会社のニュース UV LED：文化財修復家の見えざる手

文化財修復の分野では、「最小限の介入」と「可逆的な修復」が中核的な原則です。従来の修復方法は、熱による損傷、化学残留物、不十分な精度などの問題によって制限されることがよくあります。あるUV LEDメーカーは、国内トップクラスの文化財保護研究機関と共同で、青銅器のひび割れ修復と古文書の補強という2つの大きな課題に対応するため、低温精密UV LED硬化システムをカスタマイズして開発しました。このシステムは、多くの貴重な文化財の修復における困難を解決することに成功し、ニッチ分野における技術応用のモデルとなっています。

この修復には、2つの典型的な種類の文化財が関わりました。まず、2000年以上地中に埋まっていた西漢時代の青銅鳳凰灯は、0.1～0.3mmの細かいひび割れが多数見られました。一部の箇所では、青銅の本体と錆層が剥がれていました。従来のエポキシ樹脂硬化では高温加熱が必要であり、装飾が剥がれやすくなる可能性があります。次に、虫害により紙が繊維状になり、繊維強度が元の紙の30％にまで低下した、珍しい明代の書籍です。従来のペースト補強では、水染みができやすく、最大72時間の乾燥期間が必要となり、文化財の安全を脅かす可能性があります。「青銅の熱に対する感受性と古文書の脆弱性により、修復作業において『補強は必然的に損傷につながる』というジレンマが生じています」と、文化財保護研究所の修復士である李氏は述べています。彼は、「熱を使わず、残留物がなく、精密に制御可能な」硬化技術が、この行き詰まりを打破するために緊急に必要であると付け加えました。

文化財修復の具体的なニーズに対応するため、UV LEDメーカーはカスタマイズされたソリューションを開発しており、光源設計、接着剤の適合性、操作制御の3つの主要分野で画期的な進歩を遂げています。

365nm/395nmデュアルバンド調整可能な冷光源を利用し、窒化アルミニウムセラミック基板と分散型放熱構造を採用することで、照射領域の温度上昇を5℃以下に抑え、文化財への熱放射による損傷を完全に排除しています。電力密度は5～500mW/cm²の間で無段階に調整可能であり、光学レンズ群と組み合わせることで、スポット径を0.5～10mmの間で精密に制御し、青銅器の微細なひび割れの修復や、古文書の特定の補強領域のカバーを可能にしています。

文化財用のカスタム設計されたUV硬化型接着剤が、接着剤会社と共同で開発されました。青銅器の場合、接着剤の屈折率は青銅腐食層（1.52～1.55）と一致し、25 MPaの硬化強度を達成し、特殊な溶剤による逆溶解を可能にし、可逆的な修復の要件を満たしています。古文書の場合、ナノセルロース修飾UV接着剤を使用し、粘度はわずか5 mPa・sで、0.01 mm以内の制御可能な浸透深さを実現しています。硬化後、紙繊維と「ネットワーク架橋」を形成し、蛍光残留物のない完全な透明性を実現しています。

顕微鏡イメージングとレーザー位置決めモジュールを搭載し、修復領域を200倍に拡大してリアルタイムで観察できます。硬化パラメータはタッチスクリーン経由でプリセットされており、青銅のひび割れ修復には「365nm波長+100mW/cm²電力+2秒硬化」モードを使用し、古文書の補強には「395nm波長+50mW/cm²電力+」を使用します。

前処理段階：ひび割れの表面をエタノール混合物で洗浄し、緩んだ錆や汚染物質を除去しました。非破壊検査により、ひび割れの深さを確認しました（最大1.2mm）。

接着剤の注入と硬化：マイクロシリンジを使用して、カスタムUV接着剤をひび割れに注入しました。レーザー位置決めを使用して、UV LEDスポットを注入領域に合わせ、プリセットされたパラメータに従って硬化を開始しました。接着剤は2秒以内に硬化し、顕微鏡システムを使用して、プロセス中に接着剤の溢れは観察されませんでした。

後処理：硬化した接着剤層の表面を細かいサンドペーパーで研磨しました。従来の古色付け技術と組み合わせることで、修復箇所の色と質感を元の文化財と完全に一致させました。X線蛍光分析では、異常な化学残留物は検出されませんでした。

繊維補強：古文書を無酸性の作業台に平らに置きました。ナノセルロースUV接着剤をスプレーガンを使用して凝集領域に均一にスプレーし、1回のスプレー量は0.1 ml/cm²に制御しました。

精密硬化：UV LED光源を紙から10cmの距離に調整しました。「スキャン硬化」モード（移動速度5 mm/s）を使用して、1秒以内に局所的な補強を完了しました。硬化後、余分な接着剤を無酸性の吸収紙で直ちに吸収しました。

性能試験：補強された紙の繊維強度は、元の紙の85％に増加しました。耐老化性試験（自然環境を50年間シミュレート）後、脆化や変色はなく、接着剤層が古文書にインクのにじみを引き起こすこともありませんでした。

UV LEDのニッチな応用である文化財修復は、その成功した実装を通じて、技術の「柔軟な適応性」を証明しました。波長を精密に制御し、電力を無段階に調整し、材料を共同開発することにより、UV LEDは従来のプロセスの限界を克服し、精度と安全性が非常に高い専門分野で革新的な応用を実現できます。文化財保護研究所の所長は、「この『冷光』は、文化財の物理的な損傷を修復するだけでなく、伝統文化遺産の継承のための新たな技術的道筋を提供します」と述べています。