IRアニーリングを使って、ガラスのスクリーンプリントを正しく行う方法
ガラスのスクリーンプリントの問題点は、印刷後の素材が非常にもろくなってしまうことです。インクパターンはきちんと硬化して見た目は良いのですが、急速な加熱・冷却によって内部に大きな応力が生じます。適切に強化処理を行わないと、ガラスが簡単に割れてしまいます。
そのため、アニーリングの段階では短波長の赤外線ヒーターを使用します。これにより、インクがしっかりと付着する一方で、ガラスが壊れないようにするのです。
バランスの取り方
目標は単純です。インクがしっかりと接着する温度にガラスを持っていくことですが、同時にガラスが変形したり割れたりしない程度の温度である必要があります。
短波長の赤外線は、ガラス表面を素早く貫通するので優れています。数秒以内に加熱が完了します。インクとガラスの界面に十分な熱が届くように、高出力が必要です。
しかし、注意が必要です。熱が低すぎると、インクがしっかりと接着しません。逆に、熱が高すぎると熱衝撃が起こります。そのため、正確な温度上昇速度と「浸透時間」を設定し、印刷過程で生じた残留応力を解消する必要があります。
ハードウェアの選定
一般的には石英ハロゲン管を使用します。これらは反応が速く、コンベヤーラインでの使用に最適です。コンベヤーの速度に合わせて迅速に動作させることができます。
ただし、注意点もあります。このような高出力のランプは大量の熱を発生させます。もしケースの排気機能が不十分だったり、冷却ファンが不足していると、接続部が溶けたり、反射板が変形したりしてしまいます。ランプが出力するエネルギー量とコンベヤーの速度とのバランスを常に考える必要があります。ガラスが過度に加熱されると、再び元の状態に戻ってしまいます。
効果
IRアニーリングを正しく行えば、パターンはきれいに残ります。インクの滲みや泡もなく、清潔な仕上がりになり、ガラスの強度も向上します。出力や保持時間をうまく調整すれば、梱包時にガラスが割れる心配もなくなります。すべてがしっかりと固定されます。