International Day of Light

5月16日: International day of light

休暇で利用するフライトに使われるUVと赤外線技術

旅行に行かれる際、身近なところでヘレウスの光源が役立っているかも知れません。

  • 赤外線とフラッシュランプは、より高い品質のため飛行機の部品製造に役立っています。
  • UVは、飲料水と空港内での空気をきれいに保つのに役立っています。
  • 分析用ランプは、空港でのセキュリティーチェックに役立っています。
  • 工業用の特殊な光は、旅行で着るTシャツや機内で配られるスナックにも役立っています。
炭素繊維複合材料(CFRP)の成形用赤外線加熱プロセス

ヘレウスの赤外線ヒーターシステムは、英国西部にある新しいGKNエアロスペース社の工場で、航空機の機体向けの複合材料の成型に用いられています。このシステムは、エアバス350 XWBのレイアップ複合後部尾翼のスパー(翼構造を構成する部材の一つ)の中間プロセス用で、連続しわ防止のために使われています。カスタムデザインで設計されたこのシステムはGKNエアロスペースのエンジニアと共に開発し、ヘレウスのアプリケーションセンターにおいて初期テストを行いました。GKNエアロスペース社は、世界をリードする機体、エンジン、部品のティア1サプライヤーであり、あらゆる種類の航空機またはエンジンのティア1サプライヤー向けにアセンブリーを行っています。

すでに行っている重要なワークパッケージは、エアバスA350 XWBのすべての複合後部尾翼スパーの製造です。それぞれ3つの後部尾翼スパーには、プリプレグ炭素繊維複合材がマンドレルに設置され、その後オートクレーブで硬化されます。しかし、このような複雑なオペレーションは、層やラミネートの間の空間や過剰な樹脂により、時として最終的製品の表面にしわを発生させます。このようなしわの問題は、バリ取りをすることで解消されます。さまざまな製造プロセスの段階で、真空状態で複合材料を入れ、 適度に加熱し、真空下でレイヤー間あるいはプリプレグ層を圧縮、成型します。GKNエアロスペース社のエンジニアは、幾度にもわたるテストをさまざまな赤外線ヒーターで試した結果、表面加熱に最適なものを導入しました。制御装置と赤外線モジュールを最適に設計した結果、大面積の複合材の表面を均一にかつ精密に加熱することに成功しました。

赤外線を用いた複合材料の加熱については、 炭素繊維複合材料(CFRP)の成形用赤外線加熱プロセス をご覧ください。

フラッシュランプを用いた humm3™ については、こちらをご覧ください。

UVによる空気殺菌

ウイルス、細菌、酵母、カビなどの浮遊微生物は、空港、病院ような人ごみに特に存在しています。そのような浮遊微生物は、人間の健康を害し、原材料を汚染し、食物を腐らせる原因となります。UVを照射することによって、細菌を確実に低減し、衛生状態と保存状態を改善します。 長期的に細菌数を減少させるために、細菌に感染した空気を給気ダクト内で殺菌することができます。特に、短波長紫外線は、微生物のDNAによって吸収され、その構造を破壊するため、強力な殺菌効果があります。それにより、生きている細胞を不活性化することができます。

空気殺菌 に関する詳しい情報はこちらをご覧ください(英語)。

空港でのセキュリティー

一般的な工業プロセスで使用される化学物質の危険性に対する認識の高まりから、空港、国境、重要インフラにおけるテロの脅威の増大に至るまで、危険物モニタリングの需要はますます増加しています。揮発性有機化合物(VOC)は、光イオン化検出(PID)を用いて非常に高感度で探知できます。光イオン化とは、分子による高エネルギーフォトンの吸収のことで、分子がイオン化されることを示します。光イオン化による電流は分子の濃度に比例し、さまざまな化合物を簡単に定量分析することができます。爆薬追跡検出器(ETD)は、従来、一般的なガスクロマトグラフィー、微量ガス監視、質量分析のためのサンプルイオン化が用いられてきましたが、現在では光イオン化検出器ランプが用いられています。

VOC監視の必要性が高まっているため、ヘレウスのPIDランプへの需要が高まっています。 ヘレウスのテクニカルチームはOEMと協力して、特定の寸法と性能の要件を満たすカスタム製品を設計・構築しています。

