LED-UV par rapport au séchage avec des lampes UV traditionnelles avec des imprimantes à plat

Qu'entend-on par lampe UV traditionnelle ?

Les lampes UV utilisées par les imprimantes grand format pour sécher les encres à séchage UV sont principalement des lampes à arc qui fonctionnent à l'argon et au mercure. Ces lampes sont basées sur une technologie développée à la fin du 19ème siècle et optimisée au fil des ans.

Sans entrer dans les détails, le principe se résume à ceci : l'électricité est placée entre 2 électrodes, le gaz est une résistance qui fait monter rapidement la température dans la lampe et le mercure présent s'évapore. Grâce à un procédé chimique, le mercure produira un rayonnement de 200 à 400 nanomètres. En mélangeant des halogénures métalliques dans le mercure, vous pouvez vous assurer qu'une lampe atteindra sa puissance maximale en termes de puissance UV à certaines longueurs d'onde, ce qui vous permettra d'ajuster une lampe aux propriétés de séchage d'une encre donnée.

Le verre utilisé dans une lampe UV au mercure est le quartz car c'est le seul type de verre qui laisse passer la lumière UV et qui résiste également aux températures élevées.

Utilisation d'une lampe UV traditionnelle.

Lors du démarrage d'une lampe UV, nous voyons d'abord un faible rayonnement. La plus grande partie du courant électrique est convertie en chaleur afin que le mercure puisse s'évaporer. Ce n'est que lorsque tout le mercure s'est évaporé que le spectre UV optimal est atteint, ce qui permet de sécher les encres UV.

Lorsque la lampe est éteinte, elle doit d'abord refroidir complètement et tout le mercure doit se condenser avant de pouvoir redémarrer. Ça peut prendre une quantitéminute. Parce que ce temps d'attente est un problème, les imprimantes UV qui utilisent des lampes traditionnelles utilisent des volets qui s'ouvrent et se ferment. Ce n'est que lorsqu'elles sont ouvertes que la lumière UV entre en contact avec l'encre et que le durcissement a lieu.

Refroidissement.

En raison de la forte production de chaleur des lampes à gaz au mercure, il est nécessaire de prévoir des systèmes de refroidissement avancés en plus des volets. Si aucune chaleur n'est dissipée, elle s'accumulera et la température atteindra des valeurs qui peuvent faire fondre le verre et le boîtier qui l'entoure et même provoquer un incendie. C'est pourquoi il est très important de vérifier régulièrement le système de refroidissement.

Usure des lampes.

Les lampes à gaz au mercure ont une durée de vie limitée. Pour les imprimantes UV, ce délai est généralement limité à environ 700 à 1000 heures. Pendant la durée de vie, l'efficacité est considérablement réduite car le matériau de l'électrode s'écoule et se fixe sur le verre de quartz. Cela se manifeste par une sorte de dépôt qui réduit la perméabilité du verre, ce qui réduit l'énergie UV qui peut être émise. Plus les lampes sont allumées et éteintes, plus ce processus de vieillissement est rapide.

Si vous avez une imprimante avec des lampes à mercure, il est préférable de mesurer régulièrement la sortie UV. Il est également préférable de nettoyer régulièrement la lampe et les réflecteurs avec de l'alcool isopropylique. Il est très important de ne pas toucher les lampes avec les mains, car la graisse qui reste dans la lampe brûlera dans la lampe, ce qui réduira la puissance UV.

Aspects environnementaux des lampes à gaz au mercure.

Bien sûr, le mercure est présent dans les lampes à gaz au mercure, ce qui est très dommageable pour l'environnement. Ces lampes doivent donc être éliminées comme déchets chimiques spéciaux.

Après cela, les lampes à gaz au mercure sont de véritables gourmands en énergie. Seule une petite partie de cette énergie est convertie en lumière UV. La plus grande partie est convertie en chaleur, qui à son tour nécessite un refroidissement, ce qui, là encore, nécessite beaucoup d'énergie.

Les anciens types de lampes au mercure produisent également de l'ozone. Ce n'est plus le cas avec les lampes à gaz au mercure plus récentes.

Technologie LED-UV par rapport aux lampes UV traditionnelles.

Contrairement aux lampes au mercure, les lampes LED-UV sont relativement récentes. Ces lampes n'ont été développées qu'au cours des 15 dernières années environ et sont faites de semi-conducteurs. Cette technologie offre d'énormes avantages par rapport aux lampes à gaz au mercure.

Les lampes UV traditionnelles émettent de l'énergie dans une large gamme de longueurs d'onde, dont seulement 20 % se situent dans la gamme utile des UV. Plus de 50 % se trouvent dans la zone infrarouge, ce qui produit de la chaleur. D'autre part, avec les lampes LED-UV, l'énergie est presque entièrement dans le domaine UV.

Les lampes UV traditionnelles, comme nous l'avons expliqué ci-dessus, ont une efficacité décroissante et doivent souvent être remplacées après environ 700 heures. Les lampes LED-UV, par contre, ont une longue durée de vie. En principe, il n'y a pas d'usure et dans de nombreux cas, une lampe LED-UV dure toute la durée de vie d'une imprimante. Comme la puissance UV est également constante, il n'est pas nécessaire de la mesurer et il n'est donc pas nécessaire d'acheter d'équipement de mesure.

