JP2002006100A

JP2002006100A - 電子線照射方法及びその装置

Info

Publication number: JP2002006100A
Application number: JP2000191802A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yamakawa; 隆山川
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2002-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】一つの電子線加速器で効率よく両面照射が可
能な、然も、処理効率が良く生産性の高い電子線照射方
法及びその装置を提供すること。【手段】本発明は電子線照射により二次的に生成され
るＸ線を遮蔽する遮蔽空間内を周回しながら被照射物を
側方より片面照射する電子線照射装置と、前記照射位置
搬送方向下流側と上流側間に、被照射物を並行移動させ
ながら下流側より上流側に戻す被照射物並行移動手段と
を具え、前記並行移動手段により片面照射後の被照射物
が、照射位置上流側に戻り、照射されていない反対側の
面を、電子線照射側に対面させて二周回により前記被照
射物の両面を照射させることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば飲料水容器
や医療機器等のように立体形状をもつ被照射物を搬送し
ながら、該被照射物に高エネルギ電子線を照射して殺菌
等の初期の目的を達成する電子線照射方法及びその装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、飲料水容器や医療機器等の滅菌方
法として電子線照射滅菌装置が開発されている。かかる
装置は、電子線の加速電圧を大きくすることで、医療用
具等を滅菌可能とするもので、被照射物の耐熱性や残留
毒性の心配がなく、更に滅菌処理時間が極めて短時間で
処理が可能であるとともに、電源を切れば、瞬時に照射
を停止し、環境上の安全性が高く、コスト面からも安価
である等の有利性を有す。更に、γ線照射との違いは、
材料劣化が小さいと言われていることである。このた
め、材料選択の範囲が広がる可能性がある。

【０００３】このように、ある程度以上の肉厚を有し、
特に前記したような医療機器等を滅菌する際には十分な
量の電子線の照射が必要となるため、一般に使用される
浸透性の低い低エネルギ電子線では不十分であり、産業
応用として許されている限界に近い電子線エネルギをも
つ５〜１０ＭｅＶの電子線が多く利用されている。しか
し、特に厚肉で高密度の被照射物の場合は、透過力の不
足により、１０ＭｅＶの電子線を照射しても、電子線照
射時に一製品中の各部位間の線量分布（最大線量と最小
線量との比）が大きくなり、その値が大きいほど、材質
劣化、溶出物析出等の問題を生じていた。

【０００４】具体的には、照射基準を最大線量部位に合
わせると、最小線量位置での滅菌が不十分になり、又照
射基準を最小線量部位に合わせると、前記被照射物は一
般に有機材料で製造されているために、最大線量位置で
過大照射となり、材料の劣化や着色が生じてしまう。

【０００５】この為、照射による透過力不足を補うため
に、表裏両面から電子線を照射する両面照射方式が考え
られるが、１０ＭｅＶの電子線を照射装置は極めて高価
であり、複数の照射装置を設置することはコスト的に困
難である。

【０００６】かかる課題を解消するために、低エネルギ
照射の電子線加速器を用いたものであるが、コンベアを
ジグザグ(Ｚ状)状に配置し、その間を架けわたすように
前記２つの電子線加速器を配置する。そしてコンベアの
第１の照射領域の後側であって第二の電子線照射領域の
手前側のコンベア搬送経路上に被処理物を反転させる反
転装置を設ける。被処理物が反転する位置は前後の被処
理物に挟まれる空間位置であるために、反転により被処
理物が汚染される恐れがない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような装置は低エネルギの電子線を用いる装置であるた
めに、複数の加速器を用いた構成に出来るが、高エネル
ギの電子線加速器は、低エネルギ電子線加速器に比べて
極めてコスト高である。又１８０°天地反転する機構で
は、天地反転となる為内容物が逆になり梱包状態が乱
れ、また内部に充填している液等も一緒に混じり合って
しまい、時間差をおいた両面照射の効果が出にくい。そ
こで本発明は、上述した問題を解決し一つの電子線加速
器で効率よく両面照射が可能な、然も、処理効率が良く
生産性の高い電子線照射方法及びその装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するために、請求項１記載の発明は、立体被照射物を
所定方向に搬送させながら電子線を照射して殺菌等の所
期の目的を達成する電子線照射方法において、前記電子
線照射により二次的に生成されるＸ線を遮蔽する遮蔽空
間内を周回しながら被照射物を側方より片面照射する電
子線照射装置と、前記照射位置搬送方向下流側と上流側
間に、被照射物を並行移動させながら下流側より上流側
に戻す被照射物並行移動手段とを具え、前記並行移動手
段により片面照射後の被照射物が、照射位置上流側に戻
り、照射されていない反対側の面を、電子線照射側に対
面させて二周回により前記被照射物の両面を照射させる
ことを特徴とする。

