Živina para, dioda koja emituje svjetlost (LED) i excimer su različite tehnologije lampe koje se stvrdnjavaju UV zracima. Dok se sva tri koriste u različitim procesima fotopolimerizacije za umrežavanje mastila, premaza, lepkova i ekstruzija, mehanizmi koji generišu zračenu UV energiju, kao i karakteristike odgovarajućeg spektralnog izlaza, potpuno su različiti. Razumijevanje ovih razlika je od ključnog značaja za razvoj primjene i formulacije, odabir izvora za UV očvršćavanje i integraciju.
Svjetiljke sa živinom parom
I lučne lampe sa elektrodom i mikrotalasne lampe bez elektroda spadaju u kategoriju živine pare. Žarulje sa živinom parom su vrsta sijalica sa gasnim pražnjenjem srednjeg pritiska u kojima se mala količina elementarne žive i inertnog gasa isparava u plazmu unutar zatvorene kvarcne cevi. Plazma je ionizirani plin nevjerovatno visoke temperature sposoban da provodi električnu energiju. Proizvodi se primjenom električnog napona između dvije elektrode unutar lučne svjetiljke ili mikrotalasnom lampom bez elektroda unutar kućišta ili šupljine sličnog konceptu mikrovalne pećnice za domaćinstvo. Nakon što ispari, živina plazma emituje svetlost širokog spektra preko ultraljubičastih, vidljivih i infracrvenih talasnih dužina.
U slučaju lampe s električnim lukom, primijenjeni napon napaja zatvorenu kvarcnu cijev. Ova energija isparava živu u plazmu i oslobađa elektrone iz isparenih atoma. Dio elektrona (-) teče prema pozitivnoj volfram elektrodi ili anodi lampe (+) iu električni krug UV sistema. Atomi sa novim elektronima koji nedostaju postaju kationi sa pozitivnom energijom (+) koji teku prema negativno nabijenoj volfram elektrodi ili katodi lampe (-). Dok se kreću, kationi udaraju u neutralne atome u mješavini plina. Udar prenosi elektrone s neutralnih atoma na katione. Kako kationi dobijaju elektrone, padaju u stanje niže energije. Diferencijal energije se prazni kao fotoni koji zrače prema van iz kvarcne cijevi. Pod uslovom da je lampa na odgovarajući način napajana, pravilno hlađena i radi tokom svog korisnog veka, konstantan dotok novostvorenih katjona (+) gravitira prema negativnoj elektrodi ili katodi (-), udarajući više atoma i proizvodeći kontinuiranu emisiju UV svetlosti. Mikrovalne žarulje rade na sličan način, osim što mikrovalne pećnice, poznate i kao radio frekvencija (RF), zamjenjuju električni krug. Budući da mikrovalne žarulje nemaju volframove elektrode i jednostavno su zatvorena kvarcna cijev koja sadrži živu i inertni plin, obično se nazivaju bez elektroda.
UV izlaz širokopojasnih ili širokospektralnih žarulja sa živinom parom obuhvata ultraljubičaste, vidljive i infracrvene talasne dužine, u približno jednakom omjeru. Ultraljubičasti dio uključuje mješavinu UVC (200 do 280 nm), UVB (280 do 315 nm), UVA (315 do 400 nm) i UVV (400 do 450 nm) talasnih dužina. Lampe koje emituju UVC na talasnim dužinama ispod 240 nm stvaraju ozon i zahtevaju ispuh ili filtraciju.
