UV固化基礎知識
UV固化基礎知識
一、UV概念
UV 是紫外線(xiàn)的英文（Ultra-Violet Ray）縮寫(xiě)，工業(yè)用 UV 光源光譜范圍是200nm-450nm，以365nm為中心。按波段的不同，分別為UV-A，UV-B，UV-C各具有不同的用途。
1、低壓UV燈管即殺菌燈則主要用于殺菌消毒，另外UV-B還主要用于紫外線(xiàn)檢驗，醫療治療等。
2、強紫外線(xiàn)高壓水銀燈由高品質(zhì)的純石英管材制造而成，使紫外線(xiàn)能高程度及大量的穿透，其弧長(cháng)度/發(fā)光長(cháng)度可由5厘米至300厘米不等，常見(jiàn)功率為每厘米30W至200W，超大功率UV燈一般在每厘米200W或以上操作，該燈光譜有效范圍在350-450nm之間，主波峰為365nm，有700多個(gè)品種，功率由100w-25kw.
二、UV固化
UV固化在英文中稱(chēng)UV Curing 或 UV Coating，UV固化是光化學(xué)反應，即液態(tài)的UV照射可固化材料經(jīng)印刷或涂布到承印物或工件表面，經(jīng)UV光線(xiàn)照射實(shí)現硬化的過(guò)程，UV固化與傳統的干燥過(guò)程相似，但原理不同，傳統的干燥一般借助于涂敷材料中溶劑的揮發(fā)而形成硬化，而UV固化交聯(lián)則無(wú)溶劑揮發(fā)。
Ultraviolet，簡(jiǎn)稱(chēng)UV，即紫外線(xiàn)，紫外線(xiàn)燈管則簡(jiǎn)稱(chēng)UV燈管。
三、UV燈
UV燈為氣體放電燈，氣體放電燈分為弧光放電和輝光放電，UV固化中常用UV燈為弧光放電燈，其工作原理是：在真空的石英管中加入定量的高純汞（水銀），通過(guò)對兩端電極提供電壓差（壓降），產(chǎn)生離子放電，從而產(chǎn)生紫外線(xiàn)輻射。
四、UV燈的強度
UV燈的強度取決于UV燈管的功率密度，一般常用規格有：
80W /cm 即 200W/inch
120W /cm 即 300W/inch
160W /cm 即 400W/inch
240W /cm 即 600W/inch
五、UV組件的選擇
要保證UV燈正常良好工作需保證以下要素：A.選擇匹配的點(diǎn)燈電源，所配套漏磁變壓器/電容器要與UV燈所需電壓/電流相符，漏磁變壓器的額定功率/二次電壓/工作電流/絕緣系數/耐壓程度和電容器的容量/耐壓/可沖放電次數，直接決定了UV燈管的發(fā)光效率/穩定性和壽命；B.適配風(fēng)機要與UV燈功率吻合，注意：不可以用強風(fēng)對燈管表面送風(fēng)冷卻，否則燈管表面溫度過(guò)低會(huì )造成燈管滅弧熄燈。C.選擇適合的反射罩：UV燈罩定制的標準燈罩為聚光燈罩。
六、UV燈的壽命一般指其能維持足夠的能量進(jìn)行操作的時(shí)間，在此期間其能量逐漸衰減直至低于可接受的范圍為止，一般情況標準的UV燈能放射足夠的UV能量達800小時(shí).UV固化廣泛用于竹木地板、家具、裝飾材料、印刷、印鐵制罐、塑膠涂裝、標牌、電路板、光盤(pán)等行業(yè)；也是半導體、電子元件、液晶等粘接固化的理想光源.
