BCE - Technologia drukowania farbami UV
  
Technologia drukowania farbami UV
2. Suszenie farb UV
Farby UV polimeryzują (schną) jedynie pod wpływem promieniowania UV.
Ekspozycja na działanie promieniowania UV --› Tworzenie się rodników, które zapoczątkowują reakcję (cząsteczki fotoinicjatora dzielą się na rodniki) --› Reakcja tworzenia łańcuchów --› Utrwalona warstwa farby.

Każda fala promieniowania ma swoją długość wyrażoną w nanometrach (1 nm = 1 bilionowa metra). Promieniowanie UV zawiera się w przedziale długości fal od 180 do 400 nm.
Lampa UV emituje i koncentruje promieniowanie na warstwie farby.


- Suszarki UV
Suszarki UV są zbudowane z lampy oraz reflektora.
Image
Schematyczny przekrój przez suszarkę UV


- Lampy UV
Emitują promieniowanie UV.
Do produkcji lamp stosowanych jest wiele technologii. Najczęściej używane są lampy rtęciowe z elektrodami (95% zainstalowanych lamp). Technologia ta jest dobrze poznana i niezbyt droga. Lampy dostępne są w różnych rozmiarach, a czas ich żywotności wynosi kilka tysięcy godzin (od 1000 do 5000).

Image
Schemat lampy UV

W mniejszym stopniu wykorzystywane są technologie mikrofalowe, excimerowe, flaszowe, itp.
Jeśli na jeden zespół drukujący stosuje się jedną lampę suszącą, wtedy moc lamp wynosi około 120-160 W/cm. Jeśli po wszystkich zespołach znajduje się jedna lampa, wtedy jej moc wynosi od 160 do 240 W/cm.

Aby zwiększyć energię promieniowania (modyfikacja spektrum emisji) oraz w celu uzyskania lepszego efektu suszenia (zwłaszcza ciemnych barw), niektóre lampy są wzbogacone o ołów, gal, żelazo i inne.
Lampy UV emitują nie tylko promieniowanie nadfioletowe, ale również podczerwone (IR). Promieniowanie IR tworzy energię cieplną, co znacznie zwiększa temperaturę, co może powodować deformację podłoża drukowego.
Odpowiednie reflektory mogą ograniczać emisję IR.

- Reflektory UV
Reflektory skupiają promieniowanie UV emitowane przez lampy na warstwie farby. W zależności od geometrii (patrz obrazek) rozkład promieniowania może być mniej lub bardziej skupiony. Pozwala to na regulację ilości energii, która dociera do powierzchni farby.
Powierzchnia reflektorów musi być niezwykle gładka, aby promieniowanie było koncentrowane w prawidłowy sposób. W czasie produkcji reflektory są polerowane, w sposób pozwalający na uzyskanie gładkości na poziomie 100 nm (nanometrów).

Image
Geometrie reflektorów UV

Lampy UV wydzielają również promieniowanie podczerwone, czyli ciepło. Z tego względu w ostatnich latach poszukiwano nowych materiałów do produkcji reflektorów. Tradycyjne reflektory zbudowane były z aluminium. Metal ten odbija zarówno promieniowanie UV jak i podczerwone. Obecnie stosuje się materiały, których skład opiera się na tlenkach metali i kwarcu. Pochłaniają one ciepło, a dodatkowo bardziej wydajnie odbijają promieniowanie nadfioletowe.
Wchłonięte ciepło jest usuwane z reflektorów za pomocą systemów chłodzących powietrznych lub wodnych. W przypadku krótkich lamp stosowane są układy chłodzone powietrzem. Chłodzenie wodą stosowane jest w przypadku lamp długich, ze względu na znacznie większą wydajność chłodzenia.
Połączenie kwarcowej powierzchni reflektora z wodnym układem chłodzącym pozwala na optymalizację emisji promieni UV. Zminimalizowane jest również wydzielanie ciepła. Pozwala to na uniknięcie deformacji podłoża drukowego. Tego typu suszarki UV zwane są "zimnymi".
Najnowszą generacją układów suszących UV są układy w atmosferze obojętnej, np. beztlenowej. Tlen zawarty w powietrzu spowalnia reakcję polimeryzacji. Jeśli pomiędzy podłożem a emitorem promieniowania będzie się znajdował gaz obojętny, np. azot lub inny, suszenie odbywa się wydajniej.
Dzięki temu można ograniczyć ilość fotoinicjatora w farbie, co ograniczy niekorzystny zapach farby i odbitki.