UV-Spektrum

Den kortbølgede, høyenergi UV-strålingen i spekteret mellom 200 nm og 400 nm er i stand til å konvertere en flytende UV-reaktiv substans til en fast film innen et brøkdels sekund.

DIN 5031, del 7 klassifiserer UV-området av det elektromagnetiske spekteret inn i fire undergrupper, med betydelige egenskaper i hver.

Kjemisk herding

I motsetning til en termisk tørkeprosess, som virker ved å fordampe løsemidlet i limet, initierer herding en kjemisk reaksjon innenfor beleggsforbindelsen, noe som fører til en polymeriseringsreaksjon.

Så snart reaksjonen er aktivert av UV-bestrålingen, «kryssbinder» det flytende laget til en inert film på et brøkdels sekund. De fleste UV-belegg tilbyr en 100% beleggrest, dvs. de herder nesten uten tap av beleggtykkelse eller VOC-utslipp.
Det strålingsfølsomme elementet i belegget er fotoinitiatoren. Påvirket av UV-stråling danner fotoinitiatoren – ved en radikal polymerisering – frie radikaler som er i stand til å bryte de doble bindingene innen oligomerene og monomerene. Dette er starten på en polymeriseringsreaksjon som transformerer den flytende lakkfilmen til en tredimensjonal struktur.

UV herding

UV herdingssystemer med mellomtrykkslamper

Hjertet i en UV-utladningslampe er silikarøret med elektroder i begge ender. Når lampen antennes, genererer høyspenningbuen et plasma mellom elektrodene. Dette plasmaet sender ut det typiske UV-spekteret til en mediumtrykkslampe.

Ved å legge til forskjellige materialer til kvikksølv, for eksempel jern eller gallium, kan bølgelengden bli forskjøvet til et lengre bølgeområde innenfor det respektive spekteret. På grunn av kjemien kan herdeparametrene optimaliseres ved bruk av et endret spektrum.

UV-LED

Sammenlignet med konvensjonelle utladningslamper produserer UV-LED-er ikke et bredt UV-spektrum, men et smalt bånd med spesifikk bølgelengde. Videre avgir LED ikke IR-stråling. Når man bruker LED, kan selv temperaturfølsomme materialer bli bestrålt, da bare marginal varme påvirker substratet. De forskjellige spektra sikrer trygg og rask herding.

LED-er er kjennetegnet ved en svært lang levetidssyklus. Typiske bruksområder for LED-herding er innen liming, støping og digitaltrykkindustrien.

INERTISERING

Under en inertiseringsprosess blir oksygenet (O2) i den bestrålte området erstattet av en inert gass, vanligvis nitrogen (N2).

De genererte radikalene fra fotoinitiatorene reagerer helst med O2-molekylene i atmosfærisk oksygen, noe som kan føre til utilstrekkelig overflatekryssbinding. Ved å eliminere atmosfærisk oksygen med inertisering kan polymeriseringsprosessen gå uforstyrret.

De positive effektene av inertisering på produksjonsprosessen er forskjellige:

• Utmerket overflateherding og fremragende egenskaper
• Høyere kryssbindingnivåer, ingen etterherding
• Mindre UV-bestråling kreves og økt produksjonshastighet
• Lavere mengder fotoinitiatorer i UV-blekk, dermed kostnadsbesparelser
• Mindre migrasjon på grunn av betydelig lavere mengder fotoinitiatorer og fullstendig herding
• Redusering av lukt
• Mindre gulning
• Selv «problematiske farger» som fullstendig hvit overflate kan kjøres i høye hastigheter
• Redusert ozonproduksjon

TERMINOLOGI

Ytelsen til en UV-pære klassifiseres etter spesifikk lampeeffekt i W/cm. Typiske verdier for spesifikk lampeeffekt er 80 W/cm til 200 W/cm. Denne klassifiseringen indikerer den elektriske effekten som tilføres pæren pr cm lengde. Spesifikasjonen W/cm gir ingen virkelig meningsfull indikasjon på den faktiske effekten eller energitettheten som faktisk er til stede ved herdingsflaten. Derfor må informasjon som reflektorgeometri eller avstand til substratet vurderes. De faktiske eksisterende intensitets- og energiverdiene på overflaten kan ikke beregnes, de må måles!

Her refererer intensitet eller irradians til den målte kraften i Watt [W] per overflate [cm²]. Intensitet I i [mW/cm²]. Dosen eller energitettheten angis i joule [J] pr overflate [cm²]. Den avhenger av alle faktorene som påvirker intensiteten, og tar dermed hensyn til bestrålingsperioden. Energitetthet E i [mW*s/cm²] = [mJ/cm²]. For å kunne bestemme en UV-prosess nøyaktig, er både data og informasjon om målesystemet nødvendig.

FORDELER MED UV-HERDING

Typiske anvendelsesområder for bruk av UV-teknologi er innen arkfôret offsettrykk, blekkskriverutskrift, web-offset, fleksotrykk, i beleggs- og etterbehandling, liming og forsegling av elektroniske og optoelektroniske komponenter, overflatesterilisering, solsimulering og solcelleindustrien. Hver bransje trenger spesielle UV-reaktive stoffer hvis egenskaper møter kravene til den spesifikke bruken. Kjemisk industri har løst dette problemet og har de siste årene utviklet et bredt spekter av UV-reaktive lakk, blekk og lim. UV-teknologi vokste ut av barndommen sin i møbelindustrien for lenge siden. I dag er den uunnværlig for høyteknologiske anvendelser. Denne interaksjonen gjør UV-herding til en unik, betydningsfull og pålitelig prosess.

BRUKSOMRÅDER UV APPLIKASJONER