JPH09262528A - 電子線照射処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子線照射により発生する有機溶剤等のガス
を取り除くことのできる電子線照射処理装置を提供する
こと。 【解決手段】 電子線照射チャンバ１に不活性ガスをリ
サイクルする循環路２０を設け、前記循環路２０に循環
ブロワ２、熱交換器３およびコールドトラップ２１を配
置し、循環路２０を流れるガスを冷却するとともに、被
処理物９への電子線照射により発生するガスをコールド
トラップ２１により冷却凝固させて該ガスを除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線照射処理装
置に関し、詳しくは電子線照射処理装置における不活性
ガスの循環路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、紙、フィルムあるいは金属等
の素材表面にコーティング剤、インク、接着剤等の有機
溶剤を塗布し、これに加速電子線を照射して硬化し、素
材の表面品質の向上や生産性の向上が図られている。こ
の場合、電子線による硬化反応は、多くはラジカル重合
反応によるものであるが、この反応に際して電子線照射
雰囲気中に酸素が存在すると、電子線照射により生成し
たラジカルが雰囲気中の酸素と反応し、充分な結果が得
られないことから、通常、不活性ガス（主に窒素ガスが
用いられる）で照射雰囲気中の酸素濃度を下げるように
されている。

【０００３】一方、このような電子線照射処理を行なう
電子線照射処理装置では、コーティング剤を塗布したフ
ィルム等の被処理物を電子線照射チャンバ内に搬入・搬
出するための外部へ通じる開口が形成されていて、この
開口からの酸素の導入を避けるために、電子線照射チャ
ンバ内の不活性ガスによる圧力を外部の圧力よりも高く
なるように設定し、僅かながらも不活性ガスが開口から
漏れるようになっている。

【０００４】また、電子線照射装置から電子線照射チャ
ンバ内に引き出された加速電子線は、被処理物を照射す
るまでに不活性ガス層を通過するが、その際、電子線が
不活性ガスに衝突し、そのエネルギーの一部を熱に換え
不活性ガス温度を上昇させる。電子線照射雰囲気の温度
上昇は、被処理物の温度を高めることになり、この場合
においても充分な結果が得られなくなる。

【０００５】そこで、このような処理を行なう電子線照
射処理装置として、消費される不活性ガスの量を低減す
るため、また、電子線照射雰囲気の温度上昇を抑制する
ために、消費される不活性ガス分を補いながら不活性ガ
スを冷却する循環路（不活性ガスリサイクル路）が設け
られた電子線照射処理装置が開発されている。

【０００６】図２は、その一例の電子線照射処理装置の
構成を示すもので、図２において、１は電子線照射チャ
ンバで、被処理物９を搬入する搬入開口１０と被処理物
９を搬出する搬出開口１１および不活性ガスをチャンバ
内に吹き込む吹出口１４とチャンバ内の不活性ガスを吸
い込む吸込口１３が形成され、また、チャンバの下部に
調整用吸込み口１５が形成されている。

【０００７】電子線照射チャンバ１のほぼ中央部上面に
電子線照射装置１２が電子線照射窓Ｗをチャンバに臨ま
せて設置されている。また、電子線照射チャンバ１の内
部には、複数のローラ８が設けられており、これらのロ
ーラ８によって被処理物９が照射チャンバ１の搬入口１
０から搬出口１１へ向けて搬送される。

【０００８】７は、吹出口１４と吸込口１３間を連通す
る不活性ガス循環路で、循環ブロア２と、熱交換器３
と、循環窒素ガス流量計４と、混合器５とが順次配置さ
れ、混合器５に連結する新窒素ガス供給路に新窒素ガス
流量計６を配置して構成されている。

【０００９】熱交換器３は循環窒素ガスを所定の温度に
冷却するものであり、混合器５は循環ガスの窒素濃度を
所定の濃度に維持するために、新窒素ガスを補給するも
のであり、当初は混合器５を介して新窒素ガス供給路か
ら電子線照射チャンバ１内に窒素ガスが供給される。な
お、運転中の新窒素ガスの供給タイミングは循環窒素ガ
ス流量計４（この場合予め設定された所定量を越える毎
に）あるいは図示しない窒素濃度検出センサの出力に基
づいて行われる。

【００１０】吹出口１４と吸込口１３は、電子線照射装
置１２を挟むようにして、被照射物９の搬送方向に対し
て上流側に吸込口１３が、下流側に吹出し口１４がそれ
ぞれ形成されている。

【００１１】ここで、ガス吹出し口１４を電子線照射装
置１２より搬送方向の下流に、ガス吸込口１３を上流に
配置したのは、流れの相対速度を大きくして、被照射物
９の表面滞留酸素の除去率を高めるためである。また、
電子線照射チャンバ１の下部に調整用吸込み口１５を設
けたのは、照射チャンバ１の下部に溜まったガスの除去
を行うためである。また、照射チャンバ１内は常にわず
かに正圧力となるように調整され、搬入口１０および搬
出口１１から、外気酸素の持込みおよび拡散を抑えるよ
うにしている。

【００１２】被照射物９への電子線の照射によって温度
上昇した窒素ガスは、吸込口１３および調整用吸込み口
１５から循環路７に送り込まれ、その循環路７の熱交換
器３で冷却された後、適宜混合器５にて新たな窒素ガス
と混合されてガス吹出口１４から電子線照射チャンバ１
内に供給される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
電子線照射処理装置にあっては、被処理物９に電子線を
照射すると、その照射により有機溶剤等のガスが発生す
る場合がある。この場合のガスは、循環路７を循環する
が、上記のような循環路ではこのようなガスを除去する
ことができず、徐々に蓄積され、被処理物や他の材料に
腐食等の悪影響を及ぼし、電子線照射処理装置の寿命を
短くするという問題がある。

