JP2015156398A - Static eliminator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、食品・飲料・医薬品等を充填する容器を電子線により殺菌した場合に用いられる容器の除電装置に関する。 The present invention relates to a static eliminator for a container used when a container filled with food, beverage, medicine, etc. is sterilized with an electron beam.
食品・飲料・医薬品等の充填物を容器に充填する充填工程においては、容器に充填物を充填するのに先立ち、容器の殺菌が行われる。
容器の殺菌には、過酢酸・過酸化水素といった薬液や紫外線照射が多く用いられているが、近年、紫外線よりも殺菌力に勝る電子線照射による殺菌技術が注目され、鋭意開発が行われている。
In the filling step of filling a container with a filling such as food, beverage or pharmaceutical, the container is sterilized prior to filling the container with the filling.
In order to sterilize containers, chemicals such as peracetic acid and hydrogen peroxide and ultraviolet irradiation are often used. However, in recent years, sterilization technology using electron beam irradiation, which has superior sterilizing power than ultraviolet rays, has attracted attention and has been developed intensively. Yes.
電子線の照射により樹脂製の容器の殺菌を行った場合、容器を形成する樹脂の内部に電荷が残るケースがある。また、容器の内部空間にも、電荷が滞留する。その結果、容器が帯電し、静電気により周囲の埃等を引き寄せたりするなどの問題が発生する。 When a resin container is sterilized by irradiation with an electron beam, there are cases in which electric charges remain inside the resin forming the container. In addition, electric charges stay in the internal space of the container. As a result, the container is charged, and problems such as attracting surrounding dust due to static electricity occur.
そこで、電子線照射中に、棒状の金属製の接地電極を容器内に挿入し、容器内から電子やイオンを容器外に流す技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Therefore, a technique has been proposed in which a rod-shaped metal ground electrode is inserted into a container during electron beam irradiation, and electrons and ions are allowed to flow out of the container (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、電子線照射により容器が帯電するという問題を、より確実に、かつより低コストで解消することが常に望まれている。
そこで、本発明は、電子線照射による容器の帯電を、より確実に解消することのできる除電装置を提供することを目的とする。
However, it is always desired to solve the problem that the container is charged by electron beam irradiation more reliably and at a lower cost.
Therefore, an object of the present invention is to provide a static eliminator that can more reliably eliminate the charging of a container due to electron beam irradiation.
本発明の除電装置は、容器を保持する容器保持具と、容器の内部に挿入配置され、導電性材料からなる棒状の電極と、容器保持具に保持された容器に電子線を照射して容器を殺菌する電子線殺菌部と、電極に交流電圧を印加する交流電圧印加源と、を備えることを特徴とする。 The static eliminator of the present invention includes a container holder that holds a container, a rod-shaped electrode that is inserted and disposed inside the container, and an electron beam that irradiates the container held by the container holder. An electron beam sterilizing unit for sterilizing the liquid crystal and an AC voltage application source for applying an AC voltage to the electrode.
本発明の除電装置によれば、電子線殺菌部による容器の殺菌を行いながら、電極に交流電圧印加源から交流電圧を印加することができる。 According to the static eliminator of the present invention, an AC voltage can be applied to the electrode from an AC voltage application source while the container is sterilized by the electron beam sterilization unit.
本発明によれば、容器の内部に挿入配置した電極に交流電圧印加源から交流電圧を印加すると、詳しくは後述するように、電子線の照射により容器に充電された電荷が外部に流出し易くなるので、効率よく除電を図ることができる。 According to the present invention, when an AC voltage is applied from an AC voltage application source to an electrode inserted and arranged inside the container, the charge charged in the container by electron beam irradiation is likely to flow out to the outside as will be described in detail later. As a result, it is possible to eliminate static electricity efficiently.
