JP6154084B1 - 電子線殺菌装置及び電子線殺菌方法 - Google Patents

Abstract

本発明の電子線殺菌装置は、殺菌対象物であるプリフォームＰＦを受け取った後に、掴み換え位置までプリフォームＰＦを把持しながら搬送するグリッパ群２７Ｃと、グリッパ群２７ＣからプリフォームＰＦを受け取った後に、プリフォームＰＦを把持しながら下流に向けて搬送するグリッパ群２９Ｃと、掴み換え位置と掴み換え位置の前後を含む電子線照射領域ＥＡを通過するプリフォームＰＦに電子線ＥＢを照射する電子線の照射部２０と、を備える。

Description

本発明は、食品・飲料・医薬品等を充填する容器及びその他の殺菌対象物を電子線により殺菌するのに好適な電子線殺菌装置及び電子線殺菌方法に関する。

食品・飲料・医薬品等の充填物を容器に充填するのに先立って、容器又はプリフォームと称される容器の予備成形体の殺菌が行われる。
容器又はプリフォームの殺菌には、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検討されている。
電線線照射による殺菌を確実に行うには、容器の全体に電子線をむらなく照射することが必要となる。ところが、グリッパと称される保持具またはグリッパで掴んだままで容器を搬送する過程で電子線を照射すると、保持している部分への電子線の照射が不十分になる。容器がプラスチックボトルの場合、通常、キャップが取り付けられるネック部（又は首部）がグリッパで保持されるので、グリッパに隠れる部位の線量が不足し、または、電子線が照射されない部位がある。

そこで、特許文献１は、グリッパに電子線が通過する通路を設けることにより、グリッパにより隠れる部位への線量の不足を補うことを提案している。
また、特許文献２は、プリフォームの半側面に第１外面照射装置（４２）により電子線を照射するとともに、プリフォームの残りの半側面に第２外面照射装置（４３）により電子線を照射する。プリフォームは、第１外面照射装置により電子線が照射される領域から第２外面照射装置により電子線が照射される領域に移行する際に、グリッパによるプリフォームの受け渡しがなされる。

特開２０１３−１３３１１１号公報（図３） 特開２０１５−０３０５１６号公報（図２，図３）

特許文献１の提案によると、通路を通過した電子線が照射される範囲については電子線の線量を補うことができるが、それ以外の部位には電子線が照射されない。
また、特許文献２の提案は、スターホィールと称される回転体を用いてプリフォームを搬送しているので、受け渡す側のグリッパ、及び、受け渡される側のグリッパの双方において、回転体の周方向の両端においてプリフォームはグリッパに把持される。したがって、プリフォームを半側面ずつ殺菌処理したとしても、グリッパの把持部分には電子線が届かない恐れがある。
電子線の殺菌対象物である容器を、グリッパに対して軸線周りに回転させれば、グリッパで隠れる部位をなくすことができるが、容器を回転させるための機構が必要になるので、装置のコストアップにつながるとともに、装置の占有スペースが広くなる。
そこで本発明は、殺菌対象物を回転させる機構を設けることなく、グリッパによる電子線の未照射領域をなくすことのできる電子線殺菌装置を提供することを目的とする。

本発明の電子線殺菌装置は、殺菌対象物を受け取った後に、掴み換え位置まで殺菌対象物を把持しながら搬送する第一グリッパと、第一グリッパから殺菌対象物を受け取った後に、殺菌対象物を把持しながら下流に向けて搬送する第二グリッパと、掴み換え位置と掴み換え位置の前後を含む照射領域を通過する殺菌対象物に電子線を照射する電子線照射部と、を備え、第一グリッパ及び第二グリッパは、それぞれが、所定数の殺菌対象物を把持しながら、上流から下流へと向けて直線状の搬送経路を移動し、第一グリッパ及び第二グリッパの一方又は双方が、搬送経路の方向と直交する方向に相対的に近づくことで、掴み換え位置において、第一グリッパから第二グリッパに殺菌対象物の掴み換えが行われることを特徴とする。
本発明によれば、掴み換えの前にグリッパで把持されていたために電子線が照射されなかった部位にも、掴み換えの後には電子線を照射ができるので、電子線が照射されない部位を生じさせない。

本発明において、第一グリッパ及び第二グリッパは、それぞれが、所定数の殺菌対象物を把持しながら、直線状の搬送経路を移動する。
このように、殺菌対象物をバッチ処理により殺菌し、かつ、直線状の搬送路を搬送することにより、スターホイールを用いた回転式の搬送装置を用いるのに比べて、装置構成を簡易にできる。また、この本発明によれば、グリッパにより把持されたプリフォームが直線状の搬送経路を搬送される過程で電子線を照射すれば足りるので、プリフォームを軸線周りに回転させる機構を設ける必要がない。
また、本発明において、第一グリッパ及び第二グリッパは、それぞれが、一列に並ぶ所定数の殺菌対象物を把持していることが好ましい。本発明において、第一グリッパ及び第二グリッパの一方又は双方が、複数の殺菌対象物の並ぶ方向と直交する方向に相対的に近づくことで、掴み換え位置において、第一グリッパから第二グリッパに殺菌対象物の掴み換えが行われる。
このように、一列に並べられた殺菌対象物を、第一グリッパ及び第二グリッパにより掴み換えをするものとすれば、殺菌対象物が複数列に並んでいる場合に比べて、掴み換えのための第一グリッパ及び第二グリッパの構成を容易にできる。

本発明において、第一グリッパと第二グリッパは、互いに異なる位置で殺菌対象物を把持する、ことが好ましい。
そうすれば、掴み換えの前にグリッパで把持されていたために電子線が照射されなかった部位にも、掴み換えの後には電子線を照射ができるので、掴み換えの前後を通じて電子線が照射されない部位が生じない。

本発明において、電子線照射部における電子線の照射領域は、減圧雰囲気とされる、ことが好ましい。
電子線は、空気中で散乱、減衰が生じるために、電子線を必要な部位まで到達させることができないおそれがある。そこで、照射領域を減圧雰囲気にすることで、例えば容器の底まで電子線を到達させて、殺菌の効果を十分に享受する。

