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1、UV 印刷技术讲习班讲座内容第二部分 - 1 -第一章 UV 固化设备（见书的第四章）第一节 UV 固化光源一、UV 灯管的结构及材料特性（一）UV 灯管的结构：如图 4-1 所示观察灯管质量第一步从外观上看以下几处（1） 灯管直线度：用车床烧出来的灯管直经度高；（2） 圆度：灯管排气时要用火烤灯管，边烤边排气清洗，烤的温度不均匀会出现蛇形；（3） 焊封钢片：看钢片较厚，双面焊接，焊口光滑。钢片是电极与导线连接体。（4） 引线：引线用耐高温度由压导线，阻燃。接线端子用镀银，镀镍也可以。（二）石英管壁基本要求：（1） 透 UV 光高，表 4-1 所示，红外低透UV 印刷技术讲习班讲座内容第二部分
2、 - 2 -表 4-1 透明石英玻璃 UV 光透射率波长/nm透射率/%波长/nm透射率/%波长/nm透射率 /%波长/nm透射率/%217 6.0 234 41.9 252 62.0 276 91.2220 10.1 236 41.9 256 73.0 280 91.6224 21.2 238 41.3 260 82.0 290 92.0226 28.0 240 41.3 264 87.5 300 91.8228 24.0 242 41.9 268 90.0 350 92.0230 38.0 244 43.5 272 91.0 400 92.4232 40.9 248 50.9（2） 热膨胀
3、系数低，一般为 510-7。如图 4-4（3）石英纯度：最有害物质：羟基钠、钾属碱性物质，而石英为酸性物质。国产长管卤素灯不易启动是因为羟基含量高，开始点能着，高温下生成卤化氢捕捉电子，点几次就点不着了。短管可点着是因为管压降高。总结：（4）石英质量会给 UV 灯造成如下损坏 灯管弯曲悬垂：杂质含量高、耐温低； 灯管壁发污白：高温下石英挥发； 灯管中间部位发黑：羟基含量过高，高温下生成水； 卤化物灯难点着，最终点不着：羟基高，钠钾含量高。UV 印刷技术讲习班讲座内容第二部分 - 3 -（三）电极，如图 4-6 所示1、电极材料：钍钨功函数 2.6eV 工作温度 2200-2500钡钨功函数 1
4、.63-2.07eV 工作温度 1500-1900功函数低工作温度易启动，但耐温低灯的寿命低。2、电极结构：如图 4-6 所示。一般用储备式电极。芯杆是发射电子外，顶端温度最高，直径计算 1.5A/m2m。顶端尖放电好，灯易启动，但耗较大。一般用圆头边缘无毛刺。如图 4-7 所示。由外螺旋给芯杆散热，同时内部储存电子粉 Ba3WO6补充芯杆蒸发掉的 Ba，如补充不及时则电子溅射纯钨使电极附近处 发黑，补充过快则很快 Ba 用完，减少灯寿命。UV 印刷技术讲习班讲座内容第二部分 - 4 -补充速度决定于芯杆及螺旋体的温度，而电极温度与下面几个因素有关。（1）芯杆直径（2）螺旋体直径长度（3）芯杆
5、从螺旋体伸出的长度购买灯管进仔细观察电极以下部位：（1）芯杆直径（2）芯杆螺旋体端头光滑否（3）芯杆从螺旋体伸出长度（4）芯杆螺旋光亮，外表有漏出的电子粉（四）UV 灯发光物质汞金属卤化物1、光谱概念（1）连续谱汞 （2）线光谱金属2、汞特征光谱 254、297、303、365、404、435 哪条线强由灯内汞蒸气压决定气压高红移，因为短波被吸收。黑光灯低压灯254、313 强杀菌固化灯中高压灯303、365 强马路灯高压灯可见光较强3、金属卤化物灯卤化物是稳定金属，卤族不发光金属灯内汞（减少自吸收）根据油墨吸收谱选择不同金属发光物质，如深色或厚油墨用铅汞灯，光谱如图 4-11 所示 350-
6、420nm 较强，一般光油用二苯甲酮作光引发剂、引发光谱 280nm 左右，用锑灯。UV 印刷技术讲习班讲座内容第二部分 - 5 -4、金卤灯应注意问题金属含与石英反应，金属发光时在灯管中心区，不会碰玻璃，低温时复合为卤化物，因此管壁要低温，此处已复合为卤物，一般灯管直径大些。5、UV 灯内的启动气体UV 灯启动过程如图6、灯管内气体放电过程灯中心向外辐射 外一层辐射（内辐射被吸胶） 最外层辐射到灯管外，灯管直径大则辐射到外面的面积较大，灯管壁负载小，如图412，254nm 实验，D728nm 时辐射下降。轰击热电子 氩气 泵 金属UV 印刷技术讲习班讲座内容第二部分 - 6 -灯管内温度分布
7、如下图，中心温度中心温度散不出去，高功率灯需 D大，保证管壁处 800,T0（273）物质都会发出辐射，对非黑体辐射，斯忒薄玻尔兹曼定律R =T 4C瑞利靳斯公式r .T = KT 4R = 0 rdUV 印刷技术讲习班讲座内容第二部分 - 27 -K 物体发射本领，与物体性质、温度、表面状况有关常数从瑞利靳斯公式看出，某一波 的辐射强度。与物体温度，性质（材料） ，表面状况有关。印刷机油墨干燥常用三种发光管，见图 24。 电热管，钨丝 陶瓷 真空管、内充所需气体根据油墨的吸收特性选择不同灯管。陶瓷管是内管有电热丝加热，外表面陶瓷辐射性质由陶瓷的温度和性质决定，改变陶瓷材料可改变辐射性质，既光
8、谱分布。真空灯管：内置电热丝，给填充气体加热导致气体辐射，辐射性质既光谱分布由电热丝、气体温度及性质决定，能辐出灯管取决于石英管的透光谱范围，一般透光范围很宽。电热管：电热丝、空气、石英玻璃决定，不能选择辐射光谱。2、光谱吸收a（T）某种油墨材料在温度 T 对波长 辐射的吸收率。油墨分子振UV 印刷技术讲习班讲座内容第二部分 - 28 -动频率与辐射频率共振时吸收辐射能最佳，使分子剧烈运动从而油墨升温促进挥发和聚合反应。油墨吸收波长约 3-30m 红外线，长波对水作用大，人主要接受长波红外线，微波对溶剂、水、金属效果好。3、热辐射特性传播不需介质直线传播随传播距离衰减传播速度为光速 30 万公
9、里/秒穿透能力强。二、 热传导1、T 概念：温度是大量分子无规则运动剧烈程度的描述。当不同温度物体接触时，高温向低温物体传热，是剧烈运动分子碰撞不剧烈分子的过程。2、热传导的特点 需要物体接触，分子接触多传热快，气对水慢因为气体分子密度低，水与水则快。 节约能量。水冷却灯罩时水全部吸收铝热量，而风冷则不然。 传导效率高 传导均匀，例如烫金机整板温度一致。三、 对流1、对流：流体流过另一物体表面时发生热量交换现象。2、对流特点：UV 印刷技术讲习班讲座内容第二部分 - 29 - 只发生在流体中 对流传热方式仍为热传导和热辐射 传导路径可通过管道改变 对流传热将热源传至被加热物需电间流体介质。四、 油墨热干燥器1、红外线油墨干燥器的设计原理（1）真空钨丝红外线灯，图 23 光谱图 24，胶印油墨干燥段近红外区 0.784m水墨干燥远红外区 4m 以上。