かつて遠い将来において夢とみなされていたPIDランプの自動製造が現実のものとなっています。ヘレウスは、PIDランプを自動生産する初のランプメーカーです。

PIDランプ のより詳しい情報はこちらをご覧ください。

ヒースロー空港で使われるPIDランプ

オゾン、窒素酸化物、揮発性有機化合物(VOCs)、 また微粒子等の大気汚染物質の多くは、自動車の排気ガスですが、環境を汚染しているだけでなく、人々の健康にも被害を与えています。このため、大気の状態をリアルタイムにモニターして、大気汚染に影響する因子を調査することが重要です。

英国ケンブリッジ大学との研究プロジェクトにおいて、ロンドン・ヒースロー空港周辺の道路や航空交通に起因する大気汚染を測定するために、50か所の測定ステーションにセンサーネットワークが設置されています。小型の電池駆動センサーは街灯の柱に取り付けられ、6種類のガス、VOC、 浮遊微粒子等を検知出来る数種のセンサーを内蔵しています。ヘレウス ノーブルライトは、その中で使用されているPIDランプを供給しました。

PIDランプでどのように大気汚染分析を行うのでしょうか?

ポータブルな光イオン化用ランプを用いた揮発性有機化合物(VOCs)の測定は、ppbレベルで迅速に行われます。PIDランプを用いたVOCのモニタリングは、都市の大気汚染状態の追跡調査に有効で、かつ経済的な方法です。

ヘレウスのPIDランプは、費用対効果が高い再現性のある分析を実現し、ランプ寿命とスペクトル純度に優れています。

光イオン化とは、分子による高エネルギーフォトンの吸収のことで、分子がイオン化されることを示します。光イオン化による電流は、分子の濃度に比例し、さまざまな化合物を簡単に定量分析することができます。この技術は非破壊測定のため、分析を拡張し、他の探知機との併用も可能です。フォトンは、フォトンエネルギーより小さいイオン化ポテンシャルで分子のみをイオン化します。

ヘレウスは、DC(電極放電方式)とRF(高周波励起方式)の2タイプに加え、標準からカスタム品まで幅広い PIDランプ をご提供しています。ポータブルな探知には、小型なRFタイプが、研究室での使用には、強い発光点を持つDCタイプが適しています。

プリンテッドエレクトロニクス

プリンテッドエレクトロニクスや機能性コーティングの印刷は、携帯電話やクレジットカード(スマートカード)の一部、コピー防止、またはIDカードのセキュリティー機能として無線ICタグに使われています。電子回路を形成するためには、プラスチックフィルム基板、紙、またはガラス基板上に有機材料または金属含有インクを塗布します。乾燥、硬化、焼結は必要な導電性、半導体、誘電特性を得るために必要な方法です。UVランプ、UV LED、フラッシュランプ、温風炉、または赤外線といった光源システムがこの用途で使われています。

詳しくは、 プリンテッドエレクトロニクスでの赤外線加熱の応用 をご覧ください。

赤外線によるTシャツの乾燥

カーボン赤外線ヒーターは、オランダのCalmatch社によって乾燥機内のTシャツやその他のテキスタイルの印刷の乾燥を最適化に役立っています。同社では、それ以前はハロゲンヒーターを使用していましたが、カーボンヒーターの方がよりエネルギー効率に優れ、乾燥時間もそれまでにかかっていた時間の半分しか必要としません。 同社は、テキスタイルのフラッシュ硬化乾燥機およびトンネル乾燥機で世界的に知られているメーカーです。

乾燥機の心臓部には、従来のハロゲンヒーターに替わり、ヘレウスの中波カーボン赤外線ヒーターが取り付けられています。カーボンヒーターは、乾燥器内部で、テキスタイルに非常に均熱の状態をえられるよう配置されています。 中波長は、表面上の乾燥に最適です。

一方、以前使用されていた短波長のハロゲンヒーターは、塗料および繊維を透過し多くの赤外線エネルギーが放射されていました。例えば、ハロゲンヒーターでスクリーンインクをすべて乾燥するには7〜8秒かかりましたが、カーボンヒーターでは2〜3秒しか必要としませんでした。 さらに、カーボン赤外線ヒーターは数秒という優れた応答性があるため、必要なときにのみ照射できます。 これとは対照的に、ハロゲンヒーターは常時スタンバイ状態に保つ必要があるため、電力消費は削減することは難しい課題がありました。

同社のマネージングディレクターであるユルゲン・ファン・オストラム氏は、「カーボン赤外線ヒーターに切り替えることで、当社のテキスタイルの乾燥効率が大幅に向上しました。乾燥時間が短いため、エネルギー消費も削減することができます。表面をよりやさしく乾燥させるので、テキスタイルの変色もなく、印刷パレットも過熱しません。」とコメントしています。

詳しくは 中波長カーボンヒーター をご覧ください。

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