Sebelum mempelajari teknologi UV-LED, pertama-tama kita harus memperjelas beberapa konsep inti untuk memastikan kita membahas pokok bahasan yang sama. Hal ini akan mencegah salah tafsir dan-komunikasi lintas tujuan. Di Sini,UVmengacu pada-bahan yang dapat disembuhkan dengan sinar UV seperti lapisan UV, tinta UV, dan perekat UV;DIPIMPINsecara khusus menunjukkan sumber cahaya LED ultraviolet; DanUV-LED didefinisikan sebagai"pengeringan bahan UV menggunakan sumber cahaya LED ultraviolet sebagai sumber iradiasi".
Seperti yang kita ketahui bersama, sumber cahaya pengawetan konvensional untuk lapisan UV adalah lampu merkuri-tekanan sedang dan-tekanan tinggi. Dalam beberapa tahun terakhir, didorong oleh kebijakan konservasi energi dan perlindungan lingkungan, ditambah dengan kemajuan pesat teknologi UVLED (ultraviolet LED) yang menjadi landasan bagi aplikasi skala-industri, pasar telah menyaksikan peningkatan pesat dalam adopsi UV-LED. Teknologi yang berkembang selalu menarik perhatian dan antusiasme luas. Namun, sebagai praktisi industri, pemahaman yang jelas tentang UV-LED sangatlah penting. Di sini, kami ingin berbagi pengalaman penelitian kami di bidang UV-LED selama dua tahun terakhir.
Pergeseran sumber cahaya (perbedaan antara LED dan lampu merkuri akan dijelaskan nanti) telah menyebabkan transformasi dalam sistem formulasi pelapisan UV serta revolusi dalam keseluruhan proses pelapisan dan pengawetan. Untuk sistem UV-LED, kami mengidentifikasi lima arah penelitian utama yang mencakup dimensi teknis dan pasar.
Penelitian tentang Pemotretan UV-LED
Seperti yang dijelaskan sebelumnya, pemotretan UV-LED bergantung padalampu LED ultravioletsumber untuk menyembuhkan bahan UV. Oleh karena itu, mencapai penyembuhan yang efektif adalah tujuan utama dari semua upaya penelitian. Pemotretan membutuhkan dua komponen yang sangat diperlukan: cahaya (sumber energi) dan bahan UV (reseptor). Perubahan pada sumber cahaya pasti akan mengganggu keseimbangan seluruh sistem, dan intinya terletak pada penelitian dan pengembangan interdisipliner untuk menyelaraskan lapisan UV dengan sumber cahaya LED.
Diakui secara luas bahwa panjang gelombang LED yang lebih pendek berarti tingkat energi yang lebih tinggi dan biaya yang lebih tinggi. Sebaliknya, fotoinisiator yang membutuhkan energi eksitasi lebih rendah memiliki panjang gelombang serapan yang lebih panjang dan juga memiliki harga yang lebih tinggi. Hal ini menciptakan hubungan seperti jungkat-jungkit-antara sumber cahaya dan inisiator. Oleh karena itu, memperluas batas kinerja keduanya dan mengidentifikasi keseimbangan optimal antara sumber cahaya LED dan bahan UV telah menjadi fokus inisiatif Litbang UV-LED.
Penelitian tentang Sistem Sumber Cahaya LED
Teknologi lampu merkuri sudah sangat matang dalam hal pengembangan dan penerapannya, dan telah lama dianggap sebagai sumber cahaya standar. Sebaliknya, teknologi LED ultraviolet masih dalam tahap awal dan memiliki potensi besar untuk pertumbuhan di masa depan. Selain itu, rantai industri LED sangat luas, mencakup pertumbuhan kristal, pemotongan chip, pengemasan chip, integrasi modul sumber cahaya, serta kontrol catu daya dan desain sistem pembuangan panas. Setiap tahapan memberikan dampak penting pada kualitas produk akhir-sumber cahaya UVLED. Oleh karena itu, memahami dan memperluas batasan kinerja LED sangat penting untuk memajukan ekosistem UV-LED secara keseluruhan.
