JP6932115B2 - Ｘ線に対する遮へい装置を備えた、容器の殺菌のための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、容器の殺菌のための装置および方法に関する。この種類のさまざまな方法が、先行技術から公知であり、例えばプラスチック材料製の容器、とくにはプラスチック材料製の予備成形物を、さらなる処理に先立って殺菌するために使用されている。この場合に、プラスチック材料製の容器に例えば過酸化水素または過酢酸などの殺菌剤を作用させる殺菌方法が、古くから知られている。しかしながら、近年では、例えば電子ビーム、紫外線、またはＸ線などの電磁放射線を用いた殺菌への移行も行なわれている。この種のビームの使用は、一方では追加の殺菌剤の使用が不要であるため資源をより大きく節約するが、例えば電離放射線、とくにはＸ線などの有害な放射線が多くの場合に形成されるという欠点が存在する。

この理由で、遮へい装置が、先行技術から知られている。現時点において、例えばＸ線などの電離放射線からの遮へいは、殺菌設備において、例えば処理対象の個々の物品の間に配置された放射線分離要素を回転させ、あるいは一緒に移動させることによって形成され、もしくは既存の円弧の角度に対する直径またはギャップ幅に応じた寸法を有する通常は鉛直な分離要素のトンネル状の配置によって形成される。この種の一緒に移動または一緒に回転する分離要素の欠点は、通気の技術が、異なる速度において異なるやり方で影響される点にある。さらに、回転する分離要素の場合において、排出面または移送面の間で曝露が生じ、結果として望ましくない漏れが生じる可能性もある。加えて、この種の構成においては、ビームを分離スターホイールから、処理スターホイールの放射線源において直接的に封じることが困難である。たとえ殺菌対象の個別の物品の間の距離が小さくても、この種の構成には問題が多い。加えて、組み立ても複雑であり、失われた容器の引っかかりも生じうる。ビームトンネルの設置は、放射線を遮へいするために、一部には比較的長い経路の必要性につながる。この場合に、Ｘ線は、事前に少なくとも３回偏向または方向転換させられた場合に限り、人間にとって安全であることが明らかになっている。

したがって、本発明の目的は、この種の装置の場合において、とくにはＸ線などの電離放射線に対する遮へいを改善することにある。しかしながら、この種の遮へいのための支出を、低く保つことも必要である。これらの目的が、本発明によれば、独立請求項の主題によって達成される。好都合な実施の形態およびさらなる発展が、従属請求項の主題を形成する。電離放射線は、電子放射線または紫外線であってよく、とくにはＸ線であってよい。

容器の殺菌のための本発明による装置は、所定の搬送経路に沿って容器を運ぶ搬送装置を有する。さらに本装置は、容器に殺菌の目的で放射線（とくには、電磁放射線）を作用させる少なくとも１つのストレス印加装置を有する。さらに本装置は、殺菌の前後関係（context）において形成される電離放射線（とくには、Ｘ線）を（環境に対して）遮へいする遮へい装置を有する。

本発明によれば、前記遮へい装置が、容器の搬送経路または搬送領域あるいは搬送空間を境界付ける少なくとも１つの外壁を有し、該外壁は、さらに少なくとも搬送経路に沿って延び、該外壁は、空洞を形成する少なくとも１つの凹所を有しており、該空洞が、殺菌の最中に形成されるＸ線を該空洞へと進入させることができ、あるいは該空洞へと案内できるようなやり方で、容器の搬送経路に面している。