【００１４】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、電子線照射により発生する有機溶剤等のガスを取り
除くことのできる電子線照射処理装置を提供することを
目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、被
処理物の搬入開口と搬出開口および不活性ガスの吹出口
と吸込口が形成され、電子線照射装置が設置された電子
線照射チャンバと、前記吹出口と前記吸込口間を連通す
る不活性ガス循環路とを備え、前記不活性ガス循環路に
循環ブロワおよび熱交換器を配置してなる電子線照射処
理装置において、前記循環路にコールドトラップを設け
てたことを特徴とする電子線照射処理装置とすることに
より達成される。

【００１６】本発明の上記特徴によれば、被処理物への
電子線照射により発生するガスが不活性ガスとともに電
子線照射チャンバから循環路に吸込まれ、不活性ガスは
循環路の熱交換器等で冷却された後に電子線照射チャン
バに戻されるが、被処理物への電子線照射により発生し
たガスはコールドトラップに冷却凝固して付着し、電子
線照射チャンバ戻されるガスから被処理物への電子線照
射により発生したガスはほぼ除去される。

【００１７】したがって、所定量循環した後にコールド
トラップを交換あるいは付着物を除去することにより、
被処理物への電子線照射により発生したガスの蓄積がな
くなり、電子線照射処理装置の寿命を伸ばすことができ
る。また、使用した不活性ガスの殆どをリサイクルで
き、ランニングコストを低く抑えることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電子線照射処
理装置の例を、図１を参照して説明する。図１は本発明
に係る電子線照射処理装置の構成を示す図である。な
お、図１において、前述した図２と共通する部分には同
一の符号を付してその説明を省略する。

【００１９】図１において、照射チャンバ１内への窒素
ガス（この例では不活性ガスとして窒素ガスが用いられ
ている。）の循環路２０は、循環ブロア２と、熱交換器
３と、コールドトラップ２１と、循環窒素ガス流量計４
と、混合器５と、新窒素ガス流量計６とを配置して構成
されている。

【００２０】コールドトラップ２１は、図示しない液体
窒素供給源に連通され、液体窒素を通すパイプと、この
パイプに取り付けられた複数の冷却用フィンとを有して
構成され、この例では循環路２０の熱交換器３と循環窒
素ガス流量計４との間に配置されている。なお、コール
ドトラップ２１の循環路２０への配置位置は、循環ブロ
ア２の手前でも、循環ブロア２と熱交換器３との間でも
良い。また、冷却に使用する冷却媒体としては、液体窒
素の他に二酸化炭素やヘリウム等でも良い。

【００２１】以上のように構成された電子線照射処理装
置は、被照射物９が複数のローラ８によって電子線照射
チャンバ１内に搬送されて行くと、電子線照射装置１２
の窓Ｗから電子線照射チャンバ１内へ放出される電子線
が照射され、被照射物９のコーティング剤、インクまた
は接着剤等の有機溶剤が硬化反応する。

【００２２】この電子線の照射により、温度上昇した窒
素ガスと、被照射物９の有機溶剤等より発生したガスが
吸込み口１３および調整用吸込み口１５から循環路２０
に送り込まれ、循環路２０に設けられた熱交換器３で冷
却された後、有機溶剤等から発生したガスはコールドト
ラップ２１により冷却され、その冷却により凝固してコ
ールドトラップ２１に付着する。一方、窒素ガスはコー
ルドトラップ２１によって冷却されても凝固することな
く通過し、適宜混合器５にて新たな窒素ガスと混合され
てガス吹出口１４から照射チャンバ１内に戻される。

【００２３】循環路２０に予め設定した所定量のガスが
循環すると、コールドトラップ２１を交換あるいはコー
ルドトラップ２１の付着物を除去する。これにより、被
処理物への電子線照射により発生したガスを循環路２０
から取り除くことができる。なお、上記例は、不活性ガ
スとして窒素を使用した場合の窒素のリサイクルを図る
ものであるが、窒素以外の不活性ガスを使用する場合に
おいても適用できることは言うまでもない。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
不活性ガスの循環路に、被処理物への電子線照射によ
り、該被処理物のコーティング剤、インクまたは接着剤
の有機溶剤等から発生するガスを除去するコールドトラ
ップを配置したので、電子線照射により発生するガスを
効果的に取り除くことができ、該ガスの蓄積による被処
理物や他の材料に与える腐食等の悪影響が防止され、電
子線照射処理装置の長期に亘る使用が可能になる。

【００２５】また、電子線照射により被処理物から発生
するガスが取り除かれることにより、使用している不活
性ガスの殆どをリサイクルできるので、新たな不活性ガ
スの補給量も少なくて済み、電子線照射処理装置の不活
性ガスのリサイクルと相俟ってランニングコストを低く
抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子線照射処理装置の例を示す構
成図である。

【図２】従来の電子線照射処理装置の例を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１ 電子線照射チャンバ ２ 循環ブロワ ３ 熱交換器 ５ 混合器 １２ 電子線照射装置 ２０ 循環路 ２１ コールドトラップ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理物の搬入開口と搬出開口および不
   活性ガスの吹出口と吸込口が形成され、電子線照射装置
   が設置された電子線照射チャンバと、前記吹出口と前記
   吸込口間を連通する不活性ガス循環路とを備え、前記不
   活性ガス循環路に循環ブロワおよび熱交換器を配置して
   なる電子線照射処理装置において、前記循環路にコール
   ドトラップを設けてたことを特徴とする電子線照射処理
   装置。