Spektralni izlaz za lampu sa živinom parom može se promijeniti dodavanjem malih količina dodataka, kao što su: željezo (Fe), galij (Ga), olovo (Pb), kalaj (Sn), bizmut (Bi) ili indij (In ). Dodati metali mijenjaju sastav plazme i, posljedično, energiju koja se oslobađa kada kationi dobiju elektrone. Lampe sa dodatkom metala nazivaju se dopiranim, aditivnim i metal-halogenim. Većina tinti, premaza, ljepila i ekstruzija sa UV formulacijom dizajnirana je tako da odgovara izlazu bilo standardnih lampi dopiranih živom (Hg) ili željezom (Fe). Lampe dopirane gvožđem pomeraju deo UV izlaza na duže, skoro vidljive talasne dužine, što rezultira boljim prodiranjem kroz gušće, jako pigmentisane formulacije. UV formulacije koje sadrže titanijum dioksid imaju tendenciju da se bolje stvrdnjavaju sa lampama dopiranim galijumom (GA). To je zato što galijumske lampe pomeraju značajan deo UV izlaza ka talasnim dužinama dužim od 380 nm. Pošto aditivi titanijum dioksida generalno ne apsorbuju svetlost iznad 380 nm, korišćenje galijumskih lampi sa belim formulacijama omogućava da fotoinicijatori apsorbuju više UV energije za razliku od aditiva.
Spektralni profili daju formulatorima i krajnjim korisnicima vizuelni prikaz načina na koji se zračeni izlaz za određeni dizajn lampe distribuira po elektromagnetnom spektru. Dok isparena živa i aditivi metali imaju definisane karakteristike zračenja, precizna mešavina elemenata i inertnih gasova unutar kvarcne cevi, zajedno sa konstrukcijom lampe i dizajnom sistema očvršćavanja, utiču na UV izlaz. Spektralni izlaz neintegrisane lampe koju napaja i meri dobavljač lampe na otvorenom imaće drugačiji spektralni izlaz od lampe postavljene u glavu lampe sa pravilno dizajniranim reflektorom i hlađenjem. Spektralni profili su lako dostupni od dobavljača UV sistema i korisni su u razvoju formulacije i odabiru lampe.
Uobičajeni spektralni profil prikazuje spektralno zračenje na y-osi i talasnu dužinu na x-osi. Spektralna ozračenost se može prikazati na nekoliko načina uključujući apsolutnu vrijednost (npr. W/cm2/nm) ili proizvoljne, relativne ili normalizirane mjere (bez jedinica). Profili obično prikazuju informacije kao linijski grafikon ili kao trakasti grafikon koji grupiše izlaz u trake od 10 nm. Sljedeći dijagram spektralnog izlaza živine lučne lampe pokazuje relativno zračenje u odnosu na talasnu dužinu za GEW sisteme (Slika 1).
SLIKA 1 »Spektralne izlazne karte za živu i željezo.
Lampa je izraz koji se koristi za označavanje kvarcne cijevi koja emituje UV zrake u Evropi i Aziji, dok Sjeverna i Južna Amerika imaju tendenciju da koriste zamjenjivu mješavinu sijalice i lampe. Lampa i glava lampe se odnose na potpuni sklop koji sadrži kvarcnu cijev i sve ostale mehaničke i električne komponente.
Elektrodne lučne lampe
Sistemi elektrodnih lampi sastoje se od glave lampe, ventilatora za hlađenje ili rashladnog uređaja, napajanja i interfejsa čovek-mašina (HMI). Glava lampe uključuje lampu (sijalicu), reflektor, metalno kućište ili kućište, sklop zatvarača, a ponekad i kvarcni prozor ili štitnik od žice. GEW montira svoje kvarcne cijevi, reflektore i mehanizme zatvarača unutar sklopova kaseta koji se lako mogu ukloniti iz vanjskog kućišta ili kućišta glave lampe. Uklanjanje GEW kasete se obično postiže u roku od nekoliko sekundi pomoću jednog imbus ključa. Budući da se UV izlaz, ukupna veličina i oblik glave lampe, karakteristike sistema i potrebe za pomoćnom opremom razlikuju u zavisnosti od primene i tržišta, sistemi elektrodnih lučnih lampi su generalno dizajnirani za datu kategoriju aplikacija ili slične tipove mašina.
