一種uv固化光源輻射能量衰減率的檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種UV(Ultravi〇let-UV，紫外線）固化光源輻射能量衰減率的檢測 方法，適用于印刷生產(chǎn)環(huán)境中，對固化用UV光源輻射能量衰減程度的評估，可指示生產(chǎn)管 理人員明晰UV光源的可用度，屬于印刷技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] UV固化是指材料經(jīng)紫外光照射后，吸收一定波段的紫外光發(fā)生交聯(lián)聚合反應(yīng)，瞬 間由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)的過程，在印刷、電路板印制等行業(yè)中廣為應(yīng)用。
[0003] 印刷油墨固化用UV光源分為傳統(tǒng)的汞燈類光源和LED類UV光源，分別稱為傳統(tǒng) UV光源和LEDUV光源。常用的傳統(tǒng)UV光源包括中壓汞燈（國際標(biāo)準(zhǔn)）和金屬鹵素?zé)?，LED UV光源包括中心波長分別為365nm、375nm、385nm、395nm和405nm的窄波帶LED燈。
[0004] 無論使用哪類UV光源，都需有一定的輻射能量，能量不夠則不能使油墨徹底固 化。
[0005] UV光源在使用中會老化，輻射能量會逐漸衰減。生產(chǎn)中，UV光源的使用壽命以輻 射能量衰減率為標(biāo)準(zhǔn)。如，印刷業(yè)中常是輻射峰值波長的能量降至燈管設(shè)計輻射峰值波長 能量的80%時，便認(rèn)為達(dá)到其壽命期限而不再使用。
[0006] 同時，配以使用的UV輻射能量測試手段大多為測試條或?qū)I(yè)的測試儀器。使用測 試條的方法如一款德國的變色油墨測試條。使用時，需將該測試條粘貼到運動的生產(chǎn)產(chǎn)品 上，由UV光照后的變色程度與標(biāo)樣進(jìn)行比對，由與標(biāo)樣上相同的顏色和代表的光強(qiáng)衰減度 來判定UV光的輻射程度。但應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，測試條上的檢測樣顏色與標(biāo)樣上的顏色在色相上 都不同，很難判定出符合哪個標(biāo)樣色。此外，該方法的使用也較麻煩。使用專業(yè)測試儀器的 情況，則需將具有一定體積的儀器與印品放置在一起一同運動受UV光照來測試。實用中發(fā) 現(xiàn)，儀器具有的厚度使其不易與印品固定在儀器；同時，高能量的UV光直射也容易損壞儀 器。
[0007] 鑒于上述UV光輻射度測試存在的問題，期待著新的檢測技術(shù)。開發(fā)方便、快捷、低 成本的UV光源輻射衰減度的檢測技術(shù)，成為印刷生產(chǎn)中的實際需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于提供一種UV固化光源輻射能量衰減率的檢測方法，使之能夠 方便地用于印刷生產(chǎn)中。
[0009] 本發(fā)明提供的一種UV固化光源輻射能量衰減率的檢測方法，包括如下步驟：
[0010] (1)針對使用的UV固化光源，確定欲檢測UV固化光源光譜輻射能中有代表性的波 段作為檢測光；即篩選出能夠代表起固化作用波段輻射能衰減程度的波段。如篩選出的波 段為λ肩λ2的波長范圍，福射能分布為SJλ)。
[0011] (2)由中灰色透光材料制備檢測片，檢測片包含兩個相鄰的但透光率不同的區(qū)域； 由中灰色透光材料制備含有兩個相鄰的面積相同、透光率不同的正方形或圓形區(qū)域的透射 片，稱為檢測片。該檢測片兩部分區(qū)域的光譜透光率分別記為τ^λ) = "^和τ2(λ)= T 2°
[0012] (3)制備兩個檢測片V。和Vn，V。兩個區(qū)域的透光率分別為τ挪τ2，且τ2 = (1+n!)T1;VjSf個區(qū)域的透光率分別為τ'挪τ' 2，且τ'2= (1+η2) 丁'沖"叱分別為檢 測片的兩個區(qū)域的光源視覺亮度剛可辨差與亮度的比值ΔΥ/Υ、ΔΥ' /Υ'，Υ和Υ' 分別為h、η2值對應(yīng)的亮度，ηρη2選取為光源視覺亮度剛可辨差與亮度比值△Υ/Υ隨亮度 Υ變化曲線中部、曲率變化較快范圍內(nèi)不同的AΥ/Υ值。
