JP2017505738A - 包装容器を殺菌するためのデバイスおよび方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、電子出口ウィンドウ（２２）を備えたエミッター（２０）を備える、電子ビームによって包装容器（１０）の内面を殺菌するためのデバイスに関する。エミッター（２０）は、電子出口ウィンドウ（２２）を経て電子などの電荷キャリアを放出するよう構成され、電子は電子雲（４０）を形成する。デバイスは、少なくとも包装容器（１０）内の殺菌された容積（４４）を調整するための少なくとも一つのアウトレット（３４）を備える。アウトレット（３４）は、無菌ガス状媒体の流れ（４２）を提供し、これによって少なくとも包装容器（１０）の殺菌された体積（４４）内に第１のコンディションを発生させるよう構成される。第１のコンディションは、殺菌された容積（４４）の外部からの媒体の流れが、電子雲（４０）によって最初に殺菌されることなく、殺菌された容積（４４）内に到達するのを防止するよう適合される。本発明はまた方法に関する。

Description

本発明は、包装容器の内面の殺菌のためのデバイスおよび方法に関する。

従来秘術において、包装材料、特に包装容器を殺菌するためのさまざまなデバイスおよび方法が知られている。従来技術において広く使用される一つの方法は、殺菌ガスによる、そして特に過酸化水素による殺菌である。だが、容器を殺菌する際に化学物質の使用を減らすための努力がなされている。したがって、紫外線照射または電子ビームによって材料を殺菌するデバイスおよび方法もまた公知となっている。概して、電荷キャリア、特に電子を放出するよう構成されたエミッタ―が提供され、包装材料および物品は、これらの電荷キャリアによって殺菌することができる。この目的のために、包装材料およびエミッターは互いに相対的に移動させられ、例えば電子銃がボトル形状のパッケージ内に挿入される。だが、エミッターおよび包装材料が互いに相対的に移動させられるとき、空気などの媒体の流れまたはストリームが間に生じる。こうしたストリームまたは流れが無菌ではない空気のような媒体を含む場合、既に殺菌された包装材料の一部分が非無菌流れによって再感染するリスクが存在する。

したがって、内部殺菌中およびその後に包装容器内の無菌状態を創出しかつ／または維持する包装容器の内面の殺菌のためのデバイスおよび方法を提供することが本発明の目的である。

この目的は、請求項１に記載のデバイスおよび請求項１６に記載の方法によって達成される。本発明の実施形態の付加的な利点および特徴は従属請求項において規定される。

本発明に係るデバイスは電子出口ウィンドウを備えたエミッターを備える。当該エミッターは、電子出口ウィンドウを経て、電子などの電荷キャリアを放出するよう構成される。電子は電子雲を形成する。デバイスは、少なくとも包装容器内の殺菌された容積を調整するための少なくとも一つのアウトレットを備える。アウトレットは、無菌ガス状媒体の流れを提供し、それによって少なくとも包装容器の殺菌された容積内に第１のコンディションを発生させるよう構成される。第１のコンディションは、電子雲によって最初に殺菌されることなく、殺菌された容積の外部からの媒体の流れが殺菌された容積内に到達するのを防止するよう設定される。

便宜上、アウトレットはノズルなどの少なくとも一つの開口で終端するが、このノズルは、好ましくは、丸形、円形、楕円形、多角形の、あるいはまたは角のある開口を備える。アウトレットは、好ましくは、空気あるいは例えば窒素またはその他のガスまたはガス混合物といった無菌媒体を提供するために、適当な配管で接続されることは言うまでもない。もちろん、デバイスは、複数の、例えば二つ、三つ、四つ、五つ、六つあるいはそれ以上のアウトレットを備えることができる。以下では、「アウトレット」との用語はまた「ノズル」との用語と同じように使用されるが、「ノズル」は、厳密に言うと、オリフィスのみを意味する。

一つ以上の実施態様において、包装容器は基本的にチューブ形状であり、エミッターは、チューブ形状の包装材の開口を経て包装容器の少なくとも内部の殺菌のために構成される。開口は、包装容器内へのエミッタ―の挿入を可能とするよう構成される。包装容器は、開口と反対側のその他方の端部で閉鎖され、容器は軸線に沿って延在する。「チューブ形状」との用語は、包装容器の断面の可能な形態に関する限定を含まない。これは、断面が丸形、矩形、円形、多角形および／または角付きであってもよく、特に断面は軸線に沿って一定である必要はないことを意味する。

包装容器は、例えばＰＥＴなどのプラスチック材料から形成することが、あるいは積層カートン材料から形成することができる。後者に関して、一般的なタイプの積層カートン材料は、紙または板紙のコア層と、例えばポリマー材料またはアルミニウム箔からなる一つ以上のバリアー層とを含むものである。ますます一般的なパッケージングのタイプは、上記包装ラミネートの包装ブランクがスリーブとして形成されかつ密封されるので、充填機械で製造される「カートンボトル」である。上記スリーブは、熱可塑性材料の上端部がスリーブ端部に直接射出成形されるので、一端において閉鎖される。包装ラミネートのシートは包装ラミネートのマガジンリールからカットされてもよい。

有利なことには、包装容器の開口、例えば包装容器のスパウトまたは底は、電子出口ウィンドウを備えたエミッタ―の少なくとも一部が、特に包装容器の内面を殺菌するために、それを通過することができるように十分に大きくなければならない。一つ以上の実施形態では、エミッターは、丸形、特に基本的に一定の円形断面を有する。断面の直径は約５〜１００ｍｍの範囲内にある。

