(57)【要約】【課題】  不活性ガス供給チャンバーからの不活性ガスの漏洩ないし放散を抑制し、不活性ガスを効率良くＵＶ樹脂に供給することができるＵＶ照射装置を提供する。【解決手段】  紫外線の照射により硬化するＵＶ樹脂が塗布されたシートに対して近接して配置され、ＵＶ樹脂に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給チャンバー２と、この不活性ガス供給チャンバー２に隣接して配置され、ＵＶランプ１２で発生させた紫外線を不活性ガス供給チャンバー２に設けられた熱線カットガラス１０を通してＵＶ樹脂に照射するＵＶ照射チャンバー１とを備えたＵＶ照射装置である。ＵＶ照射チャンバー１内に、ＵＶランプ１２の周囲の気体を吸引して外部に排気するダクト１５を設け、ＵＶ照射チャンバー１に、ダクト１５の外側の空間に空気を供給する給気ダクト１１を設けた。【選択図】  図２
2005034734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型樹脂が塗布されたシートに対して近接して配置され、上記紫外線硬化型樹脂に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給チャンバーと、この不活性ガス供給チャンバーに隣接して配置され、紫外線ランプで発生させた紫外線を同不活性ガス供給チャンバーに設けられた透過窓を通して上記紫外線硬化型樹脂に照射する紫外線照射チャンバーとを備えた紫外線照射装置において、
上記紫外線照射チャンバー内に、上記紫外線ランプの周囲の気体を吸引して外部に排気するダクトを設け、上記紫外線照射チャンバーに、上記ダクトの外側の空間に空気を供給する空気供給手段を設けたことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項２】
紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型樹脂が塗布されたシートに対して近接して配置され、上記紫外線硬化型樹脂に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給チャンバーと、この不活性ガス供給チャンバーに隣接して配置され、紫外線ランプで発生させた紫外線を同不活性ガス供給チャンバーに設けられた透過窓を通して上記紫外線樹脂に照射する紫外線照射チャンバーとを備えた紫外線照射装置において、
上記不活性ガス供給チャンバーの不活性ガスを供給する開口部に沿って、上記シートに対するギャップが調整可能なギャップ調整板を設けたことを特徴とする紫外線照射装置。
【請求項３】
不活性ガスを吸引回収する不活性ガス回収部を前記開口部に沿って設けた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】
前記シートは、前記開口部に対向配置されたバックアップロールによって搬送され、前記不活性ガス回収部は、上記バックアップロールの回転方向に沿って前記不活性ガス供給チャンバーの両側に設けられ、上記不活性ガス回収部および上記不活性ガス供給チャンバーの開口部の縁部は、上記バックアップロールの外周に沿ってほぼ円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の紫外線照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートに塗工された紫外線硬化型樹脂（以下、「ＵＶ樹脂」という）に紫外線を照射して硬化させる紫外線（以下、「ＵＶ」という）照射装置に係り、特に、不活性ガスをＵＶ樹脂に効率よく供給する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
シートにＵＶ樹脂を形成するに際しては、たとえばグラビアロールによってシートにＵＶ樹脂を塗工した後にＵＶ樹脂に紫外線を照射し、ＵＶ樹脂に架橋反応を生じさせて硬化するようにしている。ここで、紫外線を照射する際に雰囲気の酸素濃度が高いと、架橋反応が阻害されてＵＶ樹脂の表面硬度と密着強度が不足することが知られている。
【０００３】
