2025 Princípio de cura por UV

Olá a todos! Sou uma funcionária estrela da CHROMÉCLAIR, uma marca de marcas de esmaltes em gel sem hemaHoje, organizarei algumas informações sobre a cura por UV. Espero que isso ajude você.

A cura do adesivo UV ocorre quando os fotoiniciadores (ou fotossensibilizadores) dos materiais curáveis por UV absorvem a luz ultravioleta, gerando radicais livres ativos ou cátions. Esses radicais desencadeiam reações químicas, como polimerização, reticulação e enxerto de monômeros ou oligômeros, transformando o líquido em sólido em segundos.

Cada tipo de luz UV tem uma faixa distinta de comprimento de onda, o que determina sua profundidade de penetração nos substratos. A luz UV apropriada pode ser selecionada com base no material do substrato usado e no efeito de cura desejado:

A UVC é uma luz ultravioleta de comprimento de onda curto (200nm-280nm) que fornece uma saída forte na faixa de 250-260nm, mas tem propagação ruim no ar. Como o oxigênio pode bloquear a UVC, muitas aplicações envolvem o uso de ambientes purgados com nitrogênio. Usado principalmente para a cura da superfície superior, ele produz dureza e resistência à abrasão (o UVC confere resistência a arranhões aos revestimentos). Os usos comuns incluem: revestimentos transparentes em superfícies de papel e plástico; revestimentos duros para lentes ópticas e automotivas; aplicações de desinfecção e esterilização; reticulação de DNA; modificação de superfície.
O UVB é um ultravioleta de onda média (280nm-320nm) capaz de curar a penetração profunda, criando revestimento e resistência adesiva. As aplicações comuns incluem: cura de tintas, adesivos e tintas; esterilização e desinfecção.
O UVA é um ultravioleta de onda longa (320nm-395nm) usado para curar as camadas mais profundas e proporcionar adesão. As aplicações comuns incluem: cura de tintas, revestimentos e adesivos; inspeção UV; fluorescência UV.
O UVV é um UV de luz visível (395nm-455nm), usado para curar as áreas mais profundas e responsável pelas propriedades de adesão dessas formulações. O UVV funciona bem com pigmentos condutores brancos e prateados. As aplicações comuns incluem: tintas condutoras de prata; revestimentos de pigmentos de dióxido de titânio; adesivos e compostos de penetração profunda.

Cura UV vs. Secagem térmica

Nos processos industriais, dois métodos populares de secagem/cura são a secagem térmica e a cura por UV. Ambos os métodos transformam materiais líquidos ou semilíquidos em uma forma sólida por meio de aquecimento ou radiação ultravioleta. Embora ambos tenham o objetivo de curar substâncias, existem diferenças significativas entre eles.

A secagem térmica é um processo que aplica calor a tintas ou revestimentos em um substrato para acelerar o tempo de cura. É comumente usada para substâncias como resinas epóxi, revestimentos em pó e certos tipos de adesivos. Ela também pode ser aplicada a vários revestimentos, como epóxi, poliéster, acrílico e poliuretano, que podem ser aplicados a substratos que incluem metais, plásticos e compostos.

Normalmente, o calor é fornecido por grandes fornos a gás, secadores de ar forçado ou lâmpadas infravermelhas. A temperatura e a duração da cura dependem do material específico que está sendo curado. As linhas de secagem podem ser extensas, adaptadas à velocidade de produção desejada e aos requisitos de tempo de secagem da tinta ou do revestimento.

Além disso, determinados revestimentos podem exigir formulações especiais para garantir a secagem adequada durante a cura térmica. Por exemplo, alguns revestimentos podem precisar da adição de agentes secantes ou aceleradores para aumentar a eficiência da secagem ou reduzir o tempo de secagem.

Em termos de consumo de energia e eficiência de produção, a tecnologia de cura por UV consome muito menos energia do que a tecnologia de secagem térmica. O consumo de energia da cura por UV é apenas 10%-20% do necessário para os processos de cura térmica. Essa diferença substancial de energia decorre principalmente da alta eficiência de conversão de energia da cura por UV: As fontes de luz UV convertem a maior parte da energia de entrada em luz ultravioleta utilizável, ao passo que a secagem térmica inevitavelmente perde energia térmica substancial durante a transferência de calor.

