В чем разница между LED-лампами и UV-лампами? Материалы, средства и инструменты для наращивания и дизайна ногтей

Синтетические материалы, которые используются для моделирования ногтей, полимеризуются под действием ультрафиолетового света определенной длины волны. На функциях и принципах действия важного рабочего инструмента - лампы ультрафиолетового света - стоит остановиться подробнее.

Появившиеся в 1985 году светоотверждаемые материалы для моделирования ногтей в наши дни стали исключительно популярными. Чтобы синтетические материалы такого типа становились твердыми (химический процесс их затвердевания называется полимеризацией), необходим источник света определенной длины волны. Полимеризатор гелей или, как его чаще всего называют, лампа ультрафиолетового света (УФ-лампа) - это базовое оборудование для моделирования ногтей светоотверждаемыми материалами.

Конструкция корпуса

В настоящее время корпуса УФ-ламп в подавляющем большинстве случаев производятся методом литья под давлением; он позволяет получать исключительно прочные пластмассовые изделия различной формы. Наибольшее распространение получили полимеризаторы, в которых лампы расположены полукругом. Такое их расположение максимально освещает сразу все ногти одной руки, позволяет полноценно и за короткое время отверждать весь нанесенный на них материал.

Для фокусирования и усиления светового потока поверхность внутреннего рабочего пространства УФ-полимеризатора выполняется из светоотражающего материала, чаще всего самоклеящейся фольги. Благодаря этому свет отражается, образно говоря, от "потолка" лампы, и попадает на руку, расположенную в этот момент в УФ-лампе. Снизу УФ-лампа закрывается специальной пластиной из пластмассы.

Принципы работы

Важнейшая деталь ультрафиолетового полимеризатора - специальные УФ-лампы, которые излучают свет определенной длины волны: 380-400 нанометров (нанометр (нм) - единица измерения длины волны света). Мощность УФ-ламп, используемых для полимеризации светоотверждаемых гелей, обычно составляет 9 ватт.

Работой ламп управляет специальное электронное устройство, называемое таймером. Таймер включает их и определяет продолжительность свечения. В течение использования интенсивность излучаемого УФ света снижается. По этой причине лампы следует обновлять приблизительно через каждые 2000 часов использования. Замена ламп в полимеризаторах не вызывает затруднений и ничем не отличается от замены элементов накаливания, например, в настольном светильнике. Правильный уход за лампами продлевает срок их службы.

При большой загруженности работой мастера по наращиванию ногтей заменять УФ-лампы придется каждый год. Когда время отверждения гелей значительно увеличивается, то в основном причиной этого и есть износ ламп. В качестве временного решения можно увеличить время полимеризации геля, в этом случае клиентке придется сушить ногти не две минуты, а четыре и более.

Отработавшие свое время службы лампы следует заменить как можно скорее. Продолжительность свечения и спектр излучения УФ-ламп устанавливается фирмой-производителем в зависимости от особенностей полимеризации гелей той или иной марки. Обычно время полимеризации составляет от 90 до 120 секунд.

Безопасность

Безопасность - важнейшая характеристика УФ-лампы. Поскольку в его корпусе на очень небольшом пространстве сконцентрировано много электроники, прибор должен пройти проверку в сертифицирующих органах. Приборы, поставляемые в Россию, должны иметь сертификат соответствия и особый знак, состоящий из букв "РСТ". Продажа не сертифицированного товара запрещена.

Еще одним признаком того, что вы покупаете качественную и, самое главное, безопасную лампу, служит также расположенная с тыльной стороны прибора полная информация об изготовителе (название, адрес, телефоны и прочее).

Воздействие ультрафиолетовых лучей и безопасность

Преломление света делает видимым весь диапазон светового спектра. На рисунке 1 отчетливо видны спектральные составляющие.

В ультрафиолетовом диапазоне существует три типа света.

Диапазон УФ-света типа С (от 100 до 280 нм) оказывает стерилизующее воздействие, но его избыток может привести к воспалению соединительных тканей.

Диапазон УФ-света типа В (от 280 до 315 нм) способствует производству жизненно важного витамина D, однако при избыточном облучении вызывает солнечные ожоги.

Как уже говорилось, в лампах, применяемых в области ногтевой косметики, используется диапазон УФ-света типа А с длиной волны от 380 до 400 нм, в то время как диапазон УФ-А излучения составляет 315-400 нм. Свет такого типа при непродолжительном времени воздействия необходим для затвердевания светоотверждаемых материалов, не вызывает эффекта загара и совершенно безопасен (рис. 2).

Вопрос: Что делать с отвердевшими остатки геля, прилипшему к корпусу УФ-лампы?

Ответ: Капли геля нельзя снимать растворителями, или чем бы то ни было, так как ацетон, входящий в их состав, разъедает пластмассовый корпус лампы. При помощи острого предмета, например, бритвы, можно аккуратно удалите прилипший гель. Очищать УФ-лампу нужно после каждой процедуры.

ВАЖНО: Никогда не распыляйте дезинфицирующие средства на УФ-лампу. Прибор нужно лишь протирать спиртосодержащим средством, которое дезинфицирует поверхность лампы.

Вопрос: можно ли удалять остатки геля с самих ламп УФ-излучения?

Ответ: Лампы УФ - излучения чувствительны к воздействиям из вне. Их не рекомендуется очищать острыми предметами или влажными салфетками. Следует лишь смахивать пыль мягкой кисточкой. В случае если лампы ну уж очень загрязнены, их можно повернуть другой стороной вниз. Интенсивность света от этого не измениться

Вопрос: Почему они мигают в момент включения?

Ответ: В момент включения УФ-лампы должны мигать, так как они включаются при помощи устройств, которые называются дросселями. Мигание не влияет на показатели излучаемого света.

