2025 UV-uithardingsprincipe

Hallo allemaal! Ik ben een ster medewerker bij CHROMÉCLAIR, een merk van hema vrije gel polish merkenVandaag zal ik wat informatie organiseren over UV-uitharding. Ik hoop dat dit je helpt.

UV-lijmuitharding treedt op wanneer fotoinitiatoren (of fotosensibilisatoren) in UV-uithardende materialen ultraviolet licht absorberen, waardoor actieve vrije radicalen of kationen ontstaan. Deze zetten chemische reacties in gang zoals polymerisatie, cross-linking en enting van monomeren of oligomeren, waardoor de vloeistof binnen enkele seconden verandert in een vaste stof.

Elk type UV-licht heeft een eigen golflengtebereik, dat de penetratiediepte in substraten bepaalt. Het juiste UV-licht kan gekozen worden op basis van het gebruikte substraatmateriaal en het gewenste uithardingseffect:

• UVC is ultraviolet licht met een korte golflengte (200 nm-280 nm) dat een sterk lichtrendement levert in het bereik 250-260 nm, maar dat zich slecht door lucht voortplant. Omdat zuurstof UVC kan blokkeren, wordt voor veel toepassingen een met stikstof gezuiverde omgeving gebruikt. UVC wordt voornamelijk gebruikt voor het uitharden van oppervlakken en produceert oppervlaktehardheid en slijtvastheid (UVC maakt coatings krasbestendig). Bekende toepassingen zijn: transparante coatings op papier en plastic oppervlakken; harde coatings voor optische en autolenzen; desinfectie- en sterilisatietoepassingen; DNA cross-linking; oppervlaktemodificatie.
• UVB is een middelgolvige ultraviolet (280nm-320nm) die in staat is tot diepe penetratieuitharding, waardoor coatings en kleefstoffen taai worden. Gebruikelijke toepassingen zijn: uitharding van verf, lijm en inkt; sterilisatie en desinfectie.
• UVA is ultraviolet met een lange golflengte (320 nm-395 nm) en wordt gebruikt voor het uitharden van de diepste lagen en voor adhesie. Gebruikelijke toepassingen zijn: uitharden van inkt, coatings en kleefstoffen; UV-inspectie; UV-fluorescentie.
• UVV is zichtbaar-licht UV (395nm-455nm), gebruikt voor het uitharden van de diepste gebieden en verantwoordelijk voor de hechtingseigenschappen van deze formules. UVV werkt goed met witte en zilver geleidende pigmenten. Veelgebruikte toepassingen zijn: zilver geleidende inkten; coatings met titaniumdioxide pigmenten; kleefstoffen en diep doordringende potgrondverbindingen.

UV-uitharding vs. thermische droging

In industriële processen zijn twee populaire droog- en uithardingsmethoden thermisch drogen en UV-uitharden. Beide methoden zetten vloeibare of halfvloeibare materialen om in vaste vorm door verhitting of ultraviolette straling. Hoewel beide tot doel hebben om stoffen uit te harden, bestaan er belangrijke verschillen tussen beide methoden.

Thermisch drogen is een proces waarbij warmte wordt toegepast op inkt of coatings op een substraat om hun uithardingstijd te versnellen. Het wordt vaak gebruikt voor stoffen zoals epoxyharsen, poedercoatings en bepaalde lijmsoorten. Het kan ook worden toegepast op verschillende coatings zoals epoxy, polyester, acryl en polyurethaan, die kunnen worden aangebracht op ondergronden zoals metalen, kunststoffen en composieten.

Warmte wordt meestal geleverd door grote gasovens, luchtdrogers of infraroodlampen. De uithardingstemperatuur en -duur zijn afhankelijk van het specifieke materiaal dat wordt uitgehard. Drooglijnen kunnen uitgebreid zijn, afgestemd op de beoogde productiesnelheid en droogtijdvereisten van de inkt of coating.

Bovendien kunnen bepaalde coatings speciale formules nodig hebben om een goede droging tijdens thermische uitharding te garanderen. Aan sommige coatings moeten bijvoorbeeld droogmiddelen of -versnellers worden toegevoegd om de droogefficiëntie te verbeteren of de droogtijd te verkorten.

Wat energieverbruik en productie-efficiëntie betreft, verbruikt UV-uithardingstechnologie aanzienlijk minder energie dan thermische droogtechnologie. Het energieverbruik van UV-uitharding is slechts 10%-20% van dat van thermische droogprocessen. Dit aanzienlijke energieverschil komt voornamelijk door de hoge energieomzettingsefficiëntie van UV-uitharding: UV-lichtbronnen zetten de meeste energie om in bruikbaar ultraviolet licht, terwijl thermische droging onvermijdelijk veel thermische energie verliest tijdens de warmteoverdracht.

