JPH059458B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、活性線照射装置に関し、照射効率の
優れた、特に長尺状の被照射物を連続的に照射す
るのに好適な高い実用性を有する装置に関する。 従来、各種合成樹脂、シリコーンゴムその他有
機化合物類に活性線を照射して望所の変性ないし
化学反応を行わせることは知られている。 本発明者らは、このような活性線、例えば、紫
外線、赤外線、電子線あるいは放射線などを照射
して、効果的に物質の改質等を行いうる装置につ
いて、多くの試作研究を行つた結果、構造が簡単
で照射効果の優れた省エネルギータイプの活性線
照射装置を開発した。 すなわち、本発明は、筒状容器内に複数個の活
性線ラジエーターを配設して成る活性線照射装置
において、各ラジエーターの集束された照射線の
中央の主照射線が相対するラジエーターを直射し
ないように筒状容器内壁に適当な間隔を置いて取
り付けられて成る活性線照射装置を提供するもの
である。 本発明の装置において、照射炉本体を構成する
筒状容器は、通常、円筒状、角筒状のものが用い
られ、角筒状としては断面が四角形のほか、五角
形以上の正多角形の筒状体が有利に用いられる。
炉の材質は特に限定されないが、照射線に対して
安定で、耐熱性、耐食性の優れた、例えばステン
レス鋼のようなものが一般に使用される。また、
照射源に用いられるラジエーターは、工業的に通
常提供され使用される細長い形状のものが用いら
れ、炉の大きさ、要求される照射線量及び用いら
れるラジエーターの容量等により、その使用本数
は選択される。本発明の装置においては、このよ
うな細長い形状のラジエーターは、その照射線が
ラジエーターから放射状に出る光線を一定の放射
方向に集束したラジエーターの長さの幅をもつた
照射線束を形成するように適用される。そのよう
な集束は、例えばラジエーターの長さ全体にわた
る集束しうる溝状開口を有するカバー状保護部材
ないし支持部材に該ラジエーターを収納する方
法、あるいはラジエーターの外表面に、集束線用
開口条を残して、例えば金属等の反射用塗膜を形
成させる方法などが好都合に採用される。 本発明の装置においては、上記のように照射線
を集束するようにしたラジエーターを用いること
が重要である。このようなラジエーターは、中心
線部に置かれた被照射物を周囲から均一に照射す
るように、筒状容器の内壁に適当な間隔をおいて
複数個取り付けられる。その取り付けにおいて
は、各ラジエーターの集束線は被照射物がおかれ
る軸線を照射するが、集束線の中央の最も線量の
大きな主照射線が相対する壁面に取り付けられた
ラジエーター自体を直射しないようにすることが
極めて重要である。ラジエーターとして、例えば
強い発熱を伴う赤外ランプを用いた赤外線ラジエ
ーターを用いる装置の場合には、相対する赤外ラ
ンプが、その主照射線により相互にランプを直射
するときは、異常な加熱が相剰的に促進され、ラ
ンプ自体が溶けたり破損するなどして容易に機能
を失うので極めて不都合である。従つて、ラジエ
ーターを主照射線が他のラジエーターを直射しな
いように取り付けることは赤外線ラジエーターの
場合には特に望ましく、他の活性線ラジエーター
にも有利且つ好都合に使用することができる。 このように、装置内において各ラジエーターが
その主照射線により相対するラジエーターを直射
しないように取り付けるには、筒状容器の軸線に
沿つておかれる長尺の被照射物の方向に対し、ラ
ジエーターの長さ方向を直角に設置する場合に
は、筒状の相対する内壁面に千鳥足状に互い違い
に取り付けたり、あるいは対向位置に配合しても
主照射線がいくらか傾斜するように傾けて取り付
ければよいし、また、細長いラジエーターを被照
射物の移動方向と平行するように取り付けるとき
には、通常、照射炉としての筒状容器は、該移動
