2025 Principe du séchage UV

Bonjour à tous ! Je suis une employée vedette à CHROMÉCLAIR, une marque de marques de vernis gel sans hemaAujourd'hui, je vais vous donner quelques informations sur le séchage UV. J'espère que cela vous aidera.

Le durcissement des adhésifs sous UV se produit lorsque les photo-initiateurs (ou photosensibilisateurs) contenus dans les matériaux durcissables sous UV absorbent la lumière ultraviolette, générant des radicaux libres actifs ou des cations. Ceux-ci déclenchent des réactions chimiques telles que la polymérisation, la réticulation et le greffage de monomères ou d'oligomères, transformant le liquide en solide en quelques secondes.

Chaque type de lumière UV possède une plage de longueurs d'onde distincte, qui détermine sa profondeur de pénétration dans les substrats. La lumière UV appropriée peut être sélectionnée en fonction du matériau du substrat utilisé et de l'effet de durcissement souhaité :

L'UVC est une lumière ultraviolette de courte longueur d'onde (200nm-280nm) qui délivre un fort rendement dans la gamme 250-260nm mais qui se propage mal dans l'air. L'oxygène pouvant bloquer les UVC, de nombreuses applications impliquent l'utilisation d'environnements purgés à l'azote. Principalement utilisé pour le durcissement de la surface, il produit une dureté de surface et une résistance à l'abrasion (les UVC confèrent une résistance aux rayures aux revêtements). Les utilisations courantes sont les suivantes : revêtements transparents sur les surfaces en papier et en plastique ; revêtements durs pour les lentilles optiques et automobiles ; applications de désinfection et de stérilisation ; réticulation de l'ADN ; modification de la surface.
L'UVB est un ultraviolet à ondes moyennes (280nm-320nm) capable de durcir en profondeur et de renforcer les revêtements et les adhésifs. Les applications courantes comprennent : le durcissement des peintures, des adhésifs et des encres ; la stérilisation et la désinfection.
L'UVA est un ultraviolet à ondes longues (320nm-395nm) utilisé pour durcir les couches les plus profondes et assurer l'adhérence. Les applications courantes comprennent : le durcissement des encres, des revêtements et des adhésifs ; l'inspection UV ; la fluorescence UV.
L'UVV est un UV de lumière visible (395nm-455nm), utilisé pour le durcissement des zones les plus profondes et responsable des propriétés d'adhérence de ces formulations. L'UVV fonctionne bien avec les pigments conducteurs blancs et argentés. Les applications courantes sont les suivantes : encres conductrices à l'argent, revêtements à base de pigments de dioxyde de titane, adhésifs et composés d'enrobage à pénétration profonde.

Séchage UV ou séchage thermique

Dans les processus industriels, le séchage thermique et le durcissement par UV sont deux méthodes de séchage/de durcissement courantes. Ces deux méthodes transforment des matériaux liquides ou semi-liquides en une forme solide par chauffage ou rayonnement ultraviolet. Bien qu'elles visent toutes deux à durcir les substances, elles présentent des différences significatives.

Le séchage thermique est un processus qui consiste à appliquer de la chaleur à une encre ou à un revêtement sur un substrat afin d'accélérer leur temps de durcissement. Il est couramment utilisé pour des substances telles que les résines époxy, les revêtements en poudre et certains types d'adhésifs. Il peut également s'appliquer à divers revêtements tels que l'époxy, le polyester, l'acrylique et le polyuréthane, qui peuvent être appliqués sur des substrats tels que les métaux, les plastiques et les composites.

La chaleur est généralement fournie par de grands fours à gaz, des sécheurs à air pulsé ou des lampes infrarouges. La température et la durée du séchage dépendent du matériau spécifique à sécher. Les lignes de séchage peuvent être étendues et adaptées à la vitesse de production cible et aux exigences de temps de séchage de l'encre ou du revêtement.

En outre, certains revêtements peuvent nécessiter des formulations spéciales pour assurer un séchage correct pendant le durcissement thermique. Par exemple, certains revêtements peuvent nécessiter l'ajout d'agents de séchage ou d'accélérateurs pour améliorer l'efficacité du séchage ou réduire le temps de séchage.

En termes de consommation d'énergie et d'efficacité de production, la technologie de séchage UV consomme beaucoup moins d'énergie que la technologie de séchage thermique. La consommation d'énergie du séchage UV ne représente que 10%-20% de celle requise par les procédés de séchage thermique. Cet écart substantiel s'explique principalement par l'efficacité élevée de la conversion énergétique du séchage UV : Les sources de lumière UV convertissent la plus grande partie de l'énergie entrante en lumière ultraviolette utilisable, alors que le séchage thermique perd inévitablement une grande partie de l'énergie thermique lors du transfert de chaleur.

