JP4420237B2 - プラスチック空容器の電子線殺菌装置および殺菌方法 - Google Patents
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Description
こうした配慮による電子線による殺菌処理は、排水処理施設が不要であり、連続的なシート状の被殺菌物について多く行われている。
一方、プラスチック空容器のような小さなサイズの被殺菌物については、その単独あるいは複数を梱包および包装した状態で、電子線の照射を行って殺菌することが一般的であるが、照射量管理を高速度で行うことが困難である。ただし単なる材料改質など、清潔環境を要求しない被照射物についてはこれを梱包あるいは包装せずに照射する場合がある。
しかしながら、この装置においては、容器が照射部分を通過する姿勢や時間などの諸条件を管理することが困難で、照射不足あるいは過多により容器の殺菌不十分あるいは容器材料の損傷を生じるおそれがあるという問題がある。
しかしながら、この装置においては、電子線線量の過不足からおこる容器の殺菌不十分あるいは容器材料の損傷のおそれはないと思われるが、容器の形状が円筒状に制限されることにより汎用性に欠けるという問題がある。さらに、照射部分において容器を転倒および回転させながら通過させる必要があるため、構造が複雑になり、殺菌処理速度の向上には限界がある。
さらに、潤滑剤や自己潤滑性のプラスチック部品などを電子線照射下で常時使用すると、放射線によるそれら材料の劣化や分解生成物の発生などが起こるため、清潔かつ清浄であることが求められる用途では採用することができない。
図1は、プラスチック空容器の電子線照射装置1の概略垂直断面図、図2は、同、概略水平断面図であって、プラスチック空容器の電子線照射装置1は、プラスチック空容器Pの解梱機構2と、搬入機構3と、遮蔽構造体4と、供給機構5と、ターンテーブル機構6(移動機構)と、電子線照射機構7と、冷却機構8と(図4)、排出機構9と、搬出機構10と、を有し、搬出機構10から後工程機構11に至る。
供給機構5は、ターンテーブル機構6にプラスチック空容器Pを供給および停止するもので、供給用コンベア12と、スクリューフィーダー13と、供給側スターホィール14と、を有する。なお、この供給機構5は電子線照射の近傍部分にあって強い放射線雰囲気にあるため、耐放射線性および耐オゾン性を考慮する必要がある。
スクリューフィーダー13の表面材質は、潤滑性および耐放射線性を考慮し、PEEK樹脂などの耐放射線性プラスチックあるいは研磨ステンレススチールなどを採用する。
スクリューフィーダー13と供給側スターホィール14とは、互いに同期して動作し、プラスチック空容器Pのかみ込みがないようにこれを調整する。
ターンテーブル機構6と供給機構5とは、同期して動作するようにこれを運転し、ターンテーブル17の適切な位置(後述する真空吸引口22)にプラスチック空容器Pが載せられるようにする。なお、このターンテーブル機構6は電子線が直接照射される部分であるため、耐放射線性および耐オゾン性を考慮し、主構造材は、ステンレススチールからこれを構成する必要がある。
供給側スターホィール14によってターンテーブル17に至ったプラスチック空容器Pは、その底部を真空吸引口22の部分で真空吸引されて固定され、互いの相対間隔を一定に維持した状態でターンテーブル17の回転にともなって円周上を所定周速度で周回可能となる。この相対間隔は、各プラスチック空容器Pを均一な間隔で周回させるためのもので、各プラスチック空容器Pが互いに接触している場合(つまり相対間隔がゼロの場合)も含むものとする。
なお、プラスチック空容器Pの形状に応じてその正立状態でその側面部分を真空吸引する構成としてもよい。さらに、プラスチック空容器Pを横倒し状態でその底部を真空吸引する構成とすることもできる。いずれの構成の場合にも、プラスチック空容器Pの姿勢に応じて電子線照射機構7を適宜配置することにより所定の方向から電子線を照射可能とすればよい。
なおクリーンブース27は、ターンテーブル17の外周に沿ってあるいは全体を覆うようにこれを設置するとともに、このクリーンブース27に外部からクリーンエアを供給することにより、ターンテーブル17上を清潔な環境に保持して、プラスチック空容器Pへの塵埃などの異物の付着を防止する。
なお、排出機構9および搬出機構10には、ターンテーブル機構6のクリーンブース27と同様のクリーンブース(図示せず)を設置してプラスチック空容器Pへの塵埃などの異物の付着を防止する。
