Mielőtt belemerülnénk az UV{0}}LED technológiába, először tisztáznunk kell néhány alapvető fogalmat annak biztosítására, hogy ugyanarról a témáról beszéljünk. Ezzel elkerülheti a félreértelmezéseket és a többcélú kommunikációt-. Itt,UVUV{0}}keményedő anyagokra utal, például UV-bevonatokra, UV-tintákra és UV-ragasztókra;LEDkifejezetten ultraibolya LED fényforrásokat jelöl; ésUV-LED úgy van meghatározva"UV-anyagok kikeményítése ultraibolya LED-fényforrások besugárzási forrásaként".
Amint azt mindannyian tudjuk, az UV-bevonatok hagyományos keményedő fényforrása a közepes{0}}nyomású és a nagy-nyomású higanylámpa. Az elmúlt években az energiatakarékossági és környezetvédelmi politikák, valamint az UVLED (ultraibolya LED) technológia gyors fejlődése, valamint az UVLED (ultraibolya LED) technológia, amely az ipari-léptékű alkalmazások alapjait teremtette meg, a piacon az UV-LED-ek elterjedésének felfutásának volt tanúja. A feltörekvő technológiák mindig széles körű figyelmet és lelkesedést vonzanak. Mindazonáltal, mint iparági szakemberek, elengedhetetlen az UV{7}}LED világos ismerete. Itt szeretnénk megosztani az elmúlt két év UV-LED területén szerzett kutatási tapasztalatainkat.
A fényforrások eltolódása (a LED-ek és a higanylámpák közötti különbségeket a későbbiekben kifejtjük) az UV-bevonat-készítmények átalakulásához, valamint a teljes bevonási és térhálósítási folyamat forradalmához vezetett. Az UV-LED-rendszerrel kapcsolatban öt kulcsfontosságú kutatási irányt azonosítunk, amelyek mind műszaki, mind piaci dimenziókat felölelnek.
Kutatás az UV{0}}LED-s fénykeményítésről
Amint azt korábban meghatároztuk, az UV{0}}LED fényre való keményedés alapjaultraibolya LED fényforrások az UV-anyagok gyógyítására. Ezért minden kutatási erőfeszítés elsődleges célja a hatékony gyógyulás elérése. A fényrekeményítéshez két nélkülözhetetlen összetevőre van szükség: fényre (az energiaforrásra) és UV-anyagokra (receptorra). A fényforrás változása elkerülhetetlenül felborítja az egész rendszer egyensúlyát, mivel a mag az interdiszciplináris kutatás-fejlesztésben rejlik, hogy az UV-bevonatokat a LED-fényforrásokhoz igazítsák.
Széles körben elismert tény, hogy a rövidebb LED-hullámhossz magasabb energiaszintet és magasabb költségeket jelent. Ezzel szemben az alacsonyabb gerjesztési energiát igénylő fotoiniciátorok hosszabb abszorpciós hullámhosszúak, és magasabb árakat is igényelnek. Ez libikókaszerű kapcsolatot hoz létre a fényforrások és az iniciátorok között. Így az UV-LED K+F-kezdeményezések középpontjába mindkettő teljesítményhatárainak kiterjesztése, valamint a LED-fényforrások és az UV-anyagok közötti optimális egyensúly meghatározása került.
Kutatás a LED-es fényforrásrendszerekről
A Mercury lámpa technológia nagyon kiforrott a fejlesztés és az alkalmazás szempontjából, és régóta standard fényforrásnak számít. Ezzel szemben az ultraibolya LED technológia még gyerekcipőben jár, és óriási potenciállal büszkélkedhet a jövőbeni növekedésre. Ezenkívül a LED-ipari lánc rendkívül kiterjedt, magában foglalja a kristálynövekedést, a chipek feldarabolását, a chipek csomagolását, a fényforrás-modulok integrációját, valamint a tápegység-szabályozást és a hőelvezető rendszer tervezését. Mindegyik szakasz kritikus hatással van a végtermék -UVLED fényforrás minőségére. Ezért a LED-ek teljesítményhatárainak megértése és kiterjesztése elengedhetetlen a teljes UV-LED-ökoszisztéma fejlődéséhez.
