JPH11114030A - 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 清涼飲料用などのいわゆるＰＥＴボトル
（ペットボトル）その他の任意の形状のプラスチック空
容器Ｐを高速度かつ連続して電子線殺菌を行い、かつ殺
菌処理の速度を適正に制御して、清潔なプラスチック空
容器Ｐを供給可能なプラスチック空容器の電子線殺菌装
置および殺菌方法を提供すること。 【解決手段】 ターンテーブル１７などにそれぞれのプ
ラスチック空容器Ｐを相対的に固定した状態で移動さ
せ、移動の途中で電子線を照射することに着目したもの
で、プラスチック空容器Ｐを真空吸引しプラスチック空
容器Ｐを周回させるターンテーブル機構６（移動機構）
と、ターンテーブル機構６の途中でプラスチック空容器
Ｐに電子線を照射する電子線照射機構７と、移動機構６
を冷却する冷却機構８と、電子線照射済みのプラスチッ
ク空容器Ｐを排出する排出機構９と、を有することを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラスチック空容器
の電子線殺菌装置および殺菌方法にかかるもので、とく
に清涼飲料水用などのいわゆるＰＥＴボトル（ペットボ
トル）その他のプラスチック空容器に電子線を照射して
これを殺菌するプラスチック空容器の電子線殺菌装置お
よび殺菌方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のプラスチック空容器の洗浄殺菌に
は、薬品洗浄工程および水洗浄工程を用いることもあっ
たが、排水処理施設が大型化することから環境汚染への
配慮が求められている。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。

【０００３】細菌および塵埃の混入を防止した雰囲気
で、かつ梱包および包装をしない状態で、プラスチック
空容器を電子線照射して殺菌する例として、たとえば特
開昭６０−５８６６６号においては、重力を利用して円
筒状容器をらせん軌道上に転がすか、あるいはすべらせ
て電子線照射部分に供給している。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。

【０００４】他の例として、特開平８−１６９４２２号
においては、円筒状容器を回転させながら電子線照射部
分を通過させ、容器の断面形状に沿って至近距離から低
エネルギーの電子線を照射することにより殺菌してい
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。

【０００５】また、近年の清涼飲料水の製造工程におい
ては、その生産速度として３００〜６００ボトル／分程
度が標準となってきている。搬送手段としてたとえば、
テーブルトップチェーンコンベアによる搬送では、プラ
スチック空容器の転倒防止のために各プラスチック空容
器を密接させて搬送する。この搬送の際に、プラスチッ
ク空容器とテーブルトップチェーンコンベアとの間の摩
擦を極力小さくなるようにして搬送している。通常の搬
送状況では、後工程の運転状況によりテーブルトップチ
ェーンコンベアは動いているがプラスチック空容器が静
止する場合や、静止しないまでも互いに相対速度を持つ
場合がある。こうした場合においてテーブルトップチェ
ーンコンベアとプラスチック空容器との間の摩擦を低減
するため、潤滑剤（たとえば石鹸水、その他の液体）を
散布することがよく行われている。潤滑剤を使わない場
合には、テーブルトップチェーンコンベアの材質を自己
潤滑性のあるプラスチック性としている例もある。した
がって、プラスチック空容器の搬送速度を確実に管理す
ることが困難である。

【０００６】そのほか、プラスチック空容器の高速度の
搬送例としては、プラスチック空容器の上部を空気流で
押すニューマティックネックハンギングコンベアがあ
る。このニューマティックネックハンギングコンベア
は、容器搬送の駆動源が空気流となっているため、基本
的に搬送速度の制御を行うことができないという問題が
ある。

【０００７】したがって、従来のテーブルトップチェー
ンコンベアあるいはニューマティックネックハンギング
コンベアなどを用いる搬送手段では、被搬送物の速度を
厳密には制御することができず、前述した特開昭６０−
５８６６６号と同じ理由から精密な照射線量の管理を行
うことができないため、電子線照射下のプラスチック空
容器の搬送手段としては適当ではない。

