JPH0122029B2

JPH0122029B2 -

Info

Publication number: JPH0122029B2
Application number: JP10341384A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Itabashi
Original assignee: KAGAKU INSATSU KK
Current assignee: KAGAKU INSATSU KK
Priority date: 1984-05-22
Filing date: 1984-05-22
Publication date: 1989-04-25
Also published as: JPS60248258A

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 発明の目的〔産業上の利用分野〕この発明は樹脂を含む塗料やインクによる塗装
物や印刷物の硬化・乾燥に使用する硬化・乾燥装
置であるが、単なる硬化・乾燥のための装置では
なく、同時に、塗装または印刷表面に変化をもた
せて微妙な凹凸でなるチヂミ状模様を施した状態
に仕上げることができ、これによつて、視覚的あ
るいは触覚的な効果とともに耐摩擦性、耐候性を
向上させることができるものであつて、塗装や印
刷を伴う物に、広範囲に利用され得るものであ
る。

〔従来の技術〕

樹脂を含む塗料やインキによつて、塗装や印刷
を行なつた場合には、その塗料やインキに含有さ
れる樹脂を硬化させ、また乾燥する必要がある。

乾燥のためには、赤外線による乾燥装置が使用
されているが、硬化のためには従来から紫外線に
よる硬化装置が使用されており、これらの乾燥工
程及び硬化工程は、従来は別々に行なわれてお
り、例えば両工程とも冷却装置を必要とするな
ど、構成装置が重複して装置が大型化し、エネル
ギー消費量も多く、また、手間や所要時間も余分
にかかる欠点があり、この点の改善が望まれてい
る。

また、樹脂を含む塗料やインクによる塗装や印
刷は、建築材料や用品、美術品等、多方面にわた
る物品に係わつており、それらの表面の仕上げの
視覚的、触覚的効果に対するニーズも多様化して
変化のあるものが求められており、また、これら
の表面の耐摩擦性、耐候性等の品質向上も望まれ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は上記の如き事情に鑑みてなされたも
のであつて、装置が小型化し、構成部材も少な
く、エネルギー消費や手間の節減に貢献し得る合
理的な、しかも、表面の仕上げに変化をもたせて
微妙なチヂミ状模様を施した状態にすることがで
き、耐摩擦性、耐候性等の品質を向上させ得る硬
化・乾燥装置を提供することを目的とするもので
ある。

(ロ) 発明の構成〔問題を解決するための手段〕この目的に対応して、この発明の硬化・乾燥装
置は、被乾燥体の通路に沿つて駆動されるコンベ
アと、並びに前記通路の入口側から出口側に順に
前記通路に沿つて設けられた第１の装置と、第２
の装置と第３の装置と及び冷却装置を備え、前記
第１の装置はブラツクライトランプと殺菌灯を備
え、前記第２の装置は赤外線ランプを備え、前記
第３の装置は紫外線ランプを備えるものであるこ
とを特徴としている。

以下、この発明の特徴を一実施例を示す図面に
ついて説明する。

第１図において、１００は硬化・乾燥装置であ
る。

硬化・乾燥装置１００は、被乾燥体５の移送路
の入口側から出口側にかけて順に第１の装置１、
第２の装置２、第３の装置３及び冷却装置４を備
えている。

第１の乾燥装置１は第１図及び第２図に示すよ
うに、キヤスター６を備えたフレーム７の上に被
乾燥体の通路８を形成し、この通路８に沿つてエ
ンドレスのベルトコンベア９を配設する。

ベルトコンベア９はモータ１０によつて駆動す
る。ベルトコンベア９が設けられた通路８の一部
分を覆つてハウジング１１が設けられ、ハウジン
グ１１内に複数本の殺菌灯１２（例えば５本）及
びブラツクライトランプ１３（例えば４本）が配
設されている。

この第１の装置１は５本の殺菌灯１２と４本の
ブラツクライトランプ１３によつてインキ及び塗
料の表層部のみを硬化するものである。

殺菌灯（Germicida lamp）１２は紫外線の短
波長部の、またブラツクライトランプ１３は長波
長部のライトを被乾燥体５に照射する。

殺菌灯１２はインキ及び塗料の表面にちぢみ皺
模様（TEXTURE、テキスチヤー）を作るのに
用い、ブラツクライトランプ１３はインキ及び塗
料の厚物硬化層の均質硬化をするために使用す
る。

