JP4290379B2

JP4290379B2 - Irradiation type curing device

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Publication number: JP4290379B2
Application number: JP2002104949A
Authority: JP
Inventors: 宏中村
Original assignee: フュージョン・ユーブイ・システムズ・ジャパン株式会社
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2022-04-08
Also published as: JP2003300215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は所定波長の電磁波を照射して被処理物体の硬化を行う照射型硬化装置に関するものであって、更に詳細には、紫外線を照射して基板上に形成されているコーティング等の硬化を行う照射型硬化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紫外線を照射してコーティングを硬化させる技術は公知である。紫外線硬化技術においては、フリーラジカル系フォーミュレート材料が最も多く使用されているが、フリーラジカル系の紫外線硬化反応を大気中で行った場合には、特に空気中の酸素により硬化反応が阻害されること（所謂「酸素阻害」）が知られている。この様な酸素阻害に対処するためには、硬化反応が行なわれる雰囲気から酸素を除去すれば良い分けであるが、そのための一つの従来技術は硬化反応が行なわれる雰囲気を窒素等の不活性ガスで充満させることである。この様な従来技術の一例としては米国特許第６，２２３，４５３号に記載されている紫外線硬化装置がある。
【０００３】
上記米国特許に記載されている紫外線硬化装置においては、紫外線照射機構を具備する硬化チャンバの入口側と出口側とに一対のノズル組立体を設けて硬化チャンバ内を不活性ガスで充満させる構成を有している。この従来技術の装置は酸素阻害を取り除く上においては極めて効果的なものであるが、コーティング等の被処理物体を搬送する搬送用ウエブは常に一定方向に移動しており、且つ一対のノズル組立体は硬化チャンバの入口側と出口側とに配設されているので、夫々のノズルから供給される窒素等の不活性ガスの一部は硬化チャンバ内に供給されずに大気中に放出されることとなる。従って、不活性ガスの消費量が比較的多量となる傾向があるという問題が存在している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであって、上述した如き従来技術の欠点を解消し、不活性ガスの消費量を減少させることを可能とした照射型硬化装置を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明の別の目的とするところは、低純度の不活性ガスを使用することが可能な照射型硬化装置を提供することである。
【０００６】
本発明の更に別の目的とするところは、処理雰囲気を比較的一様な不活性ガスの濃度とさせることが可能な照射型硬化装置を提供することである。
【０００７】
本発明の更に別の目的とするところは、比較的構造が簡単であり且つ廉価な照射型硬化装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、
所定の経路に沿って被処理物体を搬送する搬送手段、
前記所定の経路の上方に位置されており前記被処理物体に対して所定波長の電磁波を照射して硬化処理を行うために下部を少なくとも部分的に開放した処理チャンバ、
前記所定の経路の上方で且つ前記処理チャンバの入口側に隣接して位置されており下部を少なくとも部分的に開放した入口チャンバ、
前記入口チャンバ又は前記処理チャンバの少なくとも一方へ不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段、
を有していることを特徴とする照射型硬化装置が提供される。
【０００９】
好適には、前記照射型硬化装置は、前記所定の経路の上方で且つ前記処理チャンバの出口側に隣接して位置されており前記処理チャンバから流出してくる不活性ガスが流入可能であるように下部を少なくとも部分的に開放した出口チャンバ、
を有している。１実施形態においては、前記出口チャンバ内にエアーカーテンノズルが配設されており、前記エアーカーテンノズルは前記所定の経路を横断して延在しており前記処理チャンバから前記出口チャンバ内に流入した不活性ガスを前記出口チャンバ内に閉じ込める傾向とさせるエアーカーテンを形成する。
【００１０】
好適には、前記入口チャンバ内に互いに離隔されており且つ前記所定の経路を横切って延在している複数個の仕切板が配設されている。更に好適には、前記複数個の仕切板によって画定される複数個の区画室の内で少なくとも隣接する一対の区画室間においてガスが流れることが可能であるように連通空間が設けられている。１実施形態においては、前記連通空間が前記仕切板と前記入口チャンバの上部壁との間の隙間である。一方、別の実施形態においては、前記連通空間が前記仕切板に形成されている少なくとも１個の穿孔である。
【００１１】
好適には、前記搬送手段が、
一対のローラ間に掛け渡されているエンドレスベルト、
前記エンドレスベルトの両側に配設されており前記エンドレスベルトの搬送表面から所定の高さに位置されている一対の支持表面、
を具備しており、前記処理チャンバ及び前記出口チャンバが前記一対の支持表面上に支持されている。
【００１２】
好適には、前記不活性ガス供給手段が、窒素ガス供給手段と、前記窒素ガス供給手段に連通している窒素ガス供給パイプとを具備している。１実施形態においては、前記窒素ガス供給手段が空気から窒素ガスを分離させる少なくとも１個の窒素ガス発生モジュールを具備している。
【００１３】
【発明の実施の態様】
本発明の１実施例に基づいて構成された照射型硬化装置１を図１に斜視図で示してある。本硬化装置１は、大略、被処理物体１２（図５参照）を所定の経路に沿って搬送する搬送機構２と、搬送機構２上に装着されている処理チャンバ３、入口チャンバ４、出口チャンバ５とを有している。
【００１４】