【０００８】また、容器が互いに密接している部分や容
器と転倒防止ガイドとが密接している部分は電子線の影
になりやすく、照射線量の分布が不均一になるおそれが
ある。照射線量の分布を適正とするためには、より高い
エネルギーの電子線を必要とし、電子線発生装置および
放射線遮蔽構造体のための費用が増大するという問題が
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。

【０００９】なお、プラスチック空容器を１本づつ単独
で搬送することは、容器の転倒の問題があることから採
用が困難で、ほとんど行われていない。通常、制御可能
なプラスチック空容器単独の搬送速度（１５メートル／
分）では、２００〜３００ボトル／分の高速充填を行う
ためには複数の電子線照射ラインが必要となる。この場
合には、後工程で複数ラインのプラスチック空容器の合
流部が生じ、搬送トラブルの多い不安定な製造ラインと
なってしまう。

【００１０】さらに、従来の電子線照射殺菌装置におい
ては、何らかの理由で電子線照射殺菌処理に異常が発生
した場合に、照射部近傍の被照射物を不合格品とするこ
とにより対応している。しかしながら、未殺菌のプラス
チック空容器が後工程に流れていくことを確実に防止す
ることが困難で、製品に付着している細菌類の流出およ
び後工程設備の汚染については何の考慮もなされていな
い。清潔度の要求が高度である場合には、後工程の排出
装置、搬出装置、後工程装置その他各種の装置の殺菌処
理がその都度必要となり工程稼働率の低下を招くという
問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
諸問題にかんがみなされたもので、清涼飲料用などのい
わゆるＰＥＴボトル（ペットボトル）その他のプラスチ
ック空容器を高速度かつ連続して電子線殺菌を行い、次
工程に供給することができるプラスチック空容器の電子
線殺菌装置および殺菌方法を提供することを課題とす
る。

【００１２】また本発明は、電子線照射によるプラスチ
ック空容器の殺菌処理の速度を適正に制御可能なプラス
チック空容器の電子線殺菌装置および殺菌方法を提供す
ることを課題とする。

【００１３】また本発明は、電子線に関する精密な照射
線量の管理を行うことが可能で、適正な線量の照射を行
うとともに、容器が互いに密接している部分や容器と転
倒防止ガイドなどとが密接している部分における電子線
の影になりやすい部位にも適切な照射を可能としたプラ
スチック空容器の電子線殺菌装置および殺菌方法を提供
することを課題とする。

【００１４】また本発明は、電子線照射線量を均一に制
御することが可能なプラスチック空容器の電子線殺菌装
置および殺菌方法を提供することを課題とする。

【００１５】また本発明は、任意の形状のプラスチック
空容器に電子線を照射してこれを殺菌することができる
プラスチック空容器の電子線殺菌装置および殺菌方法を
提供することを課題とする。

【００１６】また本発明は、後工程の製造ラインを複雑
化することなく、清潔なプラスチック空容器を供給可能
なプラスチック空容器の電子線殺菌装置および殺菌方法
を提供することを課題とする。

【００１７】また本発明は、殺菌処理中に万が一異常が
発生しても、その対応処理が容易なプラスチック空容器
の電子線殺菌装置および殺菌方法を提供することを課題
とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ター
ンテーブルやベルトコンベアなどにそれぞれのプラスチ
ック空容器を相対的に固定すること、このターンテーブ
ルやベルトコンベアによるプラスチック空容器の移動の
途中で電子線を照射するようにすることに着目したもの
で、第一の発明は、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移動させる移動機構と、この
移動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、前記移動機構を冷
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である。

【００１９】前記移動機構は、前記プラスチック空容器
を真空吸引して固定するとともに、この固定した状態の
当該プラスチック空容器を周回させるターンテーブル機
構であることができる。

【００２０】前記移動機構は、前記プラスチック空容器
の互いの相対間隔を維持するとともに、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移動させるベ
ルトコンベア機構であることができる。

【００２１】前記移動機構は、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
設けることができる。

【００２２】前記プラスチック空容器を所定の間隔をあ
けて前記移動機構に供給することができる。

【００２３】第二の発明は、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移動させる移動工程
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、前記移動工程
を行う移動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
方法である。

【００２４】前記移動工程は、前記プラスチック空容器
を真空吸引して固定するとともに、この固定した状態の
当該プラスチック空容器を周回させる周回工程であるこ
とができる。

