GEW es líder del mercado en tecnología de curado UV y LED UV y esto nos brinda la oportunidad de influir en el debate y el lenguaje utilizado en estos campos.
Puede encontrar un resumen más reciente de la terminología de curado UV más importante a continuación; lo mantendremos actualizado a medida que evolucione el lenguaje de la industria.
Terminología de curado UV
Absorción: proceso en el que la materia adquiere energía fotónica a partir de radiación electromagnética a medida que las longitudes de onda viajan a través de la materia o se reflejan en ella.
lámpara de aditivos (bombilla): lámpara de vapor de mercurio de presión media (arco o microondas) que contiene aditivos metálicos como hierro (Fe), galio (Ga), plomo (Pb), estaño (Sn), bismuto (Bi) o indio (In). ). Las lámparas aditivas tienen emisiones espectrales UV diferentes a las de las lámparas estándar de mercurio (Hg). A veces se las denomina lámparas dopadas o lámparas de halogenuros metálicos.
Adhesión: unión de un adhesivo a un adherente (sustrato) que consta de fuerzas intermoleculares, enlaces químicos e interacciones mecánicas o entrelazadas. La fuerza de la adhesión depende del adhesivo, del adherente (sustrato) y del curado.
Ánodo: terminal positivo de un diodo emisor de luz (LED).
lámpara de arco: ver lámpara de arco de mercurio
Longitud del arco: distancia entre electrodos en una lámpara de cuarzo (bombilla). Ver duración efectiva de curación.
ASTM D3359: método de prueba ASTM utilizado para realizar una prueba de adhesión de corte transversal o rayado cruzado. Se raspa un corte en X o un patrón de celosía de 6 u 11 cortes a través del material curado con UV hasta el sustrato. Luego se aplica una cinta especial sensible a la presión sobre los cortes y luego se retira. Al separar la cinta del sustrato se revela el grado de adhesión de la formulación curada al sustrato o medio. Si se elimina cualquier material entre las líneas con la cinta, la adherencia es deficiente. Si el material curado permanece, la adherencia es buena. Las pautas recomendadas para pruebas y evaluación están documentadas en la especificación ASTM D3359 bajo los Métodos A y B. El método A emplea el corte en X y se usa en el campo, así como para películas de más de 5 mils. El método B requiere cortes enrejados y se recomienda su uso en el laboratorio y para películas de 5 mils o menos de espesor. La adherencia se evalúa cualitativamente frente a una escala de 5A o 5B (mejor adherencia) a 0A o 0B (peor adherencia). Este método de prueba es similar en contenido pero no técnicamente equivalente a ISO 2409.
balastro: dispositivo inductivo que limita y estabiliza la cantidad de corriente que fluye a través de una lámpara de arco (bombilla) para que la potencia de salida permanezca constante. A veces se lo conoce como estrangulamiento.
ancho de banda: rango de longitudes de onda entre dos límites identificados y expresado en las mismas unidades de medida de longitud de onda (nanómetros en el caso de salida ultravioleta y visible).1
agrupación: clasificación de LED UV discretos según las características de irradiancia máxima, longitud de onda y voltaje directo, entre otras, para garantizar la similitud de funcionamiento.
Luz negra: cualquier lámpara o emisión espectral que consiste predominantemente en rayos UVA más largos y una salida mínima casi visible.
Borosilicato: tipo de vidrio resistente al calor hecho de sílice y trióxido de boro que exhibe una excepcional resistencia al choque térmico y transmite más energía ultravioleta que el vidrio estándar. El borosilicato se utiliza a menudo en sistemas de curado UV para placas, ventanas, reflectores, lentes y otras ópticas.
bombilla (lámpara): tubo de cuarzo sellado que contiene una mezcla de mercurio y gas inerte a presión media. Las lámparas UV de electrodos (bombillas) están equipadas con conexiones eléctricas en los extremos de la lámpara (bombilla). Las lámparas UV de microondas (bombillas) no contienen conexiones eléctricas. El mercurio interno y el gas inerte se vaporizan en un plasma que emite rayos UV mediante un arco de alto voltaje o energía de microondas. Lámpara es el término más utilizado en Europa y Asia, mientras que los norteamericanos y los sudamericanos tienden a utilizar lámpara y bombilla indistintamente.
período de encendido: (1) etapa del proceso de arranque de una lámpara UV (bombilla) donde la corriente y el voltaje dentro de la lámpara (bombilla) pasan desde la irrupción hasta la estabilización y alcanzan el funcionamiento en estado estable, (2) período de tiempo para lograr un funcionamiento en estado estable durante el arranque, y (3) período de tiempo en el que se enciende una nueva lámpara (bombilla) o un nuevo cabezal de lámpara en una prueba de rendimiento en el fabricante antes del envío.
Condensador: corrige el factor de potencia en la fuente de alimentación principal para reducir el consumo de corriente en el sistema UV.
casete/cartucho/soporte: conjunto que sostiene la lámpara UV (bombilla) y el reflector dentro de una carcasa de lámpara y, a menudo, está diseñado para ser extraíble para facilitar el mantenimiento y cambiar la lámpara más rápido.
cátodo: terminal negativo de un diodo emisor de luz (LED).
química catiónica/curado catiónico: un mecanismo de curado de fotopolímeros mediante el cual la exposición a los rayos UV genera cationes que propagan una reacción química de reticulación. Se requiere exposición a los rayos UV para iniciar el curado, pero la propagación se produce sin exposición continua o total a los rayos UV en la línea de visión directa. Los procesos de curado catiónico requieren minutos, horas o días para finalizar. Ver química de los radicales libres.
chip: capas de material semiconductor dopado y procesado para tener características de unión p-n. El nitruro de galio (GaN) es el material comúnmente utilizado para generar LED de longitud de onda más larga de 385, 395 y 405 nm, así como LED azules visibles. El nitruro de aluminio y galio (AlGaN) es el material utilizado para los LED de 365 nm. A veces se hace referencia a un chip como diodo, matriz o semiconductor.