【０００９】かかる発明によれば、「側方よりの片面照
射と」位置口から出口側に向けて周回する搬送経路上
で、下流から上流側に並行移動することで又電子線が照
射されていない反対側の面が、電子線照射装置に対面す
る側になり、二周回で両面照射が円滑に行われる。

【００１０】請求項２記載の発明は、前記発明を効果的
に実施する電子線照射装置に関するもので、前記電子線
照射により二次的に生成されるＸ線を遮蔽する遮蔽空間
内を周回するコンベアと、該コンベア上に載置された被
照射物を前記遮蔽空間内で側方より片面照射する電子線
照射装置と、前記照射位置下流側のコンベア搬送位置
と、前記照射位置上流側のコンベア搬送位置間を連絡す
る如く架け渡した被照射物並行移動手段とを具え、前記
並行移動手段により片面照射後の被照射物が、照射位置
上流側のコンベアに移動し、照射されていない反対側の
面が、電子線照射側に対面可能に構成したことを特徴と
する。

【００１１】請求項３記載の発明は、前記コンベアの周
回路上の電子線非照射域に絞り部を設け、該絞り部に被
照射物並行移動手段を架設したことを特徴とする。かか
る発明によれば、被照射物並行移動手段の架設位置が電
子線非照射域であるために、その移動手段の駆動部等が
電子線照射領域から発生するＸ線に侵されて破損するこ
とはない。又絞り部に架設されている為に、並行移動距
離が最も小さくなり並行移動中における倒れ等が解消で
きる。

【００１２】請求項４記載の発明は、前記遮蔽空間の入
口側と出口側を一致させ、該入出口部間の作業域空間に
被照射物並行移動手段を架設したことを特徴とする。か
かる発明は遮蔽空間の入出口側は、既にＸ線の漏洩が封
止されている状態であるために、被照射物並行移動手段
を架設してもその移動手段の駆動部等がＸ線に侵されて
破損することはない。又架設位置は作業域空間であるた
めにその部分での保守が容易である。また、本発明は、
前記入出口部におけるコンベアの被照射物の搬送サイク
ル(速度)と被照射物並行移動手段の被照射物の移動サイ
クル(速度)を実質的に同期、若しくは移動速度を速くし
たことを特徴とする。かかる発明によればコンベアの搬
送速度で隘路となることなく、円滑な周回が可能とな
る。尚、照射位置におけるコンベアの移動速度は照射量
に対応させるために、出入り口部における移動速度と異
なる場合が多い為に、一致若しくは速くさせるのは出入
り口部における移動速度である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例
に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相
対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明
の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に
過ぎない。本実施形態における被照射物は、医療機器等
の立体形状を有する被照射物を方形のカートンケースに
収納したものを用いた。また、このような立体形状の被
照射物の電子線滅菌装置として１０ＭｅＶの電子線照射
装置を使用する。

【００１４】図１は本発明の基本構成図で、図２、図３
は夫々本発明の被照射物並行移動コンベアの第１、第２
実施例を示す概略平面図とその正面断面図である。図１
において、電子線より二次的に発生したＸ線の拡散を防
ぐ遮蔽壁２１−２２に囲まれた搬送経路２０上には被照
射物１を入口側より電子線照射域を通って出口側に導く
搬送コンベア１２を有し、該搬送コンベア１２は図４に
示すように複数のコンベア１２〜１４よりなるが、便宜
上入口側より照射域までを入口側コンベア１２Ａと、照
射域より出口側までを出口コンベア１２Ｂと指称する。
又電子線照射域のコンベア１２側方には電子線加速器１
０が配設されている。