したがって、以下ではビームトラップとも称され、形成されたＸ線を内部で少なくとも１回好ましくは複数回反射させ、結果として全体としての遮へいがより小さな寸法でよいように放射線を前もって決定的に弱める効果を有する凹所を、搬送経路または搬送領域を境界付けている外壁に形成することが提案される。このやり方で、遮へいに必要とされる円弧の角度も減らすことができる。したがって、このやり方で短縮を達成し、したがって円弧の角度の縮小を達成するために、ビームトラップをとくには外側において使用することができると提案される。これらのビームトラップは、この場合には、処理トンネルにおいて最大の経路に及びかねないＸ線を、トンネルの外壁において反射させるのではなく、外側の遮へいの開口へと案内するようなやり方で機能する。これは、容器が好ましくはトンネルの内側を運ばれることを意味する。

ビームは、このくぼみまたは空洞から再びトンネルへと直接出ることはできず、再びトンネルへと出るために少なくとも１回のさらなる偏向が必要である。この場合に、曝露または凹所は、形成されるすべての放射線を信頼できるやり方で集めるために、外側チャンバの方向にわずかに広がることが好ましい。このやり方で、以下でさらに詳しく示されるように、例えば凹所を外壁から出発して外へと増大させることが可能である。加えて、遮へいが下流に好都合に配置されたこの凹所または空洞の深さは、凹所の後壁に衝突するビームが少なくとも１回のさらなる偏向を伴わない限りはトンネルへと再び戻ることができないようなやり方で選択される。

この凹所またはビームトラップの角度寸法を、トンネル全体の完全な角度から直接得ることができる。また、この場合に、この凹所を、さらに詳しく後述されるように、第２の偏向に使用することもできる。

本発明による凹所によれば、トンネルに関して２５°以上の角度削減を達成することができる。しかしながら、経路または搬送経路を境界付ける壁のカバー領域または底領域において、トンネルへと戻るＸ線の反射を防止することも可能であると考えられる。したがって、好ましくは後壁に位置する凹所とほぼ同じサイズに作られる対応する凹所を、搬送経路を境界付けている底またはカバーの領域に好都合に設けることも可能である。

この種の凹所を欠くことは可能であると考えられるが、反射する放射線によって凹所またはビームトラップの機能が少なくとも部分的に無効になりかねず、すなわち例えばＸ線が出口窓において逃げ出すことが起こり得る。

Ｘ線の遮へいに必要な円弧角度の短縮が、本発明による装置によって可能にされ、このやり方で、必要なスターホイールの直径の縮小も可能にすることができ、すなわちハウジングのサイズの縮小を可能にすることができる。加えて、ビームの効果的な遮へいを達成することができる（これは、既存の技術ではビームの遮へい手段をビーム処理ターンテーブルに直接隣接させて配置することになる）。この場合、ビームの確実な封止を保証するために、転送スターホイールにおける追加の移動が不要である。このやり方で、回転する分離要素の存在を不要にすることも可能であり、結果として装置全体をより単純にされる。

この場合に、凹所を完全に空洞の形態に設計することが可能である。しかしながら、空洞の内部でのＸ線の複数回の反射を可能にするさらなる放射線偏向要素を、空洞の内部に設けることも可能であると考えられる。このやり方で、Ｘ線を空洞の内部で少なくとも２回、もしくは少なくとも３回反射させることを可能にすることができる。

さらなる好都合な実施の形態の場合においては、凹所の幾何学的構造が、Ｘ線が凹所を境界付ける壁において少なくとも部分的に何回か反射させられるようなやり方で設計される。しかしながら、これに加えて、上述のように、この種のさらなる壁または反射部材を凹所の内部に設けることも可能であると考えられる。

さらなる好都合な実施の形態の場合には、前記搬送装置が、容器を保持するための複数の保持装置が配置された回転式のキャリアを有する。このやり方で、容器を、とくには容器の殺菌の最中も、円形の搬送経路に沿って搬送または輸送することが好都合である。