A LED-fényforrások és a higanylámpák közötti különbségek (előnyök, hátrányok és gyakori tévhitek a LED-ekkel kapcsolatban)
A piaci versenyben való érvényesüléshez elengedhetetlen mind a saját erősségek, mind a versenytársak gyengeségei alapos ismerete. Mivel arra törekszünk, hogy a hagyományos higanylámpákat UVLED-ekre cseréljük, döntő fontosságú, hogy először összehasonlítsuk a két technológiát, és elemezzük azok előnyeit, hátrányait és korlátait.
Az UV-bevonatok azért kötnek ki, mert a készítményeikben lévő fotoiniciátorok meghatározott hullámhosszú ultraibolya fényt nyelnek el, szabad gyököket (vagy kationokat/anionokat) hozva létre, amelyek elindítják a monomer polimerizációját. Ennek az elvnek a szemléltetésére először a higanylámpák és az ultraibolya LED-ek emissziós spektrumát vizsgáljuk meg.
Ez a diagram az UV LED-ek és a higanylámpák emissziós spektrumának klasszikus és gyakran látott összehasonlítása. Amint az a diagramból látható, a higanylámpa emissziós spektruma folytonos, az ultraibolya sugárzástól az infravörös tartományig terjed. A fény intenzitása az UVB-rövidhullámú UVA-sávban koncentrálódik. Ezzel szemben a LED-ek emissziós spektruma viszonylag szűk, a két leggyakoribb hullámsáv csúcshullámhossza 365 nm és 395 nm (beleértve a 385 nm-t, 395 nm-t és 405 nm-t).
Jelenleg az elsődlegesUV fényipari alkalmazhatósággal az UVA sávba esik, különösen a 365 nm és 395 nm hullámhosszú LED fényforrások, amint az 1. ábrán látható. Ezen a hullámhossz-tartományon belül a legtöbb fotoiniciátor viszonylag alacsony moláris kioltási együtthatót mutat. Következésképpen az UV-LED-rendszerek általában alacsony indítási hatékonysággal és erős oxigéngátlástól szenvednek, ami káros a felület kikeményítésére.
Megjegyzés: A sok UVLED gyártó vagy LED UV bevonat beszállítója által gyakran megfogalmazott állítás a "LED UV bevonatok kiváló csiszolhatóságáról" szigorúan véve a nem megfelelő felületi kikeményedés közvetlen következménye. Az igazi kihívás nem a jó csiszolhatóság elérésében rejlik, hanem a szabályozható csiszolhatóságban,{1}}hogy egyensúlyt teremtsünk a kopásállóság és a könnyű csiszolhatóság között. Ezenkívül egyes gyártók megtévesztő gyakorlatokhoz folyamodnak: higanylámpát szerelnek a LED-tömb mögé, ahol valójában a higanylámpa játssza a domináns kikeményítő szerepet.
Ennek ellenére azt is megjegyezzük, hogy a 365 nm-es és 395 nm-es hullámsávban a LED-ek lényegesen nagyobb fényintenzitást biztosítanak, mint a higanylámpák, ami megkönnyíti az UV-anyagok mély{2}}rétegű kikeményítését.
(Referenciaként számos hagyományos UV-keményítő rendszer tartalmaz galliumlámpát (415 nm-es domináns emissziós hullámhosszúsággal) a higanylámpák mellett, pontosan a mély-rétegű térhálósodás hatékonyságának fokozása érdekében.)
