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      UV LED光固化設備先驅
      - 2019-11-27-

      今天跟著小編一起繼續來了解一下UV LED光固化設備先驅
      一、標簽、條碼、二維碼LED固化
      近年來,一項新技術進入了人們的視野,引起了越來越多人的關注和討論。這項技術是紫外LED固化技術,它可能挑戰傳統的紫外固化油墨和清漆。紫外光LED是一種發光二極管,其發光方式為場致發光,由半導體產生,而傳統的紫外光固化則是由充滿各種氣體的光來實現的。UV-LED固化技術最早出現在drupa 2008印刷展上,主要用于數碼噴墨墨水的固化,也可用于柔性版印刷或其他印刷工藝油墨。

      UV LED光固化的支持者說,這是下一個時期要發生的大事,它可以取代目前廣泛使用的技術;其他人則認為其普及尚需時日。不過有幾個指標肯定有利于UV LED光固化技術的普及:能耗比傳統UV固化的要低,而且LED陣列具有更長的使用壽命。不過,它的固化速度有待進一步提升。

      由于標簽印刷的速度越來越快,標簽材料越來越薄,而UV LED技術的優點在于不會產生太多的熱量,因此不會損壞薄薄的標簽和對熱敏感的承印材料。因此UV LED燈成功應用于標簽的固化烘干行業。
      點亮LED陣列(在一個單元中有許多LED)所需的能量比點亮LED UV燈所需的能量明顯要低。由于這種差異,UV LED需要放在相當接近承印材料的地方,距離承印材料5~10 mm處,最遠的也只有25 mm。而UV LED燈使用反光板,在離承印材料約53 mm處聚焦成單一光束。UV LED是泛光燈,它可以向四處發光,離承印材料越遠,照到承印材料上的光線就越少。

      與傳統UV燈相比,UV LED有兩個優點:第一個優點是可以隨意開關UV LED燈,當標簽從光束下通過時,可以在幾微秒的時間內將其關閉。它還可以閃爍發光,在需要的時候打開,在不需要的時候關閉,節省能源和成本。第二個優點是固化速度可以提高到150 m/min。越往后速度越快。每年UV LED設備生產商都會研發出高于現有固化速度幾倍的設備。以此滿足市場需求。

      從技術上講,LED UV固化油墨在固化后是固體而不是液體,LED UV激發光引發劑與混合物中的其他顆粒產生鏈接,引起聚合反應而固化,形成固體并“干燥”。傳統的UV固化利用了200~450 nm的整個紫外光譜,而UV LED只集中在紫外光譜中一個狹窄的范圍,通常是395~405 nm。目前UV油墨雖然有一些是在365 nm處固化的(主要是UV-A的范圍),但大多數還是集中在395 nm左右,這是固化的最佳點。
      二、UV LED油墨固化干燥
      傳統廠家主要生產的噴墨墨水和絲網印刷油墨,在一般的印刷應用場合,其印刷效果還不夠完美。,目前這些公司對UV LED固化技術非常有興趣,但從油墨制造商的角度來看,這項技術還是存在一些問題,其中一個問題就是如何獲取UV的能量。

      LED光源是單色光,通常在390~400 nm的范圍內工作,這是可見能量的開始處,越接近可見光,就越容易出現不希望有的固化問題。典型的水銀蒸氣燈產生的紫外線能量效率不夠高,只有大約20%的能量產生紫外線,而有20%是可見能源,40%是熱量。LED會把所有功率都轉換到需要得到的那部分。不過標準的水銀蒸氣燈可以通入大量的能量,發射更多的能量。

      標準的紫外線燈泡發出的紫外線光譜為200~400 nm,有一些不需要的輻射能,但可以被利用。讓不同的光引發劑做不同的事情,包括它們自己要做的和希望它們做的。油墨中的顏料也會傳輸能量,所以有些顏料的固化會比其他顏料會好一些。

      除了油墨,還有光油。光油通常是用來實現某種表面效果的。UV LED燈產生的能源類型不能很好地固化表面。很難用UV LED燈獲得很好固化的UV光油膜層。另一個問題是,能產生表面固化的光引發劑不能很好地吸收能量。

      盡管如此,這項新技術以后還是有可能會用到其他領域的,這項技術肯定會在某些地方得到提高,從而被更廣泛地接受。

      至于固化速度,有人說采用UV LED的印刷速度會受到限制,UV LED的功率相對較低,但可以安置很多模塊來提高功率。在增加功率的時候就要有冷卻UV LED的設備。因此,需要權衡一下總成本,增加UV LED裝置是不是真有意義?

