所謂UV LED技術(shù)是指通過專門設(shè)計(jì)使LED（Light-Emitting Diode）能發(fā)出一個(gè)完整連續(xù)紫外光帶，滿足不同領(lǐng)域?qū)ψ贤饩€光源的需要。隨著此項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展，已有電子、印刷、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域開始使用該項(xiàng)技術(shù)。UV LED技術(shù)在印刷領(lǐng)域的發(fā)展尤為突出，短短幾年時(shí)間，各大知名印刷機(jī)制造商紛紛推出了UV LED印刷機(jī)，印刷機(jī)類型更是覆蓋了從絲網(wǎng)印刷、凸版標(biāo)簽印刷、數(shù)碼噴墨印刷、單張紙膠印等幾乎所有的印刷方式。

UV LED技術(shù)在印刷領(lǐng)域的發(fā)展過程

2008年德魯巴展會(huì)上INX數(shù)字公司展示了一套UV LED數(shù)碼噴墨印刷系統(tǒng)引起轟動(dòng)。該系統(tǒng)是全球首套使用UV LED技術(shù)的印刷設(shè)備，無需惰性氣體固化氛圍，能以超過每分鐘24米的速度走紙，通過固化裝置一次完成四色印刷。一年后，2009年6月三菱重工開始銷售LED-UV油墨干燥系統(tǒng)。該系統(tǒng)非常適合安裝在其大幅面（DIAMOND V3000系列）單張紙印刷機(jī)合串聯(lián)翻轉(zhuǎn)膠印機(jī)上，并能顯著降低印刷過程中的能源消耗量。2011年8月美國絲網(wǎng)印刷機(jī)廠商Empire Screen Printing推出全新LED固化絲網(wǎng)印刷機(jī)。2012年德魯巴展會(huì)上Phoseon Technology公司展示一臺(tái)TL2024 UV LED噴墨數(shù)碼印刷機(jī)，Ardeje公司展示一臺(tái)配置UV LED的A1000打印機(jī)，Atlantic Zeiser公司演示一臺(tái)配置UV LED的Persoline 4CGAMMA噴墨數(shù)碼印刷機(jī)。在此期間，高寶、曼羅蘭等知名印刷機(jī)制造商也紛紛推出UV LED配套方案。2013年利優(yōu)比924型單張紙膠印使用UV MEGA CURE LED油墨進(jìn)行演示，固化效果良好。

從2008年全球首臺(tái)UV LED數(shù)碼印刷機(jī)到2013年利優(yōu)比924型單張紙膠印機(jī)，短短5年時(shí)間，UV LED技術(shù)在印刷領(lǐng)域蓬勃發(fā)展。據(jù)瑞士Bern University應(yīng)用科學(xué)大學(xué)印刷技術(shù)學(xué)院調(diào)查，1999年UV LED技術(shù)有效功率小于10%，10年后有效功率超過50%。光照強(qiáng)度由1W/cm2提高到超過10W/cm2。價(jià)格也是直接影響該技術(shù)能否普及的關(guān)鍵，10年間每瓦UV LED的售價(jià)降低了26倍。隨著UV LED技術(shù)的日臻成熟，必將在下游產(chǎn)業(yè)廣泛使用。

UV LED 技術(shù)的關(guān)鍵

UV LED技術(shù)在印刷領(lǐng)域的主要應(yīng)用是固化設(shè)備和與之配套的墨水、油墨。全球首款UV LED數(shù)碼噴墨印刷系統(tǒng)也是INX數(shù)字公司與LED專業(yè)固化的Summit UV公司合作開發(fā)的EVOLVE UV第一款UV LED固化的油墨，而Summit UV公司獨(dú)自研發(fā)了“黑鉆365系列”UV LED固化設(shè)備。只要在原有印刷設(shè)備上加裝UV LED固化裝置并配合使用相適應(yīng)的油墨，就完成了印刷設(shè)備UV LED的升級(jí)改造。

