La polimerizzazione UV è il processo mediante il quale la luce UV avvia una reazione fotochimica di una soluzione polimerizzabile tramite UV (come inchiostri, rivestimenti o adesivi) che provoca la polimerizzazione della soluzione. La polimerizzazione UV (o fotopolimerizzazione) è un processo che generalmente avviene molto velocemente e praticamente istantaneamente in alcune applicazioni, rendendo questa tecnologia ideale ed efficiente per i processi di produzione ad alta velocità. I componenti principali di una soluzione polimerizzabile con raggi UV sono oligomeri, monomeri, additivi come pigmenti per il colore e fotoiniziatori. Gli oligomeri forniranno tipicamente le proprietà fisiche del polimero polimerizzato con UV, come durezza rispetto a flessibilità o resistenza a graffi e sfregamenti. Il monomero viene generalmente aggiunto come agente reticolante per stabilire la viscosità della soluzione induribile con UV adatta al metodo di applicazione. Il fotoiniziatore è un ingrediente fondamentale, in genere rappresenta solo una piccola percentuale della soluzione. Il componente assorbe la luce UV e genera radicali liberi che consentono ai monomeri e agli oligomeri di reticolarsi insieme per convertirsi al loro stato polimerizzato indurito.
Che cosa è l' Luce UV?
La luce ultravioletta (UV) è un tipo di energia radiante che appare nello spettro elettromagnetico (EM) tra la luce visibile e i raggi X. Ha una lunghezza d'onda più corta della luce visibile ma un'energia (o frequenza) più elevata.
- Lunghezza d'onda = distanza tra 2 picchi misurata in nanometri.
- Frequenza = numero di onde nel tempo, misurate al secondo o Hz.
- Lunghezza d'onda corta = le lunghezze d'onda ad alta frequenza passano in un tempo più breve
- Lunghezza d'onda lunga = le lunghezze d'onda a frequenza più bassa richiedono più tempo per essere completate
Lo spettro EM ha sette regioni in base alla lunghezza d'onda e alla frequenza/energia.
Per saperne di più su luce UV.
Trattamento UV SISTEMI DI TRATTAMENTO
I sistema UV completo includerebbe un gruppo alloggiamento della lampada UV, un alimentatore (o un alimentatore nel caso di una lampada ad arco), ventilatori di raffreddamento e un set di cavi per collegare l'alimentatore alla lampada. Il gruppo alloggiamento della lampada includerà la lampadina UV con un riflettore curvo che tipicamente circonda la lampadina UV del 50%-70% ed è curvato in modo tale da riflettere e collimare la luce UV verso il substrato per un'esposizione a bassa irradianza o da riflettere e focalizzare la luce UV per un'esposizione all'irradianza di picco elevata.
Una sorgente di luce UV focalizzata che produce un elevato picco di irradiazione si tradurrà in una polimerizzazione più rapida e una maggiore profondità di polimerizzazione nell'inchiostro UV, nel rivestimento o nello strato adesivo. Un'irradianza di picco più elevata consente a un tasso più elevato di fotoni di luce UV, e quindi a un numero maggiore di fotoni di luce UV totali, di bombardare la superficie superiore della soluzione induribile con UV, con il risultato che un numero più significativo di fotoni penetra attraverso le profondità del rivestimento per fornire un grado più elevato di "polimerizzazione completa", che è fondamentale per una buona adesione dell'inchiostro, dello strato o dell'adesivo essiccato con UV al substrato. Sebbene sia le lampade ad arco che le lampade UV senza elettrodi alimentate a microonde utilizzino geometrie di riflettori focalizzati (o di forma ellittica), uno dei principali vantaggi della lampada UV senza elettrodi alimentata a microonde è che produrrà intrinsecamente un'irradianza di picco più elevata rispetto a una lampada ad arco perché la Il diametro di una lampadina senza elettrodo è circa la metà del diametro di una lampadina UV ad arco. Una lampadina UV di diametro inferiore restringe il plasma di mercurio a un diametro più piccolo all'interno della lampadina UV, consentendo al riflettore ellittico di focalizzare e concentrare i fotoni di luce in modo più netto e preciso sul secondo piano focale del riflettore.
