Các ứng dụng của UV LED
Công nghệ UV LED được ứng dụng rộng rãi và dần thay thế cho các đèn UV truyền thống. Một số lĩnh vực ứng dụng của UV LED:
- Ứng dụng UV LED trong lĩnh vực in ấn: làm khô mực in, keo, hoá chất.
- Ứng dụng UV LED khử trùng và xử lý nước
- Ứng dụng UV LED lĩnh vực y tế: điều trị các bệnh về da và hỗ trợ sản xuất các thiết bị, dụng cụ y tế.
- Ứng dụng UV LED trong một số lĩnh vực khác: bảo mật…
Hiện nay, UV LED đang được ứng dụng trong lĩnh vực in: in phun kỹ thuật số, in offset, in flexo, in lưới… và dần thay thế cho các hệ thống đèn UV truyền thống bởi nhiều ưu điểm hơn. Bảng 1.1 cho ta các ưu điểm nổi trội của UV LED so với UV hơi thuỷ ngân.
| UV LED | UV Lamp | |
| Kích thước | Nhỏ gọn, dễ dàng lắp đặt cho hầu hết máy in | Lớn, khó lắp đặt |
| Công suất tiêu thụ | Tiết kiệm 70-80% so với UV Lamp | Cao |
| Thời gian khởi động | Khởi động và phát xạ UV tức thời | Thời gian ổn định bức xạ UV từ 3-5 phút |
| Ảnh hưởng môi trường | Thân thiện môi trường | Có ảnh hưởng đến môi trường do có sử dụng thuỷ ngân |
| Các yếu tố an toàn ảnh hưởng đến người lao động | Da, mắt do có bức xạ UV | Da, mắt, điện áp cao, có tạo ra ozone, rò rỉ thuỷ ngân.. |
| Tuổi thọ đèn | 10.000 – 30.000 giờ | 700 – 2.000 giờ |
| Chi phí đầu tư ban đầu | Cao | Trung bình |
Bảng 1.1 – So sánh các tiêu chí của UV LED và đèn UV truyền thống
Các công ty chuyên chế tạo hệ thống UV cho ngành in cũng đã và đang phát triển các hệ thống UV LED thay thế cho UV truyền thống. Một số nhà sản xuất và dòng sản phẩm UV LED đang có trên thị trường:
- IST-METZ – LEDCURE
- Heidelberg – DryStar LED
- Air Motion System – AMS LED – UV XP Series
- Heraeus Noblelight (Fusion)
- KBA – VariDry UV LED
- Ryobi – LED UV
- Phoseon – Fire Series LED lamps
Các lợi ích mang lại cho ngành in
Trong khía cạnh của bài viết, tác giả xin đề cập về ứng dụng công nghệ UV LED cho in offset tờ rời. Các lợi ích mang lại cho doanh nghiệp sản xuất in khi ứng dụng công nghệ UV LED cụ thể như sau:
Tiết kiệm thời gian- gia tăng năng suất in offset
Một hệ thống đèn UV LED được trang bị thêm ở đầu ra máy in Offset tờ rời có thể làm khô hoàn toàn đến 7 màu mực in và độ phủ mực đến 400% chỉ một lần qua đèn ở tốc độ tối đa của máy in. Quá trình khô mực in được kích hoạt bởi chùm tia UV cường độ cao chiếu vào và quá trình khô hoàn toàn mực in chỉ diễn ra trong khoảng vài trăm micro giây trước khi tờ in rơi vào bàn ra giấy. Điều này giúp nhà in tiết kiệm thời gian sản xuất, tờ in có thể chuyển sang công đoạn thành phẩm ngay sau khi ra khỏi máy in mà không mất thời gian chờ khô. So với công suất điện tiêu thụ của hệ thống sấy khô mực in bằng phương pháp hồng ngoại hay nhiệt điện trở thì hệ thống UV LED chỉ tiêu tốn khoảng 10% công suất điện tiêu thụ.
