JP2004191307A - 電子線照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不連続な立体物への電子線を照射する際の搬送機構体と遮蔽構造体を小型化し、ひいては電子線照射装置の小型化と軽量化を図る等の効果を有する電子線照射装置を提供することを課題とする。
【解決手段】外周一部に電子線を照射する適数の照射窓１１を有し、内部に電子線発生部を収納してなる真空容器１２と、回転自在に構成してなる搬送機構体４０を有して構成してある。また同搬送機構体は外周に被照射物を搬送支持する適数の被照射物保持部４２を有して構成し、被照射物が照射窓の対応位置に搬送されたときに電子線が照射されるように構成してある。また搬送機構体は遮蔽構造体１３により全体あるいは部分が取り囲まれるように構成してある。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として高エネルギーの電子を発生し、これを利用するための電子線照射装置、特に立体的な被照射物の搬送機構を有する電子線照射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子線照射装置は電子線照射部が横方向に広がりをもち、電子線照射部付近特に、下方を通過する連続する紙、プラスティック・フィルムなど連続するシート状の被照射物を連続的に処理するものが一般的である。電子線照射はシート状被照射物に塗布されたインキ、コーティング、接着剤などを硬化したり、プラスティック・フィルムそのものの架橋や、殺菌をする用途に利用されている。このような連続する被照射物を照射する場合、たとえば図１０のように被照射物２０を処理する処理室２２内への出入り口に角度を設け、外部から導入される被処理物２０を案内ローラー２１などで処理室へ導き、処理室内で被照射物２０に電子線を照射し、再び案内ローラー２１などで、処理室外へ導出することが広く行われている。これは、電子線および電子線の照射部１１から二次的に発生するエックス線を処理室２２から外部に漏洩させないことを目的としている。連続するシート状の被照射物への電子線照射を目的として使用されている電子線照射装置では、電子の加速電圧が３００ｋＶ付近、あるいはそれ以下であることが一般であり、発生するエックス線を遮蔽構造体１３の外部に漏洩させないことが特徴となっている。同図において、１０は電子線発生部、１２は真空容器である。
【０００３】
図１０に示した電子線発生装置では、電子線照射部から下方に電子線が照射されるが、被照射物を扱う都合により、図１１に示すように、電子線が横方向から照射される構造も可能である。同様に斜め方向、あるいは下方から照射される構造も可能である。いずれの構造であっても、電子線とエックス線が外部に漏洩しないことが特徴であり、これは被照射物２０が連続する薄い構成であるがゆえに可能となる構造である。いずれの方向から電子線を照射する場合でも、被照射物の導入部分２４から、被照射物の搬出部分２５までの遮蔽構造の距離は、おおむね１ｍあるいはそれ以下になり、遮蔽構造体の大きさは小型の設計で実施することができる。
【０００４】
このような電子線照射装置の照射部から発生する電子線とエックス線を遮蔽するための構造体の材料には一般的に金属材料が用いられるが、特にアルミニウム、鉄、ステンレス、鉛などで構成された部材を用いることが一般的である。
【０００５】
一方、被照射物が連続的でなく、かつ立体的である場合、特許文献１に開示されているように、被照射物を連続して移動するコンベアなどの上に載せて搬送し、照射室内に導入し、電子線を照射し、照射室外へと搬出する構成となる。このような形状の被照射物の場合、前述した薄い連続した被照射物と異なり、被照射物が照射室内を移動するための空間が大きくなり、照射部で発生した電子線とエックス線が外部に漏洩しやすくなる。電子線とエックス線が外部に漏洩しないようにするためには、遮蔽構造体に迷路構造を持たせる必要が生じ、装置の小型化には限界が生じる。その結果非連続的で立体的な被照射物を照射する電子線照射装置は、被照射物の導入部分から、被照射物の搬出部分までの遮蔽構造の距離が２ｍ程度あるいはそれ以上の遮蔽構造体を必要とし、電子線照射装置の設置スペースも大きくなる。不連続な立体物を照射する同様の技術が特許文献２にも開示されているが、実施される装置の大きさについては、同様の限界を有している。
【０００６】
【特許文献１】特開平８−９４８００公報
【特許文献２】特開平１１−１２１２公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来の電子線照射装置では非連続的で立体的な被照射物を照射する際に、必要とされる電子線とエックス線の遮蔽構造体は、紙やプラスティック・フィルムなど連続するシート状の被照射物を処理する場合に比べ、より大きくなり、したがって電子線照射装置の設置スペースも広くなる。またエックス線を遮蔽するための構造体に使用されるステンレス、鉛などの部材の使用量もより多くなり、また装置の重量が増加する。
