全球UV LED光固化的前五大公司

時間:2017-07-29 11:04來源:未知點擊: 次

在過去幾年中，有一項新技術已經進入人們的視野，并引起越來越多人的關注和討論。這項技術就是UV LED固化，它可能會對傳統紫外線（UV）固化油墨和上光油形成挑戰。UV LED是發光二極管，它的發光方式為場致發光，由半導體產生，而傳統UV固化是通過充入各種氣體的燈發光來實現的。UV LED光固化技術最早出現在drupa 2008印刷展上，主要用于數字噴墨墨水的固化，還可以用于柔印或其他印刷工藝的油墨。

UV LED光固化的支持者說，這是下一個時期要發生的大事，它可以取代目前廣泛使用的技術；其他人則認為其普及尚需時日。不過有幾個指標肯定有利于UV LED光固化技術的普及：能耗比傳統UV固化的要低，而且LED陣列具有更長的使用壽命。不過，它的固化速度有待進一步提升。

美國Phoseon公司

美國Phoseon公司生產的UV LED燈成功應用于標簽行業。由于標簽印刷的速度越來越快，標簽材料越來越薄，而UV LED技術的優點在于不會產生太多的熱量，因此不會損壞薄薄的標簽和對熱敏感的承印材料。

點亮LED陣列（在一個單元中有許多LED）所需的能量比點亮U V燈所需的能量明顯要低。由于這種差異，UV LED需要放在相當接近承印材料的地方，距離承印材料5～10 mm處，最遠的也只有25 mm。而UV燈使用反光板，在離承印材料約53 mm處聚焦成單一光束。LED是泛光燈，它可以向四處發光，離承印材料越遠，照到承印材料上的光線就越少。

與傳統UV燈相比，UV LED有兩個優點：第一個優點是可以隨意開關LED燈，當標簽從光束下通過時，可以在幾微秒的時間內將其關閉。它還可以閃爍發光，在需要的時候打開，在不需要的時候關閉，節省能源和成本。第二個優點是固化速度可以提高到150 m/min。

Phoseon公司成立于2002年，專門從事UV LED燈的制作。它的主要市場在噴墨印刷行業，但也快速進入黏合劑領域及涂覆、木地板等行業。LED只是Phoseon公司的部分產品，只占公司整個業務的10%。它有制作LED的能力，把LED裝在系統中保持冷卻，以便隨時增加其功率。LED陣列是封裝在一個有印刷電路板和冷卻裝置的系統中，冷卻方式可以是風冷，也可以是水冷。LED本身會產生大量的熱量，必須以某種方式把熱量排出。

從技術上講，UV固化油墨在固化后是固體而不是液體，UV激發光引發劑與混合物中的其他顆粒產生鏈接，引起聚合反應而固化，形成固體并“干燥”。傳統的UV固化利用了200～450 nm的整個紫外光譜，而UV LED只集中在紫外光譜中一個狹窄的范圍，通常是395～405 nm。目前UV油墨雖然有一些是在365 nm處固化的（主要是UV-A的范圍），但大多數還是集中在395 nm左右，這是固化的最佳點。

美國太陽化學公司

美國太陽化學公司有生產UV LED油墨，主要生產噴墨墨水和絲網印刷油墨，在一般的印刷應用場合，其印刷效果還不夠完美。這家公司對UV LED固化技術非常有興趣，但從油墨制造商的角度來看，這項技術還是存在一些問題，其中一個問題就是如何獲取UV的能量。

LED光源是單色光，通常在390～400 nm的范圍內工作，這是可見能量的開始處，越接近可見光，就越容易出現不希望有的固化問題。典型的水銀蒸氣燈產生的紫外線能量效率不夠高，只有大約20%的能量產生紫外線，而有20%是可見能源，40%是熱量。LED會把所有功率都轉換到需要得到的那部分。不過標準的水銀蒸氣燈可以通入大量的能量，發射更多的能量。

標準的紫外線燈泡發出的紫外線光譜為200～400 nm，有一些不需要的輻射能，但可以被利用。讓不同的光引發劑做不同的事情，包括它們自己要做的和希望它們做的。油墨中的顏料也會傳輸能量，所以有些顏料的固化會比其他顏料會好一些。

除了油墨，還有光油。光油通常是用來實現某種表面效果的。UV LED燈產生的能源類型不能很好地固化表面。很難用UV LED燈獲得很好固化的UV光油膜層。另一個問題是，能產生表面固化的光引發劑不能很好地吸收能量。

盡管如此，這項新技術以后還是有可能會用到其他領域的，這項技術肯定會在某些地方得到提高，從而被更廣泛地接受。

至于固化速度，有人說采用UV LED的印刷速度會受到限制，UV LED的功率相對較低，但可以安置很多模塊來提高功率。在增加功率的時候就要有冷卻UV LED設備。因此，需要權衡一下總成本，增加UV LED裝置是不是真有意義？