プラスチック空容器Pは、さらに供給機構5によってターンテーブル機構6に供給される(供給工程)。
すなわち供給時には、各プラスチック空容器Pはスクリューフィーダー13により一定ピッチに整えられて供給側スターホィール14を経由して1本づつ独立にターンテーブル機構6のターンテーブル17に供給される。
なお、線量25kGy程度であれば樹脂様臭などの品質低下は認められないが、より高線量を照射する場合にも、電子線照射前にプラスチック空容器P内に窒素ガスを充填することにより、樹脂様臭などの発生を抑えることができる。プラスチック空容器Pについて物理的強度の低下や、キャップ適合性の変化も見られないことを実験的に確認した。
なお、図示の形状のPETボトルの上部から電子線を照射した場合には、均一な照射線量分布を得るために、電子線のエネルギーは1.0MeV以上は必要であることを実験的に確認した。
さらに、より高線量を照射する場合に、照射前にPETボトルに窒素ガスを充填することにより、照射による樹脂様臭の発生を抑制することができ、PETボトルの品質的ダメージも抑制することが可能であることを実験的に確認した。
図5は、プラスチック空容器の電子線照射装置40の概略垂直断面図、図6は、同、概略水平断面図であり、プラスチック空容器の電子線照射装置40は、プラスチック空容器Pの前記解梱機構2(図1、図2)と、前記搬入機構3(図1、図2)と、前記遮蔽構造体4(図1、図2)と、前記供給機構5(図3、図4)に相当する供給機構41と、ベルトコンベア機構42(移動機構)と、前記電子線照射機構7(図1、図4)に相当する電子線照射機構43と、前記冷却機構8(図4)に相当する冷却機構44と(図7、図8)、前記排出機構9(図3)に相当する排出機構45と、前記搬出機構10(図1、図2)と、を有し、搬出機構10から前記後工程機構11(図1、図2)に至る。
供給機構41は、ベルトコンベア機構42にプラスチック空容器Pを供給および停止するもので、前記供給用コンベア12(図3、図4)と、左右一対の前記スクリューフィーダー13(図3、図4)と、を有する。なお、この供給機構41は電子線照射の近傍部分にあって強い放射線雰囲気にあるため、耐放射線性および耐オゾン性を考慮する必要がある。
ベルトコンベア機構42と供給機構41とは、同期して動作するようにこれを運転し、ベルトコンベア47に連続してプラスチック空容器Pが載せられるようにする。なお、このベルトコンベア機構42は電子線が直接照射される部分であるため、耐放射線性および耐オゾン性を考慮し、ベルトコンベア47およびサポートコンベア50(後述)などは、ステンレススチールからこれを構成する必要がある。
スクリューフィーダー13によってベルトコンベア47に至ったプラスチック空容器Pは、その両側面部をサポートコンベア50の部分で押圧されて転倒を防止した正立状態に固定され、ベルトコンベア47の回転にともなってベルトコンベア47上を所定移動速度で移送可能となる。
なお、一対のサポートコンベア50の一方(図7中下側)は、他方(図7中上側)よりわずかに短くこれを構成して、除去部49における回動アーム52の部分でプラスチック空容器Pをこの一方のサポートコンベア50側に除去しやすいようにしている。
なおクリーンブース55は、ベルトコンベア47に沿ってあるいは全体を覆うようにこれを設置するとともに、このクリーンブース55に外部からクリーンエアを供給することにより、ベルトコンベア47上を清潔な環境に保持して、プラスチック空容器Pへの塵埃などの異物の付着を防止する。
なお、これらベルトコンベア47およびサポートコンベア50を固定駆動するプーリーを水冷することにより、間接的に冷却する構成としても十分な冷却作用は可能である。
なお、排出機構45および搬出機構10には、ベルトコンベア機構42のクリーンブース55と同様のクリーンブース(図示せず)を設置してプラスチック空容器Pへの塵埃などの異物の付着を防止する。
プラスチック空容器Pは、さらに供給機構41によってベルトコンベア機構42に供給される。
すなわち供給時には、各プラスチック空容器Pはスクリューフィーダー13により一定ピッチに整えられて1本づつ独立に、すなわち、互いの相対間隔を一定に維持した状態で、かつ正立状態でベルトコンベア機構42のベルトコンベア47に供給される(供給工程)。
なお、プラスチック空容器Pへの電子線照射に対し、サポートコンベア50により影ができる可能性も十分考えられるが、このサポートコンベア50の厚さが0.2mm以下の場合にはその影響を考慮する必要がないことを試験的に確認している。
