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【UV照射装置】

UV照射装置は、目的によって、使用するUV波長が違います。 UV照射装置の主用途とUV波長は、以下のようになっています。

・ＵＶ樹脂・ＵＶ塗料 /インキの硬化 　 ＝200nm〜400nmの範囲で、主に365ｎｍ。　ＵＶインキ乾燥等で400ｎｍを超す光線を併用する場合もあります。
・UV洗浄、表面改質、殺菌など　　　 　＝254nm　（UV+OZONE法では185nmを併用）
・オゾン生成　　　　　　　　 　　　　　　 　 ＝185nm
・魚飼育・日照灯　 　　　　　　　　　　　 ＝ＵＶ−Ｂ域（315nm〜280nm）を使用。　短時間で太陽光の影響を検査する「加速耐候性試験」では
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 365nmの出るUV照射装置を使うケースも多い。

また、UV照射装置の光源となるUVランプの種類は、UV波長によって異なります。

低圧水銀UVランプ：185〜254ｎｍ用　＞化学反応用のエネルギーにも使われます。185nmはオゾン発生、254nmは殺菌線として活用されています。
高圧水銀UVランプ：365ｎｍ用　　　　　＞ＵＶ硬化樹脂、ＵＶ塗料の硬化・乾燥に使用されています。
メタルハライドUVランプ：200ｎｍ〜400ｎｍ連続波長　＞365nm以外の波長に反応する特性を持った ＵＶ塗料の硬化・乾燥に使用されるケースが多いランプです。

この他にエキシマランプ、超高圧UVランプがありますが、一般にはあまり普及していません。

[ＵＶ表面処理について]　　…ＵＶ洗浄・ＵＶ表面処理による、金属や樹脂の接着強度の改善など、
オゾンとUVによるＵＶ洗浄/ＵＶ改質装置と、その原理の詳細説明 ＞SUV/EUVランプをクリックしてください。

短波長UV（紫外線）は、ガラス・セラミック・プラスチック・金属　ウエハなど、固体表面の改質や洗浄に
優れた能力を持ち、短波長185nm UVとオゾンを使う「光表面処理（ＵＶ洗浄・ＵＶ表面改質）」は、今や半導体・
液晶表示素子・オプトエレクトロから、一般製品の接着や印刷まで、製品歩留まり向上に欠かせない技術です。

また生産量の増加と同時に、作業環境の良好化にも貢献するエコロジー技術であり、接着力やインキ密着性の向上など
一般的な工業製品の製造にも、急速に導入が進んでいます。

ファインテック・ジャパン2008出展企業リストに弊社製品納入先のお名前が多数並ぶ状況などから、特に FDL　ナノ　液晶　
有機EL などをキーワードとするジャンルでは、UV洗浄・UV表面処理の普及が進んでいるように見えます。
紫外線照射による表面改質は、ミクロン・メーター・スケールで唯一、表面を腐食せず平滑面を保持できる改質技術ですので、
導体線幅が5μmを下回る回路基板の製作などでも、他のアンカー効果技術と違い、電子製品の高周波特性や微細回路
パターン形成が損なわれません。またＵＶ表面処理により、改質と同時に高度な洗浄効果が得られます。

ＵＶによる表面処理には、ＵＶ表面改質（＝光表面改質） と ＵＶ洗浄（＝光洗浄）があります。
UV表面改質は、「UV照射により、物の表面の性質を変える」ことです。
ＵＶ洗浄は、「UV照射で、水や洗剤を使った洗浄では落ちない汚れを落とす」 ことです。
ＵＶ洗浄・ＵＶ表面改質の、どちらの反応が起こるかは素材によります。

ガラスやセラミックには、UV洗浄作用だけが働き、
プラスチックや金属では、UV改質とUV洗浄の両方の効果が得られます。
接着力の向上では、エンジニアリングプラスチック 、金、アルミ、ステンレススチールのような
難接着性の素材でも、高い効果が得られています。


ＵＶ表面改質、ＵＶ洗浄の原理
高いエネルギーを持つＵＶで有機化合物の結合を切ると、特に水素原子は軽いので容易に引抜かれます。
その周辺に酸素が存在すると酸化反応が起こり、Ｈ原子が抜けた後に酸素原子が付加されます。
（ここで大気中の酸素に185nm波長のＵＶを照射してオゾンを発生させると、より強力に酸化が進みます。）
その結果、高分子材の表面に酸素リッチの官能基が形成されるのが、ＵＶによる表面改質です。
また、汚染物として表面に付着している有機化合物は、その量が僅かなため、反応がより進展して
CO2、H2O、O2、N2、その他の気体まで酸化分解されて表面から揮発する(=除去される）のがＵＶ洗浄です。

