แหล่งกำเนิดแสงยูวีชนิดใดบ้างที่ใช้ในระบบบ่มด้วยรังสียูวี?

หลอดไอปรอท หลอดไดโอดเปล่งแสง (LED) และหลอดเอ็กไซเมอร์ เป็นเทคโนโลยีหลอดยูวีบ่มที่แตกต่างกัน แม้ว่าทั้งสามชนิดจะถูกนำมาใช้ในกระบวนการโฟโตพอลิเมอไรเซชันต่างๆ เพื่อเชื่อมโยงโมเลกุลของหมึก สารเคลือบ กาว และวัสดุขึ้นรูป แต่กลไกที่สร้างพลังงานยูวีที่แผ่รังสีออกมา รวมถึงลักษณะของสเปกตรัมที่ได้นั้นแตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง การทำความเข้าใจความแตกต่างเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาการใช้งานและสูตร การเลือกแหล่งกำเนิดแสงยูวีบ่ม และการบูรณาการ

หลอดไฟไอปรอท

ทั้งหลอดไฟอาร์คแบบมีขั้วและหลอดไฟไมโครเวฟแบบไร้ขั้วจัดอยู่ในประเภทของหลอดไอปรอท หลอดไอปรอทเป็นหลอดไฟแบบปล่อยประจุแก๊สความดันปานกลางชนิดหนึ่ง ซึ่งใช้ปรอทบริสุทธิ์และแก๊สเฉื่อยจำนวนเล็กน้อยระเหยกลายเป็นพลาสมาภายในหลอดควอตซ์ที่ปิดสนิท พลาสมาเป็นแก๊สไอออนไนซ์ที่มีอุณหภูมิสูงมากและสามารถนำไฟฟ้าได้ พลาสมาถูกสร้างขึ้นโดยการจ่ายแรงดันไฟฟ้าระหว่างขั้วไฟฟ้าสองขั้วภายในหลอดไฟอาร์ค หรือโดยการใช้ไมโครเวฟกับหลอดไฟแบบไร้ขั้วภายในกล่องหรือช่องที่คล้ายกับเตาไมโครเวฟในครัวเรือน เมื่อระเหยแล้ว พลาสมาปรอทจะปล่อยแสงสเปกตรัมกว้างครอบคลุมความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลต แสงที่มองเห็นได้ และอินฟราเรด

ในกรณีของหลอดไฟอาร์คไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้าไปจะให้พลังงานแก่หลอดควอตซ์ที่ปิดผนึก พลังงานนี้จะทำให้ปรอทกลายเป็นไอและกลายเป็นพลาสมา พร้อมทั้งปลดปล่อยอิเล็กตรอนจากอะตอมที่กลายเป็นไอ อิเล็กตรอนส่วนหนึ่ง (-) จะไหลไปยังขั้วบวกของหลอดไฟที่ทำจากทังสเตนหรือแอโนด (+) และเข้าสู่วงจรไฟฟ้าของระบบยูวี อะตอมที่มีอิเล็กตรอนหายไปใหม่จะกลายเป็นแคตไอออนที่มีพลังงานบวก (+) ซึ่งจะไหลไปยังขั้วลบของหลอดไฟที่ทำจากทังสเตนหรือแคโทด (-) ขณะที่เคลื่อนที่ แคตไอออนจะชนกับอะตอมที่เป็นกลางในส่วนผสมของก๊าซ การชนนี้จะถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากอะตอมที่เป็นกลางไปยังแคตไอออน เมื่อแคตไอออนได้รับอิเล็กตรอน พวกมันจะตกอยู่ในสถานะที่มีพลังงานต่ำกว่า ความแตกต่างของพลังงานจะถูกปล่อยออกมาในรูปของโฟตอนที่แผ่รังสีออกไปจากหลอดควอตซ์ หากหลอดไฟได้รับพลังงานอย่างเหมาะสม ระบายความร้อนอย่างถูกต้อง และใช้งานภายในอายุการใช้งานที่เหมาะสม ไอออนบวก (+) ที่เกิดขึ้นใหม่จะเคลื่อนที่เข้าหาขั้วลบหรือแคโทด (-) อย่างต่อเนื่อง ชนกับอะตอมอื่นๆ และทำให้เกิดการปล่อยแสงยูวีอย่างต่อเนื่อง หลอดไฟไมโครเวฟทำงานในลักษณะเดียวกัน ยกเว้นว่าคลื่นไมโครเวฟ หรือที่เรียกว่าคลื่นความถี่วิทยุ (RF) จะเข้ามาแทนที่วงจรไฟฟ้า เนื่องจากหลอดไฟไมโครเวฟไม่มีขั้วไฟฟ้าทังสเตน และเป็นเพียงหลอดควอตซ์ปิดผนึกที่บรรจุปรอทและก๊าซเฉื่อย จึงมักเรียกกันว่าหลอดไฟไร้ขั้ว

หลอดไฟไอปรอทแบบบรอดแบนด์หรือแบบสเปกตรัมกว้างปล่อยรังสียูวีในช่วงความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลต แสงที่มองเห็นได้ และอินฟราเรด ในสัดส่วนที่ใกล้เคียงกัน ส่วนของรังสียูวีประกอบด้วย UVC (200 ถึง 280 นาโนเมตร), UVB (280 ถึง 315 นาโนเมตร), UVA (315 ถึง 400 นาโนเมตร) และ UVV (400 ถึง 450 นาโนเมตร) หลอดไฟที่ปล่อย UVC ในช่วงความยาวคลื่นต่ำกว่า 240 นาโนเมตรจะก่อให้เกิดโอโซนและจำเป็นต้องมีระบบระบายอากาศหรือระบบกรองอากาศ

