Excimer

Avec Excirad 172 nous avons pour la première fois à disposition une toute nouvelle génération d’équipements d’irradiation V-UV pour le durcissement (séchage) et le matage de matériaux polymérisables aux UV.

IOT GmbH vous offre un servive complet, des essais préliminaires jusqu’à la production.

• Construction, livraison, installation et mise en service de systèmes Excirad. Sur demande, y peuvent être inclus le tapis convoyeur et sécheurs UV sous atmosphère inerte (Inertage)
• Essai sans engagement de l’ensemble de l’équipement en amont de la réalisation dans notre propre atelier au siège de l’entreprise. Nous pouvons contrôler et optimiser l’interaction entre le revêtement, le substrat, la lampe Excirad et le sécheur UV, avec le matériel du client.
• Location de systèmes à excimère pour des essais et expérimentations dans des conditions de production.
• Conception et mise en oeuvre de l’unité Excirad selon les exigeances du client.  L’intégration du système dans des installations déjà existantes est bien entedu possible.

Domaines d’applications:

Emballages (également alimentaire), Stratifiés, Revêtement de sols, Façades extérieures, Pièces automobiles, Papiers de décoration, Pellicules, films fins

• Largeur de rayonnement: 100-2500 mm librement sélectionnable
• Longueur d’onde: 172 nm ou 222 nm
• Puissance de la lampe: 10-25 W/cm
• Débit: 10-30 mW/cm2
• Vitesses de production jusqu’à 100m/min par lampe
• Vitesse du tapis convoyeur plus élevée possible avec étalage de la lampe
• Système d’insertion / extraction de cassette pour un changement simple et rapide
• Connexion aux gaz simple grâce à des raccords rapides
  
• Deux variantes de traitement:
  • Refroidissement combiné azote / eau déminéralisée (déionisée)
  • Azote pur

Le schéma ci-dessus représente une coupe transversale d’une lampe ecximère.  Un tube cylindrique à double paroi en quartz est rempli d’environ 600 hPa de xénon. Les électrodes qui sont situées sur la paroi intérieure et extérieure du tube de quartz sont reliées à un générateur HF de haute tension.  Lorsque la haute tension à haute fréquence est appliquée, des micro-décharges sont générées dans le gaz, et provoquent un rayonnement de 172 nm.

Supposons le mécanisme suivant: Les électrons qui sont générés et accélérés pendant les micro-décharges dans le gaz, diffusent leur énergie aux atomes de xénon.  Des ions-xénon sont alors produits, çàd des états excités du xénon:

e^– + Xe → Xe^*,Xe⁺.

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Dans un deuxième temps, une molécule de xénon excité Xe₂^*  est formée lors d’une réaction entre deux atomes de xénon Xe à l’état fondamental avec un atome de xénon excité Xe*

Xe^* + 2Xe → Xe₂^* + Xe.

L’excimère Xe^*  émet un photon de 172 nm. L’état fondamental résultant est instable et se désintègre en deux atomes de xénon.

Xe₂^* → 2Xe + hν (172 nm).

Parce que les photons de 172 nm sont fortement absorbés par l’oxygène, on doit effectuer l’irradiation des revêtements sous azote.  On utilise en pratique pour cela une chambre étanche équipée d’une alimentation en azote.   Au cours des dernières années, IOT GmbH a amené avec succès l’utilisation de la lampe à excimère 172 nm pour le matage physique à un usage industriel.

Plusieurs longueurs d’ondes sont possible selon le volume de gaz utilisé.  Elle se distinguent par leur degré de pénétration.

Le séchage UV à l’air atmosphérique implique toujours la présence d’oxygène dans la zone de réaction.  Cependant, l’oxygène empêche le durcissement (polymérisation) du revêtement et réduit ainsi considérablement l’efficacité du procédé de séchage.

Lorsque la chambre de traitement est purgée avec de l’azote qui est un gaz inerte, l’oxygène peut être pratiquement supprimé (jusqu’à 0,005% / 50 ppm).  L’azote est neutre en tant que composant inerte, et n’entrave pas le processus comme le fait l’oxygène.

Un durcissement du revêtement sans gaz inerte est en principe possible, toutefois les lampes UV doivent fonctionner à une puissance plus élevée et cela implique une perte de la qualité de surface.

Avantages du séchage par UV avec un gaz inerte

Augmentation de la densité de réticulation des polymères:

• Dureté améliorée, meilleure résistance à l’usure et à l’abrasion du revêtement.
• Dergré de brillance amélioré
• Résistance chimique accrue
• Durcissement des couleurs difficiles comme le blanc opaque nettement meilleur

Économie de photo-initiateurs de 8-15% à < 2% entraîne:

• Réduction du coût des encres
• Réduction des odeurs
• Réduction de la migration globale, ce qui est important pour les emballages alimentaires
• Réduction de la tendance au jaunissement
• Durcissement sans aucun photo-initiateur possible en combinaison avec nos lampes DirectCure

Productivité accrue:

• Augmentation de la vitesse de production et / ou réduction des coûts énergétiques
• Échauffement du substrat réduit et minimisé.
• Économie d’énergie jusqu’à 60 %
• Réduction voire disparition de la formation d’ozone