(57)【要約】【課題】不活性ガスの使用量を抑えつつ紫外線照射装置内を不活性雰囲気下に維持させるとともに、生産効率を向上させるための紫外線照射装置を提供する。【解決手段】ラビリンスシール装置２０，２０の内壁に設けた複数のラビリンスシール２１により圧力損失が生じて気流の勢いが抑えられ、不活性ガスの照射炉５内からの流出を最小限に抑えることができるため、フィルム等の連続的に搬送されるワーク６の加工においても、紫外線照射装置１外への不活性ガスの流出を防ぎ、不活性ガスの使用量を削減できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂が塗布されたワークを不活性雰囲気下で紫外線照射することにより樹脂を硬化させる炉が設けられた紫外線照射装置において、
前記炉は、紫外線ランプが配設された照射室と、この照射室と透光板を介して区分された照射炉とを備え、前記照射炉内は、不活性ガスが充填された状態でワークが連続的に搬送され、前記照射炉のワークの入口及び出口にはラビリンスシール装置が設けられていることを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
前記照射室内には光を遮断するシャッターがスライド可能に設けられていることを特徴する請求項１記載の紫外線照射装置。
【請求項３】
前記照射炉内にはワークを冷却する冷却ドラムが回転可能に設けられていることを特徴とする請求項２記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紫外線照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、樹脂が塗布されたワークに紫外線を照射して樹脂硬化させる紫外線照射装置が知られている。この紫外線照射装置は、紫外線ランプが配設された外室と、樹脂が塗布されたワークが搬送される内室とに区分され、この外室と内室とが光透過性ガラスにより仕切られているものである。また、紫外線照射によるワークの樹脂硬化を促進させるために、不活性雰囲気下で樹脂を反応させる方法が知られている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
【特許文献１】実公昭５７−４８５３６号公報
【特許文献２】特開昭６２−０１５２７７号公報
【特許文献３】特開平０５−３０５２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、不活性雰囲気下でワークを反応させる場合、ワークが連続的に搬送されるため、装置の出入り口に非接触型のシール装置を設ける必要がある。例えば、炭素繊維を焼成するための炭化炉等においては、繊維束出入り口にラビリンスシール装置が設けられ炭化炉外への不活性ガスの漏出を低減するような提案がなされている。
しかしながら、上述の紫外線照射装置に設けられたシール装置は、スリットを有するシール装置を設け、シール装置内を紫外線照射装置内に比べ減圧させて吸引することにより、不活性ガスの流出と外気の侵入を防いでいる。そのため、不活性ガスを連続的に紫外線照射装置内へ供給し続けなければならず、不活性ガスの大量消費に繋がってしまう。また、ワークの移動によって生じる随伴流の影響で紫外線照射装置の出入り口から紫外線装置内へ空気が侵入してしまい、生産効率の低下に繋がってしまう。
【０００４】
そこで、この発明は、不活性ガスの使用量を抑えつつ紫外線照射装置内を不活性雰囲気下に維持させるとともに、生産効率を向上させるための紫外線照射装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、樹脂が塗布されたワークを不活性雰囲気下で紫外線照射することにより樹脂を硬化させる炉が設けられた紫外線照射装置において、前記炉は、紫外線ランプが配設された照射室と、この照射室と透光板を介して区分された照射炉とを備え、前記照射炉内は、不活性ガスが充填された状態でワークが連続的に搬送され、前記照射炉のワークの入口及び出口にはラビリンスシール装置が設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、照射炉に充填された不活性ガスは、ラビリンスシール装置内で圧力損失が生じることで気流の勢いが抑えられ、照射炉外への不活性ガスの漏出を抑えることができる。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、前記照射室内には光を遮断するシャッターがスライド可能に設けられていることを特徴する。
このように構成することで、ワークの搬送が停止中は、シャッターを閉じて紫外線照射を遮断することができる。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、前記照射炉内にはワークを冷却する冷却ドラムが回転可能に設けられていることを特徴とする。
このように構成することで、ワークは冷却ドラムの外周面に当接した状態で冷却されながら搬送されることができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載した発明によれば、照射炉に充填された不活性ガスは、ラビリンスシール装置内で圧力損失が生じることで気流の勢いが抑えられ、照射炉外への不活性ガスの漏出を抑えることができるため、不活性ガスの使用量を抑えつつ照射炉を不活性雰囲気下に維持できるとともに、生産効率を向上させる効果がある。