方向に垂直な面による容器の断面が、円又は正多
角形の内壁を有するものが用いられ、その内壁に
実質的に等間隔に複数個のラジエーターが設置固
定される。各ラジエーターは、筒状容器の軸線を
主照射線が照射するように中心に向けられるが、
奇数個取り付ける場合には何ら不都合はないとし
ても、偶数個取り付ける場合には、例えば、僅か
に取り付け位置を移動させて対向ラジエーターが
その主照射線により相互に直射し合わないように
したり、あるいは主照射線が炉容器の軸線と一致
しないように、スペーサーによつて僅かに照射方
向を傾けて取り付けるなどの方法により直射を回
避させることができる。このように、ラジエータ
ーを被照射物の移動方向と平行に取り付けたもの
は、縦型照射装置として好都合である。 筒状容器内壁へのラジエーターの取り付けは、
ラジエーターの長さや容量、本数がある程度制限
されるので、被照射物を適度のスピードで連続的
に導入しながら連続的に照射したり、可及的短時
間に照射するのに適応させるために、２段以上の
複数段にすることが通常採用され、被照射物の所
望線量に従つて、その移動速度や作用させるラジ
エーターの本数など適宜選択使用される。 また、本発明の装置には、透明石英管を筒状容
器と同軸的に配置使用することが好ましい。この
透明石英管は、その軸線上を長尺の被照射物が移
動し、炉の容器内壁にこれを包囲するように配設
されたラジエーター群と被照射物とを隔離するよ
うに取り付けられ運転される。透明な石英は、紫
外領域、可視領域、近〜遠赤外領域等の広い範囲
にわたる波長光を高度に透過するので、透明石英
管を隔離部材として使用するときは、照射効率を
実質的に低下させることがないばかりでなく、被
照射物が化学的に変化して、その際発生する各種
ガス体が炉の内壁やラジエーターと接触する不利
を完全に防止し、さらに、例えば赤外ラジエータ
ーのような加熱作用を利用する照射においては、
石英管内の温度を均一化して被照射物の均一な化
学的変化あるいは物理的性質の変化を行わせるの
に極めて効果的に作用する。このような望ましい
諸効果を具現させるために、石英管は、通常、炉
の内壁の直径又は平均径の約1/4〜3/4の径のもの
が有利に用いられ、その肉厚は実用上の強度及び
重量を考慮して例えば１mm〜数mmの範囲から選択
される。 透明石英管をこのように使用するときは、被照
射物と管の表面がそれぞれ帯電し、管の中の移動
する被照射物は多少のゆれで容易に管内壁に誘引
され付着するというトラブルがしばしば引き起こ
される。このような不都合を回避するために、大
きい内径の石英管を使用してもよいが、必要以上
に大きい径のものを使用することは装置的にも取
扱いの面からも不利であり、工業的に望ましくな
い。本発明者らは、このような不都合を解消する
方法について検討した結果、透明石英管に導電性
材料を配設することが極めて効果的であることが
わかつた。導電性材料としては、金属製網が好ま
しく用いられ、耐熱性、耐食性の点からステンレ
ス鋼網が実用上有利に採用される。このような金
属製網の使用は、照射する活性線を部分的に遮断
し、照射効果を低下させる恐れがあるので通常、
着想し難いところであるが、意外なことに、照射
効果を実質的に低下させることなく、しかも被照
射物の管内表面への付着を効果的に防止しうるこ
とが見出された。また、このような金属製網の透
明石英管への配設は、該管の実質的全体にわたつ
て、その内表面あるいは外表面に接触状に取り付
けるか、管肉内に埋没状に一体化してもよく、こ
れらは組合せて採用することもできる。この金属
製網は、あまり網目の密なものは好ましくなく、
適当な粗状、例えば５mm×５mm程度の網目を有す
るものであれば好適に使用できる。また、網を構
成する針金の太さは特に制限されないが、0.2〜
１mm程度の径のものが実用上有利である。さら
