Kwikdamp, lig-emitterende diode (LED) en eksimeer is afsonderlike UV-uithardingslamptegnologieë. Terwyl al drie in verskeie fotopolimerisasieprosesse gebruik word om ink, bedekkings, kleefmiddels en ekstrusies te kruisbind, is die meganismes wat die uitgestraalde UV-energie genereer, sowel as die eienskappe van die ooreenstemmende spektrale uitset, heeltemal verskillend. Begrip van hierdie verskille is instrumenteel in toepassings- en formuleringsontwikkeling, UV-uithardingsbronkeuse en integrasie.
Kwikdamplampe
Beide elektrodebooglampe en elektrodelose mikrogolflampe val binne die kategorie kwikdamp. Kwikdamplampe is 'n tipe mediumdruk-gasontladingslampe waarin 'n klein hoeveelheid elementêre kwik en inerte gas in 'n plasma binne 'n verseëlde kwartsbuis verdamp word. Plasma is 'n ongelooflik hoëtemperatuur-geïoniseerde gas wat elektrisiteit kan gelei. Dit word geproduseer deur 'n elektriese spanning tussen twee elektrodes binne 'n booglamp toe te pas of deur 'n elektrodelose lamp binne 'n omhulsel of holte te mikrogolf, soortgelyk in konsep aan 'n huishoudelike mikrogolfoond. Sodra dit verdamp is, straal kwikplasma breëspektrumlig oor ultraviolet-, sigbare en infrarooi golflengtes uit.
In die geval van 'n elektriese booglamp, aktiveer 'n toegepaste spanning die verseëlde kwartsbuis. Hierdie energie verdamp die kwik in 'n plasma en stel elektrone vry van verdampte atome. 'n Gedeelte van die elektrone (-) vloei na die lamp se positiewe wolframelektrode of anode (+) en in die UV-stelsel se elektriese stroombaan. Die atome met nuut ontbrekende elektrone word positief geaktiveerde katione (+) wat na die lamp se negatief gelaaide wolframelektrode of katode (-) vloei. Soos hulle beweeg, tref katione neutrale atome in die gasmengsel. Die impak dra elektrone oor van neutrale atome na katione. Soos katione elektrone bykry, val hulle in 'n toestand van laer energie. Die energieverskil word ontlaai as fotone wat uit die kwartsbuis uitstraal. Mits die lamp geskik aangedryf, korrek afgekoel en binne sy nuttige lewensduur bedryf word, graviteer 'n konstante toevoer van nuutgeskepte katione (+) na die negatiewe elektrode of katode (-), wat meer atome tref en deurlopende emissie van UV-lig veroorsaak. Mikrogolflampe werk op 'n soortgelyke wyse, behalwe dat mikrogolwe, ook bekend as radiofrekwensie (RF), die elektriese stroombaan vervang. Aangesien mikrogolflampe nie wolframelektrodes het nie en bloot 'n verseëlde kwartsbuis is wat kwik en inerte gas bevat, word hulle algemeen as elektrodeloos beskou.
Die UV-uitset van breëband- of breëspektrum-kwikdamplampe strek oor ultraviolet-, sigbare en infrarooi golflengtes, in ongeveer gelyke verhouding. Die ultravioletgedeelte sluit 'n mengsel van UVC- (200 tot 280 nm), UVB- (280 tot 315 nm), UVA- (315 tot 400 nm) en UVV- (400 tot 450 nm) golflengtes in. Lampe wat UVC in golflengtes onder 240 nm uitstraal, genereer osoon en benodig uitlaatgasse of filtrasie.
