JPH09302326A

JPH09302326A - 耐紫外線材料、紫外線照射装置および紫外線処理装置

Info

Publication number: JPH09302326A
Application number: JP11904696A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Iso; 慎一磯; Nobuyoshi Hishinuma; 宣是菱沼
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 1997-11-25
Anticipated expiration: 2016-05-14
Also published as: JP3526691B2

Abstract

(57)【要約】【課題】波長２００ｎｍ以下の紫外線が照射される環
境下に配置されても、反応物の発生が極めて少ない耐紫
外線材料、ランプ表面の汚染が防止されて長い使用寿命
が得られる紫外線照射装置、および被処理体が汚染また
は損傷されることがなしに、被処理体の紫外線照射処理
が達成される紫外線処理装置の提供。【解決手段】耐紫外線材料はポリエーテルエーテルケ
トンよりなる。紫外線照射装置は、ランプ20が収納され
るランプ収納室Ｒにおけるランプ20からの真空紫外線が
照射される個所に、ポリエーテルエーテルケトンよりな
る部材35が配置されている。紫外線処理装置は、ランプ
収納室Ｒおよび／または紫外線処理室Ｔにおけるランプ
20からの真空紫外線が照射される個所に、ポリエーテル
エーテルケトンよりなる部材35，45が配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長２００ｎｍ以
下の紫外線が照射される環境下で使用される耐紫外線材
料、並びにこの耐紫外線材料よりなる部材を具えた紫外
線照射装置および紫外線処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、金属やガラスなどの被処理体に空
気中で紫外線を照射することにより、当該紫外線および
これにより生成されるオゾンの作用によって被処理体を
処理する技術、例えば被処理体の表面に付着した有機汚
染物を除去する洗浄処理技術や、被処理物の表面に酸化
膜を形成する酸化膜形成処理技術が開発され、実用化に
至っている。

【０００３】このような紫外線処理を行なうための紫外
線照射装置または紫外線処理装置においては、紫外線を
放射するランプが設けられると共に、種々の理由により
樹脂材料よりなる部材が設けられている。例えば、ラン
プに電流を供給するコードを装置内に導入するための絶
縁用部材としては、絶縁性が良好なことから樹脂材料よ
りなるものが用いられている。また、紫外線処理装置に
おいては、被処理体を保持する部材としては、被処理体
に損傷を与えにくいことから樹脂材料よりなるものが用
いられている。そして、このような部材を構成する樹脂
材料としては、耐熱性を有すること、オゾンに対して侵
されにくいことなどから、フッ素樹脂が用いられてい
る。

【０００４】一方、最近においては、波長２００ｎｍ以
下の真空紫外線を放出する放電ランプとして、一部が誘
電体により構成された放電容器内に、適宜の放電用ガス
が充填され、当該放電容器内において誘電体バリア放電
（別名「オゾナイザ放電」あるいは「無声放電」。電気
学会発行改訂新版「放電ハンドブック」平成１年６月再
版７刷発行第２６３頁参照。）を発生させることによ
り、エキシマが生成されてエキシマ光が放出される誘電
体バリア放電ランプが知られている。例えば、特開平１
−１４４５６０号公報には、少なくとも一部が誘電体で
ある石英ガラスにより構成された中空円筒状の放電容器
内に放電用ガスが充填されてなる誘電体バアリ放電ラン
プが記載されている。このような誘電体バリア放電ラン
プにおいては、放電用ガスとして、キセノンガスを用い
ることにより、キセノンエキシマによるエキシマ光であ
る波長１７２ｎｍにピークを有する真空紫外線が放出さ
れ、放電用ガスとしてアルゴンと塩素との混合ガスを用
いることにより、アルゴン−塩素エキシマによるエキシ
マ光である波長１７５ｎｍにピークを有する真空紫外線
が放出されることが知られている。

