KR101452232B1

KR101452232B1 - 전자선 살균 장치

Info

Publication number: KR101452232B1
Application number: KR1020097017199A
Authority: KR
Inventors: 유키노부 니시노; 토쿠오 니시; 유키히로 야마모토
Original assignee: 시부야 코교 가부시키가이샤
Priority date: 2007-03-26
Filing date: 2008-03-05
Publication date: 2014-10-21
Also published as: EP2141073A4; EP2141073A1; JP2008239181A; JP5061680B2; CN101626957B; CN101626957A; US8330120B2; WO2008117641A1; EP2141073B1; US20100140507A1; KR20090128391A

Abstract

전자선 조사 장치(28) 내에서 스파크가 발생되었을 경우에도 반송되고 있는 모든 용기(2)에 전자선을 조사해서 확실하게 살균한다. 진공 챔버(40) 내에 배치된 필라멘트(42)를 가열해서 전자선을 발생시켜 조사부(44)에 설치된 조사 창(46)의 창박(48)을 통해서 대기 중에 인출해서 용기(2)에 조사한다. 용기(2)는 용기 반송 장치(24)의 용기 유지부(36A, 36B)에 유지되어 반송되고 조사 창(46)의 전방을 통과한다. 스파크가 발생되면 전자선의 조사가 일시 중단되지만, 그 중단하고 있는 시간 내에 용기(2)가 반송되는 거리보다 조사 창(46)의 용기 반송 방향(X)에 있어서의 길이를 크게 한다.

전자선 살균 장치, 전자선 조사 수단, 용기 반송 수단, 용기 지지 수단

Description

전자선 살균 장치{ELECTRON BEAM STERILIZER}

본 발명은 전자선 살균 장치에 관한 것으로서, 특히 전자선의 조사 중에 진공 챔버 내에 스파크가 발생되었을 경우에도 피조사물을 확실하게 살균할 수 있는 전자선 살균 장치에 관한 것이다.

전자선 살균 장치는 전자선이나 X선이 새는 것을 방지하기 위한 납제의 살균 챔버와, 이 살균 챔버 내에 설치되어 피조사물을 반송하는 반송 수단과, 살균 챔버 내의 피조사물에 대하여 전자선을 조사하는 전자선 조사 장치를 구비하고 있다. 이 전자선 조사 장치는 진공 챔버 내의 진공 중에서 필라멘트를 가열하여 열전자를 발생시키고, 고전압에 의해 전자를 가속해서 고속의 전자선 빔으로 한 후 조사 창에 장착한 Ti 등의 금속제의 창박(窓箔)을 통해서 대기 중에 인출해서 피처리물에 전자선을 접촉시켜 살균 등의 처리를 행한다.

전자선 조사 장치에서는 전자선을 발생시키는 필라멘트를 내부에 설치한 진공 챔버 내에서 스파크가 발생될 경우가 있다. 스파크가 발생되면 그것이 복귀될 때까지의 동안은 전자선이 조사되지 않기 때문에 살균 효과가 없어 피조사물이 미살균된 채로 하류측으로 이송되어 버린다. 그 때문에 스파크가 발생되었을 경우에 일단 운전을 정지한 후 가능한 한 빨리 복귀시킬 필요가 있다. 이와 같이, 운전을 재개할 때까지의 시간을 가능한 한 단축하도록 한 전자선 조사 장치용 제어 방식이 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

상기 특허 문헌 1에 기재된 발명의 구성은 진공 챔버 내에서 스파크가 발생되었을 경우에 필라멘트의 전원의 출력을 그 때의 값으로 고정하고, 가속 전압용의 직류 고압 전원의 출력을 스파크에 따른 값으로 좁히고, 스파크가 소멸되었을 때에는 직류 고압 전원의 출력을 스파크 발생 이전의 값으로 되돌려 필라멘트 전원의 출력 고정을 해제하도록 한 것이다.

특허 문헌 1: 일본 특허 제2848136호 공보

특허 문헌 1에 기재된 발명의 구성에서는 스파크의 발생에 의해 운전을 정지한 후, 운전 재개까지는 몇 밀리초∼몇십 밀리초를 필요로 한다. 이와 같이, 스파크 발생에 의한 중단 시간을 단시간으로 단축하도록 제어되고 있지만 단시간이어도 그 사이에 전자선 조사 장치의 조사 창의 전면측을 통과해 버리는 물품이 있으면 전자선의 조사를 받지 않고 살균되지 않은 채 하류측으로 이송된다는 문제가 있었다.