紫外線は、可視光線の短波長端360〜400nｍを
上限とし、下限は1nｍくらいまでの電磁波であ
る。下限はあまり明確でなく、数十ｎｍ以下は軟
Ｘ線と重なる。

多くの物質は紫外線に対して不透明で、構造が
複雑なほど、また、波長が短いほど吸収が大き
い。透過限界の概略の値をｎｍで示せば、ふつう
のガラスは350nｍ、O₃は290nｍ、特殊ガラスは
200nｍ、水晶は200nｍ、O₂は195nｍ、KClは
190nｍ、H₂Oは185nｍ、CaFは120nｍ、LiFは
110nｍで、希ガスは、特性吸収線の部分を除い
て、一般に透明である。200nｍ以下の波長領域
のものは、真空の雰囲気が必要なので、これ以下
の領域を真空紫外線とよぶ。分光分析の分野で
は、200nｍ以下の紫外線領域を遠紫外、300nｍ
以上を近紫外と表現する。

紫外線は、強い光電効果、光化学反応を示す。
光源としては、石英水銀灯、炭素アーク灯、火花
放電、水素や希ガスの放電などが用いられる。

この発明の取扱いの対象となる紫外線塗料また
は紫外線インキに含まれる紫外線吸収剤としては
400nｍ以下の紫外線を吸収、熱エネルギーに変
換分散するもので、サリチル酸誘導体、２ーヒド
ロキシベンゾフエノン誘導体、安息香酸誘導体、
ケイ皮酸誘導体、クマリン誘導体等がある。

第２の装置２は、キヤスター１４を備えたフレ
ーム１５の上に被乾燥体の通路１７を形成し、こ
の通路１７に沿つてエンドレスのベルトコンベア
１８を配設する。

ベルトコンベア１８はモータ１６によつて駆動
する。ベルトコンベア１８が設けられた通路１７
の一部分を覆つてハウジング２０が設けられ、ハ
ウジング２０内に複数本の赤外線ランプ２１（例
えば６本）が配設されている。

この第２の装置２は赤外線を発する６〜８本の
赤外線ランプ２１をもち、加熱工程に用いる。イ
ンキ及びコーテイングの平滑性、耐摩耗性、光沢
等の調整、及び赤外線インキに使用する。

赤外線は可視光線の長波長端の0.76〜0.83μｍ
を下限とし、上限は１mm位までの電磁波である。
熱作用をもつので熱線ともよばれる。

上限はあまり明確でなく、一部はマイクロ波の
サブミリ波と重なる。

赤外線の区分は区々だが、普通は、2.5μｍ以下
を近赤外線、2.5〜25μｍをふつう赤外線、25μｍ
以上を遠赤外線とよぶ。

分子の振動スペクトルは、ほぼ３〜30μｍ、回
転スペクトルはほぼ30μｍ以上にあらわれ、プリ
ズム分光器、格子分光器、とくに遠赤外領域で
は、フーリエ分光器を用いて測定が行われる。

光源には、近赤外用に、タングステンランプ、
ふつう赤外用にグローバー（SiCの棒に電流を流
し、1000℃位にして用いる光源）や、ネルンス
ト・グローアー、遠赤外用に高圧水銀灯が用いら
れる。最近は、赤外レーザーも使われる。

第３の装置３は、キヤスター２２を備えたフレ
ーム２３の上に被乾燥体の通路２５を形成し、こ
の通路２５に沿つてエンドレスのベルトコンベア
26を配設する。

ベルトコンベア２６はモータ２４によつて駆動
する。ベルトコンベア２６が設けられた通路２５
の一部分を覆つてハウジング２８が設けられ、ハ
ウジング２８内に紫外線を発する複数本の紫外線
ランプ２９（例えば４本）が配設されていてUV
インキの硬化を行う。

