紫外光（UV）LED与UV光固化

1. UV光固化技术的发展

UV光固化技术是通过一定波长的紫外光照射，使液态的环氧丙烯酸树脂高速聚合而成固态的一种光加工工艺，光固化反应本质上是光引发的聚合、交联反应。UV光固化技术被归纳为“5E”特点：高效、适应性广、经济、节能、环保，其中主要还是环保和快速，其应用基本上是围绕这两个特点而展开的。

UV油墨目前在全球市场刚度过萌芽期，开始进入成长期，它实现印刷业界长期梦寐以求的愿望——油墨在印刷机上稳定（粘度不因溶剂挥发上升），而一旦转移到印刷品上能立即干燥。

全世界对UV印刷的需求都在攀升，尤其是欧洲、美国和拉美地区。据欧洲的设备制造商预计：UV机型的年增长率将达到7%，UV干燥装置的年增长率为10%，UV油墨和上光油的增长速度最快，将达到14%。据美国最大的油墨生产商统计，当地市场每年UV油墨和上光油的消耗量都有15%左右的增长，这个数字差不多是传统胶印市场上油墨类耗材年增长率的10倍。

全球UV油墨的消耗以胶印最多，其次为网印，柔印消费增长速度最快，喷绘UV油墨刚刚起步，但前途无量。

就目前UVLED技术发展来看，喷绘、喷码在性价比上已经达到市场化要求；柔印机市场正在启动，2013年世界几大油墨厂商均推出了针对柔印机的波长在385nm的油墨，胶印和网印在技术上还存在难度，该市场预计在未来3年内可以打开。

2. UVLED技术的优势

在光固化工艺过程中，汞蒸气灯的缺点较多，包括寿命短（1000小时），升温和降温的时间长，光谱功率分布不集中等。另外，尽管汞灯光谱的主峰在365纳米，但是在可见光和红外光波段有若干次峰，超过60%的电能都以红外能量的形式向外辐射而损失了，产生了有害的热量。例如，在使用平板印刷术制作塑料礼品卡或信用卡过程中，卡片介质是塑料或其他不耐热的材料，光源产生的额外热量很容易使这些介质扭曲变形。而UVLED是半导体发光器件，只有一个发光波峰，所以不存在热辐射的问题，这是一个非常大的优势。

UVLED固化系统还具备一些其他的优点，包括固化强度，设备可扩展性，以及结构更加小巧紧凑。UVLED对于光固化工艺来说，可以说是一种理想的光源器件。紫外LED不但能够在5年左右时间迅速替代传统的汞灯紫外光源，并且有望催生出新的客户群体。许多曾经因为标准固化工艺的复杂性，比如高电压、汞灯的热辐射、环境问题等，不考虑紫外固化的客户，将会考虑UVLED固化，因为它没有传统工艺的上述缺点。

3. UVLED光固化应用领域情况

3.1. UV印刷应用，占60%

数字化喷墨：直邮、标签、横幅、海报、标牌、编码和标识等材料的UV印刷；

网屏：VD/CD、衬衫、帽子、玻璃、传单、海报、木材等网屏印刷材料的UV印刷；

胶印、网印、喷绘、凸印、柔版印刷：塑料、纸张或纸板材料在轮转印刷机上的UV印刷；

3.2. 涂料应用，占30%

木材和聚乙烯：塑料、纸张或纸板材料在轮转印刷机上的UV印刷；

汽车：汽车和乐器涂料的UV固化；

工业设备：电子设备、夹具、瓷砖、混凝土等涂料的UV固化；

3.3. 粘合剂应用，占10%

标签：玻璃与塑料瓶上的标签、用于其他食品、饮料、药品及其他包装材料的粘合剂标签的UV粘合剂固化；

医疗：医疗应用的UV粘合剂固化，例如：注射器、导管、静脉输注系统、内窥镜、助听器；

工业：用于玻璃、金属、电子和塑料设备工业级粘合和固定的UV粘合剂固化；

3.4. 3D打印机，新兴市场

UVLED在3D打印机中的应用主要是集中在SLA型打印机中，采用UVLED技术的3D打印机具有显著的低能耗、低成本优势，其电功率仅为激光器的10%，价格为激光器的30%，目前国内外已有多款相关产品出现。

4. 相关行业组织

2012年，专注于UVLED光固化行业的2个专业协会已经成立，这充分显示了这个行业的生命力和发展潜力。紫外LED光固化协会（the UV-LED Curing Association）是由光固化设备制造商Phoseon Technology, Integration Technology Limited及Lumen Dynamics等发起成立的，目的是为整个产业界设定规划指导并保证兼容性，同时协助加快适合紫外LED应用的开发，研究人员、集成商及终端用户的教育培训，并为产业界提供沟通的平台。另一个相关组织，国际紫外LED协会(the International LED-UV association)在日本成立，致力于组织各类公司，包括紫外LED印刷机、紫外LED制造商以及颜料和涂层配剂商等，开发可持续且环境友好的紫外LED印刷技术。