紫外線照射装置（UV照射装置）と紫外線波長　
　 　

　185nmの紫外線は、空気中の酸素をオゾン（酸素原子3個が結び付いたもの）に変化させます。
そのオゾンに254nm波長の紫外線を照射すると、オゾンの酸素原子の結びつきが弱まり
「不安定で反応しやすい状態」になります。

185nmと254nmの2種類の波長が同時に照射されるランプを「オゾン・ランプ」と呼び、
185nmをカットしたランプを｢オゾンレス・ランプ」と呼んで区別することがあります。

オゾンレスの低圧水銀ＵＶランプは、紫外線殺菌によく使用され、その殺菌対象は
物質表面/空気/水などが主になります。
オゾン・ランプはオゾン殺菌/オゾン漂泊などに使用する他に、波長185nmの紫外線でオゾンを発生させ、
同時に254nm波長で化学反応を促進させる｢光表面処理（UV洗浄・UV改質***）＊」 に使います。

**ランプの材質：合成石英ガラスと石英ガラスの違い
　
光表面処理には、特に短波長UVの透過率が高い「合成石英」を使った低圧水銀UVランプを使用します。
それにより高いオゾン発生率と強いUV強度の短波長紫外線が得られるからです。
合成石英ランプと石英ランプの365nm透過率は あまり変わりませんが、254nmなど短い波長の紫外線の
透過率は合成石英が圧倒的に優れており、185nmでは2倍近い差がでる場合もあります。

（***：強い254 nmを照射したいときや、185nm波長をオゾン発生ではなく化学反応のエネルギーとして使う場合は、
窒素で満たした中や真空状態で合成石英ランプを使って紫外線照射をすることもあります。）

合成石英ガラスは高額なので、光表面処理以外の用途に使う紫外線ランプには主に石英ガラスを使用します。

★ 低圧水銀UVランプからも高圧水銀UVランプからも、254nm波長を含んだ紫外線が出ますが、紫外線強度が
全く異なるため、実用的に185nm〜254nm用=低圧、365nm用＝高圧、とランプ用途が分かれます。
例えば、実用的に低圧水銀UVランプの主な発光スペクトルは254nm線と185nm線の２本になっており、それも
使用するガラスによりオゾンタイプ（185nmを透過させます）、オゾンレスタイプ（185nmをカット）に分かれます。
ランプのスペクトル特性については、表1の放射エネルギー表と図１、２をご参照ください。
　


表1．水銀ランプの分光放射エネルギー

図１．高・低圧水銀ランプ

＜ 高圧水銀ＵＶランプ＞





＜低圧水銀ＵＶランプ＞




図2．(参考)蛍光式ＵＶランプ

・SEN-lights文献参考
CHEMICAL LAMPは補虫器など、ERYTHEMAL LAMPは赤斑治療などに使用されます。

＊メタルハライドランプの分光分布は、こちら(ご参考用「250Ｗ装置カタログ」が出ますので
　 その2ページ目の右上のグラフ）をご参照ください。

（メタハラ分光分布資料（PDF）から戻るには、ブラウザの［戻る（←）］ボタンをクリックしてお戻りください）

＊各ランプとも実際には可視光〜赤外線波長も発していますが、紫外線の説明では、それらは割愛しています。






＜参考＞照射力を現す表示単位・計算方法 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。
　　　　　　　　　　　　

-他にUVの記述で 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/ｃ�u 　＞＞紫外線照度の単位。「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。
　　　　　　　紫外線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「紫外線照度」に「時間（単位＝秒）」を掛け算して「硬化に必要な紫外線照射量（＝UV露光量）」を算出します。
式にすると：UV露光量（単位：ｍJ/平方ｃｍ）＝紫外線照度（単位：mW/平方ｃｍ）ｘ照射時間（単位：秒）


mJ/ｃ�u　＞＞紫外線照射での積算照射量(＝積算光量）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。
「紫外線照度（ＵＶ照度)」に、「時間（単位＝秒）」を掛算して「積算照射量（＝積算光量）」を計算します。
計算式は ：UV露光量（単位：ｍJ/平方ｃｍ）＝紫外線照度（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」*
*　ｃ�u部分を「スクエア・センチメーター」と[英語読み]する場合もあります。


μＷ/ｃ�u ＞＞紫外線照度の単位。
「マイクロワット・パー・平方センチメートル」と読み、「ミリワットの千分の１」になります。
紫外線殺菌などでは、ＵＶ硬化よりはるかに微弱な光で殺菌できるので、μ単位の表示がよく使われます。

W/�u　 　 ＞＞紫外線照度の単位。ただし環境測定(太陽光などのUV照度）でよく使われます。
ｍＷ/ｃ�uに比べて1000/(100x100) であるため、10Ｗ/�u=1ｍＷ/ｃ�uと、1ケタ分子が大きく表示されます。
UV硬化装置で性能表示がＷ/�uの場合は、陶芸教室やネイル乾燥など趣味領域の装置です。
また「測定波長は何nmか」にも注意する必要があります。(用途に適さない波長の場合もある）




-紫外線の説明で よく使われる用語- 　　　
　　　　　

紫外線 強度： 光源から出ている紫外線の強さ 。
光源からの距離によって数字は変わるので、普通は菅井線強度と測定距離を併記します。
弊社製品例だと、１ｋＷランプではランプ中心から距離５ｃｍで２４０ｍＷ/ｃ�u 、１０ｃｍで２１０ｍＷ/ｃ�u 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。

紫外線 照度(UV光量）：紫外線強度を「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/ｃ�uやμＷ/ｃ�uですが
「紫外線（UV)照度計」や「ＵＶ光量計」と呼ばれています。

積算光量：「紫外線強度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。

(積算照度)　　紫外線による変化（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：1mW/cm2 x 1秒＝1mj/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多いです。
　　　　　　　　　
配光特性(照度分布）：「どれくらいの紫外線強度が、どれくらいの範囲に行き渡っているか」を示すもので、
主に折れ線グラフで表示します。
ランプの長さに並行の方向、ランプと垂直方向の、2つのグラフを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、紫外線強度のピークは弱くなりますが、並行・垂直方向とも、均等に近くなります。


「逆二乗の法則」
光源「点」から測るのが原則で、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」する。
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る。

＊ 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、
　　光源が「点」ではな「く蛍光灯のような棒状」の場合は、照度グラフはゆるやかな右肩下がりになります。