搬送機構２は、一対のローラ２１，２１と該一対のローラ間に掛け渡されているエンドレスベルト（搬送ベルト）２２とを具備しており、該一対のローラの内の少なくとも一方が所定の方向に駆動回転され、それによりエンドレスベルト２２を所定の方向に回動させる。エンドレスベルト２２の上面は搬送面を形成しており、図１に示した実施例においては、矢印Ａで示した方向がエンドレスベルト２２の搬送方向である。従って、被処理物体はエンドレスベルト２２の右側端部近くにおいて搬送面上に載置され、矢印Ａで示したようにほぼ右から左へ向かって搬送される。搬送機構２は、更に、エンドレスベルト２２の搬送面を水平状態に一定に維持するためにエンドレスベルト２２の上側部分の裏面を案内する平坦なガイドプレート２３を具備している。更に、図３に示されるように、搬送機構２は、ガイドプレート２３を固定支持し且つ一対のローラ２１を回転可能に支承する一対のガイドフレーム２４，２４を有しており、各ガイドフレーム２４の上部には長尺状の支持プレート２５が固着されている。各支持プレート２５の上部表面はその上に処理チャンバ３、入口チャンバ４、出口チャンバ５を載置させることが可能な支持表面２５ａを提供している。後に詳述するように、これらの支持表面２５ａはエンドレスベルト２２の搬送表面から所定の高さに設定されている。更に、図１に示されるように、カバー２６によって支持フレーム２４，２４が被覆されている。
【００１５】
図示例においては、処理チャンバ３は、エンドレスベルト２２上に載置されて搬送されてくるコーティング等の被処理物体に対して紫外線を照射してコーティングを硬化させる紫外線硬化処理チャンバである。従って、処理チャンバ３には紫外線ランプ装置６が取付けられている。処理チャンバ３は、図示例においては、大略矩形状の箱型形状をしており、その上部壁上に紫外線ランプ装置６が取付けられており、一方その下部は開放状態となっている。図３において最も良く示されるように、処理チャンバ３の両側の端部は対応する支持表面２５ａ上に接触しており、従って処理チャンバ３の側部は支持表面２５ａと密封状態にある。
【００１６】
処理チャンバ３の入口側（即ち、搬送方向Ａに対して上流側）に隣接して入口チャンバ４が配設されており、入口チャンバ４も大略矩形状の箱型でありその底部は開放されている。入口チャンバ４には不活性ガス供給パイプ７が取付けられており、不活性ガス供給パイプ７を介して外部から窒素等の不活性ガスが入口チャンバ４内に供給される。図３に示した図示例においては、不活性ガス供給パイプ７は入口チャンバ４内を搬送方向Ａを横切る方向に延在しており、図７に示したように、不活性ガス供給パイプ７の入口チャンバ４内に延在する部分には多数の噴出孔７ａが大略下方向に向けて穿設されている。更に、図１及び３に示した好適実施例においては、不活性ガス供給パイプ７は、入口チャンバ４内を延在しており且つ処理チャンバ３の近傍に位置されているが、所望により、別の実施例においては、不活性ガス供給パイプ７を処理チャンバ３内に位置させることも可能であり、更に、処理チャンバ３と入口チャンバ４の両方に別々の不活性ガス供給パイプを位置させることも可能である。尚、図７に示した図示例においては、噴出孔７ａを２列に配列した場合を示しているが、これは２列より少ないか又は多い列とすることが可能であり、又パイプの長手軸に沿って延在する１個又はそれ以上の連続スリット形状とすることも可能である。
【００１７】
図１に示したように、本発明によれば、処理チャンバ３の入口側に隣接して別の入口チャンバ４を配設しており、処理チャンバ３又は入口チャンバ４の少なくとも一方へ外部から窒素ガスなどの不活性ガスを供給する構成としている。この様な構成とすることにより、処理チャンバ３内の雰囲気は窒素ガスなどの不活性ガスで充満された状態を維持することが可能となり、該雰囲気の不活性ガス純度はほぼ均一な状態に維持される。従って、紫外線照射による被処理物体の硬化処理を安定的に且つ一様な状態で行うことが確保される。この様な入口チャンバ４の主要な機能としては、（１）被処理物体が入口チャンバ４下方を搬送される間に被処理物体及びエンドレスベルト２２表面に付着する空気を入口チャンバ４内の不活性ガスと置換させること、及び（２）外部の大気の乱れ等によって処理チャンバ３内の不活性ガスの純度が変化することを防止すること、を包含している。尚、図１に示した好適な実施例においては、処理チャンバ３の出口側に隣接して別の出口チャンバ５が配設されている。この出口チャンバ５も大略矩形状の箱型をしており下部が開放されている。出口チャンバ５の主要な機能としては、処理チャンバ３から流出してくる不活性ガスを流入させて保持し、処理チャンバ３内の不活性ガスの純度が変化することを防止することである。即ち、入口チャンバ４と出口チャンバ５とは、処理チャンバ３の前後に配設されて処理チャンバ３内の不活性ガスの純度が一定に維持されるようなダンパー作用を行うものである。従って、この様に処理チャンバ３の前後に入口チャンバ４及び出口チャンバ５を設けた場合には、それらを設けることの無い従来技術の構成と比較して、不活性ガスの消費量を約１／５〜１／１０程度に減少させることが可能である。
【００１８】
尚、入口チャンバ４の搬送方向の長さがあまりにも短いと外気（人が本装置付近を通過した際に起こる風やエアコンからの風など）が入口チャンバ４内に侵入して該チャンバ内の不活性ガスの純度を変化させ、そのために処理チャンバ３内の不活性ガスの純度が影響されることがあり、又入口チャンバ４の長さがあまりにも短いと被処理物体の通過時間が短いために被処理物体の表面や搬送ベルトの表面に付着している空気と入口チャンバ内の不活性ガスとの置換が不充分となり、そのために処理チャンバ４内の不活性ガスの純度が低下したり変動したりすることとなる。搬送速度が非常に遅い場合であれば、外気の乱れによる影響を防ぐためには、入口チャンバ４の入口開口部の高さ（即ち入口チャンバ４の前方端壁の下端と搬送ベルト２２の搬送表面との間の距離）が３ｃｍ程度の場合には、入口チャンバ４の長さは５０ｃｍ程度とすることが可能である。最も、不活性ガスの供給量を多くすれば、入口チャンバ４の長さはこれよりも短くすることも可能であり、不活性ガスの供給量によってはこの半分程度の長さに設定することも可能である。しかしながら、被処理物体の表面に付着している空気を不活性ガスと置換させるためには或る程度の時間が必要であり、少なくとも０．７秒以上の時間がないと十分な置換が行なわれない可能性がある。従って、例えば搬送速度が毎分６０ｍの場合には、入口チャンバ４の長さは０．７ｍ〜１ｍ程度に設定することが適切である。注意すべきことであるが、入口チャンバ４の長さは搬送ベルト２２の最高速度に依存して変えることが必要であり、被処理物体が入口チャンバ４を通過する時間が０．７秒以上となるように設定することが好適である。