본 발명은 전자선 조사 장치의 진공 챔버 내에서 스파크가 발생되어 전자선의 조사가 중단된 경우에도 반송되고 있는 모든 용기에 전자선을 조사하는 것이 가능한 전자선 살균 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명은 조사 창을 통해서 전자선을 조사하는 전자선 조사 수단과 상기 조사 창의 전방에서 용기를 반송하는 용기 반송 수단을 구비하고, 전자선 조사 수단으로부터 용기에 전자선을 조사해서 용기를 살균하는 전자선 살균 장치에 있어서, 상기 조사 창의 용기 반송 방향에 있어서의 길이를 전자선 조사 수단의 스파크 발생에 의한 조사 중단 시간 내에 용기가 이동하는 거리보다 길게 한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 청구항 2에 기재된 발명은 조사 창이 용기의 반송 방향을 따라 복수개 배치되고, 이들 복수개의 조사 창의 길이의 합계가 스파크 발생에 의한 조사 중단 시간에 용기가 이동하는 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 청구항 3에 기재된 발명은 상기 용기 반송 수단이 2개의 용기를 상하에 유지하는 용기 지지 수단과 상하의 용기 지지 수단을 반전시키는 반전 수단을 구비하고, 용기를 상하에 지지한 상태에서 조사 창의 전면을 통과하도록 구성하고, 상하의 용기에 각각 전자선이 조사되도록 조사 창이 상하에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

<발명의 효과>

본 발명의 전자선 살균 장치는 전자선 조사 수단의 조사 창의 용기 반송 방향에 있어서의 길이를 스파크의 발생에 의해 전자선의 조사를 중단하고 있는 시간 내에 용기가 이동하는 거리보다 길게 설정되었으므로 스파크가 발생된 경우에도 모든 용기가 반드시 전자선의 조사를 받을 수 있다.

도 1은 전자선 살균 장치의 전체의 구성을 간략화해서 나타내는 평면도이다.(실시예 1)

도 2는 전자선 조사 장치의 진공 챔버 내에 설치된 필라멘트의 배치를 나타내는 도면이고, 도 1의 Ⅱ방향 화살표로 본 도면이다.

도 3은 전자선 조사 장치의 조사부의 구성 및 용기를 반송하는 용기 반송 수단의 구성을 나타내는 도면이고, 도 1의 Ⅲ방향 화살표로 본 도면이다.

도 4는 용기 반송 장치를 구성하는 순환 이동 경로를 나타내는 평면도이다.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

2 - 용기

24 - 용기 반송 수단(용기 반송 장치)

28 - 전자선 조사 수단(전자선 조사 장치)

36A - 용기 유지부(용기 지지 수단)

36B - 용기 유지부(용기 지지 수단)

42 - 필라멘트

46 - 조사 창

조사 창을 통해서 전자선을 조사하는 전자선 조사 수단과 이 전자선 조사 수단의 조사 창의 전방에서 용기를 유지하여 반송되는 용기 반송 수단을 구비하고 있고, 상기 조사 창의 용기 반송 방향에 있어서의 길이를 스파크의 발생에 의해 전자선의 조사를 중단하고 있는 시간 내에 용기가 이동하는 거리보다 길게 한다는 구성에 의해, 전자선 조사 수단에서 스파크가 발생되어 전자선의 조사가 중단된 경우에도 용기 반송 수단에 의해 반송되고 있는 모든 용기에 전자선을 조사하는 것을 가 능하게 한다는 목적을 달성한다.

실시예 1

이하, 도면에 나타내는 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. 이 실시예에 따른 전자선 살균 장치에 있어서 살균되고, 그 후의 공정에서 액체 등의 내용물이 충전되는 용기(2)(도 2, 도 3 참조)는 PET병 등의 수지제 용기이다. 이 용기(2)는 에어 반송 컨베이어(4)에 의해 연속적으로 반송되고, 인피드 스크류(6)에 의해 소정의 간극으로 끊어지면서 도입 챔버 내에 반입된다.

상기 도입 챔버는 2개의 챔버[제 1 도입 챔버(8)와 제 2 도입 챔버(10)]로 분리되어 있고, 각 챔버(8, 10) 내에 각각 용기 유지 수단(도시 생략)을 구비한 로터리 휠[제 1 로터리 휠(12)과 제 2 로터리 휠(14)]이 배치되어 있다. 이들 도입 챔버(8, 10) 내에 반입된 용기(2)는 각 도입 챔버(8, 10) 내의 로터리 휠(12, 14)에 순차적으로 이송되어 회전 반송된다. 상기 에어 반송 컨베이어(4)로부터 제 1 도입 챔버(8) 내로 용기(2)가 반입되는 부분의 챔버 벽면에는 용기(2)가 통과 가능한 개구(도시 생략)가 형성되고, 또한 제 1 로터리 휠(12)로부터 제 2 로터리 휠(14)로의 이송부의 칸막이 벽(16)에는 용기(2)의 이송이 가능한 개구(도시 생략)가 형성되어 있다.

제 2 도입 챔버(10)에 이어서 용기(2)를 전자선의 조사에 의해 살균할 때에 전자선이나 X선[제동(X)선)]이 외부로 누설되지 않도록 차폐하는 납제 벽면으로 이루어지는 살균 박스(살균실)(18)가 설치되어 있다. 이 살균 박스(18) 내는 공급 휠(20)이 배치되어 있는 입구측의 공급실(22)과, 공급 휠(20)로부터 받은 용기(2) 를 반송함과 아울러 반전 구간(A)에 있어서 상하를 반전시키는 용기 반송 장치(24)가 설치된 메인 챔버(26)와, 전자선 조사 장치(28)의 전면측에 위치하고 반송되는 용기(2)가 전자선의 조사를 받는 조사실(30)과, 이 조사실(30)의 출구측(도 1의 우측)에 연속하여 형성되고 전자선의 조사에 의해 살균된 용기(2)를 무균 상태가 유지된 채 하류측으로 보내는 배출실(32)로 구획되어 있다.

