電離性放射線照射装置及び電離性放射線照射方法
【課題】 気密性が良好で確実に所定雰囲気を確保することができ、当該所定雰囲気中で薄膜材料に電離性放射線を照射することができる電離性放射線照射装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 電離性放射線を照射する照射部２と、薄膜材料１０を所定雰囲気中に保持する処理部３と、処理部３に形成され、薄膜材料１０を連続的に処理部３に送り込む導入部４と、処理部３に形成され、薄膜材料１０を連続的に処理部３から導出する導出部５と、導入部４または導出部５に配設され、薄膜材料１０の両面に接し所定雰囲気を保持する気密機構６、７とを備え、照射部２には、電離性放射線を処理部３に取り出して、処理部３内で薄膜材料１０に電離性放射線を照射する照射窓２１が形成される。
【解決手段】 電離性放射線を照射する照射部２と、薄膜材料１０を所定雰囲気中に保持する処理部３と、処理部３に形成され、薄膜材料１０を連続的に処理部３に送り込む導入部４と、処理部３に形成され、薄膜材料１０を連続的に処理部３から導出する導出部５と、導入部４または導出部５に配設され、薄膜材料１０の両面に接し所定雰囲気を保持する気密機構６、７とを備え、照射部２には、電離性放射線を処理部３に取り出して、処理部３内で薄膜材料１０に電離性放射線を照射する照射窓２１が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙類、織布、不織布、シート状ゴム、フィルムあるいは金属箔などの薄膜材料の表面処理を施す際に使用される電離性放射線照射装置及び電離性放射線照射方法に関し、特に気密性が良好で確実に所定雰囲気を確保することができ、当該所定雰囲気中で薄膜材料に電離性放射線を照射することができる電離性放射線照射装置及び電離性放射線照射方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紙類、織布、不織布、シート状ゴム、フィルムあるいは金属箔などの薄膜材料の表面処理を施す際に使用する電離性放射線照射装置がある。薄膜材料は、目的に応じて電離性放射線を照射され、例えば、使用目的に従って当該薄膜材料の塗装、難燃化処理をはじめ艶出しラミネート等の表面加工が行われる。
【０００３】
例えば、ポリマー基材に放射線を照射してラジカルを形成させ、このラジカル部分にモノマー（重合性単量体）をグラフト反応させることで様々な形状の高分子に機能性官能基を導入する放射線グラフト重合では、モノマー自体が重合することにより生成するホモポリマー（単独重合物）の生成量を減少させるため、ポリマー基材への放射線照射工程と、グラフト重合工程とを分離して行うことがある。当該放射線照射工程では、次段のグラフト重合工程の際に、高いグラフト率で均一なグラフト重合を行うために、ポリマー基材に放射線を照射する処理部内に窒素等を供給し、処理部内の酸素を減少させることがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】ＷＯ００／０９７９７号公報（第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上のような従来の電離性放射線照射装置では、例えば、薄膜材料を連続的に装置内に送り込む際に、空気中の成分としての酸素等が流入することがあり、当該酸素が放射線照射により、活性化し、励起することで、酸化力の強い有害物質であるオゾンを生じさせることがあった。さらに、オゾンが発生することにより、例えば、電離性放射線照射装置を構成する部材（電子線を真空容器から取り出す照射窓を構成する金属箔材料）等を汚染、腐食劣化させたり、薄膜材料内に過酸化ラジカルを生成することで、目的とは異なる結合組成を持った生成物を生成することがあった。
【０００５】
そこで本発明は、気密性が良好で確実に所定雰囲気を確保することができ、当該所定雰囲気中で薄膜材料に電離性放射線を照射することができる電離性放射線照射装置及び電離性放射線照射方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による電離性放射線照射装置は、例えば図１に示すように、電離性放射線を照射する照射部２と；薄膜材料１０を所定雰囲気中に保持する処理部３と；処理部３に形成され、薄膜材料１０を連続的に処理部３に送り込む導入部４と；処理部３に形成され、薄膜材料１０を連続的に処理部３から導出する導出部５と；導入部４または導出部５に配設され、薄膜材料１０の両面に接し所定雰囲気を保持する気密機構６、７とを備え；照射部２には、電離性放射線を処理部３に取り出して、処理部３内で薄膜材料１０に電離性放射線を照射する照射窓２１が形成されている。
【０００７】
このように構成すると、薄膜材料を連続的に処理部に送り込む導入部または薄膜材料を連続的に処理部から導出する導出部に、薄膜材料の両面に接し所定雰囲気を保持する気密機構を備えるので、気密性が良好で確実に所定雰囲気を確保することができ、当該所定雰囲気中で薄膜材料に電離性放射線を照射することができる電離性放射線照射装置を提供することができる。
【０００８】
また請求項２に記載のように、請求項１に記載の電離性放射線照射装置では、例えば図２に示すように、気密機構６、７は、薄膜材料１０の両面のそれぞれに接してシールするシール材６１、６２、７１、７２を有する構成としてもよい。
【０００９】
このように構成すると、気密機構は、設計が容易で加工しやすく、また、組み立てやすい構成とすることができ、さらに、薄膜材料の仕様や物性、電離性放射線の照射条件などに応じて、適切な材料を選択し、気密機構として高度な性能を発揮することができる。
【００１０】
また請求項３に記載のように、請求項２に記載の電離性放射線照射装置では、例えば図２に示すように、気密機構６、７は、シール材６１、６２、７１、７２を機械的に補強保持する補強材６３、６４、７３、７４を有する構成としてもよい。
【００１１】
このように構成すると、気密機構は、シール材と、これを機械的に補強保持する補強材とを別々の部材として構成されるので、薄膜材料の仕様や物性、電離性放射線の照射条件などに応じて、それぞれの機能に最も適した材料を選択することができ、気密機構として充分な機械的強度を有し、より高度な性能を発揮することができる。
【００１２】
また請求項４に記載のように、請求項３に記載の電離性放射線照射装置では、シール材６１、６２、７１、７２は、天然ゴム、合成ゴム、天然樹脂、合成樹脂、無機材料からなる群より選択された少なくとも一つの材料であり、補強材６３、６４、７３、７４は金属板であるとしてもよい。
【００１３】
このように構成すると、シール材が天然ゴム、合成ゴム、天然樹脂、合成樹脂、無機材料からなる群より選択された少なくとも一つの材料によって形成されるので、薄膜材料両面のそれぞれの面とシール材との間の隙間をより少なくすることができ、気密性が向上し、電離性放射線照射処理後の薄膜材料の品質を一層向上させ、また、反応効率、反応収率の向上に貢献でき、補強材が金属板によって形成されるので、シール材の機械的強度を充分に補強することができる。
【００１４】
また請求項５に記載のように、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の電離性放射線照射装置では、シール材６１、６２、７１、７２は、ブタジエン系ゴム、スチレン系ゴム、ブチル系ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、ニトリル系ゴム、アクリル系ゴム、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴムからなる群から選択された少なくとも一つの合成ゴム、又は、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、ブチル樹脂、エチレン・プロピレン樹脂、ニトリル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂からなる群から選択された少なくとも一つの合成樹脂であるとしてもよい。
【００１５】
このように構成すると、シール材がブタジエン系、スチレン系、ブチル系、エチレン・プロピレン系、ニトリル系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、フッ素系ゴムからなる群から選択された少なくとも一つの合成ゴム、又は、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、ブチル樹脂、エチレン・プロピレン樹脂、ニトリル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂からなる群から選択された少なくとも一つの合成樹脂によって形成されるので、耐放射性、耐酸化性に優れた電離性放射線照射装置とすることができる。
【００１６】
また請求項６に記載のように、請求項４又は請求項５に記載の電離性放射線照射装置では、金属板は、アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ステンレス鋼からなる群から選択された少なくとも一つの金属又はその合金製であるとしてもよい。
【００１７】
このように構成すると、補強材がアルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ステンレス鋼からなる群から選択された少なくとも一つの金属又はその合金製によって形成されるので、耐蝕性や耐放射線性に優れた電離性放射線照射装置とすることができる。
【００１８】
また請求項７に記載のように、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電離性放射線照射装置では、処理部３内に不活性気体を供給して前記所定雰囲気を不活性雰囲気とする不活性気体供給部９１、９２、９３、９４、９５、９６を備えるよう構成してもよい。
【００１９】
このように構成すると、処理部内に不活性気体を供給し、処理部内を不活性雰囲気に置換することにより、処理部内に当初から存在した空気あるいは大気を排出し、酸素が事実上無害な濃度のレベルまで低減され、かつ、実用上無害な酸素濃度レベルを大幅に下回る酸素濃度レベルを実現できるため、より好適な電離性放射線照射処理が可能となる。
【００２０】
また請求項８に記載のように、請求項７に記載の電離性放射線照射装置では、不活性気体は、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガスからなる群から選択された少なくとも一つのガスを含むものとしてもよい。
【００２１】
このように構成すると、処理部内が窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガスからなる群から選択された少なくとも一つのガス雰囲気となるので、照射窓、シール材、補強材等を汚染、腐食劣化からより効果的に守ることができる。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項９に係る発明による電離性放射線照射方法は、例えば図１又は図４に示すように、薄膜材料１０を連続的に所定雰囲気中に送り込む導入工程（Ｓ１０２）と；薄膜材料１０を所定雰囲気中に保持する保持工程（Ｓ１０６）と；電離性放射線を所定雰囲気中に取り出して、所定雰囲気中で薄膜材料１０に照射する照射工程（Ｓ１０８）と；薄膜材料１０を連続的に所定雰囲気中から導出する導出工程（Ｓ１１２）と；導入工程（Ｓ１０２）または導出工程（Ｓ１１２）の際に、薄膜材料１０の両面のそれぞれに接してシールするシール材６１、６２、７１、７２と薄膜材料１０とを接触させて、所定雰囲気を保持する気密工程（Ｓ１０４、Ｓ１１０）とを備える。
【００２３】
このように構成すると、薄膜材料を連続的に所定雰囲気中に送り込む導入工程または薄膜材料を連続的に所定雰囲気中から導出する導出工程の際に、薄膜材料の両面のそれぞれに接してシールするシール材と薄膜材料とを接触させて、所定雰囲気を保持するので、気密性が良好で確実に所定雰囲気を確保することができ、当該所定雰囲気中で薄膜材料に電離性放射線を照射することができる電離性放射線照射方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように本発明によれば、電離性放射線を照射する照射部と、薄膜材料を所定雰囲気中に保持する処理部と、処理部に形成され、薄膜材料を連続的に処理部に送り込む導入部と、処理部に形成され、薄膜材料を連続的に処理部から導出する導出部と、導入部または導出部に配設され、薄膜材料の両面に接し所定雰囲気を保持する気密機構とを備え、照射部には、電離性放射線を処理部に取り出して、処理部内で薄膜材料に電離性放射線を照射する照射窓が形成されているので、気密性が良好で確実に所定雰囲気を確保することができ、当該所定雰囲気中で薄膜材料に電離性放射線を照射することができる電離性放射線照射装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図１から図４は、発明を実施する形態の一例であって、図中、同一または類似の符号を付した部分は同一物または相当物を表わし、重複した説明は省略する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態に係る電離性放射線照射装置としての電子線照射装置１の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ａ）に示すｄ−ｄ部分断面図である。
【００２７】
ここで、電離性放射線とは、波長が短く、強いエネルギーを持ち、原子に付属している電子を引き離す能力、いわゆる電離作用を有する放射線のことをいい、典型的には、α線、β線、γ線、Ｘ線、紫外線、電子線である。電離性放射線は、さらに具体的に、典型的には、荷電をもつ粒子線であって、それ自体が直接、原子の軌道電子あるいは分子に束縛された電子に電気的な力を及ぼして電離を起こさせる直接電離性放射線（荷電粒子放射線）と、Ｘ線、ガンマ線などの電磁波あるいは電荷を持たない中性子線により、原子あるいは原子核との相互作用を介して荷電粒子線を発生させ、二次的に発生した荷電粒子線によって電離を起こさせる間接電離性放射線とがある。電離性放射線は、本実施の形態では電子線の場合で説明する。
【００２８】
電子線照射装置１は、図１（ａ）乃至（ｃ）に示すように、電離性放射線としての電子線を照射する照射部としての電子線照射器２と、薄膜材料１０を所定雰囲気中に保持する処理部としての薄膜材料搬送路３と、薄膜材料搬送路３に形成され、薄膜材料１０を連続的に薄膜材料搬送路３に送り込む導入部としての薄膜材料導入口４と、薄膜材料搬送路３に形成され、薄膜材料１０を連続的に薄膜材料搬送路３から導出する導出部としての薄膜材料導出口５と、本実施の形態では薄膜材料導入口４及び薄膜材料導出口５にそれぞれ配設され、薄膜材料１０の両面に接し当該所定雰囲気を保持する気密機構としての導入側気密機構６、導出側気密機構７とを備える。さらに、電子線照射器２には、電子線を薄膜材料搬送路３に取り出して、薄膜材料搬送路３内部で薄膜材料１０に電子線を照射する照射窓２１が形成されている。
【００２９】
ここで、薄膜材料としては、例えば、紙類、織布、不織布、シート状ゴム、フィルムあるいは金属箔などがあるが、ここでいう薄膜材料はこれに限らず、厚さ０．００１ｍｍ（１μｍ）から１０ｍｍ程度、好ましくは０．０１ｍｍから５．００ｍｍ程度の材料を広く含むものである。
【００３０】
電子線照射器２は、本実施の形態では、単段式電子加速（非走査式）の照射器である。電子線照射器２は、図１（ｄ）に示すように、電流が流れることで熱電子を発生する電子源である棒状フィラメント２２と、棒状フィラメント２２と略同電位であるウェネルト電極と呼ばれ、棒状フィラメント２２を略取り囲む形状であり電子を放出する経路を有するシールド電極２３と、棒状フィラメント２２から放出された電子進行方向側に配置された引き出し電極と呼ばれるグリッド電極２４と、棒状フィラメント２２、シールド電極２３、グリッド電極２４を内部に収容する真空容器２５とを含んで構成されている。
【００３１】
電流が流れる棒状フィラメント２２は、約２０００〜３０００℃の高温となり、材質によりリチャードソン・ダッシュマンの式として知られる熱電子放出係数に従い熱電子を放出する。棒状フィラメント２２の材質には、典型的には、熱電子を放出しやすい、つまり仕事関数の低い材料が用いられ、例えば、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、ランタン（Ｌａ）等が用いられる。
【００３２】
シールド電極２３、真空容器２５は共に、略円筒形に形成され、円筒軸が略同軸かつ略水平となるように配設されている。さらに、シールド電極２３、真空容器２５は共に、曲面状側面の鉛直方向下側に開口が形成されており、シールド電極２３の開口にグリッド電極２４が、真空容器２５の開口に照射窓２１がそれぞれ形成されている。すなわち、照射窓２１とグリッド電極２４とは対向するように形成されている。また、棒状フィラメント２２も、シールド電極２３の円筒軸と略同軸に略水平となるように配設されている。なお、棒状フィラメント２２、シールド電極２３等は、不図示の支持機構によって真空容器２５内に保持されている。
【００３３】
真空容器２５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に、また、棒状フィラメント２２の酸化を防ぐために不図示の真空ポンプ等により高真空に保持することができるように構成されている。なお、真空容器２５の外周には不図示の鉛遮蔽が施されている。
【００３４】
照射窓２１は、金属箔２１ａを含んで構成される。金属箔２１ａは、真空容器２５の内部と外部とを仕切るように、照射窓２１を形成する開口の全面を覆うように、不図示の挟持機構によって取り付けられている。金属箔２１ａには、典型的には、チタンやアルミニウム合金等の極めて薄い金属箔が用いられる。金属箔２１ａの厚さは、真空容器２５の内部と外部との圧力差に耐える厚さが必要であるが、電子線が照射窓２１を通過する際の損失を大きくしないために厚くしすぎることもできない。したがって、金属箔２１ａの厚さは、この上記２つの条件を勘案して設定するとよく、例えば、チタンを用いる場合には、例えば、０．００１ｍｍ（１μｍ）から０．１ｍｍ程度である。本実施の形態の非走査式単段加速電子照射器の電子加速エネルギーは、例えば１５０ｋＶから３００ｋＶであり、いわゆる、低エネルギー領域の電子線照射器である。低エネルギー領域の電子線照射器を高分子薄膜材料の加工に利用する場合には、当該材料の厚みによって異なるが、通常２００ｋＶから３００ｋＶの範囲で、適切なる加速電圧を選定できるようになっている。このエネルギー範囲での照射窓２１を通過する際の損失を最小にすることが重要であり、好ましくは０．０１ｍｍから０．０５ｍｍ程度の純チタン箔を用いるとよい。
