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Auteur(s)
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Christian DECKER : Directeur de recherche au Centre national de la recherche scientifique (CNRS)
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Cet article a pour objectif de présenter brièvement les principes généraux des polymérisations photoamorcées et les différents types de systèmes photopolymérisables actuellement utilisés. On examinera également l’aspect cinétique de ces processus ultrarapides qui transforment la molécule réactive en un matériau ayant les propriétés requises pour l’application envisagée.
Pour plus de détails sur la mise en œuvre du procédé photochimique, les performances des divers systèmes et les caractéristiques des photopolymères obtenus, le lecteur se reportera aux monographies et articles de synthèse [1] à [12] récemment publiés sur le sujet [Doc. AM 3 044].
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6. Applications des résines photopolymérisables
Deux caractéristiques sont principalement responsables de l’essor industriel des systèmes photopolymérisables :
-
la rapidité du processus qui transforme, en une fraction de seconde, la molécule en un matériau polymère ;
-
la sélectivité spatiale qui permet de polymériser uniquement les zones éclairées.
Il existe, à l’heure actuelle, quatre principaux domaines d’applications des photopolymères qui mettent à profit ces deux caractéristiques : les arts graphiques, les revêtements, les adhésifs et la microélectronique.
6.1 Arts graphiques
C’est l’application la plus importante de la technologie UV-curing (40 % du marché). Elle sert à la fois dans la fabrication de plaques d’impression selon un procédé photolithographique, dont les différentes étapes sont représentées schématiquement sur la figure 22, et pour le séchage quasi instantané des encres d’impression et des vernis de finition. Il s’agit en général de résines acrylates dont la grande photosensibilité permet de faire fonctionner la chaîne de production à des vitesses pouvant atteindre 400 m/min. Elles sont appliquées sur des supports variés, tels que des métaux, des matières plastiques, du papier et du carton.
HAUT DE PAGE6.2 Revêtements
Les propriétés de surface d’un matériau peuvent être nettement améliorées à l’aide de revêtements protecteurs très résistants, tels ceux obtenus par photoréticulation. Divers types de matériaux sont actuellement protégés à l’aide de vernis UV, notamment le bois, les plastiques, les fibres optiques, le papier, le cuir, les textiles, les métaux, etc. Les films de 20 à 100 µm d’épaisseur augmentent la durabilité de ces matériaux en ralentissant les phénomènes de dégradation, oxydation, corrosion, vieillissement et usure lors de leurs utilisations. L’introduction de photostabilisants dans la formulation de la résine confère au revêtement un rôle de filtre anti-UV et permet ainsi de décupler la résistance au photovieillissement de matériaux polymères...
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Applications des résines photopolymérisables
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - UV-curing science and technology - . − Pappas (S.P.) (éd.). Technology Marketing Corporation. Stamford (C.T.). Vol. 1 (1978), vol. 2 (1985).
-
(2) - DECKER (C.) - * - Dans Handbook of polymer Science and Technology. Vol. 3 (éd. Cheremisinoff (N.P.)) Marcel Dekker, New York p. 541 (1989).
-
(3) - Radiation curing of polymeric materials - . − Hoyle (C.E.), Kinstle (J.F.) (éds). ACS Symp. Ser. 417 (1990).
-
(4) - Chemistry and technology of UV and EB formulation for coatings, inks and paints - . Vol. 1-4 (Oldring (P.K.T.)) (éd.). Wiley SITA Technology, Londres (1991).
-
(5) - Radiation Curing-Science and Technology - . Pappas (S.P.), (éd.) Plenum Press. New York (1992).
-
(6) - Radiation Curing in Polymer Science and Technology - . − Fouassier (J.P.), Rabek (J.F.) (éd). Elsevier,...
TOURÉ (M.L.) - Exposition UV spectrale [Texte imprimé] : instrumentation et modélisation. - Université Joseph Fourier (Grenoble) (2003).
PERNY (S.) - Alignement de cristaux liquides par irradiation en lumière UV linéairement polarisée de films minces de polymères photoréticulaires - (1998).
HAUT DE PAGE
Une installation industrielle d’irradiation UV comprend trois éléments de base (figure 1) :
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une source lumineuse (S) munie d’un réflecteur parabolique ou elliptique. Il s’agit en général d’une lampe à vapeur de mercure moyenne pression qui peut être dopée avec un sel de gallium pour déplacer le spectre d’émission vers le proche UV et le visible ;
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un système d’extraction de l’ozone formé et un système de refroidissement de la lampe par ventilation (V) ;
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un convoyeur (C) dont la vitesse de défilement peut être régulée, typiquement entre 5 et 200 m/min, selon le type d’application.
Des installations d’irradiation UV de différentes tailles sont construites par les sociétés...
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