全球UV LED光固化的前五大公司

在過去幾年中，有一項新技術已經進入人們的視野，并引起越來越多人的關注和討論。這項技術就是UV LED固化，它可能會對傳統紫外線（UV）固化油墨和上光油形成挑戰。UV LED是發光二極管，它的發光方式為場致發光，由半導體產生，而傳統UV固化是通過充入各種氣體的燈發光來實現的。UV LED光固化技術最早出現在drupa 2008印刷展上，主要用于數字噴墨墨水的固化，還可以用于柔印或其他印刷工藝的油墨。

 

UV LED光固化的支持者說，這是下一個時期要發生的大事，它可以取代目前廣泛使用的技術；其他人則認為其普及尚需時日。不過有幾個指標肯定有利于UV LED光固化技術的普及：能耗比傳統UV固化的要低，而且LED陣列具有更長的使用壽命。不過，它的固化速度有待進一步提升。

 

 

 

 

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美國Phoseon公司

 

 

 

 

美國Phoseon公司生產的UV LED燈成功應用于標簽行業。由于標簽印刷的速度越來越快，標簽材料越來越薄，而UV LED技術的優點在于不會產生太多的熱量，因此不會損壞薄薄的標簽和對熱敏感的承印材料。

 

點亮LED陣列（在一個單元中有許多LED）所需的能量比點亮U V燈所需的能量明顯要低。由于這種差異，UV LED需要放在相當接近承印材料的地方，距離承印材料5～10 mm處，最遠的也只有25 mm。而UV燈使用反光板，在離承印材料約53 mm處聚焦成單一光束。LED是泛光燈，它可以向四處發光，離承印材料越遠，照到承印材料上的光線就越少。

 

與傳統UV燈相比，UV LED有兩個優點：第一個優點是可以隨意開關LED燈，當標簽從光束下通過時，可以在幾微秒的時間內將其關閉。它還可以閃爍發光，在需要的時候打開，在不需要的時候關閉，節省能源和成本。第二個優點是固化速度可以提高到150 m/min。

 

Phoseon公司成立于2002年，專門從事UV LED燈的制作。它的主要市場在噴墨印刷行業，但也快速進入黏合劑領域及涂覆、木地板等行業。LED只是Phoseon公司的部分產品，只占公司整個業務的10%。它有制作LED的能力，把LED裝在系統中保持冷卻，以便隨時增加其功率。LED陣列是封裝在一個有印刷電路板和冷卻裝置的系統中，冷卻方式可以是風冷，也可以是水冷。LED本身會產生大量的熱量，必須以某種方式把熱量排出。

 

從技術上講，UV固化油墨在固化后是固體而不是液體，UV激發光引發劑與混合物中的其他顆粒產生鏈接，引起聚合反應而固化，形成固體并“干燥”。傳統的UV固化利用了200～450 nm的整個紫外光譜，而UV LED只集中在紫外光譜中一個狹窄的范圍，通常是395～405 nm。目前UV油墨雖然有一些是在365 nm處固化的（主要是UV-A的范圍），但大多數還是集中在395 nm左右，這是固化的最佳點。

 

 

 

 

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美國太陽化學公司

 

 

 

 

美國太陽化學公司有生產UV LED油墨，主要生產噴墨墨水和絲網印刷油墨，在一般的印刷應用場合，其印刷效果還不夠完美。這家公司對UV LED固化技術非常有興趣，但從油墨制造商的角度來看，這項技術還是存在一些問題，其中一個問題就是如何獲取UV的能量。

 

LED光源是單色光，通常在390～400 nm的范圍內工作，這是可見能量的開始處，越接近可見光，就越容易出現不希望有的固化問題。典型的水銀蒸氣燈產生的紫外線能量效率不夠高，只有大約20%的能量產生紫外線，而有20%是可見能源，40%是熱量。LED會把所有功率都轉換到需要得到的那部分。不過標準的水銀蒸氣燈可以通入大量的能量，發射更多的能量。

 

標準的紫外線燈泡發出的紫外線光譜為200～400 nm，有一些不需要的輻射能，但可以被利用。讓不同的光引發劑做不同的事情，包括它們自己要做的和希望它們做的。油墨中的顏料也會傳輸能量，所以有些顏料的固化會比其他顏料會好一些。

 

除了油墨，還有光油。光油通常是用來實現某種表面效果的。UV LED燈產生的能源類型不能很好地固化表面。很難用UV LED燈獲得很好固化的UV光油膜層。另一個問題是，能產生表面固化的光引發劑不能很好地吸收能量。

 

盡管如此，這項新技術以后還是有可能會用到其他領域的，這項技術肯定會在某些地方得到提高，從而被更廣泛地接受。

 

至于固化速度，有人說采用UV LED的印刷速度會受到限制，UV LED的功率相對較低，但可以安置很多模塊來提高功率。在增加功率的時候就要有冷卻UV LED設備。因此，需要權衡一下總成本，增加UV LED裝置是不是真有意義？

 

與標準的UV固化油墨相比，UV LED固化油墨的價格會高一些。在油墨中要加入更多的光引發劑，這些成分通常都比較貴。

 