살균 박스(18)의 벽면의 제 2 도입 챔버(10)의 로터리 휠(14)로부터 공급실(22) 내의 공급 휠(20)로 용기(2)의 이송을 행하는 부분에는 용기(2)가 통과 가능한 개구(도시 생략)가 형성되어 있다. 제 2 로터리 휠(14)로부터 용기(2)를 받은 공급 휠(20)은 메인 챔버(26)의 용기 반송 장치(24)에 용기(2)를 인도한다. 공급실(22)과 메인 챔버(26) 사이의 칸막이 벽(34)에도 용기(2)의 이송이 가능한 개구(도시 생략)가 형성되어 있다. 메인 챔버(26)에 설치된 용기 반송 장치(24)는 다수의 용기 유지 수단으로서의 용기 그리퍼(36)(뒤에 설명하는 도 2 및 도 3 참조)가 연속해서 설치된 무단 형상의 용기 반송체인 용기 유지 벨트(24a)와, 이 무단 형상의 용기 유지 벨트(24a)가 걸어 감겨서 용기 그리퍼(36)를 순환 반송시키는 이송 회전체로서 2개의 스프로킷[제 1 스프로킷(24b) 및 제 2 스프로킷(24c)]을 구비하고 있다.

각 용기 그리퍼(36)는 상하 한 쌍의 용기 유지부(청구항 3에 기재된 용기 지지 수단)(36A, 36B)를 갖고 있고, 동시에 2개의 용기(2)를 유지해서 반송함과 아울러 서로 연속하는 각 용기 그리퍼(36)마다 반송 방향에 따른 축선을 중심으로 회전 가능하게 이루어져 있고, 이동하면서 180°회전하여 상하 반전될 수 있다. 각 용기 그리퍼(36)의 용기 유지부(36A, 36B)는 용기(PET병)(2)의 네크부[이 실시예에서는 용기(2)의 경사진 어깨부의 곧장 상방의 그리퍼(36)에 의해 유지되는 부분을 네크부로 부르고, 이 네크부를 포함하는 상방의 두께 부분 전체를 입구부(2a)로 부르기로 함]를 유지하도록 되어 있고, 양쪽 용기 유지부(36A, 36B)에 유지된 용기(2)는 입구부(2a)를 서로 마주 향한 상태로 되어 반송된다.

이 용기 반송 장치(24)는 용기 그리퍼(36)가 양쪽 스프로킷(24b, 24c) 사이에서 직선적으로 이송되는 직선 경로와 각 스프로킷(24b, 24c)에 따라 둘레 회전되는 둘레 회전 경로로 구성되고, 제 2 스프로킷(24c)으로부터 제 1 스프로킷(24b)에 이르는 직선 경로에 상기 반전 구간(A)이 설정되고, 용기(2)를 1둘레 반송하는 사이에 1회 반전시켜서 용기(2)의 상하를 스위칭하도록 되어 있다.

도 4는 도 2 및 도 3에 그 일부를 나타내는 무단 형상의 용기 유지 벨트(24a)(도 1 참조)가 걸어 감겨지는 2개의 스프로킷(24b, 24c)과, 이들 양 스프로킷(24b, 24c) 사이를 주행하는 용기 유지 벨트(24a)를 안내하는 직선 가이드 및 반전 가이드 등으로 이루어지는 순환 이동 경로를 확대해서 나타내는 도면이고, 이 도면에 의해 상기 그리퍼(36)를 반전시키는 구성에 대해서 간단하게 설명한다. 제 1 스프로킷(24b)으로부터 제 2 스프로킷(24c)에 이르는 반송 경로에는 상하 좌우 4개의 평행한 레일로 이루어지는 직선 가이드(24d)가 배치되어 있고, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상하 한 쌍의 롤러(36a, 36b) 및 진행 방향 좌우에 설치된 한 쌍의 측방 롤러(36c)(한쪽은 도시 생략)가 각각 직선 가이드(24d)의 4개의 레일 사이에 유지되어 양쪽 그리퍼(36)가 상하 일직선 상에 직립된 상태를 유지해서 주행한다. 이 직선 가이드(24d)에 안내되어 반송되는 구간에 상기 조사실(30)이 설치되어 있고, 그리퍼(36)에 유지된 용기(2)가 이 조사실(30) 내를 통과하는 동안에 전자선이 조사된다.

