KR101086945B1

KR101086945B1 - 전자 빔 조사 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101086945B1
Application number: KR1020057024320A
Authority: KR
Inventors: 라르스 나스런드; 토미 닐슨; 루카 포피; 안나 에릭슨; 파올로 베네데티; 필리포 페라리니
Original assignee: 테트라 라발 홀딩스 앤드 피낭스 소시에떼아노님
Priority date: 2003-06-19
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2011-11-29
Also published as: BRPI0409904B1; JP2006527139A; EP1638845A1; SE0301782D0; SE526700C2; PL1638845T3; CN1809496A; HK1095307A1; SE0301782L; BRPI0409904A; DE602004012557D1; CN100429123C; AU2004247606A1; ES2300781T3; ATE389588T1; EP1638845B9; US20060284111A1; EP1638845B1; KR20060025179A; DE602004012557T2

Abstract

본 발명은 웹(W)의 적어도 제 1 측면(W1) 전자 빔 조사를 위한 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 웹(W)을 통과하도록 하는 터널을 포함하는데, 웹 입구 부분(5), 웹 출구 부분(6) 및 전자가 터널 안으로 방출되도록 하는 전자 출구 창(21)이 장착된 적어도 제 1 전자 빔 이미터(2)를 수납하도록 하는 중앙 부분을 포함하는 장치이다. 상기 터널은 웹(W)의 전자 빔 조사 동안 형성된 어떠한 X-ray가 터널을 빠져나가기 전에 적어도 두 번 터널 벽에 부딪히기 위한 방법으로 상기 터널은 입구 부분(5)과 출구 부분(6) 각각의 적어도 두 위치에서 각을 형성한다.

웹, 세그먼트, 전자 빔 이미터, 전자 출구 창, 전자 빔 조사

Description

전자 빔 조사 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR ELECTRON BEAM IRRADIATION}

본 발명은 웹(web)의 적어도 제 1 측면의 전자 빔 조사를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.

식품 포장 분야에서는 오랫동안 종이나 판자, 예컨대 중합체의 유동성 장벽 및 예컨대 알루미늄 박막의 가스 장벽의 상이한 층을 포함하는 포장재의 웹으로 된 포장을 사용해왔다. 포장 기계에서 웹은 웹의 세로 방향의 가장자리를 겹치게 밀봉함으로써 튜브로 만들어진다. 이 튜브는 계속해서 제품으로 채워지고 가로로 밀봉되어 쿠션으로 만들어진다. 상기 쿠션은 예컨대 분리되고 평행육면체 용기로 형성된다. 웹으로부터 튜브를 만드는 기술은 그 자체로 잘 알려져 있어 자세하게 설명하지 않을 것이다.

포장된 제품의 저장수명을 연장하기 위해서 만들고 다듬는 작업 전에 웹을 살균하는 것은 이미 알려져 있다. 얼마나 긴 저장 수명이 요구되어 지는지, 살균 및 보관이 냉각되거나 순환하는 온도에 의해 만들어진 것인지 여부에 따라 상이한 살균 레벨이 결정될 수 있다. 웹을 살균하는 한가지 방법은 예컨대 과산화수소에 담그는 방법을 이용한 화학적 살균이다. 다른 방법은 전자 빔 이미터에서 방출된 전자에 의해 웹을 조사(irradiate)하는 것이다. 이런 이미터는 예컨대 US-A-5,194,742에 개시되어 있다.

그러나 전자 빔을 사용한 조사는 원하지 않은 X-ray를 만든다. 전자 빔은 다른 대기 미분자, 박테리아, 실딩의 웹 및 벽과 충돌함에 따라서 느려진다. 전자 빔의 속력 감소는 X-ray의 조사를 일으킨다. 이 X-ray가 실딩에 부딪힐 때, X-ray는 물질 안으로 어떤 일정한 거리 들어가고 새로운 X-ray의 조사를 일으킨다. 이것은 적당한 크기의 조사 장치 외부에서 용인되는 조사 레벨을 획득하는 것에 문제가 되어 왔다.

GB 2 157 140에서는, 잉크의 계속적인 전자 경화를 위한 장치를 설명하면서 문제 해결의 한 방법을 보여준다. 이미터가 중앙 챔버에 배치되어 이를 통해 웹은 이미터에 의해 처리되도록 통과된다. 중앙 챔버는 밀폐되며 웹에 의해 흡수되지 않고 남아 있는 실질적으로 상당한 양의 방사선을 흡수하기 위한 방사선 트랩을 포함한다. 중앙 챔버의 입구 및 출구에 제 1 서브 챔버가 장착된다. 상기 제 1 서브 챔버는 중앙 챔버의 입구와 출구를 통해 나오는 방사선을 흡수하기 위해서 방사선 트랩을 가진다. 중앙 챔버의 입구 및 출구에 대향하여 위치하는 서브 챔버의 개구에서는 허용 가능한 방사선 레벨을 얻을 수 있다. 제 1 서브 챔버에 있는 방사선 트랩은 제 1 서브 챔버의 내벽으로부터 신장되어 평행하게 돌출되도록 만들어진다. 각각은 좁은 "메일 슬롯(mail slot)"으로서 웹이 통과할 수 있도록 기능을 한다. 또한, 제 2 서브 챔버는 중앙 챔버로 통과하는 많은 양의 산소를 감소시키는 비활성 가스의 도입을 위한 충만 및 소진 장치를 포함하고 있다.

장치의 공간 배치와 관련하여 움직이는 웹의 입구 및 출구 각을 변화하기 위해서 서브 챔버를 교체할 수 있다. 그러므로 서브 챔버의 한 개 이상을 없애고, 여러 형태의 서브 챔버를 이용하여 서브 챔버를 대체함으로써, 중앙 챔버를 방해하지 않고 각을 바꿀 수 있다.

그러나 식품 포장 산업에서, 예컨대 포장 제재 웹을 살균할 때, 방사선 트랩을 사용한 GB 2 157 140에 따른 해결이 바람직한 것은 아니다. 첫 번째로, 방사선 트랩의 디자인 때문에, 살균하는 동안 조사 장치를 통해서 제어 불가능한 유동성 흐름을 야기할 것이고, 장치 자체도 선행된 살균 과정 동안에 어려움이 야기될 것이다. 이것은 원하지 않고 및/또는 제어할 수 없는 위생 레벨을 야기할 것이다. 두 번째로, 포장재 웹에는 미리 제작된 개방 장치가 장착될 것이고, 이를테면 캡과 같은, 상기 장치는 웹 표면으로부터 돌출된다. 그러므로 방사선 트랩의 "메일 슬롯"은 캡을 가진 웹을 통과시키기 위하여 더 커지는 것을 필요로 한다. 더 큰 슬롯은 보다 적게 효과 있는 트랩을 발생시키고, 좁은 슬롯을 가짐으로써 같은 효과를 획득하기 위하여 다수의 트랩이 증가할 필요가 있을 것이다. 이 때문에 조사 장치는 더 크고 더욱 거대해진다. 그러므로 예컨대, 식품 포장 산업에서 살균 목적을 위한, 적당한 크기의 조사 장치 밖으로 만족할 수 있는 방사선 레벨을 획득하는 것의 문제는 여전히 남아있다.

따라서, 본 발명의 목적은 장치 외부에서 방사선 레벨이 용인될 수 있도록 전자 빔 조사를 위한 적당한 크기의 장치를 장착하기 위한 것이다.

