专利名称：具有增加的光强度的紫外光固化系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于含有紫外光引发剂的油墨、涂料和粘合剂 的紫外光固化方法。当暴露于紫外光时，该引发剂将油墨、涂料和 粘合剂中的单体变成交3关聚合物以固化该单体物质，并且其采用一
个或多个超高功率紫外光发光二极管(UV-LED)模块被置于多种 制品上。更具体i也i兌，本发明涉及利用一个或多个高功率UV-LED 模块来紫外光固化油墨、涂料或粘合剂的方法，其中，这些油墨、 涂料或粘合剂是在光纤、线材、电缆、管子、管材、软管、管道、 CD光盘、数字^见频光盘(DVD )、高尔夫球、高尔夫球球座.、弦乐 器、目艮#:片、隐形眼《免、装饰性标签、可剥离标签、贴纸、门、台 面牙口其它制品。
背景技术：
迄今为止，紫外光发光二极管(LED)和紫外线灯已被用来提 供紫外光，用于固化在各种不同制品上的紫外光固化油墨、涂料和 粘合剂。许多现有技术是耗时的和低效的，并且能引起制品的固化 不均匀。
因此，需要4是供一种改进了的紫外光固化方法和装置，该方法 和装置即使不能解决上述全部问题，也可以解决大部分问题。
发明内容
根据本发明，冲是供了一种改进的紫外光固化方法和装置。该方 法和装置能快速、高效和有效地固化紫外光固化制品、物件、油墨、 涂料、粘合剂和其它物品。更有利的是，用户友好的紫外光固化方 法和装置是经济的、可靠的和容易4吏用的。
在该新的固化方法和装置中，乂人在一个或多个紫外光固化装置 中的紫外光发射器，发射基本上均匀的、连续的或间断的高强度紫 外波或脉冲，其中所述一个或多个紫外光固化装置是沿着一个或多 个紫外光通路，并具有基本上恒定的输出水平和强度。该紫外光发
射器是具有多个高强度的UV-LED芯片的超高功率UV-LED模块 组。值得注意的是，要预防高强度的UV-LED芯片彼此相对放置， 并在高强度紫外光通路中，以使高强度紫外光不会接触和损害高强 度的UV-LED芯片。该紫外光固化制品、物件、油墨、涂料、粘合 剂和其它物品可以间歇i也、循序i也或连续地^t置于紫外光的通赠-中。理想地，该紫外光基本上均匀地施加于和分布在位于紫外光通 路中的紫外光固化制品、物件、油墨、涂料、粘合剂和其它物品。 有利的是，此后，用该紫外光间歇波或脉沖，在紫外光通i 各中基本 上均匀地部分或完全地聚合、凝固和固化该紫外光固化制品、物件、 油墨、涂料、粘合剂和其它物品。
在优选的方法和装置中，紫外光发射器、紫外光固化装置或紫 外光的温度是由一个或多个高功能的、水冷UV-LED模块来控制， 其中在该才莫块中被泵入流动的蒸馏水。该高功率UV-LED模块可以 是由日本德岛NICHIA公司制造和出售的型号为NLBU21W01-El
的模块。
该紫外光固化制品、物件、油墨、涂料、粘合剂和其它物品可 由位于光路中的输送装置输送，也可以在光路中一皮旋转，以提高紫
外光在紫外光固化制品、物件、油墨、涂料、粘合剂和其它物品上 的均匀分布和施加以及增强固化。在有些情况下，例如，对于一些 类型的紫外光印刷物，可以较理想地在固化期间，放置、停止或保 持该紫外光固化制品、物件、油墨、涂料、粘合剂和其它物品在紫 外光路.中固定不变的;也点和^立置。
该新的紫外光固化方法对于固化各种制品上的清晰透明的抗 划伤的紫外光固化涂料、和/或黑色或彩色紫外光固化油墨的名字、 商标、图标、和/或设计图案的印刷物特別有，其中上述制品为,j如 光纤、线材、电缆、管子、管材、软管、管道、包括各种音步贞。昌片
和电脑光碟的压缩磁盘(CD)、数字视频光盘(DVD)、高尔夫J求、 高尔夫球球座、目艮镜片、紫外光固化软的吸湿隐形眼镜、门、台面、 吉他和其它弦乐器、装饰性标签、可剥离标签和可剥离贴纸等-，即 各种可以从下面的薄片或支持片上容易一皮剥离、除去、剥去或分离 的标签。
