L'année 2013 a été témoin d'une expansion de l'utilisation des LED dans les applications de durcissement UV avec des émetteurs de puissance plus élevée permettant des temps de durcissement plus rapides dans une variété d'applications des sciences de la vie et industrielles, écrit BILL CORTELYOU, et la durée de vie des composants a également augmenté.
Lorsque les gens entendent les termes «diodes électroluminescentes» ou «DEL», la plupart des gens pensent aux DEL visibles pour les applications d'éclairage. En effet, la technologie LED est de plus en plus utilisée dans le monde pour l'éclairage intérieur, l'éclairage extérieur, l'éclairage public, l'automobile et la signalisation. Mais il existe de nombreuses autres applications industrielles telles que le durcissement (séchage) et la détection des contrefaçons. La technologie LED ultraviolette (UV) pour le durcissement est l'un des segments de marché qui a gagné une acceptation mondiale et continue de croître. Examinons l'état de la technologie de séchage UV et examinons dans quelle mesure les LED remplissent leurs promesses de conquérir cet espace.
Le durcissement UV-LED fait référence à une technique qui utilise l'énergie produite par les LED dans le spectre UV pour traiter les encres, les revêtements, les adhésifs et d'autres matériaux durcissables aux UV. L'énergie générée par la lumière UV déclenche une réaction en chaîne entraînant la polymérisation du matériau, durcissant ou durcissant ainsi le matériau (Fig. 1). Pour plus d'informations sur le durcissement UV-LED, voir «Les LED UV accélèrent le côté silencieux du marché des LED» (liens au bas de l'article).
La lumière UV déclenche une réaction en chaîne entraînant le durcissement de matériaux tels que des encres ou des adhésifs.
FIGUE. 1. La lumière UV déclenche une réaction en chaîne entraînant le durcissement de matériaux tels que des encres ou des adhésifs.
Traditionnellement, les lampes UV à base de mercure ont été utilisées pour le séchage, mais maintenant, la technologie UV à base de LED plus économe en énergie et plus respectueuse de l'environnement s'est avérée une solution supérieure pour de nombreuses applications. La technologie de durcissement par LED utilise des LED à base de semi-conducteurs pour projeter la lumière UV lorsqu'un courant électrique les traverse. Lorsqu'une LED est polarisée en direct, les électrons sont capables de se recombiner avec des trous d'électrons à l'intérieur du dispositif, libérant ainsi de l'énergie sous forme de photons.
La couleur de la lumière émise ou l'énergie correspondante du photon est déterminée par l'écart d'énergie du matériau semi-conducteur. Un certain nombre de sociétés qui fabriquent des LED utilisées pour l'éclairage général fabriquent également des LED qui rayonnent dans le spectre UV.
Progrès dans le durcissement UV-LED
C'est un fait reconnu pour de nombreuses industries que les lampes LED offrent de nombreux avantages, notamment une consommation d'énergie réduite, une durée de vie plus longue, une robustesse améliorée, un facteur de forme plus petit et une commutation marche / arrêt plus rapide. Ces avantages sont également importants dans les applications de durcissement.
La technologie de durcissement UV-LED a considérablement évolué au cours des dernières années et est maintenant facilement disponible pour une variété d'applications dans l'impression, les revêtements et les adhésifs. De nombreux avantages poussent les entreprises à s'orienter vers l'acceptation de la technologie UV-LED, comme une productivité accrue et une solution plus respectueuse de l'environnement, que de plus en plus de clients finaux demandent. Alors que les fabricants développent des systèmes de polymérisation UV-LED, savoir comment les sous-composants clés fonctionnent ensemble aidera à créer le système optimal et à réduire ainsi l'impact environnemental global du processus et en même temps à maintenir ou à améliorer la productivité et les performances du produit.
Segments d'application
Le durcissement est un vaste marché avec de nombreuses niches d'application Mais considérons certains des principaux segments d'application:
Impression:. Le processus de séchage UV est utilisé dans l'industrie de l'impression depuis plus de trente ans. est idéal pour le séchage UV des encres dans les processus d'impression numérique à jet d'encre, d'écran, flexographique et autres.
Revêtements: Un nombre important de revêtements sont durcis dans le monde aujourd'hui avec des sources UV-LED dans des applications allant des matériaux traditionnels tels que les revêtements de sol et les armoires à l'électronique avancée Le développement de matériaux et les tests de performance à long terme ouvriront davantage les marchés dans les domaines de l'automobile et de l'électronique. , matériaux de construction résidentiels et commerciaux.
