KR20080014849A - 개구 용기용 전자선 조사장치 - Google Patents

Abstract

저에너지의 전자선이라 하더라도, 전자선을 대상물에 균일하게 조사할 수 있는 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치를 제공한다. 그를 위해, 전자선 조사영역내에 발생시킨 복수의 자장을 서로 연결하여 형성한 자장 배리어(MF) 내에서 음료 용기(30)(대상물)에 전자선(EB)을 조사한다.

Description

전자선 조사방법, 전자선 조사장치 및 개구 용기용 전자선 조사장치 {ELECTRON BEAM APPLICATION METHOD, ELECTRON BEAM APPLICATION DEVICE, ELECTRON BEAM APPLICATION DEVICE FOR OPENING-EQUIPPED VESSEL}

본 발명은, 대상물에 전자선을 조사하는 전자선 조사방법, 및 전자선 조사장치에 관한 것으로, 특히, 예를 들면, 음식품, 물, 의약품, 한방약품, 화장품, 사료, 비료 등, 혹은 이들에 이용되는 포장재료 등을 상기 대상물로 하여, 그 살균을 행하기 위해서 바람직하게 사용할 수 있는 전자선 조사방법, 및 전자선 조사장치에 관한 것이며, 또한, 특히 플라스틱제의 개구 용기의 내외면을 살균하기에 적합한 개구 용기용 전자선 조사장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치로서는, 종래, 고에너지의 전자선을, 그 투과 작용을 이용하여 대상물에 조사하는 것이 일반적이었다. 그러나, 이러한 고에너지형의 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치에서는, 그 시설이 규모가 커지는 경향이 있고, 또한, 에너지 효율이 나쁘다고 하는 과제가 있다. 따라서, 시설의 간소화, 에너지 효율의 향상을 목적으로 하여, 저에너지의 전자선을 이용하는 동시에, 자장을 이용하여 전자를 편향시키거나 혹은 전자를 반사판으로 반사시킴으로써, 대상물에 전자선을 되도록 균일하게 조사시킬 수 있는 저에너지형 의 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치가 제안되고 있다.

예를 들면, 그 대표적인 예로서 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 기재된 기술이 개시되어 있다.

특허 문헌 1에 기재된 기술에서는, 전자선 조사영역을 향해서 전자선을 조사하는 전자선 조사수단과, 전자선 조사영역의 주위에 배치되어 복수의 자장을 발생시키는 복수의 자장 편향기를 구비하고 있다. 그리고, 입체적인 대상물을 전자선 조사영역내에 반송하는 반송수단을 더 구비한 전자선 조사장치가 개시되어 있다.

또한, 특허 문헌 2에 기재된 기술에서는, 전자선 조사영역내의 입체적인 대상물에 전자선을 조사하는 전자선 조사수단과, 대상물의 아래쪽에 배치한 자장 편향기와, 대상물을 반송하는 반송수단을 구비한 전자선 조사장치가 개시되어 있다.

이들 특허 문헌 1, 특허 문헌 2에 개시되어 있는 구성에 의하면, 반송수단으로 대상물을 전자선 조사영역내에 반송하고, 그 다음에, 전자선 조사수단으로 전자선을 발생하여 전자선 조사영역내에 조사하고, 이 조사된 전자선을 각각의 자장 편향기로 편향하는 것에 의해서, 대상물의 각 부분에 전자선을 조사할 수 있다.

그런데, 최근에는, 음료나 식품이나 의약품, 또는 화장품의 충전에 플라스틱제의 개구 용기가 많이 이용되고 있다. 이들 개구 용기는, 내용물의 충전전에, 내부를 멸균 처리하여 무균 상태로 하고, 그 후 내용물을 충전하여 밀봉을 행하고 있다. 개구 용기의 멸균 처리는, 설비가 대규모가 되는 약제를 이용하는 대신에 전자선을 사용하여, 고속으로 반송하는 개구 용기의 내외면을 멸균하는 것이 제안되어 있다.

예를 들면, PET병 등의 플라스틱제의 개구 용기는, 그 중심축이 반송 방향과 직교하도록, 즉 개구 용기를 옆으로 쓰러 뜨린 상태로 반송수단에 의해서, 전자선 발생수단의 전자선을 조사하는 조사영역까지 반송하고, 상부가 경사하여 설치된 다른 반송수단으로 개구 용기가 회전하면서 이동하도록 반송하고, 개구 용기를 회전하면서 전자선 발생수단의 조사 공간을 통과시켜, 이에 따라 개구 용기의 바깥면 및 내면의 모두에 전자선을 조사하여, 효율적으로 멸균 처리를 실시하는 전자선 조사장치가 제안되어 있다(특허 문헌 3 참조).

또 다른 예로서는, 전자선 발생수단을 세로로 긴 형상으로 배열설치하고, 이 전자선 발생수단의 전자선 조사창을 포함하여 그 전후부 소요 길이 범위에 걸쳐 방사선 불투과재에 의해 멸균 처리실을 구성하고, 처리 대상의 개구 용기를 용기 반송수단에 의해서, 멸균 처리실의 입구부로부터 출구부에 걸쳐 세운 위치 자세로 반송하고, 게다가 회전 부여 수단을 구비하고, 개구 용기에는 전자선 발생수단의 전자선 조사창에 이르기 직전 위치로부터 통과가 종료하기까지의 사이에 자전을 부여하여, 소형화를 도모하면서 개구 용기의 멸균 처리 효과를 높이는 전자선 조사장치가 제안되어 있다(특허 문헌 4 참조).

또는, 반송수단에 의해서 바로 세운 상태로 살균 처리실 내에 반송되는 용기의 내면을 전자선 조사로 살균할 수 있도록 하기 위해서, 전자선 조사장치로부터의 저에너지의 전자선을, 교류 자장에서 용기의 반송 방향을 따라서 주사하고, 방사상 노즐로 세분화하여 각 용기내에 차례로 주입함으로써, 하나의 전자선 조사수단으로 다수의 용기 내면의 살균을 실시할 수 있고, 장치 전체를 소형화할 수 있는 용기의 살균 방법 및 장치도 제안되어 있다(특허 문헌 5 참조).

특허 문헌 1 : 일본 특개 2002-308229호 공보

특허 문헌 2 : 일본 특개평11-281798호 공보

특허 문헌 3 : 일본 특개평10-268100호 공보

특허 문헌 4 : 일본 특개평11-1212호 공보

특허 문헌 5 : 일본 특개2002-104334호 공보

[발명의 개시]

여기서, 대상물의 전체면에 전자선을 균일하게 조사하려면, 자장 편향기의 배치나 그 자장 강도를 여러 가지로 변화시킬 필요가 있다. 그러나, 이러한 조사의 균일성을 유지하기 위한 제어는, 전자가 고속으로 발사되고 있기 때문에 매우 어렵고, 상기 각 특허 문헌의 기술에 의해서, 대상물의 전체면에 전자선을 균일하게 조사하기에는 여전히 불충분하다.

또한, 대상물이, 예를 들면 복잡한 요철이 있는 입체물인 경우나 시트형상 부재인 경우는, 전자선 조사수단의 조사부에 대해, 대상물의 반대면측에의 조사는, 전자를 편향했을 경우라 하더라도, 라마 반경이 크고, 플린징(Fringing)이 있기 때문에 조사가 곤란하다. 한편 대상물이나 반사판으로의 2차 전자에 의해서, 대상물의 반대면측에 전자선을 조사하는 것도 제안되어 있지만, 이러한 2차 전자는 공간 거리에 의한 손실이 크기 때문에, 그 조사량을 확보하여 균일하게 조사하는 것은 역시 어렵다.

또한, 이러한 종류의 전자선 조사장치로부터 조사된 전자선은, 대상물 이외에, 그 분위기인 주변 가스(기체)나 장치의 구조부에 충돌하여, 그 에너지를 더 소모해 버린다. 그 때문에, 대상물에 전자선의 균일한 조사를 보다 어려운 것으로 하고 있다.

또한, 상술한 바와 같은 문제는, 특히, 대상물을 연속적으로 반송하는 연속 라인에 적용하는 경우에는, 그 반송되는 대상물에 대해서, 저에너지의 전자선을, 그 에너지를 효율적으로 균일하게 조사하는 것이, 더욱 어려운 것이 되고 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 저에너지의 전자선이라 하더라도, 전자선을 대상물에 균일하게 조사할 수 있는 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 저에너지의 전자선이라 하더라도, 전자선의 에너지의 소모를 억제할 수 있는 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치, 및, 전자선의 에너지 소모를 억제하면서, 연속적으로 전자선을 조사할 수 있는 전자선 조사장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

그런데, 상기 특허 문헌 3에 기재된 전자선 조사장치에서는, 직립한 상태로 반송하고 있는 개구 용기를 일단 옆으로 쓰러뜨리고, 이 옆으로 쓰러뜨린 이송 상태로 조사 처리를 실시하는 것이기 때문에, 생산 라인중에 살균 장치를 배치하려면, 옆으로 쓰러뜨리는 기구나 일으키는 기구가 필요하게 되고, 이들 기구를 위해서 개구 용기의 반송 속도가 현저하게 저하하기 때문에, 개구 용기를 고속으로 반송하여 생산 효율의 향상이 요구되는 생산라인에 조립해 넣기 어려운 문제가 있다.

또한, 특허 문헌 4에 기재된 전자선 조사장치에서는, 각종 제품의 생산 라인중에 조립해 넣을 수 있지만, 개구 용기를 연속 반송중에 전자선 발생수단의 한 부분의 전자선 조사창 부분을 통과하는 과정에서, 개개의 개구 용기를 전자선으로 측면으로부터 조사하여 멸균 처리를 가하는 것이기 때문에, 개구 용기의 내외면을 충분히 멸균하려면, 반송 속도를 느리게 하거나, 고에너지의 전자선 발생수단을 이용해야만 하는 문제가 있다. 또한, 특허 문헌 5에 기재의 전자선 조사장치에서는, 생산 라인을 연속 반송되는 각 개구 용기의 조사 처리를 위해서, 하나의 전자선 조사수단에 다수의 방사상 노즐을 분기하여 설치할 필요가 있으므로 복잡한 구조가 되고, 개구 용기의 내부까지 충분히 전자선으로 조사하려면, 반송 속도를 떨어뜨릴 필요가 있고, 생산 라인의 효율 향상에 지장을 초래하는 문제가 있다.

즉, 본 발명의 다른 목적은, 개구 용기를 고속으로 반송하는 생산 라인에 조립해 넣을 수 있고, 게다가 저에너지의 전자선 발생수단을 이용하여, 부압을 유지한 조사 처리부내에서, 전자선에 의해서 개구 용기를 효과적으로 멸균 처리할 수 있는 개구 용기용 전자선 조사장치를 제공하는 것에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 복수의 전자선 발생수단을 적절히 배치하고, 생산 라인과 대략 동일한 고속으로 반송중인 각 개구 용기의 내외면을, 각 전자선 발생수단의 전자선으로 적절히 멸균 처리를 할 수 있는 개구 용기용 전자선 조사장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 대상물에 전자선을 조사하는 방법으로서, 전자선 조사영역내에 발생시킨 복수의 자장을 서로 연결하여 자장 배리어를 형성하고, 상기 자장 배리어내에서 대상물에 전자선을 조사하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 대상물에 전자선을 조사하는 전자선 조사장치로서, 대상물이 설치되는 전자선 조사영역내에 전자선을 조사하는 전자선 조사수단과, 상기 전자선 조사영역내에 발생시키는 복수의 자장을 서로 연결하여 상기 대상물을 둘러싸는 자장 배리어를 형성하는 자장 배리어 형성수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

여기서, 본 명세서에 있어서, '자장 배리어'란, 전자선 조사영역내에 복수의 자장을 발생시켜, 이들 복수의 자장을 서로 연결하여, 상호의 자장을 합성한 것을 말한다. 또한, 예를 들면 상기 특허 문헌 1에서는, 전자선 조사영역내에서 복수의 자장을 발생시키고는 있지만, 각각은 단일의 자장으로서 형성되어 있으며, 본 발명과 같이 상호의 자장을 서로 연결한 자장 배리어를 구성하는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 전자선 조사영역내에서 발생시킨 복수의 자장을 서로 연결하는 것에 의해서 자장 배리어를 형성하고 있다. 그 때문에, 이 자장 배리어내에서 대상물에 전자선을 조사하는 것에 의해서, 대상물에 조사하는 전자선을 자장 배리어내에 가두는 동시에, 여러 가지 각도로 반사시킬 수 있다. 따라서, 대상물에 전자선을 효율적이고 균일하게 조사할 수 있다.

여기서, 상기 자장 배리어는, 카스프 자장 또는 밀러 자장으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 자장 배리어내에, 보다 에너지 손실이 없도록 전자를 가두는 것이 가능해진다. 또한, 전자 반사 방향의 무질서성을 보다 효과적으로 얻을 수 있다. 그 때문에, 대상물에 대해, 보다 효율적인 전자선의 조사가 가능해진다.

