UV洗浄表面改質とは
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UVランプの波長について

一般に紫外線洗浄・表面改質といわれる装置では、184.9nm、253.7nmの短波長を効率よく放射する低圧水銀ランプを使用されています。

紫外線の各波長には、有機物の結合を切断するエネルギーを持っています。

低圧水銀ランプの分光エネルギー分布

低圧水銀ランプの分光エネルギー分布図

ランプの波長と光エネルギーと関係式は、下記の式であらわされます。

ランプの波長と光エネルギーと関係式

この式より、低圧水銀ランプの主波長184.9nm、253.7nmのそれぞれのエネルギーを求めますと、下記の通りになります。

184.9 nm の波長で、647KJ/mol(6.7eV)
253.7nm の波長で、472KJ/mol(4.9eV)

代表的な分子の結合エネルギーは下表の通りで、
低圧水銀ランプの持つ光エネルギーで分子鎖を
切断する事が出来、同時に発生するオゾンの効果も合わせ、
洗浄・表面改質の効果が期待できます。

結合分子 結合エネルギー 結合分子 結合エネルギー
O-O 138.9 C-H 413.4
C-N 291.6 H-Cl 431.8
C-Cl 328.4 C-F 441.0
C-C 347.7 O-F 462.8
C-O 351.5 O=O 490.4
Si-O 369.0 H-F 563.2
N-H 390.8 C=C 607.0

単位:KJ/mol

波長が短くなればなるほど、エネルギー量はおおくなり、表面改質効果を上げることは出来ますが、光の届く距離や装置価格など制約条件が増えてきます。

例えばエキシマ洗浄表面改質装置(主波長172nm)では、分子結合エネルギーの高い高分子材料の表面改質を行うことが可能です。