そこで、従来においては、紫外線を照射するＵＶ照射装置からＵＶ樹脂に窒素ガスを吹き付けることで酸素を含む空気をパージすることが行われている。また、ＵＶ照射装置から照射される紫外線によりオゾンが発生するため、ＵＶランプの周囲の雰囲気を吸引してオゾンおよびＵＶランプで加熱された空気を不活性ガスを導入して排出するようにしている（例えば特許文献１）。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１５６１７７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のＵＶ照射装置では、ＵＶランプ周辺の雰囲気を吸引排気しているため負圧となり、この負圧によって窒素ガスがＵＶランプ側に流入してしまう。このため、ＵＶ樹脂に供給される窒素ガスが不十分となり、上記した酸素による障害を有効に防止することができないという問題があった。ここで、従来では、窒素ガスを供給する部分とＵＶランプとを別室に設け、両者の間での気体の流通が生じないようにしているものの、両者は完全に気密に分離されていないため、窒素ガスの流入を防止することはできなかった。また、ＵＶ照射装置からＵＶ樹脂に吹き付けられた窒素ガスは放散し易く、空気のパージが不十分であるという問題もあった。なお、上記のような問題は、ＵＶランプ部にも窒素ガスのような不活性ガスを流す（特許文献１）ように、大量の窒素ガスを使用することで解決することができるが、窒素の消費量の増加は製品の製造コストの増加につながり、採用することはできなかった。
したがって、本発明は、ＵＶ樹脂に窒素ガスを効率よく使用することができるＵＶ照射装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１のＵＶ照射装置は、紫外線の照射により硬化するＵＶ樹脂が塗布されたシートに対して近接して配置され、ＵＶ樹脂に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給チャンバーと、この不活性ガス供給チャンバーに隣接して配置され、ＵＶランプで発生させた紫外線を不活性ガス供給チャンバーに設けられた透過窓を通してＵＶ樹脂に照射するＵＶ照射チャンバーとを備えたＵＶ照射装置において、ＵＶ照射チャンバー内に、ＵＶランプの周囲の気体を吸引して外部に排気するダクトを設け、ＵＶ照射チャンバーに、ダクトの外側の空間に空気を供給する空気供給手段を設けたことを特徴としている。
【０００７】
上記構成のＵＶ照射装置にあっては、空気供給手段からダクトの外側の空間に空気が供給されるから、ＵＶ照射チャンバーの内部の負圧が緩和され、これにより、不活性ガス供給チャンバーからの不活性ガスの流入が抑制される。また、供給された空気は、ＵＶランプの周囲およびダクトを経て外部に排気されるので、オゾンおよび加熱された空気の排気に支障を来すこともない。なお、空気供給手段から供給する空気の量は、ＵＶ照射チャンバー内が大気圧もしくは大気圧よりも僅かに低い負圧となるように設定される。
【０００８】
次に、本発明の第２のＵＶ照射装置は、紫外線の照射により硬化するＵＶ樹脂が塗布されたシートに対して近接して配置され、ＵＶ樹脂に対して不活性ガスを供給する不活性ガス供給チャンバーと、この不活性ガス供給チャンバーに隣接して配置され、ＵＶランプで発生させた紫外線を同不活性ガス供給チャンバーに設けられた透過窓を通してＵＶ樹脂に照射するＵＶ照射チャンバーとを備えたＵＶ照射装置において、不活性ガス供給チャンバーの不活性ガスを供給する開口部に沿って、シートに対するギャップが調整可能なギャップ調整板を設けたことを特徴としている。なお、この第２の特徴は、上記第１のＵＶ照射装置に設けることもできる。
【０００９】
上記構成のＵＶ照射装置にあっては、不活性ガス供給チャンバーの開口部から供給された不活性ガスは、ＵＶ樹脂の表面付近の空気をパージして酸素による架橋反応の阻害を抑制する。この場合において、不活性ガスが供給される空間がギャップ調整板によって囲われているため、不活性ガスの放散が少なく、空気のパージを確実に行うことができる。また、シートの移送に伴い、空気がＵＶ樹脂の表面に随伴して不活性ガス供給チャンバーの開口部付近に流入し、不活性ガスの放散を助長するが、そのような空気をギャップ調整板によってある程度遮断することができる。このような作用は、シートに対するギャップ調整板のギャップを可能な限り狭くすることによりさらに高められる。なお、ギャップ調整は１０ｍｍ以下、好ましくは１〜１０ｍｍであり、狭くする程好ましいが、あまり近過ぎると熱膨張などのためにロール表面を傷付けるおそれがある。
【００１０】
以上のように、本発明によれば、不活性ガス供給チャンバーからの不活性ガスの漏洩ないし放散を抑制することができるので、不活性ガスを効率良くＵＶ樹脂に供給することができる。したがって、不活性ガスの使用量を増やすことなくＵＶ樹脂の表面付近の空気を確実にパージすることができ、ＵＶ樹脂の架橋反応を支障なく行うことができる。