在特殊配方的樹(shù)脂中加入光引發(fā)劑（或光敏劑），經(jīng)過(guò)吸收紫外線(xiàn)（UV）光固化設備中的高強度紫外光后，產(chǎn)生活性自由基或離子基，從而引發(fā)聚合、交聯(lián)和接枝反應，使樹(shù)脂(UV涂料、油墨、粘合劑等)在數秒內（不等）由液態(tài)轉化為固態(tài)。(此變化過(guò)程稱(chēng)之為＂UV固化＂)
UV燈
可見(jiàn)光的短波長(cháng)側有紫外線(xiàn)（Ultraviolet radiation 簡(jiǎn)稱(chēng)UV）區域，波長(cháng)范圍100~400nm。紫外線(xiàn)區域根據國際照明委員會(huì )(CIE)和國際電工委員會(huì )（IEC）可分為以下波長(cháng)域：
UV-A: 315~400nm
UV-B: 280~315nm
UV-C: 100~280nm
UV-V: 390 nm 以上
（UV-C的波長(cháng)范圍在生物學(xué)，醫院，化學(xué)等學(xué)科中還沒(méi)有得到統一）
根據光子能E=h/λ式（h常數，λ光波長(cháng)），波長(cháng)越短光子能越高。能量較低的UV-A具有光化學(xué)作用，所以也稱(chēng)化學(xué)線(xiàn)。UV-A用于有機物的合成、涂料或接著(zhù)劑的UV固化等領(lǐng)域。UV-B 對生物的作用效果大，能引起紅斑作用及色素沉著(zhù)等，所以也稱(chēng)生物線(xiàn)。UV-C是遠紫外線(xiàn)。因為波長(cháng)短能量大，具有殺菌作用，能分解分子的結合。對UV膠水的固化，只有UV-A有較強的效果。紫外線(xiàn)UV固化膠水在波長(cháng)365nm—400nm的紫外線(xiàn)光照射下能迅速固化,從而發(fā)揮應有的接著(zhù)強度.
UV固化裝置由光源系統、通風(fēng)系統（就是風(fēng)扇）、控制系統(數字顯示定時(shí)器)、箱體幾個(gè)部分構成。
UV光源系統
它由UV燈管、燈罩、變壓器(鎮流器)、電容器(觸發(fā)器)組成。
1．UV燈管
目前市場(chǎng)上的UV燈分高壓汞燈和金屬鹵素燈兩種。國內設備普遍采用高壓汞燈，進(jìn)口設備有一部分采用金屬鹵素燈。 (建議使用金屬鹵素燈)
(1)、UV燈功率的選擇。
UV燈的功率即UV燈光的輻射能量，也稱(chēng)穿透力。首先，它一定要滿(mǎn)足UV油墨(光油)吸收的光譜波長(cháng)及功率密度的要求。若UV 燈的功率不夠，即使光照時(shí)間再長(cháng)，過(guò)UV固化裝置的次數再多，產(chǎn)品也達不到完全固化。相反，還會(huì )使UV油墨(光油)表層老化、封閉、變脆等，同時(shí)油墨(光油)的附著(zhù)力也不好，會(huì )使疊印的層間結合力差。因為低功率的UV燈光不能穿透墨層底部，使底部未固化或固化不充分。
2、UV燈功率一般要滿(mǎn)足80～120W／cm的要求，但功率越大熱量也會(huì )越大，因此要根據固化物和固化速度不同來(lái)選擇功率。
UV燈的強度
UV燈的強度取決于UV燈管的功率密度，一般常用規格有：
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燈(高壓汞燈)的壽命一般高達800 — 1000小時(shí)，達到后即應更換，因為到此時(shí)段的UV燈所發(fā)射的紫外光線(xiàn)的強度變弱，會(huì )影響固化效果。同時(shí)建議在使用期內根據生產(chǎn)環(huán)境(空氣的含塵量)不同，在適當時(shí)間用無(wú)水乙醇清潔燈管表面及反射罩表面的反射板，再將UV燈管轉90°。這樣有利于UV射線(xiàn)全部有效輻射到UV油墨或光油。.
