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行業(yè)新聞

[UVLED固化]系列報告：UV LED固化技術發(fā)展及優(yōu)劣勢分析

2022-07-08

作為UVLED固化行業(yè)的朋友柯依努光電的小編認為是有必要了解UV LED固化技術發(fā)展，今天就和大家一起分享這方面的知識

UVA（315nm-400nm）的典型應用為紫外固化、紫外配墨打印、光催化、防偽識別等。光固化主要使用波長365-400nm之間的紫外光。紫外光固化應用包含在顯示屏、電子醫(yī)療、儀表等行業(yè)的UV膠黏劑固化；建材、家具、家電、汽車等行業(yè)的UV涂料固化；以及印刷、包裝等行業(yè)的UV油墨固化等。

目前有多種方法可以固化形成涂層、薄膜或油墨，比如熱固化，蒸發(fā)固化，氧化固化（空氣干燥）等。UV固化是一個新的方法，時間短，產(chǎn)能高、總工序成本低、揮發(fā)性有機化合物/溶劑使用少、設備小。UV固化的原理是使用一種化學反應，使多種化學成分的混合物聚合，如單體、低聚物和光引發(fā)劑。這些材料可能是涂料、粘合劑、油墨、復合材料等。UV固化系統(tǒng)由UV燈、反光鏡、電源/轉換器和外罩組成。

UV LED 固化：無法替代的優(yōu)勢

UV之所以受到業(yè)界如此重視，一方面是由于政策環(huán)境的推動，另一方面更是由于其相較于傳統(tǒng)紫外輻射固化技術的優(yōu)勢顯著。

1、更高的效率：UV LED可瞬間開（關）燈，傳統(tǒng)UV光源需預熱1分鐘之后才能啟動，冷卻4分鐘之后才能關閉。為提高工作效率，很多操作人員通常會一直開著UV光源，從而造成很大浪費。而LED-UV光源能在印刷時瞬間開啟，工作效率大幅提升。同時，UV LED消除了使用傳統(tǒng)汞燈出現(xiàn)的意外線路停工，減少JIT的維護和故障排除，確保短期運行和更換工作，產(chǎn)量增加10％至30％，減少浪費和廢料，更多的按壓時間。

2、更高的可靠性：維護成本更低；快速更換作業(yè)；即開即關能保證短時間運行；UV LED的輸出更穩(wěn)定一致；更好的粘著力。

3、更高的一致性：UV LED的固化一致性更高，是可控，可預測的，耐候性更好，而且靈活性更高，LED-UV光源采用點光源，可結合紙張尺寸，分級設置照射范圍。

4、更高質(zhì)量的印刷：色差更小；更好的固化附著力；白色不透，金屬色更正，熒光色更亮。對印刷對象更少的熱傳遞，發(fā)熱量小，LED-UV光源的光電轉換效率高，燈管表面溫度僅為60℃左右，能有效防止印品因過熱而產(chǎn)生收縮變形，從而達到較高的套印精度。

5、更經(jīng)濟：UV LED能耗更低，有效發(fā)光效率高，能夠減少70%～80%的能源消耗。使用UV LED設備損耗更小，使用壽命長，LED-UV光源使用壽命可高達2萬～3萬小時，是現(xiàn)有高壓汞燈和金屬鹵素燈（1500小時）的十幾倍，可大幅減少光源更換次數(shù)。

6、更環(huán)保：能降低空氣交換，粉塵傳播，無汞污染，無UVB和UVC ，無臭氧。LED-UV光源不會產(chǎn)生短波紫外光，因此在固化過程中不會產(chǎn)生臭氧，無需安裝除味裝置或排風管道等輔助裝置，能夠保持清潔的工作環(huán)境，這使得LED-UV固化裝置在周圍建筑物密集的工廠也可采用。

UV LED 固化的局限:在發(fā)展中解決問題

同時，現(xiàn)在價格、配套光引發(fā)劑、表面固化、短波長LED的研發(fā)，UV-LED功率的提高，以及和傳統(tǒng)汞燈的競爭，都是UV-LED需要面對的問題。