상기 목적은 웹의 적어도 제 1 측면의 전자 빔 조사를 위한 장치에 의해 성취되는데, 상기 장치는 웹 입구 부분, 웹 출구 부분 및 웹이 통과하기 위한 터널을 포함하는데, 상기 터널은 전자가 터널 안으로 방출되도록 하는 전자 출구 창이 장착된 적어도 제 1 전자 빔 이미터를 수납하도록 하는 중앙 부분을 포함하는 장치로서, 웹의 전자 빔 조사 동안 형성된 어떠한 X-ray가 터널을 빠져나가기 전에 적어도 두 번 터널 벽에 부딪히기 위한 방법으로 상기 터널은 입구 부분과 출구 부분 각각의 적어도 두 위치에서 각을 형성한다. 그러므로, 본 발명은, 웹이 통과할 수 있도록 형성된 실딩을 포함하고, 우선적으로 허용 한계치까지 에너지를 감소시키지 않으면서, X-ray가 실딩을 벗어날 수 있는 위험을 최소화한다. 예를 들어. 상기 한계치는 정부의 규제 또는 시장에서 인정하는 값으로 설정될 수 있다. 터널 디자인이 실딩으로서 기능을 하고, X-ray의 에너지를 감소시키기 때문에, 어떤 방사선 트랩도 터널 안에는 필요하지 않다. 이것은 예컨대 조사 동안에 형성된 오존을 환기 및 방출하기 위한 장치를 통하여 제어되고 방해되지 않는 공기 흐름을 이끌 수 있는 가능성을 제공한다. 게다가, 이런 제어되고 방해되지 않는 공기 흐름은 포장 기계의 정지 동안에 살균 레벨을 유지하는 것의 가능성을 제공한다. 이것은 나중에 더 설명할 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 입구 부분과 출구 부분은 각각 세 개의 연속적인 세그먼트, 즉 입구 세그먼트, 중앙 세그먼트 및 출구 세그먼트를 포함하는데, 여기서 중앙 세그먼트는 입구 세그먼트에 대해 제 1 각을 형성하고 출구 세그먼트는 중앙 세그먼트에 대해 제 2 각을 형성한다. 이 방법으로 실딩의 입구뿐만 아니라 출구도 쉽게 두 번 각을 형성한다.

바람직하게, 터널 폭, 각 및 세그먼트 길이 사이의 관계는 입구 세그먼트의 터널 벽에 부딪히는 가상 직선이 출구 세그먼트를 빠져나가기 전에 출구 세그먼트의 터널 벽에 또한 부딪히도록 하고, 입구 세그먼트를 통과하는 가상 직선이 중앙 세그먼트의 터널 벽에 부딪혀서, 출구 세그먼트를 빠져나가기 전에 적어도 출구 세그먼트에 또한 부딪히도록 하는 것과 같다. 실딩을 나가기 전에, X-ray가 적어도 두 번 터널 벽에 부딪히게 함으로써, X-ray 에너지의 만족할 수 있는 감소는 획득된다. 이것은 아래에서 더 자세히 설명할 것이다.

유리하게, 중앙 부분은 전자 빔이 터널로 방출되도록 하는 전자 빔 출구 창을 장착한 부가적인 제 2 전자 빔 이미터를 수납하도록 하는데, 전자 빔 이미터가 웹의 제 2 측면이 전자 빔에 의해 조사되도록 위치가 정해진다. 웹의 양쪽 측면을 조사함으로써, 웹의 재오염의 위험이 최소화되고, 즉 이것은 웹의 소독되지 않은 면으로부터 박테리아를 가지어 살균된 면이 재오염될 수 있는 위험을 피하는 것이다.

전자 방출 창은 실질적으로 평면이고, 웹에 실질적으로 평행하도록 장착된다. 웹으로 수직의 전자를 방출함으로써, 전자가 이동해야만 하는 거리는 최소화되고, 그래서 전자가 웹에 도착하기 전에 전자 에너지의 손실을 최소화한다. 게다가, 웹에 도달한 많은 양의 전자는 이미터가 웹으로 수직으로 보내지는 경우에 더 높아지고, 차례로 더 나은 살균 결과에 이른다.

더 적절한 실시예에서 부가적인 제 2 전자 빔 이미터는 제 1 전자 빔 이미터에 실질적으로 대향하여 위치가 정해지며, 전자 출구 창은 제 1 전자 출구 창에 실질적으로 대향하여 위치가 정해진다. 이런 방법으로, 웹의 두 측면을 조사하고, 동시에 웹의 재오염의 위험을 효과적으로 최소화한다.

또 다른 실시예에서 이미터는 하우징(housing)에 둘러싸여 있다. 이미터를 둘러싸고 있는 하우징을 장착함으로써 주된 X-ray를 봉인하는 것은 쉽다. 게다가, 하우징은 챔버 주변에 존재하는 압력보다 다른 압력이 이미터 주변에 존재하는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 장치를 통과하는 공기 흐름이 그 자체로 더 쉽게 제어될 수 있다.

또 다른 실시예에서 이미터는 저전압 전자 빔 이미터이다. 저전압 전자 빔 이미터를 사용하면 조사에 의해 야기된 변화, 예컨대 조사된 웹에 의해서 만들어진 포장으로부터 발생된 제품 이취(product off-flavor)와 같은 위험을 최소화할 수 있다. 게다가, 전자 빔 및 X-ray가 낮은 에너지를 갖기 때문에 저전압 전자 빔 이미터가 더 낮은 에너지 소비 및 강한 실딩을 위한 요구를 낮추도록 하는 것은 말할 것도 없다. 게다가, 형성된 X-ray 및 오존을 처리하는 것은 저전압 전자 빔 이미터에서 생성된 양이 비교적 작기 때문에 단순화된다. 더욱이, 자체로 저전압 이미터를 사용할 때 비교적 작게 만들어질 수 있다.

또 다른 적절한 실시예에서 입구와 출구 부분은 웹이 터널을 통과하도록 유도하기 위하여 적어도 하나의 웹 가이드를 각각 가지고 있다. 이런 방법으로 웹 유도는 간단하게 성취된다.

바람직하게, 출구 부분의 적어도 하나의 웹 가이드가 웹의 제 2 측면에 접촉하고, 웹의 제 1 측면에 접촉하는 것을 방해하는 방법으로 위치한다. 앞서 기술한 것처럼 출구 부분에 웹 가이드를 위치함에 따라 웹의 제 1 부분은 포장 콘텐츠와 나중에 접촉할 것이며 웹 가이드와는 접촉하지 않게 될 것이다. 이것은 터널의 출구 부분에서 웹이 다루어지는 동안 살균된 표면에 부정적으로 영향을 미치는 어떠한 결과적인 위험을 최소화한다. 그러므로 본 발명은 비교적 높은 살균 레벨이 보증되어야만 하는 식품 포장 산업에서 이용하기에 적합한 것이다.

실시예에서 웹 가이드는 지지 부재 안에 저널된 제 1, 제 2 롤러를 포함하고, 롤러는 제 1 롤러가 웹과 제 2 각으로 각을 형성하고, 제 2 롤러가 웹과 제 1 각으로 각을 형성하는 방법으로 형성되고 상호적으로 위치하고 있다. 상기 롤러는 믿을 수 있고 비교적 저렴하다.

또 다른 실시예에서 입구 및 출구 부분의 입구 세그먼트는 터널의 중앙 부분에 인접하여 있고, 그리고 입구 및 출구 부분의 출구 세그먼트는 서로로부터 대향하여 떨어져 있는데, 이로써 살균이 되지 않은 웹으로부터 살균된 웹을 더 분리하고, 이로써 어떤 재오염의 위험을 더욱 최소화하는 것이다.

유리하게, 터널 부분 및 이미터 하우징은 하우징으로 둘러싸여 있다. 이것은 캡슐화하는 것, 제어하는 것, 조사하는 동안 만들어진 오존을 방출하는 것을 쉽게 만든다.

또한, 본 발명은 웹의 적어도 제 1 측면의 전자 빔 조사를 위한 방법은 다음과 같은 단계를 제시하고, 웹 입구 부분, 웹 출구 부분 및 전자 빔 출구 창이 장착된 적어도 제 1 전자 빔 이미터를 수납하기 적합한 중앙 부분을 통합하는 터널을 통하여 웹이 통과하는 단계, 전자 빔 출구 창을 통한 이미터로부터 터널로 전자 빔을 방출하는 단계, 및 각각의 입구 및 출구 부분의 적어도 두 위치에서 각을 형성하도록 터널을 형성함으로써 웹의 전자 빔 조사 동안 형성된 어떠한 X-ray가 터널을 빠져나가기 전에 터널 벽에 적어도 두 번 부딪히도록 하는 단계를 포함한다. 그러므로, 조사 장치는, 웹이 통과할 수 있도록 형성된 실딩을 포함하고, 우선적으로 허용 한계값까지 에너지를 감소시키지 않으면서, X-ray가 실딩을 벗어날 수 있는 위험을 최소화한다. 터널 디자인이 실딩으로서 기능을 하고, 그리고 X-ray의 에너지를 감소시킨다는 사실 때문에, 방사선 트랩은 터널 안에 필요하지가 않다. 이것은 장치를 통해 제어되고 방해되지 않는 공기 흐름을 이끌 수 있는 가능성을 위해 제공하는데, 상기 장치는 예컨대, 조사 동안 만들어진 오존을 환기하고 방출한다. 게다가, 이렇게 제어되고 방해되지 않은 공기 흐름은 포장 기계의 정지 동안 살균 레벨을 유지하는 가능성을 제공한다.