【０００８】
本発明は上記の諸点に鑑み発明したものであって、不連続な立体物への電子線を照射する際の搬送機構体を小型化し、さらに遮蔽構造体、ひいては電子線照射装置の小型化、および軽量化を図る等の効果を有する電子線照射装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の本発明では、外周一部に電子線を照射する適数の照射窓を有し、内部に電子線発生部を収納してなる真空容器と、回転自在に構成してなる搬送機構体を有して構成してある。
また同搬送機構体は外周に被照射物を搬送支持する適数の被照射物保持部を有して構成し、被照射物が照射窓の対応位置に搬送されたときに電子線が照射され、また同搬送機構体は遮蔽構造体により全体あるいは部分が取り囲まれるように構成してある。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子線照射装置における縦長に構成された真空容器の外周に、適数の縦長の照射窓を構成してある。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１及び請求項２に記載の電子線照射装置における電子線発生部に供給する給電部が、照射窓と対応する外端一部に配置して構成されている。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の電子線照射装置における被照射物を搬送する搬送機構が、連続あるいは間欠的に周回するように構成してある。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の電子線照射装置における被照射物が照射窓の対応位置に搬送されたときにのみ電子線が照射されるように電子線を制御するように構成してある。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の電子線照射装置における電子線を照射する照射窓に対向する位置にある搬送機構が、遮蔽構造体を併せ持って構成してある。
【００１５】
請求項１、請求項２および請求項３に記載の本発明では、電子線照射装置の、不連続で立体的な被照射物を通過させる照射室および遮蔽構造体の寸法を小さくし、さらに遮蔽構造体に使用される部材の量を低減させる効果がある。
【００１６】
請求項４に記載の本発明では、被照射物への電子線照射の効率や、被照射物の搬送能率を向上させる効果がある。
【００１７】
請求項５に記載の本発明では、被照射物に対して、必要な時間だけ電子線を照射するように電子線の出力を制御することにより、遮蔽構造体の簡素化、あるいは電子線の効率的利用を達成する効果がある。請求項６に記載の本発明では、搬送機構体の全体あるいは部分を取り囲む遮蔽構造体を簡素化すると共に軽量化し、さらに搬送機構体を小型化し、その結果電子線照射装置を小型化すると共に、軽量化できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図１乃至図７について説明する。
図１は請求項１の発明における実施例の概略平面図である。真空容器１２内の電子線発生部１０で発生した電子線は照射部１１から取り出される。この照射部１０に対向する位置に搬送機構体４０が設置されている。搬送機構体４０には不連続で立体的な被照射物５０を収納できる被照射物収納空間４１を有し、同被照射物収納空間４１に被照射物保持部４２が構成され、被照射物保持部４２に被照射物５０が保持される。搬送機構体４０は回転軸４５を中心として周回し、被照射物５０を順次、電子線の照射部１１の方向へ送っていく。このとき搬送機構体４０は、たとえば駆動モーター４６と回転軸４５を、プーリーとベルトに接続し回転する。搬送機構体４０の周回は図１の実施例で時計回りに周回する。駆動機構は同構造に限られず別の機構としてもよい。
また被照射物は搬送機構体４０に載せられて、順次送られ照射部１１に対応する個所で電子線が照射され、さらに搬送機構体４０が周回することによって、排出される。
【００１９】
上記の構成で、被照射物収納空間４１に収納される不連続で立体的な被照射物５０の大きさは例えば２ｃｍから３ｃｍであり、搬送機構体４０を取り囲む遮蔽構造体１３との間隙を１ｃｍ程度にした場合、搬送機構体４０の直径はおよそ８０ｃｍとなる。このとき、電子線とエックス線を遮蔽するために搬送機構体４０の周囲に設けられる遮蔽構造体１３の大きさはおおむね１ｍである。
図１に示した同構造によると、照射部１１、搬送機構体４０、遮蔽構造体１３を小型に構成しても、これらは事実上遮蔽のための迷路構造を構成しているので、電子線とエックス線が外部に漏洩することはない。当実施例では周回する搬送機構体４０は円形であるが、被照射物５０や被照射物収納空間４１の形状により、あるいは遮蔽に問題が生じなければ、搬送機構体４０は多角形であってもよい。
【００２０】
