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UV-LED固化关键技术发展及未来趋势分析
时间: 2021-04-09 09:22 浏览次数:
三昆(深圳)电子科技有限公司做UV光源 UV固化 机nbsp ; plc耦合系统 UVLED 固化 指的是使用LED光来制造油墨,油漆,涂料,浆液和粘合剂之类的流体转化为固体的方法不同于传统的UV广谱光固化技术。 水银灯,即 uv固化 。 两者的共同点是依靠光照射激发 光引发剂 ,从而促进流体中所含的单体和 预聚物 通过聚合反应结合而形成硬化膜。 UV- LED固化系统 几乎不产生热量,适用于各种

UV-LED固化关键技术发展及未来趋势分析


三昆(深圳)电子科技有限公司做UV光源UV固化机 ; UV烤箱调整架 ;plc耦合系统
UVLED固化指的是使用LED光来制造油墨,油漆,涂料,浆液和粘合剂之类的流体转化为固体的方法不同于传统的UV广谱光固化技术。 水银灯,即uv固化。 两者的共同点是依靠光照射激发光引发剂,从而促进流体中所含的单体和预聚物通过聚合反应结合而形成硬化膜。
UV-LED固化系统几乎不产生热量,适用于各种热敏介质,例如塑料薄膜印刷基材。 与传统的汞灯相比,UV-LED灯可节省2/3的能量。LED光源使用寿命是传统UV光源的许多倍。UV-LED技术的另一个重要优点是UV-LED灯不需要预热时间,可以根据需要随时打开或关闭。 这些特征是绿色包装和印刷新技术的典型代表之一。 本文总结了UV-LED固化技术的特点,并讨论了其发展的关键技术问题和解决方案。
UV-LED与传统uv固化工艺的比较
UV-LED固化工艺是从uv固化工艺发展而来的,与传统的UV系统相比,UV-LED固化最多可减少70%的能耗 。 传统的uv固化利用200?450nm的整个UV光谱,而UV-LED固化仅集中在很窄的UV光谱范围内,通常为395?405nm。 尽管当前的某些UV-LED固化系统在365nm处固化,但大多数仍集中在395nm左右,这是UV-LED固化的常用波长。
2008年,小森印刷公司在德国drupa展会启动了H-UV系统。 它使用单一的uv灯头和高感光度uv固化墨水来实现四色打印的即时固化。 海德堡发射了用于商业用途的drystar低能耗uv灯系统和软包装印刷,利用uv反射器来减少紫外灯热量的输出,UV灯中的特殊材料还消除了可产生臭氧的波长低于290nm的光。 高宝印刷公司还推出了drupa展会drupa展会上的varidryhruv系统,可以在80?200W / cm2之间灵活地调节能量输出。
表1是UV-led固化系统与传统uv固化系统在技术特征方面的比较。 从表1中可以看出,与传统的uv固化系统相比,UV-led固化系统具有以下优点:
(1)与uv固化相比,UV-LED仅需要其电耗的1/4,从而大大降低了能耗和二氧化碳排放量。(2)水银灯的辐射水平很容易超过10W / cm2,用于表面固化时容易产生热量。 可以控制UV-LED的辐射能量,并且发热量低。 适用于塑料薄膜和其他热敏印刷材料的印刷热。冲击小,只需要对印刷精度做些微调整即可。
(3)UV-led光源组件的寿命约为uv光源元件寿命的12倍,大大减少了光源更换的频率,并相应地减少了设备消耗。
(4)可以立即打开或关闭UV-LED,而无需进行uv固化所需的预热和冷却时间,从而提高了工作效率。
(5)UV-LED方法不产生臭氧,从而改善了工人的工作环境,消除了安装捕获和焚化设备消除臭氧危害的需要。
(6)因为UV-LED光源设备和相关的支撑设备非常紧凑,所以安装简单,并且节省了空间。 从以上各种优点可以看出,UV-led固化系统不仅可以大大降低成本,而且可以减少环境污染和能源消耗。
UV-LED固化关键技术及其发展方向
UV-LED固化技术起源于UV固化技术,主要涉及395nm固化光源和可在395nm光下固化的新材料系统。