สเปกตรัมการปล่อยแสงของหลอดไอปรอทสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการเติมสารเจือปนในปริมาณเล็กน้อย เช่น เหล็ก (Fe), แกลเลียม (Ga), ตะกั่ว (Pb), ดีบุก (Sn), บิสมัท (Bi) หรืออินเดียม (In) โลหะที่เติมเข้าไปจะเปลี่ยนองค์ประกอบของพลาสมา และส่งผลให้พลังงานที่ปล่อยออกมาเมื่อแคตไอออนรับอิเล็กตรอนเปลี่ยนแปลงไปด้วย หลอดที่มีการเติมโลหะเรียกว่า หลอดเจือปน หลอดเติมสาร และหลอดเมทัลเฮไลด์ หมึก สารเคลือบ กาว และผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปที่ใช้รังสียูวีส่วนใหญ่ได้รับการออกแบบให้มีเอาต์พุตที่ตรงกับหลอดเจือปนปรอท (Hg) หรือเหล็ก (Fe) มาตรฐาน หลอดเจือปนเหล็กจะเปลี่ยนส่วนหนึ่งของแสงยูวีให้มีความยาวคลื่นที่ยาวขึ้น ใกล้เคียงกับแสงที่มองเห็นได้ ซึ่งส่งผลให้การทะลุทะลวงผ่านสูตรที่มีความหนาและมีเม็ดสีเข้มข้นได้ดีขึ้น สูตรรังสียูวีที่มีไทเทเนียมไดออกไซด์มักจะแข็งตัวได้ดีกว่าเมื่อใช้กับหลอดเจือปนแกลเลียม (GA) เนื่องจากหลอดแกลเลียมจะเปลี่ยนส่วนสำคัญของแสงยูวีให้มีความยาวคลื่นมากกว่า 380 นาโนเมตร เนื่องจากสารเติมแต่งไทเทเนียมไดออกไซด์โดยทั่วไปไม่ดูดซับแสงที่ความยาวคลื่นสูงกว่า 380 นาโนเมตร การใช้หลอดไฟแกลเลียมที่มีสูตรสีขาวจึงช่วยให้สารกระตุ้นการเกิดปฏิกิริยาด้วยแสงสามารถดูดซับพลังงานรังสียูวีได้มากขึ้น เมื่อเทียบกับสารเติมแต่ง

โปรไฟล์สเปกตรัมช่วยให้ผู้พัฒนาสูตรและผู้ใช้งานเห็นภาพว่าการแผ่รังสีของหลอดไฟแบบเฉพาะนั้นกระจายตัวอย่างไรในสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า แม้ว่าปรอทไอและโลหะที่เติมลงไปจะมีลักษณะการแผ่รังสีที่กำหนดไว้แล้ว แต่ส่วนผสมที่แม่นยำของธาตุและก๊าซเฉื่อยภายในหลอดควอตซ์ รวมถึงโครงสร้างของหลอดไฟและการออกแบบระบบการอบแห้ง ล้วนมีอิทธิพลต่อปริมาณรังสี UV ที่ปล่อยออกมา ปริมาณรังสีสเปกตรัมของหลอดไฟที่ไม่รวมเข้ากับระบบ ซึ่งวัดและใช้งานโดยผู้จำหน่ายหลอดไฟในที่โล่ง จะมีปริมาณรังสีสเปกตรัมที่แตกต่างจากหลอดไฟที่ติดตั้งอยู่ภายในหัวหลอดไฟที่มีแผ่นสะท้อนแสงและระบบระบายความร้อนที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสม โปรไฟล์สเปกตรัมหาได้ง่ายจากผู้จำหน่ายระบบ UV และมีประโยชน์ในการพัฒนาสูตรและการเลือกหลอดไฟ

กราฟแสดงความเข้มแสงสเปกตรัมโดยทั่วไปจะแสดงค่าความเข้มแสงสเปกตรัมบนแกน y และความยาวคลื่นบนแกน x ค่าความเข้มแสงสเปกตรัมสามารถแสดงได้หลายวิธี รวมถึงค่าสัมบูรณ์ (เช่น W/cm²/nm) หรือค่าสัมพัทธ์ หรือค่ามาตรฐาน (ไม่มีหน่วย) โดยทั่วไปกราฟจะแสดงข้อมูลเป็นแผนภูมิเส้นหรือแผนภูมิแท่งที่จัดกลุ่มค่าความเข้มแสงเป็นช่วง 10 นาโนเมตร กราฟแสดงความเข้มแสงสเปกตรัมของหลอดไฟปรอทแบบอาร์คต่อไปนี้แสดงค่าความเข้มแสงสัมพัทธ์เทียบกับความยาวคลื่นสำหรับระบบของ GEW (รูปที่ 1)

รูปที่ 1 »แผนภูมิแสดงผลสเปกตรัมของปรอทและเหล็ก
ในยุโรปและเอเชีย คำว่า "หลอดไฟ" (lamp) ใช้เรียกหลอดควอตซ์ที่ปล่อยรังสียูวี ในขณะที่ชาวอเมริกาเหนือและอเมริกาใต้ มักใช้คำว่า "หลอดไฟ" (bulb) และ "หลอดไฟ" (lamp) สลับกันไป ทั้งคำว่า "หลอดไฟ" และ "หัวหลอดไฟ" ต่างหมายถึงชุดประกอบทั้งหมดที่บรรจุหลอดควอตซ์และส่วนประกอบทางกลและไฟฟ้าอื่นๆ ทั้งหมด

หลอดไฟอาร์คอิเล็กโทรด

ระบบหลอดไฟอาร์คอิเล็กโทรดประกอบด้วยหัวหลอดไฟ พัดลมระบายความร้อนหรือเครื่องทำความเย็น แหล่งจ่ายไฟ และส่วนติดต่อผู้ใช้ (HMI) หัวหลอดไฟประกอบด้วยหลอดไฟ (หลอดแก้ว) แผ่นสะท้อนแสง ตัวเรือนโลหะ ชุดชัตเตอร์ และบางครั้งอาจมีหน้าต่างควอตซ์หรือตัวป้องกันสายไฟ GEW ติดตั้งหลอดควอตซ์ แผ่นสะท้อนแสง และกลไกชัตเตอร์ไว้ภายในชุดคาสเซ็ตที่สามารถถอดออกจากตัวเรือนหัวหลอดไฟด้านนอกได้อย่างง่ายดาย การถอดคาสเซ็ตของ GEW มักทำได้ภายในไม่กี่วินาทีโดยใช้ประแจหกเหลี่ยมเพียงตัวเดียว เนื่องจากปริมาณรังสี UV ขนาดและรูปร่างโดยรวมของหัวหลอดไฟ คุณสมบัติของระบบ และความต้องการอุปกรณ์เสริมแตกต่างกันไปตามการใช้งานและตลาด ระบบหลอดไฟอาร์คอิเล็กโทรดจึงมักได้รับการออกแบบสำหรับประเภทการใช้งานที่กำหนดหรือประเภทเครื่องจักรที่คล้ายคลึงกัน