本発明の電子線殺菌装置は、殺菌対象物を受け取った後に、掴み換え位置まで殺菌対象物を把持しながら搬送する第一グリッパと、第一グリッパから殺菌対象物を受け取った後に、殺菌対象物を把持しながら下流に向けて搬送する第二グリッパと、掴み換え位置と掴み換え位置の前後を含む照射領域を通過する殺菌対象物に電子線を照射する電子線照射部と、を備え、照射領域を減圧雰囲気にする場合には、電子線照射部は、所定数の殺菌対象物を第一グリッパで受け取る受け取り位置を含む前室と、第一グリッパで搬送される殺菌対象物が第二グリッパに掴み換えられる過程で、殺菌対象物に電子線が照射される照射室と、照射室で電子線が照射された殺菌対象物が第二グリッパにより搬送される後室と、照射室において、電子線を照射する電子線発生装置と、を備えることができ、照射室は前室及び後室よりも、真空度が高いことを特徴とする。

本発明の電子線殺菌装置は、殺菌対象物を受け取った後に、掴み換え位置まで殺菌対象物を把持しながら搬送する第一グリッパと、第一グリッパから殺菌対象物を受け取った後に、殺菌対象物を把持しながら下流に向けて搬送する第二グリッパと、掴み換え位置と掴み換え位置の前後を含む照射領域を通過する殺菌対象物に電子線を照射する電子線照射部と、を備え、第二グリッパは、照射室から後室に殺菌対象物を搬送する過程で、または、後室に殺菌対象物を搬送してから、殺菌対象物を把持するピッチを拡げることを特徴とする。
例えば、殺菌対象物がプリフォームの場合には、後室から搬送された先で、プリフォームよりも寸法の大きい容器に成形されるが、この容器の寸法に合わせて、搬送された時点で殺菌対象物を把持するピッチを拡げる。

本発明において、口部と、口部に連なり、内容物を収容する収容空間と、を備える容器、または、容器の予備成形体を、殺菌対象物にできる。そして、この殺菌対象物を、口部が鉛直方向の上を向く正立の状態、または、その逆の倒立の状態で、第一グリッパ及び第二グリッパで把持できる。この場合、電子線照射部は、殺菌対象物に対して、鉛直方向の上方から下方に向けて電子線を照射する第一電子線発生装置と、殺菌対象物に対して、鉛直方向の下方から上方に向けて電子線を照射する第二電子線発生装置と、を備えることにより、容器又は容器の予備成形体の外周面及び内周面を、ムラなく電子線を照射できる。

また、殺菌対象物が容器、または、容器の予備成形体の場合には、第一グリッパは、口部を周囲の三箇所で把持し、第二グリッパは、第一グリッパとは干渉しない口部の周囲の三箇所で支持することで、殺菌対象物を把持する、ことができる。
このように、第一グリッパ及び第二グリッパともに、言うなれば三点支持の構造にすることにより、殺菌対象物を隠す部位を少なくできる。このような三点支持の構造は、スターホイールを用いた回転式の搬送装置のグリッパに適用するのは困難であるが、直線状の搬送経路を移動するグリッパには容易に適用できる。

本発明は、また、殺菌対象物を受け取った後に、第一グリッパにより掴み換え位置まで殺菌対象物を把持しながら搬送するステップと、第一グリッパから殺菌対象物を受け取った後に、第二グリッパにより殺菌対象物を把持しながら下流に向けて搬送するステップと、掴み換え位置と掴み換え位置の前後を含む照射領域を通過する殺菌対象物に電子線を照射する電子線照射ステップと、を備え、第一グリッパ及び第二グリッパは、それぞれが、所定数の殺菌対象物を把持しながら、上流から下流へと向けて直線状の搬送経路を移動し、第一グリッパ及び第二グリッパの一方又は双方が、搬送経路の方向と直交する方向に相対的に近づくことで、掴み換え位置において、第一グリッパから第二グリッパに殺菌対象物の掴み換えが行われる、ことを特徴とする電子線殺菌方法も提供する。
本発明の電子線殺菌方法において、上述した電子線殺菌装置における好ましい手段を適用できる。

本発明によれば、掴み換えの前に電子線が照射されなかった部位にも、掴み換えの後には電子線を照射ができるので、電子線が照射されない部位を生じさせない。しかも、グリッパにより把持されたプリフォームが直線状の搬送経路を移動する過程で電子線を照射すれば足りるので、プリフォームを軸線周りに回転させる機構を設ける必要がない。

本実施形態に係るブロー成形装置を示し、（ａ）はその概略構成を示す平面図、（ｂ）はプリフォーム及び容器の搬送経路を（ａ）に対応して示す平面図である。 図１のブロー成形装置における殺菌部の主要構成を示し、（ａ）は搬送方向Ｆから視た図、（ｂ）は幅方向Ｗから視た図である。 図１のブロー成形装置の動作を示す図である。 図３に続くブロー成形装置の動作を示す図である。 図４に続くブロー成形装置の動作を示す図である。 図５に続くブロー成形装置の動作を示す図である。 本実施形態において好ましいグリッパを示し、（ａ）は下把持タイプのグリッパを示し、（ｂ）は上把持タイプのグリッパを示す図である。 図７のグリッパによるプリフォームＰＦの掴み換えの過程を示す図である。

以下、本発明に係る電子線殺菌装置及び電子線殺菌方法を、上流から連続的に搬送される試験管状のプリフォームＰＦをブロー成形してプラスチック製の容器Ｂを成形するブロー成形装置１に適用する例について説明する。

ブロー成形装置１は、図１に示すように、ブロー成形のために所定温度に加熱されたプリフォームＰＦを搬入する搬入部１０と、搬入部１０で搬入されたプリフォームＰＦに電子線を照射することにより殺菌する殺菌部２０と、殺菌部２０で殺菌されたプリフォームＰＦを容器Ｂに成形する成形部４０と、搬入部１０、殺菌部２０及び成形部４０の動作を制御する制御部６０と、を備えている。
ブロー成形装置１は、殺菌部２０においてプリフォームＰＦの内周面及び外周面の全体に電子線を漏れなく照射できるところに特徴を有している。以下、ブロー成形装置１の各構成を説明する。
なお、図１において、プリフォームＰＦ及び容器Ｂは搬送方向Ｆに沿って搬送され、また、本実施形態において、上流Ｕ及び下流Ｌは、プリフォームＰＦ又は容器Ｂの搬送方向Ｆを基準にして定義される。また、搬送方向Ｆに直交する方向を、幅方向Ｗという。さらに、搬入部１０、殺菌部２０及び成形部４０を通じて、プリフォームＰＦは、図２に示すように、口部（ＰＦ１）が鉛直方向の上側に配置される正立状態で搬送及び処理がなされるものとする。プリフォームＰＦから成形される容器Ｂも同様である。

