(57)【要約】【課題】紫外線照射ランプの高温化防止を図った紫外線照射用光源を提供する【解決手段】外管２２の外面には、ＴｉＯ２，ＣｅＯ２，ＺｎＯ２，ＳｎＯ２，ＺｒＯ２のうちの１種以上から構成される金属酸化物を含む金属酸化物膜４が被着されている。こうして、金属酸化物膜４の被着を外管２２に行ったことで、金属酸化物膜４の面積が広くなり、冷却液による金属酸化物膜４の冷却効果が高まり、その結果、紫外線照射ランプ１の高温化を防止することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線照射ランプと、
前記紫外線照射ランプを内包する内管および該内管の外側に設けられた外管を備える二重管形の水冷ジャケットと、
この水冷ジャケットの前記外管の内面或いは外面または前記内管の外面に設けられ、前記紫外線照射ランプから放射される３００ｎｍ以下の波長成分を吸収する手段と、
を備えることを特徴とする紫外線照射用光源。
【請求項２】
前記３００ｎｍ以下の波長成分を吸収する手段は、金属酸化物を含む金属酸化物膜とすることを特徴とする請求項１記載の紫外線照射用光源。
【請求項３】
前記金属酸化物は、ＴｉＯ２，ＣｅＯ２，ＺｎＯ２，ＳｎＯ２，ＺｒＯ２の少なくとも１種以上より構成されることを特徴とする請求項２記載の紫外線照射用光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射ランプと熱線カットフィルターを二重管形の水冷ジャケットに保持した紫外線照射用光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光化学反応用光源は、例えば、樹脂の硬化に用いる。樹脂の硬化に有効な波長域は、一般的には３００〜４００ｎｍあるいは３００〜４３０ｎｍと考えられている。一方、それ以外の波長域の光は、樹脂の硬化に有効でないばかりか、樹脂の温度上昇と劣化をまねくことがある。よって、照射対象には所望の波長成分の紫外線だけを照射するのが望ましい。
【０００３】
従来の紫外線照射用光源（以下、「従来光源」という）は、特許文献１にも記載されているように、紫外線照射ランプと紫外域選択波長透過フィルターが、二重管形の水冷ジャケット２において、内管の内表面に３００ｎｍ以下の波長成分を吸収するＴｉＯ２ ，Ｃｅ２Ｏ３ 等の金属酸化物膜を被着した石英ガラス管で構成している。
【０００４】
従来光源では、内管の内側の紫外線照射ランプから光が放射され、そのうちの３００ｎｍ以下の波長成分が金属酸化物膜で吸収される。これにより、３００ｎｍ以下の波長成分は照射対象には達せず、こうして、照射対象である樹脂の温度上昇と劣化を防止することができる。
【特許文献１】特開平０６−２６７５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
また、従来光源では、水などの冷却液が、水冷ジャケット内を循環する。
【０００６】
紫外線照射ランプの消費電力は数ｋＷと大きく、紫外線照射ランプが自身の温度上昇により損傷するのを防止すべく、こうして、冷却水により紫外線照射ランプが冷却される。また、冷却により紫外線照射ランプの出力特性を安定させることができる。
【０００７】
しかしながら、従来光源では、３００ｎｍ以下の波長成分が金属酸化物膜で吸収されるので、内管の内表面に金属酸化物膜が被着されているために、ランプが収容された水冷ジャケット内の空間の内部に熱がこもる傾向がある。そのため、紫外線照射ランプが高温になり、紫外線照射ランプが損傷する虞がある。また、高温化により、紫外線照射ランプにおける紫外線の出力特性が不安定になる虞がある。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、紫外線照射ランプの高温化防止を図った紫外線照射用光源を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明に係る紫外線照射用光源は、紫外線照射ランプと、前記紫外線照射ランプを内包する内管および該内管の外側に設けられた外管を備える二重管形の水冷ジャケットと、この水冷ジャケットの前記外管の内面或いはは外面または前記内管の外面に設けられ、前記紫外線照射ランプから放射される３００ｎｍ以下の波長成分を吸収する手段と、を備えることを特徴とする