【０００５】そして、このような誘電体パリア放電ラン
プを用いて紫外線照射装置または紫外線処理装置を構成
することにより、真空紫外線による被処理体の洗浄処理
などを行なうことができる。

【０００６】しかしながら、真空紫外線を放射するラン
プを有する紫外線照射装置および紫外線処理装置におい
ては、上述のフッ素樹脂などの樹脂材料よりなる部材に
対しても真空紫外線が照射されることになるが、このよ
うな樹脂材料に真空紫外線が照射されると反応物が発生
するため、ランプの表面が、当該樹脂材料の反応物の付
着によって汚染されるので、ランプから放射される紫外
線の強度が低下し、長い使用寿命が得られない、という
問題がある。また、紫外線処理装置においては、紫外線
照射処理中に、被処理体が、樹脂材料の反応物の付着に
よって汚染されてしまう、という問題がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
波長２００ｎｍ以下の紫外線が照射される環境下に配置
されても、反応物の発生が極めて少ない耐紫外線材料を
提供することにある。本発明の他の目的は、ランプの表
面が汚染されることが防止されて長い使用寿命を得るこ
とができる紫外線照射装置を提供することにある。本発
明の更に他の目的は、ランプの表面および窓部材の表面
が汚染されることが防止されて長い使用寿命を得ること
ができ、しかも、被処理体が汚染または損傷されること
がなしに、当該被処理体の紫外線照射処理を達成するこ
とができる紫外線処理装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の耐紫外線材料
は、ポリエーテルエーテルケトンよりなり、波長２００
ｎｍ以下の真空紫外線に対して非反応性であることを特
徴とする。

【０００９】本発明の紫外線照射装置は、波長２００ｎ
ｍ以下の真空紫外線を放射するランプと、このランプが
収納されるランプ収納室とを有してなり、前記ランプ収
納室における前記ランプからの真空紫外線が照射される
個所に、ポリエーテルエーテルケトンよりなる部材が配
置されていることを特徴とする。

【００１０】上記の紫外線照射装置においては、波長２
００ｎｍ以下の真空紫外線を放射するランプとして、誘
電体バリア放電ランプを用いることができる。

【００１１】本発明の紫外線処理装置は、波長２００ｎ
ｍ以下の真空紫外線を放射するランプと、このランプが
収納されるランプ収納室と、このランプ収納室に隣接し
て設けられた、被処理体が配置される紫外線処理室と、
前記ランプ収納室と前記紫外線処理室と区画し、前記ラ
ンプよりの真空紫外線をランプ収納室から紫外線処理室
に放出するための窓部材とを有してなり、前記ランプ収
納室および／または前記紫外線処理室における前記ラン
プからの紫外線が照射される個所に、ポリエーテルエー
テルケトンよりなる部材が配置されていることを特徴と
する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。本発明の耐紫外線材料は、下記化１
の構造式で表されるポリエーテルエーテルケトンよりな
るものであって、例えば波長１７２ｎｍにピークを有す
るキセノンエキシマ光、波長１７５ｎｍにピークを有す
るアルゴン−塩素エキシマ光、波長１８５ｎｍにピーク
を有する水銀共鳴線などの波長２００ｎｍ以下の真空紫
外線が照射される環境下に配置されるものである。

【００１３】

【化１】

【００１４】本発明の耐紫外線材料は、上記のポリエー
テルエーテルケトンのみにより構成されていてもよい
し、ガラス繊維、カーボン繊維などの強化材、紫外線吸
収剤、酸化防止剤などの添加剤が含有されて構成されて
いてもよい。

【００１５】このような耐紫外線材料は、２００ｎｍ以
下の真空紫外線が照射されても、他の樹脂材料に比較し
て、反応物の発生が極めて少ないものであるため、当該
真空紫外線が照射される環境下に配置される種々の部材
を構成するための樹脂材料として好適である。