【００２５】なお、前記周回工程における前記プラスチ
ック空容器の周回とともに、各プラスチック空容器を自
転させながら前記電子線照射を行うことができる。

【００２６】前記移動工程は、前記プラスチック空容器
の互いの相対間隔を維持するとともに、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移動させるコ
ンベア工程であることができる。

【００２７】本発明によるプラスチック空容器の電子線
殺菌装置および殺菌方法においては、たとえばターンテ
ーブルやベルトコンベアなどの移動機構にそれぞれのプ
ラスチック空容器を互いの相対間隔を維持するように固
定するとともに、このターンテーブルの回転あるいはベ
ルトコンベアによる移動の途中でプラスチック空容器に
電子線を照射するようにしたので、複数本のプラスチッ
ク空容器を連続的に、かつ一列に供給することが可能で
あるとともに、それぞれのプラスチック空容器が移動機
構により互いの相対間隔を維持するように相対的に固定
されているので、移動機構による移動にともなうプラス
チック空容器の供給量を確実に把握してその搬送量ない
し搬送速度を管理することが容易であり、単位時間あた
りの電子線照射量を確実に制御し、電子線照射によるプ
ラスチック空容器の殺菌処理を所定の効率で実行するこ
とができる。

【００２８】したがって、従来のような速度管理ないし
照射線量の管理が不安定かつ不確実ということを回避
し、安定して次の工程に連続して清潔なプラスチック空
容器を供給することができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】つぎに本発明の第１の実施の形態
によるプラスチック空容器の電子線殺菌装置１をその殺
菌方法とともに図１ないし図４にもとづき説明する。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。

【００３０】プラスチック空容器Ｐは、清涼飲料水用な
どのいわゆるＰＥＴボトル（ペットボトル）その他、電
子線が透過可能な任意の形状のプラスチック空容器であ
る。

【００３１】解梱機構２は、放射線管理区域外にこれを
設け、パレット積みのプラスチック空容器Ｐを解梱し、
搬入機構３にプラスチック空容器Ｐを一列に並べて供給
する。

【００３２】搬入機構３は、プラスチック空容器Ｐをエ
アーリンスして内部の比較的大きなゴミを除去するとと
もに、解梱機構２から遮蔽構造体４内の供給機構５まで
供給する。この搬入機構３は、強い放射線環境下にはな
いので、従来使用されているテーブルトップチェーンコ
ンベアやニューマティックネックハンギングコンベアな
どをそのままもしくは若干の改造を行った上で使用する
ことができる。

【００３３】遮蔽構造体４は、鉄筋コンクリートなどか
らこれを構成し、電子線照射機構７からの電子線および
制動Ｘ線を放射線管理区域外で許容線量以下とする。

【００３４】図３は、ターンテーブル機構６および電子
線照射機構７さらにその周辺の各機構の平面図、図４
は、同、側面図である。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１
３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。

【００３５】供給用コンベア１２は、搬入機構３からの
プラスチック空容器Ｐを受けてターンテーブル機構６に
供給するとともに、供給停止時にプラスチック空容器Ｐ
をこの上で滞留させるアキュームコンベアの機能も有す
る。

【００３６】スクリューフィーダー１３は、供給用コン
ベア１２により供給されてきたプラスチック空容器Ｐを
互いの間に所定間隔（一定ピッチ）をあけた状態で供給
側スターホィール１４に供給し、供給側スターホィール
１４はこの間隔を詰まらせないように、つまり互いに接
触させないようにしてひとつづつ一列かつ均一にターン
テーブル機構６に供給する。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、ＰＥ
ＥＫ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。

【００３７】ターンテーブル機構６は、ターンテーブル
駆動部１５と、ターンテーブル駆動軸１６と、円環状の
ターンテーブル１７と、ターンテーブル１７に設けたプ
ラスチック空容器固定部１８と、除去部１９と、を有す
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。

【００３８】ターンテーブル駆動部１５は、ターンテー
ブル駆動軸１６のまわりにターンテーブル１７を、一定
照射条件のもとで所定周速度（たとえば３０メートル／
分）で回転させる。この周速度は、電子線照射機構７の
電流値と同期させて電子線の照射量を常時一定とするよ
うにしている。

