UV硬化源

水銀蒸気、発光ダイオード (LED)、エキシマは、それぞれ異なる UV 硬化ランプ技術です。これら 3 つは、インク、コーティング、接着剤、押し出し成形品を架橋するさまざまな光重合プロセスで使用されますが、放射される UV エネルギーを生成するメカニズムと、対応するスペクトル出力の特性はまったく異なります。これらの違いを理解することは、アプリケーションと配合の開発、UV 硬化源の選択、および統合に役立ちます。

これらの違いを理解することは、アプリケーションと配合の開発、UV 硬化源の選択、および統合に役立ちます。

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UV硬化源

ここで使用されている用語に関してご質問がある場合は、UV 硬化の用語に関する記事を参照して詳細をご確認ください。

水銀ランプ

電極アークランプと無電極マイクロ波ランプは、どちらも水銀蒸気のカテゴリに入ります。水銀蒸気ランプは、中圧ガス放電ランプの一種で、少量の水銀元素と不活性ガスが密閉された石英管内でプラズマに蒸発します。プラズマは、電気を伝導できる非常に高温のイオン化ガスです。アークランプ内の 2 つの電極間に電圧をかけるか、家庭用電子レンジに似た概念の筐体または空洞内で無電極ランプをマイクロ波で加熱することで生成されます。蒸発すると、水銀プラズマは紫外線、可視光線、赤外線の波長にわたる広範囲のスペクトル光を発します。

電気アークランプの場合、印加電圧によって密閉された石英管にエネルギーが与えられます。このエネルギーによって水銀がプラズマに蒸発し、蒸発した原子から電子が放出されます。電子の一部 (-) はランプの正のタングステン電極または陽極 (+) に向かって流れ、UV システムの電気回路に入ります。新たに電子を失った原子は正にエネルギーを与えられた陽イオン (+) となり、ランプの負に帯電したタングステン電極または陰極 (-) に向かって流れます。陽イオンは移動すると、ガス混合物内の中性原子に衝突します。この衝突により、中性原子から陽イオンに電子が伝達されます。陽イオンが電子を獲得すると、エネルギーの低い状態に落ちます。エネルギー差は光子として放出され、石英管から外側に放射されます。ランプに適切な電力が供給され、正しく冷却され、耐用年数内に動作すれば、新たに生成された陽イオン (+) が常に陰極または陰極 (-) に向かって引き寄せられ、より多くの原子に衝突して UV 光が連続的に放出されます。マイクロ波ランプは、電気回路の代わりにマイクロ波 (無線周波数 (RF) とも呼ばれる) を使用する点を除けば、同様の方法で動作します。マイクロ波ランプにはタングステン電極がなく、水銀と不活性ガスが入った密閉された石英管でしかないため、一般に無電極ランプと呼ばれます。

広帯域または広帯域スペクトル水銀灯の UV 出力は、紫外線、可視光線、赤外線の波長をほぼ均等にカバーします。紫外線部分には、UVC (200 ～ 280 nm)、UVB (280 ～ 315 nm)、UVA (315 ～ 400 nm)、UVV (400 ～ 450 nm) の波長が混在します。240 nm 未満の波長で UVC を放射するランプはオゾンを発生させるため、排気またはろ過が必要です。

水銀灯のスペクトル出力は、鉄 (Fe)、ガリウム (Ga)、鉛 (Pb)、スズ (Sn)、ビスマス (Bi)、インジウム (In) などの少量のドーパントを追加することで変更できます。追加された金属によってプラズマの組成が変わり、その結果、陽イオンが電子を獲得するときに放出されるエネルギーも変わります。金属を添加したランプは、ドープ、添加剤、および金属ハロゲン化物と呼ばれます。ほとんどの UV 配合インク、コーティング、接着剤、および押し出し成形品は、標準の水銀 (Hg) または鉄 (Fe) ドープランプの出力に一致するように設計されています。鉄ドープランプは、UV 出力の一部をより長い可視波長にシフトするため、より厚く、色素が濃い配合物への浸透性が向上します。二酸化チタンを含む UV 配合物は、ガリウム (GA) ドープランプでよりよく硬化する傾向があります。これは、ガリウムランプが UV 出力のかなりの部分を 380 nm より長い波長にシフトするためです。二酸化チタン添加剤は通常 380 nm を超える光を吸収しないため、白色配合物でガリウムランプを使用すると、添加剤ではなく光開始剤によってより多くの UV エネルギーが吸収されます。

