ブラックライトの歴史

  1. TOP
  2. 技術資料・活用事例
  3. ブラックライトの歴史

紫外線とは

What is ultraviolet light?

紫外線とは、目で見ることができる可視光線（波長400nm以上）よりも短い光の波長のことで、具体的には100～400nmの波長を持つ電磁波を紫外線と呼びます。

太陽から地球に到達する紫外線は、波長域によりUV-A、UV-B、UV-Cの3つに分類することができます。UV-Cは上空のオゾン層で完全に吸収されるため地上には届きませんが、UV-AとUV-Bの一部は地上に到達し、私たちが日常意識することなく浴びている紫外線となります。過剰なUV-AやUV-Bは、日焼けやシミ、皮膚癌の原因となりますが、UV-Bには皮膚にあたるとビタミンDを合成する重要な役割もあります。

区分 波長（nm） 特徴
UV-A 315～400 オゾン層を通過し、地表に到達します。（地表に到達する太陽光の約5.5%）
浴びると肌が褐色になる日焼けや、皮膚の老化を早めます。
UV樹脂・UV塗料、その他幅広い分野で使われています。
UV-B 280～315 オゾン層に吸収されやすく、一部が地表に到達します。（地表に到達する太陽光の約0.5%）
浴びると肌が赤くなる日焼けや、皮膚癌、白内障を引き起こす恐れがあります。
熱帯魚飼育・日焼け灯等に応用されています。皮膚でビタミンDが作られます。
UV-C 100～280 上空の酸素やオゾン層などによって完全に吸収されるため地表には到達しません。
浴びると、発癌・免疫力低下などを引き起こします。
UV洗浄、表面改質、殺菌等に使われています。

紫外線の発見

discovery of ultraviolet rays

1801年にドイツの物理学者であるヨハン・ヴィルヘルム・リッター（Johann Wilhelm Ritter,1776-1810年）が、プリズムで分離された日光のスペクトルの紫色の外側に、肉眼に見えない光線（紫外線、Ultraviolet ray）のあることを発見しました。

以下では、ブラックライトの用途とその歴史について、簡単に説明します。

蛍光浸透探傷（非破壊検査）

1940年代前半に、紫外線照射によって発光する蛍光染料を添加した浸透液を使用する方法についての基本特許がとられています。この方法は、航空機用の部品材料の表面割れの探傷法として採用され、MIL規格として発行されました。

日本では、1950年代に研究が行われるようになり、1960年に商用原子力発電所の建設が開始されてから、その検査に適用されてきました。

非破壊検査の詳細はこちら

紫外線殺菌

1901年にドイツの物理学者ハーマン・ストレーベル(Hermann Strebel,1868年-1943年)が、アルミニウムとカドミウムを利用した紫外線灯による殺菌効果を確認しました。

日本では1950年代に厚生省が理髪店で紫外線消毒器の設備を義務づけたのをきっかけに、一般に知れ渡りました。ただ当時は殺菌線の出力が弱く、殺菌に照射時間が長く必要だったため、普及は限られていました。現在では高出力・高性能な紫外線殺菌ランプが出現し、紫外線による殺菌は、食品・医療他、様々な分野で利用されています。また最近は、薬品等による薬害や環境汚染が問題となっていることや、厚生省が紫外線殺菌の有効性を公認するジャンルを拡大させたこともあり、紫外線による残留物や環境ダメージのないクリーン殺菌が注目されています。

紫外線殺菌の詳細はこちら

UVインキ

UVインキによる印刷が本格的に研究されたのは1960年代後半で、アメリカのサンケミカル社から今日のUVインキ印刷システムの基本となる方法が提案されました。この方法は、それまでの乾性油を主原料としたものとは異なり、多官能アクリレートモノマーを主原料とする方法であり、1969年に金属印刷の分野で実用化が図られました。

ブラックライトを照射して硬化乾燥させるUV印刷インキが実用化されて約40年余り経過しますが、従来の油性印刷インキと比較して瞬間乾燥、低温高速の生産性、省エネ、省スペース、無溶剤、無公害、低臭性などのUVシステムの特徴・利点が高く評価され、今日では、広い用途で使用されています。

UVインキの詳細はこちら

紫外線硬化樹脂

紫外線硬化技術は、約40年前、シール・ラベル印刷などの印刷分野から実用化されはじめました。
その後、液剤の取り扱いや紫外線照射機のコンパクト化などの改良が重ねられて活用分野が広がっていき、現在では塗装・塗料、表面コーティング、半導体や電子部品・光学部品などの精密部品の接着、液晶パネルの張り合わせ、ナノテク、バイオ、燃料電池や太陽電池など、あらゆる分野の製造現場で活用されています。身近な例ではネイルアートのジェルネイルもこの原理を利用し、つめにゲル状の樹脂を塗り、紫外線を照射して硬化させます。

紫外線硬化材料は一般的に、モノマー・オリゴマー（プレポリマー）・光重合開始剤とその他の添加剤で構成されています。紫外線を照射されると光重合開始剤がイオンを発生し、そのイオンがモノマーやオリゴマーと重合（結合して鎖状や網状になる）します。これを「光重合反応」といいます。光重合反応よってモノマーやオリゴマーはポリマーに変化して、分子量が大きくなり、融点も上昇します。この結果、紫外線硬化樹脂は液体状態を維持できなくなって固体に変化します。つまり光化学反応による変化を利用した技術で、熱による乾燥とは基本的に異なるものです。