に、金属製網は、石英管の表面に接合しうる管状
のものをあらかじめ作成してもよいが、例えば管
の内表面に配設する場合には、管の長さ及び内周
に相当する辺の長さの四角形の板状網体を丸めて
管内に挿入し、その弾性を利用して適用すること
ができ、また外表面への適用は従来知られた適当
な手段により管の外表面に網体を接触状態に取り
付けることができる。また、このような管の表面
に金属製網を接触状に配するかわりに、管の表面
に耐食性、耐熱性を有する金属又は合金類による
網状のメツキ層ないし印刷層を形成させることも
できる。 筒状容器照射炉本体は、通常被照射物の移送方
向に長手状に形成されるので、比較的細くコンパ
クトな装置として提供されるが、これを軸と平行
な面で切つた割り型にするとき装置としての機能
を何ら阻害することなく、極めて厄介であつた装
置の点検、補修や最適照射条件の設定などを容易
に行うことができる。この割り型は、２つ割りで
充分であり、例えば半円筒状の２個の組合せが製
作上有利であるが、ラジエーターの取りはずしな
どを含む装置の点検に支障をきたさない範囲で不
斉形状の組合せとすることができる。また、２つ
割りの一方は土台又は支持台と一体に結合される
が、他方は蝶番などを用いて蝶着状に結合し組み
合わせることが望ましい。 本発明の照射装置は活性線ラジエーターを使用
するので、その安全性を確保することが重要であ
り、通常、筒状容器照射炉本体の外側に適当な間
隙を設けて包囲する保全用外壁を形成させること
が望ましく、赤外線ラジエーターのような加熱を
伴う場合には、炉容器の外周の間隙に断熱材を充
てんすることが好ましい。また、装置の両端部に
は、活性線の装置外への漏出を防止するため、通
常、長尺被照射物の導入口及び取り出口を設けた
蓋部材がそれぞれ取り付けられる。特に上記外壁
は筒状の照射炉本体の割り型に対応して、これと
一体化した割り型とすることが実用的であり、ま
た、炉内には適当個所に温度計等を設置し、その
他所望設備を取り付けることが好ましい。 また、装置の照射運用に際しては、被照射物に
要求される線量に応じて、必要な数のラジエータ
ーを選択的に作用させることもでき、さらに、照
射によつて有害ガス物質等が発生する場合には、
これを系外に早期排出させるため、例えば空気や
不活性ガス等を被照射物質導入口側または、取出
し口側から送入させることが好ましく、特に石英
管口に送入しうるような配管を設備することがよ
い。 本発明の照射装置は、特に輻射伝熱機構を利用
するのに好適なものであり、赤外線ラジエーター
の照射装置として優れた熱効率が得られ、また、
紫外線照射装置として好適である。さらに、筒状
容器照射炉を２つ割り型にし、同軸的に透明石英
管を配置した場合には、一層優れた照射効率と一
層容易な操作、点検及び維持管理を行うことがで
き、また、極めてコンパクトな装置として提供で
きるので、ポータブル装置として高い実用性を有
する。 次に、添付図面により本発明の装置を更に詳細
に説明する。 第１図は、本発明の装置の１例を外筒壁内に固
定した状態の部分切欠正面図である。また、第２
図は、Ａ−Ａ線による横断面図で第３図は、ラジ
エーターが支持部材中に保持された状態の例を示
す拡大平面図である。 図において、活性線照射炉本体を構成する筒状
容器１は、保全用筒状外壁２内に同軸的に一体に
固定され、その間隙には、好ましくは電気絶縁性
の断熱材３が充てんされている。該容器１の内壁
には、活性線ラジエーター、例えば赤外線ラジエ
ーター５がホルダー５がホルダー６，６に保持さ
れ、同一水平ゾーンに複数個（図では６本）が等
間隔に配設されている。その隣接する水平ゾー
ン、例えばすぐ下側にも複数個のラジエーター
５′がホルダー６′，６′により保持されて適当な
手段で容器内壁に取り付けられている。上側のラ
ジエーター５，５…と下側のラジエーター５′，
５′…とは同一直線状に配置してもよいが、図に
