紫外線+オゾンを利用した表面処理(改質・洗浄)
UV工法は50年以上も前から知られている技術ですが、長年工業的には実用性が低いと見なされて来ました。しかしUV表面処理法は液晶表示素子の高集積化に伴ない、1980年代前半に液晶ガラスの洗浄に採用され、現在では液晶製品を作る上で欠かせない重要な技術に育っています。改質技術はそれより少し遅れて1990年代前半に、乗用車のマッドガードの塗装前処理や磁気浮上超高速列車の甲府実験線の軌道コイル成形体塗装前処理に採用され、その軌道コイルは今も活躍しています。
その後、乗用車エンジン周辺デバイスや電子機器のエンジニアリング・プラスチックの接着力向上などに採用が進んでいます。
洗浄技術は液晶表示素子という日本発の稀有な製品に巡り会い、幸いなことに企業秘密として囲い込まれることがなかったため広く普及が進みましたが、改質技術の方は最終使用者が各々の製品の製法を企業秘密として囲い込んだので、普及が大いに阻まれています。
光技術は加工精度がミリオーダーの時代にはほとんど無用であったが、マイクロメートルの時代になってようやく有用な技術と認められました。
今もまだ開発期にあるが、今後製品の微細化が更に進んでナノメートルの時代になると、不可欠の技術に育つのは間違ありません。
改質・洗浄
UV表面処理法ができることは、固体表面の改質と洗浄です。どちらの反応が起こるかは素材に依存します。ガラスやセラミックには洗浄作用だけが働き、プラスチックや金属には改質と洗浄の両方が働きます。
有機化合物にその分子結合より高いエネルギーを与えると結合が切れます。
C-H分子が切れると、水素原子は極めて軽いため容易に引抜かれ、そこに酸素原子が反応すると、酸素に富むC-O、_COO-、C=Oなどの官能基が形成されます。高分子表面における化学反応は、X線光電子分光(XPS)やIRスペクトルなどで分析出来ます。
評価方法は、ぬれ試薬(和光純薬など)が発売されており試薬をぬり表面張力にて判断可能です。また、接着強度を確認するには、表面改質後に目的の樹脂や接着剤などを塗布し、乾燥後クロスカットなどでも評価可能です固体表面の機能を高める処理技術には、薬液を用いるものからドライプロセスまで多くの工法があります。
紫外放射(以下、UVと略称する)を用いる表面処理法は、最近は光増感剤として薬液を用いるものも提案されていますが、基本的には大気中で処理ができるドライプロセスであり改質と洗浄効果があります。
改質は直接的に固体表面の接着力を向上させ、洗浄は表面の軟接着層を形成する有機汚濁膜を除去する事で、間接的に接着力向上に寄与し、品質を安定化させることが出来ます。
光洗浄で有機物/油性の汚染を徹底除去
紫外光とオゾンによる光表面処理技術は大気中で使えるドライプロセスで、洗浄と改質効果があります。また、集積度の高い微細加工製品にダメージを与えない長所があり、環境に有害な廃棄物を出さないため、近年、急激に普及が進んでいます。光表面処理装置は、プラスチックや金属には洗浄と改質効果を ガラスやセラミックには最高の洗浄効果を与えます。紫外線とオゾンは短波長のUVランプで得ることができ、現在は低圧水銀ランプの利用が圧倒的に多くなっています。
※写真は売れ筋bPのPL-16
UVとオゾンの相乗効果で親水性が向上
短波長紫外線ランプで紫外線とオゾンを生成
ランプには多くの種類がありますが、表面処理には低圧水銀ランプを採用しています。低圧水銀ランプは185nmと254nmの紫外線光を、発光します。重要なオゾンは185nm線が作るため、ランプ以外にオゾン発生装置を必要としません。UVとオゾンの相乗効果で生ずる強力な酸化力より、プラスチックの表面には酸素リッチな官能基が形成され、極性に起因する親水性が高くなる。大多数の接着剤は水素結合や極性に依存するため、表面の親水性が高くなると接着力が強くなる。
UVオゾンによる接着力向上は、多くのプラスチックや金属で起こるが、特にエンジニアリングプラスチックや金、アルミ、ステンレススチールにおいて顕著です。
| 型 式 | SSPL16−110 | SSP21-200 | SSP2003N-2 |
| 寸 法(mm) | 300W×250D×300H | ||
| 電 力 | 100V AC 50/60Hz | ||
| 消費電力 | 140W | ||
| 照射エリア | 150×150(mm) | 200×200(mm) | 300×300(mm) |
| 総ランプ電力 | 95W | 200W | 200W |
| ランプ型式 | SUV110GS-36 | EUV200GS-14 | EUV200WS-44 |
| ランプ本数 | 1本 | 1本 | 3本 |
| オプション | インターロック | インターロック | インターロック |
| 価 格 | お問合せ下さい | お問合わせ下さい | お問合わせ下さい |
簡易テスト機(UVR40T)
ドライヤーの様な形をした装置です。185nmと254nmの波長を照射し、表面処理が可能です。UVオゾン処理簡易機ハンディタイプとなります。不活性ガスの注入や照射距離などはお客様の範囲となります。
一般のお客様への販売は、充分な注意が必要な為、お断りしております。

