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全球UV LED光固化的前五大公司

时间:2017-07-29 11:04来源:未知点击:

在过去几年中,有一项新技术已经进入人们的视野,并引起越来越多人的关注和讨论。这项技术就是UV LED固化,它可能会对传统紫外线(UV)固化油墨和上光油形成挑战。UV LED是发光二极管,它的发光方式为场致发光,由半导体产生,而传统UV固化是通过充入各种气体的灯发光来实现的。UV LED光固化技术最早出现在drupa 2008印刷展上,主要用于数字喷墨墨水的固化,还可以用于柔印或其他印刷工艺的油墨。

 

UV LED光固化的支持者说,这是下一个时期要发生的大事,它可以取代目前广泛使用的技术;其他人则认为其普及尚需时日。不过有几个指标肯定有利于UV LED光固化技术的普及:能耗比传统UV固化的要低,而且LED阵列具有更长的使用寿命。不过,它的固化速度有待进一步提升。

 

 

 

 

1

 

美国Phoseon公司

 

 

 

 

美国Phoseon公司生产的UV LED灯成功应用于标签行业。由于标签印刷的速度越来越快,标签材料越来越薄,而UV LED技术的优点在于不会产生太多的热量,因此不会损坏薄薄的标签和对热敏感的承印材料。

 

点亮LED阵列(在一个单元中有许多LED)所需的能量比点亮U V灯所需的能量明显要低。由于这种差异,UV LED需要放在相当接近承印材料的地方,距离承印材料5~10 mm处,最远的也只有25 mm。而UV灯使用反光板,在离承印材料约53 mm处聚焦成单一光束。LED是泛光灯,它可以向四处发光,离承印材料越远,照到承印材料上的光线就越少。

 

与传统UV灯相比,UV LED有两个优点:第一个优点是可以随意开关LED灯,当标签从光束下通过时,可以在几微秒的时间内将其关闭。它还可以闪烁发光,在需要的时候打开,在不需要的时候关闭,节省能源和成本。第二个优点是固化速度可以提高到150 m/min。

 

Phoseon公司成立于2002年,专门从事UV LED灯的制作。它的主要市场在喷墨印刷行业,但也快速进入黏合剂领域及涂覆、木地板等行业。LED只是Phoseon公司的部分产品,只占公司整个业务的10%。它有制作LED的能力,把LED装在系统中保持冷却,以便随时增加其功率。LED阵列是封装在一个有印刷电路板和冷却装置的系统中,冷却方式可以是风冷,也可以是水冷。LED本身会产生大量的热量,必须以某种方式把热量排出。

 

从技术上讲,UV固化油墨在固化后是固体而不是液体,UV激发光引发剂与混合物中的其他颗粒产生链接,引起聚合反应而固化,形成固体并“干燥”。传统的UV固化利用了200~450 nm的整个紫外光谱,而UV LED只集中在紫外光谱中一个狭窄的范围,通常是395~405 nm。目前UV油墨虽然有一些是在365 nm处固化的(主要是UV-A的范围),但大多数还是集中在395 nm左右,这是固化的最佳点。

 

 

 

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2

 

美国太阳化学公司

 

 

 

 

美国太阳化学公司有生产UV LED油墨,主要生产喷墨墨水和丝网印刷油墨,在一般的印刷应用场合,其印刷效果还不够完美。这家公司对UV LED固化技术非常有兴趣,但从油墨制造商的角度来看,这项技术还是存在一些问题,其中一个问题就是如何获取UV的能量。

 

LED光源是单色光,通常在390~400 nm的范围内工作,这是可见能量的开始处,越接近可见光,就越容易出现不希望有的固化问题。典型的水银蒸气灯产生的紫外线能量效率不够高,只有大约20%的能量产生紫外线,而有20%是可见能源,40%是热量。LED会把所有功率都转换到需要得到的那部分。不过标准的水银蒸气灯可以通入大量的能量,发射更多的能量。

 

标准的紫外线灯泡发出的紫外线光谱为200~400 nm,有一些不需要的辐射能,但可以被利用。让不同的光引发剂做不同的事情,包括它们自己要做的和希望它们做的。油墨中的颜料也会传输能量,所以有些颜料的固化会比其他颜料会好一些。

 

除了油墨,还有光油。光油通常是用来实现某种表面效果的。UV LED灯产生的能源类型不能很好地固化表面。很难用UV LED灯获得很好固化的UV光油膜层。另一个问题是,能产生表面固化的光引发剂不能很好地吸收能量。

 

尽管如此,这项新技术以后还是有可能会用到其他领域的,这项技术肯定会在某些地方得到提高,从而被更广泛地接受。

 

至于固化速度,有人说采用UV LED的印刷速度会受到限制,UV LED的功率相对较低,但可以安置很多模块来提高功率。在增加功率的时候就要有冷却UV LED设备。因此,需要权衡一下总成本,增加UV LED装置是不是真有意义?