또한, 상기 자장 배리어 형성수단은, 그 발생시키는 자장의 강도를 조정하여 상기 자장 배리어내에서의 전자선의 반사 거리 및 반사 방향의 적어도 한쪽을 바꿀 수 있도록 되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 전자 반사 방향의 무질서성을 더 효과적으로 얻을 수 있다. 그 때문에, 대상물에 더 효율적으로 균일한 전자선의 조사가 가능해진다.

또한, 상기 자장 배리어 형성수단은, 그 발생시키는 자장의 방향 조정, 및 회전 자계의 발생 유무 중 적어도 한쪽에 의해서, 상기 자장 배리어내에서의 전자선의 반사 방향을 바꿀 수 있도록 되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 전자 반사 방향의 무질서성을 더 효과적으로 얻을 수 있다. 그 때문에, 대상물에 더 효율적으로 균일한 전자선의 조사가 가능해진다.

또한, 상기 자장 배리어 형성수단은, 상기 전자선 조사영역내에서의 대상물을 둘러싸도록 배치되어 상기 자장을 각각 발생하는 복수의 자장 발생체를 가진 구성을 적절하게 채택할 수 있다. 이러한 구성이면, 대상물을 둘러싸는 자장 배리어를 형성하는 데에 적합한 구성으로 할 수 있다. 그리고, 저에너지의 전자선을 이용하면서, 대상물에 전자를 균일하게 조사하는 데에 적합하다.

또한, 이러한 자장 발생체는, 영구자석, 전자석 또는 원형 코일중의 어느 하나를 구비하여 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 소망의 자장을 적절한 조건에 맞추어 효율적으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 대상물을 내부에 수용함과 동시에, 해당 대상물 주위의 분위기를 진공 상태, 또는, 부압으로부터 정압까지의 분위기 가스로 충만된 상태로 관리하는 조사조(照射槽)를 더 구비하고, 상기 분위기 가스는, 공기, 산소, 질소, 수소, 이산화탄소, 아르곤, 및 헬륨으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 것임이 바람직하다. 이러한 구성이면, 특히 분위기를 진공 상태, 또는, 부압의 분위기 가스로 충만된 상태로 관리함으로써, 전자의 에너지 손실을 보다 경감할 수 있다. 또한, 상압의 분위기라 하더라도, 분위기 가스로서 비중이 작은 헬륨 등의 가스를 이용하면, 분위기 가스가 공기 등 비중의 것보다 큰 가스인 경우에 비해, 전자의 에너지 손실을 보다 경감할 수 있다. 또한, 정압의 분위기라 하더라도, 그 압력 레벨에 따라서도 다르지만, 분위기 가스로서 비중이 작은 헬륨 등의 가스를 이용함으로써, 전자의 에너지 손실을 충분히 작은 것으로 할 수 있다. 그리고, 대상물의 종류나 조사 목적에 따라서, 분위기 가스를 적절하게 선택하여, 대상물 주위의 분위기를 소정 상태로 관리할 수 있다.

또한, 상기 전자선 조사수단은, 그 조사하는 전자선의 조사각도를 바꿀 수 있는 조사각도 변경수단을 가진 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 전자선 조사영역내에 조사하는 전자선의 진입 각도를 바꿀 수 있다. 그 때문에, 전자가 자장 배리어에 여러 가지 각도로 쏘여져, 보다 다방향으로부터의 무질서한 조사가 가능해진다. 따라서, 대상물에 대해, 더 효율적으로 균일한 전자선의 조사를 할 수 있다.

또한, 상기 대상물을 상기 전자선 조사영역을 통과할 수 있도록 반송하는 대상물 반송수단을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 해당 대상물을 흐르게 하고 있는, 배치식의 생산 라인 혹은 연속식의 생산 라인의 중간에 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 대상물을 용기 또는 시트형상 부재로 하고, 해당 용기 또는 시트형상 부재에 전자선을 조사하여 이것의 살균에 이용하는 용도에 적합하게 이용할 수 있다. 즉, 본 발명은, 복잡한 형상의 입체물로부터 평면형상의 것까지, 대상물의 종류나 형상에 따라 적용할 수 있는 것으로서, 그 대상물에 대해 전자선을 효율적이고 균일하게 조사할 수 있는 것이며, 예를 들면, 청량 음료수용 등의 이른바 PET병(패트병) 기타 플라스틱제의 속이 빈 용기에 전자선을 조사하여 이것을 살균하는 용도나, 유음료(乳飮料)용 등의 종이 용기로서 조립하기 전의 지제(紙製)의 시트에 전자선을 조사하여 이것을 살균하는 용도 등으로 적합하게 이용할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 대상물에 전자선을 조사하는 방법으로서, 전자선 조사영역내에 회전 자계를 발생시켜, 상기 회전 자계내에서 대상물에 전자선을 조사하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 대상물에 전자선을 조사하는 전자선 조사장치로서, 대상물을 내부에 수용하여 전자선 조사영역을 만드는 조사조와, 그 조사조내에 전자선을 조사하는 전자선 조사수단과, 상기 조사조내에 상기 대상물을 둘러싸는 회전 자계를 발생시키는 자계 발생수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

여기서, 본 발명에서의 '회전 자계'란, 발생시킨 자계를, 대상물을 둘러싸도록 회전시키는 것이며, 발생시킨 자계 자체가 대상물의 둘레에서 회전하는 경우, 자계 자체는 회전시키지 않지만 대상물을 둘러싸는 자계내에서 해당 대상물을 회전시켜 상대적으로 회전하는 자계로 했을 경우, 및 자계 자체를 대상물의 둘레에서 회전시키는 동시에, 해당 대상물을 둘러싸는 해당 자계내에서 해당 대상물도 회전시키는 경우중의 하나도 포함한 의미이다.

본 발명에 의하면, 전자선 조사영역내에서 대상물을 둘러싸는 회전 자계를 발생시키고 있다. 그리고, 이 회전 자계내에서 대상물에 전자선을 조사하고 있으므로, 조사된 전자선은, 회전 자계 내부에서 회전 방향으로 편향되기 때문에, 그 에너지가, 대상물 이외의 구성부에 충돌하여 소모되는 경우가 없는 동시에, 대상물에 조사한 전자선을 회전 자계에서 편향시키는 것에 의해서, 대상물에 전자선을 특히 둘레방향에서 균일하게 조사할 수 있다.

여기서, 상기 자계 발생수단은, 상기 대상물을 둘러싸는 범위에 걸쳐 복수의 회전 자계를 발생시키도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 복수의 회전 자계가 서로 연결되어, 소위 대상물 전체를 둘러싸는 배리어로서 형성된다. 이에 따라, 전자를 가두도록 하는 것에 의해, 에너지의 소모를 적절하게 억제하여, 대상물에 전자선을 균일하게 조사하는데에 보다 적합하다.

또한, 상기 자계 발생수단은, 상기 복수의 회전 자계를, 각각 별개로 발생 가능한 구성이면 보다 바람직하다. 이러한 구성이면, 전자 반사 방향의 무질서성을 보다 효과적으로 얻을 수 있다. 그 때문에, 대상물에 대해서, 보다 효율적인 전자선의 조사가 가능해진다.

또한, 예를 들면 개별적으로 발생시키는 회전 자계를 대상물에 대해서 단계적으로(예를 들면 상하로 연장되는 부재이면, 그 상부, 중앙부, 하부 등으로 구분한 각 구분마다) 이동시키면서 전자선을 조사하면, 대상물 전체에 골고루 조사시키는 데에 효과적이다.

또한, 상기 자계 발생수단은, 그 발생시키는 회전 자계의 회전 방향을 바꾸는 것에 의해서, 상기 회전 자계내에서의 전자선의 반사 방향을 바꿀 수 있도록 되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 전자 반사 방향의 무질서성을 더 효과적으로 얻을 수 있다. 그 때문에, 대상물에 더 효율적으로 균일한 전자선의 조사가 가능해진다. 또한, 상기 자계 발생수단은, 상기 조사조내에서의 대상물을 둘러싸도록 배치되어 자장을 각각 발생하는 복수의 자장 발생체를 가진 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 대상물을 둘러싸는 회전 자계를 형성하는 데에 적합한 구성으로 할 수 있다.

또한, 상기 자장 발생체는, 둥근고리형상의 자계 발생 코일로 구성되어 있으며, 상기 회전 자계는, 해당 자계 발생 코일에 통전함으로써 발생하도록 되어 있는 구성도 적합하게 채택할 수 있다. 이러한 구성이라 하더라도, 대상물을 둘러싸는 회전 자계를 형성하는 데에 적합한 구성으로 할 수 있다. 한편 상기의 통전용의 전원으로서는, 교류 전원을 이용할 수 있고, 그 상(相)의 수는, 예를 들면 3상 교류여도 좋고, 3상 이상의 다상 교류여도 좋다. 그리고, 저에너지의 전자선을 이용하면서, 대상물에 전자를 균일하게 조사하는 데에 적합하다. 또한, 상기 자계 발생수단은, 상기 자계 발생 코일에 통전하는 교류 전압의, 예를 들면 실효가를 변화시켜, 회전 자계의 강도를 바꿀 수 있게 되어 있으면 바람직하다. 이러한 구성이면, 전자의 회전하는 방향을 보다 무질서하게 할 수 있고, 더욱 효율적으로 균일한 전자선의 조사가 가능해진다.

또한, 상기 자장 발생체는, 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석과, 해당 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석을 그 중심축 둘레에서 회전시키는 자장 발생체 회전수단을 가지며 구성되어 있고, 상기 회전 자계는, 해당 자장 발생체 회전수단으로, 상기 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석을 회전시킴으로써 발생하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 소망의 회전 자계를 적절한 조건에 맞추어 효율적으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 자장 발생체는, 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석과, 해당 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석의 중심축 주위에서 상기 대상물을 회전시키는 대상물 회전수단을 가지며 구성되어 있고, 상기 회전 자계는, 해당 대상물 회전수단으로, 상기 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석의 안쪽에서 상기 대상물을 회전시킴으로써 상기 대상물에 상대적으로 회전하는 자계로서 발생되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 소망의 회전 자계를 적절한 조건에 맞추어 효율적으로 형성할 수 있다.

또한, 상기 자계 발생수단은, 상기 자장 발생체를, 그 발생하는 회전 자계의 축선방향으로 이동시키는 축선방향 이동수단을 더 구비하여 구성되어 있는 것은 바람직하다. 이러한 구성이면, 전자 반사 방향의 무질서성을 더 효과적으로 얻을 수 있다. 그 때문에, 대상물에 더 효율적이고, 또한, 축방향에 있어서도 보다 균일한 전자선의 조사가 가능해진다.

또한, 상기 대상물을 내부에 수용함과 동시에, 해당 대상물 주위의 분위기를 진공 상태, 또는, 부압으로부터 정압까지의 분위기 가스로 충만된 상태로 관리하는 조사조를 더 구비하고, 상기 분위기 가스는, 공기, 산소, 질소, 수소, 이산화탄소, 아르곤, 및 헬륨으로부터 선택된 하나 또는 복수인 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 특히 분위기를 진공 상태, 또는, 부압의 분위기 가스로 충만된 상태로 관리함으로써, 전자의 에너지 손실을 보다 경감할 수 있다. 또한, 상압의 분위기라 하더라도, 분위기 가스로서 비중이 작은 헬륨 등의 가스를 이용하면, 분위기 가스가 공기 등 비중이 보다 큰 가스인 경우에 비해, 전자의 에너지 손실을 보다 경감할 수 있다. 또한, 정압의 분위기라 하더라도, 그 압력 레벨에 따라서도 다르지만, 분위기 가스로서 비중이 작은 헬륨 등의 가스를 이용함으로써, 전자의 에너지 손실을 충분히 적은 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 전자선 조사수단은, 그 조사하는 전자선의 조사각도를 바꿀 수 있는 조사각도 변경수단을 가진 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 전자선 조사영역내에 조사하는 전자선의 진입 각도를 바꿀 수 있다. 그 때문에, 전자가 회전 자계에 여러 가지 각도로 쏘여져, 보다 다방향으로부터의 무질서한 조사가 가능해진다. 따라서, 대상물에 대해, 더 효율적으로 균일한 전자선의 조사를 할 수 있다.

또한, 상기 대상물을 상기 전자선 조사영역(또는 조사조내)을 통과할 수 있도록 반송하는 대상물 반송수단을 더 구비하고 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 해당 대상물을 흐르게 하고 있는, 배치식의 생산 라인 혹은 연속식의 생산 라인의 중간에서 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 대상물을 용기 또는 시트형상 부재로 하고, 해당 용기 또는 시트형상 부재에 전자선을 조사하여 이것의 살균에 이용하는 용도로 적합하게 이용할 수 있다. 즉, 본 발명은, 복잡한 형상의 입체물로부터 평면형상의 것까지, 대상물의 종류나 형상에 따라 적용할 수 있는 것으로서, 그 대상물에 대해 전자선을 효율적이고 균일하게 조사할 수 있는 것이며, 예를 들면, 청량 음료수용 등의 이른바 PET병(패트병) 그 외의 플라스틱제의 속이 빈 용기에 전자선을 조사하여 이것을 살균하는 용도나 유음료용 등의 종이 용기로서 조립하기 전의 지제의 시트에 전자선을 조사하여, 이것을 살균하는 용도 등에 적합하게 이용할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 전자선을, 대상물을 내부에 수용하는 전자선 조사조내에 상기 대상물의 표면에 균일하게 조사할 수 있는 전자선 조사수단으로부터 조사하는 방법으로서, 상기 전자선 조사수단 주위의 분위기를 제1 부압으로 관리된 분위기로 하고, 상기 전자선 조사조내를 상기 제1 부압보다도 절대 압력이 높은 제2 부압으로 관리된 분위기로 하여 상기 전자선을 조사하는 것을 특징으로 하고 있다.