さらなる好都合な実施の形態の場合には、前記ストレス印加装置が、容器の少なくとも１つの壁領域に電子を作用させる電子放射装置を有する。この場合に、この電子放射装置は、容器の殺菌のために外側から容器へと作用することが可能であるが、ストレス印加装置が、容器の開口を通って容器へと挿入することができる棒状の本体を有することも可能であると考えられる。加えて、複数の異なる種類のストレス印加装置を設けることも可能である。この場合において、ストレス印加装置を固定するように配置し、容器をストレス印加装置に対して移動させることが可能であり、そのようにすることが好ましい。しかしながら、ストレス印加装置そのものを可動（とくには、容器とともに可動）であるように配置することも可能であると考えられる。

さらなる好都合な実施の形態の場合には、本装置が、容器の搬送経路に沿って相次いで配置された複数の凹所を有する。このやり方で、減衰に必要な円周の角度を、さらに減らすことができる。この場合に、凹所を、例えば外壁が実質的に波形の構造を有するようなやり方で設計することも、可能であると考えられる。加えて、上述のように、この形式の凹所を、上述の外壁ならびにカバー壁または底壁の両方に配置することが可能である。この場合に、対応する外壁がカバー壁および底壁も構成することに注意すべきである。したがって、これらのカバー壁および底壁は、以下ではより正確に、それぞれカバー外壁および底外壁とも称される。

他方で、内壁は、容器の搬送経路に対して半径方向内側に位置することで容器の搬送トンネルを境界付けている壁である。本明細書に記載の凹所を、チャネルを境界付けている内壁に設けることも可能である。

したがって、さらなる好都合な実施の形態の場合には、本装置が、容器の搬送経路または容器の搬送領域を境界付けており、好ましくはやはり搬送経路の方向に延びている内壁を有する。このやり方で、搬送チャネルまたは搬送トンネルが形成される。

さらなる好都合な実施の形態の場合には、ビームトラップが、搬送される容器ユニットに対して可動にされる。迷放射線のさらなる反射が容器において生じる場合、それがビームトラップに集められる。とくには、この場合に、容器ユニットおよびビームトラップの逆行する搬送が考慮されるべきである。必要な遮へい経路をさらに減らすために、ビームトラップを、周期的に生じる線量が測定点においてインターセプトされるようなやり方で、反射する容器ユニットへと点に関して時限にすることができる。したがって、ビームトラップそのものを可動であるように構成することも可能であると考えられる。この場合、容器の搬送方向（または、この搬送方向とは反対の方向）のビームトラップの移動が（同じまたは異なる速度で）可能であり、そこから外れる方向の移動も可能である。このやり方で、例えばビームトラップが配置された壁も移動することができる。

さらなる好都合な実施の形態の場合には、本装置がクリーンルームを形成し、このクリーンルームの内部を容器が殺菌の最中に運ばれる。この場合、いかなる汚染物質も外部からクリーンルームへと進入することができないように、このクリーンルームの内部に正の圧力を存在させることが可能である。さらに、このクリーンルームを環境から封じるシール装置を設けることが可能であると考えられる。この場合、このシール装置が、お互いに対して可動である２つの要素または壁部分を有することが可能である。

しかしながら、容器を、クリーンルームの内部でではなく、例えばクリーンルームに達する前に殺菌することも可能であると考えられる。このやり方で、例えば後の主たる殺菌または事後殺菌をそれらの支出に関して軽減することができる前殺菌を可能にすることができる。

さらに、本発明は、容器の処理方法に関する。この場合には、容器が搬送装置によって所定の搬送経路に沿って運ばれ、容器に容器の殺菌の目的で少なくとも１つのストレス印加装置によって電磁放射線が作用させられ、このストレス印加の際にＸ線が形成され、形成されるこのＸ線が、遮へい装置によって少なくとも部分的に遮へいされる。本発明によれば、Ｘ線が、少なくとも部分的に、容器の搬送経路を境界付けている壁（とくには、外壁）に配置された凹所に到達する。

このやり方で、方法に関して、壁に凹所を形成し、この凹所が、とくには凹所の内部でのこのＸ線の少なくとも１回、好ましくは複数回の反射によって、Ｘ線を弱めるように機能することも提案される。

