紫外線照射装置 UV照射装置の知識 紫外線(UV)の照射力を現す表示単位

 
 

紫外線(UV)の照射力を現す表示単位 等について

紫外線(UV)の表示単位 等について

nm(ナノメートル):可視光線波長から電波まで『波のひとつの長さ』を表す際の単位のひとつ。
            n(ナノ)は『1000.000.000分の1』の意味。
            光線の波長にはnmを使い、例えば主にオゾン生成には185nm、殺菌には254nm、
            UV樹脂やUV塗料の硬化乾燥には365nmの波長が主に使われます。*


            *UV硬化では、塗膜の厚みやUV硬化樹脂の色(カラー成分)によっては、その硬化に可視光線波長なども
            必要な場合があります。その場合には 365nm以外の光を 出すように、メタルをランプ材料に混ぜて
            波長を分散(=連続した波長に)させます。
            このようなランプは「メタル・ハライド・ランプ」と呼ばれ、@365nm以外のUV波長に反応する素材や、
            A色のついた素材(=素材の色によって紫外線の吸収波長は異なる)、B内部浸透性の必要な素材、
            C総合的にエネルギー(UV照度)が必要な場合など、365nmを主波長とする高圧水銀UVランプでは
             カバーできないケースにも対応できる長所があります。 「透明樹脂・塗料の硬化乾燥=365nmランプ/
            幅広いUV波長が必要=メタルハライド」と使い分けるとスムーズです。




<紫外線の説明で、よく使われる単位>



μ(マイクロ)  :1.000.000分の1>1μW=百万分の1ワット
m(ミリ)     :1.000分の1>1mW=千分の1ワット
k(キロ)     :1.000倍  >1kW=1000W>1kWは1mWの百万倍

mW/cu >>UV照度の単位。「UV強度」と表現される場合もある。「ミリワット・パー・平方センチメートル」と読みます。
UV照射機の選定において、非常に重要なポイントとなる数値。
この「UV照度」に、「時間(単位=秒)」を掛け算して、「硬化に必要なUV照射量(=UV露光量・積算光量)」を計算します。
式にすると>> UV露光量(単位:mJ/平方cm) = UV照度(単位:mW/平方cm) x 照射時間(単位:秒)

μW/cu >>UV照度の単位。「マイクロワット・パー・平方センチメートル」と読み、「μW=ミリワットの千分の1単位」になります。
UV殺菌などでは、UV硬化よりはるかに微弱な光で殺菌が行われるので、μW単位の表示がよく使われます。
 
mJ/cu >>UV照射での積算照射量を示す単位のひとつ。Jはジュールと読み、mJ(ミリジュール)は千分の1ジュール。
「UV照度」に、「時間(単位=秒)」を掛算して、「硬化に必要な光線量(=UV露光量)」を計算します。
式にすると>> UV露光量(単位:mJ/平方cm) = UV照度(単位:mW/平方cm) x 照射時間(単位:秒)
読み方は「ミリ・ジュール・パー・平方センチメートル」 最後をセンチメートル・スクエア(CSとも表示)と言う場合もあります。


UVの単位 1W/m2 =1000mW/100x100cm2 =0.1mW/cm2 =0,1x1000μW/cm2=100μW/cm2
      1mW/cm2 =1000μW/cm2=10W/m2

<紫外線の説明で、よく使われる用語>


UV強度:  光源から出ているUVの強さ。光源からの距離によって数字は変わるので、普通はUV強度と測定距離を併記しますが、
       例えば弊社製品のUV照度は1kWならランプ中心から5cmの距離で240mW/cu 、10cmで210mW/cu です。
       ランプ装置の場合、反射ミラーが拡散タイプか集光タイプかによっても数値が違ってきます。(*配光特性を参照)
       実用的な距離でのUV強度のみを表示して、距離の表示は省略する場合もあります。

      またUV強度を「UV照度」と呼び替えたり、「光量(こうりょう)」と示す場合もあります。UV強度を測る計測器は、
      表示単位はルクスでなくmW/cuやμW/cuですが「UV照度計」や「UV光量計」と呼ばれています。
        
積算光量:  「UV強度x秒数」あるいは「X秒間に照射された光の総量」を指します。単位は仕事量を表すJ(ジュール)を使います。
        UVによる変化(硬化・分解・結合など)に必要な照射量や、コンベア装置で搬送するワークがランプから受ける光の総量を
        示す際や、それらの再現時(照射条件決め・照射条件の目安指定)などに使われるため、使用頻度の高い用語です。
        例:100mW/cm2 x 10秒=1000mj/cm2 併せて照射距離、波長、ランプ種類、積算照度計の機種名を併記する事も。

配光特性:  「どれくらいのUV強度が、どれくらいの範囲に行き渡っているか」を示すもので、主にグラフにして表示します。
        ランプの長さに並行の方向、ランプと垂直方向の、2つのグラフで表示するのが一般的です。
        反射ミラーが集光タイプだと並行方向の光が強く、垂直方向の幅がない帯状の光になり、
        拡散タイプの反射ミラーにすれば、UV強度のピークは弱くなりますが、並行・垂直方向ともに均等に近くなります。
         
分光分布(ぶんこうぶんぷ):UVランプから何nmの波長の光線が、どれくらいの量(エネルギー)出ているかを、
      主に%で表示したグラフが「分光分布グラフ」です。


        
発光長=光源部(ランプ)の発光部分の長さ寸法。ミリ・メートルで表現される。
ハンディUV装置(1kW)は120mm、小型ハンディUV装置(100W)は30mm

単位長W(たんいちょうワット)=発光長(ランプの光る部分の長さ)1単位(主にcm)あたりのワット数。
例として、標準的な1kWランプでは80W/cm x 12cm、 2kWでは80W/cm x 25cm


励起(れいき):(化学反応を起こすための)エネルギーが高い状態。最も低い状態を基底(きてい)と呼びます。

重合: 1種類以上の単位物質の分子が、二つ以上化学的に結合して、より分子の大きい化合物をつくること。かたまりになること。

UV乾燥:UV硬化と同義。UVで硬化する液体が、UV照射によって未硬化状態から硬化状態(=乾いた状態)になること。

 

[参考]:「逆二乗の法則」
光源「点」から測るのが原則ですが、照度(E)は「光源の光度(明るさ:I )に比例して、距離(R)の二乗に反比例」します。
式にすると>> E=I/R x R  明るさと距離の関係は、そのため逆放物線グラフ状のイメージになります。
この計算式は比較に使うので、例えば1mと50cm、10mmと5mmでは、それぞれ明るさは4倍違うことになりますが、
実際には光源の大きさや、まっすぐに届く光の強さなどにより、右肩下がりの直線グラフに収まるケースが多く、
正確な数値は、UV照度計で計測するか紫外線ランプのスペックデータから推察するのが実用的です。



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