发布时间 : 星期四 文章紫外光固化技术介绍更新完毕开始阅读
为了了解峰值辐照的效果，表1比较了三个120Wcm灯管在不同的传输速度下，作用在聚碳酸酯基材上的黑色丝网印刷油墨（390目）。它们的不同表现说明了什么呢？奇怪的是辐射剂量最高的灯管却不是固化速度最快的灯管。事实上，辐射剂量最低的灯管固化速度最快！如果我们看一看最后一档内容：速度剂量比，我们会发现最小直径（9mm）的灯管表现优于其它两灯管。这是因为椭圆形反射罩能收集和聚集更多的发自小灯管的光线作用于工件表面，峰值辐射更高。为什么它的固化效果最好呢？我们从比尔法则那儿找到了解释。这个法则的基本意思是膜层表层未被立刻吸收或反射的光线会被传送到更深的层次。辐射越高，那么固化深度越好。
9）关于反射器
紫外光灯反射器的功能部分主要由铝制成，因为铝是唯一能够反射整个200～450nm波段紫外光的材料。铝外面有一个硬质保护涂层。反射器（跟镜子反射可见光一样），将灯光反射到工作表面，以增加该表面获得的总体能量。目前大多数紫外光灯使用椭圆形反射器，原因很简单：在所有的反射器中，这种外形能够提供最多的反射能量。抛物线形反射器会将光线分散到工件表面的一块较大的面积上，所以这种反射器的收集效率不是很高，但是制造得好的椭圆形反射器能够达到75％的收集率，也就是说紫外光灯的75％的反射能量被集中在工件表面（其余25％的能量已经直接辐射到该工件表面），并且对固化基本没有什么影响。
3．固化的关键
我们用一种黑色的汽车玻璃丝网印刷油墨（它以难固化闻名）来做一个有趣的关于固化深度、以及辐照是如何影响固化深度的演示。用两只D灯来固化油墨，
这两只灯仅仅在辐照上有差别，一个灯的辐照是另一个灯的两倍。使用第一个灯照射一次达到的固化深度是一密耳（mil）。再次照射并不能显著增加其固化深度。而另一个灯能发出两倍的辐射，它只照射一次达到的固化深度是前一个灯两次照射达到深度的两倍，尽管两者的辐射剂量是一样的。这里，我们应该清楚所说的辐射剂量指的是什么。剂量就是辐照乘以时间，或者累积的光能。放慢照速，剂量增加了，加快照速，剂量减少了。如果油墨暴露在灯管下的时间越长，油墨表层接收到的剂量越高，但辐照并不是越高。（我们将发现增加剂量不但没什么帮助，反而有害于热敏感性的基材）。
第二个灯管再照射一次——剂量加倍了，但并未显著增加固化深度。由此我们认识到通过多次暴光来增加剂量并不是今光子穿透油墨抵达底层光引发剂的有效方法。固化深度更受峰值辐射而不是剂量的影响。
这个事实有几个实用意义。正如我们注意到的，更高的灯管输出（不一定是W/in功率更高）、选择有效输出紫外波长合适的灯管以及更小直径的灯管都能显著增强辐照。多次照射、多灯逐一照射以及降低带速能增加剂量，但对增加辐照没什么意义。
对已固化油墨的再次照射的研究，对于多色套印来说具有重大意义。D灯和V灯的短波长输出明显低于H灯或水银汞灯（图2）。用H灯来固化黑色油墨会使紫外能量集中于表层，而固化深度却不足。在多次照射方式下，紫外能反复集中照射在表层上，而深层的附着面却收到很少的能量。用H灯多次照射后，油墨表层会硬化和脆化（过度固化），这对于套印油墨膜层来说尤其不好，其深层膜层只接收到很少的照射。由此而知，增加剂量是灾难性的。但对于D灯和V灯来说，它们的能量令要集中于长波段，而在中波和短波段分布较少。因此，应用该型灯管可以减少固化时间（减少曝光时间）并保证长波段紫外光最大限度地透过油墨底层。
