JP5091264B2 - 電子線容器殺菌装置および電子線容器殺菌方法 - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂製容器に電子線を照射して殺菌を行う電子線容器殺菌装置および電子線容器殺菌方法に係り、特に、電子線の照射によって樹脂製容器が帯電することを防止できる電子線容器殺菌装置および電子線容器殺菌方法に関するものである。
ＰＥＴボトル等の樹脂製容器に電子線を照射して殺菌を行う電子線容器殺菌装置は従来から広く用いられている。このように樹脂製容器に電子線を照射して殺菌すると、樹脂製容器が帯電することが従来から知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に記載されたＰＥＴボトル飲料充填システムは、「入口から投入されたＰＥＴボトルは、食品容器搬送装置によって殺菌部へ搬送され、電子線照射装置により殺菌される。殺菌されたＰＥＴボトルはすすぎリンサへ搬入され、水又は空気により洗浄される。すすぎリンサから送出されたＰＥＴボトルには、充填機によって内容物が充填される。内容物を充填されたＰＥＴボトルは、キャッパーにおいてキャップを取り付けられて密封される」ようになっている。
前記特許文献１の構成では、電子線の照射によってＰＥＴボトルが帯電するために、帯電量を検出する帯電量測定器を備えており、この帯電量測定器からコンピュータに送られた帯電量の解析を行い、電子線の照射により発生したＰＥＴボトルの帯電量が所定の範囲に収まっているか否かを判断するようにしている。
前記のように樹脂製容器が帯電すると埃や塵を引き寄せてしまうという問題が発生する。そこで、帯電した樹脂製容器の静電気を除去する装置が従来から各種提案されている（例えば、特許文献２または特許文献３参照）。前記特許文献２に記載された発明（静電気除去方法及び装置）では、樹脂製中空容器にＸ線を照射することにより静電気を除去するようにしている。また、特許文献３に記載された発明（静電気除去装置）は、ループ状に湾曲しボトルの外面に空気を噴出する吐出口が形成されたループノズルと、ボトルの内面に空気を噴出する吐出口が形成されたストレートノズルとを有しており、これらノズルからイオン化した空気を吹き付けることによりボトルの内外面に帯電した静電気を除去するようにしている。
前記特許文献２および特許文献３に記載されたような静電気を除去する方法または装置では、樹脂製容器の内外の表面の帯電は低減することが出来るが、ボトルを形成している樹脂素材の内部に蓄積された電荷を除去することは出来なかった。従って、本発明の目的は、樹脂製容器の表面だけでなく樹脂素材の内部の帯電をも防止するようにした電子線容器殺菌装置を提供することにある。
請求項１に記載の発明は、搬送ホイールの円周方向に複数設けられて樹脂製容器を支持する容器支持手段と、樹脂製容器に電子線を照射する電子線照射手段とを備え、樹脂製容器に電子線照射手段から電子線を照射して殺菌を行う電子線容器殺菌装置において、前記容器支持手段に支持されている樹脂製容器の口部よりも上方の位置と樹脂製容器の内部に挿入された位置とに昇降可能に電子を引き付ける部材を備え、搬送されてくる樹脂製容器を前記搬送ホイールの容器支持手段により受け取ってから、前記電子を引き付ける部材を下降させて容器支持手段によって支持されている樹脂製容器内に挿入し、その挿入した状態で樹脂製容器に電子線を照射し、それから電子を引き付ける部材を樹脂製容器の口部よりも上方の位置まで上昇させて、樹脂製容器を搬送ホイールから排出することを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明に加えて、前記電子を引き付ける部材に気体通路を設け、樹脂製容器内に電子を引き付ける部材を挿入して電子線を照射する際に、前記気体通路から樹脂製容器内に無菌気体を吹き出すことを特徴とするものである。
さらに、請求項３に記載の発明は、前記請求項１または請求項２に記載の発明において、前記搬送ホイールによる容器搬送経路の前記電子線照射手段よりも下流側に、樹脂製容器の帯電を除去する帯電除去手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、前記請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の発明において、電子線照射手段から電子線を照射する際に樹脂製容器を回転させる回転手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項５に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記電子を引き付ける部材が、アース側に接続されたアース電極であることを特徴とするものである。
