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傳統的UV光固化系統的工作原理和優缺點我都知道。
2016-12-13 20:56:16   作者:紅霞   來源:網絡   評論:0 點擊:

LED-UV光固化油墨與系統

 

傳統水銀燈型UV的光譜與結構原理 UV是紫外線英文Ultraviolet的縮寫。紫外線是電磁波譜 中的一個波段,波長100~400nm 的波均稱為紫外線,而波長從200~400nm 為固化波段。光譜圖如下圖所示 :

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光譜圖

 

目前市場上常用的UV固化燈一般是水銀弧燈,也叫水銀蒸氣燈,簡稱水銀燈,水銀弧燈是封裝有水銀的,兩端有鎢電極的透明石英管,內充惰性氣體,當通電加熱燈絲時,溫度升高,液體水銀蒸發氣化,石英管內基態的水銀原子受到激發后躍遷到激發態,再由激發態回到基態時便釋放出光子,即發射紫外線。


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UV燈的結構原理簡圖與外形圖

 

傳統的UV燈的光譜范圍一般是連續的光譜,其光譜示意圖如下圖所示:

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UV水銀燈的光譜示意圖

 

傳統水銀燈型UV光固化的原理與優缺點:

 

UV固化是指在紫外光的照射下,光引發劑吸收特定波長的光子,激發到激發狀態,形成自由基或陽離子,然后通過分子間能量的傳遞,使聚合性預聚物和感旋光性單體等變成激發態,產生電荷轉移絡合體,這些絡合體不斷交聯聚合,在極短的時間里產生 固化成三維網狀結構的高分子聚合物,固化原理的示意圖如下圖所示。(引發單體聚合、交聯和接支化學反應) 

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UV固化原理示意圖

 

其中,吸收輻射能,引發單體、低聚物的不飽和雙鍵交聯固化,是UV固化體系的關鍵部分。

 

UV光固化技術是一項綠色工業的新技術,曾被北美輻射 固化委員會評為具有“5E”特點的工業技術,充分展現出了該 技術的特點。所謂5E,即Efficient,高效,UV固化可以在 數秒之內實現完全的固化,生產效率更高;Energy saving, 節省能源,UV產品是常溫快速固化,其能耗一般只有熱固化 的1/10~1/5;Environmental friendly,環境友好,紫外光固化材料中不含或只含少量溶劑,同時紫外固化所用能源 為電能,不燃油或燃氣,無CO2產生,故紫外光固化被譽為“綠色技術”;Economy,經濟,紫外固化裝置緊湊,流水線 生產,加工速度快,因而節省場地空間,勞動生產率高,紫外固化工藝保證膜層更薄,并有優良的性能從而減少原材料 消耗,有利于降低經濟成本;Enabling,適應性廣,該UV產品可適應于多種印刷材料,如紙張、木材、塑料、金屬、皮革、 石材、玻璃、陶瓷等幾乎所有的硬質材料和軟質材料。

 

即便UV光固化技術具有如此多的優點,但也存在一些不可回避的缺點:

 

1.UV水銀燈的使用壽命有限;

 

2.UV水銀燈的能源消耗較大,但有效利用的能量卻不高,輸入能量中 只有大約20%的能量產生紫外線,而有20%是可見能源,40% 是熱量,從圖4的光譜圖上我們也可以看出,除了常用的起有效固化作用的300~400nm波段以外,還有許多其他的波段,其中 發射出的紅外線將會使基材的溫度升高,這也可以較好地解釋 傳統的UV水銀燈不太適應于熱敏感材料的原因;

 

3.雖然UV水銀燈相對于溶劑型油墨來說,由于沒有VOC的排放而 具有環保、環境友好的特點,但UV水銀燈也存在一些隱性的污染, 例如由于水銀燈的高壓、高溫和強輻射,很容易使周圍的氧氣分 子發生化學反應而生產臭氧,而臭氧不但對大氣層有不利影響, 而且對身體健康也具有較大的影響。

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