【００３９】プラスチック空容器固定部１８は、真空排
気ユニット２０と、真空配管２１（図４）と、ターンテ
ーブル１７の円周部に所定均一間隔で開口形成した真空
吸引口２２と、を有する。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。

【００４０】また、ターンテーブル機構６によるプラス
チック空容器Ｐの周回とともに、各プラスチック空容器
Ｐを自転させながら電子線照射を行って、より均一な電
子線照射を実現することもできる。たとえば、図示は省
略するが、回転可能な台状部材に真空吸引口２２を形成
して、この台状部材にプラスチック空容器Ｐを固定し、
ターンテーブル１７の所定の部位に台状部材が至ったと
きにこの台状部材を回転可能とする機構を採用すること
ができる。

【００４１】除去部１９は、ターンテーブル機構６から
排出機構９への接続部分のわずかに上流側にこれを配置
し、回動軸２３と、回動アーム２４と、を有し、回動ア
ーム２４が外方（図中反時計方向）に回動することによ
り、電子線が照射不良であるプラスチック空容器Ｐをプ
ラスチック空容器の電子線照射装置１における流れの外
部に除去可能としてある。

【００４２】電子線照射機構７は、電子線発生部２５
と、電子線照射エリア２６と、クリーンブース２７（図
４）と、このクリーンブース２７の天井部分に張ったチ
タン箔２８と、を有し、正立した状態のプラスチック空
容器Ｐを上部から０．５〜５ＭｅＶのエネルギーの電子
線を照射し、その裏側まで十分に透過、照射することに
より殺菌する。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。

【００４３】冷却機構８は、とくに図４に示すように、
とくに電子線照射エリア２６におけるターンテーブル１
７の底部に設けた水冷ジャケット２９と、供給側配管３
０と、戻り側配管３１と、を有し、電子線照射にともな
うターンテーブル機構６（とくにターンテーブル１７）
の温度上昇を防止する。

【００４４】なお、前記プラスチック空容器固定部１８
の真空配管２１、ならびに冷却機構８の供給側配管３０
および戻り側配管３１は、ターンテーブル駆動軸１６の
ロータリージョイント３２にこれを接続し、このロータ
リージョイント３２によりターンテーブル機構６内外の
流体の取り合いを行っている。

【００４５】排出機構９は、ターンテーブル機構６から
搬出機構１０側にプラスチック空容器Ｐを排出するもの
で、排出側スターホィール３３と、排出側コンベア３４
と、を有する。なお、この排出機構９も電子線照射の近
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。

【００４６】搬出機構１０は、プラスチック空容器Ｐを
排出機構９から後工程機構１１に搬送する。この搬出機
構１０も搬入機構３と同様に、強い放射線環境下にはな
いので、従来使用されているテーブルトップチェーンコ
ンベアやニューマティックネックハンギングコンベアな
どをそのままもしくは若干の改造を行った上で使用する
ことができる。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。

【００４７】後工程機構１１は、殺菌済みのプラスチッ
ク空容器Ｐを無菌的に搬送し、充填装置などにより内容
物の充填などを行う。

【００４８】こうした構成のプラスチック空容器の電子
線照射装置１において、プラスチック空容器Ｐを解梱機
構２において解梱などを行い、一列として搬入機構３に
搬送する。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）。

【００４９】ターンテーブル機構６においては、電子線
照射機構７および後工程機構１１の稼働状況に応じてプ
ラスチック空容器Ｐの供給あるいは停止を行う。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。

【００５０】供給側スターホィール１４からターンテー
ブル機構６のターンテーブル１７に載り渡ったプラスチ
ック空容器Ｐは、ターンテーブル１７の上面の真空吸引
口２２の位置に一定間隔で相対的に固定された状態で、
周回するように搬送され（周回工程すなわち移動工
程）、電子線照射エリア２６を通過するときに電子線を
照射される（電子線照射工程）。

【００５１】電子線の照射を完了したプラスチック空容
器Ｐは、排出機構９の排出側スターホィール３３により
排出側コンベア３４に乗り移り（排出工程）、さらに搬
出機構１０を介して、放射線管理区域外の後工程機構１
１に輸送される。