スペクトルプロファイルは、特定のランプ設計の放射出力が電磁スペクトル全体にどのように分布しているかを、調合者とエンドユーザーに視覚的に示します。蒸発した水銀と添加金属には定義された放射特性がありますが、石英管内の元素と不活性ガスの正確な混合、ランプの構造、硬化システムの設計はすべて UV 出力に影響します。ランプサプライヤーによって屋外で電力供給および測定された非統合ランプのスペクトル出力は、適切に設計された反射鏡と冷却装置を備えたランプヘッド内に取り付けられたランプとは異なるスペクトル出力になります。スペクトルプロファイルは UV システムサプライヤーから簡単に入手でき、調合の開発とランプの選択に役立ちます。

一般的なスペクトルプロファイルでは、スペクトル放射照度が Y 軸に、波長が X 軸にプロットされます。スペクトル放射照度は、絶対値 (例: W/cm²/nm)、任意、相対、または正規化された (単位なし) 測定など、いくつかの方法で表示できます。プロファイルでは、通常、出力を 10 nm のバンドにグループ化した折れ線グラフまたは棒グラフのいずれかで情報が表示されます。次の水銀アークランプと鉄アークランプのスペクトル出力グラフは、GEW のシステムの波長に対する相対放射照度を示しています。

ランプは、ヨーロッパとアジアでは UV を発する石英管を指す用語ですが、北米と南米では電球とランプの互換性のある組み合わせを使用する傾向があります。ランプとランプヘッドはどちらも、石英管とその他のすべての機械および電気コンポーネントを収容する完全なアセンブリを指します。

電極アークランプ

電極アークランプシステムは、ランプヘッド、冷却ファンまたはチラー、電源、およびヒューマンマシンインターフェイス (HMI) で構成されます。ランプヘッドには、ランプ (電球)、反射鏡、金属ケースまたはハウジング、シャッターアセンブリ、および場合によっては石英窓またはワイヤガードが含まれます。GEW は、石英管、反射鏡、およびシャッターメカニズムをカセットアセンブリ内に取り付けます。このアセンブリは、外側のランプヘッドケースまたはハウジングから簡単に取り外すことができます。GEW カセットの取り外しは、通常、六角レンチ 1 本を使用して数秒で完了します。UV 出力、ランプヘッド全体のサイズと形状、システム機能、および補助機器のニーズはアプリケーションと市場によって異なるため、電極アークランプシステムは、通常、特定のカテゴリのアプリケーションまたは同様のマシンタイプ向けに設計されています。

水銀蒸気ランプは、石英管から 360° の光を放射します。アークランプシステムでは、ランプの側面と背面にある反射鏡を使用して、より多くの光を捕らえて、ランプヘッドの前の指定された距離に焦点を合わせます。この距離は焦点と呼ばれ、放射照度が最大となる場所です。アークランプは通常、焦点で 5 ～ 12 W/cm² の範囲で放射します。ランプヘッドからの UV 出力の約 70% は反射鏡から来るため、反射鏡を清潔に保ち、定期的に交換することが重要です。反射鏡を清掃または交換しないと、硬化が不十分になることがよくあります。

ランプから放射される紫外線の約 25% が硬化面に直接照射されます。これは、90° の角度で放射される光を示す画像 3 に示されています。残りの 75% の紫外線出力は、270° の反射鏡から放射され、焦点に集中します (画像 4)。このため、反射鏡を清潔に保ち、定期的に交換することが非常に重要です。反射鏡を清掃または交換しないと、反射エネルギーの量が大幅に減少し、不十分な硬化やライン速度の低下につながる一般的な原因となります。