【００１１】
ここで、不活性ガスを吸引回収する不活性ガス回収部を、不活性ガス供給チャンバーの開口部に沿って設けると好適である。この不活性ガス回収部は、不活性ガス供給チャンバーの開口部の全周に亘って設けるとさらに好適である。回収された不活性ガスは、再利用することができる。
【００１２】
また、不活性ガス回収部の吸引容量を調整することにより、不活性ガス供給チャンバー内の圧力を制御することができる。したがって、ＵＶ樹脂の塗工ラインの生産速度に対応して不活性ガス供給チャンバー内の圧力を制御することにより、必要量の不活性ガスを供給することができる。なお、圧力の制御は、各部所に圧力ゲージを設置して、差圧バランスをコントロールすれば良い。その際の圧力差は、５〜５０Ｐａ程度が望ましいが、それ以上でも風量によりカバーすることはできる。
【００１３】
ＵＶ樹脂が塗工されたシートは、平坦な状態でＵＶ照射装置に搬送（スピードは３〜１００ｍ／分程度）することができ、あるいは、開口部に対向配置されたバックアップロールによって搬送することもできる。後者の場合には、不活性ガス回収部は、バックアップロールの回転方向に沿って不活性ガス供給チャンバーの両側に設けられ、不活性ガス回収部および不活性ガス供給チャンバーの開口部の縁部は、バックアップロールの外周に沿ってほぼ円弧状に形成されていることが望ましい。このような態様によれば、不活性ガス回収部からの不活性ガスの漏出を有効に防止することができる。なお、バックアップロールの幅及び径は、特に限定されないが、ロール幅は２００〜３０００ｍｍ、径は１００〜２０００ｍｍ程度である。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明のＵＶ照射装置にあっては、ＵＶ照射チャンバー内に、ＵＶランプの周囲の気体を吸引して外部に排気するダクトを設け、ＵＶ照射チャンバーに、ダクトの外側の空間に空気を供給する空気供給手段を設けているから、不活性ガス供給チャンバーからの不活性ガスの漏洩ないし放散を抑制することができるので、不活性ガスを効率良くＵＶ樹脂に供給することができる。したがって、不活性ガスの使用量を増やすことなくＵＶ樹脂の表面付近の空気を確実にパージすることができ、ＵＶ樹脂の架橋反応を支障なく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態について図１および図２を参照して説明する。
図１は実施の形態のＵＶ照射装置の全体を示す正断面図、図２は図１の拡大断面図である。図において符号１はＵＶ照射チャンバーである。ＵＶ照射チャンバー１は、６面が閉塞された箱状体であり、その下面には透明な熱線カットガラス（透過窓）１０が取り付けられている。ＵＶ照射チャンバー１の上面には、給気ダクト（空気供給手段）１１が接続されている。給気ダクト１１は、図示しない送風ファンに接続され、ＵＶ照射チャンバー１の内部に空気を供給するようになっている。
【００１６】
図において符号１２はランプ１３および反射板１４からなるＵＶランプである。ＵＶ照射チャンバー１の内部には、下面が開放されたダクト１５が配置され、ＵＶランプ１２は、ダクト１５の下面の近傍に配置されている。ダクト１５の上面には、連結ダクト１６が接続されている。連結ダクト１６は、図示しない吸引ファンに接続され、ＵＶランプ１２の周囲の空気を吸引して排気するようになっている。
【００１７】
上記構成のＵＶ照射チャンバー１の下面には、不活性ガス供給チャンバー２が接続されている。不活性ガス供給チャンバー２は、下面が開放された箱状体であり、その下面が窒素ガスを吹き出す開口部２０とされている。また、不活性ガス供給チャンバー２の端面の縁部は、円弧状に形成されている。
【００１８】
不活性ガス供給チャンバー２の両側面には、図２に示すように、不活性ガス回収チャンバー（不活性ガス回収部）２１が接続されている。不活性ガス回収チャンバー２１は、下面が開放された箱状体であり、その内部には、一端部が不活性ガス供給チャンバー２内に連通する不活性ガス供給管２２が配置されている。不活性ガス供給管２２の他端部は、図示しない窒素ガスボンベに接続され、不活性ガス回収チャンバー２内に窒素ガスを供給するようになっている。不活性ガス回収チャンバー２１は、図示しないポンプに接続され、内部の気体が図示しない回収手段に排気回収されるようになっている。
【００１９】