請求項６に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、前記電子を引き付ける部材が、プラスの電位を有する挿入部材であることを特徴とするものである。
請求項７に記載の発明は、前記請求項６に記載の発明において、前記電子を引き付ける部材が、プラスの電圧をかけたプラス電極に接続されていることを特徴とするものである。
請求項８に記載の発明は、前記請求項６に記載の発明において、前記電子を引き付ける部材に、予めプラスの電荷を帯電させたことを特徴とするものである。
また、請求項９に記載の発明方法は、搬送ホイールの円周方向に複数設けられた容器支持手段によって支持されつつ搬送されている樹脂製容器に電子線照射手段から電子線を照射して殺菌を行う電子線容器殺菌方法において、各容器支持手段に対応して設けられ容器支持手段に支持されている樹脂製容器の口部よりも上方の位置と樹脂製容器の内部に挿入された位置とに昇降可能に電子を引き付ける部材を備え、搬送ホイールによる樹脂製容器の搬送中に挿入手段により電子を引き付ける部材を樹脂製容器の口部から内部に挿入し、この状態で電子線照射手段から樹脂製容器に電子線を照射することを特徴とするものである。
本発明の電子線容器殺菌装置は、樹脂製容器に電子線を照射して殺菌する際に、樹脂製容器の内部に電子を引き付ける部材を挿入するので、電子線の照射により樹脂製容器が帯電してしまうことを防止することができる。
電子線照射装置から樹脂製容器に電子線を照射して殺菌を行う電子線容器殺菌装置であって、樹脂製容器の口部から内部に挿入、取り出し可能な電子を引き付ける部材を設け、樹脂製容器に電子線を照射する際に、前記アース電極を樹脂製容器の内部に挿入することにより、余分な電子やイオンを樹脂製容器の外部に流して、樹脂素材の内部に滞留することを防止するので、樹脂製容器への帯電量を緩和するという目的を達成することができる。
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。この電子線容器殺菌装置（全体として符号１で示す）は、樹脂製容器２に電子線を照射して殺菌する際に、電子線やＸ線（制動Ｘ線）が外部に漏れないように遮蔽する鉛製の壁体４によって囲まれた殺菌チャンバー６を有している。この殺菌チャンバー６内は、搬入ホイール８が配置されている入口側の搬入室１０と、搬入ホイール８から受け渡された容器２を回転搬送する搬送ホイール１２が設けられたメイン室１４と、電子線照射装置１６の前面側に位置し、前記搬送ホイール１２に設けられたボトル支持手段１８（図２参照）によって支持されて搬送される樹脂製容器２が電子線の照射を受ける照射室２０と、この照射室２０の出口側（図１の右側）に連続して設けられ、電子線の照射により殺菌された樹脂製容器２を無菌状態を維持したまま容器搬送経路の下流側に送る搬出室２２とを備えており、それぞれの室１０、１４、２０、２２が内部壁２４、２６、２８によって区画されている。これらの壁体４および各内部壁２４、２６、２８には、受け渡しが行われる樹脂製容器２が通過可能な開口がそれぞれ形成されている。
この実施例に係る電子線容器殺菌装置１において殺菌され、その後の下流側の工程で液体等の内容物が充填される容器はＰＥＴボトル等の樹脂製の容器２である。この樹脂製容器２は、胴部の横断面がほぼ四角形をしており（図１に簡略化して示す）、その上部に円筒状の口部２ａを備えている。この口部２ａの下部寄りにフランジ２ｂが形成されており、このフランジ２ｂの上方または下方をグリッパによって把持し、あるいはフランジ２ｂの下面側を前記ボトル支持手段１８やその他の支持手段等によって支持して、吊り下げた状態で搬送する。
この樹脂製容器２は、図示しないエア搬送コンベヤによって連続的に搬送され、インフィードスクリュー等によって所定の間隔に切り離された後、図示しない搬送ホイール等に搬送されて前記殺菌チャンバー６の入口側に配置された搬入室１０内に搬入される。搬入室１０内に設けられた搬入ホイール８には、円周方向等間隔で複数のグリッパ３０が設けられており、各グリッパ３０が前記樹脂製容器２のフランジ２ｂよりも上方側を把持して搬送する。
メイン室１４内に配置された搬送ホイール１２には、円周方向等間隔で複数のボトル支持手段１８が設けられており、これら各ボトル支持手段１８が樹脂製容器２のフランジ２ｂの下面側を支持して搬送する。前記搬入ホイール８と搬送ホイール１２とは同期回転しており、受け渡し位置Ａにおいて、搬入ホイール８の各グリッパ３０から搬送ホイール１２の各ボトル支持手段１８に樹脂製容器２が受け渡される。