또한, 본 발명은, 내부에 대상물이 수용되는 전자선 조사조와, 그 전자선 조사조내에 상기 대상물의 표면에 균일하게 조사할 수 있는 전자선 조사수단을 구비한 전자선 조사장치로서, 상기 전자선 조사수단은, 내부의 압력을 유지 가능한 전자선 발생실내에 설치되어 있으며, 상기 전자선 조사조는, 그 내부의 압력을 상기 전자선 발생실과는 별개로 유지할 수 있도록 상기 전자선 발생실에 인접되어 구성되어 있으며, 또한, 상기 전자선 발생실내를 제1 부압으로 관리함과 동시에, 상기 전자선 조사조내를 상기 제1 부압보다도 절대 압력이 높은 제2 부압으로 관리하는 압력 관리 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 전자선 조사수단 주위의 분위기를 제1 부압으로 관리된 분위기로 하고, 전자선 조사조내를 제1 부압보다도 절대 압력이 높은 제2 부압으로 관리된 분위기로 하여 전자선을 조사하도록 하고 있으므로, 그 분위기인 주변 가스(기체)는 적어지고, 주변 가스(기체)와의 충돌에 의한 전자선의 에너지의 소모를 억제할 수 있다.

여기서, 상기 압력 관리수단은, 상기 제2 부압의 높이를 바꾸는 것에 의해 전자의 발산 정도를 변화시키도록 되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 전자선 조사조(이하, 간단히 '조사조'라고도 한다) 내에서의 제2 부압의 높이를 바꾸는 것에 의해, 전자의 발산 정도를 변화시킬 수 있으므로, 전자 비정(飛程) 방향의 무질서성을 얻을 수 있다. 그 때문에, 대상물에 대해, 보다 효율적인 전자선의 조사가 가능해진다.

또한, 내부의 압력을 별개로 유지할 수 있도록 구성되어 상기 전자선 조사조에 인접해서 설치되는 복수의 예비실과, 그 복수의 예비실과 상기 전자선 조사조의 사이에 상기 대상물을 반송하는 대상물 반송수단을 구비하고, 상기 복수의 예비실로서, 상기 전자선 조사조내를 향해서 상기 대상물을 상기 대상물 반송수단으로 이송 가능한 위치에 설치되는 전(前)예비실과, 상기 전자선 조사조내로부터 상기 대상물을 상기 대상물 반송수단으로 이송 가능한 위치에 설치되는 후(後)예비실을 적어도 가지며 구성되어 있고, 또한, 상기 압력 관리수단은, 상기 복수의 예비실의 내부의 압력을 상기 전자선 조사조와는 별개로 관리하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 대상물을 흐르게 하고 있는, 배치식의 생산 라인 혹은 연속식의 생산 라인의 중간에 본 발명을 적용할 수 있다. 특히, 대기로부터 연속적으로 전자선 조사실에 대상물이 반입 및 반출되어, 상기 대상물을 연속적으로 흐르게 하도록 라인을 구성함에 있어서, 전자선 조사조의 전후에 예비실을 각각 설치하고 있으므로, 상기 제2 부압의 높이를 적합하게 유지할 수 있다.

또한, 상기 복수의 예비실을 구비한 구성에 있어서, 상기 전예비실 및 후예비실내의 압력을, 상기 제2 부압의 높이에 맞추도록 바꾸는 구성이 바람직하다. 이러한 구성이면, 상기 전자선 조사조내에서의 제2 부압의 유지가 보다 확실해진다.

또한, 상기 조사조내의 분위기는, 공기, 산소, 질소, 수소, 이산화탄소, 아르곤, 및 헬륨으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 것임이 바람직하다. 이러한 구성이면, 예를 들면 비중이 작은 헬륨 등을 이용하여, 분위기를 제2 부압 상태로 관리하여, 전자의 에너지 손실을 보다 경감할 수 있다. 그리고, 대상물의 종류나 조사 목적에 따라서, 분위기의 가스를 적절하게 선택하여, 대상물 주위의 분위기를 소정 상태로 관리할 수 있다.

또한, 상기 복수의 예비실은, 상기 조사조에 대해서, 직렬 또는 병렬로 배치되어 있는 구성으로 하면, 대상물 반송수단을 구성함에 있어서, 그 레이아웃이 용이하다.

또한, 상기 예비실은, 반송 방향으로 연속하여 복수 설치되어 있으며, 인접한 예비실은, 회전식의 문 및 래비린스 시일(labyrinth seal) 구조중의 적어도 한쪽을 가진 격벽으로 상호 나누어져 있는 구성으로 하면, 압력의 리크(leak)를 억제하면서 대상을 연속적으로 반송 가능한 구성으로 하는 데에 적합하다. 또한, 대상물이 연속한 시트형상인 경우는, 래비린스 시일 구조를 이용하는 것이 적합하다.

또한, 상기 전예비실, 전자선 조사조 및 후예비실은, 상기 제2 부압을 관리할 때에 사용하는 리크 가스로서, 무진(無塵) 및 무균중의 적어도 한쪽의 조건을 만족하는 클린 에어(clean air)가 공급되는 구성으로 하면, 예를 들면, 음식품, 물, 의약품, 한방약품, 화장품 등, 혹은 이들에 이용되는 포장재료 등을 상기 대상물로 하는 데에 보다 바람직하다.

또한, 상기 전예비실, 전자선 조사조 및 후예비실은, 각각 다단계로 압력 제어가 가능하도록 되어 있으며, 기류를 소망의 방향으로 흐르게 하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 구성이면, 예를 들면, 기류를 후공정으로부터 전공정을 향해서 흐르도록 하면, 미처리 공정(전공정)으로부터의 부유균(浮遊菌)이나 먼지가 유입하는 것, 및 살균되어 사멸한 세균 등을 포함한 가스가 무질서하게 비산하는 것을 적절하게 방지하는 구성으로 할 수 있다.

또한, 상기 대상물은 용기 또는 시트 부재이며, 해당 용기 또는 시트 부재에 전자선을 조사하여 이것의 살균에 이용하는 용도로 바람직하게 이용할 수 있다. 즉, 본 발명은, 복잡한 형상의 입체물로부터 평면형상의 것까지, 대상물의 종류나 형상에 따라 본 발명을 이용할 수 있지만, 예를 들면, 청량 음료수용 등의 이른바 PET병(페트병) 기타 플라스틱제의 속이 빈 용기나, 포장지, 플라스틱 필름 등의 시트 부재에 전자선을 조사하여 이것을 살균하는 용도 등으로 적합하게 이용할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 개구 용기용 전자선 조사장치로서, 감압 수단을 구비하여 부압상태를 유지하는 조사 처리조의 측면부에 전(前)압력 조정조와 후(後)압력 조정조를 일체로 결합하여 설치하고, 상기 각 조내에 각각 회전 반송체를 회전할 수 있게 배치하고, 상기 각 회전반송체의 바깥면에 대략 등간격으로 개구 용기를 유지하는 복수의 유지 기구를 마련함과 동시에, 전압력 조정조측으로부터 후압력 조정조측까지 각 회전반송체의 상호간에 개구 용기를 순서대로 받아 넘길 수 있도록 이루어지고, 상기 전압력 조정조와 후압력 조정조내의 회전 반송체에, 각 유지 기구를 구분하도록 격벽을 돌출형성하여 회전 반송체의 이동시에 상기 각 격벽과 조벽면으로 복수의 작은 구획을 형성시키고, 상기 전압력 조정조에 있어서의 개구 용기의 반입측으로부터 조사 처리조측까지의 범위 및 후압력 조정조에 있어서의 개구 용기의 조사 처리조측으로부터 반출측까지의 범위의 상기 작은 구획을 감압하는 감압수단을 구비하고, 적어도 하나의 전자선 조사수단을 상기 조사 처리조에 배치하여 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 개구 용기용 전자선 조사장치에 의하면, 부압을 유지한 조사 처리부내에서 조사 처리를 실시하기 위해서, 저에너지의 전자선 발생수단을 이용할 수 있고, 개구 용기를 효과적으로 전자선으로 살균 처리할 수 있다. 게다가, 유지 기구로 개구 용기를 수직으로 유지하여 고속 반송중에, 전자선에서의 멸균 처리를 할 수 있기 때문에, 생산 라인에 조립해 넣어 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 개구 용기용 전자선 조사장치는, 감압수단을 구비하여 부압상태를 유지하는 조사 처리조의 측면부에 전압력 조정조와 후압력 조정조를 일체로 결합하여 설치하고, 상기 각 조내에 각각 회전 반송체를 회전 가능하도록 배치하고, 상기 각 회전반송체의 바깥면에 대략 등간격으로 개구 용기를 유지하는 복수의 유지 기구를 설치하는 동시에, 전압력 조정조측으로부터 후압력 조정조측까지 각 회전반송체의 상호간에 개구 용기를 순서대로 받아 넘길 수 있도록 이루어지고, 상기 전압력 조정조와 후압력 조정조내의 회전 반송체에, 각 유지 기구를 구분하도록 격벽을 돌출형성하여 회전 반송체의 이동시에 상기 각 격벽과 조벽면으로 복수의 작은 구획을 형성시켜, 상기 전압력 조정조에 있어서의 개구 용기의 반입측으로부터 조사 처리조측까지의 범위 및 후압력 조정조에 있어서의 개구 용기의 조사 처리조측으로부터 반출측까지의 범위의 상기 작은 구획을 감압하는 감압수단을 구비하고, 복수의 전자선 조사수단을 상기 조사 처리조의 개구 용기의 반송 원호에 따른 위치에 배치하여 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 개구 용기용 전자선 조사장치에 의하면, 복수의 전자선 발생수단을, 조사 처리조의 반송 원호에 따른 위치에 배치했으므로, 생산 라인과 대략 마찬가지로 고속 반송하고 있는 각 개구 용기의 내외면에 대한 전자선에 의한 멸균 처리를, 보다 효과적으로 실시할 수 있다.

여기서, 본 발명에 따른 개구 용기용 전자선 조사장치에 있어서, 상기 조사 처리조는 그 직경을, 상기 전압력 조정조 및 후압력 조정조보다 크게 형성하고, 상기 조사 처리조의 상부에 복수의 상기 전자선 조사수단을 배열하여 구성하는 것은 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 개구 용기용 전자선 조사장치에 있어서, 전자선의 전자선 조사실이 되는 상기 조사 처리조내에는, 상기 각 전자선 조사수단에 대향하는 위치에서, 또한 전자선을 조사하는 개구 용기의 높이 방향이 다른 위치에 각각 전자선을 편향시키는 전자선 편향수단을 배치하여 구성하는 것은 바람직하다.

또한, 복수의 상기 전자선 편향수단은, 전자선의 편향 방향이 개구 용기의 중심축에 대해서, 각도가 다른 원주 방향으로 구부러지도록 배치하여 구성하면 보다 바람직하다.

또한, 상기 조사 처리조내의 회전 반송체에 설치하는 복수의 유지 기구 부분에, 각각 회전 반송체의 이동에 따른 회전 구동력으로 개구 용기를 자전시키는 자전 기구를 설치하여 구성하면 보다 바람직하다.

본 발명에 따른 개구 용기용 전자선 조사장치에 의하면, 부압을 유지한 조사 처리부내에서 조사 처리를 실시하기 때문에, 저에너지의 전자선 발생수단을 이용할 수 있고, 개구 용기를 효과적으로 전자선으로 살균 처리할 수 있다. 게다가, 유지 기구로 개구 용기를 수직으로 유지하여 고속 반송중에, 전자선으로의 멸균 처리를 할 수 있기 때문에, 생산 라인에 조립해 넣어 사용할 수 있다.

또한, 본 발명과 같이 개구 용기용 전자선 조사장치를 구성하면, 개구 용기를 전 및 후공정 라인과 같은 직립 상태인 채로 회전 반송을 실시하므로, 개구 용기의 반송기구 부분이 회전하는 구조가 되기 때문에, 반송기구에 무리한 힘이 가해지지 않고 마모도 극히 적으며, 장기간 사용할 수 있을 뿐더러, 개구 용기에 분진이 부착할 우려도 없기 때문에, 음료 등의 생산 라인에 적용하기에 적합하다.

[도 1] 본 발명의 제1 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다.

[도 2] 자장 배리어내에서의 전자의 궤도를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이다.

[도 3] 본 발명의 제2 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다.