Estrangulador: dispositivo inductivo que limita y estabiliza la cantidad de corriente que fluye a través de una lámpara de arco (bombilla), de modo que la salida de energía permanece constante. A veces se lo denomina lastre.
Espejo frío: un tipo de reflector de lámpara de mercurio recubierto con un material dicroico que deja pasar o absorbe longitudes de onda infrarrojas mientras refleja longitudes de onda UV hacia la superficie de curado. Ver dicroico.
refrigerante: (1) sustancia líquida como agua o una solución específica de agua y solvente que fluye a través de un colector en un cabezal LED enfriado por líquido para eliminar el calor generado por ineficiencias eléctricas en el proceso de electroluminiscencia y mantener las temperaturas de unión deseadas durante el funcionamiento del sistema. (2) sustancia líquida como agua o una solución específica de agua y solvente que fluye a través de algunos cabezales de lámparas de arco de mercurio para eliminar el calor irradiado generado por la lámpara UV durante el funcionamiento del sistema.
Prueba de corte transversal/tramado cruzado para medir la adherencia; consulte ASTM D3359 e ISO 2409.
reticulación: proceso de formación de enlaces covalentes entre numerosas moléculas desconectadas y cadenas poliméricas cortas y que da como resultado cadenas poliméricas más largas y homogéneas.
duración del curado: consulte la duración efectiva del curado.
curar / curar / curar: término de reacción química general que se aplica a todos los métodos de polimerización que producen enlaces covalentes altamente reticulados.
Fuente de alimentación CC: dispositivo que suministra energía eléctrica a voltaje constante para alimentar LED u otros componentes eléctricos. DC significa corriente continua. La corriente continua es una alternativa a la CA o la corriente alterna.
zona de agotamiento: límite aislante entre los lados positivo y negativo de una unión p-n de LED.
desvitrificación: acto de hacer que el cuarzo transparente sea cristalino u opaco mediante exposición prolongada al calor y a los rayos UV.
dicroico: un recubrimiento diseñado para transmitir o absorber ciertas longitudes de onda mientras refleja otras longitudes de onda. En los cabezales de las lámparas UV, a veces se aplican recubrimientos dicroicos a los reflectores con el fin de transmitir o absorber energía infrarroja mientras se refleja la energía UV hacia la superficie de curado.
matriz / diodo: capas de material semiconductor dopado y procesado para tener características de unión p-n. El nitruro de galio (GaN) es el material comúnmente utilizado para generar LED de longitud de onda más larga de 385, 395 y 405 nm, así como LED azules visibles. El nitruro de aluminio y galio (AlGaN) es el material utilizado para los LED de 365 nm. A una matriz o diodo a veces se le llama chip o semiconductor.
lámpara dopada (bombilla) – ver lámpara aditiva.
LED dopado: semiconductores que han sido impregnados intencionalmente con impurezas durante la fabricación con el fin de cambiar las propiedades eléctricas, estructurales u ópticas.
dosis (dosificación): energía absorbida por unidad de masa.1 La dosis se utiliza frecuente e incorrectamente como sinónimo de densidad de energía que, para aclarar, es la energía total entregada en contraposición a la energía absorbida. Ver densidad de energía.
tasa de dosis: otro término para la irradiancia (W/cm2 o vatios por centímetro cuadrado) con unidades equivalentes de J/s/cm2.
tira reactiva de dosis: consulte Tira reactiva de densidad de energía UV.
Controlador/placa controladora: distribuye, limita y estabiliza el voltaje de CC a los LED o módulos en un conjunto para que la salida de energía permanezca constante. Similar en concepto a un balastro o estrangulador utilizado con lámparas de arco de mercurio.
Curado dual: química formulada para curar con sistemas LED UV Y también curar con lámparas de arco de electrodo o microondas convencionales.
Ciclo de trabajo: proporción del tiempo de ENCENDIDO en un ciclo de modulación de ancho de pulso (PWM) con respecto al tiempo total del ciclo (ENCENDIDO + APAGADO) expresado como porcentaje. Un ciclo de trabajo bajo corresponde a una potencia baja porque los LED están APAGADOS la mayor parte del tiempo. 100% está completamente ENCENDIDO y 0% está completamente APAGADO. 50% significa que la alimentación está encendida la mitad del tiempo y apagada la mitad del tiempo. Variar el ciclo de trabajo pero no la potencia de entrada cambia la densidad de energía mientras se mantiene una irradiancia constante. No todos los sistemas LED incorporan un ciclo de trabajo PWM. Muchos son de corriente constante o potencia constante.
exposición dinámica: exposición a una irradiancia variable y que generalmente ocurre cuando un cabezal de lámpara pasa sobre una superficie de curado sin detenerse o cuando una superficie de curado pasa por debajo de un cabezal de lámpara sin detenerse. A medida que las ubicaciones de los puntos en la superficie de curado se acercan, se oponen y se alejan de una fuente de UV, la irradiancia máxima correspondiente incidente en cada ubicación y en cada momento varía. El perfil dinámico de irradiancia con respecto al tiempo generalmente asume la forma de una curva de campana, siendo la densidad de energía la integral temporal del perfil de irradiancia o el área bajo la curva.1
rango dinámico: intervalo entre la irradiancia mínima y la irradiancia máxima a la que responderá con precisión un radiómetro UV. Expresado en unidades medidas de W/cm2.1
Longitud de curado efectiva: porción de la longitud de la lámpara (bombilla) que emite una salida de UV óptima y relativamente uniforme. Para lámparas de electrodos (bombillas), la longitud de curado efectiva siempre es ligeramente menor que la longitud del arco. Para las lámparas de microondas (bombillas), la longitud de curado efectiva es la longitud de la lámpara (bombilla). Las lámparas LED UV emiten un poco menos de potencia hacia los extremos del conjunto.
