A:UV固化
UV固化的过程可以理解为UV固化材料+UV光源(引发能量)=固态形态,其意思就是利用紫外新光源作为光引发的能力,激发里面的化学反应,将材料的树脂、涂料固化,因UV光油固化特性,可在超短时间内完成固化。
B:UV灯
UV灯作为产生紫外线能量来源的主要心脏,有多种优缺点选择:
(1)汞灯(传统)
原理:通过电极的充有汞性和惰性气体的石英灯管激发电弧,让汞里面的蒸汽受到激发,而将辐射出紫外线。
光谱:其中输出的是宽光谱,覆盖UVA、UVB、UVC、可见光和红外线,一般枫段在365nm、310nm、254nm。
优点:光谱丰富,能引发多种光引发剂匹配,技术成熟,成本较低。
缺点:热耗能严重,需要预热,可能会损害热敏产品,寿命设计不长,不环保,含臭氧,若清理需要配一套排风系统。
(2)LEDUV灯(现代)
原理:产于半导体技术,特定材质的LED芯片,通过通电后发出波长峰值集中出来的单紫色紫外光。
光谱:窄光谱,常见的峰值有365nm、385nm、395nm、405nm灯,几乎不发射可见光和红外线。
优点:冷光源,适合塑料、电子元件和薄膜的固化,即开即关,寿命超长,可达两万到三万小时,绿色环保,不排臭氧。
缺点:设备费用大,波长固定,必须使用匹配的波长专用的光引发剂,配方需针对性。
(3)无极汞灯
原理:无极灯(外文名:induction lighting),又称磁能灯通过电磁场激发灯管内的汞蒸漆发光,无需电极。
光谱:类似电极汞灯的宽光谱,输出稳定,衰减慢。
优点:寿命长可达八千小时,启动快,输出稳定。
缺点:系统复杂,成本最高。
C:UV光源系统
UV光源系统不单指一个灯,它是一个拥有光学、热管理、电控、机械含多种的精密系统,包括:
(1)灯罩
容纳UV灯和反射器,提供机械保护和安全联锁,通常采用强制风冷或水冷进行散热。
(2)反射器
这块的作用核心重要,主要做收集聚焦UV光线,将其高效的均匀地引导至基材表面,材质通过为高抛光、镀层的铝材,具有高反射率。
有分多钟类型,比如聚焦能力的聚焦型,均匀分布的平行光型。
(3)电源
汞灯电源提供启动时所需的高压脉冲和稳定的工作电流,可调节输出功率,
(4)驱动器
LED驱动器:这一块作用主要是给LED提供电流,确保光输出稳定,保证LED寿命的重大作用。
(5)冷却系统
汞灯:需要强劲的风来冷却灯管,反射器和灯罩,冷却过热防止出现变形。
LED:通常采用强制风冷和更加精细的会用水冷板,直接将芯片产生的热量带走。
(6)遮光和安全系统
主要作用在防止紫外线泄露,保护操作人员安全,包含安全联锁装置,打开灯罩时自动断电熄灯。
(7)传输系统
传送带其速度控制系统,固化能量与照射时间直接相关,而照射时间由传送带速度决定。
D:协同工作
l 配方设计+光源配置:开发UV固化配方时,必须确保光引发剂能够吸收到UV灯照射的紫外线灯,这是成功固化的必要条件。
l 系统集成+参数设置:合适的系统需要根据生产线的速度,以及功率和传送带的速度,还有最重要的光源类型,最后交付出所需的固化能量。
l 能量传输+瞬间固化:自生产线启动后,涂装好的产品通过UV光源系统,反射器就会将光线高且有效地聚焦在产品表面,光引发剂吸收能量后,引发聚合反应,就可瞬间完成固化。