JPH1062600A - 電子線照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置面積を大きくすることなく、照射室を配
置する空間を大きくすることができる電子線照射装置を
提供する。 【解決手段】 電子を発生して加速する略円筒状の電子
線発生部１０と、電子線発生部に前記電子を加速する高
電圧を供給する略円筒状の高電圧発生部３０と、被処理
物に電子線を照射する照射空間を有する照射室２０とを
備え、高電圧発生部を、電子線発生部１０の中心軸１５
と高電圧発生部３０の中心軸３５とが上方から見たとき
に交差するように、且つ電子線発生部１０の下であって
電子線発生部の中心軸方向における一方の端部に寄せて
配置し、照射室２０を電子線発生部１０の下であって電
子線発生部の他方の端部に寄せて配置してある。これに
より、照射室２０を配置する空間を大きくすることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線照射により
起こる架橋・重合などの反応を利用して被照射物の表面
改質や殺菌などを行う電子線照射装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】電子線処理は電子線のエネルギーを利用
して高分子に架橋・重合などの反応を起こし、フィルム
の改質、インキの乾燥、コーティング樹脂の硬化などを
行うことができるので、印刷やコンバーティングを始め
とする種々の産業分野に使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】電子線照射装置は高電
圧発生部を備えており、この高電圧発生部は発生した高
電圧を絶縁するための大きなトランスを必要とする。こ
のため、電子線照射装置は大型なものとなり、したがっ
て通常は、高電圧発生部と電子線発生部とは分離して配
置される。このように分離して配置した場合、高圧ケー
ブルで電子線発生部と高電圧発生部を接続するために、
絶縁を考慮した接続部（一般にティーと呼ばれる。）が
必要となり、電子線照射装置がさらに大型化するという
欠点がある。また、高圧ケーブルは数百キロボルトの高
電圧に耐える特殊なものが必要となるので、設置場所、
メンテナンス、価格の点で問題となっていた。

【０００４】図７は従来の電子線照射装置の正面図、図
８はその側面図である。図７及び図８に示す電子線照射
装置は、電子線発生部５０と照射室６０と高電圧発生部
７０とを備えている。図７及び図８に示す電子線照射装
置は、電子線発生部５０の下に高電圧発生部７０を配置
したものもあり、かかる従来の電子線照射装置によれ
ば、電子線照射装置の設置面積を小さくすることはでき
る。しかしながら、この電子線照射装置では、照射室６
０が電子線発生部５０と高電圧発生部７０とに挟まれて
いるので、照射室６０の高さが低くなり、被照射物は平
面状のものに限られる。すなわち、図７及び図８の電子
線照射装置では、高さのある立体的な被処理物を処理す
ることはできない。また、ウエッブ状の被照射物を処理
する際には被照射物を照射室６０に通す作業を行うが、
照射室６０が狭いので、かかる作業は容易ではない。ま
た照射室６０内部のメンテナンス作業も、照射室内部が
狭いために、容易ではなかった。

【０００５】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、設置面積を大きくすることなく、照射室を配置
する空間を大きくすることができる電子線照射装置を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明に係る電子線照射装置は、電子を発生して加
速する略円筒状の電子線発生部と、前記電子線発生部に
前記電子を加速する高電圧を供給する略円筒状の高電圧
発生部と、被処理物に電子線を照射する照射空間を有す
る照射室とを備え、前記高電圧発生部を、前記電子線発
生部の中心軸と前記高電圧発生部の中心軸とが上方から
見たときに交差するように、且つ前記電子線発生部の下
であって前記電子線発生部の中心軸方向における一方の
端部に寄せて配置し、前記照射室を前記電子線発生部の
下であって前記電子線発生部の他方の端部に寄せて配置
したことを特徴とするものである。

【０００７】高電圧発生部を、電子線発生部の中心軸と
高電圧発生部の中心軸とが上方から見たときに交差する
ように、且つ電子線発生部の下であって電子線発生部の
中心軸方向における一方の端部に寄せて配置し、照射室
を電子線発生部の下であって電子線発生部の他方の端部
に寄せて配置したことにより、照射室を配置する空間を
広く確保することができる。

