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UV漆及固化原理


什么是UV?什么是nm?什么是UV光固化?

1、什么叫UV”?

UV是英文Ultraviolet Rays的缩写,即紫外光线。紫外线(UV)为不可见光,是可见紫色光以外的一段电磁辐射,波长在10~400nm的范围,通常按其性质的不同又细为几下几段:

a、真空紫外线(Vacuum UV), 波长为10--200nm

b、短波紫外线(UV-C),波长为200--290nm

c、中波紫外线(UV-B),波长为290--320nm

d、长波紫外线(UV-A),波长为320--400nm

e、可见光(Visible light),波长为400--760nm

紫外线(UV)用于工业生产,国际上一般使用的是长波UV(UV-A)。

2、什么叫“纳米”?

“纳米”?是英文namometer(缩写:nm)的译名,是一种度量单位,一纳米为百万分之一毫米,亦是十亿分之一米,约相当于45个原子串在一起的长度。

3、什么叫“UV光固化”?

UV涂料经紫外光辐射后光引发剂被引发,产生游离子基或离子,这些游离基或离子与预聚体或不饱和单体中的双键起交联反应,形成单体基因,从而引发聚合、交联和接枝反应,使树脂(UV涂料、油墨、粘合剂等)在数秒内(不等)由液态转化为固态,此变化过程称之为“UV光固化”。至此,一个完整的光固化过程结束。


配置uv光固化装置的原理

UV光固化装置由光源系统、通风系统、传送系统、箱体和控制系统几个部分构成。是能够发出可利用的强紫外线的一种机械设备。它已被广泛应用于印刷、电子、建材、机械等行业。UV固化装置的种类和样式因其所光固的产品不同而有所不同,但其固化原理都是一致的,就是起化学反应来瞬间固化所有的UV类涂料,比如UV油漆、UV胶、UV油墨或UV光油等。

一、光源系统

它由UV灯管、灯罩、变压器(镇流器)、电容器(触发器)组成。

1、UV灯管

目前市场上的UV灯分高压汞灯和金属卤素灯两种。光固化设备普遍采用高压汞灯,对于表面加工要求比较高的固化设备则会搭配使用金属卤素灯。

2UV灯功率的选择

UV灯的功率即UV灯光的辐射能量,也称穿透力。首先,它一定要满足UV涂料吸收的光谱波长及功率密度的要求。若UV灯的功率不够,即使光照时间再长,过UV固化装置的次数再多,也达不到完全固化。相反,还会使UV涂料表层老化、封闭、变脆等,同时UV涂料的附着力也不好,会使叠印的层间结合力差。因为低功率的UV灯由于紫外线强度不够,光线不能穿透涂层底部,使底部未固化或固化不充分。

3UV灯功率

一般要满足80120W/cm的要求,但功率越大热量也会越大,因此要根据固化物和固化速度不同来选择功率。

4UV灯的寿命

一般为800-2000小时,达到后即应更换,因为到此时段的UV灯所发射的紫外光线的强度由于衰减而变弱,会影响固化效果。同时建议在使用期内根据生产环境(空气的含尘量)不同,在一周左右或适当时间用无水乙醇清洁灯管表面及反射罩表面的反射板,再将UV灯管转180度。这样有利于UV射线全部有效辐射到UV涂料上,保证一定的穿透力。

5、反射罩

反射罩的类型有聚焦型、非聚焦型和多面反射型。一般采用的是聚焦型。这种反射罩的结构特点是反射的UV光线能量集中,光固化的效率高,有利于厚墨层的油墨固化,可使油墨的深层完全固化。

6、反射罩的选材和形状

1选材一定要选用铝材,而不能为了节约成本而选用铁或不锈钢,因为不锈钢板在高温下会变成黑色,变黑后不但不会起到反光作用,还会吸光。反光效果最好的当属镜面氧化铝板,其反射率可达80%以上,从而大大提高紫外线的利用率。