바람직하게, 입구 부분과 출구 부분은 각각의 부분이 세 개의 연속적인 세그먼트인, 즉 입구 세그먼트, 중앙 세그먼트 그리고 출구 세그먼트를 포함하도록 형성되는데, 중앙 세그먼트는 입구 세그먼트에 대해 제 1 각을 형성하도록 만들어졌고, 출구 세그먼트는 중앙 세그먼트에 대해 제 2 각을 형성하도록 만들어졌다. 상술된 바와 같이 입구뿐만 아니라 출구의 실딩은 이러한 방법으로 쉽게 두 번 각이 형성된다.

유리하게, 입구 세그먼트의 터널 벽에 부딪히는 가상 직선이 출구 세그먼트를 빠져나가기 전에 출구 세그먼트의 터널 벽에 또한 부딪히도록 하고, 입구 세그먼트(5a,6a)를 통과하는 가상 직선이 중앙 세그먼트(5b,6b)의 터널 벽에 부딪히고, 출구 세그먼트를 빠져나가기 전에 적어도 출구 세그먼트에 또한 부딪히도록, 터널 폭, 상기 각 및 세그먼트 길이 사이의 관계가 제공된다. 실딩을 나가기 전에 X-ray가 두 번 터널 벽에 부딪히도록 함으로써, X-ray 에너지의 만족스러운 감소는 획득된다.

다음에서, 본 발명의 현재 적절한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 더 상세하게 설명될 것인데, 이것은;

도 1은 장치의 실시예의 단면도,

도 2는 터널, 각 그리고 이미터를 갖는 내부 하우징의 세그먼트를 나타내는 개략도,

도 3은 터널 폭, 각 및 세그먼트의 길이 차이 관계에 대한 첫 번째 예시도,

도 4는 터널 폭, 각 및 세그먼트의 길이 차이 관계에 대한 두 번째 예시도,

도 5는 장치에 둘러싸인 이미터의 단면도, 그리고

도 6은 본 발명에 따른 공기 시스템의 개략도,

도 7은 도 1과 같은 개략도를 나타내지만, 다른 측면을 보여주는, 대안 실시예를 나타낸다.

본 장치는 도 1에서 보이는 바와 같이 한 개나 두 개의 이미터(2,3)를 장착한 내부 하우징(1)을 포함한다. 내부 하우징의 중앙 부분은 이미터를 수납한다. 내부 하우징(1)은 터널을 형성하고 포장재 웹(W)은 이미터(2,3)를 통과하는 터널을 통해 공급된다. 게다가, 내부 하우징(1)은 웹의 인입 및 인출을 위한 입구 부분(5)과 출구 부분(6)이 장착된다. 웹 입구 부분(5)은 웹(W) 입구 부분(5)의 인입 방향이 웹(W) 입구 부분(5)의 바깥 부분인 출구 방향에 대해 각을 형성하도록 디자인되어 있다. 웹 입구 부분(5) 밖으로 웹(W)의 출구 방향은 이미터(2,3)를 통과하는 방향과 같다. 입구 부분(5)에서 웹(W)의 입구 및 출구 방향 사이의 각은 적어도 90°이다. 입구 부분(5)은 적어도 두 위치에서 각을 형성하도록 만들어진다. 도 2는 세 개의 연속적인 세그먼트, 즉 입구 세그먼트(5a), 중앙 세그먼트(5b) 그리고 출구 세그먼트(5c)를 포함하는 것을 나타낸다. 상기 중앙 세그먼트(5b)는 입구 세그먼트(5a)에 대해 제 1 각(α)을 형성하고 출구 세그먼트(5c)는 중앙 세그먼트(5b)에 대해 제 2 각(β)을 형성한다. 게다가, 터널 폭, 상기 각(α,β) 및 세그먼트(5a-c, 6a-c) 길이 사이의 관계는 입구 세그먼트(5a,6a)의 터널 벽에 부딪히는 가상 직선이 출구 세그먼트(5c,6c)를 빠져나가기 전에 출구 세그먼트(5c,6c)의 터널 벽에 또한 부딪히도록 하고, 입구 세그먼트(5a,6a)를 통과하는 가상 직선이 중앙 세그먼트(5b,6b)의 터널 벽에 부딪혀서, 출구 세그먼트(5c,6c)를 빠져나가기 전에 적어도 출구 세그먼트(5c,6c)에 또한 부딪히는 것과 같다. 도 3 및 4는 디자인이 종이, 자 및 펜의 도움으로 얻을 수 있는 디자인을 도시한다. 도 3에서는 첫 번째 안 좋은 경우의 시나리오를 개시한다. 직선은 입구 세그먼트(5a) 밖에서 시작하도록 그려지고, 실질적으로 입구 세그먼트(5a) 및 중앙 세그먼트(5b) 사이의 바깥쪽 모서리를 가리킨다. 상기 직선은 입구 세그먼트(5a) 안의 터널 벽에 부딪히고, 그 선이 중앙 세그먼트(5b)와 출구 세그먼트(5c) 사이의 안쪽 모서리를 실질적으로 향하도록 가리키도록 그려져 있다. 터널 폭, 각(α,β) 및 세그먼트 길이 사이의 관계가 매우 충분히 고려되었다면, 직선은 출구 세그먼트(5c)를 나가기 전에 출구 세그먼트(5c)의 터널 벽에 부딪히게 될 것이다. 도 4에서는 두 번째 안 좋은 경우의 시나리오를 개시한다. 여기서 직선은 입구 세그먼트(5a) 밖에서 시작하도록 그려지고, 실질적으로 입구 세그먼트(5a)의 출구에 가까운 안쪽 모서리를 향하게 가리키고 있지만, 이것은 중앙 세그먼트(5b)의 터널 벽에 부딪힌다. 그 후에 직선은 실질적으로 중앙 세그먼트(5b)와 출구 세그먼트(5c) 사이의 안쪽 모서리를 향하도록 그려진다. 터널 폭, 각(α,β) 그리고 세그먼트 길이 사이의 관계가 매우 충분히 고려되었다면, 직선은 출구 세그먼트(5c)를 나가기 전에 출구 세그먼트(5c)의 터널 벽에 부딪히게 될 것이다. 그러므로 어떤 각이 사용된다면, 수정될 수 있는 파라미터는 터널 폭이나 세그먼트의 길이라는 것이 인식되어야 한다. 넓은 터널은 긴 세그먼트를 필요로 한다. 짧은 세그먼트가 요구된다면, 터널 폭은 반드시 감소해야만 한다. 또 다른 가능성은 물론 두 개의 각을 변경하는 것이다. 예로, 입구 부분의 각(α,β), 길이 및 폭은 출구 부분의 각, 길이 및 폭과 동일하다. 이것은 두 부분의 각뿐만 아니라 길이 및 폭이 다양할 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

상술된 바와 같이, 웹(W)은 조사 장치(1)를 통과하는데 여기서 살균되고, 그리고 그 후에 필링(filling) 기계의 살균 타워(105) 안으로 공급되는데, 필링 기계는 웹(W)의 세로 방향의 모서리를 겹치게 밀봉함으로써 웹(W)이 튜브로 만들어지는 위치이다. 상기 튜브는 제품으로 계속 채워지고 가로로 밀봉되고 그리고 쿠션으로 만들어진다. 쿠션은 예를 들어 평행육면체 용기 즉, 포장체로 형성된다. 웹으로부터 튜브를 만드는 기술은 그 자체로써 잘 알려져 있어 더 설명되지는 않을 것이다.

웹(W)은 두 개의 측면, 즉 제 1 측면(W₁)과 제 2 측면(W₂)을 갖는다. 웹(W)의 측면으로서 정의되는 웹(W)의 제 1 측면(W₁)은 포장 콘텐츠, 즉 제품에 접촉되며, 튜브 성형 동안에 튜브의 내측이 되고, 그리고 쿠션의 내측이 되고, 그 후에 일단 형성된 포장체의 내측이 된다. 따라서, 웹(W)의 측면으로서 정의되는 웹(W)의 제 2 측면(W₂)은 제품에 접촉하지 않고 튜브 형성 동안에 튜브의 외부가 되고, 쿠션의 외부가 되고, 그 후에 일단 형성된 포장체의 외부가 된다.