Die spektrale uitset vir 'n kwikdamplamp kan verander word deur klein hoeveelhede doteermiddels by te voeg, soos: yster (Fe), gallium (Ga), lood (Pb), tin (Sn), bismut (Bi) of indium (In). Die bygevoegde metale verander die samestelling van die plasma en gevolglik die energie wat vrygestel word wanneer katione elektrone verkry. Lampe met bygevoegde metale word gedoteerde, additiewe en metaalhaliedlampe genoem. Die meeste UV-geformuleerde ink, bedekkings, kleefmiddels en ekstrusies is ontwerp om by die uitset van óf standaard kwik- (Hg) óf yster- (Fe) gedoteerde lampe te pas. Yster-gedoteerde lampe verskuif 'n deel van die UV-uitset na langer, byna sigbare golflengtes, wat lei tot beter penetrasie deur dikker, swaar gepigmenteerde formulerings. UV-formulerings wat titaandioksied bevat, is geneig om beter te genees met gallium (GA)-gedoteerde lampe. Dit is omdat galliumlampe 'n beduidende gedeelte van die UV-uitset verskuif na golflengtes langer as 380 nm. Aangesien titaandioksied-bymiddels gewoonlik nie lig bo 380 nm absorbeer nie, laat die gebruik van galliumlampe met wit formulasies toe dat meer UV-energie deur fotoinisieerders geabsorbeer word in teenstelling met bymiddels.
Spektrale profiele bied formuleerders en eindgebruikers 'n visuele voorstelling van hoe die uitgestraalde uitset vir 'n spesifieke lampontwerp oor die elektromagnetiese spektrum versprei word. Terwyl verdampte kwik en additiewe metale gedefinieerde stralingseienskappe het, beïnvloed die presiese mengsel van elemente en inerte gasse binne die kwartsbuis, tesame met die lampkonstruksie en die ontwerp van die uithardingstelsel, die UV-uitset. Die spektrale uitset van 'n nie-geïntegreerde lamp wat deur 'n lampverskaffer in die oop lug aangedryf en gemeet word, sal 'n ander spektrale uitset hê as 'n lamp wat binne 'n lampkop met 'n behoorlik ontwerpte reflektor en verkoeling gemonteer is. Spektrale profiele is geredelik beskikbaar by UV-stelselverskaffers en is nuttig in formuleringsontwikkeling en lampkeuse.
'n Algemene spektrale profiel stip spektrale bestraling op die y-as en golflengte op die x-as uit. Die spektrale bestraling kan op verskeie maniere vertoon word, insluitend absolute waarde (bv. W/cm2/nm) of arbitrêre, relatiewe of genormaliseerde (eenheidlose) metings. Die profiele vertoon gewoonlik die inligting as óf 'n lyngrafiek óf as 'n staafgrafiek wat die uitset in 10 nm-bande groepeer. Die volgende kwikbooglamp-spektrale uitsetgrafiek toon relatiewe bestraling met betrekking tot golflengte vir GEW se stelsels (Figuur 1).
FIGUUR 1 »Spektrale uitsetkaarte vir kwik en yster.
Lamp is die term wat gebruik word om te verwys na die UV-uitstralende kwartsbuis in Europa en Asië, terwyl Noord- en Suid-Amerikaners geneig is om 'n verwisselbare mengsel van gloeilamp en lamp te gebruik. Lamp en lampkop verwys albei na die volledige samestelling wat die kwartsbuis en alle ander meganiese en elektriese komponente huisves.
Elektrodebooglampe
Elektrodebooglampstelsels bestaan uit 'n lampkop, 'n verkoelingswaaier of verkoeler, 'n kragtoevoer en 'n mens-masjien-koppelvlak (HMI). Die lampkop sluit 'n lamp (gloeilamp), 'n reflektor, 'n metaalomhulsel of -behuising, 'n sluitereenheid en soms 'n kwartsvenster of draadbeskermer in. GEW monteer sy kwartsbuise, reflektors en sluitermeganismes binne kasseteenhede wat maklik van die buitenste lampkopomhulsel of -behuising verwyder kan word. Die verwydering van 'n GEW-kasset word tipies binne sekondes met 'n enkele inbussleutel gedoen. Omdat die UV-uitset, algehele lampkopgrootte en -vorm, stelselkenmerke en bykomende toerustingbehoeftes volgens toepassing en mark verskil, word elektrodebooglampstelsels oor die algemeen ontwerp vir 'n gegewe kategorie toepassings of soortgelyke masjientipes.
