UV固化基础知识

UV固化基础知识

一、UV概念

UV 是紫外线的英文（Ultra-Violet Ray）缩写，工业用UV 光源光谱范围是200nm-450nm，以365nm为中心。按波段的不同，分别为UV-A，UV-B，UV-C各具有不同的用途。

1、低压UV灯管即杀菌灯则主要用于杀菌消毒，另外UV-B还主要用于紫外线检验，医疗治疗等。

2、强紫外线高压水银灯由高品质的纯石英管材制造而成，使紫外线能高程度及大量的穿透，其弧长度/发光长度可由5厘米至300厘米不等，常见功率为每厘米30W至200W，超大功率UV灯一般在每厘米200W或以上操作，该灯光谱有效范围在350-450nm之间，主波峰为365nm，有700多个品种，功率由100w-25kw.

二、UV固化

UV固化在英文中称UV Curing 或UV Coating，UV固化是光化学反应，即液态的UV照射可固化材料经印刷或涂布到承印物或工件表面，经UV光线照射实现硬化的过程，UV固化与传统的干燥过程相似，但原理不同，传统的干燥一般借助于涂敷材料中溶剂的挥发而形成硬化，而UV固化交联则无溶剂挥发。

Ultraviolet，简称UV，即紫外线，紫外线灯管则简称UV灯管。

三、UV灯

UV灯为气体放电灯，气体放电灯分为弧光放电和辉光放电，UV固化中常用UV灯为弧光放电灯，其工作原理是：在真空的石英管中加入定量的高纯汞（水银），通过对两端电极提供电压差（压降），产生离子放电，从而产生紫外线辐射。

四、UV灯的强度

UV灯的强度取决于UV灯管的功率密度，一般常用规格有：

80W /cm 即200W/inch

120W /cm 即300W/inch

160W /cm 即400W/inch

240W /cm 即600W/inch

五、UV组件的选择

要保证UV灯正常良好工作需保证以下要素：A.选择匹配的点灯电源，所配套漏磁变压器/电容器要与UV灯所需电压/电流相符，漏磁变压器的额定功率/二次电压/工作电流/绝缘系数/耐压程度和电容器的容量/耐压/可冲放电次数，直接决定了UV灯管的发光效率/稳定性和寿命；B.适配风机要与UV灯功率吻合，注意：不可以用强风对灯管表面送风冷却，否则灯管表面温度过低会造成灯管灭弧熄灯。C.选择适合的反射罩：UV灯罩定制的标准灯罩为聚光灯罩。

六、UV灯的寿命一般指其能维持足够的能量进行操作的时间，在此期间其能量逐渐衰减直至低于可接受的范围为止，一般情况标准的UV灯能放射足够的UV能量达800小时.UV固化广泛用于竹木地板、家具、装饰材料、印刷、印铁制罐、塑胶涂装、标牌、电路板、光盘等行业；也是半导体、电子元件、液晶等粘接固化的理想光源.

在特殊配方的树脂中加入光引发剂（或光敏剂），经过吸收紫外线（UV）光固化设备中的高强度紫外光后，产生活性自由基或离子基，从而引发聚合、交联和接枝反应，使树脂(UV涂料、油墨、粘合剂等)在数秒内（不等）由液态转化为固态。(此变化过程称之为＂UV固化＂)

可见光的短波长侧有紫外线（Ultraviolet radiation 简称UV）区域，波长范围100~400nm。紫外线区域根据国际照明委员会(CIE)和国际电工委员会（IEC）可分为以下波长域： UV-A: 315~400nm

UV-B: 280~315nm

UV-C: 100~280nm

UV-V: 390 nm 以上

（UV-C的波长范围在生物学，医院，化学等学科中还没有得到统一）

根据光子能E=h/λ式（h常数，λ光波长），波长越短光子能越高。能量较低的UV-A具有光化学作用，所以也称化学线。UV-A用于有机物的合成、涂料或接着剂的UV固化等领域。UV-B 对生物的作用效果大，能引起红斑作用及色素沉着等，所以也称生物线。UV-C是远紫外线。因为波长短能量大，具有杀菌作用，能分解分子的结合。对UV胶水的固化，只有UV-A有较强的效果。紫外线UV固化胶水在波长365nm—400nm的紫外线光照射下能迅速固化,从而发挥应有的接着强度.

