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UV LED光固化技术发展史上五家先驱者公司

2018-07-09  来源:互联网  作者:叶子  浏览:742  0人参与评论
摘要: UV LED是发光二极管,它的发光方式为场致发光,由半导体产生,而传统UV固化是通过充入各种气体的灯发光来实现的。
  UV LED是发光二极管,它的发光方式为场致发光,由半导体产生,而传统UV固化是通过充入各种气体的灯发光来实现的。

   UV LED光固化技术最早出现在drupa 2008印刷展上,主要用于数字喷墨墨水的固化,还可以用于柔印或其他印刷工艺的油墨。

   UV LED光固化的支持者说,这是下一个时期要发生的大事,它可以取代目前广泛使用的技术;其他人则认为其普及尚需时日。不过有几个指标肯定有利于UV LED光固化技术的普及:能耗比传统UV固化的要低,而且LED阵列具有更长的使用寿命。


1、美国Phoseon公司

   美国Phoseon公司生产的UV LED灯成功应用于标签行业。由于标签印刷的速度越来越快,标签材料越来越薄,而UV LED技术的优点在于不会产生太多的热量,因此不会损坏薄薄的标签和对热敏感的承印材料。

   点亮LED阵列(在一个单元中有许多LED)所需的能量比点亮U V灯所需的能量明显要低。

   由于这种差异,UV LED需要放在相当接近承印材料的地方,距离承印材料5~10 mm处,最远的也只有25 mm。

   而UV灯使用反光板,在离承印材料约53 mm处聚焦成单一光束。LED是泛光灯,它可以向四处发光,离承印材料越远,照到承印材料上的光线就越少。

   与传统UV灯相比,UV LED有两个优点:

   第一个优点是可以随意开关LED灯,当标签从光束下通过时,可以在几微秒的时间内将其关闭。它还可以闪烁发光,在需要的时候打开,在不需要的时候关闭,节省能源和成本。

   第二个优点是固化速度可以提高到150 m/min。

   Phoseon公司成立于2002年,专门从事UV LED灯的制作。LED只是Phoseon公司的部分产品,只占公司整个业务的10%。

   它有制作LED的能力,把LED装在系统中保持冷却,以便随时增加其功率。LED阵列是封装在一个有印刷电路板和冷却装置的系统中,冷却方式可以是风冷,也可以是水冷。

   从技术上讲,UV固化油墨在固化后是固体而不是液体,UV激发光引发剂与混合物中的其他颗粒产生链接,引起聚合反应而固化,形成固体并“干燥”。

   传统的UV固化利用了200~450 nm的整个紫外光谱,而UV LED只集中在紫外光谱中一个狭窄的范围,通常是395~405 nm。目前UV油墨虽然有一些是在365 nm处固化的(主要是UV-A的范围),但大多数还是集中在395 nm左右,这是固化的最佳点。

2、美国太阳化学公司

   美国太阳化学公司有生产UV LED油墨,主要生产喷墨墨水和丝网印刷油墨,在一般的印刷应用场合,其印刷效果还不够完美。

   这家公司对UV LED固化技术非常有兴趣,但从油墨制造商的角度来看,这项技术还是存在一些问题,其中一个问题就是如何获取UV的能量。

   LED光源是单色光,通常在390~400 nm的范围内工作,这是可见能量的开始处,越接近可见光,就越容易出现不希望有的固化问题。典型的水银蒸气灯产生的紫外线能量效率不够高,只有大约20%的能量产生紫外线,而有20%是可见能源,40%是热量。LED会把所有功率都转换到需要得到的那部分。不过标准的水银蒸气灯可以通入大量的能量,发射更多的能量。

   标准的紫外线灯泡发出的紫外线光谱为200~400 nm,有一些不需要的辐射能,但可以被利用。让不同的光引发剂做不同的事情,包括它们自己要做的和希望它们做的。油墨中的颜料也会传输能量,所以有些颜料的固化会比其他颜料会好一些。

   除了油墨,还有光油。光油通常是用来实现某种表面效果的。UV LED灯产生的能源类型不能很好地固化表面。很难用UV LED灯获得很好固化的UV光油膜层。另一个问题是,能产生表面固化的光引发剂不能很好地吸收能量。

   尽管如此,这项新技术以后还是有可能会用到其他领域的,这项技术肯定会在某些地方得到提高,从而被更广泛地接受。

   至于固化速度,有人说采用UV LED的印刷速度会受到限制,UV LED的功率相对较低,但可以安置很多模块来提高功率。在增加功率的时候就要有冷却UV LED的设备。因此,需要权衡一下总成本,增加UV LED装置是不是真有意义?