หลอดไอปรอทปล่อยแสงออกมา 360° จากหลอดควอตซ์ ส่วนระบบหลอดอาร์คใช้แผ่นสะท้อนแสงที่อยู่ด้านข้างและด้านหลังของหลอดเพื่อดักจับและโฟกัสแสงให้ไปที่ระยะที่กำหนดไว้ด้านหน้าหัวหลอด ระยะนี้เรียกว่าจุดโฟกัส และเป็นจุดที่ความเข้มของแสงสูงสุด โดยทั่วไปแล้วหลอดอาร์คจะปล่อยแสงในช่วง 5 ถึง 12 วัตต์/ตารางเซนติเมตร ที่จุดโฟกัส เนื่องจากประมาณ 70% ของรังสี UV ที่ออกมาจากหัวหลอดมาจากแผ่นสะท้อนแสง จึงเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทำความสะอาดแผ่นสะท้อนแสงและเปลี่ยนใหม่เป็นระยะ การไม่ทำความสะอาดหรือเปลี่ยนแผ่นสะท้อนแสงเป็นสาเหตุสำคัญที่ทำให้การอบแห้งไม่สมบูรณ์

กว่า 30 ปีที่ผ่านมา GEW ได้พัฒนาประสิทธิภาพของระบบอบแห้งอย่างต่อเนื่อง ปรับแต่งคุณสมบัติและผลผลิตให้ตรงกับความต้องการของแอปพลิเคชันและตลาดเฉพาะ และพัฒนาอุปกรณ์เสริมสำหรับการติดตั้งใช้งานมากมาย ส่งผลให้ผลิตภัณฑ์ของ GEW ในปัจจุบันมีคุณสมบัติเด่น ได้แก่ การออกแบบตัวเรือนที่กะทัดรัด แผ่นสะท้อนแสงที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมเพื่อการสะท้อนรังสียูวีที่สูงขึ้นและลดรังสีอินฟราเรด กลไกชัตเตอร์แบบเงียบ แผ่นปิดด้านข้างและช่องสำหรับม้วนวัสดุ ระบบป้อนวัสดุแบบฝาพับ การเติมไนโตรเจน หัวฉีดแบบอัดแรงดัน หน้าจอสัมผัสสำหรับผู้ใช้งาน แหล่งจ่ายไฟแบบโซลิดสเตท ประสิทธิภาพการทำงานที่สูงขึ้น การตรวจสอบปริมาณรังสียูวี และการตรวจสอบระบบจากระยะไกล

เมื่อหลอดไฟอิเล็กโทรดแรงดันปานกลางทำงาน อุณหภูมิพื้นผิวควอตซ์จะอยู่ระหว่าง 600 ถึง 800 องศาเซลเซียส และอุณหภูมิพลาสมาภายในจะอยู่ที่หลายพันองศาเซลเซียส การเป่าลมเป็นวิธีการหลักในการรักษาอุณหภูมิการทำงานที่ถูกต้องของหลอดไฟและกำจัดพลังงานอินฟราเรดที่แผ่รังสีบางส่วน ระบบของ GEW จ่ายอากาศแบบดูดออก ซึ่งหมายความว่าอากาศจะถูกดูดผ่านตัวเรือน ผ่านตัวสะท้อนแสงและหลอดไฟ แล้วระบายออกนอกชุดประกอบและห่างจากเครื่องจักรหรือพื้นผิวการอบแห้ง ระบบของ GEW บางระบบ เช่น E4C ใช้การระบายความร้อนด้วยของเหลว ซึ่งช่วยให้ได้ปริมาณรังสี UV ที่สูงขึ้นเล็กน้อยและลดขนาดหัวหลอดไฟโดยรวมลง

หลอดไฟอาร์คอิเล็กโทรดมีวงจรการอุ่นเครื่องและการเย็นตัว หลอดไฟจะจุดติดโดยมีการระบายความร้อนน้อยที่สุด ซึ่งช่วยให้พลาสมาปรอทมีอุณหภูมิสูงขึ้นถึงอุณหภูมิการทำงานที่ต้องการ สร้างอิเล็กตรอนและแคตไอออนอิสระ และทำให้กระแสไฟฟ้าไหลได้ เมื่อปิดหัวหลอดไฟ การระบายความร้อนจะยังคงทำงานต่อไปอีกสองสามนาทีเพื่อให้หลอดควอตซ์เย็นตัวลงอย่างสม่ำเสมอ หลอดไฟที่ร้อนเกินไปจะไม่สามารถจุดติดได้อีกและต้องปล่อยให้เย็นตัวลงต่อไป ระยะเวลาของวงจรการอุ่นเครื่องและการเย็นตัว รวมถึงการเสื่อมสภาพของอิเล็กโทรดระหว่างการจุดติดแต่ละครั้ง เป็นเหตุผลที่กลไกชัตเตอร์แบบนิวแมติกมักถูกรวมเข้าไว้ในชุดประกอบหลอดไฟอาร์คอิเล็กโทรดของ GEW เสมอ รูปที่ 2 แสดงหลอดไฟอาร์คอิเล็กโทรดแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ (E2C) และแบบระบายความร้อนด้วยของเหลว (E4C)

รูปที่ 2 »หลอดไฟอาร์คอิเล็กโทรดแบบระบายความร้อนด้วยของเหลว (E4C) และแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ (E2C)

หลอดไฟ UV LED

สารกึ่งตัวนำเป็นวัสดุผลึกแข็งที่มีคุณสมบัติเป็นตัวนำไฟฟ้าในระดับหนึ่ง กระแสไฟฟ้าไหลผ่านสารกึ่งตัวนำได้ดีกว่าฉนวน แต่ไม่ดีเท่าตัวนำโลหะ สารกึ่งตัวนำที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติแต่มีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ ได้แก่ ธาตุซิลิคอน เจอร์มาเนียม และซีลีเนียม สารกึ่งตัวนำสังเคราะห์ที่ออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและผลผลิตนั้นเป็นวัสดุผสมที่มีสารเจือปนแทรกอยู่ภายในโครงสร้างผลึกอย่างแม่นยำ ในกรณีของหลอด LED ยูวี อะลูมิเนียมแกลเลียมไนไตรด์ (AlGaN) เป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไป

สารกึ่งตัวนำเป็นพื้นฐานสำคัญของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ และได้รับการออกแบบเพื่อสร้างทรานซิสเตอร์ ไดโอด ไดโอดเปล่งแสง และไมโครโปรเซสเซอร์ อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำถูกรวมเข้ากับวงจรไฟฟ้าและติดตั้งอยู่ภายในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น โทรศัพท์มือถือ แล็ปท็อป แท็บเล็ต เครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องบิน รถยนต์ รีโมทคอนโทรล และแม้แต่ของเล่นเด็ก ส่วนประกอบขนาดเล็กแต่ทรงพลังเหล่านี้ทำให้ผลิตภัณฑ์ในชีวิตประจำวันทำงานได้ ในขณะเดียวกันก็ทำให้ผลิตภัณฑ์มีขนาดกะทัดรัด บางลง น้ำหนักเบา และราคาถูกลง

