uv燈管 固化的分析
uv固化材料的物理性能實(shí)質(zhì)上是受用來(lái)固化它們的烘干系統(tǒng)的影響的。預(yù)期性能的獲得，不管是保護(hù)膠、油墨、還是粘合劑，將依賴(lài)于這些燈管的參數(shù)、設(shè)計(jì)和控制的方法。uv燈四個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)是：
1.uv輻射度（或密度）
2.光譜分布（波長(zhǎng)）
3.輻射量（或uv能量）
4.紅外輻射。相對(duì)于zui大輻射度或輻射量，以及不同的uv光譜，油墨和保護(hù)膠將會(huì)展現(xiàn)出很大不同的特性。鑒別不同的uv燈管特性并使它們與可固化材料的光學(xué)特性相匹配的能力，擴(kuò)展了把uv固化作為一種快速、的生產(chǎn)過(guò)程的范圍。有許多固化系統(tǒng)的光學(xué)和物理性能（除它本身的組成之外）影響固化效果，從而導(dǎo)致了uv固化材料外觀特性（performance）的不同。
被固化材料的特性
一只uv燈管的效率，決定于發(fā)射光子進(jìn)入可固化材料以啟動(dòng)光可觸發(fā)分子的難易程度。uv固化決定于光子—分子的碰撞。光可觸發(fā)分子通過(guò)材料均勻地?cái)U(kuò)散，但光子卻不同。除uv光源的特質(zhì)外，被固化的薄膜還有光學(xué)及熱動(dòng)力學(xué)特性。它們與輻射能量互相作用，對(duì)固化的過(guò)程產(chǎn)生了重大影響。
光譜吸收率：能量是物質(zhì)在逐漸增加的厚度內(nèi)吸收進(jìn)波長(zhǎng)的作用。表面附近吸收的能量越多，意味著深層得到的能量越少。但這種情況隨波長(zhǎng)的不同而不同。總的光譜吸收率包括所有來(lái)自于光觸發(fā)劑，單分子物質(zhì)，齊聚體以及添加劑包括顏料的影響作用。
反射和散射：相對(duì)與吸收，光能更多地是被物質(zhì)（或在物質(zhì)內(nèi)）改變方向；這一般是由于可固化材料中的基質(zhì)材料和/或色素引起的。這些因素減少了到達(dá)深層的uv能量，但卻改進(jìn)了在反應(yīng)之處的固化效率。
光學(xué)密度：與吸收相似，它由“不透明度”和薄膜的厚度兩個(gè)因素構(gòu)成；包括吸收和散射的光稀釋作用；用一個(gè)單獨(dú)的數(shù)字來(lái)表示，而不是作為光譜的分布。
擴(kuò)散性：一個(gè)熱動(dòng)力學(xué)特性包含特定的熱量，傳導(dǎo)性和密度；材料“擴(kuò)散”、接受熱量的能力；影響由表面驟然進(jìn)入的紅外能量而導(dǎo)致的薄膜和基質(zhì)的溫度的升高。
紅外吸收率：溫度對(duì)固化反應(yīng)的速率有著重大的影響；盡管反應(yīng)中的溫升也對(duì)溫度有作用，但來(lái)自于uv燈管的輻射（radiantir）才是表面熱量的根本源頭（不是從周?chē)目諝饣虼髿庵袀鬏數(shù)臒崃浚?。過(guò)大的溫度升高是影響固化過(guò)程的重要限制因素之一。
光學(xué)厚度涂層和油墨
由于不透明度或色彩強(qiáng)度是我們需要的特性這一事實(shí)，油墨和顏料涂層提出了特殊的問(wèn)題。粘合劑通常也提供相對(duì)厚的薄膜。不同于一個(gè)薄膜的物理厚度，它的光學(xué)厚度是非常重要的。當(dāng)光能穿進(jìn)或穿過(guò)一種材料時(shí)，它的減少是由beer—lambert來(lái)描述的—在薄膜的上層沒(méi)有被吸收也沒(méi)有被反射的光能將穿送并到達(dá)薄膜的底層。
光譜吸收性的意義
物質(zhì)的吸收性隨波長(zhǎng)的不同而不同。很顯然，短的uv波長(zhǎng)（200~300nm）會(huì)在表面被吸收而根本達(dá)不到底層。一般地說(shuō)，薄膜的厚度是被限制的，對(duì)于基質(zhì)，粘合力才是應(yīng)具有的首要特性。
即使是光可觸發(fā)劑也會(huì)吸收它所敏感的波長(zhǎng)能量，從而阻礙該波長(zhǎng)到達(dá)深層的光可觸發(fā)分子。一種光可觸發(fā)劑對(duì)于清漆涂層適用，但對(duì)于油墨也許并不是合適的選擇。對(duì)于油墨，對(duì)應(yīng)于較長(zhǎng)波長(zhǎng)的光觸發(fā)劑才是較好的選擇。除物理厚度外，光譜吸收性的另一個(gè)作用是光學(xué)厚度。一個(gè)薄膜不可能在一種波長(zhǎng)下其光學(xué)厚度是厚的，而在另一種波長(zhǎng)下是薄的。即使清漆涂層短波長(zhǎng)（200~300nm）下的光學(xué)厚度也是傾向于較厚的。
