UV-LED固化设备发展带动UV LED固化型油墨成未来研发重点
油墨是用于印刷的重要材料，它通过印刷将图案、文字表现在承印物上。油墨中包括主要成分和辅助成分，它们均匀地混合并经反复轧制而成一种黏性胶状流体。由颜料、连结料和助剂和溶剂等组成。用于书刊、包装装潢、建筑装饰等各种印刷。
油墨的种类是根据油墨所使用的连结料来划分的，连结料的不同，油墨就具有不同的性质。油墨主要有树脂型油墨、溶剂型油墨、水性油墨和UV固化油墨。如果采用有机溶剂作为油墨连结料的话，就会对环境会产生负面的影响。为了使油墨符合环保要求，就要采用环保型材料作为油墨的连结料。环保油墨主要有水性墨、UV墨、水性UV墨和一些醇溶性墨。
UV（紫外光固化）油墨是指在紫外线照射下，利用不同波长和能量的紫外光使油墨连接料中的单体聚合成聚合物，使油墨成膜和干燥的油墨。UV油墨基本组成是：预聚物、活性稀释剂、光引发剂、颜料、助剂等。预聚物包括：环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚氨酯丙烯酸酯、改性丙烯酸酯等。活性稀释剂具备调节体系粘度、固话速度以及固话后墨膜性能的作用。其分为多官能度和单官能度。UV油墨固化的原理是光引发剂吸收辐射后形成自由基，引发预聚物和活性稀释剂发生交联反应，形成网状结构的高分子聚合物，从而使液体迅速变成固体。UV油墨作为油墨的一个种类，它不用溶剂，干燥速度快，光泽好，色彩鲜艳，耐水、耐溶剂、耐磨性好。目前UV油墨已成为一种较成熟的油墨技术，其污染物排放几乎为零。
UV油墨的光源普通采用高压汞灯，其最强的波长为365nm。经过多年的生产应用，结果表明UV固化技术是一项高效、节能、经济、适用性广而且环境友好的技术。但是也存在一些缺点：
1、UV汞灯的使用寿命不是很长。
2、UV汞灯耗能太大，可以有效利用的能量不高，输入的能量中大约只有20%的能量产生紫外线，剩余大部分产生的是可见能源和热量，不适用于热敏材料。
3、虽然UV汞灯对于溶剂型油墨来说，没有VOC排放而且具有环境友好的特点。但是也存在一些隐性的污染。如汞灯的高压、高温和强辐射很容易使周围的氧气分子发生化学反应而产生臭氧。臭氧不但对大气层有不利影响，而且对于人的身体健康也具有很大影响。
相对来说，UV LED光源则完全可以避免以上问题，它主要具备以下优点：
1、超长寿命，LED灯的使用寿命是传统汞灯的10倍以上，约小时，且使用寿命不受开关次数影响。
2、冷光源、无热辐射，被照品表面温升低。在液态感光阴焊油墨的爆光过程中不会使菲林片变形，从而降低了图像转移中的失真程度，能更好地保证图和像的一致性；能解决光通讯、液晶生产中长期存在的热伤害问题，特别适合液晶封边、薄膜印刷等要求温升小的场合使用。
3、发热量小，属于冷光源，LED光源发出的是高纯度单波段紫外光，几乎没有红外线的输出，要加工的印刷件不会因为受热而变形，还可以解决工作人员难以忍受的汞灯喷绘设备发热量大的问题。
4、开关反应时间快，瞬间点亮，LED灯不需要预热，开机后紫外输出功率即刻达到100%，立即可以开始印刷，生产力大大提高。
5、安全环保性高，LED灯没有UVC射线，也不易破损，不含汞，也不会产生臭氧。
6、能耗低，耗电量仅为传统汞灯式固化机的10%-20%，可以节约80%-90%电量。
