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      隨著UV油墨的應用越來越廣泛，其固化工藝及相關設備也就成為了印刷業(yè)界希望了解的問題。本文我們主要介紹UV固化設備及其組成部分的工作原理和特點。      UV固化單元的主要作用是產生特定波長的光，并以足夠的輻射密度促使墨層固化，因此，明確什么是UV射線是非常必要的。UV射線是一種電磁能的形式，像可見光、X射線和無線電波一樣，是由大量的具有微小能量的光子組成的。每個光子都有不同的波長，其能量受波長的影響，波長越短，能量越大。光子是按照電磁波波長分布的，其波長為納米級，1nm等于1.0×10-9m，波長約在100～450nm之間的光子就是UV射線。UV能量可以按照光子的波長分成很多種，如圖1所示，用于UV印刷中油墨干燥的最主要的波段是在UVC、UVA和UVV波段，UV油墨中的光引發(fā)劑對這些波段的光子有反應，能夠釋放出足夠的射線使油墨固化。(一)UV固化設備的類型及組成      UV固化設備能夠發(fā)射波長在200～450nm的光子，并可以根據(jù)光波的連續(xù)性進行分類。連續(xù)型固化設備能夠連續(xù)地發(fā)射UV射線；閃爍型固化設備發(fā)射簡短而強烈的UV能量，如相機的閃光。最常用的固化設備是連續(xù)型的，它以水銀蒸氣為介質，能夠提供最合適的輸出功率，常用固化設備有以下3種主要的設計。      (1)專用UV固化設備：一種自由固定的設備，通常安裝有兩個UV燈，它只能用來固化UV油墨，而不能用于干燥溶劑型油墨。      (2)組合型固化設備：是一種UV固化和干燥劑噴射組合型設備，它能夠用于干燥UV油墨和溶劑型油墨。安裝這種設備要比專門的UV固化設備需要更大的空間和更高的成本，但是用途也更廣泛。      (3)橋梁型UV固化設備：是一種小型的，相對比較簡單的設備，安裝有1個或2個UV燈，可以通過一根直桿加裝在已有的干燥劑噴射裝置上。該類設備具有強大的固化能力，但是通常需要在高溫下運轉，但固化熱敏膜片時容易導致很多問題。該類型設備只能固化UV油墨。      所有的UV固化設備都由一個或多個UV燈組成，每個燈又是由燈泡(UV光能量的來源）、反射體(將UV光聚焦在感光材料上）和冷卻系統(tǒng)(減少到達感光材料的熱量）組成的。這里的“燈”指燈泡和反射體，為了避免混淆，我們將UV光源定義為“燈”，是“燈泡/反射體集合”的縮寫。      1.固化燈      UV固化設備包含1個或多個水銀燈，燈是長度為0.2cm～2.5m的石英電子管，電子管中包含了少量的水銀和惰性氣體，如氙氣。高壓電流通過燈泡的末端導生水銀氣體，并在揮發(fā)狀態(tài)下發(fā)射出光子，其波長在UV光能量波長范圍內。通常，UV燈發(fā)射出的光子越多，油墨固化的效率就越高。      燈泡有能量級別，一般通過電弧的長度即功率來區(qū)分燈泡的電流能量，最常用的燈是80W/cm或120W/cm，燈的功率越高，發(fā)光的能量就越大。然而，能量級不能直接影響UV光源的輸出能量，也不能影響能量輸出效率，效率受光引發(fā)劑的影響，要與其匹配。燈的能量決定于發(fā)光量，即發(fā)光量、光通量和光譜分布。      發(fā)光量是衡量到達油墨表面UV光能量的密度，即發(fā)光強度。它由以下幾點來決定：首先是燈的功率，功率越高，發(fā)光強度越高；發(fā)光強度隨著燈使用時間的加長而減少；第二是燈的直徑，直徑越小，發(fā)光強度越高；UV光能量越集中，則發(fā)光強度就越高；第三是反射體對UV光的反射率。      當油墨通過固化設備時，UV光是變化的，在燈的垂直下方或是UV光集中的地方，發(fā)光強度達到頂點，光線的能量由燈距而定。通常光越強，固化效果就越好，同樣，發(fā)光強度增加，油墨中光引發(fā)劑的的活性也就增強了，從而加速了固化。如果固化速度太慢，即使將印品通過固化設備很多次，油墨也不會干燥。因此，確定油墨有效固化并保證墨膜附著牢固所需要的最低光能量是非常重要的。       光通量是衡量油墨通過固化設備時所接受到的UV能量的尺度，在一些特定的光波下，光通量值將依賴于傳送帶的速度和通過固化設備的數(shù)量。降低傳送帶的速度或是把印刷品多次通過固化設備都會增加到達印品表面的UV光能量，但不會增加UV光的密度。      為了增加油墨的固化深度或固化反應程度，增加發(fā)光量（UV光能量密度）比增加光通量（油墨接受到的UV總能量）更有效，因為增加光輻射量的同時還增加了承印物上的熱能。表1解釋了發(fā)光效率對固化速度的影響，可見，增加發(fā)光強度或增加光通量值都是獲得快速固化的最好方法?？梢姡馔繉τ诒ＷC油墨的完全固化非常重要，因此，要保證光源發(fā)光波長范圍及光能量的正確結合。使用時要按照油墨制造商的推薦數(shù)據(jù)，并在使用過程中隨時觀察其變化。      2.反射體      反射體可以確保燈泡的能量盡可能多的到達承印物表面，實際上，在固化過程中，承印物表面要反射大約60%的UV光能量（最多是80%）。反射體還能控制UV光能量的分散，無論是正好落在承印物表面，還是均勻的分散開，UV光的能量總數(shù)是不變的，設計反射體的關鍵因素是橢圓度和 拋物線形的確定。      橢圓形反射體有兩種形狀的設計，即“橢圓線形”和“漸曲線形”。橢圓形反射體的特征是表面具有高金屬光澤度。      ①橢圓線形反射體：通常在橢圓形反射體的一個焦點上安裝燈泡，把光集中起來，通過一條狹窄的途徑到達第二個聚焦點，燈泡和反射體的位置必須確定好，所以第二個聚焦點必須準確地落在承印物表面上，這樣的設計可以得到比其他設計更多的光。如圖2所示。      ②漸曲線形反射體：這種形狀的反射體也是在一個焦點上安裝燈泡，然而，反射體曲線是位于燈泡與印品中間的第二個聚焦點上，在印品表面上產生一個更寬的能量區(qū)。如圖3所示。反射體就像平面反射鏡，在很廣泛的一個區(qū)域內散射能量，但這通常會降低能量，而且只能產生很少的集中的熱量，不過對于熱敏材料來說，這是有利的。(待續(xù))