JP2006320813A - 紫外線照射型硬化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの大きさや形状などによらず、不活性ガスの漏出を効果的に抑制することのできる紫外線照射型硬化装置を提供する。
【解決手段】紫外線照射型硬化装置１は、二酸化炭素が充満された貯留エリア５と、貯留エリア５の上方に位置し、端部にワークＷの導入口１１及び導出口１２を有する基準ゾーン４と、貯留エリア５と基準ゾーン４との間を連通する第１連通口１３及び第２連通口１４とを備えている。また、紫外線照射型硬化装置１は、表面に紫外線硬化塗料の塗布されたワークＷを、導入口１１から第１連通口１３を通じて貯留エリア５を経由し、第２連通口１４を通じて導出口１２へと搬送する搬送手段７と、貯留エリア５に設けられ、ワークＷに紫外線を照射する紫外線照射手段６とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、紫外線硬化塗料の塗布されたワークに対して不活性ガス雰囲気中で紫外線を照射し、紫外線硬化塗料を硬化させる紫外線照射型硬化装置に関するものである。

紫外線硬化塗料の塗布されたワークに対して紫外線を照射する際に、当該ワークの周囲に酸素が存在すると重合反応が阻害されやすい。このため、一般に、紫外線照射手段の設けられた紫外線照射区域を不活性ガスで充満させることで、酸素濃度を下げ、該不活性ガス雰囲気中でワークに対して紫外線を照射するといった方法が採用されている。

ところが、ワークを導入出するための開口部から空気が流入したり、不活性ガスが漏出したりして紫外線照射区域の酸素濃度が上昇してしまうといった不具合が生じていた。このため、不活性ガスを絶えず紫外線照射区域に追加供給する必要があり、不活性ガスの大量消費等に起因するコストの増大を招いていた。

これに対し、ワークを搬送する搬送手段に、ワークを導入出するための開口部の断面形状と略同形状の板状部材を設け、該板状部材が前記開口部を通過する際に、板状部材の周縁部と開口部とが略摺接することで開口部が塞がれるよう構成し、不活性ガスの漏出を抑制するといった技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３１５０７４６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、板状部材が開口部を通過している間は開口部を遮断することができるが、それ以外のときは開口部が開放されたままである。このため、依然として空気が流入したり、不活性ガスが漏出したりするおそれがある。また、ワークの搬送方向に対向する板状部材の面積が大きく、板状部材の移動に伴って、多くの不活性ガスが持ち出されてしまったり、空気が持ち込まれてしまったりするおそれがある。さらに、ワークの形状や大きさによっては、上記構成を採用するのが困難となる場合もある。

そこで、本発明では、ワークの大きさや形状などによらず、不活性ガスの漏出を効果的に抑制することのできる紫外線照射型硬化装置を提供することを技術課題としている。

以下、上記目的等を解決するのに適した各手段につき項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する手段に特有の作用効果等を付記する。

手段１．空気よりも比重の重い不活性ガスが充満された貯留エリアと、
前記貯留エリアの上方に位置し、端部にワークの導入口及び導出口を有する基準ゾーンと、
前記貯留エリアと前記基準ゾーンとの間を連通する第１連通部及び第２連通部と、
表面に紫外線硬化塗料の塗布されたワークを、前記導入口から前記第１連通部を通じて前記貯留エリアを経由し、前記第２連通部を通じて前記導出口へと搬送する搬送手段と、
前記貯留エリアに設けられ、前記ワークに紫外線を照射可能な紫外線照射手段とを備えたことを特徴とする紫外線照射型硬化装置。

手段１によれば、導入口又は導出口から流入した空気は、基準ゾーンを比較的スムースに流れ、貯留エリア内に流入しにくい。従って、空気が貯留エリアに流入することによって、貯留エリアに充満されている不活性ガスが貯留エリアから漏出してしまうといったおそれを抑制することができる。結果として、貯留エリアの酸素濃度の増加を効果的に抑制することができ、不活性ガスを大量に追加供給すること等に起因するコストの増大を抑制することができる。

また、本手段によれば、特に第１連通部や第２連通部等を適宜遮断するような複雑な構成を採用せずとも済み、構成の簡素化を図ることができる。さらに、導入口、導出口、第１連通部、及び第２連通部を通過することのできるワークであれば、形状、大きさ、数等を問わないため、適用可能なワークの範囲を広げることができ、利便性を向上させることができる。

