[发明专利]一种电子束装置、吸气器片和制造装配有所述吸气器片的电子束装置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子束装置，在所述电子束装置中使用的吸气器片，以及制造装配有所述吸气器片的电子束装置的方法。

背景技术

典型的电子束装置包括气封的(即真空密封)主体，在该主体内布置阴极外壳。阴极外壳包括由电流加热的丝状体，以便用于产生电子。这样产生的电子通过高电压电势加速并通过所述主体的出射窗射出，该出射窗通常为由支承栅支撑的薄窗箔。电子束装置可用于多种用途，如油墨或粘合剂的固化，或容积或表面的灭菌。根据诸如加速电压、光束轮廓等应用特性的不同，电子束装置的形状会有所不同。本发明的教导可以有利地应用到用于包装材料卷材的杀菌的电子束装置，因为它可以显著提高被设计为用于该目的的电子束装置的性能。但是应当理解，它可以被应用到具有类似结构的其他电子束装置。

在包装材料卷材的杀菌的领域中，一旦杀菌的质量得到保证，例如稳定性、耐用性和寿命等性能因素是关键问题。所有提及的部分以及更多的部分可能为了使电子束装置在任何给定的情况下产生期望的光束形状而进行优化。

本发明涉及用于处理较大表面的如用于制作包装容器的包装材料卷材的细长的电子束装置的情形。更具体地，本发明涉及这样的电子束装置的关于确保有足够的质量同时简化电子束装置的组装的方面的改进。

密封的电子束装置不包含任何为了用于保持真空的真空泵。在制造电子束装置的过程中仅使用真空泵以创建真空，其后该电子束装置是密封的。为了提供在制造过程中使用更少的高速率的泵吸设备的可能性，并为了在电子束装置完成并保持真空，也可使用吸气器。术语“吸气器”通常是指在真空环境内部化学吸收或结合气态分子到其表面的反应性物质。化学吸气器通过使化学活性气体结合化学活性金属以形成固体化合物的化学反应提供了泵吸作用。气体分子，例如H₂、CO、CO₂、O₂、N₂和NO_x，本质上形成非反应性的氧化物、碳化物和氮化物。通常，这些反应通过离解化学吸附，之后反应以形成所产生的氧化物、碳化物或氮化物，得以进行。氢，H₂，化合物似乎是例外，随着氢被离解地化学吸附，然后被溶解到金属主体。因此，吸气器能够永久地从真空空间除去少量的剩余气体。

使用吸气器进一步提高了电子束装置中的高电压稳定性和电弧发生的速率方面的性能。另外，可以预期更长的寿命。

有几种类型的吸气器。常见的类型是由例如锆或钛等金属制成的非蒸发性吸气器。

当非蒸发性吸气器被暴露在空气中用于运送或装载到该电子束装置中时，材料的表面会与周围的气体发生反应。这意味着一旦安装完毕，吸气器被封入氧化物、氮化物和碳化物的包围中。因此，吸气器材料是“饱和的”，即基本上是惰性的，并且不会提供活性吸气器泵吸表面。活化是必要的，以便开始泵吸作用。活化是通过当电子束装置已被密封并抽真空时，在适当的时间段期间将吸气器暴露在高的温度下进行的。活化过程去除表面氧化物层、氮化物层和碳化物层，通过它们的扩散到吸气器的体型内，并提供干净的金属表面准备与在真空反应环境中的撞击气体分子反应。泵吸作用将持续直到吸气器再次“饱和”，并且需要新的活化循环。活化周期之间的吸气器的运行时间取决于在电子束装置中剩余的或者潜在的泄漏的气体的量。

泵吸作用，即吸气器的吸收各种气体的能力，其随吸气器的温度改变而改变。高温下一般产生高的泵吸作用。

发明内容

本发明的一个目的是提供具有一个或多个吸气器片的电子束装置，其中，所述吸气器片被布置成使得它们可以在电子束装置的制造过程和电子束装置的操作过程两者中被容易地和均匀地加热。所述目的是通过具有设置有出射窗的主体的电子束装置来实现的，所述主体形成或至少部分地形成真空室，所述真空室包括在其中的阴极外壳和至少一个电子产生丝状体，其中，至少一个吸气器片被设置在阴极外壳和丝状体之间。无论是在制造和操作过程中，丝状体具有较高的温度，并通过直接把吸气器片放置在从丝状体所辐射的热量中，很容易确保，该吸气器片将被正确活化，并在电子束装置的操作过程中将具有基本上最佳的工作温度。

在本发明的一个实施方式中，所述主体是细长形状，所述出射窗在所述管状体的长度方向上延伸，所述阴极外壳是细长的形状，并且所述至少一个电子产生丝状体沿所述阴极外壳的所述细长形状部延伸。这种类型的电子束装置可用于包装材料宽幅卷材的灭菌或在宽幅卷材或片材上的油墨的固化。