Kwikdamplampe straal 360° lig uit die kwartsbuis. Booglampstelsels gebruik reflektors wat aan die kante en agterkant van die lamp geleë is om meer van die lig vas te vang en te fokus tot 'n spesifieke afstand voor die lampkop. Hierdie afstand staan bekend as die fokus en is waar die bestraling die grootste is. Booglampe straal tipies in die reeks van 5 tot 12 W/cm2 by die fokus uit. Aangesien ongeveer 70% van die UV-uitset van die lampkop van die reflektor afkomstig is, is dit belangrik om reflektors skoon te hou en dit gereeld te vervang. Om reflektors nie skoon te maak of te vervang nie, is 'n algemene bydraer tot onvoldoende uitharding.
Vir meer as 30 jaar het GEW die doeltreffendheid van sy uithardingstelsels verbeter, funksies en uitsette aangepas om aan die behoeftes van spesifieke toepassings en markte te voldoen, en 'n groot portefeulje van integrasie-bykomstighede ontwikkel. Gevolglik bevat vandag se kommersiële aanbiedinge van GEW kompakte behuisingsontwerpe, reflektors wat geoptimaliseer is vir groter UV-reflektansie en verminderde infrarooi, stil integrale sluitermeganismes, webrompe en -gleuwe, clam-shell webvoeding, stikstofinersie, positief onder druk geplaasde koppe, raakskerm-operateur-koppelvlak, vastetoestand-kragbronne, groter operasionele doeltreffendheid, UV-uitsetmonitering en afstandstelselmonitering.
Wanneer mediumdruk-elektrodelampe aan is, is die kwartsoppervlaktemperatuur tussen 600 °C en 800 °C, en die interne plasmatemperatuur is etlike duisende grade Celsius. Gedwonge lug is die primêre manier om die korrekte lampbedryfstemperatuur te handhaaf en van die uitgestraalde infrarooi energie te verwyder. GEW verskaf hierdie lug negatief; dit beteken dat lug deur die omhulsel, langs die reflektor en lamp getrek word, en uit die samestelling en weg van die masjien- of uithardingsoppervlak uitgeblaas word. Sommige GEW-stelsels soos die E4C gebruik vloeistofverkoeling, wat 'n effens groter UV-uitset moontlik maak en die algehele lampkopgrootte verminder.
Elektrodebooglampe het opwarm- en afkoelsiklusse. Lampe word met minimale afkoeling aangesteek. Dit laat die kwikplasma toe om tot die verlangde bedryfstemperatuur te styg, vrye elektrone en katione te produseer, en stroomvloei moontlik te maak. Wanneer die lampkop afgeskakel word, bly die afkoeling vir 'n paar minute aanhou loop om die kwartsbuis eweredig af te koel. 'n Lamp wat te warm is, sal nie weer aansteek nie en moet aanhou afkoel. Die lengte van die opstart- en afkoelsiklus, sowel as die agteruitgang van die elektrodes tydens elke spanningsaanval, is die rede waarom pneumatiese sluitermeganismes altyd in GEW-elektrodebooglampsamestellings geïntegreer word. Figuur 2 toon lugverkoelde (E2C) en vloeistofverkoelde (E4C) elektrodebooglampe.
FIGUUR 2 »Vloeistofverkoelde (E4C) en lugverkoelde (E2C) elektrodebooglampe.
UV LED-lampe
Halfgeleiers is soliede, kristallyne materiale wat ietwat geleidend is. Elektrisiteit vloei beter deur 'n halfgeleier as 'n isolator, maar nie so goed soos 'n metaalgeleier nie. Natuurlik voorkomende, maar nogal ondoeltreffende halfgeleiers sluit die elemente silikon, germanium en selenium in. Sinteties vervaardigde halfgeleiers wat ontwerp is vir uitset en doeltreffendheid, is saamgestelde materiale met onsuiwerhede wat presies binne die kristalstruktuur geïmpregneer is. In die geval van UV-LED's is aluminiumgalliumnitried (AlGaN) 'n algemeen gebruikte materiaal.
Halfgeleiers is fundamenteel vir moderne elektronika en word ontwerp om transistors, diodes, lig-emitterende diodes en mikroverwerkers te vorm. Halfgeleiertoestelle word in elektriese stroombane geïntegreer en binne produkte soos selfone, skootrekenaars, tablette, toestelle, vliegtuie, motors, afstandbeheerders en selfs kinderspeelgoed gemonteer. Hierdie klein maar kragtige komponente laat alledaagse produkte funksioneer terwyl dit ook items toelaat om kompak, dunner, liggewig en meer bekostigbaar te wees.