【００５２】後工程機構１１が停止した場合には、搬入
機構３および供給機構５を停止してプラスチック空容器
Ｐの供給を停止するとともに、ターンテーブル機構６、
電子線照射機構７および排出機構９の運転を継続し、電
子線照射済みのプラスチック空容器Ｐを速やかに電子線
照射エリア２６から排出されるようにする。

【００５３】電子線照射そのものの異常が発生した場合
には、ターンテーブル機構６へのプラスチック空容器Ｐ
の供給を停止し、さらに真空吸引口２２のバルブ（図示
せず）を操作して照射不良のプラスチック空容器Ｐの固
定状態を解除するとともに除去部１９を作動させ、ター
ンテーブル１７上のプラスチック空容器Ｐが後工程機構
１１に流出して照射不良品が混入することを防止する。

【００５４】何らかの理由で電子線照射工程に異常が発
生した場合には、ターンテーブル機構６へのプラスチッ
ク空容器Ｐの供給を停止し、ターンテーブル１７上にあ
るプラスチック空容器Ｐを上述と同様にして除去部１９
により除去し、後工程機構１１への照射不良品の混入を
防止する。

【００５５】プラスチック空容器の電子線照射装置１の
再立ち上げ時には、ターンテーブル機構６だけを運転し
た状態で電子線照射機構７により電子線を照射してター
ンテーブル１７を殺菌し、そののちプラスチック空容器
Ｐの供給を開始することにより、照射部（電子線照射エ
リア２６）以降への細菌類の持ち込みがなくなり、後工
程機構１１の清潔度管理を容易にすることができる。

【００５６】具体的な実施例として、エネルギー２Ｍｅ
Ｖの電子線加速器（電子線発生部２５）を用い、電流値
６０ｍＡの条件において予定線量２５ｋＧｙでＰＥＴボ
トル（プラスチック空容器Ｐ）の上部から電子線を照射
した場合、プラスチック空容器Ｐの内外面に塗布した指
標菌を十分に殺菌することができる。なお、線量２５ｋ
Ｇｙ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。

【００５７】エネルギー０．５〜５ＭｅＶの電子線をＰ
ＥＴボトルに照射した場合、６０ｋＧｙまでの照射量で
あれば、強度などの材質的ダメージは抑制することが可
能である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Ｐ
ＥＴ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。

【００５８】上述の実施例においては断面矩形状のＰＥ
Ｔボトルを用いたが、断面円形状のプラスチック空容器
Ｐなどの場合には、スクリューフィーダー１３、供給側
スターホィール１４および排出側スターホィール３３の
部品を交換するだけで対応可能である。

【００５９】つぎに本発明の第２の実施の形態によるプ
ラスチック空容器の電子線殺菌装置４０を図５ないし図
８にもとづき説明する。ただし、図１ないし図４と同様
の部分には同一の符号を付し、その詳述はこれを省略す
る。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１
０（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。

【００６０】図７は、ベルトコンベア機構４２および電
子線照射機構４３さらにその周辺の各機構の平面図、図
８は、同、側面図である。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。

【００６１】ベルトコンベア機構４２は図７に示すよう
に、供給機構４１から直線上に延びており、コンベア駆
動部４６と、ベルトコンベア４７と、ベルトコンベア４
７に設けたプラスチック空容器固定部４８と、除去部４
９と、を有する。ベルトコンベア機構４２と供給機構４
１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。

【００６２】コンベア駆動部４６は、一定照射条件のも
とで所定移動速度（たとえば３０メートル／分）でベル
トコンベア４７を駆動する。この移動速度は、電子線照
射機構４３の電流値と同期させて電子線の照射量を常時
一定とするようにしている。

【００６３】プラスチック空容器固定部４８は、プラス
チック空容器Ｐの移送方向左右一対のサポートコンベア
５０を有する。このサポートコンベア５０は、ベルトコ
ンベア４７の速度に連動させ、プラスチック空容器Ｐの
転倒を防止する。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４
７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。

