Året 2013 opplevde en utvidelse av LED-bruk i UV-herdingsapplikasjoner med høyeffektssendere som muliggjør raskere herdetider på tvers av en rekke biovitenskapelige og industrielle applikasjoner, skriver BILL CORTELYOU, og komponentens levetid har også økt.
Når folk hører begrepene "lysdioder" eller "lysdioder", tenker de fleste på synlige lysdioder for belysningsapplikasjoner. Faktisk brukes LED-teknologi i økende grad over hele verden for innendørsbelysning, utendørsbelysning, gatebelysning, bil og skilting. Men det er mange andre industrielle applikasjoner som herding (tørking) og forfalskning. Ultrafiolett (UV) LED-teknologi for herding er et av markedssegmentene som har fått verdensomspennende aksept og fortsetter å vokse. La oss undersøke tilstanden til UV-herdeteknologi og vurdere hvor godt lysdioder oppfyller løfter om å overta dette rommet.
UV-LED-herding refererer til en teknikk som bruker energi fra LED-lampene i UV-spektret for å behandle blekk, belegg, lim og andre UV-herdbare materialer. Energien som genereres av UV-lyset utløser en kjedereaksjon som resulterer i polymerisering av materialet, og herder eller herder materialet (fig. 1). For mer bakgrunn om UV-LED-herding, se “UV-lysdioder rampe opp den stille siden av LED-markedet” (lenker nederst i artikkelen).
UV-lys starter en kjedereaksjon som resulterer i herding av materialer som blekk eller lim.
FIG. 1. UV-lys starter en kjedereaksjon som resulterer i herding av materialer som blekk eller lim.
Tradisjonelt har kvikksølvbaserte UV-lamper blitt brukt til herding, men nå har mer energieffektiv og miljøvennlig LED-basert UV-teknologi vist seg å være en overlegen løsning for mange bruksområder. LED-herdeteknologi bruker halvlederbaserte lysdioder for å projisere UV-lyset når en elektrisk strøm føres gjennom dem. Når en LED er forspent, er elektroner i stand til å rekombinere med elektronhull i enheten, og frigjør dermed energi i form av fotoner.
Fargen på lyset som sendes ut eller tilsvarende energi til fotonet bestemmes av energigapet til halvledermaterialet. En rekke selskaper som lager lysdioder som brukes til generell belysning, lager også lysdioder som utstråler i UV-spekteret.
Fremskritt innen UV-LED-herding
Det er et akseptert faktum i mange bransjer at LED-lamper gir mange fordeler, inkludert lavere energiforbruk, lengre levetid, forbedret robusthet, mindre formfaktor og raskere av / på-slåing. Disse fordelene er også viktige for herding av applikasjoner.
UV-LED-herdeteknologi har avansert betydelig de siste årene og er nå lett tilgjengelig for en rekke bruksområder innen trykk, belegg og lim. Det er mange fordeler som driver selskaper til å gå mot aksept av UV-LED-teknologi, for eksempel høyere produktivitet og en mer miljøvennlig løsning, som stadig flere sluttkunder krever. Når produsenter utvikler UV-LED-herdesystemer, vil det å vite hvordan de viktigste underkomponentene samarbeider bidra til å skape et optimalt system og dermed redusere den totale miljøpåvirkningen av prosessen og samtidig opprettholde eller forbedre produktiviteten og produktytelsen.
Applikasjonssegmenter
Herding er et bredt marked med mange applikasjonsnisjer, men la oss se på noen av de største applikasjonssegmentene:
Printing:. UV-herdeprosessen har vært i bruk i trykkebransjen i mer enn tretti år LED-herdeteknologi for UV-skrivere erstatter raskt eldre teknologi med overbevisende fordeler med bedre økonomi, systemegenskaper og miljøfordeler UV-LED-herdeteknologi. er ideell for UV-herding av blekk i digital blekkskriver, skjerm, flexografi og andre trykkprosesser.
Belegg: Et betydelig antall belegg herdes over hele verden i dag med UV-LED-kilder i applikasjoner som spenner fra tradisjonelle materialer som gulv og skap til avansert elektronikk. Materiellutvikling og langsiktig ytelsestesting vil ytterligere åpne markeder innen bilindustri, elektronikk. , bolig og kommersielle byggematerialer.