［搬入部１０］
搬入部１０は、図示を省略する加熱装置により成形部４０における成形に適した温度に加熱されたプリフォームＰＦを、殺菌部２０に搬入する。
搬入部１０は、図１に示すように、例えば時計回りに回転（Ｒ）される回転体１１と、一端が回転体１１に掛け回され、他端が図示を省略する回転体に掛け回された無端状の搬送手段である搬送ベルト１３と、搬送ベルト１３で所定位置まで搬送されるプリフォームＰＦを受け取るとともに、殺菌部２０まで搬送する搬送手段１５と、を備えている。

回転体１１を回転させることにより、加熱されたプリフォームＰＦは搬送ベルト１３により搬送される。搬送手段１５は、搬送ベルト１３による搬送路上の所定位置で待ち受けており、所定位置において、搬送ベルト１３から所定本数のプリフォームＰＦを受け取る。搬送手段１５は、プリフォームＰＦを受け取ると、所定本数のプリフォームＰＦを把持したままで殺菌部２０に搬送する。このように、搬送手段１５は、プリフォームＰＦを把持する手段（グリッパ）と、グリッパを搬送する搬送手段と、を備える。この搬送手段（搬送手段１５）は、搬送ベルト１３からプリフォームＰＦを受け取る位置とプリフォームＰＦを殺菌部２０に受け渡す位置との間を直線的に往復移動する。搬送手段１５が往復移動する径路及びその延長線上を第一径路Ｌ１とする。

［殺菌部２０］
殺菌部２０は、搬入されたプリフォームＰＦに、大気圧より減圧された雰囲気下において電子線を照射することにより、その内周面及び外周面を殺菌する。
殺菌部２０は、図１に示すように、プリフォームＰＦが搬入される前室２１と、下流Ｌの側で前室２１に隣接し、搬入されたプリフォームＰＦに電子線が照射される照射室２３と、照射室２３で電子線が照射されたプリフォームＰＦが搬送される後室２５と、を備える。
前室２１、照射室２３及び後室２５の間には、プリフォームＰＦが通過するための、図示を省略する開閉扉が設けられている。

前室２１、照射室２３及び後室２５は、図示を省略する真空ポンプにより減圧されることで、それぞれが所望する真空度に維持される。殺菌部２０がプリフォームＰＦの殺菌を行う際に、照射室２３の真空度が高く、前室２１及び後室２５は照射室２３よりも真空度が低く制御される。ここで、殺菌部２０が前室２１、照射室２３及び後室２５と三つの部屋を備えるのは、照射室２３を所望する真空度に減圧するのに要する時間を短くするためである。つまり、照射室２３の上流Ｕの側に前室２１を設けておき、そこをある程度の真空度にしておけば、前室２１と照射室２３の間の開閉扉を開いても、照射室２３の真空度を少なくとも前室２１の真空度に保つことができる。そうすれば、前室２１を設けることなく、照射室２３を大気に開放してプリフォームＰＦを搬入した後に、大気圧から所望する真空度に減圧するのに比べて、所望する真空度に減圧するまでの時間を短縮できる。照射室２３と後室２５についても同様である。もっとも、減圧雰囲気下で電子線を照射すること、及び、前室２１、照射室２３及び後室２５を設けること、は本発明の好ましい実施形態であるものの、本発明を限定する要素ではない。

殺菌部２０は、図１に示すように、プリフォームＰＦを搬送する第一搬送手段２７と、第二搬送手段２９と、第三搬送手段３１と、を備えている。
第一搬送手段２７は、前室２１と照射室２３に亘って設けられる。第一搬送手段２７は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、前室２１の内部の位置Ｐ２１において搬入部１０の搬送手段１５からプリフォームＰＦを受け取り、照射室２３の内部の位置Ｐ２３までプリフォームＰＦを搬送する。なお、位置Ｐ２１、位置Ｐ２３などは、図１（ｂ）に示してある。

第一搬送手段２７は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、前室２１と照射室２３に亘って敷設される直線状のガイドレール２７Ａと、ガイドレール２７Ａ、つまり搬送方向Ｆに沿って、位置Ｐ２２と位置Ｐ２３の間を往復移動する走行台車２７Ｂと、走行台車２７Ｂに搭載されることで走行台車２７Ｂとともに往復移動するグリッパ群２７Ｃと、を備えている。グリッパ群２７Ｃに把持されるプリフォームＰＦは、第二径路Ｌ２を搬送される。

本発明の第一グリッパに対応するグリッパ群２７Ｃは、一度に搬送されるプリフォームＰＦの数に対応するグリッパＧが、搬送方向Ｆに並んで配置されている。本実施形態におけるグリッパＧは、プリフォームＰＦのいずれかの部位を確実に把持できる限り、その形態は任意である。
グリッパ群２７Ｃは、走行台車２７Ｂに対して、幅方向Ｗに進退移動することができる。この進退は、第二径路Ｌ２から第一径路Ｌ１に向けた移動、第一径路Ｌ１から第二径路Ｌ２に向けた移動を意味する。グリッパ群２７Ｃの進退は、搬送手段１５からのプリフォームＰＦの受け取り、及び、照射室２３の第二搬送手段２９へのプリフォームＰＦの受け渡しのために行われる。この進退動作は、グリッパ群２９Ｃが進退することでグリッパ群２７Ｃに近づくようにしてもよいし、グリッパ群２７Ｃとグリッパ群２９Ｃの双方が進退して近づくようにしてもよい。

グリッパ群２７Ｃに把持される複数のプリフォームＰＦは、図１（ｂ）に示すように、搬送方向Ｆに沿って直線上に一列に並んで配列されおり、また、複数のプリフォームＰＦは、口部ＰＦ１がグリッパＧに把持されており、図２に示すように、鉛直方向（Ｖ）の同じ高さに並んで配列されている。

