UV-LED固化是指用LED發(fā)出的光使油墨、油漆、涂料、漿料、膠粘劑等流體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w，區(qū)別于傳統(tǒng)汞燈發(fā)出的紫外寬光譜光固化技術(shù)，即UV固化。兩者的共同點都是依靠光照射激發(fā)光引發(fā)劑，進而促使流體中所包含的單體和預(yù)聚物通過聚合反應(yīng)結(jié)合，形成硬化的膜層。

UV-LED固化系統(tǒng)幾乎不產(chǎn)生熱量，適用于多種熱敏介質(zhì)，例如塑料薄膜印刷基材。與傳統(tǒng)的汞燈相比，UV-LED燈能節(jié)省2/3的能量。LED光源的使用壽命是傳統(tǒng)UV光源的多倍。UV-LED技術(shù)的另外一個重要優(yōu)點是UV-LED燈不需要預(yù)熱時間，可以根據(jù)需要隨時開啟或關(guān)閉。這些特點正是目前綠色包裝印刷新技術(shù)的典型代表之一，本文總結(jié)了UV-LED固化技術(shù)的特點，探討了其發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問題和解決辦法。

UV-LED與傳統(tǒng)的UV固化工藝的比較

UV-LED固化工藝是從UV固化工藝發(fā)展而來的，與傳統(tǒng)UV系統(tǒng)相比，UV-LED固化可以最多降低70%的能耗。傳統(tǒng)的UV固化利用了200~450nm的整個紫外光譜，而UV-LED固化只集中在紫外光譜中一個狹窄的范圍，通常是395~405nm。目前UV-LED固化體系雖然有一些是在365nm處固化的，但大多數(shù)還是集中在395nm左右，是UV-LED固化常用波長。

2008年小森印刷公司在德國Drupa展會上推出的H-UV系統(tǒng)，采用單個UV燈頭和高靈敏度的UV固化油墨，實現(xiàn)了四色印刷即時固化。海德堡推出了Drystar低能耗UV燈系統(tǒng)，用于商業(yè)和軟包裝印刷，其利用UV反射器，在降低來自紫外燈熱量的同時，紫外燈內(nèi)的特殊材料同時消除會產(chǎn)生臭氧的290nm以下波長的光。高寶印刷公司也在Drupa展會上推出了VariDryHRUV系統(tǒng)，可以靈活地將能量輸出調(diào)節(jié)在80~200W/cm2。

UV-LED固化系統(tǒng)相對傳統(tǒng)的UV固化系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點：

(1)UV-LED與UV固化相比，只需要其1/4的電能消耗，大大減少了能源消耗和CO2的排放量。

(2)汞燈的輻射水平很容易超過10W/cm2，用于表面固化很容易發(fā)熱，而UV-LED輻射能量可控制，發(fā)熱少，對于塑膜等耐熱性差或熱敏感承印材料的印刷熱影響小，只需對印刷精度稍作調(diào)整即可。

(3)UV-LED光源元件壽命約為UV光源元件壽命的12倍，光源更換頻率大幅降低，器材耗用隨之減少。

(4)UV-LED可做到瞬間開啟或關(guān)閉，無需UV固化所必需的預(yù)熱及降溫時間，作業(yè)效率得到提高。

(5)UV-LED方式無臭氧的產(chǎn)生，改善了工人的工作環(huán)境，無需再安裝捕捉和焚化設(shè)備來消除臭氧的危害。

(6)由于UV-LED光源設(shè)備與相關(guān)配套裝置非常緊湊，設(shè)置簡單，節(jié)省空間。從上述各種優(yōu)勢可見，UV-LED固化系統(tǒng)不僅明顯降低成本而且還減少了對環(huán)境的污染、能源的損耗。

UV-LED固化關(guān)鍵技術(shù)及其發(fā)展方向

UV-LED固化技術(shù)從UV固化技術(shù)衍生而來，主要涉及到395nm固化光源和可在395nm光作用下固化的新材料體系兩部分內(nèi)容。

在光固化設(shè)備方面，長波長(395nm)高功率輸出的UV-LED光源設(shè)備研制取得了較大的進步，2010年標(biāo)簽博覽會展出10臺UV-LED燈，英國某公司推出了波長為395nm、功率為12W/cm2的LED系統(tǒng)，2013年標(biāo)簽博覽會則展出78臺UV-LED設(shè)備，數(shù)量增長了8倍。另外，UV-LED固化范圍也從原先的個別點固化，拓展到如今的面固化，但高效、大功率、三維體固化仍未見報道。目前，許多印刷設(shè)備已經(jīng)100%使用UV-LED固化技術(shù)。