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光固化原理解析:紫外線(UV)光源系統
文章出處:洛陽新福龍印刷設備有限公司 發表時間:2019-09-11
1、系統簡介UV光源系統包括燈管、反射罩、能量控制裝置、溫度控制裝置(或稱冷卻裝置)。
UV光源所使用的燈管,常用的種類為內部填充水銀的水銀燈管(MercuryLamp),有時候會添加其它的金屬,例如鎵(Gallium)。另外金屬鹵素燈管,及石英燈管(quartzlamp)也是常用的種類。UV燈管所發出的電磁波長須介于200~400nm之間。反射罩主要的功能為將UV電磁波反射回來,以增加UV的光源效率,另一個重要功能為維持燈管的工作溫度。反射罩表面通常為鋁制,反射率的要求通常需高達90%。反射罩的基本型式有兩種,一為聚焦型,另一種為散焦型,隨制造商的發展,又有其它的延伸型式。
能量控制裝置的主要功能為控制UV燈管所發射出的UV能量,以維持硬化的效率及穩定,配合不同印刷速度的需求。有電子式設計,也有微電腦控制。
由于UV燈管發出UV電磁波時,也會發出IR(紅外線波),使得UV設備在高溫中運作(例如石英燈管的溫度可達600~800OC),如此除了會縮短uv設備的壽命外,對印刷品也容易引起伸縮的情況,導致印刷時規位無法套準,所以冷卻裝置的重要性可見一斑。
2、光固化分析UV固化材料預期性能的獲得,不管是?;そ?、油墨、還是粘合劑,將依賴于UV燈管的參數、設計和控制的方法。
UV燈四個關鍵的參數是:
1).UV輻射度(或密度)
2).光譜分布(波長)
3).輻射量(或UV能量)
4).紅外輻射。
相對于大輻射度或輻射量,以及不同的UV光譜,油墨和?;そ航嵴瓜殖霾煌奶匭?。鑒別不同的UV燈管特性并使它們與可固化材料的光學特性相匹配的能力,擴展了把UV固化作為一種快速、高效的生產過程的范圍。有許多固化系統的光學和物理性能(除它本身的組成之外)影響固化效果,從而導致了UV固化材料外觀特性
(performance)的不同。
波長的重要作用
大多數UV固化包含了兩種范圍的波長同時工作(假如包含IR,3個)。短波長工作于表層,長波長工作于油墨或涂層的深層。這個定理是由于短波長在表層被吸收而不能到達深層的結果。短波曝光的不足會導致表面發粘;長波能量的不足則會導致粘附不良。每一個配方和薄膜的厚度都會從一個恰當的短、長波長能量速率中得到益處。
基本的汞燈在這兩個范圍內發射能量,但它在短波長下的強烈發射使它特別適合于涂層和薄油墨層。高吸收性的材料,比如粘合劑和絲網油墨,它們的配方更適合于使用長波光觸發劑的長波固化。用來固化這些材料的燈管,包含了添加劑以及汞,這種燈在長波UV下發射的UV更多一些。這些長波燈管也輻射一些短波能量,從而足以應付表層的固化。
許多極特殊的應用,比如對大量含有氧化鈦這種顏料添加劑的材料進行固化,或需要穿過塑料、玻璃進行固化,就必須長波固化,因為這些材料幾乎完全阻礙了短波。
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