O utwardzaniu UV:

UV widmo  elektromagnetyczne

Farby i powłoki reaktywne na ultrafiolet wymagają źródła światła ultrafioletowego o wysokim natężeniu, aby zainicjować reakcję chemiczną, utwardzając farbę lub powłokę niemal natychmiast. Światło ultrafioletowe stanowi niewielką część spektrum elektromagnetycznego, które obejmuje zakres od fal radiowych na końcu długiej fali do promieniowania rentgenowskiego i promieni gamma na końcu krótkiej fali. Poniższy wykres pokazuje, jak fale ultrafioletowe wpisują się w widmo  elektromagnetyczne.

Opis lampy UV 

Długość fali ultrafioletowej najbardziej odpowiedniej do utwardzania farb drukarskich mieści się w przedziale od 200 do 400 nanometrów.

Istnieje kilka rodzajów lamp odpowiednich do generowania tych długości fal, główne z nich to wysokoprężne lampy rtęciowe, lampy bezelektrodowe i średnioprężne lampy rtęciowe.

Wysokociśnieniowa lampa rtęciowa jest zazwyczaj zbudowana jako rura typu kapilarnego i wymaga płaszcza wodnego w celu utrzymania prawidłowej temperatury pracy. Lampy te są ograniczone tylko do krótkich odcinków, a żywotność lampy jest zazwyczaj krótsza niż 1000 godzin.

Bezelektrodowa lampa rtęciowa, jak sama nazwa wskazuje, nie posiada elektrod. Łuk jest utworzony przez generowanie mikro-fale. Tego typu lampy są zazwyczaj produkowane w dwóch standardach długości, 6 cali i 10 cali.

Zdecydowanie najszerzej stosowana jest średniociśnieniowa rtęciowa lampa łukowa (MPMA Lamp). Może być ona chłodzona powietrzem lub wodą i może być produkowana w szerokim zakresie długości. Pojedyncze lampy o długości dwóch metrów nie są rzadkością, a żywotność lamp MPMA może wynosić znacznie ponad 1000 godzin.

O Projektowaniu lamp UV 

Lampa wykonana jest z przezroczystej rurki krzemionkowo-szklanej o różnych średnicach i grubościach ścianek. Materiał ten, nazywany kwarcem, posiada ważne właściwości niezbędne do efektywnego działania systemu ultrafioletowego. Posiada on 90% przejrzystości dla światła ultrafioletowego, podczas gdy zwykłe szkło filtruje wszystko z wyjątkiem dłuższych, słabszych długości fal. Temperatura powierzchni lampy ultrafioletowej w normalnych warunkach pracy wynosi od 600°C do 800°C. Kwarc jest w stanie wytrzymać te temperatury, ponieważ ma bardzo niską charakterystykę rozszerzalności cieplnej i wysoką temperaturę topnienia.

Elektrody, z których wysokie napięcie łuku jest podtrzymywane, wykonane są z pręta wolframu owiniętego drutu wolframowego. Wolfram jest konieczne, aby wytrzymać wewnętrzne temperatury łuku ponad 3000 ° C. Elektrody muszą być zaprojektowane starannie, aby zapewnić wydajne, niezawodne działanie i długą żywotność lampy. Parametry wpływające na ten projekt są niezwykle złożone.

Ze względu na bardzo wysokie temperatury pracy oraz niską rozszeczelnosc  kwarcu, niezwykle ważny jest prawidłowy dobór odpowiedniego materiału do połączenia elektrody wewnątrz koperty z zasilaczem na zewnątrz koperty.

Materiał wybrany tutaj jest folia molibdenowa, która ma niski współczynnik rozszerzalności i jest w stanie wytrzymać wysokie napięcie wymagane do utrzymania stabilnego łuku.

Dodatkowe połączenia elektryczne są wykonane za pomocą drutu wysokotemperaturowego. Izolacja elektryczna na końcu lampy może być osiągnięta poprzez zastosowanie ceramicznej osłony końcowej.

Wyjście spektralne lampy MPMA

Jak już wcześniej wspomniano, uzyskanie precyzyjnej długości fali światła ultrafioletowego odpowiedniej do utwardzania farb i powłok ultrafioletowych jest bardzo ważne, jeśli system ma być wysoce wydajny.

Lampy MPMA emitują nie tylko światło ultrafioletowe, ale również światło widzialne i fale o długości w zakresie podczerwieni. W rzeczywistości, wszystkie lampy emitują około 20% światła ultrafioletowego, 60% światła podczerwonego i 20% światła widzialnego. Dlatego ważne jest, aby przy wyborze lampy dokładnie zbadać wydajność w spektrum ultrafioletowym. Spektralna wydajność ultrafioletowa jest czasami wyrażana graficznie, pokazując proporcjonalną wydajność przy ważnych długościach fal ultrafioletowych. Wykres dla typowej lampy Primarc MPMA jest pokazany tutaj.

Żywotność lampy

Średnioprężne rtęciowe lampy łukowe zazwyczaj nie ulegają nagłym awariom, tak jak zwykłe żarówki domowe. Wydajność maleje stosunkowo powoli, aż do momentu, gdy światło UV nie jest emitowane w ilości wystarczającej do skutecznego utwardzenia lampy. Spadek ten jest spowodowany głównie pogorszeniem przejrzystości UV kwarcowego płaszcza i zależy od kilku czynników: - wydajności chłodzenia lampy, mocy znamionowej, prądu znamionowego elektrod, wydajności chłodzenia elektrod, zanieczyszczenia powierzchni zewnętrznej lampy (kurz itp.) i częstotliwości przełączania.

Przy prawidłowym użytkowaniu lampy Primarc UV Curing Lamps gwarantują wysoki poziom wydajności utwardzania przez co najmniej 1500 godzin, a przy prawidłowej obsłudze nadal będą w stanie zapewnić co najmniej 80% pierwotnej wydajności.