光固化设备方面中,长波长(395nm)大功率输出UV-led光源设备取得了很大的进步。2010年,Label Expo展出了10个UV-LED灯,一家英国公司推出了波长为395nm的LED系统,功率为12W / cm2,2013年Label Expo上展出了78个UV-LED器件,增加了8个。 次数。 此外,UV-LED的固化范围也已从最初的单点固化扩展到今天的表面固化,但是仍然没有关于高效率,高功率,三维固化的报道。 目前,许多印刷设备已使用100%UV-LED固化技术。
UV-LED释放的能量可能已经等于或什至高于传统uv固化灯泡释放的能量。16W / cm2led固化系统已正式进入批量生产两年,基本上满足了最快固化速度的要求,而led光源的寿命超过20,000小时。 复旦大学的张山端团队已开发出10kW大功率UVled固化系统,相关技术正在产业化。 大连海事大学的赵欢等人开发了一种阵列型UV-led光源,它可以灵活地调节照射表面上的光功率密度分布,从而有可能有效地固化三维物体,并且需要一定量 时间进入实际应用。
UV-LED点光源和面光源设备已投入实际使用。 近年来,led光源在波长控制,光提取效率和大功率led光源散热技术方面一直在不断提高。 因此,随着led技术的发展和半导体技术的发展,高功率,三维可控的光强度,发射波长和光引发剂吸收波长的匹配,更简单的结构成为其发展方向。在UV-LED光固化新材料方面,2006年只有少量油墨和UV-led技术兼容。Flint Group(属于UltrakingXCURA品牌)选择光引发剂来吸收较高波长的部分,并推出用于单张纸印刷和轮转胶印的新型低能耗,UV-LED固化的高反应性油墨和涂料。 可以将这种油墨印刷在特定的无孔涂层或无涂层基材上。 油墨具有很高的反应性,不需要多个固化光源。
到2013年,包括Sun Chemical,Agfa,Ruco,Marabu和其他公司在内的20多家油墨和材料供应商将支持和配置UV-LED油墨。 大量的材料供应商将他们的材料与UV-LED兼容视为卖点。 新的树脂,单体预聚物光引发剂的出现使UV-led技术越来越广泛地被使用。
实际应用结果表明,UV-led固化系统可以增加颜料含量以获得更鲜艳的色彩。 这对于扩大UV-LED固化技术的应用领域非常重要。 传统的uv固化系统中固体粒子的容量相对较小,而UV-led固化系统具有较高的固体粒子容量,这表明可以向系统中添加更多的纳米粒子,具有光,声和电磁功能的纳米粒子已大大扩展 他们的应用领域。
目前,不仅墨水被广泛用于UV-led技术,涂料和胶粘剂也被专门配置为UV-LED固化产品,印刷电路板(PCB),电子元件包装也被UV-LED相应固化传统uv固化。 以印刷电路板(PCB)曝光为例,采用扫描曝光法可以有效减小UV-led光源的尺寸和面积,从而解决uvled的散热问题。 此外,它还具有许多优点,例如光强分布均匀且稳定,设备成本低,并且所有性能均高于传统的曝光工艺,完全可以满足pcb曝光工艺的要求。
在光固化新材料中,开发新的引发剂,单体预聚物固化体系,然后增加光固化反应活性。 采用UV-led固化系统添加光,声,电和磁性功能纳米材料,形成一种新型浆料,其中新的无机功能粉末分散在有机载体中。 将其与3D打印制造相结合将带来更多的技术创新和更大的市场。
UVLED市场的未来
随着UV-LED系统开发技术的成熟,UV-led固化系统变得越来越小,甚至变得便携。UV-led光源设备和液体光固化系统(如油墨,油漆,涂料,浆糊等)创新的直接结果是降低了总体成本,并扩大了应用范围。法国里昂YoleDeveloppement公司在对UV-LED领域的研究中预测,由于拥有成本低,设备紧凑,环境友好的优势,UV-LED芯片和封装市场将大幅增长,达到2.7亿个 到2021年美元。 近年来,UV-LED预计将占据全球uv设备,辅助设备和消耗品市场份额的1/3以上。
UV-LED固化技术具有效率高,无VOC,无臭氧和汞排放,工艺温度低和固体颗粒容量高的特点。 它将成为油墨,油漆,涂料,功能性浆料,电子元件包装粘合剂,3d打印制造领域技术创新和市场的热点。
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