【００１６】図１は、本発明の紫外線照射装置の一例に
おける構成を示す説明用断面図である。この紫外線照射
装置は、波長２００ｎｍ以下の真空紫外線を放射する複
数（図示の例では４つ）の誘電体バリア放電ランプ２０
と、この誘電体バリア放電ランプ２０が収納されるラン
プ収納室Ｒを形成する、例えば矩形の箱型のランプハウ
ス１０とを具えてなるものである。

【００１７】ランプハウス１０は、下面に開口１２を有
する全体が矩形の箱型の枠材１１と、この枠材１１の開
口１２を気密に塞ぐよう設けられた、誘電体バリア放電
ランプ２０からの真空紫外線をランプ収納室Ｒの外部に
放出するための窓部材１３とにより構成されている。ま
た、枠材１１の一側面には、ランプ収納室Ｒ内に不活性
ガスを導入するためのガス導入孔１４が形成されてお
り、枠材１１の他側面には、ランプ収納室Ｒ内のガスを
排出するガス排出孔１５が形成されている。

【００１８】窓部材１３を構成する材料としては、波長
２００ｎｍ以下の真空紫外線に対して透過性を有するも
の、例えば合成石英ガラスを用いることができる。

【００１９】誘電体バリア放電ランプ２０においては、
図２にも示すように、誘電体よりなる円筒状の一方の壁
材２１と、この一方の壁材１１内にその筒軸に沿って配
置された、当該一方の壁材２１の内径より小さい外径を
有する誘電体よりなる他方の壁材２２とを有する放電容
器２３が設けられている。この放電容器２３において
は、一方の壁材２１および他方の壁材２２の各々の両端
部が封止壁部２４によって接合され、一方の壁材２１と
他方の壁材２２との間に円筒状の放電空間Ｓが形成され
ている。

【００２０】放電容器２３における一方の壁材２１に
は、その外周面２５に密接して、例えば金網などの導電
性材料よりなる網状の一方の電極２６が設けられ、放電
容器２３における他方の壁材２２には、その外面２７を
覆うようアルミニウムよりなる膜状の他方の電極２８が
設けられている。そして、一方の電極２６および他方の
電極２８は、それぞれ電流供給用のコード２９によって
適宜の電源装置（図示省略）に接続されている。

【００２１】また、図示の例では、放電容器２３を構成
する一方の壁材２１の一端側には、周方向に沿って内方
に突出する変形部Ｈが形成されており、これにより、こ
の変形部Ｈと一端側の封止壁部２４との間に、放電空間
Ｓに連通するゲッタ収容室Ｋが形成され、このゲッタ収
容室Ｋ内に例えばバリウム合金よりなるゲッタＧが収容
されている。このゲッタＧは例えば高周波加熱され、こ
れにより、ゲッタ収容室Ｋ内の壁面にバリウムよりなる
薄膜が形成される。

【００２２】放電容器２３における一方の壁材２１およ
び他方の壁材２２を構成する誘電体材料としては、波長
２００ｎｍ以下の真空紫外線に対して透過性を有するも
の、例えば合成石英ガラスを用いることができる。

【００２３】放電容器２３内には、放電用ガスとして例
えばキセノンガスまたはアルゴンと塩素との混合ガスが
充填されている。放電用ガスは、放電容器２３における
放電空間Ｓの放電ギャップの距離ｄ（ｍｍ）と当該放電
用ガスの圧力ｐ（ｋＰａ）との積ｐｄが８０〜５００と
なるよう充填されていることが好ましい。このような条
件で放電用ガスが充填されることにより、真空紫外領域
のエキシマ光が高い効率で得られる。

【００２４】ランプハウス１０内の上部には、アルミニ
ウムよりなる冷却ブロック３０が設けられている。この
冷却ブロック３０の下面には、それぞれ誘電体バリア放
電ランプ２０の外径より大きい径を有する断面が半円形
の４つの溝３１が、互いに離間して並ぶよう形成されて
おり、これらの溝３１の各々に沿って誘電体バリア放電
ランプ２０が配置されている。

