JPS581629A - 電子線殺菌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、包装材料となるカートン原紙、浅い皿状の容
器など比較的小面積の薄板状物体を連続的に殺菌処理す
るための電子線殺菌装置に関する。

物品流通面での技術が進むにつれ、いわゆるワンウェイ
パッケージ方式の適用範囲は拡大の一途をたどり、牛乳
などの各種の飲料のパッケージにも紙製のカートンが多
数使用されるようになってきた。また、同様に、生鮮食
料品を対象とした簡易包装用の容器としても、各種のプ
ラスチック、紙などで作られた浅い皿状の容器が数多く
使用されるようになってきた。

ところで、このようなカートンや容器など飲食物を対象
とした物品においては、使用に先立って殺菌処理を必要
とし、そのために従来は、過酸化□　水素（Ｈｚ　Ｏｔ
　）の浸漬による殺菌、或いはエチレンオキサイドによ
る殺菌など化学的な殺菌方法が主として採用されていた
。

このうち、エチレンオキサイドによる方法は、エチレン
オキサイドがガス状であるため、殺菌処理をバッチ処理
で行なう必要があり、自動包装機などと直結したインラ
インでの殺菌が困難であるという欠点があるため、一般
的にはＨｌｏ、にょる殺菌処理が古くから採用されてい
た。これは、この方法によれば、液体状のＨ，０，Ｋ浸
漬するだけなので連続的な殺菌処理が可能になり、その
ため、インライン殺菌が容易になる上、加温したＨ８偽
による被殺菌物の洗浄効果も期待でき、搬送手段も含め
て確実な殺菌処理を行なうことができるからである。

しかしながら、この方法は湿式の殺菌方法であるため、
殺菌処、理した物品に山０！が残留する可能性があり、
そのため、実際にＨ，０，が残留したとしても検出不可
能な程度の微量であるにもかかわらす、一部の使用者間
に存在するＨ！０！に対する心理的なアレルギーを考慮
して使用が中止される傾向になってきた。

のとして、γ線、紫外線（ＵＶ）などの照射による殺菌
方法が従来から提案されていた。

このうち、　ｒｌｌＡによる殺菌方法は、γ線がプラス
チックなどの包装材を透過する性質を有するため、包装
工程の最終工程でインライン殺菌も可能になり、原理的
にも有効な殺菌方法であるが、γ線照射に伴う包装材の
シール部強度の低下や、臭の付着など包装材に対する瞼
性面での劣化を生じ易いとい５欠点がある。また、実用
上からはγ紛源としてコバルト６０　（Ｃｏａｏ　）が
使用されることが多いが、そのため、使用期間に限定が
あり（半減期が６年と短かい）、し中へい装置が必要に
なって取り扱いが困難になるなどの欠点を生じる上、放
射性物質に対する一般的な心理上のアレルギーなどを考
慮すれば、実用機として稼動させることはかなり難かし
いという問題点がある。

一方、ＵＶの照射による殺菌方法では、ＵＶが他の放射
線に比して人体に対する影響が少ないとい５性質がある
ため、取り扱いが容易で、心理的なアレルギーを考慮す
る必要がはとんどないという利点がある。ただ、従来は
充分に強力なＵＶ源を得ることが困難であったため、単
独で使用されることは少なく、主として補助的な手段と
して採用されていたが、近年、強力なＵＶランプが開発
されて充分な殺菌力をもたせることが容易になってぎた
ため、有力な殺菌方法の一つとして使用されるようにな
ってきた。

しかしながら、ＵＶは書体を透過する能力にとぼしいか
ら、包装材を対象とした場合、その表面にしか作用せず
、また、ゴミなどが付着していた場合には、その部分で
の殺菌が不完全になるから、常に確実な殺菌効果が期待
できないという欠点があった。