Lim: UV-lim er et flott verktøy i moderne monterings- og produksjonsprosesser med UV-LED elektronisk kontroll og stabilitet, noe som gir utmerkede resultater i et bredt utvalg av UV-LED-limapplikasjoner fra medisinsk utstyr til den mest avanserte forbrukerelektronikken.
Øyeblikksbilde av 2013
2013 var nok et år med sterk vekst i UV-LED-adopsjon. I de siste årene har det vært mye diskusjon rundt frekvensen av adopsjon og nytte for det brede spekteret av UV-herdingsapplikasjoner. I det vesentlige har spørsmålet vært “Vil UV-LED-herdeteknologi oppfylle sitt løfte? “Vel, svaret er ja! Faktisk har den overskredet løftet og vil fortsette sin sterke vekst, akselerere og åpne nye UV-herdemarkeder.
De tidlige bekymringene for produksjon, levetid og kostnad har blitt møtt med rask teknologi og produktforbedring. I dag oppfyller UV-LED herdeteknologi et bredt spekter av applikasjonskrav og fortsetter å forbedres i raskt tempo. Lamper på 16 W / cm2, som kurerer ved de høyeste hastighetskravene, har blitt sendt i volum i mer enn to år Lampeprodusenter siterer rutinemessig forventede levetidsforventninger på over 20 000 timer i tide - .. dobbelt så mye som ble sitert noen få år siden Snart vil ledende produsenter produsere lamper som lover enda lengre levetid - sannsynligvis rundt 30 000 timer, som samsvarer med eller overgår levetiden til forskjellige herdeanlegg.
Nesten alle leverandører av UV-herdbare materialer har UV-LED-herdbare kjemikalier sammen med aggressiv teknologi og produktkart. Selv om den monokratiske naturen til UV-LED-lamper krever spesielle hensyn fra kjemikerne, har det ikke vært en langsiktig hindring som en gang trodde.
En av de mest spennende aspektene ved å bruke en UV-LED-herdeprosess er at den åpner mange nye prosessmuligheter med sin presise elektroniske kontroll av energileveransen. Mange brukere har skreddersydd prosessene sine for å oppnå resultater som ikke kan nås på andre måter. I dag er det mange proprietære bruksområder for energikontroll på tvers av forskjellige applikasjoner.
Nylige milepæler
Vurder milepælene som ble nådd i 2013. Messe Labelexpo Europe 2013 reflekterte storskala UV-LED-adopsjon. Arrangementet validerte påstandene om rask bruk av UV-LED-herding. Showet rapporterte rekordstore deltakertall ved å tiltrekke 31 795 besøkende (opp 11% i forhold til 2011) fra 158 land (opp fra 123 i 2011) med nesten 600 utstillere (opp fra 550 i 2011). Overalt hvor de så, så deltakerne UV-LED-herdesystemer implementeres på maskiner. Til UV-lysdiodernes tradisjonelle styrke med digital blekkskriver ble det lagt til roterende silketrykk, arealherding, offset og flexografisk utskrift.
Sammenligning av Labelexpo 2013 og Labelexpo 2011 viser hvor raskt industrien har tatt i bruk teknologien. Mer enn 80 UV-LED-herdelamper ble installert på utstyret på 2013-showet, opp fra 10 forekomster under 2011-showet for en økning på 8 ganger. Herdingsbruk varierte fra feste til full herding, og mange av skriverne var 100% UV-LED-baserte.
Label Industry Global Award for Innovation tiltrekker seg det høyeste antall deltakere i historien noensinne, sponset av Label& Smalt web, etiketter& Merking og NarroWebTech-magasiner ble i fellesskap vunnet av Mark Andy og Flint Group Narrow Web. Flint Group ble hedret for sin Ekocure UV-LED-blekkteknologi, som dommerne beskrev som å gi forbedret kurrespons, kostnads- og produktivitetsbesparelser, avfallsreduksjon, energibesparelser og forbedret sikkerhet som utvilsomt vil ha en betydelig innvirkning på merkets fremtid. industri. Mark Andy ble anerkjent for sin komplementære ProLED-blekkherdeteknologi, som gir høye produksjonshastigheter og 50% energibesparelser.
Flere materielle formuleringsleverandører
I begynnelsen av UV-LED-herding for noen ti år siden var svært få typer blekk, belegg og lim kompatible med UV-LED-teknologi. Som figur 2 viser, er spektral energidistribusjon av UV-lysdioder ganske forskjellig fra kvikksølvlamper og er faktisk i et mye smalere bånd. Denne forskjellen krevde nye materialformuleringer.