Perbedaan Sumber Cahaya LED dan Lampu Merkuri (Kelebihan, Kekurangan, dan Kesalahpahaman Umum Tentang LED)
Untuk memenangkan persaingan pasar, pemahaman menyeluruh tentang kekuatan diri sendiri dan kelemahan pesaing sangatlah penting. Karena kami bertujuan untuk mengganti lampu merkuri tradisional dengan UVLED, pertama-tama penting untuk membandingkan kedua teknologi tersebut dan menganalisis kelebihan, kekurangan, dan keterbatasannya.
Lapisan UV dapat disembuhkan karena fotoinisiator dalam formulasinya menyerap sinar ultraviolet dengan panjang gelombang tertentu, menghasilkan radikal bebas (atau kation/anion) yang memulai polimerisasi monomer. Untuk mengilustrasikan prinsip ini, pertama-tama kita akan mempelajari spektrum emisi lampu merkuri dan LED ultraviolet.
Bagan ini adalah perbandingan spektrum emisi LED UV dan lampu merkuri yang klasik dan umum terlihat. Seperti yang dapat diamati dari diagram, spektrum emisi lampu merkuri bersifat kontinu, mulai dari rentang ultraviolet hingga inframerah. Secara khusus, intensitas cahaya terkonsentrasi pada pita UVB hingga-gelombang UVA pendek. Sebaliknya, spektrum emisi LED relatif sempit, dengan dua pita gelombang paling umum menampilkan panjang gelombang puncak pada 365 nm dan 395 nm (termasuk 385 nm, 395 nm, dan 405 nm).
Saat ini, yang utamasinar UVdengan penerapan industri termasuk dalam pita UVA, khususnya sumber cahaya LED dengan panjang gelombang 365 nm dan 395 nm seperti yang diilustrasikan pada Gambar 1. Dalam rentang panjang gelombang ini, sebagian besar fotoinisiator menunjukkan koefisien kepunahan molar yang relatif rendah. Akibatnya, sistem UV-LED umumnya mengalami efisiensi inisiasi yang rendah dan penghambatan oksigen yang parah, sehingga merusak proses pengawetan permukaan.
Catatan: Klaim yang sering dibuat oleh banyak produsen UVLED atau pemasok pelapis UV LED tentang "kemampuan pengampelasan yang sangat baik pada pelapis UV LED", sebenarnya, merupakan akibat langsung dari proses pengawetan permukaan yang tidak memadai. Tantangan sebenarnya bukan terletak pada pencapaian kemampuan pengamplasan yang baik, namun pada kemampuan pengamplasan yang terkendali-mencapai keseimbangan antara ketahanan aus dan kemudahan pengamplasan. Selain itu, beberapa produsen melakukan praktik yang menipu: memasang lampu merkuri di belakang rangkaian LED, di mana lampu merkuri sebenarnya memainkan peran pengawetan yang dominan.
Oleh karena itu, kami juga mencatat bahwa pada pita gelombang 365 nm dan 395 nm, LED menghasilkan intensitas cahaya yang jauh lebih tinggi dibandingkan lampu merkuri, sehingga memfasilitasi-pengeringan lapisan dalam bahan UV.
(Sebagai referensi, banyak sistem pengawetan UV tradisional menggunakan lampu galium (dengan panjang gelombang emisi dominan 415 nm) bersama dengan lampu merkuri, tepatnya untuk meningkatkan-kemanjuran pengawetan lapisan dalam.)
