UV打印機曬干及LED-UV技術的節能性能及原理剖析

UV打印機UV光固化技術是一項綠色工業的新技術，曾被北美輻射固化委員會評為具有“5E”特點的工業技術，充分展現出了該技術的特點。所謂5E，即Efficient，高效，UV固化可以在數秒之內實現完全的固化，生產效率更高;Energy saving，節省能源，UV產品是常溫快速固化，其能耗一般只有熱固化的1/10～1/5;Environmental friendly，環境友好，紫外光固化材料中不含或只含少量溶劑，同時紫外固化所用能源為電能，不燃油或燃氣，無CO2產生，故紫外光固化被譽為“綠色技術”;Economy，經濟，紫外固化裝置緊湊，流水線生產，加工速度快，因而節省場地空間，勞動生產率高，紫外固化工藝保證膜層更薄，并有優良的性能從而減少原材料消耗，有利于降低經濟成本;Enabling，適應性廣，該UV產品可適應于多種基材，如紙張、木材、塑料、金屬、皮革、石材、玻璃、陶瓷等幾乎所有的硬質材料和軟質材料。

即便UV光固化技術具有如此多的優點，但也存在一些不可回避的缺點

(1)UV汞燈的使用壽命有限

(2)UV汞燈的能耗較大，但有效利用的能量卻不高，輸入能量中只有大約20%的能量產生紫外線，而有20%是可見能源，40%是熱量，除了常用的起有效固化作用的300～400nm波段以外，還有許多其他的波段，其中發射出的紅外線將會使基材的溫度升高，這也可以較好地解釋傳統的UV汞燈不太適應于熱敏材料的原因;

(3)雖然UV汞燈相對于溶劑型油墨來說，由于沒有VOC的排放而具有環保、環境友好的特點，但UV汞燈也存在一些隱性的污染，例如由于汞燈的高壓、高溫和強輻射，很容易使周圍的氧氣分子發生化學反應而生產臭氧，而臭氧不但對大氣層有不利影響，而且對身體健康也具有較大的影響。

與普通UV汞燈相對，LED-UV的優勢在于：

(1)冷光源、無熱輻射，被照物品表面溫升低，解決光通訊、液晶生產中長期存在的熱傷害問題，特別適合液晶封邊、薄膜印刷等要求溫升小的場合適用。發熱量小，可解決汞燈噴繪設備發熱量大、工作人員難以忍受的問題。并且，LED-UV光源，發出的是高純度單波段紫外光，幾乎沒有紅外線的輸出，它屬于冷光源，加工件不會因受熱而變形。

(2)效率高：LED-UV的光線能量高度集中在具有有效固化作用的某紫外光譜段，實際使用效果和光強為1000～2000mW/cm2的傳統高壓汞燈UV光源的固化效果不相上下，從而使固化時間縮短。傳統的汞燈UV光看上去亮度很高，但熱量很高，因為它的光譜很寬，真正起有效固化作用的紫外光譜段只占其中的一部分能量，有相當大一部分是在可見光段(雜光)和紅外光譜度(導致熱量產生)，對操作者的眼睛損傷嚴重并且容易使加工工件熱變形。

(3)超長壽命：LED-UV燈的使用壽命是傳統汞燈的10倍以上，且使用壽命不受開關次數影響。

(4) 瞬間開關，不需要預熱即可達到最大功率紫外輸出，關閉后可以瞬間重新開機。

(5)能量高，光輸出穩定，照射均勻效果好，提高生產效率。

(6)可定制有效照射區域，長度從20mm到1000mm。

(7)不含汞，也不會產生臭氧，是替代傳統光源技術的一種更安全、更環保的選擇。

(8)能耗低，耗電量僅為傳統汞燈式固化機的10%，能節約90%電量。

(9)維護成本幾乎為零，采用UV-LED固化設備每年至少節約10000元/臺的耗材費。

(10)由于紫外線照射裝置與相關配套裝置非常緊湊，無需以往那種較大的機械安裝空間以及管道施工，設置簡單容易。可以說LED-UV固化系統進一步增強了傳統UV固化系統的環境協調性。LED-UV技術是原有UV技術的升級。

LED-UV光源作為一種新技術就目前而言也存在一些問題

(1)由于LED-UV的關鍵技術為國外所控制，所以目前國內的LED-UV燈的價格相對較高;

(2)由于技術特點的限制，目前的LED-UV燈的光強度不高，以至于在一定程度上影響固化速度等。