好ましい変種の場合には、容器が、円形の搬送経路に沿って運ばれる。

さらなる利点および実施の形態が、添付の図面から明らかである。

出願人の前提技術による容器の殺菌のための装置の概略図である。 図１に示したとおりの装置におけるＸ線のパターンを示す概略図である。 本発明による装置の概略図である。 本発明による装置のさらなる実施の形態を示している。 図４からの装置の場合におけるビームのパターンを示している。 本発明のさらなる実施の形態を示している。

図１が、出願人の前提技術による容器の殺菌のための装置１のおおまかな概略図である。この場合に、容器１０（概略的にしか示していない）は、ここでは円形である搬送経路Ｔに沿って２つの壁２２および３２の間を運ばれる。参照番号１が、装置の全体を指している。この装置は、この場合には、容器の外壁に例えば電子放射線などの放射線を作用させる２つのストレス印加装置または放射装置４を有している。プラスチック材料製の予備成形物１０が運ばれるチャネルが、２つの壁２２および３２と底壁（図示されていない）との間に形成されている。

装置１は、容器を運ぶ搬送装置（図示されていない）を有している。この場合、とくにはプラスチック材料製の予備成形物である容器１０を把持または保持するための把持要素および／または保持マンドレルが配置された回転式のキャリアを設けることが可能であると考えられる。また、内壁３２を回転可能であるように構成し、把持要素または保持マンドレルをこの内壁に配置することも、可能であると考えられる。参照番号２０が、形成されるＸ線を遮へいする遮へい装置の全体を指しており、この場合に、例えば外壁がこの遮へい装置２０の構成要素である。

図示の装置１は、好ましくは、さらなる処理ステーション（とくには、１つのさらなる処理ステーション）を有するモジュールの内部に配置される。プラスチック材料製の予備成形物は、好ましくは、入り口スターホイールの下流において、図示の装置１によって、電荷担体の放射により、とくには電子ビーム（しかしながら、例えば陽子またはα粒子も可能であると考えられる）によって、外側について殺菌されるようなやり方で、モジュールを通過する。外側の照射の際に、プラスチック材料製の予備成形物は、好ましくは内側把持具によって内面において保持され、トンネル状のチャネルを通って運ばれる。その後に、プラスチック材料製の予備成形物は、好ましくは、プラスチック材料製の予備成形物を（やはり好ましくは電子放射線によって）内側について殺菌する後続の処理装置（図示されていない）へと、無菌の搬送スターホイールまたは分配スターホイールによって運ばれる。

この場合には、プラスチック材料製の予備成形物が外側において保持される一方で、電子ビームの放射体が少なくとも部分的に予備成形物へと導入される。放射体と容器または予備成形物との間の相対移動が、この内部の殺菌の際に行なわれる。内部の殺菌の後で、予備成形物は、さらなる搬送スターホイールによってモジュールから運び出される。モジュール内の上述の装置は、好ましくは電子放射線またはＸ線が逃げ出す可能性がないように、この場合には全体が取り囲まれる。したがって、とくには、モジュール内でのＸ線の頻繁な偏向を保証するビームトラップを、モジュールをコンパクトに保つことができるようにこのモジュールの囲いの内側に配置することも可能である。

図２が、図１に示した装置の場合の放射線のパターンを示す図である。この場合に、参照符号Ｓが、形成され、ここでは複数回にわたって反射させられ、したがって弱められるＸ線を指している。参照符号ａが、Ｘ線の適切な減衰を達成するために必要な周囲角度に相当する円弧を指している。これは、放射線が外壁において３回反射させられる３つの地点の間に存在する角度から形成される。参照符号Ｂは、２つの壁２２および３２の間の距離を指し、したがってプラスチック材料製の予備成形物１０が搬送されるすき間の幅を指している。参照符号Ｒは、内壁３２の曲率半径を指している。２つの壁が、ここでは円形の様相で湾曲しており、好ましくはそれぞれがプラスチック材料製の予備成形物の搬送経路の中心を自身の中心として有することを、見て取ることができるであろう。