electrodo: (1) accesorio eléctrico en cada extremo de una lámpara de arco (bombilla). El electrodo consta de una clavija de tungsteno rodeada por una bobina de tungsteno y se utiliza para mantener un arco de voltaje a través de la lámpara (bombilla). (2) Electrodo también se refiere al estilo de lámpara (bombilla) o sistema al diferenciar entre lámparas de arco de microondas y electrodos y sistemas de microondas y electrodos. Las lámparas y sistemas de electrodos también se denominan lámparas de arco y sistemas de lámparas de arco.
Sin electrodos: lámparas UV de vapor de mercurio alimentadas por microondas o sistemas UV, ninguno de los cuales tiene electrodos.
Electroluminiscencia: fenómeno en el que se emite radiación electromagnética de longitudes de onda específicas cuando la corriente eléctrica fluye a través de materiales con propiedades ópticas inherentes.
espectro electromagnético: rango continuo de toda la radiación del universo; segmentado en rayos gamma, rayos X, ultravioleta, visible, infrarrojos y ondas de radio; y cuantificado discretamente por longitud de onda, frecuencia y energía fotónica.
Ventana emisora: pieza rectangular plana de cuarzo o borosilicato transparente a los rayos UV asegurada y, a menudo, sellada en la base de un cabezal de lámpara LED o de arco de mercurio para proteger físicamente los componentes internos y limitar la entrada de materias extrañas. Ver placa de cuarzo.
encapsular: material transparente que a veces se utiliza alrededor de grupos pequeños o individuales de LED para brindar protección adicional y sellar contra la suciedad y la humedad.
densidad de energía: energía radiante total que llega a una superficie por unidad de área y se expresa en J/cm2 o mJ/cm2. La densidad de energía es la integración de la irradiancia (W/cm2 o mW/cm2) sobre el tiempo de exposición (velocidad de línea o permanencia). Aunque técnicamente es incorrecta, la densidad de energía se denomina comúnmente dosis. Ver dosis.1
tira reactiva de densidad de energía: consulte Tira reactiva de densidad de energía UV.
Lámpara excimer: tipo específico de fuente emisora cuasimonocromática que genera espontáneamente moléculas excimer o exciplex que emiten rayos UV. Un método típico de generación de emisiones es mediante descarga de barrera dieléctrica (DBD). Las longitudes de onda de los excímeros comúnmente utilizadas son 172, 222 y 308 nm.
inundación: una emisión desenfocada de energía ultravioleta que se distribuye uniformemente a lo ancho y largo de un reflector. Para generar el perfil de inundación, los cabezales de las lámparas utilizan un reflector parabólico en lugar de un reflector elíptico o ubican la lámpara lejos del foco cuando se usa un reflector elíptico.
distancia focal (longitud): distancia perpendicular desde el borde de un cabezal de lámpara enfocado hasta el lugar donde se concentra la energía ultravioleta emitida por la lámpara (bombilla). Esta es la ubicación de máxima concentración de rayos UV. Sólo se aplica a sistemas de arco y microondas. No se aplica a los LED.
foco: banda estrecha que corre paralela al cabezal de la lámpara donde la energía ultravioleta reflejada está en su concentración más alta. Sólo se aplica a sistemas de arco y microondas. No se aplica a los LED.
Polarización directa: ocurre cuando el ánodo de un LED está conectado al terminal positivo de una fuente de voltaje de CC y el cátodo del LED está conectado al terminal negativo. El voltaje aplicado empuja los huecos positivos y los electrones negativos desde lados opuestos del LED hacia la zona de agotamiento. La corriente fluye a través del dispositivo a medida que los electrones del lado n responden a las fuerzas de atracción de los huecos del lado p y finalmente cruzan el límite de la unión y caen a un estado de menor energía. El diferencial de energía se emite desde el semiconductor en forma de fotones de una longitud de onda determinada.
voltaje directo: caída de voltaje a través de un semiconductor cuando el ánodo de un LED está conectado al terminal positivo de una fuente de voltaje de CC y el cátodo del LED está conectado al terminal negativo.
Química de radicales libres/curado de radicales libres: un mecanismo de curado de fotopolímeros mediante el cual la exposición a los rayos UV genera radicales libres que propagan una reacción química de reticulación. Se requiere una exposición UV continua y directa en la línea de visión para iniciar y propagar el curado por radicales libres, cuya terminación suele ocurrir en una fracción de segundo. Ver química catiónica.
frecuencia: número de veces que ocurre un ciclo de onda periódico en un segundo. La unidad de medida es Hertz (Hz) o ciclos por segundo y se indica con las letras (f) o (v).
Galio (Ga): un elemento metálico de color azul plateado que se utiliza en lámparas (bombillas) de mercurio aditivo. Los aditivos de galio producen una emisión de rayos ultravioleta de color violeta cuando se vaporizan. Las bombillas de galio tienen un pico espectral de alrededor de 417 nm y una concentración espectral de entre 400 y 450 nm. A menudo se utilizan cuando se requiere un curado más profundo o con formulaciones blancas que contienen dióxido de titanio. En algunas industrias, las bombillas de galio para microondas se conocen como bombillas en V.
germicida: cualquier lámpara o emisión espectral que consiste predominantemente en salida UVC.
