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uvled技术分享: 紫外led应用系统遵循标准现况

【前言】当前,新型冠状病毒感染肺炎疫情牵动所有人的心,全国疫情防控工作仍在深入进行中。其中,在这场艰巨的“抗疫战”中,往常身居“幕后“的紫外消毒杀菌产品迅速走入大众视野。

 

据了解,足量的紫外照射是目前已知的可以抑制该病毒的有效手段,紫外线剂量在灭菌过程中起着至关重要的作用。深紫外LED凭借安全、环保、小巧、高效、低耗等诸多优势,逐渐被市场认可,现已初步应用于水处理,空气杀菌,食物保鲜等领域。

 

疫情会很过去,但防疫将成为一个长期工作,相信紫外LED未来会发挥更多的作用。为此,在国家半导体照明工程研发及产业联盟指导下,中国半导体照明网、极智头条开设紫外LED专栏,促进紫外LED知识普及,以更好的服务业界与大众。


 【极智专栏】

紫外应用系统标准现况




一、光固化相关标准



1.概述


光固化技术是一种高效、环保、节能、优质的材料表面处理技术,被誉为面向21世纪绿色工业的新技术,具有高效、适应性广、节能、环境友好、经济的特点。光固化产品最常见的为UV涂料、UV油墨和UV胶黏剂,固化速率快,一般在几秒到几十秒之间;可适用于多种基材,如纸张、木材、塑料、金属、皮革、石材、玻璃、陶瓷等,特别对一些热敏感材质(如纸张、塑料或电子元器件等)尤其适用。


UV固化应用标准的光参数方面包括光谱、辐照功率密度、辐照能量密度等。

 

2.油墨固化


QB/T 2826-2017《胶印紫外光固化油墨》适用于带紫外光固化装置的胶印印刷机、纸张及复合材料上使用的胶印紫外光固化油墨;照射条件是高压汞灯或金属卤素灯,紫外光灯管电功率不小于80W/cm,干燥1次紫外线能量(以UVA计)18mJ/cm2~22mJ/cm2

 

HG/T 4577-2014 《数字化喷墨印刷紫外光固化油墨》规定了喷墨印刷机用无溶剂的数字化喷墨印刷紫外光固化油墨的产品要求,主要有黄、品、青、黑四种颜色。其中,要求固化速度(汞灯)≤12S,色度测定时要求紫外固化箱的参数为主波长365nm、功率1000W、灯距10cm。

 

QB/T 4580-2013 《紫外光固化喷墨打印墨水》对产品技术指标中,要求在光谱范围为250nm~450nm、光强为300mW/cm2的紫外光源下固化性能速度≥25m/min。

 

GB/T 30671-2014 《纸质印刷品紫外线固化光油上光过程控制要求及检验方法》指出,UV上光具有固化速度快、膜层光泽度高、耐磨性强,可使UV上光图文产生强烈的立体感、主题感、色彩更加鲜艳的特点,在印刷行业已广泛使用;标准提出了对设备的要求,紫外灯线功率应不小于80W/cm,在正常工作速度下,紫外灯发射的能量应不小于80mJ/cm2主波长在280nm~420nm之间。

 

3.涂料固化


HG/T 3655-2012《紫外光(UV)木器涂料》产品适用于室内用木质地板、家具等木器的装饰与保护,规定了如地板用面漆、家具等木器用面漆和通用底漆的要求;固化性能测量单位为mJ/cm2(用UV 能量计测试),判定按照GB/T 1728《漆膜、腻子膜干燥时间测定法》实干中甲法规定进行;产品性能参数包括外观、打磨性、光泽、耐磨性、铅笔硬度、划格试验、耐干热/水/碱/醇/污染/黄变性等。

 

SJ/T 11475-2014 《紫外光固化光纤涂料》规定了通信用双涂层石英玻璃光纤紫外光(UV)固化光纤涂料的技术要求,要求紫外光光源是D灯,紫外光剂量应控制在1.0 mJ/cm2


