涂料的LED固化技术

LED固化过程

LED固化解决方案被应用于 涂料 因为它们是一种固态设备,所以能提供高度可靠的紫外线固化。它们提供深层的贯穿式固化,并允许较低的表面温度,从而可以减少昂贵的原材料投入。 

紫外线固化技术 与传统技术相比,使用发光二极管(LED)是相当环保和节约资源的。不再需要处理由镓和汞制成的重金属灯。生产线操作人员的工作条件得到改善,因为没有臭氧的形成,因此不需要排气系统,这可能会导致更高的噪音水平。LED光源的能源消耗较低,有助于保护资源。 

传统的紫外线灯 通过在电离气体(通常是汞)室内产生电弧来激发原子,然后原子衰变,发出光子,从而产生紫外线能量。所发射的光子涵盖了广泛的电磁波谱,包括一些红外线甚至可见光。通常只有大约20%对紫外线固化有用。

"现在可以在固化过程的每个步骤中使用LED灯,完全不需要传统的紫外线灯"。

Lars Sandqvist, 高级技术应用经理, Sherwin-Williams

紫外线LED以一种完全不同的方式产生紫外线能量。当电流(电子)通过一个叫做二极管的半导体装置时,它以光子的形式发射能量。二极管中的特定材料决定了光子的波长,就紫外线LED而言,其输出通常是在一个非常狭窄的波段+/-10纳米。图2比较了395纳米LED光源与典型的传统紫外灯的输出。注意输出的强度和波长的差异是很重要的;这两点是理解紫外固化过程的关键。

为了有效地对涂层进行紫外固化,配方师要设法使紫外光源的输出与光引发剂(PI)的光谱吸收相重叠。典型的UV配方中PI的用量通常非常小,小于5%。光引发剂通常在一系列的波长范围内吸收,而不是一个狭窄的波段。许多现有的为使用典型的紫外灯进行固化而开发的紫外配方都使用了广谱的PI。虽然在LED输出范围内经常有一些吸收,但很明显,PI的大部分吸收范围被浪费了。使用专门为LED固化设计的配方,使用在UV-A范围内吸收更集中的PI,可以实现更有效的固化。

去年,谢文-威廉斯宣布了一项针对木材加工行业内制造商的新的LED创新技术--全固化LED。这项突破性的技术使得在整个固化生产线上实施LED成为可能,从而实现了比以前更多的能源节约和质量改进。  

"自从我们在2012年首次引入LED固化以来,我们一直在努力寻找这样的解决方案。然而,由于顶层涂料的困难,总是有一个不想要的黄化效果的问题。有一段时间,似乎LED和UV灯的组合是唯一的方法,但我们向前推进,研发部门终于想出了正确的配方,使其发挥作用。现在可以使用 LED灯 在固化过程的每个步骤中,完全不需要传统的紫外线灯。这将使生产效率大大提高",Sherwin-Williams公司高级技术应用经理Lars Sandqvist说。

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