なお、貯留エリアが基準ゾーンよりも下方に位置するため、第１連通部及び第２連通部が設けられていても、空気よりも比重の重い不活性ガスをそのまま貯留エリアに滞留させておくことができる。空気よりも比重の重い不活性ガスには、例えば、二酸化炭素、アルゴン等が含まれる。

また、「エリア」、「ゾーン」とあるのは、「床面上方の空間」という意味合いを含むものであり、例えば、「階」といった文言にも置換えることができる。加えて、前記第１連通部及び第２連通部の開口面積を適宜変更可能に構成してもよい。この場合、ワークの大きさ等に合わせて第１連通部及び第２連通部の開口面積を適宜設定することができる。このため、例えば、その都度ワークの大きさに合わせて開口面積を極力小さくすることで、貯留エリアへの空気の流入及び貯留エリアからの不活性ガスの漏出を効果的に抑制することができる（以下各手段において同様）。

手段２．空気よりも比重の軽い不活性ガスが充満された貯留エリアと、
前記貯留エリアの下方に位置し、端部にワークの導入口及び導出口を有する基準ゾーンと、
前記貯留エリアと前記基準ゾーンとの間を連通する第１連通部及び第２連通部と、
表面に紫外線硬化塗料の塗布されたワークを、前記導入口から前記第１連通部を通じて前記貯留エリアを経由し、前記第２連通部を通じて前記導出口へと搬送する搬送手段と、
前記貯留エリアに設けられ、前記ワークに紫外線を照射可能な紫外線照射手段とを備えたことを特徴とする紫外線照射型硬化装置。

手段２によれば、空気より比重の軽い不活性ガスを採用する場合にも、上記手段１と同様の作用効果が奏される。なお、貯留エリアが基準ゾーンよりも上方に位置するため、第１連通部及び第２連通部が設けられていても、空気よりも比重の軽い不活性ガスをそのまま貯留エリアに滞留させておくことができる。空気よりも比重の軽い不活性ガスには、例えばヘリウム等が含まれる。

手段３．前記貯留エリアは、前記第１連通部及び前記第２連通部を除いて閉塞状態にあることを特徴とする手段１又は２に記載の紫外線照射型硬化装置。

手段３によれば、貯留エリアに充満される不活性ガスの第１連通部及び第２連通部以外からの漏出を防止することができる。なお、「前記基準ゾーンは、前記導入口及び前記導出口を除いて外気を遮断した状態にあること」としてもよい。この場合、導入口及び導出口以外からの空気の流入を防止することができる。

手段４．前記搬送手段は、不活性ガスの界面に対向する前記ワークの進入出対向面積が最大となるのを回避する向きに前記ワークを保持可能であることを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の紫外線照射型硬化装置。

手段４によれば、ワークの移動に伴って、貯留エリア内に空気が持ち込まれたり、貯留エリアの不活性ガスが持ち出されたりするといったおそれを抑制することができる。また、第１連通部及び第２連通部の開口面積を小さく構成することができ、この場合、貯留エリアへの空気の流入及び貯留エリアからの不活性ガスの漏出を効果的に抑制することができる。

手段５．前記搬送手段は、搬送中の前記ワークの向きを適宜変更可能に保持するよう構成したことを特徴とする手段１乃至４のいずれかに記載の紫外線照射型硬化装置。

手段５によれば、例えば、ワークの搬送方向に対向するワークの面積が最大となるのを常に回避する向きに変更するよう構成することができる。この場合、上記手段４の作用効果が奏されるとともに、基準ゾーン及び貯留エリアにおける搬送の際に、ワークの移動に伴って空気流が生じたり、不活性ガス雰囲気に乱流が生じたりすることを抑制することができる。結果として、不活性ガスが漏出してしまうといったおそれを抑制することができる。さらに、導入口及び導出口の開口面積を小さく構成することもでき、基準ゾーンへの空気の流入、ひいては、貯留エリアへの空気の流入及び貯留エリアからの不活性ガスの漏出を抑制することができる。

また例えば、ワークが貯留エリアを通過する際に、紫外線照射手段からの紫外線が、当該ワークに対してより好適に（例えば満遍なく）照射されるようにワークの向きを適宜変更するよう構成することもできる。この場合、紫外線をより効率的に照射することができるとともに、紫外線照射手段の構成の簡素化（光源が少なくても済む）を図ることができる。

手段６．少なくとも前記基準ゾーンは、筒状体の内部空間として構成されており、かつ、前記導入口と前記導出口との間をほぼ直線状に導通形成されていることを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の紫外線照射型硬化装置。

