UV固化處理用于光盤的保護(hù)層、DVD粘合工藝的UV粘合劑、印刷工藝中的UV油墨的固化處理。
分析頻域內(nèi)的UV光譜。最靠近可見光的最長波長是UV V,波長范圍是445~340nm,能穿透鋁層和UV油墨中的不透明成分。向高頻段移動(dòng),波長范圍350~320nm的UV A和波長范圍320~280nm的UV B能使UV處理的速度提升、程度加大。在UV光譜的頂端UV C具有較短的波長(280~200nm),通常只影響材料的表面。
通常,固化處理系統(tǒng)中的UV燈發(fā)射出長波長和短波長的UV光,二者的比率應(yīng)嚴(yán)格設(shè)定:如果長波長曝光不足,則保護(hù)膠和基片間粘合力很弱;如果短波長的曝光太短,則表面得不到完全處理。后者能產(chǎn)生積極的意義,保護(hù)層表面的不完全固化能保持表面的部分粘性,有利于印刷油墨的粘附。
下面討論UV燈如何使液體固化。UV處理材料中含有一種對UV光敏感的光引發(fā)劑,一旦被UV光激活就開始聚合物鏈反應(yīng),此過程稱為聚合。當(dāng)被UV光觸發(fā)的時(shí)候,光引發(fā)劑引起短分子鏈的單體重組成長分子鏈。當(dāng)短分子鏈分子形成長鏈時(shí)(聚合過程),材料漸漸變硬,逐漸固化。當(dāng)所有短分子鏈分子形成長鏈時(shí),材料就變成了固體。
光引發(fā)劑對于UV光非常敏感,可根據(jù)UV光譜的兩端(長波長和短波長)來選擇光引發(fā)劑。在一個(gè)UV膠的配方中可使用多種光引發(fā)劑。聚合過程的強(qiáng)弱完全取決于有多少光引發(fā)劑被UV光觸發(fā),也就是取決于透過保護(hù)膠的UV光的能量有多少,而曝光、UV波長和光強(qiáng)正是影響后者的主要因素。
除了光引發(fā)劑和單體,UV處理材料中還含有低聚物。低聚物起到溶劑的作用,決定材料的物理和化學(xué)特性(如硬度、韌性、耐化學(xué)腐蝕性)。而單體影響固化的速度。對于不同的應(yīng)用,單體和低聚物的比例差異很大,有些配方單體可能占10%,另一些配方單體可能高于70%。有時(shí)配方中也含有其他成分,以改進(jìn)黏附性和穩(wěn)定性。
盤片生產(chǎn)中必須要考慮一個(gè)很重要的因素:速度。由于多數(shù)UV光源也同時(shí)也輻射紅外光(熱),系統(tǒng)設(shè)計(jì)者必須要在以下矛盾中權(quán)衡利弊:太多的UV光,太多的熱;太少的UV光,速度太慢。
UV光源具有3個(gè)嚴(yán)格的指標(biāo):輻照度,輻射量,紅外輻射度。輻照度表示光源的強(qiáng)弱,單位是毫瓦每平方米,與固化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有關(guān),包括效率、光學(xué)設(shè)計(jì)、聚焦等因素。輻射量表示指定區(qū)域內(nèi)接收到的輻射能量的大小,單位是毫焦每平方厘米。輻照度的測試值是固定的(時(shí)常),而輻射量的測試值是時(shí)變的。
這些規(guī)范和UV配方的特性一起決定了光源距離基片的距離和基片的轉(zhuǎn)速,以確保UV光能透過保護(hù)膠,在工藝結(jié)束時(shí)實(shí)現(xiàn)固化。
柯依努(東莞)精密光電科技有限公司
廣東省東莞市長安鎮(zhèn)長安錦繡路291號4棟5樓518