GEW は 30 年以上にわたり、硬化システムの効率を改善し、特定のアプリケーションや市場のニーズに合わせて機能と出力をカスタマイズし、統合アクセサリの大規模なポートフォリオを開発してきました。その結果、GEW の今日の商用製品には、コンパクトなハウジング設計、紫外線反射率の向上と赤外線の低減に最適化された反射鏡、静かな一体型シャッター機構、ウェブスカートとスロット、クラムシェルウェブフィーディング、窒素不活性化、正圧ヘッド、タッチスクリーンオペレータインターフェイス、ソリッドステート電源、運用効率の向上、紫外線出力監視、リモートシステム監視が組み込まれています。

中圧電極ランプが動作しているとき、石英表面温度は 600 ℃ ～ 800 ℃ で、内部プラズマ温度は数千℃です。強制空気は、適切なランプ動作温度を維持し、放射される赤外線エネルギーの一部を除去する主な手段です。GEW はこの空気を負圧で供給します。つまり、空気はケースを通ってリフレクターとランプに沿って引き込まれ、アセンブリから排出され、機械または硬化面から離れます。E4C などの一部の GEW システムでは、液体冷却が利用されており、これにより UV 出力がわずかに大きくなり、ランプヘッド全体のサイズが小さくなります。

電極アークランプには、ウォームアップとクールダウンのサイクルがあります。ランプは最小限の冷却で点灯します。これにより、水銀プラズマが目的の動作温度まで上昇し、自由電子と陽イオンが生成され、電流が流れるようになります。ランプヘッドをオフにすると、冷却は数分間継続され、石英管が均等に冷却されます。ランプが熱すぎると再点灯しないため、冷却を続ける必要があります。起動と冷却のサイクルの長さ、および各電圧ストライク中の電極の劣化のため、GEW 電極アークランプアセンブリには必ず空気圧シャッター機構が組み込まれています。

以下の画像は、空冷式 (E2C) および液冷式 (E4C) の電極アークランプです。

水銀蒸気ランプは、水銀の使用を規制する世界機関から厳しい監視を受けています。水銀規制が現在印刷業界にどのような影響を与えているかについては、こちらをご覧ください。

UV LEDランプ

半導体は固体の結晶材料で、ある程度の導電性があります。半導体を流れる電気は絶縁体よりは優れていますが、金属導体ほどではありません。天然に存在するが効率の悪い半導体には、シリコン、ゲルマニウム、セレンなどの元素が含まれます。出力と効率を重視して合成された半導体は、結晶構造内に不純物が正確に浸透した複合材料です。UV LED の場合、アルミニウムガリウム窒化物 (AlGaN) が一般的に使用される材料です。

半導体は現代の電子機器の基礎であり、トランジスタ、ダイオード、発光ダイオード、マイクロプロセッサを形成するように設計されています。半導体デバイスは電気回路に組み込まれ、携帯電話、ラップトップ、タブレット、家電製品、飛行機、自動車、リモコン、さらには子供のおもちゃなどの製品に搭載されています。これらの小さくても強力なコンポーネントにより、日常の製品が機能すると同時に、アイテムがコンパクトで薄く、軽量で、手頃な価格になっています。

LED の特殊なケースでは、精密に設計および製造された半導体材料が、DC 電源に接続すると、比較的狭い波長帯の光を発します。光は、各 LED の正極 (+) から負極 (-) に電流が流れるときにのみ生成されます。LED の出力は迅速かつ容易に制御でき、準単色であるため、LED は、表示灯、赤外線通信信号、テレビ、ラップトップ、タブレット、スマートフォンのバックライト、電子看板、広告板、ジャンボトロン、UV 硬化などに最適です。

