UV Curing Technical Information

ความรู้เบื่องต้น UV CURING

ความรู้เรื่อง UV Curing มีมาหลายสิบปี แต่เพิ่งนำมาใช้ในอุตสาหกรรมย้อนไปไม่นานมากนัก โดยปัจจุบัน UV curing ใช้งานในอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลาย ทั้งงานพิมพ์สกรีน งานพิมพ์ออฟเซต งานผลิตชิ้นส่วนอิเลคทรอนิกส์ งานพิมพ์สติกเกอร์ งานทำพื้นไม้ งานก่อนพิมพ์ และงานต่างๆ อีก มากมาย ทั้งนี้เนื่องจาก งาน UV Curing สามารถลดต้นทุนด้านเวลาลงได้อย่างมาก เนื่องจากความเร็วในการทำแห้งที่รวดเร็วนั่นเอง อีกทั้งยังสามารถลดมลพิษภายในโรงงานได้มาก เนื่องจากระบบยูวีสามารถทดแทนระบบ Solvent ซึ่งช้าและก่อมลพิษสูง

โดยทั่วไปงานยูวีมีหลายประเภท แต่งาน UV Curing เป็นการใช้คลื่นแสงยูวีย่าน UVA (ความยาวคลื่นแสงย่าน 320-395 นาโนเมตร) นำมาใช้ทำปฏิกิริยาให้สีแห้ง (สีต้องมีน้ำยาที่ทำปฏิกิริยากับแสงยูวีด้วย นั่นคือสียูวี)

ส่วนย่านคลื่นแสง UVB ( ความยาวคลื่นแสง 280-320 นาโนเมตร ) ใช้ในวงการแพทย์ สำหรับรักษาโรคผิวหนัง ย่านคลื่นแสง UVC (ความยาวคลื่น 200-280 นาโนเมตร) สำหรับไว้ฆ่าเชื้อโรคทั้งในน้ำและในอากาศ

โดยทั่วไปคลื่นแสงที่เป็นอันตรายต่อมนุษย์คือคลื่นแสงช่วงสั้น (ย่าน UVC and UVB) และเนื่องจากหลอด UV Curing ให้คลื่นแสงที่กว้างมาก (จาก UVC ถึง คลื่น Infrared ซึ่งเป็นคลื่นความร้อน) หลอด UV Curing จึงทำอันตรายต่อผิวหนังและสายตา ฉะนั้นจึงควรหลีกเลี่ยงในจากถูกฉายแสงจากหลอดยูวีทั้งทางตรง และจากแสงสะท้อน เนื่องจากหลอด UV Curing สามารถปล่อยแสงยูวีอย่างเข้มข้นออกมา

ทั้งนี้จะสังเกตว่าหลอด UV Curing จะปล่อยความร้อนออกมาขณะหลอดใช้งานที่สูงมาก จริงๆความร้อนเกิดจากคลื่นแสง Infrared นั่นเอง ซึ่งจริงๆแล้ว การใช้ UV Curing ระบบไม่ต้องการความร้อนเข้ามาทำให้ยูวีแห้งแต่อย่างใด หากใช้แต่คลื่นแสงในการทำให้เคมีแห้ง (Photo Initiator) โดยความร้อนที่เกิดขึ้น ค่อนข้างสูง จำเป็นต้องมีการระบายความร้อนด้วยเครื่องดูด ขณะเปิดใช้งาน มิฉะนั้น หลอดยูวีจะร้อนและบวม หรืองอเป็นกล้วย และสูญเสียความสามารถในการ Curing ไปในที่สุด

หลอด UV Curing ตัวหลอดแก้ว จะทำด้วย Silica Quartz ซึ่งมีคุณสมบัติคือ

1. มีความใสมากสามารถให้แสงยูวีทะลุผ่านได้ดี
2. มีการทนร้อนได้สูงมาก คือมีจุดที่ทำให้ Quartz เริ่มเปลี่ยนรูปที่ 1075 องศาเซลเซียส