Loại bỏ các vấn đề chất lượng do phun bột
Phun bột trong sản xuất in offset sẽ gây ra khó khăn cho việc bảo trì, vệ sinh máy móc. Nhưng phun bột vẫn là biện pháp được sử dụng phổ biến để trợ khô, hạn chế tờ in dậm ngược mực in lên tờ phía trên của chồng giấy. Bột thừa có thể bám vào các bộ phận đắt tiền của máy in gây hư hỏng hoặc mất quyền bảo hành sản phẩm.
UV LED cho in offset về cơ bản giúp loại bỏ quá trình phun bột trên máy in offset. Điều này giúp quá trình kiểm soát chất lượng màu sắc dễ dàng được kiểm soát. Đây cũng là lý do chính để nhà in cân nhắc chuyển đổi sang công nghệ UV LED.
Không cần tráng phủ bảo vệ tờ in
Trong nhiều nhà in, việc tráng phủ vec ni gốc nước không phải vì hiệu ứng mà là bảo vệ chống trầy cho tờ in và tăng tốc độ làm khô mực in. Trong các máy in hiện đại có đơn vị tráng phủ đắt tiền chỉ cố đạt mục tiêu bảo vệ chống trầy cho tờ in. Năng lượng điện tiêu thụ của hệ thống làm khô lớp tráng phủ gốc nước thường lớn hơn năng lượng toàn máy in. Ví dụ với máy in khổ 72×102, công suất tiêu thụ điện của hệ thống làm khô có thể lên đến 100kw và phải mở 100% công suất khi hoạt động cũng như phải luôn duy trì trong thời gian thay đổi bài in.
Với hệ thống UV LED về cơ bản không cần phủ lớp vec ni bảo vệ tờ in. Bản thân mực in được khô ngay lập tức dưới tác động của tia UV và không bị trầy xước khi được xếp thành chồng ở bàn ra giấy.
Đảm bảo các đặc tính của bề mặt vật liệu in không biến đổi
Điều mà nhiều người không nhận ra rằng nhiệt độ chính là tác nhân gây ra mùi hôi trên tờ in. Nguyên lý làm khô mực in dưới tác động tia hồng ngoại, hơi nóng hay thậm chí công nghệ H-UV và LE-UV tạo ra bức xạ nhiệt rất lớn. Khi bề mặt tờ in dưới tác động của nhiệt độ thì lớp tráng phủ trên bề mặt tờ in sẽ bị biến đổi và sinh ra mùi độc hại.
Một ưu điểm của công nghệ UV LED là phương pháp sấy khô mực in trên tờ in và tờ in không bị nóng. Với 100% bức xạ từ đèn UV LED là UVA và hoàn toàn không phát sinh nhiệt giúp cấu trúc bề mặt vật liệu in không bị biến đổi và không sinh ra mùi độc hại.
Nhận và giao hàng trong ngày
Các bài in có số lượng nhỏ, nội dung thay đổi và giao hàng nhanh (trong ngày) là đòi hỏi mà các nhà in phải đáp ứng cho khách hàng ngày nay. Hầu hết các dịch vụ này được các máy in kỹ thuật số đáp ứng một cách dễ dàng, nhưng với máy in offset là cả một vấn đề khó khăn vì độ khô của tờ in chính là rào cản lớn nhất.
Với công nghệ UV LED trên máy in offset, bộ phận sản xuất in có thể đáp ứng các đơn hàng nhanh như in kỹ thuật số và chất lượng màu sắc tuyệt hảo. Từ lúc nhận file, ghi bản, in mặt thứ nhất, in mặt thứ 2 và thành phẩm ngay sau khi in và có thể giao hàng trong ngày. Theo nhận định của các nhà in có sử dụng công nghệ UV LED, máy in offset của họ năng suất tăng lên từ 30-40% do với khả năng hoàn thành bài in trong thời gian ngắn. UV LED có thể nhanh chóng mở ra cơ hội cho các nhà in trong các cuộc cạnh tranh về chất lượng và thời gian giao hàng.
