O estado da cura UV-LED

Comprimento de onda, inglês

Uma investigação de química e aplicações.

Diodos emissores de luz para aplicações de cura ultravioleta (UV-LEDs) estão disponíveis comercialmente há quase 10 anos. No entanto, suas características únicas de saída exigem produtos químicos UV recém-formulados para aproveitar as vantagens dos muitos benefícios dos LEDs UV. Este artigo discute as características das lâmpadas UV-LED; a importância da formulação adequada de produtos químicos; os benefícios para os usuários finais; comercial formulários de UV-LEDs; e desenvolvimentos futuros esperados.

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

“Os benefícios do LED UV em comparação com as lâmpadas UV de arco de mercúrio tradicionais são numerosos e significativos.”

Ed Kiyoi, engenheiro técnico de marketing, PHOSEON

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

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

Os benefícios do LED UV em comparação com as lâmpadas UV de arco de mercúrio tradicionais são numerosos e significativos. Os LEDs ultravioleta são mais ecológicos porque não geram ozônio e não contêm mercúrio como as lâmpadas de arco. Eles são uma fonte fria em comparação com lâmpadas de arco, em grande parte devido a nenhuma saída na faixa do infravermelho. Este calor reduzido elimina mecanismos de resfriamento complicados, como rolos de resfriamento e venezianas externas, e permite aplicações em substratos sensíveis ao calor. A eficiência de conversão elétrica em óptica dos LEDs UV é muito melhor e a capacidade de desligar e ligar a unidade instantaneamente permite economizar cerca de 50-75% em eletricidade.

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