この第３の装置３は４本の紫外線ランプ２９を
もち、200WPI（ランプ8400W）能にて、完全硬
化を行い、ちぢみ皺模様の形成を完成させる。紫
外線ランプ２９としては、例えば水銀蒸気アーク
灯を用いることができる。

UVインキは、他の油性インキと見分けること
はできない。物理的な外観は同じである。酸化重
合型インキと根本的に違うのは、酸化重合型イン
キは、コバルトドライヤー（Cobaltdryer）のよ
うな、触媒により酸素の吸収をはやめ乾いたフイ
ルムに重合するのに対して、UVインキはUVラ
イトを吸収し（違う種類の触媒の使用により）、
自由基（FreeRadical）から乾いたフイルムに重
合する。化学反応が異なるので各々のケースでそ
の機能を果すには全く異なる材料が必要とされ
る。

印刷の質や紫外線硬化印刷システムの生産性
は、多くのフアクターによつてきまる。

(1) 紫外線ランプの輝度、波長特性、数、設置場
所 (2) 基材のランプ下の移動速度 (3) インキの組成、色、濃度 (4) 基材のタイプ（材質、光沢、きめ） (5) 塗布インキの厚み等である。

100、200、または300WPI（Wattage per inch）
として表示される紫外線ランプの電力は、可視
光、赤外線や紫外線ライトエネルギーを含む。紫
外線硬化に必要なスペクトル範囲はランプの全エ
ネルギーの一部にすぎない。

有効エネルギー31％の200WPIランプ１本のも
のより、36％100WPI2本の方が、より強い硬化
が得られる。過大な電力は、より多くの可視及び
赤外エネルギーを含み、デリケートな素材の加
熱、温度による影響、システム構成物の加熱な
ど、好ましくない状況をつくりだす。しかし、低
い電力は、厚いインキフイルムを透過しない。そ
こで、中圧ランプが使用される。

硬化速度は色が変わると変化する。黒、青、
赤、黄の順に硬化速度は遅くなる。（経験的に間
違いのない方法として、200FRMに対して１本の
ランプが必要とされる。シルクスクリーンや、厚
いクリヤーコートに対しては、ランプ当り40〜
50FRMが適用される。）通常、硬化作用は、基材が、ランプを通つた後
も続く。被乾燥体（シート）が排紙台（delivery
stock）に来たとき、80〜95％硬化している。普
通は、その後、数秒以内で100％硬化する。しか
し、究極的な耐摩耗性や接着性は通常24〜48時間
経過後が最良である。

ハウジング２８に隣り合つて冷却装置４のハウ
ジング３０が設けられている。ハウジング３０内
にはエアー吹出しノズル３１が配設されており、
第３の装置３を通過した被乾燥体に、エアーを吹
きつけて冷却乾燥させる。

この冷却装置４は基材の冷却及び、ブロツキン
グ防止のため使用する。

通路８と通路１７は次の方法で接続されてい
る。すなわち、キヤスター６，１４によつて第１
の装置１と第２の装置の位置を決めてベルトコン
ベア９，１８が隣接するようにするか、或いはベ
ルトコンベア９，１８の間に他のコンベア装置
（図示せず）を介在させる。

通路１７と通路２５も同様に接続されている。

また、第１、第２及び第３の装置における使用
ランプの本数、各ベルトコンベアの駆動速度、冷
却装置４における冷風の温度・流量等は必要に応
じてそれぞれのスイツチパネル３６，３７，３８
のスイツチ操作により調整可能に構成されてい
る。

〔作用〕

このように構成された硬化・乾燥装置において
は、被乾燥体５は、第１の装置１、第２の装置
２、第３の装置３、及び冷却装置４をこの順に通
過し、各装置による作用を受ける。

まず第１の装置１において被乾燥体５は殺菌灯
（遠紫外線ランプ）１２とブラツクライトランプ
（近紫外線ランプ）１３による照射により、ちぢ
み皺模様形成の前処理を受ける。