Kesalahpahaman ini biasanya muncul dari premis bahwahanya 30% cahaya yang dipancarkan lampu merkuri adalah ultraviolet (UV), sedangkan UVLED memancarkan 100% sinar UV. Namun, faktor penentu sebenarnya dari konsumsi energi tingkat sistem-adalah efisiensi konversi fotolistrik dan efisiensi cahaya efektif. Lampu merkuri sebenarnya memiliki efisiensi konversi fotolistrik yang tinggi-kekurangannya terletak pada kenyataan bahwa sebagian besar cahaya yang dipancarkan terdiri dari sinar tampak dan sinar inframerah, dengan sinar UV (satu-satunya komponen yang berguna untuk menyembuhkan bahan UV) hanya berjumlah 30%. Sebaliknya, UVLED memiliki efisiensi konversi fotolistrik yang jauh lebih rendah, saat ini berkisar sekitar 30% untuk panjang gelombang UVA (yang kira-kira setara dengan efisiensi sinar UV pada lampu merkuri).
Menurut hukum kekekalan energi, 70% sisa energi listrik diubah menjadi panas. Hal ini menjelaskan dua perbedaan utama antara kedua teknologi tersebut:
LED mendapatkan reputasinya sebagai "sumber cahaya dingin" karena panas yang dihasilkan hilang dari bagian belakang panel lampu, sehingga cahaya-permukaan yang memancarkan cahaya menjadi dingin saat disentuh. Sebaliknya, lampu merkuri memancarkan panas melalui reflektor dan emisi inframerahnya.
Inilah sebabnya mengapa sumber cahaya UVLED umumnya memerlukan-sistem pendingin udara, dan-UVLED berdaya tinggi bahkan memerlukan unit pendingin-air yang berukuran mampu menangani 70% daya listrik sumber cahaya untuk pembuangan panas kepala lampu.
Keuntungan nyata-penghematan energi dari LED berasal dari dua sifat unik: kemampuan menyalakan/mematikan secara instan dan iradiasi presisi melalui desain optik, yang meningkatkan efisiensi cahaya efektif. Namun, untuk memanfaatkan manfaat ini memerlukan integrasi dengan deteksi inframerah dan sistem kontrol cerdas-teknologi yang saat ini sebagian besar produsen peralatan LED UV di pasaran tidak memiliki kapasitas penelitian dan pengembangan untuk mengembangkannya.
Pembangkitan Ozon: Spektrum emisinya mencakup-sinar ultraviolet jauh di bawah 200 nm, yang menghasilkan ozon dalam jumlah besar. (Ini adalah penyebab utama bau menyengat yang dilaporkan oleh pekerja pabrik yang mengoperasikan sistem lampu merkuri.)
Polusi Merkuri dari Pembuangan: Lampu merkuri mempunyai masa pakai yang singkat, hanya 800–1000 jam. Pembuangan lampu bekas yang tidak tepat menyebabkan polusi merkuri sekunder, sebuah masalah yang masih sulit diatasi hingga saat ini.
Laporan menunjukkan bahwa energi yang dibutuhkan setiap tahun untuk mengolah limbah merkuri setara dengan gabungan kapasitas pembangkitan dua Bendungan Tiga Ngarai. Yang lebih buruk lagi, saat ini belum ada teknologi yang mampu menghilangkan merkuri dari aliran limbah.
LED UV sepenuhnya bebas dari masalah ini. Sejak Konvensi Minamata tentang Merkuri secara resmi diberlakukan di Tiongkok pada tanggal 16 Agustus 2017, penghapusan-penghentian penggunaan lampu merkuri telah dimasukkan dalam agenda resmi. Meskipun Konvensi ini mencakup pengecualian untuk lampu fluoresen merkuri industri jika tidak ada alternatif lain, Konvensi ini juga menetapkan bahwa negara-negara penandatangan dapat mengusulkan untuk menambahkan produk-produk tersebut ke dalam daftar terbatas setelah penggantinya tersedia. Oleh karena itu, jadwal penghentian-penghentian penuh lampu merkuri dalam aplikasi pengawetan UV bergantung sepenuhnya pada kemajuan teknologi dan industrialisasi solusi LED UV.
Mendukung proses curing presisi lokal untuk aplikasi seperti pencetakan 3D.