UV-uithardingstechnologie blinkt ook uit in productie-efficiëntie. De uithardingssnelheid is uitzonderlijk snel en voltooit het proces meestal in slechts 0,1 tot 10 seconden. Thermische droogtechnologie daarentegen heeft vaak meerdere minuten of langer nodig om hetzelfde uithardingseffect te bereiken. Dit grote tijdsverschil heeft een directe invloed op de productie-efficiëntie, waardoor UV-uithardingstechnologie bijzonder geschikt is voor hogesnelheidsproductielijnen en batchproductie.

UV-geharde coatings hebben meestal een hogere dichtheid van crosslinking, wat direct leidt tot superieure mechanische eigenschappen en chemische weerstand. Zo vertonen UV-uithardende coatings vaak een grotere hardheid, een verbeterde slagvastheid en een uitstekende chemische weerstand. Deze eigenschappen maken UV-uitharding bijzonder geschikt voor toepassingen die langdurig aan de buitenlucht moeten worden blootgesteld, zoals architecturale buitencoatings of beschermende coatings voor auto-onderdelen.

UV-uithardingstechnologie kan echter beperkingen hebben bij bepaalde specifieke toepassingen. Bij dikkere coatings kan UV-uitharding bijvoorbeeld ongelijkmatige uitharding ondervinden vanwege het beperkte penetratievermogen van UV-licht. In dergelijke gevallen kan thermische droogtechnologie geschikter zijn, omdat deze beter geschikt is voor dikkere coatings.

Tegelijkertijd breidt de thermische droogtechnologie zich uit naar nieuwe gebieden. Bij de productie van nieuwe energiematerialen kan thermisch drogen bijvoorbeeld worden gebruikt voor het drogen van batterij-elektrodematerialen, waardoor de uniformiteit en geleidbaarheid van het materiaal worden gewaarborgd.

Al met al hangt de keuze tussen thermisch drogen en UV-uitharden uiteindelijk af van de specifieke toepassing, waarbij factoren zoals snelheid, duurzaamheid en milieueffecten in overweging moeten worden genomen.

UV LED en traditionele kwiklamp uitharding

Zowel UV-LED als traditionele uitharding met kwiklampen berusten op lichtbestraling om fotoinitiatoren te exciteren, waardoor de polymerisatiereactie van monomeren en prepolymeren in de vloeistof wordt bevorderd. Dit proces resulteert in de vorming van een uitgeharde filmlaag.

Vergeleken met UV-uitharding verbruikt de UV-LED-technologie slechts een kwart van de elektrische energie, waardoor het energieverbruik en de CO2-uitstoot aanzienlijk worden verminderd.

Traditionele kwiklampen overschrijden gemakkelijk stralingsniveaus van 10W/cm², wat overmatige hitte veroorzaakt tijdens het uitharden van oppervlakken. De stralingsenergie van UV-LED daarentegen is controleerbaar en genereert minimale warmte. Dit resulteert in een verminderde thermische impact op warmtegevoelige substraten zoals plastic films en vereist slechts kleine aanpassingen aan de printprecisie.

UV-LED lichtbroncomponenten hebben een ongeveer 12 keer langere levensduur dan traditionele UV-componenten, waardoor ze aanzienlijk minder vaak vervangen hoeven te worden en de bijbehorende materiaalkosten aanzienlijk lager zijn.

UV-LED's kunnen direct aan en uit worden gezet, waardoor de voorverwarmings- en afkoeltijden die nodig zijn voor UV-uitharding wegvallen en de operationele efficiëntie toeneemt.

UV-LED-systemen produceren geen ozon, waardoor de werkomgeving voor werknemers verbetert en er geen afvang- en verbrandingsapparatuur nodig is om de gevaren van ozon te beperken.

UV-LED lichtbronnen en de bijbehorende apparatuur zijn zeer compact, wat de installatie vereenvoudigt en ruimte bespaart. Deze voordelen maken UV-LED uithardingssystemen niet alleen goedkoper, maar ook milieuvriendelijker en energiezuiniger.

In tegenstelling tot traditionele UV-uitharding die het volledige ultraviolette spectrum van 200-450 nm gebruikt, richten UV-LED lampen zich op een smal bereik binnen dit spectrum, meestal 395-405 nm. Hoewel sommige huidige UV-LED uithardingssystemen op 365 nm werken, zijn de meeste nog steeds rond 395 nm gecentreerd, wat de standaard golflengte voor UV-LED uitharding blijft.

We hopen dat dit artikel je helpt om UV-uitharding beter te begrijpen!

CHROMÉCLAIR biedt Basislakken, Toplakken, effen kleuren gelpolish zonder HEMAen hema free cat eye gel polish.

Op hun website staan ook nail art tutorials, zoals:

Nail Art Tips: DIY Barok Edelsteen Ontwerp

Hoe doe je de polka dot bow nail art thuis?