1、表面固化問題：照射強度較弱，若印刷速度過快，易導致油墨固化不徹底。針對某些UV涂料，LED UV固化會出現(xiàn)表面粘手的現(xiàn)象，這是由于空氣中的氧氣會阻礙自由基的反應，影響表干，導致粘手；汞燈UV固化時，由于汞燈含有低波段紫外線，會將氧氣反應成臭氧，隔絕了UV涂料和氧氣的接觸。

2、只能發(fā)出長波紫外光，不能發(fā)出短波紫外光，因此不利于UV光油的固化。同時，由于沒有UVB、UVC和紅外，LED波長更適合深層次的固化，而汞燈能覆蓋所有層次和區(qū)域。

3、LED-UV光源價格偏高。

4、現(xiàn)有印刷機改造困難，這是因為LED-UV光源照射距離短，必須與承印材料表面近距離照射，才能保證油墨的良好固化，因此對現(xiàn)有印刷機的改造帶來了極大不便。

5、配套引發(fā)劑的問題：對LED-UV光源發(fā)出的紫外光發(fā)生反應的光引發(fā)劑較少，因此需要精選出反應性能優(yōu)異的光引發(fā)劑。LED-UV油墨的光引發(fā)劑不僅需要對LED-UV光源發(fā)出的窄波段紫外光能具有很強的吸收力，而且必須實現(xiàn)墨層表面和內(nèi)部同時固化。因此，在選擇LED-UV油墨的光引發(fā)劑時，應保證光引發(fā)劑在LED-UV光源的特定波長下具有最佳的吸收特性，同時還應開發(fā)出配比最佳的光引發(fā)劑組合，以盡可能地吸收有限的紫外光能。特別是對于透明類光油而言，必須在有限種類的光引發(fā)劑范圍內(nèi)，找到能使光油黃變性和固化性達到平衡的光引發(fā)劑。

UV 固化的發(fā)展路線：隨著技術的進步定制化程度越來UV 固化的發(fā)展路線：隨著技術的進步定制化程度越來越高

■ 2010-2013年只有弧光燈的標準模塊的可供更換

■ 2013-2015年開始根據(jù)客戶的需求進行定制

■ 2015年-至今為了更好的利用LED技術優(yōu)勢，根據(jù)客戶的實際使用需求（工藝、油墨、速度、基板等）進行充分定制

■ 2009-2011年發(fā)展重點在于推廣展示紫外LED固化的好處

■ 2012-2014年發(fā)展重點在提升輻照強度

■ 2014-2016年發(fā)展重點在于提升系統(tǒng)使用壽命

■ 2015-2017年發(fā)展重點關注流程優(yōu)化

從大趨勢來看，UV LED被認為是下一代光源之一，UV LED的前景不僅為LED業(yè)界所看好，也被輻射固化業(yè)界視為未來的趨勢。加上水俁公約、節(jié)電優(yōu)惠等政策推廣助力，國內(nèi)外企業(yè)加速布局，UV LED市場即將爆發(fā)，未來五年將進入快速成長期。據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2023年，UV LED 的固化應用市場規(guī)模約為1.6億美元（器件價值）。

上述所講解的就是柯依努精密的小編收集關于UVLED固化技術及其相關知識，希望看完能夠?qū)δ兴鶐椭?，柯依努（東莞）精密光電有限公司是專業(yè)研發(fā)生產(chǎn)各種UV光源及UV固化設備的廠家。公司擁有日系生產(chǎn)工藝，產(chǎn)品遠銷韓國、日本、美國、巴西等地。歡迎各界朋友交流指導。如果您想要了解更多關于UV機的相關信息的話，歡迎在線咨詢客服或是撥打本公司服務熱線進行咨詢，我們將竭誠為您提供優(yōu)質(zhì)的服務！本文部分信息/圖片來源于互聯(lián)網(wǎng)，僅供行業(yè)新資訊分享交流用途，勿作商用。如有涉權，請原著人第一時間告知我們，我們將立即刪除，謝謝。