図３が、本発明による装置の概略図である。この構成の場合には、凹所２４またはビームトラップ２４が、外壁２２に配置されている。この凹所が、Ｘ線Ｓが進入できる空洞２６を形成している。さらに、この凹所２４は、外側に向かって放射状に拡大された断面を有している。この断面の結果として、凹所またはビームトラップ２４の効率を、さらに改善することが可能である。参照番号２２ａ、２２ｂ、２２ｃが、空洞を境界付ける壁を指しており、形成されたＸ線をこれらの壁においても反射させることができる。加えて、凹所の寸法に応じた様相で、形成されたＸ線を、これらの壁２２ａ、２２ｂ、２２ｃのうちの複数の壁において連続的に反射させることも、可能であると考えられる。符号ｄａが、やはり２つの角度ａ２およびａ１からもたらされる角度差を指しており、この角度差が、ビームトラップ２４の導入によって実現される縮小を示している。

図４が、本発明による装置のさらなる実施の形態を示している。この実施の形態の場合には、各々が空洞２６を形成する２つの凹所２４ａ、２４ｂが、外壁に配置されている。符号ｄａが、これら２つの凹所またはビームトラップの存在によって節約することができる角度または周囲の経路を指している。この場合に、符号Ｐ４が、地点Ｐ０（ビームの入り口）から出発するビームについて３度目の反射が生じる地点に関する。符号Ｐ３が、２つのビームトラップが存在するときのビームの最大到達地点を指しており、ビームトラップにおけるそれぞれの最大反射点の地点Ｐｍａｘが、いずれの場合も符号Ｐｍａｘによって指し示されている。

図５が、図４からの装置の場合におけるビームパターンを示しており、この場合には、２つの凹所が存在するときに最大で生じうるビームパターンだけが示されている。凹所２４ａ、２４ｂを、装置１の周方向においてお互いから所定の距離に配置することが好都合である。この場合に、この距離を、それぞれの凹所の周囲の寸法に応じた様相で、形成されたＸ線の最大ビーム経路が最適な様相で短縮されるようなやり方で、選択することも可能である。２つの凹所２４ａ、２４ｂの周方向における長さｌと、これらの隣接する凹所の間の距離ｄとの間の比は、１：２〜２：１の間であると好ましく、好ましくは１：１．５〜１．５：１の間であり、とくに好ましい様相では１：１．２〜１．２：１の間である。

図６が、本発明による装置のさらなる実施の形態の側面図である。この場合に、対応する凹所がカバー壁３６および底壁３８にも存在することが明らかである。このやり方で、上述の凹所２４または２４ａ、２４ｂを、カバー壁および／または底壁の領域にも広がるようなやり方で設計することが可能であると考えられる。放射線によってカバーされるべき最大の経路の短縮が、やはりこれらの措置によって第３の反射まで達成できることが明らかである。

壁の少なくとも一部、好ましくは全体を、例えば鉛などのＸ線を遮へいする材料から製造することが好都合である。さらに、図１に示した放射装置４を、放射線が決して装置の出口分離装置および／または入り口分離装置まで達することができないようなやり方で配置することも可能であり、好ましいと考えられる。

出願人は、本出願の出願書類に開示のすべての特徴について、それらが単独または組み合わせにおいて先行技術と比べて新規である限りにおいて、本発明に必須であるとして請求する権利を留保する。

