UV kurutma

UV kurutma  işlemi ultraviyole (morötesi) ışınlar ve görünür ışınlar yardımı ile polimer yapıdaki UV Mürekkeplerinin fotokimyasal çapraz reaksiyona girerek kurutulması işlemidir. UV Kurutma işlemi; baskı, kaplama ve dekorasyon alanında anahtar bir üründür. Bu işlem düşük ısılarda, yüksek hızda ve solvent işlemine göre buharlaşma yolu ile değil polimerizasyon tekniği ile kurumaktadır. İlk olarak 1960'larda ortaya çıkan teknoloji, artırılarak birçok üretim endüstrisinde kullanılmaya başlanmıştır.

UV kurutma işlemi kaplama ve mürekkep kurutma uygulamalarında kullanılmaktadır. Ayrıca serigrafi baskıda kullanılan tişört, silindirik ve tekstil bazlı yüzeylerde UV kurutma sistemleri tercih edilmektedir. Solvent bazlı boyalar gibi uçuculuğu bulunmadığından dolayı insan sağlığına da olumsuz bir etkisi bulunmamaktadır. Ahşap sanayinde, müzik enstrümanlarında (gitar, keman vb.) son katman cilalarda kullanılmaktadır. UV kurutmaya uygun mürekkepler ile  plastik, cam, ahşap, foreks, kanvas, metal, köpük ve fayans gibi birçok farklı yüzeyde baskı yapabilme imkânı tanımaktadır.[1] Bu mürekkepler verimli bir şekilde baskı sektörünün ihtiyacını karşılamaktadır.

En büyük avantajı UV kurutmada mürekkeplerin ve kaplamaların yüksek hızda kuruyarak ürünlerin üretim sürelerini verimli hale getirmektedir. Üretim sürelerini hızlandırmanın yanı sıra, üretim maliyetlerini optimal seviyede geliştirmekte ve üretim boyunca gerçekleşebilecek sorunları minimuma çekmektedir. Bu sistem ürün kalitesini artırmakla birlikte üretim ağındaki ürünlerin kalitesini aynı seviyede tutmaktadır. Ayrıca üreticiler kuruma süresini beklemediğinden dolayı daha küçük alanlarda üretimlerini hızlandırabilirler.

Düz yatak UV baskı makineleri; ahşap, cam, seramik, kompozit gibi sert materyallere baskı yapabilme imkânı sağlamaktadır. Materyal üzerine direkt gerçekleştirilen baskıda mürekkepler kuruyarak malzemeye yapışmaktadır.

Rulodan ruloya baskı yapabilme özelliğine sahiptir. Sert materyallerin aksına kıvrılabilir, rulo halindeki vinil, folyo, kanvas, perde gibi yarı yumuşak materyallere baskı yapabilmektedir.

Hibrid UV baskıda hem ruloya sarılı malzemelere hem de sert materyallere baskı yapabilmek mümkündür. Ancak mürekkepler sert materyaller üzerinde düz-yatak UV baskılar da olduğu kadar dayanıklı değildir.

Cıva içerikli lambalar, ürünler üzerinde ultraviyole ışınlarla kurutmayı sağlayan endüstride standart haline gelmiş bir lambadır. Lambalar yüksek voltaj ile çalışarak içindeki cıvayı buharlaştırmaktadır. Lambanın iç kısmında bulunan yay sayesinde bulunduğu alanda ışık süzmesi çıkarmaktadır. Bu ışık yoğunluğu 240 nm-270 nm (nanometre) ve 350 nm-380 nm aralıklarında meydana gelmektedir. Bu ışık spektrumu sayesinde farklı yüzeyler üzerinde kolaylıkla kurutmayı sağlayabilir.

2008 yılından sonra piyasaya UV LED lambaları giriş yaptı. Bu teknolojinin gelişmesi ile hızlı bir şekilde popülaritesini arttıran Led lambalar her alanda kullanılamamasına rağmen mercury lambalara göre birçok avantajı vardır.

UV kurutma için özel olarak yapılmış floresan lambalarda bulunmaktadır. Floresan lambalar piyasada yaygın bir teknoloji olduğundan kullanılan fosfora bağlı olarak spektrum ışınları kolayca kontrol edilebilir. Floresan lambalar, cıva içerikli lambalar ve UV Led lambaların oluşturamadığı farklı frekansları oluşturabilmektedir. Verimlilik açısından LED ve mercury lambalara göre daha düşük verimliliğe sahiptir.