搬送ホイール１２の各ボトル支持手段１８に支持されて回転搬送される樹脂製容器２は、照射室２０内を通過し、その間に上下方向の全長に亘って全体的に電子線照射装置１６から電子線の照射を受けて殺菌される。殺菌された樹脂製容器２は、照射室２０に連続して設けられている搬出室２２に導入され、搬出ホイール３４に引き渡される。搬出ホイール３４は外周部に円周方向等間隔で複数のグリッパ３６が設けられており、これら各グリッパ３６が、前記搬送ホイール１２のボトル支持手段１８が支持している樹脂製容器２の、フランジ２ｂよりも上部を把持して受け取る。搬出ホイール３４も前記搬送ホイール１２と同期回転しており、受け渡し位置Ｂにおいて、搬送ホイール１２の各ボトル支持手段１８から搬出ホイール３４の各グリッパ３６に樹脂製容器２が受け渡される。搬出ホイール３４のグリッパ３６に把持された樹脂製容器２は、この搬出室２２に隣接して設けられた次のチャンバー内（図示を省略）の容器支持手段等に受け渡されて次の工程に送られる。
前記壁体４の照射室２０が設けられている部分に開口部４ａが形成され、この開口部４ａに電子線照射手段（電子線照射装置）１６が取り付けられている。この電子線照射装置１６は、図示はしないが、樹脂製容器２に電子線を照射する真空チャンバー（加速チャンバー）を備えており、周知のように、真空チャンバー内の真空中でフィラメントを加熱して熱電子を発生させ、高電圧によって電子を加速して高速の電子線ビームにした後、照射窓１６ａに取り付けてあるＴｉ等の金属製の窓箔を通して大気中に取り出して被処理物（この実施例では樹脂製容器２）に電子線を当てて殺菌等の処理を行う。なお、図１では図示を省略しているが、電子線照射装置１６から電子線の照射を受ける樹脂製容器２の背後には、ビームコレクター３８が設置されている（図２（ａ）参照）。
次に、図２（ａ）、（ｂ）により、搬送ホイール１２に設けられているボトル支持手段１８および殺菌時に樹脂製容器２内に挿入される電子を引き付ける部材としてのアース電極の構成について簡単に説明する。搬送ホイール１２は、水平な円盤状のプレート４０と、この円盤状プレート４０の外周に固定された環状の回転プレート４１と、この回転プレート４１の上方に配置されて一体的に回転する環状の中間プレート４２を備えている。これら回転プレート４１と中間プレート４２の外周部に、円周方向等間隔で、鉛直方向を向いた円筒状の回転軸４４が、それぞれボールベアリング４６、４８を介して回転自在に支持されている。これら円筒状回転軸４４の下端に水平な取付体５０が固定されている。この取付体５０の下方側に、一対のグリップ部材５２Ａ、５２Ｂ（図２（ａ）の紙面の手前側と奥側に配置されている）が設けられており、円筒状回転軸４４の真下の位置で樹脂製容器２が保持されるようになっている。なお、このボトル支持手段１８は、詳細な説明は省略するが、特願２００８−２８０３０４に開示されたボトル支持手段１８と同様の構成を有しており、前記各グリップ部材５２Ａ、５２Ｂを一対の板ばね５４Ａ、５４Ｂの下端に取り付け、これら板ばね５４Ａ、５４Ｂのばね力によって樹脂製容器２を保持するようになっている。
ボトル支持手段１８が取り付けられている円筒状回転軸４４の、前記中間プレート４２よりも上方へ突出している上端部にピニオンギヤ６４が固定されている。また、前記円盤状プレート４０の外周に固定された環状の回転プレート４１と環状の中間プレート４２の、円筒状回転軸４４を支持している位置の半径方向内方側に、鉛直方向の中間軸６６が、それぞれボールベアリング６８、７０を介して回転自在に支持されている。これら各中間軸６６の上端の、前記回転軸４４のピニオンギヤ６４とほぼ同じ高さに、セクターギヤ７２が取り付けられている。このセクターギヤ７２の、搬送ホイール１２の半径方向外方側を向いた面に歯が形成され前記ピニオンギヤ６４に噛み合っている。
