JPH1172599A - 電子線の照射方法及び装置 - Google Patents
電子線の照射方法及び装置Info
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- JPH1172599A JPH1172599A JP23218697A JP23218697A JPH1172599A JP H1172599 A JPH1172599 A JP H1172599A JP 23218697 A JP23218697 A JP 23218697A JP 23218697 A JP23218697 A JP 23218697A JP H1172599 A JPH1172599 A JP H1172599A
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- Japan
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- electron beam
- pulse
- electron
- electron gun
- irradiating
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子線を用いた架橋（重合）反応における酸
素の阻害反応の発生を低減して、窒素ガスの消費量を減
らす。 【解決手段】 連続的に供給される被照射物１０に電子
線３２を照射する際に、パルス状の電子ビーム４８、７
６を照射する。
素の阻害反応の発生を低減して、窒素ガスの消費量を減
らす。 【解決手段】 連続的に供給される被照射物１０に電子
線３２を照射する際に、パルス状の電子ビーム４８、７
６を照射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被照射物に電子線
を照射するための電子線の照射方法及び装置に係り、特
に、遅いライン速度で搬送されている被照射物に対し
て、電子線照射により架橋（重合）反応等を行う際に用
いるのに好適な、酸素による阻害反応が少なく、窒素ガ
スの消費量が少なくなる上、電子ビームの平均出力も少
なくてすむ、電子線の照射方法及び装置に関する。
を照射するための電子線の照射方法及び装置に係り、特
に、遅いライン速度で搬送されている被照射物に対し
て、電子線照射により架橋（重合）反応等を行う際に用
いるのに好適な、酸素による阻害反応が少なく、窒素ガ
スの消費量が少なくなる上、電子ビームの平均出力も少
なくてすむ、電子線の照射方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリエチレンの電子線架橋や、電子滅菌
から始まった電子照射は、適用分野の拡大と加速器の進
歩により、架橋、滅菌を初め、半導体の製造工程や、特
殊な耐熱部材の製造等、広く用いられるようになってい
る。
から始まった電子照射は、適用分野の拡大と加速器の進
歩により、架橋、滅菌を初め、半導体の製造工程や、特
殊な耐熱部材の製造等、広く用いられるようになってい
る。
【０００３】この電子線を用いた加工の１つに、電子線
照射による架橋（重合）反応がある。これは、図６に示
す如く、例えば鉛でシールドされた反応容器２０中に、
フィルム等の被照射物１０を通し、前記反応容器２０内
に配置した電子銃３０から電子線３２を照射して、被照
射物１０に架橋（重合）反応を起こさせるものである。
照射による架橋（重合）反応がある。これは、図６に示
す如く、例えば鉛でシールドされた反応容器２０中に、
フィルム等の被照射物１０を通し、前記反応容器２０内
に配置した電子銃３０から電子線３２を照射して、被照
射物１０に架橋（重合）反応を起こさせるものである。
【０００４】従来、電子線３２のビーム電流値Ｉb は、
図７に示す如く、一定値Ｉo とされ、連続ビームが照射
されていた。
図７に示す如く、一定値Ｉo とされ、連続ビームが照射
されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この際、酸素が阻害反
応を引き起こすので、通常は、窒素Ｎ2 等のガスで空気
を置換して、酸素濃度を１００ppm 以下に制御している
が、Ｎ2 ガスの消費量が多いという問題点を有してい
た。
応を引き起こすので、通常は、窒素Ｎ2 等のガスで空気
を置換して、酸素濃度を１００ppm 以下に制御している
が、Ｎ2 ガスの消費量が多いという問題点を有してい
た。
【０００６】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、酸素による阻害反応を少なくして、
Ｎ2 ガスの消費量を少なくすることを課題とする。
くなされたもので、酸素による阻害反応を少なくして、