與標準的UV固化油墨相比，UV LED固化油墨的價格會高一些。在油墨中要加入更多的光引發劑，這些成分通常都比較貴。

美國EFI Jetrion公司

美國好樂UV公司是德國好樂股份公司的分公司，也制造UV固化系統、傳統的產品以及UV LED產品。這家公司為EFI Jetrion公司的數字噴墨標簽印刷機提供UV固化設備。EFI公司自己制造墨水，既可以用傳統的紫外線固化，也可以用UV LED固化。Jetrion使用UV LED固化白色油墨、傳統的其他顏色的UV油墨。

Jetrion系統先印白墨，然后印CMYK印刷色。白墨是由二氧化鈦制成的，二氧化鈦是大分子，和黑墨一樣都是用其他能源輻射系統進行固化時會產生問題的油墨。Jetrion采用UV LED對白墨進行固化的過程被稱為固定（pinning），其中輻射能使油墨的黏度提高，但不能完全使其固化。經過固定，后續在白墨上印刷就容易很多。

UV LED系統所產生的熱量從LED陣列的背面排出，因此需要通過風冷或水冷裝置，冷卻需要的功率也要算在LED的賬上。有業內人士推測，由于使用冷卻系統的能量可能會削弱UV LED固化使用較少能源的說法。但系統制造商認為，冷卻系統的功耗再大也不會大到接近傳統UV系統所需的功率。

大多數油墨制造商正在或已經開始研發UV LED墨水系統，并在市場上推出了一些產品，如盛威科和INX國際公司。在2009年芝加哥的全美印藝展上，INX國際公司展示了一臺短版的窄幅輪轉UV LED印刷機，以20 m/min的固化速度一次走紙輸出。最近，該公司展出了LED-INX墨水，這是一種UV固化的顏料型噴墨墨水，正處于開發階段。

EFI除了Jetrion的數字噴墨印刷機，還制造威特寬幅UV噴墨系統。該公司曾經宣布，已經選擇Phoseon公司為威特噴墨打印機提供固化設備。推出的EFI威特GS3250LX UV固化打印機重新定義了性能和功能標準，UV LED燈提供了以前用傳統的水銀燈無法向用戶提供的獨特功能。Phoseon公司的FireJet產品在超寬幅面打印機產品的成功應用，說明UV LED系統供應商已經能夠應對嚴格的技術、可靠性和性能的挑戰。

日本羅蘭公司

寬幅噴墨打印機制造商日本羅蘭公司也推出了64 in的VersaUV LEJ-640 UV LED組合式噴墨打印機。LEJ-640利用該公司的Ver saUV技術，能夠在大多數承印材料上打印C、M、Y、K、白色和透明色，從卷筒材料到0.5 in厚的板材，打印具有特殊效果和整飾效果的圖形。

作為該公司最新的VersaUV系列中的產品，LEJ-640可以在包括瓦楞紙板、泡沫板和其他硬質材料上制作包裝模型和特種印刷。LEJ-640也可以在各種軟包裝材質上打印和模擬壓凸效果，可以在各種用作印刷機打樣樣張、模板、寬幅標示牌、銷售點廣告、櫥窗顯示和室內裝飾項目所用的材料上打印。安全使用的UV-LED燈，既高效又節能，還無需預熱時間。

德國賀利氏特種光源公司

德國賀利氏特種光源公司也推出了UV LED系統，稱為NobleCure。這個系統的波長為395 nm，輻射功率至少為4 W/cm2。由于照射的窗口面積近40 cm2，產生的總能量大約為200 W。

這有效的輻射能力因采用最先進的微透鏡技術而得以實現。這種鏡頭能夠形成光束，增加UV LED系統的解偶聯效率達50%以上。輻射基本保持穩定，甚至在要固化材料處在不同距離時也只有輕微的下降。因此，NobleCure可以在與承印材料不同的距離上工作，而不需要重新調整系統的位置。它可以實現365～405 nm的波長范圍，因此可以用于各種膠黏劑的固化和數字印刷的應用。

與傳統的UV燈相比，UV LED燈具有較長的使用壽命。從使用壽命長的角度說，LED表現極佳。有幾家公司在連續不停運行的情況下，LED使用已經達到2萬h以上，而且還在繼續使用。以前LED燈具生產廠家都聲稱燈具的壽命為1萬h，現在都說是1.5萬h。

UV LED市場的發展相當不錯，它在一些市場中還是有優勢的。隨著時間的推移，會有越來越多的人了解它，會有很多人愿意嘗試新的東西。

很多人推測UV LED固化技術會取代傳統的UV固化技術。它具有更高的能源效率、降低維護需求的優勢，這等同于節約了成本，加上其符合環保要求，這就宣告了效率較低的水銀紫外線燈具技術的結束。至于這個系統會不會用在窄幅印刷機領域？業內人士似乎都很樂觀。柔性版印刷機可以用它進行可變信息印刷。UV LED在以后也會在數字印刷、柔性版印刷等領域中使用。

隨著世界范圍內對環境保護的日益重視和綠色科技的蓬勃發展，特別是最近國家對日益突出的環保問題嚴打落實； UV光固化和EB固化壓敏膠技術因實現“可持續發展的零排放”，屬于典型的新材料，有可能完全替代傳統的溶劑型和水性壓敏膠，是壓敏膠行業創新的主要方向。其體系的高效性和產品的優良性也是該技術得以快速發展的重要原因。

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