什么是UV

Q : 什么是UV ? 什么是UV Curing Process ?

A : UV就是紫外線(Ultra-Violet Ray)的英文簡稱. 工業用的UV波長以200nm 到450 nm為其應用范圍. 用UV 來照射"UV 照射可硬化的材料" 而使它硬化的制程, 我們稱之為"UV Curing Process" .

Q : 什么是UVA , UVB , UVC 和UVV ?

A : 在工業用的UV 波長200 - 450 nm 范圍之間, 我們把它分成四個區域:

UVA : 320 - 390 nm

UVB : 280 - 320 nm

UVC : 280 nm 以下

UVV : 390 nm 以上

Q : 什么是Curing ?

A : Curing 我們把它翻譯成"硬化"(或"固化") . 在UV Curing Process 中, 液態的"UV 照射可硬化的材料" , 經過UV 的照射, 瞬間變成固態的加工過程, 我們稱它"Curing" . 硬化"Curing" 與傳統的干燥"Drying" 加工過程相似但不相同, 其差別在于干燥的加工過程有溶劑的揮發, 而硬化的加工過程則無溶劑的揮發.

Q : 為何要用UV Curing Process (UV 硬化制程) ?

A : 1. 可以減少能源浪費.

2. 不會有溶劑的揮發, 而造成空氣的污染.

3. 制程時間縮短, 提高生產效率.

4. 所需的設備空間小, 可降低廠房的投資成本.

5. 因制程縮短, 品質容易控制, 故產品的良率可以大幅提高.

Q : UV 硬化制程如何使用?

A : 基本上, UV 硬化制程我們可以把它看成是產品加工的一種工具, 這工具包括"UV 照射可硬化的材料"和"UV 光源"及涂抹設備. 針對各種不同的需求, 使用者要先選定

"UV 照射可硬化的材料" , 再依材料的特性來設計涂抹設備與適當的UV 光源.

Q : 什么是"UV 照射可硬化的材料" ?

A : UV 照射可硬化的材料可以是一種涂料, 上光漆, 油墨或是黏著劑. 其中成分主要的有:

1. 單體. 2. 預聚合體. 3. 光起始劑. 4. 添加劑. 5. 顏料或染料(油墨) .

Q : "UV 照射可硬化材料" 的硬化原理為何?

A : UV 照射可硬化材料中的光起始劑吸收紫外線光譜(波長200-400nm)中的某些特殊波長的光而產生斷鍵情形, 這些斷鍵的物質再去撞擊單體和預聚合體而產生連鎖架橋反應,瞬間將此材料從液態變成固態.

Q : 如何選擇"UV 照射可硬化材料" ?

A : 此問題應該由業者自己回答, 因為只有業者自己才知道他要做什么, 有清楚的目標后,才能找適當的材料供貨商討論以選擇合適的UV 照射可硬化材料.

Q : 何謂適當的UV 材料供貨商?

A : UV 硬化制程的應用非常廣泛, 不同的產品在其制造過程中有其不同的要求, 甚至相同的產品在不同業者的工廠中, 其制造過程也有可能不同, 每一家UV 材料供貨商不

太可能生產UV 材料來應付所有不同的產品要求, 但每一家UV 材料供貨商針對其所

專注的某些產品會發展出一些很好的產品, 業者針對其需要, 找到UV供貨商提供適當

的UV 材料, 則可以享受UV 硬化制程的各種好處.

Q : 找到適當的UV 硬化材料后, 如何選擇UV 光源?

A : 每一家UV 材料供貨商當然知道他們所提供的UV 材料特性, 其中最重要的是要符合每一種UV材料的"硬化條件" ? 有此硬化條件后, 使用者才能針對此硬化條件來選擇適當的UV 光源.

Q : 何謂"硬化條件" ?

A : 硬化UV 材料, 主要的硬化條件, 其考慮的因素有:

1. UV 照度=> 燈管輸出強度, 反射鏡的設計, 照射距離, 涂膜厚度.

2. UV 累積能量=> 生產效率, 溫度.

3. UV 光譜分布=> 燈管種類的選擇.

以上三個因素的適當搭配所提供的"UV 光" , 照射UV 材料, 使UV 材料硬化, 而達到

業者產品規范的要求. 我們稱此"UV 光"為合適的"硬化條件" .

Q : 市面上的UV 光源有哪些種類?

A : 一般而言, 用來硬化UV 硬化材料的光源有二類:

1) 電極式的UV 光源(Arc UV Lamp) .

2) 無電極式的UV 光源(Electrode-less UV Lamp) .

Q : 什么是電極式UV 光源(Arc UV Lamp) ?

A : 電極式的UV 光源, 其燈管如下圖所示.

是由一根石英管, 抽真空后, 注入一定量的水銀或填充一些特殊材料, 二端各放置一

個電極后封口. 二端的電極再以陶瓷絕緣導線或直接以金屬接頭與電源供應器相連接.

特點:

1) 燈管長度從4 英吋到90 英吋

2) 燈管便宜, 普遍性高

3) 單位強度: 200 W/inch ; 300 W/inch ; 400

W/inch …… 800 W/inch .

4) 設備較便宜.

缺點:

1) 燈管放射強度容易衰減, 燈管壽命較短.

2) 燈管較粗23 ~ 26 mm 直徑, 故聚焦設計不容易, 光反射強度較少.

3) 光譜選擇方便性低. 且光譜會隨使用時間加長而平移.

4) 冷卻系統為上吸式, 容易造成燈管及反射鏡罩污染.

5) 所放射出之UV 光比率較低. IR(紅外線)光比率相對偏高.

Q : 什么是無電極式UV 光源(Electrode-less UV Lamp) ?

A : 無電極式的UV 光源, 其燈管如右:

是由一根石英管, 抽真空后, 注入一定量的水銀或填充一些特殊材料再封口而成. 燈管

內沒有電極存在. UV 光是由微波激發燈管內的水銀或特殊材料而產生.特點:

1) 燈管長度: 6 英吋和10 英吋二種. 可用串接式無限延伸而無強度均勻性的問題.

2) 燈管強度有: 300W/inch , 500W/inch , 600W/inch 等.

3) 燈管直徑: 9 mm ;11 mm 和13 mm . 聚焦設計容易, 可有75% 以上的光反射強度.

4) 相同設備, 只要變換燈管就可選擇不同的光譜放射來配合不同的UV 材料變化.

5) 燈管放射強度穩定, 使用時間加長也不會影響其放射強度或光譜偏移. 壽命較長可

達3000 小時以上.

6) 冷卻系統為下吹式, 燈管和反射鏡罩的清潔比較容易管理.

Q : 如何找到一個合適的UV 制程?

A : 一個合適的UV 制程, 對業者而言, 是要來提高其生產效率, 增加其產品的良率,

讓其產品在市場上有更高的競爭能力. 所以使用者或是業者才能知道如何安排UV 制程在其生產線上. UV 設備制造商只能依業者要求提供一個能與業者生產線兼容的UV 光源, 當然此UV光源是要能正確且穩定的硬化業者所選定的UV材料. 至于UV 材料的供貨商, 也要針對業者所提供的需要, 設計出符合業者所要求的材料,并提供一個要硬化此材料的條件供UV 設備制造商參考. 總之一個合適的UV 制程, 一定是業者, UV 設備制造商和UV 材料供貨商三者意見的交集.

關鍵詞： UV涂料 UV Curing Process