Ez a tévhit jellemzően abból a feltevésből fakad, hogyA higanylámpák által kibocsátott fénynek csak 30%-a ultraibolya (UV), míg az UVLED-ek 100%-ban UV fényt bocsátanak ki.. A rendszerszintű{1}}energiafogyasztás valódi meghatározói azonban a fotoelektromos átalakítási hatékonyság és a hatékony fényhatékonyság. A higanylámpák valójában magas fotoelektromos konverziós hatékonysággal büszkélkedhetnek,{3}}hiányosságuk abban rejlik, hogy a kibocsátott fény nagy része látható és infravörös sugárzásból áll, és az UV-fény (az egyetlen UV-anyagok kikeményítésére alkalmas komponens) mindössze 30%-át teszi ki. Ezzel szemben az UVLED-ek fotoelektromos konverziós hatékonysága lényegesen alacsonyabb, jelenleg 30% körül mozog az UVA hullámhosszon (ami nagyjából megegyezik a higanylámpák UV-fény hatásfokával).
Az energiamegmaradás törvénye szerint az elektromos energia fennmaradó 70%-a hővé alakul. Ez megmagyarázza a két technológia közötti két fő különbséget:
A LED-ek „hideg fényforrásként” érdemlik ki hírnevüket, mivel a keletkező hő a lámpapanel hátuljáról távozik, és a fényt kibocsátó felületet érintésre hidegen hagyja-. Ezzel szemben a higanylámpák hőt sugároznak előre reflektoraikon és infravörös kibocsátásán keresztül.
Pontosan ez az oka annak, hogy az UVLED fényforrások általában levegős{0}}hűtési rendszert igényelnek, a nagy-teljesítményű UVLED-ek pedig még víz-hűtőegységeket is megkövetelnek, amelyek mérete a fényforrás elektromos teljesítményének 70%-át képes kezelni a lámpafej hőelvezetése érdekében.
A LED-ek valódi energiatakarékos{0}előnyei két egyedi tulajdonságból fakadnak: az azonnali be- és kikapcsolási képességből és az optikai tervezésen keresztüli precíziós besugárzásból, amely fokozza a hatékony fényhatást. Azonban ezeknek az előnyöknek a kiaknázásához integrálni kell az infravörös érzékelési és intelligens vezérlőrendszerekkel{2}}, amelyeknek a kifejlesztéséhez a legtöbb UV LED-berendezést gyártó piacon jelenleg nincs elegendő K+F kapacitás.
Ózontermelés: Emissziós spektrumuk a 200 nm alatti, távoli-ultibolya fényt foglalja magában, amely jelentős mennyiségű ózont termel. (Ez az oka annak a szúrós szagnak, amelyet a higanylámpás rendszereket üzemeltető gyári munkások jelentettek.)
Ártalmatlanításból származó higanyszennyezés: A higanylámpák élettartama rövid, mindössze 800–1000 óra. Az elhasznált lámpák nem megfelelő ártalmatlanítása másodlagos higanyszennyezéshez vezet, amely probléma a mai napig megoldhatatlan.
A jelentések azt mutatják, hogy a higanyhulladék kezeléséhez évente szükséges energia két Háromszoros-gát együttes termelési kapacitásának felel meg. Ami még rosszabb, jelenleg nincs életképes technológia a higany teljes eltávolítására a hulladékáramokból.
Az UV LED-ek teljesen mentesek ezektől a problémáktól. Amióta a minamatai higanyegyezmény 2017. augusztus 16-án hivatalosan hatályba lépett Kínában, a higanylámpák -kivonása a hivatalos napirendre került. Míg az egyezmény mentességet biztosít az ipari higanyból készült fénycsövekre, ahol nincs alternatíva, azt is előírja, hogy az aláíró felek javasolhatják az ilyen termékeknek a korlátozott listára való felvételét, amint életképes helyettesítők elérhetővé válnak. Így az UV-keményítési alkalmazásokban használt higanylámpák teljes -kivonásának ütemezése teljes mértékben az UV LED-megoldások technológiai fejlődésétől és iparosításától függ.
Támogatja a helyi precíziós keményítést olyan alkalmazásokhoz, mint például a 3D nyomtatás.
A LED-ek különböző fotoiniciátorokkal való párosításával lehetővé teszi a keményedési fokok és mélységek pontos szabályozását.