Interfaz hombre-máquina (HMI): controles de pantalla táctil y tableros que permiten una operación fácil de usar de los equipos de fabricación.
encendedor – ver motor de arranque.
indio (In): un elemento metálico de color blanco plateado que se utiliza en lámparas (bombillas) de mercurio aditivo. Los aditivos de indio producen una emisión de rayos UV de color violeta cuando se vaporizan. El indio se utiliza para desplazar la salida espectral más allá de los 400 nm. En algunas industrias, las bombillas de indio para microondas se conocen como bombillas Q.
infrarrojo: porción del espectro electromagnético entre 700 nm y 1 mm. Contribuyente dominante al calor irradiado emitido por los sistemas de curado UV por electrodos y microondas. Los LED UV no emiten infrarrojos.
soplador integral: se refiere al ventilador de enfriamiento del sistema o al soplador cuando se monta directamente sobre o dentro del cabezal de la lámpara.
Obturador integral: conjunto accionado neumática o eléctricamente integrado en los cabezales de las lámparas de arco de mercurio y utilizado para bloquear la salida de rayos UV cuando está cerrado. Algunas contraventanas tienen un doble propósito: la superficie interna sirve como reflector cuando están abiertas.
esfera integradora / esfera de Ulbricht: una cavidad esférica hueca con una capa reflectante blanca difusa en la superficie interna. Las fuentes emisoras de rayos UV se insertan o dirigen a través de pequeños agujeros en la esfera. Luego, la salida de UV se dispersa o difunde mediante el recubrimiento interno y se mide en vatios mediante una matriz de sensores. Este es un dispositivo de I+D y no algo que se utiliza en el campo.
intensidad: término genérico con varios significados pero generalmente indefinido. La intensidad se utiliza frecuente e incorrectamente como sinónimo de irradiancia. Ver irradiancia.1
interbloqueo: dispositivo interno o externo a un sistema de curado UV que habilita o deshabilita otra función del sistema. Un enclavamiento interno puede ser un sensor medidor de temperatura, presión o flujo diseñado en el sistema de enfriamiento para monitorear las condiciones adecuadas y ajustar o apagar los componentes del sistema UV cuando no se cumplen las condiciones. Un enclavamiento externo normalmente lo implementa el integrador o el fabricante de la máquina. Es una característica de seguridad que evita que la fuente emisora se encienda o fuerza un apagado bajo ciertas condiciones, como cuando la puerta de una máquina está abierta o cuando la red o las piezas dejan de moverse.
irradiancia: potencia radiante que llega a una superficie desde todos los ángulos hacia adelante por unidad de área. Se expresa en vatios o milivatios por centímetro cuadrado (W/cm2 o mW/cm2).1 La irradiación es independiente de la velocidad de la línea y del tiempo de exposición. Disminuye en la superficie de curado a medida que aumenta la distancia entre la superficie de curado y la fuente emisora. Aunque técnicamente es incorrecta, la irradiancia se denomina comúnmente intensidad. Otros términos comúnmente utilizados para la irradiancia incluyen tasa de dosis, densidad de potencia y densidad de vatios.
irradiance profile – irradiance pattern of a lamp, or, in the case of dynamic exposure, the varying irradiance at a point on a surface that passes through the field of illumination of a lamp or lamps; irradiance vs. time.1
irradiador – ver cabezal de lámpara.
Estándar ISO 2409: método de prueba ISO utilizado para realizar una prueba de adhesión de corte transversal o rayado cruzado. Se raspa un patrón reticular de 6 cortes a través del material curado con UV hasta el sustrato. Luego se aplica una cinta especial sensible a la presión sobre los cortes y luego se retira. Al separar la cinta del sustrato se revela el grado de adhesión de la formulación curada al sustrato o medio. Si se elimina cualquier material entre las líneas con la cinta, la adherencia es deficiente. Si el material curado permanece, la adherencia es buena. La adherencia se evalúa cualitativamente en una escala de 0 (mejor adherencia) a 5 (peor adherencia). Las pautas recomendadas para pruebas y evaluación están destinadas al laboratorio pero son adecuadas para pruebas de campo. No apto para revestimientos de espesor superior a 250 µm ni para revestimientos texturizados. Similar en contenido pero técnicamente no equivalente a ASTM D3359.
julio: unidad métrica para medir el trabajo o la energía. Un julio equivale al trabajo realizado por una fuerza de un Netwon (N) que actúa a través de un metro (m) y, alternativamente, se expresa como newton-metro. Un julio es la integral de tiempo de la potencia, donde un julio equivale a un vatio-segundo y se abrevia como J o mJ para milijulio.
Ley del coseno de Lambert: la intensidad radiante o la intensidad luminosa observada desde una superficie ideal reflectante difusa o un radiador difuso ideal es directamente proporcional al coseno del ángulo θ entre la dirección de la luz incidente y la normal a la superficie.2
Lambertiano: cuando una superficie emisora tiene el mismo resplandor cuando se ve desde cualquier ángulo. En otras palabras, tiene el mismo brillo o luminancia aparente.2
Fuente lambertiana: fuente óptica que obedece la ley del coseno de Lambert. Los LED se aproximan a una fuente lambertiana porque tienen una gran divergencia de haz y un patrón de radiación que se aproxima a una esfera.2
lámpara (bombilla): tubo de cuarzo sellado que contiene una mezcla de mercurio y gas inerte a presión media. Las lámparas UV de electrodos (bombillas) están equipadas con conexiones eléctricas en los extremos de la lámpara (bombilla). Las lámparas UV de microondas (bombillas) no contienen conexiones eléctricas y no tienen electrodos. El mercurio interno y el gas inerte se vaporizan en un plasma que emite rayos UV mediante un arco de alto voltaje o energía de microondas. Lámpara es el término más utilizado en Europa y Asia, mientras que los norteamericanos y los sudamericanos tienden a utilizar lámpara y bombilla indistintamente.
cabezal de lámpara: (1) conjunto que consta de una carcasa o carcasa exterior, una lámpara UV (bombilla), un ventilador de enfriamiento integral o remoto y/o conexiones de tubería de enfriamiento líquido. Un sistema de arco de electrodo a menudo contiene un subconjunto de casete extraíble, mientras que un sistema de microondas contiene magnetrones y una pantalla de RF. (2) se refiere a conjuntos de curado con LED UV a pesar de que las fuentes emisoras de LED UV no utilizan lámparas (bombillas) de cuarzo tradicionales.
