UV-uitharding is het proces waarbij UV-licht een fotochemische reactie initieert van een UV-uithardbare oplossing (zoals inkten, coatings of lijmen) waardoor de oplossing polymeriseert. UV-uitharding (of fotopolymerisatie) is een proces dat bij sommige toepassingen over het algemeen zeer snel en vrijwel onmiddellijk plaatsvindt, waardoor deze technologie bij uitstek geschikt en efficiënt is voor productieprocessen met hoge snelheid.
Wat is een UV-uithardbare coating?
De belangrijkste componenten van een UV-uithardbare oplossing zijn oligomeren, monomeren, additieven zoals kleurpigmenten en foto-initiatoren. De oligomeren zullen doorgaans de fysische eigenschappen van het UV-uitgeharde polymeer verschaffen, zoals hardheid versus flexibiliteit of kras- en schuurbestendigheid. Het monomeer wordt doorgaans toegevoegd als verknopingsmiddel om de viscositeit van de UV-uithardbare oplossing vast te stellen die geschikt is voor de applicatiemethode. De foto-initiator is een cruciaal ingrediënt, doorgaans slechts een paar procent van de oplossing. De component absorbeert het UV-licht en genereert vrije radicalen waardoor de monomeren en oligomeren met elkaar kunnen verknopen om in hun geharde gepolymeriseerde toestand om te zetten.
Wat is UV licht?
Ultraviolet licht (UV) is een soort stralingsenergie die voorkomt in het elektromagnetische (EM) spectrum tussen zichtbaar licht en röntgenstraling. Het heeft een kortere golflengte dan zichtbaar licht, maar een hogere energie (of frequentie).
- Golflengte = afstand tussen 2 pieken gemeten in nanometers.
- Frequentie = aantal golven in de tijd, gemeten per seconde of Hz.
- Korte golflengte = hoogfrequente golflengten passeren in kortere tijd
- Lange golflengte = golflengten met een lagere frequentie duren langer om te voltooien
Het EM-spectrum heeft zeven regio's op basis van golflengte en frequentie/energie.
UV- Systems
Het complete UV-uithardingssysteem omvat een UV-lampbehuizing, een voeding (of ballast in het geval van een booglamp), koelventilatoren en een kabelset om de voeding met de lamp te verbinden. De lampbehuizing bevat de UV-lamp met een gebogen reflector die de lamp doorgaans voor 50-70% omsluit. Deze reflector is zo gebogen dat het UV-licht ofwel wordt gereflecteerd en gecollimeerd naar het substraat voor een lage bestralingssterkte, ofwel wordt gereflecteerd en gefocust voor een hoge piekbestralingssterkte.
- Hoge piekbestraling: Resulteert in een snellere uitharding en een grotere uithardingsdiepte in de UV-inkt-, coating- of lijmlaag. Een hogere piekbestraling betekent dat meer UV-lichtfotonen het bovenoppervlak bombarderen, wat zorgt voor een betere hechting en een “doorharding”-diepte.
Types van UV-systemen
Middeldrukkwikdamplampen produceren UV-licht voor industriële UV-uithardingsprocessen op productieschaal. Historisch gezien zijn booglampen en door microgolven aangedreven elektrodeloze UV-lampen de industriële standaard voor middendrukkwikdamp-UV-lampen die tegenwoordig worden gebruikt. De keuze tussen deze beide systemen hangt grotendeels af van de eindeisen. Miltec is het enige bedrijf dat boog- en microgolf-UV-systemen levert. Onze experts kunnen u helpen bij het bepalen van de beste oplossing voor uw toepassing.
Boog UV-systeem
Een booglamp bestaat uit een elektrode aan elk uiteinde van een buisvormige kwartslamp, die doorgaans een mengsel van kwik en edelgas bevat. Wanneer een elektrische ontlading rechtstreeks van de elektroden in de buisvormige lamp op het kwik wordt toegepast, brengt dit het kwik in een plasmatoestand, waardoor licht over het gehele UV-spectrum wordt uitgezonden.
Magnetron UV-systeem
De elektrodeloze UV-lamp, die werkt op microgolven, is eveneens opgebouwd uit een kwartsbuis met kwik en een edelgas. De lamp wordt van stroom voorzien door microgolfenergie toe te voeren aan de UV-lamp, waardoor het kwik in een plasma wordt gebracht en UV-licht wordt geproduceerd.
Voordelen van Boog LamP
•Aangepaste lamplengtes
• Minder verbruiksartikelen
Voordelen van Magnetron aangedreven
• Langere levensduur van de lamp
• Geen rolluiken nodig
Geschiedenis van genezen
Vóór de UV-uithardingstechnologie waren grote thermische ovens of heteluchtdrogers de conventionele methode om inkten, coatings en lijmen te drogen. Thermisch drogen brengt uitdagingen met zich mee voor productie-installaties en het milieu. Bij thermisch drogen komen doorgaans VOS en HAPS in de atmosfeer terecht, wat gezondheidsproblemen kan veroorzaken bij mensen die aan deze verontreinigende stoffen worden blootgesteld. Bovendien zal thermisch drogen normaal gesproken grote ruimtes in een productiefabriek in beslag nemen, wat kosten met zich meebrengt voor de gebruiker. Grote thermische ovens zijn ook duur in gebruik en onderhoud.
Voordelen van uitharding met UV-licht
- Hogere uithardingssnelheden: Vergeleken met thermische droogmethoden.
- Energie-efficiënte: Verbruikt minder energie dan thermisch drogen.
- Milieuvriendelijk: UV-uithardbare oplossingen bestaan doorgaans voor 100% uit vaste stoffen, waardoor er geen systemen voor het terugwinnen van oplosmiddelen nodig zijn.
- Ruimtebesparend: UV-lampen nemen minder vloeroppervlak in beslag dan thermische ovens.
- Producten van hogere kwaliteit: Resultaten in duidelijker gedrukt materiaal.
Sectoren
UV-uitharding kan worden gebruikt in vrijwel elke toepassing waarbij een coating of inkt op een product wordt aangebracht om de fysieke kenmerken van dat product te verbeteren of om het product te versieren en de esthetiek ervan te verbeteren. Het kan worden gebruikt voor producten in vlakke plaatvorm of 3D-vormen. Enkele typische UV-toepassingen zijn als volgt:
Flessen- en bekerafdrukken
Kunststoffen
