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UV LED技术在印刷领域的优势及展望

2015年10月21日 11:47来源: 广东LED 人气:3747


  随着UV固化技术在印刷行业中日益普及,一种采用UVLED发光二极管作为固化光源的印刷方式,被越来越多的印刷企业所关注。本文针对UVLED光源的特点进行探讨,并对其在未来印刷业的发展作出分析。
  
  一、UVLED固化原理
  
  传统UV印刷是指UV油墨中的光聚合引发剂,在UV光源的照射下,吸收不同波长和能量的紫外光后,达到激发态,形成自由基或离子。再通过分子间能量转移,使预聚物、单体和聚合物成为激发态,产生的电荷转移复合体。复杂粒子之间不断的交联聚合,zui终使油墨固化成膜并吸附在印品上的过程。
  
  UVLED(Light-EmittingDiode)光源是紫外光源技术朝着更节能、更环保方向发展的产物,是一种能够发射极窄的光谱半宽,并能将电能转化为光能的半导体电子元件。利用光电转换原理,通过在半导体基片上注人、掺杂杂质生长PN结而得到,发光机理缘其电致效应,电子和正电荷在移动过程中碰撞结合转化成光能。其辐射波峰单一,光线能量集中在具有有效固化作用的一段紫外光谱段。由于光谱半宽相比传统UV光源窄许多,能量高度集中,低热能,辐照更均匀。使用UVLED光源能减少印刷资源浪费,降低印刷成本,从而节省印刷企业生产时间,大幅度提高企业生产效率。
  
  二、UVLED印刷优势
  
  1.超长寿命
  
  传统UV光源在大约工作1500小时后就要换新,频繁更换光源零件,可能造成印刷机固化故障频出;同时还可能降低印刷机运转效率,影响印刷企业正常生产。而UVLED光源的使用寿命一般能达到传统UV光源的8倍以上,可以达到12000小时,且不受开关次数影响。根据其发光原理,即UVLED光源只能向一个方向通电,正向偏压,当电流通过时,电子与空穴在其内复合而发出光线,确保了光源的稳定性,使其光源衰变率小很多。比如在工作8000小时以后,发光强度还能够达到其zui大功率的95%。
  
  2.节省能源
  
  传统UV印刷,在正式印刷前要提前打开光照系统进行预热,光线功率开的越强,等待的时间就越长。部分印刷企业为了不耽误印品工期以及维持UV灯管的使用寿命,往往选择不关闭照射系统,使其保持照射状态,造成光源大量浪费。而UVLED光源根据其自身结构特点,瞬间把电能转换成光能,在低压即可启动,所以没有预热时间,即可达到zui大功率输出。其固化光源中80%以上光源能量用于油墨的固化。同时发光亮度低,发热量小。开很低的光照强度即可达到传统UV光源相同的固化效果,可以减少70%~80%的耗电。能源利用率高。而且不需要的时候可以将其关闭,进一步降低能耗和成本。
  
  3.适性更广
  
  传统UV光源,发热量大、承印材料易受热变形。而UVLED是一种冷光源,发出的是单一的波长,不含红外光,无热辐射,不会产生太多的热量。所以采用UVLED光源能显著降低固化过程产生的热量,不会破坏承印基材外观。例如不能在传统UV设备很好适印的对热敏感的薄膜类基材,在使用UVLED印刷方式下就能很好地适印。现如今发展迅速的标签印刷,印刷速度越来越快,承印基材越来越薄。如果热量太高,基材遇热会发生反应使其起皱,影响产品质量。使用UVLED印刷方式能大大减少产品的不良率,确保在印刷工期内保质保量的完成任务。
  
  4.保护环境
  
  现在UV印刷在印刷业的市场占有率大幅增加。部分印刷企业还在使用高压汞灯作为其UV固化光源。印厂使用完毕后需花费人力、财力对其排放的汞进行报废处理。如处理不及时,则会渗透到周边环境中。排出的废水汞含量很低,不会直接对人体引起危害;但里面的微生物可以吸收汞类化合物,并通过食物链转移,zui终被鱼虾等海鲜类吸收并蓄积起来。汞在生物体内的转化和排出非常缓慢,能长期保存其体内。若误食此类海鲜,进而会严重影响身体健康。而UVLED光照系统是不含汞等有害化学元素的,工作时不会给环境以及人类造成任何污染。
  
  三、UVLED印刷展望
  
  虽然国内UVLED技术在工业民用诸多方面已经表露出其明显的优势,但在印刷行业起步较晚。如今UVLED市场正以每年20%以上的速度增长,预计到2020年市场可以达到3.5亿美元。但目前UVLED光源的价格还处于较高水平,一组UVLED灯管的售价基本要十几万元,比传统UV灯管贵得多,而且与之配套的UVLED油墨,要在极窄的光谱段选择适合的光敏剂,所以更具专一性,成本比传统UV油墨高20%左右,售价也要比传统UV油墨贵出不少。
  
  现在大多数印刷企业感觉更新设备和原材料的成本投入大,同时环保意识还比较淡薄,缺乏对社会效益、经济效益的综合考虑,加上国内环保领域缺乏执行力及法律法规不够健全,国内大多数印刷企业还在坚持使用传统的UV光源。
  
  但UVLED印刷十分符合包装印刷行业现行倡导的高效、节能、环保的发展趋势,考虑到工业电费日益上涨和环境规制以及绿色印刷认证的压力不断增大,UVLED印刷方式的普及必然是大势所趋。随着今后印刷行业的环保发展和印刷技术的飞跃突破,UVLED光照系统也将不断成熟,估计UVLED光源的售价也不会再居高不下。可以预测,UVLED印刷方式在印刷行业中大展拳脚指日可待。
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