【００３５】
棒状フィラメント２２及びシールド電極２３は高電圧電源８に接続され、負の静電圧が印加される。棒状フィラメント２２の電位は、典型的には、シールド電極２３の電位に対して数Ｖから数１０Ｖのバイアス電位を有している。さらに、真空容器２５は接地電位とされ、グリッド電極２４は、電位が棒状フィラメント２２よりも接地電位に近く、その電位差は、例えば、１０から３０ｋＶに設定されている。したがって、棒状フィラメント２２が電流によって加熱され電子が放出されると、当該電子は、グリッド電極２４の方向、すなわち、鉛直方向下向きに引き出され、該グリッド電極２４を通過してから、グリッド電極２４と真空容器２５との間の電位傾度にしたがって真空空間で加速され、照射窓２１を通って真空容器２５外に取り出され、薄膜材料搬送路３内部を搬送される薄膜材料１０に照射される。
【００３６】
すなわち、電子線照射器２から放出される電子線は、照射窓２１を介して、該照射窓２１の鉛直方向下方に配設される薄膜材料搬送路３に取り出され、当該薄膜材料搬送路３内部で薄膜材料１０に照射される。
【００３７】
薄膜材料搬送路３は、ケーシング３１を含んで構成されており、ケーシング３１によって内部空間が画成されている。具体的には、照射窓２１の鉛直方向下方に、薄膜材料搬送路３内部を搬送されている薄膜材料１０に電子線が実際に照射される処理室３２が形成されている。処理室３２は、ケーシング３１の下面が鉛直方向下側に突出することで形成される。また、処理室３２の鉛直方向上側には、照射窓２１と対向する開口が形成されており、照射窓２１を通過した電子線は、当該開口を介して処理室３２内に照射されるように構成されている。なお、ケーシング３１の外周には図１には不図示の鉛遮蔽１１（図２参照）が施されている。
【００３８】
薄膜材料搬送路３は、さらに、薄膜材料１０を載置して搬送するための搬送手段である６つのローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆを含んで構成されている。当該ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆは不図示の駆動手段によって回転駆動することによって、薄膜材料１０を搬送するように構成されている。ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆは、照射窓２１に対して水平方向に線対称となるように、凹部３３ａ’、３３ｂ’、３３ｃ’、３３ｄ’、３３ｅ’、３３ｆ’に設置されている。すなわち、処理室３２から順に、図中向かって左側に、ローラ３３ｃ、ローラ３３ｂ、ローラ３３ａが、向かって右側に、ローラ３３ｄ、ローラ３３ｅ、ローラ３３ｆが設置されている。凹部３３ａ’、３３ｂ’、３３ｃ’、３３ｄ’、３３ｅ’、３３ｆ’は、処理室３２と同様に、ケーシング３１の下面が鉛直方向下側に突出することで形成される。
【００３９】
また、薄膜材料搬送路３は、凹部３３ａ’、３３ｂ’、３３ｃ’、３３ｄ’、３３ｅ’、３３ｆ’及び処理室３２以外の部分、すなわち、凹部３３ａ’と凹部３３ｂ’の間、凹部３３ｂ’と凹部３３ｃ’の間、凹部３３ｃ’と処理室３２との間、処理室３２と凹部３３ｄ’との間、凹部３３ｄ’と凹部３３ｅ’の間、凹部３３ｅ’と凹部３３ｆ’の間の空間および次に説明する薄膜材料導入口４と凹部３３ａ’の間、凹部３３ｆ’と薄膜材料導出口５の間の空間が、鉛直方向に対して、薄膜材料１０が通過するのに充分で、薄膜材料１０が搬送されるに際し、暴れたりねじれたりしない程度の適当な間隔があけられている。
【００４０】
例えば、上述したように薄膜材料１０の膜厚が０．００１ｍｍ（１μｍ）から１０ｍｍ程度、好ましくは０．０１ｍｍから５．００ｍｍ程度である場合、当該薄膜材料搬送路３内の鉛直方向に対する間隔は５ｍｍから５０ｍｍ程度とするとよい。なお、当該薄膜材料搬送路３内の鉛直方向に対する間隔は、原則的には当該薄膜材料１０の厚みにより決定されるが、薄膜材料搬送路３の機械設計・製作精度とも関係する。本実施の形態では、当該薄膜材料搬送路３内の鉛直方向に対する間隔は、多種多様な薄膜材料の適用を想定して薄膜材料１０の膜厚０．０１ｍｍから０．５ｍｍに対して、好ましく搬送可能であり、かつ、機密性保持が容易となる機械設計・製作精度を考慮して１０ｍｍから２０ｍｍ程度、典型的には、１２ｍｍ程度としている。
【００４１】
ケーシング３１の真空容器２５の円筒軸に略直交する方向（以下特に断りのない限り単に「搬送方向」という。）の両端部（図１（ａ）参照）には、薄膜材料導入口４、薄膜材料導出口５が形成されている。具体的には、薄膜材料導入口４、薄膜材料導出口５は、共に略コの字型の断面形状で開口面が処理室３２とは反対側（以下特に断りのない限り「外側」という。）を向いている。すなわち、薄膜材料導入口４、薄膜材料導出口５は、外側に向かって開口している。薄膜材料導入口４、薄膜材料導出口５には、それぞれローラ３３ａ等とほぼ同様のローラ４３、５３が設置されている。さらに、薄膜材料導入口４、薄膜材料導出口５には、薄膜材料１０の両面に接して、薄膜材料搬送路３内部を、後述するように所定雰囲気に保持する導入側気密機構６、導出側気密機構７が配設されている。
導入側気密機構６、導出側気密機構７についての詳細は図２で説明する。
【００４２】
なお、ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ、４３、５３は、処理室３２を鉛直方向上側の頂点として雁行するように配設されており、全体として略円弧状に設置されている。したがって、薄膜材料１０の軌道も略円弧状となる。このように構成することで、薄膜材料１０に張力を与えて確実にローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ、４３、５３に沿わせることができる。したがって、薄膜材料１０を、暴れたりねじれたりすることなく、安定して同一軌道を搬送することができ、また、ローラの数を減らすこともできる。加えて、薄膜材料搬送路３内の空間も略円弧状に形成されることから、電子線照射の際に同時に発生するＸ線（光と同様、電磁波であるため直進性を有する）が、少なくとも薄膜材料搬送路３内の空間が略直線的である場合に比べて薄膜材料搬送路３の外部に漏れ出ることが少なく、Ｘ線に対する遮蔽効果も向上する。
【００４３】
ケーシング３１の上面には、薄膜材料搬送路３に不活性気体、本実施の形態では高純度窒素ガスを供給する不活性気体供給部としての第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６と、不活性気体供給部としての第２の窒素供給口９３、９４が配設されている。第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６及び第２の窒素供給口９３、９４は、窒素ガスを供給する不図示の窒素ガス供給装置に接続されており、当該各窒素供給口９１、９２、９３、９４、９５、９６を介して、窒素ガス供給装置から薄膜材料搬送路３内部に窒素ガスを供給して薄膜材料搬送路３内の雰囲気を不活性雰囲気、本実施の形態では、窒素ガス雰囲気とするように構成されている。
【００４４】
具体的には、ケーシング３１の上面に、第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６を設置するための略長方形に開口した設置孔９１’、９２’、９５’、９６’が形成されている。設置孔９１’、９２’、９５’、９６’は、それぞれ、凹部３３ｂ’、３３ｃ’、３３ｄ’、３３ｅ’の鉛直方向上方に形成されており、当該設置孔９１’、９２’、９５’、９６’に略直方体状に形成された第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６が取り付けられる。第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６は、処理室３２を基準に、薄膜材料導入口４側（以下特に断りのない限り単に「上流側」という。）に第１の窒素供給口９１、９２の２系統、薄膜材料導出口５側（以下特に断りのない限り単に「下流側」という。）に第１の窒素供給口９５、９６の２系統、合計４系統が取り付けられている。
第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６についての詳細は図３で説明する。
【００４５】
第２の窒素供給口９３、９４は、照射窓２１の上流側に第２の窒素供給口９３の１系統、下流側に第２の窒素供給口９４の１系統、合計２系統が取り付けられている。第２の窒素供給口９３、９４は、真空容器２５とケーシング３１が接している部分の近傍に取り付けられており、真空容器２５の照射窓２１の金属箔２１ａが取り付けられている部分の周縁に、窒素ガスを金属箔２１ａへ吹き付けるための送風スリットを有している。金属箔２１ａは、電子線が通過する際に電子線のエネルギーを吸収して加熱されるが、第２の窒素供給口９３、９４を介して供給される窒素ガスを吹き付けて冷却することで、その強度が劣化しない程度の温度に維持することができる。
【００４６】
図２は、本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１の部分断面図であり、（ａ）は薄膜材料導入口４の部分断面図、（ｂ）は薄膜材料導出口５の部分断面図である。薄膜材料導入口４、薄膜材料導出口５には、上述したように、それぞれ導入側気密機構６、導出側気密機構７が配設されている。以下では導入側気密機構６、導出側気密機構７について詳細に説明する。ただし、薄膜材料導入口４の構成と薄膜材料導出口５の構成とは、ほぼ同様（左右対称形）の構成であるので、薄膜材料導出口５の構成の説明はできるだけ省略して、主に異なる部分についての説明をする。
【００４７】
導入側気密機構６は、薄膜材料１０の両面のそれぞれに接してシールするシール材としての上側シール６１、下側シール６２と、当該上側シール６１、下側シール６２をそれぞれ機械的に補強保持する補強材としての上側押え板６３、下側押え板６４とを含んで構成される。
【００４８】
上側シール６１は略長方形板状に形成され、下側シール６２は略長方形状板をくの字型に折り曲げて形成される。上側シール６１は、上側シール６１よりもやや小さく略長方形状に形成される上側押え板６３とケーシング３１の略コの字型断面の上面内壁との間に挟み込まれて、ケーシング３１に固定ボルト６５によって固定される。
【００４９】
下側シール６２も、下側押え板６４とケーシング３１の略コの字型断面の垂直面内壁との間にスペーサ６７を介して挟み込まれて、ケーシング３１に固定ボルト６６によって固定される。スペーサ６７は、下側押え板６４を固定するための治具として機能する。下側シール６２は、くの字型に折り曲げられた一方の辺が薄膜材料導入口４と凹部３３ａ’（図１参照）の間の空間に挿入されるように取り付けられる。上述の上側シール６１は、内側の端部が、下側シール６２のくの字型に折り曲げられた一方の面の一部に被さるように取り付けられる。
【００５０】
なお、上側シール６１、下側シール６２は上側押え板６３、下側押え板６４の外に、はみ出すように配置されて、上側シール６１、下側シール６２が薄膜材料１０の両面に接するように構成する。また、上側シール６１、下側シール６２とは、合わせて略Ｙの字型の断面形状となる。上側シール６１、下側シール６２は、協動して一方向にだけ流体の流れを許し、反対方向には流れを阻止するいわゆる逆止弁としても機能する。ただし、後述するように逆方向へのわずかな漏れは許容している。上側シール６１、下側シール６２は、それぞれ十分なシール性能を発揮するように薄膜材料１０の両面の各面に接し、薄膜材料１０を上側シール６１と下側シール６２とが挟み込んだ状態で、薄膜材料搬送路３内部に送り込むように構成されている。
【００５１】
導出側気密機構７も、導入側気密機構６とほぼ同様に、上側シール７１、下側シール７２、上側押え板７３、下側押え板７４、固定ボルト７５、７６、スペーサ７７とを含んで構成されている。
【００５２】
上側シール６１、７１、下側シール６２、７２は、典型的には、天然ゴム、合成ゴム、天然樹脂、合成樹脂、無機材料からなる群より選択された少なくとも一つの材料によって形成されている。
【００５３】
天然ゴムとは、育成している植物中で生成するゴムをいい、例えば、ヘベア・ブラジリエンシス樹から得られたものがある。天然樹脂は、アカマツやカラマツなどの樹木から分泌する粘度の高い液体、または、それが空気に触れ酸化して固まったもののことをいい、松脂（まつやに）や琥珀（こはく）などがある。無機材料は、例えば、珪素化合物材料である。
【００５４】
合成ゴムは、例えば、ブタジエン系ゴム、スチレン系ゴム、ブチル系ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、ニトリル系ゴム、アクリル系ゴム、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴムからなる群から選択された少なくとも一つの合成ゴムである。これらの合成ゴムは、安価であり、かつ、加工性に優れているため、導入側気密機構６、導出側気密機構７の制作を容易にすることができる。
【００５５】
合成樹脂は、例えば、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、ブチル樹脂、エチレン・プロピレン樹脂、ニトリル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂からなる群から選択された少なくとも一つの合成樹脂である。
【００５６】
上側シール６１、７１、下側シール６２、７２は、好ましくは、フッ素系樹脂、エチレン・プロピレン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂の薄板であり、最も好ましくは、フッ素系樹脂の薄板である。本実施の形態では、例えば、厚さ０．１ｍｍから５ｍｍ程度、好ましくは０．５ｍｍから１ｍｍ程度、典型的には、厚さ０．５ｍｍ程度のフッ素系樹脂の薄板であるものとして説明する。上側シール６１、７１、下側シール６２、７２にフッ素系樹脂の薄板を用いると、表面を十分に滑らかに仕上げ加工することができ、薄膜材料１０表面との間に発生する摩擦抵抗を小さく押えることができるので、薄膜材料１０表面に傷を付けるおそれがない。また、耐摩耗性にも優れているので維持、メンテナンスも容易である。なお、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２にエチレン・プロピレン系ゴムまたはエチレン・プロピレン系樹脂の薄板を用いると、フッ素系樹脂を用いた場合と比較して耐久性が若干劣るものの、安価で加工性に優れ汎用性の高い導入側気密機構６、導出側気密機構７とすることができる。また、ここで説明した合成樹脂は、フッ素系樹脂、エチレン・プロピレン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂の順に優れた耐放射性、耐酸化性を有する。
【００５７】
上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４は、典型的には、金属板である。金属板は、例えば、アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ステンレス鋼からなる群から選択された少なくとも一つの金属又はその合金製である。上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４に金属製薄板を用いると、加工が容易であるため装着に適した形状に容易に成形することができ、また、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２に充分な機械強度を容易に持たせることができる。本実施の形態では、例えば、厚さ０．１ｍｍから５ｍｍ程度、好ましくは０．５ｍｍから２ｍｍ程度、典型的には、厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼の薄板を用いるものとして説明する。なお、上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４に、ステンレス鋼を用いると、耐食性、加工性に優れ、チタンを用いると特に耐食性に優れるという有利な効果を得ることができる。また、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２、上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４ともに各種材料を２種類以上組合せた複合材料とすることもできる。
【００５８】
なお、上側シール６１、７１、上側押え板６３、７３、下側シール６２、７２、下側押え板６４、７４等の固定方法は、例えば、リベット、ビス等を用いてもよいし、接着剤により固定してもよく、このため特別の配慮を要しないから極めて容易に固定することができる。
【００５９】
ここで、薄膜材料１０は、典型的には、ロール状の巻物として電子線照射装置１に供される。すなわち、ロール状に巻かれた薄膜材料１０の一端が引き出されて、薄膜材料導入口４を介して薄膜材料搬送路３内部に送り込まれ、ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ（図１参照）の上部を順に通過していき、処理室３２（図１参照）内で照射窓２１（図１参照）から電子線が照射される。そして、ローラ３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ（図１参照）の上部を順に通過していき、薄膜材料導出口５を介して薄膜材料搬送路３外に導出され、再びロール状に巻き取られる、もしくは、次の必要な工程へと連続的に切れ目なく送り出される。
【００６０】
また、薄膜材料１０は、連続的に、典型的には薄膜材料導入口４を介して切れ目なく薄膜材料搬送路３内部に送り込まれ、処理室３２（図１参照）内で連続して電子線を照射され、薄膜材料導出口５を介して切れ目なく薄膜材料搬送路３から外部に導出される。
【００６１】