一方、セクターギヤ７２の、搬送ホイール１２の半径方向内方側を向いた端部（図２（ａ）の左端）に垂直なピン７４が貫通して取り付けられており、この垂直ピン７４の上端にカムフォロア７６が回転自在に支持されている。また、この垂直ピン７４の下端と、前記中間プレート４２の内周端に固定したばね受けピン７８との間に引っ張りコイルばね８０が介装され、セクターギヤ７２の端部を搬送ホイール１２の半径方向内方側に引きつけている。前記搬送ホイール１２の円盤状プレート４０の上方に、回転しない円形の固定プレート８２が配置されており、その外周にセクターギヤ７２を揺動させるカム８４が固定されている。このカム８４の外周面がカム面になっており、このカム面に沿って前記カムフォロア７６が回転移動する。このカムフォロア７６の回転移動に伴う半径方向への揺動によって、セクターギヤ７２が前記中間軸６６を中心に回動してピニオンギヤ６４を回転させる。上端にピニオンギヤ６４が固定されている円筒状回転軸４４の下端に前記ボトル支持手段１８が取り付けられており、セクターギヤ７２の揺動によりピニオンギヤ６４が回転し、樹脂製容器２の口部２ａの上方に配置されている円筒状回転軸４４が回転することによって、ボトル支持手段１８に支持されて搬送されている樹脂製容器２がその重心軸を中心に回転する。この実施例では、セクターギヤ７２の回動によってピニオンギヤ６４を回転させることにより、樹脂製容器２を正逆に約１８０度回転させるようになっている。
前記水平な取付体５０には、前記円筒状の回転軸４４の内部孔４４ａと上下に一致する位置に、貫通孔５０ａが形成されている。なお、前記搬送ホイール１２の天面および外周面はカバー８８によって覆われている。また、ピニオンギヤ６４の上部は天面のカバー８８まで達しており、カバー８８との間は摺動可能に密封されている。このように構成することで、回転軸４４およびその上部に固定されたピニオンギヤ６４の円孔４４ａ、６４ａは、円盤状プレート４０および回転プレート４１とカバー８８で囲まれた内部空間を上下に貫通し、無菌状態に維持される周囲の環境と円盤状プレート４０および回転プレート４１とカバー８８で囲まれる内部環境を遮断している。
前記搬送ホイール１２には、ボトル支持手段１８によって搬送されている樹脂製容器２に電子線を照射する際に、この樹脂製容器２の内部に挿入するアース電極９０が設けられている。アース電極９０は直立した支持ロッド９２の下端に取り付けられており、これらアース電極９０および支持ロッド９２が、前記円筒状回転軸４４およびその上部に固定されたピニオンギヤ６４の円孔４４ａ、６４ａ、下方の水平な取付体５０の貫通孔５０ａ等を上下に貫通して昇降できるようになっている。
前記アース電極９０を昇降させる構成について説明する。前記カバー８８上の、円筒状回転軸４４が配置されている位置よりも半径方向内方側に、直立したガイド機構９４が設けられている。このガイド機構９４は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、直立したガイド部材９６と、このガイド部材９６の上下の複数箇所に取り付けられたガイドローラ９８とを備えている。ガイドローラ９８は、ガイド部材９６の上下の適宜の箇所にそれぞれ一対配置されており、これらガイドローラ９８と前記ガイド部材９６とに支持されて昇降ロッド１００が昇降するようになっている。この昇降ロッド１００の下端に、水平な取付部材１０２を介して、前記支持ロッド９２およびアース電極９０が取り付けられており、昇降ロッド１００の昇降によってアース電極９０が昇降できるようになっている。なお、アース電極９０の材質としては、ステンレス、アルミニウム、チタン等の金属やその他の導電性の材料を用いることができる。さらに、形状は丸棒状の他、断面が矩形や長方形、多角形であってもよく、外周面に多数の突起を設けるなど鋸刃状に形成したり、ブラシを設けるなどして電荷を誘導し易くなるよう構成してもよい。
前記カバー８８の天面の上方に、搬送ホイール１２とは独立した水平な固定体１０３が設置され、その外周部上に昇降カム１０４が取り付けられている。一方、前記昇降ロッド１００には、前記取付部材１０２より高い位置に水平方向の昇降部材１０６が固定されており、この昇降部材１０６の先端にカムフォロア１０８が取り付けられている。このカムフォロア１０８が前記昇降カム１０４の上面（カム面）を回転移動し、カム形状に応じて昇降することにより前記アース電極９０が昇降する。カムフォロア１０８が昇降カム１０４によって押し上げられて最も上昇したときには、図３に示すように、アース電極９０の下端が樹脂製容器２の口部２ａよりも上方に位置し、最も下降したときには、図２（ａ）に示すように、アース電極９０の下端が樹脂製容器２の底面２ｃ近くまで挿入される。なお、この際、昇降ロッド１００の下降端は、水平な取付部材１０２がカバー８８の天面上に固定されている支持部材１１０に当接することにより下降を規制されるようになっており、このときには、カムフォロア１０８が昇降カム１０４のカム面に接触しない高さで停止する。この状態ではアース電極９０は、それぞれ金属製の導電性の材料からなる支持ロッド９２、取付部材１０２、支持部材１１０を介して金属製の導電性の材料からなるカバー８８と導通可能となってアース電極９０とカバー８８が通電し、アース電極９０からカバー８８へ電荷が流れるようになる。
