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.
