UV打印機(jī)曬干及LED-UV技術(shù)的節(jié)能性能及原理剖析

UV打印機(jī)UV光固化技術(shù)是一項(xiàng)綠色工業(yè)的新技術(shù)，曾被北美輻射固化委員會(huì)評為具有“5E”特點(diǎn)的工業(yè)技術(shù)，充分展現(xiàn)出了該技術(shù)的特點(diǎn)。所謂5E，即Efficient，高效，UV固化可以在數(shù)秒之內(nèi)實(shí)現(xiàn)完全的固化，生產(chǎn)效率更高;Energy saving，節(jié)省能源，UV產(chǎn)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(huán)境友好，紫外光固化材料中不含或只含少量溶劑，同時(shí)紫外固化所用能源為電能，不燃油或燃?xì)?，無CO2產(chǎn)生，故紫外光固化被譽(yù)為“綠色技術(shù)”;Economy，經(jīng)濟(jì)，紫外固化裝置緊湊，流水線生產(chǎn)，加工速度快，因而節(jié)省場地空間，勞動(dòng)生產(chǎn)率高，紫外固化工藝保證膜層更薄，并有優(yōu)良的性能從而減少原材料消耗，有利于降低經(jīng)濟(jì)成本;Enabling，適應(yīng)性廣，該UV產(chǎn)品可適應(yīng)于多種基材，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(zhì)材料和軟質(zhì)材料。

即便UV光固化技術(shù)具有如此多的優(yōu)點(diǎn)，但也存在一些不可回避的缺點(diǎn)

(1)UV汞燈的使用壽命有限

(2)UV汞燈的能耗較大，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(chǎn)生紫外線，而有20%是可見能源，40%是熱量，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(fā)射出的紅外線將會(huì)使基材的溫度升高，這也可以較好地解釋傳統(tǒng)的UV汞燈不太適應(yīng)于熱敏材料的原因;

(3)雖然UV汞燈相對于溶劑型油墨來說，由于沒有VOC的排放而具有環(huán)保、環(huán)境友好的特點(diǎn)，但UV汞燈也存在一些隱性的污染，例如由于汞燈的高壓、高溫和強(qiáng)輻射，很容易使周圍的氧氣分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生產(chǎn)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。

與普通UV汞燈相對，LED-UV的優(yōu)勢在于：

(1)冷光源、無熱輻射，被照物品表面溫升低，解決光通訊、液晶生產(chǎn)中長期存在的熱傷害問題，特別適合液晶封邊、薄膜印刷等要求溫升小的場合適用。發(fā)熱量小，可解決汞燈噴繪設(shè)備發(fā)熱量大、工作人員難以忍受的問題。并且，LED-UV光源，發(fā)出的是高純度單波段紫外光，幾乎沒有紅外線的輸出，它屬于冷光源，加工件不會(huì)因受熱而變形。

(2)效率高：LED-UV的光線能量高度集中在具有有效固化作用的某紫外光譜段，實(shí)際使用效果和光強(qiáng)為1000～2000mW/cm2的傳統(tǒng)高壓汞燈UV光源的固化效果不相上下，從而使固化時(shí)間縮短。傳統(tǒng)的汞燈UV光看上去亮度很高，但熱量很高，因?yàn)樗墓庾V很寬，真正起有效固化作用的紫外光譜段只占其中的一部分能量，有相當(dāng)大一部分是在可見光段(雜光)和紅外光譜度(導(dǎo)致熱量產(chǎn)生)，對操作者的眼睛損傷嚴(yán)重并且容易使加工工件熱變形。

(3)超長壽命：LED-UV燈的使用壽命是傳統(tǒng)汞燈的10倍以上，且使用壽命不受開關(guān)次數(shù)影響。

(4) 瞬間開關(guān)，不需要預(yù)熱即可達(dá)到最大功率紫外輸出，關(guān)閉后可以瞬間重新開機(jī)。

(5)能量高，光輸出穩(wěn)定，照射均勻效果好，提高生產(chǎn)效率。

(6)可定制有效照射區(qū)域，長度從20mm到1000mm。

(7)不含汞，也不會(huì)產(chǎn)生臭氧，是替代傳統(tǒng)光源技術(shù)的一種更安全、更環(huán)保的選擇。

(8)能耗低，耗電量僅為傳統(tǒng)汞燈式固化機(jī)的10%，能節(jié)約90%電量。

(9)維護(hù)成本幾乎為零，采用UV-LED固化設(shè)備每年至少節(jié)約10000元/臺(tái)的耗材費(fèi)。

(10)由于紫外線照射裝置與相關(guān)配套裝置非常緊湊，無需以往那種較大的機(jī)械安裝空間以及管道施工，設(shè)置簡單容易。可以說LED-UV固化系統(tǒng)進(jìn)一步增強(qiáng)了傳統(tǒng)UV固化系統(tǒng)的環(huán)境協(xié)調(diào)性。LED-UV技術(shù)是原有UV技術(shù)的升級。

LED-UV光源作為一種新技術(shù)就目前而言也存在一些問題

(1)由于LED-UV的關(guān)鍵技術(shù)為國外所控制，所以目前國內(nèi)的LED-UV燈的價(jià)格相對較高;

(2)由于技術(shù)特點(diǎn)的限制，目前的LED-UV燈的光強(qiáng)度不高，以至于在一定程度上影響固化速度等。