또한, 제 2 스프로킷(24c)으로부터 제 1 스프로킷(24b)에 이르는 반송 경로에는 상류측의 직선 가이드(24e), 중간의 반전 가이드(24f) 및 하류측의 직선 가이드(24g)가 연속하는 4개의 레일로 구성되어 있다. 상류측과 하류측의 직선 가이드(24e, 24g)는 4개의 레일이 상기 직선 가이드(24d)와 마찬가지로 상하 좌우에 평행하게 배치되어 있고, 용기 그리퍼(36)의 한 쌍의 용기 유지부(36A, 36B)는 상하 일직선의 자세가 유지된 채 반송된다. 중간의 반전 가이드(24f)는 4개의 레일이 평행한 상태가 유지된 채, 상류측의 직선 가이드(24e)의 상방의 2개의 레일이 하방측으로 이동함과 아울러 하방의 2개의 레일이 상방측으로 이동됨으로써 각 레일 사이에 유지된 상기 그리퍼(36)의 상하 롤러(36a, 36b) 및 측방 롤러(36c)의 위치를 180°도 스위칭하여 그리퍼(36)의 2개의 용기 유지부(36A, 36B)의 상하를 반전시킨다. 이 반전 가이드(24f)가 도 1에 나타내는 반전 구간(A)에 배치되어 있고, 청구항 3에 기재된 반전 수단을 구성하고 있다. 또한, 제 1 스프로킷(24b) 및 제 2 스프로킷(24c)의 외주측에는 각각 원호 형상의 가이드(24h, 24i)가 배치되어 상기 용기 유지 벨트(24a)의 주행을 안내하도록 이루어져 있다.

제 2 스프로킷(24c)의 둘레 회전 경로에는 용기 그리퍼(36)의 이송 방향에 있어서의 하류측에 용기(2)의 공급 위치(B)가 설정되고, 상류측에 배출 위치(C)가 설정되어 있고(도 1 참조), 1개의 용기(2)는 공급 위치(B)에서 한쪽의 용기 유지 부(36A 또는 36B)에 유지되어서 2둘레 반송되고, 그 사이에 2회 상하가 반전되어서 공급시의 상태로 되돌아온 후, 배출 위치(C)로부터 배출실(32)의 이송 휠(38)에 인도된다. 상기 제 1 도입 챔버(8), 제 2 도입 챔버(10), 살균 박스(18) 내의 공급실(22) 및 이 메인 챔버(26) 내는 외부로부터 살균 전의 용기(2)가 유입되어 반송되고 있으므로 외부보다 양압으로 관리되고 있지만 완전한 무균 상태가 유지되는 것은 아니다.

납제의 살균 박스(18)에 인접해서 전자선 조사 수단(전자선 조사 장치)(28)이 배치되어 있다. 이 전자선 조사 장치(28)는 용기(2)에 전자선을 조사하는 진공 챔버(가속 챔버)(40)를 구비하고 있고, 탑재대(41) 상에 탑재되어 레일(41a) 상을 이동할 수 있도록 되어 있다. 전자선 조사 장치(28)는 주지된 바와 같이, 진공 챔버(40) 내의 진공 중에서 필라멘트(42)(도 2 참조)를 가열해서 열전자를 발생시키고, 고전압에 의해 전자를 가속해서 고속의 전자선 빔으로 한 후, 조사부(44)에 설치된 조사 창(46)(도 2 및 도 3 참조)에 장착되어 있는 Ti 등의 금속제의 창박(48)(도 3 참조)을 통해서 대기 중에 인출해서 피처리물[이 실시예에서는 용기(2)]에 전자선을 접촉시켜 살균 등의 처리를 행한다.

이 실시예의 전자선 조사 장치(28)는 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 조사부(44)에 4개소의 조사 창(46)이 형성되어 있다. 이 실시예의 용기 그리퍼(36)는 상하 2개의 용기 유지부(36A, 36B)에 의해 동시에 2개의 용기(2)를 유지해서 반송하도록 되어 있고, 이들 용기(2)에 각각 전자선을 조사하기 위해서 상하의 용기(2)에 대응하여 조사 창(46)을 상하에 분할해서 설치하고 있다.

또한, 전자선 조사 장치(28)에 있어서는 전자선을 발생시키는 필라멘트(42)를 내부에 배치한 진공 챔버(가속 챔버)(40) 내에서 스파크가 발생될 경우가 있고, 이와 같이 스파크가 발생되었을 경우에는 전자선의 조사를 중단하도록 하고 있다. 이 중단은 단시간에 복귀되지만 이 중단 중에 용기(2)가 조사 창(46)을 통과해 버리면 전자선의 조사를 받지 않고 살균되지 않게 되어 버리므로 스파크의 발생에 의해 전자선의 조사가 중단된 경우에도 모든 용기(2)가 반드시 전자선의 조사를 받도록 용기(2)의 반송 방향[도 2 및 도 3 중의 부호(X)로 나타냄]으로 충분한 길이를 확보하고 있다. 그것을 위해서는 용기(2)의 반송 방향으로 충분한 길이를 갖는 단일의 조사 창을 설치해도 좋지만 조사 창에 장착되는 금속제의 창박의 사이즈에 한계가 있으므로 이 실시예에서는 용기(2)의 반송 방향으로 2개의 조사 창(46)을 정렬해서 필요한 길이를 확보하고 있다.

