不活性ガス対応UV-LED照射チャンバー BSL-01i
BSL-01iは、不活性ガス雰囲気下での硬化および接着に対応したコンパクトなUV LED照射チャンバーです。20 × 20 × 20 cmの内部空間で、最新のUV LED技術により最大800 mW/cm²の放射照度を実現します。これは弊社の従来型照射チャンバーの80倍の放射照度に相当します。卓上型としてDIN EN 12198のグループ0に分類されており、実験室や製造現場に適しています。
用途に応じて、365 nm、385 nm、395 nm、405 nm、450 nmの波長をご用意しています。オプションとして、2つの波長を個別に制御することも可能です。これにより、照射チャンバーを光開始剤の要件に完璧に適合させることができ、実験室での使用や製品変更に最適です。
個別のガス導入口と排出口を備えたほぼ気密な構造により、不活性ガス雰囲気下での照射が可能です。この目的のため、わずかな陽圧をかけた窒素をパージガスとして使用することを推奨します。この際、背面のガス排出口でO2濃度をオプションで測定することができます。
放射照度は1%から100%まで調整可能です。内蔵タイマーにより放射照度を精密に制御します。
さらに優れた結果を得るためには、校正済みのUVA+センサのいずれかのご使用を推奨します。
積算光量管理は、BSL-01i UV LEDチャンバーにおいてUV-MAT TouchおよびUV-MATコントロールユニットに既に組み込まれています。オプションのセンサにより、UV-MATは放射照度を連続的に測定し、設定した目標積算光量に達すると照射を停止します。
放射照度と照射時間を自由に調整できるため、最適なパラメータを確実に決定することができます。
BSL-01iは以下の3つの放射照度でご提供しています。
- 0～800 mW/cm²（HOバージョン）
- 0～400 mW/cm² （ECOバージョン）
- 0～200 mW/cm² （ECO+バージョン）
UV LEDの発熱量が低いため、試料の熱による損傷を最小限に抑えます。試料温度制御用に加熱・冷却プレートをオプションでご用意しています。
完全に密閉され監視された照射チャンバー内では、操作担当者はUV放射から完全に保護されます。
BSL-01iの放射照度と積算光量を計算
BSL-01iを事前に仮想的に設定します：
各LED波長について放射照度、均一性、露光時間を計算します。
酸素阻害:表面がべたつく理由
UV硬化はラジカル連鎖反応です。光開始剤が分解し、生成したラジカルが連鎖を開始し、別のラジカルに出会うまで連鎖が成長します。酸素はまさにその時点で介入します。成長中のラジカルを捕捉してパーオキシラジカルを形成しますが、これは連鎖を前に進めません。反応は始まる前に停止します。
これは些細な影響ではなく、表面での現象です。理由は単純で、内部では溶存酸素が最初のラジカルによって消費され、硬化は正常に進行します。表面では空気から酸素が絶えず補給されます。その結果、下層は硬化し上層はべたついた層になります。厚みは配合と放射照度によって異なりますが数マイクロメートルほどとごく薄いものの、まさにその層こそが接触し、測定し、コーティングし、接着される部分なのです。
その影響はべたつきだけにとどまりません。光沢が失われ、第二の層の密着性が低下し、未反応モノマーが移行可能な状態のまま残ります。これは食品接触用途や医療用途における安全性を左右します。
放射照度を上げる、開始剤を増やす、アミン系相乗剤を用いる、あるいはカバーフィルムを使用することはいずれも酸素阻害の対策になります。しかしこれらはいずれも配合またはプロセスを変更するものです。酸素そのものを取り除くことは、どちらも変更しません。これこそがBSL-01iの設計思想です。ほぼ気密な筐体、独立したガス供給口と排出口、微加圧下でパージガスとして用いる窒素、そして必要に応じて背面のガス排出口でO₂濃度を測定できるオプションにより、不活性化が仮定ではなく記録された数値となります。
ベンチ試験においては、同一の接着剤を同一の積算光量で、一方は大気中で、もう一方は窒素雰囲気下で硬化させることができます。両サンプルの差が酸素阻害の程度を示します。
BSL-01iの照射時間を事前に算出
最大800 mW/cm²を実現するBSL-01iは、照射時間を数秒まで短縮しますが、そのため事前の見積もりが一層重要になります。UV照射チャンバーシミュレーターは、20 × 20 × 20 cmの内部空間において選択した測定平面での放射照度を算出し、目標積算光量に達するまでの時間を示します。
UV-LEDチャンバー BSL-01i の技術データ
| 内部チャンバー | 20 × 20 × 20 cm |
| チャンバー寸法 | 35 × 27 × 45 cm (B x T x H) |
| 質量 | ~ 20 kg |
| 消費電力 | 200～650 W |
| 商用電源 | 110～230 V, 50/60 Hz |
| 動作温度 | 10～40 °C |
| 保管温度 | -10～60 °C |
| 湿度 | 80%未満（結露なきこと） |
| 冷却方式 | 空冷 |
| 試料温度 | 長時間照射時の高UV照射による試料の温度上昇 |
| 分類 | DIN EN 12198:2000に準拠したグループ0 |
| タイマー | 0.01 s〜9999 h |
| 分解能 | 0.01 s |
| 積算光量管理 | オプションセンサ使用時 |