ในกรณีพิเศษของ LED วัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่ได้รับการออกแบบและผลิตอย่างแม่นยำจะปล่อยแสงในช่วงความยาวคลื่นที่ค่อนข้างแคบเมื่อเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟกระแสตรง แสงจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลจากขั้วบวก (+) ไปยังขั้วลบ (-) ของ LED แต่ละตัวเท่านั้น เนื่องจากเอาต์พุตของ LED สามารถควบคุมได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย และเกือบจะเป็นแสงสีเดียว LED จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานในด้านต่างๆ เช่น ไฟแสดงสถานะ สัญญาณสื่อสารอินฟราเรด ไฟแบ็คไลท์สำหรับทีวี แล็ปท็อป แท็บเล็ต และสมาร์ทโฟน ป้ายอิเล็กทรอนิกส์ ป้ายโฆษณา และจอขนาดใหญ่ และการอบแห้งด้วยรังสียูวี

หลอด LED เป็นตัวนำไฟฟ้าแบบรอยต่อบวก-ลบ (pn junction) ซึ่งหมายความว่าส่วนหนึ่งของ LED มีประจุบวกและเรียกว่าแอโนด (+) และอีกส่วนหนึ่งมีประจุลบและเรียกว่าแคโทด (-) แม้ว่าทั้งสองด้านจะนำไฟฟ้าได้ดี แต่บริเวณรอยต่อที่ทั้งสองด้านมาบรรจบกัน ซึ่งเรียกว่าโซนพร่อง (depletion zone) นั้นไม่นำไฟฟ้า เมื่อต่อขั้วบวก (+) ของแหล่งจ่ายไฟกระแสตรง (DC) เข้ากับแอโนด (+) ของ LED และต่อขั้วลบ (-) ของแหล่งจ่ายไฟเข้ากับแคโทด (-) อิเล็กตรอนที่มีประจุลบในแคโทดและช่องว่างอิเล็กตรอนที่มีประจุบวกในแอโนดจะถูกผลักโดยแหล่งจ่ายไฟและถูกผลักไปยังโซนพร่อง นี่คือการไบแอสไปข้างหน้า ซึ่งมีผลในการเอาชนะขอบเขตที่ไม่นำไฟฟ้า ผลที่ได้คืออิเล็กตรอนอิสระในบริเวณชนิด n จะข้ามไปเติมเต็มช่องว่างในบริเวณชนิด p เมื่ออิเล็กตรอนไหลผ่านขอบเขต พวกมันจะเปลี่ยนสถานะเป็นพลังงานที่ต่ำกว่า พลังงานที่ลดลงนั้นจะถูกปล่อยออกมาจากสารกึ่งตัวนำในรูปของโฟตอนของแสง

วัสดุและสารเจือปนที่ประกอบเป็นโครงสร้างผลึกของ LED เป็นตัวกำหนดสเปกตรัมที่ปล่อยออกมา ปัจจุบัน แหล่งกำเนิดแสง LED สำหรับการบ่มที่วางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์มีรังสีอัลตราไวโอเลตที่ความยาวคลื่น 365, 385, 395 และ 405 นาโนเมตร โดยมีค่าความคลาดเคลื่อนทั่วไปอยู่ที่ ±5 นาโนเมตร และมีการกระจายสเปกตรัมแบบเกาส์เซียน ยิ่งค่าความเข้มแสงสูงสุด (W/cm2/nm) สูงเท่าใด ยอดของกราฟระฆังก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ในขณะที่การพัฒนา UVC ในช่วง 275 ถึง 285 นาโนเมตรยังคงดำเนินอยู่ แต่ผลผลิต อายุการใช้งาน ความน่าเชื่อถือ และต้นทุนยังไม่สามารถนำมาใช้ในเชิงพาณิชย์ได้อย่างคุ้มค่าสำหรับระบบและแอปพลิเคชันการบ่ม

เนื่องจากปัจจุบันการปล่อยแสง UV-LED จำกัดอยู่ที่ความยาวคลื่น UVA ที่ยาวกว่า ระบบการอบแห้งด้วย UV-LED จึงไม่ปล่อยแสงสเปกตรัมแบบบรอดแบนด์ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของหลอดไอปรอทความดันปานกลาง นั่นหมายความว่าระบบการอบแห้งด้วย UV-LED ไม่ปล่อยแสง UVC, UVB, แสงที่มองเห็นได้ส่วนใหญ่ และคลื่นอินฟราเรดที่ก่อให้เกิดความร้อน แม้ว่าสิ่งนี้จะช่วยให้ระบบการอบแห้งด้วย UV-LED สามารถนำไปใช้ในงานที่ไวต่อความร้อนได้มากขึ้น แต่หมึก สารเคลือบ และกาวที่มีอยู่ซึ่งผลิตขึ้นสำหรับหลอดไอปรอทความดันปานกลางจะต้องได้รับการปรับปรุงสูตรใหม่สำหรับระบบการอบแห้งด้วย UV-LED โชคดีที่ผู้ผลิตสารเคมีกำลังออกแบบผลิตภัณฑ์ที่เป็นแบบอบแห้งได้สองแบบมากขึ้นเรื่อยๆ นั่นหมายความว่าสูตรการอบแห้งแบบสองแบบที่ออกแบบมาเพื่ออบแห้งด้วยหลอด UV-LED จะสามารถอบแห้งด้วยหลอดไอปรอทได้เช่นกัน (รูปที่ 3)

