UV-Här­tungsanwendung: Verständnis der Spezifika­tio­nen von UV-Lichtmess­geräten
Teil 1

Bei der Überwachung eines Produk­tionsprozesses mit UV-Härtung ist es wichtig diesen zu validieren, damit der Prozess mit den spezifischen Anforderungen arbeitet. Eine zu große Abweichung in der Systemleistung kann schwerwiegende Folgen haben. Um höchste Qualität zu gewährleisten und Ausfälle zu minimieren, führen  viele Unternehmen Routinemessungen der UV-Lichtleistung durch.

Bei der Auswahl von Radiometern ist häufig eine Akkreditierung für Pro­dukte und Komponenten erforderlich, die unter anderem in der Me­dizin-, Automobil- und Luft­fahrt­­indus­trie eingesetzt werden. In diesem Fall sollten Sie UV-Radiometer mit einem nach ISO17025 akkreditierten Kalibrierungszertifikat und NIST-Rück­verfolgbarkeit auswählen.

Bei Aushärtungsprozessen, wie z.B. auf För­derbändern und in UV-Kammern, ist der Belichtungsmesser selbst dem UV-Licht ausgesetzt (im Gegensatz zu einem entfernten Sen­sor). In diesem Fall wird ein Mess­gerät benötigt, das der Intensität des UV-Lichts und in vielen Fällen dem Temperaturanstieg während der UV-Belastung standhält. Ein Messgerät mit Kunststoffgehäuse und belichtetem Display ist nicht in der Lage unter UV-Lampen längere Zeit intakt zu bleiben. 

Viele unterschiedliche Designs sowohl von Foto­initiatoren als auch von Licht­quellen erschweren die Entwicklung eines Messsystems für den universel­len Einsatz über Plattformen hinweg. 

Wie wählt man also den besten Be­lichtungsmesser für die UV-Här­tung aus, wenn die Parameter so stark variieren können? 

Um das richtige Messgerät für Ihre Anwendung auszuwählen, muss zuerst festgelegt werden, welche Funktionen es zum Sicherstellen einer korrekten Aus­härtung haben sollte.  

Ein UV-Meter wird auch als Radio­meter, Optometer oder Licht­messer bezeichnet. Es ist ein Werk­zeug, das in der Lage ist, die absolute (kalibrierte) Menge an Lichtleistung innerhalb eines bestimmten Abschnitts des elektromagnetischen Spektrums zu messen.

Die Anpassung des UV-Spektrums an ein Radiometer ist eine Heraus­for­de­rung, da es in diesem Bereich nur eine begrenzte Auswahl an Sensor- und Fil­termaterialien mit geringer Ab­sorp­tion und stabilen physikalischen Eigen­schaften gibt, die einer längeren und größeren UV-Belastung standhal­ten. Ein idealer UV-Sensor hat über das spezifische Band, das die Aushärtung bewirkt, eine flache und gleichmäßige Reaktion und blockiert alle anderen Wellenlängen. Die meisten UV-Sensoren leiden jedoch unter einer niedrigen und unterschiedlichen Emp­findlichkeit über den UV-Bereich. Daher kann die Sicherstellung der richtigen Wellenlängenauswahl eines Mess­gerätes an sich schon schwierig sein. 

Der erste Schritt besteht darin, zu bestimmen, welche Wellenlängen die Lampe/Lichtquelle emittiert. Als näch­stes, und möglicherweise noch wichtiger, ist zu wissen, welche dieser emittierten Wellenlängen tatsächlich die Aushärtung bewirken.

Die Reaktion der Photoneninitiatoren auf UV-Licht steht in direktem Zu­sam­­menhang mit ihrer Absorption und ist sehr wellenlängenselektiv. Für eine effektive Aushärtung muss die Wellenlänge der Lichtquelle dem Absorptionsspitzenwert der Photo­ini­tiatoren entsprechen, der je nach Pro­dukt und Anwendung zwischen 200 und 450 nm liegen kann. Bei dünneren Oberflächenanwendungen werden oft kurze Wellenlängen gewählt, um schnellere Durchsatzge­schwindigkeiten zu ermöglichen. Län­­gere Wellenlängen werden in das Sub­strat absorbiert und bieten eine größere Tiefenwirkung bei dickeren Ma­terialien. Wie der Fotoinitiator hat auch Ihr UV-Sensor des Messgerätes eine feste Empfindlichkeitsreaktion auf das Licht. Es ist wichtig, ein Messsystem auszuwählen, das sowohl der spektralen Leistung der UV-Quelle als auch der Reaktion der Photoinitiatoren auf UV-Licht entspricht. 

Wenn Sie einen Photoinitiator mit einer Spezifikation für UVA (315 - 390 nm) aushärten, sollte auch das Messgerät in diesem Wellenlängenbereich empfindlich sein. 

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