【００１９】
図１に示した実施例においては、不活性ガス供給パイプ７が入口チャンバ４と連通されており、不活性ガスとして窒素ガスが入口チャンバ４内に供給される。入口チャンバ４内に供給された不活性ガスは入口チャンバ４の入口開口部を介して外部へ流出するが、搬送ベルト２２は矢印Ａで示した方向に移動しているので、入口チャンバ４の入口開口部からの不活性ガスの流出は阻止される傾向となる。従って、入口チャンバ４内に供給された不活性ガスのより多くの部分は入口チャンバ４の出口側開口部を介して流出し処理チャンバ３内に流れ込む傾向となる。図１には示していないが、高純度の窒素ガスを収容するガスボンベから高純度の窒素ガスを不活性ガス供給パイプ７へ供給させる構成とすることも可能である。図１に示した実施例においては、不活性ガス供給パイプ７は、流量計８及び流量制御バルブ９を介して複数個（図示例では４個）の窒素ガス発生モジュール１０の出口側へ連通されている。窒素ガス発生モジュール１０の入口側には不図示の空気圧縮機から圧縮空気１１が供給される。この窒素ガス発生モジュール１０は、圧縮空気から窒素を分離することが可能な機能を有しており、窒素ガス発生モジュール１０の円筒部を介して空気中の主に酸素を通過させ窒素を通過させない機能を有している。
【００２０】
窒素ガス発生モジュール１０によって空気から窒素を分離させる原理は、合成樹脂内への分子の溶解、拡散（浸透）速度が物質（分子）の種類によって異なることを利用したものであり、その概要を図２（Ａ）及び（Ｂ）に示してある。即ち、特定の合成樹脂で構成されている中空糸の入口側から加圧された空気を送ると、中空糸の樹脂中に（空気中の酸素や窒素などの）ガスが溶解し、拡散（浸透）するが、窒素分子の浸透速度が酸素分子の浸透速度よりも遅いために、酸素は中空糸の外側に浸み出し、中空糸の出口側からは窒素濃度の高い空気がでてくる。
【００２１】
従って，圧縮空気が窒素ガス発生モジュール１０を介して通過する間に、空気中の酸素が除去され窒素濃度の高いガスが得られる。この様な窒素ガス発生モジュール１０としては市販のものを使用することが可能であり、例えば大日本インキ化学工業株式会社製の中空糸膜モジュールＳＥＰＡＲＥＬ（商標名）を使用することが可能である。この様な窒素ガス発生モジュール１０を使用した場合には、窒素ガス供給源として空気を使用するものであるから別に高純度の窒素ガスを用意することが必要ではなく、ランニングコスト的には極めて有利である。そして、窒素ガス発生モジュール１０により発生される窒素ガスの純度は比較的低いものであるが、本発明においては、処理チャンバ３に隣接して入口チャンバ４を配設しているので、供給される窒素ガスの純度が比較的低いものであっても処理チャンバ３によって画定される処理雰囲気中における窒素ガスの純度は所望のレベルに且つ一定に維持することが可能である。
【００２２】
次に、本発明の入口チャンバ４の種々の実施例について図３乃至６を参照して説明する。図３に示した実施例においては、入口チャンバ４は、平坦な上部壁４ａと、前端壁４ｂと、後端壁４ｃと、一対の左右側壁４ｄ，４ｅとから箱型形状に構成されている。尚、後端壁４ｃは、処理チャンバ３（入口チャンバ４と同様に上部壁３ａと、前端壁３ｂと、後端壁３ｃ（不図示）と、一対の左右側壁３ｄ，３ｅ（不図示）とから箱型形状に構成されている）の前端壁３ｂの一部とすることも可能である。そして、一対の左右側壁４ｄ，４ｅの夫々の下端部から外側へ延在してタブ４ｆ，４ｆが設けられており、これらのタブ４ｆ，４ｆが対応する支持表面２５ａ上に載置されている。従って、入口チャンバ４は、基本的に、内部空洞を形成している。図４に示した実施例においては、入口チャンバ４の内部空洞内に互いに離隔されており且つ搬送ベルト２２の搬送方向に垂直に配設して複数個の仕切板４１が設けられている。従って、入口チャンバ４の内部空洞は、複数個の仕切板４１によって複数個の区画室４２に分割されている。更に、不活性ガス供給パイプ７が処理チャンバ３の近傍に位置して入口チャンバ４内を仕切板４１と平行に延在している。
【００２３】
複数個の仕切板４１は、入口チャンバ４内のガスが該チャンバ内の前後方向に自由に移動することを阻止することを目的としており、例えば、該チャンバ内のガスが搬送ベルト２２やその上に載置されている被処理物体につられて移動することを阻止することである。安定した硬化処理を行うためには、処理チャンバ３内の不活性ガスの純度を一定に維持することが望ましいが、この場合に、入口チャンバ４内に仕切板４１が存在しない場合には、入口チャンバ４内のガスが自由に移動し、そのために外気の影響を受け易い入口チャンバ４入口付近の純度の低い不活性ガスが処理チャンバ３の近くに移動して処理チャンバ３内の不活性ガスの純度を低下させる可能性がある。入口チャンバ４内に仕切板４１を配設する目的は正にこの様な状態に対処するためのものであり、仕切板４１によって入口チャンバ４内のガスの移動を可及的に阻止し、それにより該チャンバ内の不活性ガスと被処理物体及び搬送ベルト２２に付着している空気との摩擦を増大させ、該付着している空気と該チャンバ内の不活性ガスとの置換を促進させ、処理チャンバ３内における不活性ガスの純度を安定して一定に維持させるものである。
【００２４】
不活性ガス供給パイプ７から入口チャンバ４内の処理チャンバ３の近傍に供給される不活性（窒素）ガスは、該チャンバ内に配設されている複数個の仕切板４１を順次通過して入口チャンバ４の入口開口部に到達し、最終的には該入口開口部から大気中に放出される。入口チャンバ４の入口開口部に近い仕切板４１によって画定される区画室４２内の不活性ガスは外気と混ざり合い易いためにその純度は低くなり、一方不活性ガス供給パイプ７に近づくに従って順次不活性ガスの純度は高くなり、且つ純度の変動も小さくなる。従って、仕切板４１は搬送ベルト２２の搬送方向に対して可及的に垂直であるように配設することが望ましい。
【００２５】
