自動車部品の製造において、粉体コーティングされた部品やケースは、不均一な硬化を許しません。赤外線加熱だけでは硬化が遅くなり、部品が垂れ下がってしまいます。また、エネルギー消費量も増えてしまいます。一方、紫外線の使用方法が間違っていると、表面は硬化するものの、内部は十分に架橋されないことになります。
そのため、赤外線と紫外線を組み合わせて使用します。赤外線は全体を素早く加熱し、365nmおよび420nmの紫外線は迅速な光重合を促進します。
実際に重要なのは、スペクトル出力と供給されるエネルギー密度です。365nmの高圧水銀灯は、多くの紫外線硬化型粉体の光開始剤に作用し、高いピーク照度を生み出し、表面を素早く硬化させます。420nmのランプは、より長波長の領域まで作用し、着色塗料の硬化を促進し、反射器と部品の形状が接する部分の応力を軽減します。
実際には、コンベヤーの速度やランプの出力を調整して、粉体がガラス転移温度に達した後、紫外線によって架橋を完了させます。基材上のエネルギー密度は600～1,200 mJ/cm²が目安で、365nmのランプの焦点面ではピーク照度が1.5 W/cm²以上です。これは、校正済みのスペクトル放射計を使って測定されます。
**このハイブリッド方式はスペースを節約できます。**赤外線によって部品が素早く加熱され、紫外線によって数秒で硬化が完了します。これにより、サイクルタイムが短縮され、フィルムの厚さも一定に保たれます。
NIRによって部品が加熱されるため、オーブン全体が加熱されるわけではありません。また、紫外線の出力は、オーブンの大きさではなく、照射時間に比例します。オゾンフリーの石英製のケースと最適化された二色反射器のおかげで、ランプの出力は5,000時間以上でも安定しており、硬化のプロファイルも変わりません。
重要なのは、ランプのスペクトル出力を粉体の光開始剤の特性に合わせることです。そうしないと、硬化が不十分になってしまいます。365nmおよび420nmの光源は、安定した電力と適切な冷却が必要です。電圧の低下や空気の流れが悪くなると、mJ/cm²の値が低下します。
反射器の位置やランプと基材の距離も確認する必要があります。強度は依然として逆二乗法則に従います。ハイブリッド制御は簡単ですが、コンベヤーの速度、ランプの出力、温度のフィードバックを同期させるためのPLCが必要です。