LED は正負接合 (p-n 接合) です。つまり、LED の 1 つの部分は正電荷を持ち、陽極 (+) と呼ばれ、もう 1 つの部分は負電荷を持ち、陰極 (-) と呼ばれます。両側は比較的導電性がありますが、両側が接する接合境界 (空乏層) は導電性がありません。直流 (DC) 電源の正 (+) 端子を LED の陽極 (+) に接続し、電源の負 (-) 端子を陰極 (-) に接続すると、陰極の負に帯電した電子と陽極の正に帯電した電子空孔が電源によって反発され、空乏領域に向かって押し出されます。これは順方向バイアスであり、非伝導境界を克服する効果があります。その結果、n 型領域の自由電子が交差して p 型領域の空孔を埋めます。電子が境界を横切ると、より低いエネルギー状態に移行します。それぞれのエネルギー低下は、光子として半導体から放出されます。

結晶 LED 構造を形成する材料とドーパントによって、スペクトル出力が決まります。現在、市販の LED 硬化光源は、365、385、395、405 nm を中心とする紫外線出力、一般的な許容範囲 ±5 nm、ガウス分布を備えています。ピークスペクトル放射照度 (W/cm²/nm) が大きいほど、ベル曲線のピークが高くなります。UVC の開発は 275 ～ 285 nm で進行中ですが、出力、寿命、信頼性、コストは、硬化システムやアプリケーションではまだ商業的に実現可能ではありません。

UV LED 出力は現在、より長い UVA 波長に制限されているため、UV LED 硬化システムは、中圧水銀灯の広帯域スペクトル出力特性を放射しません。つまり、UV LED 硬化システムは、UVC、UVB、ほとんどの可視光線、および熱を発生する赤外線波長を放射しません。これにより、UV LED 硬化システムはより熱に敏感な用途で利用できるようになりますが、中圧水銀ランプ用に配合された既存のインク、コーティング、接着剤は、UV LED 硬化システム用に再配合する必要があります。幸いなことに、化学品サプライヤーは、デュアルキュアとして製品を設計する傾向が高まっています。つまり、UV LED ランプで硬化することを目的としたデュアルキュア配合は、水銀ランプでも硬化します。

GEW の UV LED 硬化システムは、発光窓で最大 30 W/cm² を放射します。電極アークランプとは異なり、UV LED 硬化システムには、光線を集中焦点に向ける反射板が組み込まれていません。その結果、UV LED のピーク放射照度は、発光窓の近くで発生します。ランプヘッドと硬化表面の間の距離が長くなるにつれて、放射された UV LED 光線は互いに分散します。これにより、硬化表面に到達する光の集中と放射照度の大きさが低下します。ピーク放射照度は架橋にとって重要ですが、放射照度が高くなることは必ずしも有利ではなく、架橋密度の向上を妨げることさえあります。波長 (nm)、放射照度 (W/cm²)、エネルギー密度 (J/cm²) はすべて硬化において重要な役割を果たしており、UV LED 光源の選択時には、それらの総合的な硬化への影響を適切に理解する必要があります。

LED はランバート光源です。つまり、各 UV LED は、360° x 180° の半球全体にわたって均一な前方出力を放射します。多数の UV LED は、それぞれが 1 ミリメートル四方のオーダーで、1 列、行と列のマトリックス、またはその他の構成で配置されています。モジュールまたはアレイと呼ばれるこれらのサブアセンブリは、ギャップ全体でのブレンドを確実にし、ダイオードの冷却を容易にする LED 間の間隔で設計されています。複数のモジュールまたはアレイは、より大きなアセンブリに配置され、さまざまなサイズの UV 硬化システムを形成します。UV LED 硬化システムを構築するために必要な追加コンポーネントには、ヒートシンク、発光ウィンドウ、電子ドライバー、DC 電源、液体冷却システムまたはチラー、およびヒューマンマシンインターフェイス (HMI) があります。

