紫外線による硬化のメカニズム
紫外線のエネルギーを用いた硬化技術、「光重合反応※」を利用した技術です。
モノマー、プレポリマー、光重合開始剤や添加剤などから構成されている紫外線硬化性の樹脂やインキ、接着剤に紫外線を照射することで、光重合反応を起こし、瞬時に液状から固体に転化させます。
この技術を利用した紫外線硬化システム、これまで多彩な製造現場で使われています。※光エネルギーの作用で、モノマー(単量体)やポリマー(重合体)を反応させて繋ぎ合わせ、目的のポリマーを合成する化学反応
紫外線による硬化の特長
- 短時間で硬化ができる、生産効率の向上
- 何時間もかかる熱での硬化・乾燥と比較して、紫外線による硬化時間は、わずか数秒。製造業の課題である生産性の向上が可能になります。
- 製品の品質向上が実現できます
- 一般的に熱硬化性の樹脂や塗料と比較して、紫外線硬化性樹脂や塗料には艶度の向上、強度の強化、高度の皮膜性(耐候性・耐摩耗性・耐汚染性・耐薬品性)などの特長が多くあります。
- 無害・安全、環境への配慮
- 紫外線硬化システムは、動力は電力だけで基本的に有機溶剤をまったく使用しません。公害の心配がない、地球環境にやさしい技術です。
- 低温処理により様々な素材に対応できます
- 熱に弱い素材への紫外線硬化処理も可能なため、様々な素材への可能性が広がります。
- 省スペース、設備の簡素化が可能です
- 紫外線硬化装置はコンパクトな構成ですので、加熱炉などの大きな設備は不要で、製造現場での省スペース化が可能です。
紫外線硬化技術の用途
紫外線による硬化・接着・乾燥技術は、印刷分野からハイテク分野まで欠かすことのできない製造プロセスとして、
さまざまな分野の、さまざまな用途に広く使われています。
- 硬化・接着
- 速乾性、透明性などの優れた特長を持つUV硬化性樹脂は、接着剤として使われています。光学部品や精密部品などの接着に多く使われています。
応用編 プリント基板へのチップ部品の接着・モーターマグネットの接着・ガラス部品、レンズと樹脂品の接着・電子部品、リード線などの仮固定・液晶パネルの貼り合わせ・ HDD用磁気ヘッドの接着・補修用パテ剤の硬化など
- 印刷・乾燥
- 近年、金属やプラスチックなどの表面への印刷インクとしてUV硬化性塗料は多く使われています。速乾性、耐久性などの特長を持ってます。
応用編 電子部品のマーキング・CD、DVDへの印刷・シャンプー、ペットボトル、化粧品ケースなどのプラスチック成形品への印刷・食品のパッケージ印刷・シール、ラベル、カードの印刷など
- 塗装・乾燥
- 樹脂成形品や自動車部品、電化製品、木工品などの塗料の乾燥や表面保護、ツヤ出しのコーティングに紫外線硬化技術が使われています。
応用例 金属の防錆塗装・レンズのハードコート・木工製品の塗装、ニス乾燥・床材のコーティング・携帯電話などのプラスチック成型ボディの塗装など
- 使用事例
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- 液晶パネルの貼り合わせ
- HDD磁気ヘッドの接着
- 木材のコーティング塗装の硬化
- 光ピックアップの接着
- 小型カメラのレンズの接着
- インクジェットプリンターのインク乾燥
紫外線硬化装置の基本構成
紫外線硬化装置の基本構成は、紫外線ランプ・照射器・電源・冷却機器から構成されています。
目的や用途、生産条件によっては、搬送装置やバッチ処理用の遮光ボックスなどを組み合わせて構成する場合があります。
紫外線硬化装置の構成ポイント
- 紫外線ランプの選定
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- ランプの種類(波長)
- ランプ出力
- ランプ発光長
- 照射器の選定
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- 反射ミラー形状
- 反射ミラー種類
- シャッター機構
- 電源の選定
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- 安定器
- 制御回路
- その他
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- 搬送装置
- バッチ処理装置
- ワーク冷却機構ほか