光固化技术系列——光源 3

宣布时间：2022-11-18 13:22
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光固化技术系列——光源 3

【提要描述】UVC?LED目前在光固化技术领域属于萌芽期，目前还没有正式的商业应用，不外就目前UVC?LED的生长势头来看，未来几年很有可能在某些特定的领域实现商业化应用。

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UVC LED目前在光固化技术领域属于萌芽期，目前还没有正式的商业应用，不外就目前UVC LED的生长势头来看，未来几年很有可能在某些特定的领域实现商业化应用。

一、UVC能给光固化技术带来什么

值得注意的是UVC波段（200-280nm）对出传统的光引发剂都是有效的光源，这也正好为解决目前困扰UV LED光固化配方的2浩劫题：

表干问题和黄变问题

目前UVA LED光源在光固化技术的应用比力普遍，与之相匹配光引发剂为TPO、TPOL、819、ITX、DETX、369/379等，这些光引发剂中TPO、TPOL属于黄变较低的光引发剂，但这2种光引发剂的抗氧阻聚能力相对较差，因此只用这2种光引发剂的话往往会造成涂层或墨层外貌固化性能下降，其余几种光引发剂都有一定的抗氧阻聚能力，外貌固化比力理想，但黄变又较重，尤其是DETX、369/379这3种，因此开发一种低黄变、表干好适用于UVA LED光源的配方相对比力困难。通例短波光引发剂（好比173/184、127、1960、MBF、BP、OMBB等）与TPO、TPOL相比具有优秀的表干性能，与DETX、369/379相比光固化前后具有很低的黄变，因此如果UVC LED能够实现商业化的话，表干和黄变问题将会随着短波光引、发剂的加入而获得改善。

2021年UV LED行业整体收入创新高首次达近30亿元，预计到2025年将达107.5亿元。UV LED行业在各方配合推动下，在经历2020年的发作式增长阶段后，进入稳定增长阶段，市场生长潜力巨大，特别是UVC LED有替代汞灯的趋势，其应用场景规模将连续扩大，深度渗透到各个领域。凭据TrendForce集邦咨询分析，2022年UVC LED应用市场包罗家电 (Home Appliance)、公共空间与制造应用 (Public Space and Manufacturing Application)、动态水杀菌 (Flowing Water Sterilization)、新创企业 (Startup Company) 汽车空气杀菌 (Automotive Air Sterilization)、医疗、生命科学与农业应用 (Medical, Life Science and Agricultural Application) 等。相信随着UVC LED光学功率与产物寿命的提升以及在杀菌领域的普及应用，UVC LED在光固化技术的生长中也会获得快速的普及应用。

UVC LED光源在光固化技术中的应用普及除了在表干和黄变上对目前UV LED光固化配方有所改善外还会在以下2方面对光固化技术发生影响：

综合成本和绿色环保

通例短波光引发剂的成本普遍比长波光引发剂要低许多（好比1173/184、BP等），因此如果UVC LED光源在光固化技术中能获得普遍应用，低成本的短波光引发剂就会在配方中能发挥更大的作用，同时成底细比力高的长波光引发剂的添加量也会相应地淘汰，这样就能在原质料上为配方企业淘汰成本压力。

传统汞灯光源的发光波长涵盖了紫外光以及可见光等波段，里面的UVC和UVA是目前光固化配方主要的可利用光波段，从技术的角度上来讲，如果UVC LED和UVA LED能有机地结合起来将很有可能在不改变原配方的基础上替代现有的汞灯光源。汞灯光源属于高耗能设备，不光发生臭氧还存在着汞污染问题，而UV LED（UVA+UVB+UVC）正好能完美地解决这2个问题。

二、UVC-LED目前在光固化技术应用中的几个问题

1.能量

目前UVC LED的功率虽然比之前有了很大的提升，但应用于光固化技术照旧比力弱，在辐照能量上面还需要继续提升，值得注意的是目前UVC LED已经能做到超200mW的辐照通量（Nichia NC4U334BR UVC LED, 280nm, 200mW），后续还在继续开发更大辐照通量的UVC/B LED芯片，凭据星空电竞实验室的测试可以知道，200mW的能量已经可以在某些光固化技术中可以应用，要想在更多的光固化技术领域中获得应用还需要进一步提升辐射能量。

2.寿命

UVC LED目前的光电转化效率不高，芯片放热量很高，因此对UVC芯片的“防暑降温”显得尤其重要，这直接影响到芯片的使用寿命；另外因为UVC波长比力短，传统的封装技术已经不再适用（老化快），开发更先进的无机封装技术有助于延长UVC芯片的使用寿命。目前已有公司做过UVC和UVB的老化实验，在1000h内均没有衰减。相对于目前UVA LED的寿命短许多，但已经凌驾目前的汞灯寿命，相信随着技术的进步，UVC的寿命会获得进一步的提升。

3.成本

2019年疫情暴发至今UVC LED在消毒方面展现出其奇特的优势，各大芯片、封装厂家也在不停地推出新产物，但由于专利和产量的原因相对于UVA LED芯片的成本照旧比力高。然而《水俣条约》的生效正在加速汞灯的淘汰进程，而 UVC+UVA LED 就是最佳的选择！先来看看UVC LED的情况。以275nm的1020mil芯片为例，截至6月数据，UVC LED芯片价钱降幅较疫情期间最高点下降超80%，市场中位数已经跌破0.5元/颗，低亮版已经处于0.3-0.4元/颗，对比疫情前（2019年价钱），也有约70%的下降幅度。相信随着UVC在杀菌领域应用的不停扩大，相比现在的成本会有很大的改善，光固化技术到时候就可以真正地实现UVC+UVB+UVA替代现有的汞灯光源。

4.距离

光的波长越长在空气中的穿透能力越强，波长比力短的UVC在空气中衰减比力严重，目前的UVC LED由于功率不高，应用于光固化技术方面与承印物的有效距离可能在3cm左右，甚至更小，凌驾这个规模的话光衰减的就特别明显，导致光固化不完全，影响光固化产物的性能。随着UVC LED功率的不停提升，相信未来在光固化技术中的使用有效距离会有进一步的提升，如果能接纳一些特殊的掩护措施也许能做到长距离光固化。

三、UVC LED在光固化技术中可能的应用场景

由于目前的UVC能量较弱、在空气中光衰比力严重，因此在一些光源和承印物距离较近的行业可能会获得应用，好比：UV平板打印、丝网印刷、柔印等。

疫情促进了UVC LED光源的进步，同时也给光固化行业带来了新的生长思路，UVA LED光源在光固化技术中难以解决的问题很有可能因为UVC LED的加入而迎刃而解，基于上述的几点思考，如果有能力生产UV LED光源的厂家能分一部门精力将UVC、UVB、UVA整合到一起用于光固化技术上，将会加速汞灯退出光固化市场的进程，到时候光固化技术将会因为无汞、无臭氧而变得更环保、更节能，应用领域也会获得更多更大的推广！

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