示す如く、順次互い違いになるように配設するこ
とが実用上好ましい。 しかして、ラジエーター５は、該ラジエーター
の両端部を把持するホルダー６，６を両端に有す
る支持部材７によつて保護され、該支持部材７の
底面には、片側にのみスペーサー８があてがわれ
てラジエーターの主照射線は軸線から僅かにはず
れるように傾けられている。若干傾けられた支持
部材７は、ラジエーターの長さとほゞ一致する長
さを有し、長さ方向全体にわたつて中心部にラジ
エーターを収納する空胴腔及びそこから上面にわ
たつて形成されたラジエーターの照射光を集束す
るため凹条溝９を有する。ラジエーターがこのよ
うな支持部材７及びホルダー６，６に取り付けら
れるとき、支持部材７の上面の中心線に形成され
た凹条溝９から直上方向へ適度に集束された照射
線束がラジエーターの長さ全体にわたつて形成さ
れる。ラジエーターのこの軸線方向に集束された
線束の中心線である主照射線は、スペーサー８に
よつて傾けられているので軸線を照射することが
なく、すべてのラジエーターの集束照射線は軸線
部を照射するが、その主照射線は軸線部を照射せ
ず、それぞれ相対する位置に取りつけられたラジ
エーターを直射することはない。また、容器１の
内側には透明石英管１０が同軸的に配置されてお
り、被照射物１１は、その中心線部、すなわち軸
線部において照射変性される。この石英管は、広
い波長範囲の光線を高度に透過させるから、石英
管１０による照射ロスは実質的になく、照射によ
つて被照射物から発生するかも知れない望ましく
ない有害ガスを管内に確保し、ラジエーターや筒
状容器本体などをそれらガスによつて接触汚染さ
れることを防護するので、装置の耐久性向上の点
からも、その使用は極めて望ましく、また図には
示していないが、この石英管１０の表面、特に内
表面の実質的全表面にわたつて金属製網を接触状
に取り付けるか、網状金属メツキ層を設けること
は更に好ましい。また、赤外線ラジエーターの場
合には加熱現象を伴うが、管内の加熱温度がより
均一化されるので、均一な照射効果が得られる利
点を併有する。 また、容器本体１と保全用外壁２は第２図に示
すように２つ割り型に形成されて蝶番４によつて
蝶着状に開閉自在に構成されている。他の接合部
はパンチ錠（図示せず）によつて強固に閉塞締結
される。このような割り型に構成させるときは、
例えば、ラジエーターの取り替えや修理に便利で
あり、装置の清掃、修理等の維持、管理、運用が
極めて容易であり、実用上好都合である。 本発明の活性線照射装置は、長尺の被照射物、
例えばひも状、管状あるいはテープ状の如き合成
樹脂類やシリコーンゴムなどに連続的に活性線を
照射して変性させるのに好適なものであり、筒状
容器の両端部は、被照射物の導入及びひき取りに
適切な穴を中心部に形成させた板状１２，１２が
保全及びより安定な照射効果を得る目的で容器の
両開放端部に取り付けられている。筒状容器を縦
型で用いる場合には、長尺被照射物１１を上から
連続的に降下させてもよいし、下の穴から導入し
て上側で引き取つてもよい。また、照射操作中、
上方又は下方から、石英管内に空気又は不活性気
体を送入することがよい。縦型使用の場合には、
透明石英管は、通常下側の板体１２に載置固定す
ることが有利である。 このような本発明の装置は、極めて照射効率が
優れ、短時間に照射変性が完了し、しかも均一な
変性物を安定して得ることができるので実用上望
ましいものである。本発明の装置は、コンパクト
で軽量な装置として提供され、移動及び運用が極
めて容易であるから、その利用は広い分野で期待
できる。 実施例 第１図に示すような本発明の照射装置を用いて
シリコンゴムの加硫を行つた。装置の筒状容器内
には、赤外線ラジエーターMWGPR18×18垂直
式（商品名、信越石英社製：半円筒部を金メツキ
処理した石英管内にニクロム線を光源としてなる