7、效率高，LED光线能量高度集中在具有有效固化作用的某紫外光谱段，实际使用效果和传统高压汞灯UV光源的固化效果不相上下。从而使用固化时间缩短。
8、稳定性高，UV喷墨印刷机的印刷质量和UV干燥固化的过程有相当大的关系。由于LED灯的稳定性使得输出的能量是可预见的、稳定的，因此印刷效果同样是可预见的、稳定的。LED可以使油墨深层固化，因此不会发生印品表面已干但底层不干的情况。在各种介质上印刷都有很强的黏附性和抗刮划性。
9、维护成本几乎为零，采用UV-LED固化设备每年至少节约10000元/台的耗材费
根据以上的分析，总体来说，UV-LED必将会替代汞灯成为主流，毕竟它的优势是明显的、是看得到。
由于LED固化光源具有这么大的优越性，再加上如今LED固化装置逐渐走向市场，
也将逐步取代传统的UV固化油墨，所以LED固化型油墨的研究开发成为当今UV油墨行业的研发方向和重点。
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常用油墨干燥、固化设备分析
油墨干燥往往是复合干燥，因此用什么干燥，参数如何设置，使干燥效率最佳的同时还能节省能量是印刷者最为关心的问题。1.红外线干燥设备（1）光源。对于油墨干燥，中波红外线的效果最佳，常用红外线光源有3种。第一种是电热丝辐射源，常见的是非封闭式电阻丝外套石英灯管。这种灯管的热辐射强度随光波长的分布不能控制，效率低、价格低，寿命约小时。第二种光源是将电阻丝置于封闭石英管内，并可在灯管内充不同气体，以改变辐射光波长分布特性，同时将灯丝与空气中的氧隔绝，辐射效率高。现在进口印刷机大都配这种光源，寿命达小时，但其辐射能量中仍有很大部分是分布在可见光和远近红外线段，中波红外线不是很丰富。第三种是电热半导体发光灯管。外形是陶瓷管外涂红色或灰色无光半导体材料，管内壁绕电阻丝。依靠电热引发半导体材料辐射发光，灯管点燃时光呈暗红或黑色，通过选择半导体材料可改变辐射能量的波长分布，而且辐射效率极高。（2）红外线灯反光罩。目前常见的有2种，一种是镀金反光罩，在灯管周围180&范围涂有金属膜，金属膜反射红外线效率高达90%；另一种是镀铝板或铝板压成的椭圆或八字形反光罩，如图2所示，灯管距灯罩越近，反射效率越高，最高反射率可达85%。（3）红外线灯的散热问题。红外线灯管表面散热可用吹风法，且风量大小不影响灯红外线功率输出。由于红外线灯辐射的能量只有1%左右被纸张和油墨吸收，而其余的能量完全转化成热量，造成机器周围升温，需要用吸风装置将其排到室外或循环利用。（4）适用范围。红外线灯应用于红外线油墨干燥，对非专用红外线油墨的干燥效率很低，对某些墨甚至不起作用。红外线具有穿透力，能同时干燥墨膜上下层，加速油墨渗透，促进氧化结膜，尤其是应用在厚墨层印刷和上光油的干燥上效果更佳。对溶剂含量较低的胶印、凸印、网印、印报油墨、柔性版印刷油墨和水性光油的干燥效果都很好。2.热风干燥设备（1）热源。产生热空气的热源有3种：电热风管，如不锈钢、石英玻璃、陶瓷外壳的热风管；高温油管，高温通过管道加热空气产生热风；高温汽管，通过锅炉产生高温蒸汽而产生热风。（2）热风装置。通过风机将热源周围的空气加热，吹到油墨表面，调节热风方向与纸张运行的角度可改善热风干燥的效率。热风相对于纸张的速度越高，越有利于降低纸张表面的蒸汽压，提高溶剂挥发速度；调节风向使风向对纸张运行速度形成相加效果，更有利于干燥。热风管风速不能低于要求的速度，否则，风管表面散热不佳会烧坏灯管。