Dengan memasangkan LED dengan fotoinisiator yang berbeda, hal ini memungkinkan kontrol yang tepat terhadap derajat dan kedalaman proses curing.
Konfigurasi Sumber Cahaya yang Dapat DisesuaikanLED menampilkan desain manik lampu modular, yang memungkinkan penyesuaian panjang, lebar, dan sudut iradiasi secara fleksibel. Fleksibilitas ini memungkinkan terciptanya sumber cahaya titik, sumber cahaya garis, dan sumber cahaya area, yang disesuaikan untuk memenuhi persyaratan spesifik dari beragam proses pengawetan.
Persyaratan Parameter Sumber Cahaya untuk Pengawetan Bahan UV
Panjang gelombang:365nm, 395nm
Iradiasi (Intensitas Cahaya, Kepadatan Daya Optik): mW/cm²
Dosis Energi Total: mJ/cm²
Proses photocuring tidak dapat berjalan tanpa tiga parameter inti yang disebutkan di atas: panjang gelombang, intensitas cahaya, dan dosis energi total. Panjang gelombang menentukan apakah fotoinisiator dapat diaktifkan; intensitas cahaya menentukan efisiensi inisiasi UV dan secara langsung berdampak pada proses curing permukaan (ketahanan terhadap penghambatan oksigen) dan kinerja proses curing yang dalam; sementara dosis energi total memastikan proses pengawetan material secara menyeluruh.
Dibandingkan dengan lampu merkuri, keunggulan paling menonjol dari LED terletak pada sifat formulasi dan merdunya. Dalam batas kinerja LED itu sendiri, parameternya dapat dioptimalkan semaksimal mungkin untuk memenuhi persyaratan pengawetan tertentu. Dalam eksperimen pemotretan UV-LED, tujuan utamanya adalah untuk terus memperluas batasan kinerja sumber cahaya dan material UV, serta mengidentifikasi keseimbangan optimal di antara keduanya. Khusus untuk LED, hal ini berarti menentukan parameter sumber cahaya LED yang ideal berdasarkan formulasi pelapisan untuk mencapai hasil curing yang optimal.
Prinsip Pendaran LED dan Status Perkembangan Chip UVLED Saat Ini
Berdasarkan prinsip transisi elektron (detailnya dihilangkan; pembaca yang berminat dapat merujuk ke sumber online untuk informasi lebih lanjut), ketika elektron dalam atom kembali dari keadaan tereksitasi ke keadaan dasar, elektron tersebut melepaskan energi dalam bentuk radiasi pada panjang gelombang berbeda (yaitu, memancarkan gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang berbeda-beda).
Oleh karena itu, ada dua pendekatan utama dalam pembuatan sumber cahaya-yang memancarkan sinar UV:
Pendekatan pertama adalah mengidentifikasi atom yang perbedaan energi elektronnya antara keadaan tereksitasi dan keadaan dasar berada tepat dalam spektrum ultraviolet. Lampu merkuri tradisional adalah sumber sinar UV yang paling banyak digunakan berdasarkan prinsip ini.
Pendekatan kedua memanfaatkan prinsip pendaran semikonduktor (detail dihilangkan; pembaca yang tertarik dapat merujuk ke sumber online untuk informasi lebih lanjut). Singkatnya, ketika tegangan maju diterapkan pada semikonduktor pemancar cahaya, lubang yang diinjeksikan dari daerah P-ke daerah N-dan elektron yang diinjeksikan dari daerah N-ke daerah P-bergabung kembali dengan elektron di daerah N-dan lubang di daerah P-masing-masing dalam jarak beberapa mikrometer di dekat persimpangan PN, menghasilkan radiasi fluoresen spontan.
