A proposito di polimerizzazione UV:

UV sullo spettro elettromagnetico

Gli inchiostri e i rivestimenti reattivi agli ultravioletti richiedono una fonte di luce ultravioletta ad alta intensità per avviare una reazione chimica, polimerizzando l'inchiostro o il rivestimento quasi istantaneamente. La luce ultravioletta costituisce una piccola parte dello spettro elettromagnetico che va dalle onde radio all'estremità delle onde lunghe, ai raggi X e ai raggi gamma all'estremità delle onde corte. Il grafico qui mostra come le lunghezze d'onda ultraviolette si inseriscono nello spettro elettromagnetico.

Modi di curare e stili di lampade

Le lunghezze d'onda ultraviolette più adatte per la polimerizzazione degli inchiostri sono comprese tra 200 e 400 nanometri.

Esistono diversi tipi di lampade adatte a generare queste lunghezze d'onda, le principali sono le lampade ad arco a mercurio ad alta pressione, le lampade senza elettrodi e le lampade ad arco a mercurio a media pressione.

La lampada ad arco a mercurio ad alta pressione è generalmente costruita come un tubo di tipo capillare e richiede una camicia d'acqua per mantenere le corrette temperature di funzionamento. Queste lampade sono limitate solo a lunghezze brevi e la durata della lampada è di solito inferiore a 1.000 ore.

La lampada ad arco a mercurio senza elettrodi non ha, come dice il nome, elettrodi. Un arco è stabilito dalla generazione di microonde. Questi tipi di lampade sono generalmente prodotti in due lunghezze standard, 6 pollici e 10 pollici.

Di gran lunga la più utilizzata è la lampada ad arco di mercurio a media pressione (una lampada MPMA). Questa può essere raffreddata ad aria o ad acqua e può essere prodotta in una vasta gamma di lunghezze. Singole lampade di due metri di lunghezza non sono rare, e la durata di vita delle lampade MPMA può essere prevista ben oltre le 1.000 ore.

Informazioni sul design delle lampade

Il corpo della lampada è realizzato in tubo di vetro-silice trasparente di vari diametri e spessori di parete. Questo materiale, denominato quarzo, ha importanti proprietà vitali per il funzionamento efficiente di un sistema a raggi ultravioletti. Ha una trasparenza del 90% rispetto alla luce ultravioletta, mentre il vetro normale filtra tutto tranne le lunghezze d'onda più lunghe e deboli. La temperatura superficiale di una lampada a raggi ultravioletti in condizioni di funzionamento normale è compresa tra 600°C e 800°C. Il quarzo è in grado di resistere a queste temperature in quanto ha una caratteristica di espansione termica molto bassa e un'alta temperatura di fusione.

Gli elettrodi, dai quali viene sostenuto l'arco ad alta tensione, sono costituiti da un'asta di tungsteno avvolta con filo di tungsteno. Il tungsteno è necessario per resistere a temperature dell'arco interno superiori a 3000°C. Gli elettrodi devono essere progettati con cura per garantire un funzionamento efficiente ed affidabile ed una lunga durata della lampada. I parametri che influenzano questa progettazione sono estremamente complessi.

A causa delle temperature di esercizio estremamente elevate e della bassa dilatazione caratteristica del quarzo, è estremamente importante la corretta selezione di un materiale adatto a collegare l'elettrodo all'interno dell'involucro, all'alimentazione esterna dell'involucro.

Il materiale qui scelto è la lamina di molibdeno, che ha un basso coefficiente di espansione ed è in grado di sopportare l'alta tensione necessaria per sostenere un arco stabile.

I collegamenti elettrici supplementari sono realizzati con fili per alte temperature. L'isolamento elettrico all'estremità della lampada può essere ottenuto con l'uso di un cappuccio terminale in ceramica.

Uscita spettrale di una lampada MPMA

Come è stato detto in precedenza, il raggiungimento delle precise lunghezze d'onda della luce ultravioletta adatte per l'indurimento di inchiostri e rivestimenti ultravioletti è molto importante se si vuole che un sistema sia altamente efficiente.

Le lampade MPMA emettono non solo luce ultravioletta, ma anche luce visibile e lunghezze d'onda nello spettro dell'infrarosso. Infatti, tutte le lampade emettono circa il 20% di luce ultravioletta, il 60% di luce infrarossa e il 20% di luce visibile. È quindi importante che quando si seleziona una lampada, l'emissione nello spettro ultravioletto venga attentamente esaminata. L'emissione spettrale ultravioletta viene a volte espressa graficamente, mostrando l'emissione proporzionale alle importanti lunghezze d'onda ultraviolette. Un grafico di una tipica lampada Primarc MPMA è mostrato qui.

Durata della lampada

Le lampade ad arco a mercurio a media pressione normalmente non si guastano improvvisamente, così come le normali lampadine domestiche. L'efficienza diminuisce relativamente lentamente, fino a quando non viene emessa una luce UV insufficiente perché la lampada si polimerizzi efficacemente. Questo calo è causato principalmente dal deterioramento della trasparenza UV del rivestimento di quarzo e dipende da una serie di fattori: - efficienza di raffreddamento della lampada, potenza nominale, corrente nominale degli elettrodi, efficienza di raffreddamento degli elettrodi, contaminazione della superficie esterna della lampada (polvere ecc.) e frequenza di commutazione.

Se utilizzate correttamente, le lampade ad essiccazione UV Primarc sono garantite per produrre un alto livello di efficienza di essiccazione per almeno 1.500 ore e, con una corretta gestione, saranno ancora in grado di fornire almeno l'80% della produzione originale.