LED (diodo emisor de luz): capas de material semiconductor dopado y procesado para tener características de unión p-n. El nitruro de galio (GaN) es el material comúnmente utilizado para generar LED de longitud de onda más larga de 385, 395 y 405 nm, así como LED azules visibles. El nitruro de aluminio y galio (AlGaN) es el material utilizado para los LED de 365 nm. Cuando se aplica una polarización directa a los LED, la corriente fluye desde el lado p al lado n (ánodo a cátodo) emitiendo luz en el proceso.
Matriz de LED: (1) subconjunto, módulo o paquete con un diodo existente como una fuente única o múltiples diodos dispuestos en una fila, en una matriz de filas y columnas, o en otra configuración e incluyendo las uniones de cables necesarias, componentes electrónicos y de transferencia térmica. Ocasionalmente, se integran microreflectores, microópticas o macroópticas, una lente protectora o encapsulación en una matriz o módulo. Generalmente se necesitan componentes adicionales del sistema para integrar, alimentar, controlar y enfriar la matriz. (2) conjunto de curado que incluye uno o numerosos conjuntos o módulos de LED montados en una carcasa o carcasa y equipados con un sistema de enfriamiento de aire o líquido adecuado, disipador de calor interno, ventana de cuarzo y conexión de alimentación y controles. Esta última definición de conjunto de LED es similar a los cabezales de lámpara y los irradiadores utilizados en los sistemas tradicionales de curado UV.
Cabezal de lámpara LED/cabezal/lámpara/irradiador/fuente de luz/secador/motor de luz: conjunto de curado que incluye uno o numerosos conjuntos o módulos de LED montados en una carcasa o alojamiento y equipado con un sistema de refrigeración por aire o líquido adecuado, disipador de calor interno, cuarzo ventana, y conexión de energía y controles.
Módulo/paquete LED: subconjunto de matriz con un diodo existente como una fuente puntual única o varios diodos dispuestos en una fila, en una matriz de filas y columnas, o en otra configuración e incluyendo las uniones de cables, la electrónica y la transferencia térmica necesarios. componentes. Ocasionalmente, se integran en un módulo o paquete microreflectores, ópticas micro o macro, una lente protectora o encapsulación. Generalmente son necesarios componentes adicionales del sistema para integrar, alimentar, controlar y enfriar el módulo o paquete.
lente: dispositivo micro o macro óptico transparente, a menudo hecho de cuarzo o borosilicato y utilizado para redirigir o colimar la salida de rayos UV, aumentar la irradiancia a distancia y/o reducir la luz parásita.
enfriador de líquido (enfriador): sistema de enfriamiento por refrigeración o por ráfaga de aire que se usa con algunos sistemas de lámpara de arco y algunos sistemas de curado con LED UV para hacer circular el refrigerante líquido a través de las carcasas de las lámparas y filtros de cuarzo si se usan para eliminar el calor. Ver refrigerante.
lumbrera: parte de algunos conjuntos de obturadores UV o protección que consisten en deflectores metálicos muy espaciados y se utilizan para bloquear la luz ultravioleta y permitir el paso del aire frío.
Magnetrón: conjunto ubicado dentro de un cabezal de lámpara de microondas que convierte la entrada eléctrica de alto voltaje en energía de radiofrecuencia (RF).
Mercurio: un elemento metálico de color blanco plateado que es líquido a temperatura ambiente y emite rayos UV de color blanco brillante cuando se vaporiza en un plasma de alta temperatura. Las lámparas (bombillas) de mercurio tienen una salida espectral máxima de alrededor de 365 nm y una concentración de alrededor de 254 nm. En algunas industrias, las lámparas (bombillas) de mercurio se denominan bombillas H.
Lámpara de arco de mercurio: tipo de lámpara de descarga de gas en la que se genera un arco eléctrico entre dos electrodos contenidos dentro de un tubo de cuarzo para vaporizar el mercurio y emitir una salida espectral UV.
mercurio plus (H+): se refiere a lámparas de microondas (bombillas) que emiten una mayor parte de la producción de UVC.
lámpara de vapor de mercurio: un tipo de lámpara de descarga de gas donde el mercurio se vaporiza para emitir una salida espectral 1) formando un arco eléctrico entre dos electrodos contenidos dentro de un tubo de cuarzo de mercurio o 2) energizando un tubo de cuarzo de mercurio sin electrodos con energía de microondas.
halogenuros metálicos – ver lámpara aditiva (bombilla).
micrómetro – unidad métrica de longitud equivalente a una millonésima parte de un metro. Abreviado µm y a menudo denominado micra(s).
microondas: (1) porción del espectro electromagnético dentro del extremo más corto del radar de las ondas de radio y que tiene longitudes de onda entre un milímetro y un metro. (2) un sistema de curado UV sin electrodos donde el mercurio dentro del tubo de cuarzo se energiza con microondas.
monocromático: salida UV que consta de una única longitud de onda o un ancho de banda estrecho. Las lámparas excimer son relativamente monocromáticas. Las fuentes de LED UV son relativamente monocromáticas. Las lámparas de mercurio son de amplio espectro y no monocromáticas. Ver policromático.
monómero: un tipo de molécula de resina de peso molecular relativamente bajo y estructura simple capaz de unirse consigo misma o con otras moléculas similares para formar polímeros reticulados por UV. Los monómeros son diluyentes reactivos que se utilizan para ajustar la viscosidad general pero también influyen en las propiedades del material curado.
nanómetro – unidad métrica de longitud igual a la milmillonésima parte de un metro y abreviada nm. Generalmente se considera que la luz visible está dentro del rango de 400 a 700 nm y la ultravioleta está dentro del rango de 100 a 450 nm.
enfriamiento negativo: cuando el aire de enfriamiento para un cabezal de lámpara se extrae del área que rodea el sustrato o la parte que se está curando a través del cabezal de lámpara.
