做更好的UV-led设备

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UV-LED固化是指利用LED发出的光，将油墨、油漆、涂料、浆料、粘合剂等流体变成固体，不同于传统汞灯发出的紫外宽光谱光固化技术，即UV固化。两者的共同点是依靠光照射激发光引发剂，然后通过聚合反应促使流体中含有的单体和预聚物结合形成硬化膜。

UV-LED固化系统几乎不发热，适用于各种热敏介质，如塑料薄膜印刷基材。与传统的汞灯相比，紫外发光二极管灯可以节省2/3的能量。LED光源的使用寿命比传统的紫外光源长很多倍。UV-LED技术的另一个重要优势是，UV-LED灯不需要预热时间，可以根据需要随时开启或关闭。这些特点是新型绿色包装印刷技术的典型代表之一。

紫外光发光二极管与传统紫外光固化工艺的比较：

紫外光固化工艺是在紫外光固化工艺的基础上发展起来的。与传统的紫外系统相比，紫外发光二极管固化可以降低高达70%的能耗。传统的紫外光固化使用200 ~ 450纳米的整个紫外光谱，而紫外-发光二极管固化只关注窄范围的紫外光谱，通常为395 ~ 405纳米。目前，虽然一些UV-LED固化系统在365纳米固化，但大多数都集中在395纳米左右，这是UV-LED固化的常见波长。

与传统的紫外光固化系统相比，UV-LED固化系统具有以下优点：

(1)与UV固化相比，UV-LED固化只需要1/4的功耗，大大降低了能耗和CO2的排放。

(2)汞灯的辐射水平容易超过10W/cm2，用于表面固化时容易发热。但UV-LED的辐射能是可以控制的，发热少，对耐热性或热敏性较差的印刷材料如塑料薄膜的印刷热量影响不大，只需稍微调整印刷精度即可。

(3)UV-LED光源组件的使用寿命约为UV光源组件的12倍，更换光源的频率大大降低，从而降低了设备的消耗。

(4)UV-LED可瞬间开启或关闭，无需UV固化所必需的预热和冷却时间，提高了运行效率。

(5)UV-LED模式不产生臭氧，改善了工人的工作环境，消除了臭氧的危害，无需安装捕集和焚烧设备。

(6)由于UV-LED光源设备及相关配套设备紧凑，设置简单，节省空间。从以上优点可以看出，UV-LED固化系统不仅显著降低了成本，还减少了对环境污染和能源损耗。

UV-LED固化的关键技术及发展方向

UV-LED固化技术源于UV固化技术，主要涉及两部分：395nm固化光源和在395nm光作用下可固化的新材料体系。

在光固化设备方面，长波长(395nm)高功率输出的UV-LED光源设备的发展取得了很大进展。此外，UV-LED的固化范围已经从原来的单点固化扩展到现在的表面固化，但高效大功率的、立体体的固化还未见报道。目前，许多印刷设备都采用了100%UV-LED固化技术。

UV-LED释放的能量已经可以等于甚至高于传统UV固化灯泡释放的能量。16W/cm2 的LED固化系统已经量产两年，基本满足快速固化速度的需求，这款LED光源的使用寿命超过2万小时。

UV-LED点、面光源设备已在实践中得到应用。近年来，LED光源在波长控制、出光效率和大功率LED光源的散热技术也在不断提高。因此，随着LED技术和半导体技术的发展，在三维可控的光强、开发大功率与光引发剂的吸收波长相匹配，是发展、结构的发展方向。

2006年，只有少数油墨与UV-LED技术兼容。在UltrakingXCURA下，选择了能被光引发剂吸收的波长较高的部分，推出了新型的、 UV-LED固化高活性油墨和低能耗涂料，用于单张纸和轮转胶印。这种油墨可以印刷在特定的无孔涂层或无涂层基材上，油墨的反应性高，因此不需要多个固化光源。

截至2013年，已有超过20家油墨和材料供应商支持并配置了UV-LED油墨。相当多的材料供应商已经将他们的材料与UV-LED兼容作为他们的卖点。新型树脂、单体、预聚物和光引发剂的出现，使得UV-LED技术的应用越来越广泛。

实际应用结果表明，UV-LED固化系统可以提高颜料含量，获得更鲜艳的颜色。这对拓展UV-LED固化技术的应用领域很是重要。传统的UV固化体系的固体颗粒容量相对较小，而UV-LED固化体系的固体颗粒容量更高，这表明可以在体系中加入更多具有光、声、电磁功能的纳米颗粒，大大拓展了其应用领域。

目前，不仅油墨被广泛应用于紫外发光二极管技术，涂料和粘合剂也被专门配置为紫外发光二极管固化产品。印刷电路板(PCB)、电子元件封装也用UV-LED固化代替。以印刷电路板(PCB)的曝光为例，扫描曝光可以有效减小UV-LED光源的尺寸和面积，进而解决UVLED的散热问题。此外，它还具有光强分布均匀稳定、设备成本低等优点。其性能高于传统曝光工艺，完全满足PCB曝光工艺。

在光固化新材料方面，开发了一种新的引发剂、单体、预聚物固化体系，以提高光固化反应活性。在UV-LED固化体系中加入光学、声音、电学、磁性功能纳米材料，形成无机功能粉体分散在有机载体中的新型浆料。将其与3D打印制造相结合，将带来更多的技术创新和更大的市场。

UV-LED的市场前景

随着UV-LED系统开发技术的成熟，UV-LED固化系统的体积越来越小，甚至变得便携。油墨、油漆、涂料、浆料等UV-LED光源设备和液体光固化系统的创新，直接导致了整体成本的降低和应用领域的拓宽。

UV-LED固化技术具有高效、无VOC、臭氧、无汞排放、、工艺温度低、固体颗粒容量高的特点，将成为油墨、油漆、涂料、功能浆料、电子元器件封装胶、 3D等印刷制造领域的技术创新和市场热点。