殺菌とは、包装材料の表面上または製品中に存在し得る、例えば菌類、細菌、ウイルスおよび胞子のような伝染性作用因子を含む微生物の生命を排除または死滅させるプロセスを意味する用語である。（食品）包装業界では、これは概して無菌包装と呼ばれ、製品の鮮度を特別な冷却要求を伴わずに保持できるように、すなわちそれが周囲温度で保存されても無菌性が包装容器内で維持できるように、殺菌された包装容器内に殺菌された製品を包装し、すなわち製品および包装容器の両方を生きている細菌および微生物が存在しない状態で維持する。このコンテクストにおいて、「商業的に無菌」という用語がまた一般的に使用され、概して、食品が製造、流通および貯蔵の間に保持されるであろう通常の非冷蔵条件において食品中で増殖可能な微生物が存在しないことを意味する。この特許出願において、「無菌」という用語は少なくとも商業的に無菌である状態を意味する。

上述したように、第１のコンディションは、最初に電子雲によって殺菌されることなく、殺菌された容積の外部からの媒体の流れが殺菌された容積内に到達するのを防止するように適合させられる。殺菌された状態を維持し、かつ、再感染の危険を冒さないために、殺菌された表面および／または殺菌された表面付近の空気の体積は、未殺菌または未殺菌媒体／空気と接触することはできない。このコンテクストでは、少なくとも一つのアウトレットによって提供される媒体または空気それぞれは特定の混合物を有する必要はないことを明確にする必要がある。だが、媒体または混合物はそれぞれ無菌あるいは滅菌状態であることが保証される必要がある。

一つ以上の実施形態では、アウトレットは、電子出口ウィンドウから放出された電子によって生成された電子雲内に設けられるよう構成される。無菌媒体を無菌のままとするために、それを無菌容積内に流入させることが必要である。電子雲は、エミッターが動作中であって電子を放出する限り、無菌のままである。

一つ以上の実施形態では、電子雲および無菌ガス状媒体の流れが一緒に、殺菌の間、無菌バリアーを作り出す。上記無菌バリアーは、殺菌される前に未殺菌媒体が殺菌された容積内に到達するのを防止するように形成される。電子雲は、包装容器の殺菌された容積と、その依然として殺菌されていない容積との間の境界である。外部からの流れ、すなわち未殺菌流が十分に遅い限り、電子雲は、それが包装容器の殺菌された容積に到達する前に、それを殺菌することができる。したがって、制御される場合、殺菌された容積に向う僅かな未殺菌流は受け容れ可能である。

一つ以上の実施形態では、エミッターおよび包装容器は、第１および第２のポジション間で互いに相対的な移動を行うように構成される。第１のポジションは包装容器およびエミッターが互いに係合されないポジションである。第２のポジションは、電子出口ウィンドウを備えたエミッターが、包装容器の内面の殺菌のために、包装容器の開口を経て、包装容器内に完全に挿入されたポジションである。

第２のポジションは、包装容器の内部の十分な殺菌が、包装容器の内部の、特に開口の反対側に位置する容器の面の十分な殺菌が可能であるように、包装容器内に十分に深く配置されるべきである。

「エミッターと包装容器との間の相対移動」との用語は、全ての可能な運動形態を含む。一つ以上の実施形態では、エミッターは包装容器に関連して移動する（包装容器は軸線に沿って静止している）。代替的に一つ以上の実施形態では、包装容器はエミッターに向かってかつそれから離れるように移動する（エミッターは軸線に沿って静止している）。エミッターは、したがって、エミッターが包装容器に収容されるように、包装容器内に挿入される。換言すれば、包装容器はエミッターを取り囲むように移動させられる。代替的に、一つ以上の実施形態では、エミッターおよび包装容器の両方が移動させられる。それぞれが相対運動の一部を実行する。

エミッターと包装容器との間にはギャップが形成される。このギャップは一定の大きさあるいは厚みを有することができる。しかしながら、それは一定である必要はない。そのサイズは、エミッターおよび包装容器が互いに相対的に移動させられるときに変更することができる。これは、エミッターおよび包装容器が互いに相対的に移動させられるとき、ギャップをより厚くかつ／またはより薄くできることを意味する。包装容器内にエミッターを挿入することによって、基本的に、それぞれ開口を通るかあるいはギャップを通る包装容器からの媒体の流出が生じる。挿入されるエミッターの体積によって、包装容器内に存在する空気は包装容器から流出させられるか押し出され、すなわち流れがエミッターと包装容器との間のギャップ内に形成される。代わりに包装容器からエミッターを引き出すときには包装容器内への媒体の流入が形成される。流入は包装容器を出て行くエミッターの体積を補償し、すなわちエミッターが包装容器を出て行くとき、空気は自然に外部から包装容器内へと吸引されており、包装容器とエミッターとの間のギャップ内の流れを引き起こしている。上記流入は、エミッターが移動せず、包装容器がエミッターから離れるように移動させられる場合にも同様に形成されるであろうことは言うまでもない。同様に、流出は、エミッターが移動せず、包装容器がエミッターに向かって移動させられる（そしてその上に置かれる）場合に形成される。パッケージは軽量であり、エミッターは重く、しかも脆弱な電子出口ウィンドウを有するので、多くの用途は、エミッター自体が静止状態である一方で、エミッターに向かってかつエミッターから離れるように移動するのがパッケージであるように設計される。

一つ以上の実施態様において、第２のポジションから第１のポジションへの移動中、第１のコンディションは、出口を経て包装容器に対して単位時間当たり付加される無菌ガス状媒体の体積が、同じ単位時間中に包装容器を出て行くエミッターの一部分の体積を少なくとも補償するように適合されるように制御される無菌ガス状媒体の流れである。このようにして、殺菌された容積の外部からの媒体の流入が許容されず、そして殺菌された容積は無菌状態のままである。無菌媒体の流れは殺菌された容積の圧力を同じままとする。概して、エミッター全体が包装容器内に挿入されず、その一部、すなわち電子出口ウィンドウを備えた部分が挿入されることを理解されたい。この部分は包装容器内に存在する体積を有する。包装容器からエミッターを引き出すとき、包装容器内に存在するこの体積は減少する。供給される無菌媒体の体積は、殺菌された容積の圧力を維持することができるように包装容器内の「エミッター体積の損失」を補償するかあるいはそれに対応するものである。換言すれば、少なくとも一つのアウトレットによって生じる単位時間当たりの無菌媒体の量あるいは空気などの無菌媒体の流量それぞれは、同じ単位時間に包装容器から外に移動させられるエミッターの対応する体積と同じかそれ以上である。したがって負圧を回避することができる。