2)反射罩的形状是要保证能够把UV光聚集到一起,所以选用半圆弧的形状最佳。还要注意UV灯管的架设位置,以保证它在焦点上。另外,反射罩是UV灯散热的重要通道,因此要把铝罩的外侧加工成散热器,增大散热面积。反射罩在UV固化装置中起到非常重要的作用。有些厂家往往忽视了它的作用,而采用一些替代品来充当反射罩,甚至不安装反射罩,这样使UV40%-50%的紫外线能量被白白浪费。而有些厂家的应对办法就是一味地提升UV灯的功率,这样做不但不能从根本上解决问题,还会造成更大的电能浪费。

7、变压器

变压器的选择必须与UV灯的功率相配,即变压器必须有足够的输出电压,以保证UV灯能全功率工作。如果输出电压过高会使灯管烧毁或炸灯;而输出电压过低,灯管又不能全功率工作,从而使紫外线输出强度不足。

8、电容器

电容的选择应与灯管和变压器相配套,根据变压器的输出电压选择所用电容的耐压程度。如果选择不当则会使电容击穿,影响到UV固化装置的正常工作。

二、传送系统

它由调速电机(或变频调速)、传送网带、链条(或传送辊)组成。这里应注意的是速度的调节问题。固化速度应从两方面来考虑,一是充分固化,二是以最佳的速度固化。

最佳速度选择方法:将产品先以某一速度通过UV固化装置,如果固化了,再加快速度,直到通过UV固化装置出来的产品墨层不能固化为止。这时的速度为临界速率乘以0.8就是最佳速度。另外还应注意灯管的使用时间,因为随着UV灯使用能量的衰减,速度也应随之调慢。

三、通风系统

它由风机、引风管、聚风罩组成。这里应注意的是风机的选择和风量的控制及排风的方式。

1、风机的选择

要根据UV灯的功率及箱体空间的实际情况来确定。一般要配送风和引风两台风机,但也有只配备一台引风风机的。风机功率不足,排风量不够会导致机箱内温度过高,灯管寿命缩短,甚至熔化,也使固化产品的质量难以得到保障;风机功率如果过大,风量过大会使机箱内温度太低,UV灯不能全功率工作,固化物不易干燥。

2、风量的控制

是指UV固化装置的风量应该是可调整的。这是因为要考虑到冬夏的温差很大,很多工厂不具备恒温车间,因此如果UV固化装置在冬季和夏季用同等的风量工作就一定会影响到产品的质量。一般是用温度控制的方法来控制两台风机,达到一定的温度就自动启动一台风机,再达到一定的温度再启动另一台风机,并在排风和进风口上设活口阀门来控制进风和排风的风量。

3、排风的方式

是指采取上引风下送风或上送风下引风等方式。但无论何种方式,切勿把风直接吹到UV灯管上,因为这样做的后果是使UV灯因热量损失过大而不能全功率工作(灯光由白色变为不刺眼的蓝色),使UV涂料根本不能干燥。

四、箱体

箱体的大小是根据UV固化装置应用的产品不同而决定的。这方面应注意的是:要使箱体的表面平整,内部光线能够照射到的地方应尽量设夹层,以免箱体外部温度过高烫伤人。外部不应有光线泄露。

五、控制系统

控制系统是用来控制整个光固机工作的系统。这里值得注意的是:

1风机的控制

最好由温度自动控制,因为由人来控制可能会有疏漏,也不够精确。

2开机时应先开灯,2-3分钟后再开风机(风机不是温控时)。

3关机后应当使风机继续运转,直至灯管和箱体冷却。

4二次起动要等到灯管完全冷却再起动。

喷烤漆房的工作原理

烤漆房一般是用来喷涂和烘烤油漆的,因此,烤漆房最确切的描述应为“喷烤漆房”。

喷漆时,外部空气经过初级过滤网过滤后由风机送到房顶,再经过顶部过滤网二次过滤净化后进入房内房内空气采用全降式,0.2-0.3m/s的速度向下流动,使喷漆后的漆雾微粒不能在空气中停留,而直接通过底部出风口被排出房外。这样不断地循环转换,使喷漆时房内空气清洁度达98%以上,且送入的空气具有一定的压力,可在产品件的四周形成一恒定的气流以去除过量的油漆,从而最大限度地保证喷漆的质量。

