JP2005249671A - 電子線照射方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子線照射による対象物の変質を防止する。
【解決手段】 対象物において電子線の線量の大きな部位に電子線に対して半透過性を有するマスク部材を装着することにより上記部位の線量を低減する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子線照射方法及び処理装置に関する。

例えば、特開平１１−２４８８９４号公報や特開平１１−２４８８９６号公報には、対象物に電子線を照射することにより殺菌等の処理を施す技術が開示されている。これら各技術は、照射ムラが発生しないように電子線を走査しながら対象物に照射するものであり、以って対象物を均一に処理しようとするものである。
特開平１１−２４８８９４号公報 特開平１１−２４８８９６号公報

ところで、上記従来技術では、電子線が均一に照射されないことに起因して対象物が変質することが起こり得る。すなわち、対象物において電子線の線量が過多な部位が変質して、例えば変色するような事態が生じ得る。
また、上記従来技術は、対象物を透過する比較的高エネルギの電子線を照射することにより対象物に所定の処理を施すものである。このような高エネルギの電子線を用いた処理装置では、電子線の照射によって必然的に発生するＸ線の遮蔽装置が大型となり重量も比較的大重量となる。また、処理の必要のない部位にも比較的高エネルギーの電子線を照射してしまうので、エネルギ効率が低いという問題点を有する。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、以下の点を目的とするものである。
（１）電子線照射による対象物の変質を防止する。
（２）電子線を用いた対象物の処理におけるエネルギ効率を向上させる。
（３）電子線を低エネルギ化することにより対象物の処理におけるＸ線遮蔽装置の小型化・低重量化を実現する。

上記目的を達成するために、本発明では、対象物において電子線の線量の大きな部位に電子線に対して半透過性を有するマスク部材を装着することにより上記部位の線量を低減する、という解決手段を採用する。

本発明によれば、電子線に対して半透過性を有するマスク部材を対象物において電子線の照射線量の大きな部位に装着することにより当該部位への照射量を低減するので、照射線量の大きな部位の変質を抑制することができる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る容器処理装置の概要を示す概念図である。この図において、符号Ｘは容器（対象物）、Ａはマスク部材、１は搬送装置、２は容器整列装置、３はマスク装着装置、４は電子線照射装置、また５はマスク除去装置である。

容器Ｘは、例えばペットボトルであり、内容物を充填する前段階で殺菌あるいは滅菌処理を必要とするものである。マスク部材Ａは、上記容器Ｘの入口に装着される樹脂部材であって、所定の透過率（電子線透過率）で電子線を透過する性質を有する。図２は、当該マスク部材Ａの容器Ｘへの装着状態を示す断面図である。この図に示すように、マスク部材Ａは、断面が「コ」の字状のリング形状であり、凹部ａ1に円環状の容器Ｘの入口が入り込むように当該容器Ｘの入口に係止される。

搬送装置１は、例えばベルトコンベヤであり、容器Ｘを所定の搬送速度で図示する搬送方向に順次搬送する。容器整列装置２は、上記容器Ｘの搬送途中に設けられ、容器Ｘを所定状態に整列させる。マスク装着装置３は、上記搬送方向において容器整列装置２の下流設けられ、マスク部材Ａを整列状態にある各容器Ｘの入口に装着する。

電子線照射装置４は、上記搬送方向においてマスク装着装置３の下流、かつ、搬送装置１によって順次搬送される容器Ｘの上方に位置し、加速エネルギが２００〜３００ＫｅＶ程度である低エネルギの電子線を容器Ｘに照射する。マスク除去装置５は、搬送方向において上記電子線照射装置４の下流に位置し、各容器Ｘの入口に装着されたマスク部材Ａを除去する。なお、このような容器処理装置の後段には、各容器Ｘに内容物を充填する充填装置が設けられている。

次に、このように構成された容器処理装置における容器Ｘの処理方法について、図３に示すフローチャートに沿って説明する。
各容器Ｘは、搬送装置１によって容器処理装置に搬入されると（ステップＳ1）、容器整列装置２によって所定状態に整列される（ステップＳ2）。この容器整列装置２による容器Ｘの整列は、後続のマスク装着装置３による容器Ｘへのマスク部材Ａの装着を可能とするための処理である。すなわち、容器整列装置２による容器Ｘの整列処理は、マスク装着装置３による容器Ｘへのマスク部材Ａの装着処理の補助工程である。

このような整列処理が終了すると、各容器Ｘは搬送装置１によってさらに搬送されてマスク装着装置３によってマスク部材Ａが装着される（ステップＳ3）。すなわち、マスク装着装置３は、マスク部材Ａの姿勢を凹部ａ1が下向きとなるように設定し、マスク部材Ａをこの姿勢状態で上方から各容器Ｘの入口に到着する。この結果、マスク部材Ａは、図２に示したように容器Ｘの入口が凹部ａ1に入り込む状態で当該容器Ｘの入口に係止される。この状態では、容器Ｘが多少揺れてもマスク部材Ａが容器から脱落することがない。

