JPH02988B2 - - Google Patents
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- JPH02988B2 JPH02988B2 JP13289282A JP13289282A JPH02988B2 JP H02988 B2 JPH02988 B2 JP H02988B2 JP 13289282 A JP13289282 A JP 13289282A JP 13289282 A JP13289282 A JP 13289282A JP H02988 B2 JPH02988 B2 JP H02988B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lamp
- ultraviolet
- low
- pressure mercury
- curing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Description
本発明は紫外線硬化形組成物、特に熱に弱い材
質の物品（以下被照射物と云う）に塗布された紫
外線硬化形組成物を硬化させるにあたり、被照射
物を熱変形させることなく前記組成物を硬化させ
る照射方法に関するものである。 紫外線硬化形組成物を硬化させるのに通常使用
される紫外線ランプは高圧水銀灯、メタルハライ
ドランプ等である。これらのランプはアーク長当
りのランプ電力（以下ランプ負荷と称す）が30〜
160W／cmと高負荷型であり、紫外線放射効率は
15〜20％程度で、残りは可視光、赤外線および対
流、伝導によつて消費される熱である。従つてプ
ラスチツクフイルム等熱に弱い被照射物に塗布し
た紫外線硬化型組成物を、これらのランプを用い
て紫外線硬化させる場合、被照射物が熱変形を起
すという問題が発生した。 このような被照射物の熱変形を防止するには二
重ガラス管の内部に水を流す水冷ジヤケツト内に
高圧水銀ランプまたはメタルハライドランプを設
置した水冷式照射装置を用いるのが一般的であ
る。しかし、この装置においては二重ガラス管内
の水の層により250nm以下の短波長の紫外線が吸
収され、紫外線硬化型組成物の硬化が不充分とな
つて表面粘着が残りやすく、かつ設備が複雑で高
価である等の欠点があつた。 本発明はこれらの欠点を除去するため、赤外線
の放射効率が低く波長253.7nmのスペクトル線を
高効率で放射する高負荷形低圧水銀灯を用い、紫
外線硬化型組成物を塗布した被照射物を高い紫外
線量で照射することにより、被照射物を熱変形さ
せることなく組成物を瞬間的に硬化させるもの
で、その要旨はランプ負荷が4W／cm以上の低圧
水銀灯を用い、紫外線硬化性組成物が塗布された
被照射物表面において波長253.7nmのスペクトル
線からなる紫外線のピーク強度が５×102W／m2
以上でかつ紫外線量を１×103Joule／m2以上照射
することを特徴とするものである。 水銀蒸気圧が低い低圧水銀ランプは253.7nmの
紫外線を効率よく放射し、赤外線放射の少ないラ
ンプとして知られている。 しかし、従来市販されている低圧水銀灯（一般
に殺菌灯と称されている）は管内に過剰の水銀が
封入され、室温で253.7nmの紫外線放射効率が最
大となる水銀蒸気圧になるように負荷は0.1〜
0.5W／cm、出力は数Ｗ〜40W程度に設計されて
おり、高負荷、高出力化が困難であつた。その理
由はランプ負荷を大きくすると管壁温度が高くな
り、それに応じて過剰に封入してある水銀が多く
蒸発し、負荷が0.5W／cm程度以上になると水銀
蒸気圧が最適値を超え、253.7nmのスペクトル放
射効率が急激に低下するためである。即ち水銀蒸
気圧が高くなると波長253.7nmのスペクトル放射
強度は自己吸収のため、かえつて減少し、紫外線
は200〜400nmの範囲に広がり、可視光、特に赤
外線の放射効率が高くなる。このため従来の低圧
水銀灯は被照射物表面での紫外線放射量を増加さ
せることができず、紫外線硬化形組成物を硬化さ
せるランプとしては不適当でほとんど使用されて
いなかつた。わずかに紫外線硬化型塗料を硬化す
る照射装置として低圧水銀灯と高圧水銀灯を併用
した公知例が米国特許第3840448号明細書に示さ
れているがこのときの低圧水銀灯は5W／inch
（2W／cm）以下の従来の低い負荷のものであり、
照射装置は低圧水銀灯単独使用または高圧水銀灯
との併用で、装置内部を窒素ガス雰囲気方式とし
たものである。本発明に用いられる低圧水銀灯は
ランプ管内に過剰の水銀が封入され、管壁温度に
よつて蒸気圧が変化する飽和蒸気圧タイプである
が、ランプに最冷部をつくつて水銀を凝縮させこ
の部分を風冷または水冷方式によつて冷却し水銀
蒸気圧をコントロールするとともに、アーク全体
にわたつて均一発光するように全体の冷却を工夫