*反応させるエネルギーとなる254nm波長のＵＶと、オゾン生成に使う185nm波長のＵＶは、1本のＵＶランプ
で同時に発生させることができます。紫外線波長の用途については、こちらをご参照ください。

ＵＶ洗浄
＝物体表面の有機物の汚れを、UVおよび185nmのUVで生成させたオゾンを使って除去します。
それにより洗浄効果が増し、混入物や付着物によるトラブルが減って製品の品質が安定し、歩留まりも向上します。
また表面の難接着層を形成する有機汚濁膜を除去することで接着力の向上に寄与します。　
UV洗浄はシリコン系離型剤の洗浄除去や、LCD･印刷関連にも応用され、インクの乗りを親水化作用で改善させたり、
フォトレジスト現像後の残さ（＝残り物）除去にも利用できます。　

言い換えると 接着や密着を最終的に妨げているのは、物質表面の超薄膜の「汚れ」で、
これを取り除くか否かが、接着性・密着性を大きく左右します。

UV洗浄はナノ・レベル洗浄で真価を発揮し、ミクロン単位の大きな汚れには洗剤などを使った洗浄が適します。
そのため「湿式洗浄後に、ＵＶ洗浄を行う」というプロセスの採用が急増しています。
UV洗浄の効果は、濡れ性（接触角）などで調べられ、洗剤〜溶剤による洗浄では
20度以下にならなかった接触角が、UV洗浄により単数角度にまで落ちます。
また、わずか１５秒の照射でも実用レベルで密着性が向上するケースも多く、濡れ試薬の数値が
３０から４０になるだけでも、目に見えて製品歩留まり率が改善されることなどから、一般的な製造工程にも
UV洗浄の導入が広がりつつあります。通常UV洗浄の効果は、次の工程まで2時間程度であれば再汚染
には至りません。

＊「物と物を接着する、密着させる技術」は、製造・印刷など幅広い産業分野で不可欠の技術ですが、
この接着・密着の「度合い」や「緊密」さを大きく左右するのが、物質表面のわずか数ナノメートル単位の
「異物・薄膜」 であることから、その対応策としてＵＶ洗浄装置を導入する企業・研究機関が急激に増えています。




ＵＶ表面改質
＝ＵＶ表面改質は、直接的に固体表面の接着力を向上させます。
強力な短波長ＵＶ光は、数秒から数分で、固体の表面を改質して接着力と付着力を向上させます。
コンパクトなUV照射装置でも十分な効果が得られ、プライマー等の溶剤も使わないで済むため、
工程数の削減、作業環境の改善、作業の自動化などに貢献します。 また効果は通常3週間程度持続します。

ＵＶ改質技術は、世界最高峰と称される卓上UV実験装置（OPL-16）が日本発で開発されるなどにより、
各企業ごとのノウハウ研究開発が急速に進んでいます*

*アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等の表面に２５３．７nm紫外線または
１８４．９nmの光及び２５３．７nmの光を含む紫外線を照射する金属表面処理の技術は、
弊社提携社による特許ですので、OPL-16など弊社からのUV装置をお使いいただくことで、
国内でも群を抜くノウハウ蓄積を活かした、先端研究・開発・生産を行っていただけます。

ＵＶ洗浄・ＵＶ表面改質に適した石英ガラス管光源
ＵＶ表面処理のメカニズムには、「ＵＶのエネルギー」と「ＵＶによる酸素の活性酸素分子化」が活用され、
そのため「ＵＶのエネルギー」と「活性酸素分子」を同時に得られる低圧水銀ランプが光源として適します 。
更にそのノウハウとして、石英ガラスを使用したランプを使用することでイオン管より優れたオゾン発生率が得られます。
例として弊社ＯＰＬ-１６の１１０Ｗ紫外線ランプ（石英ガラス管）は、15WのＧＬ-15 ランプの１５６．２５倍のオゾンを発生します。