そこで、これらの欠点を除く方法として、電子線照射に
よる殺菌方法が提案され、実用化されてきた。この方法
は、高電圧で加速された清エネルギの電子線を電子線透
過窓から大気中に放出させ、包装材などに照射して殺菌
を行なう方法で、完全な乾式殺菌である上、放射性物質
を用いる必要がないからインライン化や取り扱いが容易
で、しかも電子線のエネルギを増加させればかなりの透
過力が得られるため、飲食品を対象とした包装材の殺菌
方法として極めて優れた特性を有するため、広く使用さ
れるようになってきた。

しかしながら、実用上からは、加速電圧の増加には限度
があり、従って電子線の高エネルギ化にも限度が“生じ
るため、電子線の透過力としてはγ線に比肩できるよう
な大きな透過力は期待できず、そのため、包装機などと
組合わせたインラインでの動作が可能な電子線殺菌装置
としては、従来から長尺のストリップ状包装材を対象と
したものに限られてしまうという欠点があった。

つまり、長尺のストリップ状の紙、プラスチックフィル
ムなどの包装材は、通常、適当なスプール、芯材などに
巻き付けたロール体として取り扱うようになっており、
殺菌などの処理に際してはロール体を順次巻きほどきな
がら包装材を引き出せば、それ自体が搬送機構の一部と
なって搬送されるため、包装材を単に電子照射部を通過
させながらロール体から引き出すだけでその表面及び裏
面はもちろん、その内部の殺菌までインラインで可能に
なり、さらに現在、実用的に得られる範囲で高エネルギ
の電子線を使えば重ね合わせた包装材の殺菌も同時にイ
ンラインで行なうことができるのであるが、しかし、長
尺のストリップ状包装材以外の、例えば各種飲料用カー
トンの下地となるカートン原紙（原材料の紙から所定の
形状にカットされたもの、或いはさらにそれを胴貼りし
て膨らませると直ちに筒状になるように下ごしらえした
もの）や、浅い皿状に形成された容器など比較的小さな
形状に分割されている包装材の場倉には、ストリップ状
の包装材のようにそれ自体を搬送機構の一部としく使う
ことができず、チェーンコンベアなどの移送手段や各種
の保持機構によって搬送する必要がある。

そのため、原理的には完全な殺菌が可能であるが、実用
上からは搬送機構に対する殺菌や包装材が搬送機構に接
触している部分の殺菌が不完全になり易く、充分信頼で
きる殺菌効果が期得できないＯ 従って、従来の電子線殺菌装置では、分割された薄板状
の包装材を対象としてインラインで動作する装置を得る
ことが困難であるという欠点があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、カー
トン原紙など比較的小さく分割されている薄板状の包装
材に対しても連続的に確実な殺菌を行なうことができ、
インラインでの動作が可能な電子線殺菌装置を提供する
にある。

この目的を達成するため、本発明は、２条の長尺ストリ
ップ状フィルムを重ね合わせて搬送させ、これら２枚の
フィルムの間に薄板状の包装材を挟み込んだ上で２枚の
フィルムの両側端部を連続的に封止してから電子線照射
部を通過させ、その後、２枚のフィルムの封止した部分
を切離すことにより連続的な殺菌処理が行なわれるよう
Ｋした点を特徴とする。

以下、本発明による電子線殺菌装置の実施例を図面につ
いて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図で、図におい
て、■は電子線発生装置（ＢＢ装置という）、２は電子
線透過窓、８は電子線照射室、４は照射室８の外壁、５
は第１の開口部、６は第２の開口部、７，８は供給側の
搬送用チェー／、９゜１０は取出し側の搬送用チェーン
、１１はＥＢ反射板、１２はサイドシール機構、　１Ｂ
は冷却機構、１４はシールカッタ機構、　　１５〜１８
はチェーン駆動用モータ、１９は分割された薄板状包装
材（以下、単に包材という）の供給機構、２０．２１は
フィルムの供給側ロール、２Ｌ　　２Ｂはフィルムの巻
取側ロール、２４はシールウェイスト巻取ロール、２５
ｔ”！。

