よくあるご質問

プリンテッドエレクトロニクスの製造には、導電性インクや保護コートの乾燥・硬化、焼結、積層など、さまざまな工程が必要です。プリンテッドエレクトロニクスでは、乾燥と焼結の両方に赤外線が用いられています。

UV硬化は、RFIDタグなどの導電性インクやコーティング、ラミネートの硬化に用いられます。

また、キセノンフラッシュランプを使用することで、温度感受性基材にダメージを与えることなく形成することができます。

電気容量を減らし、お客様が必要とする電力使用量を削減するには、印刷工程で最も効率的な乾燥・硬化装置を選択することが重要です。最も効率的な赤外線乾燥およびUV硬化システムは、入力電力の多くを有用なエネルギーに変換し、インクやワニスを乾燥または硬化させます。例えば、私たちの赤外線乾燥システムは、インクの乾燥に最適なさまざまな波長と高エネルギー密度を兼ね備えています。同様に、UV硬化システムには、特殊な光学系が組み込まれており、基材への出力密度を高め、効率的な熱管理を実現しています。

環境に配慮した乾燥・硬化を行うためには、揮発性有機化合物（VOC）、二酸化炭素の排出量、システム全体の効率を考慮することが重要です。赤外線および紫外線技術は、通常、ほとんど、あるいは全く溶剤を含まないインクを用いて乾燥・硬化させるため、それらのプロセスにおいてVOCを排出しません。また、一般的な温風炉とは異なり、電気使用が非常に効率的なため、二酸化炭素の排出量も少なくなります。さらに、エクセリタスノーブルライトの赤外線およびUV硬化システムは、必要のないときには電力を下げたり、ゾーンをOFFにしたりできる柔軟な制御性があり、単位電力あたりの出力を向上させるために最適化された光学系を用いるなど、エネルギー効率の高い設計になっています。

特定の印刷機械には、考慮すべき要素が多く、多くの可能性があるため、設計プロセスの早い段階で赤外線や紫外線硬化技術の専門家に相談されることが重要です。具体的な要件を話し合い、照射試験を行い、プロセスを確立することで、私たちはお客様に最適なソリューションを提案することができます。

ハイブリッド印刷機械の主な考慮点は、赤外線乾燥をUV硬化の前に配置することです。水性UVインクを使用する場合、UV硬化の前に赤外線で水分を除去することができます。もちろん、印刷速度、硬化幅、安全インターロックに関連する赤外線と紫外線の自動制御のために、制御装置がしっかり統合されている必要があります。設計プロセスの早い段階で私たちの専門家にご連絡いただくことで、最適なソリューションをご提案させていただきます。

赤外線乾燥には、VOC含有量が非常に少ない、またはゼロの水性インクを使用します。同様に、UV硬化型インクも通常、VOC含有量が非常に少ないか無溶剤のためゼロです。したがって、溶剤インクを使用している印刷会社は、その印刷工程や適切なインクの入手状況に応じて、赤外線や紫外線硬化技術を活用することで、VOC含有のインクを使わずに印刷できます。

赤外線乾燥：

赤外線は有毒ガスや人体に有害な放射線を発生しないため、特別な遮蔽や汚染対策は必要ありません。通常、赤外線ユニットには、作業者を保護するヒーターのガードと、基材の過熱や燃焼の可能性を防ぐための安全インターロックが必要になります。

UV硬化：

すべてのUV硬化システムは、作業者を保護するための遮光が必要になります。これは、UV硬化システムの設計に不可欠な機能となります。水銀を使用したUV硬化システムは微量のオゾンを発生させますが、冷却空気の排気によってすぐに除去されます水銀を含む従来のUV硬化用ランプは、室内の蛍光灯と同じように、地域の規制に従って廃棄する必要があります。

UV LED硬化：

UV LEDは、オゾンを発生させず水銀も含まないため、従来のUV硬化に比べて環境に配慮した技術です。しかし廃棄には、UVランプと同様に、地域の規制に従って廃棄する必要があります。

はい、UV LED 硬化は、その小型形状のため、産業用インクジェットバリアブル印刷に最適です。UV LED 硬化型インクが販売されており、UV LED を搭載した新しい印刷機も登場しています。新規導入だけではなく、既存のラインに後付けすることも可能です。詳しくは、技術資料「UV LED硬化の採用：産業印刷の動向と利点」をご覧ください。

UVピンニングとは、インクを部分的に硬化させて形状を固定し、後続のカラーインクとの混合や広がりを防ぐ「プレ硬化」です。これは、シングルパスのデジタルインクジェット印刷において、カラーレジストレーションとレンダリングの両方で最高の画質を出すために行われます。一般的に、UVピンニングシステムはインクジェットプリントヘッドの隣に設置されます。ピニングシステムからのUVエネルギーによってインクがゲル化し、最終的により高出力のUV硬化システムでUV硬化させるまでインク滴形状を保持しドットゲインを防ぎます。UVピンニングは、コート紙やプラスチックフィルムなどの非吸収原反や、ラベルなどの多色インクに特に有効です。

はい、これはすでにUV LED硬化の商用アプリケーションです。小型の形状と長波長領域の発光は、この種の印刷機械に搭載でき、顔料の多いインクを硬化させるのに理想的です。また、UV LEDから発せられる熱量が低いことは、プラスチック基材へのダメージを防ぎます。用途には、飲料、ガラス製品、化粧品、パーソナルケア製品などのボトルキャップ、ガラス瓶、セラミックタイル、プラスチックボトルなどがあります。