以上主要谈及灯管波长、聚焦问题以及如何使用它们在今烤焦表层的情况下达到可接受的附着性。但在现实世界中、丝网印刷人员必须同时控制好多个固化要素。除了附着性外，还有膜层外观、灵活性与持久性、抗污性等等，每个反面
都有其自己的表层与深层问题以及独特的加工范围。
4．紫外灯的种类
紫外好有两种：弧光灯和微波灯。它们有截然不同的激发方式。每一种激发方式对灯管构造及其性能都有一定的影响。
1）弧光灯
典型的弧光灯都是以透明的，熔融烧制的石英灯管制成，并有各种长度。弧光灯管每一头均由一个电极及玻璃-金属真空套密封闭，并安装在一个椭圆形的或抛物线形的反射器中。这种灯由两端高压电极之间的电流驱动，以提供持续的光辐射。灯内的水银在加热气化之后，变成等离子状态。
2）微波灯（无电极灯管）
顾名思义，无极灯没有直接的电极接头，它通过与微波炉同类型的装置提供动力，不过它的动力要比微波炉动力高得多。水银在微波炉中，能够与其它金属一样起反应。但在这种灯管中，水银被反射罩区域内的微波场气化成等离子状态（约6000K）。磁控管（6英寸灯一只， 10英寸灯两只）产生高频高强度电磁场，并将能量引导进由椭圆形反射器及两端反射器形成的封闭的电子腔中，再由灯面下的屏蔽网进行封锁，从而形成动力（如图1所示）。
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图1：无极灯结构示意图
5．弧光灯和微波灯的比较 1）输出稳定性及老化
弧光灯相对比较便宜，但是灯管的输出随着时间的变长而弱化。灯管的金属
部分同等离子气体的化学反应导致弧光灯的紫外光能量输出的衰减。在使用添加物增强光学输出的情况下（如在金属卤化物灯管中），随着灯管的老化，也会出现类似的化学反应，并改变光谱输出。这使得添加物的选择大受限制，因为一些金属比其它金属更容易产生反应。灯管寿命在一定程度上也与开/关频率有关（根据制造商的估计，弧灯光灯每启动一次，就会减少人2/1到1小时的寿命）。光谱输出可以通过正确的测试与测量工具加以监测。当紫外光输出衰减时，通常可通过降低固化速度，增加辐照时间以补偿输出损失。
由于微波灯没有电极、电线、灯丝及金属套封，所以不存在这种化学反应。这种灯在整个使用寿命周期的输出水平几乎是恒定不变的。此外，它们还不受有添加物价计的光谱输出变化的影响，这种灯可以更自由地使用各种添加物质，则无需担心光谱分布与紫外固化物质相匹配。
除了电子部分以外，微波灯可以造得比弧光灯更小，这样可以提高反射器的收集效率。
2）灯具的组成
弧光灯可以有各种不同的长度，这在理论上使印刷机可以通过一个灯管对任何宽度的紫外光材料进行固化。不过在实践中，过长的灯管可能发生凹陷现象。长度大于48in的灯管可能会在很短的时间内就出现凹陷现象，因而需要经常旋转灯管。此外，两端电极之间的距离越大，所需要的电压越高。这种系统的灯具价格可能比较便宜，们是初期对电源的配置成本，以及长期的操作开支会相当高。
采用多灯管系统可以避免灯管凹陷现象以及过量的电源要求。但是弧光灯电极之间端对端对接的接口势必会在工件的表面留下“能量洞”。因此，各灯管必须以“棋盘”式的布局进行交叉分布。在重叠情况下，每个灯管的辐射剂量与别处是相同的，但是由于它们是分开的，所以辐照大约只有一半。
相比而言，微波无极灯只有两种长度，6英寸及10英寸。它的弱势是，在宽幅固化中，将不得不使用多灯系统。但是，无极灯的设计可以使模块化的灯箱（灯管及反射器）端对端地放置在一起，这样所有的灯就可以沿着焦距线进行放置，从而使每个灯具之间的接口都有能量的重叠，提供无缝隙的辐射，并使整个固化