化学反応は、例えば水素と酸素を混ぜただけでは反応せず、燃焼等によって「エネルギーを与え」反応を起こさせます。
ＵＶ洗浄は酸素分子と有機物の化学反応で、促進させるエネルギーとしてＵＶが働きます。 その反応はオゾンが高濃度で
ＵＶエネルギーが強いと促進され、具体的には 「より効果的なＵＶ洗浄結果」や「時間を短縮による、効率的な実験･研究」
という成果と業績に結びつきます。

■ UV/EUV/SUV/DUV/オゾン酸化/光酸化

UVとは、可視光より波長の短い紫外線のことで、波長の長さにより
UV-A(400nm〜315nm)　　
UV-B(315nm〜280nm)
UV-C(280nm〜 10nm)　　と、一般的には*分類されます。

UVは上手に使えば極めて有益です。
例えばUV-Bにより、自然界での浄化殺菌が行なわれていますが、その原理を応用した
環境にダメージを与えない処理法としても様々な使い方があり、またUV-B、UV-C を
利用した、化学技術/工業用技術/医療技術など、多用途で活用されています。

*UVを技術利用する場合は、ＵＶ−Ａ，Ｂ，Ｃという区分ではなく、
紫外線ランプの種類や、具体的な紫外線波長（nm：ナノ メートル）によって用途が分かれます。


UV樹脂・UV塗料の硬化　（200〜400nm波長、主に365nmを利用）
ウェーハ洗浄、殺菌など　（主に254nm波長、オゾンを発生させる185nmの併用も）
特に近年UVの応用がめざましい技術ジャンルとして、
UＶ洗浄・UV改質　（254nmと185nmの併用が主流）　等があります。


低圧水銀ランプの主用途
　１． 光洗浄・光表面改質
　２． 光酸化水処理・促進酸化水処理
　３． 難分解有機性ガス分解
　４． オゾン発生・オゾン分解
　５． イオン化・イオン除去
　６． 殺菌･漂白･脱臭
　７． ICメモリー消去
　８． 光アッシング・光ＣＶＤ 　

高圧水銀ランプ/メタルハライドランプの主用途
　１． ＵＶ硬化
　２． 光重合反応



またＵＶに関連する説明などで、DUV、EUVといった言葉が登場する場合もあります。

DUV＝「Deep Ultraviolet：遠紫外線」　波長は２００ｎｍ程度。
　　　　　殺菌やチップ製造などの技術説明で登場します。

SUV / XE（Ｘｅ）
マテリアルテスト（品質試験）での、人工的な天候下での耐久試験などにＵＶを使う場合、
ＵＶ照射のことをＳＵＶ、太陽光の波長と分光分布が近似したキセノンアーク灯
（およびその照射）はＸＥと略されます。またランプ等級で、「標準的なUVランプ」をSUVと表示します。

オゾン酸化　：オゾンによって有機化合物の炭素-炭素二重結合を酸化切断する酸化反応を有機化学では指しますが、
今では産業技術用途でオゾンの優れた特性（フッ素に次ぐ強い酸化力があり、少量でも金属や半導体の酸化膜形成や
有機物の分解など様々な酸化プロセスに利用でき、また最後的に分解されて酸素に戻る環境適合性）が評価され、
水処理から半導体プロセスなどの幅広い分野で活用されています。 また水処理分野でも紫外線とオゾンを併用した
「促進酸化水処理*」は殺菌に加えＣＯＤの低減、脱色、透明度の維持など、高度水処理技術として確立しています。

（*紫外線が相乗効果を発揮するのはオゾンに限らず、過酸化水素、次亜塩素酸、過マンガン酸カリなど、いずれの
酸化剤とも反応・活性化して水の浄化力を高めるため「光酸化水処理」とも呼ばれます。）

　　
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衛生管理の『目的』は、衛生面での安全性を高めること（=安全性の確保）です。

具体的には、有害物、混入微生物、生物、異物他の排除を含め、原材料管理から対策を考え、
ユーザーが安心して使える製品を提供する「システム・環境作り」をしていくことになります。

また食品等では消費期限の問題が伴い、その期限延長には『菌の抑制』が不可欠です。



＜菌の抑制＞
殺菌とは「菌を全滅させること」のように思い込みがちですが、実際の対策では
「菌を減らす方法」と「菌を増殖させない方法」の、２つの組み合わせと考えるほうが具体的です。