前記搬送ホイール１２のボトル支持手段１８に支持されて搬送されている樹脂製容器２が、電子線照射装置１６から電子線を照射されて殺菌された後、搬出ホイール３４のグリッパ３６に受け渡されて回転搬送される。この搬出ホイール３４のグリッパ３６による容器搬送経路の外方に帯電除去手段として軟Ｘ線式のイオナイザ１１２が設置されている（図１および図４参照）。この軟Ｘ線式イオナイザ１１２の構成は周知であるので説明は省略するが、例えば、特開２０００−６８０９３（前記特許文献２）に開示されているものと同様の構成である。ただし、この実施例では、軟Ｘ線式イオナイザ１１２が支柱１１４上に固定された収納ケース１１６内に収納されている。この軟Ｘ線イオナイザ１１２が軟Ｘ線を放射する前面側は、軟Ｘ線が透過可能な樹脂製の膜１１８によって覆われている。この実施例に係る電子線容器殺菌装置１は、殺菌チャンバー６内部を薬剤により殺菌するため、軟Ｘ線式イオナイザ１１２をケース１１６内に収納し樹脂膜１１８によって密封するようにして、イオナイザ１２に薬剤が付着しないようにしている。なお、帯電除去手段の配置位置は、図示したように搬送される樹脂製容器２の側方に限らず上方や下方であってもよい。
以上の構成に係る電子線容器殺菌装置１の作動について説明する。この実施例に係る電子線容器殺菌装置１で殺菌される樹脂製容器２は、ネック搬送コンベヤ（図示せず）によって搬送され、所定の間隔にピッチ切りされた後、図示しない搬送ホイール等に搬送されて鉛製の壁体４で囲まれた無菌チャンバー６の搬入室１０内に搬入される。搬入室１０内に設置された搬入ホイール８は、円周方向等間隔で複数のグリッパ３０が設けられており、外部から搬入室１０内に搬入された樹脂製容器２の円筒状口部２ａの下部寄りに形成されているフランジ２ｂの上方側をグリップする。グリッパ３０に保持された樹脂製容器２は、搬入ホイール８の回転によって回転搬送され、搬送ホイール１２への受け渡し位置Ａで、搬入ホイール８のグリッパ３０から搬送ホイール１２に設けられたボトル支持手段１８に受け渡される。
ボトル支持手段１８は、グリップ部材５２Ａ、５２Ｂの一方を回転方向の前方に向け、他方を回転方向の後方に向けて回転移動しており、受け渡し位置Ａで、搬入ホイール８のグリッパ３０に把持されている樹脂製容器２の口部２ａが両グリップ部材５２Ａ、５２Ｂ間に押し込まれる。両グリップ部材５２Ａ、５２Ｂはそれぞれ板ばね５４Ａ、５４Ｂの下端に取り付けられており、板ばね５４Ａ、５４Ｂを強制的に押し開いて樹脂製容器２の口部２ａが両グリップ部材５２Ａ、５２Ｂ間に押し込まれる。その後、両板ばね５４Ａ、５４Ｂが自らのばね力によって復帰して、図２に示すように樹脂製容器２のフランジ２ｂの下部側を保持するとともにフランジ２ｂの下面を支持する。
搬送ホイール１２の回転により、ボトル支持手段１８に支持されている樹脂製容器２が図１の矢印Ｒ方向に回転搬送されて電子線の照射室２０内に入る。この照射室２０内で電子線の照射を受ける際には、アース電極９０が昇降カム１０４によって下降されて、図２（ａ）に示すように、口部２ａの開口部から先端（下端）が樹脂製容器２の底面２ｃ近くに位置する高さまで挿入される。なお、この電子線の照射を受ける区間以外の区間では、アース電極９０は昇降カム１０４によって上昇されて、先端が樹脂製容器２の口部２ａよりも上方に位置している（図３参照）。このようにアース電極９０が内部に挿入された樹脂製容器２が、電子線照射装置１６の照射窓１６ａの前方側を移動する間に電子線の照射を受けて殺菌される。アース電極９０が無い状態で樹脂製容器２に電子線を照射すると、樹脂製容器２が帯電してしまうが、この実施例のように、電子線を照射する際に樹脂製容器２の内部にアース電極９０を挿入しておくと、照射により放出されて樹脂製容器２を形成する樹脂素材を透過し、また、口部２ａの開口部から樹脂製容器２内に入り込んだ電子が、アース電極９０に誘導されて支持ロッド９２、取付部材１０２、支持部材１１０を通じてカバー８８から装置全体に流れるため、樹脂製容器２の内面および樹脂素材の内部に帯電することを防止することができる。特に、樹脂製容器２の外面に向けて放出された電子は、電子線照射時の加速による浸透力だけでなく、樹脂製容器２の内部からアース電極９０に誘導されることによっても樹脂材料を透過するよう作用され、樹脂材料の内部に滞留して帯電することが防止される。