 

与标准的UV固化油墨相比,UV LED固化油墨的价格会高一些。在油墨中要加入更多的光引发剂,这些成分通常都比较贵。

 

 

 

 

3

 

美国EFI Jetrion公司

 

 

 

 

美国好乐UV公司是德国好乐股份公司的分公司,也制造UV固化系统、传统的产品以及UV LED产品。这家公司为EFI Jetrion公司的数字喷墨标签印刷机提供UV固化设备EFI公司自己制造墨水,既可以用传统的紫外线固化,也可以用UV LED固化。Jetrion使用UV LED固化白色油墨、传统的其他颜色的UV油墨。

 

Jetrion系统先印白墨,然后印CMYK印刷色。白墨是由二氧化钛制成的,二氧化钛是大分子,和黑墨一样都是用其他能源辐射系统进行固化时会产生问题的油墨。Jetrion采用UV LED对白墨进行固化的过程被称为固定(pinning),其中辐射能使油墨的黏度提高,但不能完全使其固化。经过固定,后续在白墨上印刷就容易很多。

 

UV LED系统所产生的热量从LED阵列的背面排出,因此需要通过风冷或水冷装置,冷却需要的功率也要算在LED的账上。有业内人士推测,由于使用冷却系统的能量可能会削弱UV LED固化使用较少能源的说法。但系统制造商认为,冷却系统的功耗再大也不会大到接近传统UV系统所需的功率。

 

大多数油墨制造商正在或已经开始研发UV LED墨水系统,并在市场上推出了一些产品,如盛威科INX国际公司。在2009年芝加哥的全美印艺展上,INX国际公司展示了一台短版的窄幅轮转UV LED印刷机,以20 m/min的固化速度一次走纸输出。最近,该公司展出了LED-INX墨水,这是一种UV固化的颜料型喷墨墨水,正处于开发阶段。

 

EFI除了Jetrion的数字喷墨印刷机,还制造威特宽幅UV喷墨系统。该公司曾经宣布,已经选择Phoseon公司为威特喷墨打印机提供固化设备。推出的EFI威特GS3250LX UV固化打印机重新定义了性能和功能标准,UV LED灯提供了以前用传统的水银灯无法向用户提供的独特功能。Phoseon公司的FireJet产品在超宽幅面打印机产品的成功应用,说明UV LED系统供应商已经能够应对严格的技术、可靠性和性能的挑战。

 

 

 

 

4

 

日本罗兰公司

 

 

 

 

宽幅喷墨打印机制造商日本罗兰公司也推出了64 in的VersaUV LEJ-640 UV LED组合式喷墨打印机。LEJ-640利用该公司的Ver saUV技术,能够在大多数承印材料上打印C、M、Y、K、白色和透明色,从卷筒材料到0.5 in厚的板材,打印具有特殊效果和整饰效果的图形。

 

作为该公司最新的VersaUV系列中的产品,LEJ-640可以在包括瓦楞纸板、泡沫板和其他硬质材料上制作包装模型和特种印刷。LEJ-640也可以在各种软包装材质上打印和模拟压凸效果,可以在各种用作印刷机打样样张、模板、宽幅标示牌、销售点广告、橱窗显示和室内装饰项目所用的材料上打印。安全使用的UV-LED灯,既高效又节能,还无需预热时间。

 

 

 

 

5

 

德国贺利氏特种光源公司

 

 

 

 

德国贺利氏特种光源公司也推出了UV LED系统,称为NobleCure。这个系统的波长为395 nm,辐射功率至少为4 W/cm2。由于照射的窗口面积近40 cm2,产生的总能量大约为200 W。

 

这有效的辐射能力因采用最先进的微透镜技术而得以实现。这种镜头能够形成光束,增加UV LED系统的解偶联效率达50%以上。辐射基本保持稳定,甚至在要固化材料处在不同距离时也只有轻微的下降。因此,NobleCure可以在与承印材料不同的距离上工作,而不需要重新调整系统的位置。它可以实现365~405 nm的波长范围,因此可以用于各种胶黏剂的固化和数字印刷的应用。

 

与传统的UV灯相比,UV LED灯具有较长的使用寿命。从使用寿命长的角度说,LED表现极佳。有几家公司在连续不停运行的情况下,LED使用已经达到2万h以上,而且还在继续使用。以前LED灯具生产厂家都声称灯具的寿命为1万h,现在都说是1.5万h。

 


 

UV LED市场的发展相当不错,它在一些市场中还是有优势的。随着时间的推移,会有越来越多的人了解它,会有很多人愿意尝试新的东西。

 

很多人推测UV LED固化技术会取代传统的UV固化技术。它具有更高的能源效率、降低维护需求的优势,这等同于节约了成本,加上其符合环保要求,这就宣告了效率较低的水银紫外线灯具技术的结束。至于这个系统会不会用在窄幅印刷机领域?业内人士似乎都很乐观。柔性版印刷机可以用它进行可变信息印刷。UV LED在以后也会在数字印刷、柔性版印刷等领域中使用。

 

 

随着世界范围内对环境保护的日益重视和绿色科技的蓬勃发展,特别是最近国家对日益突出的环保问题严打落实; UV光固化和EB固化压敏胶技术因实现“可持续发展的零排放”,属于典型的新材料,有可能完全替代传统的溶剂型和水性压敏胶,是压敏胶行业创新的主要方向。其体系的高效性和产品的优良性也是该技术得以快速发展的重要原因。

君子之胶网特邀请了UV光固化和EB固化压敏胶行业专家:包括杨玉昆博士、吕凤亭博士、洪啸吟博士、傅和青教授、蔡展彰教授等专家;联合各大行业平台、协会、企业等在“2017年第31届中国国际塑料橡胶展览会(5月16-18日)”期间同步举办UV光固化及EB固化压敏胶发展峰会”,旨在为中国绿色压敏胶行业上中下游企业搭建一个垂直化交流平台,为行业带来最前沿的政治方向、技术工艺以及发展模式探讨,促进压敏胶行业的良性发展。
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