【０００８】また、高電圧発生部に商用周波数より高い
周波数で動作する高周波昇圧手段を備えていることによ
り、高電圧発生部を小型化することができ、照射室を配
置する空間を、更に広く確保することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の第一実施形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は本発明の第一実施
形態である電子線照射装置の正面図、図２はその電子線
照射装置の側面図、図３はその電子線照射装置の高圧電
気回路図である。図１、図２及び図３に示す電子線照射
装置は、電子線発生部１０と、照射室２０と、高電圧発
生部３０とを備えている。尚、本実施形態の被処理物
は、高分子フィルムであったり、また印刷インキ或いは
オーバーコート樹脂が表面に塗布された紙などのウエッ
ブ状（連続巻物状）のものである。

【００１０】電子線発生部１０は、電子線を発生する熱
電子源１１と、熱電子源１１で発生した電子線を真空空
間で（加速空間）で加速する真空チャンバー（加速管）
１２とを有するものである。真空チャンバー１２の外壁
は接地されている。また真空チャンバー１２の内部は、
電子が気体分子と衝突してエネルギーを失うことを防ぐ
ため、及び熱電子源であるフィラメントの酸化を防止す
るために、真空ポンプ等により１．３×１０^-4から１．
０×１０^-5Ｐａの高真空に保たれている。また、電子線
発生部１０は、熱電子源であるフィラメントで発生した
熱電子を制御して電子線として取り出すターミナルグリ
ッド１３を有する。

【００１１】照射室２０は、被処理物に電子線を照射す
る照射空間２２を含むものである。照射室２０は、上下
に二分割された構造であり、下側の底部照射室２４は、
モータ等により電動で、４本の案内柱２６に沿って、上
下に移動が可能である。電子線処理を行うときには、底
部照射室２４は上側の照射室に密着される。照射室２０
の補修を行うとき、及びウエッブ状の被処理物を照射室
２０内に初めて通すときには、底部照射室２４を図１の
二点鎖線で示す位置に下げて補修作業及び通紙作業を行
う。これにより、補修作業及び通紙作業を容易に行うこ
とができる。本実施形態では、照射室を上部照射室と底
部照射室とに二分割したが、照射室は上部と下部に二等
分割してもよい。

【００１２】ウエッブ状の被処理物は電子線照射装置の
前後に配置された巻き出し装置及び巻き取り装置により
照射室２０内を、図１の左側から右側に搬送される。照
射空間２２の底部には図示しないビームコレクタが設け
られている。このビームコレクタは被処理物を突き抜け
た電子線を吸収することにより、照射窓部から照射され
た電子線を受けて照射室が加熱されるのを抑えている。
尚、ビームコレクタは接地されている。また、電子線発
生部１０及び照射室２０の周囲は電子線照射時に二次的
に発生するＸ線が外部に漏出しないように、鉛遮蔽が施
されている。

【００１３】照射室２０は、照射窓部４０を介して、電
子線発生部１０と連結されている。照射窓部４０は照射
室２０内の照射雰囲気と電子線発生部１０内の真空雰囲
気とを仕切る窓箔を有する。この窓箔の部材としては、
電子線発生部１０の真空雰囲気を十分維持できる機械的
強度があって、電子が透過しやすいように比重が小さく
て肉厚が薄く、しかも耐熱性に優れたものが望ましい。
通常は、機械的な取扱いやすさから１０から３０ミクロ
ン程度の厚さのアルミニュウムやチタンなどの箔が使用
される。この窓箔は、銅等の部材からなる窓枠により支
持される。窓枠は窓箔で発生する電子による発熱を抑え
るために、循環水により冷却される。

【００１４】高電圧発生部３０は、ターミナルグリッド
１３と照射窓部４０との間に印加する直流高電圧（加速
電圧）を供給するための高電圧を発生させるものであ
る。高電圧発生部３０は、図３に示すように、商用周波
数を高周波に変換する高周波インバータ３１と、高圧を
得るための昇圧トランス３２と、ダイオードＤとコンデ
ンサＣからなる整流回路３３とを有する。高周波インバ
ータは電力用ＦＥＴやトランジスタのスイッチング電源
を含んで構成される。本実施形態の高電圧発生部３０
は、従来の装置で使用されている商用周波数昇圧型のト
ランスに代えて、図３に示すように、高周波により駆動
される昇圧回路を用いることにより、昇圧トランスや整
流回路３３の平滑コウデンサＣ等の部品を小型化するこ
とができ、したがって高電圧発生部１０を小型化するこ
とができる。また、従来の商用周波数を用いた装置で
は、装置の容量が大きくなると、高電圧発生部の直径が
大きくなり、このため高電圧発生部と電子線発生部とを
直接連結することができず、両者を分離して配置し、高
圧ケーブルを用いて接続していた。これに対して、本実
施形態では、高電圧発生部１０の直径は増やさず、中心
軸方向を長くすることによって容量を大きくすることが
できるので、電子線照射装置の容量が大きくなった場合
でも、照射室２０を配置する空間を大きなものとするこ
とができる。