A testreszabható fényforrás konfigurációs LED-ek moduláris lámpaperem-kialakítással rendelkeznek, amely lehetővé teszi a hossz, a szélesség és a besugárzási szög rugalmas beállítását. Ez a sokoldalúság lehetővé teszi pontszerű fényforrások, vonalas fényforrások és területi fényforrások létrehozását, amelyek a különféle térhálósítási folyamatok speciális követelményeinek megfelelően vannak kialakítva.
Fényforrás-paraméter-követelmények az UV-anyag kikeményítéséhez
Hullámhossz:365 nm, 395 nm
Besugárzás (fényintenzitás, optikai teljesítménysűrűség): mW/cm²
Teljes energiadózis: mJ/cm²
A fotokeményedési folyamat nem mehet végbe a fent említett három alapvető paraméter nélkül: hullámhossz, fényintenzitás és teljes energiadózis. A hullámhossz határozza meg, hogy aktiválhatók-e a fotoiniciátorok; a fényintenzitás diktálja az UV iniciálási hatékonyságot, és közvetlenül befolyásolja a felület keményedését (oxigéngátlási ellenállás) és a mélyrekeményedési teljesítményt; míg a teljes energiadózis biztosítja az anyag alapos kikeményedését.
A higanylámpákhoz képest a LED-ek legszembetűnőbb előnye a formálható és hangolható tulajdonságaikban rejlik. Magának a LED-nek a teljesítményhatárain belül a paraméterei a lehető legnagyobb mértékben optimalizálhatók, hogy megfeleljenek az adott kötési követelményeknek. Az UV-LED fényrekeményítési kísérletek során az alapvető cél a fényforrás és az UV-anyagok teljesítményhatárainak folyamatos kiterjesztése, valamint a köztük lévő optimális egyensúly meghatározása. Kifejezetten a LED-ek esetében ez azt jelenti, hogy a bevonat összetétele alapján kell meghatározni az ideális LED-fényforrás paramétereit az optimális kötési eredmény elérése érdekében.
A LED lumineszcencia elve és az UVLED chipek jelenlegi fejlesztési állapota
Az elektronátmenet elve alapján (részletek kimaradva; az érdeklődők további információért az online forrásokból tájékozódhatnak), amikor az atomban lévő elektronok gerjesztett állapotból alapállapotba térnek vissza, különböző hullámhosszúságú sugárzás formájában energiát szabadítanak fel (azaz különböző hullámhosszúságú elektromágneses hullámokat bocsátanak ki).
Ezért két elsődleges megközelítés létezik az UV-{0}}kibocsátó fényforrások gyártására:
Az első megközelítés egy olyan atom azonosítása, amelynek a gerjesztett állapot és az alapállapot közötti elektronenergia-különbsége pontosan az ultraibolya spektrumba esik. A hagyományos higanylámpák a legszélesebb körben használt UV fényforrások, amelyek ezen az elven alapulnak.
A második megközelítés a félvezető lumineszcencia elvét alkalmazza (részletek kimaradnak; az érdeklődő olvasók további információért fordulhatnak az online forrásokhoz). Röviden, amikor egy fényt kibocsátó félvezetőre előremenő feszültséget alkalmazunk, a P-régióból az N-régióba injektált lyukak és az N-régióból a P-régióba injektált elektronok rekombinálódnak az N-régióban lévő P-régióban lévő elektronokkal. mikrométerek a PN csomópont közelében, spontán fluoreszcens sugárzást generálva.
Amint az széles körben ismert, a III-V csoportba tartozó félvezető anyagok sávszélessége az alumínium-nitridtől a gallium-nitridig vagy az indium-gallium-nitridig (InGaN) pontosan a kék fénytől az ultraibolya fényig terjedő spektrumba esik. Az alumínium-indium-gallium-nitrid anyagarányának beállításával ultraibolya és látható fényforrásokat állíthatunk elő széles hullámhossz-tartományban.