Вопрос: Может ли гель под воздействием солнечных лучей затвердеть?

Ответ на этот вопрос дает рисунок 3. В солнечном свете имеются все спектральные составляющие, в том числе и УФ-свет категории А диапазона от 380 до 400 нм, который необходимым для полимеризации светоотверждаемых материалов. Поверхность геля в открытых емкостях в ярких солнечных лучах отвердевает за 35 минут. Но полностью высушить гель на ногтях под солнечными лучами не удастся.

Каждый профессионал ногтевой индустрии старается идти в ногу со временем: это и личностный рост, и работа с наилучшими брендами, а также безопасное, быстрое и качественное обслуживание клиентов. Сегодня существует несколько широко применяемых в ногтевой индустрии методов полимеризации гелей и гелевых лаков, в том числе ультрафиолетовый (UV) и светодиодный (LED). В данной статье мы подробно расскажем об этих методах, а также покажем различие между ними.

Главный вопрос в отношении ламп для полимеризации геля и гель-лаков, волнующий любого мастера: в чем преимущество светодиодных LED- аппаратов и для чего они нужны?

Чтобы разобраться в этом, начнем с азов и рассмотрим, что такое свет и длина волны.

Свет в физической оптике - это электромагнитное излучение, воспринимаемое человеческим глазом. В качестве коротковолновой границы спектрального диапазона, занимаемого светом, принят участок с длинами волн в вакууме 380-400 нм (750-790 ТГц), а в качестве длинноволновой границы - участок 760-780 нм (385-395 ТГц).

В широком смысле, используемом вне физической оптики, светом часто называют любое оптическое излучение, то есть такие электромагнитные волны, длины которых лежат в диапазоне с приблизительными границами от единиц нанометров до десятых долей миллиметра. В этом случае в понятие «свет» помимо видимого излучения включаются как инфракрасное, так и ультрафиолетовое излучения.

Одной из субъективных характеристик света, воспринимаемой человеком в виде осознанного зрительного ощущения, является его цвет, который для монохроматического излучения определяется главным образом частотой света, а для сложного излучения - его спектральным составом (рис.1).

Существуют понятия видимого и невидимого света. Видимый свет - это свет, воспринимаемый человеческим глазом. Как известно, любой свет характеризуется длиной и частотой волны. Свет, который может увидеть человеческий глаз, находится в диапазоне от 400 до 780 нанометров (нм) электромагнитного спектра (рис. 2). Длина волны (обозначается греческой буквой А) может быть измерена между любыми двумя точками волны с одинаковой фазой, максимумами, минимумами или узлами волны.

Длина волны - расстояние между двумя ближайшими друг к другу точка ми, колеблющимися в одинаковых фазах. По аналогии с волнами, возникающими в воде от брошенного камня, длиной волны является расстояние между двумя соседними гребнями волны.

Длины волн, которые способен воспринимать человеческий глаз, носят название видимого света. Например, свет с наибольшей длиной волны мы воспринимаем как , а с наименьшей - как фиолетовый (рис. 3). Причина, по которой человек способен видеть свет, заключается в воздействии света определенных длин волн на глазную сетчатку. Это одно из свойств объектов материального мира, воспринимаемое как осознанное зрительное ощущение. Тот или иной цвет «присваивается» человеком объектам в процессе их зрительного восприятия.

Ультрафиолетовое излучение (ультрафиолетовые лучи, UV- излучение) - электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями. Длины волны UV-излучения лежат в интервале от 10 до 400 нм. Термин «ультрафиолетовый» происходит от лат. ultra - «сверх», «за пределами», то есть означая «за пределами фиолетового».

На рис. 4 видно, что ультрафиолетовое излучение является электромагнитной радиацией, где длина волны короче, и человеческий глаз не может различить такое излучение: длина волны колеблется в диапазоне от 10 до 400 нм. В то время как LED-излучение имеет очень узкий спектр: от 400 до 410 нм. Поэтому и говорят, что LED-излучение безвредно для здоровья клиентов.

Если об ультрафиолетовом свете нам практически все известно, то о светодиодном - почти ничего, так как светодиодные аппараты в ногтевой индустрии появились совсем недавно. Давайте подробнее рассмотрим их.

Что такое LED?

Светоизлучающий диод (от английского - light emitting diode, в сокращении L.E.D.) - это электронный полупроводниковый конструктивный элемент. При прохождении электрического тока через этот элемент, он излучает свет с зависимой от полупроводникового материала длиной волн.

Светодиодные лампы в качестве источника света используют светодиоды и применяются для бытового, промышленного и уличного освещения. Светодиодная лампа является одной из самых экологически чистых. Принцип свечения светодиодов позволяет использовать в производстве и работе источников света безопасные компоненты. Светодиодные лампы не содержат ртутьсодержащих веществ, поэтому они не представляют опасности в случае выхода из строя или разрушения.

Сегодня светодиод и светодиодные лампы LED можно назвать революционными по вопросам мощности света и потребляемой для этого энергии. Обычные лампы накаливания превращают поток сначала в тепло, и только потом в свет, поэтому они теряют большое количество энергии. В противоположность им светодиоды превращают поток энергии непосредственно в свет. Светодиодные лампы LED потребляют только 0,15-10 Вт энергии, а свечение сравнимо с обычными лампами накаливания, которые потребляют в 10 раз больше энергии.

Непосредственное преобразование электрического тока в свет позволяет обходиться без ненужного про-межуточного преобразования энергии в тепловую энергию и повышает таким образом эффективность. В целом светодиодные лампы LED производят больше света при небольшом потреблении электроэнергии. Выше предоставлена таблица (табл. 1) сравнительного анализа расхода электро-энергии двумя типами ламп (ультра-фиолетовой и светодиодной). Убедитесь сами, насколько экономически выгодно использовать светодиодные аппараты по сравнению с привычными ультрафиолетовыми.