Lampe sa živinom parom emituju 360° svjetlosti iz kvarcne cijevi. Sistemi lučnih lampi koriste reflektore koji se nalaze na bočnim i stražnjim stranama lampe kako bi uhvatili i fokusirali više svjetla na određenu udaljenost ispred glave lampe. Ova udaljenost je poznata kao fokus i na njoj je zračenje najveće. Lučne lampe obično emituju u opsegu od 5 do 12 W/cm2 u fokusu. Budući da oko 70% UV izlaza iz glave lampe dolazi od reflektora, važno je održavati reflektore čistima i povremeno ih mijenjati. Nečišćenje ili zamjena reflektora je uobičajeni uzrok nedovoljnog očvršćavanja.
Više od 30 godina, GEW poboljšava efikasnost svojih sistema za očvršćavanje, prilagođava karakteristike i izlaz da zadovolji potrebe specifičnih aplikacija i tržišta, i razvija veliki portfolio dodataka za integraciju. Kao rezultat toga, današnja komercijalna ponuda GEW-a uključuje kompaktne dizajne kućišta, reflektore optimizirane za veću UV refleksiju i smanjenu infracrvenu, tihe integralne mehanizme zatvarača, rubove i proreze, hranjenje mreže na školjku, inerciju dušika, glave pod pozitivnim pritiskom, ekran osjetljiv na dodir operaterski interfejs, poluprovodnička napajanja, veća operativna efikasnost, nadzor UV izlaza i daljinski nadzor sistema.
Kada rade elektrodne lampe srednjeg pritiska, temperatura površine kvarca je između 600 °C i 800 °C, a unutrašnja temperatura plazme je nekoliko hiljada stepeni Celzijusa. Prisilni zrak je primarni način održavanja ispravne radne temperature lampe i uklanjanja dijela infracrvene energije zračenja. GEW isporučuje ovaj zrak negativno; to znači da se vazduh povlači kroz kućište, duž reflektora i lampe, i izbacuje iz sklopa i dalje od mašine ili površine za sušenje. Neki GEW sistemi kao što je E4C koriste tečno hlađenje, što omogućava nešto veći UV izlaz i smanjuje ukupnu veličinu glave lampe.
Lampe sa elektrodom imaju cikluse zagrijavanja i hlađenja. Lampe se udaraju uz minimalno hlađenje. Ovo omogućava živinoj plazmi da se podigne na željenu radnu temperaturu, proizvodi slobodne elektrone i katjone i omogući protok struje. Kada se glava lampe isključi, hlađenje nastavlja da radi nekoliko minuta kako bi se kvarcna cijev ravnomjerno ohladila. Lampa koja je previše topla neće ponovo upaliti i mora nastaviti da se hladi. Dužina ciklusa pokretanja i hlađenja, kao i degradacija elektroda tokom svakog udara napona je razlog zašto su pneumatski mehanizmi zatvarača uvek integrisani u sklopove GEW elektrodnih lučnih lampi. Slika 2 prikazuje zračno hlađene (E2C) i tečno hlađene (E4C) elektrodne lučne lampe.
SLIKA 2 »Tečno hlađene (E4C) i vazdušno hlađene (E2C) elektrodne lučne lampe.
UV LED lampe
Poluprovodnici su čvrsti, kristalni materijali koji su donekle provodljivi. Električna energija teče kroz poluvodič bolje od izolatora, ali ne tako dobro kao metalni provodnik. Prirodni, ali prilično neefikasni poluprovodnici uključuju elemente silicijum, germanijum i selen. Sintetički proizvedeni poluprovodnici dizajnirani za izlaz i efikasnost su složeni materijali sa nečistoćama precizno impregniranim unutar kristalne strukture. U slučaju UV LED dioda, aluminijum galijum nitrid (AlGaN) je najčešće korišćen materijal.
Poluprovodnici su fundamentalni za modernu elektroniku i dizajnirani su da formiraju tranzistore, diode, diode koje emituju svjetlost i mikroprocesore. Poluprovodnički uređaji su integrirani u električna kola i montirani unutar proizvoda kao što su mobilni telefoni, laptopi, tableti, uređaji, avioni, automobili, daljinski upravljači, pa čak i dječje igračke. Ove male, ali moćne komponente čine svakodnevnim proizvodima funkcionalnim, a istovremeno omogućavaju da predmeti budu kompaktni, tanji, lagani i pristupačniji.