正如在下文中将详细描述的那样，本发明的方法和装置进 一 步 提供将来自 一个或多个超高功率UV-LED模块的高强度紫外光施加 至紫外光固化制品、物件、油墨、涂料、粘合剂或其它的待固4匕物 品的4支术和装置。
根据本发明的教导之一，提供了一种紫外光固化装置、系统和 方法，用于固化在其上或其中具有紫外光固化材并牛的紫外光固^匕制 品、物品、油墨、涂冲+、粘合剂和其它物体。
在以下的描述和所附的权利要求中，结合附图，对本发曰月进行 更为i,细的4苗述。
图1是发射高强度紫外光的超高功率的UV-LED模块的透视图。
图2是方文置在石英管附近的超高功率的UV-LED才莫块的端牙见 图。上述石英管中带有光纤，并在其另一侧放置一个铝反射器。
图3是交错排列地放置在一个石英管周围的4个超高功率模 块和4个反射器的透视图，其中，每个模块与邻近的模块成90度角。
图4是安装有被胶合在一起或被粘合在一起以形成DVD的两 光盘片的心轴的前端截面图，此图示出所放置的上下两个适合于相 对于光盘径向移动的UV-LED冲莫块，用于当光盘华皮旋转时对在两盘 片之间的粘合剂进行固化。
图5是图4所示的心轴和DVD的透视图，并且示出使超高功 率冲莫块组相对于心轴上的DVD径向内外移动的4几构。
图6是超高功率的UV-LED才莫块组件的透浮见图，该组件被力欠置 在输送高尔夫3求的输送装置的上面和附近，其中高尔夫^求在输送装 置上也可旋转并且在其上还附有一层紫外光固化涂料。
图7是超高功率的UV-LED才莫块组件的透浮见图，该组件,皮i文置 在输送高尔夫^U求座的输送装置的一部分上，其中高尔夫球球座涂 上和/或印刷了紫外光固化材料。
图8是类似于图7的透一见图，该图示出放置在输送装置一部分 上方的超高功率的UV-LED模块组件，其中输送装置带有其上涂有 紫外光固化涂层的弦乐器琴颈。
图9是放置在输送带有涂层的眼镜的输送装置的上方和附近的
超高功率的UV-LED才莫块组件的透视图。
图10是放置在输送隐形眼镜的输送装置的上方和附近的超高 功率的UV-LED模块组件的透视图，其中隐形眼镜是由紫外光固化 材料制成的，或含有由紫外光固化材料制成的涂层。
图ll是如图IO所示的输送装置上输送的隐形眼镜的一种形式 的运载装置的截面图。
图12是放置在运送标签和位于标签下的支持材料的输送装置 上的超高功率UV-LED才莫块组件的透一见图，其中标签含有紫外光粘合剂。
图13类似于图11，其示出一个放置在运送各种标签的输送装 置上的超高功率UV-LED才莫块组件，用以固化标签上的紫外光固化 印刷物(油墨)。
图14是沿着运送已被涂上紫外光固化涂料的门的输送装置一 部分it置的超高功率UV-LED才莫块组件的透一见图。
图15是放置在运送已被涂上紫外光固化涂料的台面的输送装 置一部分上的超高功率UV-LED模块组件的透^L图。
具体实施例方式
在下文，对本发明优选的和最好的具体实施方式
进4于详细的描述。
UV-LED(紫外光发光二极管)正越来越多i也用来固化各种不同 制品上的紫外光固化油墨、涂料和粘合剂。典型地，这样的发光二
才及管的横截面是0.346mm2，并且通常被才是供3 ~ 5伏特和30毫瓦特 IC用功率的电力。
发光二极管的功率输出正在增加以便发光二极管能够发射出 更高强度的紫外光。结果，紫外光发光二极管的新阵列需要更大的 驱动功率，发射更多的光和产生更多的热量。此外，新型的超高功 率UV-LED模块早期的模块相比是相当昂贵的，早期的UV-LED模 块配有较小的较便宜的发射低强度紫外光的低功率UV-LED芯片。 在使用小的便宜的低功率UV-LED芯片的情况下，使用数百个或甚 至数千个，例如10000个芯片来产生^氐功率紫外光发光二+及管的阵 列以辐照待固化的物品是可行的。