风速也不宜过高，因为风循环过程中会损失一些能量，适当选择风机压力和风量才可达到最佳干燥效果。（3）适用范围。适用于塑料凹版及柔性版印刷油墨、溶剂型光油的干燥，还可加速水性油墨、光油的干燥。3.UV固化设备（1）光源。常用高压汞灯和金属卤素灯，高压汞灯是汞原子受激发形成连续光谱，调节灯管内的汞含量，使辐射波长在固化段254～420nm，紫外线较丰富。金属卤素灯是在汞灯内添加如镓、铁等金属卤化物，在汞激发条件下激发其产生辐射，可根据油墨吸收光谱的差别适量添加不同金属，使UV灯辐射更多油墨所吸收的光波，提高固化效率。金属卤素灯管内杂质含量极小，电极材料纯度高，因此制造工艺复杂、难度高、价格高，目前国内尚不能生产高质量、高功率金属卤素灯，市场上现有的是美国Fusion、德国IST、日本研琦等公司的产品。功率密度160W/cm的灯管寿命可达2000小时而灯头不黑，4000小时后仍可达50%辐射率。（2）冷UV光源。UV灯点燃时其内部温度要达到600～1000℃。灯内温度过低或风速过大灯会熄灭，因此&冷光源&实际是不存在的，只是可采用灯具冷却系统。（3）微波UV灯。这是Fusion公司的新产品，灯管长6英寸，两端无金属电极，靠微波激发灯管内吸收微波的物质分子高速运动产生热量，再激发汞、金属卤化物等物质发光。铝是反射微波的良好材料，微波源发射微波到椭圆铝灯罩上，聚焦在无极灯管内激发汞或金属卤化物发光。微波灯的特点有：①可调整辐射光强度随波长分布特性，选择最佳辐射波长,使油墨达到理想的固化效果。②由于灯管无电极，功率密度为300W/cm时的寿命可达5000小时，并且多次开关不影响灯管寿命。③由于微波源易控制，因此微波灯可快速频繁启动，但微波也有待机状态（维持工作状态），只有在这种状态下才能快启动。这一功能适合光盘和不干胶印机配套使用，因为网印光盘和不干胶印刷多为间歇式印刷。④微波灯UV固化段光谱丰富，红外线波段较少，因此微波辐射温度较低。⑤由于微波灯无电极，换灯管很方便，且不用接线。⑥因为无电极释放，灯管两端永远不会发黑。⑦由于微波传输方式的局限，微波灯管最长为6英寸，将灯管连接放置可增加固化宽度，由于灯管间隙很小，对接处不会影响固化效果。⑧微波灯价格较高，一套6英寸的固化装置约5万元人民币。目前国内市场主要用于与光盘印刷、电缆、管材、软包装等喷码机配套的UV油墨的固化。⑨微波灯发光材料和普通UV灯相同，辐射波长分布也相同，因此无须特殊油墨。（4）UV灯反光罩设计。科学地选择反光材料，合理设计反光罩结构，能成倍提高固化效果，节省能量。纯铝经酸氧化形成的铝晶体对UV光反射率达90%，而未经氧化处理的铝板反射UV光效率小于60%；不锈钢对UV光反射率小于60%；半导体镀膜对UV光的反射率达94%，但成本较高。同时，红外线、可见光可透过镀层达到反光罩表面，并经冷却装置后散出。反光罩设计的发展趋势是开口和高度的变化，即截面积变小，以缩短反射光程，减少由于长光程产生的光强度损失。另外，反射罩顶端加反射板改变了原来顶端开通风孔的设计，使灯管顶端的辐射能反射到纸面，如图4所示。由于灯罩截面积小，灯管壁到反光面距离近，因而反射板温度过高，顶端反射板阻风会影响灯罩散热。解决方法是用水冷灯罩或加大散热风量，合理设计散热风路。
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