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UV LED選択の豆知識

UVLEDをご検討の際に大事なこと

紫外線硬化する樹脂、ガスケットなどの反応がいいLEDの波長を知ることです。
365nm, 385nm, 395nm, 405nmのどれでしょうか。2波長の混合でしょうか。
一般的には厚みのある接着剤の場合、深部には長波長が有効です。
405nmをはじめに照射して、その後365nmを照射する手法もあります。
365nmより短い波長のUVLEDも開発されていますが一般に使うレベルには価格と照度はもう少し時間が必要です。

次に、どれくらいの積算光量で硬化するかです。
たとえば200mW/cm2の照度を20秒間あてると、

200mW/cm2x20sec=4,000mJ

です。1,000mW/cm2を4秒あてても4,000mJです。
どちらも同じ効果かどうかは硬化させる材料により多少の違いはでます。
また、4,000mJでも405nmを2,000mJあてて、365nmを2,000mJあてて、合わせて4,000mJということも考えられます。
材料メーカーに尋ねるか、実験するかの方法で解決します。

どの個所に照射するか、照射したい形状は?
フラットな面ですか、その場合サイズはどうですか。
ライン形状ですか。長さと幅は?
スポットですか?何mmφ?あるいは何mm角

どれぐらい近くまで照射器を置けますか
UVLEDの光は通常120度で広がります。
ですから近くに設置する方がUVLEDの光は強く、離れれば離れるほどUVLEDの光は弱くなってきます。
照射器とサンプルとの距離のことをWorking Distance、WDといいます。
WDが何mm必要か、は照射器を選ぶ際に重要です。

どのような方法で照射しますか
大きく分けると2つの方法があります。

バッジ式:サンプルを動かさずに照射します。スポット照射や面照射に多く使います。
たとえば20mmφを6,000mJあてる場合、当社ではUVT20で300mW/cm2を20秒間照射します。

コンベアー式:サンプルか照射器が移動して照射します。
移動スピードと照射器の長さ、照射器の照度でUV照射の積算照度が決まります。
たとえば同じ20mmφを20秒で6,000mJあてる場合はこのようになります。
20mm/secのコンベアーにサンプルを乗せ、上から400mmx25mmで300mW/cm2の照度の照射器で照射すると6,000mJの積算照度を照射できます。
計算方法は:

400mm/20mm=20秒 サンプルは20秒間照射器の下を通過します。
20秒×300mJ=6,000mJ

コンベア式の方は400mmx25mmの照射器とコンベアーが初期コストとして発生します。
ただ、20mmφのサンプルを20mmの間隔でコンベアーに置いたとしますと2秒ごとに製品が出来上がります。
どちらを選択するかは、形状、量産の数、形状の種類、希望タクトタイム、コスト、などの要因を整理して検討が必要です。

紫外線ランプからUVLED照射器への変換の理由
お客様により理由は様々ですが代表的な理由を記載します。

1.スペースが小さくメンテナンス費用が少なくて済む。
これはランプに比べると光効率(W数のうち光になる率、)最近30%近いタイプもでてきました。
LEDの寿命をよく質問受けますが、冷却の温度により大きく異なります。
従来当初の照度の30%ダウンまでに15,000HRとの概念ですが、これはLEDの温度が非常に高い条件でのことです。冷却が90度以下であればUVLEDの寿命はより長くなります。
2.サンプルに熱をあまり与えたくない
紫外線ランプの場合は熱線カットフィルターなどで熱をカットしていますが、その熱を逃がすので一苦労です。

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