发射高强度紫外光的新型高功率UV-LED芯片正在用1安培而 不是30毫安培驱动，这在电流和功率上是很大的增加，但是产生 相当多的热量。将紫外光施加于紫外光固化聚合物的方法现在可以 通过移动LED阵列或移动紫外光固化物品而用较小阵列的高功率 UV-LED芯片均匀暴露紫外光固化物品来实现。
图1示出的是一个由日本德岛NICHIA公司制造和出售的型号 为NLBU21W01-El类型的超高功率21芯片的UV-LED冲莫块10。 本发明的方法和装置充分利用该UV-LED模块10。模块10使用5 瓦特的功率，365nm的窄工作谱，约6伏特的工作电压和21安培 的工作电 流。
如图所示，才莫块10具有进水口 12和出口 14,以4吏冷却水 能够在具有21个UV-LED芯片(UV-LED，s ) 16的阵列15的下面 循环，其中这些芯片16^皮装配在^t块10本体20中的凹槽18中， 并以一石英^呆护并反22 ^隻盖。7jc压大约是250 kPa,并以25。C的平均 温度循环通过才莫》夹10，以散去来自才莫块10上的LED，sl6的热量。 现在参看图2，超高功率UV-LED才莫块10净皮放置在一个透明 的石英管24附近，在石英管24的中央安置一根光纤26 (或线材、 管材、管子、软管或管道)。光纤26能够被从上向下、或^v下向上 ^立过石英管24，并且石英管24能够一皮垂直》文置。 一个铝质的曲面 反射器28斥皮放置在才莫块10中的UV-LED，s 16的阵歹'J 15 (图1 )的 对面，以将光对着光纤26 (图2)反射回去。根据本发明的教导， 定位UV-LED，s 16的阵列15 (图1 )以不至于将紫外光导到其它 UV-LED，sl6,因为高强度紫外光能够损害UV-LED芯片16。另夕卜， 应该理解，当光纤26 (图2)移动通过石英管24时可以初^走转。 进一步地，将可以理解光纤26(或线材、管材、管子、软管或管道) 被涂以紫外光固化涂料或其上具有紫外光固化油墨。
在图3所示的实施方式中，4个才莫块10均净皮围绕石英管24》支 置，石英管24垂直力文置，而光纤26(或线材、管材、管子、软管 或管道)大致位于石英管24的中央。该超高功率UV-LED模块10 均#皮放置在反射器的对面，并且在石英管24的周围交4告方文置，以 至丈每个相邻的才莫块10与其邻近的才莫块10成90度的角，如图3所 示。
优选地，石英管24的内部充满惰性气体，例如氮气，以保持 光纤26 (或线材、管材、管子、软管或管道)不与氧接触，从而使 光纤26(或线材、管材、管子、软管或管道)上的紫外光固化涂料 或油墨容易固化。
在石英管24的出口端，光纤26通过类似于止血阈的阀被拉出， 以致氮气能^t保存在石英管24中。若惰性气体比空气重，则该惰 性气体可以一皮注入石英管24的玻璃顶端，并且该阈可以被放置在 石英管24的低端，这样，光纤可以从上往下被才立过石英管24。
另一方面，如果所用的惰性气体比空气轻，则光纤26(乡戋才才、 管材、管子、软管或管道)可以净皮从下往上拉，并且阈可以初C方文置
在石英管24的顶端。如果该惰性气体比空气重，则它可以初:;主入 石英管24的低端，可替换地，该惰性气体可以循环通过石英管24 的固化部位。
在图4中，紫外光固化系统30使用两个超高功率UV-LED才莫 块10，即上才莫块32和下才莫块34，来固化CD或DVD36。 i亥DVD 可以包括下面的第一透明塑料盘38(其具有一个上铝质数才居装载层 40)和上面的第二透明塑冲+盘片42 (其具有一个下铝质数纟居装载层 44)。在DVD36的结构中，下盘片38可以被固定在由马达47马区动 的心轴46上，并且可以在铝质^t据装载层40上靠近心轴46 6勺轴 套(hub ) 50的位置放置一个紫外光固化粘合剂48的环。然后可以 将上盘片42放置在下盘片38之上，1吏上盘片42的铝质泰:才居装载 层44面向下盘片的铝质凄t据装载层40并且面向粘合剂48玉不。心 轴46可以由与其连"t妻的马达52马区动，以使心4由46旋转^t片3 8和 42，其引起紫外光固化粘合剂48在离心力的作用下，沿着4圣向向 外流动。随着在离心力的作用下在上下两盘片38和42之间开j成粘 合剂48薄层，会导致上盘片42向下移动或压向下盘片38。当'"轴 46旋转时，由往复式运动才几构52引起上下两个UV-LED才莫》夹32 和34相7寸于專争盘38和42内外运动(图5 )。
