什么是UV

Q : 什么是UV ? 什么是UV Curing Process ?

A : UV就是紫外线(Ultra-Violet Ray)的英文简称. 工业用的UV波长以200nm 到450 nm为其应用范围. 用UV 来照射"UV 照射可硬化的材料" 而使它硬化的制程, 我们称之为"UV Curing Process" .

Q : 什么是UVA , UVB , UVC 和UVV ?

A : 在工业用的UV 波长200 - 450 nm 范围之间, 我们把它分成四个区域:

UVA : 320 - 390 nm

UVB : 280 - 320 nm

UVC : 280 nm 以下

UVV : 390 nm 以上

Q : 什么是Curing ?

A : Curing 我们把它翻译成"硬化"(或"固化") . 在UV Curing Process 中, 液态的"UV 照射可硬化的材料" , 经过UV 的照射, 瞬间变成固态的加工过程, 我们称它"Curing" . 硬化"Curing" 与传统的干燥"Drying" 加工过程相似但不相同, 其差别在于干燥的加工过程有溶剂的挥发, 而硬化的加工过程则无溶剂的挥发.

Q : 为何要用UV Curing Process (UV 硬化制程) ?

A : 1. 可以减少能源浪费.

2. 不会有溶剂的挥发, 而造成空气的污染.

3. 制程时间缩短, 提高生产效率.

4. 所需的设备空间小, 可降低厂房的投资成本.

5. 因制程缩短, 品质容易控制, 故产品的良率可以大幅提高.

Q : UV 硬化制程如何使用?

A : 基本上, UV 硬化制程我们可以把它看成是产品加工的一种工具, 这工具包括"UV 照射可硬化的材料"和"UV 光源"及涂抹设备. 针对各种不同的需求, 使用者要先选定

"UV 照射可硬化的材料" , 再依材料的特性来设计涂抹设备与适当的UV 光源.

Q : 什么是"UV 照射可硬化的材料" ?

A : UV 照射可硬化的材料可以是一种涂料, 上光漆, 油墨或是黏着剂. 其中成分主要的有:

1. 单体. 2. 预聚合体. 3. 光起始剂. 4. 添加剂. 5. 颜料或染料(油墨) .

Q : "UV 照射可硬化材料" 的硬化原理为何?

A : UV 照射可硬化材料中的光起始剂吸收紫外线光谱(波长200-400nm)中的某些特殊波长的光而产生断键情形, 这些断键的物质再去撞击单体和预聚合体而产生连锁架桥反应,瞬间将此材料从液态变成固态.

Q : 如何选择"UV 照射可硬化材料" ?

A : 此问题应该由业者自己回答, 因为只有业者自己才知道他要做什么, 有清楚的目标后,才能找适当的材料供货商讨论以选择合适的UV 照射可硬化材料.

Q : 何谓适当的UV 材料供货商?

A : UV 硬化制程的应用非常广泛, 不同的产品在其制造过程中有其不同的要求, 甚至相同的产品在不同业者的工厂中, 其制造过程也有可能不同, 每一家UV 材料供货商不

太可能生产UV 材料来应付所有不同的产品要求, 但每一家UV 材料供货商针对其所

专注的某些产品会发展出一些很好的产品, 业者针对其需要, 找到UV供货商提供适当

的UV 材料, 则可以享受UV 硬化制程的各种好处.

Q : 找到适当的UV 硬化材料后, 如何选择UV 光源?

A : 每一家UV 材料供货商当然知道他们所提供的UV 材料特性, 其中最重要的是要符合每一种UV材料的"硬化条件" ? 有此硬化条件后, 使用者才能针对此硬化条件来选择适当的UV 光源.

Q : 何谓"硬化条件" ?

A : 硬化UV 材料, 主要的硬化条件, 其考虑的因素有:

1. UV 照度=> 灯管输出强度, 反射镜的设计, 照射距离, 涂膜厚度.

2. UV 累积能量=> 生产效率, 温度.

3. UV 光谱分布=> 灯管种类的选择.

以上三个因素的适当搭配所提供的"UV 光" , 照射UV 材料, 使UV 材料硬化, 而达到

业者产品规范的要求. 我们称此"UV 光"为合适的"硬化条件" .

Q : 市面上的UV 光源有哪些种类?

A : 一般而言, 用来硬化UV 硬化材料的光源有二类:

1) 电极式的UV 光源(Arc UV Lamp) .

2) 无电极式的UV 光源(Electrode-less UV Lamp) .

Q : 什么是电极式UV 光源(Arc UV Lamp) ?

A : 电极式的UV 光源, 其灯管如下图所示.

是由一根石英管, 抽真空后, 注入一定量的水银或填充一些特殊材料, 二端各放置一

个电极后封口. 二端的电极再以陶瓷绝缘导线或直接以金属接头与电源供应器相连接.

特点:

1) 灯管长度从4 英吋到90 英吋

2) 灯管便宜, 普遍性高

3) 单位强度: 200 W/inch ; 300 W/inch ; 400

W/inch …… 800 W/inch .

4) 设备较便宜.

缺点:

1) 灯管放射强度容易衰减, 灯管寿命较短.

2) 灯管较粗23 ~ 26 mm 直径, 故聚焦设计不容易, 光反射强度较少.

3) 光谱选择方便性低. 且光谱会随使用时间加长而平移.

4) 冷却系统为上吸式, 容易造成灯管及反射镜罩污染.

5) 所放射出之UV 光比率较低. IR(红外线)光比率相对偏高.

Q : 什么是无电极式UV 光源(Electrode-less UV Lamp) ?

A : 无电极式的UV 光源, 其灯管如右:

是由一根石英管, 抽真空后, 注入一定量的水银或填充一些特殊材料再封口而成. 灯管

内没有电极存在. UV 光是由微波激发灯管内的水银或特殊材料而产生.特点:

1) 灯管长度: 6 英吋和10 英吋二种. 可用串接式无限延伸而无强度均匀性的问题.

2) 灯管强度有: 300W/inch , 500W/inch , 600W/inch 等.

3) 灯管直径: 9 mm ;11 mm 和13 mm . 聚焦设计容易, 可有75% 以上的光反射强度.

4) 相同设备, 只要变换灯管就可选择不同的光谱放射来配合不同的UV 材料变化.

5) 灯管放射强度稳定, 使用时间加长也不会影响其放射强度或光谱偏移. 寿命较长可

达3000 小时以上.

6) 冷却系统为下吹式, 灯管和反射镜罩的清洁比较容易管理.

Q : 如何找到一个合适的UV 制程?

A : 一个合适的UV 制程, 对业者而言, 是要来提高其生产效率, 增加其产品的良率,

让其产品在市场上有更高的竞争能力. 所以使用者或是业者才能知道如何安排UV 制程在其生产线上. UV 设备制造商只能依业者要求提供一个能与业者生产线兼容的UV 光源, 当然此UV光源是要能正确且稳定的硬化业者所选定的UV材料. 至于UV 材料的供货商, 也要针对业者所提供的需要, 设计出符合业者所要求的材料,并提供一个要硬化此材料的条件供UV 设备制造商参考. 总之一个合适的UV 制程, 一定是业者, UV 设备制造商和UV 材料供货商三者意见的交集.

关键词： UV涂料 UV Curing Process