Míg elméletileg a lumineszcens anyagok összetételének beállításával bármilyen hullámhosszú fényt elő lehet állítani, a kereskedelmi gyártáshoz rendelkezésre álló UVLED chipek köre a különféle korlátok miatt meglehetősen korlátozott. Az ipari alkalmazásokra alkalmas nagy teljesítményű chipek alapvetően az UVA sávban (365–415 nm) koncentrálódnak. Az elmúlt években az UVB- és UVC-technológiák is erőteljes fejlődésen mentek keresztül, de ezek alapvetően az alacsony energiaigényű polgári és fogyasztói piacokra korlátozódnak, mint például a fertőtlenítés és a sterilizálás.
Ennek több kulcsfontosságú oka van:
A kristályanyag szerkezete határozza meg a fényhatékonyságot (fotoelektromos átalakítási hatékonyság) A gallium-nitrid (GaN) és a nagy{0}}hatékonyságú indium-gallium-nitrid (InGaN) továbbra is használható a 365–405 nm-es tartományban az UVA-n belül. Ezzel szemben az UVB és UVC chipek teljes mértékben az alumínium-gallium-nitridre (AlGaN)-egy olyan anyagra támaszkodnak, amely eredendően alacsony fényhatékonyságú- a gyakrabban használt GaN és InGaN helyett. Ennek az az oka, hogy a GaN és az InGaN 365 nm alatti ultraibolya fényt nyel el. Ennek eredményeként az UVB és UVC chipek fényhatékonysága rendkívül alacsony. Például az LG 278 nm-es chipjének fotoelektromos átalakítási hatékonysága mindössze 2%.
Az alacsony hatásfokból fakadó hőleadási kihívások Az energiamegmaradás törvénye szerint a 2%-os fotoelektromos átalakítási hatásfok azt jelenti, hogy az elektromos energia 98%-a hővé alakul. Ráadásul a LED chipek élettartama és fényhatékonysága fordítottan arányos a hőmérséklettel. Az ilyen magas hőtermelés rendkívül szigorú követelményeket támaszt a hőelvezető rendszerekkel szemben. A meglévő hűtési technológiákkal egyszerűen lehetetlen hatékony hőelvezetést elérni a nagy-teljesítményű UVB és UVC chipek esetében.
Csomagolóanyagok és lencseanyagok alacsony UV-áteresztő képessége A LED chipek védelméhez elengedhetetlen a tokozás. Mivel a LED-ek minden irányban bocsátanak ki fényt, lencsékre van szükség a fénysugár koncentrálásához. A kvarcüvegen kívül azonban a legtöbb anyag UV-áteresztő képessége nagyon alacsony,{2}}és az áteresztőképesség meredeken csökken a hullámhossz csökkenésével. Következésképpen annak ellenére, hogy az UVB/UVC chipek belső fényhatékonysága eleve alacsony, a fény jelentős részét a lencsék elnyelik, ami rendkívül gyenge használható fénykibocsátást eredményez, amely alig elegendő ipari alkalmazásokhoz.
Alacsony kristályhozam és magas gyártási költségek A jelenlegi UVB és UVC chipeket ugyanazokkal a reaktorokkal állítják elő, mint az UVA chipeket. A benne rejlő anyaghibák mellett az olyan problémák, mint a nem megfelelő hőtágulási együtthatók a hordozó és a kristály között, rendkívül alacsony kristályhozamhoz vezetnek, ami viszont rendkívül magasan tartja a gyártási költségeket.
Összességében az UVB- és UVC-technológiák alacsony fényhatékonysága, magas költségei és szigorú hőelvezetési követelményei miatt a nagy{0}}teljesítmény fejlesztéseUVB és UVC fényAz ipari alkalmazások forrásai megfoghatatlanok maradnak mindaddig, amíg jelentős technológiai áttörést nem érnek el.