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
図1は、本実施の形態における飲料充填設備の概要を示す図である。
図1に示すように、飲料充填設備においては、供給されたPET樹脂からなる容器に対し、殺菌装置(除電装置)10において電子線照射により殺菌する殺菌工程、充填装置30において容器に液体を充填する充填工程、液体が充填された容器にキャッパ40においてキャップを装着するキャッピング工程、を順次経ることで、容器への飲料の充填が行われる。互いに前後する装置間においては、スターホイール50や搬送コンベア60により容器が搬送される。
なお、図1の例においては、殺菌装置10を2台備え、容器を一方の側と他方の側とからそれぞれ殺菌する構成を有しているが、これに限るものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a beverage filling facility in the present embodiment.
As shown in FIG. 1, in a beverage filling facility, a sterilization process (sterilization device) 10 sterilizes a container made of supplied PET resin by electron beam irradiation, and the
In the example of FIG. 1, two
殺菌工程において用いられる殺菌装置10は、容器を搬送しながら容器に電子線を照射して殺菌を行う。
殺菌装置10は、円盤状の回転体11の外周部に、図2に示すように、供給された容器100を保持するグリッパ(容器保持具)12と、グリッパ12で保持した容器100内に挿入される棒状の電極13とが、周方向に間隔を隔てて複数組配置されている。
さらに、殺菌装置10には、グリッパ12で保持した容器100に対して電子線を照射する電子線照射装置(電子線殺菌部)20が、回転体11の外周側に設けられている。
The
As shown in FIG. 2, the
Further, the
電子線照射装置20は、電子線発生源21と、ホーン22と、コントローラ(図示無し)とを備える。
電子線発生源21としては、いわゆる電子銃を用いることができる。この電子線発生源21では、ビーム状の電子線を発生し、これを、容器100に照射する。このとき、電子線照射装置20には、図示しないスキャン用磁石が備えられている。スキャン用磁石は、それぞれ、印加される電流に応じて発生する磁界が変化するものであり、コントローラの制御により発生する磁界を変化させることで、電子線発生源21で発生した電子線を所定の方向にスキャンさせるようになっている。ここで、電子線は容器100の高さ方向にスキャンするのが望ましい。
ホーン22は、電子線発生源21から離れるに従い、その断面寸法が拡大する筒状で、スキャン用磁石によって電子線のスキャンを行っているときの、電子線の照射領域を取り囲むように設けられる。
The electron
A so-called electron gun can be used as the electron
The
グリッパ12は、回転体11と等速で回転するスターホイール50等の容器搬送手段から一本ずつ受け渡される空の容器100を、その首部100cを挟み込むことで保持する。
The
グリッパ12で保持された容器100に対し、電極13が、図示しないシリンダ機構等によって挿入されるようになっている。
電極13は、例えばステンレス、タングステン等からなる導電性材料からなり、棒状で、その長さは、容器100内に挿入されたときに、容器100の口部100aから底部100bの近傍まで位置するよう設定されている。
The
The
図2に示すように、電極13には、交流電源(交流電圧印加源)15を接続し、交流の電圧を印加する。
このとき、印加する交流電流は、誘電体である容器100に対して十分な損失作用及び電流通電作用をもたらす周波数が好適であり、100Hz以上は必要である。
As shown in FIG. 2, an AC power supply (AC voltage application source) 15 is connected to the
At this time, the alternating current to be applied preferably has a frequency that provides a sufficient loss action and current conduction action to the
このような殺菌装置10においては、グリッパ12で保持した容器100を後工程側のスターホイール50に受け渡すまでの間に、電子線照射装置20の電子線発生源21から電子線を容器100の外部から照射することで、容器100を殺菌する。
それと同時に、交流の電圧が印加された電極13が容器100内に挿入されることで、電子線照射を行うことで容器100を形成する材料であるPET膜内に蓄積した電荷を除去し、殺菌と除電を同時に行う。
In such a
At the same time, the
このように、電極13に交流電圧を印加しながら電子線照射装置20から電子線を照射することにより、電子線の照射時に散逸電子などの影響により容器100の内部空間で発生する弱電離プラズマを介して、非処理体である容器100を形成する材料であるPET膜に、電極13の電位によって誘導される交流電界を作用させることができる。