當(dāng)被固化的產(chǎn)品在uv可固化材料之上包含一層“透明”材料時(shí)，其吸收性便阻礙了光能。這是層壓法、透鏡粘合、藥品裝配，當(dāng)然，還有dvd粘合，所常用的。
了解“透明”材料的光譜傳播特性，以選擇穿過(guò)它們進(jìn)行固化的zui有效的光譜是很重要的。一般情況下，長(zhǎng)波長(zhǎng)uv燈的選用，結(jié)合長(zhǎng)波長(zhǎng)的光觸發(fā)劑，是通過(guò)象pc這樣的材料進(jìn)行成功固化的關(guān)鍵。
波長(zhǎng)的重要作用
大多的uv固化包含了兩種范圍的波長(zhǎng)同時(shí)工作（假如包含ir，3個(gè)）。短波長(zhǎng)工作于表層，長(zhǎng)波長(zhǎng)工作于油墨或涂層的深層。這個(gè)定理是由于短波長(zhǎng)在表層被吸收而不能到達(dá)深層的結(jié)果。短波曝光的不足會(huì)導(dǎo)致表面發(fā)粘；長(zhǎng)波能量的不足則會(huì)導(dǎo)致粘附不良。每一個(gè)配方和薄膜的厚度都會(huì)從一個(gè)恰當(dāng)?shù)亩?、長(zhǎng)波長(zhǎng)能量速率中得到益處。
zui基本的汞燈在這兩個(gè)范圍內(nèi)發(fā)射能量，但它在短波長(zhǎng)下的強(qiáng)烈發(fā)射使它特別適合于涂層和薄油墨層。高吸收性的材料，比如粘合劑和絲網(wǎng)油墨，它們的配方更適合于使用長(zhǎng)波光觸發(fā)劑的長(zhǎng)波固化。用來(lái)固化這些材料的燈管，包含了添加劑以及汞，這種燈在長(zhǎng)波uv下發(fā)射的uv更多一些。這些長(zhǎng)波燈管也輻射一些短波能量，從而足以應(yīng)付表層的固化。
許多極特殊的應(yīng)用，比如對(duì)大量含有氧化鈦這種顏料添加劑的材料進(jìn)行固化，或需要穿過(guò)塑料或玻璃進(jìn)行固化，就必須長(zhǎng)波固化，因?yàn)檫@些材料幾乎*阻礙了短波。
uv燈的參數(shù)特性
影響固化的uv燈性能，可以*準(zhǔn)確地用四個(gè)特性起來(lái)：uv光譜分布，輻射度，輻射量和紅外輻射。
1．光譜分布它描述作為燈管發(fā)射波長(zhǎng)功能之一的相輻射能
量或到達(dá)表層的輻射能量的波長(zhǎng)分布。它常用一個(gè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語(yǔ)來(lái)表達(dá)。為了顯示uv能量的分布，可以把光譜能量合并為10nm的頻譜帶以形成一個(gè)分布表。這樣便允許不同uv燈之間的對(duì)比以及更易于光譜能量和功率的計(jì)算。燈管生產(chǎn)商們公布它們產(chǎn)品的光譜分布數(shù)據(jù)。
在線檢測(cè)使用多譜帶射線探測(cè)儀來(lái)使光譜輻射度或輻射量特性化。他們通過(guò)對(duì)在相對(duì)狹窄（20~60nm）的頻帶中的輻射能量的采樣以獲得對(duì)光譜分布有用的相對(duì)信息。由于不同廠商的射線探測(cè)儀的構(gòu)造不同，對(duì)它們做相互比較是有可能的，但很困難。現(xiàn)在還沒(méi)有這樣的標(biāo)準(zhǔn)以使型號(hào)、廠家之間進(jìn)行比較。
2．uv輻射度（irradiance）：輻射度是到達(dá)表面單位面積內(nèi)的輻射功率。輻射度，以每平方厘米瓦特或豪瓦來(lái)表示。它隨燈管的輸出功率、效率、反射系統(tǒng)的聚焦以及到表面的距離不同而不同。（它是燈管及幾何形狀的特性，故與速度無(wú)關(guān)。）直接置于uv燈下的高強(qiáng)度、峰值聚焦功率參考為“峰值輻射度”。輻射度包括了所有有關(guān)電源功率，效率，輻射輸出，反射率，聚焦燈泡尺寸及幾何形狀的因素。