殺菌済包材のコンベア、２６〜８０は無菌室である。

なお、ａｏ−ａ、は第１のフィルム、ｂｏ−ｂ４は第２
のフィルム、ｃｏ−Ｃ３は包材、ｅ、ｅ、）はシールウ
ェイストである。

ＥＢ装置ｌｌは図示してない電源装置から動作用の電力
を供給され、電子線透過窓゛２から高エネルギの電子線
を放射する。

電子線照射室８は鉛などの放射線（例えばＸ線）し中へ
い材を含む壁４によりて形成され、第１と第２の開口部
５．６が設けられている。

ロール２０と２１に巻かれている第１と第２のフィルム
ａ（１，ｂ６は、例えばポリエチレンなどのヒートシー
ル可能なプラスチック材料からなる長尺のストリップか
らなり、多数のガイドローラによりフィルム”１　ｅ　
ｂｌとして引き出され、互に重ね合わされてから電子線
照射室８の中に第１の開口部５から引込まれ、チェーン
７．８とガイドブロックＢによって迷路状に搬送されて
からＥＢ装置１の電子線透過窓Ｂの直下で高エネルギ電
子線を照射されたのち、チェーン９，１０とガイドブロ
ックＢによって迷路状に搬送され、第２の開口部６から
電子線照射室８の外に取り出されて無菌室ｚ６に入り、
互に引きはがされてからフィルムａ、　、　ｂ、となり
、無菌室２７．２８内の巻取りロール肥、２８にフィル
ム”４　＊　ｂ４として巻取られる。

第２図にチェーン７．８の詳細を斜視図で示す。

チェーン７．８は複数本の押えローラＲによりてはしご
状に形成された２本のチェーンをエンド゛しスにしたも
ので、多数のガイドローラＧによって所定の経路に沿っ
て移動可能に保持されている。

そして、これらのチェーン７．８は駆動用のモーフ１５
．１６（第１図）によって互に同じ速度で図示の矢印の
方向に走行されるようになっている。

なお、チェーン９．ｌＯも同様であるが、走行方向だけ
は反対になっている。

次に、これら第１図、第２図の実施例の動作について説
明する。

まず、ＥＢ装置１を動作させ電子線照射ｆｆ１８の中に
高エネルギ電子線を照射させ、ついで電子線照射ＷｉＢ
と無菌室２６〜２９の中を適当な方法、例えばＨ２０！
の噴霧などによりプリ殺菌しながら第１と第２のフィル
ムａ（ｌ　ｅ　ｂＯをそれぞれのロール２０゜２１から
引き出し、第１図に示すようにサイドシール機構１２．
冷却機構１Ｂ、開口部５．チェー／７゜８、電子線透過
窓２の直下、チェーン９，１０．開口部６．シールカッ
タ機構１４と順次所定の経路を通してから無菌室２７．
２８内のそれぞれのロール２２．２８に巻取らせる。

動モータ１５〜１８を所定の回転速動で回転させ、第１
のフィルムａ０〜ａ、と第２のフィルムｂ０〜ｂいそれ
に各チェーン７〜１０を全て同じ速度で走行させ、同時
に包材供給機構１９を動作させてスタッカ内の包材Ｃ０
を順次一枚づつ取出して第１のフィルムａ、の上に包材
Ｃ１として載置してゆく。この状態を第８図（イ）、←
）に示す。なお、この第８図から第６図までは０）が正
面からみたもので、仲）はその側面、または断面をそれ
ぞれ示しである。

フィルム町は包材Ｃ８を載せたまま走行し、サイドシー
ル機構１２の手前でガイドローラＧ、とＧ、によって第
２のフィルムｂ、と重ね合わされ、第４図０）、←）に
示すように間に包材Ｃ３を挟み込んだ状態になり、その
後、サイドシール機構１２の間を通りながら重ね合わさ
れた第１と第２のフィルム３１＃ｂｌの両側端部がヒー
トシールされ【シール部Ｓが形成される。この結果、包
材Ｃ１は電子線照射室８の中に搬入される前に第１と第
２のフィルム”１　ｙ　ｂｌの間に封入された状態にさ
れる。