Преимущества LED

срок эксплуатации - около 50 000 часов, что примерно в 20 раз больше, чем у ламп накаливания
экономия приобретения новых ламп (они просто не нужны)
высокая степень эффективности и незначительное потребление энергии
незначительное тепловыделение LED
отсутствие передачи ультрафиолетовых лучей
удароустойчивость и устойчивость к вибрации
огромное разнообразие типов ламп

Процессы полимеризации

Фотоинициаторы, входящие в состав гелей, активируют реакцию полимеризации только при определенной длине волны, и для каждого геля рекомендуется своя длина волны. Ультрафиолетовые лампы в UV-аппаратах излучают интенсивный свет в достаточно широком диапазоне. И на какую бы длину волны ни был рассчитан UV-гель, он все равно попадает в свой диапазон и полимеризуется в ультрафиолетовом аппарате. Светодиод же излучает очень интенсивный свет, но в узком диапазоне волн. Поэтому те гели, которые не попадают в этот диапазон, попросту не застынут или же произойдет лишь частичная их полимеризация. Также на скорость полимеризации материала влияет и мощность излучаемого света. Чем выше мощность, тем быстрее проходит реакция затвердения материала. Вот почему в UV-аппаратах гель полимеризуется в 4-6 раз дольше (от 1 до 3 минут), чем в LED-аппаратах (от 5 до 30 секунд соответственно).

Кроме того, в процессе полимеризации свет активно поглощается и до нижнего слоя геля ему очень сложно пробиться. Так как ультрафиолетовый свет более слабый по своей мощности, чем светодиодный, то во время процесса полимеризации материал для ультрафиолетового луча становится непрозрачным и труднопроходимым. В связи с этим выложенный толстым слоем гель не всегда идеально полимеризуется, что в свою очередь провоцирует отслоение материала от натуральной пластины.

Источники света

Источник света в LED-аппарате - светодиод - полупроводниковый прибор, излучающий свет определенного цвета. Он кардинально отличается от традиционных источников света, таких как лампы накаливания, люминесцентные лампы и разрядные лампы высокого давления. В светодиоде нет газа и нити накаливания, он не имеет хрупкой стеклянной колбы и потенциально ненадежных подвижных деталей.

Существует множество видов и типов LED-аппаратов. Как в них ориентироваться? Чем одни отличаются от других? Почему в одних можно полимеризовать и твердые (моделирующие) гели, и (укрепляющие, лечебные), и гелевые лаки, а другие подходят только для работы с натуральной пластиной и не полимеризуют моделирующие гели?

Первая причина кроется в используемой мощности светодиодов и, соответственно, в мощности самого аппарата. Вторая - в качестве и количестве отражателей света. Чем больше отражателей, тем непрерывнее и длиннее траектория лучей света. И, тем самым, в аппарате с большим количеством отражателей свет интенсивнее и мощнее, а значит, и полимеризация материала на порядок лучше. Давайте рассмотрим на примере. Возьмем, к примеру, два совершенно различных LED-аппарата: 36 Вт с внутрикорпусными и нижним отражателями (фото 1) и 6 Вт с внутри-корпусными отражателями (фото 2).

Если показать схематически прохождение луча света в этих аппаратах (рис.5), то у нас получится следующая схема. Свет в LED-аппарате 6 Вт бьет мощным пучком локализованно в определенную зону. А если мы рассмотрим прохождение луча в LED-аппарате 36 Вт, увидим, что даже один луч света заполняет все пространство аппарата.

И обратите внимание: это неполная траектория единственного луча, а не всего света от одного источника! Каким образом это получается? В LED- аппарате 6 Вт три светодиода, расположенные сверху. Светоотражателем является внутренняя сторона аппарата, но так как в нем нет зеркального дна, свет отражается в незначительном количестве. В то время как в аппарате 36 Вт присутствует зеркальное дно и вся внутренность зеркальна и изогнута под определенным углом, а светодиоды утоплены в ниши, в которых вся поверхность выстроена как огранка бриллианта, для того чтобы луч преломлялся бесчисленное количество раз. Даже несмотря на то, что в этих аппаратах применяют светодиоды одинаковой мощности, за счет многократного использования отражателей светодиодный свет от одного и того же источника в LED-аппарате 36 Вт намного сильнее, чем в его младшем аналоге 6 Вт.

Решать, какой аппарат - LED или UV - использовать в салоне, безусловно, прерогатива каждого мастера. Возможно, приведенная в статье информация поможет определиться в принятии решения.

Наталья Барановская, сертифицированный мастер-преподаватель PhD Hand & Nail HARMONY Master Educator; преподаватель учебного центра «ГармонияПлюс»

УФ лампа.

В современной промышленности применяется достаточно большое количество материалов уф-полимеризации . Данная технология нашла своё отражение и в полиграфии. Широко распространены лаки уф-отверждения (или УФ лаки), а также стремительно развивается рынок уф-отверждаемых красок . Преимущества данной технологии:

Экологичность. УФ-материалы не содержат никаких вредных выбросов, так как имеют 100% сухой остаток;
Быстрое высыхание. В некоторых случаях уф-материалы сохнут мгновенно (т.е. со скоростью света), что обеспечивает высокую производительность;
Покрытия, образуемые красками и лаками УФ полимеризации , обладают высокой химической стойкостью и механической прочностью;
Благодаря быстрому отверждению существенно расширяется спектр использования запечатываемых материалов, а именно:
- пористые, сильно впитывающие материалы;
- не впитывающие материалы, такие как пластик, плёнка, ПВХ и т.п.;
- материалы, используемые в агрессивной среде, например, этикетки для моющих средств, шампуней, пищевые упаковки, колбасные оболочки и т.п.

