UV照射による硬化や殺菌の仕組み
UVランプとは、正確なエネルギーを与える手段と考えることができます。印刷時には、そのエネルギーがインク中の光開始剤に作用し、瞬時に液体から固体のポリマーへと変化させます。まさに即座の反応です。
一方、殺菌目的で使用する場合は、目的が異なります。この場合、UV-C波が細菌や微生物のDNAに作用し、分子間の結合を断ち切って機能不能にします。つまり、完全に活動を停止させるのです。
適切な波長を選ぶこと
重要なのは、出力の強度と、光がどの波長域で作用するかです。単に推測するだけではなく、非常に特定されたナノメートル範囲で光を照射できるように調整します。
インクを硬化させる場合は、UVAやUVBを利用します。なぜなら、これらの光はインク層の中まで届くからです。しかし、細菌を殺す場合は、254nm付近の波長が必要です。
出力を上げれば、より多くのエネルギーが得られ、その結果、処理速度が速くなります。しかし、問題点もあります。それは「熱」です。冷却装置がしっかりしていない場合、材料が焼けたり、ランプ自体が壊れたりする可能性があります。
装置の構造について
高純度の石英ガラスを使用する理由は簡単です。普通のガラスはUV光を遮断しますが、石英ガラスはUV光を通すことができます。また、コネクタも耐久性に優れています。工場の環境は厳しいため、高周波で動作しても電流が安定し、アークが発生しないように設計されています。
最良な点は、これらの部品は交換可能であることです。物理的なサイズや電気的仕様が既存の装置と一致しているため、バルストを交換するだけで済み、装置全体を再構築する必要はありません。
トレードオフの現実
正直に言うと、高強度のUV光を使用すると、オゾンや熱といった問題が生じます。このようなランプをフルパワーで稼働させる場合、空気の状態を無視するわけにはいきません。部屋の中のオゾンを排出できる換気システムが必要です。また、冷却ファンの状態にも注意が必要です。ファンが停止すると、ランプは予想以上に早く壊れてしまいます。常に温度を監視し、ランプが適切な状態に保たれるようにすることが大切です。