L'anno 2013 ha visto un'espansione dell'utilizzo dei LED nelle applicazioni di polimerizzazione UV con emettitori di potenza più elevata che consentono tempi di polimerizzazione più rapidi in una varietà di applicazioni scientifiche e industriali, scrive BILL CORTELYOU, e anche la durata dei componenti è aumentata.
Quando le persone sentono i termini "diodi emettitori di luce" o "LED", la maggior parte delle persone pensa ai LED visibili per applicazioni di illuminazione. In effetti, la tecnologia LED è utilizzata sempre più in tutto il mondo per l'illuminazione di interni, illuminazione per esterni, illuminazione stradale, automobilistica e segnaletica. Ma ci sono molte altre applicazioni industriali come la polimerizzazione (essiccazione) e il rilevamento di contraffazioni. La tecnologia LED ultravioletta (UV) per la polimerizzazione è uno dei segmenti di mercato che ha ottenuto l'accettazione in tutto il mondo e continua a crescere. Esaminiamo lo stato della tecnologia di polimerizzazione UV e consideriamo quanto bene i LED stiano rispettando le promesse di conquistare quello spazio.
La polimerizzazione UV-LED si riferisce a una tecnica che utilizza l'energia prodotta dai LED nello spettro UV per trattare inchiostri, rivestimenti, adesivi e altri materiali polimerizzabili con UV. L'energia generata dalla luce UV innesca una reazione a catena con conseguente polimerizzazione del materiale, indurendo o polimerizzando il materiale (Fig. 1). Per ulteriori informazioni sulla polimerizzazione UV-LED, vedere "I LED UV aumentano il lato silenzioso del mercato dei LED" (collegamenti in fondo all'articolo).
La luce UV stimola una reazione a catena con conseguente polimerizzazione di materiali come inchiostri o adesivi.
FIGURA. 1. La luce UV stimola una reazione a catena con conseguente polimerizzazione di materiali come inchiostri o adesivi.
Tradizionalmente, le lampade UV a base di mercurio sono state utilizzate per la polimerizzazione, ma ora la tecnologia UV basata su LED più efficiente dal punto di vista energetico ed ecocompatibile si è dimostrata una soluzione superiore per molte applicazioni. La tecnologia di polimerizzazione LED utilizza LED basati su semiconduttori per proiettare la luce UV quando viene attraversata da una corrente elettrica. Quando un LED è polarizzato in avanti, gli elettroni sono in grado di ricombinarsi con i buchi elettronici all'interno del dispositivo, rilasciando così energia sotto forma di fotoni.
Il colore della luce emessa o l'energia corrispondente del fotone è determinato dall'intervallo di energia del materiale semiconduttore. Diverse aziende che producono LED utilizzati per l'illuminazione generale producono anche LED che irradiano nello spettro UV.
Progressi nella polimerizzazione UV-LED
È un fatto accettato da molti settori che le lampade a LED offrono molti vantaggi tra cui un minore consumo di energia, una maggiore durata, una maggiore robustezza, un fattore di forma più piccolo e una commutazione on / off più rapida. Questi vantaggi sono importanti anche nelle applicazioni di polimerizzazione.
La tecnologia di essiccazione UV-LED è progredita in modo significativo negli ultimi anni ed è ora prontamente disponibile per una varietà di applicazioni nella stampa, nei rivestimenti e negli adesivi. Ci sono molti vantaggi che spingono le aziende a passare all'accettazione della tecnologia UV-LED, come una maggiore produttività e una soluzione più rispettosa dell'ambiente, che sempre più clienti finali richiedono. Poiché i produttori stanno sviluppando sistemi di polimerizzazione UV-LED, sapere come i sottocomponenti chiave lavorano insieme aiuterà a creare il sistema ottimale e quindi a ridurre l'impatto ambientale complessivo del processo e allo stesso tempo mantenere o migliorare la produttività e le prestazioni del prodotto.
Segmenti di applicazione
La polimerizzazione è un mercato ampio con molte nicchie di applicazione, ma consideriamo alcuni dei principali segmenti di applicazione:
Stampa:. Il processo di essiccazione UV è in uso nel settore della stampa da più di trent'anni La tecnologia di essiccazione LED per stampanti UV sta rapidamente sostituendo la tecnologia precedente con vantaggi convincenti di una migliore economia, capacità di sistema e vantaggi ambientali Tecnologia di essiccazione UV-LED. è ideale per l'essiccazione UV degli inchiostri nei processi di stampa digitale a getto d'inchiostro, serigrafico, flessografico e altri.
Rivestimenti: oggi un numero significativo di rivestimenti viene polimerizzato in tutto il mondo con sorgenti UV-LED in applicazioni che vanno dai materiali tradizionali come pavimenti e mobili all'elettronica avanzata. Lo sviluppo di materiali e il test delle prestazioni a lungo termine apriranno ulteriormente i mercati nei settori automobilistico ed elettronico. materiali da costruzione, residenziali e commerciali.