2.反射罩
反射罩的類(lèi)型有聚焦型、非聚焦型和多面反射型。一般采用的是聚焦型。這種反射罩的結構特點(diǎn)是反射的UV光線(xiàn)能量集中，光固化的效率高，有利于厚墨層的油墨固化，可使油墨的深層完全固化。
3.變壓器
變壓器的選擇必須與UV燈的功率相配，即變壓器必須有足夠的輸出電壓，以保證UV燈能全功率工作。如果輸出電壓過(guò)高會(huì )使燈管燒毀；而輸出電壓過(guò)低，燈管又不能全功率工作，從而使紫外線(xiàn)輸出強度不足。
4．電容器
電容的選擇應與燈管和變壓器相配套，根據變壓器的輸出電壓選擇所用電容的耐壓程度。如果選擇不當則會(huì )使電容擊穿，影響到UV固化裝置的正常工作。
UV組件的選擇
要保證UV燈正常良好工作需保證以下要素：A.選擇匹配的點(diǎn)燈電源，所配套漏磁變壓器/電容器要與UV燈所需電壓/電流相符，漏磁變壓器的額定功率/二次電壓/工作電流/絕緣系數/耐壓程度和電容器的容量/耐壓/可沖放電次數，直接決定了UV燈管的發(fā)光效率/穩定性和壽命；B.適配風(fēng)機要與UV燈功率吻合：排風(fēng)量=150立方米/小時(shí).千瓦*UV燈功率（KW），注意：不可以用強風(fēng)對燈管表面送風(fēng)冷卻，否則燈管表面溫度過(guò)低會(huì )造成燈管滅弧熄燈.C.選擇適合的反射罩：市場(chǎng)上UV燈罩定制的標準燈罩一般分為聚光燈罩和平行光燈罩。
UV燈管經(jīng)常發(fā)生的十二大問(wèn)題
一、UV燈管有霧狀產(chǎn)生是什么原因？如果是管內有霧狀就是：（1）石英管材的問(wèn)題、即脫羥不好。（2）或在生產(chǎn)過(guò)程中排氣不好。（3）再就是充進(jìn)的氣體純度不夠。如果是管外有霧狀則是：油墨、光油的氣體揮發(fā)物附著(zhù)在管壁上，可定期用酒精等溶劑擦試。
二、UV燈變形的主要原因，變形后有什么不良反應？UV燈變形的主要原因是溫度過(guò)高，輕微變形不影響正常使用，但壽命會(huì )縮短很多，嚴重變形會(huì )使燈管某側管壁變薄而破裂。檢查風(fēng)機是否損壞或是排風(fēng)管道過(guò)長(cháng)造成排風(fēng)不暢。
三、UV燈管內有一塊一塊的晶體吸附是怎么回事？UV燈制做過(guò)程中，石英管材清洗不干凈有雜質(zhì)。四、UV燈管變形成泡狀、爆裂怎么回事？就是局部溫度過(guò)高、或是因為石英管壁局部過(guò)薄造成的，檢查排風(fēng)系統是否通暢。
五、UV燈管金屬頭總是熔化燒壞是什么原因？a)金屬燈架時(shí)間久了，銅架氧化，局部接觸不良造成電流過(guò)大，打火造成熔化。b)新燈熔化就是因為UV燈金屬頭與燈架接觸不良，虛接造成打火溶化。檢查燈架的銅接點(diǎn)是否氧化，檢查彈簧是否有彈力。
六、UV燈管使用幾小時(shí)就不能點(diǎn)亮（燈完好無(wú)損）是什么原因？如果是金屬鹵素燈就是因為鹵化物配比度不合適，或者變壓器輸出過(guò)低，或是燈的管壓過(guò)高。如果是水銀燈可能就是電極原因或是燈管的內在質(zhì)量問(wèn)題，或是燈已漏氣。
七、UV燈兩端發(fā)黑是怎么回事？是電極粉剝落，附著(zhù)在管壁上，但用到壽命是正常的，用到一至二百小時(shí)，就出現這種情況就不正常了。
八、UV燈在使用中突然曝裂是什么原因？a)電流過(guò)大（如電容線(xiàn)路短路）b)吸風(fēng)時(shí)有臟東西打在管壁上。c)電極鉬鉑等封接不良。
九、UV燈在使用過(guò)程總是壓降、不能回升是怎么回事？a)排風(fēng)過(guò)大b)冷端電極溫度上不來(lái)。c)變壓器、電容器和燈管的電參數不匹配。d)網(wǎng)絡(luò )電壓過(guò)低，造成變壓器輸出電壓過(guò)低。
十、UV燈使用300-500小時(shí)后，為什么在管壁就出現象手紋一樣的花紋？a)安裝時(shí)用手摸過(guò)燈管壁會(huì )用成這種現象。b)壁內側有則是做燈時(shí)，石英管清洗不夠凈。
十一、UV燈管電流電壓均正常，但發(fā)光不正常、暗淡呈綠黃色是何原因？（1）燈管功率參數不對。（2）燈管有慢漏現象。（3）燈管在制作時(shí)排氣不凈。（4）變壓器配小了。
十二、UV燈管第一次能點(diǎn)亮正常關(guān)閉，但以后再也點(diǎn)不亮了是怎么回事？如果電容器、變壓器均為完好，且線(xiàn)路暢通，沒(méi)有接觸不良現象（燈管兩端有電壓）的情況下，就是燈管自身問(wèn)題，一般是電極出現問(wèn)題，或是燈已漏氣。