由于uv可固化材料的吸收特性，到達(dá)表層以下的光能量要比表層的要少。在這些區(qū)域的固化條件可能有顯著不同。光學(xué)厚度厚的材料（或者高吸收性，或者物理結(jié)構(gòu)厚，或者兩者有之）可能會(huì)減少光效率，從而導(dǎo)致材料深層的固化不充分。在油墨或涂層里，表面較高的輻射度會(huì)提供相對(duì)覺(jué)高的光能量。固化的深度更多地是被輻射度影響而不是較長(zhǎng)的曝光時(shí)間（輻射量）。輻射度的影響對(duì)于高吸收性（高不透明度）的薄膜更重要。
高輻射度允許使用較少的光觸發(fā)劑。光子密度的增加增多了光子—光觸發(fā)劑的碰撞，從而補(bǔ)償了光觸發(fā)劑濃度的減少。這對(duì)于較厚的涂層會(huì)有效，因?yàn)楸韺拥墓庥|發(fā)劑吸收和阻礙了同一波長(zhǎng)到達(dá)深層的光觸發(fā)劑分子。
3．uv輻射量
到達(dá)表面單位面積的輻射能量。輻射量表示到達(dá)表面的光子總量（而輻射度則是到達(dá)的速率）。在任一給定光源下，輻射量與速度成反比而與曝光的數(shù)量成正比。輻射量是輻射度的時(shí)間累積，以每平方厘米joules或轉(zhuǎn)milijoules表示，（遺憾的是，沒(méi)有有關(guān)輻射度或光譜內(nèi)容換為以輻射量測(cè)量的信息，它僅僅是被曝光表面能量的累積。）它的意義在于它是*包括了速度參數(shù)和曝光時(shí)間參數(shù)的特性顯現(xiàn)。
4．紅外輻射密度：紅外輻射主要是由uv源的石英泡發(fā)射出來(lái)的紅外能量。紅外能量和uv能量一起被收集并聚焦在工作表層。這決定于ir的反射率和反射器的效率。ir能量可以被轉(zhuǎn)換為輻射量或輻射度單位。但通常，它所產(chǎn)生的表面溫度才是被注意的重要之處。它所產(chǎn)生的熱量可能有害也可能有益。
結(jié)合uv燈解決溫度與ir之間關(guān)系的技術(shù)有許多?？梢苑譃闇p少發(fā)射，傳送和控制熱量移動(dòng)。發(fā)射的減少通過(guò)使用小直徑的燈泡來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)檎莌otquartz的表面區(qū)域發(fā)射幾乎所有的ir。傳遞的減少可通過(guò)在燈管后面使用分色的反射器（coldmirror）來(lái)實(shí)現(xiàn)；或在燈管與目標(biāo)之間使用分色窗（hotmirror）。熱量移動(dòng)降低了目標(biāo)的溫度—但僅僅是在ir已引起了溫度升高之后—可使用冷氣流或散熱裝置來(lái)控制熱量的移動(dòng)。ir能量的吸收由材料本身決定—油墨、涂層或基片。速度對(duì)由入射的ir能量及工作表面吸收的能量引起的溫度有重大影響。過(guò)程越快，被吸收的ir能量越少，引起溫度升高。可通過(guò)改進(jìn)效率來(lái)加快生產(chǎn)的過(guò)程。
附uv烘干技術(shù)資料
1．大部分的uv光線包含兩種uv波長(zhǎng)，這兩種波長(zhǎng)同時(shí)工作。短波工作在表面，較長(zhǎng)的波作用于油墨或lacquer深層。這是由于短波的能量被表面吸收而不能進(jìn)入深層。短波曝光不足會(huì)引起表面發(fā)粘，而長(zhǎng)波能量的不足則可能導(dǎo)致附著困難。2．cd生產(chǎn)中的uv烘干用于兩方面——即保護(hù)膠烘干和印刷油墨烘干。
a．保護(hù)膠：保護(hù)膠的覆蓋幾乎都是通過(guò)噴射——旋轉(zhuǎn)（spinning）這種方式進(jìn)行的。然后在uv下曝光。曝光的方式有許多種，大致可分為：旋轉(zhuǎn)或不旋轉(zhuǎn)方式；聚焦、離焦或無(wú)焦點(diǎn)方式。
b．旋轉(zhuǎn)方式：這種方式是把disc固定在uv燈下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，置它的表面于在焦或離焦uv燈的一定距離內(nèi)。盡管旋轉(zhuǎn)方式好像是一個(gè)對(duì)disc表面提供均勻曝光的好方式，但也不盡然。假如uv燈在焦點(diǎn)之內(nèi)或焦點(diǎn)附近，一條強(qiáng)光線將會(huì)穿過(guò)cd的中心。當(dāng)光盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，其中心持續(xù)曝光，而邊緣只接受到兩個(gè)短時(shí)的“閃照（burst）”uv光。這會(huì)導(dǎo)致邊緣烘干不好。