U posebnom slučaju LED dioda, precizno dizajnirani i proizvedeni poluprovodnički materijali emituju relativno uske opsege talasne dužine svetlosti kada su povezani na DC izvor napajanja. Svjetlost se stvara samo kada struja teče od pozitivne anode (+) do negativne katode (-) svake LED diode. Pošto se LED izlaz brzo i lako kontroliše i kvazi-monohromatičan, LED diode su idealno prikladne za upotrebu kao: indikatorska svetla; infracrveni komunikacijski signali; pozadinsko osvjetljenje za televizore, prijenosna računala, tablete i pametne telefone; elektronički znakovi, bilbordi i jumbotroni; i UV stvrdnjavanje.
LED je pozitivno-negativan spoj (pn spoj). To znači da jedan dio LED diode ima pozitivan naboj i naziva se anoda (+), a drugi dio ima negativan naboj i naziva se katoda (-). Iako su obje strane relativno provodljive, granica spoja gdje se dvije strane susreću, poznata kao zona iscrpljivanja, nije provodljiva. Kada je pozitivni (+) terminal izvora istosmjerne struje (DC) spojen na anodu (+) LED, a negativni (-) terminal izvora spojen na katodu (-), negativno nabijeni elektroni u katodi i pozitivno nabijena elektronska slobodna mjesta u anodi se odbijaju od izvora energije i potiskuju prema zoni iscrpljivanja. Ovo je predrasuda i ima efekat prevazilaženja neprovodne granice. Rezultat je da se slobodni elektroni u području n-tipa prelaze i popunjavaju prazna mjesta u području p-tipa. Kako elektroni teku preko granice, oni prelaze u stanje niže energije. Odgovarajući pad energije oslobađa se iz poluprovodnika kao fotoni svjetlosti.
Materijali i dodaci koji formiraju kristalnu LED strukturu određuju spektralni izlaz. Danas, komercijalno dostupni LED izvori očvršćavanja imaju ultraljubičaste izlaze usredsređene na 365, 385, 395 i 405 nm, tipičnu toleranciju od ±5 nm i Gausovu spektralnu distribuciju. Što je veći maksimum spektralnog zračenja (W/cm2/nm), to je veći vrh zvonaste krive. Dok je UVC razvoj u toku između 275 i 285 nm, izlaz, vijek trajanja, pouzdanost i cijena još uvijek nisu komercijalno održivi za sisteme i aplikacije očvršćavanja.
Pošto je UV-LED izlaz trenutno ograničen na duže UVA talasne dužine, UV-LED sistem očvršćavanja ne emituje širokopojasni spektralni izlaz karakterističan za žarulje sa živinom parom srednjeg pritiska. To znači da UV-LED sistemi za očvršćavanje ne emituju UVC, UVB, najvidljiviju svetlost i infracrvene talasne dužine koje stvaraju toplotu. Iako ovo omogućava da se UV-LED sistemi očvršćavanja koriste u aplikacijama koje su osetljivije na toplotu, postojeće mastila, premazi i lepkovi formulisani za živine lampe srednjeg pritiska moraju se preformulisati za UV-LED sisteme za očvršćavanje. Na sreću, dobavljači hemije sve više osmišljavaju ponude kao dvostruki lijek. To znači da će formulacija dvostrukog očvršćavanja koja je namijenjena očvršćavanju pomoću UV-LED lampe očvrsnuti i pomoću lampe sa živinom parom (slika 3).
SLIKA 3 »Spektralni izlazni dijagram za LED.