【００１５】また、高電圧発生部３０は、図２に示すよ
うに電子線発生部１０の下であって左側の端部に寄せて
配置されている。また電子線発生部１０と高電圧発生部
３０とは、図１及び図２に示すように、電子線発生部１
０の中心軸１５と高電圧発生部３０の中心軸３５とが上
方から見たときに略直交するように配置されている。
尚、本実施形態では、電子線発生部１０の中心軸１５と
高電圧発生部３０の中心軸３５とが略直交するように配
置しているが、本発明はこれに限定されるものではな
く、例えば両者は約４５度の角度で交差するように配置
してもよい。また、照射室２０は、図２に示すように、
電子線発生部３０の下であって、右側の端部に寄せて配
置されている。本実施形態では、電子線発生部１０と照
射室２０と高電圧発生部３０とを、上記のような位置関
係に配置したので、照射室２０を配置する空間を大きく
確保できる。

【００１６】尚、高電圧発生部３０の補修は、フランジ
扉３１を開け、内部のトランス等の部品を引き出すこと
により重量物を持ち上げる設備を特別に用意することな
く、容易に行うことができる。次に、被処理物への電子
線照射処理について説明する。被処理物に電子線処理を
施すには、まず、底部照射室２４を下げ、巻き出し装置
にセットされたウエッブ状の被処理物のリード部を引出
し、照射空間２２を通して巻き取り装置にセットする。
セット終了後、底部照射室２４を上げて上部照射室に密
着させる。次に、図示しない外部電源によりフィラメン
トを加熱して熱電子を発生させる。発生した熱電子はタ
ーミナルグリッド１３と熱電子源であるフィラメントと
の間に印加される直流電圧の大きさにより取り出し量を
制御する。ターミナルグリッド１３から取り出された電
子はターミナルグリッド１３と真空チャンバー１２の一
部に設けられた窓箔との間に印加された加速電位により
加速され、高エネルギーの電子線として窓箔を突き抜け
て照射窓部４０下の照射空間２２に放射される。被処理
物には、照射空間を通過するときに電子線が照射され、
架橋・重合・殺菌等の種々の電子線照射処理が行われ
る。

【００１７】本実施形態の電子線照射装置は、電子線発
生部１０の中心軸１５と高電圧発生部３０の中心軸３５
が上方から見たときに略直交するように配置し、両中心
軸が交差する部分において、両者を連結している。この
ように構成したことにより、図７及び図８に示す従来の
装置に比べて、電子線を照射する照射窓部の下に広い空
間を確保することができる。これにより、照射室２０を
二分割して、底部照射室を上下に昇降可能な構造とする
ことができ、従来の装置に比べて、照射室２０の補修作
業や通紙作業が容易となる。

【００１８】また、本実施形態では、電子線発生部１０
と高電圧発生部３０とを一体化したことにより、高圧ケ
ーブル等が不要となり、したがって接続部が省略される
ので、電子線照射装置の小型化を図ることができる。次
に、本発明の第二実施形態について説明する。図４
（ａ）は本発明の第二実施形態である電子線照射装置の
正面図、図４（ｂ）はその電子線照射装置の側面図、図
５はその電子線照射装置の平面図、図６はメンテナンス
用レールをセットしたときの状態を説明するための図で
ある。

【００１９】第一実施形態の照射室２０がウエッブ状の
被処理物を処理するためのものであるのに対して、第二
実施形態の照射室２００は、ウエッブ状の被処理物だけ
でなく、立体的な被処理物に電子線処理を施したり、バ
ッチ処理を行うことができるように、大きな箱状形状を
している。この点で、第二実施形態は第一実施形態と異
なる。また、第二実施形態は、補修用の照射室移動装置
を備えている点で第一実施形態とは異なる。その他の点
は、第一実施形態と同様である。したがって、図１及び
図２に示す第一実施形態のものと同様の機能を有するも
のには、同一の符号を付することにより、その詳細な説
明を省略する。