【００２５】冷却ブロック３０の溝３１の底部には、当
該冷却ブロック３０を貫通する貫通孔３２が形成されて
おり、この貫通孔３２を介してコード２９がランプハウ
ス１０内に導入されている。そして、冷却ブロック３０
の貫通孔３２内において、当該貫通孔３２の内径に適合
する外径を有するポリエーテルエーテルケトンよりなる
絶縁用ブッシュ３５が、コード２９を覆うよう設けられ
ており、この絶縁用ブッシュ３５によって、貫通孔３２
が密閉されている。３３は、冷却ブロック３０を貫通す
るよう形成された、冷却用流体を流通するための冷却用
流体流通路である。

【００２６】また、図示の例では、冷却ブロック３０の
下面における互いに隣接する溝３１の間の位置に、アル
ミニウムよりなる断面がＶ字形の光反射板３４が設けら
れている。

【００２７】上記の紫外線照射装置においては、ガス導
入孔１４からランプ収納室Ｒに不活性ガスが導入される
ことにより、当該ランプ収納室Ｒ内が不活性ガスで充満
した状態とされる。そして、誘電体バリア放電ランプ２
０における一方の電極２６と他方の電極２８との間に高
周波電圧が印加されると、放電容器２３内の放電空間Ｓ
において誘電体バリア放電が発生し、これにより、封入
用ガスを構成する元素によるエキシマが生成され、この
エキシマによる真空紫外領域のエキシマ光が一方の壁材
２１を介して一方の電極２６の網目から放射される。具
体的には、放電用ガスとしてキセノンガスを用いる場合
には、キセノンエキシマによる波長１７２ｎｍにピーク
を有する真空紫外線が放出され、放電用ガスとしてアル
ゴンと塩素との混合ガスを用いる場合には、アルゴン−
塩素エキシマによる波長１７５ｎｍにピークを有する真
空紫外線が放出される。

【００２８】そして、誘電体バリア放電ランプ２０から
放射された真空紫外線は、窓部材１３を介してランプ収
納室Ｒの外部に放出される。ここで、ランプ収納室Ｒ内
は不活性ガスで充満した状態とされているため、誘電体
バリア放電ランプ２０からの真空紫外線は当該ランプ収
納室Ｒ内において吸収されることがない。ランプ収納室
Ｒ内の雰囲気が空気である場合には、誘電体バリア放電
ランプ２０からの真空紫外線の大部分は当該空気に吸収
されて、大きい出力の真空紫外線を外部に放出すること
ができない。

【００２９】而して、ランプハウス１０内における冷却
ブロック３０の貫通孔３２に配置された絶縁用ブッシュ
３５には、誘電体バリア放電ランプ２０からの真空紫外
線が照射されるが、当該絶縁用ブッシュ３５はポリエー
テルエーテルケトンにより構成されているため、真空紫
外線の照射による反応物の発生が極めて少なく、しか
も、この反応物は、窓部材１３および誘電体バリア放電
ランプ２０の放電容器２３を構成する合成石英ガラスと
反応することがないので、窓部材１３の表面および誘電
体バリア放電ランプ２０の放電容器２３の表面が汚染さ
れることが防止され、その結果、長い使用寿命が得られ
る。

【００３０】図３は、本発明の紫外線処理装置の一例に
おける構成を示す説明用断面図である。この紫外線処理
装置においては、図１に示す構成の紫外線照射装置が設
けられ、この紫外線照射装置のランプハウス１０の下側
に、上面が開口する矩形の箱型の処理室形成材４０が設
けられ、この処理室形成材４０とランプハウス１０の下
面とにより、ランプ収納室Ｒに窓部材１３を介して隣接
する紫外線処理室Ｔが形成されている。処理室形成材４
０の一側面には、紫外線処理室Ｔ内に、例えば金属材料
若しくはガラス材料よりなる被処理体１を導入するため
の開口４１が形成され、処理室形成材４０の下面には、
排気孔４２が形成されている。

