利点多く、評価高まる　UV・EB照射技術

業界展望台

7月15日（金曜日）付日刊工業新聞　24面～25面広告特集から

＜出稿企業一覧＞

企業名		新聞広告
日本合成化学	「化学を基盤とした技術で新しい価値を創造」
荒川化学工業	「自然と科学技術の調和をテーマに事業を展開」

　紫外線（UV）や電子線（EB）を物質に照射するUV・EB照射技術は、対象物表面の改質や、有機物の除去・分解、空気・流水の殺菌などの効果がある。同技術の特徴を生かし、製造現場の生産効率の改善に役立っているほか、環境にやさしい処理として認識されている。さらにUV・EB照射に反応する硬化型樹脂は、付加価値の高いコーティング分野で注目されている。また、高感度化することで環境負荷の低いUVインキが登場している。

熱の影響を与えない

　UV照射は対象物に熱の影響を与えないことから幅広く使われている。硬化型の樹脂、塗料などでは、瞬時に硬化させることができる。溶剤を使用せずに樹脂の硬化が可能であることから、環境にやさしい処理となっている。

　具体的には光学レンズの接着や液晶ディスプレー素子の封止、プリント基板の保護、店舗の床塗装、プラスチックフィルム・ラベルの印刷、半導体レジストの露光・硬化などで実績を持つ。

　例えば、ひび割れた浴槽や自動車窓ガラスの補修、蛍光剤を使った精密鋳造品の検査に使われている。

UV照射技術を活用した瓦記名印刷システム（大日本スクリーン製造提供）

UV照射技術を活用した瓦記名印刷システム
（大日本スクリーン製造提供）

　UV照射は東本願寺の阿弥陀堂を修復する事業の一環で葺き替えられる屋根瓦に寄進者自筆の名前をそのまま転写することにも採用されている。

　半導体のウエハーやチップを傷めずにインクジェット方式で高速に印字する技術が開発されている。この印字に使う白インクの硬化にも使われている。

　また、UVで水を処理する装置が微生物の不活性化のために実用化されている。食品搬送や、製薬、電子分野などの一般産業界や、上水、下水の処理などにおいて広く活用されている。

　UV照射装置を照射用の光源別にみると、メタルハライドランプや高圧水銀ランプなどのランプのほかに、発光ダイオード（LED）が採用されている。

　メタルハライドランプは着色された塗料や印刷インクの乾燥に、高圧水銀ランプは接着剤の硬化や透明塗料の乾燥に適している。

　LED式は従来使われてきたランプ式と比較して消費電力が少ない。発熱も少なく、温度変化による機械への影響を抑えられる。UV印刷特有のオゾン臭が発生しない、従来のランプ型UVランプに比べて長寿命でメンテナンスの負担が少ないといったメリットもある。UVを照射する機器の中には、外付けUVセンサーでUV強度を計測し安定した照射を保てる自動調整機能が付いているものがある。

滅菌処理高速化に対応

　EB照射は物質内を通過するときに電子の持つエネルギーが物質に作用する働きを利用している。物質表層に照射することによって、対象物の物性改善や、新しい機能の付与、表面の加工処理などが行える。

　EBを照射すると、プラスチック、ゴムなどの高分子材料の分子間で化学結合が起こり、耐熱性や耐久性が向上する。また高出力のEBは、ミリ秒オーダーで高速連続滅菌が可能だ。薬剤使用、加熱を伴わないクリーンな滅菌が特徴となっている。この滅菌ではEBが細胞の核酸などの分子に作用したり、細胞中の水分子を活性化させたりして、細胞がダメージを受けることで微生物は死滅する。

　具体的には、木質インテリア建材の高機能化に活用されている。EBを建材表面の樹脂フィルムに照射することで、表面を硬化させて耐久性を向上させる。汚れに強く、ふき取りやすく、美しさを長持ちさせることもできる。床材、室内ドア、引き戸、クローゼットドアなどに採用されている。床材の選定においては、インテリアデザインのほか、床暖房やキャスター付き家具の普及から熱やへこみに強い機能性への要求が高まっている。

　EBの照射は医療用器具や飲料用ペットボトルの滅菌に役立っている。注射器、カテーテル、洗眼薬容器などの医療用器具が収まった箱にそのままEBを照射し、滅菌を行うことができる。

　従来の飲料無菌充填（じゅうてん）では、ペットボトル内面に過酸化水素や過酢酸の薬液を噴霧して滅菌。薬液や水を大量に消費し、排液処理を行わなければならないなど改善すべき点があった。EB滅菌を使うことによって、薬液や水が不要になり、これらの課題を解決することができる。またEBの加速電圧やビーム電流を増やすことで、単位時間当たりのペットボトル滅菌本数を高めて滅菌処理の高速化の要求に応えることが可能だ。

　精密機器や半導体の製造工場のクリーンルームなどで使われているエアフィルター（HEPA）の滅菌処理にも、EB照射が使われている。