UV-Härtungstechnologie

1. Was ist UV-Härtungstechnologie?

Die UV-Härtungstechnologie ermöglicht die sofortige Aushärtung oder Trocknung von Materialien wie Beschichtungen, Klebstoffen, Markierungsfarben und Fotolacken innerhalb von Sekunden. Dabei wird ultraviolettes Licht auf diese Materialien angewendet, um eine Photopolymerisation auszulösen. Im Gegensatz dazu dauert die Trocknung eines Harzes bei Polymerisationsreaktionen durch Wärmetrocknung oder durch Mischen zweier Flüssigkeiten üblicherweise zwischen wenigen Sekunden und mehreren Stunden.

Vor etwa 40 Jahren wurde diese Technologie erstmals praktisch zum Trocknen von Drucken auf Sperrholz für Baumaterialien eingesetzt. Seitdem findet sie in verschiedenen Anwendungsbereichen Verwendung.

Die Leistungsfähigkeit von UV-härtenden Harzen hat sich in letzter Zeit deutlich verbessert. Darüber hinaus sind mittlerweile verschiedene Arten von UV-härtenden Harzen erhältlich, deren Einsatz und Markt rasant wachsen, da sie Vorteile hinsichtlich Energie- und Platzersparnis, Abfallreduzierung sowie hoher Produktivität und der Möglichkeit zur Behandlung bei niedrigen Temperaturen bieten.

Darüber hinaus eignet sich UV-Licht auch für die optische Formgebung, da es eine hohe Energiedichte aufweist und sich auf minimale Punktdurchmesser fokussieren kann, was die Herstellung hochpräziser Formteile erleichtert.

Da UV-härtendes Harz ein lösungsmittelfreies Mittel ist, enthält es keine organischen Lösungsmittel, die schädliche Auswirkungen auf die Umwelt haben (z. B. Luftverschmutzung). Da zudem weniger Energie für die Aushärtung benötigt wird und die Kohlendioxidemissionen geringer sind, reduziert diese Technologie die Umweltbelastung.

2. Eigenschaften der UV-Härtung

1. Die Aushärtungsreaktion erfolgt in Sekunden.

Bei der Aushärtungsreaktion wandelt sich das Monomer (flüssig) innerhalb weniger Sekunden in das Polymer (fest) um.

2. Hervorragende Umweltverträglichkeit

Da das gesamte Material im Grunde durch lösungsmittelfreie Photopolymerisation ausgehärtet wird, ist es sehr effektiv, die Anforderungen umweltbezogener Vorschriften und Verordnungen wie des PRTR-Gesetzes (Schadstofffreisetzungs- und -transferregister) oder der ISO 14000 zu erfüllen.

3. Ideal für die Prozessautomatisierung

UV-härtendes Material härtet nur unter Lichteinwirkung aus und härtet im Gegensatz zu wärmehärtendem Material nicht allmählich während der Lagerung aus. Daher ist seine Verarbeitungszeit kurz genug, um es für den Einsatz in automatisierten Prozessen zu verwenden.

4. Eine Behandlung bei niedrigen Temperaturen ist möglich.

Da die Bearbeitungszeit kurz ist, lässt sich der Temperaturanstieg des Zielobjekts kontrollieren. Dies ist einer der Gründe, warum es in den meisten wärmeempfindlichen Elektronikgeräten eingesetzt wird.

5. Dank der Verfügbarkeit einer Vielzahl von Materialien für jeden Anwendungsbereich geeignet.

Diese Materialien zeichnen sich durch hohe Oberflächenhärte und Glanz aus. Darüber hinaus sind sie in vielen Farben erhältlich und können daher für verschiedene Zwecke eingesetzt werden.

3. Prinzip der UV-Härtungstechnologie

Der Prozess der Umwandlung eines Monomers (Flüssigkeit) in ein Polymer (Feststoff) mithilfe von UV-Licht wird als UV-Härtung E bezeichnet, und das zu härtende synthetische organische Material wird als UV-härtbares Harz E bezeichnet.

UV-härtendes Harz ist eine Verbindung, die aus Folgendem besteht:

(a) Monomer, (b) Oligomer, (c) Photopolymerisationsinitiator und (d) verschiedene Additive (Stabilisatoren, Füllstoffe, Pigmente usw.).

(a) Ein Monomer ist ein organisches Material, das polymerisiert und in größere Polymermoleküle umgewandelt wird, um Kunststoff zu bilden. (b) Ein Oligomer ist ein Material, das bereits mit Monomeren reagiert hat. Wie ein Monomer wird auch ein Oligomer polymerisiert und in größere Moleküle umgewandelt, um Kunststoff zu bilden. Monomere und Oligomere polymerisieren nicht ohne Weiteres; daher werden sie mit einem Photopolymerisationsinitiator kombiniert, um die Reaktion zu starten. (c) Der Photopolymerisationsinitiator wird durch Lichtabsorption angeregt, und es finden Reaktionen wie die folgenden statt:

(b) (1) Spaltung, (2) Wasserstoffabstraktion und (3) Elektronentransfer.