【００３１】紫外線処理室Ｔ内には、被処理体１を水平
に保持する保持部材４５が設けられている。具体的に説
明すると、保持部材４５は、図４にも示すように、水平
方向に互いに対向するよう設けられた、ポリエーテルエ
ーテルケトンよりなる一対のホルダー４６，４７により
構成されており、被処理体１は、一対のホルダー４６，
４７の間に保持されている。ホルダー４６，４７は、金
属よりなるコ字型の連結棒４８により連結されており、
一方のホルダー４６は、開口４１を挿通して設けられた
支持棒４９により支持されている。

【００３２】上記の紫外線処理装置においては、誘電体
バリア放電ランプ２０からの真空紫外線が窓部材１３を
介して紫外線処理室Ｔに放出されることにより、この真
空紫外線が被処理体１の上面に照射されると共に、真空
紫外線によって紫外線処理室Ｔの酸素が酸化されること
により、当該紫外線処理室Ｔ内においてオゾンが生成さ
れる。そして、照射される真空紫外線による作用と生成
されるオゾンによる作用とによって、被処理体１の上面
の洗浄処理がなされる。

【００３３】而して、被処理体１を保持する保持部材４
５には、誘電体バリア放電ランプ２０からの真空紫外線
が照射されるが、当該保持部材４５はポリエーテルエー
テルケトンにより構成されているため、真空紫外線の照
射による反応物の発生が極めて少なく、しかも、この反
応物は、窓部材１３を構成する合成石英ガラスと反応す
ることがないので、窓部材１３の表面が汚染されること
が防止され、その結果、長い使用寿命が得られる。ま
た、真空紫外線の照射による反応物の発生が極めて少な
いため、被処理体１が汚染されることなしに、当該被処
理体１の紫外線照射処理を達成することができる。

【００３４】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は、上記の紫外線照射装置および紫外線処
理装置に限定されるものではなく、種々の変更を加える
ことができる。

【００３５】例えば、誘電体バリア放電ランプの代わり
に、波長１８５ｎｍの水銀共鳴線を放出する水銀ラン
プ、その他の波長２００ｎｍ以下の真空紫外線を放出す
るランプを用いることができる。

【００３６】また、被処理体１を保持する保持部材とし
ては、図５に示すように、支持棒５１に支持された、被
処理体１が載置されるポリエーテルエーテルよりなる載
置台５０よりなるものを用いることができる。

【００３７】また、ポリエーテルエーテルケトンよりな
る部材は、ランプからの真空紫外線が照射される個所に
配置されるものであれば、絶縁用ブッシュおよび被処理
体の保持部材に限定されず、種々のものに適用すること
ができる。

【００３８】〔実験例〕以下、本発明の耐紫外線材料の
実験例を説明する。石英ガラス板上に、スペーサを介し
てポリエーテルエーテルケントよりなる試験片Ａを配置
し、この試験片Ａに真空紫外線を照射し、石英ガラス板
における試験片Ａの直下の位置の光透過率を経時的に測
定した。具体的な条件を下記に示す。真空紫外線：中心波長１７２ｎｍのキセノンエキシマ
光，試験片Ａ上における放射照度：１０ｍＷ／ｃｍ²，試験片Ａの寸法：３０ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍ，スペーサの高さ（石英ガラス板と試験片との離間距
離）：３ｍｍ，雰囲気：空気，試験温度：１００℃ また、比較用としてフッ素樹脂よりなる試験片Ｂについ
て、上記と同様にして試験を行なった。結果を図６に示
す。

【００３９】図６の結果から明らかなように、ポリエー
テルエーテルケトンよりなる試験片Ａについては、真空
紫外線の照射時間が１００時間経過した後においても、
石英ガラス板の光透過率が９０％以上であり、当該試験
片Ａの反応物による石英ガラス板の汚染が極めて少ない
ものであった。これに対し、フッ素樹脂よりなる試験片
Ｂについては、真空紫外線の照射時間が１００時間経過
した後において、石英ガラス板の光透過率が５０％以下
であり、石英ガラス板の表面が汚染されることが確認さ
れた。

