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2023-02-23

浅谈:UV照射装置知识

1、UV在印刷上的应用

近年来,利用光能产生物性变化的感光树脂不断地被开发出来,迅速地应用在印刷油墨、涂料、粘结剂或者光致抗蚀油墨等方面。随之而来的,是广泛应用的UV技术越来越向多个领域扩展。UV照射装置根据被照射物的种类和印刷涂布的条件的不同,其照射方式和照射条件完全相异。

紫外线通常称做UV,UV是UltraViolet之略,属于电磁波(光波)的一种,一般系指10nm~400nm范围的电磁波。与可见光相比,其光子具有的能量高,照射到被照射物上,能量可将化学结合键切断或实现化学结合。

在印刷上使用的UV油墨的主要优缺点如下:

优点:油墨瞬间固化(生产效率提高),冲片机可免喷粉;

墨膜强度与油性油墨相比高很多;

带异味的气体排放量小(无溶剂)。

缺点:油墨价格高;

需使用专用的印刷材料(墨辊、印版、清洗剂等);

油墨对皮肤有刺激性。

2、UV灯的种类

UV灯根据点灯时灯内部的压力大小,可大致分为低压放电灯、这些问题的存在致使我国的塑料机械行业还不能尽快的遇上国外塑料机械水平高压放电灯和和超高压放电灯。这里介绍典型的高压放电灯,包括水银灯和金属卤素灯。

1)水银灯

其发出的照射光波波长范围在200~450nm,以365nm为主波长,在254nm、313nm、405nm和436nm处具有较强的线光谱。

2)金属卤素灯

根据灯中密封加入的碘化物的不同,可基本分为Fe系(A型)和Ga系(B型)。

Fe系金属卤素灯虽然与水银灯具有基本相同的照射能量分布,但在365nm处其照射效率得到改善,而在300nm以下照射效率不如水银灯。

Ga系是按照在400nm附近具有强照射能量的要求设计的。

根据发光灯管材料的不同,还可分为臭氧型金属卤素灯和非臭氧型金属卤素灯。220nm以下波长的UV光遇到空气中的氧气会产生臭氧。由于臭氧型金属卤素灯的灯管材料为普通石英材料,故220nm以下波长的光也可通过。而非臭氧型金属卤素灯其灯管采用特殊石英材料制成,对于230nm以下波长的光线禁止通过,从而可以控制臭氧产生。

1、UV在印刷上的应用

近年来,利用光能产生物性变化的感光树脂不断地被开发出来,迅速地应用在印刷油墨、涂料、粘结剂或者光致抗蚀油墨等方面。随之而来的,是广泛应用的UV技术越来越向多个领域扩展。UV照射装置根据被照射物的种类和印刷涂布的条件的不同,其照射方式和照射条件完全相异。

紫外线通常称做UV,UV是UltraViolet之略,属于电磁波(光波)的一种,一般系指10nm~400nm范围的电磁波。与可见光相比,其光子具有的能量高,照射到被照射物上,能量可将化学结合键切断或实现化学结合。

在印刷上使用的UV油墨的主要优缺点如下:

优点:油墨瞬间固化(生产效率提高),可免喷粉;

墨膜强度与油性油墨相比高很多;

带异味的气体排放量小(无溶剂)。

缺点:油墨价格高;

需使用专用的印刷材料(墨辊、印版、清洗剂等);

油墨对皮肤有刺激性。

2、UV灯的种类

UV灯根据点灯时灯内部的压力大小,可大致分为低压放电灯、高压放电灯和和超高压放电灯。这里介绍典型的高压放电灯,包括水银灯和金属卤素灯。

1)水银近20%的人为温室气体排放是由交通运输部门产生的灯

其发出的照射光波波长范围在200~450nm,以365nm为主波长,在254nm、313nm、405nm和436nm处具有较强的线光谱。

2)金属卤素灯

根据灯中密封加入的碘化物的不同,可基本分为Fe系(A型)和Ga系(B型)。

Fe系金属卤素灯虽然与水银灯具有基本相同的照射能量分布,但在365nm处其照射效率得到改善,而在300nm以下照射效率不如水银灯。

Ga系是按照在400nm附近具有强照射能量的要求设计的。

根据发光灯管材料的不同,还可分为臭氧型金属卤素灯和非臭氧型金属卤素灯。220nm以下波长的UV光遇到空气中的氧气会产生臭氧。由于臭氧型金属卤素灯的灯管材料为普通石英材料,故220nm以下波长的光也可通过。而非臭氧型金属卤素灯其灯管采用特殊石英材料制成,对于230nm以下波长的光线禁止通过,从而可以控花鸟鱼虫制臭氧产生。