(c) Bei dieser Reaktion entstehen Substanzen wie Radikalmoleküle, Wasserstoffionen usw., die die Reaktion initiieren. Die entstehenden Radikalmoleküle, Wasserstoffionen usw. greifen Oligomer- oder Monomermoleküle an, und es findet eine dreidimensionale Polymerisations- oder Vernetzungsreaktion statt. Werden durch diese Reaktion Moleküle gebildet, die größer als die vorgegebene Größe sind, verfestigen sich die UV-bestrahlten Moleküle vom flüssigen in den festen Zustand. (d) Je nach Bedarf werden der UV-härtbaren Harzzusammensetzung verschiedene Additive (Stabilisatoren, Füllstoffe, Pigmente usw.) zugesetzt, um

d) ihm Stabilität, Festigkeit usw. verleihen.

(e) Flüssiges, UV-härtbares Harz, das frei fließfähig ist, härtet üblicherweise durch folgende Schritte aus:

(f) (1) Photopolymerisationsinitiatoren absorbieren UV-Licht.

(g) (2) Diese Photopolymerisationsinitiatoren, die UV-Licht absorbiert haben, werden angeregt.

(h) (3) Aktivierte Photopolymerisationsinitiatoren reagieren durch Zersetzung mit Harzkomponenten wie Oligomeren, Monomeren usw.

(i) (4) Weiterhin reagieren diese Produkte mit Harzkomponenten, und es kommt zu einer Kettenreaktion. Anschließend erfolgt die dreidimensionale Vernetzungsreaktion, das Molekulargewicht steigt, und das Harz härtet aus.

(j) 4. Was ist UV?

(k) UV-Strahlung ist eine elektromagnetische Welle mit einer Wellenlänge von 100 bis 380 nm, die länger als die von Röntgenstrahlen, aber kürzer als die von sichtbarem Licht ist.

(l) UV-Strahlung wird anhand ihrer Wellenlänge in drei unten aufgeführte Kategorien eingeteilt:

(m) UV-A (315-380 nm)

(n) UV-B (280-315 nm)

(o) UV-C (100-280 nm)

(p) Bei der Aushärtung des Harzes mittels UV-Licht werden zur Messung der UV-Strahlungsmenge folgende Einheiten verwendet:

(q) - Bestrahlungsintensität (mW/cm2)

(r) Bestrahlungsintensität pro Flächeneinheit

(s) - UV-Exposition (mJ/ cm2)

(t) Bestrahlungsenergie pro Flächeneinheit und Gesamtanzahl der auf die Oberfläche treffenden Photonen. Produkt aus Bestrahlungsintensität und Zeit.

(u) - Zusammenhang zwischen UV-Exposition und Bestrahlungsintensität

(v) E=I x T

(w) E = UV-Bestrahlung (mJ/cm2)

(x) I = Intensität (mW/cm2)

(y) T = Bestrahlungszeit (s)

(z) Da die für die Aushärtung erforderliche UV-Bestrahlung vom Material abhängt, kann die erforderliche Bestrahlungszeit mit der oben genannten Formel ermittelt werden, wenn die UV-Bestrahlungsintensität bekannt ist.

(aa) 5. Produkteinführung

(ab) Handliche UV-Härtungsgeräte

(ac) Das handliche UV-Härtungsgerät ist das kleinste und preisgünstigste UV-Härtungsgerät in unserem Produktsortiment.

(Anzeige) Eingebaute UV-Härtungsanlage

(ae) Die eingebaute UV-Härtungsanlage verfügt über den minimal erforderlichen Mechanismus zur Verwendung der UV-Lampe und kann an eine Anlage mit Förderband angeschlossen werden.

Dieses Gerät besteht aus einer Lampe, einem Bestrahlungsgerät, einer Stromversorgung und einer Kühlvorrichtung. Optional können Komponenten am Bestrahlungsgerät angebracht werden. Es stehen verschiedene Stromversorgungsarten zur Verfügung, vom einfachen Wechselrichter bis hin zu Mehrfachwechselrichtern.

Desktop-UV-Härtungsgerät

Dieses UV-Härtungsgerät ist für den Einsatz auf dem Schreibtisch konzipiert. Dank seiner kompakten Bauweise benötigt es wenig Platz und ist sehr wirtschaftlich. Es eignet sich optimal für Versuche und Experimente.

Dieses Gerät verfügt über einen eingebauten Verschlussmechanismus. Die gewünschte Bestrahlungszeit kann für eine optimale Bestrahlung eingestellt werden.

UV-Härtungsanlage mit Förderband

UV-Härtungsanlagen mit Förderband sind mit verschiedenen Förderbändern ausgestattet.

Wir entwickeln und fertigen ein breites Spektrum an Anlagen, von kompakten UV-Härtungsanlagen mit kompakten Förderbändern bis hin zu Großanlagen mit verschiedenen Transfermethoden, und bieten stets Anlagen an, die den Kundenanforderungen entsprechen.