[도 4] 본 발명의 제3 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다.

[도 5] 본 발명의 제4 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다.

[도 6] 본 발명의 제5 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다.

[도 7] 본 발명의 제6 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다.

[도 8] 본 발명의 제7 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다.

[도 9] 본 발명의 제8 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다.

[도 10] 본 발명의 제9 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다.

[도 11] 본 발명의 제10 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다.

[도 12] 본 발명의 제9 실시형태에 따른 전자선 조사장치에서의 제어반으로 실행되는 압력 관리 처리의 플로우챠트이다.

[도 13] 본 발명의 제10 실시형태에 따른 전자선 조사장치에서의 제어반으로 실행되는 압력 관리 처리의 플로우챠트이다.

[도 14] 본 발명의 제11 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다.

[도 15] 본 발명의 제12 실시형태에 따른 개구 용기용 전자선 조사장치의 원리를 나타내는 개략도이다.

[도 16] 본 발명의 제12 실시형태인 개구 용기용 전자선 조사장치를 일부 단면으로 하여 나타내는 개략 평면도이다.

[도 17] 도 16을 일부 단면으로 나타내는 개략 측면도이다.

[도 18] 본 발명의 개구 용기용 전자선 조사장치에 이용하는 전자선 조사수단 부분의 일례를 나타내는 종단면도이다.

[도 19] 본 발명의 개구 용기용 전자선 조사장치에 이용하는 개구 용기의 유 지 기구 부분을 나타내는 개략 구성도이다.

[도 20] 본 발명의 개구 용기용 전자선 조사장치에 이용하는 전자선 편향수단의 배치예를 나타내는 개략도이다.

[부호의 설명]

1, 21, 31, 60, 70 챔버(조사조) 2 차폐 재료

3 전자선 발생실 3a 전자선 유닛(전자선 조사수단)

4, 19, 23 영구자석(자장 발생체) 5, 20 전자선 조사창

6 가스 봉입구 7 가스 흡인구

8, 9 작은 구획(작은 방) 10 전자 편향기(조사각도 변경수단)

11, 69 진공 배기 장치 11E, 21E, 31E 회전 반송체

12 (헬륨 가스) 봄베 13 고정구

14 턴테이블 15 지지축

17 가대 18 챔버 안둘레벽

22 자석 지지 부재 26 대상물 회전기구

27 차폐문

28 대상물 반송 장치(대상물 반송수단)

30 음료 용기(대상물) 31 시트 부재(대상물)

32 전방 게이트 밸브 33 후방 게이트 밸브

34, 61, 75 전압력 조정조(전예비실)

35, 62, 76 후압력 조정조(후예비실)

41 실린더 밸브 42 수동 밸브

43 가변 유량밸브 50 공기 도입구

51, 52 필터 51a 팬

53 바이오 필터

54 클린 에어 발생장치(청정 공기 발생장치)

63 외부 프레임 64 내부 프레임

65 유지 기구(핸드 기구) 66 격벽

67, 68 배관 69 진공 배기 장치

70 회전 테이블 71 자계 발생 코일

72 교류 전원 73 영구자석

74 요크 75 타이밍 벨트

76 풀리 77 모터

78 실린더 81 3상 인버터

83 전자석 87 갭 롤러

88 롤러 89 프레임

90 슬라이드 이동 장치 91 얹어놓음 접시

92 연결축 93 축받이

94 연결 부재 95 지지 아암

96 (자계 발생 코일용의) 캠면 97 (대상물 받침대용의) 캠면

98 (자계 발생 코일용의) 캠 종동자

99 (대상물 받침대용의) 캠 종동자

100 반송기구 118 구동 기구

145 전자선 편향기 146 보호판

147 전자선 수속기 148 수냉 파이프

149 클램프 레버 150 자전 기구

151 구동 원판 152 구동 롤러

153 연결 구동 수단 G 틈(간격)(갭)

EB 전자선 MF, MF2 자장 배리어

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

이하, 본 발명의 실시형태에 대해서, 도면을 적절히 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 각 실시형태에서는, 대상물로서, 청량 음료수용 등의 PET 병(페트병) 등의 복잡한 형상을 한 속이 빈 음료 용기(30)에 전자선을 조사하여 이것을 살균하는 용도에 본 발명에 따른 전자선 조사장치를 적용한 예이다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다. 한편 동일 도면에서는, 전자선 조사장치의 본체 부분을 이루는 대략 원통 형상의 전자선의 조사조를, 그 축선을 포함한 단면으로 나타내고 있다.

이 전자선 조사장치는, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 전자선(EB)의 조사조인 챔버(1)를 구비하고 있다. 이 챔버(1)는, 그 내부에 음료 용기(30)를 수용하기에 충분한 크기를 가진 내압 구조의 밀봉 용기이며, 축선을 상하로 하는 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 챔버(1)의 재질은, 강재, 혹은 스테인레스강제이며, 또 한 도시하지 않지만, 그 주위는 X선을 차폐할 수 있는 차폐 재료로 둘러싸여 있다.

챔버(1)의 상부에는, 전자선 조사영역이 되는 챔버내를 향해서 전자선을 조사하는 전자선 조사수단(3)을 구비하고 있다. 전자선 조사수단(3)은, 챔버(1)의 상부에 밀접하여 설치되는 전자선 조사창(5)을 복수 개소(이 예에서는 3개소) 가지고 있으며, 각 전자선 조사창(5)으로부터 전자선을 챔버(1)내에 조사할 수 있는 구조가 되어 있다. 이 전자선 조사수단(3)은, 저에너지의 전자선을 조사할 수 있고, 그 본체에서의 출력은 200kV 이하로 설정되어 있다. 한편 각 전자선 조사창(5)과 챔버(1)내와의 사이에는, 챔버(1)내를 향해서 여러 가지 각도로 전자를 돌입시키기 위해서, 고리형상의 전자 편향기(10)가 각각 사이에 장착되어 있다. 즉, 이 전자 편향기(10)는, 전자선 조사수단(5)이 조사하는 전자선의 조사각도를 바꿀 수 있는 조사각도 변경수단이 되고 있다.

챔버(1)에는, 전자선 조사영역의 주위를 둘러싸도록 복수의 영구자석(4)이 소정의 위치{이 예에서는, 챔버(1)의 외벽면}에 배열되어 있다. 이들 복수의 영구자석(4)은, 전자선 조사영역내에 각각이 자장을 발생 가능하도록 되어 있으며, 상기 소정의 위치로서 상호의 자장을 서로 연결 가능한 위치에 각각 배치되어 있다. 여기서, 이들 복수의 영구자석(4)의 상호의 자장은, 카스프 자장을 구성하도록 되어 있다. 즉, 이들 복수의 영구자석(4)은, 챔버 안둘레벽(18)을 따라서 음료 용기(30)를 둘러싸도록 상호의 자장이 합성되어 카스프 자장에 의한 자장 배리어(MF)를 형성 가능하도록 되어 있다. 한편 상기 자장 발생체에는, 각 영구자석(4)이 대응한다. 또한, 이들 복수의 영구자석(4) 전체가 상기 자장 배리어 형성수단에 대 응하고 있다.

또한, 챔버(1)의 벽면에는, 가스 봉입구(6)와, 가스 흡인구(7)와 공기 도입구(50)가 설치되어 있다. 가스 흡인구(7)는, 배관 및 가스 배기 밸브(7A)를 개재하여 진공 배기 장치(11)에 접속되어 있다. 한편, 가스 봉입구(6)는, 배관 및 가스 흡기 밸브(6A)를 개재하여 헬륨 가스가 저장된 봄베(12)에 접속되어 있다. 또한, 공기 도입구(50)는, 리크구로서 기능하는 것으로서, 대기측에 개방되는 배관이 접속되어 있으며, 이 배관의 중간에 공기 도입밸브(50A) 및 필터(51)이 설치되어 있다. 이에 따라, 이 전자선 조사장치는, 챔버(1)내에서 음료 용기(30) 주위의 분위기를 소정 상태로 관리 가능하도록 되어 있다. 보다 구체적으로는, 이 전자선 조사장치는, 가스 배기 밸브(7A)를 여는 것에 의해, 소정 상태로서 진공 배기 장치(11)에 의해서 가스 흡인구(7)로부터 챔버(1) 내부의 공기 내지 가스를 흡인하여, 챔버(1)내를 부압 상태로 하는 것이 가능하도록 되어 있다. 또한, 가스 흡기 밸브(6A)를 여는 것에 의해, 가스 봉입구(6)로부터 챔버(1)내에, 비중이 가벼운 헬륨 가스를 공기에 대체하여 봉입할 수 있도록 되어 있다. 또한, 공기 도입밸브(50A)를 여는 것에 의해, 공기 도입구(50)로부터 챔버(1)내에, 대기측의 공기를 도입하여, 챔버(1)내를 대기 해방 상태로 하는 것이 가능하도록 되어 있다. 한편 상기의 가스 흡기 밸브(6A), 가스 배기 밸브(7A) 및 공기 도입밸브(50A)를, 각각, 전기나 공기압 등에 의해 구동되며, 원거리 제어 가능한 밸브로 하면, 챔버내의 분위기 관리의 자동화가 가능해져 바람직하다.

또한, 이 전자선 조사장치는, 챔버(1)의 벽면에 개폐가 가능하도록 설치된 도시하지 않은 대상물 반입구를 가진다. 그리고, 이 대상물 반입구로부터 챔버(1)내에 음료 용기(30)를 반입출하는 대상물 반송수단인 대상물 반송장치(도시하지 않음)를 더 구비하고 있다. 대상물 반송장치는, 와이어 등의 선재로 구성된 고정구 (13)를 가진다. 이 고정구(13)는, 음료 용기(30)의 목 부분을 걸어멈춤하면서 반송할 수 있도록 되어 있다. 이에 따라, 음료 용기(30)는, 대상물 반송장치의 고정구(13)에 걸어멈춤되면서 대상물 반입구로부터 챔버(1)내에 반입되어, 도 1에 나타낸 바와 같이, 고정구(13)에 의해서 챔버(1)내에서 매달림으로써, 소위 떠 있는 상태에서 챔버(1)내에서의 소정의 위치에 설치할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 이 전자선 조사장치의 작용·효과에 대하여 설명한다.

이 전자선 조사장치에서는, 우선, 음료 용기(30)를 대상물 반송장치에서, 그 고정구(13)에 걸어멈춤하면서 대상물 반입구로부터 챔버(1)내에 반입하여, 챔버(1)내에서의 소정의 위치에 설치한 후에 대상물 반입구를 닫는다. 이때, 챔버(1)내에는, 카스프 자장에 의한 자장 배리어(MF)를, 챔버(1)에 설치(이 예에서는, 외벽면)된 복수의 영구자석(4)에 의해서, 음료 용기(30)를 둘러싸도록 챔버 안둘레벽(18)을 따라서 발생시키고 있다. 그리고, 음료 용기(30)는, 챔버(1)내에서 고정구(13)에 의해서 매달린, 소위 떠 있는 상태로 하고 있다.

그 다음에, 진공 배기 장치(11)로, 챔버(1) 내부의 공기를 가스 흡인구(7)로부터 흡인하여, 챔버(1)내를 부압상태(이 예에서는, 0.05MPa∼0.1Pa의 저진공 상태)로 한다. 한편, 대상물의 종류에 따라서는, 잔류하는 산소 분자에 전자선(EB)이 닿아 발생하는 오존에 의한 냄새나 부식 등이 문제가 되는 경우도 있지만, 이러 한 경우에는, 필요성에 따라, 가스 봉입구(6)로부터, 비중이 가벼운 헬륨 가스를 공기에 대체하여 봉입한다. 또한, 이 경우, 헬륨 가스를 상압 상태로 불어 흐르도록 해도 좋다.

그 다음에, 전자선 조사수단으로 전자를 발생시키는 동시에 가속하여, 전자 편향기(10)를 통해서, 전자선 조사창(5)으로부터 저에너지의 전자선(EB)을 챔버(1)내에 돌입시킨다.

여기서, 도 2에, 자장 배리어(MF)내에서의 전자의 궤도를 시뮬레이션한 결과를 나타낸다. 한편 동일 도면에 나타내는 시뮬레이션의 조건은, 챔버(1) 내부의 치수를 직경 Ø200mm, 높이 200mm로 하고, 자석으로는, 폭 8mm, 높이 40mm(요크 부착에서는 약 20mm)의 네오듐 자석을 이용하는 설정으로 하였다. 한편, 그 잔류 자속밀도는 13000가우스이다. 그리고, 상기 소정의 위치로서 이 자석의 부착 피치(카스프 자장의 피치)를 약 30mm로 설정했다. 또한, 챔버(1)내부의 분위기 조건은, 0.01MPa의 저진공 상태, 분위기 가스는 공기로 하고 있다. 동일 도면은, 이 설정으로 형성한 자장 배리어(MF)내를 향해서 에너지 100kV의 전자를 자장이 가장 약한 부분에 대해서 맞혔을 때의 궤적을 계산한 것이다.

