[UVLED固化技術(shù)]你了解多少?
近年來UVLED固化技術(shù)受到了全世界的高度關(guān)注,在許多應(yīng)用領(lǐng)域中都逐漸采用UVLED光源取代傳統(tǒng)的汞燈光源。UV LED是一種電致發(fā)光二極管,相比于傳統(tǒng)的UV汞燈,更為環(huán)保、高效且能耗低,是真正面向可持續(xù)發(fā)展的綠色工業(yè)技術(shù)。
UV LED特點
單波長,發(fā)光效率高,能耗低
UV LED能將電能直接轉(zhuǎn)換成UV光,且發(fā)出的是單波段紫外光,光線能量高度集中在特定紫外光波段,現(xiàn)在市場上有成熟應(yīng)用的是365nm、385nm、395nm、405nm這幾個波段。而傳統(tǒng)UV汞燈的發(fā)射光譜很寬,真正起有效固化作用的紫外光譜段只占其中的一部分,同時光電轉(zhuǎn)換效率低,能源消耗大。
不產(chǎn)生紅外線及臭氧
傳統(tǒng)汞燈會產(chǎn)生紅外線,并發(fā)出大量熱量,易對熱敏感基材造成損傷。而UV LED為冷光源,能有效避免基材因過熱而產(chǎn)生收縮變形,對材料的適應(yīng)性更廣。同時用于紫外固化的UV LED通常是波長較長的紫外光,因此在固化過程中不會產(chǎn)生臭氧,能夠保持良好的工作環(huán)境,相對傳統(tǒng)汞燈更安全、更環(huán)保。
即點即亮,電子化控制
UV LED無需像汞燈那樣預(yù)熱,也不需要為了維持燈管壽命和工作效率而將燈管一直常開。UV LED可瞬間開(關(guān))燈,輸出的能量也可以自由設(shè)定,并可隨機(jī)器速度而自動調(diào)整,非常節(jié)能,控制簡單方便。
使用壽命長,維護(hù)成本低
LED UV燈的使用壽命可達(dá)1萬-5萬小時以上,是傳統(tǒng)汞燈的10倍以上,且光衰減得很慢,使用壽命不受開關(guān)次數(shù)影響。同時LED光源沒有汞,也沒有燈罩等附件,所以幾乎不需要維護(hù),降低了維護(hù)成本。
使用靈活性高,系統(tǒng)尺寸小
LED光源可分為點光源、線光源、面光源,可定制有效照射區(qū)域。光源設(shè)備尺寸小,照射裝置與相關(guān)配套裝置非常緊湊,無需以往那種較大的機(jī)械安裝空間以及管道施工。這樣的特點使其能夠適應(yīng)各類生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)流程也更高效。
UV LED市場及前景
據(jù)相關(guān)部門調(diào)研,UV LED市場最近七八年來一直保持著非常高速的增長,從2008年的2,000萬美元增長至2014年的9,000萬美元,復(fù)合年均增長率高達(dá)28.5%。2016年由于紫外光LED產(chǎn)品積極導(dǎo)入光固化、殺菌與凈化市場等各項應(yīng)用,預(yù)估產(chǎn)值將至1.66億美元,其中LED應(yīng)用于光固化市場產(chǎn)值將達(dá)到8,100萬美元。而到2020年,全球UV LED技術(shù)市場的復(fù)合年均增長率將達(dá)39%。
2015年,紫外光固化市場占UV LED技術(shù)市場的48.14%。印刷行業(yè)對UV LED固化設(shè)備的需求增加,用于UV LED芯片的通量密度大幅改進(jìn)使得紫外線固化占據(jù)了UV LED技術(shù)市場的很大一部分。同時印刷業(yè)已發(fā)展成為LED固化設(shè)備的一大用戶。UV LED技術(shù)在噴墨領(lǐng)域取得了巨大成功,推動了UV LED技術(shù)在整個印刷行業(yè)中的應(yīng)用。
亞洲市場的UV LED技術(shù)