입구 부분에서 웹(W)의 이동 방향의 변화는 적어도 하나의 웹 가이드를 장착함으로써 이루어진다. 예를 들면 웹 가이드에서 입구 부분(5) 내부에 장착된 제 1, 제 2 롤러(9,10)이다. 개시된 디자인에서 웹(W)은 실질적으로 입구 부분(5)으로 수평적으로 이동하고, 입구 부분(5)을 떠날 때 실질적으로 수직으로 위쪽을 향하고, 내부 하우징(1)으로 인입한다. 이런 방향 변화가 이루어지기 위해서 롤러(9,10)는 제 1 롤러(9)가 웹(W)을 제 2 각(β)으로 각을 형성하고 제 2 롤러(10)가 제 1 각(α)으로 각을 형성하도록 하는 방법으로 형성되고 상호 간에 위치하게 된다. 바람직하게, 롤러(9,10)는 지지 부재로 저널된다. 상기 지지 부재는 예컨대 터널로서 같은 디자인 범주에 따르는 디자인된 외부 실딩 또는 베어링 하우징이 장착된 베어링이 될 수 있다.

웹(W)의 제 1 측면(W₁)이 웹 가이드에 접촉하는 이러한 방법으로 웹(W)은 입 구 부분(5)을 통해 공급된다. 그러므로 공급 동안에 제 1 측면(W₁)은 일시적으로 롤러(9,10)의 외피 표면에 접촉할 것이다.

출구 부분(6)은 유사하게 입구 세그먼트(6a), 중앙 세그먼트(6b), 및 출구 세그먼트(6c)로 디자인된다. 웹(W)의 이동 방향을 바꾸기 위해서 출구 부분(6)은 한 개 이상의 롤러(11,12)를 포함한다. 입구 부분(5)과 출구 부분(6)은 웹(W)이 입구 부분(5)에 인입된 것과 같이 출구 부분(6)에서 인출되도록 같은 방향으로 이동하는 것과 같이 장착되고 디자인된다. 개시된 디자인에서 입구 부분(5) 및 출구 부분(6)은 동일하고, 각 부분(5,6) 상의 동일한 가장자리를 사용하여 내부 하우징(1)의 두 개의 대항면(1a,1b)에 장착되지만, 내부 하우징(1)을 통과하여 이동하는 웹(W)의 중심선을 따라 신장하는 축(A)에 180°회전한다. 그러므로 입구 부분(5) 및 출구 부분(6)의 각각의 입구 세그먼트(5a,6a)는 터널의 중앙 부분과 근접하고 입구 부분(5)과 출구 부분(6)의 각각의 출구 세그먼트(5c,6c) 및 출구 부분(6)은 서로로부터 떨어져 향하게 된다. 입구 부분(6)과 유사하게 출구 부분(6)을 갖는 것은 같은 몰드가 조사 장치(1)의 생산 동안에 이용될 수 있을 수 있게 유리하다.

도 1에서 입구 부분과 관련된 출구 부분(6)의 디자인이 웹(W)의 제 1 측면(W₁)이 웹 가이드와 어떤 접촉을 가지는 것으로부터 방지하는 방법으로 출구 부분(6)을 통해 안정적으로 웹이 공급되는 것이 보일 수 있다. 그러므로 공급 동안에 그 대신에 제 2 측면(W₂)은 일시적으로 롤러(11,12)의 외피 표면에 접촉할 것이다.

외부 하우징(4)은 내부 하우징(1)을 둘러싸고 있고 외부 하우징(4)은 웹(W) 의 입구 및 출구를 위한 입구(7)와 출구(8)를 형성하는 개구가 장착된다.

이미터(2,3)는 출구 창(21,31)을 통해 전자 빔을 밖으로 전송한다. 이미터는 제 1 이미터(2)가 웹(W)의 제 1 측면(W₁)을 조사하고 제 2 이미터(3)가 제 2 측면(W₂)을 조사하도록 위치되어 있다. 이러한 목적을 위하여 제 2 전자 빔 이미터(3)는 제 1 이미터(2)에 실질적으로 대향하는 위치에 있으며 제 2 이미터(3)의 전자 출구 창(31)은 제 1 전자 출구 창(21)에 실질적으로 대향하는 위치에 있다. 제 1 이미터(2)는 오직 아래에서 더욱 자세하게 설명될 것이다. 도 5에 도시된, 개시된 디자인에 따라 이미터(2)는 일반적으로 필라멘트(23) 및 케이지(24)가 장착된 진공 챔버(22)를 포함한다. 필라멘트(23)는 텅스텐으로 만들어진다. 전류가 필라멘트(23)를 통해 공급될 때, 필라멘트(23)의 전기 저항은 필라멘트(23)를 2000℃의 온도로 가열하도록 한다. 이러한 가열은 필라멘트(23)가 수많은 전자를 방출하는 원인이 된다. 케이지(24)는 패러데이 케이지의 역할을 하고, 제어되는 방법으로 전자를 분배하는 것을 돕는다. 전자는 케이지(24) 및 출구 창(21) 사이의 전압에 의해 가속된다. 사용된 이미터는 일반적으로 저전압 전자 빔 이미터를 나타내는데, 이러한 이미터는 보통 300kV 이하의 전압을 갖는다. 개시된 디자인에서 가속된 전압은 70~80kV 정도이다. 이 전압은 각각 전자에 관하여 70~85KeV의 활동 에너지 결과를 가져온다. 전자 출구 창은 실질적으로 평면이고, 웹에 실질적으로 평행하게 공급된다. 게다가, 출구 창(21)은 금속 박으로 만들어졌고, 6μm정도의 두께를 가진다. 알루미늄으로 형성된 서포팅 넷은 출구 창(21)을 지원한다. 이런 종류의 이미터는 US-B1-6,407,492로 더욱 자세하게 설명된다. US-A-5,637,953은 또 다른 이미터를 개시한다. 일반적으로 이미터는 출구 창을 가진 진공 챔버를 포함하고, 그위치에서 필라멘트와 두 개의 집속(focusing) 금속판은 진공 챔버 안에 장착된다. US-A-4,910,435에서는 더욱 또 다른 이미터가 개시되어 있는데, 여기서, 전자는 이온에 의해 충격이 가해진 재료로부터 제 2 이미턴스에 의해 방출된다. 참조는 이러한 다른 이미터의 더 자세한 설명을 위해서 상기 특허에서 행해진다. 이러한 이미터 및 상이한 이미터가 설명된 시스템으로 사용될 수 있을 것이 심사숙고된다..