A tecnologia de cura UV também se destaca na eficiência da produção. Sua velocidade de cura é excepcionalmente rápida, normalmente concluindo o processo em apenas 0,1 a 10 segundos. Por outro lado, a tecnologia de secagem térmica geralmente requer vários minutos ou mais para obter o mesmo efeito de cura. Essa diferença substancial de tempo afeta diretamente a eficiência da produção, tornando a tecnologia de cura por UV particularmente adequada para linhas de produção de alta velocidade e fabricação em lote.

Os revestimentos curados por UV normalmente apresentam maior densidade de reticulação, o que leva diretamente a propriedades mecânicas e resistência química superiores. Por exemplo, os revestimentos curados por UV geralmente apresentam maior dureza, maior resistência ao impacto e excelente resistência química. Essas características tornam a cura por UV particularmente adequada para aplicações que exigem exposição externa de longo prazo, como revestimentos externos arquitetônicos ou revestimentos protetores de componentes automotivos.

Entretanto, a tecnologia de cura por UV pode ter limitações em determinadas aplicações específicas. Por exemplo, ao manusear revestimentos mais espessos, a cura por UV pode apresentar problemas de cura irregular devido à capacidade limitada de penetração da luz UV. Nesses casos, a tecnologia de secagem térmica pode ser mais adequada, pois acomoda melhor revestimentos mais espessos.

Ao mesmo tempo, a tecnologia de secagem térmica está se expandindo para campos emergentes. Por exemplo, na fabricação de novos materiais de energia, a secagem térmica pode ser empregada para secar materiais de eletrodos de bateria, garantindo a uniformidade e a condutividade do material.

Em geral, a escolha entre a secagem térmica e a cura por UV depende, em última análise, da aplicação específica, e fatores como velocidade, durabilidade e impacto ambiental devem ser considerados.

Cura com LED UV e lâmpada de mercúrio tradicional

Tanto a cura por LED UV quanto a cura tradicional por lâmpada de mercúrio dependem da irradiação de luz para excitar os fotoiniciadores, promovendo assim a reação de polimerização de monômeros e pré-polímeros contidos no fluido. Esse processo resulta na formação de uma camada de filme endurecido.

Em comparação com a cura por UV, a tecnologia UV-LED consome apenas um quarto da energia elétrica, reduzindo significativamente o consumo de energia e as emissões de CO2.

As lâmpadas de mercúrio tradicionais excedem facilmente os níveis de radiação de 10 W/cm², causando calor excessivo durante a cura da superfície. Por outro lado, a energia da radiação UV-LED é controlável e gera o mínimo de calor. Isso resulta em um impacto térmico reduzido em substratos sensíveis ao calor, como filmes plásticos, exigindo apenas pequenos ajustes na precisão da impressão.

Os componentes da fonte de luz UV-LED têm uma vida útil aproximadamente 12 vezes maior do que os componentes UV tradicionais, reduzindo substancialmente a frequência de substituição e os custos de material associados.

Os LEDs UV permitem a operação instantânea de ligar/desligar, eliminando os tempos de pré-aquecimento e resfriamento necessários para a cura UV, aumentando assim a eficiência operacional.

Os sistemas UV-LED não produzem ozônio, melhorando o ambiente de trabalho dos funcionários e eliminando a necessidade de equipamentos de captura e incineração para reduzir os riscos do ozônio.

As fontes de luz UV-LED e seus equipamentos associados são altamente compactos, simplificando a configuração e economizando espaço. Como fica evidente com essas vantagens, os sistemas de cura UV-LED não apenas reduzem significativamente os custos, mas também minimizam a poluição ambiental e o consumo de energia.

Entretanto, ao contrário da cura UV tradicional, que utiliza todo o espectro ultravioleta de 200 a 450 nm, as lâmpadas UV-LED se concentram em uma faixa estreita desse espectro, normalmente de 395 a 405 nm. Embora alguns sistemas atuais de cura por UV-LED operem a 365 nm, a maioria ainda se concentra em 395 nm, que continua sendo o comprimento de onda padrão para a cura por UV-LED.

Esperamos que este artigo ajude você a entender a cura por UV com mais facilidade!

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