一つ以上の実施態様において、第２のポジションから第１のポジションへの移動中、第１のコンディションは、包装容器の殺菌された容積から出て行く無菌ガス状媒体の流出、すなわち能動的流れを形成できるように、アウトレットを経て包装容器に対して単位時間当たり付加される無菌ガス状媒体の体積が同じ単位時間中に包装容器を出て行くエミッターの一部分の体積よりも大きくなるように適合されるように制御される無菌ガス状媒体の流れである。この場合、第１のコンディションは、殺菌された容積からの、おそらく包装容器の開口からさえの無菌媒体の流出である。この流出はバリアーとして機能し、殺菌された容積の外部からの（非無菌）媒体が殺菌された容積内に到達するの防止する。

一つ以上の実施態様において、第２のポジションから第１のポジションへの移動中、第１のコンディションは、アウトレットを経て包装容器に対して単位時間当たり付加される無菌ガス媒体の体積が、同じ単位時間中に包装容器を出て行くエミッターの一部分の体積よりも小さいが、殺菌された容積の外部からの媒体の流れが電子雲によって最初に殺菌されることなく殺菌された容積内に到達するのを防止するのに十分なほど大きなものとなるように制御される無菌ガス状媒体の流れである。提供される無菌媒体の体積は、包装容器を出て行くエミッター部分の体積を完全に補償する必要はない。体積の一部を補償することができ、そのようなものとして殺菌された容積内に吸い込まれる外部からの何らかの媒体が存在する。外部からの未殺菌流が十分に遅い限り、電子雲は、それが雲を通過して、包装容器の殺菌された容積内にさらに到達する前に、それを殺菌することができる。したがって、制御されるならば、電子雲に向う僅かな未殺菌流を受け容れることができる。

一つ以上の実施形態では、包装容器内に形成された殺菌された容積は電子雲を含み、電子雲によって周囲の容積から分離される。したがって電子雲は殺菌された容積の一部であり、開口に向う方向に電子雲外部の環境に向う無菌バリアーを形成する。包装容器の壁は、他の方向における境界を形成する。包装容器は基本的に軸線に沿って延在する。電子雲は、基本的に軸線に対して直交するように延びる幅、および基本的に軸線に沿って延びる長さを有する。電子雲の幅は、少なくとも軸線に直交する包装容器断面をカバーするのに十分な大きさである。これは、雲が、好ましくはエミッターと包装容器との間のギャップ全体をカバーするように適合させられることを意味する。一般に、ギャップは約１〜５０ｍｍの大きさを有する。さらに、電子雲または電子雲の幅はまた、それぞれ開口の直径をカバーするように適合させられる。

一つ以上の実施形態では、デバイスは、経時的に無菌ガス状媒体の流れを制御し、調整し、かつ／または適合させるよう構成される。したがって、便宜上、経時的に媒体の流れを制御するよう構成された適当な制御ユニットが設けられる。したがって、媒体の流れは、経時的に一定である必要はなく、例えば変化するギャップサイズまたは相対移動の変化する速度に応じて変更することができる。

一つ以上の実施形態では、デバイスはチューブを備え、当該チューブはアウトレットを備える。チューブは、例えば、丸形、円形、矩形または多角形断面を有する。それは基本的に一定であっても、あるいは長さに沿って変化してもよい。チューブは中空である。

一つ以上の実施形態では、チューブはエミッター上に配置される。チューブは別体でかつエミッターと平行に取り付けられるか、またはチューブはそれがエミッターを取り囲むようにエミッターに取り付けられる。両方の場合において、電子出口ウィンドウは、アウトレットの近傍に配置されるが、それによって遮られない。「遮られない」という表現は、電子出射ウィンドウから出る電子の経路がアウトレットそれ自体によって影響を受けたり、付形されたり、あるいは停止させられたりしないことを意味する。

一つ以上の実施形態では、エミッターは基本的に軸線に沿って延在する。電子出口ウィンドウは軸線と直交する平面内に配置される。包装容器は、基本的に、軸線に沿って延在する。相対移動は軸線に沿ってなされる。チューブはエミッターに沿って延在する。

一つ以上の実施形態では、チューブは、電子出口ウィンドウの平面あるいは電子出口ウィンドウの平面と平行な平面内に端面を備える。当該端面は少なくとも一つのアウトレットを備える。チューブがエミッターを取り囲む一つ以上の実施形態では、アウトレットは基本的に例えばリング状であり、電子出口ウィンドウの周囲に設けられる。チューブが取り付けられかつエミッターに平行である一つ以上の実施形態では、アウトレットは、例えば円形である。

一つ以上の実施形態では、チューブは電子出口ウィンドウの近傍に外側包絡面を備える。外側包絡面は少なくとも一つのアウトレットを備える。外側包絡面はエミッターの円筒形外面である。先に述べたように、チューブはエミッターを取り囲むように配置することができ、こうしてチューブの外側包絡面は一つ以上のアウトレットと共に配置することができる。アウトレットの形状は、例えば円形、楕円形、長方形または多角形など、いかなる設計であってもよい。少なくとも一つのアウトレットから出てくる媒体の流れは、基本的に、接線方向にかつ／または軸線に対して半径方向に案内することができる。

