Qu'entendons-nous par lampe UV traditionnelle ?
Les lampes UV utilisées dans les imprimantes grand format pour sécher les encres à séchage UV sont généralement des lampes à arc utilisant de l'argon et du mercure. Ces lampes sont basées sur une technologie développée à la fin du 19ème siècle et optimisée au fil des années.
Sans entrer dans les détails, le principe se résume à ceci : l'électricité est placée entre deux électrodes, le gaz présent provoque une résistance de sorte que la température dans la lampe augmente rapidement et que le mercure commence à s'évaporer. Par un processus chimique, le mercure produit un rayonnement compris entre 200 et 400 nanomètres. En mélangeant des halogénures métalliques au mercure, on peut s'assurer que la puissance UV d'une lampe culmine à certaines longueurs d'onde, ce qui peut être utilisé pour adapter une lampe aux propriétés de durcissement d'une encre particulière.
Le verre utilisé dans une lampe UV à mercure est du quartz, car c'est le seul type de verre qui permet à la lumière UV de passer tout en résistant aux températures élevées. Utilisation d'une lampe UV traditionnelle.
Lors de l'allumage d'une lampe UV, on observe d'abord un faible rayonnement. La majeure partie du courant électrique est convertie en chaleur pour que le mercure puisse s'évaporer. Ce n'est que lorsque tout le mercure s'est évaporé que le spectre UV optimal est atteint pour le séchage des encres UV.
Lorsque la lampe est éteinte, elle doit d'abord refroidir complètement et tout le mercure doit se condenser avant de pouvoir être rallumée. Cela peut prendre plusieurs minutes. Ce temps d'attente étant problématique, les imprimantes UV qui utilisent des lampes traditionnelles sont dotées de volets qui s'ouvrent et se ferment. Ce n'est que lorsqu'ils sont ouverts que la lumière UV entre en contact avec l'encre et que le durcissement a lieu.
Refroidissement.
En raison de l'importante production de chaleur des lampes à gaz de mercure, il est nécessaire de prévoir des systèmes de refroidissement avancés en plus des obturateurs. Si la chaleur n'est pas dissipée, elle s'accumule et la température augmente jusqu'à des valeurs qui peuvent faire fondre le verre et le boîtier qui l'entoure, voire provoquer un incendie. Il est donc très important de vérifier régulièrement le système de refroidissement.
L'usure des lampes.
Les lampes à gaz de mercure ont une durée de vie limitée. Pour les imprimantes UV, cette durée est généralement limitée à environ 700 à 1000 heures. Au cours de la période d'utilisation, l'efficacité commence à diminuer de manière significative, car le matériau de l'électrode se détache et se dépose sur le verre de quartz. Cela se manifeste par une sorte de dépôt qui réduit la perméabilité du verre, ce qui diminue la quantité d'énergie UV pouvant être émise. Plus on allume et éteint les lampes, plus ce processus de vieillissement est rapide.
Si vous possédez une imprimante équipée de lampes à gaz de mercure, il est préférable de mesurer régulièrement la production d'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 brûle dans la lampe, ce qui réduit l'émission d'UV.
Aspects environnementaux des lampes à gaz au mercure.
Les lampes à gaz au mercure contiennent évidemment du mercure, qui est très nocif pour l'environnement. Par conséquent, ces lampes doivent être éliminées comme des déchets chimiques spéciaux.
Ensuite, les lampes à gaz de mercure sont de véritables consommateurs d'énergie. Seule une petite partie de cette énergie est convertie en lumière UV. La plus grande partie est convertie en chaleur, qui nécessite à son tour un refroidissement, ce qui consomme également 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.
La technologie LED-UV par rapport aux lampes UV traditionnelles.
Les lampes LED-UV, contrairement aux lampes à mercure, sont relativement récentes. Elles n'ont été développées qu'au cours des 15 dernières années environ et sont constituées de semi-conducteurs. Cette technologie présente d'énormes avantages par rapport aux lampes à gaz de mercure.
Les lampes UV traditionnelles émettent de l'énergie dans un large spectre de longueurs d'onde, dont seulement 20 % se situent dans la gamme utile des UV. Plus de 50 % se situent dans la région infrarouge, ce qui produit de la chaleur. En revanche, avec les lampes UV à LED, l'énergie se situe presque entièrement dans la gamme des UV.
Les lampes UV traditionnelles, comme nous l'avons expliqué plus haut, ont une efficacité décroissante et doivent souvent être remplacées après environ 700 heures. Les lampes UV à LED, en revanche, ont une longue durée de vie. Il n'y a pratiquement pas d'usure et, dans de nombreux cas, une lampe LED-UV durera toute la vie utile d'une imprimante. Comme l'émission d'UV est également constante, il n'est pas nécessaire de la mesurer et, par conséquent, d'acheter des appareils de mesure.
