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1、UV 技術簡介技術簡介 一UV 含義 UV 是紫外線 Ultraviolet Light 的英文簡稱它是一种放射線波長范圍是 200400nm具体分為以下型 a. UVA (315-400nm) 用于低能的 UV 聚合反应.也用于荧光检验 b. UVB (280-315nm) 同 UVA 一起用于聚合反应, UVB 是皮肤晒黑, 灼伤的原因 c. UVC (200-280nm) 用于 UV 油墨和漆的快速表 面固化, 也用于消毒和杀菌 電磁波光譜圖 二 UV 膠优缺點 使用 UV 膠的优缺點如下 优點 缺點 1 快速固化 設備投資較大 2 提高產品生產效 材需透紫外光或有可的接著界面 3 損耗
2、較低 4 适合全自動化生產 5 合乎健康及環境法要求 三 UV 膠的組成 UV 膠一般都是由以下組成 a. 單体 丙烯酸酯 氰基丙烯酸酯 环氧树脂 硅酮 b. 光引發剂 四 UV 膠硬化机 如圖所示UV 膠中的光引發剂在 UV 線的照射下產生活化的自由基表面活化的自由基在 UV 光(250nm)照射下 与氧气起化學反應生成二氧化基及單体內部的活化的自由基与單体在 UV 光(365nm)照射下起化學反應生成單体 自由基其在 UV 光(365nm)照射下又与單体起化學反應再結合如此推最后變成聚合物這就是 UV 膠的硬化机 。 硬化机 五 表面硬化与深硬化 同波長的 UV對膠水硬化的程是同的具体如下
3、 a. UVC, UVB 230315nm 表面硬化 表面脫黏 b. UVA315400nm 深硬化 玻璃黏結深的粘結層 表面硬化与深硬化 影響 UV 硬化的因素 1. 波長 沒有燈管能對整個 UV 范圍有效且并非所有感光起始劑都會吸收相同光譜的光子故選擇合适的光譜對 硬化速有重要關系。大多 UV 短波對材表干有影響而長波對材深處有影響。失去短波會使表面 黏黏的失去長波其密著性會變差。 2. 照 UV 燈所送出的光稱為照或強其單位為 w 或 mw/cm.也就是在硬化過程中瞬間到達素材表面 每單位面積接受到的放射能。而決定照的因素有 a. 燈管本身的放射功 其他條件相同時放射功越大照就越大。 b
4、. 燈管的管徑 其他條件相同時管經越大照就越大。 c. 反射鏡的反射能 其他條件相同時反射能越強照就越大。 d. 照射距离 其他條件相同時照射距离越短照就越大。 3. UV 能 又稱積或劑是素材照射到 UV 光多少時間的積能即照与時間的乘積其單位為 J 或 mJ/cm.簡單的在相同條件下減少照射時間得到的 UV 能就減少增加照射時間得到的 UV 能 就增加。同的照与照射時間的乘積可能到相同的 UV 能但得到的硬化效果是一樣的。如圖所示 為得到 500mJ/ cm的 UV 能 a. 照為 50mw/ cm的的燈管所需照射時間為 500mJ/ cm / 50mw/ cm = 10 sec 此時得到
5、的硬化效果是硬化深約為 1.4mm b. 照為 30 mw/ cm的的燈管所需照射時間為 500mJ/ cm / 30mw/ cm = 16.7 sec 此時得到的硬化效果是硬化深約為 1.8mm。 顯而者的硬化效果是有很大差別的。 4. 涂膜的厚 涂膜越厚所需 UV 照越強。只是涂膜厚与照非正比關系而是成指比關系。膜層增加二倍 UV 照可能要增加十倍才能達硬化完全。 5. 其他 a. 膠材的配方同的配方設計對硬化速有很大影響。而最快硬化的配方并絕對是我們 產品硬化后所要的物品特性。 b. 素材本身看素材本身是否适用 UV 硬化是否需要做前處。因為素材表面如有污積或 脫模劑等化學物質UV 油墨
6、很難与這种素材接合。破坏這些物質方法有化學洗劑清洗火 焰處烘烤電等方法。 c. 燈源品質燈管化使功衰減將影響硬化。 d. 机器設備傳動裝置是否穩定。 e. 人為因素 七 UV 硬化設備介紹 UV 照射設備基本上包括 1. UV 燈管(UV LAMP) 2. 反射鏡組(REFLECTOR) 3. 電源供應器(BALLAST) 4. 遮光卻及安全裝置 目前在廣泛使用的 UV 燈源設備可分為大 1. 電极式 UV 燈 2. 無電极式 UV 燈 以下分別明种燈的构造 A 傳統電极式 UV 燈源系統(Electrode Lamp) 此种燈源系統 UV 光的產生是用高電壓使電在燈管中過將石英管中的化學物質