상기 조사 창(46)의 용기 반송 방향(X)에 있어서의 길이에 대해서 구체적인 예로써 설명하면 진공 챔버(40) 내에서 스파크가 발생되었을 경우의 발생으로부터 복귀까지 필요로 하는 시간은 0.1초 미만(몇 밀리초∼몇십 밀리초)이므로 최대 중단 시간을 0.1초로 한다. 그리고, 예를 들면 이 실시예에 따른 살균 장치의 처리 능력이 600bpm이고 용기(2)의 반송 속도가 56m/분인 것으로 하면 용기 그리퍼(36)에 유지되어 반송되는 용기(2)는 0.1초 사이에 93㎜ 이동한다. 따라서, 조사 창(46)의 용기 반송 방향(X)에 있어서의 길이를 93㎜ 이상으로 한다. 즉, 용기(2)가 조사 창(46)의 상류단에 도달했을 때에 스파크가 발생되고, 0.1초 사이에 전자선의 조사가 중단된 것으로 가정하면, 그 사이에 용기(2)는 93㎜ 진행되기 때문에 조사 창(46)의 용기 반송 방향(X)에 있어서의 길이가 93㎜보다 짧은 경우에는 전자선의 조사가 복귀된 시점에서는 용기(2)가 조사 창(46)의 전방측을 이미 통과해 있거나 부분적으로 통과하고 있기 때문에 전자선의 조사가 행하여지지 않거나 또는 불완전하다는 상태가 된다. 이에 대하여 상기한 바와 같이, 조사 창(46)의 용기 반송 방향(X)의 길이를 93㎜보다 길게 해 두면 용기(2)의 반송 방향 전후의 전범위에 걸쳐서 전자선이 조사된다. 도 3에 나타내는 이 실시예에서는 1개의 조사 창(46)의 폭(W1)[용기 반송 방향(X)에 있어서의 길이]이 65㎜이고, 이들 2개의 조사 창(46)의 간극(W2)이 55㎜로 설정되어 있다. 따라서, 이 실시예에서는 용기의 0.1초 사이에 있어서의 이동 거리가 93㎜인 것에 대해서 조사 창은 130㎜(65㎜×2)의 길이를 갖고 있다. 또한, 이 실시예에서는 용기 반송 방향(X)으로 2개의 조사 창(46)을 정렬해서 배치함으로써 필요한 길이를 확보하고 있지만, 조사 창(46)의 수는 반드시 2개에 한정되는 것은 아니고, 용기(2)의 반송 속도 등의 조건에 따라 3개 이상의 조사 창(46)을 정렬해서 배치하는 것도 가능하다.

이 전자선 조사 장치(28)의 필라멘트(42)는 도 2에 나타내는 바와 같이, 복수개가 평행하게 배치되어 있고, 또한 용기 반송 장치(24)에 의한 용기(2)의 반송 방향[화살표(X)]에 대하여 경사져 배치되어 있다. 1개의 필라멘트(42)와 이 필라멘트(42)에 인접하는 필라멘트(42)는 용기(2)의 반송 방향(X)에 있어서 반드시 오버랩되어 있다. 즉, 각 필라멘트(42)의 일단[예를 들면, 도 2의 우단(42a)]과 그 상방에 위치하고 있는 필라멘트(42)의 타단[좌단(42b)]은 용기(2)의 반송 방향(X) 상에서 반드시 오버랩되어 있고, 조사 창(46)의 전방을 횡단해서 반송되는 용기(2)는 그 모든 부분이 필라멘트(42)의 전방을 통과하므로 모든 면에 필요한 양의 전자선의 조사를 받을 수 있다. 이 실시예에 따른 전자선 조사 장치(28)는 에리어 조사식(비주사식)이고, 필라멘트(42)는 4개의 조사 창(46)의 전역을 커버하는 넓이에 걸쳐서 배치되어 있다. 이들 필라멘트(42)의 양단(42a, 42b)에는 급전도체(50A, 50B)가 접속되어 전류가 공급된다.

또한, 이 실시예에 따른 전자선 조사 장치(28)에서는 용기(2)의 입구부(2a)가 통과하는 부분에 배치된 필라멘트(42)(이 부분을 도 2 중에 부호 Y로 나타냄)가 그 이외의 부분, 예를 들면 몸통부(2b)가 통과하는 부분보다 밀집해서 배치되어 있다. 따라서, 이 밀집한 필라멘트(42)의 전면을 통과하는 용기(2)는 몸통부(2b)보다 다량의 전자선의 조사를 받는다. 반대로, 몸통부(2b)가 통과하는 부분의 필라멘트(42)의 간격을 종래의 구성보다 크게 함으로써 용기(2)의 몸통부(2b)에 조사되는 전자선량을 종래보다 적게 할 수도 있다.

이 실시예에서는 전자선 조사 장치(28)를 탑재한 탑재대(41)는 레일(41a) 상을 이동 가능하게 이루어져 있고 살균 박스(18)에 대하여 접근, 이격시킬 수 있다. 이 전자선 살균 장치를 운전할 때에는 탑재대(41)를 살균 박스(18)에 접근시키고 진공 챔버(40)의 조사부(44)를 살균 박스(18)의 벽면에 형성된 개구(18a)에 일치시켜 이들 살균 박스(18)와 전자선 조사 장치(28)를 연결한다. 살균 박스(18)의 내부에 상기 진공 챔버(40)의 조사부(44)가 연결된 개구(18a)를 둘러싸도록 해서 조사실(30)이 형성되어 있다. 상기 용기 반송 장치(24)는 스프로킷(24b~24c)에 이르는 직선 경로가 조사실(30)을 관통하고 있고, 이 관통하는 부분에 조사 위치(조사 부)(D)가 설정되고, 용기 그리퍼(36)의 양쪽 용기 유지부(36A, 36B)에 유지된 2개의 용기(2)는 상하로 수직한 상태에서 이 조사실(30) 내를 통과하고, 각 용기(2)는 이 조사 위치(D)에서 전자선 조사 장치(28)로부터 전자선의 조사를 받아서 살균된다.