전자가 진공 챔버 안에 있는 동안에, 전자는 케이지(24) 및 창으로 공급된 전압에 의해 한정된 선을 따라 이동을 하지만, 전자가 이미터 창을 통해서 이미터를 빠져나가자마자 전자는 많이 또는 적게 불규칙한 길(산란)을 이동하기 시작한다. 전자는 다른 공기 분자, 박테리아, 웹 및 하우징 벽 사이에서 충돌함으로써 느려지는 것이다. 이러한 전자의 속력 감소, 즉 이동 에너지의 감소는 모든 방향으로 X-ray(뢴트겐 ray)의 조사를 일으킨다. X-ray는 직선을 통해 전파된다. 이런 X-ray가 하우징의 내부 벽에 부딪힐 때, X-ray는 재료 안으로 일정한 거리를 들어가고 첫 번째 X-ray가 들어온 지점으로부터 모든 방향으로 새로운 X-ray의 방출을 야기한다. X-ray가 하우징의 벽에 부딪히고 두 번째 X-ray를 발생시킬 때마다, 에너지는 약 700~1000번보다 적은데, 하우징 재료 선택에 따라 달라진다. 스테인리스 스틸은 800 정도의 감소 비율을 가지는데, 즉 두 번째 X-ray의 에너지는 첫 번째 X-ray에 관하여 800번 정도 감소된다. 납은 방사선이 포함될 때 종종 고려되는 재료이다. 납은 낮은 감소 비율을 갖는 반면, 제재를 통해 X-ray의 전달에 반해 높은 저항을 가진다. 전자가 80kV 정도의 전압에 의해 가속된다면, 전자는 80keV 정도의 이동 에너지를 각자 가지게 된다. 이런 에너지 레벨의 X-ray가 내부 하우징(1)을 통과하지 않는 것을 유지하기 위해서, 내부 하우징(1)은 22mm의 두께를 갖는 스테인리스 스틸로 만들어진다. 유사하게, 입구와 출구 부분은 스테인리스 스틸로 만들어지는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 실질적으로 같은 두께를 가진다. 그러므로 내부 하우징의 벽뿐만 아니라 입구 및 출구 부분의 벽도 조사 실딩을 형성한다. 웹(W)의 전자 빔 조사 동안에 형성된 어떤 X-ray는 벽을 통해 통과하는 것이 금지된다. 이 두께는 벽에 수직인 X-ray 이동에 대해 계산된다. 벽에 대해 기울어진 이동하는 X-ray는 동일한 깊이에 다다르도록 벽 안으로 더 긴 거리를 들어가는데, 즉 벽은 더 두꺼워질 것이다. 벽 두께는 하우징 외부 방사선 양을 고려한 정부 규약에 의해 결정된다. 오늘날 어떤 접근하기 쉬운 표면, 즉 외부 실딩을 형성하는 방사선을 0,1m의 거리에서 측정한 것이 0,1μSv/h 이하이어야만 하는 한계값이다. 재료 및 치수의 선택은 현재 적용할 수 있는 규약에 따라 영향을 받는다는 것이 주목되며, 새로운 규약은 제재 또는 치수의 선택을 바꿀 수 있다. 각각의 전자 에너지(80keV) 및 전자의 개수는 전자 클라우드(cloud)의 총 에너지를 결정한다. 이런 총 에너지는 살균된 표면으로 총 에너지 전달의 결과를 가져온다. 이런 방사 에너지는 그레이(Gy)당 측정된다. 전자의 경우, 이미터는 간략하게 설명되는데(필라민트 및 패러데이 케이지를 사용하여), 필라멘트를 통해 17mA 정도의 전류를 사용하는 것이 현재 고려된다. 그러나 이것은 결정된 방사선 레벨 및 살균된 표면의 영역에 의존한다. 현재의 예에서, 35m/s의 속도로 이미터를 통과하여 이동하는 400mm의 폭을 가진 웹을 살균하도록 심사숙고된다. 이것은 평균적으로 35kGy 정도의 조사 에너지를 필요로 할 것이다. 또 다른 예에서 웹 넓이는 여전히 400mm이지만, 웹이 100m/s로 증가된 속도이다. 동일한 방사 에너지, 35kGy를 획득하기 위해서 전류는 거의 50mA로 증가된다.

다음에서 장치의 가성 유체 시스템이 설명될 것이다. 이런 실시예에서 유체는 건조한 공기이지만 물론 그것은 장치를 이용하는 응용 분야에 적합한 어떤 가성 유체일 수 있다.

도 6에 도시된 기계의 공기 시스템(100)은 가압된 공기를 얻는 압축기(101) 및 물 분리기(102)를 포함한다. 이런 공기는 열 교환기(103)로 공급되는데 이것으로 공기는 100℃ 정도로 가열된다. 열 교환기(103)로부터, 상기 공기를 330~450℃ 범위 내의 온도로 가열하는 슈퍼히터(104)로 공급된다. 330℃ 이상의 온도에서는, 공기 속의 어떤 박테리아라도 죽게 된다. 죽는 속도는 온도와 시간에 의하고 박테리아는 상기 온도에서 죽기 쉽다. 슈퍼히터(104)의 공기는 인입된 공기의 상술된 사전 가열을 성취하기 위해서 열 교환기(103)로 되돌아 간다. 열 교환기(103)를 두 번째 통과한 이후에, 상기 공기는 90℃ 정도의 온도가 된다. 그 후에 공기는 외부 하우징(4)에 의해 형성된 필링 기계의 타워(105)와 유체 연결된 제 1 분기 및 제 1 챔버(107)와 유체 연결된 제 2 분기를 갖는 전환 밸브(106)로 공급된다. 타워로 공급된 적은 양의 공기는 출구 개구(108)를 통해 타워(105)의 외부 웹(W)을 따라갈 것이다. 타워(105)에서 웹(W)은 웹의 세로방향의 가장자리를 겹치게 밀봉함으로써 튜브로 만들어진다. 상기 튜브는 말단으로부터 튜브에 이르는 제품 파이프(109)를 통해서 계속 제품이 채워지는데 여기서 웹(W)은 아직 튜브로 변형되지 않는다. 웹으로부터 튜브를 형성하는 기술은 그 자체로 잘 알려져 있어 자세하게 설명하지 않을 것이다. 출구 개구(108)는 출구 개구(108)의 바깥쪽에 제어된 공기의 흐름을 갖도록 밀봉 링(도시되지 않음)이 장착된다. 또한, 이것은 개구(108)를 통해서 밖으로 공급되는 튜브에 대하여 주어진 틈과 함께 출구 개구(108)를 형성하는 것에 의해서 성취될 수 있다. 상기 튜브는 가로로 밀봉되어 쿠션으로 형성되는데, 이것은 분리되고 평행육면체 용기로 만들어진다. 게다가, 이 기술은 그 자체로 잘 알려져 있어 자세하게 설명되지 않을 것이다. 타워(105)로 공급된 공기의 상당 부분은 웹(W)의 이동 방향에 대향하는 방향으로 타워(105) 안에서 흐른다. 상기 타워(105)에는 공기 출구 개구 및 웹 입구 개구가 되는 개구(110)가 제공된다. 타워(105)의 공기는 내부 하우징(1)에 형성된 제 2 챔버(111)로 공급된다.

다음으로, 도 6에서 파선으로 표시된 영역이 설명될 것이다. 파선은 공기가 제 1 및 제 2 챔버로 흐르는 것의 두 개의 대안 실시예를 나타낸다. 첫 번째 실시예에서 선은 연속적이고 제 2 챔버(111)의 웹 출구 개구(112)와 제 1 챔버의 출구(8)를 나타내기도 하는 웹 출구 개구(121) 사이의 직접적인 순환식 흐름을 나타낸다. 두 번째 실시예에서 선은 존재하지 않고, 제 1, 제 2 챔버(107,111) 및 제 1 챔버(107)의 웹 출구 개구(121) 사이의 개방식 흐름을 나타낸다.

첫 번째 실시예에서, 제 2 챔버(111)의 웹 출구 개구(112)와 제 1 챔버(107)의 웹 출구 개구(121) 사이는 유체 연결된다. 그러므로, 상기 공기는 공기 흐름 입구 개구로서 작동하는 웹 출구 개구(112)를 통해 제 2 챔버(111)로 공급된다. 타워(105)는 첫 번째 공기 공급 역할을 한다. 제 2 챔버(111)의 웹 출구 개구(112)가 웹 출구 개구로부터 떨어진 위치에 위치하고 적절하게 실질적으로 제 1 챔버(107)의 웹 출구 개구(121)와 같은 선상에 있다면, 유체 연결은 예컨대 제 1 챔버(107)의 웹 출구 개구(121)와 함께 제 2 챔버의 웹 출구 개구(112)에 연결하는 파이프를 포함한다. 대안으로, 제 2 챔버(111)의 웹 출구 개구(112)는 제 1 챔버(107)의 웹 출구 개구(121)로 신장된다. 그리하여, 제 1 챔버(107)와 제 1 챔버(107)의 웹 출구 개구(121) 사이의 유체 연결은 금지된다. 앞서 설명된 바에 의하면, 전환 밸브(106)는 공기를 제 1 챔버(107)에 공급(106)하도록 작동한다.

두 번째 실시예에서 제 1 챔버(107) 뿐만 아니라 제 2 챔버(111)는 제 1 챔버(107)의 웹 출구 개구(121)와 유체 연결되므로, 두 개의 챔버(107,111)는 타워(105)로 공기 공급에 관한 것이다. 게다가 제 1 챔버(107)는 공기의 부가적인 공급을 위해서 밸브(106)와 연결되어 있다.

두 개의 실시예에서 제 2 챔버(111) 안의 공기는 제 2 챔버(111)를 통해 웹(W)의 이동 방향의 반대 방향으로 흐른다. 제 2 챔버(111)를 통해 거의 완전히 통과한 후에, 상기 공기는 공기의 최종적인 배치를 위해 배출 출구(113)를 통해서 공급된다. 유사하게, 제 1 챔버(107)로 공급된 공기는 웹(W)의 이동 방향의 반대 방향으로 흐른다. 제 1 챔버(107) 및 제 2 챔버의 공기는 출구(113)를 통해 배출된다. 그러므로 두 개의 챔버(107,111)는 출구에 접촉한다. 제 1 챔버(107)로 공급된 적은 양의 공기는 웹 입구 개구(115)를 통해 빠져나가고, 또한 입구(7)를 통해서도 빠져나간다. 빠져나간 양은 갭의 모양과 사용되는 밀봉에 달려있다. 이것은 어떤 것보다도 웹에 선가공된 개구 장치가 구성되는지 여부에 달려있다.