UV固化装置由光源系统、通风系统（就是风扇）、控制系统(数字显示定时器)、箱体几个部分构成。

UV光源系统

它由UV灯管、灯罩、变压器(镇流器)、电容器(触发器)组成。

1．UV灯管

目前市场上的UV灯分高压汞灯和金属卤素灯两种。国内设备普遍采用高压汞灯，进口设备有一部分采用金属卤素灯。(建议使用金属卤素灯)

(1)、UV灯功率的选择。

UV灯的功率即UV灯光的辐射能量，也称穿透力。首先，它一定要满足UV油墨(光油)吸收的光谱波长及功率密度的要求。若UV 灯的功率不够，即使光照时间再长，过UV固化装置的次数再多，产品也达不到完全固化。相反，还会使UV油墨(光油)表层老化、封闭、变脆等，同时油墨(光油)的附着力也不好，会使叠印的层间结合力差。因为低功率的UV灯光不能穿透墨层底部，使底部未固化或固化不充分。

2、UV灯功率一般要满足80～120W／cm的要求，但功率越大热量也会越大，因此要根据固化物和固化速度不同来选择功率。

UV灯的强度

UV灯的强度取决于UV灯管的功率密度，一般常用规格有：

80W /cm 即200W/英寸

120W /cm 即300W/英寸

160W /cm 即400W/英寸

240W /cm 即600W/英寸

(3)、UV灯(高压汞灯)的最大寿命一般为800 — 1000小时，达到后即应更换，因为到此时段的UV灯所发射的紫外光线的强度变弱，会影响固化效果。同时建议在使用期内根据生产环境(空气的含尘量)不同，在适当时间用无水乙醇清洁灯管表面及反射罩表面的反射板，再将UV灯管转90°。这样有利于UV射线全部有效辐射到UV油墨或光油。.

反射罩的类型有聚焦型、非聚焦型和多面反射型。一般采用的是聚焦型。这种反射罩的结构特点是反射的UV光线能量集中，光固化的效率高，有利于厚墨层的油墨固化，可使油墨的深层完全固化。

3.变压器

变压器的选择必须与UV灯的功率相配，即变压器必须有足够的输出电压，以保证UV灯能全功率工作。如果输出电压过高会使灯管烧毁；而输出电压过低，灯管又不能全功率工作，从而使紫外线输出强度不足。

4．电容器

电容的选择应与灯管和变压器相配套，根据变压器的输出电压选择所用电容的耐压程度。如果选择不当则会使电容击穿，影响到UV固化装置的正常工作。

UV组件的选择

要保证UV灯正常良好工作需保证以下要素：A.选择匹配的点灯电源，所配套漏磁变压器/电容器要与UV灯所需电压/电流相符，漏磁变压器的额定功率/二次电压/工作电流/绝缘系数/耐压程度和电容器的容量/耐压/可冲放电次数，直接决定了UV灯管的发光效率/稳定性和寿命；B.适配风机要与UV灯功率吻合：排风量=150立方米/小时.千瓦*UV灯功率（KW），注意：不可以用强风对灯管表面送风冷却，否则灯管表面温度过低会造成灯管灭弧熄灯.C.选择适合的反射罩：市场上UV灯罩定制的标准灯罩一般分为聚光灯罩和平行光灯罩。

UV灯管经常发生的十二大问题

一、UV灯管有雾状产生是什么原因？如果是管内有雾状就是：（1）石英管材的问题、即脱羟不好。（2）或在生产过程中排气不好。（3）再就是充进的气体纯度不够。如果是管外有雾状则是：油墨、光油的气体挥发物附着在管壁上，可定期用酒精等溶剂擦试。

二、UV灯变形的主要原因，变形后有什么不良反应？UV灯变形的主要原因是温度过高，轻微变形不影响正常使用，但寿命会缩短很多，严重变形会使灯管某侧管壁变薄而破裂。检查风机是否损坏或是排风管道过长造成排风不畅。

三、UV灯管内有一块一块的晶体吸附是怎么回事？UV灯制做过程中，石英管材清洗不干净有杂质。四、UV灯管变形成泡状、爆裂怎么回事？就是局部温度过高、或是因为石英管壁局部过薄造成的，检查排风系统是否通畅。

五、UV灯管金属头总是熔化烧坏是什么原因？a)金属灯架时间久了，铜架氧化，局部接触不良造成电流过大，打火造成熔化。b)新灯熔化就是因为UV灯金属头与灯架接触不良，虚接造成打火溶化。检查灯架的铜接点是否氧化，检查弹簧是否有弹力。

六、UV灯管使用几小时就不能点亮（灯完好无损）是什么原因？如果是金属卤素灯就是因为卤化物配比度不合适，或者变压器输出过低，或是灯的管压过高。如果是水银灯可能就是电极原因或是灯管的内在质量问题，或是灯已漏气。