Единственной особенностью использования материалов уф-полимеризации - является наличие подходящей уф-сушки .

Природа УФ излучения

Рис. 1. Спектр УФ излучения .

Ультрафиолетовое или уф-излучение - это электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями. Диапазон УФ излучения условно делят на ближний (380-200 нм) и дальний, или вакуумный (200-100 нм) ультрафиолет. Последний так назван, поскольку интенсивно поглощается атмосферой, и распространяется только в вакуумированных камерах. По классификации международной комиссии по освещению (CIE) спектр УФ излучения делится на три диапазона:

длинноволновое (400 - 315 нм);
средневолновое (315 - 280 нм);
коротковолновое (280 - 100 нм).

По технологии изготовления УФ-сушки можно поделить на 2-а типа: традиционные, применяющие ртутные дуговые лампы и LED уф-сушки, применяющие светодиоды. Последнее направление имеет ряд преимуществ, провоцирующих их бурное развитие.

Принцип работы газоразрядных источников света

Устройства, генерирующие УФ излучение , применяются в полиграфии и копировально-множительных технике со времени появления и практического использования бессеребряных светочувствительных материалов, например, диазосоединений, то есть с середины 30-х гг. прошлого века. С 50-х гг. и до настоящего времени эти устройства применяются для облучения позитивных и негативных фоторезистов. Однако широкое распространение УФ-облучатели получили с конца 60-х гг., в связи с нарастающими объёмами производства и расширяющимися сферами применения в полиграфии и других отраслях промышленности различных типов уф-полимеризующихся материалов.

Рис. 2. Схема уф-лампы .

Рис. 2. Схематическое устройство лампы уф-излучателя .

Принцип работы газоразрядных источников света сильно отличается от работы обычных тепловых (ламп накаливания). В газоразрядных лампах нет нити из металла с высоким сопротивлением. По принципу работы их можно сравнить с таким природным явлением, как молния. Заряд сверхвысокого напряжения проскакивает между двумя электродами в атмосфере газа и лампа зажигается. Сама лампа представляет собой герметичную колбу из прозрачного для оптического излучения стекла с двумя электродами в торцах (рис. 2), она наполнена инертным газом (другие газы окисляют электроды) и легкоиспаряющимися металлами или другими веществами с высокой упругостью паров. Газ служит для создания атмосферы и давления в лампах. Но инертная атмосфера имеет довольно большое сопротивление. С этой особенностью газа связан один большой недостаток источника света. Лампа требует для зажигания и поддержания работы пускорегулирующий аппарат (ПРА) и добавки в виде металлов (ртуть или натрий) и других веществ (I, Br и др.), которые помогают снизить сопротивление инертного газа. ПРА генерирует разряд, напряжение которого в несколько раз превышает рабочее напряжение лампы. Когда разряд проходит от электрода к электроду температура в колбе повышается, и добавки испаряются, насыщая газ своими парами, сопротивление снижается. Но после того как в инертной атмосфере появляются пары металла напряжение, которое подается на лампу надо ограничивать.

Рис. 3. Принцип работы уф-лампы .

Такова физика газового разряда. Если у подавляющего большинства приёмников электрической энергии при увеличении подаваемого на них напряжения увеличивается и протекающий через них ток, то все газоразрядные источники света имеют так называемую "падающую" вольтамперную характеристику. Это означает, что с ростом тока через такой источник напряжение на нём не растёт, а уменьшается. За счёт этого ток разряда, если его не ограничивать, будет лавинообразно расти до тех пор, пока не выйдет из строя одно из трёх звеньев любой электрической цепи: источник энергии, приёмник или провода, соединяющие источник и приёмник энергии. Пускорегулирующие аппараты решают эту проблему, они поддерживают после старта напряжение для нормальной работы лампы. На рис.3 показана поэтапная схема включения газоразрядной лампы.

Разряд в газоразрядной лампе бывает трёх типов:

дуговой;
тлеющий;
импульсный.

Дуговой разряд создается при высокой плотности инертной атмосферы и представляет собой дугообразный светящийся шнур, излучающий очень мощный световой поток. По сути, светящийся шнур представляет собой плазму, которая вытянулась вдоль магнитного поля электрического тока. Такие лампы обладают высокой светоотдачей.

Тлеющий разряд создаётся при малой плотности инертной атмосферы. Свечение тлеющего разряда в цилиндрической трубке при постоянном токе распадается на ряд областей. Области свечения, примыкающие к катоду, называются катодными частями разряда. Остальную часть пространства почти до самого анода заполняет свечение основного столба. К источникам света этого типа относятся неоновые и люминесцентные лампы.

Импульсный разряд является началом горения для дуговой лампы . Это тот самый высоковольтный разряд, который проходит от одного электрода к другому. Импульсная лампа по своему строению очень напоминает дуговую, но зажигается на очень короткое время от конденсатора.

Для уф-сушек в полиграфии применяются дуговые лампы.

Дуговые лампы для уф-сушек

Ртутные дуговые лампы излучают в широком оптическом диапазоне, включающем УФ-, видимое и ИК-излучение. Это не всегда бывает удобно, поэтому в лампу, помимо ртути, вводят различные соли металлов (железо, галий, свинец, ферокобальт и т.д.). Такие уф-лампы называются металло-галогенными . Промышленность выпускает как ртутные дуговые лампы , так и металло-галогенные . Ртутные лампы среднего давления изготавливаются в диапазоне мощности от 1 до 31 кВт и длиной до 2,8 м. Металло-галогенные лампы имеют, как правило, меньшую длину - до 1 м. Введённые в рабочую зону металло-галогенной лампы различные соли металлов могут рассматриваться как посторонние "загрязняющие вещества". Они, с одной стороны, обеспечивают заданный спектр УФ излучения , а с другой - влияют на стабильность дугового разряда . Поддержание стабильной дуги длиной более 1 м в металло-галогенных лампах является очень сложной, а иногда и неразрешимой задачей.