GB/T 33374-2016《紫外光固化涂料挥发物含量的测定》中,对于测试试验中紫外光固化设备的要求是光谱范围≥250nm,主要波段波长为365nm,灯管功率密度在80W/cm2120W/cm2灯光寿命600h光衰不低于80%,UV灯类型高压汞灯。

 

LY/T 2710-2016 《木地板用紫外光固化涂料》在固化性能测试方面,采用UV能量计测试固化能,单位为mJ/cm2固化装置参数,高压汞灯(320nm~390nm),功率80W/cm~120W/cm,适用于固化透明涂料;金属卤素镓灯(390nm~420nm),功率80W/cm~120W/cm,适用于固化有色涂料。

 

GB/T 35241-2017《木质制品用紫外光固化涂料挥发物含量的检测方法》适用于人造板、木质门、木质地板等木质制品涂饰用非水性UV涂料,测试仪器方面要求紫外光(UV)固化机要求UV灯功率在80W/cm~120W/cm之间,UV灯数量为2PCs以上,输送宽度600mm以上,辐照能量可调节范围300mJ/cm21000mJ/cm2

 




二、光催化相关标准



光催化,通常为半导体金属材料氧化物(如TiO2)催化剂,在能量高于光催化材料禁带宽度(Eg)的光源(UV光源)照射下,催化剂价带上的电子被激发,跃迁到异带上,同时在价带产生相应的空穴,这样就半导体内部生成电子(e-)—空穴(h+),其具备强氧化和还原性,可以和半导体催化剂表面的反应物发生氧化或还原反应。

 

光催化能在常温常压下高效的分解几乎全部的有机物、矿化硫化物、氮氧化物、去除异味、自清洁,同时光催化具备细菌病毒微生物杀消能力,破坏细菌与病毒细胞膜,固化病毒蛋白,将细菌病毒辅酶A、RNA、DNA破坏,并分解残余毒素,具有广谱性、无选择性、无抗药性的高效杀灭特点,其物理化学性质稳定,耐腐蚀,绿色环保,温度湿度影响小。光催化是一门新兴的有广阔应用前景的技术, 特别适用于生化、物化等传统方法无法处理的难降解物质的处理。

 

GB/T 23761-2009《光催化空气净化材料性能测试方法》中,测试用紫外光源是主波长为365nm、功率为8W的四只管状荧光灯。四只灯平行固定在光路窗口上方,每只灯管间距为2cm-3cm,同时保证灯与测试样品最小距离不小于5mm。测试时,标识除样品表面的两条对角线,测试每条对角线上相等间隔5个点的光照强度,每点光照强度平均值应为1mW/cm2±0.1mW/cm2




三、杀菌消毒相关标准



紫外线空气消毒器适用于医疗卫生机构、病原微生物实验室、有卫生要求的生产车间、公共场所、学校、托幼机构等场所在有人条件下的室内动态空气消毒,也可在无人条件下使用。紫外线水消毒器适用于各种水体的消毒。紫外线物表消毒器适用于医疗器械和用品、餐(饮)具以及其他物体表面的消毒。

 

1.《消毒技术规范》(2002)


国家卫生部发布的《消毒技术规范》(2002)指出,消毒(disinfection)是指“杀灭或清除传播媒介上病原微生物,使其达到无害化的处理”,灭菌(sterilization)是指“杀灭或清除传播媒介上一切微生物的处理”。

 

“3.1.4 紫外线消毒”部分指出,紫外线消毒的适用范围为“用于室内空气、物体表面和水及其他液体的消毒”,消毒使用的紫外线是C波紫外线,其波长范围是200nm~275nm,杀菌作用最强的波段是250nm~270nm,消毒用的紫外线光源必须能够产生辐照值达到国家标准的杀菌紫外线灯”,“紫外线可以杀灭各种微生物,包括细菌繁殖体、芽孢、分支杆菌、病毒、真菌、立克次体和支原体等,凡被上述微生物污染的表面、水和空气均可采用紫外线消毒”。