【０００９】
請求項２に記載した発明によれば、ワークの搬送が停止中は、シャッターを閉じて紫外線照射を遮断することができるため、紫外線の過剰照射を防ぐ効果がある。
【００１０】
請求項３に記載した発明によれば、ワークは冷却ドラムの外周面に当接した状態で冷却されながら搬送されることができるため、紫外線照射の熱が原因で生じる熱重合や、ワークの破損を防ぐ効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、図１に基づいて、この発明の第１実施形態を説明する。
図１に示すように、紫外線照射装置１は、炉２を備えている。この炉２は、紫外線ランプ３，３が配設された照射室４と、この照射室４と透光板１４，１４を介して区分された照射炉５を備えている。
【００１２】
炉２の上部には断面略長方形の照射室４が設けられており、この照射室４内には、複数の紫外線ランプ３（例えば、アーク長：３２インチ、出力：５０，８０，１２０Ｗ／ｃｍ）が配設されている。なお、ここでは、搬送方向に２段配置されるようになっている。
各紫外線ランプ３には、紫外線ランプ３を上部から覆うようにアルミ等からなる反射板７が設けられており、この反射板７の上端部には吸気管８が接続され、絞り弁９を介して照射室４外に設けられた吸気ファン１０に連通されている。また、照射室４の上部には排気管１１が接続され、この排気管１１は、照射室４外に設けられた排気ファン１２に連通して設けられている。また、吸気管１１及び排気管８には図示しない温度制御装置を介して温度センサーが取り付けられている。
【００１３】
各紫外線ランプ３の下部には紫外線ランプ３の光を遮断するシャッター１３が設けられている。
このシャッター１３は、例えば、アルミ等の材質で平面形状の遮光性を有する材質で、片面は図示しないＬＭガイド、他面は図示しないローラが設けられ、シャッター１３の側部に接続された、図示しないエアーシリンダによりスライド可能に支持されている。
【００１４】
照射室４の下面には、後述する照射炉５の上面との間に、例えば、石英ガラス等からなる透光板１４が設けられ、照射室４と照射炉５を区分している。なお、この透光板１４は、前述したシャッター１３と略同形状または、シャッター１３より小さく形成されている。
【００１５】
一方、炉２の下部には照射炉５が設けられている。
照射炉５の上面には、前述した透光板１４が位置されており、この透光板１４により照射室４と照射炉５は上下に区分される構成となる。照射炉５の両側部には、ワーク６が連続的に搬送される入口１５及び出口１６が形成され、照射炉５内には、ワーク６の搬送方向に沿って複数のガイドローラ１７が回転可能に設けられている。また、照射炉５上面には不活性ガスの供給管１８が接続され、絞り弁１９を介して図示しない不活性ガスの供給源へ接続されている。なお、本実施形態における不活性ガスとしては、ラジカル重合を阻害しない物質がよく、例えば、安価で取り扱い易い窒素ガスが望ましい。
【００１６】
照射炉５の両側部に形成された入口１５及び出口１６には、照射炉５内に連通するようにラビリンスシール装置２０，２０が接続されている。このラビリンスシール装置２０は、筒状の箱型形状（円筒形状でもよい）をなしており、内壁の上下面にラビリンスシール２１が形成されている。ここで、このラビリンスシール２１は、絞り（歯）２２と膨張室２３が複数設けられているものであり、その絞り（歯）２２の段数は、３〜１０段、絞り（歯）２２の上下の間隙は１〜１５ｍｍの範囲で設定されていることが望ましい。また、ラビリンスシール装置２０外部の近傍には、局排フード２４が設けられており、局排管２５によって局排ファン２６に接続されている。
【００１７】
炉２の入口１５側の外部には、塗工機２７が設けられている。この塗工機２７内には、ガイドローラ２８と塗布ロール２９が回転可能に設けられている。また、塗工機２７の入口３１側には、ワーク６が巻装された繰出機３０が回転可能に設けられている。このワーク６は、アクリル等からなるフィルム状のもので、ガイドローラ１７，１７，２８，３４，３４に支持され、塗工機２７の入口３１から照射炉５の出口１６まで挿通され、照射炉５の出口１６側に回転可能に設けられた巻取機３２に巻き取られるようになっている。
【００１８】
次に、作用を説明する。
照射炉５内では、図示しない供給源から供給管１８を経て供給された不活性ガスが充填されている。この時、外気の圧力に比べ照射炉５内の不活性ガスの圧力は高くなっているため、充填された不活性ガスの気体の流れは、照射炉５の両側部に設けられたラビリンスシール装置２０，２０の方向へ流れる。照射炉５内からラビリンスシール装置２０内へ流入してくる不活性ガスは、ラビリンスシール装置２０の内壁に設けた複数のラビリンスシール２１により圧力損失が生じて気流の勢いが抑えられる。
よって、不活性ガスの照射炉５内からの流出を最小限に抑えるとともに、外気の侵入も防ぐことができる。また、完全にシールすることはできずに照射炉５外へ流出した不活性ガスは、局排フード２４から局排ファン２６により吸引されて排出される。
【００１９】
照射室４内では、下部に設けた照射炉５の方向へ紫外線ランプ３を照射する。ここで、スライド可能に設けられたシャッター１３は、紫外線ランプ３の光の遮断、照射を切り替えて紫外線の照射量を調整できるようになっており、通常、ワーク６の搬送を停止させた場合に、シャッター１３がスライドして紫外線ランプ３の光を遮断するものである。