In die spesiale geval van LED's, straal presies ontwerpte en vervaardigde halfgeleiermateriale relatief smal golflengtebande van lig uit wanneer dit aan 'n GS-kragbron gekoppel word. Die lig word slegs opgewek wanneer stroom van die positiewe anode (+) na die negatiewe katode (-) van elke LED vloei. Aangesien LED-uitset vinnig en maklik beheerbaar en kwasi-monochromaties is, is LED's ideaal geskik vir gebruik as: aanwyserligte; infrarooi kommunikasieseine; agtergrondbeligting vir TV's, skootrekenaars, tablette en slimfone; elektroniese tekens, advertensieborde en jumbotrons; en UV-uitharding.
'n LED is 'n positief-negatiewe aansluiting (pn-aansluiting). Dit beteken dat een gedeelte van die LED 'n positiewe lading het en die anode (+) genoem word, en die ander gedeelte 'n negatiewe lading het en die katode (-) genoem word. Terwyl beide kante relatief geleidend is, is die aansluitingsgrens waar die twee kante ontmoet, bekend as die uitputtingsone, nie geleidend nie. Wanneer die positiewe (+) terminaal van 'n gelykstroom (GS) kragbron aan die anode (+) van die LED gekoppel is, en die negatiewe (-) terminaal van die bron aan die katode (-) gekoppel is, word negatief gelaaide elektrone in die katode en positief gelaaide elektronvakatures in die anode deur die kragbron afgestoot en na die uitputtingsone gestoot. Dit is 'n voorwaartse voorspanning, en dit het die effek om die nie-geleidende grens te oorkom. Die gevolg is dat vrye elektrone in die n-tipe gebied oorkruis en vakatures in die p-tipe gebied vul. Soos elektrone oor die grens vloei, gaan hulle oor na 'n toestand van laer energie. Die onderskeie daling in energie word uit die halfgeleier vrygestel as fotone van lig.
Die materiale en doteermiddels wat die kristallyne LED-struktuur vorm, bepaal die spektrale uitset. Vandag het kommersieel beskikbare LED-uithardingsbronne ultravioletuitsette gesentreer by 365, 385, 395 en 405 nm, 'n tipiese toleransie van ±5 nm, en 'n Gaussiese spektrale verspreiding. Hoe groter die piek spektrale bestraling (W/cm2/nm), hoe hoër die piek van die klokkromme. Terwyl UVC-ontwikkeling aan die gang is tussen 275 en 285 nm, is uitset, lewensduur, betroubaarheid en koste nog nie kommersieel lewensvatbaar vir uithardingstelsels en -toepassings nie.
Aangesien UV-LED-uitset tans beperk is tot langer UVA-golflengtes, straal 'n UV-LED-uithardingstelsel nie die breëband spektrale uitset uit wat kenmerkend is van mediumdruk-kwikdamplampe nie. Dit beteken dat UV-LED-uithardingstelsels nie UVC-, UVB-, die meeste sigbare lig- en hitte-genererende infrarooi golflengtes uitstraal nie. Alhoewel dit UV-LED-uithardingstelsels in meer hitte-sensitiewe toepassings gebruik kan word, moet bestaande ink, bedekkings en kleefmiddels wat vir mediumdruk-kwiklampe geformuleer is, herformuleer word vir UV-LED-uithardingstelsels. Gelukkig ontwerp chemiese verskaffers toenemend aanbiedinge as dubbele uitharding. Dit beteken dat 'n dubbele uithardingsformulering wat bedoel is om met 'n UV-LED-lamp uit te hard, ook met 'n kwikdamplamp sal uithard (Figuur 3).
FIGUUR 3 »Spektrale uitsetkaart vir LED.
