (monômeros e oligômeros) em uma reação de polimerização para curar ou solidificar a tinta, revestimento ou adesivo. As formulações UV também incorporam vários aditivos tais como estabilizantes, agentes umectantes, promotores de adesão, antiespumantes e pigmentos para fornecer características ou cor desejáveis do material curado.

Os benefícios das lâmpadas UV-LED em comparação com as tradicionais lâmpadas UV mercury-arc são numerosos e significativos. Os UV-LEDs são mais ecológicos porque não geram ozônio e não contêm mercúrio como fazem as lâmpadas de arco voltaico. Eles são uma fonte fria em comparação com as lâmpadas de arco, em grande parte devido à ausência de saída na faixa infravermelha. Este calor reduzido elimina mecanismos complicados de refrigeração, como rolos de resfriamento e obturadores externos, e permite aplicações em substratos sensíveis ao calor. A eficiência de conversão eletro-óptica dos UV-LEDs é muito melhor e a capacidade de desligar e ligar instantaneamente a unidade permite economizar cerca de 50-75% em eletricidade.

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