図３に示した入口チャンバ４の構成の詳細を図４に拡大して示してある。図４に示したように、入口チャンバ４の前端壁４ｂの下端と搬送ベルト２２の表面との間の垂直距離Ｈは入口開口部の高さを画定しており、この高さＨは支持表面２５ａの設定位置によって規定される。図４に示した実施例においては、複数個の仕切板４１を一定のピッチ間隔Ｓで入口チャンバ４内に配設している。このピッチ間隔Ｓは入口チャンバ４の長さや大きさに応じて適宜決定すべきことであるが、１例としては、入口チャンバ４の内部空洞を少なくとも１０個の区画室４２に分割し、各区画室４２はその高さよりも幅（ピッチ間隔Ｓ）が小さくなるように設定することが望ましい。要するに、これらの仕切板４１は、それによって画定される区画室４２内のガスが外気の乱れや被処理物体及び搬送ベルト２２の運動によって可及的に移動されることがないようにそのピッチ間隔Ｓを設定することが望ましい。１例として、長さが１ｍであり高さが９５ｍｍである入口チャンバ４の場合には、仕切板４１のピッチ間隔Ｓを２０〜５０ｍｍの範囲に設定すると良い。
【００２６】
更に、図４に示されているように、各仕切板４１の上端と入口チャンバ４の上部壁４ａとの間には隙間Ｇが設定されており、従って複数個の仕切板４１によって画定されている複数個の区画室４２はこの隙間Ｇを介して互いに連通している。前述した如く、入口チャンバ４内においてガスが自由に移動することは好ましいことではないが、装置の稼動開始時においての立上りを速くしたり、安定した動作を確保するためには、不活性ガス供給パイプ７から供給された不活性ガスが入口チャンバ４内の全ての区画室４２内へ速やかに充填されることが必要である。この様な隙間Ｇが存在しない場合には、稼動開始時の立ち上がり初期において、空気が各区画室４２内に残存するために不活性ガスの純度が上昇する時間が長くなり、従って稼動開始期間が長くなり、一方残存する空気が不規則的に流出するために不活性ガスの純度が不安定になる等の問題が発生する可能性がある。更に、搬送ベルト２２上に載置されている立体的な被処理物体１２の処理を行う場合に、図５（Ａ）に示したように隙間Ｇが設けられていない場合には、各区画室４２内のガスの逃げ場がないために、被処理物体１２の矢印で示した移動によるピストン効果のために被処理物体１２の前面に存在するガスが搬送方向に押されることとなる。そのために入口チャンバ４内の不活性ガスの純度の安定性に悪影響を与える可能性がある。一方、図５（Ｂ）に示したように、隙間Ｇが存在する場合には、各区画室４２内のガスがその前後の区画室４２内に逃げ込む（移動する）ことが可能であるために、被処理物体１２の前方のガスは対応する区画室４２内に入り込むことが可能であり、そのために搬送方向に押されるガスの量は著しく少なくなり、ほぼ無視可能な程度となる。
【００２７】
この様な隙間Ｇは大きすぎると仕切板４１を設けた効果が低下し、一方隙間Ｇが小さすぎると隙間Ｇによる種々の効果が低下する。従って、適切な隙間Ｇの効果を確保するためには、仕切板４１のピッチ間隔Ｓと各仕切板４１の高さから隙間Ｇの大きさを決定することが必要である。１例として、隙間Ｇは、仕切板４１の間隔Ｓの２０〜８０％、仕切板４１の高さの５〜５０％の範囲に設定することが好適である。
【００２８】
図６（Ａ）及び（Ｂ）は仕切板４１の別の実施例を示している。図６（Ａ）に示した仕切板４１は複数個の穿孔４１ａが穿設されており、一方図６（Ｂ）に示した仕切板４１は金属板に所定の形状４１ｂ，４１ｃの穴を多数全体的に穿設したものである。尚、これらの実施例による仕切板４１を使用する場合には、隙間Ｇを省略することが可能であるが、その場合には、隙間Ｇを設けた場合と同等の開口率となるように設定することが望ましい。又、隙間Ｇと共にこれらの穿孔４１ａ，４１ｂ，４１ｃを設けることも可能であり、その場合には、隙間Ｇを比較的小さくすることが可能である。
【００２９】
尚、上述した説明においては、入口チャンバ４内に複数個の仕切板４１を設けた場合であるが、出口チャンバ５内においても同様の仕切板４１を設けることが可能であることは勿論である。即ち、基本的には、出口チャンバ５は入口チャンバ４と同等の構成とすることが可能である。
【００３０】
図１を再度参照すると、出口チャンバ５の出口側に位置してエアーカーテンパイプ１５が出口チャンバ５内に挿通しており、出口チャンバ５内に配設されているエアーカーテンノズル１６に連通している。エアーカーテンパイプ１５は圧力調整ダンパ１８を介して送風機１７に連通している。エアーカーテンノズル１６は出口チャンバ５の出口開口部近傍に空気を吹き出して空気の膜（エアーカーテン）を形成し、出口チャンバ５内の不活性ガスが外部に流出することを阻止する傾向とさせ、不活性ガスの消費量を減少させることに貢献する。エアーカーテンノズル１６からの空気の吹き出し量を搬送ベルト２２の搬送速度に応じて適切に設定することによって処理チャンバ３内の不活性ガスの純度を更に一定に維持させることが可能である。
【００３１】
図８（Ａ）に示した如く、搬送ベルト２２が動いており且つエアーカーテンが存在しない場合には、出口チャンバ５内の不活性ガスは搬送ベルト２２又は被処理物体によって外部へ持ち出され、一方外部から空気が出口チャンバ５内に侵入することとなる。一方、図８（Ｂ）に示した如く、搬送ベルト２２が静止している状態でエアーカーテンノズル１６から空気が噴出されると、噴出された空気は搬送ベルト２２又は被処理物体に衝突して前後に分かれ、出口チャンバ５内の不活性ガスと混ざり合って不活性ガスの純度を低下させ、その一部は処理チャンバ３の方向へ流れて処理チャンバ３内の不活性ガスの純度を低下させる。更に、図８（Ｃ）に示した如く、搬送ベルト２２が動いている状態でエアーカーテンノズル１６から空気が噴出されるがその噴出量が少ない場合には、出口チャンバ５内の不活性ガスは搬送ベルト２２又は被処理物体によって外部に持ち去られる。この場合は、装置の全チャンバ内のガスの量が少なくなり、その量を補うために入口チャンバ４内に外部の空気が侵入し、処理チャンバ３を経て出口チャンバ５へ流れることとなる。そのために、処理チャンバ３内の不活性ガスの純度は低下することとなる。更に、図８（Ｄ）に示した如く、エアーカーテンノズル１６からのエアーの噴出し量が搬送ベルト２２の搬送速度に見合ったように適切に設定されている場合には、出口チャンバ５内の不活性ガスの外部への流出が阻止される傾向となり、エアーカーテンノズル１６からのエアーや外気からの空気が処理チャンバ３内に侵入することを可及的に防止することが可能となる。搬送ベルト２２の搬送速度に対するエアーカーテンノズル１６内のエアー圧力の最適設定値の１例を以下の表１に示してある。尚、使用する窒素ガスの量やエアーカーテンのエア−量は搬送ベルトの幅、被処理物体出入り口高さ、搬送ベルトの搬送速度、処理チャンバ３内の残存酸素濃度等によって異なるものである。
【００３２】
【表１】