รูปที่ 3 »แผนภูมิแสดงค่าสเปกตรัมแสงของ LED

ระบบบ่มด้วย UV-LED ของ GEW ปล่อยแสงได้สูงสุดถึง 30 W/cm² ที่บริเวณช่องปล่อยแสง แตกต่างจากหลอดไฟอาร์คแบบอิเล็กโทรด ระบบบ่มด้วย UV-LED ไม่มีตัวสะท้อนแสงที่ช่วยรวมลำแสงให้เข้มข้น ดังนั้น ความเข้มแสงสูงสุดของ UV-LED จึงเกิดขึ้นใกล้กับช่องปล่อยแสง ลำแสง UV-LED จะกระจายออกจากกันเมื่อระยะห่างระหว่างหัวหลอดไฟกับพื้นผิวที่ต้องการบ่มเพิ่มขึ้น ซึ่งจะลดความเข้มข้นและความเข้มของแสงที่ไปถึงพื้นผิวที่ต้องการบ่ม แม้ว่าความเข้มแสงสูงสุดจะมีความสำคัญต่อการเชื่อมโยงโมเลกุล แต่ความเข้มแสงที่สูงขึ้นเรื่อยๆ ก็ไม่ได้เป็นประโยชน์เสมอไป และอาจยับยั้งความหนาแน่นของการเชื่อมโยงโมเลกุลที่มากขึ้นได้ ความยาวคลื่น (nm) ความเข้มแสง (W/cm²) และความหนาแน่นของพลังงาน (J/cm²) ล้วนมีบทบาทสำคัญในการบ่ม และควรทำความเข้าใจผลกระทบโดยรวมของปัจจัยเหล่านี้ต่อการบ่มอย่างถูกต้องในระหว่างการเลือกแหล่งกำเนิดแสง UV-LED

LED เป็นแหล่งกำเนิดแสงแบบแลมเบอร์เชียน กล่าวคือ LED UV แต่ละตัวจะปล่อยแสงออกมาอย่างสม่ำเสมอทั่วซีกทรงกลม 360° x 180° LED UV จำนวนมาก แต่ละตัวมีขนาดประมาณหนึ่งมิลลิเมตรสี่เหลี่ยมจัตุรัส จะถูกจัดเรียงเป็นแถวเดียว เมทริกซ์ของแถวและคอลัมน์ หรือการจัดเรียงแบบอื่นๆ ชุดประกอบย่อยเหล่านี้ ซึ่งเรียกว่าโมดูลหรืออาร์เรย์ ได้รับการออกแบบโดยมีระยะห่างระหว่าง LED เพื่อให้แสงผสมผสานกันได้ดีและช่วยระบายความร้อนของไดโอด จากนั้นจึงนำโมดูลหรืออาร์เรย์หลายๆ ชุดมาประกอบกันเป็นชุดประกอบขนาดใหญ่เพื่อสร้างระบบบ่มด้วย UV ขนาดต่างๆ (รูปที่ 4 และ 5) ส่วนประกอบเพิ่มเติมที่จำเป็นในการสร้างระบบบ่มด้วย UV-LED ได้แก่ แผ่นระบายความร้อน หน้าต่างเปล่งแสง ตัวขับอิเล็กทรอนิกส์ แหล่งจ่ายไฟ DC ระบบระบายความร้อนด้วยของเหลวหรือเครื่องทำความเย็น และส่วนติดต่อผู้ใช้ (HMI)

รูปที่ 4 »ระบบ LeoLED สำหรับเว็บ

รูปที่ 5 »ระบบ LeoLED สำหรับการติดตั้งหลอดไฟหลายดวงความเร็วสูง

เนื่องจากระบบการอบแห้งด้วย UV-LED ไม่ปล่อยคลื่นความยาวอินฟราเรด จึงถ่ายเทพลังงานความร้อนไปยังพื้นผิวที่ต้องการอบแห้งน้อยกว่าหลอดไอปรอท แต่ไม่ได้หมายความว่า UV LED ควรถูกมองว่าเป็นเทคโนโลยีการอบแห้งแบบเย็น ระบบการอบแห้งด้วย UV-LED สามารถปล่อยความเข้มแสงสูงสุดได้สูงมาก และคลื่นความยาวอัลตราไวโอเลตก็เป็นรูปแบบหนึ่งของพลังงาน พลังงานส่วนใดที่ไม่ถูกดูดซับโดยสารเคมีจะทำให้ชิ้นส่วนหรือพื้นผิวด้านล่าง รวมถึงชิ้นส่วนเครื่องจักรโดยรอบร้อนขึ้น

หลอด LED UV ก็เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพต่ำเช่นกัน ซึ่งเกิดจากการออกแบบและการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ รวมถึงวิธีการผลิตและส่วนประกอบที่ใช้ในการบรรจุ LED ลงในหน่วยอบแห้งขนาดใหญ่ ในขณะที่อุณหภูมิของหลอดควอตซ์ไอปรอทต้องคงอยู่ที่ระหว่าง 600 ถึง 800 องศาเซลเซียสในระหว่างการทำงาน อุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อ pn ของ LED ต้องคงอยู่ต่ำกว่า 120 องศาเซลเซียส มีเพียง 35-50% ของกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับชุด LED UV เท่านั้นที่ถูกแปลงเป็นแสงอัลตราไวโอเลต (ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่นอย่างมาก) ส่วนที่เหลือจะถูกแปลงเป็นความร้อน ซึ่งต้องระบายออกเพื่อรักษาอุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อที่ต้องการ และเพื่อให้มั่นใจได้ถึงความเข้มของแสง ความหนาแน่นของพลังงาน และความสม่ำเสมอของระบบตามที่กำหนด รวมถึงอายุการใช้งานที่ยาวนาน LED เป็นอุปกรณ์โซลิดสเตทที่มีอายุการใช้งานยาวนานโดยธรรมชาติ และการรวม LED เข้ากับชุดประกอบขนาดใหญ่ที่มีระบบระบายความร้อนที่ออกแบบและบำรุงรักษาอย่างเหมาะสมนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบรรลุข้อกำหนดด้านอายุการใช้งานที่ยาวนาน ระบบการอบแห้งด้วยรังสียูวีไม่ได้เหมือนกันทั้งหมด และระบบการอบแห้งด้วยรังสียูวีแบบ LED ที่ออกแบบและระบายความร้อนไม่ถูกต้อง มีโอกาสสูงที่จะเกิดความร้อนสูงเกินไปและเกิดความเสียหายร้ายแรงได้