容器100を形成するPET膜は、絶縁体であるとともに誘電体であるため、直流電流はほとんど流れないが、交流電界を作用させると、容器100の表面に時間的に変動する電荷を誘導することができる。その際、誘電体に交流電場を加えたときの電場のエネルギーの一部が誘電体中で熱となって散逸する誘電損失現象が発生する。そして、電子線の照射により容器100を形成するPET膜中に取り込まれた電荷は、前記の誘電損失現象を増加させる。その結果、電荷が取り込まれた領域近傍の誘電体(容器100を形成するPET膜)の温度が局所的にさらに上昇する。ここで、図3に示すように、誘電体であるPETの抵抗は、温度が高まるに従い低下することが知られている。容器100を形成するPET膜の抵抗値Rが低下すると、放電時定数τ=CR(C:静電容量、R:抵抗)が小さくなるので、容器100を形成するPET膜の内部に充電された電荷が、PET膜の外部に流出しやすくなる。
このような状態で、容器100の内部空間に配置した電極13に交流電圧を印加しながら電子線を照射することにより、容器100を形成するPET膜の内部に充電された電荷が外部(容器100の外部空間および内部空間)に流出しやすくなり、内部空間に流出した電荷は電極13を介して容器100の外部に導き出される。このようにして、容器100を形成するPET膜の内部充電を抑制し、除電をはかることができる。
In this way, by applying an electron beam from the electron
Since the PET film forming the
In such a state, by irradiating an electron beam while applying an AC voltage to the
また、容器100のPET膜に電極13から高周波電界が印加されることにより、交流電流が流れるため、容器100のPET膜に内部充電された電荷が、電極13による電界により容器100のPET膜の外部(容器100の外部空間および内部空間)に流出することも期待できる。
Further, since an alternating current flows when a high-frequency electric field is applied to the PET film of the
このようにして、電極13により、交流の電圧を印加することで、容器100を形成するPET膜内に蓄積した電荷を流出しやすくさせることにより、電極を一定電圧とした場合よりも、効率よく除電をはかることができる。
さらに、交流電圧の印加により、容器100が加熱されることによっても、除電効率がさらに高まる。
In this way, by applying an alternating voltage with the
Furthermore, the neutralization efficiency is further increased by heating the
ここで、電極13の構成について、複数の応用例を示す。
容器100の口部100a近傍の部分は、キャップをねじ込むためのネジ溝が形成される等、形状が複雑で、肉厚も大きく、またグリッパ12によって容器100が保持される部分であるため、電子線照射による殺菌を行いにくい。棒状の電極13を容器100内部に挿入しているため、一層、容器100の口部100a近傍の殺菌が行いにくくなっている。
そこで、図4に示すように、容器100の口部100aの近傍に、電子線照射装置から照射される電子線を反射し、容器100の口部100aから内部に向けて照射させる反射板(反射部材)80が設けられるのが好ましい。
そして、電極13は、この反射板80に一体に設けられるのが好ましい。
Here, a plurality of application examples of the configuration of the
The portion near the
Therefore, as shown in FIG. 4, a reflecting plate (reflective) that reflects an electron beam irradiated from the electron beam irradiation device in the vicinity of the
The
電極13は、容器100の口部100aから、その外径が漸次拡大する肩部100dの手前までの首部100cの範囲において、その断面積を小さくする小断面積部90を有して形成されるのが好ましい。
The
この小断面積部90は、例えば、図4(a)に示すように、電極13の一部を、その外径を他の部分よりも小さくした小径部91により形成することができる。この小径部91により、反射板80で反射した電子線を阻害することなく容器100の内部に導くことができる。
For example, as shown in FIG. 4A, the small
これ以外にも、図5(a)に示すように、小断面積部90は、小径部91の周囲に、金属メッシュあるいはパンリングメタル等の多数の開口を有した材料からなる筒状部92を設けることもできる。この筒状部92により、電子線の透過の阻害を避けつつ、小径部91の補強を図ることができる。
In addition to this, as shown in FIG. 5A, the small
また、図5(b)に示すように、小断面積部90は、小径部91の周囲に、小径部91とほぼ同径の複数本のシャフト(小径部)93を設けるようにしても良い。これによっても電子線の透過の阻害を避けつつ、小径部91の補強を図ることができる。
Further, as shown in FIG. 5B, the small
