固化 UV 粘合剂所涉及的不同灯技术概述

 从历史上看，广谱灯一直用于固化 uv 粘合剂，但随着 LED 技术的进步，由于拥有成本较低，使用包含发光二极管的灯在过去几年中变得越来越流行。

术语“UV 粘合剂”用于表示任何需要光固化的粘合剂，实际上具有误导性，因为它指的是在光谱的紫外线部分固化的粘合剂和在可见光 (VIS) 部分固化的粘合剂. 普遍接受的纯 UV 粘合剂定义是在 100 到 400nm 之间固化，而 VIS 粘合剂在 400 到 780nm 之间固化。

紫外光谱可进一步细分为真空紫外 (100 – 200nm)、UV-C (200 – 280nm)、UV-B (280 – 315nm) 和 UV-A (315 – 400nm)。

广谱紫外线灯应在灯输出处包含一个过滤器，以去除除 UV-A 之外的所有这些物质，其工作方式类似于地球上方的臭氧层，过滤掉这些相同的紫外线波长。

广谱灯

这些通常会发出 200nm 和 550nm 之间的光，因此适用于固化市场上几乎所有的光固化粘合剂。在这些灯中使用汞灯泡或其衍生物，因为它们的制造相对简单。如上所述，灯泡在很宽的波长范围内工作，依靠玻璃外壳中的滤光片来去除紫外线的有害方面。

在设置广谱灯的制造工艺时，需要考虑的因素有： a) 灯泡打开后达到工作强度所需的时间（约 5 分钟）；b) 经常监测光的强度，因为新灯泡在第一次安装时会经历一个老化过程，这意味着在大约 50 小时后，强度将下降至其正常工作强度的 20%；c) 由于灯泡在关闭灯泡后需要 15 - 20 分钟冷却，在此期间无法再次打开灯泡，因为灯泡中的水银需要凝结，因此在此之前重新打开灯泡会导致灯泡破裂；d) 灯泡的使用寿命在 1,000 小时左右（取决于灯泡），

广谱灯发出约 30% 的 UVA 光、10% 的可见光和 40% 的红外线。这样做的结果是，对于一些粘合剂，例如光活化环氧树脂，它可能是一个额外的优势，因为这些粘合剂会放热固化，并且灯泡产生的额外热量可以减少固化时间。但由于这些灯确实会产生热量，因此需要注意确保灯泡适当通风。此外，一些对温度敏感的基板不能与这些灯一起使用——它们可能会变形，甚至可能散发出烟雾。水银球泡灯也从灯的出口区域发出宽弧形的光，因此需要在工作区周围放置某种屏蔽，以保护操作员和任何偶然的路人。有色聚碳酸酯通常用于此目的，因为大多数等级的聚碳酸酯充当紫外线阻断剂。

LED灯

与广谱灯不同，LED 灯在非常特定的波长下工作，即 365nm、400nm 或 460nm。365nm LED 灯将固化仅含有紫外光引发剂的粘合剂；460nm LED 灯固化仅含有 VIS 光引发剂的粘合剂，而 400nm LED 灯跨越两者之间的边界，将固化大多数含有任何一种光引发剂的粘合剂。出于这个原因，400nm LED 灯是三种波长中很受欢迎的，因为它们将固化市场上大多数光固化粘合剂。此外，365nm LED 往往比其他 LED 更昂贵，这使得灯更昂贵，有时甚至是相当大的数量。鉴于大多数粘合剂可以用 400nm 灯固化，它还可以更容易地在粘合剂之间切换，而无需投资新灯。

与广谱灯的另一个显着区别是，由于通过主动或被动冷却从 LED 中带走热量，因此这些灯是冷灯。因此，当 LED 灯关闭时没有冷却期，这会导致系统按需固化 - 灯仅在需要光照时“打开”。因此，当广谱灯在生产期间打开时，比如每天 8 小时，它实际上只固化了一小部分时间。在同样的 8 小时轮班中，LED 灯的“开启”时间将显着减少，从而显着降低能耗。结合 LED 灯更长的使用寿命（> 20,000“开启”小时），它使 LED 灯的运行成本显着降低，并带来更快的投资回报。

LED 灯产生的光强度通常比广谱灯产生的光强一个或两个数量级。LED 灯能够产生高达 85,000 W/cm 2的功率（使用 DELOLUX 80 400nm LED 灯直接在粘合剂处测量），而对于宽光谱灯，光强度将在数百 W/cm 2的范围内，从而在使用 LED 灯时加快粘合剂的固化速度、更短的循环时间和更高的 UPH。

过程控制

无论是使用汞灯泡还是 LED 灯来固化 uv 粘合剂，都需要尽可能严格地控制固化过程以确保一致的结果。这意味着到达粘合剂的光强度是重要的测量参数，而不是灯的功率或能量。光强度定义为每单位面积的辐射性能，通常以瓦特每平方厘米 (W/cm 2）。这可以通过改变灯产生的光强度来控制，假设灯具有这种能力，或者通过改变灯与粘合剂的距离 - 将灯移近粘合剂会增加到达的光强度粘合剂，同时将其移得更远会降低光强度。由于许多因素，很难定义这种关系，但一般情况下，假设其他变量没有变化，将灯与粘合剂的距离增加一倍会使光强度降低 30-40%。

另一个需要考虑的因素是测量频率。对于一条新的生产线，每个班次应多次测量光强度，而对于更成熟的工艺，可以每天甚至每周测量一次。所使用的灯的类型会影响这一点：汞灯泡，因为在灯泡的使用寿命期间看到的光强度变化很大，应该比 LED 灯进行更频繁的测量，因为它们的寿命明显更长且强度最小这一生的变化。