Ｎ2 ガスの消費量を少なくすることを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、被照射物に電
子線を照射するための電子線の照射方法において、パル
ス状の電子ビームを照射することにより、前記課題を解
決したものである。
子線を照射するための電子線の照射方法において、パル
ス状の電子ビームを照射することにより、前記課題を解
決したものである。
【０００８】又、被照射物に電子線を照射するための電
子線の照射装置において、パルス状の電子ビームを発生
する電子銃を備え、該電子銃により、被照射物にパルス
状の電子ビームを照射することにより、同じく前記課題
を解決したものである。
子線の照射装置において、パルス状の電子ビームを発生
する電子銃を備え、該電子銃により、被照射物にパルス
状の電子ビームを照射することにより、同じく前記課題
を解決したものである。
【０００９】又、前記電子銃を、フィラメントと対局し
たグリッドにパルス状の電圧をかけて、電子をパルス状
に引き出すものとしたものである。
たグリッドにパルス状の電圧をかけて、電子をパルス状
に引き出すものとしたものである。
【００１０】あるいは、前記電子銃を、プラズマをパル
ス化して、２次電子の発生をパルス化するものとしたも
のである。
ス化して、２次電子の発生をパルス化するものとしたも
のである。
【００１１】以下、本発明の原理を説明する。
【００１２】電子線により生成したラジカルＲ* は、次
式に示す如く、架橋反応（右辺第１項）に供されると共
に、酸素Ｏ等の阻害要因とも作用（右辺第２項）して消
費される。
式に示す如く、架橋反応（右辺第１項）に供されると共
に、酸素Ｏ等の阻害要因とも作用（右辺第２項）して消
費される。
【００１３】 ｄ／dt［Ｒ* ］＝ｋ1 ［Ｒ* ］・［Ｒ* ］−ｋ2 ［Ｒ* ］・［Ｏ］ …（１）
【００１４】又、ラジカルの生成は、次式に示す如く、
ビーム電流値Ｉb に比例している。
ビーム電流値Ｉb に比例している。
【００１５】 ［Ｒ* ］＝ａ・Ｉb …（２）
【００１６】今、仮に、酸素Ｏ等の阻害要因がない場合
（（１）式の係数ｋ2 ＝０）を考えると、架橋に供され
る反応は、単位時間当り、次式に示される如くとなる。
（（１）式の係数ｋ2 ＝０）を考えると、架橋に供され
る反応は、単位時間当り、次式に示される如くとなる。
【００１７】
【００１８】従って、全生成量Ｑは、（３）式を時間積
分して、次式で表わされる。
分して、次式で表わされる。
【００１９】 ここで、ｔ0 は照射時間である。
【００２０】今、図７に示したような従来の連続（Ｄ
Ｃ）ビームと、図１に示すような、図７に示した従来ビ
ームと単位時間当りの面積が同じでデューティ比が１／
ｎである、本発明によるパルスビームを用いた場合と
で、全生成量を、それぞれＱdc、Ｑpulsとして、（４）
式と比較すると、次式に示す如くとなる。
Ｃ）ビームと、図１に示すような、図７に示した従来ビ
ームと単位時間当りの面積が同じでデューティ比が１／
ｎである、本発明によるパルスビームを用いた場合と
で、全生成量を、それぞれＱdc、Ｑpulsとして、（４）
式と比較すると、次式に示す如くとなる。
【００２１】 Ｑdc＝ｋ1 ・ａ2 ・Ｉb 2 ・ｔ0 …（５）
【００２２】 Ｑpuls＝ｋ1 ・ａ2 ・（ｎＩo ）2 ・ｔ0 ／ｎ ＝ｎ・ｋ1 ・ａ2 ・Ｉo 2 ・ｔ0 …（６）
【００２３】この（５）式と（６）式を比較すると、Ｑ
puls／Ｑdc＝ｎとなり、デューティ比の逆数ｎ倍の効果
があることが分かる。
puls／Ｑdc＝ｎとなり、デューティ比の逆数ｎ倍の効果
があることが分かる。
【００２４】阻害要因がある場合、図２に示す如く、阻
害反応はパルス比（デューティ比）ｎに依らず一定であ
るが、重合反応はｎに比例するため、ｎの値を大きくす
る程、阻害反応の影響は相対的に弱くなる。
害反応はパルス比（デューティ比）ｎに依らず一定であ
るが、重合反応はｎに比例するため、ｎの値を大きくす
る程、阻害反応の影響は相対的に弱くなる。
【００２５】従来例のように連続ビームを用いた場合
（破線Ｂ）と、本発明によるパルスビームを用いた場合
（実線Ａ）の架橋率の違いによる接着強度の違いを図３
に示す。実線Ａで示す、本発明によるパルスビームの方
が、破線Ｂで示す連続ビームに比べて、低い照射線量で
高い接着力が得られていることがわかる。
（破線Ｂ）と、本発明によるパルスビームを用いた場合
（実線Ａ）の架橋率の違いによる接着強度の違いを図３
に示す。実線Ａで示す、本発明によるパルスビームの方
が、破線Ｂで示す連続ビームに比べて、低い照射線量で
高い接着力が得られていることがわかる。
【００２６】本発明は、このような知見に基づいてなさ