【００３３】
エアーカーテンノズル１６のノズル部１６ａは、吹き出される空気が幕を形成するように一定方向に安定して空気を吹き出す構造であることが望ましく、吹き出される空気が拡散されることが無いような構造であることが望ましい。従って、ノズル部１６ａは小さな穴を多数配列したものよりも、スリット状の連続した開口部の構造であり、一定の厚みのあるスリットで断面は、図９（Ａ）に示した如く、可及的に平行であることが望ましい。図９（Ｂ）及び（Ｃ）に示した如くに断面が鋭利な角部を持つものは吹き出された空気が拡散する傾向となるのでエアーカーテンの形成には好適であるとはいえない。
【００３４】
入口チャンバ４、処理チャンバ３、出口チャンバ５が十分に機能を発揮するためには、搬送ベルト２２の下側や側面から不活性ガスが漏れたり外部の空気が各チャンバ内に侵入しない構造とすることが重要である。そのためには、搬送ベルト２２の下部及び側面が外部の大気から離隔される構造とさせることが必要である。本装置においては、平坦なガイドプレート２３の左右に一対の支持プレート２５をガイドプレート２３の上表面から所定の高さに設定して溝形状を構成し、搬送ベルト２２の下部はカバー２６によって被覆すると共に、全てのチャンバ４，３，５を互いに密接して配置させると共に支持プレート２５の支持表面２５ａ上に密着して装着している。従って、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、本装置は、被処理物体の出入り口以外には外部大気と実質的に連通する開口部を持たない全体的にトンネル状の構造を構成している。
【００３５】
更に、搬送ベルト２２の構造について説明すると、搬送ベルト２２が荒い編目を有するものであったり、表面に大きな凹凸があるものであると、搬送ベルト２２による外部大気中の空気の各チャンバへの持ち込み作用や各チャンバからの不活性ガスの持ちだし量が顕著となる場合がある。従って、搬送ベルト２２としては、可及的に平面が平滑なものを使用することが望ましい。１例として、平織りタイプのガラスクロスにフッ素樹脂を含侵焼成し織り目にフッ素樹脂が埋め込まれているようなベルト（例えば、本多産業製ＨＧＳ−Ｐ５１４）を使用することが望ましい。
【００３６】
以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明したが、本発明はこれらの具体的実施の態様にのみ制限されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種々の変形が可能であることは勿論である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、不活性ガスの消費量を減少させることが可能である。更に、低純度の不活性ガスを使用することが可能であり、高純度の不活性ガスを別に用意することは特に必要ではない。更に、処理雰囲気を比較的一様な不活性ガスの濃度とさせることが可能である。更に、比較的構造が簡単であり且つ廉価な照射型化装置を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施例に基いて構成した照射型硬化装置の全体的構成を示した概略斜視図。
【図２】（Ａ）及び（Ｂ）は図１の装置における窒素ガス発生モジュール１０において使用されている中空糸膜の窒素分離原理を説明するために有用な各概略図。
【図３】図１の装置における入口チャンバ４内に複数個の仕切板４１を設けた場合の１実施例を示した一部破断概略斜視図。
【図４】入口チャンバ４の１実施例を示した概略断面図。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は入口チャンバ４の壁と仕切板４１との間に隙間が存在しない場合と存在する場合とのガスの流れの違いを説明するように有用な各概略図。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）は仕切板４１の夫々別の実施例を示した各概略斜視図。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、夫々、不活性ガス供給パイプ７の１実施例を示した概略斜視図及び概略断面図。
【図８】（Ａ）乃至（Ｄ）は出口チャンバ５の出口側に形成したエアーカーテンの作用を説明するのに有用な各概略図。
【図９】（Ａ）乃至（Ｃ）はエアーカーテンノズル１６のノズル部１６ａに形成されるエアー噴出用の開口の形状を説明するのに有用な各概略断面図。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は、夫々、本装置の搬送機構と各チャンバとによって大略トンネル構造の搬送経路が画定されている状態を示した概略斜視図及び概略側面図。
【符号の説明】
１：照射型硬化装置
２：搬送機構
３：処理チャンバ
４：入口チャンバ
５：出口チャンバ
６：紫外線ランプ装置
７：不活性ガス供給パイプ
１０：窒素ガス発生モジュール
１５：エアーカーテンパイプ
１６：エアーカーテンノズル
２２：搬送ベルト（エンドレスベルト）
２３：ガイドプレート
２５：支持プレート
２６：カバー
４１：仕切板
４２：区画室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an irradiation type curing apparatus that cures an object to be processed by irradiating an electromagnetic wave with a predetermined wavelength. More specifically, the present invention relates to curing of a coating or the like formed on a substrate by irradiating ultraviolet rays. The present invention relates to an irradiation type curing apparatus to be performed.
[0002]
[Prior art]
Techniques for irradiating ultraviolet rays to cure the coating are known. In the UV curing technology, free radical formula materials are most often used. However, when the free radical UV curing reaction is performed in the air, the curing reaction is inhibited by oxygen in the air. This is known (so-called “oxygen inhibition”). In order to cope with such oxygen inhibition, it is only necessary to remove oxygen from the atmosphere in which the curing reaction is performed. However, one prior art for this purpose uses an inert gas such as nitrogen as the atmosphere in which the curing reaction is performed. It is to be filled with. An example of such a conventional technique is an ultraviolet curing device described in US Pat. No. 6,223,453.
[0003]
In the ultraviolet curing apparatus described in the above U.S. patent, a configuration is provided in which a pair of nozzle assemblies are provided on the inlet side and the outlet side of a curing chamber having an ultraviolet irradiation mechanism to fill the curing chamber with an inert gas. Have. Although this prior art apparatus is extremely effective in removing oxygen inhibition, a transport web for transporting an object to be treated such as a coating always moves in a certain direction, and a pair of nozzle assemblies Are disposed on the inlet side and outlet side of the curing chamber, so that a part of the inert gas such as nitrogen supplied from each nozzle is not supplied into the curing chamber but released into the atmosphere. It becomes. Therefore, there is a problem that the consumption of the inert gas tends to be relatively large.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to provide an irradiation type curing apparatus that can eliminate the disadvantages of the prior art as described above and reduce the consumption of inert gas. And
[0005]
Another object of the present invention is to provide an irradiation type curing apparatus capable of using a low purity inert gas.
[0006]
Still another object of the present invention is to provide an irradiation type curing apparatus capable of making the treatment atmosphere have a relatively uniform inert gas concentration.
[0007]
Still another object of the present invention is to provide an irradiation type curing apparatus that is relatively simple in structure and inexpensive.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention,
Conveying means for conveying an object to be processed along a predetermined path;
A processing chamber positioned above the predetermined path and having a lower portion at least partially opened to irradiate the object to be processed with an electromagnetic wave having a predetermined wavelength to perform a curing process;
An inlet chamber located above the predetermined path and adjacent to the inlet side of the processing chamber and having at least a partially open bottom;
An inert gas supply means for supplying an inert gas to at least one of the inlet chamber or the processing chamber;
There is provided an irradiation type curing apparatus characterized by comprising:
[0009]
Preferably, the irradiation type curing device is positioned above the predetermined path and adjacent to the outlet side of the processing chamber so that an inert gas flowing out of the processing chamber can flow in. An outlet chamber with at least a partially open bottom,
have. In one embodiment, an air curtain nozzle is disposed in the outlet chamber, and the air curtain nozzle extends across the predetermined path and flows from the processing chamber into the outlet chamber. An air curtain is formed that tends to trap the inert gas within the outlet chamber.
[0010]
Preferably, a plurality of partition plates are disposed in the inlet chamber and are spaced apart from each other and extend across the predetermined path. More preferably, a communication space is provided so that gas can flow between at least a pair of adjacent compartments among the plurality of compartments defined by the plurality of partition plates. In one embodiment, the communication space is a gap between the partition plate and the upper wall of the inlet chamber. On the other hand, in another embodiment, the communication space is at least one perforation formed in the partition plate.
[0011]
Preferably, the conveying means is
An endless belt stretched between a pair of rollers,
A pair of support surfaces disposed on both sides of the endless belt and positioned at a predetermined height from the conveying surface of the endless belt;
The processing chamber and the outlet chamber are supported on the pair of support surfaces.
[0012]
Preferably, the inert gas supply means includes a nitrogen gas supply means and a nitrogen gas supply pipe communicating with the nitrogen gas supply means. In one embodiment, the nitrogen gas supply means includes at least one nitrogen gas generation module that separates nitrogen gas from air.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An irradiation type curing apparatus 1 constructed according to one embodiment of the present invention is shown in a perspective view in FIG. The main curing apparatus 1 generally includes a transport mechanism 2 that transports an object to be processed 12 (see FIG. 5) along a predetermined path, a processing chamber 3, an inlet chamber 4, and an outlet chamber mounted on the transport mechanism 2. 5.
[0014]
The transport mechanism 2 includes a pair of