| 内部安全回路 | 過熱、ドア接点 |
| ガス入口／ガス出口 | ホース径10 mm用Festo QSK-G1/4-10 |
| PCインターフェース | USB 2.0 |
放射照度、均一性、LED
本チャンバーは3種類のパワーレベルで提供されます。数値は内部高さ30 mmにおける代表的な放射照度であり、基本仕様はEcO+、EcOおよびHOのレベルはアップグレードとして注文可能です。
| 波長 | EcO+ | EcO | HO |
|---|---|---|---|
| 365 nm | 100 mW/cm² | 200 mW/cm² | 400 mW/cm² |
| 385, 395, 405 nm | 150 mW/cm² | 300 mW/cm² | 600 mW/cm² |
| 450 nm | 200 mW/cm² | 400 mW/cm² | 800 mW/cm² |
この表は20 × 20 cm²の照射エリア全体における放射照度を示しています。各セルはそのエリア内の1つの領域を表し、値はそこで測定された放射照度を最大値に対する割合（%）で示したものです。中央部の領域では90 %以上、端部では約60 %まで低下します。これらは目安となる値であり、実際の分布は波長、出力レベル、試料の高さによって異なります。
| 82 % | 87 % | 89 % | 84 % | 75 % |
| 91 % | 95 % | 98 % | 92 % | 82 % |
| 95 % | 98 % | 100 % | 97 % | 88 % |
| 84 % | 89 % | 90 % | 85 % | 78 % |
| 64 % | 71 % | 73 % | 68 % | 59 % |
| 波長 | 365, 385, 395, 405, 450 nm |
| ピーク波長 | ± 5 nm |
| 発光、FWHM | 10～20 nm |
装置の詳細
このチャンバーはモジュール構造となっており、さまざまな用途に対応できます。以下の機能は常に含まれています。
 | 積算光量管理 放射照度は連続的に測定され、設定した目標積算光量に達するとUV-MATが照射を終了します。UV-MAT Touchは同じ機能を提供しますが、操作と記録がより簡単です。 |
 | 調光とスペクトル調整 LEDは2 %から100 %まで連続的に調光可能です。さまざまな用途に応じて5種類の波長が用意されており、オプションとして1つのチャンバー内に2種類の波長を搭載し、それぞれ個別に制御することも可能です。 |
 | タイマー 積算光量管理の代替として、UV-MATには0.01 s〜9999 hの範囲で時間制御照射が可能な調整可能タイマーが搭載されています。 |
 | 照射記録 照射はPCで記録することができます。UV-MAT TouchはPCなしでもUSBメモリに記録できます。 |
2つの照射制御方式の比較
| 機能 |  | |
|---|---|---|
| ディスプレイ | 静電容量式タッチディスプレイ | モノクロ、128 x 64 px |
| メモリ | USBメモリ | – |
| チャンネル数 | 1 | 1 |
| 放射照度、積算光量、温度の測定 | あり | あり |
| 時間制御および積算光量制御による照射 | あり | あり |
| 測定値の記録 | あり | – |
| オシロスコープ表示 | あり | – |
| スクリーンショットをUSBメモリに保存可能 | あり | – |
| 照射の一時停止と再開 | あり | – |
| 照射へのメモおよびコメントの追加 | あり | – |
| PCからのリモート制御 | あり | – |
| 照射記録 | USBメモリに保存 | PCに保存 |
| ユーザー管理および管理者モード | あり | – |
| 簡単なファームウェアアップグレード | あり | あり |
両方のコントローラーは同じセンサを使用するため、どちらの装置でも同一のセンサを使用できます。
UV-MAT Touchは高解像度の静電容量式タッチスクリーンで操作します。Cortex ARMプロセッサにより耐久性とアップデート性を確保しており、新機能を現地で導入することが可能です。本装置およびPCソフトウェアはWindows 10および11に対応しています。単一チャンネルおよび複数チャンネルの照射は、オシログラムと設定内容とともに数値およびグラフで表示されます。パラメータは装置上で直接設定し、パスワードで保護されています。
| センサ入力 | 24ビット、フルデジタル |
| センサ入力数 | 1 |
| 積算光量設定範囲 | 0～1,000,000 J/cm² |
| 積算光量分解能 | 1 mJ/cm² |
| 照射時間 | 0.01 s～9999 h |
| PCインターフェース | USB 2.0 |
| センサ認識 | あり |
| 外形寸法 | 185 × 251 × 100 mm |
| 許容動作温度 | 5～60 ℃ |
| 機能 | UV-MAT Touch | UV-MAT |
|---|---|---|
| ディスプレイ | 静電容量式タッチディスプレイ、5″ WVGA | グラフィック、128 × 64 px、モノクロ |
| ディスプレイ表示 | 放射照度と積算光量、オシロスコープ表示 | 放射照度と積算光量 |
| データ記録レート | 調整可能：1 s〜1 h | – |