一つ以上の実施形態では、デバイスは充填機械における照射チャンバー内に配置され、当該充填機械はまた、包装容器内に内容物を充填するための少なくとも一つの充填ステーションと、および充填後に開口を封止するための少なくとも一つのステーションとを備える。例えば、複数のエミッターは、回転するよう構成されたカルーセル等の上に設けることができる（例えば、本願出願人によって出願された国際公開番号ＷＯ２０１４／０９５８３８号参照）。例えばコンベアを介して輸送される包装容器はカルーセルに到達し、（回転する）エミッターの一つと整列させられる。カルーセルの１回の回転の少なくとも一部の間、内部殺菌が行われる。包装容器はエミッターを取り囲むように持ち上げられ、再び降下させられ、すなわち相対運動が行われる。持ち上げはコンベアに設けられたリフターによって行われる。内部殺菌後、包装容器はコンベアによってカルーセルを出て行く。したがってカルーセルのサイズ、カルーセルに配置されたエミッターの数、および／またはカルーセルの回転速度に依存して、殺菌のための特定の時間スパンが利用可能である。

一つ以上の実施形態では、エミッターは未殺菌であり、包装容器の内面の殺菌は、いわゆるランアウト時に、第２のポジションから第１のポジションへの、エミッターと包装容器との間の相対移動の間に行われる。一般に、ランイン（第１のポジションから第２のポジションへの移動）の間、または包装材内へエミッターをそれぞれ挿入する間またはその逆も同じく、未殺菌エミッターのために再感染のリスクを回避することは困難である。したがって、ランアウトのみが殺菌のために使用される。ランインは、殺菌の観点から無駄であると考えられている。したがって、一つの可能性は、可能な限り長いか、あるいはランインのための時間スパンよりも少なくとも長いランアウトのための時間スパンを創出することである。これを行うことで、エミッターの引き出し中にそれを電子雲によって殺菌できるように、流入をより容易に制御することができる。

本発明はまた、電子ビームによって包装容器の内面を殺菌するための方法に関する。この方法は、電子出口ウィンドウを備えたエミッターを提供するステップを備え、エミッターは、電子出口ウィンドウを経て電子などの電荷キャリアを放出するよう構成され、電子は電子雲を形成する。本方法はさらに、包装容器内の少なくとも殺菌された容積を調整するステップを備える。そうしたステップは、無菌ガス状媒体の流れを提供することと、この流れによって、少なくとも包装容器の殺菌された容積内に第１のコンディションを発生させることとを備える。第１のコンディションは、殺菌された容積の外部からの媒体の流れが電子雲によって最初に殺菌されることなく殺菌された容積内に到達するのを防止するように適合される。

一つ以上の実施態様において、本方法は、アウトレットを経て無菌ガス状媒体の流れを提供するステップを備え、当該アウトレットは電子雲内に配置されるよう構成される。

一つ以上の実施形態では、本方法は、第１および第２のポジション間で互いに相対的にエミッターおよび包装容器を移動させるステップを含む。第１のポジションは、包装容器およびエミッターが互いに係合されていないポジションである。第２のポジションは、電子出口ウィンドウを備えたエミッター部が包装容器の内面の殺菌のために包装容器の開口を経て完全に包装容器内に挿入されたポジションである。

一つ以上の実施形態では、本方法は、第２のポジションから第１のポジションへと移動させ、この移動の間、アウトレットを経て包装容器に対して単位時間当たり付加される無菌ガス状媒体の体積が同じ時間中に包装容器を出て行くエミッターの一部分の体積を少なくとも補償するよう適合されるように無菌ガス状媒体の流れを制御することによって第１のコンディションを発生させるステップを備える。

一つ以上の実施形態では、本方法は、第２のポジションから第１のポジションへと移動させ、この移動の間、無菌ガス状媒体の流出を包装容器の殺菌された容積から創出できるように、アウトレットを経て包装容器に対して単位時間当たり付加される無菌ガス媒体の体積が同じ時間中に包装容器を出て行くエミッターの一部分の体積よりも大きなものとなるよう適合されるように無菌ガス状媒体の流れを制御することによって第１のコンディションを発生させるステップを備える。

一つ以上の実施態様では、本方法は、第２のポジションから第１のポジションへと移動させ、この移動の間、アウトレットを経て包装容器に対して単位時間当たり付加される無菌ガス媒体の体積が、同じ時間中に包装容器を出て行くエミッターの一部分の体積よりも小さいが、殺菌された容積の外部からの媒体の流れが電子雲によって最初に殺菌されることなく殺菌された容積内に到達するのを防止するのに十分なほど大きなものとなるよう適合されるように無菌ガス状媒体の流れを制御することによって第１のコンディションを発生させるステップを備える。

本発明の付加的な利点および特徴は、添付図面を参照して本発明の実施形態についての以下の説明に示される。各実施形態の単一の機能または特徴は、明らかに、本発明の範囲と組み合わされることが許容される。

本発明の第１実施形態ならびに第２のポジションにある包装容器の概略図である。 本発明の第２実施形態ならびに第１および第２のポジション間のポジションにある包装容器の概略図である。 本発明の第３実施形態ならびに第１のポジションにある包装容器の概略図である。 異なる方向に沿って媒体の流れを誘導するよう構成されたアウトレットの基本的なスキームを示す図である。 エミッターを示す図である。 エミッターおよび包装容器を示す図である。

ここで図１を参照すると、基本的に軸線Ａに沿って延在する包装容器１０が示されている。包装容器１０は基本的にチューブ状であり、開口１２を備える。特に、包装容器は開口１２を経て製品をすぐに充填できる形状である。それはスリーブ体１０ａと上端部１ ０ｂをと備える。上端部１０ｂは、例えば、スクリューキャップまたはその他のクロージャーによって密封されるネックあるいはスパウトを備える。スリーブ体１０ａは開口１２を備える。この実施形態では、包装容器１０の開口１２は、図では上方を向く開口底端部であり、これは、充填後、密封され、そして実質的に平坦な底面を形成するために折り込まれる。