続いて、各容器Ｘは搬送装置１によってさらに搬送され、電子線照射装置４の直下に位置した状態で電子線が照射される（ステップＳ4）。ここで、電子線は容器Ｘの上方つまり入口側から照射されるので、容器Ｘの入口における電子線の線量は容器Ｘの底部における線量よりも大きい。すなわち、電子線照射装置４に最も近い容器Ｘの入口における線量は、電子線照射装置４から最も遠い位置にある容器Ｘの底部における線量よりも大きい。

一方、本実施形態における電子線照射装置４は加速エネルギが２００〜３００ＫｅＶ程度の低エネルギの電子線を容器Ｘに照射する。この加速エネルギは、電子線照射装置４から最も遠い位置にある容器Ｘの底部に照射された電子線が透過することなく、かつ、当該底部に殺菌あるいは滅菌するのに必要な最低限の線量を照射し得る値として設定されている。

しかしながら、このような加速エネルギの場合、容器Ｘの入口は線量過多状態にあり、これによって当該入口が変質するような事態が生じ易い。なお、容器Ｘの側面は、容器Ｘの入口から容器内に入射した電子線が空気によって乱反射されることにより、電子線が十分に殺菌あるいは滅菌するの必要な適度の線量で照射される。

このような事情に配慮して、本実施形態では線量過多状態にある容器Ｘの入口に所定の電子線透過率で電子線を透過する、つまり電子線に対して半透過性を有するマスク部材Ａを装着することによって容器Ｘの入口における線量を低減する。また、樹脂部材であるマスク部材Ａは厚さを調節することが容易なので、当該厚さを調節することによってマスク部材Ａの電子線透過率を可変し、もって容器Ｘの入口における線量を最適化することが可能である。

このように、適度な線量の電子線によって全体として均一に殺菌あるいは滅菌された容器Ｘは、搬送装置１によってさらに搬送され、マスク除去装置５によって容器Ｘの入口に装着されたマスク部材Ａが除去される（ステップＳ5）。この際、マスク部材Ａは容器Ｘの入口に係止された状態で装着されているので、当該マスク部材Ａの除去は、極めて容易である。例えば、容器Ｘを水中に潜らすことによってマスク部材Ａを容器Ｘから容易に除去することができる。

そして、マスク部材Ａが除去された容器Ｘは、容器処理装置の後段に設けられた充填装置によって薬液等の内容物が充填され（ステップＳ6）、さらに入口にキャップが装着された後に（ステップＳ7）、外部に向けて搬出される（ステップＳ8）。

このような本実施形態によれば、線量過多による容器Ｘの入口の変質を抑制しつつ、容器Ｘを均一に殺菌あるいは滅菌処理することが可能である。また、従来よりも低エネルギの電子線を用いて容器Ｘを殺菌あるいは滅菌処理するので、電子線を用いた容器の殺菌あるいは滅菌処理におけるエネルギ効率を向上させることが可能であると共に、容器の処理におけるＸ線遮蔽装置の小型化・低重量化を実現することができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形が考えられる。
（１）上記実施形態では、電子線を照射することによって容器Ｘ（対象物）を殺菌処理あるいは滅菌処理する場合について説明したが、容器Ｘに限定されることなく種々の対象物に適用することができる。
（２）上記実施形態では、電子線を照射することによって容器Ｘ（対象物）を殺菌処理あるいは滅菌処理する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、対象物に関する種々の処理に適用することができる。

本発明の一実施形態に係る容器処理装置の概要を示す概念図である。 本発明の一実施形態におけるマスク部材の容器への装着状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

Ｘ…容器（対象物）、Ａ…マスク部材、１…搬送装置、２…容器整列装置、３…マスク装着装置、４…電子線照射装置、５…マスク除去装置

Claims (10)

1. 対象物において電子線の線量の大きな部位に電子線に対して半透過性を有するマスク部材を装着することにより前記部位の線量を低減することを特徴とする電子線照射方法。
2. マスク部材は係止可能な形状に形状設定されていることを特徴とする請求項1記載の電子線照射方法。
3. マスク部材の厚さを変えることにより電子線透過率を調節することを特徴とする請求項1または２記載の電子線照射方法。
4. マスク部材は樹脂であることを特徴とする請求項1〜３いずれかに記載の電子線照射方法。
5. 対象物は容器であることを特徴とする請求項1〜４いずれかに記載の電子線照射方法。
6. 電子線を照射することにより対象物に所定の処理を施す装置であって、
   対象物において電子線の線量の大きな部位に電子線に対して半透過性を有するマスク部材を装着するマスク装着装置と、
   前記マスク部材が装着された状態の対象物に電子線を照射する電子線照射装置と、
   電子線照射後の対象物から前記マスク部材を除去するマスク除去装置と
   を具備することを特徴とする処理装置。
7. マスク部材は係止可能な形状に形状設定され、マスク装着装置はマスク部材を対象物に係止状態に装着することを特徴とする請求項６記載の処理装置。
8. マスク部材は厚さによって電子線透過率が調節されていることを特徴とする請求項６または７記載の処理装置。
9. マスク部材は樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項６〜８いずれかに記載の処理装置。
10. 対象物は容器であることを特徴とする請求項６〜９いずれかに記載の処理装置。
    

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