１ 装置の全体
４ 放射装置
１０ 容器
２０ 遮へい装置
２２、３２ 壁
２２ａ、２２ｂ、２２ｃ 壁
２４ 凹所／ビームトラップ
２４ａ、２４ｂ 凹所
２６ 空洞
３２ 内壁
３６ 外壁
３８ 底壁
Ｔ 円形の搬送経路
Ｓ Ｘ線
Ｂ すき間の幅
Ｒ 内壁３２の半径
ａ 円弧
ａ１、ａ２ 角度
ｄａ 角度差
Ｐ０〜Ｐ５ 地点
ｌ 周方向における凹所の長さ
ｄ 周方向における２つの凹所の間の距離

Claims (12)

1. 殺菌の最中に円形の搬送経路に沿って容器（１０）を運ぶ搬送装置と、容器（１０）に殺菌の目的で放射線、とくには電磁放射線を作用させる少なくとも１つのストレス印加装置（４）と、殺菌の前後において形成される電離放射線を遮へいする遮へい装置（２０）とを備える容器の殺菌のための装置（１）であって、
   前記遮へい装置（２０）が、前記容器（１０）の円形の搬送経路に沿って延びて該円形の搬送経路を境界付けている少なくとも１つの外壁（２２）を有し、該外壁が、殺菌の最中に形成される電離放射線を進入させることができるように前記容器（１０）の円形の搬送経路に面する空洞（２６）を形成する少なくとも２つの凹所（２４）を有し、
   前記凹所（２４）は円形搬送路を画定する前記外壁に形成され、外側に向かって放射状に拡大する断面を有していることを特徴とする装置（１）。
2. 前記容器（１０）の前記搬送経路を境界付ける、前記搬送経路の方向に延びている内壁（３２）を有することを特徴とする請求項１に記載の装置（１）。
3. 前記凹所（２４）の幾何学的構造が、電離放射線、とくにはＸ線が、前記凹所（２４）を境界付ける壁（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）において少なくとも部分的に何回か反射させられるように設計されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置（１）。
4. 前記外壁（２２）自体が、前記凹所（２４）を形成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置（１）。
5. ２つの壁（２２、３２）が、ここでは円形の様相で湾曲しており、それぞれがプラスチックボトルの予備成形物の搬送経路の中心を自身の中心として有することを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の装置（１）。
6. 前記凹所（２４）は、前記搬送経路のカバー壁（３６）および／または底壁（３８）の領域にも広がるように設計されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置（１）。
7. 前記装置（１）の外側の照射の際に、プラスチックボトルの前記予備成形物は、内側把持具によって内面において保持されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置（１）。
8. 前記ストレス印加装置の下流で、プラスチックボトルの前記予備成形物は、プラスチック材料製の前記予備成形物を内側について殺菌する後続の処理装置へと、無菌の搬送スターホイールまたは分配スターホイールによって運ばれることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置（１）。
9. プラスチックボトルの前記予備成形物が外側において保持される一方で、電子ビームの放射体が少なくとも部分的に前記予備成形物へと導入されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置（１）。
10. 前記搬送装置（２）が、容器（１０）を保持するための複数の保持装置が配置された回転式のキャリアを有していることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置（１）。
11. クリーンルームを形成しており、該クリーンルームの内部を前記容器（１０）が殺菌の最中に運ばれることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置（１）。
12. 容器（１０）が搬送装置によって円形の搬送経路に沿って運ばれ、該容器（１０）に該容器の殺菌の目的で少なくとも１つのストレス印加装置（４）によって、該容器（１０）が円形の搬送経路に沿って運ばれながら、電磁放射線が作用させられ、該ストレス印加の際に電離放射線が形成され、形成された該電離放射線が遮へい装置（２０）によって遮へいされる、請求項１〜１１にいずれか一項に記載の装置（１）を用いた、容器（１０）の処理方法であって、
    前記電離放射線が、少なくとも部分的に、前記容器（１０）の円形の搬送経路を境界付けている壁（２２）に配置された凹所（２４）に到達し、
    前記凹所（２４）は円形搬送路を画定する前記外壁に形成されていることを特徴とすることを特徴とする方法。

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