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UV強度與能量的關系
日期:2013/7/23 10:53:53
UV強度與能量的關系
任何紫外光固化過程都是按照“速度……能量”曲線來運行的。
根據這個曲線,速度和能量成簡單的反比關系。
例如,如果速度加倍,工件表面所吸收的能量減少了一半。
紫外光固化工藝曲線將適用于特定的紫外光油墨、基材和燈具中。
隨著速度的增加,能量減少,工件表面所接收的能量越來越少,最終將不足以進行完全固化。
這個能量吸收量的臨界點就是固化窗口的一個極限,能量是沿著水平軸線運行的。
在很多紫外光固化過程中,能量密度或輻照度甚至比UV能量本身還要重要。
 
UV輻照強度
UV強度包括最重要的峰值時的UV輻照度。
因為輻照強度的分布圖形主要與燈具外形存在一定的函數關系,而且除非燈具被移出焦點,否則該函數關系就會保持不變。
輻照強度的度量單位是毫瓦/平方厘米或瓦/平方厘米。
輻照強度由燈具的電氣輸入功率、燈具功效、輻射輸出、發射功效(由燈具的幾何形狀、燈管尺碼和光線焦點等決定)等因素決定。
 
UV光譜的長波和短波
在紫外燈管中添加物質而成為有時被稱為“摻雜”或添加式燈管。
被添加的物質也能被蒸發并達到等離子狀態。
紫外光一部分來自水銀,一部分來自這些添加物。
但添加物發射其特有的波長,添加物能改變燈管的輸出。
在350~400nm范圍的輸出強,它也發射部分短波長紫外光,但在有時稱作紫外“UVA”波段的范圍內非常有效(有時候把紫外光波長分為“A”,“B”和“C”三個波段)。
紫外“A”波段常常指320~400nm或300~450nm;紫外“B”波段常常指280~320nm;紫外“C”波段指200~280nm。
因為這種分類并不是很準確,我更愿意用長波、中波和短波來區分。
UV燈添加了別的物質,它仍然發射短波,但不是很多,在400~450nm范圍內有非常強、非常有效的輸出,人們可設計出在長波、中波或短波有強輸出的不同的紫外燈管。
然而卻不能設計出在所有波段都有效的紫外燈管,而且這也不是我們所希望的,因為不能激活光引發劑的波段內的紫外光能是無效的、被浪費的能量。
選擇特定燈管的主要原因在于它所發出的紫外光能避免被待固化物質吸收,但其波長又能激活光引發劑。
 
白色顏料的固化
二氧化鈦與眾不同的紫外光吸收特性,二氧化鈦是典型的常用白色顏料,它吸收幾乎所有的紫外光并反射可見光,這使得白色難于用紫外光進行固化,白色物質有一個“窗口”,大約在400~430nm。
如果我們使用長波長的V燈,這種燈在這個窗口范圍內很有效,因此我們就能成功地固化白色油墨。這就是我們為什么要花大量篇幅說明燈管光譜分布與紫外固化物質吸收性相匹配的原因。
聚焦紫外光固化還有許多有待揭開的神秘:與燈管輸出效果和光譜分布同樣重要的是,燈管的焦距與反射罩的作用。
此刻,我們得將燈管發射的輻射能量與抵達工件表面的能量區別開來,可瞬間抵達表層的光稱為輻照,輻照常常不準確地稱為“強度”。
 
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