УФ-лампы<I><A HREF="http://www2.osp.ru/flexomag/2004/02/045.htm#vr">^*</A></I>

Правильная эксплуатация и техническое обслуживание УФ-сушки имеет огромное значение для качества и производительности.

Лампа для УФ-отверждения — мощный, но деликатный инструмент. Поставщики ламп и систем, наряду с производителями УФ-красок, подчёркивают важность регулярного контроля, точного соблюдения правил эксплуатации, регулярной очистки ламп и их корпусов.

Лампы, работающие плохо или не в полную мощность, вводят операторов в заблуждение — им кажется, что отверждения не происходит из-за проблем с краской. Как говорит один из поставщиков УФ-красок, когда его технологов просят разобраться с отверждением, как правило, выясняется, что с краской всё в порядке. «Старые лампы, грязные рефлекторы и колбы — вот самые распространённые проблемы, — объясняет Майк Байштедт, директор по развитию ANI Printing Inks. — Техническое обслуживание ламп имеет огромное значение. Если их излучение ослабевает, отверждения краски не происходит».

Со временем мощность УФ-лампы снижается. «Газы и специальные добавки внутри неё становятся инертными, она дольше разогревается, сила УФ-излучения падает, — говорит Алан Шварц, президент компании Caprock Develop-ments, специализирующейся на поставках ламп и другого оборудования. — Результат — длительное, нестабильное время экспонирования. Оператор печатной машины может об этом и не догадываться, поскольку интегратор¹ компенсирует разницу.

Тестовое устройство для проверки мощности УФ-лампы на запечатываемом полотне

Поставщики сходятся в том, что оптимальное время функционирования УФ-лампы не превышает 1000 часов, хотя, в принципе, её можно использовать и 2000 часов. После первой тысячи лампе сложно поддерживать нужный уровень УФ-излучения вследствие естественных процессов внутри неё. Вот почему, считают они, предпочтительно регулярно тестировать УФ-лампы и определять мощность их излучения.

«Не стоит ждать, пока краска перестанет сохнуть, — считает Боб Бландфорд, вице-президент Miltec UV. — Принимайте профилактические меры и пользуйтесь радиометром — прибором для измерения выходного излучения лампы. Так вы установите границу, за которой краски больше не отверждаются».

«Лампа — полая кварцевая трубка, из которой откачали воздух и ввели небольшое количество ртути и других металлов, чтобы добиться излучения на определённых длинах волн, необходимого для УФ-отверждения, — объясняет Марк Тауш, сотрудник исследовательского отдела UVTechnology, подразделения Mark Andy. — Излучение в этом диапазоне также называют её радиометрическим излучением. В процессе отверждения задействуется только 15-23% от него. Остальное теряется — это видимый свет и инфракрасная энергия электромагнитного спектра».

Поскольку сама лампа заключена в кассету с отполированными до зеркального блеска алюминиевыми рефлекторами, далеко не всё УФ-излучение попадает на краску или лак на полотне. По словам Тауша, отполированный алюминий отражает 70-80% лучей УФ-диапазона. «Это означает, что из тех 15-23% ультрафиолета, которые выделяет лампа, до полотна доходит только 70-80%, — говорит он. — Следовательно, отверждение происходит за счёт 11-16% создаваемого УФ-излучения. Потускневшая пропускная шторка (затвор) сократит его количество ещё на 29%. Таким образом, для закрепления краски остаётся всего 8-11% мощности инициированного ультрафиолета».

УФ-лампа изготовлена из кварца и содержит пары ртути. Встречаются и другие типы, с галоидами металла — железа или галлия. Они используются, когда для отверждения красок необходима длинноволновая энергия УФ-спектра. Их часто называют «легированными лампами» (в русскоязычном жаргоне — металлогалогеновые. — Прим. ред.), хотя производители считают термин неверным. Легирование означает изменения в химическом составе, тогда как галоиды металла, с химической точки зрения, не влияют на генерирование УФ-излучения парами ртути. Составляющие функционируют параллельно, поэтому правильным термином считается «лампы с примесями» (в оригинале — additive lamps, «аддитивные лампы». — Прим. пер.).

На вольфрамовые электроды с двух концов подаётся напряжение, образуется дуга, возбуждающая газ (или газы), который испускает УФ- и ИК-излучение, а также видимый свет.