ここで、薄膜材料搬送路３の内部とは、上述したように、ケーシング３１によって画成される空間のことをいい、例えば、大気とは異なる所定雰囲気に保持される空間のことである。本実施の形態では、薄膜材料搬送路３の内部は、薄膜材料１０が通過する導入側気密機構６から導出側気密機構７までの空間のことである。所定雰囲気とは、典型的には、酸素が全く存在しない雰囲気、あるいは酸素が充分に削減された雰囲気であり、本実施の形態では、不活性雰囲気としての窒素ガス雰囲気である。薄膜材料搬送路３内部を窒素ガス雰囲気にするために供される窒素ガスは、上述したように、不図示の窒素ガス供給装置の第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６と、第２の窒素供給口９３、９４を介して供給され、導入側気密機構６、導出側気密機構７によって当該窒素ガスの外部への流出、あるいは大気の流入を防止することができ、薄膜材料搬送路３内部は、窒素ガス雰囲気に保持される。なお、ここでは原理的な事情を説明したのであり、実際には窒素ガスの外部への流出は漏れとしてごく少量存在する。薄膜材料搬送路３内部を窒素ガス雰囲気に置換する際には、薄膜材料搬送路３の内部に当初から存在している空気等は導入側気密機構６、導出側気密機構７を介して外部に押し出される。薄膜材料搬送路３の内部は、典型的には、大気圧よりも高い圧力に保たれることも大気の流入を防止できる理由である。
【００６２】
図３は、本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１の第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６を示す図であり、（ａ）はケーシング３１（図１参照）に取り付けられる側から視た平面図、（ｂ）は外観を示す斜視図である。なお、第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６の各構成はほぼ同様の構成であるので、第１の窒素供給口９１の説明をもって第１の窒素供給口９２、９５、９６の説明とする。
【００６３】
第１の窒素供給口９１は、略直方体状に形成され１つの面が開口した窒素供給口本体１９１と、窒素供給口本体１９１の開口面に取り付けられるステンレス製多孔板１９２と、ステンレス製多孔板１９２を窒素供給口本体１９１に押えるフランジ１９３と、第１の窒素供給口９１をケーシング３１（図１参照）に取り付ける供給口組付け用ボルト１９４と、窒素供給口本体１９１の開口面と対向する面に形成される供給ノズル１９５を備えている。
【００６４】
窒素供給口本体１９１は、当該窒素供給口本体１９１とステンレス製多孔板１９２とによって画成される空間（以下特に断りのない限り画成される空間を「本体内側」といい、これに対し画成される空間の反対側を「本体外側」という。）に、一時的に窒素ガスを貯留する。
【００６５】
供給ノズル１９５は、窒素供給口本体１９１の開口面と対向する面の本体外側に略円筒状に形成されている。供給ノズル１９５は、当該対向する面の本体外側に合計３つ形成されており、各供給ノズル１９５は配管（不図示）を介して窒素ガス供給装置（不図示）に接続されている。
【００６６】
ステンレス製多孔板１９２には、マトリックス状に多数の孔１９２ａが形成されている。ステンレス製多孔板１９２は、窒素供給口本体１９１の開口面の縁周部に略ロの字型に形成されるフランジ１９３によって窒素供給口本体１９１に押さえられる。略ロの字型に形成されるフランジ１９３には１２個の孔（不図示）が形成されている。第１の窒素供給口９１は、当該孔に各供給口組付け用ボルト１９４が挿入され、ケーシング３１（図１参照）に螺合することによって、ステンレス製多孔板１９２と第１の窒素供給口９１を設置するための設置孔９１’（図１参照）とが対向するようにケーシング３１に据え付けられる。
【００６７】
窒素ガス供給装置（不図示）から供給される窒素ガスは、配管（不図示）、各供給ノズル１９５を介して流入し、上述の通り、窒素供給口本体１９１の本体内側に一時的に貯留される。さらに、本体内側に一時的に貯留される窒素ガスは、ステンレス製多孔板１９２の多数の孔１９２ａを通過して、薄膜材料搬送路３内部に均一に吹き出し、分散され、薄膜材料搬送路３内部を窒素ガス雰囲気とする。
【００６８】
なお、以上の説明では、所定雰囲気は窒素ガス雰囲気であり、薄膜材料搬送路３内部に窒素ガスを供給するものとして説明したが、これに限らず、酸素が全く存在しない雰囲気、あるいは酸素が充分に削減された雰囲気であればよい。好ましくは、所定雰囲気は、反応性の少ない不活性雰囲気であり、供給する不活性気体は、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガスからなる群から選択された少なくとも一つのガスあるいは窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガスのうちの２種以上を含む混合ガスである。本実施の形態で示したように、不活性気体として窒素ガスは、入手が容易で比較的安価であるため汎用性に富み、また、維持、メンテナンスが容易であるという有利な点がある。
【００６９】
次に、図４を参照して本発明の実施の形態に係る電離性放射線照射方法としての電子線照射方法について説明する。図４は、電子線照射方法を示す流れ図である。なお、以下の説明では、電子線照射装置１の構成要素の符号については適宜図１乃至図３を適宜参照する。
【００７０】
本発明の実施の形態に係る電子線照射方法は、薄膜材料１０を連続的に所定雰囲気としての窒素ガス雰囲気中に送り込む導入工程（Ｓ１０２）と、薄膜材料１０を窒素ガス雰囲気中に保持する保持工程（Ｓ１０６）と、電離性放射線としての電子線を窒素ガス雰囲気中に取り出して、窒素ガス雰囲気中で薄膜材料１０に照射する照射工程（Ｓ１０８）と、薄膜材料１０を連続的に窒素ガス雰囲気中から導出する導出工程（Ｓ１１２）と、本実施の形態では、導入工程（Ｓ１０２）及び導出工程（Ｓ１１２）の際に、薄膜材料１０の両面のそれぞれに接してシールするシール材としての上側シール６１、７１、下側シール６２、７２と薄膜材料１０とを接触させて、窒素ガス雰囲気を保持する第１の気密工程（Ｓ１０４）、第２の気密工程（Ｓ１１０）とを備える。
【００７１】
まず、導入工程（Ｓ１０２）に先だって窒素ガス供給工程として、不図示の窒素ガス供給装置から薄膜材料搬送路３内部へ窒素ガスの供給を開始する（Ｓ１００）。窒素ガス供給装置から供給される窒素ガスは、配管（不図示）、各供給ノズル１９５、窒素供給口本体１９１の本体内側、ステンレス製多孔板１９２の多数の孔１９２ａを通過して、薄膜材料搬送路３内部に均一に吹き出し、分散され、これにより、薄膜材料搬送路３内部が窒素ガス雰囲気となる。このとき、大気圧を超える圧力で窒素ガスを供給することにより、薄膜材料搬送路３内部に当初から存在した空気（大気）を排出し、窒素ガス雰囲気に置換することにより、電子線照射により有害なオゾンを発生させる酸素濃度が無害な濃度レベルまで迅速に低減される。
【００７２】
続いて、導入工程として、ロール状に巻かれた薄膜材料１０の一端を引き出し、薄膜材料導入口４を介して連続的に切れ目なく、内部雰囲気が窒素ガス雰囲気に置換された薄膜材料搬送路３内部に送り込む（Ｓ１０２）。
【００７３】
さらに、第１の気密工程として、薄膜材料１０を薄膜材料搬送路３内部に送り込む際に、導入側気密機構６の上側シール６１を薄膜材料１０の鉛直方向上面に、下側シール６２を鉛直方向下面に接触させて送り込むことで、酸素あるいは大気が薄膜材料搬送路３内部に流入すること及び窒素ガスが流出することを防ぎ、薄膜材料搬送路３内部の窒素ガス雰囲気を保持する（Ｓ１０４）。
【００７４】
次に、保持工程として、酸素あるいは大気を取り除いた状態で薄膜材料搬送路３内部に送り込まれた薄膜材料１０を窒素ガス雰囲気である薄膜材料搬送路３内部に保持しつつ、ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの上部を順に通過させ、処理室３２まで搬送する（Ｓ１０６）。
【００７５】
ここで、照射工程として、真空空間で加速され、照射窓２１を通って窒素ガス雰囲気である処理室３２に取り出された電子線を、薄膜材料搬送路３内部を搬送される薄膜材料１０に、処理室３２内で連続して照射する（Ｓ１０８）。電子線を照射された薄膜材料１０は、窒素ガス雰囲気である薄膜材料搬送路３内部に保持されつつ、ローラ３３ｄ、３３ｅ、３３ｆの上部を順に通過していき、薄膜材料導出口５に至る。
【００７６】
そして、第２の気密工程として、電子線が照射された薄膜材料１０を薄膜材料搬送路３外部に導出する際に、導出側気密機構７の上側シール７１を薄膜材料１０の鉛直方向上面に、下側シール７２を鉛直方向下面に接触させ、酸素あるいは大気が薄膜材料搬送路３内部に流入すること及び窒素ガスが流出することを防ぎ、薄膜材料搬送路３内部の窒素ガス雰囲気を保持し（Ｓ１１０）、導出工程として、電子線が照射された薄膜材料１０を薄膜材料導出口５を介して連続的に切れ目なく、薄膜材料搬送路３から外部に導出し（Ｓ１１２）、再びロール状に巻き取る、もしくは、次の必要な工程へと連続的に切れ目なく送り出す。
【００７７】
以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１又は電子線照射方法によれば、薄膜材料１０を連続的に送り込む薄膜材料導入口４と、連続的に導出する薄膜材料導出口５に、薄膜材料１０の両面にそれぞれに接する上側シール６１、７１、下側シール６２、７２を含んで構成される導入側気密機構６、導出側気密機構７を備えることによって、薄膜材料搬送路３の内部と外部との間を遮断して、薄膜材料搬送路３内部の気密性を良好にすることができ、酸素や大気の流入あるいは窒素ガスの流出が防止され、確実に窒素ガス雰囲気を確保することができ、当該窒素ガス雰囲気で薄膜材料１０に電子線を照射することができる。
【００７８】
すなわち、当初から薄膜材料搬送路３内部に存在した空気中の酸素は、運転に先立って予め薄膜材料搬送路３内部に大気圧を超える圧力で不活性気体を供給して、不活性気体に置換することにより事前除去が可能である。また、薄膜材料１０を照射処理開始と同時に薄膜材料１０と共に同伴し持ち込まれる酸素はほとんどない若しくは極微量であり、極微量の酸素は、照射する電子線による作用で瞬時に消費されるため実用上無害な酸素濃度レベルの雰囲気中で好適な処理の続行が可能である。
【００７９】
これにより、酸素に放射線が照射されることにより、酸化力の強い有害物質であるオゾンを発生させることを事実上防止し、薄膜材料１０内の過酸化ラジカル生成を抑制し、目的とは異なる結合組成を持った生成物を生成してしまうことを防止、すなわち、目的に沿った加工を行いつつ、薄膜材料１０を大量、かつ、連続的に電子線照射処理に供することができる。また、電子線照射処理後の薄膜材料１０の変色や機械的強度低下のような品質低下が無く、反応効率や反応収率を向上することができる。さらに、電子線照射装置１を構成する部材、例えば、電子線を真空容器２５から取り出す照射窓２１を構成する金属箔２１ａ、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２等の汚染、腐食劣化を防止することができ、寿命が延びるという有利な効果も併せて得られる。
【００８０】
なお、薄膜材料１０に電子線を照射する際の薄膜材料搬送路３内部の酸素濃度は、ゼロである必要はなく、電子線照射後の薄膜材料１０の品質に事実上の影響を及ぼさずに済むそれぞれの薄膜材料に固有の閾値以下の酸素濃度であればよい。すなわち、薄膜材料搬送路３内部の雰囲気中の酸素濃度が、その閾値以下ならば電子線照射後の薄膜材料１０は事実上の品質劣化等の不具合を生じない。したがって、薄膜材料搬送路３内部を外部（大気）に対して気密状態に保つことにより、当初から薄膜材料搬送路３内部に存在していた空気中の酸素が一定濃度以下まで不活性気体と置換された後は、薄膜材料搬送路３内部の雰囲気は事実上無害な組成となることになり、事実上有害な反応を起こすことはない。
【００８１】
以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１又は電子線照射方法では、薄膜材料搬送路３内部を外気（大気）から好適に効果的にシールできるため、フッ素樹脂製薄板を上側シール６１、７１、下側シール６２、７２の材料として採用することにより、薄膜材料搬送路３内部の残留酸素濃度を、従来の電子線照射装置又は電子線照射方法では実現できなかった１００ｐｐｍ以下の値、典型的には１０ｐｐｍ以下の値まで減少させることができる。なお、薄膜材料搬送路３内部の雰囲気中の残留酸素濃度の値は、薄膜材料搬送路３部からサンプル気体を捕集し、それを乾式酸素濃度計により連続自動計測を行うことにより得たものである。
【００８２】
また、以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１又は電子線照射方法によれば、薄膜材料搬送路３内部に大気圧を超える圧力で窒素ガスを供給することにより、薄膜材料搬送路３内部に当初から存在した空気（大気）を排出し、窒素ガス雰囲気で置換することにより、一層迅速に有害な酸素が無害な濃度レベルまで低減され、かつ、事実上無害な酸素濃度レベルを大幅に下回る酸素濃度レベルを実現でき、より好適な電子線照射処理が可能となる。また、照射窓２１を構成する金属箔２１ａ等の金属材料を腐食から一層効果的に守ることができる。さらに、導入側気密機構６、導出側気密機構７を備えているので、窒素ガス雰囲気に置換ために供給する窒素ガスの使用量を画期的に節約することができ、運転コストを低減することができる。また、有害オゾンの低減、流出防止により電子線照射装置１運用時の運転員に対する安全性も向上し、地球環境に配慮した電子線照射装置１又は電子線照射方法とすることができる。
【００８３】
以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１によれば、導入側気密機構６、導出側気密機構７を、薄膜材料１０の両面の各面それぞれに接してシールし薄膜材料搬送路３内部を気密に保持する上側シール６１、７１、下側シール６２、７２と、これを機械的に補強保持する上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４とを分けて備えるように構成したことにより、それぞれの機能に最も適した材料を選択することが出来るから、導入側気密機構６、導出側気密機構７として高度な性能を発揮することができる。
【００８４】
すなわち、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２は、薄膜材料１０の仕様や物性、摩擦抵抗等に対して最適な材料を選択し、大気中の酸素が薄膜材料搬送路３内部へ流入することによる不具合の発生を最小限に止める事ができ、さらに前記薄膜材料１０に応じて両面のそれぞれの面と上側シール６１、７１、下側シール６２、７２との間の隙間より一層少なくすることができるから、気密性が向上し、電子線照射処理後の薄膜材料１０の一層の品質向上や反応効率、反応収率の向上に貢献できる。さらに、上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４に、金属板を用いることにより、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２によって耐蝕性、気密性を向上させた上で、導入側気密機構６、導出側気密機構７の機械的な強度を向上させることができ、耐蝕性や耐放射線性に優れた導入側気密機構６、導出側気密機構７とすることができる。また、導入側気密機構６、導出側気密機構７の制作も容易となる。なお、耐放射線性に優れたとは、例えば、放射線によるダメージが少なくて済む性能のことをいう。
【００８５】
以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１によれば、電子線照射装置１の下流に化学反応処理装置を接続することで、窒素ガス雰囲気中で薄膜材料１０に電子線を照射した後に、薄膜材料１０を大気中に曝すことなく連続して別の化学反応処理を施すことができるので、薄膜材料１０上のラジカルの質の変質を最小限に押さえ、より効率的な処理が可能となり、さらに、時間の短縮、大量生産にも資することができる。
【００８６】
以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１によれば、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２は、薄膜材料１０に対して面的に接することとなるため、少なくとも線的に接するよりも確実に気密性を保持することができる。また、面的に接しているため、薄膜材料１０の搬送速度を上げても、薄膜材料１０が暴れたり、よれたりして、気密性が解除されてしまうことがない。
【００８７】
以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１によれば、処理室３２を含む薄膜材料搬送路３内部全体に均一に窒素ガスを充満させることができるので、薄膜材料１０に部分的に窒素ガスを吹き付ける場合と比較して、電子線照射後の薄膜材料１０の品質に偏りが生じることがなく、また、薄膜材料１０が高速で移動することで気流発生しても、薄膜材料搬送路３内部の窒素ガス分布が偏ってしまうことがない。
【００８８】
なお、本発明の実施の形態である電子線照射装置１又は電子線照射方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。図５は、本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１の変形例を説明するための部分断面図であり、（ａ）は薄膜材料導入口４Ａの部分断面図、（ｂ）は薄膜材料導出口５Ａの部分断面図である。以下、図５を参照して本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１の変形例について説明する。なお、本変形例に係る電子線照射装置１の説明では、以上で説明した実施の形態に係る電子線照射装置１と共通する構成については、重複した説明はできるだけ省略する。
【００８９】
本変形例に係る電子線照射装置１と、以上で説明した実施の形態に係る電子線照射装置１とは、薄膜材料導入口４Ａ、薄膜材料導出口５Ａの構成が異なる。さらに、具体的にいえば、本変形例に係る電子線照射装置１は、導入側気密機構６Ａ、導出側気密機構７Ａが図２で説明した上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４、スペーサ６７、７７を備えていない点で以上で説明した実施の形態に係る電子線照射装置１と異なる。すなわち、導入側気密機構６Ａ、導出側気密機構７Ａは、シール材としての上側シール６１Ａ、７１Ａ、下側シール６２Ａ、７２Ａを機械的に補強保持する補強材としての上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４（図２参照）を備えない構成とすることができる。