なお、前記ボトル支持手段１８が取り付けられている円筒状回転軸４４は、上端にピニオンギヤ６４が固定されてセクターギヤ７２に噛み合っており、さらに、このセクターギヤ７２は、上方の固定プレート８２の外周に取り付けられたカム８４によって揺動するようになっている。このカム８４によって電子線照射装置１６の前面を移動する間に、円筒状回転軸４４が回転されてボトル支持手段１８に支持されている樹脂製容器２が正逆に約１８０度回転される。このように樹脂製容器２が電子線照射装置１６の照射窓１６ａの前面で１８０度回転することにより、樹脂製容器２の上下方向の全長に亘って搬送方向前後両側の内外面全体が電子線の照射を受けて殺菌される。前記円筒状回転軸４４、ピニオンギヤ６４、セクターギヤ７２およびカム８４等によって、請求項４に記載した樹脂製容器２を回転させる回転手段が構成されている。
前記のように樹脂製容器２内の中心部にアース電極９０を挿入して電子線を照射すると、このアース電極９０の背面側は、アース電極９０の影になって電子線が照射されにくい状態になる。但し、照射される電子線は、全体としては直線的に照射されるが、樹脂製容器２や空気中の分子との衝突により、アース電極９０との間隔が比較的広い胴部に関しては電子線が回り込んで照射されることになる。しかしながら、アース電極９０との間隔が狭い、例えば首部などの領域では、電子線が回り込みにくいため、前記回転手段によって樹脂製容器２を回転させることにより電子線を樹脂製容器２の全域に照射することができるという効果が得られる。
前記照射室２０内を通過する間に電子線の照射を受けて殺菌された樹脂製容器２は、ボトル支持手段１８に支持されて回転搬送されて、照射室２０から搬出室２２へと搬入される。搬出室２２内には、搬出ホイール３４が設置されており、ボトル支持手段１８にフランジ２ｂの下方側を支持されている樹脂製容器２は、受け渡し位置Ｂにおいて、搬出ホイール３４に設けられているグリッパ３６に受け渡されてフランジ２ｂの上方側を把持される。搬出ホイール３４のグリッパ３６に保持されて回転搬送されて樹脂製容器２が、軟Ｘ線式イオナイザ１１２の位置に到達する。イオナイザ１１２は、軟Ｘ線の照射エネルギーにより、帯電物（この実施例では樹脂製容器２）の周辺の雰囲気ををイオン化させ、静電気を中和させる。前記電子線照射手段１６によって電子線を照射する際に、アース電極９０を樹脂製容器２内に挿入しておくことにより、樹脂製容器２の内面および樹脂素材の内部に帯電することを抑制するとともに、電子線を照射した後の樹脂製容器２に、この軟Ｘ線式イオナイザ１１２によって軟Ｘ線を照射することにより、樹脂製容器２の外表面の帯電を除去することができる。
図５により第２の実施例に係る電子線容器殺菌装置１０１の構成について説明する。この第２実施例に係る電子線容器殺菌装置１０１は、前記第１実施例と基本的な構成は共通であり、前記第１実施例の構成に加えて、電子線を照射する際に樹脂製容器２の内部に無菌気体を吹き込むための気体通路が設けられている点が異なっている。よって、この相違する点についてだけ説明し、その他の部分については第１実施例と同一の符号を付してその説明を省略する。
この第２実施例では、アース電極１９０とその上方の支持ロッド１９２が中空になっており、その内部に気体を流通させる気体通路が形成されている。さらに、この支持ロッド１９２の上端に無菌気体供給チューブ１９４を介してＨＥＰＡフィルタ等の無菌化フィルタを備えた無菌気体供給源（図示せず）が接続されている。この実施例では、樹脂製容器２に対し電子線照射装置１６から電子線を照射して殺菌を行う際に、前記第１実施例と同様にアース電極１９０を樹脂製容器２の内部まで挿入し、電子線の照射中に、無菌化フィルタを通過した空気または窒素やアルゴン等の不活性ガスからなる気体をアース電極１９０の先端の吹き出し口１９０ａから吹き出して、樹脂製容器２内に吹き込むようにしている。このように無菌気体を樹脂製容器２内の底部近くで吹き出しながら電子線の照射を行うと、電子線の照射により発生するオゾンを口部２ａの開口部から押し出して除去することができ、同時に粉塵や埃も同様に除去することができエアリンス効果が得られる。特に、不活性ガスを用いた場合は、樹脂製容器２内の酸素濃度が低下されることにより一層オゾンの発生防止に効果的である。また、無菌気体であるため殺菌効果を低下させることがない。さらに、イオン化手段を備えてイオン化した無菌気体を吹き出すことで、アース電極１９０の作用と合わせ樹脂製容器２内面の帯電をより一層防止することができる。この場合、電子線照射により樹脂製容器２は負に帯電することから、これを中和させるために陽イオンを吹き出すとより効果的である。また、電子線を照射すると窒素酸化物が生成され空気中の水分に溶解して硝酸が発生し、硝酸は装置を腐食させることから、これを防止するために、十分に乾燥させたドライ無菌気体を吹き出すことが望ましい。