GEW se UV-LED-uithardingstelsels straal tot 30 W/cm2 by die uitstralingsvenster uit. Anders as elektrodebooglampe, bevat UV-LED-uithardingstelsels nie reflektors wat ligstrale na 'n gekonsentreerde fokus rig nie. Gevolglik vind UV-LED-piekbestraling naby die uitstralingsvenster plaas. Die uitgestraalde UV-LED-strale divergeer van mekaar soos die afstand tussen die lampkop en die uithardingsoppervlak toeneem. Dit verminder die ligkonsentrasie en die grootte van die bestraling wat die uithardingsoppervlak bereik. Terwyl piekbestraling belangrik is vir kruisbinding, is 'n toenemend hoër bestraling nie altyd voordelig nie en kan dit selfs groter kruisbindingsdigtheid inhibeer. Golflengte (nm), bestraling (W/cm2) en energiedigtheid (J/cm2) speel almal kritieke rolle in uitharding, en hul kollektiewe impak op uitharding moet behoorlik verstaan word tydens die keuse van 'n UV-LED-bron.
LED's is Lambert-bronne. Met ander woorde, elke UV-LED straal 'n eenvormige voorwaartse uitset uit oor 'n volle 360° x 180° halfrond. Talle UV-LED's, elk in die orde van 'n millimetervierkant, word in 'n enkele ry, 'n matriks van rye en kolomme, of 'n ander konfigurasie gerangskik. Hierdie subsamestellings, bekend as modules of skikkings, word ontwerp met spasiëring tussen LED's wat vermenging oor gapings verseker en diodeverkoeling vergemaklik. Verskeie modules of skikkings word dan in groter samestellings gerangskik om verskillende groottes UV-uithardingstelsels te vorm (Figure 4 en 5). Bykomende komponente wat benodig word om 'n UV-LED-uithardingstelsel te bou, sluit in die hitteafvoerder, uitstralingsvenster, elektroniese drywers, GS-kragbronne, 'n vloeistofverkoelingstelsel of verkoeler, en 'n mensmasjien-koppelvlak (HMI).
FIGUUR 4 »Die LeoLED-stelsel vir web.
FIGUUR 5 »LeoLED-stelsel vir hoëspoed-multilampinstallasies.
Aangesien UV-LED-uithardingstelsels nie infrarooi golflengtes uitstraal nie, dra hulle inherent minder termiese energie na die uithardingsoppervlak oor as kwikdamplampe, maar dit beteken nie dat UV-LED's as koue uithardingstegnologie beskou moet word nie. UV-LED-uithardingstelsels kan baie hoë piekbestralingssterktes uitstraal, en ultravioletgolflengtes is 'n vorm van energie. Enige uitset wat nie deur die chemie geabsorbeer word nie, sal die onderliggende onderdeel of substraat sowel as omliggende masjienkomponente verhit.
UV-LED's is ook elektriese komponente met ondoeltreffendhede wat gedryf word deur die rou halfgeleierontwerp en -vervaardiging, sowel as vervaardigingsmetodes en komponente wat gebruik word om die LED's in die groter uithardingseenheid te verpak. Terwyl die temperatuur van 'n kwikdampkwartsbuis tussen 600 en 800 °C gehou moet word tydens werking, moet die LED se pn-voegtemperatuur onder 120 °C bly. Slegs 35-50% van die elektrisiteit wat 'n UV-LED-skikking aandryf, word omgeskakel na ultraviolet-uitset (hoogs golflengte-afhanklik). Die res word omgeskakel in termiese hitte wat verwyder moet word om die verlangde voegtemperatuur te handhaaf en gespesifiseerde stelselbestraling, energiedigtheid en eenvormigheid, sowel as 'n lang lewensduur, te verseker. LED's is inherent langdurige vastetoestandtoestelle, en die integrasie van LED's in groter samestellings met behoorlik ontwerpte en onderhoue verkoelingstelsels is van kritieke belang om langdurige spesifikasies te bereik. Nie alle UV-uithardingstelsels is dieselfde nie, en onbehoorlik ontwerpte en verkoelde UV-LED-uithardingstelsels het 'n groter waarskynlikheid van oorverhitting en katastrofiese faal.