包装容器１０内にチューブ３０およびエミッター２０が配置されあるいは位置決めされる。エミッター２０は、軸線Ａに垂直な平面内に配置されかつ図５に関連してさらに詳しく説明される電子出口ウィンドウ２２を備える。だが、エミッター２０の一部のみ、すなわち第１の円筒体２０ａ（図５参照）が図１に示されていることに留意されたい。チューブ３０がエミッター２０を取り囲み、したがってエミッター２０は、厳密に言えば、図１においては認識できず、チューブ内に隠れている。チューブ３０は、エミッター２０の第１の筒状体２０ａの外殻であってもよい。エミッター２０は、電子出口ウィンドウ２２の平面内に、あるいは代替的に電子出口ウィンドウ２２の平面と平行な平面内に端面３２を備える。それらは異なるレベルに配置されてもよい。端面３２はアウトレット３４を備える。この実施形態では、アウトレットは基本的にリング形状である。それは電子出口ウィンドウ２２の周囲に配置される。

エミッターは電子を放出するよう構成されるが、これは、電子出口ウィンドウ２２を経てエミッターを出て行き、当該ウィンドウの外部で電子雲４０を形成する。アウトレット３４は、エミッターの作動中に、それが電子雲４０中に存在するように配置される。

アウトレット３４は、媒体の流れ４２を提供するよう構成される。媒体は、例えば窒素またはガスの混合物のような無菌空気またはその他のガスであってもよい。ガスは、（認識できない）供給源から、チューブ３０内の内部チャネルを通って供給される。内部チャネルは、円筒体２０ａの内側チューブ面と外側包絡面との間のスペース全体あるいは当該スペースの一部によって形成されてもよい。代替的に、チューブ内に導管が配置されてもよい。アウトレット３４はそれが電子雲４０中に存在するように配置されるので、無菌空気の流れは自然に電子雲４０内に導かれる。

エミッター２０および包装容器１０は、包装容器の内面の殺菌を行うことができるように、第１および第２のポジション間で互いに対する相対的な移動を行うように構成される。相対移動は、図１において、矢印ａとして示されている。移動は軸線Ａに沿ってなされる。包装容器１０の内面はエミッター２０から放出された電子雲４０により殺菌される。第１のポジションは、包装容器１０とエミッター２０とが互いに係合されていないポジションであり（図３参照）、一方、第２のポジションは図１に示されている。第２のポジションにおいて、少なくとも電子出口ウィンドウ２２を備えた第１の円筒体２０ａの一部分であるエミッター部分は、開口１２を経て包装容器１０内に完全に挿入される。電子雲４０は、続いて、包装容器の上端部１０ｂ全体、すなわち開口１２から最も遠く離れた容積を満たす。殺菌サイクル中、すなわち包装容器の殺菌中、第１のポジションから第２のポジションへと、そして第２のポジションから第１のポジションへと戻る移動が実行される。

第１のポジションから第２のポジションへの移動、すなわち軸線Ａに沿った互いに向うエミッターおよび包装容器の相対移動は、当然ながら、エミッターと包装容器１０との間のギャップ１４内でガス状媒体の流出を引き起こす。包装容器内のガス状媒体は包装容器の外に流れる。第２のポジションから第１のポジションへの移動、すなわち軸線Ａに沿った互いに離れるエミッターおよび包装容器の相対移動は、当然ながら、エミッターと包装容器１０との間のギャップ１４内でガス状媒体の流入を引き起こす。外部からのガス状媒体は包装容器内に流れる。

エミッターが非無菌でありかつ、その中にエミッターが配置される照射チャンバーが殺菌されない用途では、包装容器からの媒体の流出は、流入よりも無菌の観点から、あまり関心事ではない。包装容器内部の殺菌が始まったとき、非無菌媒体の制御されない流入は、包装容器内の殺菌された容積４４内を再感染させないために回避されるべきである。

本実施形態および以下の実施形態では、包装容器の内面の実際の殺菌は、第１のポジションと第２のポジションとの間の移動中に行われ、したがって、上述したように、本発明の目的は、再感染を避けるべく潜在的な流入を制御するために包装容器１０内の殺菌された容積４４を調整することである。

もちろん、エミッターが連続動作状態であってもよいことを、そしてそのようにして第１のポジションから第２のポジションへの移動の間、それはまた、もちろん、包装容器を照射していることを理解されたい。だが、再感染のリスクのために、第２のポジションから第１のポジションへと移動する際にのみ与えられる線量は一回の殺菌であると考えられる。

以下、殺菌サイクルについて説明する。殺菌サイクルは、第１のポジションから第２のポジション（第２のポジションは図１に示されている）への移動と共に始まる。図１に示す実施形態では、エミッターは軸線Ａに沿って固定状態であり、包装容器はエミッターを取り囲むように、図中で上方に持ち上げられる。持ち上げは包装容器リフターによって達成されてもよく、迅速に行われてもよい。包装容器の内部からの包装容器からの未殺菌媒体の流れに関して、何らかの処置を検討したり採用したりする必要はない。

図１において、殺菌された容積４４は包装容器１０の上端部を満たす電子雲４０の体積である。

次のステップでは、包装容器は、エミッター２０の周囲のそのポジションからゆっくりと降下させられ始める。殺菌された容積４４は、降下の継続に伴って増大する（例えば図２参照）。同時に、無菌ガス状媒体の流れ４２が、少なくとも包装容器１０の殺菌された容積４４内に第１のコンディションを発生させるためにアウトレット３４から供給される。第１のコンディションは以下で説明する。

殺菌サイクルの最終ステップでは、包装容器１０は、エミッター２０がもはや包装容器１０内に存在しないように著しく降下させられる（例えば図３参照）。第１のポジションに再び到達してしまっている。電子雲４０は依然として包装容器１０の開口１２を保護し、そして包装容器は、例えば、包装容器の外面の殺菌のために提供される別なエミッタ―の重なり合う電子雲中へと移動させることができる。