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る紫外線照射用光源によれば、３００ｎｍ以下の波長成分を吸収する手段を二重管形の水冷ジャケットの外管の内面或いは外面または内管の外面に設けたことで、内管と外管の間に循環する冷却液による冷却効果が高まり、もって、紫外線照射ランプの高温化防止を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１２】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る紫外線照射用光源（第１の実施の形態の説明においては「本光源」という）の概略側面図である。
【００１３】
本光源は、紫外線照射ランプ１と水冷ジャケット２と熱線カットフィルター３を備えている。紫外線照射ランプ１は直管状の石英ガラス製発光管の両端に一対の電極を封着し、管内に希ガスと水銀及びＦｅ，Ｓｎ，Ｃｏ，Ｍｇなど紫外域に有効な発光が得られる金属ハロゲン化物が一種以上封入されている。水冷ジャケット２は円筒状の石英ガラス等の透明な材料よりなり、内管２１とその外側に設けられた外管２２を備え、二重管構造となっている。紫外線照射ランプ１は、内管２１に内包されている。
【００１４】
ジャケットの外周端部に設けられた接続管２３ａ，２３ｂを通して外部から水などの冷却液が循環される。熱線カットフィルター３は管状の低軟化点ガラスからなり、ランプから放射される光のうち、例えば樹脂の硬化に有効な４３０ｎｍ以下の波長域の光を透過し、４３０ｎｍ以上の波長の可視光を吸収する特性があり、かつランプからの熱による温度上昇を最小限にとどめるため内管２１と外管２２の間に配置され冷却液中に浸漬される。
【００１５】
外管２２の外面には、金属酸化物を含む金属酸化物膜４が被着されている。この金属酸化物は、ＴｉＯ２，ＣｅＯ２，ＺｎＯ２，ＳｎＯ２，ＺｒＯ２の少なくとも１種以上より構成される。
【００１６】
金属酸化物膜４は、紫外線照射ランプ１から放射される光のうちの３００ｎｍ以下の波長成分を吸収するように成分調整がなされている。
【００１７】
そして、紫外線照射ランプ１から光が放射されると、まず、熱線カットフィルター３が、４３０ｎｍ以上の波長成分を吸収する。次に、外管２２の外面に被着した金属酸化物膜４が３００ｎｍ以下の波長成分を吸収する。したがって、樹脂の硬化に有効な３００〜４３０ｎｍの波長域の紫外線が水冷ジャケット２を透過し、樹脂などの照射対象に照射される。
【００１８】
図２は、紫外線照射ランプ１の管壁の温度（発光管管壁温度という）を本光源と従来光源とで比較した図である。
【００１９】
図２から明らかなように、本光源では、外管２２の外面に金属酸化物膜４を被着したことにより、その発光管管壁温度を、従来光源の発光管管壁温度より低くすることができる。
【００２０】
これは、金属酸化物膜４を外管２２に被着したことで、金属酸化物膜４の面積が広くなり、冷却液による金属酸化物膜４の冷却効果が高まったことによるものと考えることができる。
【００２１】
したがって、本光源によれば、紫外線照射ランプ１の高温化を防止でき、よって、紫外線照射ランプ１の損傷を防止し、紫外線照射ランプ１における紫外線の出力特性を安定化させることができる。
【００２２】
［第２の実施の形態］
図３は、第２の実施の形態に係る紫外線照射用光源（第２の実施の形態の説明においては「本光源」という）の概略側面図である。
【００２３】
本光源は、第１の実施の形態に係る紫外線照射用光源の構成要素と同様なものを備えるので、その要素には同一符号を付与して説明を簡略化し、相違点を中心に説明する。
【００２４】
本光源は、紫外線照射ランプ１と水冷ジャケット２と熱線カットフィルター３を備えている。
【００２５】
内管２１の外面には、金属酸化物を含む金属酸化物膜４ａが被着されている。また、外管２２の内面には、同じ金属酸化物を含む金属酸化物膜４ａが被着されている。この金属酸化物は、ＴｉＯ２，ＣｅＯ２，ＺｎＯ２，ＳｎＯ２，ＺｒＯ２の少なくとも１種以上より構成される。
【００２６】
金属酸化物膜４ａ、４ｂは共に、紫外線照射ランプ１から放射される光のうちの３００ｎｍ以下の波長成分を吸収するように成分調整がなされている。
【００２７】
しかも、その波長成分が外側の金属酸化物膜４ｂでも吸収されるように、内側の金属酸化物膜４ａは、その波長成分に対しての透過性を有する。
【００２８】