동일 도면으로부터, 자장 배리어(MF)내에서는, 전자는, 공간에 형성된 카스프 자장에 의한 자장 배리어에 무질서하게 반복하여 맞추어 복잡한 움직임을 하는 랜덤 반사를 하는 것을 알 수 있다. 그 때문에, 이 전자선 조사장치에 의하면, 챔버(1) 내부의 공간에 형성된 카스프 자장에 의한 자장 배리어(MF)내에서 전자선 (EB)이 랜덤 반사하여 음료 용기(30)에 대해 전자선(EB)을 균일하게 조사할 수 있 다. 또한, 이 자장 배리어(MF)는, 챔버 안둘레벽(18)을 따라서 음료 용기(30)를 둘러싸도록 형성되어 있다. 그 때문에, 챔버(1)내의 구조부에 전자선(EB)이 충돌하지 않는다. 따라서, 챔버 안둘레벽(18) 등에서의 전자선(EB)의 에너지 손실을 경감할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에서는, 전자 편향기(10)를 통해서, 전자선 조사창 (5)으로부터 전자선(EB)을 여러 가지 각도로 챔버(1)내에 돌입시키고 있다. 그 때문에, 전자선 조사창(5)을 나온 전자선(EB)은, 챔버(1)내에 무질서하게 돌입한다. 따라서, 챔버(1) 내의 자장 배리어(MF)에서의 랜덤 반사를 더 효과적으로 야기하여, 챔버(1)내의 음료 용기(30)에 대해, 한층 더 불균일이 없고, 균일하게 전자선 (EB)을 조사할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에서는, 챔버(1) 내부의 공기를 가스 흡인구(7)로부터 진공 배기 장치(11)에서 흡인하여, 챔버(1)내를 상기와 같이 부압상태(이 예에서는, 0.05MPa∼0.1Pa의 저진공 상태)로 하고 있다. 그 때문에, 전자선(EB)을 챔버(1)내에서 더 운동하기 쉬운 상태(에너지 손실이 적은 상황)로 할 수 있다. 따라서, 챔버(1)내부의 가스(기체)에서의 전자선(EB)의 에너지 손실이 보다 경감되므로, 전자선(EB)의 무질서한 운동이 보다 가속되어 챔버(1)내의 음료 용기(30)에, 더 효율적으로 전자선(EB)을 조사할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에서는, 가스 봉입구(6)로부터, 비중이 가벼운 헬륨 가스를 공기에 대체하여 챔버(1)내에 봉입하는 것, 혹은, 헬륨 가스를 상압 상태로 불어 흐르게 하는 것도 마찬가지로, 전자선(EB)을 챔버(1)내에서 더 운동하기 쉬운 상태(에너지 손실이 적은 상황)로 할 수 있다. 한편, 잔류하는 산소 분자에 전자선(EB)이 맞아 발생하는 오존에 의한 냄새나 부식 등이 문제가 되는 대상물에 대해서는, 상기와 같은, 챔버(1)내의 분위기 가스를 헬륨 가스로 하는 구성이 적합하다.

다음에, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 전자선 조사장치에 대하여 설명한다.

도 3은, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다. 한편 상기 제1 실시형태와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명에 대해서는 적절히 생략한다.

이 제2 실시형태는, 상기 제1 실시형태에 대해, 챔버(1)의 저부에 부착한 카스프 자장 발생용 자장 발생체인 영구자석의 배치 거리나 방향을 변경할 수 있도록 구성함으로써, 챔버(1)내에 돌입한 전자(EB)를 더 무질서하게 운동시킬 수 있는 구성으로 한 점이 상이하다.

즉, 이 전자선 조사장치에서는, 상기 자장 배리어 형성수단으로서 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 챔버(1)의 저부에, 턴테이블(14)을 더 구비하고 있는 점이 상이하다. 이 턴테이블(14)은, 지지축(15)의 상단측에 고정되어 있으며, 지지축 (15)의 기단측은, 도시하지 않은 커플링을 개재하여 도시하지 않은 모터의 출력축에 연결되어 있다. 또한, 지지축(15)의 기단측에는, 지지축(15)을 상하 방향으로 이동할 수 있도록 하는 도시하지 않은 액츄에이터를 더 구비하고 있다. 그리고, 턴테이블(14)에는, 그 윗면에, 상기 자장 배리어 형성수단과 마찬가지로 카스프 자 장을 발생하도록 영구자석(19)이 소정의 배치로 부착되어 있다. 이에 따라, 턴테이블(14)은, 모터에 의해서 지지축(15) 둘레에서 회전하면서, 액츄에이터에 의해서 상하 방향으로의 높이를 조정하는 것에 의해서, 챔버(1)내에서의 카스프 자장(MF2)의 강도를 변화시키는 구조로 되어 있다.

이러한 구성을 구비한 전자선 조사장치에 의하면, 챔버(1)내에 음료 용기 (30)를 넣은 상태로, 턴테이블(14)을 회전하면서 상하 방향으로의 높이를 조정하고, 카스프 자장(MF2)의 강도를 변화시킬 수 있다. 그 때문에, 특히 동일 도면에서의 중앙의 전자선 조사창(5)으로부터 챔버(1)내에 돌입한 전자선(EB)은, 상기 제1 실시형태에 비해, 전자선(EB)의 반사 거리 및 반사 방향이 더 랜덤 반사한다. 따라서, 음료 용기(30)(이 예에서는 특히 저부)에, 한층 쏠림 없이, 균일하게 전자선(EB)을 조사할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 전자선 조사장치에 대하여 설명한다.

도 4는, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이며, 동일 도면 (a)는 그 정면도, 동일 도면 (b)는 그 평면도를 나타내고, 각각 전자선의 조사조를 단면으로 도시하고 있다. 한편 상기 각 실시형태와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명에 대해서는 적절히 생략한다.

이 제3 실시형태는, 전자선 조사영역을 둘러싸는 챔버내에 상기 제1 실시형태에서의 자장 배리어 형성수단을 구비하고 있으며, 특히, 배치식의 생산 라인에서 음료 용기(30)에 전자선을 조사하기에 적합한 장치 구조로 한 예이다.

이 전자선 조사장치는, 동일 도면 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 라인의 흐름 방향으로 이어지는 상자형의 챔버(21)를 구비하고 있다. 이 챔버(21)는, 상기 각 실시형태와 같이, 내압 구조의 밀봉 용기가 되어 있으며, 챔버(21)의 벽면에는, 가스 봉입구(6)와 가스 흡인구(7)와 공기 도입구(50)가 설치되어 있다. 가스 흡인구(7)은, 배관 및 가스 배기 밸브(7A)를 개재하여 진공 배기 장치(11)에 접속되어 있다. 또한, 가스 봉입구(6)는, 배관 및 가스 흡기 밸브(6A)를 개재하여 헬륨 가스가 저장된 봄베(12)에 접속되어 있다. 또한, 공기 도입구(50)는, 리크구로서 기능하는 것으로서, 대기측에 개방되는 배관이 접속되어 있으며, 이 배관의 중간에 공기 도입밸브(50A) 및 필터(51)가 설치되어 있다. 이에 따라, 이 전자선 조사장치는, 챔버(21)내에서 음료 용기(30) 주위의 분위기를 소정 상태로 관리 가능하도록 되어 있다. 즉, 제3 실시형태에서는, 이 챔버(21)가 상기 조사조에 대응하고 있다.

또한, 이 챔버(21) 상부의 대략 중앙에는, 전자선(EB)을 챔버(21)내에 넓은 면적으로 조사할 수 있는 전자선 조사수단(3)을 구비하고 있다. 또한, 챔버(21) 저부의 대략 중앙에는, 전자선 조사수단의 전자선 조사창(20) 아래쪽의 전자선 조사영역에 대응하는 위치에, 상기 제2 실시형태와 같은 턴테이블(14)과, 그 윗면에 배치된 영구자석(19)을 포함한 자장 배리어 형성수단이 흐름 방향으로 2조 배치되는 동시에, 챔버(21)내에는 상기 제1 실시형태와 같은 자장 배리어 형성수단이 배치되어 있다.

챔버(21)내의 자장 배리어 형성수단은, 상세하게는, 동일 도면(a)에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 실시형태에서의 챔버(1)를 상하 방향을 향해서 중앙으로부터 반으로 나눈 구조를 가진 자석 지지 부재(22)로서 배치되어 있으며, 이 자석 지지 부재(22)를 서로 마주 보게 한 것을, 흐름 방향에 2조 가진 구성이 되어 있다. 그리고, 각 자석 지지 부재(22)는, 그 반으로 나누어진 각 개구부가, 음료 용기(30)의 흐름 방향을 향하고 있으며, 전자선 조사 영역내에 음료 용기(30)가 출입 가능한 정도의 출입구로서 각각 배치되어 있다. 또한, 이들 출입구의 주위에는, 카스프 자장을 발생할 수 있는 영구자석(23)을 각각 배치하고 있으며, 각 출입구에 대해서도 카스프 자장이 서로 합성됨으로써 형성되는 자장 배리어(MF)를 발생할 수 있도록 되어 있다. 이에 따라, 이 전자선 조사장치는, 전자선 조사영역내에 음료 용기(30)를 통과할 수 있도록 하는 동시에, 전자선 조사영역내의 전자선(EB)은, 전자선 조사영역내부의 자장 배리어(MF)내로부터, 그 외부로 나올 수 없도록 되어 있다. 한편, 챔버(21)는, 자석 지지 부재(22) 및 음료 용기(30)의 가급적 근방을 둘러싸도록 구성되어 있다. 한편 동일 도면 (a)에서의 부호 29는 전자선 조사수단 (3) 등의 전원부이다. 또한, 동일 도면 (b)에서는 챔버(21)내의 자장 배리어 형성수단 자체의 도시는 생략하고, 형성되는 자장 배리어(MF)(및 MF2)의 이미지만을 나타내고 있다.

또한, 챔버(21)에는, 동일 도면 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 음료 용기 (30)의 생산 라인의 흐름 방향의 들어가는 측과 나오는 측에, 대상물 반입구(21a) 및 대상물 반출구(21b)가 각각 설치되어 있다. 그리고, 각 대상물 반입출구 (21a,21b)에는, 원하는 타이밍으로 개폐할 수 있는 차폐문(27)이 각각 설치되어 있 다.

또한, 이 전자선 조사장치는, 대상물 반입구(21a)로부터 챔버(21)내에 음료 용기(30)를 반입함과 동시에, 대상물 반출구(21b)로부터 음료 용기(30)를 반출하는 대상물 반송수단인 대상물 반송장치(28)를 구비하고 있다. 이 대상물 반송장치 (28)는, 도시하지 않은 구동 기구와, 상기와 같은 고정구(13)를 가진다. 이에 따라, 대상물 반송장치(28)는, 도시하지 않은 구동 기구를 가동시킴으로써, 음료 용기(30)의 목 부분을 고정구(13)로 걸어멈춤하면서 반송하여 대상물 반입출구(21a, 21b)로부터 반입출할 수 있도록 되어 있다. 이 때, 음료 용기(30)는, 동일 도면 (b)에 나타낸 바와 같이, 상기 제４ 실시형태와 같이 고정구(13)에 의해서 챔버(21)내에서 매달림으로써, 말하자면 떠 있는 상태로 챔버(21)내에서의 소정의 위치에 설치 가능하도록 되어 있다. 한편 대상물 반입출구(21a,21b)부분에는, 각 차폐문(27)의 개폐에 대해서 고정구(13) 및 음료 용기(30)가 문과 간섭하지 않도록, 비간섭 영역에 이들을 퇴피할 수 있는 도시하지 않은 퇴피 기구를 구비하고 있다.

또한, 이 대상물 반송장치(28)는, 대상물 반송장치(28)를 구성하는 고정구 (13)의 와이어의 일부에 의해, 음료 용기(30)를 챔버(21)내에서 회전시키는 대상물 회전기구(26)를 더 구비하고 있다.

이러한 구성을 구비한 전자선 조사장치에 의하면, 우선, 챔버(21)의 대상물 반입출구(21a,21b)의 각 차폐문(27)이 열린 상태로, 고정구(13)에 걸어멈춤되어 있는 라인상의 각 음료 용기(30)를, 대상물 반송장치(28)에 의해서 흐름 방향으로 소정량만큼 이동한다. 그 다음에, 대상물 반입출구(21a,21b)의 각 차폐문(27)을 각 각 닫는다. 그리고, 상기 각 실시형태와 같이 챔버(21)내를 부압상태로 한다. 한편, 잔류하는 산소 분자에 전자선(EB)이 맞아 발생하는 오존에 의한 냄새나 부식 등이 문제가 되는 대상물에 전자선(EB)을 조사하는 경우에는, 필요성에 따라, 비중이 가벼운 헬륨 가스를 공기에 대체하여 봉입한다. 그 다음에, 넓은 전자선 조사창(20) 전체면으로부터 챔버(21)내의 전자선 조사영역에 전자선(EB)을 조사한다. 이에 따라, 전자선(EB)이 전자선 조사영역내의 음료 용기(30)에 조사된다. 이 때, 전자선 조사창(20)으로부터 전자선 조사영역에 조사된 전자선(EB)는, 챔버(21)내의 각 자석 지지 부재(22) 안쪽에 형성된 카스프 자장에 의한 자장 배리어(MF) 및 저부의 자장 배리어(MF2)에 의해서, 상기 각 실시형태 같이, 전자선(EB)이 자장 배리어(MF,MF2)내를 랜덤 반사하고, 자장 배리어(MF,MF2)내를, 소위 전자 샤워 상태로 할 수 있다. 따라서, 전자선 조사영역내의 각 음료 용기(30)에, 불균일이 없이, 균일하게 전자선(EB)을 조사할 수 있다. 그 다음에, 전자선(EB)을 소정 시간 조사한 후에, 챔버(21)내를 대기압으로 되돌려 놓고 나서, 챔버(21)의 대상물 반입출구 (21a,21b)의 각 차폐문(27)을 각각 개방한다.