Boog/LED Hibriede Lampe
In enige mark waar splinternuwe tegnologie bekendgestel word as 'n plaasvervanger vir bestaande tegnologie, kan daar huiwering wees oor aanvaarding sowel as skeptisisme oor prestasie. Potensiële gebruikers stel dikwels aanvaarding uit totdat 'n gevestigde installasiebasis gevorm word, gevallestudies gepubliseer word, positiewe getuigskrifte in massa begin sirkuleer, en/of hulle eerstehandse ervaring of verwysings van individue en maatskappye wat hulle ken en vertrou, verkry. Harde bewyse is dikwels nodig voordat 'n hele mark die oue heeltemal prysgee en ten volle na die nuwe oorskakel. Dit help nie dat suksesverhale geneig is om styf bewaarde geheime te wees nie, aangesien vroeë aanvaarders nie wil hê dat mededingers vergelykbare voordele moet realiseer nie. Gevolglik kan beide ware en oordrewe verhale van teleurstelling soms deur die mark weergalm en die ware voordele van nuwe tegnologie kamoefleer en die aanvaarding verder vertraag.
Deur die geskiedenis heen, en as 'n teenvoeter vir teësinnige aanvaarding, is hibriede ontwerpe gereeld omhels as 'n oorgangsbrug tussen gevestigde en nuwe tegnologie. Hibriede stel gebruikers in staat om selfvertroue te kry en self te bepaal hoe en wanneer nuwe produkte of metodes gebruik moet word, sonder om huidige vermoëns op te offer. In die geval van UV-uitharding, laat 'n hibriede stelsel gebruikers toe om vinnig en maklik tussen kwikdamplampe en LED-tegnologie te wissel. Vir lyne met verskeie uithardingsstasies, laat hibriede perse toe om 100% LED, 100% kwikdamp, of watter mengsel van die twee tegnologieë ook al vir 'n gegewe taak benodig word, te gebruik.
GEW bied boog/LED-hibriede stelsels vir web-omsetters. Die oplossing is ontwikkel vir GEW se grootste mark, smalweb-etiket, maar die hibriede ontwerp het ook gebruik in ander web- en nie-web-toepassings (Figuur 6). Die boog/LED bevat 'n gemeenskaplike lampkopbehuising wat óf 'n kwikdamp- óf LED-kasset kan akkommodeer. Beide kassette werk op 'n universele krag- en beheerstelsel. Intelligensie binne die stelsel maak onderskeid tussen kassettipes moontlik en verskaf outomaties die toepaslike krag-, verkoelings- en operateurkoppelvlak. Die verwydering of installering van enige van GEW se kwikdamp- of LED-kassette word tipies binne sekondes met 'n enkele inbussleutel gedoen.
FIGUUR 6 »Boog/LED-stelsel vir web.
Eksimerlampe
Eksimeerlampe is 'n tipe gasontladingslamp wat kwasi-monochromatiese ultravioletenergie uitstraal. Terwyl eksimeerlampe in talle golflengtes beskikbaar is, is algemene ultravioletuitsette gesentreer by 172, 222, 308 en 351 nm. 172-nm eksimeerlampe val binne die vakuum-UV-band (100 tot 200 nm), terwyl 222 nm uitsluitlik UVC (200 tot 280 nm) is. 308-nm eksimeerlampe straal UVB (280 tot 315 nm) uit, en 351 nm is soliede UVA (315 tot 400 nm).
172-nm vakuum UV-golflengtes is korter en bevat meer energie as UVC; hulle sukkel egter om baie diep in stowwe in te dring. Trouens, 172-nm golflengtes word volledig geabsorbeer binne die boonste 10 tot 200 nm van UV-geformuleerde chemie. Gevolglik sal 172-nm eksimeerlampe slegs die buitenste oppervlak van UV-formulerings kruisbind en moet in kombinasie met ander uithardingstoestelle geïntegreer word. Aangesien vakuum UV-golflengtes ook deur lug geabsorbeer word, moet 172-nm eksimeerlampe in 'n stikstof-geïnerte atmosfeer bedryf word.