7、气化而放射 UV 光主要包括四大部分 a. 燈管 一般此 UV 燈管被稱為中壓水銀燈。燈管材質是石英玻璃內含水銀与游离气体。燈內的水銀在室溫 是液態燈管端的電极通電后會產生電弧等管的溫隨著上升使水銀產生气化這段气化時間一 般稱作暖机。暖机時間約從 20 秒到几分鐘左右且當關燈后無法馬上再開燈使用必須要等 1520 分鐘 讓燈卻后才能重新開燈使用燈管在正常操作下內部蒸气壓約為 12 大气壓工作時石英璃表 面溫介于攝氏 700900 。除中壓水銀燈燈管外 電极式燈管還有高壓水銀燈 低壓水銀燈及脈動式燈。 其中高中低壓水銀燈燈管中的電子動是續的而脈動式燈則是將能先大聚集后再以脈動方 式放射。另外還有
8、一种是屬鹵素燈其工作方式与中壓水銀燈一樣。管那种有极燈在正常操作下 前 1000 時會衰減約 15%或多。燈管的壽命 与每次使用的時間長短 點燈的次 放射罩內溫的控制 電源供應器的穩定性等因素都有關系。一般有极燈管都有約 1000 小時的保用時間這是基于每次開燈后 必須使用四小時以上的計時間而言。高溫下長電极式燈管容造成中間部分下垂無法保持在焦線上 會造成寬幅產品無法均勻的硬化。 b. 反射罩与快門 此部分主要是用支撐燈管并适當的卻燈管端部分。反射鏡罩內部有反射片是用反射 UV 能 使達到最有效的使用電极式燈管為配合當使用者用燈時又能關燈時而設計快門但因快門 長期工作在高溫況所以時間久有可能發
9、生開關順。 c. 電源供應器 電源供應器主要是提供高電壓使燈管點燈后并供應穩定的操作電壓此 UV 燈管必須用高壓去啟動 電极并用穩定性較好及較低的電壓維持正常的燈管工作。 d. 遮光卻及安全裝置 遮光卻及安全裝置是為确保操作者的安全及适當的設備使用功能。 有极式燈管 無极式燈管 B無電极式 UV 燈源系統(Electrodeless Lamp) 無電极式 UV 燈源系統 UV 光的產生是用微波激發燈管中的水銀或其它特殊物質而產生的光效應。 主要包括下面部分 a. 燈管 燈管是一支石英玻璃管內有少的水銀和很容离子化的啟動气体。在一個由微波產生的高頻和 高強的電場中燈管中的啟動气体被激發到非常高能
10、和高溫的程使燈管中的水銀瞬間被蒸 發成气体而放出 UV 光。由于在產生 UV 光的過程中并沒有任何燃燒變化和內部交互反應發生 所以此燈管因使用時間的增加而有所消耗因此會衰減。 b. 反射鏡 是用反射 UV 能使達到最有效的使用。 c. 電源供應器 此系統在電源供應器上除供應燈管工作電外加上一些特殊功能 OFF/STAND/BYON 的控制從 STANDBY 到 ON 的態只需 23 秒當換至 STANDBY 時 消耗電約 1.5A 左右相當電。 故障自動顯示系統提供 8 顆 LED 或 LCD 顯示器顯示故障態于檢修。 d. 卻与安全裝置 卻系統由一鼓風机將風經磁控管上面吹下經磁控管的卻鰭通過
11、反射片的小孔而進一步 的使燈管均勻地卻安全裝置有 風壓開關-時監視卻風一旦風扇停下机器馬上關机确保燈管的壽命 光敏電阻-當 UV 照達到 70%時机器自動停机确保生產品品質的穩定 溫開關-當電源供應器溫過高机器自動停机确保會損毀机器 微波偵測器當有微波外泄時机器自動停机确保操作人員的安全。 e. 磁控管 磁控管可產生 2450MHZ 微波頻的微波能此能經導波管將能引導射在燈管上面以產 生 UV 光。 無极燈源部分結构 八 UV 照射設備如何進正确的點檢及保養 從 UV 照射設備工作原看燈管發出的 UV 能是一個能反應設備是否正常工作的唯一只要該在 設定值內就表明該設備處于正常工作態。 a. 點
12、檢方法使用光強測儀測出燈管的 UV 能照燈管的能值依測值判定設備是否正常 工作設備是正常工作則需進保養 b. 保養方法換新燈泡換新燈管后還能正常工作則須請供應商維修 九 如何确定制程時間 每种型號的 UV 膠都有各自的技術面有注明該种 UV 膠的硬化特性硬化時間及硬化深与同 UV 燈光強 關系的曲線圖只要确定 UV 等的光強及要硬化的膠水的厚就可以從曲線圖上取得最佳的硬化時間。如某种 UV 膠的硬化深与同 UV 燈光強關系的曲線圖如下圖只要确定 UV 燈管的型及測其 UV 光強就可以從圖 上得到最佳的硬化時間。 十 安全防護 由于 UV(短于 200nm)光線直接照射眼睛會造成永久性傷害同時高強的 UV 光會嚴重灼傷皮膚故使用 UV 設備 一定要安全防護。一般有以下措施 1. 密封系統使得從外面無法看到 UV 光線 2. 适當的通風系統以卻反射罩和燈座 3. 燈管和操作員之間有屏蔽 UV 過眼鏡/護目鏡 适當設置擋板 在送區有 UV 過塑/擋板