UV LED có thể in trên nhiều vật liệu khác nhau
Khi khách hàng chỉ định một loại vật liêụ mới, một nhà in có thể mất nhiều thời gian cho việc sản xuất thử nghiệm, kiểm tra chất lượng màu sắc, độ dám dính mực in… Với mực in UV LED độ dám dính trên bất kỳ bề mặt vật liệu in là tức thời và đảm bảo yêu cầu chất lượng của khách hàng. Mực in UV LED có loại đặc biệt dành in bề mặt in là nhựa, kim loại và tương thích với các loại vec ni gốc nước cũng như gốc dầu.
Bởi vì tính năng không sinh nhiệt của UV LED nên các vật liệu nhạy với nhiệt như nhựa, decal.. sẽ không bị biến đổi đặc tính khi sấy qua đèn.
Gia tăng giá trị tờ in với các hiệu ứng với bản in offset
Xu hướng phát triển nhanh chóng của UV LED, các hiệu ứng tráng phủ đặc biệt có thể tạo ra ngay trên đơn vị in offset không cần thêm đơn vị tráng phủ. Ý tưởng này không hoàn toàn mới nhưng với UV LED thì chất lượng đã được cải thiện.
Dễ dàng có thêm khách hàng lớn đặc biệt các khách hàng quan tâm đến vấn đề sản xuất thân thiện với môi trường.
Các nhà thiết kế, chủ sở hữu các thương hiệu và sáng tạo không ngừng tìm kiếm các lợi thế trong cạnh tranh và dần sử dụng các công nghệ sản xuất thân thiện với môi trường. Công nghệ in UV LED là sự hoàn hảo cho sự lựa chọn của những khách hàng trên, bởi các lợi ích cho môi trường UV LED có thể mang lại:
- UV LED tiết kiệm năng lượng (khoảng 10% so với công nghệ sấy nhiệt, hồng ngoại)
- Mực UV LED hoàn toàn an toàn không có hoá chất hữu cơ bay hơi độc hại
- UV LED cho phép tái sử dụng tờ in nhiều lần cho quá trình canh bài giúp giảm giấy thải.
- UV LED không chức thuỷ ngân độc hại
- UV LED không sản sinh ra ozone và an toàn cho người sử dụng
- UV LED ngăn chặn các độc tố sản sinh trên bề mặt vật liệu in dưới tác dụng của nhiệt
- UV LED giảm nhiệt độ khu vực in, giảm tải cho hệ thống điều hoà.
- UV LED là công nghệ xanh, thân thiện với môi trường.
Kết luận
Lần đầu tiên UV LED ứng dụng cho lĩnh vực in được giới thiệu tại DRUPA 2008, đến nay UV LED đã có những bước tiến vượt bậc về công nghệ và nguyên vật liệu. Công suất bức xạ UV đã vượt qua mức 20W/cm2 và có thể làm khô mực in ở tốc độ tối đa của máy in offset. Nguồn nguyên liệu: mực in, hoá chất tráng phủ cũng đã được nghiên cứu và phát triển bởi các công ty mực in lớn. Hiện nay, nguồn nguyên vật liệu đa dạng và sản phẩm của nhiều nhà cung cấp đã có mặt trên thị trường.
UV LED có nhiều ưu điểm và là công nghệ xanh- thân thiện môi trường. Nhưng đến thời điểm này chỉ có một số ít công ty in tại Việt Nam ứng dụng công nghệ này. Một số khó khăn khi ứng dụng UV LED trong ngành in tại Việt Nam: tính phổ biến chưa cao, nhà in ngại thử nghiệm công nghệ mới, nguồn vật tư chưa đa dạng, chi phí đầu tư ban đầu cao. Và đặc biệt, các nhà in trong nước chưa quan tâm đến vấn đề an toàn môi trường và sức khoẻ người lao động.
