1) O documento discute avanços no uso de LED como fonte irradiante para cura por radiação, que oferece vantagens como menor aquecimento, liga/desliga instantâneo e maior durabilidade em comparação a lâmpadas convencionais. 2) LEDs emitem em faixa estreita de comprimento de onda no UVA, favorecendo cura em profundidade, ao contrário de lâmpadas que emitem em várias faixas. 3) Isso requer ajustes de formulação com fotoiniciadores e adit

1. Avanços
em
cura
por
radiação
no
uso
de
LED
como
fonte
irradiante
Paulo
Roberto
Vieira
Jr,
PhD.
Coordenador
Técnico
América
Latina
Allnex
Group
Em
um
sistema
de
pintura
ou
acabamento,
diversas
são
as
formas
possíveis
de
se
efetivar
a
cura
do
filme
de
tinta
ou
verniz
sobre
o
substrato.
Dentre
os
processos
disponíveis
(secagem,
reticulação,
etc.),
a
cura
por
radiação
se
apresenta
como
uma
das
vias
mais
produtivas
e
eficientes
tanto
em
termos
de
velocidade
quanto
em
qualidade
de
acabamento
e
propriedades.
Cura
por
radiação
significa
polimerização
de
um
sistema
químico
(através
de
duplas
ligações,
geralmente
provenientes
de
grupos
acrilatos)
pela
interação
do
sistema
composto
de
sítios
reativos
como
monômeros,
oligômeros
e
aditivos,
com
uma
radiação
incidente.
Como
definição,
além
da
existência
dos
sítios
reativos
e
fotoiniciadores
capazes
de
iniciar
a
reação
ao
absorver
esta
radiação
incidente,
uma
fonte
de
luz
capaz
de
produzir
energia
na
região
do
ultravioleta
são
requisitos
primordiais
ao
processo.
Para
a
emissão
de
radiação,
são
utilizados
equipamentos
de
cura
UV
por
lâmpadas
(de
mercúrio,
ou
ainda
dopadas
com
outros
elementos
como
Gálio
ou
Ferro,
de
forma
a
mudar
a
faixa
de
comprimento
de
onda
de
emissão),
que
emitem
luz
na
região
do
ultravioleta,
onde
os
fótons
gerados
tem
energia
suficiente
para
iniciar
a
polimerização.
Estas
lâmpadas
mais
tradicionalmente
utilizadas
emitem
na
região
entre
200
e
400
nm
(UVA,
UVB
e
UVC),
sendo
então
o
pacote
de
fotoiniciadores
ajustados
de
forma
a
se
otimizar
ao
máximo
a
absorção
dos
comprimentos
de
onda
emitidos
por
cada
lâmpada.
Recentes
avanços
no
estudo
de
fontes
irradiantes,
principalmente
focando
a
tecnologia
LED
(Light
Emitting
Diode)
como
uma
alternativa
de
fonte
de
luz
UV
abriram
novas
possibilidades
em
aplicações
industriais
e
também
não
industriais
personalizadas,
devido
às
possibilidades
de
design
de
lâmpadas
e
equipamentos.
Ao
contrário
de
lâmpadas
convencionais
de
média
pressão
de
mercúrio,
lâmpadas
LED
emitem
em
uma
faixa
bastante
estreita
de
comprimento
de
onda
na
região
do
UVA
e
visível,
focando
praticamente
em
um
único
comprimento
de
onda
(Figura
1).