すべてのUV硬化型インクは、光重合プロセスを開始するために光開始剤（PI）を必要とします。従来の水銀を使用したUV硬化ランプは、短波長の割合が多く、広帯域のUVエネルギーを放射します。効率的なUV硬化のためには、PIの吸収波長とUVランプの発光波長を一致させる必要があるため、従来のUV硬化型印刷インキの多くは、水銀系UV硬化ランプから放射されるスペクトルの短波長と長波長を吸収するPIを組み合わせて使用しています。短波長を吸収するPIは表面硬化を進行させるのに有効で、長波長を吸収するPIは印刷物の深部を硬化して基材との密着性を良好にするのに有効です。

一方、UV LEDランプは、365、385、395nmのいずれかのほぼ単一UV波長を放射します。そのため、UV LEDで効率よく硬化させるためには、より長波長のPIをインクに配合する必要があります。

また、印刷用インクでは、さまざまな顔料の吸収性も考慮しなければなりません。例えば、濃いブラックインクのUV硬化は、イエローインクよりも難しくなります。この問題を克服するためには、より長波長を吸収するPIの組み合わせを選択することが重要です。

従来のクリアーオーバープリントワニス(OPV)は、ブロードバンドな高圧水銀ランプで硬化されています。OPVには光開始剤（PI）が含まれており、OPVの表層でこれらの波長を吸収することで、製品に要求される耐傷付き性や耐薬品性を実現し、クリアコーティングの黄変という問題も発生しません。

一方、UV LEDはより長波長のエネルギーを放射するため、OPVの硬化には課題がありました。現在では、黄変を起こさずにOPVを硬化させるために、長波長のPIと共に特定の添加剤が使用されています。このような配合のOPVは価格が高いものの、エネルギーコストを削減できるためほぼ相殺されます。

まず、UV LED用に設計された特殊なUV硬化型インクが、お客さまが設計されている印刷アプリケーションに適用可能であることを確認してください。従来のUV硬化技術と比較して、UV LEDはスペースを必要とせず、冷却設備も少なくなります。しかし、水冷式のUV LEDが必要な場合は、その分のスペースと水冷装置のスペースを考慮に入れてください。また、UV LEDは制御が容易で、瞬時に点灯・消灯や調光ができ、印刷機械の幅に応じて必要な部分だけを点灯させるように設定することができます。これらの制御機能を活用することで、よりエネルギー効率の高い印刷機械を設計することができ、運用コストも抑えることができます。また、UV LEDの接続負荷は、従来のUV硬化ランプに比べてはるかに小さいため、印刷機械に他の電気を追加しても、高い電気設備を必要としない場合もあります。

従来の溶剤系や水性インクとは異なり、UV硬化型インクは印刷機械の中で乾燥したり硬化したりしないため、インクの管理が非常に簡単です。例えば、1日の終わりに、印刷機械やインクハンドリングシステムからインクを洗浄して、きれいにする必要はありません。次の日に印刷機械を再度起動するだけでよいのです。

赤外線乾燥技術は、溶剤が蒸発する際に火災の危険性があるため、溶剤系インクにはお勧めできません。しかし、水性インクを使用する印刷工程では、印刷機に赤外線ユニットを搭載することで、生産の柔軟性を高め、顧客の運用コストを削減し、印刷機械の市場を拡大することができます。

素材の品質やその他のパラメータがこの距離に影響します。

最適なパラメータは、私たちのアプリケーションセンターでの照射試験や、これまでのアプリケーションでの経験から導き出すことができます。

1.波長：
エクセリタスノーブルライトのカーボン赤外線（CIR）技術のような中波長赤外線ヒーターによる赤外線乾燥は、水性インクの乾燥に最も効率的です。ナプキンやコーティングされていない厚紙など、インクを吸収する素材に印刷する場合は、短波長と中波長の両方の赤外線を放射する私たちのハイブリッド赤外線ヒーターがお勧めです。私たちのツインチューブヒーターのように、短波長と中波長の両方の赤外線を照射することで、表面の乾燥とインクを吸収した深層部の乾燥を同時に行うことができます。

2. 出力密度：
出力密度の高い赤外線ヒーターは、より小さな設置面積でより高い生産速度が可能です。

3. 熱管理：
カーボン赤外線ヒーターのような中波長赤外線ヒーターを選択すると、水冷の必要がなく、印刷機械の設計を簡素化することができます。また、自動温度調節機能により、生産時、切り替え時、停止時に熱に敏感な基板にダメージを与えないようにヒーターを調節することができます。また、フィルムなどの熱に弱い基材には、風を使う冷却を追加することができます。

4. 制御：
赤外線ヒーターは基本的に瞬時にオン/オフできるため、その動作を印刷機械の動作と連動させることで、エネルギーコストの削減や印刷機械内の熱の蓄積を防ぐことができます。例えば、PIDコントローラを使用して希望の乾燥温度をプログラムし、パイロメーターで基材の温度を監視し、カーボン赤外線ヒーターを適宜調整することが可能です。また、紙が供給されていない場合はヒーターを待機させたり、印刷機械が停止している場合はスイッチを切ったりすることができます。

材料の吸収波長特性、熱容量、質量、必要な温度、プロセスの速度などによって異なります。

赤外線ユニットと一緒にコントロールユニットや電源をシステムとしてお届けすることができます。

赤外線システムと被加熱物の距離や温度など、いくつかの要素があります。そのため一概には言えません。私たちは経験に基づいてこれらのデータを計算し、お客様に一貫したソリューションを提供することができます。