Tecnologia UV

Da più di 25 anni contribuiamo all’innovazione tecnologica nell’ambito della polimerizzazione UV

Il colore viola...

Nella storia è un colore nobile, sacro e magico. Il viola è la somma di due opposti: il rosso e il blu, il primo un colore caldo e l’altro freddo.

Tuttavia, la scoperta più importante è avvenuta quando si è capito che all’interno della luce, che noi vediamo bianca, si nasconde una gamma di colori prodotti dall’intervallo della radiazione elettromagnetica; l’ultimo colore ad alta frequenza con la lunghezza d’onda più corta è il viola. Anzi, l’ultravioletto.

È proprio dagli studiosi del Sole che ci giunge la scoperta dei raggi ultravioletti, anche detti raggi UV, invisibili all’occhio umano. Grazie a queste continue scoperte e relative applicazioni i raggi UV possono essere riprodotti artificialmente in laboratorio, per migliorare la vita delle persone.

In natura siamo abituati a proteggerci dai raggi ultravioletti prodotti dal sole, per la parte che non viene filtrata in atmosfera dall’ozono.

Fonti artificiali di raggi ultravioletti

 

Alcuni decenni fa, la scienza e la tecnologia hanno permesso di inventare e costruire fonti artificiali di raggi ultravioletti come le lampade UV, comunemente utilizzate per la disinfestazione dell’acqua, dell’aria, del cibo, e per la sterilizzazione degli strumenti in medicina. La radiazione ultravioletta è un germicida in grado di sterilizzare, impedendo ai microrganismi nocivi per l’uomo, di riprodursi.

In tempi più recenti, i raggi ultravioletti vengono impiegati in laboratorio grazie all’invenzione di strumenti elettromedicali per lo studio delle cellule, nel campo della medicina forense per la ricerca di prove, macchie altrimenti invisibili; evidenziare tracce biologiche e profili di DNA.

Tecnologia UV

Innovazione trasversale

In campo industriale invece, la tecnologia UV è un eccellente esempio di innovazione trasversale per “l’essiccazione” di coatings, vernici, inchiostri e adesivi.

In particolare nel campo della polimerizzazione di prodotti chimici la luce ultravioletta è largamente usata nelle arti grafiche, nel legno e nelle fibre ottiche.

Inoltre è comunemente usata in settori come:

  • l’automotive,
  • il medicale,
  • l’elettronica di consumo,
  • l’energia rinnovabile, ecc.

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Nell'ambito dell'automotive

Stampa 3D

In tempi più recenti si pensi all’invenzione delle stampanti in tre dimensioni, nel settore dell’automotive, per esempio, le aziende automobilistiche possono stampare oggetti in plastica; inviare da un punto all’altro del pianeta modelli per testare prototipi di componenti per autovetture utilizzando stampanti 3D che utilizzano, appunto, lampade a raggi ultravioletti per seccare velocemente la materia prima.

Il nostro approccio

Immaginazione, fantasia, curiosità

Qurtech, grazie all’immaginazione, alla fantasia, alla curiosità delle donne e degli uomini che ne fanno parte, da anni contribuisce all’innovazione tecnologica nell’ambito della polimerizzazione UV.

Tecnologia che offre alcuni vantaggi importanti come l’elevatissima velocità di essiccazione, spesso con qualità superiore del prodotto finito, anche in termini estetici; efficienza energetica, ridotti spazi impiantistici, ridotta o zero emissione in atmosfera.

Parliamo di tecnologie che raggiungono il duplice scopo di ridurre sia le emissioni nocive sia l’occupazione di spazio degli impianti produttivi.

Polimerizzazione UV: ecologico, efficiente, veloce

La polimerizzazione UV è un processo di essiccazione rapida di vernici, inchiostri e adesivi mediante reticolazione: attraverso una lampada la luce ultravioletta ad alta intensità, innesca una reazione fotochimica che rende istantanea la transizione dallo stato liquido a quello solido.

È la tecnologia della polimerizzazione UV, applicata alle lavorazioni industriali, che ha permesso di velocizzarne i tempi e i costi di produzione. Infatti, rispetto ai decenni precedenti, la materia prima viene trasformata senza utilizzare grossi forni termici a gas o petrolio che hanno costi di produzione elevati.

È importante sottolineare che la polimerizzazione, rendendo possibile la costruzione di forni di essiccazione molto più piccoli, ha consentito di rivoluzionare gli spazi di lavoro in superfici ridotte; da qui la diminuzione dei costi di produzione e la realizzazione di prodotti più resistenti e di alta qualità. Risultato: aumento della competitività aziendale.