배출 출구(113)는 제 2 챔버(111)의 웹 입구 개구(114)의 부근에 위치한다. 도 1에서, 출구(113)는 제 2 챔버(111) 내부에 위치한다. 예를 들어 출구(113)는 제 2 챔버(111)의 웹 입구 개구(114)의 부근에 위치할 수 있다. 출구(113)는 제 2 챔버(111)로부터 거의 모든 공기 및 제 1 챔버(107)로부터 대부분의 공기를 배출한다. 제 1 챔버(107)의 웹 입구 개구(115)와 제 2 챔버(111)의 제 1 챔버(107) 뿐만 아니라 웹 입구 개구(114)의 사이는 유체 연결된다. 도 7에 도시된 다른 실시예에서 출구(113)는 제 2 챔버(111)와 유체 연결되어 있는 두 개의 분기(113a, 113b)를 포함한다. 도면을 참조하면, 제 1 입구 분기(113a)는 웹 입구 개구 부근의 챔버 벽 상부에 위치하고, 제 2 출구 분기(113b)는 제 1 입구 분기와 대향하는 하부 벽에 위치한다.

시스템 안의 공기 흐름은 첫 번째 지나친 압력은 제 1 챔버(107) 내부에서 만들어지도록 제어된다. 설명된 실시예에서 압력은 30mm H₂O 정도이다. 게다가, 두 번째 지나친 압력은 제 2 챔버(111) 내부에서 만들어진다. 예를 들면 제 1 과도한 압력 및 제 2 과도한 압력이 동일하도록 과도한 압력이 선택될 수 있다. 대안으로, 제 1 과도한 압력 및 제 2 과도한 압력이 상이하도록 과도한 압력이 선택될 수 있다. 제 1 압력은 제 2 압력보다 더 높을 수 있고 그 반대일 수 있다. 제 2 과도한 압력보다 제 1 과도한 압력을 높게 선택하는 하나의 이유는 제 2 챔버(111) 안에서 조사 동안에 형성된 오존(O₃)을 유지하기 위해서이고 제 2 챔버(111)에서 오존(O₃) 은 출구(113)를 통해 즉시 배출될 수 있다. 게다가, 더 낮은 제 2 과도한 압력은 예컨대 기계의 시동시 장치의 사전 살균 과정을 돕는다. 제 1 챔버와 비교하여 낮은 압력을 제 2 챔버에서 가짐으로써, 살균 동안에 사용되는 충분한 양의 과산화 수소는 두 번째 챔버 안으로 강제 도입된다. 사전 살균은 아래에 더욱 자세히 설명될 것이다. 제 1 과도한 압력보다 제 2 과도한 압력을 높게 선택하는 하나의 이유는 오존 및 예를 들어 이취를 야기하는 결과적인 다른 휘발성 물질을 제 2 챔버로부터 고속으로 배출시킬 수 있기 때문이다.

내부 하우징(1) 내에 즉, 이미터(2,3) 주변에 압력이 제공되는데 이 압력은 제 2 챔버(111) 내부 압력보다 낮은 것이 바람직하다. 제 2 챔버(111) 내부 압력보다 낮은 압력을 선택하는 하나의 이유는 내부 하우징(1)에 포함된 오염된 공기에 의한 웹(W)의 재오염의 위험을 최소화하기 위한 것이다. 어떤 압력도 이런 특정한 실시예에서 사용되는 이미터(2,3)에 필요하지 않으므로, 내부 하우징(1)의 압력은 대기압일 수 있다. 그러나 내부 하우징(1)이 사용될 이미터에 필요하다면 가압 될 수도 있다는 것을 이해해야만 한다.

공기 시스템(100)에서 제 1 챔버(107) 외부에는, 소위 제로 포인트(116)라 불리는 것이 장착된다. 제로 포인트(116)는 시스템에 어떤 장애가 있다면, 대기압 아래의 압력을 피하기 위해 필요한 공기가 제로 포인트(116)를 통해 시스템에 공급되도록 하는 장치이다. 이 방법으로 타워(105), 제 1 챔버(107) 및 제 2 챔버(111)의 내부 압력이 대기압 아래로 떨어지지 않도록 한다. 제로 포인트(116)는 일반적으로 밸브(12)에 의하여 닫히는 입구(117)와 출구(118) 및 개구(119)를 갖는 하우징을 포함한다. 대기압 이상의 어떤 압력은 밸브를 밖으로 밀면, 개구(119)를 밀봉 가능하게 닫는다. 제로 포인트(116) 내부의 압력이 대기압보다 낮아진다면, 밸브(120)는 개구(119)에 반하여 밀려지지 않을 것이다(이에 반하여, 밸브는 제로 포인트(116) 안으로 밀리고, 공기가 개구(119)를 통하여 시스템으로 들어올 수 있다).

예를 들어 기계의 시동 동안에, 공기 시스템(100)은 웹(W)으로 들어가기 전에 타워(105) 및 챔버(107,111)의 표면 내부를 살균하기 위하여 이용될 수 있다. 살균이 과산화수소(H₂O₂)로 행해진다. 과산화수소를 이용한 살균은 그 자체로 잘 알려져 있으나, 공기 시스템(100)에 관하여 이하에서 간단하게 설명될 것이다. 타워(105)는 과산화수소 공급부와 연결되어 있고, 이 공급부에는 과산화수소 분무기 노즐이 설치되어 있다. 노즐은 스프레이와 같이 공기로 과산화수소를 공급하고 타워로 공급된 공기는 과산화수소가 증발되는 온도 즉, 통상적으로 섭씨 40~50도 정도로 가열된다. 공기에 포함된 과산화수소는 이미 설명된 방향으로 타워 및 챔버(107,111)을 통해 흐르고, 배출 출구(113)에서 배출된다. 과산화수소는 통로를 따라 표면에서 응축한다. 그리고 과산화수소가 증발되는 온도 또는 그 이상 온도의 공기를 공급함으로써 과산화수소는 표면으로부터 제거된다. 이런 실시예에서 섭씨 70~90도 정도의 온도가 사용된다. 증발 온도보다 충분히 온도를 높게 함으로써 과산화수소는 효과적이고 급속하게 표면에서 제거된다.

장치의 기상 유체 시스템의 이점 중 한가지 이점은 필링 기계의 정지 동안에 나타난다. 정지 동안에 웹에 손상을 주지 않기 위해서 웹(W)은 멈추게 되고, 조사 장치(1)의 전자 빔 이미터(2,3)는 턴 오프되어야만 한다. 그러나 웹(W)의 이동 방향에 대향하는 방향으로 제 1 및 제 2 챔버(107,111) 둘 다를 통해 살균된 공기를 계속적으로 흐르게 함으로써 원하는 살균 레벨이 장치(1) 내부에서 유지될 수 있다. 이로써, 웹(W)의 원하는 살균 레벨은 유지되고, 결국 웹의 재오염의 위험이 최소화된다.

웹(W)의 전자 빔 조사를 위한 방법에 대하여, 웹(W)은 터널을 통과한다. 상기 터널에는 전자 출구 창(21,31)이 장착된 전자 빔 이미터(2,3)를 수납하도록 웹 입구 부분(5), 웹 출구 부분(6) 및 중앙 부분이 장착된다. 전자는 전자 출구 창(21,31)을 통해 이미터(2,3)로부터 터널로 방출되고, 웹의 조사 동안에, 전자에 의해 형성된 어떤 X-ray는 터널을 빠져나오기 전에 터널 벽을 두 번 부딪혀야 한다. 적어도 두 번 터널에 부딪히는 것은 입구 및 출구 부분(5,6)의 각각에 적어도 두 위치는 각을 이루어 형성된다.

웹(W)은 입구와 출구 부분(5,6) 각각에 장착된 적어도 한 개의 웹 가이드에 의하여 터널을 통해 유도된다. 출구 부분(6)의 웹 가이드는 웹(W)에 대해 위치되는데, 웹(W)의 제 2 측면(W₂)에 접촉하고, 웹(W)의 제 1 측면(W₁)에 접촉하지 않도록 하는 방법으로 위치된다.

