UV-LEDs in der Industrie

Traditionell wird UVC-Licht mit einem Hochspannungsbogen, einer Quecksilberentladung oder mit Amalgamlampen erzeugt. Vielleicht ist es wichtig zu betonen, dass alle LED-Lampen auch UV-Lampen sind, da sie ebenfalls Licht ausstrahlen, das in das ultraviolette Spektrum fällt.

Bei der Herstellung von LEDs werden in der Regel mehrere sehr dünne, hochkristalline Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung auf ein geteiltes kristallines Substrat aufgebracht; diese Schichten werden Epimere genannt. Die von einer LED emittierte Wellenlänge wird durch die Materialeigenschaften der Epimere bestimmt. Aluminiumnitrid- (AlN) und Galliumnitrid- (GaN)Legierungen werden üblicherweise zur Herstellung von UV-LED-Lampen verwendet.

Industrielle Prozesse wie die Aushärtung bestimmter Harze, Druckfarben und Klebstoffe können ebenfalls mit geeigneten UV-LED-Systemen durchgeführt werden. Diese Elemente werden durch die von den UV-LED-Lampen ausgelöste photochemische Reaktion gehärtet. Ein ähnlicher Prozess findet in tragbaren UV-LED-Geräten statt, die zur Aushärtung von speziellem Nagellack (sogenannte „Gelnägel“) verwendet werden. Nach dem Auftragen des Lacks werden die Nägel unter einer UV-Lampe gehalten. Die Lampe trocknet nicht nur den Nagellack schnell, sondern sorgt auch für eine glänzende, langanhaltende Maniküre – und das ohne dabei zu schmieren!

Die Verwendung zur Wasseraufbereitung haben wir bereits erwähnt. Besonders bemerkenswert ist, dass UV-LED-Geräte relativ einfach in Wasserfiltern eingesetzt werden können, um ihre Aufgabe zu erfüllen. Die Forschung ist sogar noch weiter gegangen und hat es geschafft, die Technologie auch zur Luftreinigung einzusetzen, was in einer Post-COVID-Welt besondere Resonanz genießt.

UV-Taschenlampen sind ideal für Veranstaltungen, bei denen die Echtheit von Eintrittskarten und Pässe überprüft werden muss. Sie dienen auch dazu, gefälschte Geldscheine und Ausweisdokumente zu erkennen. In der Forensik werden sie eingesetzt, um für das bloße Auge unsichtbare Flecken auf verschiedenen Oberflächen zu erkennen.

In der fleischverarbeitenden Industrie ist UV-C sehr beliebt, da es ein äußerst vielseitiges und wirksames Mittel zur Abtötung von Bakterien ist, die möglicherweise während des Aufschneidens und Verpackens hinzugefügt wurden. Es durchdringt die Zellmembranen der Mikroorganismen und schädigt ihre DNA, sodass sie sich nicht mehr vermehren können, d. h. es tötet sie ab.

Krankenhäuser bieten eine hervorragende Gelegenheit für den Einsatz von UV-C-LEDs, da die Desinfektion von Oberflächen, Geräten und Luft essenziell ist. Das tief ultraviolette Licht, das sie aussenden, wird sowohl für die Desinfektion als auch für die Reinigung verwendet.

Nicht nur Krankenhäuser müssen regelmäßig große Flächen desinfizieren. Auch öffentliche Verkehrsbetriebe stehen vor der gewaltigen Aufgabe, den Innenraum ihrer Fahrzeuge auf kostengünstige Weise zu desinfizieren und gleichzeitig den Einsatz chemischer Lösungen zu verringern. In einigen Städten werden Roboter eingesetzt, die diese Aufgabe mithilfe von UV-LEDs erledigen. 

UV-LED-Geräte sind in der Regel kleiner und robuster als alternative Lösungen. Sie können konstant mit einer optimalen Wellenlänge arbeiten und verbrauchen dabei relativ wenig Strom. Außerdem benötigen sie keine Aufwärmzeit. Sie enthalten kein Quecksilber und haben eine sehr lange Lebensdauer bei minimalem Wartungsaufwand. Ein weiteres einzigartiges Merkmal der LED ist ihr effizienter Betrieb in kalten Räumen.

UV-Strahlung (ultraviolette Strahlung) ist auf der Erde durch die Sonne und in vielen industriellen Bereichen vorhanden. UV ist unsichtbar. Wir können sie nicht sehen, aber wir können die Auswirkungen spüren; eine übermäßige Exposition ist gefährlich. Die natürliche Quelle ist die Sonne, und diese verursacht sowohl Verbrennungen als auch eine Bräunung der Haut. Es gibt viele industrielle Quellen, die meistverbreitete ist das Lichtbogenschweißen, welches eine große Menge UV-Strahlung abgibt.

Es gibt auch spezielle Lampen, die UV-Strahlung abgeben, beispielsweise Schwarzlichtlampen. Am gefährlichsten sind jedoch keimtötende Lampen und Quecksilberdampf-Hochdrucklampen. Ebenfalls gefährlich sind Lampen, die in grafischen Maschinen, in der Heliografie und bei der Harzhärtung verwendet werden.

Ultraviolette Strahlung lässt sich jedoch leicht abwehren. Feste und undurchsichtige Körper sind gute Barrieren. Faser-, Holz- oder Blechplatten sind effizient. Es gibt speziell entwickelte Kunststoffvorhänge, die sehr effektiv sind. Glas ist eine gute Barriere, ebenso wie geschlossene Gewebe wie Baumwolle und Flanell.

Ultraviolette Strahlung kann auch zu Hautkrebs führen. Der Hauttyp des Betroffenen ist ebenfalls von Bedeutung. Es ist wichtig, Schutzcremes zu verwenden und entsprechende Kleidung zu tragen.

Für Personen der Industriebranche, wie Schweißer oder Arbeitende in der Nähe von Strahlungsquellen, ist es wichtig, Haut und Augen mit geeigneter Ausrüstung zu schützen. Man sollte nicht ohne Augenschutz in den Lichtbogen blicken, auch nicht für ein paar Sekunden. Dies gilt auch für Lampen mit höherem Risiko und natürlich für die Sonne.

Da UV-C-Licht die menschliche Haut schädigt, wird es nur in Situationen eingesetzt, in denen die Anwesenheit von Menschen nicht erforderlich ist, da selbst bereits eine kurze Exposition zu Hautverbrennungen oder Augenschäden führen kann.

UV-LEDs spielen dank ihrer Effizienz, ihrer Vielseitigkeit und ihrer relativ geringen Kosten bereits jetzt eine große Rolle in industriellen Prozessen. Ihre kontinuierliche Entwicklung verspricht jedoch, noch mehr transformative Lösungen in einer Vielzahl von Bereichen zu bringen. 

Dieser Leitfaden gibt einen kurzen Überblick darüber, was ultraviolettes Licht ist, was UV-LEDs sind, welche Risiken sie mit sich bringen und welche Vorteile sie im Vergleich zu anderen Lösungen bieten. Informieren Sie sich über unsere Produkte und erfahren Sie, wie UV-LEDs einen Mehrwert für Ihre Prozesse und Projekte schaffen können.