次に、第二搬送手段２９は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、照射室２３と後室２５に亘って設けられる。第二搬送手段２９は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、照射室２３の内部の位置Ｐ２３において第一搬送手段２７のグリッパ群２７ＣからプリフォームＰＦを受け取り、後室２５の内部の位置Ｐ２５までプリフォームＰＦを搬送する。位置Ｐ２３が、本発明の掴み換えの位置に対応する。

第二搬送手段２９は、図１（ａ）に示すように、照射室２３と後室２５に亘って敷設される直線状のガイドレール２９Ａと、ガイドレール２９Ａに沿って位置Ｐ２４と位置Ｐ２５の間を往復移動する走行台車２９Ｂと、走行台車２９Ｂに搭載されることで走行台車２９Ｂとともに往復移動するグリッパ群２９Ｃと、を備えている。本発明の第二グリッパに対応するグリッパ群２９Ｃに把持されるプリフォームＰＦは、搬送方向Ｆに沿って第一径路Ｌ１を搬送される。

次に、第三搬送手段３１は、図１（ａ）に示すように、後室２５と成形部４０に亘って設けられる。第三搬送手段３１は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、後室２５の内部の位置Ｐ２６において第二搬送手段２９のグリッパ群２９ＣからプリフォームＰＦを受け取り、成形部４０の位置Ｐ４１までプリフォームＰＦを搬送する。

第三搬送手段３１は、図１（ａ）に示すように、後室２５と成形部４０に亘って敷設される直線状のガイドレール３１Ａと、ガイドレール３１Ａに沿って位置Ｐ２６と位置Ｐ４１の間を往復移動する走行台車３１Ｂと、走行台車３１Ｂに搭載されることで走行台車３１Ｂとともに往復移動するグリッパ群３１Ｃと、を備えている。グリッパ群３１Ｃに把持されるプリフォームＰＦは、搬送方向Ｆに沿って第二径路Ｌ２を搬送される。

第二搬送手段２９及び第三搬送手段３１は、プリフォームＰＦを搬送する位置が相違するが、第一搬送手段２７と同様の動作をするので、以下の説明を省略する。

殺菌部２０は、図１（ａ）に示すよう
に、照射室２３の内部に電子線発生装置２４を備えている。
電子線発生装置２４は、図２に示すように、プリフォームＰＦの上方から電子線ＥＢを照射する上部照射部２４Ａと、プリフォームＰＦの下方から電子線ＥＢを照射する下部照射部２４Ｂと、を備えている。上部照射部２４Ａは、主にプリフォームＰＦの内周面を殺菌することを目的として設けられ、下部照射部２４Ｂは、主にプリフォームＰＦの外周面を殺菌することを目的として設けられる。上部照射部２４Ａから照射された電子線ＥＢがプリフォームＰＦの内部に進入し、かつ、その底面まで到達できるようにするために、照射室２３の内部は所定の真空度まで減圧される。

上部照射部２４Ａは、図２（ａ），（ｂ）に示すように、電子線ＥＢを照射する出射面１２４Ａが鉛直方向Ｖの下向きであって、かつ、水平方向Ｈと平行をなしている。また、下部照射部２４Ｂは、電子線ＥＢを照射する出射面１２４Ｂが鉛直方向Ｖの上向きであって、かつ、水平方向Ｈと平行をなしている。なお、図２（ａ）には２本のプリフォームＰＦが示されているが、これはプリフォームＰＦが、図中の左側から右側に向けた幅方向Ｗに移動することを示している。
上部照射部２４Ａ及び下部照射部２４Ｂは、電子線ＥＢを照射する向きが異なるだけで、同じ仕様を有していてもよいし、例えば、上部照射部２４Ａから出射される電子線ＥＢの強度を下部照射部２４Ｂより強くするというように異なる仕様を有していてもよい。

上部照射部２４Ａ及び下部照射部２４Ｂから電子線ＥＢが照射される領域（電子線照射領域ＥＡ）は、図２（ｂ）に示すように、プリフォームＰＦの搬送方向Ｆについては、一度に処理される、つまりバッチ処理される本数のプリフォームＰＦが配列される距離よりも長く設定される。したがって、バッチ処理されるプリフォームＰＦを位置合せして電子線照射領域ＥＡに搬送すれば、その後はプリフォームＰＦ又は上部照射部２４Ａ及び下部照射部２４Ｂを移動させなくても、バッチ処理対象の全てのプリフォームＰＦを殺菌できる。
また、図２（ａ）に示すように、電子線照射領域ＥＡの幅方向Ｗについては、第一搬送手段２７から第二搬送手段２９にプリフォームＰＦの受け渡しがなされる距離よりも長く設定される。
以上の通りであるから、殺菌部２０によれば、第一搬送手段２７から第二搬送手段２９にプリフォームＰＦが受け渡されるグリッパ群２７Ｃからグリッパ群２９Ｃへの掴み換えの位置及びその前後において、バッチ処理されるプリフォームＰＦに電子線ＥＢを継続して照射することができる。

また、殺菌部２０において、バッチ処理されるプリフォームＰＦは、図２（ａ），（ｂ）に示すように、上部照射部２４Ａの出射面１２４Ａからの各部位までの距離が等しく、かつ、下部照射部２４Ｂの出射面１２４Ａからの各部位までの距離が等しい。この距離が一定とは、例えば、出射面１２４Ａから複数のプリフォームＰＦのそれぞれ口部ＰＦ１までの距離が等しく、また、出射面１２４Ｂから複数のプリフォームＰＦのそれぞれ底部ＰＦ２までの距離が等しいというように、出射面１２４Ａ又は出射面１２４ＢからプリフォームＰＦの同じ部位までの距離が等しいことを意味する。
以上のとおりであるから、殺菌部２０において、バッチ処理されるプリフォームＰＦのそれぞれの各部位は、電子線発生装置２４から電子線ＥＢを均等に照射される。

