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大判プリンターブログ

UVインクの特徴と仕組み、活用方法やできることをご紹介

これまでUVインクの活用術や、プリンターの仕組みに関して記載してきましたが、今回はUVインクに関する「知っておくべきこと」をもう少し掘り下げてみたいと思います。
>>UVインクとは

UVインクの組成と特長

UVインクとはUV光(紫外線)を照射させることで固まるインクを称します。
UVインクの深い知識をえるため、まずはインクの組成から探っていきましょう。UVインクは主に4つの成分から構成されています。

  1. 顔料:溶けきっていない塗料粒子。印刷面の表面につき、色をつける着色剤。
  2. モノマー:重合(3参照)することで大きな塊となり被膜を形成する材料。
  3. 光重合開始剤:UV光を吸収してモノマーの重合反応をスタートさせます。
  4. その他UV材料:インクの状態を保つための各種調整剤。延伸性、硬度などインク特性を決める部分となります。

1.顔料

「1.顔料」は色をつける役目があります。
溶剤プリンターやラテックスプリンターでも同様の着色剤が使用されています。インクには顔料と染料があり、顔料インクは耐候性、耐水性に優れています。染料は色鮮やかですが水に濡れるとすぐに滲むなど、インクの耐久性が劣ります。UVインクでは顔料を利用しています。

2.モノマー 3.光重合開始剤

UVプリントで重要なのでは「2.モノマー」と「3.光重合開始剤」となります。
光重合開始時が特定の波長UVを吸収すると3.光重合開始剤が反応しモノマー同士が重合=カタマリを作ることで、液体が固体になる特性があります。一般家庭で使われている溶剤インクなどは熱による蒸発で乾燥する仕組みに比べ、UVインクは一瞬で「硬化」しますので根本的に仕組みが異なります。最近では原材料や光の強さ・精度・速度など、各メーカーで違いや特長も出てきました。

図1:UV硬化の仕組み

UVインクのために欠かせないのがモノマーと光重合開始剤ですが、臭いの原因となるというマイナス面も。硬化前の状態ではにおいがあり、印刷中も臭気対策が必要になります。十分にUV光を照射させ硬化しないとプリント自体に臭いが残ることがあるため、臭いをどう配慮するかもプリンター・インク選びの上で重要なポイントになります。

4.その他UV材料

「4.その他UV材料」にはインクによって様々な成分が含まれます。
プリント後の硬度、擦過性、柔軟性、延伸性、屈曲性など、利用用途によって向き不向きが変わってきます。例えば硬度が高ければ傷つきにくく丈夫で性能が良いというわけでもなく、反対に屈曲性がなくなることで曲げ試験で塗膜に割れが入るなど、製品の性能を損なう場合があるので、同じ種類のインクでも用途に合わせたインク選びも重要なポイントになってきます。

他の印刷方式との違い

UVインクは、水に溶けないことから多彩なメディアへの適正と耐久性、高い速乾性による短納期への対応などが評価され出荷量は近年増加傾向です。ここで、水性インク、溶剤インク、UVインクの特長を見てみましょう。

  水性インク 溶剤インク UVインク
何に溶けているか 有機溶剤 有機溶剤
色材 染料/顔料(水に溶けない) 顔料(水に溶けない) 顔料(水に溶けない)
乾燥方式 蒸発(数時間必要) 蒸発(約1日必要) 硬化
対応メディア インク受容層のあるメディア インク受容層のあるメディア 特になし
メリット 発色性がよい 屋外耐候性に優れる 多彩なメディア適正、速乾性
デメリット 屋外用途には向かない 材料によるが比較的乾燥時間が必要 プリンタが高価・質感がマット
特色 なし ホワイト/メタリックシルバー ホワイト/透明