โคมไฟไฮบริด Arc/LED

ในตลาดใดก็ตามที่มีการนำเทคโนโลยีใหม่เข้ามาใช้แทนเทคโนโลยีเดิม มักจะมีความกังวลเกี่ยวกับการนำไปใช้ รวมถึงความสงสัยในประสิทธิภาพ ผู้ใช้งานที่มีศักยภาพมักจะชะลอการนำไปใช้จนกว่าจะมีฐานผู้ใช้งานที่มั่นคง มีการเผยแพร่กรณีศึกษา มีคำรับรองเชิงบวกแพร่หลาย และ/หรือพวกเขาได้รับประสบการณ์ตรงหรือการอ้างอิงจากบุคคลและบริษัทที่พวกเขารู้จักและไว้วางใจ หลักฐานที่ชัดเจนมักเป็นสิ่งจำเป็นก่อนที่ตลาดทั้งหมดจะละทิ้งเทคโนโลยีเก่าและเปลี่ยนไปใช้เทคโนโลยีใหม่โดยสมบูรณ์ นอกจากนี้ เรื่องราวความสำเร็จมักถูกเก็บเป็นความลับ เนื่องจากผู้ที่นำไปใช้ก่อนไม่ต้องการให้คู่แข่งได้รับประโยชน์ที่เทียบเท่ากัน ส่งผลให้เรื่องราวความผิดหวังทั้งที่เกิดขึ้นจริงและที่เกินจริงอาจแพร่กระจายไปทั่วตลาด บดบังคุณสมบัติที่แท้จริงของเทคโนโลยีใหม่และทำให้การนำไปใช้ล่าช้าออกไปอีก

ตลอดประวัติศาสตร์ และเพื่อแก้ปัญหาการลังเลในการนำไปใช้ การออกแบบแบบไฮบริดมักได้รับการยอมรับว่าเป็นสะพานเชื่อมระหว่างเทคโนโลยีเดิมและเทคโนโลยีใหม่ ระบบไฮบริดช่วยให้ผู้ใช้มีความมั่นใจและสามารถตัดสินใจได้เองว่าควรใช้ผลิตภัณฑ์หรือวิธีการใหม่เมื่อใดและอย่างไร โดยไม่สูญเสียความสามารถในปัจจุบัน ในกรณีของการอบแห้งด้วยรังสียูวี ระบบไฮบริดช่วยให้ผู้ใช้สามารถสลับระหว่างหลอดไอปรอทและเทคโนโลยี LED ได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย สำหรับสายการผลิตที่มีสถานีอบแห้งหลายสถานี ระบบไฮบริดช่วยให้เครื่องพิมพ์สามารถทำงานได้ทั้ง LED 100%, ไอปรอท 100% หรือส่วนผสมของทั้งสองเทคโนโลยีตามความต้องการของแต่ละงาน

GEW นำเสนอระบบไฮบริดแบบอาร์ค/LED สำหรับเครื่องแปลงเว็บ ระบบนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นสำหรับตลาดที่ใหญ่ที่สุดของ GEW นั่นคือฉลากแบบเว็บแคบ แต่การออกแบบไฮบริดนี้ยังสามารถใช้งานได้ในแอปพลิเคชันเว็บและไม่ใช่เว็บอื่นๆ ด้วย (รูปที่ 6) ระบบอาร์ค/LED ประกอบด้วยตัวเรือนหัวหลอดไฟทั่วไปที่สามารถรองรับได้ทั้งตลับไอปรอทหรือตลับ LED ตลับทั้งสองแบบทำงานด้วยระบบจ่ายไฟและควบคุมแบบสากล ระบบอัจฉริยะภายในช่วยให้สามารถแยกแยะประเภทของตลับและจ่ายไฟ ระบายความร้อน และส่วนติดต่อผู้ใช้ที่เหมาะสมโดยอัตโนมัติ การถอดหรือติดตั้งตลับไอปรอทหรือตลับ LED ของ GEW สามารถทำได้ภายในไม่กี่วินาทีโดยใช้ประแจหกเหลี่ยมเพียงตัวเดียว

รูปที่ 6 »ระบบ Arc/LED สำหรับเว็บ

หลอดไฟเอ็กไซเมอร์

หลอดเอ็กไซเมอร์เป็นหลอดปล่อยประจุแก๊สชนิดหนึ่งที่ปล่อยพลังงานรังสีอัลตราไวโอเลตแบบกึ่งโมโนโครมาติก แม้ว่าหลอดเอ็กไซเมอร์จะมีให้เลือกหลายความยาวคลื่น แต่ความยาวคลื่นอัลตราไวโอเลตที่พบได้ทั่วไปจะอยู่ที่ 172, 222, 308 และ 351 นาโนเมตร หลอดเอ็กไซเมอร์ 172 นาโนเมตรอยู่ในช่วงรังสีอัลตราไวโอเลตในสุญญากาศ (100 ถึง 200 นาโนเมตร) ในขณะที่ 222 นาโนเมตรเป็นรังสี UVC โดยเฉพาะ (200 ถึง 280 นาโนเมตร) หลอดเอ็กไซเมอร์ 308 นาโนเมตรปล่อยรังสี UVB (280 ถึง 315 นาโนเมตร) และ 351 นาโนเมตรเป็นรังสี UVA โดยเฉพาะ (315 ถึง 400 นาโนเมตร)

คลื่นแสงยูวีสุญญากาศที่มีความยาวคลื่น 172 นาโนเมตรนั้นสั้นกว่าและมีพลังงานมากกว่ารังสี UVC อย่างไรก็ตาม คลื่นแสงเหล่านี้ไม่สามารถทะลุทะลวงเข้าไปในสารได้ลึกมากนัก ที่จริงแล้ว คลื่นแสงที่มีความยาวคลื่น 172 นาโนเมตรจะถูกดูดซับอย่างสมบูรณ์ภายใน 10 ถึง 200 นาโนเมตรแรกของสารเคมีที่ใช้รังสี UV ดังนั้น หลอดเอ็กไซเมอร์ 172 นาโนเมตรจึงสามารถเชื่อมโยงโมเลกุลได้เฉพาะที่ผิวหน้าด้านนอกสุดของสารละลาย UV เท่านั้น และต้องใช้ร่วมกับอุปกรณ์บ่มอื่นๆ เนื่องจากคลื่นแสงยูวีสุญญากาศยังถูกดูดซับโดยอากาศด้วย ดังนั้นหลอดเอ็กไซเมอร์ 172 นาโนเมตรจึงต้องใช้งานในบรรยากาศที่ปราศจากก๊าซไนโตรเจน