   与标准的UV固化油墨相比,UV LED固化油墨的价格会高一些。在油墨中要加入更多的光引发剂,这些成分通常都比较贵。

3、美国EFI Jetrion公司

   美国好乐UV公司是德国好乐股份公司的分公司,也制造UV固化系统、传统的产品以及UV LED产品。

   这家公司为EFI Jetrion公司的数字喷墨标签印刷机提供UV固化设备。EFI公司自己制造墨水,既可以用传统的紫外线固化,也可以用UV LED固化。Jetrion使用UV LED固化白色油墨、传统的其他颜色的UV油墨。

   Jetrion系统先印白墨,然后印CMYK印刷色。白墨是由二氧化钛制成的,二氧化钛是大分子,和黑墨一样都是用其他能源辐射系统进行固化时会产生问题的油墨。

   Jetrion采用UV LED对白墨进行固化的过程被称为固定(pinning),其中辐射能使油墨的黏度提高,但不能完全使其固化。经过固定,后续在白墨上印刷就容易很多。

   在2009年芝加哥的全美印艺展上,INX国际公司展示了一台短版的窄幅轮转UV LED印刷机,以20 m/min的固化速度一次走纸输出。最近,该公司展出了LED-INX墨水,这是一种UV固化的颜料型喷墨墨水,正处于开发阶段。

   EFI除了Jetrion的数字喷墨印刷机,还制造威特宽幅UV喷墨系统。

   该公司曾经宣布,已经选择Phoseon公司为威特喷墨打印机提供固化设备。推出的EFI威特GS3250LX UV固化打印机重新定义了性能和功能标准,UV LED灯提供了以前用传统的水银灯无法向用户提供的独特功能。

   Phoseon公司的FireJet产品在超宽幅面打印机产品的成功应用,说明UV LED系统供应商已经能够应对严格的技术、可靠性和性能的挑战。

4、日本罗兰公司

   宽幅喷墨打印机制造商日本罗兰公司也推出了64 in的VersaUV LEJ-640 UV LED组合式喷墨打印机。

   LEJ-640利用该公司的Ver saUV技术,能够在大多数承印材料上打印C、M、Y、K、白色和透明色,从卷筒材料到0.5 in厚的板材,打印具有特殊效果和整饰效果的图形。

   作为该公司最新的VersaUV系列中的产品,LEJ-640可以在包括瓦楞纸板、泡沫板和其他硬质材料上制作包装模型和特种印刷。

   LEJ-640也可以在各种软包装材质上打印和模拟压凸效果,可以在各种用作印刷机打样样张、模板、宽幅标示牌、销售点广告、橱窗显示和室内装饰项目所用的材料上打印。安全使用的UV-LED灯,既高效又节能,还无需预热时间。

5、德国贺利氏特种光源公司

   德国贺利氏特种光源公司也推出了UV LED系统,称为NobleCure。这个系统的波长为395 nm,辐射功率至少为4 W/cm2。由于照射的窗口面积近40 cm2,产生的总能量大约为200 W。

   这有效的辐射能力因采用最先进的微透镜技术而得以实现。

   这种镜头能够形成光束,增加UV LED系统的解偶联效率达50%以上。辐射基本保持稳定,甚至在要固化材料处在不同距离时也只有轻微的下降。

   因此,NobleCure可以在与承印材料不同的距离上工作,而不需要重新调整系统的位置。它可以实现365~405 nm的波长范围,因此可以用于各种胶黏剂的固化和数字印刷的应用。

   与传统的UV灯相比,UV LED灯具有较长的使用寿命。从使用寿命长的角度说,LED表现极佳。

   很多人推测UV LED固化技术会取代传统的UV固化技术。它具有更高的能源效率、降低维护需求的优势,这等同于节约了成本,加上其符合环保要求,这就宣告了效率较低的水银紫外线灯具技术的结束。

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