UV固化知識(shí)
一:UV固化
UV固化在英文中稱(chēng)UV Curing 或 UV Coating,是光化學(xué)反應(yīng),就是UV膠水經(jīng)涂抹到水晶表面,經(jīng)UV紫外線(xiàn)照射實(shí)現(xiàn)硬化的過(guò)程,與傳統(tǒng)的干燥過(guò)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固化則是無(wú)溶劑揮發(fā)。
在特殊配方的樹(shù)脂中加入光引發(fā)劑(或光敏劑),經(jīng)過(guò)吸收紫外線(xiàn)(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(shù)脂(UV涂料、油墨、粘合劑等)在數(shù)秒內(nèi)(不等)由液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)。UV固化過(guò)程中需要用到UV能量計(jì)對(duì)固化能量進(jìn)行檢測(cè)。
二:UV燈
可見(jiàn)光的短波長(zhǎng)側(cè)有紫外線(xiàn)區(qū)域,波長(zhǎng)范圍100~400nm。紫外線(xiàn)區(qū)域根據(jù)國(guó)際照明委員會(huì)(CIE)和國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)可分為以下波長(zhǎng)域:UV-A: 315~400nm;UV-B: 280~315nm;UV-C: 100~280nm ;UV-V: 390 nm 以上 ;(UV-C的波長(zhǎng)范圍在生物學(xué),醫(yī)院,化學(xué)等學(xué)科中還沒(méi)有得到統(tǒng)一)。光子能E=h/λ式(h常數(shù),λ光波長(zhǎng)),波長(zhǎng)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(chēng)化學(xué)線(xiàn)。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。UV-B 對(duì)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(chēng)生物線(xiàn)。UV-C是遠(yuǎn)紫外線(xiàn)。因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)短能量大,具有殺菌作用,能分解分子的結(jié)合。對(duì)UV膠水的固化,只有UV-A有較強(qiáng)的效果。紫外線(xiàn)UV固化膠水在波長(zhǎng)365nm—400nm的紫外線(xiàn)光照射下能迅速固化,從而發(fā)揮應(yīng)有的接著強(qiáng)度。
三:UV光源系統(tǒng)
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(shí)器)、箱體幾個(gè)部分構(gòu)成。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。
1.UV燈管
目前市場(chǎng)上的UV燈分高壓汞燈和金屬鹵素?zé)魞煞N。國(guó)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)?
A. UV燈功率的選擇。UV燈的功率即UV燈光的輻射能量,也稱(chēng)穿透力。首先,它一定要滿(mǎn)足UV油墨(光油)吸收的光譜波長(zhǎng)及功率密度的要求。若UV燈的功率不夠,即使光照時(shí)間再長(zhǎng),過(guò)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(huì)使UV油墨(光油)表層老化、封閉、變脆等,同時(shí)油墨(光油)的附著力也不好,會(huì)使疊印的層間結(jié)合力差。因?yàn)榈凸β实腢V燈光不能穿透墨層底部,使底部未固化或固化不充分。
B. UV燈(高壓汞燈)的壽命一般為800 — 1000小時(shí),達(dá)到后即應(yīng)更換,因?yàn)榈酱藭r(shí)段的UV燈所發(fā)射的紫外光線(xiàn)的強(qiáng)度變?nèi)?,?huì)影響固化效果。同時(shí)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(shí)間用無(wú)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(xiàn)全部有效輻射到UV油墨或光油。
C. UV燈的強(qiáng)度
UV燈功率一般要滿(mǎn)足80~120W/cm2的要求,但功率越大熱量也會(huì)越大,因此要根據(jù)固化物和固化速度不同來(lái)選擇功率。
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/英寸;120W /cm 即 300W/英寸;160W /cm 即 400W/英寸;240W /cm 即 600W/英寸.
2.反射罩
反射罩的類(lèi)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(diǎn)是反射的UV光線(xiàn)能量集中,光固化的效率高,有利于厚墨層的油墨固化,可使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(guò)高會(huì)使燈管燒毀;而輸出電壓過(guò)低,燈管又不能全功率工作,從而使紫外線(xiàn)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(huì)使電容擊穿,影響到UV固化裝置的正常工作。
5. 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(diǎn)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:排風(fēng)量=150立方米/小時(shí)。千瓦*UV燈功率(KW),注意:不可以用強(qiáng)風(fēng)對(duì)燈管表面送風(fēng)冷卻,否則燈管表面溫度過(guò)低會(huì)造成燈管滅弧熄燈。
C. 選擇適合的反射罩:市場(chǎng)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。