した高負荷型のものである。紫外線硬化形塗料
（組成物）の硬化に関する我々の実験では、波長
300nm以下のスペクトルを除去した紫外線で照射
した場合、いわゆる酸素防害により塗料の表面が
硬化しにくくなり表面粘着としていつまでも残
る。 紫外線の放射波長が短いほど酸素防害は少なく
なり、表面硬化が良好となる。また紫外線のピー
ク強度が弱いと塗膜厚みとの関係で塗料内部まで
紫外線が透過せず内部の硬化が充分でなく表面だ
け硬化して長時間照射しても内部が未硬化のまゝ
となり密着性が悪くなることなどがわかつてい
る。そこで種々の試験の結果、ランプ負荷4W／
cm以上の低圧水銀灯を用いて、波長2537nmのス
ペクトル線から成る紫外線のピーク強度が５×
102W／m2以上でかつ紫外線量が照射物表面で１
×103Joule／m2以上あれば塗膜の表面粘着もなく
通常の塗料の膜厚10〜20μの内部まで充分硬化す
ることがわかつた。 次に本発明に使用した照射装置について説明す
る。高負荷型低圧水銀灯の構造は第１図に示すよ
うに両端に熱陰極型電極１を設けアーク長は500
ｍ／ｍで、内部に過剰の水銀と始動用ガスを封入
している。ガラス材質は紫外線を良く透過する石
英ガラスまたは紫外線透過ガラスを使用する。 ランプ管径は外径23φでランプ両端部に最冷部
２をつくり過剰の水銀を留め風冷で点灯中のラン
プ管内の水銀蒸気圧をコントロールする。３はリ
ード線である。ランプは交流点灯でランプ電力
100Wから500Wまで変化させた。 照射器具は第２図および第３図に示すようにラ
ンプ４は集光型アルミ反射板５にランプ最冷部２
が反射板５の外側に位置するように取付け、ブロ
ワ（図示せず）によつて器具のダクト取付口６か
ら排気冷却する構造である。 本発明を適用する紫外線硬化形組成物は特に制
限はなく、通常の重合性二重結合をもつ樹脂、光
増感剤、重合性単量体、顔料、その他充填材から
構成されるもので、インキ、塗料、接着剤、その
他感光性樹脂として使用されるものが範囲に含ま
れる。 次に実施例をあげて本発明を具体的に説明す
る。組成物は不飽和ポリエステル樹脂、ベンゾイ
ンメチルエーテル、ベンジル、酢酸ブチルその他
改質剤などを分散させて得られたクリヤ塗料であ
る。該組成物を0.2ｍ／ｍ厚みの塩ビフイルムに
バーコーターで約10μ塗布し、第１表に示すよう
に各種の照射装置で硬化させた。 硬化後の塗膜の観察結果を第１表に示す。 高圧水銀灯を使用した照射装置では紫外線とと
もに赤外線の放射量も多くて塩ビフイルムの熱変
形が大きく使用できない。 水冷式高圧水銀灯を用いた照射装置ではフイル
ムの熱変形は少ないが塗膜の表面粘着がいつまで
も残り、この組成物の硬化用装置としては不適当
であつた。 従来の低圧水銀灯（殺菌灯）はランプ負荷が低
くて照射面での紫外線のピーク強度が弱く硬化後
の塗膜の密着度が悪い。 本発明によるランプ負荷4W／cm以上の高負荷
型低圧水銀灯を使用した照射装置では塩ビフイル
ムの熱変形もなく表面硬化、密着とも良好な結果
を得た。更に第２表に示すように第１表に使用し
たと同じ組成物を塗膜厚み20μで塗布した場合で
も、ランプ負荷4W／cm以上の高負荷型低圧水銀
灯による照射装置で紫外線のピーク強度が５×
102W／m2以上でかつ紫外線照射量が１×
103Joule／m2以上であれば同様な結果が得られる
ことがわかつた。尚、第１表および第２表におい
て紫外線量とは組成物表面（被照射面）における
紫外線照射量を示す。
質の物品（以下被照射物と云う）に塗布された紫
外線硬化形組成物を硬化させるにあたり、被照射
物を熱変形させることなく前記組成物を硬化させ
る照射方法に関するものである。 紫外線硬化形組成物を硬化させるのに通常使用
される紫外線ランプは高圧水銀灯、メタルハライ
ドランプ等である。これらのランプはアーク長当
りのランプ電力（以下ランプ負荷と称す）が30〜
160W／cmと高負荷型であり、紫外線放射効率は
15〜20％程度で、残りは可視光、赤外線および対
流、伝導によつて消費される熱である。従つてプ
ラスチツクフイルム等熱に弱い被照射物に塗布し
た紫外線硬化型組成物を、これらのランプを用い
て紫外線硬化させる場合、被照射物が熱変形を起
すという問題が発生した。 このような被照射物の熱変形を防止するには二
重ガラス管の内部に水を流す水冷ジヤケツト内に
高圧水銀ランプまたはメタルハライドランプを設
置した水冷式照射装置を用いるのが一般的であ
る。しかし、この装置においては二重ガラス管内
の水の層により250nm以下の短波長の紫外線が吸
収され、紫外線硬化型組成物の硬化が不充分とな
つて表面粘着が残りやすく、かつ設備が複雑で高
価である等の欠点があつた。 本発明はこれらの欠点を除去するため、赤外線
の放射効率が低く波長253.7nmのスペクトル線を
高効率で放射する高負荷形低圧水銀灯を用い、紫