rollers

21 and 21 and an endless belt (transport belt) 22 spanned between the pair of rollers, and at least one of the pair of rollers has a predetermined direction. The endless belt 22 is rotated in a predetermined direction. The upper surface of the endless belt 22 forms a conveying surface. In the embodiment shown in FIG. 1, the direction indicated by the arrow A is the conveying direction of the endless belt 22. Accordingly, the object to be processed is placed on the transport surface near the right end of the endless belt 22 and is transported substantially from right to left as indicated by the arrow A. The transport mechanism 2 further includes a flat guide plate 23 that guides the back surface of the upper portion of the endless belt 22 in order to keep the transport surface of the endless belt 22 in a horizontal state. Further, as shown in FIG. 3, the transport mechanism 2 includes a pair of guide frames 24, 24 that fixedly support the guide plate 23 and rotatably support the pair of rollers 21. A long support plate 25 is fixed to the upper portion of the plate. The upper surface of each support plate 25 provides a support surface 25a on which the processing chamber 3, the inlet chamber 4, and the outlet chamber 5 can be placed. As will be described in detail later, these support surfaces 25 a are set to a predetermined height from the conveying surface of the endless belt 22. Further, as shown in FIG. 1, support frames 24 and 24 are covered by a cover 26.
[0015]
In the illustrated example, the processing chamber 3 is an ultraviolet curing processing chamber that irradiates an object to be processed such as a coating placed on the endless belt 22 and transports it to cure the coating. Accordingly, an ultraviolet lamp device 6 is attached to the processing chamber 3. In the illustrated example, the processing chamber 3 has a generally rectangular box shape, and an ultraviolet lamp device 6 is mounted on the upper wall of the processing chamber 3, while the lower portion thereof is open. As best shown in FIG. 3, the ends on either side of the processing chamber 3 are in contact with the corresponding support surface 25a, so that the sides of the processing chamber 3 are sealed with the support surface 25a.
[0016]
An inlet chamber 4 is disposed adjacent to the inlet side of the processing chamber 3 (that is, the upstream side with respect to the transport direction A). The inlet chamber 4 is also a substantially rectangular box shape, and its bottom is opened. Yes. An inert gas supply pipe 7 is attached to the inlet chamber 4, and an inert gas such as nitrogen is supplied from the outside into the inlet chamber 4 through the inert gas supply pipe 7. In the illustrated example shown in FIG. 3, the inert gas supply pipe 7 extends in the inlet chamber 4 in a direction crossing the conveying direction A. As shown in FIG. A large number of ejection holes 7a are formed in the portion extending into the inlet chamber 4 substantially downward. Further, in the preferred embodiment shown in FIGS. 1 and 3, the inert gas supply pipe 7 extends through the inlet chamber 4 and is located in the vicinity of the processing chamber 3, but may be separated if desired. In this embodiment, the inert gas supply pipe 7 can be located in the processing chamber 3, and a separate inert gas supply pipe can be located in both the processing chamber 3 and the inlet chamber 4. Is possible. In the illustrated example shown in FIG. 7, the case where the ejection holes 7a are arranged in two rows is shown, but this may be less or more than two rows, and the length of the pipe It can also be in the form of one or more continuous slits extending along the axis.
[0017]
As shown in FIG. 1, according to the present invention, another inlet chamber 4 is disposed adjacent to the inlet side of the processing chamber 3, and at least one of the processing chamber 3 and the inlet chamber 4 is externally supplied with nitrogen. An inert gas such as a gas is supplied. With such a configuration, the atmosphere in the processing chamber 3 can be maintained in a state filled with an inert gas such as nitrogen gas, and the inert gas purity of the atmosphere is maintained in a substantially uniform state. Is done. Therefore, it is ensured that the curing process of the object to be processed by ultraviolet irradiation is performed stably and uniformly. The main functions of the inlet chamber 4 are as follows. (1) Air that adheres to the surface of the object to be processed and the endless belt 22 while the object to be processed is conveyed below the inlet chamber 4 is inert in the inlet chamber 4. And (2) preventing the purity of the inert gas in the processing chamber 3 from being changed due to external atmospheric turbulence or the like. In the preferred embodiment shown in FIG. 1, another outlet chamber 5 is disposed adjacent to the outlet side of the processing chamber 3. The outlet chamber 5 is also a substantially rectangular box, and the lower part is opened. The main function of the outlet chamber 5 is to keep the inert gas flowing out of the processing chamber 3 from flowing in and to prevent the purity of the inert gas in the processing chamber 3 from changing. That is, the inlet chamber 4 and the outlet chamber 5 are disposed before and after the processing chamber 3 and perform a damper action so that the purity of the inert gas in the processing chamber 3 is maintained constant. Therefore, when the inlet chamber 4 and the outlet chamber 5 are provided before and after the processing chamber 3 in this manner, the consumption of the inert gas is reduced by about 1/2, compared to the configuration of the prior art in which they are not provided. It can be reduced to about 5 to 1/10.
[0018]
If the length of the inlet chamber 4 in the transport direction is too short, outside air (such as a wind generated when a person passes near the apparatus or a wind from an air conditioner) enters the inlet chamber 4 and enters the chamber. The purity of the inert gas is changed, and therefore the purity of the inert gas in the processing chamber 3 may be affected. If the length of the inlet chamber 4 is too short, the passing time of the object to be processed is short. In addition, the air adhering to the surface of the object to be processed or the surface of the conveyor belt is not sufficiently replaced with the inert gas in the inlet chamber, so that the purity of the inert gas in the processing chamber 4 decreases or fluctuates. Will do. If the conveyance speed is very low, the height of the inlet opening of the inlet chamber 4 (that is, the lower end of the front end wall of the inlet chamber 4 and the conveying surface of the conveying belt 22) can be prevented in order to prevent the influence of the disturbance of the outside air. When the distance between the two is about 3 cm, the length of the inlet chamber 4 can be about 50 cm. However, if the supply amount of the inert gas is increased, the length of the inlet chamber 4 can be made shorter than this. Depending on the supply amount of the inert gas, the length can be set to about half this length. Is possible. However, a certain amount of time is required to replace the air adhering to the surface of the object to be treated with the inert gas, and if the time is not longer than 0.7 seconds, sufficient replacement is performed. There is no possibility. Therefore, for example, when the conveyance speed is 60 m / min, it is appropriate to set the length of the inlet chamber 4 to about 0.7 m to 1 m. It should be noted that the length of the inlet chamber 4 needs to be changed depending on the maximum speed of the conveyor belt 22, and the time for the object to be processed to pass through the inlet chamber 4 is 0.7 seconds or more. It is preferable to set so as to be.
[0019]
In the embodiment shown in FIG. 1, an inert gas supply pipe 7 communicates with the inlet chamber 4, and nitrogen gas is supplied into the inlet chamber 4 as an inert gas. The inert gas supplied into the inlet chamber 4 flows out through the inlet opening of the inlet chamber 4, but the conveyor belt 22 moves in the direction indicated by the arrow A. The outflow of the inert gas from the opening tends to be prevented. Accordingly, a larger portion of the inert gas supplied into the inlet chamber 4 tends to flow out through the outlet side opening of the inlet chamber 4 and flow into the processing chamber 3. Although not shown in FIG. 1, it is also possible to supply the inert gas supply pipe 7 with high-purity nitrogen gas from a gas cylinder that stores high-purity nitrogen gas. In the embodiment shown in FIG. 1, the inert gas supply pipe 7 is connected to the outlet side of a plurality (four in the illustrated example) of nitrogen gas generation modules 10 via a flow meter 8 and a flow control valve 9. ing. Compressed air 11 is supplied to the inlet side of the nitrogen gas generation module 10 from an air compressor (not shown). This nitrogen gas generation module 10 has a function capable of separating nitrogen from compressed air, and mainly passes oxygen in the air and does not allow nitrogen to pass through the cylindrical portion of the nitrogen gas generation module 10. It has a function.
[0020]
The principle of separating nitrogen from air by the nitrogen gas generation module 10 is based on the fact that the dissolution and diffusion (penetration) speed of molecules into the synthetic resin varies depending on the type of substance (molecule). 2 (A) and (B). That is, when pressurized air is sent from the inlet side of a hollow fiber made of a specific synthetic resin, gas (such as oxygen and nitrogen in the air) dissolves and diffuses (penetrates) in the resin of the hollow fiber. However, since the permeation rate of nitrogen molecules is slower than the permeation rate of oxygen molecules, oxygen permeates outside the hollow fiber, and air with a high nitrogen concentration comes out from the outlet side of the hollow fiber.
[0021]
Therefore, while compressed air passes through the nitrogen gas generation module 10, oxygen in the air is removed and a gas with a high nitrogen concentration is obtained. As such a nitrogen gas generation module 10, a commercially available one can be used, for example, a hollow fiber membrane module SEPAREL (trade name) manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc. can be used. When such a nitrogen gas generation module 10 is used, since air is used as a nitrogen gas supply source, it is not necessary to prepare high-purity nitrogen gas, which is extremely advantageous in terms of running cost. It is. The purity of the nitrogen gas generated by the nitrogen gas generation module 10 is relatively low, but in the present invention, the inlet chamber 4 is disposed adjacent to the processing chamber 3 so that it is supplied. Even if the purity of the nitrogen gas is relatively low, the purity of the nitrogen gas in the processing atmosphere defined by the processing chamber 3 can be maintained at a desired level and constant.
[0022]
Various embodiments of the inlet chamber 4 of the present invention will now be described with reference to FIGS. In the embodiment shown in FIG. 3, the inlet chamber 4 is formed in a box shape from a flat upper wall 4a, a front end wall 4b, a rear end wall 4c, and a pair of left and right side walls 4d and 4e. . The rear end wall 4c includes a processing chamber 3 (the upper wall 3a, the front end wall 3b, the rear end wall 3c (not shown), and a pair of left and right side walls 3d and 3e (not shown) as in the case of the inlet chamber 4. It is also possible to be a part of the front end wall 3b). Then,

tabs

4f and 4f are provided to extend outward from lower ends of the pair of left and right side walls 4d and 4e, and these

