[UVLED固化技術(shù)]你了解多少?
近年來(lái)UVLED固化技術(shù)受到了全世界的高度關(guān)注,在許多應用領(lǐng)域中都逐漸采用UVLED光源取代傳統的汞燈光源。UV LED是一種電致發(fā)光二極管,相比于傳統的UV汞燈,更為環(huán)保、高效且能耗低,是真正面向可持續發(fā)展的綠色工業(yè)技術(shù)。
UV LED特點(diǎn)
單波長(cháng),發(fā)光效率高,能耗低
UV LED能將電能直接轉換成UV光,且發(fā)出的是單波段紫外光,光線(xiàn)能量高度集中在特定紫外光波段,現在市場(chǎng)上有成熟應用的是365nm、385nm、395nm、405nm這幾個(gè)波段。而傳統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(shí)光電轉換效率低,能源消耗大。
不產(chǎn)生紅外線(xiàn)及臭氧
傳統汞燈會(huì )產(chǎn)生紅外線(xiàn),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(guò)熱而產(chǎn)生收縮變形,對材料的適應性更廣。同時(shí)用于紫外固化的UV LED通常是波長(cháng)較長(cháng)的紫外光,因此在固化過(guò)程中不會(huì )產(chǎn)生臭氧,能夠保持良好的工作環(huán)境,相對傳統汞燈更安全、更環(huán)保。
即點(diǎn)即亮,電子化控制
UV LED無(wú)需像汞燈那樣預熱,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(kāi)。UV LED可瞬間開(kāi)(關(guān))燈,輸出的能量也可以自由設定,并可隨機器速度而自動(dòng)調整,非常節能,控制簡(jiǎn)單方便。
使用壽命長(cháng),維護成本低
LED UV燈的使用壽命可達1萬(wàn)-5萬(wàn)小時(shí)以上,是傳統汞燈的10倍以上,且光衰減得很慢,使用壽命不受開(kāi)關(guān)次數影響。同時(shí)LED光源沒(méi)有汞,也沒(méi)有燈罩等附件,所以幾乎不需要維護,降低了維護成本。
使用靈活性高,系統尺寸小
LED光源可分為點(diǎn)光源、線(xiàn)光源、面光源,可定制有效照射區域。光源設備尺寸小,照射裝置與相關(guān)配套裝置非常緊湊,無(wú)需以往那種較大的機械安裝空間以及管道施工。這樣的特點(diǎn)使其能夠適應各類(lèi)生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)流程也更高效。
UV LED市場(chǎng)及前景
據相關(guān)部門(mén)調研,UV LED市場(chǎng)最近七八年來(lái)一直保持著(zhù)非常高速的增長(cháng),從2008年的2,000萬(wàn)美元增長(cháng)至2014年的9,000萬(wàn)美元,復合年均增長(cháng)率高達28.5%。2016年由于紫外光LED產(chǎn)品積極導入光固化、殺菌與凈化市場(chǎng)等各項應用,預估產(chǎn)值將至1.66億美元,其中LED應用于光固化市場(chǎng)產(chǎn)值將達到8,100萬(wàn)美元。而到2020年,全球UV LED技術(shù)市場(chǎng)的復合年均增長(cháng)率將達39%。
2015年,紫外光固化市場(chǎng)占UV LED技術(shù)市場(chǎng)的48.14%。印刷行業(yè)對UV LED固化設備的需求增加,用于UV LED芯片的通量密度大幅改進(jìn)使得紫外線(xiàn)固化占據了UV LED技術(shù)市場(chǎng)的很大一部分。同時(shí)印刷業(yè)已發(fā)展成為L(cháng)ED固化設備的一大用戶(hù)。UV LED技術(shù)在噴墨領(lǐng)域取得了巨大成功,推動(dòng)了UV LED技術(shù)在整個(gè)印刷行業(yè)中的應用。
亞洲市場(chǎng)的UV LED技術(shù)
相關(guān)部門(mén)預測,未來(lái)亞太地區的UV LED技術(shù)市場(chǎng)增長(cháng)最快,UV LED技術(shù)在亞太地區的復合年增長(cháng)率將達39.31%。主要因為該地區對UV固化設備和技術(shù)的大量需求。中國和印度是新興市場(chǎng),由于政府倡導節能光源并支持對工業(yè)、醫療和科學(xué)部門(mén)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光固化應用目前主要集中于木器、油墨和UV膠三大領(lǐng)域,在未來(lái)幾年中會(huì )有較大漲幅。
歐洲市場(chǎng)的UV LED技術(shù)
歐洲UV LED技術(shù)將從2015年的3,628萬(wàn)美元增長(cháng)到2020年的1.902億美元。歐洲對有害物質(zhì)實(shí)行環(huán)境監管和對汞燈的禁止使得歐洲市場(chǎng)成為全球UV LED市場(chǎng)收入的重要貢獻者。由于UV LED為環(huán)保型且耗電量少,在歐洲的醫療、粘合劑、印刷固化市場(chǎng)有著(zhù)大量應用,這些應用也成為歐洲市場(chǎng)增長(cháng)的一大重要因素。
北美市場(chǎng)的UV LED技術(shù)
UV LED技術(shù)占北美市場(chǎng)份額的26.8%。相關(guān)部門(mén)預測,北美UV LED技術(shù)市場(chǎng)將從2015年的3,433萬(wàn)美元增長(cháng)到2020年的1.7906億美元。由于市場(chǎng)快速增長(cháng),北美洲的平面藝術(shù)行業(yè)正越來(lái)越多地使用紫外固化設備和技術(shù)。其他UV LED光固化應用涉及醫療保健行業(yè)、通信設備行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)、建材行業(yè)等。
UV LED樹(shù)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(chǎng)上針對LED光源開(kāi)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(wèn)題一直是LED光固化的難點(diǎn),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(méi)有非常強的吸收峰,因此引發(fā)效率不高。同時(shí)與傳統汞燈相比,其功率較低,輻照能量不高,尤其是油墨類(lèi)有色體系,若印刷速度過(guò)快,易導致油墨固化不徹底
鑒于引發(fā)劑匹配度和設備功率這兩方面的問(wèn)題,用于LED固化的光固化樹(shù)脂就必須有非常高的反應活性,才能避免固化不良等問(wèn)題。目前市場(chǎng)可供選擇的UV LED固化樹(shù)脂很少,主要受制于反應活性和穩定性這兩大問(wèn)題。
固化速度、抗表面氧阻聚和儲存穩定性的平衡
固化速度、抗表面氧阻聚和儲存穩定性,是UV光固化技術(shù)中很重要的三個(gè)方面,單獨實(shí)現相對容易,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(guò)大量的實(shí)驗工作,采用創(chuàng )新的方法對樹(shù)脂結構進(jìn)行了改變,并采用輔助手段,特別開(kāi)發(fā)了三款不同應用體系的UV LED固化樹(shù)脂,完美地達到了固化速度、抗表面氧阻聚和儲存穩定性三者的平衡,從而很好地解決了實(shí)際應用問(wèn)題。
UV LED在光固化中的應用
UV噴墨
目前,市場(chǎng)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(mǎn)足這一領(lǐng)域的需求。
UV LED噴墨優(yōu)勢:節能、高效、分辨率高、適應多種基材。
應用領(lǐng)域:工業(yè)或裝潢印刷、大幅面噴墨印刷、標簽及包裝印刷。
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