［成形部４０］
成形部４０は、殺菌部２０で電子線照射による殺菌処理が施されたプリフォームＰＦを容器Ｂに成形する。
成形部４０は、図１（ａ）に示すように、成形に必要な適正な温度に加熱されているプリフォームＰＦが挿入される一対の成形用金型４１と成形用金型４３を備える。成形部４０は、成形用金型４１，４３に保持されたプリフォームＰＦの内部に、図示を省略する供給源から、ブロー成形用の気体を吹付けて容器Ｂに延伸ブロー成形する。

成形用金型４１，４３は、それぞれが、一度に処理される数のプリフォームＰＦ又は容器Ｂに対応する金型要素４２，４４を備えている。成形用金型４１，４３は、互いに近づき又は離れる進退動作を行い、近づいた近接状態において、延伸ブロー成形がなされる。

成形部４０は、図１（ａ）に示すように、第四搬送手段４５を備える。
第四搬送手段４５は、成形部４０と成形部４０よりも下流Ｌの所定領域に亘って設けられる。第四搬送手段４５は、位置Ｐ４１において成形された容器Ｂを受け取り、成形部４０よりも下流の位置Ｐ４３まで容器Ｂを搬送する。

第四搬送手段４５は、成形部４０とそれよりも下流の位置Ｐ４３に亘って敷設される直線状のガイドレール４５Ａと、ガイドレール４５Ａに沿って位置Ｐ４２と位置Ｐ４３の間を往復移動する走行台車４５Ｂと、走行台車４５Ｂに搭載されることで走行台車４５Ｂとともに往復移動するグリッパ群４５Ｃと、を備えている。

［ブロー成形装置１の動作］
次に、図３〜図６を参照して、ブロー成形装置１の動作について説明する。
搬入部１０の搬送ベルト１３により所定位置まで搬送されたプリフォームＰＦ（図３（ａ））は、搬送手段１５に把持されて、殺菌部２０の前室２１に搬送される。これらの複数のプリフォームＰＦを第一群とする。搬送手段１５は、位置Ｐ２１で待機する走行台車２７Ｂの前まで、第一群のプリフォームＰＦを搬送する（図３（ｂ））。この搬送は、第一径路Ｌ１に沿って行われる。
第一搬送手段２７は、待機していたグリッパ群２７Ｃが搬送手段１５に向けて前進し、かつ、搬送手段１５が保持しているプリフォームＰＦをグリッパ群２７Ｃが受け取る（図３（ｃ））。

第一搬送手段２７は、グリッパ群２７ＣがプリフォームＰＦを受け取ると、元の位置である位置Ｐ２２まで後退してから（図４（ａ））、走行台車２７Ｂが照射室２３の位置Ｐ２３まで第一群のプリフォームＰＦを搬送する（図４（ｂ））。位置Ｐ２３が電子線発生装置２４をなす上部照射部２４Ａ及び下部照射部２４Ｂからの電子線ＥＢが照射される電子線照射領域ＥＡに含まれるために、位置Ｐ２３まで搬送されたプリフォームＰＦはその時点ですでに殺菌処理がなされる。

プリフォームＰＦが位置Ｐ２３まで移動すると、位置Ｐ２４で待機していた第二搬送手段２９の走行台車２９Ｂがグリッパ群２９Ｃとともに、第二径路Ｌ２に置かれるプリフォームＰＦに向けて前進する。そうすると第二搬送手段２９は、グリッパ群２９Ｃを動作させることによりプリフォームＰＦを把持する（図４（ｃ））。第一搬送手段２７のグリッパ群２７Ｃによる把持が解れると、第二搬送手段２９はグリッパ群２９ＣによりプリフォームＰＦを把持したままで第一径路Ｌ１上の元の位置Ｐ２４まで後退する（図４（ｄ））。
位置Ｐ２４も電子線照射領域ＥＡにあるために、位置Ｐ２４まで搬送されたプリフォームＰＦは、第一径路Ｌ１から第二径路Ｌ２に移動する間にわたって、電子線の照射を受けて殺菌処理がなされる。

次に、第二搬送手段２９の走行台車２９Ｂは、グリッパ群２９Ｃで第一群のプリフォームＰＦを把持したままで、位置Ｐ２５まで移動する（図５（ａ））。この移動の過程で、グリッパ群２９Ｃは、お互いの間隔が拡げられる。これは、成形部４０において、プリフォームＰＦがこれよりも径の大きな容器Ｂに成形されることに対応している。この拡張された間隔は、隣接する容器Ｂが互いに干渉しないように、容器Ｂの径を基準にして定められる。
走行台車２９Ｂは、位置Ｐ２５まで移動すると、位置Ｐ２６で待機している第三搬送手段３１の走行台車３１Ｂに向けて前進し、グリッパ群２９Ｃから走行台車３１Ｂのグリッパ群３１ＣにプリフォームＰＦを受け渡す（図５（ｂ））。
走行台車３１Ｂは、グリッパ群３１ＣがプリフォームＰＦを受け取ると、位置Ｐ２６から成形部４０の位置Ｐ４１まで移動する（図５（ｃ））。この移動により、プリフォームＰＦは殺菌部２０の後室２５から退室して、ブロー成形に供される。

プリフォームＰＦが成形部４０の成形用金型４１及び成形用金型４３の間の位置Ｐ４１に搬送されると、第一径路Ｌ１上に置かれるプリフォームＰＦに向けて成形用金型４１及び成形用金型４３のそれぞれが前進して、プリフォームＰＦを所定の状態で保持してから、ブロー成形が行われる（図５（ｄ））。このとき、第四搬送手段４５の走行台車４５Ｂが成形用金型４１とともに前進し、グリッパ群４５Ｃとグリッパ群３１ＣとでプリフォームＰＦを把持する。

ブロー成形が終わると、成形用金型４１及び成形用金型４３は、それぞれ元の位置に戻る（図６（ａ））。
容器Ｂを把持した走行台車４５Ｂは、下流側の位置Ｐ４３まで容器Ｂを搬送してから、図示を省略する搬送手段に容器Ｂを受け渡し、その後、成形用金型４１の前の位置Ｐ４２に戻る（図６（ｂ），（ｃ））。走行台車４５Ｂは、この位置で、後続の第二群のプリフォームＰＦが位置Ｐ４１に搬送されるのを待ち受けている（図６（ｄ））。