GEW-ovi UV-LED sistemi za očvršćavanje emituju do 30 W/cm2 na emitujućem prozoru. Za razliku od elektrodnih lučnih lampi, UV-LED sistemi očvršćavanja ne sadrže reflektore koji usmjeravaju svjetlosne zrake u koncentrirani fokus. Kao rezultat toga, UV-LED vršno zračenje se javlja blizu prozora za emitovanje. Emitovani UV-LED zraci se međusobno razilaze kako se rastojanje između glave lampe i površine očvršćavanja povećava. Ovo smanjuje koncentraciju svjetlosti i veličinu zračenja koje dopire do površine očvršćavanja. Dok je vršna ozračenost važna za umrežavanje, sve veća ozračenost nije uvijek korisna i čak može inhibirati veću gustinu umrežavanja. Talasna dužina (nm), zračenje (W/cm2) i gustina energije (J/cm2) igraju kritičnu ulogu u očvršćavanju, a njihov zajednički uticaj na očvršćavanje treba pravilno razumjeti tokom odabira UV-LED izvora.
LED diode su lambertovski izvori. Drugim riječima, svaka UV LED dioda emituje ravnomjeran prednji izlaz u cijeloj hemisferi od 360° x 180°. Brojne UV LED diode, svaka veličine milimetarskog kvadrata, raspoređene su u jedan red, matricu redova i kolona ili neku drugu konfiguraciju. Ovi podsklopovi, poznati kao moduli ili nizovi, dizajnirani su sa razmakom između LED dioda koji osigurava spajanje između praznina i olakšava hlađenje dioda. Višestruki moduli ili nizovi se zatim raspoređuju u veće sklopove kako bi formirali različite veličine sistema UV očvršćavanja (Slike 4 i 5). Dodatne komponente potrebne za izgradnju UV-LED sistema za očvršćavanje uključuju hladnjak, prozor za emitovanje, elektronske drajvere, DC napajanje, sistem za hlađenje tečnosti ili rashladni uređaj, i interfejs za ljude (HMI).
SLIKA 4 »LeoLED sistem za web.
SLIKA 5 »LeoLED sistem za brze instalacije sa više lampi.
Pošto UV-LED sistemi za očvršćavanje ne zrače infracrvene talasne dužine. One inherentno prenose manje toplotne energije na površinu očvršćavanja nego žarulje sa živinom parom, ali to ne znači da se UV LED diode trebaju smatrati tehnologijom hladnog očvršćavanja. UV-LED sistemi za očvršćavanje mogu emitovati vrlo visoke vršne zračenja, a ultraljubičaste talasne dužine su oblik energije. Bilo koji izlaz ne apsorbuje hemija, zagrevaće osnovni deo ili podlogu, kao i okolne komponente mašine.
UV LED diode su također električne komponente s neefikasnošću uzrokovanom sirovim dizajnom i proizvodnjom poluprovodnika, kao i proizvodnim metodama i komponentama koje se koriste za pakiranje LED dioda u veću jedinicu za sušenje. Dok se temperatura kvarcne cijevi sa živinom parom mora održavati između 600 i 800 °C tokom rada, temperatura LED pn spoja mora ostati ispod 120 °C. Samo 35-50% električne energije koja napaja UV-LED niz se pretvara u ultraljubičasti izlaz (u velikoj mjeri ovisi o talasnoj dužini). Ostatak se transformiše u toplotnu toplotu koja se mora ukloniti kako bi se održala željena temperatura spoja i obezbedila određena ozračenost sistema, gustina energije i ujednačenost, kao i dug životni vek. LED diode su inherentno dugotrajni poluprovodnički uređaji, a integracija LED dioda u veće sklopove sa pravilno dizajniranim i održavanim sistemima hlađenja je ključna za postizanje dugotrajnih specifikacija. Nisu svi sistemi za UV-stvrdnjavanje isti, a nepravilno dizajnirani i hlađeni UV-LED sistemi za očvršćavanje imaju veću vjerovatnoću pregrijavanja i katastrofalnog kvara.