이상의 공정을 반복함으로써, 챔버(21)의 대상물 반입구(21a)로부터 차례로 반입된 라인상의 음료 용기(30)는, 자장 배리어(MF,MF2)에 의해 전자 샤워 상태로 한 전자선 조사영역내를 통과하여, 각 음료 용기(30)에 전자선(EB)을 균일하게 조사한 후, 챔버(21)의 대상물 반출구(21b)로부터 차례로 반출할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에 의하면, 대상물 반송장치(28)의 대상물 회전기구(26)에 의해, 음료 용기(30)를 회전시키고 있다. 이에 따라, 음료 용기(30)에 더 효율적으로 전자(EB)를 조사할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에 의하면, 음료 용기(30)의 근방만을 둘러싸도록 챔버(21)를 구성하고 있다. 이에 따라, X선 차폐나 음료 용기(30) 주위의 분위기를 소정 상태로 관리하는 영역을 최소한으로 할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에 의하면, 챔버(21)에 대상물 반입출구(21a,21b)를 설치하여 각각 차폐문(27)을 구비하고 있다. 이에 따라, 챔버(21)내를 저진공이나 특정 가스의 분위기로 하는 등, 대상물 주위의 분위기를 소정 상태로 유지하는 것이 보다 용이해진다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 각 실시형태의 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치에 의하면, 저에너지의 전자선(EB)이라 하더라도, 대상물인 음료 용기(30)에 대해, 전자선(EB)을 균일하게 조사할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치는, 상기 각 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않으면 여러 가지의 변형이 가능하다.

예를 들면, 상기 각 실시형태에서는, 대상물로서 음료 용기(30)를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 대상물로서 음식품, 물, 의약품, 한방약품, 화장품, 사료, 비료 등, 혹은 이들에 이용되는 포장재료 등이어도 적용할 수 있다. 즉, 본 발명은, 복잡한 형상의 입체물로부터 평면형상의 필름까지, 대상물의 종류나 형상에 따라 적절히 이용할 수 있고, 예를 들면, 유음료용 등의 종이 용기로서 조립하기 전의 지제의 시트에 전자선을 조사하여 이것을 살균하는 용도 등에도 적용할 수 있다. 그리고, 본 발명에 의하면, 상기와 같은 시트형상 부재에 전자선을 조사하는 경우에, 시트형상 부재를 둘러싸도록 형성된 자장 배리어내에 전자선을 가두는 동시에, 여러 가지 각도로 반사시킬 수 있으므로, 시트형상 부재의 한쪽의 면에 대향해서 배치된 전자선 조사수단으로부터의 전자선에 의해 시트형상 부재의 다른 쪽의 면도 동시에 또한 한쪽의 면과 동등한 조사량으로 조사하는 것이 가능해진다. 또한, 상기 각 실시형태에서는, 대상물을 살균하는 용도를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 살균 이외의 용도라 하더라도 적용할 수 있다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 전자선의 조사조는, 대상물 주위의 분위기를 소정 상태로 관리 가능한 내압 구조의 밀봉 용기인 챔버를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 전자선의 조사조를 개방형으로 구성해도 좋다. 이러한 구성이라 하더라도, 대상물을 둘러싸도록 발생시킨 자장에 의해서 자장 배리어를 형성하여, 대상물에 조사하는 전자선을 그 자장 배리어내에서 반사시키면, 본 발명에 따른 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치의 작용·효과를 발휘할 수 있다. 그러나, 전자선의 에너지 손실을 보다 경감함에 있어서는, 상기 실시형태와 같이, 대상물 주위의 분위기를 소정 상태로 관리 가능한 조사조(챔버)로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 자장 배리어를 카스프 자장으로 형성하는 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 본 발명의 자장 배리어는, 그 외의 자장의 합성에 의해서 형성해도 좋다. 예를 들면 밀러 자장에 의해서 자장 배리어를 형성 해도 좋다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 자장 발생체는, 영구자석으로 구성되어 있는 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 자장 발생체는, 예를 들면, 전자석, 원형 코일, 혹은 영구자석을 포함하여 이들의 조합으로 구성되어 있어도 좋다.

또한, 상기 실시형태에서는, 턴테이블(14)을 회전시키는 것에 의해서 그 발생시키는 자장의 방향을 바꿀 수 있는 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 자장 배리어내에서의 전자선의 반사 방향을 바꿀 수 있는 구성이면 전자 반사 방향의 무질서성을 효과적으로 얻을 수 있다. 예를 들면 회전 자계를 적절하게 발생시키는 것에 의해서 자장 배리어내에서의 전자선의 반사 방향을 바꿀 수 있도록 해도 좋다.

또한, 상기 각 실시형태에서는, 챔버는, 대상물의 종류에 맞추어 외형 형상을 미리 정해져 있는 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 그 내형 형상을 대상물의 형상에 따라 바꿀 수 있는 내형 형상 가변 구조를 가진 구성으로 할 수 있다. 이러한 내형 형상 가변 구조의 예로서는, 외형을 구성하는 격벽을 슬라이드할 수 있는 조합 구조로 한다. 이러한 구성이면, 대상물의 형상에 따라, 챔버의 내형 형상을 적절하게 가변하여 대응할 수 있다. 그 때문에, 대상물에 대해, 더 효율적으로 균일한 전자선의 조사가 가능해진다.

또한, 상기 실시형태에서는, 챔버내의 분위기 관리의 구체적인 예로서 챔버 (1) 내부의 공기를 가스 흡인구(7)로부터 흡인하여, 챔버(1)내를 부압상태(이 예에서는 0.05MPa∼0.1Pa의 저진공 상태)로 하는 것, 및, 잔류하는 산소 분자에 전자선 (EB)이 맞아 발생하는 오존에 의한 냄새나 부식 등이 문제가 되는 대상물에 대해서는, 필요성에 따라, 공기로 바꾸어 비중이 가벼운 헬륨 가스(12)를 봉입하는 것을 예시했지만, 본 발명에 있어서의 챔버내의 분위기 관리의 구성은 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 챔버(1)내를 부압상태로 하는 경우, 상기와 같은 예를 들면 0.05MPa∼0.1Pa정도의 저진공 상태로 한정되는 것이 아니라, 보다 진공도가 높은 고진공 상태로 해도 좋고, 진공도가 높을수록, 전자의 에너지 손실을 보다 한층 경감할 수 있다. 또한, 챔버내의 분위기 가스는, 공기, 산소, 질소, 수소, 이산화탄소, 아르곤, 및 헬륨으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 것이면 좋고, 대상물의 종류나 조사 목적에 따라서, 챔버내의 분위기 가스를 적절하게 선택하여, 대상물 주위의 분위기를 소정 상태로 관리할 수 있다. 한편 분위기 가스로서 비중이 작은 헬륨 등의 가스를 이용하면, 상압의 분위기라 하더라도, 분위기 가스가 공기 등의 비중이 보다 큰 가스인 경우에 비해, 전자의 에너지 손실을 보다 경감할 수 있다. 또한, 정압의 분위기라 하더라도, 그 압력 레벨에 따라서도 다르지만, 분위기 가스로서 비중이 작은 헬륨 등의 가스를 이용함으로써, 전자의 에너지 손실을 충분히 적은 것으로 할 수 있다. 한편, 잔류하는 산소 분자에 전자선이 맞아 발생하는 오존에 의한 냄새나 부식 등이 문제가 되는 대상물에 전자선을 조사하는 경우에 적합한 불활성의 분위기 가스로서 상기의 헬륨 가스 이외에, 예를 들면 질소나 아르곤 등의 가스를 이용할 수도 있지만, 전자의 에너지 손실을 보다 경감할 수 있다고 하는 점도 고려하면, 비중이 가벼운 헬륨 가스가 특히 적합하다.

또한, 상기 실시형태에서는, 배치식의 생산 라인에서 음료 용기(30)에 전자 선을 조사하는 데에 적합한 장치 구조로 한 예에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 연속식의 생산 라인으로 대상물에 전자선을 조사할 때에 본 발명을 적용해도 좋다.

또한, 상기 각 실시형태는, 각각의 구성을 적절하게 선택하여 서로 조합할 수 있는 것은 물론이다.

다음에, 본 발명의 제4 실시형태에 대해서, 도면을 적절히 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 각 실시형태에서는, 대상물로서 청량 음료수용 등의 PET병(패트병) 등의 복잡한 형상을 한 속이 빈 음료 용기(30)에 전자선을 조사하여 이것을 살균하는 용도에 본 발명에 따른 전자선 조사장치를 적용한 예이다.

도 5는, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다. 한편 동일 도면에서는, 전자선 조사장치의 본체 부분을 이루는 대략 원통 형상의 전자선의 조사조를, 그 축선을 포함한 단면으로 나타내고 있다.

이 전자선 조사장치는, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 전자선(EB)의 조사조인 챔버(1)를 구비하고 있다. 이 챔버(1)는, 그 내부에 음료 용기(30)를 수용하기에 충분한 크기를 가진 내압 구조의 밀봉 용기이며, 그 축선을 상하로 하는 대략 원통 형상으로 형성되어 있다. 이 챔버(1)의 재질은, 강재, 혹은 스테인리스강제이며, 또한, 그 주위는 X선을 차폐할 수 있는 차폐 재료(2)로 둘러싸여 있다.

챔버(1)의 상부에는, 전자선 조사영역이 되는 챔버내를 향해서 전자선(EB)을 조사하는 전자선 조사수단을 가진 전자선 발생실(3)을 구비하고 있다. 이 전자선 발생실(3)은, 챔버(1)의 상부에 밀접하여 설치되는 전자선 조사창(5)을 복수 개소 (이 예에서는 5개소) 가지고 있으며, 각 전자선 조사창(5)으로부터 전자선을 챔버 (1)내에 조사할 수 있는 구조가 되어 있다.

챔버(1)의 벽면(이 예에서는 내벽면)에는, 그 내부의 전자선 조사영역의 주위를 둘러싸도록 둥근 고리형상을 이루는, 복수의 자계 발생 코일(71)이 소정의 위치에 배열되어 있다. 이들 복수의 자계 발생 코일(71)은, 상기 자계 발생수단을 구성하는 것이며, 각각에 교류 전원(72)으로부터 통전함으로써 전자선 조사영역내에, 발생시킨 자계 자체가 대상물의 둘레에서 회전하는 회전 자계를 발생할 수 있도록 되어 있으며, 상기 소정의 위치로서 챔버(1)내에서의 음료 용기(30)를 둘러싸도록, 음료 용기(30)의 축선의 방향을 따라서 병렬하여 3단으로 배치되어 있다. 이들 복수의 자계 발생 코일(71)은, 회전 자계를 각각 발생하도록 되어 있다. 즉, 이들 복수의 자계 발생 코일(71)은, 챔버 안둘레벽(18)을 따라서 음료 용기(30)를 둘러싸도록 3단 상호 회전 자계가 합성됨으로써, 말하자면 자장에 의한 배리어를 형성할 수 있도록 되어 있다. 한편 상기 자장 발생체에는, 각 자계 발생 코일(71)이 대응한다. 그리고, 교류 전원(72)으로부터 공급되는 교류 전압의 실효치를 변화시켜 자계 발생 코일(71)에 각각 흐르도록 통전시킴으로써, 각각의 회전 자계의 강도를 바꿀 수 있도록 되어 있다. 또한, 그 통전 타이밍은, 3단의 나란한 방향으로 차례로 바뀌어 나가도록 제어하고 있다. 이에 따라, 음료 용기(30)의 축선의 방향을 따라서 순서대로 전자선(EB)을 편향시킴으로써, 음료 용기(30)의 상부, 중앙부, 하부에 구분한 각 구부마다 차례로 바뀌어 나가도록 하여, 음료 용기(30)의 모든 부분을, 골고루 또한 무질서하게 조사할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 상기 전자선 발생실(3)은, 저에너지의 전자선을 챔버(1)내에 조사할 수 있는 전자선 조사수단을 내부에 가지며, 그 본체에서의 출력은 200kV 이하로 설정되어 있다. 한편, 각 전자선 조사창(5)과 챔버(1)내의 사이에는, 챔버(1)내를 향해서 여러 가지 각도로 전자를 돌입시키기 위해서, 둥근 형상의 전자 편향기(도시하지 않음)가 각각 개재되어 있다. 즉, 이 전자 편향기는, 전자선 조사창(5)으로부터 조사하는 전자선의 조사각도를 바꿀 수 있는 조사각도 변경수단이 되어 있다.