さらには、図5(c)に示すように、図4(a)に示した構成から、中央部の小径部91を除外した構成、すなわち、円弧状に間隔を隔てて配置された複数本のシャフト93により小断面積部90を形成することもできる。
Further, as shown in FIG. 5 (c), a configuration in which the small-
また、図5(d)に示すように、電極13の全体を、金属メッシュあるいはパンリングメタル等の多数の開口を有した材料からなる筒状部95により形成することもできる。このようにして、容器100の口部100aから首部100cの範囲だけでなく、その全長にわたって、電極13の軸線に直交する方向におけるその投影断面積よりも、実断面積を小さくする。
これによっても、容器100の口部100aから首部100cの範囲において電子線の通過の阻害を避けて100cの殺菌を確実に行いつつ、電極13としての機能を十分に発揮できる。また、図4(a)、図5(a)〜(c)の構成に比較し、電極13を軽量、単純な構成とすることができる。
Further, as shown in FIG. 5D, the
Also by this, the function as the
ところで、反射板80は、例えば図4(b)に示すように、その反射面に、凹凸81を形成しても良い。これにより、反射板80において反射した電子線を散乱させて容器100の口部100aに照射することができ、口部100a近傍の殺菌を確実に行うことができる。ここで、凹凸81の形状や数については何ら限定する意図はない。
By the way, as shown in FIG.4 (b), the reflecting
なお、上記実施の形態では、飲料充填設備、殺菌装置10の各部の構成を示したが、本発明の主旨の範囲内であればいかなる構成のものとしても良い。
また、電極13、反射板80の構成も、上記に挙げた構成に限らず、本発明の主旨の範囲内であればいかなる構成のものとしても良い。
例えば、図2では容器100を正立状態とし、図3の例では容器100を倒立状態としているが、そのいずれとしてもよい。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
In addition, in the said embodiment, although the structure of each part of the drink filling equipment and the
Further, the configurations of the
For example, in FIG. 2, the
In addition to this, as long as it does not depart from the gist of the present invention, the configuration described in the above embodiment can be selected or changed to another configuration as appropriate.
10 殺菌装置(除電装置)
11 回転体
12 グリッパ(容器支持具)
13 電極
15 交流電源(交流電圧印加源)
20 電子線照射装置(電子線殺菌部)
21 電子線発生源
22 ホーン
30 充填装置
40 キャッパ
50 スターホイール
60 搬送コンベア
80 反射板
81 凹凸
90 小断面積部
91 小径部
92 筒状部
93 シャフト
95 筒状部
100 容器
100a 口部
100b 底部
100c 首部
100d 肩部
10 Sterilization device (static elimination device)
11
13
20 Electron beam irradiation device (Electron beam sterilization unit)
21 Electron
Claims (2)
前記容器の内部に挿入配置され、導電性材料からなる棒状の電極と、
前記容器保持具に保持された前記容器に電子線を照射して前記容器を殺菌する電子線殺菌部と、
前記電極に交流電圧を印加する交流電圧印加源と、を備えることを特徴とする除電装置。 A container holder for holding the container;
A rod-like electrode inserted and arranged inside the container and made of a conductive material;
An electron beam sterilization unit that sterilizes the container by irradiating the container held by the container holder with an electron beam;
And an AC voltage application source for applying an AC voltage to the electrode.
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JP2006216453A (en) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Techno Ryowa Ltd | Static eliminator of charged object and its method |
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