【００９０】
上側シール６１Ａ、７１Ａは略長方形板状に形成され、下側シール６２Ａ、７２Ａは略長方形状板をくの字型に折り曲げて形成される。上側シール６１Ａは固定ボルト６５Ａ、上側シール７１Ａは固定ボルト７５Ａ、下側シール６２Ａは固定ボルト６６Ａ、下側シール７２Ａは固定ボルト７６Ａによって、それぞれ上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４、スペーサ６７、７７（図２参照）等を介さずに直接ケーシング３１に固定される。
【００９１】
図２で説明した実施の形態に係る電子線照射装置１の上側シール６１、７１、下側シール６２、７２（図２参照）は、例えば、厚さ０．１ｍｍから５ｍｍ程度、好ましくは０．５ｍｍから１ｍｍ程度、典型的には、厚さ０．５ｍｍ程度のフッ素系樹脂の薄板であるものとして説明した。これに対して、本図で説明した変形例に係る電子線照射装置１の上側シール６１Ａ、７１Ａ、下側シール６２Ａ、７２Ａは、上側シール６１Ａ、７１Ａ、下側シール６２Ａ、７２Ａを機械的に補強保持する補強材によって補強されていない分、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２（図２参照）よりも厚く形成するとよい。上側シール６１Ａ、７１Ａ、下側シール６２Ａ、７２Ａは、単独で充分な機械強度を有するために、例えば、厚さ０．５ｍｍから１０ｍｍ程度、好ましくは１ｍｍから５ｍｍ程度、典型的には、厚さ２ｍｍ程度のフッ素系樹脂の薄板とするとよい。
【００９２】
図５で説明した変形例に係る電子線照射装置１によれば、導入側気密機構６Ａ、導出側気密機構７Ａは、設計が容易で加工しやすく、また、組み立てやすい構成とすることができ、さらに、薄膜材料の仕様や物性、電離性放射線の照射条件などに応じて、必要に応じた適切な材料を選択し、気密機構として高度な性能を発揮することができる。また、組み立てやすい構成となっていることから、シール材の取り替えも容易となり、メンテナンスが容易で多種多様な薄膜材料の電子線照射処理に供する電子線照射装置とすることができる。
【００９３】
なお、以上の説明では、電離性放射線は、電子線の場合で説明したが、α線、β線、γ線、Ｘ線、紫外線でもよい。なお、以上で説明した電子線照射では、放射線の透過力は小さいが、線量率が大きいため、上述したように、薄膜材料をロールから高速で送り込んで照射を行い、再びロールに巻き取る方法を採用することができ、薄膜材料の全長など処理量が大きくなっても問題が生じないので大量生産に向いている。
【００９４】
以上の説明では、電子線照射器２は、単段式電子加速（非走査式）の照射器であるものとして説明したが、多段式電子加速（走査式）の照射器でもよいことはいうまでもないが、単段式電子加速（非走査式）の照射器であれば、放射線の遮蔽は自己遮蔽型（例えば、図２の鉛遮蔽１１）でよく、コンクリート遮蔽施設等が不要なため、設置コストが低く、小型化することができる。
【００９５】
以上の説明では、電子線照射装置１は、気密機構は、薄膜材料導入口４、４Ａ及び薄膜材料導出口５、５Ａにそれぞれ配設されるものとして説明したが、少なくともどちらか一方に配設されていればよい。この場合、電子線照射装置１は、薄膜材料搬送路３内部の窒素ガスが一方向に流れるように、例えば、薄膜材料導入口４、４Ａにのみ気密機構を配設した場合には、薄膜材料導出口５、５Ａのみから流出するように構成すればよい。同様に、電子線照射方法は、導入工程（Ｓ１０２）又は導出工程（Ｓ１１２）の少なくともどちらか一方の工程の際に、気密工程を実行すればよい。
【００９６】
以上の説明では、電子線照射装置１は、窒素供給口として第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６を４系統、第２の窒素供給口９３、９４を２系統備えるものとして説明したが、これに限らず、例えば、第１の窒素供給口のみで構成してもよいし、第２の窒素供給口のみで構成してもよい。なお、第２の窒素供給口は、上述したように、運転中に発熱する照射窓２１を冷却するのが主な目的ではあるが、薄膜材料搬送路３内部を窒素ガス雰囲気に置換することに資することはいうまでもない。
【実施例】
【００９７】
（実施例１）図１、図２を参照して具体的な実施例について説明する。本実施例では、薄膜材料１０の両面のそれぞれに接してシールする上側シール６１、７１、下側シール６２、７２にはフッ素樹脂製薄板を、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２を機械的に補強保持する上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４にはステンレス製薄板を用いた。
【００９８】
具体的には、厚さ０．５ｍｍのフッ素樹脂（商品名：テフロン（登録商標））製薄板を上側シール６１、７１、下側シール６２、７２として、それぞれ、上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４とケーシング３１とで挟み込んだ１組の気密機構を計４組作成し、２組を１対として、電子線照射装置１の薄膜材料導入口４および薄膜材料導出口５に各１対をそれぞれ導入側気密機構６、導出側気密機構７として配設した。導入側気密機構６、導出側気密機構７は、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２を薄膜材料１０を挟み込むようにその両面に配置し、薄膜材料１０とフッ素樹脂製薄板が接することにより相互の間隙が十分に少なくなるように固定ボルト６５、６６、７５、７６で固定し、十分なシール性能を発揮するように薄膜材料１０の上面と上側シール６１、７１、薄膜材料１０の下面と下側シール６２、７２とを接触させて配置した。
【００９９】
さらに、照射窓２１を挟んで薄膜材料１０の搬送方向に対して上流側および下流側にそれぞれ２系統づつ、合計４系統の第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６を取り付けた。第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６は、ステンレス製多孔板構造とし、窒素ガスの分散性を確保する構造とした。また、照射窓２１の上流側と下流側、真空容器２５とケーシング３１が接している部分の近傍に第２の窒素供給口９３、９４を各１系統、合計２系統を取り付けた。金属箔２１ａには、厚さ０．０１３ｍｍの純チタン箔を用いた。
【０１００】
本実施例で使用した電子線照射装置１のその他の主な仕様を以下に示す。
（１）型式：単段加速式電子線照射装置
（２）加速電圧：１５０〜２５０ｋＶ
（３）電流：０．５〜２０ ｍＡ
（４）照射方式および照射方向：連続式、垂直照射
（５）窒素供給流量および供給系統：０．３〜３．０ Ｎｍ３／ｈ×６系統
【０１０１】
本実施例では、窒素供給流量仕様最小値（０．３ Ｎｍ３／ｈ）の窒素ガスを、第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６の４系統、第２の窒素供給口９３、９４の２系統からなる計６系統のそれぞれ１つ１つの系統全てに均しく供給したところ、約２０分で薄膜材料搬送路３内部の残存酸素濃度は、１０ｐｐｍ以下にまで低下した。なお、この測定を行ったときは次に述べる合成繊維不織布を本電子線照射装置１にセットしてあり、搬送動作をしていない状態にあった。
【０１０２】
さらに、引き続いて薄膜材料１０としての合成繊維不織布を、搬送速度０．１〜１０ｍ／ｍｉｎの間で、数種類の速度を選んで、それぞれ一定の速度にて連続的に搬送したところ、各速度での残存酸素濃度を比較したが、残存酸素濃度に変化は認められず、電子線照射装置１の薄膜材料搬送路３内部は高い気密性を確保できていることが確認できた。
【０１０３】
さらに、ハロゲン系合成繊維不織布を電子線照射装置１により連続的に照射処理させながら、ビニル基を有する機能性単量体を連続的に反応させる運転を合計１２０時間実施した後、照射窓２１を目視点検したところ、照射窓２１を構成する金属箔２１ａの汚染や腐蝕劣化の兆しは全く認められず、本発明による電子線照射装置１が高い気密性を確保できていることが腐蝕性の面からもまた確認できた。なお、照射窓２１付近は電子線の照射を受ける部分なので電子線照射装置１内部にオゾン等の腐蝕性ガスがあれば照射窓２１付近の金属材料が腐蝕されるので、この腐蝕の有無は腐蝕性ガスの事実上の存在の有無を示し、ひいては電子線照射装置１の気密性良否の判断に用いることができるのである。なお、窒素ガスの使用量は２Ｎｍ３／ｈであり、導入側気密機構６、導出側気密機構７を装備することにより、以下の比較例―１に示す先行機種と比べて約１０％以下に画期的に節約することができた。
【０１０４】
（比較例１）図６を参照して比較例について説明する。図６は、比較例に係る電子線照射装置３０１の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は薄膜材料導入口３０４の部分断面図である。本比較例に係る電子線処理装置３０１は、電子を発生させるフィラメントや関連部品を収納する真空容器を有する電子線照射器３０２、薄膜材料１０を所定雰囲気中に保持する薄膜材料搬送路３０３、薄膜材料搬送路３０３に形成され、薄膜材料１０を連続的に薄膜材料搬送路３０３に送り込む薄膜材料導入口３０４、薄膜材料搬送路３０３に形成され、薄膜材料１０を連続的に薄膜材料搬送路３０３から導出する薄膜材料導出口３０５、電子線照射器３０２に形成され、電子線を薄膜材料搬送路３０３に取り出して、薄膜材料搬送路３０３内部で薄膜材料１０に電子線を照射する照射窓３２１、電子を加速させるのに必要な高電圧電源３０８等を備える点では、実施例１で示した電子線照射装置１とほぼ同様である。
【０１０５】
しかしながら、本比較例に係る電子線処理装置３０１は、主に、導入側気密機構６、導出側気密機構７を備えていない点で実施例１とは異なる。また、第１の窒素供給口が、照射窓３２１の下流側には１系統のみである点も異なる（照射窓３２１の上流側の第１の窒素供給口３９１、３９２、下流側の第１の窒素供給口３９５、第２の窒素供給口３９３、３９４は備えている。）。
【０１０６】
図６（ｂ）に示すように、電子線処理装置３０１では、導入側気密機構６、導出側気密機構７に代わり、薄膜材料１０が通過するスリット３０４ａが形成された板状の入口フランジ３０４ｂを備えている。薄膜材料１０が通過するスリット３０４ａの間隙の幅Ｌは、厚み０．０２５ｍｍ〜１．０ｍｍの薄膜材料に対して、１１ｍｍであった。
【０１０７】
本比較例で使用した電子線照射装置３０１のその他の主な仕様を以下に示す。
（１）型式：単段加速式電子線照射装置
（２）加速電圧：１５０〜３００ｋＶ
（３）電流：０．５〜２０ ｍＡ
（４）照射方式および照射方向：バッチ式または連続式、垂直照射
（５）窒素供給流量および供給系統：３．０〜３０．０ Ｎｍ３／ｈ×５系統
以上の電子線処理装置３０１に対して、上述の実施例の電子線照射装置１と同様な試験を行い比較した。
【０１０８】
本比較例で使用した電子線照射装置３０１は、バッチまたは連続照射切り替え可能な方式をとっており、内部構造は大気開放となっているために、１００ｐｐｍ以下の残留酸素濃度達成は困難であった。この従来機種を連続式で使用する場合、薄膜材料導入口３０４、薄膜材料導出口３０５では、間隙１１ｍｍのスリット３０４ａを有するフランジ方式であったため、薄膜材料１０が送り込まれる、あるいは導出される際の、スリット３０４ａの（薄膜材料１０を中心として）片側の隙間だけでも５ｍｍ以上もあった。
【０１０９】
窒素供給流量を調節することにより、薄膜材料搬送路３０３内部の酸素濃度を低下することは可能であったが、薄膜材料搬送路３０３内部における残留酸素濃度の最低維持値は２００〜３００ｐｐｍであった。
【０１１０】
薄膜材料搬送路３０３内部を、前記の最低維持値（２００〜３００ｐｐｍ）に保持するために必要な全窒素供給流量は、約２０Ｎｍ３／ｈであった。さらに、ハロゲン系合成繊維不織布を連続照射して運転すると、該不織布の放射線分解に起因する腐蝕性ガスにより照射窓３２１に使用している金属箔（不図示）表面に汚染物が沈着すると同時に激しく腐蝕され、最短実績では約３０時間の運転により該金属箔の交換が必要であった。この従来機種との比較例によっても、本発明による電子線照射装置１がもたらす気密性の効果の重要性は明白である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子線照射装置の構成を示す図であり、（ａ）は電子線照射装置の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ａ）に示すｄ−ｄ部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子線照射装置の部分断面図であり、（ａ）は薄膜材料導入口の部分断面図、（ｂ）は薄膜材料導出口の部分断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電子線照射装置の第１の窒素供給口を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は外観を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電子線照射方法を示す流れ図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電子線照射装置の変形例を説明するための部分断面図であり、（ａ）は薄膜材料導入口の部分断面図、（ｂ）は薄膜材料導出口の部分断面図である。
【図６】比較例に係る電子線照射装置の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は薄膜材料導入口の部分断面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 電子線照射装置
２ 電子線照射器
３ 薄膜材料搬送路
４、４Ａ 薄膜材料導入口
５、５Ａ 薄膜材料導出口
６、６Ａ 導入側気密機構
７、７Ａ 導出側気密機構
８ 高電圧電源
１０ 薄膜材料
１１ 鉛遮蔽
２１ 照射窓
２１ａ 金属箔
２２ 棒状フィラメント
２３ シールド電極
２４ グリット電極
２５ 真空容器
３１ ケーシング
３２ 処理室
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｆ、４３、５３ ローラ
３３ａ’、３３ｂ’、３３ｃ’、３３ｄ’、３３ｆ’ 凹部
６１、７１、６１Ａ、７１Ａ 上側シール
６２、７２、６２Ａ、７２Ａ 下側シール
６３、７３ 上側押え板
６４、７４ 下側押え板
６５、６６、７５、７６、６５Ａ、６６Ａ、７５Ａ、７６Ａ 固定ボルト
６７、７７ スペーサ
９１、９２、９５、９６ 第１の窒素供給口
９１’、９２’、９５’、９６’ 設置孔
９３、９４ 第２の窒素供給口
１９１ 窒素供給口本体
１９２ ステンレス製多孔板
１９２ａ 孔
１９３ フランジ
１９４ 供給口組付け用ボルト
１９５ 供給ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙類、織布、不織布、シート状ゴム、フィルムあるいは金属箔などの薄膜材料の表面処理を施す際に使用される電離性放射線照射装置及び電離性放射線照射方法に関し、特に気密性が良好で確実に所定雰囲気を確保することができ、当該所定雰囲気中で薄膜材料に電離性放射線を照射することができる電離性放射線照射装置及び電離性放射線照射方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、紙類、織布、不織布、シート状ゴム、フィルムあるいは金属箔などの薄膜材料の表面処理を施す際に使用する電離性放射線照射装置がある。薄膜材料は、目的に応じて電離性放射線を照射され、例えば、使用目的に従って当該薄膜材料の塗装、難燃化処理をはじめ艶出しラミネート等の表面加工が行われる。
【０００３】
例えば、ポリマー基材に放射線を照射してラジカルを形成させ、このラジカル部分にモノマー（重合性単量体）をグラフト反応させることで様々な形状の高分子に機能性官能基を導入する放射線グラフト重合では、モノマー自体が重合することにより生成するホモポリマー（単独重合物）の生成量を減少させるため、ポリマー基材への放射線照射工程と、グラフト重合工程とを分離して行うことがある。当該放射線照射工程では、次段のグラフト重合工程の際に、高いグラフト率で均一なグラフト重合を行うために、ポリマー基材に放射線を照射する処理部内に窒素等を供給し、処理部内の酸素を減少させることがあった（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】ＷＯ００／０９７９７号公報（第６図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、以上のような従来の電離性放射線照射装置では、例えば、薄膜材料を連続的に装置内に送り込む際に、空気中の成分としての酸素等が流入することがあり、当該酸素が放射線照射により、活性化し、励起することで、酸化力の強い有害物質であるオゾンを生じさせることがあった。さらに、オゾンが発生することにより、例えば、電離性放射線照射装置を構成する部材（電子線を真空容器から取り出す照射窓を構成する金属箔材料）等を汚染、腐食劣化させたり、薄膜材料内に過酸化ラジカルを生成することで、目的とは異なる結合組成を持った生成物を生成することがあった。
【０００５】
そこで本発明は、気密性が良好で確実に所定雰囲気を確保することができ、当該所定雰囲気中で薄膜材料に電離性放射線を照射することができる電離性放射線照射装置及び電離性放射線照射方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明による電離性放射線照射装置は、例えば図１に示すように、電離性放射線を照射する照射部２と；薄膜材料１０を所定雰囲気中に保持する処理部３と；処理部３に形成され、薄膜材料１０を連続的に処理部３に送り込む導入部４と；処理部３に形成され、薄膜材料１０を連続的に処理部３から導出する導出部５と；導入部４または導出部５に配設され、薄膜材料１０の両面に接し所定雰囲気を保持する気密機構６、７とを備え；照射部２には、電離性放射線を処理部３に取り出して、処理部３内で薄膜材料１０に電離性放射線を照射する照射窓２１が形成されている。