여기서, 이 전자선 조사장치는, 챔버(1)내에서 음료 용기(30) 주위의 분위기를 소정의 처리 프로세스에 필요한 소정의 부압상태로 관리할 수 있게 되어 있다. 이 부압상태는, 예를 들면 PET병 등의 길고 가는 용기라 하더라도, 그 저부까지 충분히 전자가 도달 가능한 압력치로 하는 것이다. 상세하게는, 전자선 발생실(3)과 챔버(1)는, 전자선 조사창(5)으로 서로가 구분되어 있으며, 각각 개별적으로 압력을 관리할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 전자선 발생실(3)내의 압력은, 고진공으로 감압되어 있으며, 이 상태를 제1 부압으로 할 때, 챔버(1)내는, 그 제1 부압보다 절대 압력이 높은 저진공으로 감압되어 있으며, 이 상태를 제2 부압으로 하여 각각의 압력이 관리되고 있다.

보다 구체적으로는, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 챔버(1)의 벽면에는, 가스 봉입구(6)와 가스 흡인구(7)가 설치되어 있다. 가스 흡인구(7)는, 배관을 개재하여 진공 배기 장치(11)에 접속되어 있다. 한편, 가스 봉입구(6)는, 소정의 가스가 저장된 봄베 등(도시하지 않음)에 접속되어 있는 가스 봉입구(24)로부터 배관을 통하여 챔버(1)내에 클린 에어나 가스 등을 실린더 밸브(41)의 동작 제어에 의해 공급함으로써, 챔버(1)내의 압력을 제어할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 그 압력 제어치는, 전자의 필요 비정이나 조사 프로세스 등에 의해 결정된 것에 대응하여 적절히 조정할 수 있도록 되어 있다. 한편 동일 도면에서 부호 25는 리크구, 41은 실린더 밸브, 42는 수동 밸브, 43은 가변 유량 밸브, 44는 필터, 또한 45는 진공계이다.

이에 따라, 이 전자선 조사장치에서는, 챔버(1)내를 부압제어하고, 상기 소정 상태로서 진공 배기 장치(11)에 의해서 가스 흡인구(7)로부터 챔버(1) 내부의 공기 내지 가스를 흡인하여, 챔버(1)내를 저진공 상태(이 예에서는 0.05MPa∼0.1Pa)로 함과 동시에, 가스 봉입구(6)로부터 챔버(1)내에, 비중이 가벼운 헬륨 가스를 공기에 대체하여 봉입 가능하도록 구성되어 있다.

한편, 이 전자선 조사장치는, 챔버(1)의 벽면에 개폐 가능하게 설치된 도시하지 않은 대상물 반입구를 가진다. 그리고, 이 대상물 반입구로부터 챔버(1)내에 음료 용기(30)를 반입출하는 대상물 반송수단인 대상물 반송장치(도시하지 않음)를 더 구비하고 있다. 대상물 반송장치는, 와이어 등의 선재로 구성된 고정구(13)를 가진다. 이 고정구(13)는, 음료 용기(30)의 목 부분을 걸어멈춤하면서 반송할 수 있도록 되어 있다. 이에 따라, 음료 용기(30)는, 대상물 반송장치의 고정구(13)에 걸어멈춤되면서 대상물 반입구로부터 챔버(1)내에 반입되어, 도 5에 나타낸 바와 같이, 고정구(13)에 의해서 챔버(1)내에서 매달림으로써, 소위 떠 있는 상태로 챔버(1)내에서의 소정의 위치에 설치할 수 있도록 되어 있다.

다음에, 이 전자선 조사장치의 작용·효과에 대하여 설명한다.

이 전자선 조사장치에서는, 먼저, 음료 용기(30)를 대상물 반송장치에서, 그 고정구(13)에 걸어멈춤하면서 대상물 반입구로부터 챔버(1)내에 반입하여, 챔버(1)내에서의 소정의 위치에 설치한 후에 대상물 반입구를 닫는다. 이때, 음료 용기 (30)는, 챔버(1)내에서 고정구(13)에 의해서 매달린, 소위 떠 있는 상태로 하고 있다.

그 다음에, 진공 배기 장치(11)로, 챔버(1) 내부의 공기를 가스 흡인구(7)로부터 흡인하여, 챔버(1)내를 저진공 상태(이 예에서는 0.05MPa∼0.1Pa)로 한다. 또한, 조사 프로세스에 따라, 가스 봉입구(6)로부터, 비중이 가벼운 헬륨 가스를 봉입할 수도 있다. 또한, 챔버(1)내에, 챔버(1) 벽면(이 예에서는 내벽면)을 따라서 설치된 복수의 자계 발생 코일(71)에 의해서, 음료 용기(30)를 둘러싸도록 챔버 안둘레벽(18)을 따라 회전 자계를 발생시킨다.

그 다음에, 전자선 발생실(3)로 전자를 발생시킴과 동시에 가속하여, 전자 편향기를 통해서, 전자선 조사창(5)으로부터 저에너지의 전자선(EB)을 챔버(1)내에 돌입시킨다.

이에 따라, 이 전자선 조사장치에 의하면, 챔버(1) 내부의 공기를 가스 흡인구(7)로부터 진공 배기 장치(11)로 흡인하여, 챔버(1)내를 저진공 상태(이 예에서는 0.05MPa∼0.1Pa)로 하고 있으므로, 즉, 음료 용기(30) 주위의 분위기를 부압으로 하고 있으므로, 조사된 전자선(EB)이 분위기 가스에 충돌하는 것이 억제되어, 전자선(EB)을 챔버(1)내에서 운동하기 쉬운 상태(에너지 손실이 적은 상황)로 할 수 있다. 따라서, 챔버(1) 내부의 가스(기체)에서의 전자선(EB)의 에너지 손실이 보다 경감되므로, 전자선(EB)의 무질서한 운동이 보다 가속된다. 따라서, 챔버(1)내의 음료 용기(30)에, 효율적으로 전자선(EB)을 조사할 수 있다.

그리고, 챔버(1) 내부의 공간에 형성된 복수의 자계 발생 코일(71)에 의한 회전 자계내에서 전자선(EB)이 무질서한 랜덤 반사를 하여, 음료 용기(30)에 대해 전자선(EB)을 균일하게 조사할 수 있다. 또한, 이 회전 자계는, 챔버 안둘레벽 (18)을 따라서 음료 용기(30)를 둘러싸도록 형성되어 있다. 그 때문에, 챔버(1)내의 구조부에 전자선(EB)이 거의 충돌하지 않는다. 따라서, 챔버 안둘레벽(18) 등에서의 전자선(EB)의 에너지 손실을 보다 경감할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에서는, 전자 편향기를 통해서, 전자선 조사창(5)으로부터 전자선(EB)을 여러 가지 각도로 챔버(1)내에 돌입시키고 있다. 그 때문에, 전자선 조사창(5)을 나온 전자선(EB)는, 챔버(1)내에, 보다 무질서하게 돌입한다. 따라서, 챔버(1)내의 회전 자계에서의 랜덤 반사를 더 효과적으로 야기하여, 챔버(1)내의 음료 용기(30)에 대해, 더 쏠림이 없고, 균일하게 전자선(EB)을 조사할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에서는, 가스 봉입구(6)로부터, 비중이 가벼운 헬륨 가스를 공기에 대체하여 챔버(1)내에 봉입하는 것, 혹은, 헬륨 가스를 상압 상태로 불어 흐르게 하는 것과 마찬가지로, 전자선(EB)을 챔버(1)내에서 더 운동하기 쉬운 상태(에너지 손실이 적은 상황)로 할 수 있다. 한편, 잔류하는 산소 분자에 전자선(EB)이 맞아 발생하는 오존에 의한 냄새나 부식 등이 문제가 되는 대상물에 대해서는, 상기와 같은, 챔버(1)내의 분위기 가스를 헬륨 가스로 하는 구성이 적합하다.

또한, 이 전자선 조사장치에서는, 복수의 자계 발생 코일(71)은, 음료 용기 (30)를 둘러싸는 범위에 걸쳐 복수의 회전 자계(상기 예에서는 3단)를 발생시키도록 구성되어 있다. 이에 따라, 복수의 회전 자계가 서로 연결되어, 소위 음료 용기(30) 전체를 둘러싸는 배리어로서 형성되므로, 전자를 가두도록 함으로써, 에너지의 소모를 보다 적합하게 억제하여, 음료 용기(30)에 전자선(EB)을 보다 균일하게 조사할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에서는, 상기 복수의 회전 자계를, 복수의 자계 발생 코일(71)마다, 각각 별개로 발생이 가능하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 전자 반사 방향의 무질서성을 보다 효과적으로 얻을 수 있다. 그 때문에, 음료 용기 (30)에 대해, 보다 효율적인 전자선의 조사가 가능해진다. 그리고, 개별적으로 발생시키는 회전 자계를 음료 용기(30)에 대해서 단계적으로, 그 상부, 중앙부, 하부로 적절히 이동시키면서 전자선을 조사하고 있으므로, 음료 용기(30) 전체에, 보다 빠짐없이 조사시킬 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에서는, 그 복수의 자계 발생 코일(71) 마다 발생시키는 회전 자계의 회전 방향을 각각 바꾸는 것에 의해서, 상기 회전 자계내에서의 전자선(EB)의 반사 방향을 바꿀 수 있다. 이에 따라, 전자 반사 방향의 무질서성을 더 효과적으로 얻을 수 있다. 그 때문에, 음료 용기(30)에 더 효율적으로 균일한 전자선의 조사가 가능해진다.

다음에, 본 발명의 제5 실시형태에 따른 전자선 조사장치에 대하여 설명한다.

도 6은, 본 발명의 제5 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이며, 동일 도면 (a)는 그 정면도, 동일 도면 (b)는 그 일부분의 평면도를 나타내며, 각각 전자선의 조사조를 단면으로 도시하고 있다. 한편 상기 제4 실시형태와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명에 대해서는 적절히 생략한다.

이 제5 실시형태는, 상기 제4 실시형태에 대해, 자장 발생체가, 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석과, 이 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석을 그 중심축 둘레에서 회전시키는 자장 발생체 회전수단을 가지며 구성되어 있는 점이 상기 제４ 실시형태와는 다르다.

즉, 이 제5 실시형태는, 상기 회전 자계에 대응하는 자계는, 발생시킨 자계 자체를 대상물의 둘레에서 회전시킴으로써 형성하는 예이며, 해당 자장 발생체 회전수단으로, 상기 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석을 회전시킴으로써, 상기 회전 자계에 대응하는 자계를 발생하도록 구성되어 있는 점이 상기 제４ 실시형태와는 다르다. 또한, 이 제5 실시형태에서는, 자계 발생수단은, 자장 발생체를, 그 발생하는 회전 자계의 축선방향으로 이동시키는 축선방향 이동수단을 더 구비하여 구성되어 있는 것이다.

상세하게는, 챔버(21)의 바깥둘레에는, 그 지름 방향에 대향하는 위치에, 한 쌍의 영구자석(73)이 배치되어 있다. 이들 한 쌍의 영구자석(73)은, 지름 방향의 바깥측을, 각각 요크(74)로 서로 연결되어 있으며, 자계 누설을 억제할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 이들 영구자석(73) 및 요크(74)는, 챔버(21)의 중심축 주위로 회전 가능한 회전 테이블(70)상에 얹어 놓여 고정되어 있다. 회전 테이블 (70)은, 그 바깥둘레면에 스프로켓과 같은 톱니가 형성되어 있다. 그리고, 이 회전 테이블(70)의 바깥둘레면이, 타이밍 벨트(75)를 개재하여 풀리(76)에 연결되고, 풀리(76)는 모터(77)의 출력축에 연결되어 있으므로, 모터(77)를 회전 구동함으로써, 그 구동력으로 회전 테이블(70)이 챔버(21)의 중심축 둘레에서 회전하도록 되어 있다. 이에 따라, 회전 테이블(70) 상의 영구자석(73) 및 요크(74)가 회전하여, 챔버(21)내에, 그 벽면을 따라서 회전 자계를 발생할 수 있도록 되어 있다.

또한, 이 회전 자계를 발생시키는 구조 전체는, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 챔버(21)의 축방향으로 이동이 가능하도록 배치된 리니어 가이드 등을 구비한 슬라이드 이동장치(90)를 개재하여 벽면에 지지를 받고 있다. 그리고, 동일 도면에서의 모터(77)의 하단측에는, 챔버(21)의 축방향으로 이동 가능한 축부를 가진 실린더(78)이 배치되어 있다. 그리고, 모터(77) 하단 부분이, 그 실린더(78)의 축부에 연결되어 있다. 이에 따라, 실린더(78)를 왕복 구동함으로써, 회전 자계를 발생시키는 구조 전체가, 챔버(21)의 축방향으로 이동이 가능하도록 되어 있다.