Arc/LED hibridne lampe
Na svakom tržištu na kojem se uvodi potpuno nova tehnologija kao zamjena za postojeću, može postojati strepnja u pogledu usvajanja, kao i skepticizam u pogledu performansi. Potencijalni korisnici često odgađaju usvajanje dok se ne formira dobro uspostavljena instalacijska baza, ne objave studije slučaja, pozitivna svjedočanstva ne počnu masovno kružiti i/ili steknu iskustva iz prve ruke ili preporuke od pojedinaca i kompanija koje poznaju i kojima vjeruju. Često su potrebni čvrsti dokazi prije nego što se cijelo tržište u potpunosti odrekne starog i potpuno pređe na novo. Ne pomaže ni to što priče o uspjehu obično budu strogo čuvane tajne jer rani korisnici ne žele da konkurenti ostvare uporedive prednosti. Kao rezultat toga, i stvarne i pretjerane priče o razočarenju ponekad mogu odjeknuti tržištem, kamuflirajući prave prednosti nove tehnologije i dodatno odlažući usvajanje.
Kroz istoriju, i kao suprotstavljanje nevoljnom usvajanju, hibridni dizajni su često prihvatani kao prelazni most između postojeće i nove tehnologije. Hibridi omogućavaju korisnicima da steknu samopouzdanje i sami odrede kako i kada treba koristiti nove proizvode ili metode, bez žrtvovanja trenutnih mogućnosti. U slučaju UV stvrdnjavanja, hibridni sistem omogućava korisnicima brzu i laku promjenu između žarulja sa živinom parom i LED tehnologije. Za linije sa više stanica za sušenje, hibridi omogućavaju presama da pokreću 100% LED, 100% živine pare, ili bilo koju kombinaciju ove dvije tehnologije koja je potrebna za dati posao.
GEW nudi lučne/LED hibridne sisteme za web konvertore. Rješenje je razvijeno za najveće tržište GEW-a, etiketu s uskim mrežama, ali hibridni dizajn također ima primjenu u drugim web i ne-web aplikacijama (slika 6). Luk/LED uključuje uobičajeno kućište glave lampe u koje se može smjestiti živa para ili LED kaseta. Obje kasete pokreću univerzalni sistem napajanja i upravljanja. Inteligencija unutar sistema omogućava razlikovanje tipova kaseta i automatski obezbeđuje odgovarajuću snagu, hlađenje i interfejs za rukovanje. Uklanjanje ili ugradnja bilo koje od GEW-ovih živinih ili LED kaseta se obično postiže u roku od nekoliko sekundi pomoću jednog imbus ključa.
SLIKA 6 »Arc/LED sistem za web.
Excimer lampe
Excimer lampe su vrsta sijalice s pražnjenjem u plinu koja emituje kvazimonokromatsku ultraljubičastu energiju. Dok su ekscimer lampe dostupne u brojnim talasnim dužinama, uobičajeni ultraljubičasti izlazi su centrirani na 172, 222, 308 i 351 nm. Ekscimerne lampe od 172 nm spadaju u vakuum UV opseg (100 do 200 nm), dok je 222 nm isključivo UVC (200 do 280 nm). Ekscimerne lampe od 308 nm emituju UVB (280 do 315 nm), a 351 nm je solidno UVA (315 do 400 nm).
172-nm vakuumske UV talasne dužine su kraće i sadrže više energije od UVC; međutim, oni se bore da prodru veoma duboko u supstance. U stvari, talasne dužine od 172 nm se potpuno apsorbuju unutar prvih 10 do 200 nm UV-formulisane hemije. Kao rezultat toga, ekscimer lampe od 172 nm će umrežiti samo krajnju površinu UV formulacija i moraju biti integrisane u kombinaciji sa drugim uređajima za očvršćavanje. Pošto vakuumske UV talasne dužine takođe apsorbuje vazduh, ekscimer lampe od 172 nm moraju raditi u atmosferi inertnoj dušikom.