また、給気管８および排気管１１に図示しない温度センサーが取り付けられており、温度制御装置を介して、照射室４外に設けられた吸気ファン１０と排気ファン１２の駆動によって照射室４内の過熱を防いでいる。
【００２０】
まず、紫外線照射装置１を始動させることにより、照射炉５内に不活性ガスが充填されるとともに、照射室４に配設された紫外線ランプ３が点灯する。照射炉５内が十分な不活性雰囲気下に達すると、繰出機３０に巻装されたワーク６は、繰出機３０の回転によって送り出され巻取機３２によって巻き取られることでガイドローラ１７，１７，２８，３４，３４に支持されながら塗工機２７に搬送される。塗工機２７に搬送されたワーク６は、塗工機２７内で塗布ロール２９によって樹脂が塗布される。樹脂が塗布されたワーク６は、照射炉５内へ搬送される。照射炉５内に搬送されたワーク６は、照射室４に配設された紫外線ランプ３から照射される紫外線によりラジカル重合して樹脂硬化される。樹脂硬化したワーク６は、炉２の出口１６側に設けられた巻取機３２に巻き取られる。
【００２１】
したがって、上述の実施形態によれば、ラビリンスシール装置２０の内壁に設けた複数のラビリンスシール２１により圧力損失が生じて気流の勢いが抑えられ、不活性ガスの照射炉５内からの流出を最小限に抑えることができるため、フィルム等の連続的に搬送されるワーク６の加工においても、紫外線照射装置１外への不活性ガスの流出を防ぎ、不活性ガスの使用量を削減できる効果がある。さらに、炉２を照射室４と照射炉５に区分しているため、不活性ガスを炉２全体ではなく照射炉５のみに充填させ、不活性ガスの使用量を削減できる効果がある。また、照射室４は、不活性ガスを充填する必要がなく、吸気ファン１０と排気ファン１２を設けて紫外線ランプ３の照射により生じる熱を冷却できる効果がある。
また、照射炉５内を不活性雰囲気下に維持することができるため、反応を促進させて生産効率が向上することにより、紫外線照射装置１の小型化を図ることができる。
【００２２】
また、紫外線ランプ３の下部にシャッター１３をスライド可能に設けたため、ワーク６搬送が停止中は、シャッター１３を閉じて紫外線照射を遮断することができ、紫外線の過剰照射を防ぐことができる。
【００２３】
次に、図２に基づいて、この発明の第２実施形態を説明する。なお、前述実施形態と同一の構成，作用については同一部分に同一符号を付して説明は省略する。
図１に示す第１実施形態では、ワーク６は、照射炉５内でガイドローラ１７により支持され搬送されていたが、図２に示す第２実施形態では、照射炉５内に冷却ドラム３３を回転可能に設けた点で異なっている。
【００２４】
図２に示すように、紫外線照射装置１は、炉２を備えている。この炉２は、断面略正方形の箱型形状で、内部に複数の紫外線ランプ３が配設された照射室４と、ワーク６が搬送される照射炉５を備え、仕切壁Ｓにより各々断面略Ｌ字形状をなして区分されている。照射炉５内には、図示しないモータの駆動により冷却ドラム３３が回転可能に設けられている。この冷却ドラム３３は、水冷式の冷却ドラム３３であり、表面は防錆メッキ（例えば、ＨＣｒメッキ）後に研磨が施されている。
照射室４内には、複数の紫外線ランプ３が冷却ドラム３３の外周面に沿って照射するように設けられている。
【００２５】
次に、作用について説明する。
繰出機３０に巻装されたワーク６は、塗工機２７で樹脂を塗布され照射炉５内へ搬送される。この時、照射炉５内は、シールが施された照射炉５に紫外線が照射されているため高温状態となっている。そこで、照射炉５内に搬送されたワーク６は、冷却ドラム３３の外表面に当接した状態で冷却されながら搬送される。つまり、ワーク６は、冷却ドラム３３で熱交換されることで冷却されながら照射室４に設けられた紫外線ランプ３により照射され、樹脂硬化する。樹脂硬化したワーク６は、照射炉５の出口１６側に設けられた巻取機３２に巻き取られる。
【００２６】
したがって上述の実施形態では、ワーク６が、シールが施された炉２内に紫外線照射され高温になっている照射炉５内に設けられた冷却ドラム３３により、ワーク６は、この冷却ドラム３３に当接しながら搬送されるため、ワーク６は冷却され、紫外線照射の熱が原因で生じる熱重合や、ワーク６の破損を防ぐ効果がある。
【００２７】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、例えば以下のような態様が採用可能である。
上記実施の形態では、照射室４と照射炉５を各々断面略Ｌ字状の箱型形状をなして区分した場合について説明したが、照射炉５内の冷却ドラム３３を覆う断面コ字状の照射室を設けて、冷却ドラム３３の外周面に沿って複数の紫外線ランプ３を配設する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態における紫外線照射装置の全体図である。
【図２】本発明の第２実施形態における紫外線照射装置の全体図である。
【符号の説明】
【００２９】
１…紫外線照射装置  ２…炉  ３…紫外線ランプ  ４…照射室  ５…照射炉  ６…ワーク  １３…シャッター  １４…透光板  １５…入口  １６…出口  ２０…ラビリンスシール装置  ３３…冷却ドラム
【図１】
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【図２】
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