相關(guān)部門預(yù)測,未來亞太地區(qū)的UV LED技術(shù)市場增長最快,UV LED技術(shù)在亞太地區(qū)的復(fù)合年增長率將達(dá)39.31%。主要因為該地區(qū)對UV固化設(shè)備和技術(shù)的大量需求。中國和印度是新興市場,由于政府倡導(dǎo)節(jié)能光源并支持對工業(yè)、醫(yī)療和科學(xué)部門進(jìn)行管控,這些政策鼓勵UV LED制造商增加UV LED的生產(chǎn)。LED光固化應(yīng)用目前主要集中于木器、油墨和UV膠三大領(lǐng)域,在未來幾年中會有較大漲幅。
歐洲市場的UV LED技術(shù)
歐洲UV LED技術(shù)將從2015年的3,628萬美元增長到2020年的1.902億美元。歐洲對有害物質(zhì)實行環(huán)境監(jiān)管和對汞燈的禁止使得歐洲市場成為全球UV LED市場收入的重要貢獻(xiàn)者。由于UV LED為環(huán)保型且耗電量少,在歐洲的醫(yī)療、粘合劑、印刷固化市場有著大量應(yīng)用,這些應(yīng)用也成為歐洲市場增長的一大重要因素。
北美市場的UV LED技術(shù)
UV LED技術(shù)占北美市場份額的26.8%。相關(guān)部門預(yù)測,北美UV LED技術(shù)市場將從2015年的3,433萬美元增長到2020年的1.7906億美元。由于市場快速增長,北美洲的平面藝術(shù)行業(yè)正越來越多地使用紫外固化設(shè)備和技術(shù)。其他UV LED光固化應(yīng)用涉及醫(yī)療保健行業(yè)、通信設(shè)備行業(yè)、汽車行業(yè)、建材行業(yè)等。
UV LED樹脂
由于UV LED為單一波段的UV光源,引發(fā)劑吸收光譜需要與LED發(fā)射光譜匹配,目前市場上針對LED光源開發(fā)的引發(fā)劑不多,可量產(chǎn)化的就更匱乏了。因此引發(fā)劑的匹配問題一直是LED光固化的難點,目前可使用的光引發(fā)劑有TPO、TPO-L、ITX、DETX、BAPO等。而這些引發(fā)劑在365nm、385nm、395nm、405nm的波段并沒有非常強(qiáng)的吸收峰,因此引發(fā)效率不高。同時與傳統(tǒng)汞燈相比,其功率較低,輻照能量不高,尤其是油墨類有色體系,若印刷速度過快,易導(dǎo)致油墨固化不徹底
鑒于引發(fā)劑匹配度和設(shè)備功率這兩方面的問題,用于LED固化的光固化樹脂就必須有非常高的反應(yīng)活性,才能避免固化不良等問題。目前市場可供選擇的UV LED固化樹脂很少,主要受制于反應(yīng)活性和穩(wěn)定性這兩大問題。
固化速度、抗表面氧阻聚和儲存穩(wěn)定性的平衡
固化速度、抗表面氧阻聚和儲存穩(wěn)定性,是UV光固化技術(shù)中很重要的三個方面,單獨實現(xiàn)相對容易,但如果三者都要兼顧難度就很大。艾優(yōu)威科技的科研人員通過大量的實驗工作,采用創(chuàng)新的方法對樹脂結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改變,并采用輔助手段,特別開發(fā)了三款不同應(yīng)用體系的UV LED固化樹脂,完美地達(dá)到了固化速度、抗表面氧阻聚和儲存穩(wěn)定性三者的平衡,從而很好地解決了實際應(yīng)用問題。
UV LED在光固化中的應(yīng)用
UV噴墨
目前,市場對UV LED固化技術(shù)的關(guān)注度很高,其中噴墨領(lǐng)域的創(chuàng)新最多,而UV LED固化的優(yōu)勢恰好能滿足這一領(lǐng)域的需求。
UV LED噴墨優(yōu)勢:節(jié)能、高效、分辨率高、適應(yīng)多種基材。
應(yīng)用領(lǐng)域:工業(yè)或裝潢印刷、大幅面噴墨印刷、標(biāo)簽及包裝印刷。
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