Die meeste eksimeerlampe bestaan uit 'n kwartsbuis wat as 'n diëlektriese versperring dien. Die buis is gevul met edelgasse wat eksimeer- of eksipleksmolekules kan vorm (Figuur 7). Verskillende gasse produseer verskillende molekules, en die verskillende opgewekte molekules bepaal watter golflengtes deur die lamp uitgestraal word. 'n Hoëspanningselektrode loop langs die binneste lengte van die kwartsbuis, en grondelektrodes loop langs die buitelengte. Spannings word teen hoë frekwensies in die lamp gepulseer. Dit veroorsaak dat elektrone binne die interne elektrode vloei en oor die gasmengsel na die eksterne grondelektrodes ontlaai. Hierdie wetenskaplike verskynsel staan bekend as diëlektriese versperringontlading (DBD). Soos elektrone deur die gas beweeg, tree hulle in wisselwerking met atome en skep energieke of geïoniseerde spesies wat eksimeer- of eksipleksmolekules produseer. Eksimeer- en eksipleksmolekules het 'n ongelooflik kort lewensduur, en soos hulle van 'n opgewekte toestand na 'n grondtoestand ontbind, word fotone van 'n kwasi-monochromatiese verspreiding uitgestraal.
FIGUUR 7 »Eksimerlamp
Anders as kwikdamplampe, word die oppervlak van 'n eksimeerlamp se kwartsbuis nie warm nie. Gevolglik werk die meeste eksimeerlampe met min tot geen verkoeling nie. In ander gevalle word 'n lae vlak van verkoeling benodig wat tipies deur stikstofgas verskaf word. As gevolg van die lamp se termiese stabiliteit, is eksimeerlampe onmiddellik 'AAN/AF' en benodig geen opwarm- of afkoelsiklusse nie.
Wanneer eksimeerlampe wat teen 172 nm uitstraal, geïntegreer word in kombinasie met beide kwasi-monochromatiese UVA-LED-uithardingstelsels en breëbandkwikdamplampe, word matte oppervlakeffekte geproduseer. UVA LED-lampe word eers gebruik om die chemie te gel. Kwasi-monochromatiese eksimeerlampe word dan gebruik om die oppervlak te polimeriseer, en laastens kruisbind breëbandkwiklampe die res van die chemie. Die unieke spektrale uitsette van die drie tegnologieë wat in afsonderlike stadiums toegepas word, lewer voordelige optiese en funksionele oppervlakuithardingseffekte wat nie met enige een van die UV-bronne op sy eie bereik kan word nie.
Eksimeergolflengtes van 172 en 222 nm is ook effektief om gevaarlike organiese stowwe en skadelike bakterieë te vernietig, wat eksimeerlampe prakties maak vir oppervlakreiniging, ontsmetting en oppervlakenergiebehandelings.
Lamplewe
Wat die lamp- of gloeilamplewe betref, is GEW se booglampe gewoonlik tot 2 000 uur lank. Die lamplewe is nie absoluut nie, aangesien die UV-uitset geleidelik mettertyd afneem en deur verskeie faktore beïnvloed word. Die ontwerp en kwaliteit van die lamp, sowel as die bedryfstoestand van die UV-stelsel en die reaktiwiteit van die formuleringsmateriaal. Behoorlik ontwerpte UV-stelsels verseker dat die korrekte krag en verkoeling wat deur die spesifieke lamp- (gloeilamp-) ontwerp vereis word, verskaf word.
GEW-verskafde lampe (gloeilampe) bied altyd die langste lewensduur wanneer dit in GEW-uithardingstelsels gebruik word. Sekondêre toevoerbronne het gewoonlik die lamp van 'n monster omgekeerd ontwikkel, en die kopieë bevat moontlik nie dieselfde eindstuk, kwartsdeursnee, kwikinhoud of gasmengsel nie, wat alles die UV-uitset en hitteopwekking kan beïnvloed. Wanneer hitteopwekking nie gebalanseer word teen stelselverkoeling nie, ly die lamp in beide uitset en lewensduur. Lampe wat koeler loop, straal minder UV uit. Lampe wat warmer loop, hou nie so lank nie en kromtrek by hoë oppervlaktemperature.
