シャープなプリントと強度の高いガラスの板挟み状態
もし、スクリーンプリントの工程でガラスを加工したことがあるなら、その苦労はよくわかるでしょう。強化処理の段階で、どうしても問題が発生します。
温度上昇が遅すぎると、インクがにじんでしまいます。逆に、急激に温度を上げると、ガラスに熱衝撃や不均一な応力が生じます。これはバランスを取る必要がある作業です。正しい方法としては、赤外線ヒーターを使って、プリントと強化処理の間のギャップを埋めるのです。
適切な温度管理
重要なのは、温度をどれだけ速く上げるかということです。もし赤外線ヒーターが過剰なエネルギーを短時間でガラスに与えると、インク中の溶剤が爆発的に反応し、表面に泡や小さな穴ができてしまいます。
そこで、私たちはヒーターの出力やガラスからの距離を調整することで、表面を適切に温めつつ、ガラスの内部を壊さないようにしています。そうすることで、ガラスが軟化する瞬間まで、インクの形が鮮明に保たれます。
応力の問題
強化処理がうまくいくのは、表面が中心部よりも速く冷却される場合だけです。そうすることで、必要な圧縮応力が生まれます。しかし、問題は、もしヒーターに「ホットスポット」があった場合、強化処理が不均一になってしまうことです。
そのため、私たちはクォーツ・ハロゲンランプを使用します。このランプは短波長の光を利用して、ガラス表面に素早く作用します。ただし、正確なPIDコントローラーを設置する必要があります。もし電力が不安定になると、強度テストに失敗してしまいます。
実際のトレードオフ
高出力のランプは速く動作するので便利ですが、消費電力が多く、非常に熱くなります。そのため、ランプの周囲に溜まる熱を適切に処理できる冷却ファンが必要です。もしランプのケースが過熱すると、ランプはすぐに壊れてしまいます。つまり、ガラスの温度上昇速度と、ランプの交換頻度の間で常にバランスを取る必要があるのです。
最後に、反射板を清潔に保つことも大切です。ほんの少しのほこりでも、効率が約15％低下してしまいます。そうなった場合、電圧を上げてしまいたくなりますが、それはフィラメントを早く壊してしまう原因になります。