[0013] 制備出步驟（2)所描述的兩個τρτ2不同的檢測片，分別記為V。和Vn。￥。和Vn 設(shè)計為分別用于表征光源使用初始和輻射能量衰減為初始值的m倍（m用于表示光源輻射 能量的衰減率-使用后光源輻射能量與使用初始光源輻射能量的比值，有〇〈m〈l)時的光源 輻射能量。V。兩部分透光區(qū)域的透光率分別為τ τ2，V"兩部分透光區(qū)域的透光率分別 為匕和τ'2。要求τ2=(1+ηι)τ# τ'2= (1+η2) 數(shù)值均在該光源視覺亮 度剛可辨差與亮度比值ΑΥ/Υ隨亮度Υ變化曲線中部、曲率變化較快范圍內(nèi)的ΑΥ/Υ值，有η2>ηι，ηι、n2值對應(yīng)的亮度分別為Y和t。
[0014] (4)由中灰色透光材料制備減光片組，包括多個透光率逐漸變化的減光片，每個減 光片的形狀和面積均與檢測片相同，同一減光片的透光率一致。減光片組要求有足夠多的 片數(shù)、足夠小的最小透光率、較大的透光率變化范圍，以及較小的透光率差異。如，在λjlj λ2波段內(nèi)的透光率最大在〇. 4左右，最小在0. 05左右，減光片透光率順序排列時，相鄰減 光片間的透光率差異在0. 007左右。
[0015] 將減光片組按透光率由大到小排序，分別標(biāo)記為?\、Τ2、…、?\、…、TN，i= 1，2, "·，Ν，記為，透光率亦記為1\。 trY;
[0016] (5)制備兩個減光片T。和T"，透光率1"與T。符合：Tm二T?，式中的m、τi、 mx, \ ^pYJ'含義同步驟（3)。T。和中，T。透光率較高（優(yōu)選為0. 3以上），大小在?\~?\。間；該兩個減光片分別用于表征光源使用初始和輻射能量衰減為初始值m倍時的光源輻 射能量。
[0017] (6)將光源篩選部件（如濾光片）、檢測片和減光片（1片或多片）重疊在一起，放 在一個諸如鏡筒形狀的裝置中，構(gòu)成可視覺觀測透光狀態(tài)的器件，稱為檢測器。其中，減光 片和檢測片可方便更換。
[0018] (7)在UV光源使用初始，在檢測器中放置檢測片V。和減光片T。，在一個有UV光源 光散射到的位置處，對著UV光源觀測，添加合適的減光片?\，使檢測器中觀察到的兩部分光 場的亮度差剛可辨。
[0019] (8)UV光源使用一段時間后，在檢測器中放置檢測片V"和減光片I，在步驟（7)中 相同的位置處，對著UV光源觀測，減光片?\不變，由檢測器中觀察到的兩部分光場是否達(dá) 到亮度差剛可辨來確定光源輻射能量的衰減率是否達(dá)到設(shè)計的m倍。
[0020] 步驟（1)中，能夠代表起固化作用波段輻射能衰減程度波段的選取可使用帶通濾 光片。此時，檢測用光譜輻射能\(λ)為SU) ·?(λ)。SU)和LU)分別為UV光源 和帶通濾光片的光譜輻射能和光譜透光率。L(λ)的帶通波長范圍λλ2需針對固化 作用有代表性的光波段。濾光片形狀為正方形或圓形，邊長或直徑在40mm~50mm之間。
[0021] 在印刷業(yè)中，對于金屬鹵素UV固化光源，可采用380nm~400nm的波段作為檢測 光；對于LEDUV固化光源，可采用光源本身的波長范圍作為檢測光。
[0022] 步驟（2)中，檢測片為中灰色透射片，即有透光率不隨波長變化的特性，透光率 τ(入）=τ。實用中，要求在欲檢測的入廣λ2波段滿足τ(λ) =τ即可。所述檢測 片的形狀和大小與帶通濾光片相同，即形狀為正方形或圓形，邊長或直徑在40mm~50mm之 間。
[0023] 步驟⑶中，所述檢測片V。，當(dāng)被檢測光\(λ)照射時，檢測片中兩部分光場的光 強(qiáng)Υ和Υ+ΔΥ可表述為：
[0024] (1 )
[0025] (2)
[0026] 式中，V(λ)為人眼視覺的光譜光效率函數(shù)，k"為常數(shù)，單位為流明/瓦（lm/W)，在 明視覺條件下為6831m/W。Y和Y+ΔY為檢測片V。兩個區(qū)域透射光的光強(qiáng)，單位為cd/m2。 ^和τ2分別為檢測片V。兩個透光區(qū)域的透光率。
[0027]由（1)、⑵式及τ2= (1+ηι) τι，有：
[0028]
(3)
[0029] 類似地，所述檢測片V"，當(dāng)被檢測光S。（λ)照射時，檢測片中兩部分光場的光強(qiáng) Y'和t+ΔΥ'可表述為：
[0030] (4)
[0031] (5) ''1
[0032]由（4)、（5)式及τ ' 2= (1+η 2) τ '丨，有：
[0033]
(6)
[0034] (3)式、（6)式表明，當(dāng)檢測片兩區(qū)域的透光率滿足條件τ2= (1+η)τJn為某一 數(shù)值）時，AY/Y值僅與n值有關(guān)，而與UV檢測光的輻射能量和檢測片的透光率等因素大 小無關(guān)。
[0035] 所述視亮度剛可辨差與亮度比值ΔΥ/Υ隨亮度