外線硬化型組成物を塗布した被照射物を高い紫外
線量で照射することにより、被照射物を熱変形さ
せることなく組成物を瞬間的に硬化させるもの
で、その要旨はランプ負荷が4W／cm以上の低圧
水銀灯を用い、紫外線硬化性組成物が塗布された
被照射物表面において波長253.7nmのスペクトル
線からなる紫外線のピーク強度が５×102W／m2
以上でかつ紫外線量を１×103Joule／m2以上照射
することを特徴とするものである。 水銀蒸気圧が低い低圧水銀ランプは253.7nmの
紫外線を効率よく放射し、赤外線放射の少ないラ
ンプとして知られている。 しかし、従来市販されている低圧水銀灯（一般
に殺菌灯と称されている）は管内に過剰の水銀が
封入され、室温で253.7nmの紫外線放射効率が最
大となる水銀蒸気圧になるように負荷は0.1〜
0.5W／cm、出力は数Ｗ〜40W程度に設計されて
おり、高負荷、高出力化が困難であつた。その理
由はランプ負荷を大きくすると管壁温度が高くな
り、それに応じて過剰に封入してある水銀が多く
蒸発し、負荷が0.5W／cm程度以上になると水銀
蒸気圧が最適値を超え、253.7nmのスペクトル放
射効率が急激に低下するためである。即ち水銀蒸
気圧が高くなると波長253.7nmのスペクトル放射
強度は自己吸収のため、かえつて減少し、紫外線
は200〜400nmの範囲に広がり、可視光、特に赤
外線の放射効率が高くなる。このため従来の低圧
水銀灯は被照射物表面での紫外線放射量を増加さ
せることができず、紫外線硬化形組成物を硬化さ
せるランプとしては不適当でほとんど使用されて
いなかつた。わずかに紫外線硬化型塗料を硬化す
る照射装置として低圧水銀灯と高圧水銀灯を併用
した公知例が米国特許第3840448号明細書に示さ
れているがこのときの低圧水銀灯は5W／inch
（2W／cm）以下の従来の低い負荷のものであり、
照射装置は低圧水銀灯単独使用または高圧水銀灯
との併用で、装置内部を窒素ガス雰囲気方式とし
たものである。本発明に用いられる低圧水銀灯は
ランプ管内に過剰の水銀が封入され、管壁温度に
よつて蒸気圧が変化する飽和蒸気圧タイプである
が、ランプに最冷部をつくつて水銀を凝縮させこ
の部分を風冷または水冷方式によつて冷却し水銀
蒸気圧をコントロールするとともに、アーク全体
にわたつて均一発光するように全体の冷却を工夫
した高負荷型のものである。紫外線硬化形塗料
（組成物）の硬化に関する我々の実験では、波長
300nm以下のスペクトルを除去した紫外線で照射
した場合、いわゆる酸素防害により塗料の表面が
硬化しにくくなり表面粘着としていつまでも残
る。 紫外線の放射波長が短いほど酸素防害は少なく
なり、表面硬化が良好となる。また紫外線のピー
ク強度が弱いと塗膜厚みとの関係で塗料内部まで
紫外線が透過せず内部の硬化が充分でなく表面だ
け硬化して長時間照射しても内部が未硬化のまゝ
となり密着性が悪くなることなどがわかつてい
る。そこで種々の試験の結果、ランプ負荷4W／
cm以上の低圧水銀灯を用いて、波長2537nmのス
ペクトル線から成る紫外線のピーク強度が５×
102W／m2以上でかつ紫外線量が照射物表面で１
×103Joule／m2以上あれば塗膜の表面粘着もなく
通常の塗料の膜厚10〜20μの内部まで充分硬化す
ることがわかつた。 次に本発明に使用した照射装置について説明す
る。高負荷型低圧水銀灯の構造は第１図に示すよ
うに両端に熱陰極型電極１を設けアーク長は500
ｍ／ｍで、内部に過剰の水銀と始動用ガスを封入
している。ガラス材質は紫外線を良く透過する石
英ガラスまたは紫外線透過ガラスを使用する。 ランプ管径は外径23φでランプ両端部に最冷部
２をつくり過剰の水銀を留め風冷で点灯中のラン
プ管内の水銀蒸気圧をコントロールする。３はリ
ード線である。ランプは交流点灯でランプ電力
100Wから500Wまで変化させた。 照射器具は第２図および第３図に示すようにラ
ンプ４は集光型アルミ反射板５にランプ最冷部２
が反射板５の外側に位置するように取付け、ブロ
ワ（図示せず）によつて器具のダクト取付口６か
ら排気冷却する構造である。 本発明を適用する紫外線硬化形組成物は特に制
限はなく、通常の重合性二重結合をもつ樹脂、光
増感剤、重合性単量体、顔料、その他充填材から
構成されるもので、インキ、塗料、接着剤、その
他感光性樹脂として使用されるものが範囲に含ま
れる。 次に実施例をあげて本発明を具体的に説明す
る。組成物は不飽和ポリエステル樹脂、ベンゾイ
ンメチルエーテル、ベンジル、酢酸ブチルその他
改質剤などを分散させて得られたクリヤ塗料であ
る。該組成物を0.2ｍ／ｍ厚みの塩ビフイルムに
バーコーターで約10μ塗布し、第１表に示すよう
に各種の照射装置で硬化させた。 硬化後の塗膜の観察結果を第１表に示す。 高圧水銀灯を使用した照射装置では紫外線とと
もに赤外線の放射量も多くて塩ビフイルムの熱変