そして、紫外線照射ランプ１から光が放射されると、まず、内管２１の外面に被着した金属酸化物膜４ａが３００ｎｍ以下の波長成分の一部を吸収する。次に、熱線カットフィルター３が、４３０ｎｍ以上の波長成分を吸収する。次に、外管２２の内面に被着した金属酸化物膜４ｂが、金属酸化物膜４ａを通過した３００ｎｍ以下の波長成分を吸収する。したがって、樹脂の硬化に有効な３００〜４３０ｎｍの波長域の紫外線が水冷ジャケット２を透過し、樹脂などの照射対象に照射される。
【００２９】
図示しないが、本光源では、内管２１の外面と外管２２の内面に金属酸化物膜を被着したことにより、その発光管管壁温度が、従来光源の発光管管壁温度より低くなるという実験結果が得られた。
【００３０】
これは、内管２１の外面と外管２２の内面に金属酸化物膜を被着したことで、金属酸化物膜の面積が広くなり、冷却液による金属酸化物膜の冷却効果が高まったことによるものと考えることができる。
【００３１】
したがって、本光源によれば、紫外線照射ランプ１の高温化を防止でき、よって、紫外線照射ランプ１の損傷を防止し、紫外線照射ランプ１における紫外線の出力特性を安定化させることができる。
【００３２】
［第３の実施の形態］
図４は、第３の実施の形態に係る紫外線照射用光源（第３の実施の形態の説明においては「本光源」という）の概略側面図である。
【００３３】
本光源は、第２の実施の形態に係る紫外線照射用光源の構成要素と同様なものを備えるので、その要素には同一符号を付与して説明を簡略化し、相違点を中心に説明する。
【００３４】
本光源は、紫外線照射ランプ１と水冷ジャケット２を備える一方、熱線カットフィルター３を備えない。
【００３５】
内管２１の外面には、金属酸化物を含む金属酸化物膜４ｃが被着されている。また、外管２２の内面には、同じ金属酸化物を含む金属酸化物膜４ｄが被着されている。
【００３６】
金属酸化物膜４ｃ、４ｄは共に、紫外線照射ランプ１から放射される光のうちの３００ｎｍ以下の波長成分を吸収するように少なくともＴｉＯ２，ＣｅＯ２，ＺｎＯ２，ＳｎＯ２，ＺｒＯ２の１種以上を含んで構成されるとともに４００ｎｍ以上の波長成分を吸収するようにニッケルを添加したリン酸塩とコバルトを添加したリン酸塩の少なくとも１種を含んで構成され成分調整がなされている。
【００３７】
しかも、その波長成分が外側の金属酸化物膜４ｄでも吸収されるように、内側の金属酸化物膜４ｃは、その波長成分に対しての透過性を有する。
【００３８】
そして、紫外線照射ランプ１から光が放射されると、まず、内管２１の外面に被着した金属酸化物膜４ｃが３００ｎｍ以下の波長成分の一部と４００ｎｍ以上の波長成分の一部を吸収する。次に、外管２２の内面に被着した金属酸化物膜４ｄが、金属酸化物膜４ｃを通過した３００ｎｍ以下の波長成分と４００ｎｍ以上の波長成分を吸収する。したがって、樹脂の硬化に有効な３００〜４００ｎｍの波長域の紫外線が水冷ジャケット２を透過し、樹脂などの照射対象に照射される。
【００３９】
図示しないが、本光源では、内管２１の外面と外管２２の内面に金属酸化物膜を被着したことにより、その発光管管壁温度が、従来光源の発光管管壁温度より低くなるという実験結果が得られた。その理由は、第２の実施の形態と同様であると考えることができる。
【００４０】
したがって、本光源によれば、紫外線照射ランプ１の高温化を防止でき、よって、紫外線照射ランプ１の損傷を防止し、紫外線照射ランプ１における紫外線の出力特性を安定化させることができる。
【００４１】
なお、冷却液による金属酸化物膜の冷却効果が高まることに鑑みれば、上記の実施の形態で用いた金属酸化物膜を外管の内面だけに設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施の形態に係る紫外線照射用光源の概略側面図である。
【図２】発光管管壁温度を本光源と従来光源とで比較した図である。
【図３】第２の実施の形態に係る紫外線照射用光源の概略側面図である。
【図４】第３の実施の形態に係る紫外線照射用光源の概略側面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…紫外線照射ランプ
２…水冷ジャケット
２１…水冷ジャケット２の内管
２２…水冷ジャケット２の外管
２３ａ、２３ｂ…接続管
３…熱線カットフィルター
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ…金属酸化物膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2008226806.tif 000006