หลอดเอ็กไซเมอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยท่อควอตซ์ที่ทำหน้าที่เป็นฉนวนกั้น ท่อนี้บรรจุด้วยก๊าซเฉื่อยที่สามารถสร้างโมเลกุลเอ็กไซเมอร์หรือเอ็กซิเพล็กซ์ได้ (รูปที่ 7) ก๊าซที่แตกต่างกันจะสร้างโมเลกุลที่แตกต่างกัน และโมเลกุลที่ถูกกระตุ้นที่แตกต่างกันจะกำหนดความยาวคลื่นที่ปล่อยออกมาจากหลอดไฟ ขั้วไฟฟ้าแรงสูงวิ่งไปตามความยาวด้านในของท่อควอตซ์ และขั้วไฟฟ้ากราวด์วิ่งไปตามความยาวด้านนอก แรงดันไฟฟ้าจะถูกส่งเข้าไปในหลอดไฟเป็นจังหวะด้วยความถี่สูง สิ่งนี้ทำให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอนภายในขั้วไฟฟ้าภายในและคายประจุผ่านส่วนผสมของก๊าซไปยังขั้วไฟฟ้ากราวด์ภายนอก ปรากฏการณ์ทางวิทยาศาสตร์นี้เรียกว่า การคายประจุผ่านฉนวนกั้น (DBD) เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านก๊าซ พวกมันจะทำปฏิกิริยากับอะตอมและสร้างสปีชีส์ที่มีพลังงานหรือไอออนไนซ์ซึ่งสร้างโมเลกุลเอ็กไซเมอร์หรือเอ็กซิเพล็กซ์ โมเลกุลเอ็กไซเมอร์และเอ็กซิเพล็กซ์มีอายุสั้นมาก และเมื่อพวกมันสลายตัวจากสถานะกระตุ้นไปสู่สถานะพื้นฐาน โฟตอนที่มีการกระจายแบบกึ่งโมโนโครมาติกจะถูกปล่อยออกมา

รูปที่ 7 »หลอดไฟเอ็กไซเมอร์

แตกต่างจากหลอดไอปรอท พื้นผิวของหลอดควอตซ์ในหลอดเอ็กไซเมอร์จะไม่ร้อน ดังนั้น หลอดเอ็กไซเมอร์ส่วนใหญ่จึงทำงานได้โดยแทบไม่ต้องใช้ระบบระบายความร้อน ในบางกรณี อาจจำเป็นต้องใช้ระบบระบายความร้อนในระดับต่ำ ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้ก๊าซไนโตรเจน เนื่องจากความเสถียรทางความร้อนของหลอดเอ็กไซเมอร์ ทำให้หลอดเปิด/ปิดได้ทันที และไม่จำเป็นต้องรอให้ร้อนขึ้นหรือเย็นลงก่อนใช้งาน

เมื่อนำหลอดเอ็กไซเมอร์ที่แผ่รังสีที่ความยาวคลื่น 172 นาโนเมตร มาใช้ร่วมกับระบบบ่มด้วยแสง UVA-LED แบบกึ่งโมโนโครมาติก และหลอดไอปรอทแบบบรอดแบนด์ จะได้พื้นผิวที่มีลักษณะด้าน โดยจะใช้หลอด UVA LED ในการทำให้สารเคมีจับตัวเป็นเจลก่อน จากนั้นใช้หลอดเอ็กไซเมอร์แบบกึ่งโมโนโครมาติกในการทำให้พื้นผิวเกิดพอลิเมอไรเซชัน และสุดท้ายใช้หลอดไอปรอทแบบบรอดแบนด์ในการเชื่อมโยงสารเคมีส่วนที่เหลือ สเปกตรัมแสงที่เป็นเอกลักษณ์ของเทคโนโลยีทั้งสามที่ใช้ในขั้นตอนแยกกัน จะให้ผลลัพธ์ด้านแสงและคุณสมบัติการใช้งานที่เป็นประโยชน์ ซึ่งไม่สามารถทำได้ด้วยแหล่งกำเนิดแสง UV เพียงอย่างเดียว

คลื่นแสงเอ็กไซเมอร์ที่มีความยาวคลื่น 172 และ 222 นาโนเมตร ยังมีประสิทธิภาพในการทำลายสารอินทรีย์อันตรายและแบคทีเรียที่เป็นอันตราย ทำให้หลอดไฟเอ็กไซเมอร์มีประโยชน์สำหรับการทำความสะอาดพื้นผิว การฆ่าเชื้อ และการบำบัดพื้นผิวด้วยพลังงาน

อายุการใช้งานของหลอดไฟ

โดยทั่วไปแล้ว หลอดไฟอาร์คของ GEW มีอายุการใช้งานสูงสุดถึง 2,000 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม อายุการใช้งานของหลอดไฟไม่ใช่สิ่งที่แน่นอน เพราะปริมาณรังสียูวีจะค่อยๆ ลดลงตามเวลา และได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย การออกแบบและคุณภาพของหลอดไฟ รวมถึงสภาวะการทำงานของระบบยูวี และปฏิกิริยาของสารประกอบต่างๆ ล้วนมีความสำคัญ ระบบยูวีที่ได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมจะช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีการจ่ายพลังงานและการระบายความร้อนที่ถูกต้องตามที่หลอดไฟ (หลอดยูวี) แต่ละแบบต้องการ

หลอดไฟที่จัดหาโดย GEW จะมีอายุการใช้งานยาวนานที่สุดเมื่อใช้ในระบบอบแห้งของ GEW แหล่งจัดหาอื่นๆ โดยทั่วไปจะลอกเลียนแบบหลอดไฟจากตัวอย่าง และสินค้าลอกเลียนแบบอาจไม่เหมือนกันทุกประการ เช่น ข้อต่อปลายหลอด เส้นผ่านศูนย์กลางของควอตซ์ ปริมาณปรอท หรือส่วนผสมของก๊าซ ซึ่งทั้งหมดนี้สามารถส่งผลต่อปริมาณรังสียูวีและการเกิดความร้อนได้ เมื่อการเกิดความร้อนไม่สมดุลกับการระบายความร้อนของระบบ หลอดไฟจะด้อยประสิทธิภาพทั้งในด้านปริมาณรังสียูวีและอายุการใช้งาน หลอดไฟที่ทำงานเย็นกว่าจะปล่อยรังสียูวีน้อยกว่า ส่วนหลอดไฟที่ทำงานร้อนกว่าจะมีอายุการใช้งานสั้นกว่าและจะบิดเบี้ยวที่อุณหภูมิพื้นผิวสูง