［ブロー成形装置１の効果］
ブロー成形装置１の殺菌部２０は、グリッパ群２７Ｃで把持されていたプリフォームＰＦが、グリッパ群２９Ｃの受け渡しに伴う掴み換えの最中及びその前後において電子線照射領域ＥＡに置かれる。
したがって、本実施形態によれば、掴み換えの前にグリッパ群２７Ｃで把持されていたために電子線が照射されなかった部位にも、掴み換えの後には電子線を照射ができるので、掴み換えの前後を通じて電子線が照射されない部位を生じさせない。しかも本実施形態は、受け渡しに関わるグリッパ群２７Ｃ及びグリッパ群２９Ｃにより直線上を搬送されるプリフォームＰＦに電子線を照射すればよいので、プリフォームＰＦを軸線周りに回転させる機構を設ける必要がない。

次に、ブロー成形装置１は、殺菌部２０において、グリッパ群２７Ｃとグリッパ群２９Ｃのそれぞれが、所定数のプリフォームＰＦを把持しながら、直線上の搬送経路を搬送する。
殺菌部２０は、電子線および電子線の照射によって生じるＸ線の外部への漏洩を防ぐための遮蔽構造が必要であるが、スターホィールによる回転式の搬送装置に比べて、遮蔽の構造を簡易なものにできる。

次に、ブロー成形装置１は、グリッパ群２７Ｃ及びグリッパ群２９Ｃが、一列に並ぶ所定数のプリフォームＰＦを把持し、複数のプリフォームＰＦが一列に並ぶ方向と直交する方向に相対的に近づくことで、掴み換え位置において、グリッパ群２７Ｃからグリッパ群２９ＣへのプリフォームＰＦの掴み換えが行われる。
このように、本実施形態は、バッチ式のグリッパ群２７Ｃ，グリッパ群２９Ｃが直線上を移動するので、スターホィールによる回転式の搬送装置を用いるのに比べて、搬送機構を簡易にできる。

次に、殺菌部２０は、電子線照射領域ＥＡを含む照射室２３は、減圧雰囲気とされている。
したがって、特に、上部照射部２４Ａから照射される電子線ＥＢは、プリフォームＰＦの内部に進入してその底部ＰＦ２の内周面に達することができるので、プリフォームＰＦの内周面を漏れなく殺菌することができる。

次に、殺菌部２０において、グリッパ群２９Ｃは、照射室２３から後室２５にプリフォームＰＦを搬送する過程で、プリフォームＰＦの把持ピッチを拡げる。
したがって、殺菌部２０を通過してからプリフォームＰＦの把持ピッチを拡げるスペースを設ける必要がないので、本実施形態によれば、省スペースなブロー成形装置１を実現できる。

本実施形態におけるプリフォームＰＦは、口部ＰＦ１が鉛直方向の上を向く正立の状態で、グリッパ群２７Ｃ及びグリッパ群２９Ｃで把持され、かつ搬送され、殺菌部２０において、プリフォームＰＦについて、鉛直方向の上方から下方に向けて電子線ＥＢを照射する上部照射部２４Ａと、プリフォームＰＦに対して、鉛直方向の下方から上方に向けて電子線を照射する下部照射部２４Ｂと、を備える。
したがって、プリフォームＰＦの外周面及び内周面を、ムラなく電子線を照射できる。なお、プリフォームＰＦの口部が下を向く倒立の状態で処理されたとしても、同様の効果を奏することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、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したりすることが可能である。

その一例として、電子線が照射されない領域をなくすのに好適なグリッパＧを、図７及び図８を参照して説明する。
ここで説明するグリッパＧは、図７及び図８に示すように、例えばグリッパ群２７Ｃを構成するグリッパＧをグリッパ１００とし、グリッパ群２９Ｃを構成するグリッパＧをグリッパ２００とする。つまり、グリッパ１００とグリッパ２００は対をなし、殺菌部２０において、グリッパ１００に把持されるプリフォームＰＦはグリッパ２００に受け渡されることで、プリフォームＰＦの掴み換えがなされる。

グリッパ１００は、図７（ａ）に示すように、プリフォームＰＦをネックリングＰＦ３の下側で把持し、間隔をあけて配置される一対のアーム１０１，１０２を備える。アーム１０１，１０２は、それぞれが揺動軸１０３，１０４を中心にして開閉運動が可能に設けられている。図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、アーム１０１はその先端側に二つの把持爪１０５，１０６を備え、アーム１０２はその先端側に一つの把持爪１０７を備える。
グリッパ１００は、揺動軸１０３，１０４が鉛直方向の下側に、また、把持爪１０５，１０６，１０７が鉛直方向の上側になるように配置され、アーム１０１とアーム１０２の間に配置されるプリフォームＰＦを把持する。この把持は、図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように、プリフォームＰＦを基準にして、一方の側から把持爪１０５，１０６で把持し、他方の側から把持爪１０７で把持する。三つの把持爪１０５，１０６，１０７は、図８（ａ），（ｂ）に示すように、プリフォームＰＦの円周方向に均等な角度をもって配置されている。

グリッパ２００は、図７（ｂ）に示すように、プリフォームＰＦをネックリングＰＦ３の上側で把持し、間隔をあけて配置される一対のアーム２０１，２０２を備える。アーム２０１，２０２は、長手方向の中央付近で屈曲しており、この屈曲する部分に設けられる揺動軸２０３，２０４を中心にして開閉運動が可能に設けられている。
アーム２０１は、揺動軸２０３よりも上側の上部アーム２０１Ａに、その先端部にカムピン２０８が固定されており、揺動軸２０３よりも下側の下部アーム２０１Ｂの先端部に把持爪２０５を備える。また、アーム２０２は、揺動軸２０４よりも上側の上部アーム２０２Ａに、その先端部にカムピン２０９が固定されており、揺動軸２０４よりも下側の下部アーム２０２Ｂの先端部に二つの把持爪２０６，２０７を備える。グリッパ２００は、揺動軸２０３，２０４が鉛直方向の上側に、また、把持爪１０５，１０６，１０７が鉛直方向の下側になるように配置され、アーム２０１とアーム２０２の間に配置されるプリフォームＰＦを把持する。