Seperti yang diketahui secara luas, celah pita bahan semikonduktor golongan III-V mulai dari aluminium nitrida hingga galium nitrida atau indium galium nitrida (InGaN) berada tepat dalam spektrum dari cahaya biru hingga sinar ultraviolet. Dengan menyesuaikan rasio material aluminium indium galium nitrida, kami dapat menghasilkan sumber cahaya ultraviolet dan cahaya tampak dalam rentang panjang gelombang yang luas.
Meskipun secara teoritis, cahaya dengan panjang gelombang berapa pun dapat dihasilkan dengan menyesuaikan komposisi bahan luminescent, rangkaian chip UVLED yang tersedia untuk produksi komersial masih sangat terbatas karena berbagai kendala. Chip-berkekuatan tinggi yang cocok untuk aplikasi industri pada dasarnya terkonsentrasi pada pita UVA (365–415 nm). Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi UVB dan UVC juga mengalami perkembangan pesat, namun pada dasarnya terbatas pada-pasar konsumen dan sipil yang berdaya rendah seperti disinfeksi dan sterilisasi.
Ada beberapa alasan utama untuk hal ini:
Struktur Bahan Kristal Menentukan Efisiensi Cahaya (Efisiensi Konversi Fotolistrik)Gallium Nitrida (GaN) dan Indium Gallium Nitrida (InGaN) dengan efisiensi tinggi masih dapat digunakan untuk rentang 365–405 nm dalam UVA. Sebaliknya, chip UVB dan UVC sepenuhnya mengandalkan Aluminium Gallium Nitrida (AlGaN)-bahan dengan efisiensi cahaya yang rendah-bukan GaN dan InGaN yang lebih umum digunakan. Hal ini karena GaN dan InGaN menyerap sinar ultraviolet di bawah 365 nm. Akibatnya, efisiensi cahaya chip UVB dan UVC menjadi sangat rendah. Misalnya, chip 278 nm LG hanya memiliki efisiensi konversi fotolistrik 2%.
Tantangan Pembuangan Panas yang Timbul dari Efisiensi Rendah Menurut hukum kekekalan energi, efisiensi konversi fotolistrik 2% berarti 98% energi listrik diubah menjadi panas. Selain itu, masa pakai dan efisiensi cahaya chip LED berbanding terbalik dengan suhu. Pembangkitan panas yang tinggi tersebut memberlakukan persyaratan yang sangat ketat pada sistem pembuangan panas. Dengan teknologi pendinginan yang ada, mustahil mencapai pembuangan panas yang efektif untuk chip UVB dan UVC berdaya tinggi.
Transmisi UV yang Rendah pada Bahan Kemasan dan Lensa Untuk melindungi chip LED, enkapsulasi sangat penting. Karena LED memancarkan cahaya ke segala arah, lensa diperlukan untuk memusatkan berkas cahaya. Namun, selain kaca kuarsa, sebagian besar material memiliki transmitansi UV yang sangat rendah-dan transmitansi menurun tajam seiring dengan memendeknya panjang gelombang. Akibatnya, meskipun efisiensi pencahayaan yang melekat pada chip UVB/UVC sudah rendah, sebagian besar cahaya diserap oleh lensa, sehingga menghasilkan keluaran cahaya yang sangat lemah dan hampir tidak cukup untuk aplikasi industri.
Hasil Kristal Rendah dan Biaya Produksi Tinggi Chip UVB dan UVC saat ini diproduksi menggunakan reaktor yang sama dengan chip UVA. Selain cacat material yang melekat, masalah seperti ketidakcocokan koefisien ekspansi termal antara substrat dan kristal menyebabkan hasil kristal yang sangat rendah, yang pada gilirannya membuat biaya produksi menjadi sangat tinggi.
Secara keseluruhan, karena efisiensi cahaya yang rendah, biaya tinggi, dan persyaratan pembuangan panas yang ketat dari teknologi UVB dan UVC, pengembangan teknologi-berkekuatan tinggisinar UVB dan UVCsumber daya untuk aplikasi industri akan tetap sulit diperoleh sampai terobosan teknologi besar tercapai.