【００６４】除去部４９は、ベルトコンベア機構４２か
ら排出機構４５への接続部分のわずかに上流側にこれを
配置し、回動軸５１と、回動アーム５２と、を有し、回
動アーム５２が外方（図中反時計方向）に回動すること
により、電子線が照射不良であるプラスチック空容器Ｐ
をプラスチック空容器の電子線照射装置４０における流
れの外部に除去可能としてある。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。

【００６５】電子線照射機構４３は、電子線発生部５３
と、電子線照射エリア５４と、クリーンブース５５（図
８）と、このクリーンブース５５に張ったチタン箔５６
と、を有し、正立した状態のプラスチック空容器Ｐを上
部から０．５〜５ＭｅＶのエネルギーの電子線を照射
し、その裏側まで十分に透過、照射することにより殺菌
する。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。

【００６６】冷却機構４４は、とくに電子線照射エリア
５４におけるベルトコンベア４７およびサポートコンベ
ア５０の側面部にそれぞれ設けた第１の空気吹出し部５
７と、第２の空気吹出し部５８と、送風機５９と、を有
しており、電子線照射にともなうベルトコンベア機構４
２（とくにベルトコンベア４７およびサポートコンベア
５０）の温度上昇を防止する。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。

【００６７】排出機構４５は、図７に示すように、ベル
トコンベア機構４２の除去部４９からわずかに折れ曲が
って直線的に延びており、搬出機構１０側にプラスチッ
ク空容器Ｐを排出するもので、排出側コンベア６０を有
する。なお、この排出機構４５も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。

【００６８】搬出機構１０は、プラスチック空容器Ｐを
排出機構４５から後工程機構１１に搬送する。この搬出
機構１０も搬入機構３と同様に、強い放射線環境下には
ないので、従来使用されているテーブルトップチェーン
コンベアやニューマティックネックハンギングコンベア
などをそのままもしくは若干の改造を行った上で使用す
ることができる。なお、排出機構４５および搬出機構１
０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。

【００６９】こうした構成のプラスチック空容器の電子
線照射装置４０において、プラスチック空容器Ｐを解梱
機構２において解梱などを行い、一列として搬入機構３
に搬送する。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。

【００７０】ベルトコンベア機構４２においては、電子
線照射機構４３および後工程機構１１の稼働状況に応じ
てプラスチック空容器Ｐの供給あるいは停止を行う。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）。

【００７１】ベルトコンベア機構４２のベルトコンベア
４７に載り渡ったプラスチック空容器Ｐは、ベルトコン
ベア４７の両側面のサポートコンベア５０により一定間
隔に相対的に固定された状態でガイドかつ搬送され（移
動工程）、電子線照射エリア５４を通過するときに電子
線を照射される（電子線照射工程）。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５
０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。

【００７２】電子線の照射を完了したプラスチック空容
器Ｐは、排出機構４５における排出側コンベア６０に乗
り移り（排出工程）、搬出機構１０を介して、放射線管
理区域外の後工程機構１１に輸送される。

【００７３】後工程機構１１が停止した場合には、搬入
機構３および供給機構４１を停止してプラスチック空容
器Ｐの供給を停止するとともに、ベルトコンベア機構４
２、電子線照射機構４３および排出機構４５の運転を継
続し、電子線照射済みのプラスチック空容器Ｐを速やか
に電子線照射エリア５４から排出されるようにする。

【００７４】電子線照射そのものの異常が発生した場合
には、ベルトコンベア機構４２へのプラスチック空容器
Ｐの供給を停止し、さらに除去部４９を作動させ、ベル
トコンベア４７上のプラスチック空容器Ｐが後工程機構
１１に流出して照射不良品が混入することを防止する。

【００７５】何らかの理由で電子線照射工程に異常が発
生した場合には、ベルトコンベア機構４２へのプラスチ
ック空容器Ｐの供給を停止し、ベルトコンベア４７上に
あるプラスチック空容器Ｐを上述と同様にして除去部４
９により除去し、後工程機構１１への照射不良品の混入
を防止する。

【００７６】プラスチック空容器の電子線照射装置４０
の再立ち上げ時には、ベルトコンベア機構４２だけを運
転した状態で電子線照射機構４３により電子線を照射し
てベルトコンベア４７を殺菌し、そののちプラスチック
空容器Ｐの供給を開始することにより、照射部（電子線
照射エリア５４）以降への細菌類の持ち込みがなくな
り、後工程機構１１の清潔度管理を容易にすることがで
きる。

