UV照射機:UV印刷,UVインキUV硬化:技術資料>UVインキ(紫外線硬化型インキ)・UV樹脂の硬化・UV印刷UVインキの硬化・乾燥UV(紫外線)を照射して、UV樹脂・UVインキ・UV塗料を硬化させる技術は樹脂か塗料かといった違いだけで、硬化する原理などは共通で、光のエネルギーで樹脂・塗料などに含まれる原料の主要な分子が瞬時に結び付くことで硬化します。UV硬化によるメリットとして、主に以下があげられます。紫外線を照射して硬化するまでの時間は数秒ですので、作業工程時間を大幅に短縮できます。省スペース設備がコンパクトにでき、乾燥棚や熱処理設備などのスペースは必要ありません。歩留まり、品質の向上に役立ちますUVインキやUV樹脂は、表面皮膜がきれいで硬度も高く、また剥がれにくいため、品質向上に役立ちます。硬化時間の速さにより、硬化・乾燥中のゴミ付着などのリスクが減ります。熱ダメージが少ない数秒で硬化するためワークへの熱ダメージが少ないため、熱に弱い材料にも使用できます。環境にやさしい有機溶剤は必要としませんので、職場の空気や周辺環境への汚染などがありません。■UV硬化をご理解いただく参考として、以下、UV印刷を例に解説させていただきます。:その他注意ポイントなどメールお問い合わせ:catch@m-n-w.com1:UV印刷のニーズ(市場)UV印刷とは「UVインキ」を使った印刷で、UVインキとUV照射装置を使用します。UVインキには、塗膜品質のよさ・脱溶剤・速乾性(版上では乾かず、印刷後は速乾)といったメリットがあるため、従来印刷からUV印刷への移行は各方面で進んでいます。導入は比較的簡単で、従来の印刷設備のままUV照射装置を付け足すだけでもスタートできます。・スクリーン印刷、グラフィック、ポリ素材にも利用が拡がっています。・ペットボトル印刷では、すでに主流になっています。・耐久性が強いので工業パーツへの品番印刷、名板などへの印刷、マーキングにも導入されています。・プリント・サーキット印刷でも、そのメリットが大いに有効活用されています。・クリアータイプのものは、シボ加工やエッチング風などの特殊効果や接着・コーティングなど広く応用できます。・UVインキは原則的に無溶剤なので揮発性がなく安全、環境クリーンにも貢献します。2:UV印刷に必要なもの(UVインキ・UV照射装置)UV印刷にはUVインキと、それを硬化乾燥させるUV照射装置が必要です。[UVインキ(=紫外線硬化型インキ)]UVインキとは、紫外線(UV)を照射すると秒速で硬化する無溶剤型インキです。黄変/無黄変形と分類することもでき、社会ニーズにあわせて様々に工夫されています。低粘度な液状から半固体状まであり、代表種としてポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレートなどがあります。そのため、基本的にウレタンアクリレート等には「くいつきがいい」のも特徴です。低粘度のオリゴマー・モノマーなど反応性希釈剤=レジューサーで粘度を調整します。粘度を下げたい場合は各専用のレジューサーを10%以内で添加します。粘度を上げたい場合は高粘度のメジウム(マットクリアーなど)を添加します。UVインキの安全性UVインキは、蒸発物や溶剤がないので吸入による心配はありません。付着すると皮膚刺激性があるので保護手袋を着用し、皮膚に付着したときは洗い落とします。UVインキの貯蔵についてUVインキは、貯蔵中に光が当たらなくても、熱によりゲル化して固まることがありますので冷暗所に保管します。時々インキを攪拌して空気を混入してやります。(インキ中に発生する『反応活性』は、空気中の酸素により非活性化する)きちんと管理すれば2年は貯蔵可能といわれていますが、半年を目処にするのが無難です。今の印刷設備に付け足します。予算がある場合はコンベア一体型などの専用照射装置を使います。導入経費を抑えるためにはUV照射用灯具と電源をセットで用意します。灯具にシャッター機能やコールドミラーなど、すぐ使うための機能を組み込んだクリップオン型装置や、[卓上バッチ/コンベア搭載]の、2種類の使い方を選べる装置もあります。