자외선 조사기란?
자외선 조사기는 UV 광원을 광원으로 이용하여 자외선을 조사하는 장비입니다.
UV의 조사 범위에 따라 ‘스팟형’, ‘라인형’, ‘에어리어형’의 세 가지 종류가 있습니다. 또한 UV 광원의 종류에 따라 램프 광원과 LED 광원으로 나뉘며, UV 조사 시에는 장비 주변 온도가 고온이 되기 때문에 장비의 냉각이 필요합니다. 따라서 자외선 조사기는 수냉식 또는 공냉식 냉각장치와 세트로 구성됩니다.
또한, UV 조사광을 쉽게 이용할 수 있도록 렌즈, 거울, 필터 등의 광학기기와 세트로 구성된 것도 있으며, UV 조사 시 UV는 유기물을 분해할 수 있을 정도로 에너지가 높기 때문에 직접 눈으로 보면 안 됩니다. 또한 오존이 발생하므로 환기 등 취급에 주의해야 합니다.
자외선조사기의 사용 용도
자외선조사기는 자외선의 높은 광자 에너지를 이용하여 다양한 분야에서 사용되고 있습니다. 구체적으로 수지 등의 경화 및 건조, 미생물 살균, 유기물 제거, 오존 탈취 등입니다.
자외선조사기에는 다양한 종류가 있으며, 사용 용도에 따라 구분하여 사용할 수 있습니다. 스팟형 UV 조사기는 좁은 범위의 조사에 적합하며, 라인형-영역형 UV 광원은 목판, 플라스틱 판 등 넓은 면적의 물질에 조사하는데 적합합니다.
자외선조사기의 원리
자외선조사기는 UV 광원에 의해 발생된 자외선을 조사하는 장비로, UV 광원은 전극에 끼워진 유리관 안에 수은과 희가스가 기체로 갇혀 있는 구조로 되어 있습니다. 방전 시 발생하는 자외선을 이용하는 구조입니다.
전극에 통전하면 유리관 내부에 열이 발생합니다. 이미터 (전자방출물질) 가 열의 작용으로 보유하고 있던 전자를 방출하고, 전자는 유리관을 따라 이동합니다. 수은 분자와 전자가 부딪히면서 자외선을 발광시킬 수 있습니다.
유리와 형광 도료의 작용으로 UV가 특정 파장을 가지게 됩니다. 유리의 재료로는 석영 유리와 합성 석영 유리가 사용되며, 고압 수은 램프와 메탈 할라이드 램프에서는 전자를, 저압 수은 램프에서는 후자를 사용합니다.
자외선조사기의 기타 정보
1. 자외선조사기의 파장에 대하여
자외선조사기는 자외선 파장을 이용한 제품이며, 자외선 파장이란 전파나 태양광과 같은 전자파의 일종인 X파장(1pm에서 10pm)과 사람의 눈으로 인식할 수 있는 전자파의 일종인 가시광선(380nm에서 770nm)까지의 중간에 있는 전자파의 일종을 말합니다.
자외선의 파장은 대략적인 파장 길이에 따라 크게 세 가지로 나뉘는데, UV-A는 파장 길이가 315nm에서 400nm 범위, UV-B는 파장 길이가 280nm에서 315nm, UV-C는 100nm에서 280nm 범위이며, UV-C의 파장을 V-UV (200 nm 이하)라고 불리는 진공 자외선과 구별하기도 합니다.
자외선조사기는 조사하는 용도나 목적에 따라 조사하는 파장을 선택할 수 있기 때문에 파장의 길이에 따라 사용하는 수단을 선택하는 것이 중요합니다.
2. 자외선조사기의 살균에 대하여
자외선조사기에서의 살균은 자외선에 포함된 UV-C의 파장 범위를 사용합니다. 살균조사에 사용하는 조사기에 따라 다르지만, 구체적인 작용은 자연적으로 존재하는 UV-C의 전자파에는 오존을 생성하거나 살균, 탈취, 공기정화 등의 작용이 있습니다.
살균에 사용되는 파장을 세균이나 바이러스에 조사하면 세포의 데옥시리보핵산(DNA)이 광화학 반응을 일으켜 유전자 정보가 분해되어 사멸한다고 알려져 있습니다. 그리고 이 효과는 많은 세균과 바이러스에 효과적입니다. 이 자외선에 의한 DNA 분해 반응은 인체에서도 일어나지만, 어느 정도까지는 분해된 DNA를 복구하는 메커니즘이 있기 때문에 문제가 되지 않습니다.
이러한 이유로 자외선조사기를 통한 살균은 약액으로 살균할 수 없는 곳이나 의료 현장 등에서 사용할 수 있습니다. 일반적으로 광살균의 광원으로 저압 수은 램프나 고압 수은 램프가 도입되고 있습니다. 최근에는 제약 공정이나 식품 분야에도 응용되어 펄스 크세논 살균이라는 방법이 사용되고 있습니다. 이는 살균 능력이 높은 크세논 램프를 펄스 발광시킴으로써 기존의 수은 램프 등의 살균 방법보다 월등히 높은 효과를 발휘하기 때문에 최근 주목받고 있는 기술입니다.