れたものである。
れたものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の実
施形態を詳細に説明する。
施形態を詳細に説明する。
【００２８】本発明の第１実施形態では、図４に示すよ
うなフィラメント型の電子銃４０を用いる。この電子銃
４０では、フィラメント（カソード）４２と対局したグ
リッド４４にパルス状の電圧をかけるパルス電源４６を
接続して、電子ビーム４８をパルス状にしている。グリ
ッド４４を出たパルス状電子ビーム４８は、高圧電源５
０から高圧電極５２に印加された高電圧電界により加速
され、例えばチタン箔で形成されたビーム窓５４を透過
して、図６に示したような反応容器内に照射される。
うなフィラメント型の電子銃４０を用いる。この電子銃
４０では、フィラメント（カソード）４２と対局したグ
リッド４４にパルス状の電圧をかけるパルス電源４６を
接続して、電子ビーム４８をパルス状にしている。グリ
ッド４４を出たパルス状電子ビーム４８は、高圧電源５
０から高圧電極５２に印加された高電圧電界により加速
され、例えばチタン箔で形成されたビーム窓５４を透過
して、図６に示したような反応容器内に照射される。
【００２９】図において、５６はフィラメント４２の電
源である。
源である。
【００３０】次に、ワイヤ・イオン・プラズマ（ＷＩＰ
Ｌ）型電子銃に適用した、本発明の第２実施形態を、図
５を参照して詳細に説明する。
Ｌ）型電子銃に適用した、本発明の第２実施形態を、図
５を参照して詳細に説明する。
【００３１】このＷＩＰＬ型電子銃６０では、プラズマ
室６２中にヘリウムＨｅガスを入れ、ワイヤ６４にパル
ス電源６６からパルス状の正電圧を加え、パルス状のプ
ラズマを発生させる。このプラズマによりＨｅガスはイ
オンされてＨｅイオンとなり、高圧電源６８から高電圧
が印加された高圧電極７０に向けて加速される。カソー
ド７２にあたったＨｅイオンは、２次電子を発生させ
る。この２次電子は、高圧の電界によりＨｅと逆向きに
加速され、プラスマ室６２とビーム窓７４を通過し、パ
ルス状電子ビーム７６として、反応容器内に照射され
る。
室６２中にヘリウムＨｅガスを入れ、ワイヤ６４にパル
ス電源６６からパルス状の正電圧を加え、パルス状のプ
ラズマを発生させる。このプラズマによりＨｅガスはイ
オンされてＨｅイオンとなり、高圧電源６８から高電圧
が印加された高圧電極７０に向けて加速される。カソー
ド７２にあたったＨｅイオンは、２次電子を発生させ
る。この２次電子は、高圧の電界によりＨｅと逆向きに
加速され、プラスマ室６２とビーム窓７４を通過し、パ
ルス状電子ビーム７６として、反応容器内に照射され
る。
【００３２】図において、７８は真空容器である。
【００３３】この第２実施形態の電子銃によれば、パル
ス電源を高圧電極内に収納する必要が無いので、システ
ムが簡素化できる。
ス電源を高圧電極内に収納する必要が無いので、システ
ムが簡素化できる。
【００３４】前記第１実施形態又は第２実施形態に示し
たような電子銃４０又は６０を、図６に示したような反
応容器２０内に配置して、電子ビームをパルス状に発生
させ、前記のような架橋反応を行う。
たような電子銃４０又は６０を、図６に示したような反
応容器２０内に配置して、電子ビームをパルス状に発生
させ、前記のような架橋反応を行う。
【００３５】なお、本実施形態においては、電子線によ
る架橋反応が行われていたが、本発明の適用対象はこれ
に限定されず、ＣＯ2 レーザの励起や、排ガスの脱硝、
脱硫等にも同様に適用できることは明らかである。
る架橋反応が行われていたが、本発明の適用対象はこれ
に限定されず、ＣＯ2 レーザの励起や、排ガスの脱硝、
脱硫等にも同様に適用できることは明らかである。
【００３６】又、パルス状電子ビームの発生方法も、前
記実施形態の電子銃によるものに限定されない。
記実施形態の電子銃によるものに限定されない。
【００３７】
【発明の効果】本発明によれば、パルスビームを用いる
ことによって、ラジカルによる架橋反応の収量が増える
と共に、酸素濃度が少々高くても、十分な収量が得られ
ることが判明した。従って、Ｎ2 ガスの消費量を少なく
することができ、電子ビームの平均出力も少なくて済
む。
ことによって、ラジカルによる架橋反応の収量が増える
と共に、酸素濃度が少々高くても、十分な収量が得られ
ることが判明した。従って、Ｎ2 ガスの消費量を少なく
することができ、電子ビームの平均出力も少なくて済
む。
【００３８】本発明は、被照射物の搬送速度又は供給速
度が遅く、酸素による阻害反応が問題となる場合に、特
に有効であるが、適用分野は、これに限定されない。
度が遅く、酸素による阻害反応が問題となる場合に、特
に有効であるが、適用分野は、これに限定されない。
