紙のコーティングラインにおいて、グロスのばらつきや不完全な架橋といった問題は理論上の話ではありません。これらはスクラップや再工程、停止時間という形で現れ、対処しきれない状況を引き起こします。原因は、たいていコーターや配合そのものではなく、UV光源の安定性にあります。99.99％の高純度石英から作られた水銀UVランプは、再現性のあるスペクトル出力を提供し、それこそが、生産速度の速い環境下で紙のコーティングを確実に硬化させるために必要な条件です。
重要なのは、スペクトル出力とその安定性です。高圧水銀蒸気ランプでは、365nm、405nm、436nmといった波長の光がフオトイニシエーターの吸収を促し、ポリマーの架橋を促進します。99.99％の高純度石英を使用することで、気泡や金属不純物、ヒドロキシル基による吸収が減少し、ランプはより速く所定の照度に到達し、その状態を維持できます。スペクトル出力曲線が安定していることが求められます。それに加えて、適切な反射板や二色性コーティングを組み合わせることで、ワーク上のピーク照度が一定に保たれ、mJ/cm²単位でのエネルギー密度も再現性があります。
なぜこれが紙のコーティングに有効かというと、コーティング層は薄く、硬化のタイミングも限られているからです。基材が焼けることなく、高い強度の光が必要です。水銀UVランプは、短波長の光によって表面の硬化を促し、中波長の光によってコーティング全体の架橋を完了させます。その結果、ピンホールが減少し、グロスの制御が向上し、サイクルタイムも短縮されます。また、一度の通過で硬化が完了するため、エネルギーの消費も少なくなります。実際に、信頼性の高いランプは5,000時間以上稼働可能であり、出力も規定範囲内に収まります。
ただし、実際の現場では、水銀UVランプには正確なバラストの調整や、反射板の正しい位置合わせが必要です。アーク長や電圧が適切でないと、スペクトルバランスが崩れ、ランプの寿命が短くなります。また、空間が限られている場合は、オゾンを発生させない設計を心がける必要があります。スペクトル放射計の設定も、ランプの主な波長に合わせて調整する必要があります。そうでないと、プロセスが正常に進行していても、低い照度が測定されてしまいます。