Les lampes LED-UV sont allumées et éteintes en continu. Cela n'est pas possible avec les lampes traditionnelles car elles nécessitent un temps de chauffe et un temps de refroidissement. Le processus de vieillissement est également accéléré à chaque fois que les lampes sont allumées et éteintes. Par conséquent, les lampes traditionnelles nécessitent des obturateurs, ce qui n'est pas le cas des lampes LED-UV.
Les lampes LED-UV ne posent aucun problème pour les matériaux sensibles à la chaleur. Le carton ondulé, le carton alvéolé, le carton recyclé, ... ainsi qu'un certain nombre de matières plastiques ont la propriété de s'enrouler ou de se déformer lorsqu'ils sont chauffés localement. Cette déformation peut entraîner un écrasement de la tête d'impression, ce qui peut l'endommager. Les imprimantes LED-UV ne produisant pas de chaleur, ce problème ne se pose pas.
Les imprimantes UV dotées de lampes UV traditionnelles sont généralement équipées de systèmes de refroidissement complexes dotés d'une grande capacité de refroidissement. Les lampes LED-UV sont également équipées d'un système de refroidissement, mais celui-ci se limite généralement à des systèmes simples tels que des ailettes de refroidissement sur lesquelles sont montés des ventilateurs.
Les lampes LED-UV ne consomment qu'une fraction de l'énergie nécessaire à une lampe à gaz de mercure traditionnelle. 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 % des coûts énergétiques. Par exemple, la consommation de la lampe LED-UV, y compris les ventilateurs qui assurent le refroidissement sur un Mimaki JFX200, est d'environ 80 watts. Une lampe à gaz de mercure typique utilisée sur un appareil similaire consomme rapidement 1200 watts.
La production d'électricité statique peut avoir plusieurs causes, mais la combinaison d'air sec et de turbulences causées par le mouvement de va-et-vient du chariot de l'imprimante en est une très importante. La chaleur produite par les lampes UV traditionnelles assèche l'air sous le chariot, ce qui a pour effet de charger les substrats en électricité statique, ce qui peut entraîner des problèmes de qualité d'impression. Ceux qui possèdent une imprimante à plat équipée de lampes traditionnelles doivent donc prévoir un système d'humidification professionnel pour remédier à ce problème.
Aspects liés à la sécurité.
Les lampes UV traditionnelles au mercure émettent un large spectre d'énergie, y compris des rayons UV-B et UV-C. Ces derniers sont très dangereux pour l'opérateur. Ces derniers sont très dangereux pour la santé de l'opérateur, mais ces lampes fonctionnent normalement dans une enceinte fermée et il y a donc peu de chances que l'opérateur entre en contact direct avec cette lumière UV nocive.
Les lampes UV à LED n'émettent que des UV-A et donc pas d'UV-B ni d'UV-C. Les UV-B et les UV-C sont beaucoup plus nocifs pour la santé. Les UV-B et les UV-C sont beaucoup plus nocifs pour les yeux et la peau que les UV-A, mais il faut également faire attention à ces derniers.
Compte tenu de tous ces avantages, pourquoi toutes les imprimantes n'utilisent-elles pas la technologie LED-UV ?
La principale raison est qu'il n'y a que quelques années que la technologie LED-UV permettant un bon séchage est disponible. Ces innovations techniques proviennent des fabricants de LED UV qui mettent sur le marché des unités plus puissantes, mais aussi des fabricants d'encres qui ont développé des encres permettant d'obtenir un durcissement complet avec une intensité moindre de la lumière UV. Ces développements sont encore relativement récents (environ 5 ans) et tout le monde n'a pas encore franchi le pas.
La technologie des lampes à mercure-uv a bien sûr une plus longue expérience. Le monde de l'imprimerie l'a adoptée à partir 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 acquise avec les encres de flexographie et de sérigraphie.
Enfin, il y a la question du coût. Pendant longtemps, les lampes LED-UV et le mécanisme de contrôle qui les entoure ont été très coûteux. Il était moins coûteux de mettre en œuvre un système UV traditionnel, même en tenant compte de tous les coûts supplémentaires liés au refroidissement et aux volets. Aujourd'hui, ce n'est plus le cas et l'investissement pour la mise en œuvre est similaire, avec des avantages après l'achat pour l'utilisateur en termes de coûts des lampes, de consommation d'énergie et de facilité d'utilisation.
Notre conseil. Si vous souhaitez investir dans une imprimante UV, veillez à ce qu'elle soit équipée d'un système de séchage par LED. Les avantages parlent d'eux-mêmes.
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