Inertización/inertización con nitrógeno: cuando la superficie de una formulación aplicada se inunda con gas nitrógeno inerte para evitar que la química de la superficie interactúe con el oxígeno y se oxide antes del curado. La inerción de nitrógeno reduce la inhibición de oxígeno en la química.
oligómero: un tipo de molécula de resina de peso molecular relativamente bajo y estructura simple capaz de unirse consigo misma o con otras moléculas similares para formar polímeros reticulados por UV. Los oligómeros forman la columna vertebral del material reticulado e influyen en muchas de las propiedades del material curado.
Dispositivo óptico: una lente micro o macro u otro componente utilizado para dirigir o colimar la salida emitida por un LED o una serie de LED, aumentar la irradiancia a distancia y/o reducir la luz parásita.
desenfocado: cuando el cabezal de una lámpara de vapor de mercurio enfocado está ubicado más lejos del sustrato o más cerca del sustrato que su distancia focal. Una lámpara desenfocada proporciona menos irradiancia a la superficie de curado que cuando la superficie está ubicada en el foco.
Oxidante: cuando las formulaciones y, en particular, los radicales libres reaccionan con el oxígeno atmosférico o con el oxígeno disperso dentro de la mezcla química. La exposición al oxígeno ralentiza la fotopolimerización. Cuanto mayor sea la relación entre el área de superficie expuesta y la masa de la formulación, más negativo será el impacto del oxígeno en el curado.
inhibición de oxígeno: cuando el oxígeno dentro de la atmósfera o disperso con la formulación reduce la cantidad y/o la fuerza de los radicales libres y retarda o impide el curado UV, particularmente en la superficie expuesta a la atmósfera.
Ozono (O3): gas inestable e incoloro con un olor penetrante generado por la reacción del oxígeno y longitudes de onda UV inferiores a 240 nm.
Bombillas inhibidoras de ozono/libres de ozono: lámparas (bombillas) donde el cuarzo se fabrica con un aditivo o recubrimiento que evita la transmisión de longitudes de onda UV más cortas que generan ozono.
partes por millón (PPM): unidad de concentración comúnmente utilizada para comparar porciones de dos cantidades separadas. Una parte por millón es una parte de una porción menor por cada millón de partes de una porción mayor. También se utilizan partes por mil millones (PPB) y partes por billón (PPT). El valor no tiene unidades y no forma parte del Sistema Internacional de Unidades (SI).
Irradiancia máxima / densidad de potencia máxima: irradiancia máxima o tasa de dosis medida durante un período de muestra o el punto máximo en un perfil de irradiancia. Las unidades de medida son W/cm2 o mW/cm2.
Fotoiniciador: molécula que absorbe energía ultravioleta e impulsa una reacción química polimérica cuando se expone a longitudes de onda dentro de un rango definido de reactividad y por encima de un umbral mínimo de irradiancia.
Fotopolimerización: proceso químico en el que una tinta, recubrimiento o adhesivo formulado con rayos UV se convierte en un polímero reticulado como resultado de una exposición adecuada a una fuente de energía ultravioleta.
fijación: proceso utilizado en la impresión de inyección de tinta digital UV donde la tinta se cura parcialmente después de la inyección para reducir la ganancia de punto y generar una imagen más nítida y vibrante o para curar el blanco inferior antes de que se apliquen colores adicionales sobre el blanco. Se requiere una fuente UV secundaria de curado completo después de la fijación.
Obturador plano: conjunto accionado neumática o eléctricamente que se fija externamente al cabezal de una lámpara. Las contraventanas de lamas generalmente se mueven perpendicularmente a la cara del cabezal de la lámpara y bloquean la salida de rayos UV cuando están cerradas.
policromático o policromático: salida de luz ultravioleta que consta de muchas longitudes de onda. Ver monocromático.
polímero: una sustancia como el plástico que consta de moléculas grandes o macromoléculas que se repiten en secuencia.
Enfriamiento positivo: cuando se sopla aire de refrigeración para el cabezal de una lámpara hacia el interior y a través del mismo. El enfriamiento positivo se puede suministrar a través de un soplador externo conducido al conjunto o a través de un soplador o ventilador integral montado dentro o sobre el conjunto.
Unión positivo-negativa (unión p-n): un diodo semiconductor que tiene un lado claramente positivo y claramente negativo. El lado positivo se denomina ánodo o región tipo p, y el lado negativo se denomina cátodo o región tipo n. La corriente fluye desde el lado p del diodo al lado n cuando se conecta a una fuente de alimentación de CC. En conjunto, el dispositivo se denomina unión positiva-negativa o unión p-n.
postcurado: (1) cualquier reacción química o física no específica que se produzca dentro de los fotopolímeros después de que haya cesado la exposición a los rayos UV y la reticulación. (2) se refiere al proceso de exposición de la química curada por LED, como en la impresión 3D y la fabricación aditiva, a una fuente UV secundaria que contiene longitudes de onda UVC.