即ち、殺菌灯１２の遠紫外線３２は、第３図ａ
に示すように、その短波長、高エネルギーによつ
て被塗物３４に施された塗装または印刷の塗料層
又はインキ層３３の表面部分３３ａのみを急速に
硬化しこれによつてその表面部分に収縮を生じさ
せてちぢみ皺模様（テキスチヤー）を形成する。
またブラツクライト１３の近紫外線は塗料層又は
インキ層３３を均等硬化させ、表面の耐摩擦性向
上の作用をする。

遠紫外線と近紫外線の照射量は被乾燥体５の用
途目的に応じて調整される。

第２の装置２において被乾燥体５は赤外線ラン
プ２１による照射を受け、これにより、塗料層又
はインキ層３３のうち第１の装置１による未硬化
層３３ｂが熱せられて流動性を生じ、かつ活性化
されて、第３の装置による硬化作用を促進する作
用を受ける。

第３の装置３において被乾燥体５は紫外線ラン
プ２９による紫外線照射を受け、これにより未硬
化層３３ｂの硬化が完成する。この硬化過程中
に、第１の装置により硬化済の表面部分３３ａ
が、流動化し活性化した未硬化層３３ｂのアタツ
ク３５を受けて膨潤し、チヂミ状模様の形状に変
形するが、この状態で未硬化層３３ｂが硬化する
ため塗料層又はインキ層３３の表面にチヂミ状模
様が形成される。

冷却室４において被乾燥体５は冷風を吹きつけ
られて冷却され、一連の硬化処理が完成する（第
３図ｂ）。これにより塗装又は印刷が安定する。

チヂミ状模様のキメの細かさや風合いは、各装
置のスイツチパネル３６，３７，３８のスイツチ
操作により各装置における使用ランプの本数やベ
ルトコンベアの駆動速度、各装置間の距離、冷風
の温度・流量等を調整することにより、種々に変
化したものが得られる。

このようにして得られた塗装物又は印刷物の表
面の表面部分３３ａは温度や湿度の変化による体
積変化を吸収するため、耐候性も向上する。

(ハ) 発明の効果以上の説明から明らかな通り、この発明によれ
ば、従来、乾燥工程、硬化工程で別々に必要とさ
れた冷却装置が共用されて、１個ですみ、これに
よつて、装置が小型化し、構成部材も少なくエネ
ルギー消費や手間の節減に貢献し得る合理的な、
しかも、表面の仕上げに変化をもたせて微妙なち
ぢみ皺模様を施した状態にすることができ、耐摩
擦性、耐候性等の品質を向上させ得る硬化・乾燥
装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は硬化・乾燥装置の側面説明図、第２図
は硬化・乾燥装置の平面説明図、第３図ａは被乾
燥体の第１の装置による硬化過程を示す断面説明
図、及び第３図ｂは被乾燥体の第３の装置による
硬化過程を示す断面説明図である。１……第１の装置、２……第２の装置、３……
第３の装置、４……冷却装置、５……被乾燥体、
６……キヤスター、７……フレーム、８……通
路、９……ベルトコンベア、１０……モーター、
１１……ハウジング、１２……殺菌灯、１３……
ブラツクライトランプ、１４……キヤスター、１
５……フレーム、１６……モーター、１７……通
路、１８……ベルトコンベア、２０……ハウジン
グ、２１……赤外線ランプ、２２……キヤスタ
ー、２３……フレーム、２４……モーター、２５
……通路、２６……ベルトコンベア、２８……ハ
ウジング、２９……紫外線ランプ、３０……ハウ
ジング、３１……エアー吹出しノズル、３２……
遠赤外線、３３……塗料層またはインキ層、３３
ａ……表面部分、３３ｂ……未硬化層、３４……
被塗物、３５……アタツク、３６，３７，３８…
…スイツチパネル。

Claims

【特許請求の範囲】

１被乾燥体の通路に沿つて駆動されるコンベア
と、並びに前記通路の入口側から出口側に順に前
記通路に沿つて設けられた第１の装置と、第２の
装置と第３の装置と及び冷却装置を備え、前記第
１の装置はブラツクライトランプと殺菌灯を備
え、前記第２の装置は赤外線ランプを備え、前記
第３の装置は紫外線ランプを備えるものであるこ
とを特徴とする硬化・乾燥装置。