【０００７】
このように構成すると、薄膜材料を連続的に処理部に送り込む導入部または薄膜材料を連続的に処理部から導出する導出部に、薄膜材料の両面に接し所定雰囲気を保持する気密機構を備えるので、気密性が良好で確実に所定雰囲気を確保することができ、当該所定雰囲気中で薄膜材料に電離性放射線を照射することができる電離性放射線照射装置を提供することができる。
【０００８】
また請求項２に記載のように、請求項１に記載の電離性放射線照射装置では、例えば図２に示すように、気密機構６、７は、薄膜材料１０の両面のそれぞれに接してシールするシール材６１、６２、７１、７２を有する構成としてもよい。
【０００９】
このように構成すると、気密機構は、設計が容易で加工しやすく、また、組み立てやすい構成とすることができ、さらに、薄膜材料の仕様や物性、電離性放射線の照射条件などに応じて、適切な材料を選択し、気密機構として高度な性能を発揮することができる。
【００１０】
また請求項３に記載のように、請求項２に記載の電離性放射線照射装置では、例えば図２に示すように、気密機構６、７は、シール材６１、６２、７１、７２を機械的に補強保持する補強材６３、６４、７３、７４を有する構成としてもよい。
【００１１】
このように構成すると、気密機構は、シール材と、これを機械的に補強保持する補強材とを別々の部材として構成されるので、薄膜材料の仕様や物性、電離性放射線の照射条件などに応じて、それぞれの機能に最も適した材料を選択することができ、気密機構として充分な機械的強度を有し、より高度な性能を発揮することができる。
【００１２】
また請求項４に記載のように、請求項３に記載の電離性放射線照射装置では、シール材６１、６２、７１、７２は、天然ゴム、合成ゴム、天然樹脂、合成樹脂、無機材料からなる群より選択された少なくとも一つの材料であり、補強材６３、６４、７３、７４は金属板であるとしてもよい。
【００１３】
このように構成すると、シール材が天然ゴム、合成ゴム、天然樹脂、合成樹脂、無機材料からなる群より選択された少なくとも一つの材料によって形成されるので、薄膜材料両面のそれぞれの面とシール材との間の隙間をより少なくすることができ、気密性が向上し、電離性放射線照射処理後の薄膜材料の品質を一層向上させ、また、反応効率、反応収率の向上に貢献でき、補強材が金属板によって形成されるので、シール材の機械的強度を充分に補強することができる。
【００１４】
また請求項５に記載のように、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の電離性放射線照射装置では、シール材６１、６２、７１、７２は、ブタジエン系ゴム、スチレン系ゴム、ブチル系ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、ニトリル系ゴム、アクリル系ゴム、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴムからなる群から選択された少なくとも一つの合成ゴム、又は、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、ブチル樹脂、エチレン・プロピレン樹脂、ニトリル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂からなる群から選択された少なくとも一つの合成樹脂であるとしてもよい。
【００１５】
このように構成すると、シール材がブタジエン系、スチレン系、ブチル系、エチレン・プロピレン系、ニトリル系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、フッ素系ゴムからなる群から選択された少なくとも一つの合成ゴム、又は、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、ブチル樹脂、エチレン・プロピレン樹脂、ニトリル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂からなる群から選択された少なくとも一つの合成樹脂によって形成されるので、耐放射性、耐酸化性に優れた電離性放射線照射装置とすることができる。
【００１６】
また請求項６に記載のように、請求項４又は請求項５に記載の電離性放射線照射装置では、金属板は、アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ステンレス鋼からなる群から選択された少なくとも一つの金属又はその合金製であるとしてもよい。
【００１７】
このように構成すると、補強材がアルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ステンレス鋼からなる群から選択された少なくとも一つの金属又はその合金製によって形成されるので、耐蝕性や耐放射線性に優れた電離性放射線照射装置とすることができる。
【００１８】
また請求項７に記載のように、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電離性放射線照射装置では、処理部３内に不活性気体を供給して前記所定雰囲気を不活性雰囲気とする不活性気体供給部９１、９２、９３、９４、９５、９６を備えるよう構成してもよい。
【００１９】
このように構成すると、処理部内に不活性気体を供給し、処理部内を不活性雰囲気に置換することにより、処理部内に当初から存在した空気あるいは大気を排出し、酸素が事実上無害な濃度のレベルまで低減され、かつ、実用上無害な酸素濃度レベルを大幅に下回る酸素濃度レベルを実現できるため、より好適な電離性放射線照射処理が可能となる。
【００２０】
また請求項８に記載のように、請求項７に記載の電離性放射線照射装置では、不活性気体は、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガスからなる群から選択された少なくとも一つのガスを含むものとしてもよい。
【００２１】
このように構成すると、処理部内が窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガスからなる群から選択された少なくとも一つのガス雰囲気となるので、照射窓、シール材、補強材等を汚染、腐食劣化からより効果的に守ることができる。
【００２２】
上記目的を達成するために、請求項９に係る発明による電離性放射線照射方法は、例えば図１又は図４に示すように、薄膜材料１０を連続的に所定雰囲気中に送り込む導入工程（Ｓ１０２）と；薄膜材料１０を所定雰囲気中に保持する保持工程（Ｓ１０６）と；電離性放射線を所定雰囲気中に取り出して、所定雰囲気中で薄膜材料１０に照射する照射工程（Ｓ１０８）と；薄膜材料１０を連続的に所定雰囲気中から導出する導出工程（Ｓ１１２）と；導入工程（Ｓ１０２）または導出工程（Ｓ１１２）の際に、薄膜材料１０の両面のそれぞれに接してシールするシール材６１、６２、７１、７２と薄膜材料１０とを接触させて、所定雰囲気を保持する気密工程（Ｓ１０４、Ｓ１１０）とを備える。
【００２３】
このように構成すると、薄膜材料を連続的に所定雰囲気中に送り込む導入工程または薄膜材料を連続的に所定雰囲気中から導出する導出工程の際に、薄膜材料の両面のそれぞれに接してシールするシール材と薄膜材料とを接触させて、所定雰囲気を保持するので、気密性が良好で確実に所定雰囲気を確保することができ、当該所定雰囲気中で薄膜材料に電離性放射線を照射することができる電離性放射線照射方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上のように本発明によれば、電離性放射線を照射する照射部と、薄膜材料を所定雰囲気中に保持する処理部と、処理部に形成され、薄膜材料を連続的に処理部に送り込む導入部と、処理部に形成され、薄膜材料を連続的に処理部から導出する導出部と、導入部または導出部に配設され、薄膜材料の両面に接し所定雰囲気を保持する気密機構とを備え、照射部には、電離性放射線を処理部に取り出して、処理部内で薄膜材料に電離性放射線を照射する照射窓が形成されているので、気密性が良好で確実に所定雰囲気を確保することができ、当該所定雰囲気中で薄膜材料に電離性放射線を照射することができる電離性放射線照射装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。図１から図４は、発明を実施する形態の一例であって、図中、同一または類似の符号を付した部分は同一物または相当物を表わし、重複した説明は省略する。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態に係る電離性放射線照射装置としての電子線照射装置１の構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ａ）に示すｄ−ｄ部分断面図である。
【００２７】
ここで、電離性放射線とは、波長が短く、強いエネルギーを持ち、原子に付属している電子を引き離す能力、いわゆる電離作用を有する放射線のことをいい、典型的には、α線、β線、γ線、Ｘ線、紫外線、電子線である。電離性放射線は、さらに具体的に、典型的には、荷電をもつ粒子線であって、それ自体が直接、原子の軌道電子あるいは分子に束縛された電子に電気的な力を及ぼして電離を起こさせる直接電離性放射線（荷電粒子放射線）と、Ｘ線、ガンマ線などの電磁波あるいは電荷を持たない中性子線により、原子あるいは原子核との相互作用を介して荷電粒子線を発生させ、二次的に発生した荷電粒子線によって電離を起こさせる間接電離性放射線とがある。電離性放射線は、本実施の形態では電子線の場合で説明する。
【００２８】
電子線照射装置１は、図１（ａ）乃至（ｃ）に示すように、電離性放射線としての電子線を照射する照射部としての電子線照射器２と、薄膜材料１０を所定雰囲気中に保持する処理部としての薄膜材料搬送路３と、薄膜材料搬送路３に形成され、薄膜材料１０を連続的に薄膜材料搬送路３に送り込む導入部としての薄膜材料導入口４と、薄膜材料搬送路３に形成され、薄膜材料１０を連続的に薄膜材料搬送路３から導出する導出部としての薄膜材料導出口５と、本実施の形態では薄膜材料導入口４及び薄膜材料導出口５にそれぞれ配設され、薄膜材料１０の両面に接し当該所定雰囲気を保持する気密機構としての導入側気密機構６、導出側気密機構７とを備える。さらに、電子線照射器２には、電子線を薄膜材料搬送路３に取り出して、薄膜材料搬送路３内部で薄膜材料１０に電子線を照射する照射窓２１が形成されている。
【００２９】
ここで、薄膜材料としては、例えば、紙類、織布、不織布、シート状ゴム、フィルムあるいは金属箔などがあるが、ここでいう薄膜材料はこれに限らず、厚さ０．００１ｍｍ（１μｍ）から１０ｍｍ程度、好ましくは０．０１ｍｍから５．００ｍｍ程度の材料を広く含むものである。
【００３０】
電子線照射器２は、本実施の形態では、単段式電子加速（非走査式）の照射器である。電子線照射器２は、図１（ｄ）に示すように、電流が流れることで熱電子を発生する電子源である棒状フィラメント２２と、棒状フィラメント２２と略同電位であるウェネルト電極と呼ばれ、棒状フィラメント２２を略取り囲む形状であり電子を放出する経路を有するシールド電極２３と、棒状フィラメント２２から放出された電子進行方向側に配置された引き出し電極と呼ばれるグリッド電極２４と、棒状フィラメント２２、シールド電極２３、グリッド電極２４を内部に収容する真空容器２５とを含んで構成されている。
【００３１】
電流が流れる棒状フィラメント２２は、約２０００〜３０００℃の高温となり、材質によりリチャードソン・ダッシュマンの式として知られる熱電子放出係数に従い熱電子を放出する。棒状フィラメント２２の材質には、典型的には、熱電子を放出しやすい、つまり仕事関数の低い材料が用いられ、例えば、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、ランタン（Ｌａ）等が用いられる。
【００３２】
シールド電極２３、真空容器２５は共に、略円筒形に形成され、円筒軸が略同軸かつ略水平となるように配設されている。さらに、シールド電極２３、真空容器２５は共に、曲面状側面の鉛直方向下側に開口が形成されており、シールド電極２３の開口にグリッド電極２４が、真空容器２５の開口に照射窓２１がそれぞれ形成されている。すなわち、照射窓２１とグリッド電極２４とは対向するように形成されている。また、棒状フィラメント２２も、シールド電極２３の円筒軸と略同軸に略水平となるように配設されている。なお、棒状フィラメント２２、シールド電極２３等は、不図示の支持機構によって真空容器２５内に保持されている。
【００３３】
真空容器２５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に、また、棒状フィラメント２２の酸化を防ぐために不図示の真空ポンプ等により高真空に保持することができるように構成されている。なお、真空容器２５の外周には不図示の鉛遮蔽が施されている。
【００３４】
照射窓２１は、金属箔２１ａを含んで構成される。金属箔２１ａは、真空容器２５の内部と外部とを仕切るように、照射窓２１を形成する開口の全面を覆うように、不図示の挟持機構によって取り付けられている。金属箔２１ａには、典型的には、チタンやアルミニウム合金等の極めて薄い金属箔が用いられる。金属箔２１ａの厚さは、真空容器２５の内部と外部との圧力差に耐える厚さが必要であるが、電子線が照射窓２１を通過する際の損失を大きくしないために厚くしすぎることもできない。したがって、金属箔２１ａの厚さは、この上記２つの条件を勘案して設定するとよく、例えば、チタンを用いる場合には、例えば、０．００１ｍｍ（１μｍ）から０．１ｍｍ程度である。本実施の形態の非走査式単段加速電子照射器の電子加速エネルギーは、例えば１５０ｋＶから３００ｋＶであり、いわゆる、低エネルギー領域の電子線照射器である。低エネルギー領域の電子線照射器を高分子薄膜材料の加工に利用する場合には、当該材料の厚みによって異なるが、通常２００ｋＶから３００ｋＶの範囲で、適切なる加速電圧を選定できるようになっている。このエネルギー範囲での照射窓２１を通過する際の損失を最小にすることが重要であり、好ましくは０．０１ｍｍから０．０５ｍｍ程度の純チタン箔を用いるとよい。
【００３５】
棒状フィラメント２２及びシールド電極２３は高電圧電源８に接続され、負の静電圧が印加される。棒状フィラメント２２の電位は、典型的には、シールド電極２３の電位に対して数Ｖから数１０Ｖのバイアス電位を有している。さらに、真空容器２５は接地電位とされ、グリッド電極２４は、電位が棒状フィラメント２２よりも接地電位に近く、その電位差は、例えば、１０から３０ｋＶに設定されている。したがって、棒状フィラメント２２が電流によって加熱され電子が放出されると、当該電子は、グリッド電極２４の方向、すなわち、鉛直方向下向きに引き出され、該グリッド電極２４を通過してから、グリッド電極２４と真空容器２５との間の電位傾度にしたがって真空空間で加速され、照射窓２１を通って真空容器２５外に取り出され、薄膜材料搬送路３内部を搬送される薄膜材料１０に照射される。
【００３６】
すなわち、電子線照射器２から放出される電子線は、照射窓２１を介して、該照射窓２１の鉛直方向下方に配設される薄膜材料搬送路３に取り出され、当該薄膜材料搬送路３内部で薄膜材料１０に照射される。
【００３７】
薄膜材料搬送路３は、ケーシング３１を含んで構成されており、ケーシング３１によって内部空間が画成されている。具体的には、照射窓２１の鉛直方向下方に、薄膜材料搬送路３内部を搬送されている薄膜材料１０に電子線が実際に照射される処理室３２が形成されている。処理室３２は、ケーシング３１の下面が鉛直方向下側に突出することで形成される。また、処理室３２の鉛直方向上側には、照射窓２１と対向する開口が形成されており、照射窓２１を通過した電子線は、当該開口を介して処理室３２内に照射されるように構成されている。なお、ケーシング３１の外周には図１には不図示の鉛遮蔽１１（図２参照）が施されている。
【００３８】
薄膜材料搬送路３は、さらに、薄膜材料１０を載置して搬送するための搬送手段である６つのローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆを含んで構成されている。当該ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆは不図示の駆動手段によって回転駆動することによって、薄膜材料１０を搬送するように構成されている。ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆは、照射窓２１に対して水平方向に線対称となるように、凹部３３ａ’、３３ｂ’、３３ｃ’、３３ｄ’、３３ｅ’、３３ｆ’に設置されている。すなわち、処理室３２から順に、図中向かって左側に、ローラ３３ｃ、ローラ３３ｂ、ローラ３３ａが、向かって右側に、ローラ３３ｄ、ローラ３３ｅ、ローラ３３ｆが設置されている。凹部３３ａ’、３３ｂ’、３３ｃ’、３３ｄ’、３３ｅ’、３３ｆ’は、処理室３２と同様に、ケーシング３１の下面が鉛直方向下側に突出することで形成される。
【００３９】
また、薄膜材料搬送路３は、凹部３３ａ’、３３ｂ’、３３ｃ’、３３ｄ’、３３ｅ’、３３ｆ’及び処理室３２以外の部分、すなわち、凹部３３ａ’と凹部３３ｂ’の間、凹部３３ｂ’と凹部３３ｃ’の間、凹部３３ｃ’と処理室３２との間、処理室３２と凹部３３ｄ’との間、凹部３３ｄ’と凹部３３ｅ’の間、凹部３３ｅ’と凹部３３ｆ’の間の空間および次に説明する薄膜材料導入口４と凹部３３ａ’の間、凹部３３ｆ’と薄膜材料導出口５の間の空間が、鉛直方向に対して、薄膜材料１０が通過するのに充分で、薄膜材料１０が搬送されるに際し、暴れたりねじれたりしない程度の適当な間隔があけられている。
【００４０】
例えば、上述したように薄膜材料１０の膜厚が０．００１ｍｍ（１μｍ）から１０ｍｍ程度、好ましくは０．０１ｍｍから５．００ｍｍ程度である場合、当該薄膜材料搬送路３内の鉛直方向に対する間隔は５ｍｍから５０ｍｍ程度とするとよい。なお、当該薄膜材料搬送路３内の鉛直方向に対する間隔は、原則的には当該薄膜材料１０の厚みにより決定されるが、薄膜材料搬送路３の機械設計・製作精度とも関係する。本実施の形態では、当該薄膜材料搬送路３内の鉛直方向に対する間隔は、多種多様な薄膜材料の適用を想定して薄膜材料１０の膜厚０．０１ｍｍから０．５ｍｍに対して、好ましく搬送可能であり、かつ、機密性保持が容易となる機械設計・製作精度を考慮して１０ｍｍから２０ｍｍ程度、典型的には、１２ｍｍ程度としている。