5、反光板的种类

与选择适当的UV灯的情形相类似,反光板也必须根据所用的固化材料、被照射物的耐热条件、用途等来加以选择。

1)铝镜方式

采用反射率高的高亮度铝材制成的反光板,无论空冷方式还是水冷方式均可采用。虽然是针对油墨固化效率高的一般印刷来使用,但因在空冷方式下铝镜反光板对被照射物的温度降低最为不利,因而不能用于必须降低其表面温度的被照射承印物。

2)冷镜方式

这是一种在玻璃上镀上金属氧化物薄膜制成的反光板,反射UV光,而让一部分可见光通过。采用该反光板能获得高强度的UV能量,同时可以降 低被照射物的温度。

3)冷滤镜方式

这是将一种镀有多层金属膜的玻璃(可将红外线和可见光截止而让UV光通过)安装于灯座下部,以抑制被照射物温度上升的方式。与冷镜方式等组合使用可进一步降低被照射物的温度。如果有安装空间的话儿童家具,作为选择组件安装很容易。不过与反光板不同的是,由于该冷滤镜置于被照射物附近,墨雾及来自来于被照射物的气体等,容易附着其上。

4)金属冷镜方式

这是一种在金属反光板上进行多层镀膜制成的反光板,反射UV光并吸收不需要波长的光,适用于冷镜方式不能满足要求的场合(高输出低温照射)。该方式能够获得高的紫外线照射强度并降低被照物温度,但由于相应的冷却方式局限采用空气 水冷却方式公告显示,水冷却设备必不可少。

该方式中,UV灯不直接照射,承印物仅受到来自UV灯的间接光线照射。在空冷方式中,该方式的反光板对于控制承印物温度升高是最为有效 的。在降低温度效果明显的同时,由于没有直射光,UV照射强度也大幅降低。这是对于必须低温照射的承印物(感热纸等)采用的方式。

6、被照射物温度上升的比较

上述不同的反光板和冷却方式与对应的温度上升情况的比较。不过就温度条件而言,由于反光板的形状、照射距离等条件不同产生差异,因此希望能找到一个完美的标准。

7、被照射物条件的明晰化

如上所述,引进UV照射装置首先必须明确的是,被照射物的条件(材料、耐受温度、尺寸),处理条件(印刷速度、印刷方法等)、UV性能(UV强度、积分光量)等。接下来确定UV装置规格:以实际的业绩基础和已有的数据等为基础来确定配置规格,或者对于不确定的因素预先进行大量试验,然后确定其规格。

此外在有关UV照射强度和积分光量的测量仪方面,由于厂家和型号不同导致分光感度存在差异。既使在同样的照射条件下进行测定还是会出现这种差异。因此当要预先指定油墨固化所必须的UV照射强度和积分光量时,必须确定测量仪的厂商和型号。

8、UV照射装置规格的确定要素

由被照射物的幅面和处理速度来决定UV光适用材料:金属和非金属和零部件等波长、UV灯输出功率和灯的数量。为了增加通用性,一般采用水银灯和金属卤素灯兼用方式。

此外要考虑被照射物的耐受温度、照射灯座安装位置限制尺寸、照射距离等,以此来决定采用何种反光板及冷却方式。即使从被照射物温度条件来看,采用空冷方式能够与之相对应,但理瓶机有时会因照射灯座安装空间的关系而不得不采用水冷方式。

当出现因安装空间因素使UV照射灯座不能设置在靠近承印物的地方而令照射距离过长时,为避免UV照射强度大幅下降,必须要考虑选择相应的反光板;相反,当承印物因不能耐受高温时也会加长照射距离。作为承印物耐热对策有时采用安装冷风吹咀来冷却的办法。很多时候在UV照射灯座设置遮光闸,待机时不用关掉UV灯而使UV光射不到承印物上,但带遮光闸的UV照射灯座体积大,会对安装空间带来大的影响。

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