指向性赤外線発生器、直径約15mm、長さ225mm、
400W／200V）を同一水平ゾーンに６本等間隔に
配設し（第１図の符号５，６）、さらに下側にも
（第１図の５′，６′）順次互い違いになるように
して全部で４段配設した。ラジエーター容器（第
１図の１）の全長は1200mmである。この場合、ラ
ジエーターの電気容量は全部で9.6KWであるが、
各段のラジエーター６本中１つおきに３本だけ通
電できるようにされており、この場合の電気容量
は全部で4.8KWである。なお、配設されたラジ
エーターを円周上で結ぶ口径は130mmで、その中
に配置した石英管（第１図の１０）は内径100mm
のものである。また、石英管の内側に、径0.5mm
のステンレス鋼線で編まれた網目５mm×５mm角の
金網を管の全内表面に接触するように配設した。 一方、照射装置の比較のため、通常のシリコー
ンゴム加硫機（合計容量10KWのシーズヒーター
入り、直径100mm、高さ1000mm）も用意した。上
記赤外線照射装置とシーズヒーター方式の装置の
性能を評価するため、シリコーンゴムコンパウン
ドKE151U（商品名、信越化学社製）100重量部と
シリコーンゴム用加硫剤Ｃ−２（商品名、信越化
学社製）1.5部とを均一に混合したものを準備し
た。この加硫剤入コンパウンドを押出機にて内径
5.5mm、肉厚1.5mmの管状体を連続的に押出し、上
記照射装置にてシリコーンゴムの加硫を行なつた
結果は第１表の通りである。

【表】 上記結果から明らかなように、本発明の装置に
よる赤外線ラジエーター方式は、従来のシーズヒ
ーター方式に比べ、少ない消費電力と相対的に短
かい加熱処理時間で、しかも好結果が得られるの
で、工業的に極めて望ましいことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、外筒壁内に収納固定した本発明の装
置の１例の部分切欠正面図で、第２図は、Ａ−Ａ
線による横断面図であり、第３図は、ラジエータ
ーが支持部材中に保持された状態の例を示す拡大
平面図である。 図中の符号：１……円筒状容器、２……円筒状
外壁、４……蝶番、５……ラジエーター、１０…
…透明石英管、１１……被照射物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 筒状容器内に複数個の活性線ラジエーターを
   配設して成る活性線照射装置において、各ラジエ
   ーターの集束された照射線の中央の主照射線が相
   対するラジエーターを直射しないように筒状容器
   内壁に適当な間隔を置いて取り付けられて成る上
   記装置。 ２ 活性線ラジエーターが、その長さ方向を筒状
   容器の軸と平行に、かつ集束照射線が該容器の中
   央軸線部を照射するように取り付けられた特許請
   求の範囲第１項記載の装置。 ３ 筒状容器内に透明石英管を同軸的に配置して
   成る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の装
   置。 ４ 筒状容器が軸方向に２つに割られ、蝶着状に
   開閉自在の割り型に構成されて成る特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載の装置。 ５ 活性線ラジエーターが赤外線ランプ又は紫外
   線ランプである特許請求の範囲第１項又は第２項
   に記載の装置。 ６ 透明石英管に、その実質的全体にわたつて導
   電性材料が配設された特許請求の範囲第３項記載
   の装置。 ７ 導電性材料が金属製網である特許請求の範囲
   第６項記載の装置。 ６ 導電性材料の透明石英管への配設が、該管の
   内表面あるいは外表面に接触状に、又は管肉内に
   埋没状に取り付けることによつて行われる特許請
   求の範囲第６項記載の装置。