Fokus Utama Penelitian dan Pengembangan Sistem Sumber Cahaya LED
Chip LED hanyalah salah satu komponen penting dari sumber cahaya LED. Saat melakukan R&D pada sumber cahaya LED, kita harus mengadopsi asistematis,pendekatan holistik. Selain penyetelan panjang gelombang LED, ruang lingkup Litbang mencakup serangkaian proses hilir termasuk teknologi pengemasan, desain optik, sistem pembuangan panas, sistem catu daya, dan sistem kontrol cerdas.
Saat ini, ada empat struktur pengemasan utama untuk chip LED:
Struktur Pemasangan Vertikal
Balik-Struktur Chip
Struktur Vertikal
Struktur Vertikal 3D
Chip LED konvensional biasanya mengadopsi struktur pemasangan vertikal dengan substrat safir. Struktur ini menampilkan desain sederhana dan proses manufaktur yang matang. Namun, safir memiliki konduktivitas termal yang buruk, sehingga menyulitkan panas yang dihasilkan oleh chip untuk ditransfer ke unit pendingin- suatu batasan yang membatasi penerapannya dalam-sistem LED berdaya tinggi.
Kemasan flip{0}}chip mewakili salah satu tren perkembangan saat ini. Berbeda dengan struktur pemasangan vertikal, panas pada desain chip flip-tidak perlu melewati substrat safir chip. Sebaliknya, ia langsung ditransfer ke substrat dengan konduktivitas termal yang lebih tinggi (seperti silikon atau keramik) dan kemudian dihamburkan ke lingkungan eksternal melalui dasar logam. Selain itu, karena struktur flip-chip menghilangkan kebutuhan akan kabel emas eksternal, struktur ini memungkinkan kepadatan integrasi chip yang lebih tinggi dan peningkatan daya optik per satuan luas. Meskipun demikian, struktur dudukan vertikal dan flip-chip memiliki kelemahan yang sama: elektroda P dan N LED terletak di sisi chip yang sama. Hal ini memaksa arus mengalir secara horizontal melalui lapisan n-GaN, yang menyebabkan kepadatan arus, panas berlebih yang terlokalisasi, dan pada akhirnya membatasi ambang batas atas arus penggerak.
Chip cahaya biru-struktur vertikal-berevolusi dari teknologi pemasangan vertikal. Dalam desain ini, chip substrat safir-konvensional dibalik dan diikat ke substrat yang sangat konduktif secara termal, diikuti dengan pengangkatan laser-dari substrat safir. Struktur ini secara efektif mengatasi hambatan pembuangan panas, namun melibatkan proses manufaktur yang rumit- khususnya langkah transfer substrat yang menantang- sehingga menghasilkan hasil produksi yang rendah. Namun demikian, seiring dengan kemajuan teknologi, pengemasan vertikal untuk LED UV telah menjadi semakin matang.
Struktur vertikal 3D baru baru-baru ini diusulkan. Dibandingkan dengan chip LED berstruktur vertikal-tradisional, keunggulan utamanya meliputi penghapusan ikatan kawat emas, memungkinkan profil paket yang lebih tipis, peningkatan kinerja pembuangan panas, dan integrasi arus penggerak tinggi yang lebih mudah. Namun, banyak kendala teknis yang harus diatasi sebelum struktur vertikal 3D dapat dikomersialkan.
Mengingat bahwa UVLED umumnya menunjukkan efisiensi cahaya yang lebih rendah dibandingkan dengan LED penerangan umum, kemasan struktur vertikal adalah pilihan yang lebih disukai untuk memaksimalkan efisiensi ekstraksi cahaya.
Karena LED memancarkan cahaya ke segala arah, dan efisiensi cahaya bawaannya sudah relatif rendah, desain optik yang ilmiah dan rasional diperlukan untuk meningkatkan efisiensi cahaya efektif (yaitu, efisiensi cahaya dari iradiasi frontal). Komponen optik yang umum termasuk reflektor, lensa primer, dan lensa sekunder.