前記各実施例では、アース電極９０、１９０を樹脂製容器２内に挿入した状態で、この樹脂製容器２に電子線を照射することにより、放出された電子が、アース電極９０、１９０からカバー８８に流れるようにしたが、本発明はこのような構成に限るものではない。図６は第３の実施例に係る電子線容器殺菌装置２０１の要部の縦断面図であり、前記実施例とは、電子線を照射する際に樹脂製容器内に挿入する電子を引き付ける部材の構成が異なっている。なお、この実施例では、電子を引き付ける部材に関する構成以外は前記実施例と同一なので、同一の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。
前記搬送ホイール１２には、ボトル支持手段１８によって搬送されている樹脂製容器２に電子線を照射する際に、この樹脂製容器２の内部に挿入する電子を引き付ける部材としての挿入部材（プラス電位棒）２９０が設けられている。プラス電位棒２９０は直立した支持ロッド２９２の下端に取り付けられており、これらプラス電位棒２９０および支持ロッド２９２が、前記円筒状回転軸４４およびその上部に固定されたピニオンギヤ６４の円孔４４ａ、６４ａ、下方の水平な取付体５０の貫通孔５０ａ等を上下に貫通して昇降できるようになっている。
前記プラス電位棒２９０を昇降させる構成について説明する。前記カバー８８上の、円筒状回転軸４４が配置されている位置よりも半径方向内方側に、直立したガイド機構９４が設けられている。このガイド機構９４は、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、第１実施例と同一の構成を有している（図２（ａ）、（ｂ）参照）。ガイド機構９４の昇降ロッド１００の下端に、絶縁体２１０を介して水平な取付部材２０２が固定されている。この水平な取付部材２０２を介して、前記支持ロッド２９２およびプラス電位棒２９０が取り付けられており、昇降ロッド１００の昇降によってプラス電位棒２９０が昇降できるようになっている。なお、プラス電位棒２９０の材質としては、ステンレス、アルミニウム、チタン等の金属やその他の導電性の材料を用いることができる。さらに、形状は丸棒状の他、断面が矩形や長方形、多角形であってもよく、外周面に多数の突起を設けるなど鋸刃状に形成したり、ブラシを設けるなどして電荷を誘導し易くなるよう構成してもよい。
前記ガイド機構９４のカムフォロア１０８が昇降カム１０４によって押し上げられて最も上昇したときには、図７に示すように、プラス電位棒２９０の下端が樹脂製容器２の口部２ａよりも上方に位置し、最も下降したときには、図６（ａ）に示すように、プラス電位棒２９０の下端が樹脂製容器２の底面２ｃ近くまで挿入される。
前記プラス電位棒２９０は、上方の支持ロッド２９２と水平な取付部材２０２、この取付部材２０２の下面と前記カバー８８との間に取り付けられた伸縮するコイル２２０および導線２２２を介してプラスの電圧をかけたプラス電極２２４に接続されている。このプラス電極２２４は運転中は常時プラスの電圧をかけており、前記挿入部材２９０はプラスの電位を有する状態になっているので、この実施例ではプラス電位棒２９０と呼ぶ。
この実施例に係る電子線容器殺菌装置２０１の作動について説明する。搬送ホイール１２の回転により、ボトル支持手段１８に支持されている樹脂製容器２が電子線の照射室２０内に入り、電子線の照射を受ける。この照射室２０内で電子線の照射を受ける際には、プラス電位棒２９０が昇降カム１０４によって下降されて、図６（ａ）に示すように、口部２ａの開口部から先端（下端）が樹脂製容器２の底面２ｃ近くに位置する高さまで挿入される。なお、この電子線の照射を受ける区間以外の区間では、プラス電位棒２９０は昇降カム１０４によって上昇されて、先端が樹脂製容器２の口部２ａよりも上方に位置している（図７参照）。このようにプラス電位棒２９０が内部に挿入された樹脂製容器２が、電子線照射装置１６の照射窓１６ａの前方側を移動する間に電子線の照射を受けて殺菌される。プラス電位棒２９０が無い状態で樹脂製容器２に電子線を照射すると、樹脂製容器２が帯電してしまうが、この実施例のように、電子線を照射する際に樹脂製容器２の内部にプラス電位棒２９０を挿入しておくと、照射により放出されて樹脂製容器２を形成する樹脂素材を透過し、また、口部２ａの開口部から樹脂製容器２内に入り込んだ電子が、プラス電位棒２９０に誘導されて流れるため、樹脂製容器２の内面および樹脂素材の内部に帯電することを防止することができる。特に、樹脂製容器２の外面に向けて放出された電子は、電子線照射時の加速による浸透力だけでなく、樹脂製容器２の内部からプラス電位棒２９０に誘導されることによっても樹脂材料を透過するよう作用され、樹脂材料の内部に滞留して帯電することが防止される。
