厚層の歯科用模型や矯正装置は、下層が十分に架橋されないと崩れてしまいます。深部にある光開始剤には十分な光子が届かないため、モノマーが残ってしまいます。実際には、これによりエッジが弱くなったり、臭いが消えないことがあり、生物適合性試験でも不合格になります。
重要なのは、UV硬化処理においては単に最大照射強度だけでは不十分であり、全体の断面を通して十分なエネルギー密度を供給することです。光開始剤のスペクトル出力に合わせた、高浸透力のUVランプが必要です。一般的には365nmから405nmの波長帯が適しています。そうすれば、光子が厚い層の底まで到達し、均一な架橋が行われます。
模型表面で少なくとも2,000 mJ/cm²のエネルギーが得られるようにし、反射効率は85％以上に保つことで散乱を減らしましょう。当社のオゾンフリーの高圧水銀灯は、時間が経ってもスペクトル分布を維持し、3,000時間経過しても出力の低下は5％未満です。これにより、光開始剤の活性化が安定します。
この方法が有効な理由は、厚層の模型には単に表面上だけでなく、深部までの硬化が必要だからです。ランプの深部浸透型の波長特性により、光開始剤が樹脂の全層にわたって分解され、底から上まで均一に架橋が進みます。その結果、処理時間が短縮され、未硬化のために廃棄される部品も減り、機械的性質も安定します。
また、反射器によってビームが集中され、ランプが迅速に所定の出力を発揮するため、エネルギーの消費も減少します。ウォームアップの時間も不要です。
いくつかの注意点としては、ランプのスペクトル出力を使用する樹脂の光開始剤の適切な波長帯に合わせることです。波長が合わないと、エネルギーが無駄になり、露光時間も長くなります。
また、硬化室の形状も重要です。距離やビームの形状がエネルギー密度に直接影響します。厚い層の場合、最適な浸透のためには20～30mm程度の焦点距離が必要です。
最後に、高強度のランプは高温になります。感光性の高い部品を守り、硬化中の樹脂の温度を安定させるために、適切な空気流と断熱処理が必要です。