Adesivi: gli adesivi UV sono un ottimo strumento nei moderni processi di assemblaggio e produzione con controllo elettronico e stabilità UV-LED, garantendo risultati eccellenti in un'ampia varietà di applicazioni adesive UV-LED dai dispositivi medici all'elettronica di consumo più avanzata.
Istantanea del 2013
Il 2013 è stato un altro anno di forte crescita nell'adozione degli UV-LED. Negli ultimi anni si è discusso molto sul tasso di adozione e utilità per l'ampia gamma di applicazioni di polimerizzazione UV. In sostanza, la domanda è stata: "La tecnologia di polimerizzazione UV-LED manterrà la sua promessa? “Ebbene, la risposta è sì! In effetti, ha superato la promessa e continuerà la sua forte crescita, accelererà e aprirà nuovi mercati di essiccazione UV.
Le prime preoccupazioni relative a produzione, durata e costi sono state tutte soddisfatte con un rapido miglioramento della tecnologia e del prodotto. Oggi, la tecnologia di polimerizzazione UV-LED soddisfa un'ampia gamma di requisiti applicativi e continua a migliorare a un ritmo rapido. Lampade da 16 W / cm2, che curano ai massimi requisiti di velocità, vengono spedite in volume da più di due anni I produttori di lampade citano abitualmente aspettative di durata superiori a 20.000 ore di puntualità - .. il doppio di quanto è stato citato alcuni anni fa Presto, i principali produttori produrranno lampade che promettono durate ancora più lunghe, probabilmente circa 30.000 ore, corrispondenti o superiori alla durata di varie installazioni di polimerizzazione.
Quasi tutti i fornitori di materiali polimerizzabili UV dispongono di prodotti chimici induribili UV-LED insieme a tecnologie aggressive e roadmap dei prodotti. Sebbene la natura monocromatica delle lampade UV-LED richieda una considerazione speciale da parte dei chimici, non è stata un ostacolo a lungo termine come si pensava una volta.
Uno degli aspetti più interessanti dell'utilizzo di un processo di polimerizzazione UV-LED è che apre molte nuove possibilità di processo con il suo preciso controllo elettronico dell'erogazione di energia. Molti utenti hanno adattato i loro processi per ottenere risultati irraggiungibili con altri mezzi. Oggi ci sono molti usi proprietari del controllo energetico in diverse applicazioni.
Pietre miliari recenti
Considera i traguardi raggiunti nel 2013. La fiera Labelexpo Europe 2013 rifletteva l'adozione su larga scala di LED UV. L'evento ha convalidato le affermazioni di una rapida adozione della polimerizzazione UV-LED. Il salone ha registrato numeri di presenze da record, attirando 31.795 visitatori (in crescita dell'11% rispetto al 2011) da 158 paesi (rispetto a 123 nel 2011) con quasi 600 espositori (rispetto ai 550 nel 2011). Ovunque guardassero, i partecipanti hanno visto i sistemi di polimerizzazione UV-LED implementati sulle macchine. Alla tradizionale forza dei LED UV del getto d'inchiostro digitale sono state aggiunte la stampa serigrafica rotativa, la polimerizzazione dell'area, l'offset e la stampa flessografica.
Il confronto tra Labelexpo 2013 e Labelexpo 2011 dimostra la rapidità con cui l'industria ha adottato la tecnologia. Più di 80 lampade fotopolimerizzanti UV-LED sono state installate sulle apparecchiature alla fiera del 2013, rispetto alle 10 volte durante la fiera del 2011 per un aumento di 8 volte. Gli usi di polimerizzazione andavano dalla fissazione alla polimerizzazione completa e molte delle stampanti erano basate al 100% UV-LED.
Attirando il maggior numero di partecipanti nella sua storia, il Label Industry Global Award for Innovation, sponsorizzato da Label& Narrow Web, etichette& Le riviste Labelling e NarroWebTech sono state vinte congiuntamente da Mark Andy e Flint Group Narrow Web. Flint Group è stato premiato per la sua tecnologia di inchiostro UV-LED Ekocure, che i giudici hanno descritto come fornire una migliore risposta alla polimerizzazione, risparmi sui costi e sulla produttività, riduzione degli sprechi, risparmio energetico e maggiore sicurezza che avranno senza dubbio un impatto significativo sul futuro dell'etichetta industria. Mark Andy è stato premiato per la sua tecnologia di essiccazione dell'inchiostro ProLED complementare, che offre elevati tassi di produzione e un risparmio energetico del 50%.
Più fornitori di formule di materiali
All'avvento della polimerizzazione UV-LED, circa dieci anni fa, pochissimi tipi di inchiostri, rivestimenti e adesivi erano compatibili con la tecnologia UV-LED. Come mostra la Fig. 2, la distribuzione spettrale dell'energia dei LED UV è molto diversa da quella delle lampade al mercurio e in effetti è in una banda molto più stretta. Questa differenza richiedeva nuove formulazioni di materiali.