【００１５】そして前記遮蔽空間からなる搬送経路２０
の入口側と出口側を一致させその部分２０Ａに、コンベ
ア１２の出口側と入口側を一致させるとともに、該コン
ベア１２の出口側部分１２０Ｂと入口側部分１２０Ａは
作業領域１９を介して並行に配置され、該作業領域１９
上に被照射物並行移動コンベア１２が架設されている。
図１において遮蔽壁２１−２２内に設けられた搬送経路
２０上には被照射物１を入口側１２０Ａより電子線照射
域２５を通って出口側１２０Ｂに導く搬送コンベア１２
を有し、該搬送コンベア１２は図２に示すように複数の
コンベア１２〜１４よりなるが、便宜上入口側１２０Ａ
より照射域２５までを入口側コンベア１２Ａと、照射域
２５より出口側１２０Ｂまでを出口コンベア１２Ｂと指
称する。又電子線照射域２５のコンベア１２側方には電
子線加速器１０が配設されている。

【００１６】前記並行に配置されたコンベア１２は、図
２に示す並行移動コンベアの第１実施例に示すように、
所定間隔毎に段状突起１１２を有する断続移動コンベア
１１０と、出口側コンベア１２Ｂに載置された被照射物
１を前記断続移動コンベア１１０側にスライドさせるプ
ッシャ１１１を具え、前記プッシャ１１１の押出しサイ
クルに同期させて断続移動コンベア１１０を突起間距離
Ｓずつ断続移動するようにコンベア１２本体を構成す
る。

【００１７】かかる実施形態の動作を説明する。搬送経
路入口側１２０Ａより入口側コンベア１２Ａに載置した
被照射物１は、電子線照射域２５に達すると、加速器１
０により片側が照射された後(１Ａ)出口側コンベア１２
Ｂにより搬送経路出口側１２０Ｂに達する(１Ｂ)。搬送
経路出口側１２０Ｂでは、前記プッシャ１１１の位置に
片側照射した被照射物１が達すると、前記コンベア１２
は、所定間隔Ｓ毎に突設された段状突起１１２を後側に
背にした位置に断続移動コンベア１１０を所定距離Ｓだ
け移動させた状態で停止し、出口側コンベア１２Ｂに達
した片側照射被照射物(１Ｂ)を前記プッシャ１１１にて
コンベア１１０側にスライドさせる。

【００１８】以下順次前記プッシャ１１１の位置に片側
照射した被照射物１(１Ｃ_１…)が達する毎に移動コンベ
ア１１０が段状突起間距離Ｓだけ所定間隔移動し、片側
照射被照射物１を前記プッシャ１１１にてコンベア１１
０に並行スライドさせる。

【００１９】そして前記断続移動コンベア１１０の夫々
の間隔部に搭載された被照射物１Ｃ _１…が、入口側コン
ベア１２Ａの対面位置に達する毎に、前記段状突起１１
２を利用して入口側コンベア１２Ａに押し出される。

【００２０】これにより断続移動コンベア１１０で、出
口側コンベア１２との対面位置に達した片側照射被照射
物１を前記突起部１１２の力により順次入口コンベア１
２Ａ側に押し出させることが出来る。そして前プッシャ
１１１の押し出しサイクルと同期して断続移動コンベア
１１０は、段状突起間隔サイクルＳだけ間隔移動し、段
状突起１１２を後側に背にした位置にプッシャ１１１と
対面するようになる。

【００２１】また、被照射物並行移動コンベアの第２実
施例として、図３にその概略平面図と正面断面図を示
す。図３において、１２Ａ、１２Ｂは搬送用ローラコン
ベア、１１４は搬出系ローラコンベア１２Ｂの出口側に
位置するストッパ、１１５は搬入系ローラコンベア１２
Ａ上に位置する並行移動用ストッパで、コンベア１２Ｂ
と反対側側方に配設されている。さらに、コンベア１２
Ａとコンベア１２Ｂにはチェーン１１３が架け渡されて
おり、通常は該コンベア１２Ａ、１２Ｂの下方に位置し
ている。