如图5所示，用于移动两UV-LED才莫块32和34的往复式运动 机构52包括两个安装在支撑结构56上的齿轮齿条机构54禾口 56。 支撑结构56包括立柱58,并从立柱58那里延伸出间隔的上下两个 Y型臂60和62。每个臂60和62安装一个水平放置的导專九64或 66。每个导轨64或66滑动地支持轨条(rail ) 68或70，其包4舌齿 專仑齿条才几构54和56之一的齿条72或74。每个齿轮齿条才几冲勾54、 56还包括与轨条68或70之一上的齿条72或74啮合的小齿4仑76
或78。通过邻近齿条72和74的适当地受到支撑的轴83和84,小 齿4仑76禾口 78分另'J由马达80或82马区^力。
控制器85 (图5 )选^^性地连接至马达47、 80和82,以及在 每个超高功率UV-LED才莫块32和34中的UV-LED阵列。超高功率. UV-LED才莫块的起动和停止(4妻通和关闭)以及马达47的转动速度 的控制，和马达80和82的接通和关闭都是由控制器85控制。才莫 块32和34的径向移动与驱动心轴46的马达47的转动同步，以确 保两盘片38和42之间的紫外光固化粘合剂48的完全固化。
应明了的是多达80%的来自高功率UV-LED阵列的高强度紫外 光可以被DVD上的铝质数据装载层40或44 (图4)阻挡。然而 20%的通过铝质数据装载层40或44的高强度紫外光足以固化粘合 齐寸48。
如同图3所示的UV-LED才莫块10的情况一才羊，UV LED才莫块 32和34中的每一个都有冷却水lt入口 86或88 (图5 )和冷却水專命 出口 90或92，其一皮连4妻到软管(未示出)，而库欠管#皮支持在4九条 68和70上连接到支撑结构56，并从那里被接到进水口和出水口并 4妻到高压水源。
在运行中，在将上盘片42 (图4)和下盘片38方丈置在心轴46 上之后，开启马达47以及马达80和82 (图5 ), UV - LED才莫块32 和34的动力得以才是供，并且抽水系统(未示出)也,皮接通，以向 UV-LED模块32和34提供加压冷却水。当心轴转动时，就会引 起UV LED才莫块32和34 乂人心轴46的中心向外径向移动，同时波 长为365nm的高强度紫外光照射到盘片38和42。
如上所述，大约百分之八十(80%)的高强度紫外光可以由DVD 的铝质数据装载层吸收。然而，约百分之二十(20%)的高强度紫外光可以通过铝质数据装载层，以固化紫外光固化粘合剂48。然后
^寻固^匕的DVD从心轴耳又出，^妻着，/人在心轴46上再次方丈置另 一个 下盘片38开始，重复这个操作。
从上文的描述中，将会明了，高强度UVLED模块能够用于固 化细长结构上的油墨、涂料或粘合剂，其中，细长结构，如光纤、 线材、管材、管子、软管或管道，被拉过其中装有惰性气体的和其 一端具有止血型阀的石英管24。此外，如同图4和图5所示的紫外 光固化系统描述的那样，超高功率UV-LED才莫块也可以用于固化 CD或DVD。超高功率UV-LED才莫块或其组件或其变化形式也可以 用在用于固化眼镜片、隐形眼镜、高尔夫球、高尔夫球球座、弦乐 器的颈、标签、可剥离标签、门和台面的类型的紫外光固化系统中。 在这样的固化系统中，高功率UVLED的阵列以交错或重叠的排列 安装在一个冷却模块上，并且当其上具有紫外光固化油墨涂料或 粘合剂的物4牛或物品^人高功率UV LED组件的下方或附近通过时， 该高功率UV LED的阵列在输送装置的上方或附近。