【００４０】

【発明の効果】本発明の耐紫外線材料は、２００ｎｍ以
下の紫外線が照射されても、他の樹脂材料と比較して、
反応物の発生が極めて少ないものであるため、当該紫外
線が照射される環境下に配置される種々の部材を構成す
る材料として好適である。

【００４１】本発明の紫外線照射装置によれば、ランプ
収納室における真空紫外線が照射される個所に配置され
る部材がポリエーテルエーテルケトンにより構成されて
いるため、当該部材に真空紫外線が照射されても、反応
物の発生が極めて少ないので、ランプの表面などが汚染
されることが防止され、その結果、長い使用寿命が得ら
れる。

【００４２】本発明の紫外線処理装置によれば、ランプ
収納室および／または紫外線処理室における真空紫外線
が照射される個所に配置される部材がポリエーテルエー
テルケトンにより構成されているため、当該部材に紫外
線が照射されても、反応物の発生が極めて少ないので、
ランプの表面、窓部材などが汚染されることが防止さ
れ、その結果、長い使用寿命が得られる。また、真空紫
外線の照射による反応物の発生が極めて少ないため、被
処理体が汚染されることなしに、当該被処理体の紫外線
照射処理を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の紫外線照射装置の一例における構成を
示す説明用断面図である。

【図２】図１の紫外線照射装置に用いられる誘電体バリ
ア放電ランプの一例における構成を示す説明用断面図で
ある。

【図３】本発明の紫外線処理装置の一例における構成を
示す説明用断面図である。

【図４】被処理体を保持する保持部材の一例を示す説明
図である。

【図５】被処理体を保持する保持部材の他の例を示す説
明図である。

【図６】実験例における真空紫外線の照射時間と石英ガ
ラス板の光透過率との関係を示す図である。

【符号の説明】

１０ランプハウス１１枠材１２開口１３窓部材１４ガス導入口１５ガス排出口２０誘電体バリア放電ランプ２１一方の壁材２２他方の壁材２３放電容器２４封止壁部２５外周面２６一方の電極２７外面２８他方の電極２９コード３０冷却ブロック３１溝３２貫通孔３３冷却用流体流通路３５絶縁用ブッシュ４０処理室形成材４１開口４２排気孔４５保持部材４６，４７ホルダー４８連結棒４９支持棒５０載置台５１支持棒Ｒランプ収納室Ｓ放電空間Ｔ紫外線処理室

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエーテルエーテルケトンよりなり、
波長２００ｎｍ以下の真空紫外線に対して非反応性であ
ることを特徴とする耐紫外線材料。
【請求項２】波長２００ｎｍ以下の真空紫外線を放射
するランプと、このランプが収納されるランプ収納室とを有してなり、前記ランプ収納室における前記ランプからの真空紫外線
が照射される個所に、ポリエーテルエーテルケトンより
なる部材が配置されていることを特徴とする紫外線照射
装置。
【請求項３】波長２００ｎｍ以下の真空紫外線を放射
するランプが誘電体バリア放電ランプであることを特徴
とする請求項２に記載の紫外線照射装置。
【請求項４】波長２００ｎｍ以下の真空紫外線を放射
するランプと、このランプが収納されるランプ収納室と、このランプ収納室に隣接して設けられた、被処理体が配
置される紫外線処理室と、前記ランプ収納室と前記紫外線処理室と区画し、前記ラ
ンプよりの真空紫外線をランプ収納室から紫外線処理室
に放出するための窓部材とを有してなり、前記ランプ収納室および／または前記紫外線処理室にお
ける前記ランプからの真空紫外線が照射される個所に、
ポリエーテルエーテルケトンよりなる部材が配置されて
いることを特徴とする紫外線照射装置。