 

2.表面消毒

 

《消毒技术规范》(2002)“3.1.4.4 使用方法”指出对物品表面的消毒时:

 

(1) 照射方式:最好使用便携式紫外线消毒器近距离移动照射,也可采取紫外灯悬吊式照射。对小件物品可放紫外线消毒箱内照射。

 

(2) 照射剂量和时间:不同种类的微生物对紫外线的敏感性不同,用紫外线消毒时必须使用照射剂量达到杀灭目标微生物所需的照射剂量。


杀灭一般细菌繁殖体时,应使照射剂量达到10 000μW·s/cm2;杀灭细菌芽孢时应达到100 000μW·s/cm2;病毒对紫外线的抵抗力介于细菌繁殖体和芽胞之间;真菌孢子的抵抗力比细菌芽孢更强,有时需要照射到600 000μW·s/cm2,但一般致病性真菌对紫外线的抵抗力比细菌芽胞弱;在消毒的目标微生物不详时,照射剂量不应低于100 000μW·s/cm2辐照剂量是所用紫外线灯在照射物品表面处的辐照强度和照射时间的乘积。因此,根据紫外线光源的辐照强度,可以计算出需要照射的时间。例如,用辐照强度为 70μW/cm2的紫外线表面消毒器近距离照射物品表面,选择的辐照剂量是 100 000μW·s/cm2,则需照射的时间是:100 000μW·s/cm2 ÷ 70μW/cm2 = 1429 s ÷ 60s ≌ 24min。

 

3.空气消毒

 

WS/T 367-2012 《医疗机构消毒技术规范》中,“A.3紫外线消毒的效果监测”要求,紫外灯下垂直距离1m处,中紫外线辐照强度≥70μW /cm2,高紫外线辐照强度≥180μW /cm2“A.6空气的消毒效果监测”要求,洁净手术部(室)和其他洁净场所,空气中的细菌菌落总数要求应遵循GB 50333《医院洁净手术部建筑技术规范》,非洁净手术部(室)等房间的细菌菌落总数≤4 CFU/(5min·直径9cm平皿)。

 

GB 15982-2012《医院消毒卫生标准》中,“4.1各类环境、物体表面”要求的菌落总数要求见表2-4,怀疑医院感染暴发或疑似暴发与医院环境有关时,应进行目标微生物检测。


医院各类环境空气、物体表面菌落总数卫生标准

环境类别

空气平均菌落数a

物体表面平均菌落数

CFU/cm2

CFU/皿

CFU/m3

I类环境

洁净手术部

符合GB 50333要求

≤150

≤5.0

其他洁净场所

≤4.0(30 min)b

II类环境

≤4.0(15 min)

≤5.0

III环境

≤4.0(5 min)

≤10.0

IV环境

≤4.0(5 min)

≤10.0

aCFU/皿为平板暴露法,CFU/m3为空气采样器法。

b平板暴露法检测时的平板暴露时间。

 

4.水消毒


GB 5749-2006 《生活饮用水卫生标准》中要求不得含有病原微生物,水质常规指标中相应的微生物指标要求不得检出总大肠菌群、耐热大肠菌群、大肠埃希式菌(MPN/100mL或CFU/100mL),菌落总数限制为(CFU/100mL)100。

 

GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》要求粪大肠菌群数/(个/L)所要求的日均值最高允许排放浓度一级标准A为103个/L、一级标准B为104个/L、二级标准为104个/L、三级标准不作要求。


GB 18466《医疗机构水污染物排放标准》要求传染病、结核病医疗机构水污染物排放限值(日均值)粪大肠菌群数(MPN/L)为100,不得检出肠道致病菌、肠道病毒、结核杆菌;综合医疗机构和其他医疗机构水污染物排放限值(日均值)粪大肠菌群数(MPN/L)为500,不得检出肠道致病菌、肠道病毒。

 

文章资料来源:国家半导体照明工程研发及产业联盟标准化委员会(CSAS)


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