Die lewensduur van elektrodebooglampe word beperk deur die lamp se bedryfstemperatuur, die aantal loopure en die aantal aanskakelings of ontbrandings. Elke keer as 'n lamp tydens die aanskakeling met 'n hoëspanningsboog getref word, slyt 'n bietjie van die wolframelektrode weg. Uiteindelik sal die lamp nie weer aansteek nie. Elektrodebooglampe bevat sluitermeganismes wat, wanneer dit geaktiveer word, UV-uitset blokkeer as 'n alternatief vir die herhaaldelike siklus van die lampkrag. Meer reaktiewe ink, bedekkings en kleefmiddels kan lei tot 'n langer lamplewe; terwyl minder reaktiewe formulerings meer gereelde lampveranderings mag vereis.
UV-LED-stelsels hou inherent langer as konvensionele lampe, maar die lewensduur van UV-LED's is ook nie absoluut nie. Soos met konvensionele lampe, het UV-LED's beperkings op hoe hard hulle aangedryf kan word en moet hulle oor die algemeen werk met aansluitingstemperature onder 120 °C. Oormatige aandrywing van LED's en onderverkoeling van LED's sal die lewensduur in gevaar stel, wat lei tot vinniger agteruitgang of katastrofiese mislukking. Nie alle UV-LED-stelselverskaffers bied tans ontwerpe wat aan die hoogste gevestigde lewensduur van meer as 20 000 uur voldoen nie. Die beter ontwerpte en onderhoue stelsels sal langer as 20 000 uur hou, en die minderwaardige stelsels sal binne baie korter vensters faal. Die goeie nuus is dat LED-stelselontwerpe aanhou verbeter en langer hou met elke ontwerp-iterasie.
Osoon
Wanneer korter UVC-golflengtes suurstofmolekules (O2) beïnvloed, veroorsaak dit dat suurstofmolekules (O2) in twee suurstofatome (O) verdeel. Die vrye suurstofatome (O) bots dan met ander suurstofmolekules (O2) en vorm osoon (O3). Aangesien trisuurstof (O3) minder stabiel op grondvlak is as dioksied (O2), keer osoon geredelik terug na 'n suurstofmolekule (O2) en 'n suurstofatoom (O) soos dit deur atmosferiese lug dryf. Vrye suurstofatome (O) kombineer dan weer met mekaar binne die uitlaatstelsel om suurstofmolekules (O2) te produseer.
Vir industriële UV-uithardingstoepassings word osoon (O3) geproduseer wanneer atmosferiese suurstof met ultravioletgolflengtes onder 240 nm in wisselwerking tree. Breëbandkwikdamp-uithardingsbronne straal UVC uit tussen 200 en 280 nm, wat 'n deel van die osoongenererende gebied oorvleuel, en eksimeerlampe straal vakuum-UV uit teen 172 nm of UVC teen 222 nm. Osoon wat deur kwikdamp en eksimeer-uithardingslampe geskep word, is onstabiel en nie 'n beduidende omgewingsrisiko nie, maar dit is nodig dat dit uit die onmiddellike omgewing rondom werkers verwyder word, aangesien dit 'n respiratoriese irritant en toksies op hoë vlakke is. Aangesien kommersiële UV-LED-uithardingstelsels UVA-uitset tussen 365 en 405 nm uitstraal, word osoon nie gegenereer nie.
Osoon het 'n reuk soortgelyk aan die reuk van metaal, 'n brandende draad, chloor en 'n elektriese vonk. Menslike reuksintuie kan osoon so laag as 0.01 tot 0.03 dele per miljoen (dpm) opspoor. Alhoewel dit per persoon en aktiwiteitsvlak verskil, kan konsentrasies groter as 0.4 dpm lei tot nadelige respiratoriese effekte en hoofpyn. Behoorlike ventilasie moet op UV-uithardingslyne geïnstalleer word om werkers se blootstelling aan osoon te beperk.
UV-uithardingstelsels word oor die algemeen ontwerp om die uitlaatlug te beperk soos dit die lampkoppe verlaat sodat dit weg van operateurs en buite die gebou gelei kan word waar dit natuurlik in die teenwoordigheid van suurstof en sonlig verval. Alternatiewelik bevat osoonvrye lampe 'n kwartstoevoeging wat osoongenererende golflengtes blokkeer, en fasiliteite wat kanale of gate in die dak wil vermy, gebruik dikwels filters by die uitgang van uitlaatwaaiers.
Plasingstyd: 19 Junie 2024