게다가, 상기 방법은 세 개의 연속적인 세그먼트, 즉, 입구 세그먼트(5a), 중앙 세그먼트(5b) 및 출구 세그먼트(5c)의 선을 포함하도록 입구 부분(5)을 형성 하는 것을 포함한다. 중앙 세그먼트(5b)는 입구 세그먼트(5a)에 대해 제 1 각(α)으로 각을 형성하도록 한다. 게다가, 출구 세그먼트(5c)는 중앙 세그먼트(5b)에 대해 제 2 각 (β)을 형성한다. 출구 부분(6)은 유사하게 디자인된다.

입구 세그먼트(5a)의 터널 벽에 부딪히는 가상 직선이 출구 세그먼트(5c)를 빠져나가기 전에 출구 세그먼트(5c)의 터널 벽에 또한 부딪히도록 하고, 입구 세그먼트(5a)를 통과하는 가상직선이 출구 세그먼트(5c)를 빠져나가기 전에 적어도 출구 세그먼트에 또한 부딪히는 것과 같이 중앙 세그먼트(5b)의 터널 벽에 부딪히면, 상기 각(α,β) 및 세그먼트(5a-c)의 길이 사이의 관계가 형성된다.

전자를 사용한 조사 동안에 오존(O₃)이 장치 내부에 형성된다는 것은 알려져 있다. 그러므로 본 발명은 장치를 환기하는 방법을 또한 포함한다. 상기 방법은 웹 입구 개구(115) 및 웹 출구 개구(121)를 포함하는 제 1 챔버(107)를 장착하는 단계를 포함한다. 제 1 챔버(107)는 외부 하우징(4)이다. 또한, 터널인 제 2 챔버(111)는 또한 장착되고 제 1 챔버(107) 내부로 신장된다. 제 2 챔버(111)는 웹 입구 개구(114)와 웹 출구 개구(112)를 포함하도록 형성된다. 게다가, 전자 출구 창(21,31)이 장착되는데, 이 창을 통해서 전자가 제 2 챔버(111) 안으로 방출된다. 웹(W)은 제 2 챔버(111)를 통과하고, 제 1 및 제 2 챔버(107,111) 둘 다를 통해 공기 흐름이 생성된다. 공기 흐름은 웹(W)의 이동 방향에 대향하는 방향으로 흐른다. 상기 공기는 제 1 챔버(107)의 웹 출구 개구(121)로 공급되고 적어도 한 개의 출구(113)가 장착된다.

대안적인 방법으로 유체 연결은 제 2 챔버(111)의 웹 출구 개구(121) 및 제 1 챔버(107)의 웹 출구 개구(112) 사이에 제공된다. 동시에 제 1 챔버(107) 및 제 1 챔버(107)의 웹 출구 개구(121) 사이의 유체 연결은 금지된다. 그리고 제 1 챔버(107) 및 제 1 챔버(107)의 웹 출구 개구(121) 안으로 상기 공기를 공급하고 한 개 이상의 출구(113)를 장착함으로써 웹(W)의 이동 방향에 대향하는 방향으로 제 1 및 제 2 챔버(107,111) 둘 다를 통한 공기 흐름은 생성될 수 있다. 공기는 제 1 챔버(107)와 유체 연결되어 있는 밸브(106)를 통해 제 1 챔버(107)로 공급된다.

그러므로 상기 방법에 따르면 웹(W)은 제 1 챔버(107)의 웹 입구 개구(115)를 통해 디바이스를 들여보내고, 웹 입구 개구(114)로 제 2 챔버가 들어간다. 웹이 개구를 지날 때 두 개의 개구(115,114)는 직선으로 유지되고, 실질적으로 수평을 유지하도록 위치한다. 입구 부분(5) 내에서 웹(W)은 제 1 롤러(9)에서 제 2 각(β)으로 각을 형성하고 제 2 롤러(10)에서 제 1 각(α)으로 각을 형성한다. 이동 동안에, 웹(W)은 웹(W)에 대향하는 방향으로 흐르는 공기 흐름과 만난다. 현재 수직 방향으로 왕복 이동하는 웹(W)이 터널의 중앙 부분을 통과할 때, 웹은 전자 출구 창(21,31)을 통과하는데, 이 창을 통해 웹은 이미터(2,3)에 의해서 조사된다. 상기 전자 출구 창(21,31)은 터널의 대향하는 측면 상에 위치됨으로써 웹(W)의 양 측면을 조사한다. 조사 후에 웹(W)은 입구 부분(5)과 같이 두 번 각을 형성하는 출구 부분(6)으로 들어간다. 마침내, 웹은 제 2 챔버의 웹 출구 개구(112)를 통해 장치를 빠져나가고, 제 1 챔버(107)의 웹 출구 개구(121)를 통해, 이로써 타워(105)로 들어간다.

본 발명이 현재 적절한 실시예에 관하여 설명되었을지라도, 첨부된 청구항에 규정된 바와 같이 본 발명의 목적과 범위를 벗어나지 않고 다양한 수정과 변화가 이루어질 수 있다는 것은 이해되어야 한다.

설명된 실시예는 두 개의 이미터를 포함하는데 한 개는 웹(W)의 제 1 측면(W₁)의 전자 조사를 위한 것이고, 다른 한 개는 웹(W)의 제 2 측면(W₂)의 전자 조사를 위한 것이다. 그러나, 장치는 두 개의 이미터(2,3)를 포함하는 것이 필요한 것이 아니라, 장치가 오직 제품과 접촉하고 있는 측면의 조사를 위해서 제 1 이미터를 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 게다가, 두 개의 이미터(2,3)는 서로 대향하게 위치되는 것이 설명되고 있다. 대안으로 이미터(2,3)는 서로로부터 웹 이동 방향에서 떨어져 위치할 수 있다.

게다가, 이미터의 수가 두 개 이상일 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다. 예를 들어 넓은 웹을 처리하기 위해서 몇몇의 나란한 이미터를 가질 수 있다. 결정된 조사 레벨을 모두 제공하는 다음의 살균 존이나 높은 방사 레벨을 필요로 하는 선택적인 조사의 특정 지점, 예컨대 폐쇄 장치(closure device)의 수단으로서 형성하기 위해서 웹 이동 방향에 따라 일렬로 두 개 이상의 이미터를 또한 가질 수 있다.

설명된 웹 가이드는 벤딩 롤러(bending roller)이다. 그러나 웹 가이드가 벤딩 롤러를 필요로 하는 것이 아니라 터널을 통과하는 웹을 유도하기 위한 적합한 어떤 다른 수단일 수 있다는 것이 이해되어야만 한다.

게다가, 출구(113)의 위치가 수정될 수 있다는 것이 이해되어야만 한다. 위에서 설명된 실시예에서 출구(113)는 제 2 챔버(111) 내부에 위치하고 있다. 대안으로 출구(113)는 예컨대 제 2 챔버(111)의 웹 입구 개구(113) 부근에 위치하거나 제 1 챔버(107)의 웹 입구 개구 부근에 위치할 수 있다. 또한, 제 1 챔버(107)의 입구 개구(115) 바깥 부근에 출구(113)가 위치할 가능성도 있다.

게다가, 위에서 설명된 실시예에서 출구(113)는 제 2 챔버(111) 내부에 위치하고 제 1 챔버(107)는 제 2 챔버(111)와 유체 연결되어 있다. 다른 실시예에서, 제 2 챔버(111)의 입구 개구(114)는 제 1 챔버(107)의 웹 입구 개구(115)와 유체 연결되어 있고, 반면에 제 1 챔버(107), 그것의 웹 입구 개구(115) 및 제 2 챔버(111)의 웹 입구 개구(115) 사이의 유체 연결이 금지된다. 그리고 상기 두 개의 챔버(107,111)는 분리된 출구와 연결되어 있다. 적어도 하나의 출구는 제 1 챔버(107)에 위치할 수 있고, 한 개 이상의 출구는 제 2 챔버(111)에 위치할 수 있거나 제 2 챔버(111)와 유체 연결될 수 있다.

게다가, 과산화수소를 사용하는 설명된 공기 시스템은 출원의 살균 분야에 사용되는 것이 바람직하다. 저온 살균법 제품을 처리하기 위해 사용되는 포장 기계에서와 같은 공기 시스템에서 살균 기계가 통상적으로 여과된 공기를 사용함으로써 행해질지라도, 공기 흐름은 유사하다. 그리고 위에 설명된 시스템 대신에, 상기 시스템은 필터와 팬을 포함할 수 있다. 작동 동안에 챔버로부터 오존을 배출하기 위해서, 상기 시스템에는 촉매 반응 컨버터가 장착된다.

