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. 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.
Meer informatie over UV licht.
UV- Systems
De compleet UV-systeem zou een UV-lampbehuizing, voeding (of ballast in het geval van een booglamp), koelventilatoren en kabelset omvatten om de voeding op de lamp aan te sluiten. Het lampbehuizingssamenstel omvat de UV-lamp met een gebogen reflector die de UV-lamp doorgaans met 50%-70% omringt en zodanig is gebogen dat het UV-licht wordt gereflecteerd en gecollimeerd naar het substraat voor blootstelling aan lage straling of om te reflecteren en focus het UV-licht voor blootstelling aan hoge piekstraling.
Een gerichte UV-lichtbron die een hoge piekstraling produceert, zal resulteren in een snellere uitharding en een grotere uithardingsdiepte in de UV-inkt, coating of lijmlaag. Een hogere piekstraling zorgt ervoor dat een hoger aantal UV-lichtfotonen, en dus meer totale UV-lichtfotonen, het bovenoppervlak van de UV-uithardbare oplossing bombarderen, wat resulteert in een groter aantal fotonen die door de diepten van de coating dringen om een hogere mate van ‘doorharding’, wat cruciaal is voor een goede hechting van de UV-uitgeharde inkt, laag of lijm op het substraat. Hoewel zowel booglampen als door microgolven aangedreven elektrodeloze UV-lampen gefocusseerde (of elliptisch gevormde) reflectorgeometrieën gebruiken, is een van de belangrijkste voordelen van de door microgolven aangedreven elektrodeloze UV-lamp dat deze inherent een hogere piekstraling zal produceren dan een booglamp, omdat de De diameter van een elektrodeloze lamp is ongeveer de helft van de diameter van een UV-booglamp. Een UV-lamp met een kleinere diameter vernauwt het kwikplasma tot een kleinere diameter binnen de UV-lamp, waardoor de elliptische reflector kan focussen en de lichtfotonen scherper en nauwkeuriger kan concentreren op het tweede brandpuntsvlak van de reflector.
Types van UV-uithardingssystemen
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
An booglamp is geconstrueerd met een elektrode aan elk uiteinde van een buisvormige kwartslamp, die doorgaans een mengsel van kwik en edelgas bevat. Wanneer een elektrische ontlading vanaf de elektroden in de buislamp rechtstreeks op het kwik wordt toegepast, wordt het kwik in een plasmatoestand gebracht, waardoor licht over het gehele UV-spectrale bereik wordt uitgestraald.
Magnetron UV-systeem
De Magnetron-aangedreven elektrodeloze UV-lamp is ook opgebouwd uit een kwartsbuis die kwik en een edelgas bevat. Het wordt aangedreven door microgolfenergie toe te passen op de UV-lamp, die het kwik in een plasma exciteert om UV-licht te produceren.
Voordelen van Booglamp UV-
•Aangepaste lamplengtes
• Minder verbruiksartikelen
Voordelen van Magnetron aangedreven UV-
• 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
•Aanzienlijk hogere uithardingssnelheden vergeleken met andere vergelijkbare technologieën, zoals thermische droogmethoden.
• UV verbruikt veel minder energie dan thermische droogmethoden, waardoor het efficiënter is.
•Doorgaans zijn UV-uithardende oplossingen gemaakt van 100% vaste stoffen, waardoor dit een milieuvriendelijke technologie is en de noodzaak voor dure systemen voor het terugwinnen van oplosmiddelen overbodig wordt.
•UV-lampen verbruiken veel minder vloeroppervlak dan conventionele droogmethoden. Een typisch UV-systeem kan 5 tot 10 meter verbruiken in de richting van de productstroom, terwijl een thermische oven 100 tot 200 meter verbruikt.
•UV-uitgeharde producten kunnen resulteren in een product van hogere kwaliteit, zoals bedrukte materialen met een hogere helderheid.
Industrieën
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
