水銀蒸気硬化ランプの使用に関するEUの規制強化が目前に迫っている。企業はどのような代替硬化技術を採用すべきでしょうか？

大判デジタル印刷機のオーナーは、印刷物を出力した後、ドライジェット・インクが必要であることをよく知っているだろう。また、水銀アークランプまたはLEDという2つの硬化オプションがあることも知っている。

どちらも特定の波長の光に反応し、分光エネルギーを使ってインキ中の光重合開始剤の断片化と重合を開始し、乾燥した、弾力性のある、柔軟で耐久性のある表面を作り出す。

光源の電力量はその明るさを決定し、それが硬化技術の属性、つまり性能特性を規定する。

このため、水銀アーク硬化とLED硬化を使用する機械を比較する場合、性能とアプリケーションの要件が最も重要な考慮事項となる。

性能特性には以下が含まれる：
– 硬化の速度と深さ
– 色と光沢のコントロール品質
– 硬化システムが使用可能になるまでの時間
– エネルギー消費量
– インクと基材の柔軟性
– 硬化システムの寿命と長期にわたる一貫性。

所有コストと規制も、ますます重要な差別化要因となっている。これらすべてをビジネスとアプリケーションのニーズと照らし合わせて考えれば、どのオプションを選ぶべきかの判断は明らかだろう。規制遵守については、あまり心配する必要はない。

水銀スリップスライディング

水銀アークランプは、硬化業界の主力製品です。240～270nmと350～380nmのスペクトルの紫外線と赤外線を発生し、寿命は約1,500時間です。

これらは多くのエネルギーを使い、熱を発生させる。これはポリマーの架橋を早めるが、傷つきやすい基材にダメージを与えるため、薄っぺらい素材を印刷するには限界がある。

これらのランプはウォームアップとクールダウンに時間がかかるため、印刷機がアイドル状態でも点灯させておかなければならず、電気代がかさむ。

しかし、これらの欠点にもかかわらず、水銀アーク硬化は非常に生産性が高いため、市場を支配している。また、成熟しているとはいえ、インライン・キュアリングを備えた小森のH-UVのような新しい印刷機にもまだ現れている。

LEDがその性能、特にスピードと硬化深度に匹敵するようになるまで、この技術は大判デジタル印刷分野を支配し続けるだろう。転換期はしばらく来ないだろうが、予想より早く来るかもしれない。

殺すのか、治すのか？

鉛、水銀、カドミウムなどの重金属の使用を禁止する欧州連合の特定有害物質使用制限（RoHS II）規制をはじめ、開発者がLED硬化技術に投資する理由はたくさんある。

RoHS IIは、廃電気電子機器指令（WEEE指令）と兄弟関係にあり、電気・電子機器に特化した指令である。

化学物質の管理は、健康と安全に焦点を当てた化学物質の登録、評価、認可、制限（REACH）指令の領域である。

RoHSIIは、有害物質の使用を減らすだけでなく、エネルギー削減とエコデザインを奨励するように設計されている。

このような理由から、この規制はかなり緩く、多数の除外項目があり、同等の代替技術がない場合など特定の状況での水銀の使用を含む80以上の適用除外がある。

水銀アークランプは、適用除外期間が終了しても、ルールに違反することなく交換し、機械を稼動させることができる。

LEDテクノロジー

LEDは印加電圧が低いため、水銀アーク灯よりも放射輝度が低い。LEDは、スペクトルの可視部分である400nmから700nm、または近赤外（700nmと2000nm）の光を放射するため、放射されるスペクトルエネルギーのうち紫外線は一部だけである。

水銀アーク灯の数分の一のエネルギーしか使用しないため、ウォームアップやクールダウンの必要がなく、すぐに使用でき、稼働中でなければエネルギーを使用しない。

また、安価で寿命も非常に長い。発熱量はごくわずかなので、非常に薄っぺらい基板にも使用できるが、パワーがないため、現状ではインクの硬化に時間がかかる。

インク顔料はLEDの発光領域の光を吸収することができるため、光重合開始剤と光を奪い合うことがある。

また、缶の中や印刷機の中で不注意に硬化してしまうこともある。これに加えて、LED硬化型インキの反応帯域が狭いため、特別な配合が必要となる。

LED硬化は、グラフィック用途ではまだ比較的未成熟な技術だが、短波長UV LEDの開発では急速な進歩が見られる。

技術的な研究を続けることは、グラフィック・アートでは当然のことであり、開発者たちは常に古い問題を解決する新しい方法を模索している。

その努力の理由は、コスト、環境への影響、エネルギー効率、規制遵守、パフォーマンス、さらには利便性など、競合他社よりも優位に立つためなら何でもありだ。

開発者たちはすでに、両方の硬化オプションの長所を引き出す賢い方法を考え出している。LEDを水銀アーク硬化と組み合わせて使用すれば、ピンニングと呼ばれる予備硬化を行うことができる。

個々のインクを部分的に硬化させることで、ドットゲインを制御し、色品質と光沢レベルを高める。水銀アークランプが硬化を完了させる。

RoHSIIを心配すべきなのか？

いいえ、少なくともまだです。EU法の重要な原則は、EU規則の適用が成長と発展を損なってはならないということである。

RoHSIIは、低圧、中圧、高圧水銀アーク灯については適用除外となっているが、適切な代替技術が利用可能になるにつれ、2015年4月から段階的に廃止される。

同規制はまた、「大規模な固定設備」を除外しており、その定義は、「あらかじめ定義された専用の場所で永続的に使用されることを目的とし、専門家によって組み立てられ設置された、複数の種類の装置の大規模な組み合わせ」となっている。

そのため、適用除外がなくても、多くの印刷会社、たとえば大型のフラットベッドを持つ印刷会社はRoHSIIの適用範囲外であり、欧州連合の担当者によれば、印刷機は「寿命が尽きるまで、将来にわたって水銀アーク灯を交換することができる」。

水銀アーク技術に代わるLED硬化の登場により、大判印刷に使用できる機械の幅が広がった。

メーカー、印刷会社、そしてその顧客にとって、幅広い性能とコスト要件、そして多様な経済モデルをサポートします。選択とは、性能と品質に対する要求と、アプリケーションへの投資を一致させることである。

LEDの普及と水銀アーク硬化に取って代わるスピードは、技術だけでなく生産への期待も左右する。

しかし、LED技術が水銀アーク硬化の性能に匹敵するようになるのは時間の問題だ。その時点に達すれば、LEDは実用的ではなくなりますが、その時点はまだ遠い地平線の上にあるのです