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UV固化干燥(上)

2008/10/1 12:18:18 人评论

利用紫外光获得即时快速干燥效果,这种概念已经发展了许多年。时至今日,柔印和窄幅卷筒印刷行业一直对UV干燥的许多优点赞赏有加。转而应用UV固化油墨、涂料和粘胶剂之后,普遍认为受益的方面包括色彩一致性、环境因素、物理特性、印刷质量、印刷过程和加网印品效果等等。
  UV(紫外)和EB(电子束)技术可迅速固化或干燥专门配方的油墨、涂料和粘胶剂,可提高生产速度,改善物理特性;而且与传统方法相比,几乎没有产生空气污染。
  新泽西州费丽匹堡市的Primarc UV技术公司销售经理,杰夫·培得先生说道:当光引发剂(photoinitiators)吸收UV能量并引发单体发生聚合形成固体即是UV固化。我们大都知道油墨或涂料是液体,当其中的水份或溶剂挥发就变得干燥;当溶剂挥发,油墨颜料就残留下来形成图像。UV可固化材料经过化学反应,即固化成了固体,留下密度更深的图像。
  固化干燥设备
  上述应用中涉及到的固化设备根据其有效空间,固化速度和其它考虑因素可分为几个种类。
  UV固化系统通常由一个高压电源,一个控制面板和一个固化头(curing head)组成;固化头包含传递UV能量所必须的元件,能量被传到介质材料的油墨或涂层上;介质从固化头的上方或下方经过。据培得先生介绍,固化头通常包括UV固化灯(UV光源),一个反光系统(用以集中UV能量至印刷介质表面)和一个冷却装置(用于保持UV灯的适当工作温度)。
  马里兰州马尔波罗市的美洲Honle UV公司总裁,吉米·麦可库斯科先生指出,通常用于UV固化的有3种灯:水银气灯、卤化金属灯和镓灯。他说:水银灯是UV灯的主流,有三个主要输出光谱,分别是254312365nm。卤化金属灯的光谱范围较宽,在350nm450nm波长之间。水银灯最常用。但是当着色更重,墨层更厚或是阻光性油墨时,就需要卤化金属灯。镓灯主要输出稍高于400nm的光谱波长。他补充道,镓灯大都用于木材固化,而不是纸加工行业。
  压强中等的水银气灯(电极型)为适应各种机器和应用有许多不同长度,外形为1″25mm直径的石英管。灯内充有氩气或氙气,和少量水银;灯管两端装有电极。接通电源之后,两电极之间形成电弧,使水银汽化。最后从灯管释放出的合成能量主要是白光,红外光和紫外光。
  当然也有无电极型灯管。这种灯管发出的光谱与电极型相同,但发生机制完全不同。无电极型灯管依靠电磁场发出微波而释放能量,而不是电弧。灯管内根据应用要求不同可能会充有不同的其它材料。Fusion UV系统公司的高级产品经理Janet Geyer说:微波能源灯从一开始就保持稳定性,而电弧灯(指水银灯)的输出强度会随着使用衰减。微波灯寿命可持续3006000小时(取决于灯泡),输出功率每天都很稳定。”Fusion UV公司生产的卤化金属灯寿命保证达到6000小时,而大多数水银灯只能保证有1000小时。Geyer还提到,水银灯价格相对昂贵些,在窄幅卷筒加工行业不是很常用。他说:电弧灯(或水银灯)还有一个不同之处,就是你可以选择任意长度。我们公司产品最长的可达10″。要是你的印刷机比这个尺寸还宽,你可以两个灯管拼起来用。这样初期设备投资可能多些,但从长期产品生产的质量来看效果更好。
  加州BreaUV Research(研究)公司的营销主管丹·诺顿先生认为,灯管只是UV固化系统的关键元件之一。真正使UV系统生效的是反光镜的图疲庖徊糠植攀歉涸鸾芰考械焦袒闵稀C挥蟹垂饩担乒鼙匦胩杏〔牧?/4英寸高,很有可能会烧着。这就是为什么要时刻保持反光镜清洁的道理,”他说道。
  伊利诺伊州Carol Stream市的 Prime UV Systems公司的总裁Eleanor Midlik也同意,大多数UV系统要具备聚焦良好的反光系统。她说:反光镜将UV能量集中到卷幅的一个窄道上,这正是提高UV固化速度的原因。
  诺顿先生称反光镜有3种设计。有抛物面形、椭圆形(最常用)和聚焦椭圆形(即反光设计内有椭圆镜,以取得更大强度)。灯管的直径越小,内建在聚焦反光镜中的小椭圆镜就会提供更多的直射光线(direct rays),而不是反射光。UV光线每被反射一次,强度就会减弱,他说。在抛物面反光镜中,UV光线在到达聚焦点之前在镜中折射达34次,因此能量损失最大。诺顿解释抛物面反光镜主要用于速度要求不是很高,而固化面积较大的情况。
  冷UV
  几年以前业界开始听说UV”的说法。俄亥俄州GEW公司销售主管David Horton认为冷UV的说法不合常理,他说:它并不真是冷的,而是致冷反光镜上涂有二向性涂层(一种特殊分光涂层),可吸收热量并反射UV波长。诺顿先生进一步解释道:致冷UV就是从卷材或承印物上去除IR(红外线)的过程。这是由NASA(美国航空航天局)认可的一种二向性涂层(diachronic coating)来完成;该涂层确实可以吸收掉光线中的短波和红外波长。另外,我们也可以使用双层隔离玻璃。玻璃位于灯管和承印物之间;玻璃中的一层是热镜线涂层(hot mirror cords coating),可将红外线或热量反射进无辐射空间(the irradiator housing),最后由排风扇将热量排出,从而不会传递到承印材料上。UV主要用于对热量敏感的薄膜加工上,通常比较昂贵。据诺顿先生介绍,通常每个装置价格贵10%左右。(未完待续)

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