UV in EB utrjevanje običajno opisuje uporabo elektronskega žarka (EB), ultravijolične (UV) ali vidne svetlobe za polimerizacijo kombinacije monomerov in oligomerov na substrat. UV in EB material se lahko formulira v črnilo, premaz, lepilo ali drug izdelek. Postopek je znan tudi kot sevalno utrjevanje ali radiacijsko utrjevanje, ker sta UV in EB vira sevalne energije. Viri energije za UV ali vidno svetlobo so običajno srednjetlačne živosrebrne sijalke, pulzne ksenonske sijalke, LED diode ali laserji. EB – za razliko od fotonov svetlobe, ki se običajno absorbirajo predvsem na površini materialov – ima sposobnost prodiranja skozi snov.
Trije prepričljivi razlogi za prehod na UV in EB tehnologijo
Prihranek energije in izboljšana produktivnost: Ker večina sistemov ne uporablja topil in zahteva manj kot sekundo izpostavljenosti, je lahko povečanje produktivnosti v primerjavi s konvencionalnimi tehnikami nanašanja izjemno. Hitrosti tekočega traku do 300 m/min so običajne, izdelek pa je takoj pripravljen za testiranje in odpremo.
Primerno za občutljive podlage: Večina sistemov ne vsebuje vode ali topil. Poleg tega postopek omogoča popoln nadzor temperature strjevanja, zaradi česar je idealen za nanašanje na toplotno občutljive podlage.
Okolju prijazno in uporabniku prijazno: Sestavine običajno ne vsebujejo topil, zato emisije in vnetljivost nista problem. Sistemi za strjevanje s svetlobo so združljivi s skoraj vsemi tehnikami nanašanja in zahtevajo minimalno prostora. UV-svetilke je običajno mogoče namestiti na obstoječe proizvodne linije.
UV in EB utrjevalne sestave
Monomeri so najpreprostejši gradniki, iz katerih so izdelani sintetični organski materiali. Preprost monomer, pridobljen iz nafte, je etilen. Predstavljen je z: H2C=CH2. Simbol "=" med dvema enotama ali atomoma ogljika predstavlja reaktivno mesto ali, kot ga kemiki imenujejo, "dvojno vez" ali nenasičenost. Prav takšna mesta so sposobna reagirati in tvoriti večje kemične materiale, imenovane oligomeri in polimeri.
Polimer je skupina mnogih (tj. poli-) ponavljajočih se enot istega monomera. Izraz oligomer je poseben izraz, ki se uporablja za označevanje tistih polimerov, ki jih je pogosto mogoče nadalje reagirati in tvoriti veliko kombinacijo polimerov. Nenasičena mesta na oligomerih in monomerih sama po sebi ne bodo podvržena reakciji ali zamreženju.
V primeru utrjevanja z elektronskim žarkom visokoenergijski elektroni neposredno interagirajo z atomi nenasičenega mesta in tvorijo visoko reaktivno molekulo. Če se kot vir energije uporabi UV ali vidna svetloba, se mešanici doda fotoiniciator. Fotoiniciator, ko je izpostavljen svetlobi, ustvari proste radikale ali reakcije, ki sprožijo zamreženje med nenasičenimi mesti.
Oligomeri: Splošne lastnosti katerega koli premaza, črnila, lepila ali veziva, zamreženega s sevalno energijo, so v prvi vrsti določene z oligomeri, uporabljenimi v formulaciji. Oligomeri so polimeri z zmerno nizko molekulsko maso, večina jih temelji na akrilaciji različnih struktur. Akrilacija koncem oligomera doda nenasičenost ali skupino "C=C".
Monomeri: Monomeri se uporabljajo predvsem kot razredčila za znižanje viskoznosti nestrjenega materiala za lažji nanos. Lahko so monofunkcionalni, ki vsebujejo samo eno reaktivno skupino ali nenasičeno mesto, ali pa večfunkcionalni. Ta nenasičenost jim omogoča, da reagirajo in se vključijo v strjen ali končni material, namesto da bi izhlapeli v ozračje, kot je to običajno pri običajnih premazih. Večfunkcionalni monomeri, ker vsebujejo dve ali več reaktivnih mest, tvorijo povezave med molekulami oligomera in drugimi monomeri v formulaciji.
Fotoiniciatorji: Ta sestavina absorbira svetlobo in je odgovorna za nastanek prostih radikalov ali reakcijskih spojin. Prosti radikali ali reakcijske spojine so visokoenergijske spojine, ki povzročajo zamreženje med nenasičenimi mesti monomerov, oligomerov in polimerov. Fotoiniciatorji niso potrebni za sisteme, utrjene z elektronskim žarkom, ker elektroni lahko sprožijo zamreženje.
Dodatki: Najpogostejši so stabilizatorji, ki preprečujejo želiranje med skladiščenjem in prezgodnje strjevanje zaradi nizke izpostavljenosti svetlobi. Barvni pigmenti, barvila, sredstva za odpravljanje pene, pospeševalci oprijema, sredstva za glajenje, omočilna sredstva in sredstva za izboljšanje drsenja so primeri drugih dodatkov.
Čas objave: 1. januar 2025