布置反向阵列以使它们不是方向相反，而是彼此面对，因为高 强度紫外光能损害高强度UV-LED芯片。一根光纤可以暴露于几个， 例如4个交替放置的阵列，这样，当光纤移动经过高功率UV-LED 阵列时，每个阵列照射一部分光纤。有利的是，UV-LED焦点对在 反射器上，其中，光纤(线材)被位于该阵列和反射器之间。
对于CD/DVD,不是在5英寸圆圈的区i或中形成一个阵列，更 理想的是，如上文描述的实施方式那样，旋转该CD/DVD并使 UV-LED阵列横跨该旋转的盘。用于"硬化涂层"的相同的应用可 以用于固化涂膜眼镜。这些涂层很薄，并使用一皮设计不会变黄的光 引发剂。it就需要4吏用在365nm范围内的头豆波长。这里同样i也， UV-LED阵列也可以^^移动过眼镜片，而不是形成眼4竟那么大小的 一个阵列。
用高功率UV-LED阵列可以4是供喷墨应用，以1更以不同于印刷 的速率来固化紫外光固化油墨。也可以安置许多高功率UV-LED阵 列，以使高强度紫外光的分布更为均匀。紫外光的分布可以基于距 离。 一个UV-LED阵列与邻近的阵列的关系可能与紫外光的强度轮 廓曲线直接相关。
图6示出了一个高功率UV-LED《且件94，其带有一个进 K口 96和出水口 98,以及在该组件下面的看不见的交4晉的UV-LED阵 列。该组件94安置在运载高尔夫^求102的传送器100上方，其中 该高尔夫球102可以净皮该传送器100上的旋转台104所转动。^走转 台可以带有从旋转轴108向上延伸出的弓形指状物106。在本实施 方式中，第二个高功率UV-LED组件94被安置在传送器100的附 近并与第一个组件94垂直，以致紫外光能沿着一个或多个紫外光 路径从两个方向被发射，以将紫外光均匀分布到高尔夫球102上， 进而更加均匀地固化高尔夫球102上的紫外光固化印刷油墨、涂料 或粘合剂。当高尔夫J求102转动、旋转或在传送器100上停下来(静 止不动的)或中途停留在传送器100时，能^皮均匀地部分或完全聚 合、凝固和固化。高尔夫球102可以用清澈透明的抗划伤的紫外光 固化涂料涂上一层来保护，和/或用紫外光固化油墨(黑色的油墨或 一种或多种彩色油墨)给高尔夫J求10 2印上或贴上带有姓名和/或标 志和/或图案的标签。
在图7中，高功率UV-LED组件94被安置在运送高尔夫J求J求 座110的输送装置100的上方。在该实施方式中，当输送装置100 在紫外光路中经过高功率UV-LED组件94的下面时，高尔夫J求^求 座IIO上的紫外光固化涂料或油墨能够均匀地部分或完全聚合、凝 固和固4匕。如果希望的话，另一高功率UV-LED组件94也可以泮皮 安置在输送装置100的每一侧，用于将紫外光从不同方向的其他紫 外光路-中发射、引导和施用到高尔夫J求球座110上。
在图8中，高功率UV-LED组件94被安置在运送弦乐器111 的输送装置100的上方，其中，弦乐器111带有上面有紫外光固化 涂料、粘合剂或印刷材料的颈112或其它部件。弦乐器的颈(neck) 112可以涂布以装饰性的紫外光固化涂料或清澈透明的抗划伤的紫 外光固化涂料。可以用这种方式固化多种弦乐器，例如，小提琴、 中提琴、大提琴、单座小提琴(base violins )、双座小提琴(double base violins )、吉他、曼陀林琴、巴拉拉卡琴、尤克里里琴、竖琴等。 高功率UV-LED组件94在一个光路中发射紫外光的瞬时脉沖群或 间歇波，以使弦乐器上的紫外光固化涂料均匀地部分或完全聚合、
達是固禾口固^:。