【００４１】
ケーシング３１の真空容器２５の円筒軸に略直交する方向（以下特に断りのない限り単に「搬送方向」という。）の両端部（図１（ａ）参照）には、薄膜材料導入口４、薄膜材料導出口５が形成されている。具体的には、薄膜材料導入口４、薄膜材料導出口５は、共に略コの字型の断面形状で開口面が処理室３２とは反対側（以下特に断りのない限り「外側」という。）を向いている。すなわち、薄膜材料導入口４、薄膜材料導出口５は、外側に向かって開口している。薄膜材料導入口４、薄膜材料導出口５には、それぞれローラ３３ａ等とほぼ同様のローラ４３、５３が設置されている。さらに、薄膜材料導入口４、薄膜材料導出口５には、薄膜材料１０の両面に接して、薄膜材料搬送路３内部を、後述するように所定雰囲気に保持する導入側気密機構６、導出側気密機構７が配設されている。
導入側気密機構６、導出側気密機構７についての詳細は図２で説明する。
【００４２】
なお、ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ、４３、５３は、処理室３２を鉛直方向上側の頂点として雁行するように配設されており、全体として略円弧状に設置されている。したがって、薄膜材料１０の軌道も略円弧状となる。このように構成することで、薄膜材料１０に張力を与えて確実にローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ、４３、５３に沿わせることができる。したがって、薄膜材料１０を、暴れたりねじれたりすることなく、安定して同一軌道を搬送することができ、また、ローラの数を減らすこともできる。加えて、薄膜材料搬送路３内の空間も略円弧状に形成されることから、電子線照射の際に同時に発生するＸ線（光と同様、電磁波であるため直進性を有する）が、少なくとも薄膜材料搬送路３内の空間が略直線的である場合に比べて薄膜材料搬送路３の外部に漏れ出ることが少なく、Ｘ線に対する遮蔽効果も向上する。
【００４３】
ケーシング３１の上面には、薄膜材料搬送路３に不活性気体、本実施の形態では高純度窒素ガスを供給する不活性気体供給部としての第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６と、不活性気体供給部としての第２の窒素供給口９３、９４が配設されている。第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６及び第２の窒素供給口９３、９４は、窒素ガスを供給する不図示の窒素ガス供給装置に接続されており、当該各窒素供給口９１、９２、９３、９４、９５、９６を介して、窒素ガス供給装置から薄膜材料搬送路３内部に窒素ガスを供給して薄膜材料搬送路３内の雰囲気を不活性雰囲気、本実施の形態では、窒素ガス雰囲気とするように構成されている。
【００４４】
具体的には、ケーシング３１の上面に、第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６を設置するための略長方形に開口した設置孔９１’、９２’、９５’、９６’が形成されている。設置孔９１’、９２’、９５’、９６’は、それぞれ、凹部３３ｂ’、３３ｃ’、３３ｄ’、３３ｅ’の鉛直方向上方に形成されており、当該設置孔９１’、９２’、９５’、９６’に略直方体状に形成された第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６が取り付けられる。第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６は、処理室３２を基準に、薄膜材料導入口４側（以下特に断りのない限り単に「上流側」という。）に第１の窒素供給口９１、９２の２系統、薄膜材料導出口５側（以下特に断りのない限り単に「下流側」という。）に第１の窒素供給口９５、９６の２系統、合計４系統が取り付けられている。
第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６についての詳細は図３で説明する。
【００４５】
第２の窒素供給口９３、９４は、照射窓２１の上流側に第２の窒素供給口９３の１系統、下流側に第２の窒素供給口９４の１系統、合計２系統が取り付けられている。第２の窒素供給口９３、９４は、真空容器２５とケーシング３１が接している部分の近傍に取り付けられており、真空容器２５の照射窓２１の金属箔２１ａが取り付けられている部分の周縁に、窒素ガスを金属箔２１ａへ吹き付けるための送風スリットを有している。金属箔２１ａは、電子線が通過する際に電子線のエネルギーを吸収して加熱されるが、第２の窒素供給口９３、９４を介して供給される窒素ガスを吹き付けて冷却することで、その強度が劣化しない程度の温度に維持することができる。
【００４６】
図２は、本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１の部分断面図であり、（ａ）は薄膜材料導入口４の部分断面図、（ｂ）は薄膜材料導出口５の部分断面図である。薄膜材料導入口４、薄膜材料導出口５には、上述したように、それぞれ導入側気密機構６、導出側気密機構７が配設されている。以下では導入側気密機構６、導出側気密機構７について詳細に説明する。ただし、薄膜材料導入口４の構成と薄膜材料導出口５の構成とは、ほぼ同様（左右対称形）の構成であるので、薄膜材料導出口５の構成の説明はできるだけ省略して、主に異なる部分についての説明をする。
【００４７】
導入側気密機構６は、薄膜材料１０の両面のそれぞれに接してシールするシール材としての上側シール６１、下側シール６２と、当該上側シール６１、下側シール６２をそれぞれ機械的に補強保持する補強材としての上側押え板６３、下側押え板６４とを含んで構成される。
【００４８】
上側シール６１は略長方形板状に形成され、下側シール６２は略長方形状板をくの字型に折り曲げて形成される。上側シール６１は、上側シール６１よりもやや小さく略長方形状に形成される上側押え板６３とケーシング３１の略コの字型断面の上面内壁との間に挟み込まれて、ケーシング３１に固定ボルト６５によって固定される。
【００４９】
下側シール６２も、下側押え板６４とケーシング３１の略コの字型断面の垂直面内壁との間にスペーサ６７を介して挟み込まれて、ケーシング３１に固定ボルト６６によって固定される。スペーサ６７は、下側押え板６４を固定するための治具として機能する。下側シール６２は、くの字型に折り曲げられた一方の辺が薄膜材料導入口４と凹部３３ａ’（図１参照）の間の空間に挿入されるように取り付けられる。上述の上側シール６１は、内側の端部が、下側シール６２のくの字型に折り曲げられた一方の面の一部に被さるように取り付けられる。
【００５０】
なお、上側シール６１、下側シール６２は上側押え板６３、下側押え板６４の外に、はみ出すように配置されて、上側シール６１、下側シール６２が薄膜材料１０の両面に接するように構成する。また、上側シール６１、下側シール６２とは、合わせて略Ｙの字型の断面形状となる。上側シール６１、下側シール６２は、協動して一方向にだけ流体の流れを許し、反対方向には流れを阻止するいわゆる逆止弁としても機能する。ただし、後述するように逆方向へのわずかな漏れは許容している。上側シール６１、下側シール６２は、それぞれ十分なシール性能を発揮するように薄膜材料１０の両面の各面に接し、薄膜材料１０を上側シール６１と下側シール６２とが挟み込んだ状態で、薄膜材料搬送路３内部に送り込むように構成されている。
【００５１】
導出側気密機構７も、導入側気密機構６とほぼ同様に、上側シール７１、下側シール７２、上側押え板７３、下側押え板７４、固定ボルト７５、７６、スペーサ７７とを含んで構成されている。
【００５２】
上側シール６１、７１、下側シール６２、７２は、典型的には、天然ゴム、合成ゴム、天然樹脂、合成樹脂、無機材料からなる群より選択された少なくとも一つの材料によって形成されている。
【００５３】
天然ゴムとは、育成している植物中で生成するゴムをいい、例えば、ヘベア・ブラジリエンシス樹から得られたものがある。天然樹脂は、アカマツやカラマツなどの樹木から分泌する粘度の高い液体、または、それが空気に触れ酸化して固まったもののことをいい、松脂（まつやに）や琥珀（こはく）などがある。無機材料は、例えば、珪素化合物材料である。
【００５４】
合成ゴムは、例えば、ブタジエン系ゴム、スチレン系ゴム、ブチル系ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、ニトリル系ゴム、アクリル系ゴム、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴムからなる群から選択された少なくとも一つの合成ゴムである。これらの合成ゴムは、安価であり、かつ、加工性に優れているため、導入側気密機構６、導出側気密機構７の制作を容易にすることができる。
【００５５】
合成樹脂は、例えば、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、ブチル樹脂、エチレン・プロピレン樹脂、ニトリル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂からなる群から選択された少なくとも一つの合成樹脂である。
【００５６】
上側シール６１、７１、下側シール６２、７２は、好ましくは、フッ素系樹脂、エチレン・プロピレン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂の薄板であり、最も好ましくは、フッ素系樹脂の薄板である。本実施の形態では、例えば、厚さ０．１ｍｍから５ｍｍ程度、好ましくは０．５ｍｍから１ｍｍ程度、典型的には、厚さ０．５ｍｍ程度のフッ素系樹脂の薄板であるものとして説明する。上側シール６１、７１、下側シール６２、７２にフッ素系樹脂の薄板を用いると、表面を十分に滑らかに仕上げ加工することができ、薄膜材料１０表面との間に発生する摩擦抵抗を小さく押えることができるので、薄膜材料１０表面に傷を付けるおそれがない。また、耐摩耗性にも優れているので維持、メンテナンスも容易である。なお、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２にエチレン・プロピレン系ゴムまたはエチレン・プロピレン系樹脂の薄板を用いると、フッ素系樹脂を用いた場合と比較して耐久性が若干劣るものの、安価で加工性に優れ汎用性の高い導入側気密機構６、導出側気密機構７とすることができる。また、ここで説明した合成樹脂は、フッ素系樹脂、エチレン・プロピレン系樹脂、シリコーン系樹脂、アクリル系樹脂の順に優れた耐放射性、耐酸化性を有する。
【００５７】
上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４は、典型的には、金属板である。金属板は、例えば、アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ステンレス鋼からなる群から選択された少なくとも一つの金属又はその合金製である。上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４に金属製薄板を用いると、加工が容易であるため装着に適した形状に容易に成形することができ、また、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２に充分な機械強度を容易に持たせることができる。本実施の形態では、例えば、厚さ０．１ｍｍから５ｍｍ程度、好ましくは０．５ｍｍから２ｍｍ程度、典型的には、厚さ１ｍｍ程度のステンレス鋼の薄板を用いるものとして説明する。なお、上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４に、ステンレス鋼を用いると、耐食性、加工性に優れ、チタンを用いると特に耐食性に優れるという有利な効果を得ることができる。また、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２、上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４ともに各種材料を２種類以上組合せた複合材料とすることもできる。
【００５８】
なお、上側シール６１、７１、上側押え板６３、７３、下側シール６２、７２、下側押え板６４、７４等の固定方法は、例えば、リベット、ビス等を用いてもよいし、接着剤により固定してもよく、このため特別の配慮を要しないから極めて容易に固定することができる。
【００５９】
ここで、薄膜材料１０は、典型的には、ロール状の巻物として電子線照射装置１に供される。すなわち、ロール状に巻かれた薄膜材料１０の一端が引き出されて、薄膜材料導入口４を介して薄膜材料搬送路３内部に送り込まれ、ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃ（図１参照）の上部を順に通過していき、処理室３２（図１参照）内で照射窓２１（図１参照）から電子線が照射される。そして、ローラ３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ（図１参照）の上部を順に通過していき、薄膜材料導出口５を介して薄膜材料搬送路３外に導出され、再びロール状に巻き取られる、もしくは、次の必要な工程へと連続的に切れ目なく送り出される。
【００６０】
また、薄膜材料１０は、連続的に、典型的には薄膜材料導入口４を介して切れ目なく薄膜材料搬送路３内部に送り込まれ、処理室３２（図１参照）内で連続して電子線を照射され、薄膜材料導出口５を介して切れ目なく薄膜材料搬送路３から外部に導出される。
【００６１】
ここで、薄膜材料搬送路３の内部とは、上述したように、ケーシング３１によって画成される空間のことをいい、例えば、大気とは異なる所定雰囲気に保持される空間のことである。本実施の形態では、薄膜材料搬送路３の内部は、薄膜材料１０が通過する導入側気密機構６から導出側気密機構７までの空間のことである。所定雰囲気とは、典型的には、酸素が全く存在しない雰囲気、あるいは酸素が充分に削減された雰囲気であり、本実施の形態では、不活性雰囲気としての窒素ガス雰囲気である。薄膜材料搬送路３内部を窒素ガス雰囲気にするために供される窒素ガスは、上述したように、不図示の窒素ガス供給装置の第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６と、第２の窒素供給口９３、９４を介して供給され、導入側気密機構６、導出側気密機構７によって当該窒素ガスの外部への流出、あるいは大気の流入を防止することができ、薄膜材料搬送路３内部は、窒素ガス雰囲気に保持される。なお、ここでは原理的な事情を説明したのであり、実際には窒素ガスの外部への流出は漏れとしてごく少量存在する。薄膜材料搬送路３内部を窒素ガス雰囲気に置換する際には、薄膜材料搬送路３の内部に当初から存在している空気等は導入側気密機構６、導出側気密機構７を介して外部に押し出される。薄膜材料搬送路３の内部は、典型的には、大気圧よりも高い圧力に保たれることも大気の流入を防止できる理由である。
【００６２】
図３は、本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１の第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６を示す図であり、（ａ）はケーシング３１（図１参照）に取り付けられる側から視た平面図、（ｂ）は外観を示す斜視図である。なお、第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６の各構成はほぼ同様の構成であるので、第１の窒素供給口９１の説明をもって第１の窒素供給口９２、９５、９６の説明とする。
【００６３】
第１の窒素供給口９１は、略直方体状に形成され１つの面が開口した窒素供給口本体１９１と、窒素供給口本体１９１の開口面に取り付けられるステンレス製多孔板１９２と、ステンレス製多孔板１９２を窒素供給口本体１９１に押えるフランジ１９３と、第１の窒素供給口９１をケーシング３１（図１参照）に取り付ける供給口組付け用ボルト１９４と、窒素供給口本体１９１の開口面と対向する面に形成される供給ノズル１９５を備えている。
【００６４】
窒素供給口本体１９１は、当該窒素供給口本体１９１とステンレス製多孔板１９２とによって画成される空間（以下特に断りのない限り画成される空間を「本体内側」といい、これに対し画成される空間の反対側を「本体外側」という。）に、一時的に窒素ガスを貯留する。
【００６５】
供給ノズル１９５は、窒素供給口本体１９１の開口面と対向する面の本体外側に略円筒状に形成されている。供給ノズル１９５は、当該対向する面の本体外側に合計３つ形成されており、各供給ノズル１９５は配管（不図示）を介して窒素ガス供給装置（不図示）に接続されている。
【００６６】
ステンレス製多孔板１９２には、マトリックス状に多数の孔１９２ａが形成されている。ステンレス製多孔板１９２は、窒素供給口本体１９１の開口面の縁周部に略ロの字型に形成されるフランジ１９３によって窒素供給口本体１９１に押さえられる。略ロの字型に形成されるフランジ１９３には１２個の孔（不図示）が形成されている。第１の窒素供給口９１は、当該孔に各供給口組付け用ボルト１９４が挿入され、ケーシング３１（図１参照）に螺合することによって、ステンレス製多孔板１９２と第１の窒素供給口９１を設置するための設置孔９１’（図１参照）とが対向するようにケーシング３１に据え付けられる。
【００６７】
窒素ガス供給装置（不図示）から供給される窒素ガスは、配管（不図示）、各供給ノズル１９５を介して流入し、上述の通り、窒素供給口本体１９１の本体内側に一時的に貯留される。さらに、本体内側に一時的に貯留される窒素ガスは、ステンレス製多孔板１９２の多数の孔１９２ａを通過して、薄膜材料搬送路３内部に均一に吹き出し、分散され、薄膜材料搬送路３内部を窒素ガス雰囲気とする。
【００６８】
なお、以上の説明では、所定雰囲気は窒素ガス雰囲気であり、薄膜材料搬送路３内部に窒素ガスを供給するものとして説明したが、これに限らず、酸素が全く存在しない雰囲気、あるいは酸素が充分に削減された雰囲気であればよい。好ましくは、所定雰囲気は、反応性の少ない不活性雰囲気であり、供給する不活性気体は、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガスからなる群から選択された少なくとも一つのガスあるいは窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガスのうちの２種以上を含む混合ガスである。本実施の形態で示したように、不活性気体として窒素ガスは、入手が容易で比較的安価であるため汎用性に富み、また、維持、メンテナンスが容易であるという有利な点がある。
