أوجه التشابه والاختلاف بين معالجة الحبر بالأشعة فوق البنفسجية ومعالجة الحبر بشعاع الإلكترون

يستخدم كل من المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية والمعالجة بشعاع الإلكترون الإشعاع الكهرومغناطيسي، وهو ما يختلف عن المعالجة الحرارية بالأشعة تحت الحمراء. ورغم اختلاف أطوال موجات الأشعة فوق البنفسجية وشعاع الإلكترون، إلا أن كليهما قادر على إحداث إعادة تركيب كيميائي في المواد الحساسة للحبر، أي التشابك الجزيئي العالي، مما يؤدي إلى معالجة فورية.

في المقابل، تعمل عملية المعالجة بالأشعة تحت الحمراء عن طريق تسخين الحبر، مما ينتج عنه تأثيرات متعددة:

● تبخر كمية صغيرة من المذيب أو الرطوبة،

● تليين طبقة الحبر وزيادة التدفق، مما يسمح بالامتصاص والتجفيف،

● الأكسدة السطحية الناتجة عن التسخين والتلامس مع الهواء،

● المعالجة الكيميائية الجزئية للراتنجات والزيوت ذات الوزن الجزيئي العالي تحت تأثير الحرارة.

هذا يجعل المعالجة بالأشعة تحت الحمراء عملية تجفيف جزئية ومتعددة الجوانب، وليست عملية معالجة كاملة واحدة. أما الأحبار القائمة على المذيبات فتختلف، إذ تتم معالجتها بالكامل عن طريق تبخر المذيب بمساعدة تدفق الهواء.

الاختلافات بين المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية والمعالجة بالإلكترونات

يختلف المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية عن المعالجة بشعاع الإلكترون بشكل أساسي في عمق الاختراق. فالأشعة فوق البنفسجية محدودة الاختراق؛ فعلى سبيل المثال، تتطلب طبقة الحبر التي يتراوح سمكها بين 4 و5 ميكرومتر معالجة بطيئة باستخدام ضوء فوق بنفسجي عالي الطاقة. ولا يمكن معالجتها بسرعات عالية، مثل 12000 إلى 15000 ورقة في الساعة في الطباعة الأوفست. وإلا، فقد تجف الطبقة السطحية بينما تبقى الطبقة الداخلية سائلة - كبيضة غير ناضجة تمامًا - مما قد يؤدي إلى ذوبان السطح مرة أخرى والتصاقه.

يختلف اختراق الأشعة فوق البنفسجية اختلافًا كبيرًا باختلاف لون الحبر. فالأحبار الأرجوانية والسماوية تخترقها الأشعة بسهولة، بينما تمتص الأحبار الصفراء والسوداء معظمها، ويعكس الحبر الأبيض الكثير منها. لذا، يؤثر ترتيب طبقات الألوان في الطباعة تأثيرًا كبيرًا على عملية المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية. فإذا كانت الأحبار السوداء أو الصفراء، ذات الامتصاص العالي للأشعة فوق البنفسجية، في الأعلى، فقد لا تجف الأحبار الحمراء أو الزرقاء الموجودة أسفلها بشكل كافٍ. وعلى العكس، فإن وضع الأحبار الحمراء أو الزرقاء في الأعلى والصفراء أو السوداء في الأسفل يزيد من احتمالية اكتمال المعالجة. وإلا، فقد تتطلب كل طبقة لونية معالجة منفصلة.

من ناحية أخرى، لا تختلف عملية المعالجة باستخدام شعاع الإلكترون باختلاف اللون، وتتميز بقدرة اختراق فائقة. فهي قادرة على اختراق الورق والبلاستيك وغيرها من المواد، بل ومعالجة وجهي الطباعة في آن واحد.

اعتبارات خاصة

تُعدّ أحبار الطبقة السفلية البيضاء صعبة المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية لأنها تعكس هذه الأشعة، بينما لا تتأثر عملية المعالجة بشعاع الإلكترون بذلك. وهذه إحدى مزايا شعاع الإلكترون على الأشعة فوق البنفسجية.

مع ذلك، يتطلب المعالجة بشعاع الإلكترون وجود السطح في بيئة خالية من الأكسجين لتحقيق كفاءة معالجة كافية. على عكس الأشعة فوق البنفسجية، التي يمكن معالجتها في الهواء، يجب زيادة طاقة شعاع الإلكترون أكثر من عشرة أضعاف في الهواء لتحقيق نتائج مماثلة، وهي عملية بالغة الخطورة تتطلب احتياطات سلامة صارمة. الحل العملي هو ملء حجرة المعالجة بالنيتروجين لإزالة الأكسجين وتقليل التداخل، مما يسمح بمعالجة عالية الكفاءة.

في الواقع، في صناعات أشباه الموصلات، غالباً ما يتم إجراء التصوير والتعريض بالأشعة فوق البنفسجية في غرف مملوءة بالنيتروجين وخالية من الأكسجين لنفس السبب.

لذا، فإن المعالجة بشعاع الإلكترون مناسبة فقط لألواح الورق الرقيقة أو الأغشية البلاستيكية في تطبيقات الطلاء والطباعة. وهي غير مناسبة للمطابع التي تعمل بسلاسل وملاقط ميكانيكية. في المقابل، يمكن تشغيل المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية في الهواء وهي أكثر عملية، مع أن المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية الخالية من الأكسجين نادراً ما تُستخدم في تطبيقات الطباعة أو الطلاء اليوم.