A LED-es fényforrásrendszerek kulcsfontosságú kutatás-fejlesztési fókuszai
A LED chip csak az egyik kritikus eleme a LED fényforrásnak. A LED-es fényforrásokkal kapcsolatos kutatás-fejlesztés során figyelembe kell venni aszisztematikus,holisztikus megközelítés. A LED-hullámhossz-hangoláson túl a K+F hatóköre egy sor downstream folyamatot is magában foglal, beleértve a csomagolástechnikát, az optikai tervezést, a hőelvezető rendszereket, az áramellátó rendszereket és az intelligens vezérlőrendszereket.
Jelenleg négy fő csomagolási struktúra létezik a LED-chipek számára:
Függőleges rögzítési szerkezet
Flip{0}}Chip szerkezete
Függőleges szerkezet
3D függőleges szerkezet
A hagyományos LED-chipek általában függőleges rögzítési szerkezetet alkalmaznak zafír hordozóval. Ez a szerkezet egyszerű kialakítással és kiforrott gyártási folyamatokkal rendelkezik. A zafír azonban gyenge hővezető képességgel rendelkezik, ami megnehezíti a chip által termelt hő átjutását a hűtőbordára-. Ez a korlátozás korlátozza a nagy teljesítményű LED-rendszerekben való alkalmazását.
A flip{0}}chip csomagolás az egyik jelenlegi fejlesztési trend. A függőleges rögzítésű szerkezetekkel ellentétben a flip{2}}chipek hőjének nem kell áthaladnia a chip zafír hordozóján. Ehelyett közvetlenül a nagyobb hővezető képességű hordozókra (például szilíciumra vagy kerámiára) kerül, majd egy fém alapon keresztül a külső környezetbe kerül. Ezenkívül, mivel a flip{5}}chip szerkezetek szükségtelenné teszik a külső aranyhuzalokat, nagyobb chipintegrációs sűrűséget és jobb optikai teljesítményt tesznek lehetővé egységnyi területen. Ennek ellenére mind a függőleges rögzítés, Ez arra kényszeríti az áramot, hogy vízszintesen folyjon át az n-GaN rétegen, ami áramtorlódáshoz, helyi túlmelegedéshez vezet, és végső soron korlátozza a meghajtóáram felső küszöbét.
A függőleges-szerkezetű kék-fény chipek a függőleges rögzítési technológiából fejlődtek ki. Ennél a kialakításnál a hagyományos zafír{3}}szubsztrát chipet megfordítják, és egy nagy hővezető hordozóhoz ragasztják, majd lézeres kiemeléssel-leszedik a zafír hordozót. Ez a szerkezet hatékonyan kezeli a hőelvezetés szűk keresztmetszetét, de összetett gyártási folyamatokat foglal magában,- különösen a kihívást jelentő szubsztrát-átviteli lépést-, amely alacsony termelési hozamokat eredményez. Ennek ellenére a technológia fejlődésével az UV LED-ek függőleges csomagolása egyre érettebbé vált.
A közelmúltban egy újszerű 3D függőleges szerkezetet javasoltak. A hagyományos függőleges -szerkezetű LED-chipekhez képest elsődleges előnyei közé tartozik az aranyhuzalos kötések kiküszöbölése, a vékonyabb csomagprofilok, a fokozott hőelvezetési teljesítmény és a nagy meghajtóáramok könnyebb integrálása. Azonban számos technikai akadályt le kell küzdeni, mielőtt a 3D függőleges struktúrákat kereskedelmi forgalomba lehetne hozni.
Tekintettel arra, hogy az UVLED-ek általában alacsonyabb fényhatékonyságot mutatnak, mint az általános világító LED-ek, a függőleges szerkezetű csomagolás a legjobb választás a fényelvonási hatékonyság maximalizálása érdekében.
Mivel a LED-ek minden irányban bocsátanak ki fényt, és eleve alacsony fényhatásfokuk, tudományos és racionális optikai tervezésre van szükség a hatékony fényhatékonyság (azaz a frontális besugárzás fényhatékonyságának) növelése érdekében. A gyakori optikai alkatrészek közé tartoznak a reflektorok, az elsődleges lencsék és a másodlagos lencsék.
