프레스 현장에서 금속 및 유리 작업은 UV 경화가 효과를 발휘하는 분야이자, 실수가 심각한 영향을 미치는 영역이다. 이러한 기재(substrate)에서는 경화가 덜 된 잉크가 단순한 외관 문제가 아니다. 조작하거나 용제가 닿거나 열이 가해질 때 박리(delamination)가 발생한다. 진짜 의문은 UV 경화가 되는지 여부가 아니라, 램프가 적절한 스펙트럼과 충분한 조사량(irradiance)을 내어 완전한 교차결합(cross-linking)을 촉진하는가 하는 점이다.
기술적으로 중요한 요소
갈륨 도핑된 UV 조사 램프는 365–405 nm 파장 영역에 더 많은 에너지를 집중시킨다. 이 영역은 대부분 금속 및 유리 잉크 조성물에 포함된 광개시제(photoinitiator)와 일치한다. 이 목표 파장대에 의한 출력 강도는 필름 상단에서 광자의 흡수를 증가시켜 중합(polymerization)이 빠르게 시작되고 내부로 확산되도록 한다. 여기에 고반사 이중분광(dichroic) 반사경을 조합하면, 아크 길이 전체에 걸쳐 최대 조사 강도(peak irradiance)를 유지할 수 있다. 이렇게 하면 컨베이어 속도를 늦추지 않고도 깊은 경화를 위해 필요한 에너지 밀도(mJ/cm²)를 확보할 수 있다.
이 방식이 금속 및 유리에 적합한 이유
내구성이 요구되는 기재에서는 접착력(adhesion)이 실제로 인터페이스에 도달하는 경화 상태에 좌우된다. 갈륨 도핑에서 나오는 방출 스펙트럼은 표면 경화만 일어나는 현상을 줄여 잉크 필름이 완전히 경화되고 기재에 단단히 부착되도록 한다. 그 결과로 얻어지는 효과는 다음과 같다: 높은 교차결합 밀도, 향상된 용제 저항성, 그리고 질감이 있거나 낮은 에너지 표면에서도 신뢰할 수 있는 접착력. 또한 램프 출력 특성이 시간 경과에 따라 예측 가능하게 변화하며, 출력 곡선이 계획 가능한 방식으로 저하되어 공정 조건이 반복 가능하게 유지된다.
반드시 숙지해야 할 실무 사항
이 램프들은 고출력을 위해 설계되어 있으며, 통상 사용하는 저온 UV 장비보다 더 높은 온도에서 작동한다. 적합한 반사경과 함께 설치하고, 전원 공급 장치가 필요한 전압과 전류를 안정적으로 제공할 수 있는지 확인해야 한다. 측정은 램프 표면이 아닌 기재 평면(substrate plane)에서 분광 방사계(spectral radiometer)를 사용해 수행해야 한다. 또한 스크린, 플렉소, 옵셋 인쇄 방식에 맞게 기하학적 요소를 맞춰야 하는데, 아크 길이와 반사경 배치가 맞지 않으면 램프 스펙은 적합하더라도 조사량(dose)이 달라질 수 있다.