อายุการใช้งานของหลอดไฟอาร์คอิเล็กโทรดนั้นจำกัดด้วยอุณหภูมิการทำงานของหลอดไฟ จำนวนชั่วโมงการใช้งาน และจำนวนครั้งที่เริ่มใช้งานหรือจุดประกายไฟ ทุกครั้งที่หลอดไฟถูกจุดประกายไฟด้วยแรงดันสูงระหว่างการเริ่มต้นใช้งาน ส่วนของอิเล็กโทรดทังสเตนจะสึกหรอไปเล็กน้อย ในที่สุดหลอดไฟจะไม่สามารถจุดประกายไฟได้อีก หลอดไฟอาร์คอิเล็กโทรดมีกลไกชัตเตอร์ซึ่งเมื่อทำงานแล้วจะปิดกั้นการปล่อยรังสียูวี ซึ่งเป็นทางเลือกแทนการจุดประกายไฟและเปิดปิดหลอดไฟซ้ำๆ หมึก สารเคลือบ และกาวที่มีปฏิกิริยาสูงอาจทำให้หลอดไฟมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ในขณะที่สูตรที่มีปฏิกิริยาต่ำอาจต้องเปลี่ยนหลอดไฟบ่อยขึ้น

ระบบ UV-LED มีอายุการใช้งานยาวนานกว่าหลอดไฟทั่วไป แต่ก็ไม่ใช่ว่าอายุการใช้งานของ UV-LED จะคงที่เสมอไป เช่นเดียวกับหลอดไฟทั่วไป UV LED ก็มีข้อจำกัดในการใช้งาน และโดยทั่วไปแล้วต้องทำงานที่อุณหภูมิจุดเชื่อมต่อต่ำกว่า 120 °C การใช้งาน LED เกินกำลังและการระบายความร้อนไม่เพียงพอจะส่งผลเสียต่ออายุการใช้งาน ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพเร็วขึ้นหรือเกิดความเสียหายร้ายแรง ปัจจุบันผู้ผลิตระบบ UV-LED บางรายยังไม่ได้ออกแบบระบบที่ตรงตามอายุการใช้งานสูงสุดที่กำหนดไว้เกิน 20,000 ชั่วโมง ระบบที่ออกแบบและบำรุงรักษาอย่างดีจะมีอายุการใช้งานเกิน 20,000 ชั่วโมง และระบบที่ด้อยคุณภาพจะเสียภายในระยะเวลาที่สั้นกว่ามาก ข่าวดีก็คือ การออกแบบระบบ LED ยังคงพัฒนาและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้นเรื่อยๆ ในแต่ละรุ่นที่ออกแบบใหม่

โอโซน
เมื่อรังสี UVC ที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่ากระทบกับโมเลกุลออกซิเจน (O2) จะทำให้โมเลกุลออกซิเจน (O2) แตกตัวออกเป็นอะตอมออกซิเจนสองอะตอม (O) จากนั้นอะตอมออกซิเจนอิสระ (O) จะชนกับโมเลกุลออกซิเจน (O2) อื่นๆ และก่อตัวเป็นโอโซน (O3) เนื่องจากไตรออกซิเจน (O3) มีความเสถียรน้อยกว่าไดออกซิเจน (O2) ที่ระดับพื้นดิน โอโซนจึงเปลี่ยนกลับไปเป็นโมเลกุลออกซิเจน (O2) และอะตอมออกซิเจน (O) ได้ง่ายเมื่อลอยอยู่ในอากาศ อะตอมออกซิเจนอิสระ (O) จะรวมตัวกันอีกครั้งภายในระบบไอเสียเพื่อผลิตโมเลกุลออกซิเจน (O2)

สำหรับการใช้งานการอบแห้งด้วยรังสียูวีในระดับอุตสาหกรรม โอโซน (O3) เกิดขึ้นเมื่อออกซิเจนในบรรยากาศทำปฏิกิริยากับรังสีอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่นต่ำกว่า 240 นาโนเมตร แหล่งกำเนิดแสงแบบหลอดปรอทแบบบรอดแบนด์ปล่อยรังสี UVC ในช่วง 200 ถึง 280 นาโนเมตร ซึ่งทับซ้อนกับช่วงที่ก่อให้เกิดโอโซน และหลอดเอ็กไซเมอร์ปล่อยรังสี UV สุญญากาศที่ 172 นาโนเมตร หรือ UVC ที่ 222 นาโนเมตร โอโซนที่เกิดจากหลอดปรอทและหลอดเอ็กไซเมอร์นั้นไม่เสถียรและไม่ก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมอย่างมีนัยสำคัญ แต่จำเป็นต้องกำจัดออกจากบริเวณโดยรอบของคนงาน เนื่องจากเป็นสารระคายเคืองต่อระบบทางเดินหายใจและเป็นพิษในระดับสูง เนื่องจากระบบอบแห้งด้วยรังสียูวีแบบ LED เชิงพาณิชย์ปล่อยรังสี UVA ในช่วง 365 ถึง 405 นาโนเมตร จึงไม่ก่อให้เกิดโอโซน

โอโซนมีกลิ่นคล้ายโลหะ กลิ่นไหม้ของสายไฟ คลอรีน และประกายไฟจากไฟฟ้า ประสาทรับกลิ่นของมนุษย์สามารถตรวจจับโอโซนได้ในระดับต่ำถึง 0.01 ถึง 0.03 ส่วนในล้านส่วน (ppm) แม้ว่าระดับความเข้มข้นจะแตกต่างกันไปในแต่ละบุคคลและระดับกิจกรรม แต่ความเข้มข้นที่มากกว่า 0.4 ppm อาจส่งผลเสียต่อระบบทางเดินหายใจและทำให้เกิดอาการปวดศีรษะได้ ควรติดตั้งระบบระบายอากาศที่เหมาะสมในสายการผลิตที่ใช้รังสียูวีเพื่อจำกัดการสัมผัสโอโซนของคนงาน

โดยทั่วไปแล้ว ระบบการอบแห้งด้วยรังสียูวีได้รับการออกแบบให้กักเก็บอากาศเสียที่ออกจากหัวหลอดไฟ เพื่อให้สามารถส่งผ่านท่อไปยังภายนอกอาคารและห่างจากผู้ปฏิบัติงาน ซึ่งอากาศเสียเหล่านั้นจะสลายตัวไปเองตามธรรมชาติในสภาวะที่มีออกซิเจนและแสงแดด หรืออีกทางเลือกหนึ่ง หลอดไฟปลอดโอโซนจะมีส่วนผสมของควอตซ์ที่ช่วยบล็อกคลื่นความยาวที่ก่อให้เกิดโอโซน และโรงงานที่ต้องการหลีกเลี่ยงการต่อท่อหรือเจาะรูบนหลังคา มักจะติดตั้งตัวกรองที่ทางออกของพัดลมระบายอากาศ