表:各種インクの比較

UV-LEDランプの採用により大幅に進化

また、製品技術の1つとしてプリンタの要である「UVランプ」がLEDランプ方式に改善されたことでは劇的に変わりました。
UVプリンター発売当初は「メタルハライドランプ」が主流で、現在と比べ消費電力の高さ、サイズ、発熱の大きさ、短寿命といった問題がありました。メタルハライドランプは現在でもサッカーや野球等の競技施設におけるナイター用の照明で使用されておりますが、家庭用照明器具にも使われるLEDランプは、消費電力は半分以下、コンパクトサイズ、エネルギー効率、など、これまでの弱点をほぼ問題ないレベルまで改善しています。コスト面でも、プリンター製造のコストダウンが可能になっただけでなく、加熱が弱まったため、薄い塩ビのような材料にも熱変形なく印刷が可能、ランプ寿命も10倍以上、などランニングコストや運用上のリスクも減りました。

※例えば、ローランドDGのVersaUVシリーズは消費電力が印刷時最大約370Wと低く、印刷時に高温にならないため、安全。ランプ寿命は10,000時間と高寿命。優れた環境性能も備えたプリンターとなっています。

透明インク -グロスインク- って何?

グロスインクとは、色素が入っていない無色透明のインクとなり、プリント後の見た目に大きな違いをつけられます。(グロスインク…詳しくは UVインク密着の仕組み参照)
グロスインクは通常カラープリントの上からプリントしますが、UV-LEDランプ商社のタイミングで効果が違います。カラープリント後に上からグロスインクを使用してプリント、その後時間をあけてUV-LEDランプ照射することで印字表面が滑らかになり、光沢感を表現することが可能です(図:2 上)。
UV-LEDランプを印刷直後に照射し効果させすると、グロスインクの表面に細かい凹凸が残っている状態となり、光が乱反射するマット印刷が可能になります。(図:2 下)。

図2:光沢印刷とマット印刷

厚盛りの仕組みとは?

UVプリント(UV-LEDランプ)は瞬時に硬化できるため、何層も重ねて印刷する「厚盛り」も可能です。敦森印刷は透明素材にプリントする場合の透明度調整や任意の場所を隆起させたい場合など質感を出すなどにも効果的です。
カラー印刷を行った後、グロスインクをマット印刷で重ねて印刷することで立体感を表現できます。この場合マット印刷で重ねることが重要で、もし光沢印刷で重ねていくとインクが横に広がってしまうため、厚盛りすることができません(図:3左側参照)。厚盛りかつ光沢で仕上げたい場合は、最後の1層を光沢印刷とすれば光沢のある厚盛りとなります(図:3中央~右側参照)。

図3:光沢印刷とマット印刷

厚盛りは盛り上げ部分の高さをコントロールすることも可能です。ローランドのLEFシリーズは厚みを持たせることが得意です。重ね印刷は約10回まで繰り返すことが可能で、1回で30μ~50μmの高さとなります。(下地がインクを吸収する場合は高さを出すことが難しい場合もあります)。

メーカーごとのUVプリンターの特長は?

やることが明確、大量に印刷するユーザーはミマキがおすすめ

様々な用途に応じて、色々なインクの選択肢があることが、ミマキの特長です。仕事内容が一定で大量に生産するのであれば、それに適したインクを選ぶことが効率的です。大容量タイプのインクの取り扱いもあり、コストパフォーマンスの良いインクを選択できることも最大の特長です。(大容量タイプはインク種類によって取り扱いがないものもございます)
ミマキのUVプリンター一覧

初めてのUVプリンターはローランドのLEFシリーズがおすすめ

初めてUVプリンターを購入する場合や、これからどのような営業展開を行うかを検討中のお客様にはローランドDGがオススメです。主力インクはEUV2となり、ローランドDGを選択した95%以上はこのインクを選択します。屈曲性、延伸性に優れ、皮革、塩ビなどやわらかい材料にも印刷でき、さらにアクリルポリカーボネート等の硬質材料も得意としており、対応できる素材の多さがメリットです。画質の面も優位性があるため、量より質を重視するお客様には適しています。主力商品が変化することが予想される中、いかに万能な印刷体制を準備できるかが重要と考えているようです。
ローランドDGのUVプリンター一覧

まとめ

UVインクの性能は各メーカーごとに特長があり、利用用途や環境によって効果的なものが異なります。私たち大判プリンター比較.jpはお客様の用途や利用環境に最適なUVプリンターをご提案させていただきます。お悩みの方はぜひご相談ください。

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