Većina ekscimer lampi se sastoji od kvarcne cijevi koja služi kao dielektrična barijera. Cijev je napunjena rijetkim plinovima sposobnim za formiranje ekscimernih ili ekscipleksnih molekula (slika 7). Različiti plinovi proizvode različite molekule, a različite pobuđene molekule određuju koje valne dužine emituje lampa. Visokonaponska elektroda prolazi duž unutrašnje dužine kvarcne cijevi, a uzemljene elektrode se protežu duž vanjske dužine. Naponi se pulsiraju u lampu na visokim frekvencijama. Ovo uzrokuje da elektroni teku unutar unutarnje elektrode i da se isprazne kroz mješavinu plina prema vanjskim uzemljenim elektrodama. Ovaj naučni fenomen poznat je kao pražnjenje dielektrične barijere (DBD). Dok elektroni putuju kroz plin, oni stupaju u interakciju s atomima i stvaraju energizirane ili jonizirane vrste koje proizvode ekscimerne ili ekscipleksne molekule. Molekuli ekscimera i ekscipleksa imaju nevjerovatno kratak život, a kako se razlažu iz pobuđenog stanja u osnovno stanje, emituju se fotoni kvazimonohromatske distribucije.
SLIKA 7 »Excimer lampa
Za razliku od žarulja sa živinom parom, površina kvarcne cijevi ekscimerske lampe se ne zagrijava. Kao rezultat, većina ekscimer lampi radi sa malo ili bez hlađenja. U drugim slučajevima, potreban je nizak nivo hlađenja koji se obično obezbeđuje gasom azota. Zbog termičke stabilnosti lampe, ekscimer lampe se trenutno 'UKLJUČUJU/ISKLJUČU' i ne zahtevaju cikluse zagrevanja ili hlađenja.
Kada su ekscimer lampe koje zrače na 172 nm integrisane u kombinaciji sa kvazi-monohromatskim UVA-LED sistemima za očvršćavanje i širokopojasnim živinim parnim lampama, nastaju efekti matirajuće površine. UVA LED lampe se prvo koriste za geliranje hemije. Kvazimonohromatske ekscimerne lampe se zatim koriste za polimerizaciju površine, i na kraju širokopojasne živine lampe unakrsno povezuju ostatak hemije. Jedinstveni spektralni rezultati tri tehnologije primenjene u odvojenim fazama daju korisne optičke i funkcionalne efekte površinskog očvršćavanja koji se ne mogu postići ni sa jednim od UV izvora sami.
Excimer talasne dužine od 172 i 222 nm su takođe efikasne u uništavanju opasnih organskih materija i štetnih bakterija, što čini ekscimer lampe praktičnim za čišćenje površina, dezinfekciju i tretmane površinske energije.
Lamp Life
Što se tiče trajanja lampe ili sijalice, GEW-ove lučne lampe općenito do 2000 sati. Životni vek lampe nije apsolutan, jer UV izlaz postepeno opada tokom vremena i na njega utiču različiti faktori. Dizajn i kvalitet lampe, kao i radni uslovi UV sistema i reaktivnost formulacije su važni. Pravilno dizajnirani UV sistemi osiguravaju ispravnu snagu i hlađenje koje zahtijeva specifičan dizajn lampe (sijalice).
Lampe (sijalice) koje isporučuje GEW uvek pružaju najduži životni vek kada se koriste u GEW sistemima za sušenje. Sekundarni izvori napajanja su generalno napravili obrnuti inženjering lampe iz uzorka, a kopije možda neće sadržavati isti krajnji priključak, kvarcni prečnik, sadržaj žive ili mješavinu plina, što sve može utjecati na UV izlaz i stvaranje topline. Kada proizvodnja toplote nije izbalansirana u odnosu na hlađenje sistema, lampa trpi i snagu i životni vek. Lampe koje rade hladnije emituju manje UV zračenja. Lampe koje su toplije ne traju toliko dugo i savijaju se na visokim temperaturama površine.