なお、より高線量を照射する場合に、電子線照射前にプラスチック空容器P内に窒素ガスを充填することにより、樹脂様臭などの発生を抑えることができる。プラスチック空容器Pについて物理的強度の低下や、キャップ適合性の変化も見られないことを実験的に確認した。
なお、図示の形状のPETボトルの上部から電子線を照射した場合には、均一な照射線量分布を得るために、電子線のエネルギーは1.0MeV以上は必要であることを実験的に確認した。
さらに、より高線量を照射する場合に、照射前にPETボトルに窒素ガスを充填することにより、照射による樹脂様臭の発生を抑制することができ、PETボトルの品質的ダメージも抑制することが可能であることを実験的に確認した。
2 解梱機構
3 搬入機構
4 遮蔽構造体
5 供給機構
6 ターンテーブル機構(移動機構、図3)
7 電子線照射機構
8 冷却機構(図4)
9 排出機構
10 搬出機構
11 後工程機構
12 供給用コンベア
13 スクリューフィーダー
14 供給側スターホィール
15 ターンテーブル駆動部
16 ターンテーブル駆動軸
17 ターンテーブル
18 プラスチック空容器固定部
19 除去部
20 真空排気ユニット
21 真空配管
22 真空吸引口
23 回動軸
24 回動アーム
25 電子線発生部
26 電子線照射エリア
27 クリーンブース
28 チタン箔
29 水冷ジャケット
30 供給側配管
31 戻り側配管
32 ロータリージョイント
33 排出側スターホィール
34 排出側コンベア
40 プラスチック空容器の電子線殺菌装置(第2の実施例、図5、図6)
41 供給機構
42 ベルトコンベア機構(移動機構、図7)
43 電子線照射機構
44 冷却機構
45 排出機構
46 コンベア駆動部
47 ベルトコンベア
48 プラスチック空容器固定部
49 除去部
50 左右一対のサポートコンベア
51 回動軸
52 回動アーム
53 電子線発生部
54 電子線照射エリア
55 クリーンブース
56 チタン箔
57 第1の空気吹出し部
58 第2の空気吹出し部
59 送風機
60 排出側コンベア
P プラスチック空容器
Claims (5)
- プラスチック空容器に電子線を照射して殺菌を行うプラスチック空容器の電子線殺菌装置であって、
前記プラスチック空容器を供給する供給機構と、
供給されたこのプラスチック空容器の互いの相対間隔を、前記プラスチック空容器の移送方向左右一対のサポートコンベアを有するプラスチック空容器固定部により維持するとともに、この相対間隔を維持した状態の当該プラスチック空容器を、前記プラスチック空容器を載せて移動するベルトコンベアにより移動させるベルトコンベア機構と、
このベルトコンベア機構の途中において前記プラスチック空容器に前記電子線を照射する電子線照射機構と、
前記ベルトコンベア機構を冷却する冷却機構と、
電子線照射済みの前記プラスチック空容器を排出する排出機構と、
を有することを特徴とするプラスチック空容器の電子線殺菌装置。 - 前記ベルトコンベア機構は、
その途中に、電子線の照射不良の前記プラスチック空容器を除去可能な除去部を設けたことを特徴とする請求項1記載のプラスチック空容器の電子線殺菌装置。 - 前記除去部においては、
前記左右一対のサポートコンベアの一方を他方よりわずかに短く構成していることを特徴とする請求項2記載のプラスチック空容器の電子線殺菌装置。 - 前記プラスチック空容器を所定の間隔をあけて前記ベルトコンベア機構に供給することを特徴とする請求項1記載のプラスチック空容器の電子線殺菌装置。
- プラスチック空容器に電子線を照射して殺菌を行うプラスチック空容器の電子線殺菌方法であって、
前記プラスチック空容器を供給する供給工程と、
供給されたこのプラスチック空容器の互いの相対間隔を、ベルトコンベア機構において前記プラスチック空容器の移送方向左右一対のサポートコンベアを有するプラスチック空容器固定部により維持するとともに、この相対間隔を維持した状態の当該プラスチック空容器を、前記ベルトコンベア機構におけるベルトコンベアに載せて移動させるコンベア工程と、
この移動の途中において前記プラスチック空容器に前記電子線を照射する電子線照射工程と、
前記コンベア工程を行う前記ベルトコンベア機構を冷却する冷却工程と、
電子線照射済みの前記プラスチック空容器を排出する排出工程と、
を有することを特徴とするプラスチック空容器の電子線殺菌方法。
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