こうしてヒートシールされてシール部Ｓが形成され、包
材Ｃ１が封入された第１と第２のフィルムａｆ　ｖ　ｂ
ｌは冷却機構１８を通ってヒートシールによって生じた
温度上昇を除き、第１の開口部５から電子線照射室８の
中に進み、ガイドブロックＢとチェーン７．８によって
水平方向から下降方向に進行方向を変えられ、ついで再
び水平方向に向きを変えられてＥＢ装置１の電子線透過
窓２の下を通過させられる。このときのチェーン７．８
とガイドブロックＢによるフィルム”ｔｅｂｌと包材Ｃ
１の搬走状態は第２図から明らかなように、ガイドブロ
ックＢの部分では、フィルム”ｔｒ”ｈの包材Ｃ，カ存
−７在していない部分にチェーン７のローラ几が当接し
、ブロックＢに押し付けながら進む。ついでフィルムａ
、、ｂ、がほぼ垂直に下降している部分では、第５図（
イ）、（ロ）に示すように、チェーン７と８のローラＲ
がフィルムａ！、ｂｌを間に挾んで互に当接した状態で
搬送が行なわれる。

従って、チェーｙｑ、８のローラＲの位置が第５−９）
、幹）に示すように丁度包材Ｃ，の存在しな（・部分で
フィルムａ、、ｂｌに当接するように、チェーン７．８
の送りと包材供給機構１９の動作を合わせておく必要が
ある。

こうして、第１と第２のフィルム”宜＊　ｂｌに挟まれ
た状態の包材Ｃ３は、フィルムａ、、ｂｌの走行に伴な
って順次電子線透過窓２の直下を通過し、高エネルギ電
子線の照射を受け、殺菌が行なわれる。

このときの電子線のエネルギと殺菌効果との関係につい
てｉｔ明すると、次のようになる。

第１のフィルムａｌの厚さをｔ、、密度なρ８．第２の
フィルムｂ、の厚さを’ｂｙ密度をρｂ、包材Ｃ２の厚
さをｔｃ、密度をρ。とすれば、一般に１．＝＝　ｔｂ
＜　ＩＣ＋ρ１＝ρｂ〈ρ６となっているから、（厚さ
×密度）に換算して表わすと第７図（イ）のようになる
。

そこで、フィルムａｔｅｂｌに挟まれた包材Ｃ１に対し
て電子線を照射した場合、その電子線のエネルギが成る
程度以上になると第７図（ロ））に示すように表面のフ
ィルムｂ！より包材Ｃ鵞の方が大きな吸収線量を生じる
ようになり、かつ裏側のフィルムａ！に対しても充分な
吸収線量を与えることができるようになる。

従って、ＥＢ装置１の加速電圧を例えば４００ｋＶ以上
にし、ビーム電流とフィルム”倉ｅｂ＊の搬送速度を所
定値に保【ば、フィルムａｌ、ｂｌに挾まれた状態にあ
る包材Ｃ，Ｋ対し【も充分な殺菌作用を与えることがで
き、これらのフィルム”鵞＊　ｂ雪に対しても充分な殺
菌作用が与えられることが判る。

なお、このとき、第１図の実施例では、フィルム”ｌ　
＊　ｂ、の下側で、かっＢＢ装置１の電子線透過窓Ｂの
直下の部分、つまりフィルム４　ｅ　ｂｈ又はこれに加
えて包材Ｃ８を通過した電子線が到達する部分に、鉛な
どの電子線反射材からなるＥＢ反射板１１が設けられ、
これに到達した電子線を反射させて再びフィルム”ａｒ
ｂｍや包材Ｃｌに照射させるととＫより、さらに吸収線
量を増加させるための、いわゆる後方散乱効果を促進さ
せるようになっており、これＫよりさらに優れた殺菌効
果が得られるようＫしである。このＥＢ反射板１１は反
射ブロックでもよいが、いずれの場合でも電子線の衝撃
により発熱するから、フィルムａ意、ｂ＠や包材ｃ■の
温度上昇を防ぐため適当な冷却装置を設ける必要がある
。