図２において符号３はバックアップロールである。バックアップロール３は、ＵＶ樹脂が塗工されたシートを外周面に接触させて搬送するものである。バックアップロール３の外周面は、不活性ガス供給チャンバー２の端面の縁部に近接して配置されている。不活性ガス供給チャンバー２の側面には、ギャップ調整板２３がネジ２４によって取り付けられている。ネジ２４はギャップ調整板２３に形成された上下方向に長い長孔を挿通しており、ギャップ調整板２３は、その下縁部が可能な限りバックアップロール３に近接するように配置されている。
【００２０】
次に、上記構成のＵＶ照射装置の動作について説明する。
ＵＶ照射の作業においては、ＵＶランプ１２から紫外線が発生され、紫外線は熱線カットガラス１０を透過してシートに塗工されたＵＶ樹脂に照射される。ＵＶ樹脂は、紫外線が照射されることで架橋反応を起こして硬化する。その際、発生した紫外線によりオゾンが発生するとともに、ＵＶランプ１２の周囲の空気が加熱されるが、それらはダクト１５に吸引され、連結ダクト１６を経て外部に排出される。一方、ＵＶ照射チャンバー１内には、給気ダクト１１から空気が供給されており、供給された空気は、ダクト１５の入り口に流れてゆく。そして、オゾン等とともにダクト１５を経て排出される。
【００２１】
また、不活性ガス供給チャンバー２には、不活性ガス供給管２２から窒素ガスが供給され、この窒素ガスは、バックアップロール３側へ流出し、シートに塗工されたＵＶ樹脂の表面近傍の空気をパージしつつシートとギャップ調整板２３との隙間から流出する。流出した窒素ガスは、不活性ガス回収チャンバー２１に吸引され、排出されて回収手段に回収される。なお、ＵＶ樹脂が塗工されるシートの基材は、例えばポリエステル、トリアセチルセルロース、ポリカーボネート等の各種樹脂フィルムやシート状基材が適宜用いられる。
【００２２】
上記構成のＵＶ照射装置にあっては、給気ダクト１１からＵＶ照射チャンバー１内に空気が供給されるから、ＵＶ照射チャンバー１の内部の負圧が緩和され、これにより、不活性ガス供給チャンバー２からの窒素ガスの流入が抑制される。また、供給された空気は、ＵＶランプ１２の周囲およびダクト１５を経て外部に排気されるので、オゾンおよび加熱された空気の排気に支障を来すこともない。
【００２３】
また、不活性ガス供給チャンバー２の開口部２０前方の空間がギャップ調整板２３によって囲われているため、窒素ガスの放散が少なく、空気のパージを確実に行うことができる。また、シートの移送に伴い、空気がＵＶ樹脂の表面に随伴して不活性ガス供給チャンバー２の開口部２０付近に流入するが、そのような空気をギャップ調整板２３によってある程度遮断することができる。
【００２４】
以上のように、上記実施形態のＵＶ照射装置によれば、不活性ガス供給チャンバー２からの不活性ガスの漏洩ないし放散を抑制することができるので、窒素ガスを効率良くＵＶ樹脂に供給することができる。したがって、窒素ガスの使用量を増やすことなくＵＶ樹脂の表面付近の空気を確実にパージすることができ、ＵＶ樹脂の架橋反応を支障なく行うことができる。
【００２５】
特に、上記実施形態では、窒素ガスを吸引回収する不活性ガス回収チャンバー２１を不活性ガス供給チャンバー２の開口部２０に沿って設けているので、回収した窒素ガスを再利用することができる。また、不活性ガス回収チャンバー２１の吸引容量を調整することにより、不活性ガス供給チャンバー２内の圧力を制御することができ、ＵＶ樹脂の塗工ラインの生産速度に対応して不活性ガス供給チャンバー２内の圧力を制御することにより、必要量の不活性ガスを供給することができる。
【００２６】
なお、不活性ガス回収チャンバー２１の端面の縁部は、図２で二点鎖線で示すように、バックアップロール３の外周に沿ってほぼ円弧状に形成することもできる。このように構成することにより、不活性ガス回収チャンバー２１からの窒素ガスの漏出を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態のＵＶ照射装置を示す正断面図である。
【図２】図１の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ＵＶ照射チャンバー
２  不活性ガス供給チャンバー
３  バックアップロール
１０  熱線カットガラス（透過窓）
１１  給気ダクト（空気供給手段）
１２  ＵＶランプ
１５  ダクト
１６  連結ダクト
２０  開口部
２１  不活性ガス回収チャンバー
【図１】
2005034734.tif 000003
【図２】
2005034734.tif 000004