手段６によれば、基準ゾーンにおける空気の流れをよりスムースなものとすることができる。このため、貯留エリアに対してより空気が流入しにくくなり、上記手段１及び２の作用効果がより確実に奏される。

以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、紫外線照射型硬化装置の概略構成を示す断面模式図である。なお、同図の散点模様は二酸化炭素雰囲気を示している。

同図に示すように、紫外線照射型硬化装置１は、ワークＷの導入口１１及び導出口１２を有する筒状の本体部２と、本体部２の下方に配設される箱状の貯留部３と、ワークＷに対して紫外線を照射する紫外線照射手段６と、表面に紫外線硬化塗料の塗布されたワークＷを搬送する搬送手段７とを備えている。

本体部２は、略水平方向に延びており、その内部空間である基準ゾーン４は、導入口１１と導出口１２との間をほぼ直線状に導通するよう構成されている。また、基準ゾーン４は、導入口１１及び導出口１２を除いて外気から遮断された状態にある。

貯留部３は、本体部２に対し、隔壁１０を隔てて隣接されている。また、貯留部３には、不活性ガスとしての二酸化炭素を供給可能な不活性ガス供給手段８が併設されており、当該不活性ガス供給手段８によって、貯留部３の内部空間である貯留エリア５に二酸化炭素が供給されるようになっている。不活性ガス供給手段８によって供給される二酸化炭素は空気よりも比重が重いため、貯留エリア５に供給された後、そのまま貯留エリア５に滞留する。本実施形態では、貯留エリア５は二酸化炭素で充満され、貯留エリア５を通過するワークＷを、完全に二酸化炭素雰囲気中に浸漬させることができるようになっている。なお、本実施形態では、空気よりも比重の重い不活性ガスとして二酸化炭素を採用しているが、例えば、アルゴン等のその他の不活性ガスを採用してもよい。

また、隔壁１０には、基準ゾーン４と貯留エリア５とを連通する第１連通部としての第１連通口１３及び第２連通部としての第２連通口１４が形成されている。この第１連通口１３及び第２連通口１４は、搬送手段７によって搬送されるワークＷが挿通できる程度の大きさを有している。本実施形態では、貯留エリア５は、該第１連通口１３及び第２連通口１４を除いて閉塞された状態にあり、貯留エリア５に充満される二酸化炭素の第１連通口１３及び第２連通口１４以外からの漏出防止が図られている。なお、第１連通口１３の上流側、及び第２連通口１４の下流側には、第１連通口１３及び第２連通口１４の各内周方向に張出す庇部１５が設けられている。当該庇部１５の存在により、貯留エリア５への空気の流入やワークＷの入出に起因して二酸化炭素雰囲気の表面（界面）が波立った場合においても、二酸化炭素が第１連通口１３や第２連通口１４から溢れ出すといった不具合を抑制することができる。ちなみに、当該庇部１５は省略することもできる。

また、前記搬送手段７は、導入口１１から貯留エリア５経由で導出口１２へと延びるコンベア２１と、コンベア２１に対して所定間隔毎に吊り下げられた吊支部２２とを具備している。吊支部２２は図示しない係止機構を具備しており、ワークＷは、かかる係止機構によって吊支部２２に保持された状態で搬送させられるようになっている。なお、吊支部２２及び係止機構の構成は特に限定されるものではなく、例えば、ワークＷを引っ掛けたり挟持したりするような構成を採用してもよいし、吊支部２２の下端部に台座部等を設けて、当該台座部にワークＷを載置した状態で固定するような構成を採用してもよい。

紫外線照射手段６は、貯留エリア５に設けられており、二酸化炭素雰囲気中にあるワークＷに対して紫外線を照射可能になっている。また、搬送されるワークＷ（の塗装面）に対して満遍なく紫外線を照射するべく、紫外線照射手段６は、例えばワークＷの搬送経路の両側方に対応して設けられている。

次に、上記のように構成されてなる本実施形態の作用効果について説明する。

紫外線硬化塗料の塗布されたワークＷは、搬送手段７によって、導入口１１から紫外線照射型硬化装置１内に導入される。導入口１１から導入されたワークＷは第１連通口１３の上方にまで搬送されると、同じく搬送手段７によって貯留エリア５内に搬送させられる。そして、ワークＷが貯留エリア５を通過する際に、当該ワークＷに対して紫外線が照射され、ワークＷに塗布されている紫外線硬化塗料が硬化される。その後、第２連通口１４まで搬送されたワークＷは基準ゾーン４へと引き上げられ、導出口１２より導出される。