【００６９】
次に、図４を参照して本発明の実施の形態に係る電離性放射線照射方法としての電子線照射方法について説明する。図４は、電子線照射方法を示す流れ図である。なお、以下の説明では、電子線照射装置１の構成要素の符号については適宜図１乃至図３を適宜参照する。
【００７０】
本発明の実施の形態に係る電子線照射方法は、薄膜材料１０を連続的に所定雰囲気としての窒素ガス雰囲気中に送り込む導入工程（Ｓ１０２）と、薄膜材料１０を窒素ガス雰囲気中に保持する保持工程（Ｓ１０６）と、電離性放射線としての電子線を窒素ガス雰囲気中に取り出して、窒素ガス雰囲気中で薄膜材料１０に照射する照射工程（Ｓ１０８）と、薄膜材料１０を連続的に窒素ガス雰囲気中から導出する導出工程（Ｓ１１２）と、本実施の形態では、導入工程（Ｓ１０２）及び導出工程（Ｓ１１２）の際に、薄膜材料１０の両面のそれぞれに接してシールするシール材としての上側シール６１、７１、下側シール６２、７２と薄膜材料１０とを接触させて、窒素ガス雰囲気を保持する第１の気密工程（Ｓ１０４）、第２の気密工程（Ｓ１１０）とを備える。
【００７１】
まず、導入工程（Ｓ１０２）に先だって窒素ガス供給工程として、不図示の窒素ガス供給装置から薄膜材料搬送路３内部へ窒素ガスの供給を開始する（Ｓ１００）。窒素ガス供給装置から供給される窒素ガスは、配管（不図示）、各供給ノズル１９５、窒素供給口本体１９１の本体内側、ステンレス製多孔板１９２の多数の孔１９２ａを通過して、薄膜材料搬送路３内部に均一に吹き出し、分散され、これにより、薄膜材料搬送路３内部が窒素ガス雰囲気となる。このとき、大気圧を超える圧力で窒素ガスを供給することにより、薄膜材料搬送路３内部に当初から存在した空気（大気）を排出し、窒素ガス雰囲気に置換することにより、電子線照射により有害なオゾンを発生させる酸素濃度が無害な濃度レベルまで迅速に低減される。
【００７２】
続いて、導入工程として、ロール状に巻かれた薄膜材料１０の一端を引き出し、薄膜材料導入口４を介して連続的に切れ目なく、内部雰囲気が窒素ガス雰囲気に置換された薄膜材料搬送路３内部に送り込む（Ｓ１０２）。
【００７３】
さらに、第１の気密工程として、薄膜材料１０を薄膜材料搬送路３内部に送り込む際に、導入側気密機構６の上側シール６１を薄膜材料１０の鉛直方向上面に、下側シール６２を鉛直方向下面に接触させて送り込むことで、酸素あるいは大気が薄膜材料搬送路３内部に流入すること及び窒素ガスが流出することを防ぎ、薄膜材料搬送路３内部の窒素ガス雰囲気を保持する（Ｓ１０４）。
【００７４】
次に、保持工程として、酸素あるいは大気を取り除いた状態で薄膜材料搬送路３内部に送り込まれた薄膜材料１０を窒素ガス雰囲気である薄膜材料搬送路３内部に保持しつつ、ローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃの上部を順に通過させ、処理室３２まで搬送する（Ｓ１０６）。
【００７５】
ここで、照射工程として、真空空間で加速され、照射窓２１を通って窒素ガス雰囲気である処理室３２に取り出された電子線を、薄膜材料搬送路３内部を搬送される薄膜材料１０に、処理室３２内で連続して照射する（Ｓ１０８）。電子線を照射された薄膜材料１０は、窒素ガス雰囲気である薄膜材料搬送路３内部に保持されつつ、ローラ３３ｄ、３３ｅ、３３ｆの上部を順に通過していき、薄膜材料導出口５に至る。
【００７６】
そして、第２の気密工程として、電子線が照射された薄膜材料１０を薄膜材料搬送路３外部に導出する際に、導出側気密機構７の上側シール７１を薄膜材料１０の鉛直方向上面に、下側シール７２を鉛直方向下面に接触させ、酸素あるいは大気が薄膜材料搬送路３内部に流入すること及び窒素ガスが流出することを防ぎ、薄膜材料搬送路３内部の窒素ガス雰囲気を保持し（Ｓ１１０）、導出工程として、電子線が照射された薄膜材料１０を薄膜材料導出口５を介して連続的に切れ目なく、薄膜材料搬送路３から外部に導出し（Ｓ１１２）、再びロール状に巻き取る、もしくは、次の必要な工程へと連続的に切れ目なく送り出す。
【００７７】
以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１又は電子線照射方法によれば、薄膜材料１０を連続的に送り込む薄膜材料導入口４と、連続的に導出する薄膜材料導出口５に、薄膜材料１０の両面にそれぞれに接する上側シール６１、７１、下側シール６２、７２を含んで構成される導入側気密機構６、導出側気密機構７を備えることによって、薄膜材料搬送路３の内部と外部との間を遮断して、薄膜材料搬送路３内部の気密性を良好にすることができ、酸素や大気の流入あるいは窒素ガスの流出が防止され、確実に窒素ガス雰囲気を確保することができ、当該窒素ガス雰囲気で薄膜材料１０に電子線を照射することができる。
【００７８】
すなわち、当初から薄膜材料搬送路３内部に存在した空気中の酸素は、運転に先立って予め薄膜材料搬送路３内部に大気圧を超える圧力で不活性気体を供給して、不活性気体に置換することにより事前除去が可能である。また、薄膜材料１０を照射処理開始と同時に薄膜材料１０と共に同伴し持ち込まれる酸素はほとんどない若しくは極微量であり、極微量の酸素は、照射する電子線による作用で瞬時に消費されるため実用上無害な酸素濃度レベルの雰囲気中で好適な処理の続行が可能である。
【００７９】
これにより、酸素に放射線が照射されることにより、酸化力の強い有害物質であるオゾンを発生させることを事実上防止し、薄膜材料１０内の過酸化ラジカル生成を抑制し、目的とは異なる結合組成を持った生成物を生成してしまうことを防止、すなわち、目的に沿った加工を行いつつ、薄膜材料１０を大量、かつ、連続的に電子線照射処理に供することができる。また、電子線照射処理後の薄膜材料１０の変色や機械的強度低下のような品質低下が無く、反応効率や反応収率を向上することができる。さらに、電子線照射装置１を構成する部材、例えば、電子線を真空容器２５から取り出す照射窓２１を構成する金属箔２１ａ、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２等の汚染、腐食劣化を防止することができ、寿命が延びるという有利な効果も併せて得られる。
【００８０】
なお、薄膜材料１０に電子線を照射する際の薄膜材料搬送路３内部の酸素濃度は、ゼロである必要はなく、電子線照射後の薄膜材料１０の品質に事実上の影響を及ぼさずに済むそれぞれの薄膜材料に固有の閾値以下の酸素濃度であればよい。すなわち、薄膜材料搬送路３内部の雰囲気中の酸素濃度が、その閾値以下ならば電子線照射後の薄膜材料１０は事実上の品質劣化等の不具合を生じない。したがって、薄膜材料搬送路３内部を外部（大気）に対して気密状態に保つことにより、当初から薄膜材料搬送路３内部に存在していた空気中の酸素が一定濃度以下まで不活性気体と置換された後は、薄膜材料搬送路３内部の雰囲気は事実上無害な組成となることになり、事実上有害な反応を起こすことはない。
【００８１】
以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１又は電子線照射方法では、薄膜材料搬送路３内部を外気（大気）から好適に効果的にシールできるため、フッ素樹脂製薄板を上側シール６１、７１、下側シール６２、７２の材料として採用することにより、薄膜材料搬送路３内部の残留酸素濃度を、従来の電子線照射装置又は電子線照射方法では実現できなかった１００ｐｐｍ以下の値、典型的には１０ｐｐｍ以下の値まで減少させることができる。なお、薄膜材料搬送路３内部の雰囲気中の残留酸素濃度の値は、薄膜材料搬送路３部からサンプル気体を捕集し、それを乾式酸素濃度計により連続自動計測を行うことにより得たものである。
【００８２】
また、以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１又は電子線照射方法によれば、薄膜材料搬送路３内部に大気圧を超える圧力で窒素ガスを供給することにより、薄膜材料搬送路３内部に当初から存在した空気（大気）を排出し、窒素ガス雰囲気で置換することにより、一層迅速に有害な酸素が無害な濃度レベルまで低減され、かつ、事実上無害な酸素濃度レベルを大幅に下回る酸素濃度レベルを実現でき、より好適な電子線照射処理が可能となる。また、照射窓２１を構成する金属箔２１ａ等の金属材料を腐食から一層効果的に守ることができる。さらに、導入側気密機構６、導出側気密機構７を備えているので、窒素ガス雰囲気に置換ために供給する窒素ガスの使用量を画期的に節約することができ、運転コストを低減することができる。また、有害オゾンの低減、流出防止により電子線照射装置１運用時の運転員に対する安全性も向上し、地球環境に配慮した電子線照射装置１又は電子線照射方法とすることができる。
【００８３】
以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１によれば、導入側気密機構６、導出側気密機構７を、薄膜材料１０の両面の各面それぞれに接してシールし薄膜材料搬送路３内部を気密に保持する上側シール６１、７１、下側シール６２、７２と、これを機械的に補強保持する上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４とを分けて備えるように構成したことにより、それぞれの機能に最も適した材料を選択することが出来るから、導入側気密機構６、導出側気密機構７として高度な性能を発揮することができる。
【００８４】
すなわち、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２は、薄膜材料１０の仕様や物性、摩擦抵抗等に対して最適な材料を選択し、大気中の酸素が薄膜材料搬送路３内部へ流入することによる不具合の発生を最小限に止める事ができ、さらに前記薄膜材料１０に応じて両面のそれぞれの面と上側シール６１、７１、下側シール６２、７２との間の隙間より一層少なくすることができるから、気密性が向上し、電子線照射処理後の薄膜材料１０の一層の品質向上や反応効率、反応収率の向上に貢献できる。さらに、上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４に、金属板を用いることにより、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２によって耐蝕性、気密性を向上させた上で、導入側気密機構６、導出側気密機構７の機械的な強度を向上させることができ、耐蝕性や耐放射線性に優れた導入側気密機構６、導出側気密機構７とすることができる。また、導入側気密機構６、導出側気密機構７の制作も容易となる。なお、耐放射線性に優れたとは、例えば、放射線によるダメージが少なくて済む性能のことをいう。
【００８５】
以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１によれば、電子線照射装置１の下流に化学反応処理装置を接続することで、窒素ガス雰囲気中で薄膜材料１０に電子線を照射した後に、薄膜材料１０を大気中に曝すことなく連続して別の化学反応処理を施すことができるので、薄膜材料１０上のラジカルの質の変質を最小限に押さえ、より効率的な処理が可能となり、さらに、時間の短縮、大量生産にも資することができる。
【００８６】
以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１によれば、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２は、薄膜材料１０に対して面的に接することとなるため、少なくとも線的に接するよりも確実に気密性を保持することができる。また、面的に接しているため、薄膜材料１０の搬送速度を上げても、薄膜材料１０が暴れたり、よれたりして、気密性が解除されてしまうことがない。
【００８７】
以上で説明した本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１によれば、処理室３２を含む薄膜材料搬送路３内部全体に均一に窒素ガスを充満させることができるので、薄膜材料１０に部分的に窒素ガスを吹き付ける場合と比較して、電子線照射後の薄膜材料１０の品質に偏りが生じることがなく、また、薄膜材料１０が高速で移動することで気流発生しても、薄膜材料搬送路３内部の窒素ガス分布が偏ってしまうことがない。
【００８８】
なお、本発明の実施の形態である電子線照射装置１又は電子線照射方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の変更が可能である。図５は、本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１の変形例を説明するための部分断面図であり、（ａ）は薄膜材料導入口４Ａの部分断面図、（ｂ）は薄膜材料導出口５Ａの部分断面図である。以下、図５を参照して本発明の実施の形態に係る電子線照射装置１の変形例について説明する。なお、本変形例に係る電子線照射装置１の説明では、以上で説明した実施の形態に係る電子線照射装置１と共通する構成については、重複した説明はできるだけ省略する。
【００８９】
本変形例に係る電子線照射装置１と、以上で説明した実施の形態に係る電子線照射装置１とは、薄膜材料導入口４Ａ、薄膜材料導出口５Ａの構成が異なる。さらに、具体的にいえば、本変形例に係る電子線照射装置１は、導入側気密機構６Ａ、導出側気密機構７Ａが図２で説明した上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４、スペーサ６７、７７を備えていない点で以上で説明した実施の形態に係る電子線照射装置１と異なる。すなわち、導入側気密機構６Ａ、導出側気密機構７Ａは、シール材としての上側シール６１Ａ、７１Ａ、下側シール６２Ａ、７２Ａを機械的に補強保持する補強材としての上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４（図２参照）を備えない構成とすることができる。
【００９０】
上側シール６１Ａ、７１Ａは略長方形板状に形成され、下側シール６２Ａ、７２Ａは略長方形状板をくの字型に折り曲げて形成される。上側シール６１Ａは固定ボルト６５Ａ、上側シール７１Ａは固定ボルト７５Ａ、下側シール６２Ａは固定ボルト６６Ａ、下側シール７２Ａは固定ボルト７６Ａによって、それぞれ上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４、スペーサ６７、７７（図２参照）等を介さずに直接ケーシング３１に固定される。
【００９１】
図２で説明した実施の形態に係る電子線照射装置１の上側シール６１、７１、下側シール６２、７２（図２参照）は、例えば、厚さ０．１ｍｍから５ｍｍ程度、好ましくは０．５ｍｍから１ｍｍ程度、典型的には、厚さ０．５ｍｍ程度のフッ素系樹脂の薄板であるものとして説明した。これに対して、本図で説明した変形例に係る電子線照射装置１の上側シール６１Ａ、７１Ａ、下側シール６２Ａ、７２Ａは、上側シール６１Ａ、７１Ａ、下側シール６２Ａ、７２Ａを機械的に補強保持する補強材によって補強されていない分、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２（図２参照）よりも厚く形成するとよい。上側シール６１Ａ、７１Ａ、下側シール６２Ａ、７２Ａは、単独で充分な機械強度を有するために、例えば、厚さ０．５ｍｍから１０ｍｍ程度、好ましくは１ｍｍから５ｍｍ程度、典型的には、厚さ２ｍｍ程度のフッ素系樹脂の薄板とするとよい。
【００９２】
図５で説明した変形例に係る電子線照射装置１によれば、導入側気密機構６Ａ、導出側気密機構７Ａは、設計が容易で加工しやすく、また、組み立てやすい構成とすることができ、さらに、薄膜材料の仕様や物性、電離性放射線の照射条件などに応じて、必要に応じた適切な材料を選択し、気密機構として高度な性能を発揮することができる。また、組み立てやすい構成となっていることから、シール材の取り替えも容易となり、メンテナンスが容易で多種多様な薄膜材料の電子線照射処理に供する電子線照射装置とすることができる。
【００９３】
なお、以上の説明では、電離性放射線は、電子線の場合で説明したが、α線、β線、γ線、Ｘ線、紫外線でもよい。なお、以上で説明した電子線照射では、放射線の透過力は小さいが、線量率が大きいため、上述したように、薄膜材料をロールから高速で送り込んで照射を行い、再びロールに巻き取る方法を採用することができ、薄膜材料の全長など処理量が大きくなっても問題が生じないので大量生産に向いている。
【００９４】
以上の説明では、電子線照射器２は、単段式電子加速（非走査式）の照射器であるものとして説明したが、多段式電子加速（走査式）の照射器でもよいことはいうまでもないが、単段式電子加速（非走査式）の照射器であれば、放射線の遮蔽は自己遮蔽型（例えば、図２の鉛遮蔽１１）でよく、コンクリート遮蔽施設等が不要なため、設置コストが低く、小型化することができる。
【００９５】
以上の説明では、電子線照射装置１は、気密機構は、薄膜材料導入口４、４Ａ及び薄膜材料導出口５、５Ａにそれぞれ配設されるものとして説明したが、少なくともどちらか一方に配設されていればよい。この場合、電子線照射装置１は、薄膜材料搬送路３内部の窒素ガスが一方向に流れるように、例えば、薄膜材料導入口４、４Ａにのみ気密機構を配設した場合には、薄膜材料導出口５、５Ａのみから流出するように構成すればよい。同様に、電子線照射方法は、導入工程（Ｓ１０２）又は導出工程（Ｓ１１２）の少なくともどちらか一方の工程の際に、気密工程を実行すればよい。
【００９６】
以上の説明では、電子線照射装置１は、窒素供給口として第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６を４系統、第２の窒素供給口９３、９４を２系統備えるものとして説明したが、これに限らず、例えば、第１の窒素供給口のみで構成してもよいし、第２の窒素供給口のみで構成してもよい。なお、第２の窒素供給口は、上述したように、運転中に発熱する照射窓２１を冷却するのが主な目的ではあるが、薄膜材料搬送路３内部を窒素ガス雰囲気に置換することに資することはいうまでもない。
【実施例】
【００９７】