また「短期サイクルでの実施項目」と、「長期の間に、菌数が抑制されればよい項目」があるため、
対応は分けて考えるのが合理的で、紫外線とオゾンは「滅菌・抑制 / 長期・短期」いずれの対策にも利用できます。

＜紫外線殺菌・オゾン殺菌の原理＞
紫外線（ＵＶ）・オゾンによる殺菌の原理は、水中でも空気中でも基本は変わりません。

対象を「ウイルスと細菌」に分けると、細菌は細胞を持ち、ウイルスは細胞を持ちません。
細菌は細胞分裂で増殖し、ウイルスは感染した相手の「情報」を自分の情報に書き換えます。

また実務的には、

１：「特定の菌（例：食中毒の原因になる菌、腐敗の原因になる菌など）」、
２：「大腸菌（および衛生指標になる菌）」、
３：「一般細菌（その場に存在する菌…一般＝一般人という場合と同義]）」

を対象にすることが多く、ターゲットが決まれば、それぞれに応じた処方（紫外線照射量）で問題を解決できます。

オゾン殺菌の具体例として、常温の寒天培地に黄色ブドウ球菌、腸炎ビブリオ菌を塗布し 、
0.1PPMのオゾンに2時間触れさせ、その後に菌を培養しても、増殖数は黄色ブドウ球菌で２〜３以下、
腸炎ビブリオ菌は０ となった実験結果も報告されています。オゾンに触れさせない場合は各３０００程度の数値に
なることが多いため、オゾンにより、極めて高い殺菌効果が得られていることが分かります。


紫外線・オゾンによる殺菌は、それら対象の「細胞膜の破壊（〜体液の流出＝乾燥）」と、
「情報の分解」によって行われます。

紫外線殺菌・・・世の中で最もクリーンな殺菌方法です。
長 所
1. 菌に耐抗性を作らない
2. 対象物にほとんど変化を与えない
3. 管理が容易で、自動運転に適する
4. 処理時間が短い
5. 残留しない
短 所
1. 残留効果がない
2. 対象が表面に限られる
3. 光をさえぎるものがあると効果がない

オゾン殺菌・・・残留物を残さない殺菌･脱臭手段です。
長 所
1.短い残留効果がある
2.空間の隅々まで効果が及ぶ
3.酸化力に基づく脱臭・漂白効果がある
4.自動運転に適する
5.残留毒性がない
短 所
1.処理時間が長い
2.対象物に臭いをつけたり、変色 させることがある
3.貯蔵できない

[空間全体を安全にクリーンに]

１：空間全体をクリーンに
紫外線殺菌は、照射した範囲にのみ有効ですが（＝紫外線が当たらない箇所は殺菌できない）
紫外線方式のオゾンは低濃度気体（低濃度気体＝空間全体に均一に拡散する性質を持つ）なので、
オゾンが自然に拡散して空間の隅々・スキマまで拡がり、空間全体を殺菌することができます。
そのため弊社は空気殺菌には「紫外線単独」ではなく、紫外線オゾン同時発生方式を採択しています。

２：安全にクリーンに
紫外線で生成するオゾンは高純度で、しかも自然飽和的に安定した安全濃度に落ち着きます。
クーラーをつけておいても室温がマイナス度にならないのと同様に、ランプによるオゾン生成とオゾンの自然分解は
一致量になる点があり、それはランプの能力（出力等）で決まります。そのため低出力の紫外線オゾン・ランプでは、
オゾン濃度の選択はランプ出力を選ぶだけで自動的にでき、安全な低濃度で一定します。

３；空間全体を安全にクリーンに
ハセップ概念＊にも適合する衛生管理が、紫外線オゾン方式なら合理的で簡単にできます。
衛生管理の徹底と、現場の安全性･環境負担の軽減には、紫外線オゾン装置をお勧めします。

（＊アメリカのＮＡＳＡが宇宙食のための衛生管理を研究した結果、「全工程中の、各工程にそれぞれ重要ポイントがあり、
そこでの衛生管理を徹底することが殺菌に最も効果的」という結論に帰結した、それがハセップ概念の軸となっています。）