图9中，高功率UV-LED组件94被安置在运送眼镜片114的 输送装置100的上方，其中，这些眼镜片被涂上抗划伤的紫外光固 化涂料。眼镜片114可以涂上紫外光固化涂料，包括浅塞(琥珀色、 灰色等)和/或清澈透明的抗划伤的防护涂料和/或挡紫外光涂料。当 眼镜片在输送装置100上旋转或停止(静止不动)或中途4f留在输 送装置100时，其可以均匀3也部分或完全聚合、；疑固和固化。
图10示出的是被安置在运送紫外光固化软吸湿隐形眼镜U6 (含有紫外光固化材料或涂料)的输送装置100上的高功率 UV-LED组件94。该紫外光固化装置将高强度紫外光均匀地分布在 隐形眼镜上，以增强紫外光固化材料或涂料在隐形眼镜上的均匀固 化和聚合。应该理解，出于说明目的，在此只示出一4亍隐形眼《竟116 以说明本发明的紫外光固化方法和装置。然而，在实际中，输送装 置100可以运送多4亍隐形眼4竟116。该隐形眼4竟116可以祐:涂以紫 外光固化涂料(包括紫外光固化浅色颜料)，和/或可以一皮〉余以清澈 透明的抗划伤的防护型紫外光固化涂^牛。当隐形眼镜116在输送装 置100上旋转、转动或停止(静止不动)或中途停留在输送装置100 时，其可以,皮固4匕。
图11是一种隐形眼镜支架118或吸盘的截面图，其中，该支
架或吸盘可以在输送装置100上使用，以支撑和运载隐形眼镜116。
在图12的实施方式中，薄片120或一春可剥离的标签或贴纸 122 一皮;故置在4立于高功率UV-LED组4牛94下面的l命送装置上(未示 出)。该整版可剥离的(可移动的、可剥除的或可分离的)标签或 贴纸包括有才几石圭防粘衬垫121或其它的夹在上层才示签122或贴纸与 下面的支持层123之间的紫外光固化的可移除粘合剂。该可剥离的 标签或贴纸可以被轻易地从薄片120上的防粘衬垫121上剥离、移 走、剥除或分开。
图13的实施方式类似于图12所示的实施方式，但在薄片126 或巻上带有装饰性的可剥离的标签124或可剥离的贴纸。该可剥离 的标签或贴纸在其前端或其上表面含有紫外光固化印刷原料(油 墨)128 (黑色或一种或多种色彩)，其由高功率UV-LED组件94固化。
该高功率UV-LED组件94可以沿着紫外光i 各发射紫外脉冲或 紫外间歇波，以均匀地完全或部分聚合、凝固和固化在可剥离的贴 纸122 (图12)或可剥离的标签124 (图13)上的紫外光固化油墨 或紫外光固化粘合剂。
在图14的实施方式中，木门、金属门或复合门130 — 皮水平》丈 置在输送装置100上或,人输送装置100上垂直悬挂着。这些门,皮涂 以紫外光固化涂料，例如清澈透明的抗划伤的紫外光固化涂料或彩 色的紫外光固化涂料，其中，这些涂料提供紫外光固化颜料或紫外 光固化着色剂。方丈置高功率UV-LED组件94以沿着一个或多个紫 外光路将紫外光发射、均匀地分布和施加到门130的每个表面，从 而均匀地完全或部分地固化、凝固和聚合门130上的紫外光固化涂 料。
在图5的实施方式中，木制台面、金属台面、石制台面或复
合台面132一皮放置在输送装置上，其顶面向上并在高功率UV-LED 组件94的下方。台面132的顶面被涂以紫外光固化涂料，例如， 清澈透明的抗戈'j伤紫外光固化涂料或彩色的紫外光固化涂3扦。高功 率UV-LED组件94能沿着一个或多个紫外光^各发射紫外光脉冲或 紫外光间歇波，乂人而均匀地完全或部分地固化、;疑固和聚合台面132 上的紫外光固化涂料。
通过以大致类似于上述的方式，4吏用一个或多个超高功率 UV-LED模块，可以在输送装置上固化其上涂有紫外光固化涂料、 油墨或粘合剂的其它物品。
