· 传统UV灯及UV LED灯技术的性能及原理对比分析-UV光固化,UVLED灯

UV光固化技术是一项绿色工业的新技术，曾被北美辐射固化委员会评为具有“5E”特点的工业技术，充分展现出了该技术的特点。所谓5E，即Efficient，高效，UV固化可以在数秒之内实现完全的固化，生产效率更高;Energysaving，节省能源，UV产品是常温快速固化，其能耗一般只有热固化的1/10～1/5;Environmentalfriendly，环境友好，紫外光固化材料中不含或只含少量溶剂，同时紫外固化所用能源为电能，不燃油或燃气，无CO2产生，故紫外光固化被誉为“绿色技术”;Economy，经济，紫外固化装置紧凑，流水线生产，加工速度快，因而节省场地空间，劳动生产率高，紫外固化工艺保证膜层更薄，并有优良的性能从而减少原材料消耗，有利于降低经济成本;Enabling，适应性广，该UV产品可适应于多种基材，如纸张、木材、塑料、金属、皮革、石材、玻璃、陶瓷等几乎所有的硬质材料和软质材料。 即便UV光固化技术具有如此多的优点，但也存在一些不可回避的缺点，(1)UV汞灯的使用寿命有限;(2)UV汞灯的能耗较大，但有效利用的能量却不高，输入能量中只有大约20%的能量产生紫外线，而有20%是可见能源，40%是热量，从图4的光谱图上我们也可以看出，除了常用的起有效固化作用的300～400nm波段以外，还有许多其他的波段，其中发射出的红外线将会使基材的温度升高，这也可以较好地解释传统的UV汞灯不太适应于热敏材料的原因;(3)虽然UV汞灯相对于溶剂型油墨来说，由于没有VOC的排放而具有环保、环境友好的特点，但UV汞灯也存在一些隐性的污染，例如由于汞灯的高压、高温和强辐射，很容易使周围的氧气分子发生化学反应而生产臭氧，而臭氧不但对大气层有不利影响，而且对身体健康也具有较大的影响。 与普通UV汞灯相对，LED-UV的优势在于： (1)冷光源、无热辐射，被照物品表面温升低，解决光通讯、液晶生产中长期存在的热伤害问题，特别适合液晶封边、薄膜印刷等要求温升小的场合适用。发热量小，可解决汞灯喷绘设备发热量大、工作人员难以忍受的问题。并且，LED-UV光源，发出的是高纯度单波段紫外光，几乎没有红外线的输出，它属于冷光源，加工件不会因受热而变形。 (2)效率高：LED-UV的光线能量高度集中在具有有效固化作用的某紫外光谱段，实际使用效果和光强为1000～2000mW/cm2的传统高压汞灯UV光源的固化效果不相上下，从而使固化时间缩短。传统的汞灯UV光看上去亮度很高，但热量很高，因为它的光谱很宽，真正起有效固化作用的紫外光谱段只占其中的一部分能量，有相当大一部分是在可见光段(杂光)和红外光谱度(导致热量产生)，对操作者的眼睛损伤严重并且容易使加工工件热变形。 (3)超长寿命：LED-UV灯的使用寿命是传统汞灯的10倍以上，且使用寿命不受开关次数影响。 (4)瞬间开关，不需要预热即可达到最大功率紫外输出，关闭后可以瞬间重新开机。 (5)能量高，光输出稳定，照射均匀效果好，提高生产效率。 (6)可定制有效照射区域，长度从20mm到1000mm。 (7)不含汞，也不会产生臭氧，是替代传统光源技术的一种更安全、更环保的选择。 (8)能耗低，耗电量仅为传统汞灯式固化机的10%，能节约90%电量。 (9)维护成本几乎为零，采用UV-LED固化设备每年至少节约10000元/台的耗材费。 (10)由于紫外线照射装置与相关配套装置非常紧凑，无需以往那种较大的机械安装空间以及管道施工，设置简单容易。可以说LED-UV固化系统进一步增强了传统UV固化系统的环境协调性。LED-UV技术是原有UV技术的升级。 LED-UV光源作为一种新技术就目前而言也存在一些问题，(1)由于LED-UV的关键技术为国外所控制，所以目前国内的LED-UV灯的价格相对较高;(2)由于技术特点的限制，目前的LED-UV灯的光强度不高，以至于在一定程度上影响固化速度等。