UV LED固化裝置是整個(gè)UV LED印刷系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。傳統(tǒng)中壓汞燈的主要波峰在365nm、313nm、 303nm，而且是連續(xù)的光譜從200nm到400nm都有紫外線發(fā)射。目前LED只有在365nm、385nm、405nm等幾個(gè)很窄的波段發(fā)射紫外線，這就限制了LED的使用范圍。國外一些研究人員正在研發(fā)在中紫外范圍發(fā)射紫外線的LED芯片，247nm和210nm波長(zhǎng)的芯片已經(jīng)研發(fā)成功，這一成果的應(yīng)用使得UV LED固化設(shè)備可以在多個(gè)波長(zhǎng)發(fā)射近似連續(xù)光譜，從而模擬中壓汞燈發(fā)射的連續(xù)光譜。這對(duì)光化學(xué)研究和光固化應(yīng)用具有十分重要的意義。UV LED芯片研發(fā)與制造的核心技術(shù)目前主要由日亞化學(xué)（Nichia）、臺(tái)灣旭明光電（SemiLEDs）以及首爾半導(dǎo)體（SeoulSemiconductor）3家掌握且占有較高的市場(chǎng)份額。日本憑借其在藍(lán)光LED領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)，在UV LED方面的進(jìn)展舉世矚目，尤其是日亞公司，在365nmUV LED的研究上遙遙領(lǐng)先，美國在深紫外的研究方面領(lǐng)先，但是近年已經(jīng)被日本超越。UV LED固化裝置的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)需要考慮到LED在工作時(shí)會(huì)釋放大量的熱，需要為其加裝冷卻系統(tǒng)。目前普遍加裝空冷卻和水冷卻系統(tǒng)，印刷設(shè)備的固化裝置由于模塊較多且結(jié)構(gòu)緊湊因此加裝水冷卻系統(tǒng)，這大大增加了固化裝置的設(shè)計(jì)難度。研發(fā)生產(chǎn)UV LED固化裝置主要是美國Phoseon Technology公司、韓國SMT公司及日本巖田IWATA公司領(lǐng)先。雖然國內(nèi)在LED芯片方面有一些研究但沒有規(guī)?；a(chǎn)，主要還是依賴進(jìn)口。

UV LED油墨為了適應(yīng)其固化裝置的光譜特性也不同于普通UV油墨其中包含了許多核心技術(shù)最重要的還是光引發(fā)劑。普通UV油墨一般使用的光引發(fā)劑具有較寬泛的吸收區(qū)間，如表1所示。選擇搭配時(shí)要考慮光引發(fā)劑與顏料對(duì)紫外光的爭(zhēng)奪，因此光引發(fā)劑的吸收峰最好處于顏料吸收紫外光相對(duì)較弱的“透光窗口”。而LED固化裝置只發(fā)射特定波長(zhǎng)的紫外光且光譜較窄，這需要LED光引發(fā)劑具有更強(qiáng)的吸光能力和更高的反應(yīng)效率，同時(shí)吸收峰要與發(fā)射波長(zhǎng)相匹配。目前國內(nèi)對(duì)光引發(fā)劑的研究取得了一些進(jìn)展部分成果申請(qǐng)了專利。

UV LED技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與不足

UV LED技術(shù)與傳統(tǒng)UV相比的優(yōu)勢(shì)

1.能耗更低，耗電量?jī)H為傳統(tǒng)汞燈固化裝置的10%；

2.壽命更長(zhǎng)，相當(dāng)于傳統(tǒng)汞燈壽命的10倍；

3.冷光源適用于對(duì)熱敏感的承印物如：熱敏紙、塑料薄片上的固化；

4.無需預(yù)熱過程，可直接開關(guān)且不影響壽命；

5.不釋放臭氧，不發(fā)射UVC，環(huán)境更友好；

UV LED技術(shù)在印刷領(lǐng)域的應(yīng)用仍有不足之處：

1.單片LED的發(fā)光功率還比較低，且遠(yuǎn)距離照射衰減較高，因此固化裝置需要緊挨承印物放置，造成印刷機(jī)結(jié)構(gòu)更加緊湊，不利于工人操作；

2.多LED芯片陣列之后輻照不均勻，影響油墨干燥的一致性；

3.散熱量大的問題，單片LED產(chǎn)生熱量較少，但多LED陣列后單位內(nèi)積累產(chǎn)生的熱量要比單片的大好幾倍，因此需要加裝冷卻系統(tǒng)。這樣使設(shè)計(jì)制造更加復(fù)雜，同時(shí)價(jià)格更加昂貴。