グリッパ２００は、図７（ｂ）に示すように、駆動カム２１１を備える。駆動カム２１１は、昇降することにより、アーム２０１とアーム２０２の開閉動作を通じて、プリフォームＰＦの把持及び開放を行う。
駆動カム２１１は、カム板２１２と、カム板２１２に形成される一対のカム溝２１４，２１５を備える。カム板２１２は、図示を省略するアクチュエータにより昇降運動する。カム溝２１４，２１５には、それぞれ、上部アーム２０１Ａのカムピン２０８、下部アーム２０２Ｂのカムピン２０９が挿入されている。
駆動カム２１１が、最上位（図７（ｂ）の左側）にあるときは、下部アーム２０１Ｂの把持爪２０５と下部アーム２０２Ｂの把持爪２０６，２０７により、プリフォームＰＦを把持し、最下位（図７（ｂ）の右側）にあるときは、プリフォームＰＦの把持が開放される。
この把持は、図７（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、プリフォームＰＦを中心にして、一方の側から把持爪２０５で把持し、他方の側から把持爪２０６，２０７で把持する。三つの把持爪２０５，２０６，２０７は、図８（ｂ），（ｃ）に示すように、プリフォームＰＦの円周方向に均等な角度をもって配置されている。

プリフォームＰＦを基準にして、グリッパ１００の把持爪１０５とグリッパ２００の二つの把持爪２０５，２０６が同じ側に配置され、かつ、把持爪２０５，２０６の間に把持爪１０５が配置される。また、グリッパ１００の把持爪１０６，１０７とグリッパ２００の把持爪２０７が同じ側に配置され、かつ、把持爪１０６，１０６の間に把持爪２０７が配置される。
したがって、グリッパ１００の把持爪１０５，１０６，１０７とグリッパ２００の把持爪２０５，２０６，２０７は、図８（ｂ）に示すように、緩衝することなく、プリフォームＰＦの掴み換えを行うことができる。しかも、グリッパ１００の把持爪１０５，１０６，１０７とグリッパ２００の把持爪２０５，２０６，２０７は、プリフォームＰＦの異なる位置を把持するので、掴み換えの前後で同じ位置を把持することがない。よって、グリッパ１００及びグリッパ２００を用いれば、掴み換えの前後を通じて、電子線の照射がなされない部位を最小に抑えることができる。また、グリッパ１００及びグリッパ２００は、それぞれが三点支持の構造を採用するので、プリフォームＰＦを隠す部位を少なくできる。このような三点支持の構造は、ターホイールを用いた回転式の搬送装置のグリッパに適用するのは困難であるが、直線状の搬送経路を移動するグリッパには容易に適用できる。

本実施形態はプリフォームＰＦをブロー成形して容器Ｂを成形するブロー成形装置１に適用した例を示しているが、本発明の適用対象は任意である。例えば、プリフォームＰＦではなくブロー成形された容器Ｂを殺菌するのに本発明を適用することができるし、また、プリフォームＰＦ、容器Ｂ以外の殺菌対象物であって、グリッパにより把持されながら搬送されるものに本発明を適用することもできる。

また、本発明は、殺菌対象物グリッパによる掴み換えがなされる領域及びその前後の領域が、電子線の照射下にあればよい。つまり、本実施形態は殺菌対象物であるプリフォームＰＦが直線状の搬送経路に沿って搬送される例を示したが、本発明は、例えばスターホイールと称される回転体により殺菌対象物が搬送されるものに適用することができる。また、本実施形態は、予め定められた本数のプリフォームＰＦごとに殺菌処理するバッチ処理を採用しているが、本発明は、例えばスターホイールにより搬送される殺菌対象物を連続的に殺菌処理するものに適用できる。なお、スターホイールによる搬送は、単位時間当たりに処理できる殺菌対象物の数を多くできる利点がある。

１ ブロー成形装置
１０ 搬入部
１１ 回転体
１３ 搬送ベルト
１５ 搬送手段
２０ 殺菌部
２１ 前室
２３ 照射室
２４ 電子線発生装置
２４Ａ 上部照射部
２４Ｂ 下部照射部
１２４Ａ 出射面
１２４Ｂ 出射面
２５ 後室
２７ 第一搬送手段
２７Ａ ガイドレール
２７Ｂ 走行台車
２７Ｃ グリッパ群
２９ 第二搬送手段
２９Ａ ガイドレール
２９Ｂ 走行台車
２９Ｃ グリッパ群
３１ 第三搬送手段
３１Ａ ガイドレール
３１Ｂ 走行台車
３１Ｃ グリッパ群
４０ 成形部
４１，４３ 成形用金型
４２，４４ 金型要素
４５ 第四搬送手段
４５Ａ ガイドレール
４５Ｂ 走行台車
４５Ｃ グリッパ群
６０ 制御部
１００ グリッパ
１０１，１０２ アーム
１０３，１０４ 揺動軸
１０５，１０６，１０７ 把持爪
２００ グリッパ
２０１，２０２ アーム
２０１Ａ，２０２Ａ 上部アーム
２０１Ｂ，２０２Ｂ 下部アーム
２０３，２０４ 揺動軸
２０５，２０６，２０７ 把持爪
２０８，２０９ カムピン
２１１ 駆動カム
２１２ カム板
２１４，２１５ カム溝
Ｂ 容器
ＰＦ プリフォーム
ＰＦ１ 口部
ＰＦ２ 底部
ＰＦ３ ネックリング
ＥＡ 電子線照射領域
ＥＢ 電子線
Ｌ１ 第一径路
Ｌ２ 第二径路

Claims (14)