なお、この実施例では、挿入部材２９０をプラス電極に接続して、プラスの電位を有する状態にしているが、必ずしもプラス電極に接続する必要はなく、予め挿入部材２９０にプラスの電荷を帯電させておくことも可能である。例えば、挿入部材２９０に摩擦などによって静電気を発生させ、プラスの電荷を有する状態としておいた場合にも、プラス電極に接続した場合と同様の効果を奏することができる。挿入部材２９０をプラス電極に接続した場合には、電子は挿入部材２９０を介して容器２の外部に出ていくが、予め帯電させておいた場合には、電子は容器２の外部に出ていくことはなく挿入部材２９０に引き寄せられることになる。
また、この実施例でも、前記第２実施例の構成と同様に、プラス電位棒２９０とその上方の支持ロッド２９２の内部に気体を流通させる気体通路を形成し、ＨＥＰＡフィルタ等の無菌化フィルタを備えた無菌気体供給源と接続して、電子線の照射中に樹脂製容器２の内部まで挿入したプラス電位棒２９０から無菌化フィルタを通過した空気または窒素やアルゴン等の不活性ガスからなる気体をプラス電位棒２９０の先端から吹き出してもよい。この場合も前記第２実施例と同様の作用効果を奏することができる。
１ 電子線容器殺菌装置
２ 樹脂製容器
２ａ 口部
１６ 電子線照射手段（電子線照射装置）
９０ 電子を引き付ける部材
１１２ イオナイザ
２ 樹脂製容器
２ａ 口部
１６ 電子線照射手段（電子線照射装置）
９０ 電子を引き付ける部材
１１２ イオナイザ
Claims (9)
- 搬送ホイールの円周方向に複数設けられて樹脂製容器を支持する容器支持手段と、樹脂製容器に電子線を照射する電子線照射手段とを備え、樹脂製容器に電子線照射手段から電子線を照射して殺菌を行う電子線容器殺菌装置において、
前記容器支持手段に支持されている樹脂製容器の口部よりも上方の位置と樹脂製容器の内部に挿入された位置とに昇降可能に電子を引き付ける部材を備え、
搬送されてくる樹脂製容器を前記搬送ホイールの容器支持手段により受け取ってから、前記電子を引き付ける部材を下降させて容器支持手段によって支持されている樹脂製容器内に挿入し、その挿入した状態で樹脂製容器に電子線を照射し、それから電子を引き付ける部材を樹脂製容器の口部よりも上方の位置まで上昇させて、樹脂製容器を搬送ホイールから排出することを特徴とする電子線容器殺菌装置。 - 前記電子を引き付ける部材に気体通路を設け、樹脂製容器内に電子を引き付ける部材を挿入して電子線を照射する際に、前記気体通路から樹脂製容器内に無菌気体を吹き出すことを特徴とする請求項１に記載の電子線容器殺菌装置。
- 前記搬送ホイールによる容器搬送経路の前記電子線照射手段よりも下流側に、樹脂製容器の帯電を除去する帯電除去手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子線容器殺菌装置。
- 電子線照射手段から電子線を照射する際に樹脂製容器を回転させる回転手段を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電子線容器殺菌蔵置。
- 前記電子を引き付ける部材は、アース側に接続されたアース電極であることを特徴とする請求項１に記載の電子線容器殺菌装置。
- 前記電子を引き付ける部材は、プラスの電位を有する挿入部材であることを特徴とする請求項１に記載の電子線容器殺菌装置。
- 前記電子を引き付ける部材が、プラスの電圧をかけたプラス電極に接続されていることを特徴とする請求項６に記載の電子線容器殺菌装置。
- 前記電子を引き付ける部材に、予めプラスの電荷を帯電させたことを特徴とする請求項６に記載の電子線容器殺菌装置。
- 搬送ホイールの円周方向に複数設けられた容器支持手段によって支持されつつ搬送されている樹脂製容器に電子線照射手段から電子線を照射して殺菌を行う電子線容器殺菌方法において、
各容器支持手段に対応して設けられ容器支持手段に支持されている樹脂製容器の口部よりも上方の位置と樹脂製容器の内部に挿入された位置とに昇降可能に電子を引き付ける部材を備え、搬送ホイールによる樹脂製容器の搬送中に挿入手段により電子を引き付ける部材を樹脂製容器の口部から内部に挿入し、この状態で電子線照射手段から樹脂製容器に電子線を照射することを特徴とする電子線容器殺菌方法。
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