【図１】本発明により照射されるパルスビームの電流値
の時間変化の例を示す線図
の時間変化の例を示す線図
【図２】本発明の原理を説明するための線図
【図３】従来法による連続ビームと本発明によるパルス
ビームを照射したときの接着強度の違いを比較して示す
線図
ビームを照射したときの接着強度の違いを比較して示す
線図
【図４】本発明を実施するための電子銃の第１実施形態
の構成を示す略示断面図
の構成を示す略示断面図
【図５】同じく電子銃の第２実施形態の構成を示す略示
断面図
断面図
【図６】電子銃を用いた電子線架橋装置の構成を示す断
面図
面図
【図７】従来法における電子ビームの電流値の時間変化
の例を示す線図
の例を示す線図
１０…被照射物 ２０…反応容器 ４０、６０…電子銃 ４２…フィラメント ４４…グリッド ４６、６６…パルス電源 ４８、７６…パルス状電子ビーム ６２…プラズマ室 ６４…ワイヤ
Claims (4)
- 【請求項１】被照射物に電子線を照射するための電子線
の照射方法において、 パルス状の電子ビームを照射することを特徴とする電子
線の照射方法。 - 【請求項２】被照射物に電子線を照射するための電子線
の照射装置において、 パルス状の電子ビームを発生する電子銃を備え、 該電子銃により、被照射物にパルス状の電子ビームを照
射することを特徴とする電子線の照射装置。 - 【請求項３】請求項２において、前記電子銃が、フィラ
メントと対局したグリッドにパルス状の電圧をかけて、
電子をパルス状に引き出すものであることを特徴とする
電子線の照射装置。 - 【請求項４】請求項２において、前記電子銃が、プラズ
マをパルス化して、２次電子の発生をパルス化するもの
であることを特徴とする電子線の照射装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23218697A JPH1172599A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 電子線の照射方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23218697A JPH1172599A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 電子線の照射方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1172599A true JPH1172599A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=16935356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23218697A Pending JPH1172599A (ja) | 1997-08-28 | 1997-08-28 | 電子線の照射方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1172599A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8445366B2 (en) | 2008-12-15 | 2013-05-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electron beam annealing apparatus and annealing methods using the same |
| JP2013538333A (ja) * | 2010-07-01 | 2013-10-10 | アドバンスト フュージョン システムズ エルエルシー | 化学反応を誘発させる方法 |
-
1997
- 1997-08-28 JP JP23218697A patent/JPH1172599A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8445366B2 (en) | 2008-12-15 | 2013-05-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electron beam annealing apparatus and annealing methods using the same |
| JP2013538333A (ja) * | 2010-07-01 | 2013-10-10 | アドバンスト フュージョン システムズ エルエルシー | 化学反応を誘発させる方法 |
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