【００２０】第二実施形態でも、第一実施形態と同様
に、電子線発生部１０の中心軸１５と高電圧発生部３０
の中心軸３５が上方から見たときに略直交するように配
置し、両者が交差する部分において、両者を連結してい
る。このように構成したことにより、図７及び図８に示
す従来の装置に比べて、電子線を照射する照射窓部の下
に広い空間を確保することができる。本実施形態では、
この広い空間を利用して、照射室２００を高電圧発生部
３０の直径と略同じ高さを有する箱型形状としている。
これにより、被処理物が大きなものであっても、照射室
２００内に配置して電子線処理を施すことができる。ま
た、小さなものであれば、多数の被処理物を照射室２０
０内に入れて一度に電子線処理を行うことができる。勿
論、第一実施形態と同様に、ウエッブ状の被処理物に対
して電子線処理を行うこともできる。

【００２１】また、本実施形態では、照射室２００が大
型なものとなっているので、補修を容易に行うことがで
きるように、照射室移動装置を備えている。照射室移動
装置は、照射室２００の底面に設けられた４個の車輪２
０１と、２本のレール２０２とを有する。補修の際に
は、図６に示すように補修用レール２０３を取り付け、
照射室２００と電子線発生部１０との連結を解除して、
照射室２００を図６の左側に移動する。これにより、電
子線発生部１０の下部に設けられた、照射窓部の補修
や、照射室２００の補修を容易に行うことができる。そ
の他の作用・効果は第一実施形態のものと同様である。

【００２２】尚、本発明は上記の実施形態に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が
可能である。例えば、上記の実施形態では、第二実施形
態の照射室がバッチ処理と連続処理の双方を行うことが
できる構造としてが、この照射室はバッチ処理のみを行
うことができるものであってもよい。また、第二実施形
態の照射室移動装置は省略することが可能である。更
に、本実施形態では、高電圧発生部に高周波インバータ
を用いて昇圧したが、高電圧発生部に従来と同様の商用
周波数を用いて昇圧するようにしてもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
電圧発生部を、電子線発生部の中心軸と高電圧発生部の
中心軸とが上方から見たときに交差するように、且つ電
子線発生部の下であって電子線発生部の中心軸方向にお
ける一方の端部に寄せて配置し、照射室を電子線発生部
の下であって電子線発生部の他方の端部に寄せて配置し
たことにより、設置面積を大きくすることなく、照射室
を配置する空間を広く確保することができる電子線照射
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態である電子線照射装置の
正面図である。

【図２】本発明の第一実施形態である電子線照射装置の
側面図である。

【図３】本発明の第一実施形態である電子線照射装置の
高圧電気回路図である。

【図４】（ａ）は本発明の第二実施形態である電子線照
射装置の正面図、（ｂ）はその電子線照射装置の側面図
である。

【図５】本発明の第二実施形態である電子線照射装置の
平面図である。

【図６】メンテナンス用レールをセットしたときの状態
を説明するための図である。

【図７】従来の電子線照射装置の正面図である。

【図８】従来の電子線照射装置の側面図である。

【符号の説明】

１０ 電子線発生部 １５ 電子線発生部の中心軸 ２０ 照射室 ２２ 照射空間 ２４ 底部照射室 ２６ 案内柱 ３０ 高電圧発生部 ３５ 高電圧発生部の中心軸 ４０ 照射窓部 ２００ 照射室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤盛 良治 埼玉県行田市壱里山町１丁目１番地 岩崎 電気株式会社埼玉製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子を発生して加速する略円筒状の電子
   線発生部と、前記電子線発生部に前記電子を加速する高
   電圧を供給する略円筒状の高電圧発生部と、被処理物に
   電子線を照射する照射空間を有する照射室とを備え、 前記高電圧発生部を、前記電子線発生部の中心軸と前記
   高電圧発生部の中心軸とが上方から見たときに交差する
   ように、且つ前記電子線発生部の下であって前記電子線
   発生部の中心軸方向における一方の端部に寄せて配置
   し、 前記照射室を前記電子線発生部の下であって前記電子線
   発生部の他方の端部に寄せて配置したことを特徴とする
   電子線照射装置。
2. 【請求項２】 前記高電圧発生部は、商用周波数より高
   い周波数で動作する高周波昇圧手段を有するものである
   ことを特徴とする請求項１記載の電子線照射装置。
3. 【請求項３】 前記照射室は、上下に二分割された構造
   であり、下側の照射室は上下に昇降可能に形成されてい
   ることを特徴とする請求項１又は２記載の電子線照射装
   置。
4. 【請求項４】 前記照射室は、前記高電圧発生部の直径
   と略同じ高さを有する箱型形状に形成されていることを
   特徴とする請求項１又は２記載の電子線照射装置。