UV光固化系统的工作原理和优缺点介绍
LED-UV光固化油墨与系统
传统水银灯型UV的光谱与结构原理UV是紫外线英文Ultraviolet的缩写。紫外线是电磁波谱中的一个波段，波长100～400nm的波均称为紫外线，而波长从200～400nm为固化波段。
目前市场上常用的UV固化灯一般是水银弧灯，也叫水银蒸气灯，简称水银灯，水银弧灯是封装有水银的，两端有钨电极的透明石英管，内充惰性气体，当通电加热灯丝时，温度升高，液体水银蒸发气化，石英管内基态的水银原子受到激发后跃迁到激发态，再由激发态回到基态时便释放出光子，即发射紫外线。
UV灯的结构原理简图与外形图
传统的UV灯的光谱范围一般是连续的光谱，其光谱示意图如下图所示：
UV水银灯的光谱示意图
传统水银灯型UV光固化的原理与优缺点：
UV固化是指在紫外光的照射下，光引发剂吸收特定波长的光子，激发到激发状态，形成自由基或阳离子，然后通过分子间能量的传递，使聚合性预聚物和感旋光性单体等变成激发态，产生电荷转移络合体，这些络合体不断交联聚合，在极短的时间里产生固化成三维网状结构的高分子聚合物，固化原理的示意图如下图所示。(引发单体聚合、交联和接支化学反应)
UV固化原理示意图
其中，吸收辐射能，引发单体、低聚物的不饱和双键交联固化，是UV固化体系的关键部分。
UV光固化技术是一项绿色工业的新技术，曾被北美辐射固化委员会评为具有“5E”特点的工业技术，充分展现出了该技术的特点。所谓5E，即Efficient，高效，UV固化可以在数秒之内实现完全的固化，生产效率更高；Energysaving，节省能源，UV产品是常温快速固化，其能耗一般只有热固化的1/10～1/5；Environmentalfriendly，环境友好，紫外光固化材料中不含或只含少量溶剂，同时紫外固化所用能源为电能，不燃油或燃气，无CO2产生，故紫外光固化被誉为“绿色技术”；Economy，经济，紫外固化装置紧凑，流水线生产，加工速度快，因而节省场地空间，劳动生产率高，紫外固化工艺保证膜层更薄，并有优良的性能从而减少原材料消耗，有利于降低经济成本；Enabling，适应性广，该UV产品可适应于多种印刷材料，如纸张、木材、塑料、金属、皮革、石材、玻璃、陶瓷等几乎所有的硬质材料和软质材料。
即便UV光固化技术具有如此多的优点，但也存在一些不可回避的缺点：
UV水银灯的使用寿命有限；
UV水银灯的能源消耗较大，但有效利用的能量却不高，输入能量中只有大约20％的能量产生紫外线，而有20％是可见能源，40％是热量，从图4的光谱图上我们也可以看出，除了常用的起有效固化作用的300～400nm波段以外，还有许多其他的波段，其中发射出的红外线将会使基材的温度升高，这也可以较好地解释传统的UV水银灯不太适应于热敏感材料的原因；
虽然UV水银灯相对于溶剂型油墨来说，由于没有VOC的排放而具有环保、环境友好的特点，但UV水银灯也存在一些隐性的污染，例如由于水银灯的高压、高温和强辐射，很容易使周围的氧气分子发生化学反应而生产臭氧，而臭氧不但对大气层有不利影响，而且对身体健康也具有较大的影响。