Стандартная лампа УФ-отверждения

«При нормальном функционировании лампы, — объясняет Тауш — электроды постепенно разрушаются, образуя тёмный, тускло-серый осадок на внутренней части лампы, от краёв к центру. Как правило, лампы примерно на 2,5 см шире запечатываемого полотна, и до определённого момента их старение не влияет на закрепление лаков и красок. Через 1000 часов работы длина образующегося осадка превысит критическую отметку от края лампы. «С этого момента качество отверждения красочного слоя по краям запечатываемого полотна ухудшается, ибо УФ-излучение блокируется осадком внутри лампы», — добавляет Тауш.

Чего опасаться

У ламп УФ-отверждения множество врагов — тепло, холод, вода, грязь. Ниже приведены отрывки из книги «Введение в УФ-технологии» (An Introduction to UV Curing), опубликованной UVTechnology.

• Плазменная очистка. Блестящий (а не тусклый) тёмно-серый налет внутри колбы образуется из-за переохлаждения лампы и вызывает постепенное затухание дуги. Источник питания снова поджигает лампу, и она продолжает работать в пульсирующем режиме.
• Внутренняя кристаллизация. Белые точки или матовые отложения внутри колбы, деформации кварцевой трубки и перекос лампы — признак перегрева. Точки и отложения — оксид ртути из дуги, осевший в микроскопических трещинах внутренней поверхности кварцевой трубки. Эта ртуть больше не участвует в генерации УФ-излучения, поэтому мощность лампы снижается, а тепловая отдача увеличивается.
• Внешняя кристаллизация. Белый матовый налёт на наружной поверхности лампы, немного шероховатый на ощупь, вызван оседающей на ней водой. Обычно источник воды — краска в предыдущей печатной секции, вода из которой не была полностью удалена сушкой. Эти частицы воды попадают на лампу вместе с охлаждающим воздухом. Температура лампы останется на прежнем уровне, но снизится мощность УФ-излучения. «Мощность, — отмечает Тауш, — сокращают любые внешние загрязнения на поверхности лампы, от печатной машины или окружающей среды».
• Состояние затвора. Поддерживайте в чистоте внутреннюю поверхность затвора на корпусе лампы, которая отражает дополнительное УФ-излучение, предохраняет остановленное полотно от перегревания, защищает лампу и обеспечивает безопасность оператора. Это поможет сохранить оптимальный уровень отдачи энергии. Потускневший затвор сократит общей радиометрическое излучение УФ-кассеты на 29%. «Несложно убедиться в том, что тусклые поверхности затвора значительно влияют на качество отверждения и скорость печати, — говорит Тауш. — Потускнение может быть вызвано перегревом ламп. В результате отражающая способность затвора снижается, она поглощает огромное количество тепла лампы и рискует расплавиться. Расплавленный алюминий может привести к довольно неожиданным последствиям для направляющих валиков и анилоксов».

Пусть они работают дольше

Рекомендации Алана Шварца из Caprock Developments помогут продлить жизнь УФ-лампы.

• Регулярно очищайте рефлекторы.
• При установке новых ламп пользуйтесь хлопчатобумажными перчатками и спиртосодержащими салфетками. Не оставляйте на кварцевых трубках отпечатки пальцев.
• Не применяйте лампы с оголёнными контактами.
• Проверьте контакты на наличие коррозии — она может стать причиной искрения и вывода из строя лампы или всей системы.
• При установке ламп прилагайте усилия только к керамическим или металлическим концам, а не к кварцевой её середине.
• Если лампа укомплектована охлаждающим вентилятором, очищайте его и следите за его состоянием.

При смене ламп фиксируйте дату, время экспонирования, продолжительность работы и товарный номер.

Редакция выражает благодарность Дмитрию Ширенову, техническому директору фирмы «Варио-Сервис», за консультации при переводе статьи.

^* Печатается с разрешения журнала Label & Narrow Web, www.labelandnarrowweb.com

¹ Поскольку компания Caprock в значительной мере специализируется на оборудовании для копировальных рам, речь, скорее всего, идёт именно о них, где используется механизм автоматического расчёта и корректировки времени экспозиции (интегратор), в зависимости от реальной мощности излучения. — Прим.ред.