Les lampes LED-UV sont allumées et éteintes en permanence. Cela n'est pas possible avec les lampes traditionnelles car elles nécessitent un temps de préchauffage et de refroidissement. Le processus de vieillissement est également accéléré chaque fois que les lampes sont allumées et éteintes. Les lampes traditionnelles nécessitent donc des volets, ce qui n'est pas le cas des lampes LED-UV.

Les lampes LED-UV ne sont pas un problème pour les matériaux sensibles à la chaleur. Le carton ondulé, le carton alvéolaire, le carton nid d'abeille, le carton rechapé, ... ainsi que les quantitéplastiques ont la capacité de se recourber ou de se déformer lorsqu'ils sont chauffés localement. Cela pourrait entraîner un choc à la tête, ce qui pourrait endommager les têtes d'impression. Comme les imprimantes LED-UV ne produisent pas de chaleur, ce problème ne se pose pas.

Les imprimantes UV avec des lampes UV traditionnelles sont généralement équipées de systèmes de refroidissement complexes avec une grande capacité de refroidissement. Aussi les lampes LED-UV sont généralement fournies avec le refroidissement, mais ceci est généralement limité à des systèmes simples tels que quelques ailettes de refroidissement avec des ventilateurs montés sur elles.

Les lampes LED-UV ne consomment qu'une fraction de l'énergie dont une lampe à gaz au mercure traditionnelle a besoin. Il n'y a pas non plus de temps de démarrage pendant lequel l'énergie est consommée et peu d'énergie est nécessaire pour assurer le refroidissement. Cela permet d'économiser au moins 85 % sur les coûts énergétiques. Par exemple, la consommation de la lampe LED-UV, y compris les ventilateurs qui assurent le refroidissement sur, par exemple, une Mimaki JFX200 est d'environ 80 watts. Une lampe à vapeur de mercure typique utilisée sur un appareil similaire consomme rapidement 1200 watts.

La production d'électricité statique peut avoir plusieurs causes, mais la combinaison de l'air sec et de la turbulence causée par le déplacement du chariot de l'imprimante est une cause très importante. La chaleur produite par les lampes UV traditionnelles sèche l'air sous le chariot, provoquant une charge statique des substrats, ce qui peut entraîner des problèmes de qualité d'impression. Si vous avez une imprimante à plat avec des lampes traditionnelles, il est préférable de prévoir un système d'humidification professionnel pour éviter cela.

Aspects liés à la sécurité.

Les lampes UV au mercure traditionnelles émettent un large spectre d'énergie, y compris les rayons UV-B et UV-C. Ces lampes sont très dangereuses pour la santé de l'opérateur, mais normalement ces lampes fonctionnent dans un boîtier à obturateur verrouillé, de sorte qu'il est peu probable que l'opérateur entre en contact direct avec cette lumière UV nocive.

Les lampes LED-UV n'émettent que des UV-A et donc pas de lumière UV-B ou UV-C. Les UV-B et UV-C sont beaucoup plus nocifs pour les yeux et la peau que les UV-A, mais aussi avec ces derniers il faut faire attention.

Compte tenu de tous ces avantages, pourquoi toutes les imprimantes ne fonctionnent-elles pas avec la technologie LED-UV ?

La raison principale est que la technologie LED-UV n'est disponible que depuis quelques années pour obtenir un bon durcissement. Ces innovations techniques proviennent d'une part des fabricants de UV-LEDs qui produisent des unités plus puissantes, mais d'autre part des fabricants d'encres qui ont développé des encres qui obtiennent un processus de séchage complet nécessitant moins d'intensité de lumière UV. Ces développements sont tous relativement récents (environ 5 ans) donc tout le monde n'a pas encore franchi le pas.

Il y a bien sûr une plus longue expérience avec la technologie des lampes à mercure-uv. Elle s'est imposée dans le monde de l'impression, passant du monde de la flexographie et de la sérigraphie où cette technologie est utilisée depuis des années. Le développement d'encres pour cette technologie a également bénéficié de l'expérience des encres flexo et sérigraphiques.

Enfin, il y a le coût. Du côté des coûts, il est vrai que pendant longtemps les lampes LED-UV et le mécanisme de contrôle autour d'elles ont été très coûteux. La mise en œuvre d'un système UV traditionnel était moins coûteuse, même en tenant compte de tous les coûts supplémentaires liés au refroidissement et aux volets roulants. Aujourd'hui, ce n'est plus le cas et l'investissement de mise en œuvre est comparable aux avantages pour l'utilisateur en termes de coût des lampes, de consommation d'énergie et de facilité d'utilisation après achat.

Nos conseils. Si vous voulez investir dans une imprimante UV, assurez-vous qu'il s'agit d'une imprimante à séchage LED. Les avantages parlent d'eux-mêmes.

Dimix fournit des imprimantes à plat, des imprimantes roll-to-roll et même des systèmes d'impression et de découpe Mimaki qui utilisent cette technique LED-uv écologique.