聚焦UV灯罩设计

聚焦灯罩设计如图1所示,聚焦形反射罩的特点是UV光聚在较小的面积内,该处单位面积UV光能量密度较高,但该处温度也很髙。这种反射罩主要用于固化较厚的油墨和深色以及白色、银色遮盖墨。这类UV油墨的共同特点是墨的表层吸收UV光后瞬间固化成膜,而这层膜又强烈吸收UV光线,阻挡UV光向内层辐射(参照第一章Beer-Lambert公式),若将底层油墨固化则UV光需克服上层强烈的吸收。固化上述油墨若光能量密度不够,即使加长照射时间底层油墨仍然不会固化,这就好像蒸汽压不够蒸出来的“夹生饭”。

juguangfanshe

图1 聚焦灯罩

髙光强带来髙温问题。用于固化票据刮奖区遮盖银油的UV光强度为1.7W/cm2,温度近400°C,当纸张运行速度低于10m/min以下就可能被烧断。解决问题的方法从两方面考虑,首先考虑提高纸张或塑料薄膜的运行速度,当低于某一种速度时降低灯管功率,若纸运行速度低于可能引燃的危险值时,应关闭灯的光闸,将灯与纸张隔离开。另外一个方法 是在灯管与被照物之间夹一层隔热装置,如图2所示。

gerezhuangzhi

(a)隔热玻瑀                             (b)镀膜玻璃                                (c)隔热水管

图2 灯管与纸张间隔热装置

图2(a)所示方法用隔热玻璃挡在灯管前面,只能阻挡传导热而阻挡不了辐射热,因为隔热玻璃要用既透UV光又耐温的材料。一般用石英玻璃,但石英玻璃对可见光和红外线透过率很高。没有只透紫外线不透红外线的玻璃,因此这种方法只能起一些作用。隔热玻璃还有一个作用就是能防止纸张被吸到灯管表面引燃,这种方法对灰尘较大的北方地区不适用,因为灰尘落在玻璃表面严重阻挡UV光,UV光的波长短,即使薄薄的一层灰尘也能阻挡30%左右UV光,而挡不住红外线,形成透热不透UV光的结果。

图2(b)所示方法用镀膜玻璃作反射面,玻璃外是表面粗化的铝壳。这种做法的原理是这样,玻璃上镀膜反射UV光而透红外线和可见光。当UV光被反射到下方,而红外线和可见光照到表面粗化的铝表面被吸收,这样反射出灯罩的热量可减少约40%。这种镀膜玻璃价格昂贵,进口设备很多使用这种灯罩。

图3(c)所示方法是在灯管与纸张之间夹一层水,水是用一或二支石英玻璃管通过去。这种设计的原理是利用水吸收红外线,特别对远红外线吸收强烈。由于水的厚度较大,对UV光吸收随着厚度增加而增大,因此用这种方法需加大UV灯功率补偿因水和石英玻璃管对UV光的吸收。

 
相关文章:
UV灯反射罩几何结构
散光型UV灯罩设计
超低温UV灯反射罩设计