При этом, в настоящее время, металло-галогенные лампы со специально подобранным спектром УФ излучения могут решить проблему отверждения таких всегда сложных для печатника красок, как белая, чёрная, "металлики". Возможно, изготовить лампу для определенного вида краски. Введение в спектр уф-излучения лампы дополнительных полос спектра, к которым чувствительна именно данная краска, - одно из направлений развития производства УФ-ламп .

При работе большинства УФ ламп , используемых в полиграфии, образуется озон. Однако сейчас всё больший спрос получают и так называемые "безозоновые лампы ". Это достигается благодаря использованию кварца со специальными включениями титана, что позволяет "отрезать" или существенно сократить излучение в области спектра от 200 до 235 Нм, где и генерируется озон. Использование безозоновых ламп решает проблему удаления озона из рабочей зоны и, соответственно, необходимости дополнительного оборудования. Стоимость безозоновых ламп может быть на 15-20% выше, чем аналогичных традиционных ламп.

Срок службы дуговых ламп

Типичный срок службы УФ ртутных дуговых ламп - 1-2 тыс. ч работы и 500-1000 ч работы для металло-галогенных ламп.

Срок службы уф-лампы зависит от частоты её включения-выключения, должного ухода, эффективности системы охлаждения и других факторов. Величина эмиссии УФ излучения ртутной лампой с течением времени уменьшается, что объясняется постепенной утратой светящейся смесью своих свойств, а также загрязнением внутренней поверхности кварцевого стекла отделяющимися от электродов частицами вольфрама. Лампа загрязняется по своей длине неравномерно - вначале мутнеют её края, потом загрязнение распространяется к центру. Поскольку длина лампы обычно больше ширины полотна запечатываемого материала, в течение примерно тысячи часов её эксплуатации осаждение вольфрама не влияет на количество УФ излучения , попадающего на полотно.

Срок службы уф-лампы уменьшается вследствие переохлаждения, перегрева, а также попадания на её поверхность воды и грязи. Переохлаждение лампы ведёт к тому, что дуга гаснет. Поскольку подача напряжения на электроды не прекращается, дуговой разряд снова появляется и снова гаснет - по сути, лампа переходит в импульсный режим работы. При этом на внутренней поверхности кварцевого стекла образуется блестящий налет.

Работающая уф-лампа может нагреваться до 600-800 °С. Перегрев лампы ведёт к осаждению на её внутренней поверхности оксида ртути в виде белых пятен. Окисление части ртути снижает интенсивность излучения уф-лампы . Появление белых пятен на внешней поверхности лампы может быть вызвано попаданием на неё воды. Грязь на внешней поверхности уф-лампы также уменьшает количество УФ излучения , попадающего на запечатываемый материал, а также способствует перегреву лампы.

Определить текущее состояние уф-лампы можно с помощью тестового прибора, измеряющего УФ излучение . Поскольку подобные приборы стоят довольно дорого, в системах управления уф-сушками предусмотрена специальная функция контроля, которая выдает оператору информацию о наработке установленных в сушках ламп.

По мере выработки ресурса уф-лампы снижается освещённость в УФ зоне спектра, а в ИК зоне повышается, т.е. севшие лампы сильнее греют.

Регулярный уход за лампами уф-сушки включает в себя протирку ламп для удаление пыли, грязи и масленых загрязнений. Прикасаться к уф-лампе можно только в специальных перчатках, т.к. следы жира от пальцев способны вызывать повышенный перегрев локальных участков.
Согласно статистике, около 90% уф-ламп , возвращенных производителю, имели проблемы, связанные с перегревом. Поэтому крайне важен постоянный мониторинг состояния ламп и ведение журнала учёта по каждой уф-лампе .

Устройство УФ сушки на дуговых лампах

УФ сушки на дуговых ртутных лампах включают следующие основные узлы:

источники уф-излучения ;
силовые агрегаты для запуска и регулирования электропитания источников излучения;
светонаправляющие конструкции (рефлекторы);
детекторы светового потока;
вентиляторы и холодильники рабочей зоны;
вытяжки для отвода озона;
таймеры;
световые фильтры;
защитные экраны, заслонки и прочие составляющие.

Как правило, в УФ сушках устанавливаются лампы удельной мощностью от 80 до 240-300 Вт/см. Для полимеризации лаков достаточно мощности в 80 Вт/см. Для работы с трафаретными УФ красками и лаками используются лампы удельной мощностью 120 Вт/см. Для сушки УФ красок с катионным механизмом отверждения требуются более мощные уф-лампы , чем для сушки радикальных УФ красок. Доля УФ излучения в эмиссии лампы обычно не превышает 15-23%. Остальное 75-85% излучение приходится на видимый свет и ИК-лучи. Кварцевое стекло и рефлекторы поглощают до 20-30% УФ излучения , что уменьшает КПД уф-сушки до 10-18%.