tabs

4f and 4f are placed on the corresponding support surface 25a. . Therefore, the inlet chamber 4 basically forms an internal cavity. In the embodiment shown in FIG. 4, a plurality of partition plates 41 are provided so as to be separated from each other in the internal cavity of the inlet chamber 4 and arranged perpendicular to the transport direction of the transport belt 22. Therefore, the internal cavity of the inlet chamber 4 is divided into a plurality of compartments 42 by the plurality of partition plates 41. Further, an inert gas supply pipe 7 is positioned in the vicinity of the processing chamber 3 and extends in the inlet chamber 4 in parallel with the partition plate 41.
[0023]
The plurality of partition plates 41 are intended to prevent the gas in the inlet chamber 4 from freely moving in the front-rear direction in the chamber. For example, the gas in the chamber can be transferred to the conveyor belt 22 or above. To prevent the object from being moved by being moved by the object to be processed. In order to perform a stable curing process, it is desirable to maintain the purity of the inert gas in the processing chamber 3 constant. In this case, when the partition plate 41 does not exist in the inlet chamber 4, the inlet The gas in the chamber 4 moves freely, so that an inert gas having a low purity near the inlet of the inlet chamber 4 that is easily affected by outside air moves to the vicinity of the processing chamber 3 to move the inert gas in the processing chamber 3. May reduce purity. The purpose of disposing the partition plate 41 in the inlet chamber 4 is to cope with such a situation, and the partition plate 41 prevents the movement of the gas in the inlet chamber 4 as much as possible. To increase the friction between the inert gas in the chamber and the air adhering to the object to be processed and the conveyor belt 22, and to promote the replacement of the adhering air and the inert gas in the chamber, The purity of the inert gas in the processing chamber 3 is maintained stably.
[0024]
The inert (nitrogen) gas supplied from the inert gas supply pipe 7 to the vicinity of the processing chamber 3 in the inlet chamber 4 sequentially passes through a plurality of partition plates 41 provided in the chamber and enters the inlet. It reaches the inlet opening of the chamber 4 and is finally discharged into the atmosphere from the inlet opening. The inert gas in the compartment 42 defined by the partition plate 41 close to the inlet opening of the inlet chamber 4 easily mixes with the outside air, so that the purity of the inert gas decreases. On the other hand, the inert gas gradually decreases as the inert gas supply pipe 7 is approached. The purity of the active gas is increased, and the purity fluctuation is also reduced. Therefore, it is desirable to arrange the partition plate 41 so as to be as perpendicular as possible to the conveyance direction of the conveyance belt 22.
[0025]
Details of the configuration of the inlet chamber 4 shown in FIG. 3 are shown enlarged in FIG. As shown in FIG. 4, the vertical distance H between the lower end of the front end wall 4b of the inlet chamber 4 and the surface of the conveyor belt 22 defines the height of the inlet opening, which height H is the supporting surface. It is defined by the set position of 25a. In the embodiment shown in FIG. 4, a plurality of partition plates 41 are arranged in the inlet chamber 4 at a constant pitch interval S. The pitch interval S should be appropriately determined according to the length and size of the inlet chamber 4. As an example, the internal cavity of the inlet chamber 4 is divided into at least ten compartments 42, and each compartment is separated. It is desirable to set 42 so that the width (pitch interval S) is smaller than its height. In short, these partition plates 41 have a pitch interval so that the gas in the compartment 42 defined by the partition plates 41 is not moved as much as possible by the disturbance of the outside air or the movement of the object to be processed and the conveyor belt 22. It is desirable to set S. As an example, in the case of the inlet chamber 4 having a length of 1 m and a height of 95 mm, the pitch interval S of the partition plates 41 may be set in a range of 20 to 50 mm.
[0026]
Further, as shown in FIG. 4, a gap G is set between the upper end of each partition plate 41 and the upper wall 4 a of the inlet chamber 4, and thus is defined by a plurality of partition plates 41. The plurality of compartments 42 are in communication with each other through the gap G. As described above, it is not preferable that the gas freely move in the inlet chamber 4. However, in order to speed up the start-up at the start of operation of the apparatus or to ensure stable operation, an inert gas supply is required. It is necessary for the inert gas supplied from the pipe 7 to be quickly filled into all the compartments 42 in the inlet chamber 4. In the case where such a gap G does not exist, at the initial stage of start-up at the start of operation, air remains in each compartment 42, so that the time during which the purity of the inert gas rises becomes long, and therefore the operation start period is long. On the other hand, since the remaining air flows out irregularly, problems such as unstable purity of the inert gas may occur. Further, when processing the three-dimensional object 12 placed on the conveyor belt 22, when the gap G is not provided as shown in FIG. Since there is no escape space for the gas inside, the gas present on the front surface of the object to be processed 12 is pushed in the transport direction due to the piston effect caused by the movement of the object to be processed 12 indicated by the arrow. This may adversely affect the stability of the purity of the inert gas in the inlet chamber 4. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when there is a gap G, the gas in each compartment 42 can escape (move) into the compartments 42 before and after that, The gas in front of the object to be processed 12 can enter the corresponding compartment 42, so that the amount of gas pushed in the transport direction is remarkably reduced and almost negligible.
[0027]
If such a gap G is too large, the effect of providing the partition plate 41 is reduced. On the other hand, if the gap G is too small, various effects due to the gap G are reduced. Therefore, in order to ensure an appropriate effect of the gap G, it is necessary to determine the size of the gap G from the pitch interval S of the partition plates 41 and the height of each partition plate 41. As an example, the gap G is preferably set in a range of 20 to 80% of the interval S of the

partition plate

41 and 5 to 50% of the height of the partition plate 41.
[0028]
FIGS. 6A and 6B show another embodiment of the partition plate 41. The partition plate 41 shown in FIG. 6A has a plurality of perforations 41a, while the partition plate 41 shown in FIG. 6B has many holes of

predetermined shapes

41b and 41c in a metal plate. It is drilled as a whole. When the partition plate 41 according to these embodiments is used, the gap G can be omitted, but in that case, the opening ratio is set to be equal to that when the gap G is provided. It is desirable to do. Moreover, it is also possible to provide these

perforations

41a, 41b, and 41c together with the gap G. In this case, the gap G can be made relatively small.
[0029]
In the above description, a plurality of partition plates 41 are provided in the inlet chamber 4, but it is needless to say that similar partition plates 41 can be provided in the outlet chamber 5. . That is, basically, the outlet chamber 5 can have the same configuration as the inlet chamber 4.
[0030]
Referring again to FIG. 1, the air curtain pipe 15 is inserted into the outlet chamber 5 at the outlet side of the outlet chamber 5, and communicates with the air curtain nozzle 16 disposed in the outlet chamber 5. Yes. The air curtain pipe 15 communicates with the blower 17 via a pressure adjustment damper 18. The air curtain nozzle 16 blows air in the vicinity of the outlet opening of the outlet chamber 5 to form an air film (air curtain), and tends to prevent the inert gas in the outlet chamber 5 from flowing out to the outside. Contributes to reducing the consumption of inert gas. By appropriately setting the amount of air blown from the air curtain nozzle 16 according to the conveying speed of the conveying belt 22, the purity of the inert gas in the processing chamber 3 can be maintained more constant.
[0031]
As shown in FIG. 8A, when the conveyor belt 22 is moving and no air curtain is present, the inert gas in the outlet chamber 5 is taken out to the outside by the conveyor belt 22 or the object to be processed. Air enters the outlet chamber 5 from the outside. On the other hand, as shown in FIG. 8B, when air is ejected from the air curtain nozzle 16 while the conveyor belt 22 is stationary, the ejected air collides with the conveyor belt 22 or the object to be processed. It is divided into front and rear, mixed with the inert gas in the outlet chamber 5 to reduce the purity of the inert gas, and part of it flows toward the processing chamber 3 to reduce the purity of the inert gas in the processing chamber 3. . Further, as shown in FIG. 8C, air is ejected from the air curtain nozzle 16 while the transport belt 22 is moving, but when the amount of ejection is small, the inert gas in the outlet chamber 5 is reduced. It is carried outside by the conveyor belt 22 or the object to be processed. In this case, the amount of gas in all the chambers of the apparatus is reduced, and external air enters the inlet chamber 4 to compensate for the amount, and flows to the outlet chamber 5 through the processing chamber 3. For this reason, the purity of the inert gas in the processing chamber 3 is lowered. Further, as shown in FIG. 8D, when the amount of air ejected from the air curtain nozzle 16 is appropriately set so as to match the conveying speed of the conveying belt 22, the inside of the outlet chamber 5 The inflow of the inert gas to the outside tends to be prevented, and it is possible to prevent the air from the air curtain nozzle 16 and the air from the outside from entering the processing chamber 3 as much as possible. An example of the optimum set value of the air pressure in the air curtain nozzle 16 with respect to the conveying speed of the conveying belt 22 is shown in Table 1 below. The amount of nitrogen gas to be used and the amount of air in the air curtain vary depending on the width of the transport belt, the height of the object entrance / exit, the transport speed of the transport belt, the residual oxygen concentration in the processing chamber 3, and the like.
[0032]
[Table 1]