被照射物５０が周回し、照射部１１に対応したとき、被照射物５０と照射部１１の距離は当実施例では約１．５ｃｍとなっている。当実施例では約１ｃｍから約６ｃｍの範囲でこの距離を調節できるようになっている。距離が小さければ被照射物５０が照射部１１に近づくため、照射される電子線を効率よく利用できるが、外形の大きい被照射物には均一に電子線が照射されない可能性がある。また、距離が小さければ搬送機構体４０と遮蔽構造体１３の間隙を小さくできるため遮蔽上有利である。一方距離が大きければ、大きな被照射物に対して電子線を均一に照射しやすいが、電子線のエネルギーが被照射物に達するまでに減衰し、電子線の利用効率が低くなる場合がある。したがって、被照射物の大きさ、電子線の加速エネルギー、および遮蔽構造などを考慮し、被照射物５０と照射部１１の距離を適切に設定することが重要である。
【００２１】
図１では、被照射物５０の被照射物保持部４１への導入取り出しは、照射部から最も遠い対応位置にて行われているが、この位置に限られず照射部１１以外の個所であれば、所望の個所に設定することができる。
搬送機構体４０の周囲全体を遮蔽構造体１３で覆った構造においては、遮蔽構造体１３の一部に被照射物５０を導入取り出すための開閉扉を設ける構造とする必要がある。
【００２２】
図２と図３は請求項２および請求項３の発明における実施例の一部省略平面図である。縦に長い被照射物５０ａが、搬送機構体４０の部分である被照射物保持部４２によって保持される。搬送機構体４０は周回し、被処理物を順次照射部１１の方向へ送っていく。搬送機構体４０に支持されて順次送られる被照射物５０ａは照射部１１に対応した際に電子線を照射され、かかる後搬送機構体４０が周回していくことによって、照射部１１を通り過ぎ電子線の照射作業工程を終了する。
【００２３】
図２及び図３において、縦に長い被照射物５０ａに対応して、電子線発生部１０、照射部１１、および真空容器１２は縦長に配置されている。縦長に配置された電子線発生部１０の中央付近で、電子線を照射する照射部１１とは電子線発生部１０をはさんで反対側に電力を供給する給電部１５が接続されている。
【００２４】
図４は請求項４に記載の発明における実施例の概略平面図である。搬送機構体４０に設けられた被照射物保持部４２に不連続で立体的な被照射物５０ｂ〜５０ｇが置かれている。搬送機構体４０は一定方向に周回するが、被照射物５０ｅが照射部１１に接近したときに、搬送機構体４０は一時停止、あるいは周回速度を落とし、被照射物５０ｅに十分な電子線照射を施した後、搬送機構体４０は同方向に周回を続け、次の被照射物５０ｄが再び照射部１１に対応するまで周回する。被照射物５０ｄが照射部１１に接近すると、同様に搬送機構体４０は一時停止、あるいは周回速度を落とし、被照射物５０ｅに十分な電子線照射を施す。周回する搬送機構体４０の周回速度あるいは周回と一時停止の制御は、回転軸４５に接続され、搬送機構体４０を回転させる駆動モーター４６によって行われる。
【００２５】
図５は請求項５の発明における実施例の概略平面図である。搬送機構体４０の被照射物保持部４２に保持される被照射物５０は、周回しながら電子線の照射部１１に対応し順次電子線を照射される。電子線発生部１０は、給電部１５を通して、電子線を発生させるための電源装置１７に接続される。照射部１１で取り出される電子線は、電源装置１７を電気的に制御することにより、強度の調節、オン／オフを制御することができる。これにより、被照射物５０が照射部１１に対応したときだけに照射部１１から取り出される電子線を照射に必要な出力でオンし、それ以外のときは照射部１１から取り出される電子線が全くないように電子線をオフにするか、あるいは取り出される電子線が微弱になるように出力を低下させる。
【００２６】
図６は請求項６の発明における実施例の概略平面図である。搬送機構体４０の全部あるいは一部を取り囲むように設置された遮蔽構造体１３とともに、図６の搬送機構体４０の内部全体(斜線部)あるいは一部を遮蔽部材４０ａ用いて構成する。一部を遮蔽部材４０ａとする構成では、例えば被照射物収納空間４１を構成する縦壁の角型のコ字形部分を遮蔽部材で構成し、外周の円弧部を遮蔽部材以外で構成する。このように構成することにより、電子線とエックス線の漏洩を確実に防止することができる。
【００２７】
本発明に係る図７と、従来の構造を示す図８と図９を参照して、請求項３の発明における実施例を説明する。図７は本発明の実施例であり、電子線発生部１０、照射部１１、および真空容器１２が縦長に配置されている。縦長に配置された電子線発生部１０の中央付近で、電子線を照射する照射部１１とは電子線発生部１０をはさんで反対側に電力を供給する給電部１５が接続される。電源装置１７は給電部１５を通して、電子線発生部１０に電力を供給する。図８は図７と同様であるが、給電部１５が電子線発生部１０の下方に接続されている例である。同様に図９は給電部１５が電子線発生部の下面に取り付けられており、それにしたがって、電源装置１７も真空容器１２の下方に接続されている。