Potencia: los sistemas de curado UV construidos con tubos (lámparas) de cuarzo se clasifican nominalmente por la potencia de entrada eléctrica dividida por la longitud efectiva de la lámpara. El valor se expresa en vatios por centímetro (wpc) o vatios por pulgada (wpi). La potencia no captura la eficiencia eléctrica del sistema de curado, la eficiencia de conversión espectral de la lámpara, el rendimiento del curado, la irradiancia o la densidad de energía.
densidad de potencia: a veces se utiliza para referirse a irradiancia. Ver irradiancia.
Fuente de alimentación/unidad de fuente de alimentación (PSU): puede referirse a un componente de fuente de alimentación de CC disponible en el mercado o a un gabinete eléctrico completo que contiene los componentes de la fuente de alimentación de CC, interfaz de E/S, conexión de alimentación de CA, transformadores, sólidos. Estado de balastros, aparatos electrónicos y otros artículos. A veces se lo denomina Controlador si contiene la interfaz del operador o HMI.
Modulación de ancho de pulso (PWM): modula o varía el ancho y, por lo tanto, la frecuencia de un pulso. Esta es una señal digital que emplea un ciclo de trabajo para variar el tiempo de encendido en el que se entrega energía a un componente electrónico. Variar el ciclo de trabajo pero no la potencia de entrada cambia la densidad de energía mientras se mantiene una irradiancia constante. No todos los sistemas LED incorporan un ciclo de trabajo PWM. Muchos son de corriente constante o potencia constante. Ver ciclo de trabajo.
Filtro de cuarzo: tubo hecho de un material de sílice que se coloca frente al cabezal de una lámpara UV y se inunda internamente con agua destilada circulante. El agua absorbe la energía infrarroja emitida por una lámpara UV (bombilla) y la aleja del entorno de la prensa o de la máquina mientras permite que la energía UV penetre hasta la superficie de curado.
placa de cuarzo/ventana de cuarzo: pieza rectangular plana de cuarzo o borosilicato transparente a los rayos UV asegurada y, a menudo, sellada en la base de un cabezal de lámpara LED o de arco de mercurio para proteger físicamente los componentes internos y limitar la entrada de materias extrañas. Ver ventana emisora.
tubo de cuarzo: (1) un tubo sellado hecho de sílice que se llena con una mezcla precisa de mercurio y varios gases inertes y, a veces, equipado con conexiones eléctricas. El mercurio vaporizado dentro del tubo de cuarzo emite longitudes de onda ultravioleta, visible e infrarroja cuando se activa mediante un arco de voltaje o microondas. El tubo de cuarzo se utiliza a menudo para referirse a la lámpara (bombilla). (2) tubo hecho de un material de sílice que se coloca frente al cabezal de una lámpara UV o dentro del conjunto del cabezal de la lámpara y se inunda internamente con nitrógeno circulante. Las piezas que viajan a través del tubo, como la fibra óptica, están protegidas de la exposición al aire y al ozono, lo que facilita el curado.
potencia radiante: tasa de energía radiante o transferencia de energía expresada en vatios o las unidades equivalentes de J/s.1
radiómetro: instrumento para medir la irradiancia y/o la densidad de energía.
Reflector: refleja y concentra la energía UV en una superficie de curado. Laminados a partir de chapa de aluminio altamente pulida o formados a partir de borosilicato en perfiles elípticos o parabólicos. Los perfiles elípticos optimizan la concentración de energía UV que se refleja en una lámpara (bombilla) guiando la radiación hacia una banda de energía UV estrechamente enfocada. Un reflector parabólico produce una inundación de luz ultravioleta con un pico de irradiancia más bajo. Los orificios o ranuras en los reflectores permiten el paso del aire de refrigeración y están diseñados para que el tamaño y la ubicación proporcionen un flujo de aire óptimo y equilibrado a lo largo de la bombilla, el reflector, la ventana de cuarzo y el cabezal de la lámpara.
soplador remoto: se refiere al ventilador de enfriamiento del sistema cuando está montado separado del cabezal de la lámpara y conducido hacia el conjunto del cabezal de la lámpara.
RF: radiofrecuencia entre 20 KHz y 300 GHz, incluidas todas las frecuencias entre las ondas sonoras normalmente audibles y las infrarrojas. Las ondas de radio más cortas y de mayor frecuencia se denominan microondas y se utilizan para vaporizar el mercurio en lámparas de microondas (bombillas). Ver microondas.
Detector de RF: monitorea los niveles de RF en las proximidades de un sistema de curado UV por microondas y envía señales a la fuente de alimentación para que apague el UV si los niveles de RF exceden los límites permitidos.
Pantalla de RF: un conjunto de malla de alambre unido a la cara emisora de rayos UV de un cabezal de lámpara de microondas que permite el paso de la energía UV y evita que la RF se filtre fuera de la unidad.
Semiconductor: material que puede ser conductor o aislante de la electricidad. En el caso de los LED, la conductividad de los semiconductores y la emisión de longitud de onda de banda estrecha dependen de la construcción del material, las impurezas (dopantes) y la concentración de dopantes.
Obturador: conjunto diseñado para bloquear la energía ultravioleta emitida por el cabezal de una lámpara y al mismo tiempo permitir el flujo de aire de refrigeración. Las contraventanas permiten que las lámparas de arco de electrodos permanezcan encendidas cuando las líneas de producción se detienen por períodos cortos.
Solarización: efecto de la exposición prolongada a los rayos UV y al calor de una lámpara (bombilla) de cuarzo que hace que el cuarzo se desvitrifique o vuelva a un estado cristalino, turbio y opaco que no transmite bien la energía UV.
Electrónica de estado sólido: circuitos o dispositivos construidos enteramente con materiales sólidos y sin partes móviles.