Di questa tecnologia sono visibili i benefici:

  • L'affidabilità
  • La solidità del processo di polimerizzazione

Inoltre, l’oggetto sottoposto alla polimerizzazione si rivela più resistente e di alta qualità, essendo esposto, in forma liquida, per un tempo minore alle impurità presenti nell’area di lavorazione. Tutto ciò, insieme, ha come risultato una sensibile riduzione sia degli scarti sia dei difetti e una migliore qualità di finitura.

È di tutta evidenza che è proprio la velocità di essiccazione mediante reticolazione di questa tecnologia, a renderla estremamente versatile per la stampa, la verniciatura, le decorazioni e l’assemblaggio.

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Il processo di reticolazione

Il processo di reticolazione UV consiste nell’utilizzo di una lampada a raggi ultravioletti le cui emissioni sono concentrate su un substrato al quale è stata applicata una formulazione liquida contenente il fotoiniziatore. 

Da questo irraggiamento di luce UV, vengono generati radicali che interagiscono con la vernice, producendo l’effetto reticolante della formulazione che da liquida diventa solida.

La formulazione liquida

La Formulazione liquida, applicata al substrato, è costituita in gran parte da monomeri (composti a basso peso molecolare) che fungono anche da diluente, a cui si aggiungono oligomeri (polimeri ad alto e medio peso molecolare), che con le loro caratteristiche peculiari determinano il comportamento del formulato finale (durezza, resistenza chimica, ecc.).

Nella formulazione liquida è il fotoiniziatore che innesca il processo di reticolazione (curing) della matrice polimerica; infatti dà inizio alla polimerizzazione e al processo di reticolazione, dopo aver interagito con un’adeguata sorgente di luce UV. È l’irraggiamento stesso che attiva il fotoniziatore da cui si generano i radicali che innescano il processo di reticolazione interagendo con i doppi legami insaturi del formulato UV.

Il processo di cura

Il processo di Cura (dall’inglese Curing), si sviluppa in quattro fasi:

  • La generazione dei radicali o specie reattive;
  • Inizio della polimerizzazione;
  • La Propagazione / trasferimento di catena;
  • La Terminazione.

Il processo di reticolazione

Il processo di reticolazione UV consiste nell’utilizzo di una lampada a raggi ultravioletti le cui emissioni sono concentrate su un substrato al quale è stata applicata una formulazione liquida contenente il fotoiniziatore. 

Da questo irraggiamento di luce UV, vengono generati radicali che interagiscono con la vernice, producendo l’effetto reticolante della formulazione che da liquida diventa solida.

La formulazione liquida

La Formulazione liquida, applicata al substrato, è costituita in gran parte da monomeri (composti a basso peso molecolare) che fungono anche da diluente, a cui si aggiungono oligomeri (polimeri ad alto e medio peso molecolare), che con le loro caratteristiche peculiari determinano il comportamento del formulato finale (durezza, resistenza chimica, ecc.).

Nella formulazione liquida è il fotoiniziatore che innesca il processo di reticolazione (curing) della matrice polimerica; infatti dà inizio alla polimerizzazione e al processo di reticolazione, dopo aver interagito con un’adeguata sorgente di luce UV. È l’irraggiamento stesso che attiva il fotoniziatore da cui si generano i radicali che innescano il processo di reticolazione interagendo con i doppi legami insaturi del formulato UV.

Il processo di cura

Il processo di Cura (dall’inglese Curing), si sviluppa in quattro fasi:

  • La generazione dei radicali o specie reattive;
  • Inizio della polimerizzazione;
  • La Propagazione / trasferimento di catena;
  • La Terminazione.

Fotoiniziatori

Ne esistono di due tipi: cationici e radicalici.

I secondi si dividono in due ulteriori categorie:

  • TIPO1 = fotoiniziatori che subiscono una rottura di legame, indipendenti dalla viscosità della miscela in cui si trovano.
  • TIPO2 = fotoiniziatori che necessitano di un aiuto sinergico per produrre radicali, influenzati dalla viscosità della miscela in cui si trovano (più alta la viscosità, più difficile trovare le specie donatrici di protoni).

Evidentemente tutti e due i tipi devono possedere particolari caratteristiche:

Corretto assorbimento

È molto importante che entrambi i tipi abbiano un corretto assorbimento

Rotture radicaliche efficienti

Rotture radicaliche efficienti per generare specie iniziali efficaci con resine e monomeri con cui vengono a contatto

Solubilità e stabilità

Adeguata solubilità e stabilità nella miscela di reazione

Atossici

Non devono essere tossici

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