上述したように、本発明の目的は、再感染を回避するべく潜在的な流入を制御するために包装容器１０内の殺菌ボリューム４４を調整することである。以下では、殺菌された容積の調整について説明する。

第１のコンディションは、概して、最初に電子雲４０によって殺菌されることなく、殺菌された容積４４の外部からの媒体の流れが殺菌された容積４４内に到達するのを防止するように適合される。これは、同時に包装容器１０を出て行くエミッター２０の一部分の体積を少なくとも補償するよう、単位時間当たりある体積の無菌ガス状媒体が付加されることによって達成できる。エミッターが包装容器を離れつつあるとき、すなわち包装容器がエミッターから降下させられるとき、エミッタ―によってあとに残される容積を満たすために、外部からの媒体の流入が生じることがある。そうした流入は、その代わりに、無菌ガス状媒体で容積を満たすことによって防止できる。制御ユニットは、相対移動の速度およびエミッター２０と包装容器１０との間のギャップ１４のサイズに関連して無菌媒体の流れを適合させる。

代替的に、同時に包装容器１０を出て行くエミッター２０の一部分の体積よりも大きな体積の無菌ガス状媒体が単位時間当たり付加される。その場合、包装容器１０の殺菌された容積４４からの無菌ガス媒体の流出４８が生じる。この流出４８は図１に矢印で示される。

別の代替例は、同時に包装容器１０を出て行くエミッター２０の一部分の体積よりも小さな体積の無菌ガス状媒体を単位時間当たり付加することである。だが、無菌ガス状媒体のこの体積は、最初に電子雲４０によって殺菌されることなく、外部からの媒体の流れが殺菌された容積４４内に到達するのを防止するために十分なほど大きなものである必要がある。これは、電子雲４０内に到達する外部からの媒体の流れが、それが雲４０を出て行く前に雲４０がそれを首尾よく殺菌するように十分に低い速度を有している必要があることを意味する。つまり、未殺菌媒体は、殺菌されるために、ある時間にわたって雲９０内に留まる必要がある。この時間がどの程度であるかは、例えば、エミッター２０の線量率および流速に依存する。

電子雲４０と、無菌ガス状媒体の流れ４２は、一緒に、殺菌中に、無菌バリアー５０を形成する。無菌バリアーは、電子雲４０を通る破線として、例えば図１に示されている。バリアー５０は、軸線Ａに沿ってかつ開口１２に最も近接したレベルに形成され、この場合、電子雲は連続的な境界線に沿って包装容器の内面と接触する。第２のポジションにおいて、無菌バリアー５０は電子雲４０のみによって形成できるが、第２のポジションから第１のポジションへの移動中、無菌バリアーは無菌媒体の流れと一緒に電子雲によって形成される。上記無菌バリアー５０は、殺菌される前に非無菌媒体が殺菌された容積４４内に到達するのを防止するように適合される。

図２は本発明の第２実施形態を示す。第１実施形態との相違点についてのみ説明する。第２実施形態では、エミッター２０およびチューブ３０は並列に配置され、そしてチューブ３０はエミッター２０に沿ってかつ軸線Ａに沿って延在する。チューブ３０はエミッター２０の外側包絡面に取り付けられる。第１実施形態と同様、この実施形態において、チューブ３０は、電子出口ウィンドウ２２の平面内にあるいは電子出口ウィンドウ２２の平面に平行な平面内に端面３２を備える。端面３２は少なくとも一つのアウトレット３４を備える。

図２において、電子出口ウィンドウ２２およびアウトレット３４の僅かに上方に配置された無菌バリアー５０が破線で示されている。

図３は、第１実施形態の変形例である本発明の第３実施形態を示す。第１実施形態と同様、第３実施形態のチューブ３０はエミッター２０を取り囲んでいる（図ではエミッターは認識できなくなっている）。下方に向けられたアウトレットを有する代わりに、第１実施形態と同様、外側包絡面３６に設けられた複数のアウトレットが存在する。アウトレットは、それらが、エミッターの動作中に電子雲４０内に置かれるように、電子出口ウィンドウ２２の近傍に配置される。

図３において、無菌バリアー５０は、包装容器１０の開口１２と同レベルにある。

図４はアウトレット３４の基本スキームを示しており、流れ４２のさまざまな流れ方向が異なる矢印によって可視化されている。矢印は、さまざまな流れ方向をアウトレット３４から確立できることを明らかにしている。流れ４２が厳格に矢印に沿って方向付けられる必要がないことは言うまでもない。全ての中間的な方向も可能である。

図５は、直ぐに充填できる包装容器１０の内部を殺菌するための例示的なエミッター２０を示している。

エミッター２０は、経路に沿って実質的に円形の電子ビームを放出するための電子発生器を備える。電子発生器は密閉真空チャンバ内で、当該真空チャンバーの第２の筒状体２０ｂ内に封入されている。

電子発生器は、カソードハウジングおよびフィラメント（認識できない）を備える。使用時、電子ビームはフィラメントを加熱することによって生成される。電流がフィラメントを通って供給されるとき、フィラメントの電気抵抗によってフィラメントは２０００℃のオーダーの温度まで加熱される。この加熱によってフィラメントは電子雲を放出する。電子は、カソードハウジングと（アノードである）出口ウィンドウとの間の高電圧電位によって、電子出口ウィンドウ２２に向かって加速される。続いて、電子は電子出口ウィンドウ２２を通過し、ターゲット領域、この例では包装容器１０の内部に向って移動し続ける。

フィラメントはタングステンから形成することができる。グリッドは、フィラメントと電子ビーム出口ウィンドウとの間に配置することができる。それは多数の開口を備えており、そして電子ビームをより均一なビームへと拡散させるために、かつ、ターゲット領域に向かって電子ビームを集束させるために使用される。