こうしてＢＢ装置ｌの電子線透過窓２の直下を通過した
フィルムａＨ，ｂＨとそれに挟まれて新入状態にある包
材Ｃ１寡チェーン９．１０とブロックＢＫよりて上方に
進路を変え、ａＰ１ｉｉｉ直に進み、上方で再び水平方
向に進路を変えて第８の開口部６を通って電子線照射！
ｉ１Ｂから無菌１１Ｂ６の中に販出され、シールカッタ
機構１４のカッタによりて第６図ビ）、ｆＰ）に示すよ
うに、シール部Ｓが切断されてシールクエイストＣが切
出される。その後、ガイドロー９Ｇ、の位置で第１のフ
ィルム町が第２のフィルムｂ、かう引き離されて無菌室
ｚ７内のロール８２に殺菌法フィルムａ、として巻層ら
れてゆく、この結果、第１のフィルムａ、の上に載置さ
れていた包材Ｃ３はガイドローラＧ、の位置で第１のフ
ィルムａ易から離れ、殺菌法の包材Ｃ１どなってコンベ
ア２５の上に落下し、無菌室８０の中を通って所定の場
所に運ばれ、インクイン構成されている自動食品包装機
などに供給される。また、第２のフィルムｂ、　ｔｔ無
菌室２６から８０を通って無菌室２８の中に導入され、
ロール２８に殺菌法フィルムｂ４として巻取られる。

さらに、エツジウェイストｅはガイドローラＧ３の位置
で第１と第２のフィルム”ａｒｂｍから離れ、無菌室２
９内のロールｚ４に巻取られてゆく。

従って、この実施例によれば、包材ＣＱ−Ｃ，が、第１
と第２の電子線が透過し易い２枚のフィルムａ、〜ａ４
とｂ０〜ｂ４の間に挾まれて封じ込められた状態で搬送
されるため、電子線照射処理に際しては全体として長尺
のストリップ状物体として取扱うことができ、そのため
、′電子線の照射を他のコンベアなどの搬送手段と一緒
に行なう必要がなくなり、電子線による殺菌処理を実用
上からも完全に行なうことができる。

また、このような電子線殺菌装置においては、電子線照
射により発生するＸ線などの放射線が、包材なとの搬入
口や排出口から外部に漏洩しないようにするための迷路
を必要とし、そのため、連続した長尺ス）　ＩＪツブ状
以外の包材についてはその搬送機構や迷路の構成が複雑
になったり、実用化が困難になったりする虞れが多いが
、この実施例によれば、固定用のローラＧを備えたチェ
ーン７〜１０とガイドブロックＢを用い、ローラＧとガ
イドブロックＢにより２枚のフィルムａｌ、ｂｙを押え
た状態で搬送させるようになっているから、２枚のフィ
ルムａ！とす、の間に挟まれている包材Ｃ１の位置にず
れを生じさせることなく任意の方向に搬送させることが
でき、上記実施例のように電子線が照射される位置と開
口部５，６が設けられている位置の高さを大きくずらし
て迷路を構成することが容易になり、Ｘ線などの漏洩を
充分に抑圧することができる。

また、この実施例では、第１と第２のフィルムａ（、、
ｂ・も殺菌処理されたフィルム”４＋ｂ４として得られ
るから、これらを反復使用するだけではなくて殺菌法の
包装材として市場に供給することもでき、ＥＢ装置の稼
動率を上げることができる。なお、このとき、これらの
フィルムａｏｓｂｔ１がポリエチレンフィルムの場合に
は、電子線照射により順次架橋が進むから、反復使用す
れば改質された殺両隣フィルムを得ることができる。た
だ上記実施例においては、１回使用するごとにサイドの
シール部Ｓが切取られるから、順次幅が狭くなっても差
つかえが生じないように、異なった大きさの包材を対象
とするなどの工夫が必要になり、さらに、これに合わせ
て、サイドシール機構１２．冷却機構１８、それにシー
ルカッタ機構１４などの動作位置をフィルムａ＊ｒｂｔ
の幅に合わせて任意に設定可能にし、反復使用の都度、
シールウェイストが切離されて幅が順次狭くなるフィル
ム”Ｉｅｂｌに応じてこれらの動作位置も順次狭く設定
するようにしてやればよい。