      與標準的UV固化油墨相比,UV LED固化油墨的價格會高一些。在油墨中要加入更多的光引發劑,這些成分通常都比較貴。當然,這只是暫時的。隨著時間的推移,總會有人研發出質量好價格又實惠的產品。這是必然的。拭目以待。
      三、既可以用傳統的紫外線固化,也可以用UV LED固化的墨水
      知名國際公司,EFI Jetrion自己制造墨水,既可以用傳統的紫外線固化,也可以用UV LED固化。EFI公司目前配套的正式一臺數字噴墨標簽印刷機上面的UV LED固化設備??梢允褂肬V LED固化白色油墨、傳統的其他顏色的UV油墨。
      Jetrion系統先印白墨,然后印CMYK印刷色。白墨是由二氧化鈦制成的,二氧化鈦是大分子,和黑墨一樣都是用其他能源輻射系統進行固化時會產生問題的油墨。Jetrion采用UV LED對白墨進行固化的過程被稱為固定(pinning),其中輻射能使油墨的黏度提高,但不能完全使其固化。經過固定,后續在白墨上印刷就容易很多。

      UV LED系統所產生的熱量從LED陣列的背面排出,因此需要通過風冷或水冷裝置,冷卻需要的功率也要算在LED的賬上。有業內人士推測,由于使用冷卻系統的能量可能會削弱UV LED固化使用較少能源的說法。但系統制造商認為,冷卻系統的功耗再大也不會大到接近傳統UV系統所需的功率。

      大多數油墨制造商正在或已經開始研發UV LED墨水系統,并在市場上推出了一些產品,如盛威科和INX國際公司。在2009年芝加哥的全美印藝展上,INX國際公司展示了一臺短版的窄幅輪轉UV LED印刷機,以20 m/min的固化速度一次走紙輸出。最近,該公司展出了LED-INX墨水,這是一種UV固化的顏料型噴墨墨水,正處于開發階段。EFI除了Jetrion的數字噴墨印刷機,還制造威特寬幅UV噴墨系統。該公司曾經宣布,UV LED燈提供了以前用傳統的水銀燈無法向用戶提供的獨特功能。UV LED固化產品在超寬幅面打印機產品的成功應用,說明UV LED系統供應商已經能夠應對嚴格的技術、可靠性和性能的挑戰。
      四、廣告UV LED固化
      寬幅噴墨打印機制造商日本羅蘭公司也推出了64 in的VersaUV LEJ-640 UV LED組合式噴墨打印機。LEJ-640利用該公司的Ver saUV技術,能夠在大多數承印材料上打印C、M、Y、K、白色和透明色,從卷筒材料到0.5 in厚的板材,打印具有特殊效果和整飾效果的圖形。

      作為該公司最新的VersaUV系列中的產品,LEJ-640可以在包括瓦楞紙板、泡沫板和其他硬質材料上制作包裝模型和特種印刷。LEJ-640也可以在各種軟包裝材質上打印和模擬壓凸效果,可以在各種用作印刷機打樣樣張、模板、寬幅標示牌、銷售點廣告、櫥窗顯示和室內裝飾項目所用的材料上打印。安全使用的UV-LED燈,既高效又節能,還無需預熱時間。
      五、大廠家布局UV LED市場
      德國賀利氏特種光源公司也推出了UV LED系統,稱為NobleCure。這個系統的波長為395 nm,輻射功率至少為4 W/cm2。由于照射的窗口面積近40 cm2,產生的總能量大約為200 W。

      這有效的輻射能力因采用最先進的微透鏡技術而得以實現。這種鏡頭能夠形成光束,增加UV LED系統的解偶聯效率達50%以上。輻射基本保持穩定,甚至在要固化材料處在不同距離時也只有輕微的下降。因此,NobleCure可以在與承印材料不同的距離上工作,而不需要重新調整系統的位置。它可以實現365~405 nm的波長范圍,因此可以用于各種膠黏劑的固化和數字印刷的應用。

      與傳統的UV燈相比,UV LED燈具有較長的使用壽命。從使用壽命長的角度說,LED表現極佳。有幾家公司在連續不停運行的情況下,LED使用已經達到2萬h以上,而且還在繼續使用。以前LED燈具生產廠家都聲稱燈具的壽命為1萬h,現在都說是1.5萬。(目前UV LED龍頭廠家日亞官方公布的使用壽命是3個萬小時。)
      六、結語
      UV LED市場的發展相當不錯,它在一些市場中還是有優勢的。隨著時間的推移,會有越來越多的人了解它,會有很多人愿意嘗試新的東西。

      很多人推測UV LED固化技術會取代傳統的UV固化技術。它具有更高的能源效率、降低維護需求的優勢,這等同于節約了成本,加上其符合環保要求,這就宣告了效率較低的水銀紫外線燈具技術的結束。至于這個系統會不會用在窄幅印刷機領域?業內人士似乎都很樂觀。柔性版印刷機可以用它進行可變信息印刷。UV LED在以后也會在數字印刷、柔性版印刷等領域中使用。

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