[最も手間のかからない衛生装置]
　 --紫外線オゾン方式は--

・ 労働衛生基準（8時間労働で濃度0.1PPM）を完全クリアした0.05ppm以下のオゾンによる有人環境の殺菌・除臭から、
　無人環境用の0.5ppm以上での殺菌まで、オゾン濃度はランプの選択だけでコントロール可能
・ シンプルな構造のため、故障の心配も低い
・ ランプ寿命も平均10.000時間以上（従来品の倍以上）
・ メンテナンス･フリー＞日常メンテナンスは必要ありません

クリーンでフレッシュな環境創りには、紫外線オゾン方式の導入をご検討ください。

［自然界でのオゾン生成］
(1) 太陽の紫外線による酸素分解　（オゾン層、海岸地帯など）
(2) 落雷などの激しい放電分解

この(1)の原理により、紫外線によるオゾン環境を作り出すのが紫外線オゾン装置です。
・紫外線オゾン装置は、185nm/254nm同時発生ランプ*を使用します。
・185nm/254nm紫外線は、どちらも窒素を分解しないため、有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）を含みません。

紫外線以外のオゾン生成方式では、(2)「放電によるスパーク」を利用します。
この方式では、空気中の窒素が分解されてＮＯｘに変わり、これは少量でも有害です。
また「穏やかな放電･スパーク」は実現不可なので、大気を利用する放電方式の装置から出る気体は、
コピー機から出る「大量のNOｘに、オゾンが混ざったもの」を高濃度にした雑気体にしかなりません。
このように大気を放電方式で分解して得た雑気体をオゾンと誤認しているケースが多く、
その場合「オゾンに大量のＮＯｘが混ざったニオイ＝オゾン臭」と誤認されています。

「放電によるスパーク」式装置は、コイルを使って放電させるだけなので簡単・安価に作れますが、
この方式で純粋なオゾンを得るにはＩＨＩのように、密閉箱で酸素を分解して高濃度なオゾンを作る方式しかありません。

窒素除去フィルターを組み合わせても、網状にした触媒に触れた窒素のみを除去し、大半の窒素は網目を素通りします。
紫外線ランプ方式以外の「オゾン発生器」は安価ですが、窒素酸化物の発生に注意が必要です。


先端の技術開発に欠かせない光洗浄・光酸化・光改質技術も、
このＵＶ・オゾン殺菌技術が基礎になっています。

この方式の大型業務用装置（バイオクリーン･ オゾンランプ）は、
食品･医療を中心に３００社様以上でご採用いただいている、
ＨＡＣＣＰ準拠衛生管理の推奨装置です。

小型機（ミニバイオクリーン）は純粋で低濃度のオゾン発生の安全・高性能機で、
東京電力様・鹿島建設様・トヨタ自動車様･白銀建設様・東京大学付属病院様ほか
御採用いただいております。（役員室、更衣室、会議室、タバコや臭いが気になる場所、診察室内の感染予防、等）

弊社の装置は日本初の紫外線オゾン同時発生方式で、
３０年のノウハウ・実績を持ち、他の追随を許しません。

弊社は専門企業として空気殺菌10種類、水殺菌137種類の装置ラインナップがあり、
オーバー・スペックやコストの無駄のない、最適機種をお選びいただけます。
また製品の品質テストや適用実験にもお応えできます。

性能・安全性の確認にオゾン検知管を貸出し致します。
ご希望の方はお申付けください。

・オゾンによる脱臭について
主たる「悪臭」の原因（C-H-O-Nの有機物）は、オゾンによる酸化還元作用で分解できます。
腐敗・異臭といった、生理的臭気の３大代表例を見ても、化学式で根拠の説明が可能で、
1: メチルメルカプタン（ＣＨ3ＳＨ）---＞ＣＨ3ＳＨ＋Ｏ3→ＣＨ3−ＳＯ3Ｈ＋Ｏ2
2: アンモニア（ＮＨ3）---＞ＮＨ3＋２Ｏ3→ＮＯ3−＋Ｏ2＋Ｈ＋＋Ｈ２Ｏ　
3: 硫化水素（Ｈ2Ｓ）---＞２Ｈ２Ｓ＋２Ｏ3→→Ｓ＋ＳＯ2＋2Ｈ2Ｏ＋Ｏ2
と、臭気対策の最も主要な範囲をカバーでき、極めて有効です。

カビ臭も、原因となる微生物や雑菌もオゾンで殺菌され、解決します。

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「悪臭防止法」に基づく規制物質の原因分析表　　赤字表示は、オゾンで解消（＝分解）が確認されている対象物