โดยไม่สามารถใช้กระจกทั่วไป ที่มีการเจือปนสูงและทำให้แสงยูวีทะลุผ่านได้ไม่ดี และอีกทั้งยังไม่สมารถทนร้อนได้สูงเท่าแก้วควอทซ์ด้วย โดยกระจกทั่วไปจะมีจุดหลอมละลายที่ เพียง 800 องศาเซลเซียส เท่านั้น

โดยทั่วไปสำหรับงาน UV Curing (ไม่นับรวมหลอดยูวีฟลูออเรสเซ้นต์ซึ่งให้ค่าแสงยูวีต่ำ) ในตลาดจะนิยมใช้หลอดยูวี 3 ชนิดด้วยกันคือ

1. Mercury Lamp
2. Metal Halide (Iron Iodide)
3. Metal Halide (Gallium Iodide)

1. Mercury Lamp เป็นหลอดยอดนิยม ภายในหลอดบรรจุสารปรอท ให้คลื่นแสงยูวี A ที่ความยาวคลื่นสูงสุด 365 นาโนเมตร ใช้ในวงการพิมพ์ สกรีน เคลือบวานิช และต่างๆมากมาย เนื่องจากเป็นหลอดที่มีต้นทุนถูกที่สุดในบรรดา หลอด 3 ชนิด หลอดชนิดนี้จะถูกพัฒนาให้มีกำลังไฟฟ้าตั้งแต่ 200 , 300 , 400 วัตต์ต่อนิ้ว แสงของหลอดจะออกสีขาวเหลือง โดยหลอดใหม่จะให้ค่าแสงยูวีที่ 200-300 MJ / CM Square / Second ที่ความสูงไม่มากกว่า 20 ซม. โดยทั่วไปหลอดสามารถใช้ได้ไม่น้อยกว่า 1000 ชั่วโมง โดยยังคงมีแสงยูวีปล่อยออกมาถึง 75% ที่ 1000 ชั่วโมงการใช้งาน

2. Iron Metal Halide Lamp เป็นหลอดปรอทที่ใสสาร Iron Iodide ที่ให้คลื่นแสงยูวี A ที่ความยาวคลื่นสูงสุด 385 นาโนเมตร มีความสามารถให้การทำสีหรือเคมีแห้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้สีที่ทำแห้งยากอย่างสีดำ หรือการปาดสีที่มีความนูนหนา เนื่องจากประสิทธิภาพใจการซอกซอนเข้าไปในชั้นสีนั่นเอง และเหมาะกับงานที่ต้องใช้ความเร็วในการทำแห้งหลอดชนิดนี้จะถูกพัฒนาให้มีกำลังไฟฟ้าตั้งแต่ 300 , 400, กระทั้ง ถึง 500 วัตต์ต่อนิ้ว แสงของหลอดจะออกสีขาวฟ้าโดยหลอดใหม่จะให้ค่าแสงยูวีที่ 300-400 MJ / CM Square / Second หลอดชนิดนี้เหมาะสำหรับงานพิมพ์ Offset , Flexography หรืองานพิมพ์ที่ต้องใช้ความรวดเร็วในการผลิตชิ้นงาน

3. Gallium Metal Halide Lamp เป็นหลอดที่ ให้คลื่นแสง UV V ที่ความยาวคลื่นสูงสุด 415 นาโนเมตร หลอดชนิดนี้เหมาะสำหรับงาน Prepress เช่นการถ่ายบล็อกสกรีน, ถ่ายเพลท เป็นต้น แสงจะออกสีม่วง หลอดชนิดนี้มักเป็นหลอดมาตรฐานที่ให้ให้กำลังวัตต์ที่แน่นอน โดยหลอด 3000 วัตต์เป็นหลอดที่พบมากสุด และยังมีหลอด 1000 วัตต์ 2000 วัตต์หรือ 5000 วัตต์ เป็นต้น และหลอดประเภทนี้จะเป็นหลอดที่จุดติดทันที (Rapid Start) เนื่องจากใช้ถ่ายงานในระยะเวลาอันสั้นนั่นเอง สังเกตุได้จากหลอดยูวีประเภทนี้จะมีลวดคาดไว้เพื่อให้ง่ายต่อการจุดติด

