隨著UV固化技術(shù)在印刷行業(yè)中日益普及，一種采用UVLED發(fā)光二極管作為固化光源的印刷方式，被越來越多的印刷企業(yè)所關(guān)注。本文針對UV LED光源的特點進(jìn)行探討，并對其在未來印刷業(yè)的發(fā)展作出分析。

一、UV LED固化原理

傳統(tǒng)UV印刷是指UV油墨中的光聚合引發(fā)劑，在UV光源的照射下，吸收不同波長和能量的紫外光后，達(dá)到激發(fā)態(tài)，形成自由基或離子。再通過分子間能量 轉(zhuǎn)移，使預(yù)聚物、單體和聚合物成為激發(fā)態(tài)，產(chǎn)生的電荷轉(zhuǎn)移復(fù)合體。復(fù)雜粒子之間不斷的交聯(lián)聚合，最終使油墨固化成膜并吸附在印品上的過程。

UV LED(Light-Emitting Diode)光源是紫外光源技術(shù)朝著更節(jié)能、更環(huán)保方向發(fā)展的產(chǎn)物，是一種能夠發(fā)射極窄的光譜半寬，并能將電能轉(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體電子元件。利用光電轉(zhuǎn)換 原理，通過在半導(dǎo)體基片上注人、摻雜雜質(zhì)生長PN結(jié)而得到，發(fā)光機(jī)理緣其電致效應(yīng)，電子和正電荷在移動過程中碰撞結(jié)合轉(zhuǎn)化成光能。其輻射波峰單一，光線能 量集中在具有有效固化作用的一段紫外光譜段。由于光譜半寬相比傳統(tǒng)UV光源窄許多，能量高度集中，低熱能，輻照更均勻。使用UVLED光源能減少印刷資源 浪費，降低印刷成本，從而節(jié)省印刷企業(yè)生產(chǎn)時間，大幅度提高企業(yè)生產(chǎn)效率。

二、UV LED印刷優(yōu)勢

1.超長壽命

傳統(tǒng)UV光源在大約工作1500小時后就要換新，頻繁更換光源零件，可能造成印刷機(jī)固化故障頻出;同時還可能降低印刷機(jī)運轉(zhuǎn)效率，影響印刷企業(yè)正常 生產(chǎn)。而UV LED光源的使用壽命一般能達(dá)到傳統(tǒng)UV光源的8倍以上，可以達(dá)到12000小時，且不受開關(guān)次數(shù)影響。根據(jù)其發(fā)光原理，即UV LED光源只能向一個方向通電，正向偏壓，當(dāng)電流通過時，電子與空穴在其內(nèi)復(fù)合而發(fā)出光線，確保了光源的穩(wěn)定性，使其光源衰變率小很多。比如在工作 8000小時以后，發(fā)光強(qiáng)度還能夠達(dá)到其最大功率的95%。

2.節(jié)省能源

傳統(tǒng)UV印刷，在正式印刷前要提前打開光照系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)熱，光線功率開的越強(qiáng)，等待的時間就越長。部分印刷企業(yè)為了不耽誤印品工期以及維持UV燈管的 使用壽命，往往選擇不關(guān)閉照射系統(tǒng)，使其保持照射狀態(tài)，造成光源大量浪費。而UV LED光源根據(jù)其自身結(jié)構(gòu)特點，瞬間把電能轉(zhuǎn)換成光能，在低壓即可啟動，所以沒有預(yù)熱時間，即可達(dá)到最大功率輸出。其固化光源中80%以上光源能量用于油 墨的固化。同時發(fā)光亮度低，發(fā)熱量小。開很低的光照強(qiáng)度即可達(dá)到傳統(tǒng)UV光源相同的固化效果，可以減少70%～80%的耗電。能源利用率高。而且不需要的 時候可以將其關(guān)閉，進(jìn)一步降低能耗和成本。

3.適性更廣

傳統(tǒng)UV光源，發(fā)熱量大、承印材料易受熱變形。而UV LED是一種冷光源，發(fā)出的是單一的波長，不含紅外光，無熱輻射，不會產(chǎn)生太多的熱量。所以采用UV LED光源能顯著降低固化過程產(chǎn)生的熱量，不會破壞承印基材外觀。例如不能在傳統(tǒng)UV設(shè)備很好適印的對熱敏感的薄膜類基材，在使用UVLED印刷方式下就 能很好地適印?，F(xiàn)如今發(fā)展迅速的標(biāo)簽印刷，印刷速度越來越快，承印基材越來越薄。如果熱量太高，基材遇熱會發(fā)生反應(yīng)使其起皺，影響產(chǎn)品質(zhì)量。使用UV LED印刷方式能大大減少產(chǎn)品的不良率，確保在印刷工期內(nèi)保質(zhì)保量的完成任務(wù)。

4.保護(hù)環(huán)境

現(xiàn)在UV印刷在印刷業(yè)的市場占有率大幅增加。部分印刷企業(yè)還在使用高壓汞燈作為其UV固化光源。印廠使用完畢后需花費人力、財力對其排放的汞進(jìn)行報 廢處理。如處理不及時，則會滲透到周邊環(huán)境中。排出的廢水汞含量很低，不會直接對人體引起危害;但里面的微生物可以吸收汞類化合物，并通過食物鏈轉(zhuǎn)移，最 終被魚蝦等海鮮類吸收并蓄積起來。汞在生物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化和排出非常緩慢，能長期保存其體內(nèi)。若誤食此類海鮮，進(jìn)而會嚴(yán)重影響身體健康。而UV LED光照系統(tǒng)是不含汞等有害化學(xué)元素的，工作時不會給環(huán)境以及人類造成任何污染。

三、UVLED印刷展望

雖然國內(nèi)UV LED技術(shù)在工業(yè)民用諸多方面已經(jīng)表露出其明顯的優(yōu)勢，但在印刷行業(yè)起步較晚。如今UVLED市場正以每年20%以上的速度增長，預(yù)計到2020年市場可 以達(dá)到3.5億美元。但目前UV LED光源的價格還處于較高水平，一組UVLED燈管的售價基本要十幾萬元，比傳統(tǒng)UV燈管貴得多，而且與之配套的UV LED油墨，要在極窄的光譜段選擇適合的光敏劑，所以更具專一性，成本比傳統(tǒng)UV油墨高20%左右，售價也要比傳統(tǒng)UV油墨貴出不少。

現(xiàn)在大多數(shù)印刷企業(yè)感覺更新設(shè)備和原材料的成本投入大，同時環(huán)保意識還比較淡薄，缺乏對社會效益、經(jīng)濟(jì)效益的綜合考慮，加上國內(nèi)環(huán)保領(lǐng)域缺乏執(zhí)行力及法律法規(guī)不夠健全，國內(nèi)大多數(shù)印刷企業(yè)還在堅持使用傳統(tǒng)的UV光源。

但UV LED印刷十分符合包裝印刷行業(yè)現(xiàn)行倡導(dǎo)的高效、節(jié)能、環(huán)保的發(fā)展趨勢，考慮到工業(yè)電費日益上漲和環(huán)境規(guī)制以及綠色印刷認(rèn)證的壓力不斷增大，UV LED印刷方式的普及必然是大勢所趨。隨著今后印刷行業(yè)的環(huán)保發(fā)展和印刷技術(shù)的飛躍突破，UV LED光照系統(tǒng)也將不斷成熟，估計UV LED光源的售價也不會再居高不下。可以預(yù)測，UV LED印刷方式在印刷行業(yè)中大展拳腳指日可待。