Vek trajanja elektrodnih lučnih lampi ograničen je radnom temperaturom lampe, brojem radnih sati i brojem pokretanja ili udara. Svaki put kada se lampa udari visokonaponskim lukom tokom pokretanja, dio volframove elektrode se istroši. Na kraju, lampa neće ponovo upaliti. Lučne lampe sa elektrodama sadrže mehanizme zatvarača koji, kada su uključeni, blokiraju UV izlaz kao alternativu stalnom ciklusu snage lampe. Reaktivnije boje, premazi i ljepila mogu rezultirati dužim vijekom trajanja lampe; dok manje reaktivne formulacije mogu zahtijevati češću promjenu lampe.
UV-LED sistemi su inherentno dugotrajniji od konvencionalnih lampi, ali UV-LED vijek također nije apsolutan. Kao i kod konvencionalnih sijalica, UV LED diode imaju ograničenja u tome koliko se mogu pokretati i općenito moraju raditi s temperaturama spoja ispod 120 °C. LED diode za preopterećenje i nedovoljno hlađenje će ugroziti životni vijek, što će rezultirati bržom degradacijom ili katastrofalnim kvarom. Ne nude svi dobavljači UV-LED sistema trenutno dizajne koji zadovoljavaju najviši utvrđeni vijek trajanja od preko 20.000 sati. Bolje dizajnirani i održavani sistemi će trajati duže od 20.000 sati, a lošiji sistemi će otkazati u mnogo kraćim vremenskim intervalima. Dobra vijest je da dizajn LED sistema nastavlja da se poboljšava i traje duže sa svakom iteracijom dizajna.
Ozon
Kada kraće UVC talasne dužine utiču na molekule kiseonika (O2), uzrokuju da se molekuli kiseonika (O2) podele na dva atoma kiseonika (O). Slobodni atomi kiseonika (O) se zatim sudaraju sa drugim molekulima kiseonika (O2) i formiraju ozon (O3). Budući da je trokisik (O3) manje stabilan na nivou tla od diokiseonika (O2), ozon se lako vraća u molekul kiseonika (O2) i atom kiseonika (O) dok se kreće kroz atmosferski vazduh. Slobodni atomi kiseonika (O) se zatim rekombinuju jedni s drugima unutar izduvnog sistema da bi proizveli molekule kiseonika (O2).
Za industrijske primjene UV-stvrdnjavanja, ozon (O3) nastaje kada atmosferski kisik stupi u interakciju s ultraljubičastim talasnim dužinama ispod 240 nm. Širokopojasni izvori koji stvrdnjavaju parom živine emituju UVC između 200 i 280 nm, što preklapa dio područja stvaranja ozona, a ekscimer lampe emituju vakuum UV na 172 nm ili UVC na 222 nm. Ozon koji stvaraju živine pare i ekscimerne lampe za sušenje je nestabilan i ne predstavlja značajnu zabrinutost za životnu sredinu, ali je neophodno da se ukloni iz neposredne okoline oko radnika jer je nadražujući disaj i toksičan na visokim nivoima. Pošto komercijalni UV-LED sistemi za očvršćavanje emituju UVA izlaz između 365 i 405 nm, ozon se ne stvara.
Ozon ima miris sličan mirisu metala, zapaljene žice, hlora i električne iskre. Ljudska olfaktorna osjetila mogu otkriti ozon od 0,01 do 0,03 dijelova na milion (ppm). Iako varira u zavisnosti od osobe i nivoa aktivnosti, koncentracije veće od 0,4 ppm mogu dovesti do štetnih respiratornih efekata i glavobolje. Odgovarajuću ventilaciju treba postaviti na linije za UV sušenje kako bi se ograničila izloženost radnika ozonu.
Sistemi za UV stvrdnjavanje općenito su dizajnirani da zadrže izduvni zrak koji napušta glave lampe kako bi se mogao odvesti daleko od operatera i izvan zgrade gdje se prirodno raspada u prisustvu kisika i sunčeve svjetlosti. Alternativno, lampe bez ozona uključuju kvarcni aditiv koji blokira valne dužine koje stvaraju ozon, a objekti koji žele izbjeći kanalizaciju ili rezanje rupa na krovu često koriste filtere na izlazu izduvnih ventilatora.
Vrijeme objave: Jun-19-2024