โดยทั่วไปหลอดเมื่อใช้ไปนานเข้า จะเริ่มเสื่อมสภาพ หมายความว่าแสงยูวีจะลดน้อยลง แม้ว่าจะยังมีแสงออกมาจากหลอดไฟยูวีก็ตามแต่ เหตุแห่งความเสื่อม เนื่องจากแก้วควอทซ์จะเริ่มไม่ใสมีความขุ่นที่หลอดแก้ว สารปรอทและอิเลคโทรดเริ่มเสื่อม รวมทั้งปัจจัยภายนอกเช่นการมีฝุ่นผงจับที่หลอด หรือการระบายความร้อนที่ไม่เหมาะสมเป็นต้น โดยทั่วไปหลอดยูวีที่ดีจะสามารถผลิตแสงยูวีอย่างเพียงพอในการทำแห้งใน 1000 ชั่วโมงแรก หากรักษาสภาพแวดล้อมดีดี จะสามารถใช้งานหลอดได้อีกหลังจาก 1000 ชั่วโมงได้นานพอสมควรทีเดียว

วิธียืดอายุหลอดยูวี

Excessive Start การเปิดเครื่องถี่เกินไป

หลีกเลี่ยงการเปิดเครื่องขณะเครื่องเย็นถี่เกินไป เมื่อหลอดยูวีถูกเดินเครื่องใหม่ๆ ความดันภายในจะต่ำอยู่ กระแสไฟที่ผ่านตัว หลอดจะยังไม่ดี ทำให้เกิดละอองของทังสเตนเปื้อนที่หลอด ซึ่งทำให้อายุของหลอดจะสั้นลง การเดินเครื่องด้วยกำลังสูง เพื่อลดเวลาในการเริ่มเดินเครื่องจึงเป็นทางแก้อันหนึ่ง การสตาร์ทที่บ่อยเกินไปยังทำให้ขั้วหลอดดำและลามไปทั่วหลอด ยังผลให้รังสีออกมาได้ไม่ดี เพราะฉะนั้นควรรวบรวมงานให้มากพอเพื่อหลีกเลี่ยงการที่ต้องเดินเครื่องใหม่หลายๆ รอบ

Check the Reflector and Cooling System ตรวจสภาพของแผ่นสะท้อนและระบบระบายความร้อน

ตรวจสภาพแผ่นสะท้อน Reflector เพื่อให้แน่ใจว่าสะอาดและไม่บิดเบี้ยวซึ่งอาจเกิดขึ้นได้จากรังสีความร้อนการเปลี่ยน แผ่นสะท้อนเป็นครั้งคราวอาจเป็นเรื่องจำเป็นในการยึดอายุหลอดและอุปกรณ์ต่างฯ ไส้กรองที่อุดตันและสิ่งสกปรกที่ช่องเป่าลม อาจทำให้ระบบระบายความร้อนมีปัญหา ซึ่งทำให้เกิดการลดลงของกำลังไฟ และทำให้รังสีแสงอ่อนลง การเปลี่ยนไส้กรอง และทำความสะอาดที่ช่องเป่าลมจะสามารถทำให้ระบบความเย็นมีประสิทธิภาพและเป็นการป้องกันไม่ให้หลอดโค้งงอจาก ความร้อน อย่างไรก็ตามการโค้งงอของหลอดเป็นเรื่องที่สังเกตุยากจึงควรทำระบบระบายความร้อนให้สมบูรณ์อยู่เสมอ

Install Lamps with Care ติดตั้งหลอดยูวีด้วยความระมัดระวัง

ดูคู่มือการติดตั้งอย่างละเอียด ก่อนการติดตั้ง หลีกเลี่ยงการสัมผัสหลอดด้วย ฝ่ามือโดยตรง ควรสวมถุงมือหรือใช้ผ้าสะอาดจับตัวหลอด ควรใช้ผ้า ชุบแอลกอฮอร์เพื่อลบลอยนิ้วมือก่อนใช้งาน ควรแน่ใจว่าสายไฟถูกสวมให้แน่น และอุปกรณ์ไม่ชำรุดเสียหาย ช่องเสียบหลอดต้องใส่หลอด

วิธีแก้ปัญหาในเบื่องต้น