在附图所示的和/或在i兌明书中所描述的所有实施方式中，应该 明了的是，可以将一个、二个、三个或更多个超高功率紫外光固化 模件(其向紫外光固化装置提供发射高强度紫外光的高强度 UV-LED芯片)以某种方式放置在紫外光固化物品、物件、油墨、 涂层、粘合剂或其它物体传送^各径的上面、两侧或任一侧，以沿着 一个或多个紫外光路将紫外光更均匀分布于紫外光固化物品、物 件、油墨、涂料、粘合剂或其它物体上，从而增进紫外光固化物品、 物件、油墨、涂料、粘合剂或其它物体的均匀固化和聚合。超高功 率紫外光固化模件(其向紫外光固化装置提供发射高强度紫外光的 高强度UV-LED芯片)也可以延伸，并可以完全4黄^夸该输送装置》欠 置，和/或包括高强度UV-LED芯片的交错阵列，这样就没有光隙 发射到经过超高功率UV-LED模块下面的紫外光固化物品上。如果 需要的话，超高功率紫外光固化模块可以有多于或不到21个发射 高强度紫外光的高强度UV-LED芯片。
虽然已经示出并描述了本发明的具体实施方式
，4旦是应该理 解，本领域的技术人员可以对各种部件、配件、装置、工序(方法) 步骤及其用法进4亍各种不同的改进和替换、以及重组而不偏离本发 明的教导。因此，本发明的范围必需仅仅由所附权利要求所限制。
权利要求
1.一种用于固化包括制品、物件、油墨、涂料、粘合剂和/或其它物体的紫外光固化物品的方法，其特征在于所述方法包括沿着至少一个紫外光路，以基本上恒定的输出和强度，从高强度紫外光发光二极管(UV-LED)芯片发射基本均匀的高强度紫外光间歇波或脉冲；通过充分防止所述UV-LED芯片彼此相互对置并且处于所述高强度紫外光路中，充分地阻止所述高强度紫外光接触和损害所述UV-LED芯片；将包括制品、物件、油墨、涂料、粘合剂和/或其它制品的紫外光固化物品放置在所述紫外光路中；将所述紫外光基本上均匀地施加和分布于在所述紫外光路中的所述紫外光固化物品上；以及借助于基本上均匀地施加和分布在所述紫外光固化物品上的紫外光的均匀的间歇波或脉冲，部分或完全地基本上均匀地聚合、凝固和固化在所述紫外光路中的所述紫外光固化物品。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于高强度紫外光是发射自由至少1安培的电流马区动的 UV-LED芯片；和/或高强度紫外光是发射自紫外光发光二极管(LED ) 6勺交错 阵列；和/或高强度紫外光是发射自 一 个或多个高功率的、水;令却的 带有所述UV-LED芯片的UV-LED才莫块。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于所述紫外光固化物品包括在例如光纤、线材、管材、管子、软管或管道的细长部件上的紫外光固化涂料或印刷物；将一个或多个具有高强度UV-LED芯片的高功率、水冷 却的紫外光发光二极管(UV-LED) 一莫块力文置在所述细长部件 的附近；在所述UV-LED模块对面放置一个曲面反射镜，使得所 述细长部件位于所述UV-LED才莫块和所述曲面反射4竟之间；从所述UV-LED模块中的高强度UV-LED芯片发射高强度紫外光到所述细长部件上；通过充分防止所述UV-LED芯片彼此相互对置并处于所 述高强度紫外光^各中，充分地阻止所述高强度紫外光接触和损 害所述UV-LED芯片；可选地，环绕所述细长部件方文置一个透明管子；可选地，用惰性气体将所述透明管子基本充满；可选地，以交^"排列的方式将四个UV-LED才莫块方文置在 所述细长部件的周围，其中每个UV-LED与邻近的UV-LED 冲莫块成90度角力文置；和/或在每个UV-LED模块对面》文置一个曲面反射镜。
4. 根据前述权利要求1或2所述的方法，用于放置和固化两盘片 之间的粘合剂以形成数字视频光盘(DVI))，其特征在于，所 述方法包4舌在心轴上放置一盘片；在所述盘片上靠近所述心轴方文上 一 圈紫外光固化粘合剂； 将第二盘片方支在所述心轴上；将第一高功率、水冷却的UV-LED才莫块靠近所述第一盘 片并靠近所述心轴力文置；将第二高功率、水冷却的UV-LED才莫块靠近所述第二盘 片并靠近所述心轴方丈置；旋转这些盘片以引起所述粘合剂在离心力的作用下，在 所述盘片之间以薄膜形式向外移动；给该才莫块组中的UV-LED阵列通电；以及在所述盘片的径向移动所述第 一 和第二才莫块以固化所述粘合剂。