Требуемый для полимеризации УФ красок спектр излучения лампы зависит от спектральной чувствительности входящих в состав краски фотоинициаторов и спектрального поглощения пигментами. Ртутные УФ лампы эмитируют максимум УФ излучения в диапазонах 220-320 и 365 нм. Поскольку лаки и краски УФ полимеризации имеют свойство поглощать коротковолновое УФ излучение , не позволяя ему проникать вглубь красочного слоя, волны длиной 220-320 нм инициируют реакцию фотополимеризации в основном на поверхности краски, а вглубь слоя проникают волны длиной 365 нм. Ртутные уф-лампы являются оптимальным источником излучения для сушки тонких слоёв красок при печати струйным, офсетным и флексографским способами. Однако для некоторых красок применять ртутные уф-лампы нецелесообразно. Например, белый пигмент (диоксид титана) характеризуется высоким поглощением коротких, средних и значительной части длинных волн УФ излучения и пропускает волны с длиной 400-430 нм. Поэтому для сушки белил используют ртутные уф-лампы с добавкой галлия, которые имеют один из пиков излучения на стыке ультрафиолетового и фиолетового диапазонов спектра. Для сушки толстых слоёв краски, например трафаретных отпечатков, а также красок чёрного, синего, зелёного и красного цветов эффективно применение ртутной уф-лампы с добавкой паров железа. При выборе источника излучения следует учитывать, что ртутные уф-лампы с добавками паров металлов испускают на 35-40% больше ИК-излучения, чем ртутные уф-лампы без добавок, что делает нежелательным использование первых при печати на термочувствительных материалах.

60-75% излучения УФ лампы попадает на рефлектор, поэтому эффективность УФ сушки в значительной степени зависит от его характеристик. Рефлекторы УФ сушек обычно имеют покрытие из полированного или матированного алюминия, так как этот металл характеризуется одним из самых больших коэффициентов отражения УФ-излучения (до 90%). Поскольку алюминий чувствителен к высоким температурам, его поверхность подвергается специальной обработке.

По форме рефлекторы для уф-сушек делятся на параболические, эллиптические и с переменной геометрией. При использовании параболических рефлекторов уф-лампа помещается в фокальную точку параболы, в результате чего лучи отражаются вертикально вниз. При этом на запечатываемый материал проецируется широкая полоса излучения, характеризующаяся равномерным распределением энергии. Такие рефлекторы целесообразно применять при малой толщине красочного слоя и при печати на термочувствительных материалах (рис. 4).

Рис. 5. Эллиптический рефлектор.

Рис. 5. Эллиптический рефлектор для уф-сушек .

Эллиптические рефлекторы для уф-сушек имеют форму правильного полуэллипса и отражают около 75% излучения лампы. Они фокусируют излучение в узкой области под уф-лампой и могут использоваться при сушке толстых красочных слоёв и высокопигментированных или характеризующихся низкой реакционной способностью красок (рис. 5).

Рефлекторы для уф-сушек с переменной геометрией нашли применение в сушках для листовых офсетных машин, в которых сушка верхней части оттиска осложняется тенью от системы проводящих лист захватов.
Последним изобретением, позволяющим ограничить требуемую мощность УФ излучения , является обдув оттиска в зоне сушки азотом, который способствует ускорению закрепления краски. Уменьшение мощности уф-сушки ведёт к понижению выделения тепла.
В рулонных печатных машинах эффективным решением является охлаждение запечатываемого полотна с помощью холодных валиков (валиков с системой водяного охлаждения).

Для того чтобы при короткой остановке машины лампа не нагревала запечатываемый материал, УФ сушки оснащаются специальными заслонками из алюминия и керамики, которые закрывают лампу.
Перспективным способом повышения эффективности сушки является индивидуальное цифровое управление каждым сушильным устройством, которое позволяет устанавливать оптимальную мощность УФ сушки , снижая расход энергии и повышая срок службы ламп.

Модернизированные УФ сушки

Komori Lithrone G40.

H-UV технология Komori Lithrone G40.

Komori, поэкспериментировав со светодиодами, в 2009 г. представила на внутреннем японском рынке принципиально иную технологию H-UV , которая позиционируется в качестве альтернативы как традиционной УФ-сушке , так и светодиодным системам. C технологической точки зрения Komori H-UV представляет собой комплексное решение для УФ-печати, основу которого составляет листовая офсетная машина Komori, а также специально разработанные УФ-лампы и специальные высокочувствительные УФ-краски (высокореактивные). Мировой дебют H-UV состоялся в 2010 г. на выставке Ipex, когда в Японии уже работало около полсотни таких машин.

На выставке Drupa 2016 , в составе офсетной 4-х цветной печатной машины Lithrone G37 , Komori анонсировала новейшую разработку H-UV L. L - значит LED . Да, Друзья, прогресс не сдержать!

Вслед за этим подобная технология Low Energy UV (LE UV ) появилась у Heidelberg, а KBA своё решение назвали High Reactive UV (HR-UV ).

Heidelberg считает важной частью системы - ELC (Electronic Lamp Control) - электронные трансформаторные блоки, которые позволяют бесступенчато регулировать удельную мощность лампы от 80 до 200 Вт/см. Они минимизируют пиковые скачки напряжения, которые уменьшают время жизни ламп при включении-выключении. Печатные машины Heidelberg с блоками ELC могут работать как с обычными УФ-красками, так и с высокореактивными - достаточно заменить лампу в сушке.

Третий немецкий производитель листового офсета - Manroland Sheetfed - предлагает своё решение для печати высокореактивными УФ-красками с 2011 г. Для этого машины оснащаются сушками ROLAND SelectDryer LEC-UV (Low Energy Curing). Конструктивно модуль с лампами LEC UV выполнен так же, как и модуль для обычных УФ сушек ROLAND SelectDryer, что создаёт возможность модернизации печатной машины. Замена обычной лампы на LEC-UV может быть произведена в течение нескольких минут благодаря удобной конструкции и легко подключаемым соединениям модуля SelectDryer. По заявлению производителя, УФ-лампы LEC-UV требуют не более 120 Вт/см, при этом в приёмно-выводном модуле печатной машины вместо трёх кассет с традиционными УФ-лампами достаточно одной LEC UV .

