繊維製品の生産ラインでUV硬化処理を正しく行うためには、UVランプを「見えない英雄」と考えるとよいでしょう。UVランプはただそこに置かれているだけですが、実際には重要な役割を果たしています。デジタルプリント用のインクを硬化させたり、防水コーティングを施したり、合成染料を固定したりするのも、実際にはこのUVランプのおかげです。
実際の仕組み
ほとんどの工場では、従来の中圧水銀ランプか、より新しいUV-LED装置が使われています。 重要なのは、インクやコーティングには「光開始剤」と呼ばれる物質が含まれているという点です。UV光がこれらに当たると、化学反応が起こります。これはほぼ瞬時に起こります。数秒以内に、液体のモノマーが固形のポリマー鎖に変化します。 これはバランスを取る必要がある作業です。納期を守るためにコンベヤーの速度を上げる場合、単に運が良くなることを期待するわけにはいきません。出力を上げるか、またはランプを布地に近づけて、材料が十分なエネルギーを受け取れるようにしなければなりません。
ハードウェアの詳細
ランプを交換する際には、元の形状にぴったり合う必要があります。隙間や余裕は許されません。 私は常に、石英製のケースや電極の接続部分をよく確認するようにと言っています。石英が純粋でなければ、短波長のUV-CやUV-Bの光が遮断されてしまいます。その結果、硬化効率が低下し、生産に支障が出ます。 また、バラストの設定にも注意が必要です。 500Wのランプを300Wのシステムに接続すると、電極が破損してしまいます。逆に、出力が不足していると、布地がべたついてしまいます。テープテストでは毎回失敗する、あのべたついた残留物です。これを修正するのは大変です。
相手になるトレードオフ
高強度のUV光は大量の赤外線熱を発生させます。 ポリエステルやその他の合成繊維を扱う場合、その熱が問題になることがあります。熱が強すぎると、布地が収縮したり歪んだりします。これを防ぐためには、強力な冷却ファンを使うか、UV-LEDに切り替える必要があります。 LEDは冷却効果が高く、即座に動作するので便利です。しかし、スペクトルの範囲が狭いという欠点があります。厚いコーティングを施す場合、LEDでは表面は硬化しても、下層はぬれたままになってしまうことがあります。 つまり、適切な道具を選ぶことが重要です。