烤漆时,将风门调至烤漆位置,热风循环,烤房内温度迅速升高到预定干燥温度(55—60)。风机将外部新鲜空气进行初过滤后,与热能转换器发生热交换后送至烤漆房顶部的气室,再经过第二次过滤净化,热风经过风门的内循环作用,除吸进少量新鲜空气外,绝大部分热空气又被继续加热利用,使得烤漆房内温度逐步升高。

当温度达到设定的温度时,燃烧器自动停止;当温度下降到设置温度时,风机和燃烧器又自动开启,使烤漆房内温度保持相对恒定。最后当烤漆时间达到设定的时间时,烤漆房自动关机,烤漆结束。

UV涂料固化不完全的6个方面原因

UV涂料固化不完全,常见有以下6个方面的原因:

1、UV灯制作的功率密度小;

2、UV灯与变压器参数不匹配;

3、UV涂料光引发剂不足;

4、涂装线速过快,固化时间短;

5、车间环境温度低;

6、UV灯与被照物件距离太远。

紫外线光辐射固化的反应原理:

UV涂料经紫外光灯管的紫外光辐射后光引发剂被引发,产生游离子基或离子,这些游离基或离子与预聚体或不饱和单体中的双键起交联反应,形成单体基因,这些单体基因开始连锁反应生成聚合体固体离分子,一个完整的固化过程结束。

一、紫外光的能量
1、紫外光能量不足时,一般是因为UV灯管制作的功率密度过小,或与变压器参数不匹配,从而造成无法完全固化。

2UV涂料中的光引发剂不足,无法吸收合理紫外光能量,导致无法完全固化。

二、UV炉内温度过低

UV炉内由于离心风机风量过大,或水冷过度的作用,氧阻聚的情況过强,导致UV灯管表面温度过低,无法正常工作,从而导致UV涂料不完全固化。

三、光固化灯的距离

瑞森特UV灯和反光罩与被照物表面的距离在78cm时紫外能量最强,但根据固化基材的不同,一般固化距离选择在1015cm左右。

1、距离过低,因紫外灯表面温度很高,基材遇热变形。

2、距离过高,紫外能量小,基材表面不干发粘。

四、UV涂层的厚薄

UV涂层的厚薄对紫外固化的效果起着关键的作用,要根据涂料的色相、温度、固化速度、基材表面等不同条件下适当进行调配。

1、涂层过厚在同样功率光源的照射下干燥时间相对长,一方面影响UV涂料的深层干燥,另一方面会使基材表面温度过高,导致基材变形。

2、涂层过薄会导致产品表面光泽度差,达不到所需要的表面效果。

五、涂装线传送带的速度

根据基材、涂料、固化距离等不同,适当调整设备传送带的速度,即光固化的速度。

1、固化速度过快基材表面UV涂料发粘或表面干而内不干。

2、运行速度慢基材表面会老化。

六、光固化加工的环境

UV涂料因温度原因粘度变化很大,所以应调整室温,一般控制在1525较合适,温度过低则会产生桔皮现象,并且注意印刷时不能受到直射阳光的照射。

涂装UV生产线日常维护办法

涂装UV生产线日常维护:

1、保证每班必须
---检查,机器运行区间有无异物卡阻
---机器表面的清洁

2、保证每月必须
---传动辊两端轴承座润滑、注油;传动链及其它润滑系统注油
---机械部件的检查、紧固
---检查灯电流是否正常,线路是否老化
---用软布沾酒精擦拭UV灯管表面,旋转管体180度
---机器内腔的除尘清洁

3、保证半年必须
---检查线路及开关是否正常
---变速箱的加油
---变压器绝缘不小于200兆欧,如达不到,必须把变压器重新干燥
---反光罩用软布沾酒精擦干净
---传动轴、链条有无松动
---网带松紧的适度调整

UV光固化机、UV灯的保养

一、开关UV灯
1、开机顺序:

打开总电源→打开调速器→依次打开UV灯管开关(选择合适的档位)→散热风机3分钟后自动启动→10分钟后正常工作。

2、UV关机顺序:

关掉UV灯管→58分钟后散热风机自动关闭→关闭调速器→关闭电源开关

注意事项:
1)开灯时应顺次开灯,每支灯间隔1分钟左右,不要同时打开。

2)关灯后应当使风机继续运转一段时间,直致灯管冷却为止。

3)关灯后如果要二次起动时,一定要等到灯管完全冷却后再起动,否则在灯管表面温度很高的情况下是起动不起来的。

4)开灯后不能立即投入生产,要有一段灯管预热时间,夏季温度高时,预热时间短;冬季温度低时,预热时间长些,预热时间要23分钟左右。如果UV机有强弱光装置,应在强光档起动开灯,这样可以缩短灯管预热时间,若生产时需要弱光,可在预热结束后调至弱光档。

二、灯管维护

1)UV灯的最大使用寿命一般为15002600小时,达到寿命后即应更换。

2)UV灯使用期间内,在适当时间(12个月)用无水乙醇、纱布清洁灯管表面及反射罩表面的反射板,再将UV灯管旋转180度。灯罩反射板失去镜面效果后就要更换。

三、速度调节

1)最佳速度选择方法:将产品先以某一速度通过UV固化装置,如果固化了,再加快速度,直到通过固化装置的产品刚刚不能彻底固化为止,这时的速度乘以0.8就是最佳速度。

2)另外还要注意UV灯的使用时间,随着UV灯使用时间的延长,能量就会衰减,速度也要随之调慢。

四、变压器、电容

1)变压器的进线要根据现场的电压来选择合适的接线柱。

2)电容器在使用后,如果维修一定要进行放电,以免电容放电伤人。

五、紫外线会损伤眼睛和皮肤

开灯时请不要用眼睛直视灯管表面,同时不要让紫外线照射祼露的皮肤

安装新UV灯管的步骤

安装新UV灯管的步骤:

1、安装前要戴上干净的手套拿住灯管,关掉电源。

2、将卡座安装灯管孔用布垫上将灯管穿入,不要让灯管碰到金属端板面,让灯管在布上蹭着穿入。

3、灯管安装就位,用手拿住灯头在卡座上摆几下看灯管是否是自由状态,这样安装点灯时就不会出现胀裂现象。


提供以下定制参数(打*为必须项):
1)产品项目
*2)UV灯管的规格:有效发光距离,全长,灯管引线长度,接线端子的种类(O ,Y )
*3)UV灯管的种类:HG高压水银灯或者METAI 金属卤素灯两种
*4)UV灯管本身的参数:灯管的管电流,管电压,管功率
5)原先使用哪里的灯管
6)使用周期:灯管更换的周期
7)设备状况:是什么样的设备上使用UV灯管,使UV固化机,上光机,印刷机还是UV涂装线?
8)UV机的灯管数量多少?喷枪数量,风淋室的配备,空压机的配备。

UV灯管保养要点

1、为了延长UV灯管寿命,应谨慎遵循安装说明

1)应避免在UV灯管上留有手指油污。安装人员应用纸巾清洁或配戴手套,建议用酒精擦拭UV灯管表面来保持其清洁。

2)确保UV灯管两端与机器连接紧密而不腐蚀。如果机器设计是采用弹簧套来安装灯管时,则必须确保弹簧套的形状良好,弹簧张力适度及灯管表面清洁。

3)不能将UV灯管安装过紧。在机器运行过程中,灯管的热量可能会使反射罩膨胀,缩短或弯曲,所以不能将灯管陶瓷头安装卡得过紧,从而让反光罩的变化影响到灯管,以造成灯管的破裂。

4)如果UV灯管两端没有引线端子,为金属头的话,安装时应更加小心。如果机器是采用金属夹装置与灯管连接,应保证这段连接部分紧密而且干净。通常,大多数的机器生产厂商会给这样的装置留有一些伸缩余地。如果机器是采用弹簧夹装置灯管,就必须保证其弹簧片良好的弹性。而大多数时候采用这种装置类型的灯管都属于小型曝光灯,那也就不会涉及到膨胀变形的问题了。