5. 4艮据前述权利要求4所述的方法，其特征在于所述心轴包括其上》文有第 一盘片的马达驱动的心轴；第 一才几构沿所述盘片的径向移动所述第一 U V-LKD 4莫块；和/或第二机构沿所述盘片的径向移动所述第二 UV-L ED模块；以及—一个控制器电连4妄至所述第 一 和第二 4几构及所述 UV-LED模块组，用于同时给所述才莫块组中的高强度UV-LED 芯片阵列通电，并用于在所述盘片的径向移动所述第 一 和第二 才莫块以固化所述粘合剂。
6. 根据前述权利要求4或5所述的方法，其特征在于所述方法包 括部分或完全地基本上均匀地聚合、凝固和固化在所述紫 外光路中的其上具有紫外光固化材料、包括紫外光固化粘合剂 或保护性的透明抗划伤紫外光固化涂料，和/或其上具有紫外光固化油墨标签的DVD。
7. 根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法 包括运送所述紫外光固化物品通过所述紫外光i 各；和/或 沿着所述紫外光^各;旋转或转动所述紫外光固化物品。
8. 根据前述权利要求1-2或7中任一项所述的方法，其特征在于 所述方法包括，在所述紫外光路中，基本上均匀地部分或完全 地聚合、凝固和固化紫外光固化物品，所述紫外光固化物品包 括其上有 <呆护性的透明抗划伤紫外光固化涂料的压缩石兹盘 (CD);和/或具有标签的CD，其中所述标签在其上带有包括紫外光固 4匕油墨的印刷物；和/或其上有保护性的透明抗划伤的紫外光固化涂料的高尔夫 球-;和/或其上有紫外光固化印刷物或图标的高尔夫球；和/或其上有紫外光固化油墨的高尔夫球球座；和Z或其上有抗划伤的紫外光固化涂层的高尔夫^求球座；和/或紫外光固化弦乐器，包括中提琴、大提琴、单座小提琴、 吉他、曼陀林琴、巴4立拉卡琴、尤克里里琴、和/或竖琴；和/ 或其上有紫外光固化的装饰性涂层的弦乐器；和/或其上有紫外光固化的抗划伤的透明涂层的弦乐器；和/或涂以紫外光固化浅色颜料的眼镜片；和/或 涂以紫外光固化的抗划伤的透明涂层的眼镜片；和/或 涂以阻挡紫外光涂层的眼镜片；和/或涂以紫外光固化浅色颜料的紫外光固化软式吸湿隐形目艮4竟；和/或涂以抗划伤的透明涂层的紫外光固化软式吸湿隐形眼 4竟；和/或紫外光固化可剥离的标签；和/或紫外光固化可剥离的贴纸；和/或可分开地;改置在防粘衬垫上的并且其上具有紫外光固化 油墨和/或紫外光固化粘合剂的标签；和/或紫外光固化门；和/或 紫外光固化台面；和/或涂以紫外光固化材料的紫外光固化制品，所述紫外光固 化材料包括基本上透明的抗划伤紫外光固化涂料、不透明的紫 外光固化涂料、彩色紫外光固化涂料，和/或紫外光固化油墨； 和/或紫外光固化光纤；和/或 紫外光固化线材；和/或 紫外光固化电缆；和/或 紫外光固4b管子；和/或 紫外光固化管材；和/或 紫外光固化软管；和/或 紫外光固化管道。
全文摘要
本发明提供了一种利用高强度紫外光来更均匀和快速地固化在其上具有抗划伤的紫外光可固化涂料或紫外光可固化印刷物的产品的特别方法，该产品包括例如线材、电缆、管子、管材、软管、管道、CD光盘、数字视频光盘(DVD)、高尔夫球、高尔夫球球座、眼镜、隐形眼镜、弦乐器、装饰性标签、可剥离标签、可剥离贴纸、门、台面等。该方法还可以借助于装备有控制器和一个或多个超高功率UV-LED模块的一个或多个特殊的UV固化装置来实施。
文档编号B41F23/04GK101166631SQ200580049672
公开日2008年4月23日 申请日期2005年9月27日 优先权日2005年3月23日
发明者史蒂芬·B·西格尔 申请人:勘彻克尔公司