（実施例１）図１、図２を参照して具体的な実施例について説明する。本実施例では、薄膜材料１０の両面のそれぞれに接してシールする上側シール６１、７１、下側シール６２、７２にはフッ素樹脂製薄板を、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２を機械的に補強保持する上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４にはステンレス製薄板を用いた。
【００９８】
具体的には、厚さ０．５ｍｍのフッ素樹脂（商品名：テフロン（登録商標））製薄板を上側シール６１、７１、下側シール６２、７２として、それぞれ、上側押え板６３、７３、下側押え板６４、７４とケーシング３１とで挟み込んだ１組の気密機構を計４組作成し、２組を１対として、電子線照射装置１の薄膜材料導入口４および薄膜材料導出口５に各１対をそれぞれ導入側気密機構６、導出側気密機構７として配設した。導入側気密機構６、導出側気密機構７は、上側シール６１、７１、下側シール６２、７２を薄膜材料１０を挟み込むようにその両面に配置し、薄膜材料１０とフッ素樹脂製薄板が接することにより相互の間隙が十分に少なくなるように固定ボルト６５、６６、７５、７６で固定し、十分なシール性能を発揮するように薄膜材料１０の上面と上側シール６１、７１、薄膜材料１０の下面と下側シール６２、７２とを接触させて配置した。
【００９９】
さらに、照射窓２１を挟んで薄膜材料１０の搬送方向に対して上流側および下流側にそれぞれ２系統づつ、合計４系統の第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６を取り付けた。第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６は、ステンレス製多孔板構造とし、窒素ガスの分散性を確保する構造とした。また、照射窓２１の上流側と下流側、真空容器２５とケーシング３１が接している部分の近傍に第２の窒素供給口９３、９４を各１系統、合計２系統を取り付けた。金属箔２１ａには、厚さ０．０１３ｍｍの純チタン箔を用いた。
【０１００】
本実施例で使用した電子線照射装置１のその他の主な仕様を以下に示す。
（１）型式：単段加速式電子線照射装置
（２）加速電圧：１５０〜２５０ｋＶ
（３）電流：０．５〜２０ ｍＡ
（４）照射方式および照射方向：連続式、垂直照射
（５）窒素供給流量および供給系統：０．３〜３．０ Ｎｍ３／ｈ×６系統
【０１０１】
本実施例では、窒素供給流量仕様最小値（０．３ Ｎｍ３／ｈ）の窒素ガスを、第１の窒素供給口９１、９２、９５、９６の４系統、第２の窒素供給口９３、９４の２系統からなる計６系統のそれぞれ１つ１つの系統全てに均しく供給したところ、約２０分で薄膜材料搬送路３内部の残存酸素濃度は、１０ｐｐｍ以下にまで低下した。なお、この測定を行ったときは次に述べる合成繊維不織布を本電子線照射装置１にセットしてあり、搬送動作をしていない状態にあった。
【０１０２】
さらに、引き続いて薄膜材料１０としての合成繊維不織布を、搬送速度０．１〜１０ｍ／ｍｉｎの間で、数種類の速度を選んで、それぞれ一定の速度にて連続的に搬送したところ、各速度での残存酸素濃度を比較したが、残存酸素濃度に変化は認められず、電子線照射装置１の薄膜材料搬送路３内部は高い気密性を確保できていることが確認できた。
【０１０３】
さらに、ハロゲン系合成繊維不織布を電子線照射装置１により連続的に照射処理させながら、ビニル基を有する機能性単量体を連続的に反応させる運転を合計１２０時間実施した後、照射窓２１を目視点検したところ、照射窓２１を構成する金属箔２１ａの汚染や腐蝕劣化の兆しは全く認められず、本発明による電子線照射装置１が高い気密性を確保できていることが腐蝕性の面からもまた確認できた。なお、照射窓２１付近は電子線の照射を受ける部分なので電子線照射装置１内部にオゾン等の腐蝕性ガスがあれば照射窓２１付近の金属材料が腐蝕されるので、この腐蝕の有無は腐蝕性ガスの事実上の存在の有無を示し、ひいては電子線照射装置１の気密性良否の判断に用いることができるのである。なお、窒素ガスの使用量は２Ｎｍ３／ｈであり、導入側気密機構６、導出側気密機構７を装備することにより、以下の比較例―１に示す先行機種と比べて約１０％以下に画期的に節約することができた。
【０１０４】
（比較例１）図６を参照して比較例について説明する。図６は、比較例に係る電子線照射装置３０１の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は薄膜材料導入口３０４の部分断面図である。本比較例に係る電子線処理装置３０１は、電子を発生させるフィラメントや関連部品を収納する真空容器を有する電子線照射器３０２、薄膜材料１０を所定雰囲気中に保持する薄膜材料搬送路３０３、薄膜材料搬送路３０３に形成され、薄膜材料１０を連続的に薄膜材料搬送路３０３に送り込む薄膜材料導入口３０４、薄膜材料搬送路３０３に形成され、薄膜材料１０を連続的に薄膜材料搬送路３０３から導出する薄膜材料導出口３０５、電子線照射器３０２に形成され、電子線を薄膜材料搬送路３０３に取り出して、薄膜材料搬送路３０３内部で薄膜材料１０に電子線を照射する照射窓３２１、電子を加速させるのに必要な高電圧電源３０８等を備える点では、実施例１で示した電子線照射装置１とほぼ同様である。
【０１０５】
しかしながら、本比較例に係る電子線処理装置３０１は、主に、導入側気密機構６、導出側気密機構７を備えていない点で実施例１とは異なる。また、第１の窒素供給口が、照射窓３２１の下流側には１系統のみである点も異なる（照射窓３２１の上流側の第１の窒素供給口３９１、３９２、下流側の第１の窒素供給口３９５、第２の窒素供給口３９３、３９４は備えている。）。
【０１０６】
図６（ｂ）に示すように、電子線処理装置３０１では、導入側気密機構６、導出側気密機構７に代わり、薄膜材料１０が通過するスリット３０４ａが形成された板状の入口フランジ３０４ｂを備えている。薄膜材料１０が通過するスリット３０４ａの間隙の幅Ｌは、厚み０．０２５ｍｍ〜１．０ｍｍの薄膜材料に対して、１１ｍｍであった。
【０１０７】
本比較例で使用した電子線照射装置３０１のその他の主な仕様を以下に示す。
（１）型式：単段加速式電子線照射装置
（２）加速電圧：１５０〜３００ｋＶ
（３）電流：０．５〜２０ ｍＡ
（４）照射方式および照射方向：バッチ式または連続式、垂直照射
（５）窒素供給流量および供給系統：３．０〜３０．０ Ｎｍ３／ｈ×５系統
以上の電子線処理装置３０１に対して、上述の実施例の電子線照射装置１と同様な試験を行い比較した。
【０１０８】
本比較例で使用した電子線照射装置３０１は、バッチまたは連続照射切り替え可能な方式をとっており、内部構造は大気開放となっているために、１００ｐｐｍ以下の残留酸素濃度達成は困難であった。この従来機種を連続式で使用する場合、薄膜材料導入口３０４、薄膜材料導出口３０５では、間隙１１ｍｍのスリット３０４ａを有するフランジ方式であったため、薄膜材料１０が送り込まれる、あるいは導出される際の、スリット３０４ａの（薄膜材料１０を中心として）片側の隙間だけでも５ｍｍ以上もあった。
【０１０９】
窒素供給流量を調節することにより、薄膜材料搬送路３０３内部の酸素濃度を低下することは可能であったが、薄膜材料搬送路３０３内部における残留酸素濃度の最低維持値は２００〜３００ｐｐｍであった。
【０１１０】
薄膜材料搬送路３０３内部を、前記の最低維持値（２００〜３００ｐｐｍ）に保持するために必要な全窒素供給流量は、約２０Ｎｍ３／ｈであった。さらに、ハロゲン系合成繊維不織布を連続照射して運転すると、該不織布の放射線分解に起因する腐蝕性ガスにより照射窓３２１に使用している金属箔（不図示）表面に汚染物が沈着すると同時に激しく腐蝕され、最短実績では約３０時間の運転により該金属箔の交換が必要であった。この従来機種との比較例によっても、本発明による電子線照射装置１がもたらす気密性の効果の重要性は明白である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子線照射装置の構成を示す図であり、（ａ）は電子線照射装置の平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は（ａ）に示すｄ−ｄ部分断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電子線照射装置の部分断面図であり、（ａ）は薄膜材料導入口の部分断面図、（ｂ）は薄膜材料導出口の部分断面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る電子線照射装置の第１の窒素供給口を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は外観を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る電子線照射方法を示す流れ図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る電子線照射装置の変形例を説明するための部分断面図であり、（ａ）は薄膜材料導入口の部分断面図、（ｂ）は薄膜材料導出口の部分断面図である。
【図６】比較例に係る電子線照射装置の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は薄膜材料導入口の部分断面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１ 電子線照射装置
２ 電子線照射器
３ 薄膜材料搬送路
４、４Ａ 薄膜材料導入口
５、５Ａ 薄膜材料導出口
６、６Ａ 導入側気密機構
７、７Ａ 導出側気密機構
８ 高電圧電源
１０ 薄膜材料
１１ 鉛遮蔽
２１ 照射窓
２１ａ 金属箔
２２ 棒状フィラメント
２３ シールド電極
２４ グリット電極
２５ 真空容器
３１ ケーシング
３２ 処理室
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｆ、４３、５３ ローラ
３３ａ’、３３ｂ’、３３ｃ’、３３ｄ’、３３ｆ’ 凹部
６１、７１、６１Ａ、７１Ａ 上側シール
６２、７２、６２Ａ、７２Ａ 下側シール
６３、７３ 上側押え板
６４、７４ 下側押え板
６５、６６、７５、７６、６５Ａ、６６Ａ、７５Ａ、７６Ａ 固定ボルト
６７、７７ スペーサ
９１、９２、９５、９６ 第１の窒素供給口
９１’、９２’、９５’、９６’ 設置孔
９３、９４ 第２の窒素供給口
１９１ 窒素供給口本体
１９２ ステンレス製多孔板
１９２ａ 孔
１９３ フランジ
１９４ 供給口組付け用ボルト
１９５ 供給ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電離性放射線を照射する照射部と；
薄膜材料を所定雰囲気中に保持する処理部と；
前記処理部に形成され、前記薄膜材料を連続的に前記処理部に送り込む導入部と；
前記処理部に形成され、前記薄膜材料を連続的に前記処理部から導出する導出部と；
前記導入部または前記導出部に配設され、前記薄膜材料の両面に接し前記所定雰囲気を保持する気密機構とを備え；
前記照射部には、前記電離性放射線を前記処理部に取り出して、前記処理部内で前記薄膜材料に前記電離性放射線を照射する照射窓が形成されている；
電離性放射線照射装置。
【請求項２】
前記気密機構は、前記薄膜材料の両面のそれぞれに接してシールするシール材を有する、請求項１に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項３】
前記気密機構は、前記シール材を機械的に補強保持する補強材を有する、請求項２に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項４】
前記シール材は、天然ゴム、合成ゴム、天然樹脂、合成樹脂、無機材料からなる群より選択された少なくとも一つの材料であり、前記補強材は金属板である、請求項３に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項５】
前記シール材は、ブタジエン系ゴム、スチレン系ゴム、ブチル系ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、ニトリル系ゴム、アクリル系ゴム、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴムからなる群から選択された少なくとも一つの合成ゴム、又は、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、ブチル樹脂、エチレン・プロピレン樹脂、ニトリル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂からなる群から選択された少なくとも一つの合成樹脂である、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項６】
前記金属板は、アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ステンレス鋼からなる群から選択された少なくとも一つの金属又はその合金製である、請求項４又は請求項５に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項７】
前記処理部内に不活性気体を供給して前記所定雰囲気を不活性雰囲気とする不活性気体供給部を備える；
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項８】
前記不活性気体は、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガスからなる群から選択された少なくとも一つのガスを含む、請求項７に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項９】
薄膜材料を連続的に所定雰囲気中に送り込む導入工程と；
前記薄膜材料を前記所定雰囲気中に保持する保持工程と；
電離性放射線を前記所定雰囲気中に取り出して、前記所定雰囲気中で前記薄膜材料に照射する照射工程と；
前記薄膜材料を連続的に前記所定雰囲気中から導出する導出工程と；
前記導入工程または前記導出工程の際に、前記薄膜材料の両面のそれぞれに接してシールするシール材と前記薄膜材料とを接触させて、前記所定雰囲気を保持する気密工程とを備える；
電離性放射線照射方法。
【請求項１】
電離性放射線を照射する照射部と；
薄膜材料を所定雰囲気中に保持する処理部と；
前記処理部に形成され、前記薄膜材料を連続的に前記処理部に送り込む導入部と；
前記処理部に形成され、前記薄膜材料を連続的に前記処理部から導出する導出部と；
前記導入部または前記導出部に配設され、前記薄膜材料の両面に接し前記所定雰囲気を保持する気密機構とを備え；
前記照射部には、前記電離性放射線を前記処理部に取り出して、前記処理部内で前記薄膜材料に前記電離性放射線を照射する照射窓が形成されている；
電離性放射線照射装置。
【請求項２】
前記気密機構は、前記薄膜材料の両面のそれぞれに接してシールするシール材を有する、請求項１に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項３】
前記気密機構は、前記シール材を機械的に補強保持する補強材を有する、請求項２に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項４】
前記シール材は、天然ゴム、合成ゴム、天然樹脂、合成樹脂、無機材料からなる群より選択された少なくとも一つの材料であり、前記補強材は金属板である、請求項３に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項５】
前記シール材は、ブタジエン系ゴム、スチレン系ゴム、ブチル系ゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、ニトリル系ゴム、アクリル系ゴム、ウレタン系ゴム、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴムからなる群から選択された少なくとも一つの合成ゴム、又は、ブタジエン樹脂、スチレン樹脂、ブチル樹脂、エチレン・プロピレン樹脂、ニトリル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂からなる群から選択された少なくとも一つの合成樹脂である、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項６】
前記金属板は、アルミニウム、チタン、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ステンレス鋼からなる群から選択された少なくとも一つの金属又はその合金製である、請求項４又は請求項５に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項７】
前記処理部内に不活性気体を供給して前記所定雰囲気を不活性雰囲気とする不活性気体供給部を備える；
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項８】
前記不活性気体は、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガスからなる群から選択された少なくとも一つのガスを含む、請求項７に記載の電離性放射線照射装置。
【請求項９】
薄膜材料を連続的に所定雰囲気中に送り込む導入工程と；
前記薄膜材料を前記所定雰囲気中に保持する保持工程と；
電離性放射線を前記所定雰囲気中に取り出して、前記所定雰囲気中で前記薄膜材料に照射する照射工程と；
前記薄膜材料を連続的に前記所定雰囲気中から導出する導出工程と；
前記導入工程または前記導出工程の際に、前記薄膜材料の両面のそれぞれに接してシールするシール材と前記薄膜材料とを接触させて、前記所定雰囲気を保持する気密工程とを備える；
電離性放射線照射方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００６−３１２８（Ｐ２００６−３１２８Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７７５６９（Ｐ２００４−１７７５６９）
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１５日（２００４．６．１５）
【出願人】（００００００２３９）株式会社荏原製作所 (1,477)
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