【００２２】かかる第２実施例の作用を説明するに、上
記第１実施例と同様に経路出口側１２０Ｂに搬送された
被照射物１は並行移動用ストッパ１１４により一時停止
され（Ａ）、コンベア１２Ａ、１２Ｂに架けて設けられ
たチェーンが回転して上方へせり出し、被照射物１がチ
ェーンによりコンベア１２Ｂからコンベア１２Ｂへ並行
移動する（Ｂ）。そして、被照射物１は、該コンベア１
２Ａの片側に設けられた並行移動用ストッパ１１５によ
り停止され、チェーンが降下し（Ｃ）、コンベア１２Ａ
に載置されて再び滅菌室内に搬送される。もちろん、こ
のような被照射物並行手段は、天地反転させずに並行移
動可能な手段であれば、第１実施例、第２実施例に限定
しない。

【００２３】次に本発明の具体的実施形態について説明
する。図４は本発明の実施形態にかかる電子線滅菌装置
の概略構成図、図５はその電子線照射部を示す平面図で
ある。図４において、滅菌装置は、電子線照射時に二次
的に発生するＸ線が外部に漏出しないように、周囲をコ
ンクリートなどの遮蔽壁２２で囲繞するとともに、その
中に中央照射壁２１を配置して、電子線照射区域の反対
側に出入口となす開口を設ける。

【００２４】また、中央遮蔽壁２１は上部中央に加速器
１０が配置される照射空間部２５を凹状をなし、その外
周囲を搬送経路２０、更にその外側を遮蔽外壁２１を囲
撓させている。滅菌室２６の中央部に位置する中央遮蔽
壁２１は、電子線照射域２５から発生するＸ線の被爆量
の低い位置にストッパが設けられ、これらの劣化を防ぐ
目的を有する。

【００２５】そして前記遮蔽壁２２に囲まれる搬送経路
２０には、被照射物１を搬送するコンベア１２〜１４が
設けられており、該コンベアは、入り口側から順に、被
照射物１を適宜間隔で搬送するローラコンベア１２、該
被照射物１を片寄せ整列させながら搬送するスキューコ
ンベア１３、及び電子線照射領域を照射量に対応させて
ゆっくり搬送する電子線透過性の良好なチェーン状の照
射コンベア１４とで構成される。前記ローラコンベア１
２は、照射コンベア１４に被照射物１を安定供給する目
的で、該照射コンベア１２及びスキューコンベア１３よ
り高速に設定される。さらに、該スキューコンベア１３
を照射コンベア１４より増速に設定することで、後記す
るストッパ１７により、完全には密着されていない被照
射物１間の空間をさらに狭める。このように、夫々のコ
ンベア１２の速度制御により、被照射物１を電子線照射
領域２５にて確実に密着させた状態とすることができ
る。前記ストッパ１７は、空気圧ストッパに限らない
が、Ｘ線による影響を考慮して圧縮空気により作動する
ものを利用するのが好ましい。

【００２６】さらに、前記照射コンベア１４に対向する
位置(中央遮蔽壁２１の凹部空間)に高エネルギ電子線を
照射する電子線加速器１０が設置され、電子線照射領域
２５を被照射物１が通過する際に、被照射物１側面に、
電子線の片面照射を行う。尚、前記電子線加速器１０の
直下には、照射コンベア１２を挟んでＳＵＳ等で形成さ
れる肉厚のビームストップ１５が設置されており、被照
射物１に当らずに透過した電子線を受け止めるように構
成されている。

【００２７】そして被照射物１は、電子線加速器１０か
ら照射される高エネルギ電子線の照射により片面側を滅
菌処理を施されたのち、再度後流側に位置するローラコ
ンベア１２Ｂに搬送されて、搬送経路出入口部１２０
Ａ、１２０Ｂに至る。出入口部１２０Ａ、１２０Ｂで
は、出口側ローラコンベア１２Ｂと入口側ローラコンベ
ア１２Ａが所定の作業領域を挟んで並行に配置されてお
り、その間に出口側ローラコンベア１２Ｂより入口側ロ
ーラコンベア１２Ａ側に被照射物を並行移動させながら
再度入口側ローラコンベア１２Ａ側に戻す被照射物並行
移動コンベア１２が設けられており、該並行移動コンベ
ア１２により片面照射後の被照射物１Ｃが、照射位置上
流側に戻り、照射されていない反対側の面を、電子線照
射側に対面させて二周回により前記被照射物の両面を照
射させている。