高電圧電位は、例えば、カソードハウジングおよびフィラメントを電源に接続することによって、かつ、真空チャンバーをアースに接続することによって形成される。フィラメントはまた第２の接続を必要とする。電圧が３００ｋＶ未満である場合、エミッター２０は、一般に低電圧電子ビームエミッターと呼ばれる。開示された設計では、加速電圧は９５ｋＶのオーダーである。この電圧は、各電子に関して、９５ｋｅＶの動力学的（運動）のエネルギーを生じる。しかしながら、例えば７５〜１５０ｋＶの範囲でその他の電圧を選択できる。やはり上記の制御グリッドに電位を印加することによって、電子の放出をさらに制御することができる。別個のそして可変な電気電位が制御グリッドに印加される場合、それは、生成された電子ビームの能動的成形のために制御グリッドを使用することを可能にする。これらの目的のために、制御グリッドは別個の電源に電気的に接続されてもよい。

エミッター２０は、上述したように、さらに電子出口ウィンドウ２２を備える。ウィンドウ２２は、例えばチタニウム等の金属箔から形成でき、そして４〜１２μｍのオーダーの厚みを有することができる。アルミニウムまたは銅から形成される支持ネット（図示せず）は真空チャンバの内部から箔を支持する。電子は出口ウィンドウ２０を経て真空チャンバーから飛び出している。

真空チャンバーは、実質的に円形の断面を有する二つの長尺な円筒体２０ａ，２０ｂから形成される。円筒体は共通の長手方向中心軸線を有する。第１の筒状体２０ａは、中心軸線に垂直な平面内に、電子出口ウィンドウ２２を備えた端面を有する。電子出口ウィンドウ２２は円形であり、好ましくは端面の大部分にわたって延在する。上記第１の円筒体２０ａの直径は、直ぐに充填できる包装容器１０内に挿入されるのに十分なほど小さく、当該第１の円筒体２０ａの断面は、それを包装容器１０の開口１２を通って案内できるような寸法とされている。第２の円筒体２０ｂは電子ビーム発生器を備えており、第２の円筒体２０ｂの直径は第１の円筒体２０ａよりも大きい。放出された電子ビームの直径は、依然としてエミッター２０の内部にある間、第１の円筒体２０ａの直径よりも小さい。

エミッター２０は、その電子出口ウィンドウ２２から、図５に線で大まかに示す電子雲４０を放出する。断面形状は、図示されるようにある程度円形であるか、あるいは液滴形である。電子雲の形状は、電子出口ウィンドウ２２の形状によって、かつ、電子出口ウィンドウを出て行く個々の電子のブラウン運動によって規定される。電子雲は軸線ａの周りに軸対称であり、したがって雲のボリュームは球状（または液滴形）である。電子雲４０の中央において線量率は高くなる。エミッター２０のエネルギーは、利用可能な殺菌時間、包装容器のサイズおよび形状、電子ビームエミッターに対する包装容器速度と適応させられる必要があり、上記の群は単なる例として見なされるべきである。

上記実施形態において、包装容器１０の開口１２は開放底端部であり、これは、充填後に、実質的に平坦な底面を形成するように密閉され折り込まれる。しかしながら、この開口１２（それを通ってエミッター２０が収容され、かつ、それを通って充填が行われる）は、その代わりに、包装容器１０のネックあるいはスパウト部として、包装容器の上端部１０ｂに配置されてもよいことを理解されたい。図６はそれを示している。ネックあるいはスパウト部は、充填後、例えばスクリューキャップで密封される。

本発明に係るデバイスは、充填機械における照射チャンバー内に配置することができる。充填機械は、包装容器内に内容物を充填するための少なくとも一つの充填ステーションと、充填後に開口を密封するための少なくとも一つのステーションとを備える。本発明は、例えば、本出願人による国際公開番号ＷＯ２０１４／０９５８３８に記載されたような殺菌デバイスに適用することができる。包装容器の内部殺菌の間、包装容器とエミッターとの間で相対移動がなされる。複数のエミッターが、回転するように構成されたカルーセル等の上に設けられる。例えばコンベアを介して輸送される包装容器はカルーセルに到達し、そして（回転する）エミッターの一方に取り付けられる。カルーセルの１回転の少なくとも一部の間、殺菌が行われ、包装容器はそれぞれ適切なエミッターからまたはカルーセルから取り外される。

１０ 包装容器
１０ａ スリーブ体
１０ｂ 上端部
１２ 開口
１４ ギャップ
２０ エミッター
２０ａ 第１の円筒体
２０ｂ 第２の円筒体
２２ 電子出口ウィンドウ
３０ チューブ
３２ 端面
３４ アウトレット
３６ 外側包絡面
４０ 電子雲
４２ （媒体の）流れ
４４ 殺菌された容積
４８ 流出
５０ 無菌バリアー
Ａ 軸線
ａ 矢印

Claims (16)