弊社は、お客様のご要望にあわせたUV硬化装置・UV硬化ラインの設計・製造を得意としておりますので、大型の製造ラインから小型のユニットまで、最適の製品をリーズナブルに御提案させていただきます。*耐熱性の低い印刷素材はUVランプからの熱で変形を起こすので、この熱を減らす工夫を装備に足します。その代表が開閉シャッター機能とコールドミラーです。印刷素材への直接的な熱の影響を抑えます。本体ボードを冷却する水冷ボードなど様々な方法があります。UV照射用灯具で使われるランプの種類ランプは、高圧水銀灯とメタルハライドランプが主で、超高圧水銀灯やキセノンランプはランプ寿命や紫外線量、ランプ長の点であまり選ばれません。インキの硬化性に大きな影響を及ぼすのは、ランプの発光波長の分布です。UVランプは紫外線の他に可視光線や赤外線も発光しており、その中でUVインキの硬化に有効な波長域は300〜400nmと考えられています。これは長波長の方が透過性に勝っていることと、UVインキに使用される顔料が365nm近くに最大透過率を示すものが多用されていることによります。そのため膜厚の厚い印刷の場合には、長波長の発光量が多いメタルハライドランプが内部硬化性に優れているため有利です。UVインキとUV照射のマッチング・テスト方法UVインキへの照射条件を決定するためには必ず実際に近い条件下でテストをします。耐引掻性(爪、鉛筆)折曲げ耐性などの試験を行い、照射条件や印刷膜厚を調整します。設置スペース等があり、特に前提条件への一致と、積算光量が重要です。3:UV印刷でのトラブルと解決法UVインキは、温度による粘度変化が大きいので室温を調整する必要があります。15〜25°Cが適温で、印刷ラインや版の洗浄場所には、直射日光があたらないようにします。蛍光灯は、よほど近づけない限り問題は出ません。UVインキでは顔料が紫外線透過性を妨げると、インキの硬化性に大きな影響を及ぼすので、インキメーカーもインキの硬化性をなるべく低下させない顔料を使用しますが、硬化に関するトラブルはいろいろな要因で起こり、接着性にも大きく関与します。接着不良と未硬化のファクター例を以下に挙げます。硬化不良になると接着不良も発生します。従って接着を良くするには、内部硬化性を良くすることが大切になります。印刷皮膜の表層部の硬化は、光重合性樹脂や開始剤の進歩により、通常は問題ありません。硬化確認(接着試験)は印刷面の中央で行うのが「プロの常識」になっています。紫外線硬化できる膜厚の限界を越すと未硬化(乾燥)や接着不良が発生します。パワーの強いUV照射装置の導入でクリアできますが、現状でインキの膜厚を管理する簡単な方法として、ウェット状態での膜厚測定と、濃度計による印刷濃度測定があります。同じ照射条件でも印刷素材が異なると材質の紫外線吸収率と表面反射率が異なるため硬化性が変わってきます。素材が濃色なほど、インキの硬化性は低下することになります。挙げられ、次のような改善方法があります。1:印刷したインキを、紫外線照射の前に予備加熱(プレヒート)する。これによりUVインキの、材質への濡れ性・接着性が向上します。2:紫外線照射後の、後加熱(ポストヒート)も接着性を向上させます。3:UV表面改質(素材によってはUV洗浄も)による濡れ性の向上。4:接着の難しい材質にはUVインキをなじませるクリアーをアンダーコートする。5:ポリエステルフィルムなど、易接着フィルムの使用。6:接着付与剤(特殊樹脂やカップリング剤など)の、インキへの添加。:その他注意ポイントなど多色印刷の重ね刷りでは、印刷素材が何回もUV照射されてオーバーキュアーしてしまい、はじめの印刷皮膜が後から乗るインキの接着を阻害して層間剥離を生ずることがあります。熱が加わると起こりやすい現象です。層部分の膜厚は厚くなるので皮膜の粘弾性が低下し、材質面から剥離する場合もあります。重ね刷り適性の良いインキの選定や、照射条件の変更(熱を防ぐ/後の印刷色ほど照射量を多くする、等)によって解決します。ランプの紫外線強度が低下してくると、紫外線積算光量も低下します。ランプの寿命は初期紫外線強度(UV照度)の70%が目安で、弊社製品では約2000〜5000時間です。インキの硬化性の管理には、ランプ管理も合わせて行う必要があり、紫外線光量計で寿命をチェックします。