UV LED 硬化システムは赤外線波長を放射しないため、本質的に水銀灯よりも硬化表面への熱エネルギー伝達が少なくなりますが、これは UV LED を冷間硬化技術と見なすべきという意味ではありません。UV LED 硬化システムは非常に高いピーク放射照度を放射することがあり、紫外線波長はエネルギーの一形態です。化学物質によって吸収されない出力は、下にある部品または基板だけでなく周囲の機械部品も加熱します。

UV LED は電気部品でもあり、その非効率性は生の半導体設計と製造、および LED を大型硬化ユニットにパッケージ化するために使用される製造方法と部品によってもたらされます。水銀蒸気石英管の温度は動作中に 600 ～ 800 ℃ に維持する必要がありますが、LED p-n 接合温度は 120 ℃ 未満に維持する必要があります。UV LED アレイに電力を供給する電力の 35 ～ 50% のみが紫外線出力に変換されます (波長に大きく依存します)。残りは熱に変換され、望ましい接合温度を維持し、指定されたシステム放射照度、エネルギー密度、均一性、および長寿命を確保するために除去する必要があります。LED は本質的に長寿命のソリッドステートデバイスであり、適切に設計および維持された冷却システムを備えたより大きなアセンブリに LED を統合することが、長寿命仕様の達成に不可欠です。すべての UV 硬化システムが同じというわけではなく、設計および冷却が不適切な UV LED 硬化システムは、過熱して壊滅的な故障を起こす可能性が高くなります。

LED UV 硬化に関するよくある質問の多くは、このページでご覧いただけます。

アーク/LEDハイブリッドランプ

既存の技術に代わるまったく新しい技術が導入される市場では、採用に対する不安やパフォーマンスに対する懐疑心が生じる可能性があります。潜在的なユーザーは、確立されたインストールベースが形成され、ケーススタディが公開され、肯定的な証言が大量に流通し始め、知り合いで信頼している個人や企業から直接の経験や紹介が得られるまで、採用を遅らせることがよくあります。市場全体が古いものを完全に手放し、新しいものに完全に移行するには、確固たる証拠が必要になることがよくあります。早期導入者は競合他社に同等のメリットを実現させたくないため、成功事例は厳重に秘密にされる傾向があるため、状況は悪化します。その結果、実際の失望話と誇張された失望話の両方が市場全体に響き渡り、新しい技術の真のメリットが隠蔽され、採用がさらに遅れることがあります。

歴史を通じて、消極的な採用に対抗するために、ハイブリッドデザインは、既存の技術と新しい技術の間の移行的な橋渡しとして頻繁に採用されてきました。ハイブリッドにより、ユーザーは自信を深め、現在の機能を犠牲にすることなく、新しい製品や方法をいつどのように使用するかを自分で決定できます。UV 硬化の場合、ハイブリッドシステムにより、ユーザーは水銀灯と LED 技術をすばやく簡単に切り替えることができます。複数の硬化ステーションを備えたラインの場合、ハイブリッドにより、プレス機は 100% LED、100% 水銀灯、または特定のジョブに必要な 2 つの技術の組み合わせで稼働できます。

GEW は、ウェブコンバーター用の Arc/LED ハイブリッドシステムを提供しています。このソリューションは、GEW の最大の市場であるナローウェブラベル用に開発されましたが、ハイブリッド設計は他のウェブおよび非ウェブアプリケーションにも使用できます。Arc/LED には、水銀蒸気または LED カセットを収容できる共通のランプヘッドハウジングが組み込まれています。両方のカセットは、ユニバーサル電源および制御システムで動作します。システム内のインテリジェンスにより、カセットの種類を区別し、適切な電源、冷却、およびオペレーターインターフェイスを自動的に提供します。GEW の水銀蒸気または LED カセットの取り外しまたは取り付けは、通常、六角レンチ 1 本を使用して数秒以内に完了します。