2、要避免过于频繁的UV灯的冷启动

当一支UV灯管在点亮开始阶段,内部电压很低。两端电极在这段时间会发射出钨,这就会使灯管内部产生许多点状污染物,成为灯管过早损坏的原因之一。所以,应该在高电压的条件下点灯,而减短点灯时间。过于频繁点灯还会导致灯管两端过早变黑,逐渐影响到灯管主体部分也会变黑,最后导致灯管输出功率降低。因为上述原因,建议尽量一次点灯做完所有工作。


3、定期检查反射罩及冷却系统

为了保持UV灯管及机器的最大功率,以及最大紫外线强度,应经常检查机器的反射罩是否干净,是否因为灯管的辐射热而变形,并且应定期更换反射罩。阻塞的过滤器及堆积在送风机扇叶上的污垢会阻挡风的流动并降低冷却效果。而如果灯管工作温度过热,就将导致工作电压及输出功率降低。所以应定期更换过滤器及清洗送风机扇叶,这不但会有效地改善冷却环境,并且可以防止灯管下垂。有时灯管在不被察觉的情况下已经下垂,所以定期旋转灯管也将有利于保持灯管形状。

UV灯管使用10个常见问题

一、UV灯管使用几小时就不能点亮,外观上看灯管完好,是什么原因?
1) UV灯管第一次能点亮正常关闭,此后点不亮时,要先查看电容器、变压器是否完好,线路是否畅通,有无接触不良现象。更换损坏配件或重新加固一下线路连接,一般可解决问题。
2) 如果灯管两端有电压的情况下,说明线路正常,那就是灯管自身问题。如果是水银灯可能就是电极原因或是灯管的内在质量问题,或是灯已漏气。如果是金属卤素灯就是因为卤化物配比度不合适,或者变压器输出过低,或是灯的管压过高。

二、UV灯变形的主要原因,变形后有什么不良反应?

UV灯变形的主要原因是温度过高,轻微变形不影响正常使用,但寿命会缩短很多,严重变形会使灯管某侧管壁变薄而破裂。检查风机是否损坏或是排风管道过长造成排风不畅。

三、UV灯两端发黑是怎么回事?

是电极粉剥落,附着在管壁上,如UV灯用到寿命后发黑则是正常的,如用到一至二百小时出现这种情况则属灯管质量问题,此时灯管紫外线强度已经不足以满足固化要求,须更换。

四、UV灯管变形成泡状,是怎么回事?

是局部温度过高、或是因为石英管壁局部过薄造成的,检查排风系统是否通畅。

五、UV灯管金属头总是熔化烧坏是什么原因?
1)金属灯架时间久了,铜架氧化,局部接触不良造成电流过大,打火造成熔化。
2)新灯熔化就是因为UV灯金属头与灯架接触不良,虚接造成打火溶化。检查灯架的铜接点是否氧化,检查弹簧是否有弹力。

六、UV灯在使用中突然曝裂是什么原因?
1)电流过大(如电容线路短路)
2)吸风时有脏东西打在管壁上。
3)电极钼铂等封接不良。
4)如是陶瓷灯头曝裂,则可能是卡得太紧,温度过高导致热胀冷缩爆裂。

七、UV灯管有雾状产生是什么原因?
如果是管内有雾状就是:

1)石英管材的问题、即脱羟不好。

2)在生产过程中排气不好。

3)充进的气体纯度不够。
如果是管外有雾状则是:

油墨、光油的气体挥发物附着在管壁上,可定期用酒精等溶剂擦试。

八、UV灯在使用过程总是压降、不能回升是怎么回事?
1)排风过大
2)冷端电极温度上不来。
3)变压器、电容器和灯管的电参数不匹配。
4)网络电压过低,造成变压器输出电压过低。

九、UV灯使用300-500小时后,为什么在管壁就出现象手纹一样的花纹?
1)安装时用手摸过灯管壁会用成这种现象。
2)壁内侧有则是做灯时,石英管清洗不够净。

十、UV灯管电流电压均正常,但发光不正常、暗淡呈绿黄色是何原因?
1)灯管功率参数不对,与变压器不匹配。
2)灯管有慢漏现象,如是新灯则属质量问题。
3)灯管在制作时排气不净。

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