また、上記実施例において、無菌室８０から無菌空気を
常時供給するようにしてもよい。こうすれば、無菌室２
６から第２の開口部６を通って電子線照射室３内に無菌
空気が送り込まれ、この照射室８の中の気圧を大気圧よ
り僅かだけ大きく保つから、フィルムａ、、ｂ！と包材
Ｃ！が供給される側の第１の開口部６から外部の空気が
入り込むのが防止され、殺′ｆｉｉ済のフィルムや包材
の無菌状態をさらに喪好に保つことができる。

以上説明したように、本発明によれば、カートン原紙な
ど比較的小さな形状に分割されている薄板状の包装材を
長尺のス）　ＩＪツブ状の包装材と同様に扱うことが可
能になるから、従来技術の欠点を除き、分割された包装
材の電子線照射による殺菌処理を連続的に、しかも確実
に行なうことができ、インラインによる殺菌処理が容易
で、その上、長尺ストリップ状の包装材の殺菌処理も同
時に行なうことのできる電子線殺菌装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子線殺菌装置の一実施例を示す
一部断面による側面図、第２図はそのチェーン機構の一
部を拡大して示した斜視図、第８図（イ）、（ロ）、第
４図（イ）、（ロ）、第５図（イ）、←）、第６図（イ
）、（ロ）はいずれも第１図の実施例の動作を示す説明
図、第７図（イ）、（ロ）は包装材による電子線の吸収
状態を示す説明図である。 １・・・・・・・・・電子線発生装置（ＥＢ装置）、２
・・・・・・・・・電子線照射窓、８・・・・・・・・
電子線照射室、４・・・・・・・・・外壁、５・・・・
・・・・・第１の開口部、６・・・・・・・・・第２の
開口部、７゜８・・・・・・・・・供給側の搬送用チェ
ーン、９，１０・・・・・・・・・取出し側の搬送用チ
ェーン、１１・・・・・・・・・ＥＢ反射板、１２・・
・・・・サイドシール機構、１Ｂ・・・・・・・・・冷
却機構、　１４・・・・・・・・・シールカッタ機構、
　　１５〜１８・・・・・・・・・チェーン駆動用のモ
ータ、１９・・・・・・・・・包材の供給機構、２１〜
２４・・・・・・・・・ロール、　２５・・・・・・・
・・コンベア、２６〜８０・・・・・・・・・ｍ画室、
　ａ・〜ａ４・・・・・・・・・第１のフィルム、ｂＯ
””’　ｂ４・・・・・・・・・第２のフィルム、Ｃ０
〜Ｃ５・・・・・・・・・包材？　２　図 ブ　３　図 Ｖン 　４４ ケ　、！５　日 ｆ　６　図 （オ） （蓼フン 才　７　阻 ｌス）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　電子線照射により複数の比較的ｌトサイズの
   薄板状物体を順次連続して殺菌処理するための電電子線
   膜装置において、第１と第２０長尺ストリップ状フィル
   ムと、これら第１と第２のフィルムをそれらの面を互に
   密着させた状態で連続的に電子線照射部を通過搬送させ
   るためのフィルム搬送手段と、これら密着させた第１と
   第２のフィルムの両＠端部を連続的にシールする封止手
   段と、これらフィルムのシールされた両側端部を連続的
   に切離すカッタ手段とを設け、これら第１と第２のフィ
   ルムの密着面間に上記薄板状物体を挾み込みシールした
   状態で電子線照射を行なうことにより連続的な殺菌処理
   を可能に構成したことを特徴とする電子線殺菌装置。 ｃ２＞　　％詐請求の範囲第１項において、上記封止手
   段及びカッタ手段の上記第１と第２のフィルムに対する
   幅方向の動作位置を任意に設定する手段を設け、上記第
   １と第２のフィルムの反復使用を可能に構成したことを
   特徴とする電子線殺菌装置。