Salida espectral: la salida radiante de una lámpara en función de la longitud de onda. Se muestra de diversas formas, pero normalmente es un gráfico o cuadro de vatios de salida trazados en función de la longitud de onda. La apariencia del gráfico variará dramáticamente, dependiendo de la resolución de longitud de onda utilizada. Una técnica de normalización consiste en integrar la potencia espectral en bandas de 10 nanómetros (W/10 nm), para reducir la dificultad de cuantificar los efectos de los espectros de emisión de líneas.1
Arrancador: se utiliza en sistemas basados en electrodos y balastros para vaporizar el mercurio de la lámpara en el arranque. Aplica un potencial de varios miles de voltios a través de una lámpara (bombilla) durante el arranque. Un circuito interno desconecta el potencial aplicado cuando se establece la corriente.
Bombilla de arranque: se utiliza en el arranque de un sistema de microondas para encender el vapor de mercurio de la lámpara (bombilla).
exposición estática: exposición a una irradiancia constante durante un período de tiempo controlado.1
Llamativo: iniciar el proceso de arranque en el que (1) se aplica un arco de alto voltaje entre los electrodos de una lámpara (bombilla) UV para vaporizar el mercurio o (2) se utiliza una bombilla de arranque para encender el mercurio en una lámpara de microondas.
Curado de superficie: se refiere al curado o grado de curado que se produce en la superficie más externa del material expuesta directamente a la energía ultravioleta.
prueba de cinta para medir la adherencia; consulte ASTM D3359 e ISO 2409.
Valor límite umbral (TLV): el nivel máximo de una sustancia química al que un trabajador puede estar expuesto durante un turno de día normal, durante una semana laboral normal y durante toda una vida laboral sin sufrir daños. A menudo se expresa en mg/m3 o partes por millón (ppm). Ver partes por millón.
curado directo: se refiere al curado o grado de curado que se produce dentro de las formulaciones hasta la capa de interfaz material/sustrato inclusive. Un buen curado no significa necesariamente una buena adhesión.
Promedio ponderado en el tiempo (TWA): consulte el valor límite umbral (TLV).
energía total – ver densidad de energía.
potencia total / potencia radiante total: tasa de transferencia de energía en todas las direcciones, expresada en vatios o J/s y medida con una esfera integradora.
transmitancia: relación entre la energía radiante que pasa a través de la materia y la energía radiante total absorbida por la materia.
Ultravioleta (UV): radiación electromagnética más corta que la luz visible, más larga que los rayos X y que abarca aproximadamente entre 100 y 400-450 nm. El límite entre los rayos UV y lo visible no está definido con precisión y generalmente se considera que se encuentra entre 400 y 450 nm.1 Las longitudes de onda de los rayos UV están un poco más allá de lo que el ojo humano ve como el color violeta.
Tira reactiva de densidad de energía UV: un material especial sensible a los rayos ultravioleta cortado en tiras (aproximadamente de 15 a 50 mm x 25 a 50 mm) y pasado por debajo de una fuente de UV. El color de la tira se mide antes y después de la exposición a los rayos UV mediante un densitómetro. El cambio en la densidad de color de la tira fotocromática se compara con una curva de calibración establecida y se utiliza para aproximar la densidad total de energía UV incidente. Las tiras de densidad de energía se utilizan comúnmente para máquinas de producción de rayos UV que no son adecuadas para pasar radiómetros.
UVA (315 – 400 nm): porción del espectro electromagnético entre 315 y 400 nm. Los rayos UVA representan la mayor parte de la energía ultravioleta y comúnmente se denominan UV largos. Los rayos UVA se encuentran en el límite inferior de lo que el ojo humano ve como color.
UVB (280 – 315 nm): porción del espectro electromagnético entre 280 y 315 nm. Los rayos UVB son invisibles para el ojo humano.
UVC (200 – 280 nm): porción del espectro electromagnético entre 200 y 280 nm. La UVC se conoce comúnmente como UV corta o UV germicida y es invisible para el ojo humano.
UVV (400 – 450 nm): porción del espectro electromagnético entre 400 y 450 nm. La V significa visible ya que estas longitudes de onda son visibles para el ojo humano y se superponen a una pequeña porción del espectro visible.
UV de vacío: porción del espectro electromagnético entre 100 y 200 nm. Los rayos UV al vacío no se transmiten en el aire. Las lámparas que emiten rayos UV al vacío solo son efectivas cuando se operan en un ambiente inertado con nitrógeno.
Viscosidad (dinámica): medida de la resistencia de un fluido a la deformación por esfuerzo cortante. En la industria de las artes gráficas normalmente se mide en centipoise (cp o cps). El agua es 1 cp. La sangre es de 10 cp. La miel cuesta 2.000 cp.
vitrificación: acto de transformar cuarzo opaco puro en vidrio mediante fusión.
vatio – unidad de potencia y equivalente a un julio por segundo. Abreviado como W o mW para milivatios.
densidad de vatios: a veces se utiliza para referirse a irradiancia. Ver irradiancia.
Guía de ondas: dirige las microondas hacia la lámpara (bombilla) en los sistemas de microondas.
longitud de onda: distancia entre puntos correspondientes de una onda. Las longitudes de onda del espectro ultravioleta y visible se expresan en nanómetros (nm).
Unión de cables: conexión eléctrica o unión de soldadura en el ánodo o cátodo de un LED.
Citas
1RadTech North America. (2005). Glossary of Terms – Terminology Used for Ultraviolet (UV) Curing Process Design and Measurement. RadTech UV Measurements Group. pp. 1 – 6. https://www.radtech.org/images/pdf_upload/UVGLOSS_rev4-05.pdf
2Smith, Warren J. (2007) Modern Optical Engineering. McGraw-Hill Education, 4th Edition.