Ezenkívül az ultraibolya fény nagymértékben csillapodik, amikor áthalad a közegen. Ezért több tényezőt is figyelembe kell venni a lencseanyagok -mint például a kvarcüveg, a boroszilikát üveg és az edzett üveg- kiválasztásakor, előnyben részesítve a nagy UV-áteresztő képességű anyagokat. Ez nemcsak maximalizálja a fénykibocsátást, hanem megakadályozza a túlzott hőmérséklet-emelkedést is, amelyet az anyag fényelnyelése okoz hosszabb UV-sugárzás hatására.
Mint korábban említettük, az energiamegmaradás törvénye szerint az elektromos energiának csak egy része alakul fényenergiává, míg nagy része hőként disszipálódik. Az UVA sáv esetében a tipikus energiaátalakítási arány 10:3:7 villamos energia, fény és hő esetében. A LED chipek tényleges élettartama szorosan összefügg a csatlakozási hőmérsékletükkel. A fénykeményítési folyamat során a nagy optikai teljesítménysűrűség gyakran nagy-sűrűségű LED-chipeket igényel, ami szigorú követelményeket támaszt a hőelvezető rendszerekkel szemben.
Így a hatékony hőelvezetés elérése és annak biztosítása, hogy az összes LED chip csatlakozási hőmérséklete ésszerű és kiegyensúlyozott tartományon belül maradjon, szigorú tudományos tervezést, számítógépes szimulációt és gyakorlati tesztelést tesz szükségessé.
UV-bevonat-készítmények kutatása
A fotoiniciátorok és a rendszerszintű megközelítés korlátai a gyanta és a monomer reakcióképességéhezAmint azt a LED-technológia előző bevezetőjében bemutattuk, az ipari alkalmazásokra alkalmas nagy teljesítményű LED-fényforrások jelenleg az UVA sávra korlátozódnak, különösen a 365 nm feletti hullámhosszakra. A LED-fényforrások teljesítményhatárainak meghatározása után azt látjuk, hogy a kompatibilis fotoiniciátorok választéka meglehetősen korlátozott, mivel a legtöbb fotoiniciátor alacsony moláris extinkciós együtthatót mutat 365 nm feletti hullámhosszon.
A LED{0}}kompatibilis fotoiniciátorok alacsony inicializálási hatékonyságának megoldása érdekében a K+F erőfeszítéseket nem szabad magukra a fotoiniciátorokra korlátozni. Ehelyett olyan rendszerszintű perspektívát kell elfogadnunk, amely a gyantákat, monomereket, fotoiniciátorokat és még kiegészítő adalékanyagokat is integrálja egy holisztikus kutatási keretbe, ezáltal javítva a LED-es UV-rendszerek térhálósodási hatékonyságát.
Formulációtervezés és bevonat-eljárás fejlesztés LED-es térhálósodáshoz (fotoiniciátorok, gyanták, monomerek hatása, hőmérséklet, felületszárazság, átszáradás, pigmentek és töltőanyagok) A hosszú -hullámhosszú UV-fény fotoiniciátorok általi elnyelésének javítása érdekében gyakran szükséges bennitrogéngyűrűket (,) egyéb benzol-foszforokat (,) beépíteni. az atomokat a molekulaszerkezetükbe. Bár ez a módosítás fokozza a hosszú{2}}hullámhosszú UV-elnyelést, a fotoiniciátorok fokozott elszíneződését is eredményezi.
Ezen túlmenően ezen iniciátorok alacsony fényelnyelési hatékonysága miatt nagy mennyiségű erősen reakcióképes gyantát és monomert, -tipikusan nagy-funkcionalitású akrilgyantákat és monomereket- kell hozzáadni a bevonórendszer általános reakciósebességének felgyorsítása érdekében. Ez a megközelítés azonban nagy keménységű, de gyenge rugalmasságú bevonatokat eredményez, ami korlátozza az alkalmazási körüket.
