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UV-LED固化技术的最新发展
发表时间:2018-05-06

在最近几周的时间里,我们中的很多人将会前往柏林参加今年的Fespa展会,很多人都认为展会上的许多新型打印机都会配备用于UV固化的LED灯。

爱克发在Fespa 2017展会上展示了这款Jeti Ceres RTR 3200 LED打印机。

发光二极管基本上是连接电流时产生光的半导体。由于它是一种坚固的材料,与传统的汞或金属卤化物灯平均寿命仅为1000小时相比,它的寿命相对较长,可以持续很长时间 - 通常为15,000至20,000小时。

LED阵列可以立即开始工作,可以根据需要开启和关闭以固化油墨; 没有必要等待灯预热或保持打印机运行以维持灯的工作温度,因此寿命实际上意味着实际的打印时间。

同样,LED也可以工作,或者不工作。它可以提供与新产品相同的输出,直到灯泡出现故障,因此操作员无需补偿衰落的灯泡,从而获得更一致的结果。

LED功率效率更高,所需能量更少,这直接转化为更低的电费。通常情况下,LED不会产生太多热量,因此它们可以很好地与热敏材料配合使用。但值得注意的是,汞灯产生的热量也可以帮助墨水附着。

但是,使用LED有一些限制。紫外线固化油墨使用紫外线开始化学反应来固化油墨。这些油墨是基于聚合物的,使用单体和低聚物聚合物作为载体,以及对紫外光有反应的光引发剂。该反应开始将聚合物交联在一起的聚合过程,固化油墨。

因此,LED的主要限制之一是它们产生的光的波长,这反过来限制了可以使用的光引发剂,因为它们必须被调谐以在该波长工作。富士胶片欧洲公司图形部门的营销经理Jon Harper Smith表示:“起初我们被困在395纳米,这只是紫外线范围,这在西方已经是行业标准,但在日本它是385纳米,但没有太多的在两者之间进行选择。

另一个问题是大气中的氧气会抑制固化过程。哈珀史密斯解释说:“任何基于自由基紫外线的紫外线系统都可以与空气或氧气接触,表面会与空气发生反应并杀死反应。”结果是:油墨表面暴露出来到氧气,以不同于墨水体的速度固化。这个问题在较小的液滴尺寸下被放大,其中表面积构成更大比例的液滴。

哈珀史密斯补充道:“385nm和395nm--常见的引发剂非常擅长通过固化,但在表面固化方面不是很出色。所以我们使用各种技巧来解决特定的问题。您可以将同一单元中具有混合波长(如395nm和365nm)的系统组合在一起。“这反过来意味着墨水必须包含两种不同的光引发剂,这可能会增加墨水的成本。

另一种解决方案是使用氮气从墨水中回收氧气。例如,富士胶片在最近的德鲁巴展示了柔性薄膜的Eucon系统。这是一款紫外线喷墨打印机,使用LED与氮气结合,充分固化油墨,制造出适合食品包装的袋子和其他包装,尽管目前欧洲的健康和安全法规限制了这一点。与此同时,Screen去年推出了标签印刷机L350UV + LM,旨在生产食品包装。这使用低迁移墨水和氮气清洗机制,以确保墨水完全固化。

也就是说,大多数供应商正在努力开发用于软包装的水基墨水解决方案,这是比氮增强型LED紫外固化更明智的方向。但是,我们看到LED阵列出现更多种类的波长和更强大的输出,这直接导致更快的打印机。尽管最快的宽幅打印机使用汞灯进行固化,但大多数中小型宽幅面设备以及许多窄幅网络喷墨标签打印机都使用LED固化,但情况仍然如此。我们还看到了柔印和胶印机之间的UV油墨和LED固化趋势。有几种UV系统可以在常规和LED固化之间进行切换,一些柔印油墨含有双引发剂,因此它们可以同时用于汞和LED固化。

最后,还值得注意的是其他工业过程也在使用LED固化。这包括用于粘合和密封应用的粘合剂固化,用于木材和其他涂覆表面的UV涂覆以及医疗应用,例如医疗器械的净化和消毒。这对印刷行业来说只是一个好消息,因为使用LED的工业过程越多,所以研发费用就越多,用于进一步开发技术。

文章来源:喷印技术

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