게다가, 도시된 실시예에서 제 2 챔버(111)의 웹 입구 개구(114)는 제 1 챔 버(107)의 웹 입구 개구(115)로부터 떨어져서 위치하고 바람직하게는 일직선으로 위치한다. 대안으로, 제 1 챔버의 웹 입구 개구(115)까지 최대한 이르도록 신장됨으로써, 제 1 챔버(107) 및 웹 입구 개구(115) 사이의 유체 연결을 금지한다. 그리고 제 2 챔버(111)에는 대신, 관통 개구(throughgoing opening), 바람직하게는 슬릿이 장착된다. 이로써 두 개의 챔버가 유체 연결되고 이 배열이 제 1 챔버에서 슬릿을 통해 제 2 챔버로 공기를 흐르게 하는 소위 인젝터 효과(injector effect)를 발생하는데, 여기서 공기는 출구(113)를 통해 배출될 수 있다. 소량의 공기는 웹 입구 개구(115)를 통해 하우징 외부로부터 흡인된다.

Claims

웹(W)의 적어도 제 1 측면(W₁)의 전자 빔 조사용 장치에 있어서,

상기 장치는 상기 웹(W)이 통과하는 터널을 포함하고, 상기 터널에는 웹 입구 부분(5), 웹 출구 부분(6), 및 전자가 상기 터널 안으로 방출되도록 하는 전자 출구 창(21)이 장착된 적어도 제 1 전자 빔 이미터(2)를 수납하는 중앙 부분을 포함하는 중앙 부분이 제공되며, 상기 터널은, 웹(W)의 전자 빔 조사 동안 형성된 어떠한 X-ray라도 터널을 빠져나가기 전에 적어도 두 번 터널 벽에 부딪히도록, 입구 부분(5) 및 출구 부분(6) 각각의 적어도 두 위치에서 각을 형성하고,

상기 입구 및 출구 부분(5,6)에는 웹이 터널을 통과하도록 안내하기 위한 적어도 하나의 웹 가이드가 각각 장착되고,

상기 출구 부분(6)의 적어도 하나의 웹 가이드는 웹(W)의 제 2 측면(W₂)에 접촉하고 웹(W)의 제 1 측면(W₁)에 접촉하는 것을 방지하도록 위치되는, 전자 빔 조사용 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 입구 부분(5) 및 상기 출구 부분(6)이 제각기 세 개의 연속적인 세그먼트, 즉 입구 세그먼트(5a,6a), 중앙 세그먼트(5b,6b), 출구 세그먼트(5c,6c)를 포함하는데, 상기 중앙 세그먼트(5b,6b)가 상기 입구 세그먼트(5a,6a)에 대해 상기 제 1 각(α)을 형성하고, 상기 출구 세그먼트(5c,6c)는 상기 중앙 세그먼트(5b,6b)에 대해 상기 제 2 각(β)을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자 빔 조사용 장치.
제 2 항에 있어서,

터널 폭, 상기 세그먼트(5a-c, 6a-c)의 각(α,β) 및 길이 사이의 관계는 상기 입구 세그먼트(5a,6a)의 터널 벽에 부딪히는 가상 직선이 출구 세그먼트(5c,6c)를 빠져나가기 전에 출구 세그먼트(5c,6c)의 터널 벽에 또한 부딪히도록 하고, 입구 세그먼트(5a,6a)를 통과하는 가상 직선이 중앙 세그먼트(5b,6b)의 터널 벽에 부딪혀서, 출구 세그먼트(5c,6c)를 빠져나가기 전에 적어도 출구 세그먼트(5c,6c)에 또한 부딪히도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자 빔 조사용 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 중앙 부분은 전자 빔이 터널로 방출되도록 하는 상기 전자 출구 창(31)을 장착한 부가적인 상기 제 2 전자 빔 이미터(3)를 수납하도록 하는데, 상기 전자 빔 이미터(3)가 웹(W)의 제 2 측면(W₂)이 전자 빔에 의해 조사되도록 위치가 정해지는 것을 특징으로 하는 전자 빔 조사용 장치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 전자 출구 창(21,31)은 실질적으로 평면이고, 웹(W)에 실질적으로 평행하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 전자 빔 조사용 장치.
제 4 항에 있어서,

상기 부가적인 제 2 전자 빔 이미터(3)는 상기 제 1 전자 빔 이미터(2)에 실질적으로 대향하게 위치가 정해지며, 상기 전자 출구 창(31)이 실질적으로 상기 제 1 전자 출구 창(21)에 대향하여 위치가 정해지는 것을 특징으로 하는 전자 빔 조사용 장치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 이미터(2,3)는 하우징(1)에 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 전자 빔 조사용 장치.
제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,

상기 이미터(2,3)가 저전압 전자 빔 이미터인 것을 특징으로 하는 전자 빔 조사용 장치.
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제 1 항에 있어서,

상기 웹 가이드는 지지 부재 안에 저널된 제 1, 제 2 롤러(9,10,11,12)를 포함하고, 상기 롤러(9,10,11,12)는, 제 1 롤러(9,11)가 웹(W)을 제 2 각(β)으로 각을 형성하고 제 2 롤러(10,12)가 웹(W)을 제 1 각(α)으로 각을 형성하도록, 상호 위치되는 것을 특징으로 하는 전자 빔 조사용 장치.
제 2 항에 있어서,

상기 입구 부분(5) 및 상기 출구 부분(6)의 상기 입구 세그먼트(5a,6a)가 터널의 중앙 부분에 인접해 있고, 상기 입구 부분(5) 및 출구 부분(6)의 상기 출구 세그먼트(5c,6c)가 서로로부터 떨어져서 지향하는 것을 특징으로 하는 전자 빔 조사용 장치.
제 7 항에 있어서,

상기 터널 부분 및 상기 이미터 하우징(1)은 하우징(4)으로 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 전자 빔 조사용 장치.
웹(W)의 적어도 제 1 측면(W₁)의 전자 빔 조사 방법에 있어서;

웹(W)이 터널을 통과하는 단계를 포함하는데, 상기 터널은 웹 입구 부분(5), 웹 출구 부분(6) 및 전자 출구 창(21)이 장착된 적어도 제 1 전자 빔 이미터(2)를 수납하도록 하는 중앙 부분이 장착된, 통과 단계,

이미터(2)로부터 전자 출구 창(21)을 통해 터널 안으로 전자를 방출하는 단계,

각각의 입구 및 출구 부분(5,6)의 적어도 두 위치에서 각을 형성하도록 터널을 형성함으로써 웹(W)의 전자 빔 조사 동안 형성된 어떠한 X-ray가 터널을 빠져나가기 전에 터널 벽에 적어도 두 번 부딪히도록 하는 단계, 및

상기 입구 및 출구 부분(5,6)에 적어도 하나의 웹 가이드를 장착하여 웹이 터널을 통과하도록 안내하고, 웹(W)의 제 2 측면(W₂)에 접촉하고 웹(W)의 제 1 측면(W₁)에 접촉하는 것을 방지하도록 상기 출구 부분(6)의 적어도 하나의 웹 가이드를 위치시키는 단계를 포함하는, 전자 빔 조사 방법.
제 14 항에 있어서,

상기 입구 부분(5) 및 상기 출구 부분(6)이 제각기 세 개의 연속적인 세그먼트, 즉 입구 세그먼트(5a,6a), 중앙 세그먼트(5b,6b), 출구 세그먼트(5c,6c)를 포함하는데, 상기 중앙 세그먼트(5b,6b)가 상기 입구 세그먼트(5a,6a)에 대해 상기 제 1 각(α)을 형성하고, 상기 출구 세그먼트(5c,6c)는 상기 중앙 세그먼트(5b,6b)에 대해 상기 제 2 각(β)을 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 빔 조사 방법.
제 15 항에 있어서,

상기 입구 세그먼트(5a,6a)의 터널 벽에 부딪히는 가상 직선이 출구 세그먼트(5c,6c)를 빠져나가기 전에 출구 세그먼트(5c,6c)의 터널 벽에 또한 부딪히도록 하고, 입구 세그먼트(5a,6a)를 통과하는 가상 직선이 중앙 세그먼트(5b,6b)의 터널벽에 부딪쳐서, 출구 세그먼트(5c,6c)를 빠져나가기 전에 적어도 출구 세그먼트(5c,6c)에 또한 부딪히도록, 터널 폭, 상기 각(α,β) 및 세그먼트(5a-c, 6a-c) 길이 사이의 관계를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 빔 조사 방법.