光固化原理解析：紫外线（UV）光源系统

光固化原理解析：紫外线（UV）光源系统

1、系统简介UV光源系统包括灯管、反射罩、能量控制装置、温度控制装置(或称冷却装置)。

UV光源所使用的灯管，最常用的种类为内部填充水银的水银灯管(MercuryLamp)，有时候会添加其它的金属，例如镓(Gallium)。另外金属卤素灯管，及石英灯管(quartzlamp)也是常用的种类。UV灯管所发出的电磁波长须介于200~400nm之间。反射罩主要的功能为将UV电磁波反射回来，以增加UV的光源效率，另一个重要功能为维持灯管的工作温度。反射罩表面通常为铝制，反射率的要求通常需高达90%。反射罩的基本型式有两种，一为聚焦型，另一种为散焦型，随制造商的发展，又有其它的延伸型式。

能量控制装置的主要功能为控制UV灯管所发射出的UV能量，以维持硬化的效率及稳定，配合不同印刷速度的需求。有电子式设计，也有微电脑控制。

由于UV灯管发出UV电磁波时，也会发出IR(红外线波)，使得UV设备在高温中运作(例如石英灯管的温度可达600～800OC)，如此除了会缩短uv设备的寿命外，对印刷品也容易引起伸缩的情况，导致印刷时规位无法套准，所以冷却装置的重要性可见一斑。

2、光固化分析UV固化材料预期性能的获得，不管是保护胶、油墨、还是粘合剂，将依赖于UV灯管的参数、设计和控制的方法。

UV灯四个关键的参数是：

1).UV辐射度(或密度)

2).光谱分布(波长)

3).辐射量(或UV能量)

4).红外辐射。

相对于最大辐射度或辐射量，以及不同的UV光谱，油墨和保护胶将会展现出不同的特性。鉴别不同的UV灯管特性并使它们与可固化材料的光学特性相匹配的能力，扩展了把UV固化作为一种快速、高效的生产过程的范围。有许多固化系统的光学和物理性能（除它本身的组成之外）影响固化效果，从而导致了UV固化材料外观特性

（performance）的不同。

波长的重要作用

大多数UV固化包含了两种范围的波长同时工作（假如包含IR，3个）。短波长工作于表层，长波长工作于油墨或涂层的深层。这个定理是由于短波长在表层被吸收而不能到达深层的结果。短波曝光的不足会导致表面发粘；长波能量的不足则会导致粘附不良。每一个配方和薄膜的厚度都会从一个恰当的短、长波长能量速率中得到益处。

最基本的汞灯在这两个范围内发射能量，但它在短波长下的强烈发射使它特别适合于涂层和薄油墨层。高吸收性的材料，比如粘合剂和丝网油墨，它们的配方更适合于使用长波光触发剂的长波固化。用来固化这些材料的灯管，包含了添加剂以及汞，这种灯在长波UV下发射的UV更多一些。这些长波灯管也辐射一些短波能量，从而足以应付表层的固化。

许多极特殊的应用，比如对大量含有氧化钛这种颜料添加剂的材料进行固化，或需要穿过塑料、玻璃进行固化，就必须长波固化，因为这些材料几乎完全阻碍了短波。