【００２８】
図７で、縦長に配置された照射部１１の長さｄに対する真空容器１２の縦方向の長さＤの比をｄ／Ｄとする。同様の比を従来技術である図８において求めるとｄ／Ｄ´となるが、ここでは給電部１５が電子線発生部１２の下方に取り付けられているため、電子線発生部１０の縦方向の長さが、図７の例に比べて長くなり、したがって真空容器１２の長さＤ´も長くなる。結果、ｄ／Ｄ´はｄ／Ｄよりも小さくなり、照射部１１の大きさに対して、真空容器１２がより大きくなる。さらに図９の例では、同様に電子線発生部１２の長さが長くなり、したがってｄ／Ｄ´が小さくなる。図７においては、電源装置１７は、照射部１１と真空容器１２をはさんで、反対側に位置しているが、図９では電源装置１７が照射部１１の下方に位置する。この結果図７に示す本発明に係る電子線照射装置は、図８と図９に示す従来の電子線照射装置に比較して全体を小型に構成することが可能となる。
【００２９】
【発明の効果】
上記した請求項１、請求項２の本発明によると、遮蔽構造と装置全体が単純化され、装置全体が小型化されると共に遮蔽部材の使用量が低減し、装置全体の総重量が軽減する特別な効果がある。
【００３０】
上記した請求項３の本発明によると、給電部が電子線発生部の中心でその機械的バランスを保つため、接続部にかかる機械応力が小さくなり、装置の機械的安定をもたらすという特別な効果がある。さらに電子線発生部が小型になり、真空容器も小さくできるため、真空容器に使用される遮蔽部材の使用量が低減し、装置重量が軽減する効果がある。また電子線の照射部とは反対側に電源装置が位置するため照射部付近の空間を有効に使用でき、被照射物の大きさや被照射物搬送機構の設計度に大きな自由度を与える効果を有する。
【００３１】
上記した請求項４の本発明によると、周回しながら被照射物を搬送する搬送機構の周回運動の速度を変化させ、場合によっては一時停止することで、電子線の照射部で被照射物に照射される電子線の照射時間を変化させることにより、電子線の照射効率を向上させることが可能となる特別効果がある。また周回速度の変化によって搬送機構に被照射物を導入または取出しするような別工程作業の調整も容易になるという効果がある。
【００３２】
上記した請求項５に記載の本発明によると、被照射物が電子線の照射部に対応接近したときだけ電子線を出力するように制御するため、電子線の効率的利用を達成する特別効果がある。
【００３３】
上記した請求項６に記載の本発明によると、搬送機構体にも遮蔽構造を付与することにより、搬送機構体を小型化し、その結果電子線照射装置を小型化、軽量化することができる特別な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電子線照射装置の概略平面図。
【図２】本発明に係る電子線照射装置の概略平面図。
【図３】本発明に係る電子線照射装置の概略側面図。
【図４】本発明に係る電子線照射装置の概略平面図。
【図５】本発明に係る電子線照射装置の概略平面図。
【図６】本発明の真空容器と搬送機構体を示す平面図。
【図７】本発明の真空容器と電源装置の位置関係を示す側面図。
【図８】従来の電子線照射装置の真空容器と電源装置の位置関係を示す側面図。
【図９】従来の電子線照射装置の他の真空容器と電源装置の位置関係を示す側面図。
【図１０】従来の電子線照射装置の一部拡大平面図。
【図１１】従来の他の電子線照射装置の一部拡大平面図。
【符号の説明】
１０ 電子線発生部
１１ 照射部
１２ 真空容器
１３ 遮蔽構造体
１５ 給電部
１７ 電源装置
４０ 搬送機構体
４６ 駆動モーター
５０ 被照射物

Claims (6)

1. 外周一部に電子線を照射する適数の照射窓を有し、内部に電子線発生部を収納してなる真空容器と、回転自在に構成してなる搬送機構体を有し、同搬送機構体は外周に被照射物を搬送支持する適数の被照射物保持部を有して構成し、被照射物が照射窓の対応位置に搬送されたときに電子線が照射され、また同搬送機構体は遮蔽構造体により全体あるいは部分が取り囲まれるように構成したことを特徴とする電子線照射装置。
2. 縦長に構成された真空容器の外周に、適数の縦長の照射窓を構成したことを特徴とする請求項１に記載の電子線照射装置。
3. 電子線発生部に供給する給電部が、照射窓と対応する外端一部に配置して構成されたことを特徴とする請求項１及び請求項２に記載の電子線照射装置。
4. 被照射物を搬送する搬送機構体が、連続あるいは間欠的に周回することを特徴とする請求項１記載の電子線照射装置。
5. 被照射物が照射窓の対応位置に搬送されたときにのみ電子線が照射されるように電子線を制御することを特徴とする請求項１記載の電子線照射装置。
6. 電子線を照射する照射窓に対向する位置にある搬送機構体が、遮蔽構造体を併せ持つことを特徴とする請求項１記載の電子線照射装置。

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