Selain itu, sinar ultraviolet mengalami redaman yang tinggi ketika melewati media. Oleh karena itu, beberapa faktor harus dievaluasi saat memilih bahan lensa-seperti kaca kuarsa, kaca borosilikat, dan kaca temper-dengan prioritas diberikan pada bahan dengan transmisi UV yang tinggi. Hal ini tidak hanya memaksimalkan keluaran cahaya tetapi juga mencegah kenaikan suhu berlebihan yang disebabkan oleh penyerapan cahaya material di bawah paparan sinar UV yang berkepanjangan.
Seperti disebutkan sebelumnya, menurut hukum kekekalan energi, hanya sebagian energi listrik yang diubah menjadi energi cahaya, sedangkan sebagian besar dihamburkan menjadi panas. Untuk pita UVA, rasio konversi energi umumnya adalah 10:3:7 untuk listrik, cahaya, dan panas. Masa pakai efektif chip LED berkorelasi erat dengan suhu sambungannya. Dalam proses pemotretan, kepadatan daya optik yang tinggi sering kali memerlukan-integrasi chip LED dengan kepadatan tinggi, sehingga menerapkan persyaratan ketat pada sistem pembuangan panas.
Oleh karena itu, mencapai pembuangan panas yang efisien dan memastikan bahwa suhu sambungan semua chip LED tetap dalam kisaran yang wajar dan seimbang memerlukan desain ilmiah yang ketat, simulasi komputer, dan pengujian praktis.
Penelitian Formulasi Lapisan UV
Keterbatasan Fotoinisiator & Pendekatan Tingkat Sistem terhadap Reaktivitas Resin dan MonomerSeperti yang diilustrasikan dalam pengenalan teknologi LED sebelumnya, sumber cahaya LED berdaya tinggi yang cocok untuk aplikasi industri saat ini terbatas pada pita UVA, khususnya panjang gelombang di atas 365 nm. Setelah menentukan batasan kinerja sumber cahaya LED, kini kita dapat melihat bahwa pemilihan fotoinisiator yang kompatibel agak terbatas, karena sebagian besar fotoinisiator menunjukkan koefisien kepunahan molar yang rendah pada panjang gelombang di atas 365 nm.
Untuk mengatasi masalah rendahnya efisiensi inisiasi fotoinisiator-yang kompatibel dengan LED, upaya penelitian dan pengembangan tidak boleh terbatas pada fotoinisiator itu sendiri. Sebaliknya, kita perlu mengadopsi perspektif tingkat sistem-yang mengintegrasikan resin, monomer, fotoinisiator, dan bahkan bahan tambahan tambahan ke dalam kerangka penelitian holistik, sehingga meningkatkan efisiensi pengawetan sistem UV LED.
Desain Formulasi dan Pengembangan Proses Pelapisan untuk Penyembuhan LED (Dampak Fotoinisiator, Resin, Monomer, Suhu, Kekeringan Permukaan, Kekeringan Melalui, Pigmen, dan Pengisi)Untuk meningkatkan penyerapan sinar UV dengan panjang gelombang panjang-oleh fotoinisiator, sering kali diperlukan penggabungan cincin benzena, nitrogen (N), fosfor (P), dan atom lain ke dalam struktur molekulnya. Meskipun modifikasi ini meningkatkan penyerapan UV dengan panjang gelombang panjang, hal ini juga menyebabkan peningkatan warna pada fotoinisiator.
Selain itu, karena rendahnya efisiensi penyerapan cahaya dari inisiator ini, sejumlah besar resin dan monomer yang sangat reaktif-biasanya resin dan monomer akrilik dengan fungsionalitas tinggi-harus ditambahkan untuk mempercepat laju reaksi keseluruhan sistem pelapisan. Namun, pendekatan ini cenderung menghasilkan lapisan dengan kekerasan tinggi namun fleksibilitasnya buruk, sehingga membatasi jangkauan aplikasinya.
