即便UV光固化技術具有如此多的優點,但也存在一些不可回避的缺點,(1)UV汞燈的使用壽命有限;(2)UV汞燈的能耗較大,但有效利用的能量卻不高,輸入能量中只有大約20%的能量產生紫外線,而有20%是可見能源,40%是熱量,從圖4的光譜圖上我們也可以看出,除了常用的起有效固化作用的300~400nm波段以外,還有許多其他的波段,其中發射出的紅外線將會使基材的溫度升高,這也可以較好地解釋傳統的UV汞燈不太適應于熱敏材料的原因;(3)雖然UV汞燈相對于溶劑型油墨來說,由于沒有VOC的排放而具有環保、環境友好的特點,但UV汞燈也存在一些隱性的污染,例如由于汞燈的高壓、高溫和強輻射,很容易使周圍的氧氣分子發生化學反應而生產臭氧,而臭氧不但對大氣層有不利影響,而且對身體健康也具有較大的影響。
與普通UV汞燈相對,LED-UV的優勢在于:
(1)冷光源、無熱輻射,被照物品表面溫升低,解決光通訊、液晶生產中長期存在的熱傷害問題,特別適合液晶封邊、薄膜印刷等要求溫升小的場合適用。發熱量小,可解決汞燈噴繪設備發熱量大、工作人員難以忍受的問題。并且,LED-UV光源,發出的是高純度單波段紫外光,幾乎沒有紅外線的輸出,它屬于冷光源,加工件不會因受熱而變形。
(2)效率高:LED-UV的光線能量高度集中在具有有效固化作用的某紫外光譜段,實際使用效果和光強為1000~2000mW/cm2的傳統高壓汞燈UV光源的固化效果不相上下,從而使固化時間縮短。傳統的汞燈UV光看上去亮度很高,但熱量很高,因為它的光譜很寬,真正起有效固化作用的紫外光譜段只占其中的一部分能量,有相當大一部分是在可見光段(雜光)和紅外光譜度(導致熱量產生),對操作者的眼睛損傷嚴重并且容易使加工工件熱變形。
(3)超長壽命:LED-UV燈的使用壽命是傳統汞燈的10倍以上,且使用壽命不受開關次數影響。
(4)瞬間開關,不需要預熱即可達到最大功率紫外輸出,關閉后可以瞬間重新開機。
(5)能量高,光輸出穩定,照射均勻效果好,提高生產效率。
(6)可定制有效照射區域,長度從20mm到1000mm。
(7)不含汞,也不會產生臭氧,是替代傳統光源技術的一種更安全、更環保的選擇。
(8)能耗低,耗電量僅為傳統汞燈式固化機的10%,能節約90%電量。
(9)維護成本幾乎為零,采用UV-LED固化設備每年至少節約10000元/臺的耗材費。
(10)由于紫外線照射裝置與相關配套裝置非常緊湊,無需以往那種較大的機械安裝空間以及管道施工,設置簡單容易。可以說LED-UV固化系統進一步增強了傳統UV固化系統的環境協調性。LED-UV技術是原有UV技術的升級。
LED-UV光源作為一種新技術就目前而言也存在一些問題,(1)由于LED-UV的關鍵技術為國外所控制,所以目前國內的LED-UV燈的價格相對較高;(2)由于技術特點的限制,目前的LED-UV燈的光強度不高,以至于在一定程度上影響固化速度等。