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紫外线固化:基础知识

紫外线固化是指紫外线引发紫外线固化溶液(如油墨、涂料或粘合剂)的光化学反应,从而使溶液聚合的过程。紫外线固化(或光聚合)是一种通常非常快速且几乎瞬间发生的过程,在某些应用中,这种技术非常适合高速生产过程,并且效率很高。

什么是紫外线固化涂料?

UV 固化溶液的主要成分是低聚物、单体、添加剂(如用于着色的颜料)和光引发剂。低聚物通常会提供 UV 固化聚合物的物理特性,例如硬度与柔韧性或耐刮擦性和耐磨性。单体通常作为交联剂添加,以建立适合应用方法的 UV 固化溶液的粘度。光引发剂是一种关键成分,通常仅占溶液的百分之几。该成分吸收紫外线并产生自由基,使单体和低聚物交联在一起,转化为硬化聚合状态。

什么是 紫外线灯?

紫外线 (UV) 是电磁 (EM) 光谱上介于可见光和 X 射线之间的一种辐射能。它的波长比可见光短,但能量(或频率)更高。

  • 波长 = 以纳米为单位测量的两个峰之间的距离。
  • 频率 = 一段时间内的波数,以每秒或赫兹为单位。
  • 短波长 = 高频波长通过时间更短
  • 长波长 = 较低频率的波长需要更长时间才能完成

电磁频谱根据波长和频率/能量有七个区域。

了解有关紫外线的更多信息

UV加工 系统

完整的紫外固化系统包括紫外灯管组件、电源(或弧光灯的镇流器)、冷却风扇以及连接电源和灯管的电缆组件。灯管组件包含紫外灯泡和一个弧形反射器,该反射器通常环绕紫外灯泡 50%-70%,其弧度设计用于将紫外光反射并准直至基材上,以实现低辐照度照射;或者反射并聚焦紫外光,以实现高峰值辐照度照射。

  • 高峰值辐照度:可使 UV 油墨、涂层或粘合剂层固化速度更快、固化深度更大。峰值辐照度越高,意味着更多的紫外线光子轰击顶面,从而确保更好的附着力和“彻底固化”深度。

类型 紫外线系统

中压汞蒸气灯产生用于生产规模工业紫外线固化过程的紫外线。从历史上看,当今使用的中压汞蒸气紫外线灯的行业标准是弧光灯和微波供电的无电极紫外线灯。这两个系统之间的选择很大程度上取决于最终要求。 Miltec 是唯一一家提供电弧和微波紫外线系统的公司。我们的专家可以帮助您确定适合您应用的最佳解决方案。

弧光灯UV固化系统

紫外线系统

弧光由一根管状石英灯管构成,灯管两端各有一个电极,灯管内通常装有汞和惰性气体的混合物。当从灯管内部的电极直接向汞施加放电时,汞会被激发成等离子体状态,从而发出覆盖整个紫外光谱范围的光。

微波UV固化系统

微波 紫外线系统

这种微波驱动的无电极紫外灯也由装有汞和惰性气体的石英管构成。其工作原理是:将微波能量施加到紫外灯泡上,激发汞形成等离子体,从而产生紫外光。

的好处 林弧P

•定制灯长度

• 消耗部件更少

的好处 微波供电

• 灯泡寿命更长

• 不需要百叶窗

历史 固化

在UV固化技术出现之前,用于干燥油墨、涂料和粘合剂的传统方法是大型热烘箱或热风干燥机。热干燥给生产工厂和环境带来了挑战。热干燥通常会将 VOC 和 HAPS 排放到大气中,这可能会给接触这些污染物的人们带来健康问题。此外,热干燥通常会占用生产工厂的大量空间,这对用户来说是一种成本。大型热烤箱的操作和维护成本也很高。 

优势 紫外光固化

  • 固化速度更快:与热干燥方法相比。
  • 节能:比热干燥消耗更少的能量。
  • 环保为核心理念的:紫外线固化溶液通常为 100% 固体,无需溶剂回收系统。
  • 节省空间:紫外线灯比热炉占用的地面空间更小。
  • 更高质量的产品:可使印刷品更加清晰。

行业

紫外线固化几乎可用于任何涉及向任何产品施加涂层或油墨以改善该产品的物理特性或装饰产品并提高其美观性的应用。它可用于平板形式或 3D 形状的产品。一些典型的紫外线应用如下:

UV 固化瓶子和杯子印刷
瓶子和杯子印刷
塑料
体育用品
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“美国制造”
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摄影:David Bohrer(美国国家制造商协会)Gary Landsman(Gary Landsman 摄影工作室)

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