Все эти решения нуждаются в спецкрасках, но внешне гораздо ближе к традиционной УФ технологии , поскольку источником излучения по-прежнему является ртутная лампа . Но не обычная, а с добавлением железа, и спектр её излучения уже (акцентирован в области 385-395 нм), но не настолько, насколько у LED-системы. Поскольку в этих лампах резко снижена доля излучения с длиной волны менее 250 нм, они практически не выделяют озона, поэтому машины не нуждаются в вытяжке для его удаления. По сравнению с обычной УФ-лампой лампа H-UV, HR-UV, LE UV, LEC-UV и подобные стоят примерно в полтора раза больше, а гарантированное время жизни составляет около 700 часов.

О достоинствах и недостатках каждого решения идут жаркие споры, в целом они схожи, но в каждом конкретном случае следует учитывать нюансы.

С точки зрения технологии и экономики полиграфического производства модернизированная УФ технология даёт типографиям следующие преимущества:

Моментальное закрепление красок и отсутствие потребности в противоотмарывающем порошке. Сразу после печати лица можно передавать стопу на печать оборота или на послепечатную отделку;
Нет необходимости в применении защитного лака, что компенсирует более высокую стоимость высокореактивных красок;
Отсутствие промежуточных уф-сушек . В конфигурации для односторонней печати используется только одна УФ-сушка , устанавливаемая на приёмке. Дополнительные сушки ставятся при использовании белил или при печати с переворотом. Это позволяет сэкономить на самом оборудовании;
Энергопотребление сушек в 3-4 раза ниже, чем у классической УФ технологии ;
Нет выделения озона и значительно более низкое тепловыделение в зоне сушки, что позволяет уверенно печатать на термочувствительных материалах;
Глянец и растискивание высокореактивных красок максимально приближены к традиционным офсетным краскам.

Важно, что результаты печати практически идентичны по глянцу и растискиванию изображениям, отпечатанным традиционными красками. В остальном работа на них похожа на печать с традиционной УФ-технологией . В частности, высокореактивные краски требуют агрессивных смывок, а тиражестойкость форм при работе с ними понижается. Валики для печати на машинах с системами LED-UV , LE UV , H-UV , HR-UV , LEC-UV и подобных используются те же, что и для обычных УФ-красок, либо универсальные (для УФ- и обычных красок). сушки УФ красок и лаков, спроектирована по запатентованной M&R технологии двойных рефлекторов Dual Reflector, что позволяет за доли секунды высушивать оттиски на любых материалах. Устройство оснащено дополнительным отражателем, расположенным сверху основного параболического рефлектора.
Отражатель Vitran II снабжён дихроичным фильтром, направляющим лучи уф-лампы на запечатанный материал. Это позволяет использовать более 90 % подводимой энергии, значительно ускоряя процесс сушки, и продлевая срок службы УФ ламп .

Мощные турбины вентиляционной системы нагнетают охлаждённый воздух в камеру рефлектора и ко всей поверхности запечатанного материала. Вершина отражателя выполнена открытой, для интенсивной циркуляции воздуха внутри камеры и отвода выделяемого озона и тепла. Внешняя поверхность параболического рефлектора выполнена с теплоотводными рёбрами. Эффективная система охлаждения сушильного устройства обеспечивает качественную и стабильную работу с тонкими и лёгкими материалами, чувствительными к нагреву. Фокусировка излучения УФ ламп регулируется в зависимости от типа запечатанного материала. Наработка каждой лампы автоматически контролируется индивидуальными цифровыми счётчиками, с отображением текущих значений на дисплее. УФ сушки Vitran II комплектуются лампами 120 и 160 Вт/см и имеют 4-х ступенчатую регулировку мощности.

Ремень конвейера сушильного устройства выполнен из специального термостойкого материала, с тефлоновым покрытием. Привод ремня осуществляется двигателем постоянного тока, с широким и плавным диапазоном регулировки скорости. Цилиндры приводной и натяжной станции конвейера выполнены из анодированного алюминиевого сплава. Цифровой контроль скорости конвейера и работы УФ-ламп выполняется системой микропроцессорного управления. После отключения ламп, система управления автоматически переводит устройство в режим охлаждения, и только после достижения запрограммированной температуры отключает вентиляционную систему и конвейер.

УФ сушка оборудована системой безопасности со звуковой сигнализацией. Система автоматически отключает уф-лампы , при случайном подъёме в процессе работы защитных кожухов. Камеры рефлекторов установлены на жёсткой и прочной стальной раме из калиброванных профилей. Блоки микропроцессорного управления смонтированы в надёжно защищенном мобильном корпусе с активным воздушным охлаждением. Положения входной и выходных задвижек сушильного устройства легко регулируются для дополнительного контроля над процессом сушки.

Ультрафиолет

Спектр ультрафиолетового излучения, который охватывает волны длиной 180-400 нм принято делить на три части:

UVA – длина волны 320-400 нм.
UVB – длина волны 290-320 нм.
UVC – длина волны 180-290 нм.

UVA. В отличие от человека многие рептилии могут видеть в этом диапазоне. Поэтому понятие "естественная окраска" для нас и наших питомцев не совпадает. Отсутствие UVA в спектре источника света оказывает существенное влияние на восприятие ими окружающей действительности. Поскольку цветовое восприятие играет важную роль в поведении рептилий, его сбой из-за освещения неполным спектром может оказать негативное влияние на коммуникативные функции и половое поведение ваших питомцев. Возникающий в результате этого стресс ведет к неудачам в размножении и снижению продолжительности жизни террариумных обитателей.