【００７７】具体的な実施例として、エネルギー２Ｍｅ
Ｖの電子線加速器（電子線発生部５３）を用い、電流値
６０ｍＡの条件において予定線量２５ｋＧｙでＰＥＴボ
トル（プラスチック空容器Ｐ）の上部から電子線を照射
した場合、プラスチック空容器Ｐの内外面に塗布した指
標菌を十分に殺菌することができる。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。

【００７８】エネルギー０．５〜５ＭｅＶの電子線をＰ
ＥＴボトルに照射した場合、６０ｋＧｙまでの照射量で
あれば、強度などの材質的ダメージは抑制することが可
能である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Ｐ
ＥＴ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。

【００７９】上述の実施例においては断面矩形状のＰＥ
Ｔボトルを用いたが、断面円形状のプラスチック空容器
Ｐなどの場合には、スクリューフィーダー１３の部品を
交換するだけで対応可能である。

【００８０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、プラスチ
ック空容器をたとえばターンテーブルやベルトコンベア
などの移動機構に相対的に固定した状態で移動させると
ともに単一のプラスチック空容器ごとに電子線を照射す
ることとしたので、プラスチック空容器の形状にかかわ
らず、照射領域、照射線量および照射速度を確実に管理
した上でプラスチック空容器を移送することができ、高
速度で照射線量の管理が可能で、後工程機構への細菌類
の持ち込みを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態によるプラスチック
空容器の電子線殺菌装置１の概略垂直断面図である。

【図２】同、概略水平断面図である。

【図３】同、ターンテーブル機構６および電子線照射機
構７さらにその周辺の各機構の平面図である。

【図４】同、側面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態によるプラスチック
空容器の電子線殺菌装置４０の概略垂直断面図である。

【図６】同、概略水平断面図である。

【図７】同、ベルトコンベア機構４２および電子線照射
機構４３さらにその周辺の各機構の平面図である。

【図８】同、側面図である。

【符号の説明】

１ プラスチック空容器の電子線照射装置（第１の実施
の形態、図１、図２） 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
施の形態、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

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 片桐 啓志 東京都田無市谷戸町二丁目１番１号 住友 重機械工業株式会社田無製造所内 (72)発明者 北村 和久 茨城県北相馬郡守谷町緑１−１−21 アサ ヒ飲料株式会社飲料研究所内 (72)発明者 安部 寛 茨城県北相馬郡守谷町緑１−１−21 アサ ヒ飲料株式会社飲料研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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
   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移動させる移動機構と、 この移動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、 前記移動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。
2. 【請求項２】 前記移動機構は、前記プラスチック空
   容器を真空吸引して固定するとともに、この固定した状
   態の当該プラスチック空容器を周回させるターンテーブ
   ル機構であ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。
3. 【請求項３】 前記移動機構は、前記プラスチック空
   容器の互いの相対間隔を維持するとともに、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移動させ
   るベルトコンベア機構であ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。
4. 【請求項４】 前記移動機構は、 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。
5. 【請求項５】 前記プラスチック空容器を所定の間隔
   をあけて前記移動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。
6. 【請求項６】 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
   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移動させる移動工程と、 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、 前記移動工程を行う移動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。
7. 【請求項７】 前記移動工程は、前記プラスチック空
   容器を真空吸引して固定するとともに、この固定した状
   態の当該プラスチック空容器を周回させる周回工程であ
   ることを特徴とする請求項６記載のプラスチック空容器
   の電子線殺菌方法。
8. 【請求項８】 前記周回工程における前記プラスチッ
   ク空容器の周回とともに、各プラスチック空容器を自転
   させながら前記電子線照射を行うことを特徴とする請求
   項７記載のプラスチック空容器の電子線殺菌方法。
9. 【請求項９】 前記移動工程は、前記プラスチック空
   容器の互いの相対間隔を維持するとともに、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移動させ
   るコンベア工程であることを特徴とする請求項６記載の
   プラスチック空容器の電子線殺菌方法。