赤外線アニーリングを使って、正確なガラスプリントを実現するには
もし、これまでにガラスのスクリーンプリントを行ったことがあるなら、その苦労はよくわかるでしょう。常にジレンマに悩まされます。インクを硬化させ、内部の応力を取り除くためには十分な熱が必要ですが、熱を強くしすぎると、ガラスが変形したり、プリントされたパターンがぼやけてしまいます。
そこで役立つのが短波長赤外線アニーリングランプです。これは、そのジレンマを解決するための手段と言えます。
鍵となるのは、熱がどのように作用するかです。
私たちは、高ワット数の石英ランプを使用し、エネルギーを直接ガラスの表面に照射します。これにより、迅速に処理が可能になります。電圧やランプとガラスとの距離を調整することで、必要な熱量を正確にコントロールできます。
目指すのは、ガラスの転移温度に到達しつつ、ガラス全体を1時間も加熱しないことです。しかし、注意が必要です。ワット数を上げすぎて、コンベヤーの速度が遅すぎると、インクが流れ出したり、ガラスの端が変形してしまいます。これは微妙なバランスが求められます。
実現するための部品
ここでは、安価な部品は使用しません。繰り返しの加熱・冷却に耐えられるよう、頑丈な石英でランプを覆っています。また、工業用のコネクタを使用することで、電流が多くなっても発火や破損の心配がありません。効率を上げるために、反射材も使用しています。これにより、赤外線エネルギーがオーブンの内部に漏れることなく、直接ガラスに当たります。
注意すべきトレードオフ
問題は、瞬間的に高温にすると、何らかのリスクが生じるということです。
SWIRランプは急速に温度が上昇するため、ガラスの表面と内部の間に大きな温度差が生じます。これが、人々が失敗する原因です。もし、ガラスが出てくる際の冷却ファンが十分に強くなければ、新たな応力がガラスに残ってしまいます。それでは意味がありません。
私のアドバイスは、このシステムにPIDコントローラーを組み合わせることです。そうすれば、推測をする必要がなく、すべてを安定して制御できます。