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・用語

 
 

紫外線(UV)の照射力を現す表示単位 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『1.000.000.000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、メタルをランプ内に混ぜ入れて
            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、用途で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照射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。UV照度と同義*。ある面積に、どれだけの強さの紫外線が照射されているかを示します。
          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。例:100mW/cm2 at100mm
          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。

          *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。
         mj/cm2という表記の場合は、「1平方センチの面積につき、何ミリジュール(1mj=1/1000j)の積算光量か」を示しています。
         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、ランプの種類、積算照度計の機種名を併記する事も多いです。

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:  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)の光る部分の長さ寸法。ミリ・メートルで表現されます。
      例: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
                   上記の「W/cm」が「単位長W 」で、80W/cm ・長さ25cmのランプは 80(W)x25(cm)=2kWランプ


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:     かたまりになること。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。

UV乾燥:   UV硬化と同義。UVで硬化する液体などが、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。
         UVによる硬化は、通常の塗料などで水や溶剤が蒸発・乾燥して固くなるのとは違い、分子の結合によって固まるが、
         大多数のUV塗料は塗り拡げやすくするために水や溶剤を加えてあるため「乾燥」という表現が実態に近いことが多い。
         *それを踏まえて弊社では「速乾機能付き」のUV硬化(UV乾燥)装置もご用意しています。


<参考> :「逆二乗の法則」
原則として、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、そのため逆放物線状の右下がりグラフになります。
この計算式では例えば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、
管状の光源では左右からランプ中央(の下)方向に差し込む光により、ランプの下で測るUV照度は右肩下がりのゆるやかなカーブとなるケースが多く、
そのため正確な数値は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。

<参考> :Deep UVA (ディープ紫外線)
富士フイルムによる新造語と思われ、370〜400nmのUV波長を指しています。
これは紫外線の専門用語のひとつである
Deep Ultraviolet(遠紫外線≒200nm)と言葉が似ていますが、
「長波長紫外線(UV-A)の中でも、最も長い370〜400nmの波長が肌に深く浸透する」という
特徴を一般の人に伝えるために、効果的キーワードとしてDEEPを採用したのだと思われます。





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