UV固化基礎(chǔ)知識

1、uv固化基礎(chǔ)知識一、uv概念uv 是紫外線的英文（ultra-violet ray）縮寫，工業(yè)用 uv 光源光譜范圍是200nm-450nm，以365nm為中心。按波段的不同，分別為uv-a，uv-b，uv-c各具有不同的用途。1、低壓uv燈管即殺菌燈則主要用于殺菌消毒，另外uv-b還主要用于紫外線檢驗，醫(yī)療治療等。2、強(qiáng)紫外線高壓水銀燈由高品質(zhì)的純石英管材制造而成，使紫外線能高程度及大量的穿透，其弧長度/發(fā)光長度可由5厘米至300厘米不等，常見功率為每厘米30w至200w，超大功率uv燈一般在每厘米200w或以上操作，該燈光譜有效范圍在350-450nm之間，主波峰為365nm，有700多個

2、品種，功率由100w-25kw.二、uv固化uv固化在英文中稱uv curing 或 uv coating，uv固化是光化學(xué)反應(yīng)，即液態(tài)的uv照射可固化材料經(jīng)印刷或涂布到承印物或工件表面，經(jīng)uv光線照射實現(xiàn)硬化的過程，uv固化與傳統(tǒng)的干燥過程相似，但原理不同，傳統(tǒng)的干燥一般借助于涂敷材料中溶劑的揮發(fā)而形成硬化，而uv固化交聯(lián)則無溶劑揮發(fā)。ultraviolet，簡稱uv，即紫外線，紫外線燈管則簡稱uv燈管。三、uv燈uv燈為氣體放電燈，氣體放電燈分為弧光放電和輝光放電，uv固化中常用uv燈為弧光放電燈，其工作原理是：在真空的石英管中加入定量的高純汞（水銀），通過對兩端電極提供電壓差（壓降），產(chǎn)

3、生離子放電，從而產(chǎn)生紫外線輻射。四、uv燈的強(qiáng)度uv燈的強(qiáng)度取決于uv燈管的功率密度，一般常用規(guī)格有： 80w /cm 即 200w/inch120w /cm 即 300w/inch160w /cm 即 400w/inch240w /cm 即 600w/inch五、uv組件的選擇要保證uv燈正常良好工作需保證以下要素：a.選擇匹配的點燈電源，所配套漏磁變壓器/電容器要與uv燈所需電壓/電流相符，漏磁變壓器的額定功率/二次電壓/工作電流/絕緣系數(shù)/耐壓程度和電容器的容量/耐壓/可沖放電次數(shù)，直接決定了uv燈管的發(fā)光效率/穩(wěn)定性和壽命；b.適配風(fēng)機(jī)要與uv燈功率吻合，注意：不可以用強(qiáng)風(fēng)對燈管表面送

4、風(fēng)冷卻，否則燈管表面溫度過低會造成燈管滅弧熄燈。c.選擇適合的反射罩：uv燈罩定制的標(biāo)準(zhǔn)燈罩為聚光燈罩。六、uv燈的壽命一般指其能維持足夠的能量進(jìn)行操作的時間，在此期間其能量逐漸衰減直至低于可接受的范圍為止，一般情況標(biāo)準(zhǔn)的uv燈能放射足夠的uv能量達(dá)800小時.uv固化廣泛用于竹木地板、家具、裝飾材料、印刷、印鐵制罐、塑膠涂裝、標(biāo)牌、電路板、光盤等行業(yè)；也是半導(dǎo)體、電子元件、液晶等粘接固化的理想光源.在特殊配方的樹脂中加入光引發(fā)劑（或光敏劑），經(jīng)過吸收紫外線（uv）光固化設(shè)備中的高強(qiáng)度紫外光后，產(chǎn)生活性自由基或離子基，從而引發(fā)聚合、交聯(lián)和接枝反應(yīng)，使樹脂(uv涂料、油墨、粘合劑等)在數(shù)秒內(nèi)（不

5、等）由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)。(此變化過程稱之為uv固化)uv燈可見光的短波長側(cè)有紫外線（ultraviolet radiation 簡稱uv）區(qū)域，波長范圍100400nm。紫外線區(qū)域根據(jù)國際照明委員會(cie)和國際電工委員會（iec）可分為以下波長域： uv-a: 315400nm uv-b: 280315nm uv-c: 100280nm uv-v: 390 nm 以上（uv-c的波長范圍在生物學(xué)，醫(yī)院，化學(xué)等學(xué)科中還沒有得到統(tǒng)一）根據(jù)光子能e=h/式（h常數(shù)，光波長），波長越短光子能越高。能量較低的uv-a具有光化學(xué)作用，所以也稱化學(xué)線。uv-a用于有機(jī)物的合成、涂料或接著劑的uv固化等領(lǐng)域