形が大きく使用できない。 水冷式高圧水銀灯を用いた照射装置ではフイル
ムの熱変形は少ないが塗膜の表面粘着がいつまで
も残り、この組成物の硬化用装置としては不適当
であつた。 従来の低圧水銀灯（殺菌灯）はランプ負荷が低
くて照射面での紫外線のピーク強度が弱く硬化後
の塗膜の密着度が悪い。 本発明によるランプ負荷4W／cm以上の高負荷
型低圧水銀灯を使用した照射装置では塩ビフイル
ムの熱変形もなく表面硬化、密着とも良好な結果
を得た。更に第２表に示すように第１表に使用し
たと同じ組成物を塗膜厚み20μで塗布した場合で
も、ランプ負荷4W／cm以上の高負荷型低圧水銀
灯による照射装置で紫外線のピーク強度が５×
102W／m2以上でかつ紫外線照射量が１×
103Joule／m2以上であれば同様な結果が得られる
ことがわかつた。尚、第１表および第２表におい
て紫外線量とは組成物表面（被照射面）における
紫外線照射量を示す。
【表】
【表】
本発明による照射方法で照射すれば、従来の硬
化方法に比べて被照射物の熱変形がなく極めて瞬
間的に硬化でき、従来使用できなかつたプラスチ
ツクフイルムへの印刷および塗装の硬化に適用で
きるなど素材の適用範囲が広がり工業的メリツト
が多い。
化方法に比べて被照射物の熱変形がなく極めて瞬
間的に硬化でき、従来使用できなかつたプラスチ
ツクフイルムへの印刷および塗装の硬化に適用で
きるなど素材の適用範囲が広がり工業的メリツト
が多い。
第１図は本発明方法に使用する高負荷型低圧水
銀灯の概略説明図、第２図および第３図は本発明
方法に使用する照射装置の横断面図および縦断面
図である。 ４……ランプ、５……反射板、６……ダクト取
付口。
銀灯の概略説明図、第２図および第３図は本発明
方法に使用する照射装置の横断面図および縦断面
図である。 ４……ランプ、５……反射板、６……ダクト取
付口。
Claims (1)
- １ 紫外線硬化形組成物を硬化させるにあたり、
単位アーク長当りのランプ電力が4W／cm以上の
低圧水銀灯を用い、前記組成物表面において波長
が253.7nmのスペクトル線からなる紫外線のピー
ク強度が５×102W／m2以上でかつ紫外線量を１
×103Joule／m2以上照射することを特徴とする紫
外線硬化形組成物の硬化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13289282A JPS5922934A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 紫外線硬化形組成物の硬化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13289282A JPS5922934A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 紫外線硬化形組成物の硬化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5922934A JPS5922934A (ja) | 1984-02-06 |
| JPH02988B2 true JPH02988B2 (ja) | 1990-01-10 |
Family
ID=15091986
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13289282A Granted JPS5922934A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 紫外線硬化形組成物の硬化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5922934A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2597101B2 (ja) * | 1987-07-31 | 1997-04-02 | 住友化学工業株式会社 | 表面硬化樹脂成型体の製造方法 |
| JP2508603Y2 (ja) * | 1989-10-31 | 1996-08-28 | スズキ株式会社 | 不整地走行用鞍乗型車両のフ―トレスト構造 |
| JPH06269726A (ja) * | 1993-03-19 | 1994-09-27 | Ushio Inc | 光硬化性物質の硬化方法 |
-
1982
- 1982-07-28 JP JP13289282A patent/JPS5922934A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5922934A (ja) | 1984-02-06 |
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