2. Output Spectrum Medium Pressure Mercury Lamp versus UV LED 395nm
1
y
t
i
s
n
e
t
n
I
l
a
r
t
c
e
p
S
0.5
0
230
280
330
380
Wavelength (nm)
430
Figura
1.
Comparação
do
espectro
de
emissão
de
uma
lâmpada
convencional
de
mercúrio
(linha
azul)
e
de
uma
lâmpada
UV
LED
395nm
(linha
vermelha).
Obs.:
Intensidade
normalizada,
não
reflete
a
saída
nominal
de
cada
equipamento.
Dado
o
comprimento
de
onda
e
possibilidades
de
desenho
de
lâmpadas
e
equipamentos,
a
cura
UV
LED
traz
algumas
vantagens
para
uma
ampla
gama
de
aplicações:
•
•
Menos
aquecimento:
Muitos
substratos
são
sensíveis
ao
calor.
Sistemas
UV
LED
operam
em
temperaturas
abaixo
de
60°C
enquanto
lâmpadas
UV
regulares
podem
alcançar
10x
este
valor;
Liga/Desliga
instantâneo:
Não
há
necessidade
de
se
esperar
por
uma
estabilização
do
sistema;
•
Tamanho
compacto:
UV
LEDs
são
disponíveis
em
dimensões
pequenas,
e
podem
ser
arranjados
nos
mais
diferentes
formatos;
•
Durabilidade:
lâmpadas
UV
LED
possuem
um
tempo
de
vida
50x
superior
à
lâmpadas
de
UV
regulares;
•
Meio
ambiente
e
ambiente
de
trabalho:
lâmpadas
UV
LED
não
contêm
mercúrio
e
ainda
não
produzem
ozônio,
sendo
desnecessários
então
sistemas
de
exaustão.

3. No
que
tange
à
formulação,
de
forma
diferente
em
relação
a
sistemas
curados
por
lâmpadas
UV
de
média
pressão
de
mercúrio,
levando-­‐se
em
consideração
a
faixa
de
comprimento
de
onda
de
emissão
do
UV
LED
(predominante
na
região
de
UVA),
que
favorece
a
cura
em
profundidade/altas
camadas
(Figura
2),
o
uso
de
fotoiniciadores
apenas
para
acerto
da
absorção
em
relação
à
emissão
da
lâmpada
UV
LED
tende
a
gerar
filmes
superficialmente
pobres
ou
mesmo
deficientes
onde
a
camada
é
muito
baixa
(uma
vez
que
se
tem
praticamente
a
superfície
do
filme
responsável
por
toda
a
propriedade).
Figura
2.
Comprimento
de
onda,
energia
e
profundidade
de
cura
do
espectro
UV.
Como
consequência,
formulações
UV
regularmente
utilizadas
não
serão
adequadas
para
a
cura
por
UV
LED,
uma
vez
que
seu
espectro
de
absorção
é
desenhado
em
acordo
com
o
espectro
de
emissão
de
uma
lâmpada
convencional
de
média
pressão
de
mercúrio.
Ainda,
dada
à
baixa
energia
do
sistema
UV
LED,
desempenho
e
requisitos
de
aplicações
industriais
e
de
impressão
tais
como
velocidade
de
linha,
propriedades
superficiais
(p.ex.:
resistência
a
risco)
e
cura
em
baixas
camadas
dependerão
fundamentalmente
de
ajustes
de
formulação
com
produtos
sinérgicos
e
de
melhoria
na
cinética
de
reação
de
polimerização
especificamente
desenvolvidos
para
LED,
além
de
recentes
avanços
em
equipamentos
de
maior
potência
(16
W/cm2
nos
equipamentos
mais
novos,
4x
maior
do
que
as
primeiras
lâmpadas
desenvolvidas),
sendo
assim
então
possível
sim
se
obter
desempenhos
bastante
satisfatórios.
Aplicações
possíveis
neste
mais
novo
e
moderno
cenário
incluem
tintas
de
impressão,
vernizes,
compósitos,
adesivos,
madeira,
plásticos
e
aplicações
de
campo.
A
Allnex,
líder
mundial
em
tecnologia
de
cura
por
radiação,
dispõe
de
amplo
conhecimento
e
portfólio
completo
para
suporte
à
tecnologia
UV
LED
em
aplicações
industriais
e
não
industriais,
trazendo
o
que
há
de
mais
inovador
e
moderno
ao
mercado
de
cura
por
radiação.