6、。uv-b 對生物的作用效果大，能引起紅斑作用及色素沉著等，所以也稱生物線。uv-c是遠(yuǎn)紫外線。因為波長短能量大，具有殺菌作用，能分解分子的結(jié)合。對uv膠水的固化，只有uv-a有較強(qiáng)的效果。紫外線uv固化膠水在波長365nm400nm的紫外線光照射下能迅速固化,從而發(fā)揮應(yīng)有的接著強(qiáng)度.uv固化裝置由光源系統(tǒng)、通風(fēng)系統(tǒng)（就是風(fēng)扇）、控制系統(tǒng)(數(shù)字顯示定時器)、箱體幾個部分構(gòu)成。uv光源系統(tǒng)它由uv燈管、燈罩、變壓器(鎮(zhèn)流器)、電容器(觸發(fā)器)組成。1uv燈管目前市場上的uv燈分高壓汞燈和金屬鹵素?zé)魞煞N。國內(nèi)設(shè)備普遍采用高壓汞燈，進(jìn)口設(shè)備有一部分采用金屬鹵素?zé)簟?(建議使用金屬鹵素?zé)?（1）uv燈

7、功率的選擇。uv燈的功率即uv燈光的輻射能量，也稱穿透力。首先，它一定要滿足uv油墨(光油)吸收的光譜波長及功率密度的要求。若uv 燈的功率不夠，即使光照時間再長，過uv固化裝置的次數(shù)再多，產(chǎn)品也達(dá)不到完全固化。相反，還會使uv油墨(光油)表層老化、封閉、變脆等，同時油墨(光油)的附著力也不好，會使疊印的層間結(jié)合力差。因為低功率的uv燈光不能穿透墨層底部，使底部未固化或固化不充分。 （2）uv燈功率一般要滿足80120wcm的要求，但功率越大熱量也會越大，因此要根據(jù)固化物和固化速度不同來選擇功率。uv燈的強(qiáng)度uv燈的強(qiáng)度取決于uv燈管的功率密度，一般常用規(guī)格有： 80w /cm 即 200w/

8、英寸 120w /cm 即 300w/英寸 160w /cm 即 400w/英寸 240w /cm 即 600w/英寸（3）uv燈(高壓汞燈)的最大壽命一般為800 1000小時，達(dá)到后即應(yīng)更換，因為到此時段的uv燈所發(fā)射的紫外光線的強(qiáng)度變?nèi)?，會影響固化效果。同時建議在使用期內(nèi)根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境(空氣的含塵量)不同，在適當(dāng)時間用無水乙醇清潔燈管表面及反射罩表面的反射板，再將uv燈管轉(zhuǎn)90。這樣有利于uv射線全部有效輻射到uv油墨或光油。.2.反射罩反射罩的類型有聚焦型、非聚焦型和多面反射型。一般采用的是聚焦型。這種反射罩的結(jié)構(gòu)特點是反射的uv光線能量集中，光固化的效率高，有利于厚墨層的油墨固化，可使

9、油墨的深層完全固化。3.變壓器變壓器的選擇必須與uv燈的功率相配，即變壓器必須有足夠的輸出電壓，以保證uv燈能全功率工作。如果輸出電壓過高會使燈管燒毀；而輸出電壓過低，燈管又不能全功率工作，從而使紫外線輸出強(qiáng)度不足。4電容器電容的選擇應(yīng)與燈管和變壓器相配套，根據(jù)變壓器的輸出電壓選擇所用電容的耐壓程度。如果選擇不當(dāng)則會使電容擊穿，影響到uv固化裝置的正常工作。uv組件的選擇要保證uv燈正常良好工作需保證以下要素：a.選擇匹配的點燈電源，所配套漏磁變壓器/電容器要與uv燈所需電壓/電流相符，漏磁變壓器的額定功率/二次電壓/工作電流/絕緣系數(shù)/耐壓程度和電容器的容量/耐壓/可沖放電次數(shù)，直接決定了u

10、v燈管的發(fā)光效率/穩(wěn)定性和壽命；b.適配風(fēng)機(jī)要與uv燈功率吻合：排風(fēng)量=150立方米/小時.千瓦*uv燈功率（kw），注意：不可以用強(qiáng)風(fēng)對燈管表面送風(fēng)冷卻，否則燈管表面溫度過低會造成燈管滅弧熄燈.c.選擇適合的反射罩：市場上uv燈罩定制的標(biāo)準(zhǔn)燈罩一般分為聚光燈罩和平行光燈罩。 uv燈管經(jīng)常發(fā)生的十二大問題一、uv燈管有霧狀產(chǎn)生是什么原因？如果是管內(nèi)有霧狀就是：（1）石英管材的問題、即脫羥不好。（2）或在生產(chǎn)過程中排氣不好。（3）再就是充進(jìn)的氣體純度不夠。如果是管外有霧狀則是：油墨、光油的氣體揮發(fā)物附著在管壁上，可定期用酒精等溶劑擦試。二、uv燈變形的主要原因，變形后有什么不良反應(yīng)？uv燈變形的