조사실(30)의 입구측과 출구측의 벽면에는 용기 그리퍼(36)에 유지된 상하 2개의 용기(2)가 통과 가능한 개구(도시 생략)가 형성되어 있다. 이 조사실(30)의 출구측의 벽면에 연속하여 배출실(32)이 형성되어 있다. 용기 반송 장치(24)의 한쪽의 스프로킷[도 1의 우측의 스프로킷(24c)]은 배출실(32)의 내부에 들어가 있고, 용기 그리퍼(36)에 유지되어 상하 위치에서 1회씩 2회의 전자선 조사를 받은 용기(2)는 배출실(32) 내에서 용기 그리퍼(36)의 하방에 위치하는 용기 유지부(36A 또는 36B)로부터 이 배출실(32)에 설치된 이송 휠(38)에 인도된다. 배출실(32)은 스프로킷(24c)의 회전을 방해하지 않고, 조사실(30)의 출구측의 개구로부터 이송 휠(38)까지의 용기 반송 장치(24)의 반송 경로, 및 이송 휠(38)의 반송 경로를 메인 챔버(26) 및 공급실(22)로부터 구획되는 칸막이 벽(52)과, 이 칸막이 벽(52)과 대향하여 이송 휠(38)의 상하 공간으로부터 구획되는 칸막이 벽(54), 및 살균 박스(18)의 바닥면과 상부면으로 둘러싸여 있다. 이 배출실(32) 이후의 각 챔버는 전자선의 조사에 의해 살균된 용기(2)의 처리를 행하므로 무균 상태가 유지되어 있다.

살균 박스(18) 내의 가장 하류측에 위치하고 있는 배출실(32)에 인접해서 중간 챔버(56)가 설치되어 있다. 그리고, 이 중간 챔버(56)의 하류측에 필러 등을 수 용한 챔버(도시 생략)가 설치되어 있다. 중간 챔버(56) 내에는 용기 유지 수단(도시 생략)을 구비한 로터리 휠(네크 휠)(58)이 설치되어 있고, 이 네크 휠(58)이 상기 배출실(32) 내의 이송 휠(38)로부터 받은 용기(2)를 회전 반송한 후, 필러가 설치된 챔버 내의 공급 휠에 인도한다. 또한, 도 1 중의 부호 E로 나타내는 위치가 배출실(32)의 이송 휠(38)로부터 중간 챔버(56)의 네크 휠(58)로의 이송 위치이다.

상기 배출실(32) 내의 이송 휠(38)은 중간 리젝팅(rejecting) 휠을 겸하고 있고, 각종 센서 등의 정보에 의해 용기(2)가 정상으로 살균되어 있는 것으로 판정되었을 경우에는 용기 반송 장치(24)로부터 받은 용기(2)를 다음 중간 챔버(56)의 네크 휠(58)에 인도하여 다음 공정으로 이송하지만, 전자선이 조사되지 않았을 경우나 살균이 불완전하다고 판단되었을 경우에는 중간 챔버(56)의 네크 휠(58)에 인도하지 않고 살균 박스(18)에 인접하여 배치되어 있는 리젝팅 실(60)에 배출한다. 도 1 중의 부호 F로 나타내는 위치가 리젝팅 위치이다.

전자선 조사 장치(28)에서는 스파크의 발생을 검출하도록 이루어져 있고, 스파크가 발생되었을 때에는 검출 신호를 도면에 나타내지 않은 제어 장치에 출력한다. 제어 장치에서는 신호가 입력된 타이밍에 있어서의 용기 반송 장치(24)의 인코더의 펄스를 인식해서 해당 용기(2)를 특정하고, 이 용기(2)가 리젝팅 위치(F)에 도달된 것을 펄스의 카운트로부터 검출해서 리젝팅할 수 있다. 이 경우에는 스파크의 발생에 의해 전자선의 조사를 중단했을 때에 조사 창(46)의 전방에 위치되어 있던 용기(2)의 전부가 리젝팅된다.

이상의 구성에 따른 전자선 살균 장치의 작동에 대해서 설명한다. 이 살균 장치에서 살균되어 내용액이 충전되는 용기(2)는 PET병이고, 에어 반송 컨베이어(4)의 지지 레일(도시 생략)에 네크부에 형성된 플랜지의 하면측이 지지되고, 추진용 블로어에 의해 후방으로부터 에어가 분출되어 반송된다. 에어 반송 컨베이어(4)에 의해 반송되어 온 용기(2)는 제 1 도입 챔버(8) 내에 들어가고, 인피드 스크류(6)에 의해 일정한 간극으로 끊어져 제 1 로터리 휠(12)의 용기 유지 수단에 인도된다. 제 1 로터리 휠(12)에 의해 회전 반송된 후, 제 2 도입 챔버(10) 내의 제 2 로터리 휠(14)에 인도된다.