| 記録期間 | > 24,000 h | – |
| ストレージインターフェース | USBスティック × 1（最大32 GB） | USB経由でのデータ出力 |
放射計センサの技術データ
校正済みの放射計センサは、すべてのLED波長に対応しています。これらはトレーサビリティのある校正が行われており、再校正が可能で、工場校正証明書が付属します。弊社の認定校正機関によるISO 17025校正証明書もオプションで取得可能です。記載の測定範囲は推奨値であり、ご要望に応じて調整可能です。ご注文時にその旨をお知らせください。
| センサタイプ | UVA+ |
| 分光範囲 | 330～455 nm |
| 測定範囲（標準） | 0～10 W/cm² |
| 分解能 | 1 µW/cm² |
| 積算光量測定範囲 | 0～100 MJ/cm² |
| ダイナミックレンジ | 最大10⁷ |
| A/D変換 | 24 bit |
| 温度センサ | 内蔵 |
| 寸法 | Ø 40 mm、高さ 35 mm |
| 受光面積 | Ø 6 mm |
| 重量 | 160 g |
| 接続ケーブル | 1.8 m |
| 動作温度 | 0～40 ℃ |
| 保存温度 | -10～60 ℃ |
| 湿度 | < 80 %、結露なきこと |
注文番号、納入範囲、付属品およびバージョン
| バージョン | 品番 |
|---|---|
| BSL-01i EcO+ バージョン | 860901L-ECO+ |
不活性UV-LEDチャンバーはEcO+パワーレベルで供給されます。ご注文の際は、必要な波長をお知らせください。
| 波長 | オーダー番号 |
|---|---|
| 365 nm | 365 nm |
| 385 nm | 385 nm |
| 395 nm | 395 nm |
| 405 nm | 405 nm |
| 450 nm | 450 nm |
波長はオーダー番号を完成させるものです。例：860901L-ECO+ 395 nm。
| バージョン | 注文番号 |
|---|---|
| UV-MAT TOUCH | 820930L |
| UV-MAT | 820920L |
チャンバーはUV-MATにより制御されます。グラフィックディスプレイを備えたUV-MAT、または5インチタッチディスプレイとオシロスコープ表示を備えたUV-MAT Touchのいずれかです。どちらも放射照度を測定し、積算光量管理のもとで停止します。
| バージョン | 注文番号 |
|---|---|
| EcOバージョンへのアップグレード | 860901L1 |
| HOバージョンへのアップグレード | 860901L2 |
EcO+ベースバージョンは、EcOおよびHOレベルにアップグレード可能です。各レベルにより利用可能な放射照度が向上します。
EcOおよびHOは放射照度を向上させます。波長ごとの値は、上記の出力レベルごとの放射照度の項目に記載されています。
| 注文番号 | 860801X2 |
|---|---|
| 選択可能な波長 | 365 nm、385 nm、395 nm、405 nm、450 nm |
チャンバーには第2波長を装備することができ、両者は個別に制御されます。2つの波長を使用する場合、各波長で利用可能な放射照度は半分になります。
| 名称 | オーダー番号 |
|---|---|
| PCソフトウェア UV-MAT TOUCH | 860901 |
| UVA+ センサ | 814447 |
| 加熱冷却プレート | 860901L-HC |
| 名称 | 注文番号 |
|---|---|
| 校正 | 17025 |
弊社自社校正機関において、ISO/IEC 17025に基づく認定校正を実施しております。
センサには標準で工場校正証明書が添付されますが、オプションとしてISO 17025校正証明書もご用意しております。
BSL-01iを使用した論文
BSL-01iが使用された最新の10件の論文です。検索可能な全リストは論文検索でご覧いただけます。
よくある質問：BSL-01i
HOバージョンで800 mW/cm²の場合、1 J/cm²は1.25秒で、5 J/cm²は6.3秒で、10 J/cm²は12.5秒で照射されます。同じ10 J/cm²を8 mW/cm²の従来型UVAチャンバーで得るには約21分かかります。したがって、ポストキュアリングの時間は分単位から秒単位へと短縮されます。ただし、これから一般に転用できる時間を導き出すことはできません。重要なのはレジンの目標積算光量であり、時間が同じ積算光量を意味するのは、光源、距離、部品形状が変わらない場合に限られます。LEDの出力が使用期間中に低下すると、時間を一定に保っても積算光量は低下しますが、これは装置上では見えません。この工程が再現可能になるのは、校正済みセンサで測定した積算光量が目標値に達した時点で照射を終了する場合のみです。BSL-01iではUV-MATの積算光量管理がこれを行います。窒素雰囲気下では酸素による硬化阻害も生じないため、表面はより低い積算光量で硬化が進みます。照射がどの深さまで到達するか、また2倍の積算光量が2倍の硬化深さをもたらさない理由については、積層造形と3Dプリントの項をご覧ください。
高出力UV-LEDチャンバーBSL-01iの用途
- 窒素雰囲気下での不活性照射
- UV硬化およびUV接着
- 封止および封入
- 実験用途
- 光電子部品の組み立て
