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表面処理UV照射とUV露光量

UVは可視光より波長が短く、現在は表1に示されるように100nmから400nmまでの光と定義され、主要な作用に応じて三つの領域に区分されています。低圧UVランプは185nm線と254nm線の2波長が主要波長で、高圧UVランプは365nm線が主要波長です。

表1.UVの波長領域と区分

  X線 UV 可視光 赤外線
UV-C UV-B UV-A
λ(nm) 100 280 315 400 780  
Energy            
(kJ/mol)1196 427 380 299 153  
(eV) 12.4 4.9 3.3 3.1 1.6  

紫外線(UV)を扱うときは、数値管理のためにUVの主要波長のエネルギー値、特にUV照度とUV露光量の値を知る必要があります。UV照度は面のある点に入射した放射束を面積で割ったもので、単位はW/m2です。UV露光量は所定の作用時間、面のある点に照射されたUV照度と時間の積分値で、単位はJ/ m2です(UV露光量(J/m2)=UV照度(W/m2)×作用時間(s)。

しかし長さ(m)や照度(W)の単位は量が大きく使い難いので、現場ではUV露光量(mJ/cm2)やUV照度(mW/cm2)の単位が主に使われます。

UV照度やUV露光量の測定は、特定の波長しか測れません。最近では、254nm, 365nm, 185nm, 172nmを主に、400nm領域に数種類の照度計が市販されています。UVの測定で注意することは、UV照度計やUV露光計の確度が非常に悪いことです。原因は確度の高い公的標準光源が紫外線領域には無いためです。メーカーの異なるUV計器の値を比較すると、4倍も異なる例があります。ただし計器の精度は高く信頼できます。したがって、UV照度やUV露光量の数値を記録して、他者と比較するときは用いた計器のメーカー名を明記して、比較に備える必要があります。表2はUV表面処理に使われる主要波長とそのエネルギー値を示したものです。

表2.低圧UVランプとエキシマランプの主要波長とそのエネルギー

  低圧UVランプ Xeエキシマランプ 高圧UVランプ
発光波長(nm) 185 254 172 365 etc
エネルギー (kJ/mol) 647 472 696 328
(eV) 6.7 4.9 7.2 3.4
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