La technologie de séchage UV excelle également en termes d'efficacité de production. Sa vitesse de durcissement est exceptionnellement rapide, le processus étant généralement achevé en seulement 0,1 à 10 secondes. En revanche, la technologie de séchage thermique nécessite souvent plusieurs minutes, voire plus, pour obtenir le même effet de durcissement. Cette différence de temps substantielle a un impact direct sur l'efficacité de la production, ce qui rend la technologie de séchage UV particulièrement adaptée aux lignes de production à grande vitesse et à la fabrication par lots.

Les revêtements durcis aux UV présentent généralement une densité de réticulation plus élevée, ce qui se traduit directement par des propriétés mécaniques et une résistance chimique supérieures. Par exemple, les revêtements durcis aux UV présentent souvent une plus grande dureté, une meilleure résistance aux chocs et une résistance chimique exceptionnelle. Ces caractéristiques rendent le durcissement par UV particulièrement adapté aux applications nécessitant une exposition extérieure à long terme, telles que les revêtements extérieurs architecturaux ou les revêtements de protection des composants automobiles.

Toutefois, la technologie de séchage UV peut avoir des limites dans certaines applications spécifiques. Par exemple, lors de l'utilisation de revêtements plus épais, le séchage UV peut rencontrer des problèmes de séchage irrégulier en raison de la capacité de pénétration limitée de la lumière UV. Dans ce cas, la technologie de séchage thermique peut s'avérer plus appropriée, car elle permet de traiter des revêtements plus épais.

Simultanément, la technologie du séchage thermique se développe dans des domaines émergents. Par exemple, dans la fabrication de matériaux pour les nouvelles énergies, le séchage thermique peut être utilisé pour sécher les matériaux d'électrodes de batteries, garantissant ainsi l'uniformité et la conductivité des matériaux.

Dans l'ensemble, le choix entre le séchage thermique et le séchage UV dépend en fin de compte de l'application spécifique, et des facteurs tels que la vitesse, la durabilité et l'impact sur l'environnement doivent être pris en compte.

Durcissement par LED UV et lampe à mercure traditionnelle

Le durcissement par LED UV et par lampe à mercure traditionnelle repose sur l'irradiation de la lumière pour exciter les photo-initiateurs, favorisant ainsi la réaction de polymérisation des monomères et des prépolymères contenus dans le fluide. Ce processus aboutit à la formation d'un film durci.

Par rapport au séchage UV, la technologie UV-LED ne consomme qu'un quart de l'énergie électrique, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie et les émissions de CO2.

Les lampes à mercure traditionnelles dépassent facilement des niveaux de rayonnement de 10 W/cm², ce qui provoque une chaleur excessive pendant le durcissement de la surface. En revanche, l'énergie du rayonnement des LED UV est contrôlable et génère une chaleur minimale. Il en résulte un impact thermique réduit sur les substrats sensibles à la chaleur tels que les films plastiques, ce qui ne nécessite que des ajustements mineurs de la précision d'impression.

Les composants de la source lumineuse UV-LED ont une durée de vie environ 12 fois plus longue que les composants UV traditionnels, ce qui réduit considérablement la fréquence de remplacement et les coûts des matériaux associés.

Les LED UV permettent un fonctionnement instantané, éliminant les temps de préchauffage et de refroidissement nécessaires au séchage UV, ce qui améliore l'efficacité opérationnelle.

Les systèmes UV-LED ne produisent pas d'ozone, ce qui améliore l'environnement de travail des employés et élimine le besoin d'équipement de capture et d'incinération pour atténuer les risques liés à l'ozone.

Les sources de lumière UV-LED et leur équipement associé sont très compacts, ce qui simplifie l'installation et économise de l'espace. Compte tenu de ces avantages, les systèmes de séchage UV-LED permettent non seulement de réduire considérablement les coûts, mais aussi de minimiser la pollution de l'environnement et la consommation d'énergie.

Cependant, contrairement au séchage UV traditionnel qui utilise l'ensemble du spectre ultraviolet de 200 à 450 nm, les lampes UV-LED se concentrent sur une plage étroite de ce spectre, généralement de 395 à 405 nm. Bien que certains systèmes de séchage UV-LED actuels fonctionnent à 365 nm, la plupart se concentrent encore autour de 395 nm, qui reste la longueur d'onde standard pour le séchage UV-LED.

Nous espérons que cet article vous aidera à mieux comprendre le séchage UV !

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