UVB. Эта составляющая спектра играет решающую роль в синтезе витамина D 3 . Под действием UVB в коже рептилий 7-дегидрохолестерол (провитамин D 3 ) превращается в превитамин D 3 , который под действием высокой температуры (инфракрасного излучения) превращается в собственно витамин D 3 . Недостаток этого витамина ведет к нарушению метаболизма кальция в организме рептилий. Нужно отметить, что сам по себе ультрафиолет недостаточен для синтеза витамина D 3 . Животные должны получать с пищей его предшественник. Также в корме необходимо достаточное количество кальция. Особенно важен правильный кальциевый обмен для растущих животных, скелет которых еще только формируется, и самок в период беременности. В рационе плотоядных животных значительно больше витамина D 3 и его предшественника по сравнению с растительноядными. Поэтому владельцы растительноядных рептилий должны более внимательно относиться к диете своих питомцев.
В отличие от UVA, UVB-облучение может быть как постоянным, так и сеансовым.

UVC. Это жесткий ультрафиолет, безусловно вредный для всех организмов. На практике он применяется в бактерицидных лампах для стерилизации помещений.

Все источники ультрафиолета можно разделить на две большие группы. Это источники постоянного и сеансового облучения. Первые обычно совмещают функции освещения и облучения и используются в течение всего светового дня. Это как правило специальные террариумные лампы. Вторые создают значительно более мощный поток ультрафиолета и применяются для кратковременного облучения террариумных животных. Это могут быть как специальные террариумные лампы, так и медицинские или бытовые приборы.

В настоящее время в продаже имеется довольно большой выбор ламп постоянного освещения и облучения с наличием в спектре UVA и UVB. В России наиболее часто встречаются лампы фирм Hagen, Sera и Namiba Terra. Самая раскрученная марка - ReptiGlo фирмы Hagen (ExoTerra). В действительности не так важен выбор производителя, как правильный выбор параметров лампы. Основным показателем в данном случае является количество UVA и UVB в спектре, которое выражается в процентах и всегда указывается на упаковке лампы или, по крайней мере, в сопроводительной документации. Доля UVA обычно составляет 30%, UVB - колеблется от 2% до 8%. Лампы с долей UVB - 2% применяются при содержании большинства амфибий или ночных рептилий. Основная их функция - осветительная, ультрафиолета в их спектре очень мало. Другая категория ламп с долей UVB - 4-5% хороша для некоторых амфибий и рептилий, обитающих в лесной зоне. Для дневных рептилий аридных зон, таких, как многие агамы, круглоголовки, сухопутные черепахи подойдет последняя категория ламп с долей UVB - 7-8%. Практически все производители придерживаются именно таких градаций.

Вместо специальных террариумных ламп можно использовать и другие источники ультрафиолета. Террариумистам со стажем хорошо знакомы саранские эритемные лампы - "эритемки". Сейчас их выпускает Всероссийский НИИ источников света им. А.Н.Лодыгина. Они применяются для ежедневного сеансового облучения.
Медицинские и бытовые кварцевые облучатели (или УФО) различных марок, которые обычно комплектуются дуговой ртутной ламной ДРТ-240, также годятся для сеансового облучения террариумных животных. Правда такое облучение проводится курсами (например за неделей с ежедневными сеансами следуют три недели перерыва). Эти облучатели в отличие от "эритемок" не имеет смысла встраивать в конструкцию террариума.
Часто приходится слышать, что облучатели типа УФО дают более жесткий ультрафиолет, поэтому и нельзя долго облучать ими животных. В действительности эти приборы излучают в той же части спектра, но дают значительно более мощный световой поток, позволяющий получить необходимую дозу ультрафиолета в короткое время.

Кварцевый облучатель типа УФО

При использовании эритемных ламп и приборов типа УФО, длительность облучения должна быть минимальной и животное должно находиться в сухих условиях. Интенсивное ультрафиолетовое излучение подобных облучателей нежелательно в больших дозах. А при воздействии на влажную кожу оно приводит к побочным отрицательным эффектам (нарушение деления клеток и их гибель, ожоги, половая стерилизация, мутации). Поэтому необходимо строго придерживаться следующего:
а) не превышать продолжительность облучения, рекомендуемое данному животному;
б) соблюдать требуемое расстояние от лампы до животного, минимальное расстояние сокращать нельзя;
в) облучатель желательно устанавливать над животным, а не сбоку;
д) не опрыскивать животное перед облучением, а при облучении приборами типа УФО высаживать животное в отдельный сухой объем.

В описании видов мы указываем желательные дозировки, рассчитанные на то, что эритемные лампы подключены через реле времени, например: по 5 минут 3 раза в день. Если у вас нет реле времени, то достаточно одного 5 минутного включения лампы в течение дня. Словом, не увеличивайте продолжительность облучения, суммировав возможное за день, а ограничтесь одноразовым минимумом.

Следует помнить, что у любой люминесцентной лампы срок отдачи полного спектра существенно меньше срока службы лампы и ее следует менять примерно после полугода работы, несмотря на отсутствие видимых изменений в свечении.

Часто выбор лампы определяется конструктивными особенностями террариума. Для террариумов вертикальной компоновки этот момент особенно актуален, т.к. там затруднительно использовать лампы большой длины. В то же время короткие лампы имеют малую мощность (скажем 40 сантиметровые ReptiGlo или Replux имеют мощность порядка 15 Вт). В таких случаях удобнее пользоваться компактными лампами под патрон Е27 (патрон для обычной лампы накаливания). При еще меньших габаритах, мощность, скажем Replux UV-Plus - 23 Вт.

Важным моментом конструкции террариума является изоляция источника освещения от внутреннего объема террариума. Следует помнить, что силикатное (оконное) стекло не пропускает ультрафиолет. Следовательно для изоляции осветителя-облучателя нужно использовать либо металлическую сетку, либо органическое стекло (см.

﻿ В чем разница между LED-лампами и UV-лампами? Материалы, средства и инструменты для наращивания и дизайна ногтей