 

 

 

3

 

美國EFI Jetrion公司

 

 

 

 

美國好樂UV公司是德國好樂股份公司的分公司，也制造UV固化系統、傳統的產品以及UV LED產品。這家公司為EFI Jetrion公司的數字噴墨標簽印刷機提供UV固化設備。EFI公司自己制造墨水，既可以用傳統的紫外線固化，也可以用UV LED固化。Jetrion使用UV LED固化白色油墨、傳統的其他顏色的UV油墨。

 

Jetrion系統先印白墨，然后印CMYK印刷色。白墨是由二氧化鈦制成的，二氧化鈦是大分子，和黑墨一樣都是用其他能源輻射系統進行固化時會產生問題的油墨。Jetrion采用UV LED對白墨進行固化的過程被稱為固定（pinning），其中輻射能使油墨的黏度提高，但不能完全使其固化。經過固定，后續在白墨上印刷就容易很多。

 

UV LED系統所產生的熱量從LED陣列的背面排出，因此需要通過風冷或水冷裝置，冷卻需要的功率也要算在LED的賬上。有業內人士推測，由于使用冷卻系統的能量可能會削弱UV LED固化使用較少能源的說法。但系統制造商認為，冷卻系統的功耗再大也不會大到接近傳統UV系統所需的功率。

 

大多數油墨制造商正在或已經開始研發UV LED墨水系統，并在市場上推出了一些產品，如盛威科和INX國際公司。在2009年芝加哥的全美印藝展上，INX國際公司展示了一臺短版的窄幅輪轉UV LED印刷機，以20 m/min的固化速度一次走紙輸出。最近，該公司展出了LED-INX墨水，這是一種UV固化的顏料型噴墨墨水，正處于開發階段。

 

EFI除了Jetrion的數字噴墨印刷機，還制造威特寬幅UV噴墨系統。該公司曾經宣布，已經選擇Phoseon公司為威特噴墨打印機提供固化設備。推出的EFI威特GS3250LX UV固化打印機重新定義了性能和功能標準，UV LED燈提供了以前用傳統的水銀燈無法向用戶提供的獨特功能。Phoseon公司的FireJet產品在超寬幅面打印機產品的成功應用，說明UV LED系統供應商已經能夠應對嚴格的技術、可靠性和性能的挑戰。

 

 

 

 

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日本羅蘭公司

 

 

 

 

寬幅噴墨打印機制造商日本羅蘭公司也推出了64 in的VersaUV LEJ-640 UV LED組合式噴墨打印機。LEJ-640利用該公司的Ver saUV技術，能夠在大多數承印材料上打印C、M、Y、K、白色和透明色，從卷筒材料到0.5 in厚的板材，打印具有特殊效果和整飾效果的圖形。

 

作為該公司最新的VersaUV系列中的產品，LEJ-640可以在包括瓦楞紙板、泡沫板和其他硬質材料上制作包裝模型和特種印刷。LEJ-640也可以在各種軟包裝材質上打印和模擬壓凸效果，可以在各種用作印刷機打樣樣張、模板、寬幅標示牌、銷售點廣告、櫥窗顯示和室內裝飾項目所用的材料上打印。安全使用的UV-LED燈，既高效又節能，還無需預熱時間。

 

 

 

 

5

 

德國賀利氏特種光源公司

 

 

 

 

德國賀利氏特種光源公司也推出了UV LED系統，稱為NobleCure。這個系統的波長為395 nm，輻射功率至少為4 W/cm2。由于照射的窗口面積近40 cm2，產生的總能量大約為200 W。

 

這有效的輻射能力因采用最先進的微透鏡技術而得以實現。這種鏡頭能夠形成光束，增加UV LED系統的解偶聯效率達50%以上。輻射基本保持穩定，甚至在要固化材料處在不同距離時也只有輕微的下降。因此，NobleCure可以在與承印材料不同的距離上工作，而不需要重新調整系統的位置。它可以實現365～405 nm的波長范圍，因此可以用于各種膠黏劑的固化和數字印刷的應用。

 

與傳統的UV燈相比，UV LED燈具有較長的使用壽命。從使用壽命長的角度說，LED表現極佳。有幾家公司在連續不停運行的情況下，LED使用已經達到2萬h以上，而且還在繼續使用。以前LED燈具生產廠家都聲稱燈具的壽命為1萬h，現在都說是1.5萬h。

 

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UV LED市場的發展相當不錯，它在一些市場中還是有優勢的。隨著時間的推移，會有越來越多的人了解它，會有很多人愿意嘗試新的東西。

 

很多人推測UV LED固化技術會取代傳統的UV固化技術。它具有更高的能源效率、降低維護需求的優勢，這等同于節約了成本，加上其符合環保要求，這就宣告了效率較低的水銀紫外線燈具技術的結束。至于這個系統會不會用在窄幅印刷機領域？業內人士似乎都很樂觀。柔性版印刷機可以用它進行可變信息印刷。UV LED在以后也會在數字印刷、柔性版印刷等領域中使用。

 

 

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