용기(2)는 제 2 로터리 휠(14)로부터 납제의 살균 박스(18)의 공급실(22) 내에 설치된 공급 휠(20)에 인도되고, 공급 휠(20)의 용기 유지 수단에 유지되어 회전 반송되고, 용기 반송 장치(24)의 용기 그리퍼(36)에 인도된다. 용기 그리퍼(36)는 상하 2개의 용기 유지부(36A, 36B)를 갖고 있고, 그 하측의 용기 유지부(36A 또는 36B)에 유지된 용기(2)는 반전 구간(A)에 있어서 용기 그리퍼(36)가 상하 반전됨으로써 상방으로 이동해서 도립된 상태가 된다. 도립된 용기(2)가 제 1 스프로킷(24b)의 주위를 회전 이동해서 조사실(30)에 들어간다. 조사실(30)에는 그 외측에 배치되어 있는 전자선 조사 장치(28)로부터 전자선이 조사되도록 이루어져 있고, 반송되고 있는 이 용기(2)는 진공 챔버(40)의 조사부(44)에 설치된 조사 창(46)의 전방[조사 위치(D)]을 통과한다.

상기 진공 챔버(40) 내에서는 필라멘트(42)를 가열해서 열전자를 발생시키고, 고전압에 의해 전자를 가속해서 고속의 전자선 빔으로 한 후, 조사 창(46)에 장착된 Ti 등의 창박(48)을 통해서 조사실(30) 내에 조사되고 있고, 상기 용기 그 리퍼(36)의 용기 유지부(36A 또는 36B)에 유지되어 조사실(30) 내를 반송되고 있는 용기(2)에 전자선이 조사되어 살균된다. 이 실시예에서는 도 2에 나타내는 바와 같이, 용기 유지부(36A, 36B)에 유지되어 있는 네크부보다 상방측의 입구부(2a)가 통과하는 부분의 필라멘트(42)를 그 이외의 부분과 비교하여 밀집해서 배치하고 있고(도 2 중에 부호 Y로 나타내는 범위의 필라멘트 참조), 입구부(2a)에 조사되는 전자선의 조사선량을 종래의 구성보다 많게 하고 있으므로 두께가 두꺼운 입구부(2a)도 확실하게 살균할 수 있다. PET병(2)은 최근 경량화를 위해 몸통부(2b)의 두께가 얇게 되어 있고, 한편, 입구부(2a)는 캡을 장착해서 밀봉할 필요가 있기 때문에 몸통부(2b)보다 두께가 두껍게 되어 있다. 따라서, 몸통부(2b)와 입구부(2a)에 동일한 조사선량의 전자선을 조사하면 몸통부(2b)는 과조사로 되어 변형되어 버릴 우려가 있고, 한편, 입구부(2a)는 조사선량이 부족하여 충분한 살균이 행해지지 않을 우려가 있지만 이 실시예에서는 상기한 바와 같이, 입구부(2a)의 통과하는 부분의 필라멘트(42)와, 몸통부(2b)가 통과하는 부분의 필라멘트(42)의 배치에 차(差)를 주므로 PET병(2)의 입구부(2a)를 확실하게 살균함과 아울러 몸통부(2b)에 조사되는 전자선이 과잉되지 않도록 하여 몸통부(2b)의 변형을 방지할 수 있다.

상기한 바와 같이, 1회째의 조사를 끝내서 조사실(30)을 빠져 나간 용기(2)는 배출실(32) 내에 들어가고, 스프로킷(24c)의 주위를 회전 이동해서 다시 공급 휠(20)로부터의 공급 위치(B)로 돌아온다. 전회 이 공급 휠(20)로부터 하측의 용기 유지부(36A 또는 36B)가 받은 용기(2)는 반전되어 상방으로 이동하고 있고, 하방에 위치하고 있는 다른쪽의 용기 유지부(36B 또는 36A)가 공급 휠(20)로부터 용기(2) 를 받는다. 그 후에 용기 그리퍼(36)가 반전 구간(A)에서 재차 반전되어 상하가 스위칭되고, 전회 상방에서 전자선의 조사를 받은 용기(2)가 하측으로 이동하고, 전자선의 조사를 받지 않은 면이 용기 반송 장치(24)의 회전 이동 방향의 외측을 향한다. 2개의 용기(2)를 유지한 용기 그리퍼(36)가 다시 조사실(30)에 들어가면 이미 1회째의 조사를 받은 용기(2)는 전회와는 반대측으로부터 2회째의 전자선의 조사를 받아 내외면 전역이 살균된다. 또한, 동시에 다른쪽의 새롭게 유지된 상방의 용기(2)는 1회째의 조사를 받는다.