Meskipun demikian, koefisien kepunahan molar yang umumnya rendah dari fotoinisiator UV LED juga menawarkan keuntungan unik: mereka memungkinkan transmisi sinar UV yang lebih tinggi melalui lapisan pelapis, yang kondusif untuk proses curing yang mendalam pada film tebal.
Persyaratan Kinerja Pelapisan untuk Penyimpanan, Transportasi, Kondisi Konstruksi, dan Proses Aplikasi yang Berbeda Dalam industri pelapisan, berbagai teknik aplikasi seperti pelapisan rol, pelapisan semprot, dan pelapisan tirai menerapkan persyaratan viskositas yang berbeda pada pelapis. Sementara itu, substrat yang berbeda memerlukan sifat pelapisan yang disesuaikan dalam hal keterbasahan dan daya rekat. Selain itu, kondisi pengangkutan dan penyimpanan yang bervariasi memerlukan tingkat stabilitas penyimpanan yang sesuai untuk pelapis. Oleh karena itu, semua faktor ini harus dipertimbangkan sepenuhnya selama desain formulasi pelapisan.
Persyaratan Kinerja Film Pelapis untuk Beragam Aplikasi Bidang aplikasi yang berbeda menerapkan persyaratan kinerja yang berbeda-beda pada film pelapis, termasuk kilap, sifat kolorimetri, kekerasan, fleksibilitas, ketahanan abrasi, dan ketahanan benturan. Konsekuensinya, pengembangan pelapisan harus mencapai keseimbangan antara kemanjuran pengawetan dan kinerja film.
Penelitian Proses Pelapisan
Pelapisan adalah proses rekayasa yang sistematis. Mengoptimalkan proses pelapisan dapat memperluas batasan penerapan teknologi UV-LED. Seperti kata pepatah industri,"Tiga bagian bergantung pada lapisan; tujuh bagian bergantung pada proses aplikasi". Pada akhirnya, baik pelapis maupun sumber cahaya mencapai kinerja yang diharapkan hanya melalui penerapan yang tepat.
Selain itu, mengoptimalkan proses pelapisan bersamaan dengan pelapisan UV dan sumber cahaya LED dapat secara signifikan mengimbangi keterbatasan bahan dan sumber cahaya. Misalnya, pemanasan dapat mengurangi viskositas lapisan dengan kandungan-resin-tinggi yang terlalu kental pada suhu kamar, sehingga cocok untuk metode aplikasi yang berbeda. Selain itu, pemanasan dapat meningkatkan fluiditas sistem pelapisan, meningkatkan aktivitas molekuler, memastikan reaksi pengawetan awal yang lebih lengkap, dan menghasilkan permukaan film yang lebih halus.
Penelitian Rantai Industri Hulu dan Hilir
Selama dua tahun terakhir, kekurangan dan meroketnya harga fotoinisiator yang dipicu oleh kampanye perlindungan lingkungan telah menimbulkan kerugian nyata bagi perusahaan hilir dan sangat menghambat pengembangan teknologi UV LED. Hal ini menggarisbawahi bahwa konektivitas rantai industri hulu dan hilir serta kelancaran sistem rantai pasokan merupakan jaminan mendasar bagi perkembangan sehat suatu industri dan keberhasilan pasar produk dan teknologinya.
Meskipun banyak industri berkembang dari awal melalui dinamika inovasi teknologi, perkembangan industri, dan lonjakan permintaan yang saling memperkuat, faktor-faktor ini harus dievaluasi secara komprehensif selama proses pemasaran.
Selain itu, dari sudut pandang investasi, melakukan penelitian dan penerapan rantai industri hulu dan hilir tidak hanya dapat memastikan pasokan yang stabil ketika produk memasuki pasar, namun juga memungkinkan perusahaan untuk berbagi keuntungan dari pertumbuhan industri.