11、主要原因是溫度過高，輕微變形不影響正常使用，但壽命會縮短很多，嚴(yán)重變形會使燈管某側(cè)管壁變薄而破裂。檢查風(fēng)機(jī)是否損壞或是排風(fēng)管道過長造成排風(fēng)不暢。三、uv燈管內(nèi)有一塊一塊的晶體吸附是怎么回事？uv燈制做過程中，石英管材清洗不干凈有雜質(zhì)。四、uv燈管變形成泡狀、爆裂怎么回事？就是局部溫度過高、或是因為石英管壁局部過薄造成的，檢查排風(fēng)系統(tǒng)是否通暢。五、uv燈管金屬頭總是熔化燒壞是什么原因？a)金屬燈架時間久了，銅架氧化，局部接觸不良造成電流過大，打火造成熔化。b)新燈熔化就是因為uv燈金屬頭與燈架接觸不良，虛接造成打火溶化。檢查燈架的銅接點是否氧化，檢查彈簧是否有彈力。六、uv燈管使用幾小時就不能點

12、亮（燈完好無損）是什么原因？如果是金屬鹵素?zé)艟褪且驗辂u化物配比度不合適，或者變壓器輸出過低，或是燈的管壓過高。如果是水銀燈可能就是電極原因或是燈管的內(nèi)在質(zhì)量問題，或是燈已漏氣。七、uv燈兩端發(fā)黑是怎么回事？是電極粉剝落，附著在管壁上，但用到壽命是正常的，用到一至二百小時，就出現(xiàn)這種情況就不正常了。八、uv燈在使用中突然曝裂是什么原因？a)電流過大（如電容線路短路）b)吸風(fēng)時有臟東西打在管壁上。c)電極鉬鉑等封接不良。九、uv燈在使用過程總是壓降、不能回升是怎么回事？a)排風(fēng)過大b)冷端電極溫度上不來。c)變壓器、電容器和燈管的電參數(shù)不匹配。d)網(wǎng)絡(luò)電壓過低，造成變壓器輸出電壓過低。十、uv燈使

13、用300-500小時后，為什么在管壁就出現(xiàn)象手紋一樣的花紋？a)安裝時用手摸過燈管壁會用成這種現(xiàn)象。b)壁內(nèi)側(cè)有則是做燈時，石英管清洗不夠凈。十一、uv燈管電流電壓均正常，但發(fā)光不正常、暗淡呈綠黃色是何原因？（1）燈管功率參數(shù)不對。（2）燈管有慢漏現(xiàn)象。（3）燈管在制作時排氣不凈。（4）變壓器配小了。十二、uv燈管第一次能點亮正常關(guān)閉，但以后再也點不亮了是怎么回事？如果電容器、變壓器均為完好，且線路暢通，沒有接觸不良現(xiàn)象（燈管兩端有電壓）的情況下，就是燈管自身問題，一般是電極出現(xiàn)問題，或是燈已漏氣。uv燈管使用小竅門首先要避免過于頻繁的燈的冷啟動。當(dāng)一支燈管在點亮開始階段，內(nèi)部電壓很低。兩端電

14、極在這段時間會發(fā)射出鎢，這就會使燈管內(nèi)部產(chǎn)生許多點狀污染物，成為燈管過早損壞的原因之一。所以，應(yīng)該在高電壓的條件下點燈，而減短點燈時間。過于頻繁點燈還會導(dǎo)致燈管兩端過早變黑，逐漸影響到燈管主體部分也會變黑，最后導(dǎo)致燈管輸出功率降低。因為上述原因，我們建議在任何可能情況下，盡量一次點燈做完所有工作。 檢查反射罩及冷卻系統(tǒng) 為了保持燈管及機(jī)器的最大功率，應(yīng)經(jīng)常檢查機(jī)器的反射罩是否干凈，是否因為燈管的輻射熱而變形，并且應(yīng)定期更換反射罩。阻塞的過濾器及堆積在送風(fēng)機(jī)扇葉上的污垢會阻擋風(fēng)的流動并降低冷卻效果。而如果燈管工作溫度過熱，就將導(dǎo)致工作電壓及輸出功率降低。所以應(yīng)定期更換過濾器及清洗送風(fēng)機(jī)扇葉，這不

