Sur la ligne de production, personne ne prend en compte le fait que le système UV fonctionne correctement au début. On évalue les performances du système après 3 000 heures de fonctionnement, puis après 5 000 heures. C’est alors que la lampe a vieilli et que le réflecteur a subi plusieurs centaines de cycles de chauffage.
C’est là que le facteur de maintien de l’intensité UV décide si le processeur de polymérisation fonctionne correctement, ou bien si l’opérateur doit augmenter l’intensité lumineuse pour obtenir une meilleure adhérence et une meilleure résistance aux rayures, au lieu de résoudre le véritable problème.
Ce qui est important sur le plan technique
Le facteur de maintien de l’intensité UV représente simplement la fraction d’intensité UV utilisable au fil du temps, par rapport à l’intensité initiale lorsque la lampe était neuve.
Dans la pratique, il est nécessaire d’avoir une intensité spectrale stable à l’endroit où le photoinitateur absorbe la lumière – généralement à 365 nm pour les systèmes à base de mercure. Il y a aussi des pics d’intensité aux longueurs d’onde de 385 nm et 405 nm, selon la composition chimique du produit.
Les indicateurs importants sont l’intensité maximale à la surface du substrat (en mW/cm²), la densité d’énergie délivrée par passage (en mJ/cm²), ainsi que la courbe de dégradation de l’intensité de la lampe.
Les lampes à vapeur de mercure à haute pression offrent une intensité maximale élevée, mais l’intensité diminue à mesure que les électrodes s’usent et que l’enveloppe de la lampe s’assombrit. Une lampe et un réflecteur bien conçus permettent de contrôler cette dégradation, afin que la valeur mesurée par le radiomètre reste prévisible.
Pourquoi c’est important en pratique
Dans les processus de polymérisation UV industrielle – qu’il s’agisse de impression offset, flexographie ou sérigraphie – tout revient toujours à la même équation : dose vs vitesse.
Si l’intensité de la lampe diminue de 15 % malgré une puissance constante, il faut soit ralentir la ligne de production, soit accepter un polymérisation insuffisante. En maintenant le facteur de maintien stable, on peut conserver une densité d’énergie constante, ce qui permet de maintenir la vitesse de production sans avoir à recalibrer constamment les paramètres de polymérisation chaque fois qu’on change de lampe.
Cela signifie moins de produits rejetés, moins de variations dues aux solvants ou aux encres à faible migration, et moins d’arrêts imprévus nécessaires pour ajuster les paramètres de traitement. L’utilisation d’énergie reste également plus prévisible, car on présserve l’efficacité du réflecteur et des revêtements dichroïques, plutôt que de compenser en surchargeant la lampe.
Ce que vous devez savoir
Il est important de faire correspondre l’intensité spectrale de la lampe à celle du photoinitateur présent dans l’encre. 365 nm n’est pas une valeur universelle.
Il est également nécessaire de connaître le seuil de polymérisation en mJ/cm² pour votre formulation spécifique, et de mesurer cet indicateur directement sur le substrat, et non à travers la fenêtre de la lampe.
L’intensité diminue rapidement lorsque la lampe fonctionne à haute température, lorsque le flux d’air est insuffisant, ou lorsque le réflecteur est contaminé. Ces problèmes s’accumulent et accélèrent le vieillissement de la lampe.
Il est donc important de remplacer la lampe et le réflecteur en même temps, et de surveiller l’intensité avec un radiomètre calibré. Le facteur de maintien doit être un paramètre mesurable, et non une estimation.