1. 殺菌対象物を受け取った後に、掴み換え位置まで前記殺菌対象物を把持しながら搬送する第一グリッパと、前記第一グリッパから前記殺菌対象物を受け取った後に、前記殺菌対象物を把持しながら下流に向けて搬送する第二グリッパと、前記掴み換え位置と前記掴み換え位置の前後を含む照射領域を通過する前記殺菌対象物に電子線を照射する電子線照射部と、を備え、
   前記第一グリッパ及び前記第二グリッパは、それぞれが、所定数の前記殺菌対象物を把持しながら、上流から下流へと向けて直線状の搬送経路を移動し、
   前記第一グリッパ及び前記第二グリッパの一方又は双方が、前記搬送経路の方向と直交する方向に相対的に近づくことで、前記掴み換え位置において、前記第一グリッパから前記第二グリッパに前記殺菌対象物の掴み換えが行われる、
   ことを特徴とする電子線殺菌装置。
2. 前記第一グリッパ及び前記第二グリッパは、それぞれが、一列に並ぶ所定数の前記殺菌対象物を把持する、
   請求項１に記載の電子線殺菌装置。
3. 前記第一グリッパと前記第二グリッパは、互いに異なる位置で前記殺菌対象物を把持する、
   請求項１または請求項２に記載の電子線殺菌装置。
4. 前記電子線照射部における前記電子線の前記照射領域は、減圧雰囲気とされる、
   請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の電子線殺菌装置。
5. 殺菌対象物を受け取った後に、掴み換え位置まで前記殺菌対象物を把持しながら搬送する第一グリッパと、前記第一グリッパから前記殺菌対象物を受け取った後に、前記殺菌対象物を把持しながら下流に向けて搬送する第二グリッパと、前記掴み換え位置と前記掴み換え位置の前後を含む照射領域を通過する前記殺菌対象物に電子線を照射する電子線照射部と、を備え、
   前記電子線照射部は、
   所定数の前記殺菌対象物を前記第一グリッパで受け取る前室と、
   前記第一グリッパで搬送される前記殺菌対象物が前記第二グリッパに掴み換えられる過程で、前記殺菌対象物に前記電子線が照射される照射室と、
   前記照射室で前記電子線が照射された前記殺菌対象物が前記第二グリッパにより搬送される後室と、
   前記照射室において、前記電子線を照射する電子線発生装置と、を備え、
   前記照射室は、前記前室及び前記後室よりも、真空度が高い、
   ことを特徴とする電子線殺菌装置。
6. 前記第二グリッパは、
   前記照射室から前記後室に前記殺菌対象物を搬送する過程で、または、前記後室に前記殺菌対象物を搬送してから、前記殺菌対象物を把持するピッチを拡げる、
   請求項５に記載の電子線殺菌装置。
7. 前記殺菌対象物は、
   口部と、前記口部に連なり、内容物を収容する収容空間と、を備える容器、または、前記容器の予備成形体であり、
   前記殺菌対象物は、前記口部が鉛直方向の上を向く正立の状態、または、その逆の倒立の状態で、前記第一グリッパ及び前記第二グリッパで把持され、
   前記電子線照射部は、
   前記殺菌対象物に対して、鉛直方向の上方から下方に向けて前記電子線を照射する第一電子線発生装置と、
   前記殺菌対象物に対して、鉛直方向の下方から上方に向けて前記電子線を照射する第二電子線発生装置と、を備える、
   請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の電子線殺菌装置。
8. 殺菌対象物を受け取った後に、第一グリッパにより掴み換え位置まで前記殺菌対象物を把持しながら搬送するステップと、
   前記第一グリッパから前記殺菌対象物を受け取った後に、第二グリッパにより前記殺菌対象物を把持しながら下流に向けて搬送するステップと、
   前記掴み換え位置と前記掴み換え位置の前後を含む照射領域を通過する前記殺菌対象物に電子線を照射する電子線照射ステップと、を備え、
   前記第一グリッパ及び前記第二グリッパは、それぞれが、所定数の前記殺菌対象物を把持しながら、上流から下流へと向けて直線状の搬送経路を移動し、
   前記第一グリッパ及び前記第二グリッパの一方又は双方が、前記搬送経路の方向と直交する方向に相対的に近づくことで、前記掴み換え位置において、前記第一グリッパから前記第二グリッパに前記殺菌対象物の掴み換えが行われる、
   ことを特徴とする電子線殺菌方法。
9. 前記第一グリッパ及び前記第二グリッパは、それぞれが、一列に並ぶ所定数の前記殺菌対象物を把持する、
   請求項８に記載の電子線殺菌方法。
10. 前記第一グリッパと前記第二グリッパは、互いに異なる位置で前記殺菌対象物を把持する、
    請求項８または請求項９に記載の電子線殺菌方法。
11. 前記電子線の前記照射領域は、減圧雰囲気とされる、
    請求項８〜請求項１０のいずれか一項に記載の電子線殺菌方法。
12. 殺菌対象物を受け取った後に、第一グリッパにより掴み換え位置まで前記殺菌対象物を把持しながら搬送するステップと、
    前記第一グリッパから前記殺菌対象物を受け取った後に、第二グリッパにより前記殺菌対象物を把持しながら下流に向けて搬送するステップと、
    前記掴み換え位置と前記掴み換え位置の前後を含む照射領域を通過する前記殺菌対象物に電子線を照射する電子線照射ステップと、を備え、
    所定数の前記殺菌対象物を前記第一グリッパで受け取る前室と、
    前記第一グリッパで搬送される前記殺菌対象物が前記第二グリッパに掴み換えられる過程で、前記殺菌対象物に前記電子線が照射される照射室と、
    前記照射室で前記電子線が照射された前記殺菌対象物が前記第二グリッパにより搬送される後室と、
    前記照射室において、前記電子線を照射する電子線発生装置と、を使用し、
    前記照射室は、前記前室及び前記後室よりも、真空度が高い、
    ことを特徴とする電子線殺菌方法。
13. 前記第二グリッパは、
    前記照射室から前記後室に前記殺菌対象物を搬送する過程で、または、前記後室に前記殺菌対象物を搬送してから、前記殺菌対象物を把持するピッチを拡げる、
    請求項１２に記載の電子線殺菌方法。
14. 前記殺菌対象物は、
    口部と、前記口部に連なり、内容物を収容する収容空間と、を備える容器、または、前記容器の予備成形体であり、
    前記殺菌対象物は、前記口部が鉛直方向の上を向く正立の状態、または、その逆の倒立の状態で、前記第一グリッパ及び前記第二グリッパで把持され、
    前記電子線は、前記殺菌対象物に対して、鉛直方向の上方から下方に向けて照射されるとともに、鉛直方向の下方から上方に向けて照射される、
    請求項８〜請求項１３のいずれか一項に記載の電子線殺菌方法。

Images