1. 電子ビームによって包装容器（１０）の内面を殺菌するためのデバイスであって、このデバイスは、電子出口ウィンドウ（２２）を備えたエミッター（２０）を備え、前記エミッター（２０）は、前記電子出口ウィンドウ（２２）を経て電子などの電荷キャリアを放出するよう構成され、前記電子は電子雲（４０）を形成し、
   前記デバイスは、少なくとも前記包装容器（１０）内の殺菌された容積（４４）を調整するための少なくとも一つのアウトレット（３４）を備え、
   前記アウトレット（３４）は、無菌ガス状媒体の流れ（４２）を提供し、これによって少なくとも前記包装容器（１０）の前記殺菌された容積（４４）内に第１のコンディションを発生させるよう構成され、
   前記第１のコンディションは、前記殺菌された容積（４４）の外部からの媒体の流れが、前記電子雲（４０）によって最初に殺菌されることなく、前記殺菌された容積（４４）内に到達するのを防止するように適合される、デバイス。
2. 前記アウトレット（３４）は、前記電子出口ウィンドウ（２２）から放出される電子によって生成される前記電子雲（４０）内に提供されるよう構成される、請求項１に記載のデバイス。
3. 前記電子雲（４０）および前記無菌ガス状媒体の流れ（４２）は、殺菌の間、協働で無菌バリアー（５０）を形成し、かつ、
   前記無菌バリアー（５０）は、未殺菌媒体が、殺菌される前に、前記殺菌された容積（４４）内に到達するのを防止するように適合される、請求項２に記載のデバイス。
4. 前記エミッター（２０）および前記包装容器（１０）は、第１および第２のポジション間で互いに対して相対的な移動を行うよう構成され、
   前記第１のポジションは、前記包装容器（１０）および前記エミッター（２０）が互いに係合していないポジションであり、
   前記第２のポジションは、前記電子出口ウィンドウ（２２）を備えたエミッター部分が、前記包装容器（１０）の内面の殺菌のために、前記包装容器（１０）の開口（１２）を経て、前記包装容器（１０）内に完全に挿入されるポジションである、請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のデバイス。
5. 前記第２のポジションから前記第１のポジションへの移動中、前記第１のコンディションは、前記アウトレット（３４）を経て前記包装容器（１０）に対して、単位時間当たり付加される無菌ガス状媒体の体積が、同じ単位時間中に前記包装容器（１０）を出て行く前記エミッター（２０）の一部分の体積を少なくとも補償するよう適合されるように制御されるよう設定された無菌ガス状媒体の流れ（４２）である、請求項４に記載のデバイス。
6. 前記第２のポジションから前記第１のポジションへの移動中、前記第１のコンディションは、無菌ガス状媒体の流出（４８）を前記包装容器（１０）の前記殺菌された容積（４４）から生み出すことができるように、前記アウトレット（３４）を経て前記包装容器（１０）に対して、単位時間当たり付加される無菌ガス媒体の体積が、同じ単位時間中に前記包装容器（１０）を出て行く前記エミッター（２０）の一部分の体積よりも大きなものとなるよう適合されるように制御されるよう設定された無菌ガス状媒体の流れ（４２）である、請求項４に記載のデバイス。
7. 前記第２のポジションから前記第１のポジションへの移動中、前記第１のコンディションは、前記アウトレット（３４）を経て前記包装容器（１０）に対して、単位時間当たり付加される無菌ガス媒体の体積が、同じ単位時間中に前記包装容器（１０）を出て行く前記エミッター（２０）の一部分の体積よりも小さいが、前記殺菌された容積（４４）の外部からの媒体の流れが、前記電子雲（４０）によって最初に殺菌されることなく、前記殺菌された容積（４４）内に到達するのを防止するのに十分なほど大きなものとなるよう適合されるように制御されるよう設定された無菌ガス状媒体の流れ（４２）である、請求項４に記載のデバイス。
8. 前記殺菌された容積（４４）は前記包装容器（１０）内に形成され、前記電子雲（４０）を含み、前記電子雲（４０）によって周囲体積から隔離される、請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のデバイス。
9. 時間の経過と共に、前記無菌ガス状媒体の流れ（４２）を制御し、調整し、かつ／または適合するよう構成される、請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のデバイス。
10. チューブ（３０）を備え、前記チューブは前記アウトレット（３４）を備える、請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のデバイス。
11. 前記チューブ（３０）は前記エミッター（２０）上に配置される、請求項１０に記載のデバイス。
12. 前記エミッター（２０）は基本的に軸線（Ａ）に沿って延在し、
    前記電子出口ウィンドウ（２２）は、前記軸線（Ａ）と直交する平面内に配置され、
    前記エミッターは前記包装容器（１０）の広がりに沿って軸方向に挿入されるよう構成され、
    相対移動は前記軸線（Ａ）に沿ってなされ、
    前記チューブ（３０）は前記エミッター（２０）に沿って延在する、請求項１０または請求項１１に記載のデバイス。
13. 前記チューブ（３０）は、前記電子出口ウィンドウ（２２）の平面あるいは前記電子出口ウィンドウ（２２）の平面に対して平行な平面内に端面（３２）を備え、
    前記端面（３２）は前記少なくとも一つのアウトレット（３４）を備える、請求項１２に記載のデバイス。
14. 前記チューブ（３０）は前記電子出口ウィンドウ（２２）の近傍に外側包絡面（３６）を備え、
    前記外側包絡面（３６）は前記少なくとも一つのアウトレット（３４）を備える、請求項１２に記載のデバイス。
15. 前記デバイスは充填機械における照射チャンバー内に配置され、前記充填機械はまた、前記包装容器（１０）内に内容物を充填するための少なくとも一つの充填ステーションと、充填後に開口を封止するための少なくとも一つのステーションと、を備える、請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載のデバイス。
16. 電子ビームによって包装容器の内面を殺菌するための方法であって、この方法は、電子出口ウィンドウ（２２）を備えたエミッター（２０）を提供するステップを備え、前記エミッターは、前記電子出口ウィンドウ（２２）を経て電子などの電荷キャリアを放出するよう構成され、前記電子は電子雲（４０）を形成し、
    前記方法は、包装容器（１０）内の少なくとも殺菌された容積（４４）を調整するステップを備え、このステップは、
    無菌ガス状媒体の流れ（４２）を提供することと、
    前記流れによって、少なくとも前記包装容器（１０）の前記殺菌された容積（４４）内に第１のコンディションを発生させることと、を備え、前記第１のコンディションは、前記殺菌された容積（４４）の外部からの媒体の流れが、前記電子雲（４０）によって最初に殺菌されることなく、前記殺菌された容積（４４）内に到達するのを防止するように適合される、方法。

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