Tipi di sistemi di polimerizzazione UV
Le lampade ai vapori di mercurio a media pressione producono luce UV per processi di polimerizzazione UV industriali su scala produttiva. Storicamente, lo standard industriale per le lampade UV ai vapori di mercurio a media pressione utilizzate oggi sono le lampade ad arco e le lampade UV senza elettrodi alimentate a microonde. La scelta tra questi due sistemi dipende in gran parte dai requisiti finali. Miltec è l'unica azienda a fornire sistemi UV ad arco e microonde. I nostri esperti possono aiutarti a determinare la soluzione migliore per la tua applicazione.
Arco Sistema UV
An lampada ad arco è costruito con un elettrodo a ciascuna estremità di una lampada al quarzo di forma tubolare, tipicamente contenente una miscela di mercurio e gas nobile. Quando una scarica elettrica viene applicata dagli elettrodi all'interno della lampada tubolare direttamente al mercurio, eccita il mercurio portandolo allo stato di plasma, che irradia la luce nell'intero intervallo spettrale UV.
Microonde Sistema UV
I Lampada UV senza elettrodi alimentata a microonde è anch'esso costituito da un tubo di quarzo contenente mercurio e un gas nobile. Si alimenta applicando l'energia delle microonde alla lampadina UV, che eccita il mercurio in un plasma per produrre luce UV.
Vantaggi di Lampada ad arco Trattamento UV
•Lunghezze della lampada personalizzate
• Meno parti consumabili
Vantaggi di Alimentato a microonde Trattamento UV
• Maggiore durata della lampadina
• Non necessitano di persiane
Storia della cura
Prima della tecnologia di essiccazione UV, il metodo convenzionale utilizzato per asciugare inchiostri, rivestimenti e adesivi era costituito da grandi forni termici o essiccatori ad aria calda. L’essiccazione termica rappresenta una sfida per gli impianti di produzione e per l’ambiente. L’essiccazione termica in genere emette COV e HAPS nell’atmosfera, che possono causare problemi di salute alle persone esposte a questi inquinanti. Inoltre, l’essiccazione termica normalmente consuma grandi spazi in uno stabilimento di produzione, il che rappresenta un costo per l’utente. Anche i forni termici di grandi dimensioni sono costosi da gestire e mantenere.
Vantaggi di polimerizzazione con luce UV
•Velocità di polimerizzazione significativamente più elevate rispetto ad altre tecnologie comparabili, come i metodi di essiccazione termica.
• Gli UV consumano molta meno energia rispetto ai metodi di essiccazione termica, rendendoli più efficienti.
•In genere, le soluzioni di essiccazione UV sono costituite al 100% da solidi, rendendola una tecnologia rispettosa dell'ambiente ed eliminando la necessità di costosi sistemi di recupero dei solventi.
•Le lampade UV consumano molto meno spazio rispetto ai metodi di asciugatura convenzionali. Un tipico sistema UV potrebbe consumare da 5 a 10 piedi nella direzione del flusso del prodotto, mentre un forno termico potrebbe consumare da 100 a 200 piedi.
•I prodotti essiccati ai raggi UV possono dare come risultato un prodotto di qualità superiore, come i materiali stampati con una maggiore chiarezza.
Industrie
La polimerizzazione UV può essere utilizzata in quasi tutte le applicazioni che comportano l'applicazione di un rivestimento o inchiostro a qualsiasi prodotto per migliorarne le caratteristiche fisiche o per decorare il prodotto e migliorarne l'estetica. Può essere utilizzato per prodotti sotto forma di lamiera piana o forme 3D. Alcune tipiche applicazioni UV sono le seguenti:
Stampa di bottiglie e tazze
plastica