Adhésifs: les adhésifs UV sont un excellent outil dans les processus d'assemblage et de fabrication modernes avec un contrôle électronique et une stabilité UV-LED, assurant d'excellents résultats dans une grande variété d'applications adhésives UV-LED, des dispositifs médicaux aux produits électroniques grand public les plus avancés.
Aperçu de 2013
2013 a été une autre année de forte croissance de l'adoption des LED UV. Au cours des dernières années, il y a eu beaucoup de discussions autour du taux d'adoption et de l'utilité pour la large gamme d'applications de durcissement UV. Essentiellement, la question était: «La technologie de polymérisation UV-LED remplira-t-elle sa promesse? «Eh bien, la réponse est oui! En fait, il a dépassé la promesse et continuera sa forte croissance, accélérera et ouvrira de nouveaux marchés de séchage UV.
Les premières préoccupations de production, de durée de vie et de coût ont toutes été satisfaites par une technologie rapide et une amélioration des produits. Aujourd'hui, la technologie de durcissement UV-LED répond à un large éventail d'exigences d'application et continue de s'améliorer à un rythme rapide. Les lampes de 16 W / cm2, qui durcissent au plus haut niveau de vitesse, sont expédiées en volume depuis plus de deux ans. il y a des années Bientôt, les principaux fabricants produiront des lampes dont la durée de vie sera encore plus longue - probablement environ 30 000 heures, correspondant ou dépassant la durée de vie de diverses installations de séchage.
Presque tous les fournisseurs de matériaux durcissables aux UV ont des chimies durcissables aux UV-LED ainsi que des technologies agressives et des feuilles de route de produits. Bien que la nature monochromatique des lampes UV-LED nécessite une attention particulière de la part des chimistes, cela n'a pas été un obstacle à long terme comme on le pensait autrefois.
L'un des aspects les plus intéressants de l'utilisation d'un processus de durcissement UV-LED est qu'il ouvre de nombreuses nouvelles possibilités de processus avec son contrôle électronique précis de la fourniture d'énergie. De nombreux utilisateurs ont adapté leurs processus pour obtenir des résultats inaccessibles par d'autres moyens. Aujourd'hui, il existe de nombreuses utilisations exclusives du contrôle de l'énergie dans diverses applications.
Jalons récents
Considérez les jalons atteints en 2013. Le salon Labelexpo Europe 2013 a reflété l'adoption à grande échelle des LED UV. L'événement a validé les revendications d'adoption rapide du durcissement UV-LED. Le salon a enregistré des chiffres de fréquentation record en attirant 31 795 visiteurs (+ 11% par rapport à 2011) en provenance de 158 pays (contre 123 en 2011) avec près de 600 exposants (contre 550 en 2011). Partout où ils ont regardé, les participants ont vu des systèmes de séchage UV-LED mis en œuvre sur des machines. À la force traditionnelle du jet d'encre numérique des LED UV, on a ajouté la sérigraphie rotative, le séchage de surface, l'offset et l'impression flexographique.
La comparaison entre Labelexpo 2013 et Labelexpo 2011 prouve à quel point l'industrie a adopté cette technologie rapidement. Plus de 80 lampes à polymériser UV-LED ont été installées sur les équipements lors du salon 2013, contre 10 fois lors du salon 2011 pour une augmentation de 8x. Les utilisations de durcissement allaient de l'épinglage au durcissement complet et de nombreuses imprimantes étaient à 100% à base de LED UV.
Attirant le plus grand nombre de participants de son histoire, le Label Industry Global Award for Innovation, parrainé par Label& Narrow Web, étiquettes& L'étiquetage et les magazines NarroWebTech ont été remportés conjointement par Mark Andy et Flint Group Narrow Web. Flint Group a été honoré pour sa technologie d'encre Ekocure UV-LED, que les juges ont décrite comme offrant une meilleure réponse au durcissement, des économies de coût et de productivité, une réduction des déchets, des économies d'énergie et une sécurité accrue qui auront sans aucun doute un impact significatif sur l'avenir du label. industrie. Mark Andy a été reconnu pour sa technologie de séchage d'encre ProLED complémentaire, qui offre des taux de production élevés et des économies d'énergie de 50%.
Plus de fournisseurs de formulation de matériaux
Lors de l'avènement du séchage UV-LED, il y a une dizaine d'années, très peu de types d'encres, de revêtements et d'adhésifs étaient compatibles avec la technologie UV-LED. Comme le montre la figure 2, la distribution d'énergie spectrale des LED UV est assez différente de celle des lampes au mercure et se situe en fait dans une bande beaucoup plus étroite. Cette différence nécessitait de nouvelles formulations de matériaux.