エキシマランプ

エキシマランプは、準単色の紫外線エネルギーを放射するガス放電ランプの一種です。エキシマランプにはさまざまな波長がありますが、一般的な紫外線出力は 172、222、308、351 nm に集中しています。172 nm エキシマランプは真空 UV 帯域 (100 ～ 200 nm) に含まれますが、222 nm は UVC (200 ～ 280 nm) のみです。308 nm エキシマランプは UVB (280 ～ 315 nm) を放射し、351 nm は完全に UVA (315 ～ 400 nm) です。

172 nm 真空 UV 波長は UVC よりも短く、より多くのエネルギーを含んでいますが、物質の非常に深いところまで浸透するのは困難です。実際、172 nm 波長は、UV 配合化学物質の上位 10 ～ 200 nm 内で完全に吸収されます。その結果、172 nm エキシマランプは UV 配合物の最外表面のみを架橋するため、他の硬化装置と組み合わせて統合する必要があります。真空 UV 波長も空気に吸収されるため、172 nm エキシマランプは窒素不活性雰囲気で動作させる必要があります。

ほとんどのエキシマランプは、誘電体バリアとして機能する石英管で構成されています。管には、エキシマ分子またはエキシプレックス分子を形成できる希ガスが充填されています。ガスによって生成される分子は異なり、励起された分子によってランプから放射される波長が決まります。石英管の内側の長さに沿って高電圧電極が走り、外側の長さに沿って接地電極が走っています。電圧はランプに高周波でパルス状に印加されます。これにより、内部電極内で電子が流れ、ガス混合物を通して外部接地電極に向かって放電します。この科学的現象は、誘電体バリア放電 (DBD) として知られています。電子がガス中を移動すると、原子と相互作用して、エキシマ分子またはエキシプレックス分子を生成するエネルギー化またはイオン化種が生成されます。エキシマ分子とエキシプレックス分子の寿命は極めて短く、励起状態から基底状態に分解すると、準単色分布の光子が放射されます。

水銀蒸気ランプとは異なり、エキシマランプの石英管の表面は熱くなりません。その結果、ほとんどのエキシマランプは冷却をほとんどまたはまったく必要とせずに動作します。その他の場合には、通常は窒素ガスによって提供される低レベルの冷却が必要です。ランプの熱安定性により、エキシマランプは瞬時にオン/オフでき、ウォームアップやクールダウンのサイクルは必要ありません。

172 nm で放射するエキシマランプを準単色 UVA LED 硬化システムと広帯域水銀灯の両方と組み合わせて統合すると、マットな表面効果が得られます。UVA LED ランプは最初に化学物質をゲル化するために使用されます。次に準単色エキシマランプを使用して表面を重合し、最後に広帯域水銀灯が残りの化学物質を架橋します。別々の段階で適用される 3 つのテクノロジーの独自のスペクトル出力により、いずれの UV 光源も単独では実現できない有益な光学的および機能的な表面硬化効果がもたらされます。

172 nm と 222 nm のエキシマ波長は、危険な有機物質や有害な細菌を破壊するのにも効果的であるため、エキシマランプは表面洗浄、消毒、表面エネルギー処理に実用的です。

GEW のエキシマランプの詳細については、こちらをご覧ください。

ランプ寿命

ランプまたは電球の寿命に関しては、GEW のアークランプは通常最大 2000 時間です。ランプの寿命は絶対的なものではなく、UV 出力は時間の経過とともに徐々に低下し、さまざまな要因の影響を受けます。ランプの設計と品質、UV システムの動作状態、配合物の反応性が重要です。適切に設計された UV システムでは、特定のランプ (電球) 設計に必要な適切な電力と冷却が確実に提供されます。