ここで、紫外線照射型硬化装置１内の空気の流れについて、例えば、導入口１１から空気が流入した場合を例に挙げて説明する。導入口１１から紫外線照射型硬化装置１内に流入した空気は、そのまま基準ゾーン４を流通し、導出口１２へと比較的スムースに導かれる。途中、第１連通口１３及び第２連通口１４が開口しているが、隔壁１０に形成された第１連通口１３及び第２連通口１４は、空気の流路方向に対して直交する向きに開口しているため、流入した空気は第１連通口１３や第２連通口１４を通過しにくくなっている。このため、貯留エリア５に空気が流入しにくくなっており、導出口１１から空気が流入する場合であっても、当該空気をそのまま基準ゾーン４を通じて導出口１２へと逃がすことができる。従って、隔壁１０により貯留エリア５が閉塞されていることと相俟って、空気が貯留エリア５に流入することにより、貯留エリア５に充満されている二酸化炭素が貯留エリア５から漏出してしまうといったおそれを抑制することができる。結果として、貯留エリア５の酸素濃度の増加を効果的に抑制することができ、不活性ガスを大量に追加供給すること等に起因するコストの増大を抑制することができる。

特に、本実施形態では、基準ゾーン４が導入口１１と導出口１２との間をほぼ直線状に導通しているため、基準ゾーン４における空気の流れがよりスムースなものとなる。このため、基準ゾーン４を流れる空気が貯留エリア５に対してより流入しにくくなり、上記作用効果がより確実に奏される。

また、本実施形態によれば、二酸化炭素の漏出を抑止するべく第１連通口１３や第２連通口１４等を適宜遮断するような複雑な構成を採用せずとも済み、構成の簡素化を図ることができる。さらに、導入口１１、導出口１２、第１連通口１３、及び第２連通口１４を通過することのできるワークＷであれば、形状、大きさ、数等を問わないため、適用可能なワークの範囲を広げることができ、紫外線照射型硬化装置１の利便性を向上させることができる。

尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。

（ａ）上記実施形態では、二酸化炭素雰囲気中でワークＷに対して紫外線が照射されるよう構成されているが、空気よりも比重の軽いヘリウム等の不活性ガス雰囲気中でワークＷに対して紫外線が照射されるよう構成してもよい。この場合、図２に示すように、貯留エリア５を基準ゾーン４の上方に併設する必要がある。また、空気よりも比重の重い不活性ガス及び空気よりも比重の軽い不活性ガスのうちのいずれを採用するにしても、空気との比重差がより大きい不活性ガスを採用することが望ましい。

（ｂ）上記実施形態では、基準ゾーン４が導入口１１と導出口１２とをほぼ直線状に導通しているが、特にこのような構成に限定されるものではない。例えば、図３に示すように、本体部２が全体として上側に凸となるように折曲形成されてもよい。また、上記（ａ）の構成を採用する場合には、本体部２が全体として下側に凸となるように折曲形成されてもよい。

（ｃ）上記実施形態では特に言及しなかったが、二酸化炭素雰囲気の界面に対向するワークＷの進入出対向面積が最大となるのを回避する向きにワークＷを保持するよう搬送手段７を構成してもよい。この場合、ワークＷの移動に伴って、貯留エリア５内に空気が持ち込まれたり、貯留エリア５の二酸化炭素が持ち出されたりするといったおそれを抑制することができる。また、第１連通口１３及び第２連通口１４の開口面積を小さく構成することもでき、この場合には、貯留エリア５への空気の流入及び貯留エリア５からの二酸化炭素の漏出を効果的に抑制することができる。

（ｄ）さらに、搬送手段７は、搬送中のワーク７の向きを適宜変更可能に構成してもよい。態様例としては、吊支部２２の下端部に、当該吊支部２２に対して回動可能な保持部を設け、少なくとも第１連通口１３及び第２連通口１４への通過前後に保持部が回動することでワークＷの向きが変更されるような構成が挙げられる。この場合、例えば、ワーク７の搬送方向に対向するワークＷの面積が最大となるのを常に回避する向きに変更するよう構成することができる。これにより、上記（ｃ）と同様の効果が奏されることはもちろんのこと、基準ゾーン４及び貯留エリア５における搬送の際に、ワークＷの移動に伴って空気流が生じたり、二酸化炭素雰囲気に乱流が生じたりすることを抑制することもできる。結果として、二酸化炭素が漏出してしまうといったおそれを抑制することができる。

