台湾南部のある紙器工場の職人が、私にこうこぼしました。水性インクに切り替えて環境面はクリアできたものの、乾燥スピードが溶剤型よりも一段遅く、後段で積み重ねるとよくくっついてしまう。そこで赤外線を一組足して「一押し」できないか、というのです。これは非常によくある要望で、インク乾燥のボトルネックは、刷れないことではなく「機械から出た後に乾くかどうか」にあることが多いのです。
インク乾燥とは結局、何を乾かしているのか
水性インクの乾燥は、主に水分を飛ばすことです。溶剤型は有機溶剤を揮発させます。なお UV インクは紫外線による架橋で乾くため、本記事の赤外線の範囲には含みません。水性インクについては、水分が約 3µm 付近で強く吸収し、これはまさに中波赤外線のエネルギー集中域に当たるため、中波（カーボン中波）は「水を飛ばす」のに非常に相性が良いといえます。短波赤外線は昇温が極めて速く、反応は秒単位で、ごく短い照射時間でも表層にエネルギーを流し込めるため、ラインスピードが速く滞留時間が短い場合に適します。ただし薄いインク層では、エネルギーが紙本体まで透過しすぎないよう注意が必要です。
赤外線は気流と組み合わせて初めて完成する
多くの人が見落としがちなことがあります。水分は加熱されて蒸発した後、どこかへ逃がしてやる必要があるのです。加熱するだけで湿気を運び去らなければ、飽和した蒸気が材料表面付近にとどまり、かえって乾燥を遅らせます。そのため赤外線乾燥部はしばしばエアナイフや熱風と組み合わされます。赤外線はエネルギーをインク層へ正確に送り込んで水分の気化を速め、気流は蒸気を運び去る——これは分業であって、二者択一ではありません。
選定にあたっては、紙自体の耐熱には限りがあり、昇温させすぎると黄変・脆化、さらには縁の焦げにつながる点に留意します。ですから出力密度と搬送速度は歩調を合わせる必要があり、非接触の温度測定によるモニタリングを併用することをおすすめします。具体的に短波と中波のどちらを使うか、何 kW にするか、ランプを何列並べるかは、インクの配合・紙材・ラインスピードに応じて実測すべきで、他社のパラメータをそのまま流用することはできません。
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