이 실시예에서는 용기 그리퍼(36)가 상하 2개의 용기 유지부(36A, 36B)를 갖고 있어 2개의 용기(2)를 동시에 유지해서 반송하고, 조사실(30) 내에서는 2개의 용기(2)가 동시에 전자선의 조사를 받도록 되어 있고, 필라멘트(42)의 배치도 상하 2개의 용기(2)의 입구부(2a)가 통과하는 부분(Y)에 밀집되어 있으므로 상기 1회째의 조사의 때와 마찬가지로 입구부(2a)에만 충분한 전자선의 조사를 받아 완전한 살균이 행하여지고, 몸통부(2b)는 과조사가 되지 않는 적량의 전자선이 조사된다. 조사실(30)에서 2회째의 전자선의 조사를 받아 내외면 전체가 살균된 용기(2)는 배출실(32) 내의 배출 위치(C)에서 이송 휠(36)에 인도되고, 또한 중간 챔버(56) 내의 네크 휠(58)에 인도되어 납제의 살균 박스(18)로부터 배출된다.

전자선 조사 장치(28)는 스파크를 발생할 경우가 있고, 이 경우에는 전자선의 조사를 일시 정지한다. 그 후, 복귀할 때까지 요하는 시간은 최대한으로 0.1초이고, 용기 반송 장치(24)의 용기 그리퍼(36)에 유지된 용기(2)가 이 0.1초 사이에 이동하는 거리보다 큰 길이를 갖는 조사 창(46)이 설치되어 있으므로 스파크가 발 생된 경우에도 모든 용기(2)가 전자선의 조사를 받을 수 있다. 그러나, 이러한 스파크에 의한 전자선의 조사가 중단된 경우에도 살균에 필요로 하는 충분한 전자선 조사량을 얻게 되는 경우뿐만 아니라, 전자선의 강도나 조사 시간, 용기의 반송 속도 등 장치에 설정되어 있는 조사 조건에 따라서는 충분한 조사량이 얻어지지 않는 경우도 있다. 이 경우에는 스파크가 발생되어 전자선의 조사가 중단되어 있는 동안에 조사 창(46)의 전방을 통과하고 있던 용기(2)는 전부 리젝팅되도록 구성된다. 리젝팅되는 용기(2)는 상술한 바와 같이, 스파크 검출 신호가 입력된 제어 장치가 그 입력된 타이밍에 있어서의 용기 반송 장치(24)의 인코더의 펄스를 인식해서 해당 용기(2)를 특정한다. 이 용기(2)가 상기 리젝팅 위치(F)에 도달된 것을 펄스의 카운트에 의해 검출해서 리젝팅한다. 스파크의 발생에 의해 용기가 리젝팅되는 경우에도 본 발명에 의하면 용기는 스파크 발생의 전후 어느 하나에서 반드시 전자선의 조사를 받도록 되어 있기 때문에 리젝팅되는 용기가 조사실(30)로부터 무균 상태의 반출실(32)로 반송되도록 구성되어 있어도, 전혀 살균을 받지 않은 용기가 무균 상태가 유지되는 반출실(32) 이후의 무균 공간으로 반출될 일은 없고, 외부의 잡균이 반입되는 것이 방지되도록 이루어져 있다.

Claims

조사 창(46)을 통해서 전자선을 조사하는 전자선 조사 수단(28)과 상기 조사 창(46)의 전방에서 용기(2)를 반송하는 용기 반송 수단(24)을 구비하고, 전자선 조사 수단(28)으로부터 용기(2)에 전자선을 조사해서 용기(2)를 살균하는 전자선 살균 장치에 있어서:

상기 조사 창(46)의 전방이 되는 조사 위치(D)보다 하류 리젝팅 위치(F)에서 용기(2)를 리젝팅하는 리젝팅 휠(38)과,

상기 전자선 조사 수단(28)으로부터 스파크 검출 신호가 입력됨과 아울러 상기 용기 반송 수단(24)이 구비하는 인코더의 펄스를 인식하는 제어 장치를 구비하고,

상기 조사 창(46)의 용기 반송 방향(X)에 있어서의 길이를 전자선 조사 수단(28)의 스파크 발생에 의한 조사 중단 시간 내에 용기(2)가 이동되는 거리보다 길게 하고,

상기 제어 장치는 스파크 검출 신호가 입력되면, 입력된 타이밍에 있어서의 상기 인코더의 펄스를 인식함으로써, 스파크 발생에 의한 조사 중단 시간 내에 조사 위치(D)에 위치했던 용기(2)가 리젝팅 위치(F)로 도달한 것을 검출하여 이 용기(2)를 리젝팅시키는 것을 특징으로 하는 전자선 살균 장치.
제 1 항에 있어서,

조사 창(46)이 용기(2)의 반송 방향을 따라 복수개 배치되고, 이들 복수개의 조사 창(46)의 길이의 합계가 스파크 발생에 의한 조사 중단 시간에 용기(2)가 이동되는 거리보다 긴 것을 특징으로 하는 전자선 살균 장치.
제 1 항 또는 제 2항에 있어서,

상기 용기 반송 수단(24)은 2개의 용기(2)를 상하에 유지하는 용기 지지 수단(36A, 36B)과 상하의 용기 지지 수단(36A, 36B)을 반전시키는 반전 수단(24f)을 구비하고, 용기(2)를 상하에 지지한 상태에서 조사 창(46)의 전면을 통과하도록 구성하고, 상하의 용기(2)에 각각 전자선이 조사되도록 조사 창(46)이 상하에 배치되 어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 살균 장치.