また、ワークＷが貯留エリア５を通過する際に、紫外線照射手段６からの紫外線が 当該ワークＷに対して満遍なく照射されるようにワークＷの向きを変更（回転）するよう構成することもできる。この場合、ワーク全表面に対して紫外線をより効率的に照射することができるとともに、紫外線照射手段の構成の簡素化（光源が少なくても済む）を図ることができる。さらに、導入口１１及び導出口１２の開口面積を小さく構成することができ、基準ゾーン４への空気の流入、ひいては、貯留エリア５への空気の流入及び貯留エリア５からの二酸化炭素の漏出を効果的に抑制することができる。

（ｅ）上記実施形態において、第１連通口１３及び第２連通口１４の開口面積を適宜変更可能に構成してもよい。態様例としては、隔壁１０に沿ってスライド可能な開閉部材を設け、第１連通口１３及び第２連通口１４の面積をワークＷの大きさ等に合わせて開閉部材の開閉具合を調節するような構成が挙げられる。この場合、ワークＷの大きさ等に合わせて第１連通口１３及び第２連通口１４の開口面積を適宜設定することができ、開口面積を極力小さくすることで、貯留エリア５への空気の流入及び貯留エリア５からの二酸化炭素の漏出を効果的に抑制することができる。なお、紫外線照射型硬化装置１の外側から開口面積の変更操作が行えるよう構成してもよい。

（ｆ）上記実施形態では、ワークＷが、コンベア２１に吊り下げられた吊支部２２に保持された状態で搬送されるよう構成されているが、特にそのような構成に限定されるものではない。例えば、基準ゾーン４及び貯留エリア５の床面に沿って配設されるベルトコンベア上に載置・固定されることで搬送されるよう構成してもよい。また、例えば、導入口１１から貯留エリア５経由で導出口１２へと延びる移動レールと、該移動レールに沿って移動可能な移動装置とを設け、移動装置に保持された状態でワークＷが搬送されるよう構成してもよい。

一実施形態における紫外線照射型硬化装置の概略構成を示す断面模式図である。 別の実施形態における紫外線照射型硬化装置の概略構成を示す断面模式図である。 別の実施形態における紫外線照射型硬化装置の概略構成を示す断面模式図である。

符号の説明

１…紫外線照射型硬化装置、４…基準ゾーン、５…貯留エリア、６…紫外線照射手段、７…搬送手段、１１…導入口、１２…導出口、１３…第１連通部としての第１連通口、１４…第２連通部としての第２連通口、Ｗ…ワーク。

Claims (6)

1. 空気よりも比重の重い不活性ガスが充満された貯留エリアと、
   前記貯留エリアの上方に位置し、端部にワークの導入口及び導出口を有する基準ゾーンと、
   前記貯留エリアと前記基準ゾーンとの間を連通する第１連通部及び第２連通部と、
   表面に紫外線硬化塗料の塗布されたワークを、前記導入口から前記第１連通部を通じて前記貯留エリアを経由し、前記第２連通部を通じて前記導出口へと搬送する搬送手段と、
   前記貯留エリアに設けられ、前記ワークに紫外線を照射可能な紫外線照射手段とを備えたことを特徴とする紫外線照射型硬化装置。
2. 空気よりも比重の軽い不活性ガスが充満された貯留エリアと、
   前記貯留エリアの下方に位置し、端部にワークの導入口及び導出口を有する基準ゾーンと、
   前記貯留エリアと前記基準ゾーンとの間を連通する第１連通部及び第２連通部と、
   表面に紫外線硬化塗料の塗布されたワークを、前記導入口から前記第１連通部を通じて前記貯留エリアを経由し、前記第２連通部を通じて前記導出口へと搬送する搬送手段と、
   前記貯留エリアに設けられ、前記ワークに紫外線を照射可能な紫外線照射手段とを備えたことを特徴とする紫外線照射型硬化装置。
3. 前記貯留エリアは、前記第１連通部及び前記第２連通部を除いて閉塞状態にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の紫外線照射型硬化装置。
4. 前記搬送手段は、不活性ガスの界面に対向する前記ワークの進入出対向面積が最大となるのを回避する向きに前記ワークを保持可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の紫外線照射型硬化装置。
5. 前記搬送手段は、搬送中の前記ワークの向きを適宜変更可能に保持するよう構成したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の紫外線照射型硬化装置。
6. 少なくとも前記基準ゾーンは、筒状体の内部空間として構成されており、かつ、前記導入口と前記導出口との間をほぼ直線状に導通形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の紫外線照射型硬化装置。
   
   

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