Ennek ellenére a LED UV fotoiniciátorok általában alacsony moláris extinkciós együtthatói egyedülálló előnyt is kínálnak: nagyobb UV-fényáteresztést tesznek lehetővé a bevonórétegen, ami elősegíti a vastag filmek mély kikeményedését.
Különböző tárolási, szállítási, építési feltételek és felhordási folyamatok bevonatteljesítmény-követelményei A bevonatiparban a különböző felhordási technikák, mint a hengeres bevonat, a szórással történő bevonat és a függönybevonat eltérő viszkozitási követelményeket támasztanak a bevonatokkal szemben. Eközben a különböző szubsztrátumok testreszabott bevonati tulajdonságokat igényelnek a nedvesíthetőség és a tapadás tekintetében. Ezenkívül a változó szállítási és tárolási feltételek megfelelő szintű tárolási stabilitást tesznek szükségessé a bevonatok számára. Ezért ezeket a tényezőket teljes mértékben figyelembe kell venni a bevonat összetételének tervezése során.
A bevonófóliák teljesítménykövetelményei különböző alkalmazásokhoz A különböző alkalmazási területek eltérő teljesítménykövetelményeket támasztanak a bevonófóliákkal szemben, beleértve a fényességet, a kolorimetriás tulajdonságokat, a keménységet, a rugalmasságot, a kopásállóságot és az ütésállóságot. Következésképpen a bevonat fejlesztése során egyensúlyt kell találni a keményedési hatékonyság és a film teljesítménye között.
Kutatás a bevonási eljárásokról
A bevonat egy szisztematikus mérnöki folyamat. A bevonási folyamatok optimalizálása tovább bővítheti az UV-LED technológia alkalmazási határait. Ahogy egy iparági mondás tartja,"Három rész függ a bevonattól; hét rész az alkalmazási folyamattól függ". Végső soron mind a bevonatok, mind a fényforrások csak megfelelő felhordással érik el tervezett teljesítményüket.
Ezenkívül a bevonási folyamatok optimalizálása UV-bevonatokkal és LED-fényforrásokkal együtt jelentősen kompenzálhatja mind az anyagok, mind a fényforrások korlátait. A melegítés például csökkentheti a magas-gyanta-tartalmú bevonatok viszkozitását, amelyek szobahőmérsékleten túl viszkózusak, így különböző felhordási módszerekre alkalmasak. Ezenkívül a melegítés javíthatja a bevonórendszer folyékonyságát, fokozhatja a molekuláris aktivitást, teljesebb kezdeti térhálósodási reakciót biztosít, és simább filmfelületet eredményez.
Kutatás az upstream és downstream ipari láncokról
Az elmúlt két évben a fotoiniciátorok környezetvédelmi kampányok által kiváltott hiánya és egekbe szökő ára kézzelfogható veszteségeket okozott a downstream vállalkozásoknak, és súlyosan hátráltatta a LED UV technológia fejlesztését. Ez aláhúzza, hogy az upstream és a downstream ipari láncok összekapcsolhatósága, valamint az ellátási lánc rendszerek gördülékenysége az iparág egészséges fejlődésének, valamint termékei és technológiái piaci sikerének alapvető garanciái.
Míg sok iparág a nulláról fejlődik a technológiai innováció, az ipari fejlődés és a keresletnövekedés kölcsönösen erősítő dinamikáján keresztül, ezeket a tényezőket átfogóan értékelni kell a piacosítási folyamat során.
Ezen túlmenően, befektetési szempontból a upstream és downstream ipari láncok kutatása és kiépítése nemcsak a termékek piacra kerülésekor biztosíthatja a stabil ellátást, hanem lehetővé teszi a vállalkozások számára, hogy részt vegyenek az ipar növekedéséből származó haszonból.
http://www.benweilight.com/professional-lighting/uv-lighting/uv-light-black-light-for-halloween.html