【００２８】かかる実施形態によれば、「側方よりの片
面照射」後再度入口側コンベア側に並行移動により反転
移動することで又電子線が照射されていない反対側の面
が、電子線加速器１０に対面する側になり、二周回で両
面照射が円滑に行われる。そして前記両面照射が終了し
た被照射物１は出口側ローラコンベア１２Ｂよりそのま
ま次工程に搬出される。

【００２９】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、「側
方よりの片面照射と」位置口から出口側に向けて周回す
る搬送経路上で、下流から上流側に並行移動することで
又電子線が照射されていない反対側の面が、電子線照射
装置に対面する側になり、二周回で両面照射が円滑に行
われる。

【００３０】また、請求項３記載の発明によれば、被照
射物並行移動手段の架設位置が電子線非照射域であるた
めに、その移動手段の駆動部等が電子線により発生する
Ｘ線が侵されて破損することはない。又絞り部に架設さ
れている為に、並行移動距離が最も小さくなりコストが
低減できるとともに、並行移動中における倒れ等のリス
クが低減できる。

【００３１】さらに、請求項４記載の発明は遮蔽空間の
入出口側は、既にＸ線の漏洩が封止されている状態であ
るために、被照射物並行移動手段を架設してもその移動
手段の駆動部等が電子線により発生するＸ線に侵されて
破損することはない。又架設位置は作業域空間であるた
めにその部分での保守が容易である。そして、請求項５
記載の発明によればコンベア１２の搬送速度で隘路とな
ることなく、円滑な周回が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる基本構成図を示
す。

【図２】本発明の被照射物並行移動コンベアの第１実
施例を示す概略平面図とその正面断面図である。

【図３】本発明の被照射物並行移動コンベアの第２実
施例を示す概略平面図とその正面断面図である。

【図４】本発明の実施形態にかかる電子線滅菌装置の
概略構成図である。

【図５】図４の電子線照射部を示す平面図である。

【符号の説明】

１被照射物１０電子線加速器１２ローラコンベア１３スキュ―コンベア１４照射コンベア２０搬送経路２１、２２遮蔽壁２５電子線照射域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】立体被照射物を所定方向に搬送させなが
ら電子線を照射して殺菌等の所期の目的を達成する電子
線照射方法において、前記電子線照射により二次的に生成されるＸ線を遮蔽す
る遮蔽空間内を周回しながら被照射物を片面照射する電
子線照射装置と、前記照射位置搬送方向下流側と上流側間に、被照射物を
並行移動させながら下流側より上流側に戻す被照射物並
行移動手段とを具え、前記並行移動手段により片面照射後の被照射物が、照射
位置上流側に戻り、照射されていない反対側の面を、電
子線照射側に対面させ、これにより搬送経路の二周回に
より前記被照射物の両面を照射させることを特徴とする
電子線照射方法。
【請求項２】立体被照射物を所定方向に搬送させなが
ら電子線を照射して殺菌等の所期の目的を達成する電子
線照射装置において、前記電子線照射により二次的に生成されるＸ線を遮蔽す
る遮蔽空間内を周回するコンベアと、該コンベア上に載置された被照射物を前記遮蔽空間内で
側方より片面照射する電子線照射装置と、前記照射位置下流側のコンベア搬送位置と、前記照射位
置上流側のコンベア搬送位置間を連絡する如く架け渡し
た被照射物並行移動手段とを具え、前記並行移動手段により片面照射後の被照射物が、照射
位置上流側のコンベアに移動し、照射されていない反対
側の面が、電子線照射側に対面可能に構成したことを特
徴とする電子線照射装置。
【請求項３】前記コンベアの周回路上の電子線非照射
域に絞り部を設け、該絞り部に被照射物並行移動手段を
架設したことを特徴とする請求項２記載の電子線照射装
置。
【請求項４】前記遮蔽空間の入口側と出口側を一致さ
せ、該入出口部間の作業域空間に被照射物並行移動手段
を架設したことを特徴とする請求項３記載の電子線照射
装置。