15、但會有效地改善冷卻環(huán)境，并且可以防止燈管下垂。有時燈管在不被察覺的情況下已經(jīng)下垂，所以定期旋轉(zhuǎn)燈管也將有利于保持燈管形狀。 小心安裝燈管 為了延長燈管壽命，應(yīng)謹(jǐn)慎遵循安裝說明。例如：應(yīng)避免在燈管上留有手指油污。安裝人員應(yīng)用紙巾清潔或配戴手套。我們也建議用酒精擦拭燈管表面來保持其清潔。確保燈管兩端與機(jī)器連接緊密而不腐蝕也十分重要。如果機(jī)器設(shè)計是采用彈簧套來安裝燈管時，則必須確保彈簧套的形狀良好，彈簧張力適度及燈管表面清潔。在機(jī)器運行過程中，燈管的熱量可能會使反射罩膨脹，縮短或彎曲，所以不能將燈管安裝過緊，從而讓反光罩的變化影響到燈管，以造成燈管的破裂。如果燈管兩端沒有引線端子，安裝時應(yīng)更加小心。

16、如果機(jī)器是采用金屬夾裝置與燈管連接，那么應(yīng)保證這段連接部分緊密而且干凈。通常，大多數(shù)的機(jī)器生產(chǎn)廠商會給這樣的裝置留有一些伸縮余地。顯然，如果機(jī)器是采用彈簧夾裝置燈管，那就必須保證其彈簧片良好的彈性。而大多數(shù)時候采用這種裝置類型的燈管都屬于小型曝光燈，那也就不會涉及到膨脹變形的問題了。 設(shè)置uv光固化最佳速度的兩點注意最佳速度選擇方法：將產(chǎn)品先以某一速度通過uv光固化裝置，如果固化了，再加快速度，直到通過固化裝置的產(chǎn)品剛剛不能徹底固化為止，這時的速度乘以0.8就是最佳速度。要注意uv燈的使用時間，隨著uv燈使用時間的延長，能量就會衰減，速度也要隨之調(diào)慢，盡量及時更換新的uv燈管。uv燈的參數(shù)特性

17、uv燈可以用四個特性聯(lián)系起來：uv光譜分布，輻射度，輻射量和紅外輻射。1. 光譜分布 它描述作為燈管發(fā)射波長功能之一的輻射能量或到達(dá)表層的輻射能量的波長分布。它常用一個相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語來表達(dá)，即nm。 2. uv輻射強(qiáng)度 輻射強(qiáng)度是到達(dá)表面單位面積內(nèi)的輻射功率。輻射強(qiáng)度，以每平方厘米瓦特或毫瓦特來表示。它隨燈管的輸出功率、效率、反射系統(tǒng)的聚焦以及到表面的距離不同而不同。直接置于uv燈下的高強(qiáng)度、峰值聚焦功率參考為“峰值輻射度”。輻射強(qiáng)度包括了所有有關(guān)電源功率，效率，輻射輸出，反射率，聚焦燈管的尺寸及幾何形狀的因素。由于uv可固化材料的吸收特性，到達(dá)表層以下的光能量要比表層的要少。在這些區(qū)域的固

18、化條件可能有顯著不同。光學(xué)厚度厚的材料可能會減少光效率，從而導(dǎo)致材料深層的固化不充分。在油墨或涂層里，表面較高的輻射強(qiáng)度會提供相對較高的光能量。固化的深度更多地是被輻射度影響而不是較長的固化時間（輻射量）。高輻射度允許使用較少的光引發(fā)劑。光子密度的增加增多了光子光引發(fā)劑的碰撞，從而補償了光引發(fā)劑濃度的降低。這對于較厚的涂層會有效，因為表層的光引發(fā)劑吸收和阻礙了同一波長到達(dá)深層的光引發(fā)劑分子。 3. uv輻射能量 輻射能量表示到達(dá)承印品表面單位面積的光子總量（而輻射強(qiáng)度則是到達(dá)的速率）。在任一指定光源下，輻射能量與固化的速度成反比而與固化的時間成正比。輻射能量是輻射強(qiáng)度的時間累積，以每平方厘米焦耳或毫焦耳表示，（遺憾的是，沒有有關(guān)輻射強(qiáng)度或光譜內(nèi)容換為以輻射能量測量的信息，它僅僅是被曝光表面能量的累積。）它的意義在于它是唯一包括了速度參數(shù)和固化時間參數(shù)的特性顯現(xiàn)。4. 紅外輻射密度 紅外輻射主要是由uv光源發(fā)射出來的紅外能量。紅外能量和uv能量一起被收集并聚焦在工作表層。這決定于ir的反射率和反射器的效率。ir能量可以被轉(zhuǎn)換為輻射能量或輻射強(qiáng)度的單位。但通常，它所