Cıva içerikli lambalar 220 nm-320 nm arasında kısa UV dalgaları yaymaktadır. Uzun dalgalarda ise bu ışınlar 365 nm.'ye kadar çıkabilir. H tipi lambalar genelde ince mürekkep katmanları, temiz kaplama ve yüksek parlaklı bitişler için tercih edilmektedir.

Cıva içerikli lambalar kısa dalga boylarında etkiliyken, lambaya eklenen demir dalga boyunun 350 nm - 400 nm'ye kadar çıkmasını sağlamaktadır. D Lamba tipleri ağır mürekkep pigmentlerine, yapışkanlığa ve kalın yüzeylere sahip baskılarda kullanılmaktadır.

Galyum katkılı lambalarda 400 nm-450 nm aralığında güçlü bir dalga boyu çıkışı bulunmaktadır. Bu yüzden beyaz mürekkeplerin kurutulmasında, titanyum içerikli kaplama (Birçok kısa UV dalga boylarını engellemektedir.) kurutmalarında kullanılıır.

Floresan lambalar UV kurutmanın birçok alanında kullanılır. Özellikle cıvalı lambaların verdiği ısı aşırı yüksek olduğundan birden çok ışık dalga boyu gerektiren kurutma işlemlerinde kullanılır. Floresan lambalar UVA/UVB spektrumu içerisinde ışınlar üretebilmektedir. Ürettikleri ışınlar cıva içerikli lambalara göre daha verimsizdir.

Orta basınçlı cıva-buharlı lambalar morötesi ışıkla ürünlerin sertleştirilmesi için tarihsel olarak endüstri standardı olmuştur. Ampuller cıva ve soy gazlar karışımını tetikleyen elektrik boşalımı gönderip plazma oluşturarak çalışır. Cıva plazma durumuna ulaştığında, elektromanyetik spektrum 'un UV bölgesinde yüksek spektral çıktıyı ışınlar. Işık yoğunluğundaki önemli zirveler 240-270 nnm ve 350-380 nm bölgelerinde oluşur. Bu yoğun zirveler bir foto başlatıcının soğurma profiliyle eşleştiğinde malzemelerin hızlı sertleşmesine neden olur. Ampul karışımını farklı gazlar ve metal halojenürler ile değiştirerek dalga boyu tepe noktalarının dağılımı değiştirilebilir ve malzeme etkileşimleri değiştirilebilir.

Orta basınçlı lambalar standart gaz deşarj lambası veya elektrotsuz lamba olabilir ve genellikle enerji yaymak için uzun bir ampul kullanır. Eliptik veya hatta akonik reflektör gibi optik tasarımları dahil ederek, ışık uzak bir mesafeye odaklanabilir veya yansıtılabilir. Bu lambalar genellikle 900 santigrat derecenin üzerinde çalışabilir ve 10 W/cm'nin üzerinde UV enerjisi seviyeleri üretebilir.

Düşük basınçlı cıva buharlı lambalar birincil olarak 254 nm 'UVC' enerjisi üretir ve en yaygın olarak dezenfeksiyon uygulamalarında kullanılır. Düşük sıcaklıklarda ve orta basınçlı lambalardan daha düşük voltajla çalıştırıldıklarında ultraviyolenin tüm zararlı etkilerine sahiptirler ve cilt ve gözlerin aşırı maruz kalmasını önlemek için çalıştırıldığında koruma gerektirirler.

2000'li yılların başlarında alüminyum galyum nitrür LED'in geliştirilmesinden bu yana UV LED teknolojisi UV kürleme pazarında sürekli  büyüme gösterdi. 365-405 nm 'UVA' dalga boylarında enerjiyi en verimli şekilde üreten, devam eden teknolojik gelişmeler, UV LED'lerin gelişmiş elektrik verimliliğinin yanı sıra çıktıda önemli artışlar sağladı. Düşük sıcaklıkta çalışmadan ve tehlikeli cıva eksikliğinden yararlanan UV LED'ler[2] birçok uygulamada orta basınçlı lambaların yerini aldı. Temel sınırlamaları karmaşık üç boyutlu nesneler üzerinde kürleme için optik tasarımındaki zorluklar ve geliştirme çalışmaları devam etmesine rağmen daha düşük dalga boyu enerjisi üretmede yetersiz verimliliğidir.