プレスラインでは、UV硬化型の接着剤と水系顔料が混在して使用されるため、ランプのスペクトルが適切でないと、しばしば問題が発生します。表面に剥がれが生じたり、層間の接着力が低下したり、溶剤がフィルム内に残ったりします。化学的には問題がなくても、廃棄物の量からその状況が分かります。私たちは、2種類のインクが同じ速度で安全に硬化できるように、スペクトル出力をコントロールするという目的のもと、高圧水銀UVランプシステムを開発しました。
技術的に重要な点 高圧水銀ランプは広範囲の波長の光を放出します。特に365nm付近に強い出力があり、313nmや405nm付近にも波長があります。また、可視光や赤外線も含まれます。ピークの照射強度やスペクトルバランスは、ランプの出力密度、アークの長さ、クォーツ製のケース、および二色反射コーティングによって決まります。硬化において重要なのは、基材上のエネルギー密度です。つまり、焦点位置で十分な時間、適切なエネルギーが供給されることです。適切なクォーツ製品や反射コーティングを選ぶことで、UV接着剤の光重合剤が効果的に作用するようにし、一方で水系層には十分な長波長のエネルギーを与えて架橋させることができます。
なぜ混合インクでの使用が可能か 混合インクを使用するプレスでは、UV成分は接着剤を迅速に硬化させる必要がありますが、水系インクはブリスターや巻きれを防ぐために均一で控えめな乾燥が求められます。ランプのスペクトル分布を調整することで、接着剤の光重合剤が効果的に作用し、表面が迅速に硬化するようにできます。一方で、水系層では短波長の強度を抑えることで、過度な熱が発生するのを防ぎます。そうすれば、幅広い範囲で安定した硬化が実現でき、不良品が減少し、接着力も一定に保たれます。また、硬化不良の心配もなく、より高速での印刷が可能になります。エネルギーは必要な場所にだけ使われるので、環境温度を上昇させる余分な赤外線の影響も受けません。
実際の現場での課題 スペクトルの調整は、ランプ、反射器の形状、そして基材との距離が適切である場合にのみ機能します。反射器の焦点位置を変えると、供給されるエネルギー密度も変わります。ランプの出力は、一定の運転時間が経過した後に安定します。ランプの寿命は数千時間とされており、徐々に出力が低下していきます。混合インクを使用するプレスでは、出力やアークの長さを決定する前に、プレスのランプハウジングや電気的な接続部分を確認する必要があります。また、基材の温度制限も考慮する必要があります。赤外線を減らしても、長時間の運転では依然として熱管理が課題となります。