[0033]
The nozzle portion 16a of the air curtain nozzle 16 is preferably structured to blow out air stably in a certain direction so that the blown air forms a curtain, so that the blown air is not diffused. A structure is desirable. Therefore, the nozzle portion 16a has a slit-like continuous opening structure rather than a large number of small holes arranged, and the cross section of the slit having a certain thickness is as possible as shown in FIG. Are preferably parallel. As shown in FIGS. 9B and 9C, those having sharp corners are not suitable for forming an air curtain because the blown air tends to diffuse.
[0034]
In order for the inlet chamber 4, the processing chamber 3, and the outlet chamber 5 to fully function, a structure in which inert gas does not leak from the lower side or side surface of the conveyor belt 22 or external air does not enter each chamber is adopted. This is very important. For that purpose, it is necessary to make it the structure where the lower part and side surface of the conveyance belt 22 are separated from the external atmosphere. In this apparatus, a pair of support plates 25 are set on the left and right sides of a flat guide plate 23 at a predetermined height from the upper surface of the guide plate 23 to form a groove shape, and the lower part of the conveyor belt 22 is covered with a cover 26. At the same time, all the

chambers

4, 3, 5 are arranged in close contact with each other and mounted in close contact with the support surface 25 a of the support plate 25. Accordingly, as shown in FIGS. 10A and 10B, the present apparatus has a generally tunnel-like structure that has no opening that is substantially in communication with the external atmosphere other than the entrance and exit of the object to be processed. It is composed.
[0035]
Further, the structure of the conveyor belt 22 will be described. If the conveyor belt 22 has rough stitches or has large irregularities on the surface, air in the outside atmosphere is brought into each chamber by the conveyor belt 22. There are cases where the action and the amount of inert gas taken out from each chamber become significant. Therefore, it is desirable to use a conveyor belt 22 that is as smooth as possible. As an example, it is desirable to use a belt (for example, HGS-P514, manufactured by Honda Sangyo Co., Ltd.) in which a fluororesin is impregnated and fired in a plain weave type glass cloth and the weave is embedded in the weave.
[0036]
Although specific embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention should not be limited to these specific embodiments, and various modifications can be made without departing from the technical scope of the present invention. Of course, it is possible to modify this.
[0037]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to reduce the consumption of inert gas. Further, it is possible to use a low purity inert gas, and it is not particularly necessary to prepare a high purity inert gas separately. Furthermore, it is possible to make the treatment atmosphere have a relatively uniform inert gas concentration. Furthermore, it is possible to provide an irradiation type apparatus that is relatively simple in structure and inexpensive.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the overall configuration of an irradiation type curing apparatus configured according to one embodiment of the present invention.
2A and 2B are schematic views useful for explaining the principle of nitrogen separation of a hollow fiber membrane used in the nitrogen gas generation module 10 in the apparatus of FIG.
3 is a partially broken schematic perspective view showing one embodiment in the case where a plurality of partition plates 41 are provided in the inlet chamber 4 in the apparatus of FIG.
4 is a schematic cross-sectional view showing an embodiment of the inlet chamber 4. FIG.
FIGS. 5A and 5B are schematic views useful for explaining the difference in gas flow between the case where there is no gap and the case where there is no gap between the wall of the inlet chamber 4 and the partition plate 41. FIGS. Figure.
6A and 6B are schematic perspective views showing different embodiments of the partition plate 41, respectively.
7A and 7B are a schematic perspective view and a schematic cross-sectional view showing an embodiment of an inert gas supply pipe 7, respectively.
8A to 8D are schematic views useful for explaining the operation of an air curtain formed on the outlet side of the outlet chamber 5. FIG.
FIGS. 9A to 9C are schematic cross-sectional views useful for explaining the shape of an air ejection opening formed in the nozzle portion 16a of the air curtain nozzle 16. FIGS.
FIGS. 10A and 10B are a schematic perspective view and a schematic side view showing a state where a transfer path of a generally tunnel structure is defined by a transfer mechanism and each chamber of the apparatus, respectively.
[Explanation of symbols]
1: Irradiation type curing device
2: Transport mechanism
3: Processing chamber
4: Inlet chamber
5: Outlet chamber
6: UV lamp device
7: Inert gas supply pipe
10: Nitrogen gas generation module
15: Air curtain pipe
16: Air curtain nozzle
22: Conveyor belt (endless belt)
23: Guide plate
25: Support plate
26: Cover
41: Partition plate
42: compartment

Claims

In irradiation type curing equipment,
Conveying means for conveying an object to be processed along a predetermined path;
A processing chamber positioned above the predetermined path and having a lower portion at least partially opened to irradiate the object to be processed with an electromagnetic wave having a predetermined wavelength to perform a curing process;
An inlet chamber located above the predetermined path and adjacent to the inlet side of the processing chamber and having at least a partially open bottom;
An inert gas supply means for supplying an inert gas to at least one of the inlet chamber or the processing chamber;
And a plurality of partition plates spaced apart from each other and extending across the predetermined path are disposed in the inlet chamber to define a plurality of compartments. Each compartment is set to have a width (pitch interval between a plurality of partition plates) smaller than its height , and the length of the inlet chamber is set so that the object to be processed is transported by the transport means. The irradiation type curing apparatus is characterized in that it is set so that a time of passing through the nozzle is 0.7 seconds or more.

In claim 1, further comprising:
An outlet chamber located above the predetermined path and adjacent to the outlet side of the processing chamber and at least partially opened at a lower portion so that an inert gas flowing out of the processing chamber can flow in ,
Irradiation type curing apparatus characterized by comprising:

3. The air curtain nozzle according to claim 2, wherein an air curtain nozzle is disposed in the outlet chamber, and the air curtain nozzle extends across the predetermined path and flows into the outlet chamber from the processing chamber. An irradiation-type curing device, characterized in that an air curtain is formed which tends to trap active gas in the outlet chamber.

4. The communication device according to claim 1, wherein gas can flow between at least a pair of adjacent compartments among the plurality of compartments defined by the plurality of partition plates. 5. An irradiation-type curing device characterized in that a space is provided.

The irradiation type curing apparatus according to claim 4, wherein the communication space is a gap between the partition plate and an upper wall of the inlet chamber.

5. The irradiation type curing apparatus according to claim 4, wherein the communication space is at least one perforation formed in the partition plate.

In any one of Claims 1 thru | or 6, the said conveyance means is
An endless belt stretched between a pair of rollers,
A pair of support surfaces disposed on both sides of the endless belt and positioned at a predetermined height from the conveying surface of the endless belt;
An irradiation type curing apparatus, wherein the processing chamber and the outlet chamber are supported on the pair of support surfaces.

8. The inert gas supply means according to any one of claims 1 to 7, comprising a nitrogen gas supply means and a nitrogen gas supply pipe communicating with the nitrogen gas supply means. An irradiation type curing apparatus.

9. The irradiation type curing apparatus according to claim 8, wherein the nitrogen gas supply means includes at least one nitrogen gas generation module that separates nitrogen gas from air.