積算光量は、放射照度と照射時間の積です。接着剤の硬化、表面の消毒、耐光性試験の実施など、あるプロセス中に表面が実際にどれだけの放射エネルギーを受けたかという問いに答えるものです。この計算ツールは、mW/cm²で測定された放射照度と秒単位の時間を入力とし、mJ/cm²およびJ/cm²で積算光量を算出します。
その価値は計画段階にあります。ラインを構築する前に、必要な積算光量を得るために必要な照射時間を見積もり、手持ちの光源でそれが実現可能かどうかを確認できます。また、放射照度の異なる2つの設備が同じ積算光量をもたらすかどうかを検証することもできます。
この計算では、放射照度が照射時間全体にわたって一定であり、ワークピースの位置で測定されたことを前提としています。積算光量が確定値となるのは、実際のプロセス条件下で校正済みの放射計または積算光量計を用いて測定した場合のみです。Opsytecはこれらの機器を自社の校正機関で製造・校正しています。
その他の放射測定に関する換算が必要な場合は、放射測定計算ツールにまとめてありますので、そちらをご覧ください。積算光量を計算するのではなく測定したい場合は、UV積算光量と放射照度を正しく測定する方法をご覧ください。
基礎知識
放射露光量(UV積算光量とも呼ばれる)は、放射照度の時間積分です。放射照度が一定の場合、これは H = E・t(放射照度E、時間t、積算光量H)に簡略化されます。E を mW/cm²、t を秒で入力すると、H は mJ/cm² で得られます。SI単位では、1 mW/cm² は正確に 10 W/m²、1 mJ/cm² は正確に 10 J/m² に相当します。この計算ツールは内部ではSI単位で処理し、結果のみを丸めます。
接着部が50 mW/cm²の放射照度で10秒間照射されます。H = 50 mW/cm² · 10 s = 500 mJ/cm² = 0.5 J/cm² = 5000 J/m²。逆に、50 mW/cm²で目標積算光量500 mJ/cm²を得るには10 sが必要です。
ワークピースが光源を通過したり、ランプが暖機または経年変化したりすることで、プロセス中に放射照度が変動する場合、E・tの積は近似値にすぎません。重要なのは時間積分であり、これはドージメータで直接測定されます。積算光量はあくまで純粋にエネルギー的な量であり、波長が光開始剤、生物、または試験規格に適合しているかどうかについては何も示しません。同じ積算光量でもスペクトルが異なる2つのプロセスは、まったく異なる結果をもたらすことがあります。
よくあるご質問
UV積算光量とは、単位面積あたりに受けた放射エネルギーのことです。実務上は通常 mJ/cm² で表され、SI単位系では J/m² で表されます。1 mJ/cm² は 10 J/m² に相当します。正式には放射露光量という用語が正しいですが、「積算光量」は定着した略称です。
係数10倍で換算します。1 mJ/cm² = 10 J/m²。したがって、500 mJ/cm²は5,000 J/m²、つまり0.5 J/cm²になります。
算術的には同じ積算光量になります。同じ効果が得られるかどうかは別問題であり、それには相反則が成り立つ必要があります。UV硬化では、非常に高い放射照度において光開始剤が局所的に消費されたり、酸素阻害の挙動が異なったりするため、相反則が破綻することがあります。疑わしい場合は、積算光量だけでなくプロセスの条件そのものを検証してください。
よくある原因としては、放射照度がワークピースの位置とは異なる距離や位置で測定されたこと、測定時にはランプがウォームアップされていたがプロセス時にはされていなかったこと、またはセンサが光源の発光範囲とは異なる分光範囲を評価していることが挙げられます。
安全な設計のためには、作業エリア内の最も低い値を使用します。これは、必要な積算光量が最後に到達する場所を示します。放射照度が面内でどの程度変化するかは、UV LEDシミュレーションまたは放射計による一連の測定によって示されます。
はい。評価対象の分光範囲を伴わない積算光量は比較できません。一般的な表記は「1000 mJ/cm² UV-A（315～400 nm）」のようになります。どの範囲を測定するかはセンサによって異なります。詳しくはUVセンサ検索をご覧ください。
通過中に積算する走行式ドジメータを使用するか、または放射照度を連続的に監視する常設センサを使用します。どちらの方法もUV積算光量と放射照度を正しく測定する方法で説明されています。
