せめぎ合い：スクリーンプリントとガラスのアニーリング
もし、スクリーンプリントとガラスのアニーリングを一度に行おうとしたことがあるなら、それがいかに困難な作業かわかるでしょう。まるで、岩と硬い壁の間に挟まれているような状態です。インクがしっかりと付着することは望みますが、一方でガラスが割れてしまっては困ります。
熱を急激に加えすぎると？ガラスが割れます。
逆に、熱をゆっくりと加えると、インクがぼやけたり、硬化しなかったりします。
なぜガラスが割れるのか
それは「温度勾配」に起因しています。つまり、IRランプからの熱はすぐにガラスの表面に届きますが、ガラスの内部は冷たいままです。この差によって応力が生じます。
さらに、インクを加えると、インクとガラスは高温になった時に同じ割合で膨張しません。もしランプからのエネルギーが多すぎると、インクがガラスから離れてしまいます。最悪の場合、亀裂が生じてしまいます。これは良くありません。
IRランプの設定
私たちは短波長のIRランプを使って迅速に温度を上げますが、実際に重要なのは温度上昇の仕方です。熱が均一に分布する必要があります。
もしワット数を上げてもコンベヤーの速度を遅く保つと、「ヒートスポット」が発生します。そうなるとパターンが歪んでしまいます。私たちはランプの間隔や出力を調整するために多くの時間を費やします。目標は、色素が焼けることなく、熱がガラスの深部に届くことです。
トレードオフ
正直なところ、速度を犠牲にせずに完璧な強度と鮮明なパターンを得ることは不可能です。
鮮明な線を得たいなら、制御された硬化が必要です。一方、高い強度を得たいなら、急激な冷却が必要です。
電圧を上げて処理速度を上げるのは魅力的ですが、それは賭け事です。インクが焼けたり、最悪の場合、ガラスが突然爆発したりする危険があります。
また、高ワット数のランプを使用する場合、冷却システムが余分な熱に対応できなければなりません。そうでないと、ケースが膨張し、ランプの位置が変わり、熱の分布が乱れてしまいます。