GEW が提供するランプ (電球) は、GEW 硬化システムで使用する場合、常に最長の寿命を提供します。二次供給元は通常、サンプルからランプをリバースエンジニアリングしており、コピーには同じエンドフィッティング、石英直径、水銀含有量、またはガス混合物が含まれていない可能性があり、これらはすべて UV 出力と熱発生に影響する可能性があります。熱発生とシステム冷却のバランスが取れていない場合、ランプは出力と寿命の両方で悪影響を受けます。低温で動作するランプは UV の放出が少なくなります。高温で動作するランプは長持ちせず、表面温度が高いと変形します。

電極アークランプの寿命は、ランプの動作温度、動作時間数、および始動または点灯回数によって制限されます。始動時にランプが高電圧アークで点灯されるたびに、タングステン電極が少しずつ摩耗します。最終的には、ランプは再点灯しなくなります。電極アークランプにはシャッター機構が組み込まれており、作動するとランプ電力を繰り返しサイクルする代わりに UV 出力をブロックします。反応性の高いインク、コーティング、接着剤を使用するとランプ寿命が長くなる可能性がありますが、反応性の低い配合ではランプの交換頻度が高くなる可能性があります。

UV LED システムは、従来のランプよりも本質的に長持ちしますが、UV LED の寿命も絶対的ではありません。従来のランプと同様に、UV LED は駆動できる強度に制限があり、通常は接合部温度が 120℃ 未満で動作する必要があります。LED を過剰に駆動したり冷却不足にしたりすると寿命が短くなり、劣化が早まったり、重大な故障を引き起こしたりします。現在、すべての UV LED システムサプライヤが、20,000 時間を超える最長の寿命を満たす設計を提供しているわけではありません。設計とメンテナンスが優れたシステムは 20,000 時間を超えても持続しますが、劣悪なシステムはそれよりはるかに短い期間で故障します。幸いなことに、LED システムの設計は改善を続け、設計の繰り返しごとに寿命が延びています。

オゾン

より短い UVC 波長が酸素分子 (O₂) に衝突すると、酸素分子 (O₂) が 2 つの酸素原子 (O) に分裂します。自由酸素原子 (O) は、他の酸素分子 (O₂) と衝突してオゾン (O₃) を形成します。三酸素 (O₃) は二酸素 (O₂) よりも地上レベルでは不安定であるため、オゾンは大気中を漂う際に酸素分子 (O₂) と酸素原子 (O) に容易に戻ります。自由酸素原子 (O) は、排気システム内で互いに再結合して酸素分子 (O₂) を生成します。

工業用 UV 硬化アプリケーションでは、大気中の酸素が 240 nm 未満の紫外線波長と相互作用するとオゾン (O₃) が生成されます。広帯域水銀蒸気硬化源は、オゾン生成領域の一部と重なる 200 ～ 280 nm の UVC を放射し、エキシマランプは 172 nm の真空 UV または 222 nm の UVC を放射します。水銀蒸気およびエキシマ硬化ランプによって生成されるオゾンは不安定で、環境に対する重大な懸念はありませんが、高濃度では呼吸器を刺激し有毒であるため、作業者の周囲から除去する必要があります。市販の UV LED 硬化システムは 365 ～ 405 nm の UVA 出力を放射するため、オゾンは生成されません。

オゾンは、金属、燃える電線、塩素、電気火花の臭いに似た臭いがあります。人間の嗅覚は、0.01 ～ 0.03 ppm の低濃度のオゾンを感知できます。人や活動レベルによって異なりますが、0.4 ppm を超える濃度は呼吸器系への悪影響や頭痛を引き起こす可能性があります。作業者のオゾンへの曝露を制限するために、UV 硬化ラインには適切な換気装置を設置する必要があります。

UV 硬化システムは、一般的に、ランプヘッドから排出される排気を閉じ込めるように設計されており、排気はオペレーターから離れた建物の外にダクトで送られ、酸素と日光の存在下で自然に分解されます。また、オゾンフリーランプには、オゾンを生成する波長をブロックする石英添加剤が組み込まれており、ダクトの設置や屋根への穴あけを避けたい施設では、排気ファンの出口にフィルターを設置することがよくあります。