그리고 또한, 이 전자선 조사장치에서는, 상기 회전 자계에 대응하는 자계를 형성하는 수단으로서, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 챔버(21)의 저부에, 왕복 구동 및 회전 구동용의 기구를 더 구비하고 있는 점이 상이하다.

즉, 본 실시형태에 있어서는, 음료 용기(30)도 회전 및 상하이동시키는 구성 으로 함으로써, 실질적으로 회전 자계를 형성할 수 있는 구성을 1조 더 가지고 있다. 즉, 이러한 구성에 의해서, 대상물을 둘러싸는 자계내에서 해당 대상물을 회전시켜 상대적으로 회전하는 자계를 형성할 수 있도록 되어 있다.

상세하게는, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 음료 용기(30)는, 이것을 얹어 놓는 얹어놓음 접시(91)상에 설치된다. 이 얹어놓음 접시(91)는, 말하자면 턴테이블로 되어 있다. 상세하게는, 그 얹어놓음 접시(91)의 저부측이 연결축(92)의 일단에 연결되어 있다. 그리고, 연결축(92)은, 그 바깥단측의 중간 부분이, 기밀 시일을 가진 베어링(93)으로 상하로 슬라이드 이동이 가능하도록 지지되어 있으며, 또한, 단부측이 아래쪽으로 연이져 챔버(21)의 외부로 뻗어나가고 있다. 그리고, 그 뻗어나가는 단부가 실린더(79)의 축부에 커플링을 개재하여 장착되어 있다. 한편, 동일 도면에서는 도시하지 않지만, 이 연결축(92)에 대해서도, 상기 부호 75, 76, 77과 마찬가지로, 타이밍 벨트를 개재하여 모터의 출력축에 연결된 회전기구를 가지고 있고, 그 축 둘레에서 회전이 가능하도록 구성되어 있다.

이에 따라, 얹어놓음 접시(91)는, 실린더(79)를 왕복 구동함으로써, 챔버 (21)의 축방향에 음료 용기(30)를 실은 상태로 슬라이드 이동하고, 또한, 도시하지 않은 모터를 포함한 회전기구에 의해서 연결축(92) 둘레에서 회전한다. 따라서, 챔버(21)내에서, 대상물을 둘러싸는 자계내에서 해당 대상물을 회전시켜 상대적으로 회전하는 자계로 한 회전 자계가 형성된다. 즉, 이러한 구성을 구비한 전자선 조사장치에 의하면, 챔버(21)내에 음료 용기(30)를 넣은 상태로, 얹어놓음 접시 (91)를 회전하면서 상하 방향으로의 높이를 조정하여, 회전 자계를 형성할 수 있 다. 그 때문에, 특히 동일 도면에서의 중앙의 전자선 조사창(5)으로부터 챔버(21)내에 돌입한 전자선(EB)는, 상기 제1 실시형태와 마찬가지로, 전자선(EB)의 반사 거리 및 반사 방향이 랜덤 반사한다. 따라서, 음료 용기(30)에, 쏠림이 없이, 균일하게 전자선(EB)을 조사할 수 있다.

한편, 상술의 영구자석(73) 및 요크(74)를 이동시키지 않는 경우라 하더라도, 음료 용기(30)의 저부측에 부착한 왕복 구동 및 회전 구동용의 기구로, 음료 용기(30)의 축방향으로의 위치를 상하이동시켜, 회전에 의해 둘레방향에서의 방향을 더 변경함으로써, 상대적으로 회전하는 자계가 형성되므로, 실질적으로는 상기 제４ 실시형태에서의 회전 자계와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 해당 회전 자계에 의해서, 챔버(21)내에 돌입한 전자(EB)를 무질서하게 운동시킬 수 있고, 음료 용기(30)에 균일하게 전자선(EB)을 조사할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 회전 자계를 실질적으로 형성할 수 있으면, 상기 예시한 구성을 적절한 조합으로 할 수 있다. 예를 들면, 상기 영구자석(73) 및 요크 (74)를 이동시키지 않고, 음료 용기(30)를 회전시키면서 상하로 이동시키는 구성으로 할 수 있고, 또한, 음료 용기(30)를 이동시키지 않고, 상기 영구자석(73) 및 요크(74)를 회전시키면서 상하로 이동시키는 구성으로 할 수 있다. 혹은, 영구자석 (73) 및 요크(74)를 상하로 이동시켜, 음료 용기(30)를 회전시키는 구성으로 할 수 있고, 또한, 영구자석(73) 및 요크(74)를 회전시키고, 음료 용기(30)를 상하로 이동시키는 구성으로 해도 좋다.

그리고 또한, 상기 제5 실시형태의 구성을, 연속 라인에 적용하는 경우, 음 료 용기(30) 등의 대상물을 반송하는 옆에 위치하도록, 영구자석을 여러 가지 배치하여, 대상물을 자전시키면서 전자선 조사영역을 통과시키도록 구성하는 등, 조사 프로세스에 의해 적절한 구성으로 할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제6 실시형태에 따른 전자선 조사장치에 대하여 설명한다.

도 7은, 본 발명의 제6 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 평면에서 보아 도시하는 개략 구성도이며, 전자선의 조사조인 챔버(31)를 단면으로 도시하고 있다. 한편 상기 각 실시형태와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명에 대해서는 적절히 생략한다.

이 제6 실시형태는, 전자선 조사영역을 둘러싸는 챔버(31)내에 자계 발생수단을 구비하고 있으며, 특히, 배치식의 생산 라인에서 음료 용기(30)에 전자선을 조사하기에 적합한 장치 구조로 한 예이다.

이 전자선 조사장치는, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 챔버(31)를 구비하고 있다. 이 챔버(31)는, 라인의 흐름 방향 중앙부에, 평면에서 보아 대략 원형의 전자선 조사영역을 가지고 있다. 그리고, 그 원형의 부분을 사이에 두고 라인의 흐름 방향 양측에, 각각 내부가 연이어 통하여 이어지는 상자형의 반송로를 가지며 형성되어 있다. 이 챔버(31)는, 상기 각 실시형태와 마찬가지로, 내압 구조의 밀봉 용기가 되어 있으며, 챔버(31)의 벽면에는, 가스 봉입구(6)와 가스 흡인구(7)가 설치되어 상기와 같이 배관되고 있다. 즉, 가스 흡인구(7)는, 배관을 개재하여 진공 배기 장치(11)에 접속되고 있다. 또한, 가스 봉입구(6)는, 배관을 개재하여 가 스 봉입구(24)로부터 챔버(31)내에 클린 에어나 가스 등을 실린더 밸브(41)의 동작 제어에 의해 공급함으로써, 챔버(31)내의 압력을 제어할 수 있도록 되어 있다. 이에 따라, 이 전자선 조사장치는, 챔버(21)내에서 음료 용기(30) 주위의 분위기를 소정의 부압 상태로 관리할 수 있도록 되어 있다.

또한, 평면에서 보아 원형을 이루는, 이 챔버(31) 대략 중앙의 상부에는, 전자선(EB)을 챔버(31)내에 넓은 면적으로 조사할 수 있는 전자선 발생실(3)을 구비하고 있다. 또한, 챔버(31) 대략 중앙의 주위에는, 전자선 조사수단의 전자선 조사창 아래쪽의 전자선 조사영역에 대응하는 위치에, 자계 발생수단이 설치되어 있다. 한편 챔버(31)는, 음료 용기(30)의 가급적 근방을 둘러싸도록 구성되어 있다.

여기서, 이 자계 발생수단은, 자장 발생체로서, 전자석(83)이 복수개 배치되어 있다. 상세하게는, 이 전자석(83)은, 원형을 이루는 챔버(31)의 주위를 따라서, 둘레방향으로 거의 등간격으로 6개소에 배치되어 있다.

그리고, 6개소에 배치된 각 전자석(83)은, 서로 인접한 철심끼리가 연결 부재(94)로 서로 연결되어 있는 동시에, 각 전자석(83)의 자계 발생 코일(71)은, 3상 인버터(81)에 여자 가능하도록 각각 접속되어 있다. 한편, 도 7에 있어서, 상기의 연결 부재(94)는, 동일 도면에서의 안쪽 3개소의 전자석(83)의 부분에 대해서만 도시되어 있으며, 상기의 자계 발생 코일(71)과 3상 인버터(81)와의 접속은, 동일 도에서의 앞측 3개소의 전자석(83)의 자계 발생 코일(71)에 대해서만 도시되어 있다. 또한, 동일 도면에서 부호 82는 콘덴서, 부호 80은 컨버터이다. 이러한 구성에 의해, 이 자계 발생수단은, 3상 인버터(81)로 6개소의 전자석(83)을 여자 함으로써, 회전 자계를 발생시킬 수 있도록 되어 있다. 따라서, 전자선 조사영역의 주위에, 음료 용기(30)를 둘러싸는 자계가 형성됨으로써, 소위 고속으로 회전하는 자장에 의한 배리어를 형성하여, 상기 회전 자계에 대응하는 자계를 형성할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 이 예에서는, 3상 인버터(81)로, 출력 전류(또는 출력전압)의 실효치를 바꾸는 것에 의해 자계의 강도를 변경할 수 있고, 또한, 출력 주파수를 바꿈으로써, 자계의 회전수를 변경할 수 있도록 되어 있다. 한편, 상기의 자계 발생 코일(71)과 3상 인버터(81)의 접속 구성으로서는, 예를 들면, 6개소의 각 전자석 (83)의 자계 발생 코일(71)중에서, 챔버(31)의 원형 부분을 사이에 두고 대향한 위치에 있는 3대의 자계 발생 코일(71)마다, 3상 인버터(81)의 출력의 각각의 상을 접속하는 구성으로 할 수 있다. 또한, 이 예에서는, 자장 발생체에 있어서의 자극 구성으로서, 챔버(31)의 원형 부분의 주위에 따라서 전자석(83)을 6개소에 배치해서 이루어지는 6극 구성을 나타냈지만, 자극 구성은, 6극 구성에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이 예에서는, 자장 발생체에 있어서의 전자석을 3상 교류로 여자하는 구성을 나타냈지만, 여자용 교류 전원의 구성은, 3상 교류에 한정되는 것이 아니라, 3상 이상의 다상 교류를 이용하는 구성으로 해도 좋다.

또한, 이 전자선 조사장치는, 대상물 반입구{동일 도면 우측의 차폐문(27)}로부터 챔버(31)내에 음료 용기(30)를 반입함과 동시에, 대상물 반출구{동일 도면 좌측의 차폐문(27)}로부터 음료 용기(30)를 반출하는 대상물 반송수단인 대상물 반송장치(28)를 구비하고 있다. 이 대상물 반송장치(28)는, 도시하지 않은 구동 기 구와, 상기 동일한 고정구(13)를 가진다. 이에 따라, 대상물 반송장치(28)는, 도시하지 않은 구동 기구를 가동시키는 것에 의해서, 음료 용기(30)의 목 부분을 고정구(13)로 걸어멈춤하면서 반송하여 대상물 반입출구가 되는 좌우의 차폐문(27)으로부터 반입출 가능하도록 되어 있다. 이 때, 음료 용기(30)는, 상기 제1 실시형태와 마찬가지로, 고정구(13)에 의해서 챔버(31)내에서 매달림으로써, 소위 떠 있는 상태로 챔버(31)내에서의 소정의 위치에 설치 가능하도록 되어 있다. 한편 대상물 반입출구 부분에는, 각 차폐문(27)의 개폐에 대해서 고정구(13) 및 음료 용기 (30)가 문과 간섭하지 않도록, 비간섭 영역에 이들을 퇴피할 수 있는 도시하지 않은 퇴피 기구를 구비하고 있다.

이러한 구성을 구비한 전자선 조사장치에 의하면, 먼저, 챔버(31)의 대상물 반입출구의 각 차폐문(27)이 열린 상태로, 고정구(13)에 걸어멈춤되고 있는 라인상의 각 음료 용기(30)를, 대상물 반송장치(28)에 의해서 흐름 방향으로 소정량만큼 이동한다. 그 다음에, 대상물 반입출구의 각 차폐문(27)을 각각 닫는다. 그리고, 상기 각 실시형태와 마찬가지로 챔버(31)내를 저진공 상태로 한다. 한편, 잔류하는 산소 분자에 전자선(EB)이 맞아 발생하는 오존에 의한 냄새나 부식 등이 문제가 되는 대상물에 전자선(EB)을 조사하는 경우에는, 필요성에 따라, 비중이 가벼운 헬륨 가스를 공기에 대체하여 봉입한다. 그 다음에, 전자선 조사창으로부터 챔버 (31)내의 전자선 조사영역에 전자선(EB)을 조사한다. 이에 따라, 전자선(EB)이 전자선 조사영역내의 음료 용기(30)에 조사된다. 이 때, 전자선 조사창으로부터 전자선 조사영역에 조사된 전자선(EB)는, 챔버(31) 내의 각 전자석(83)에서 형성된 자장에 의한 회전 자계에 의해서, 상기 각 실시형태와 마찬가지로, 전자선(EB)이 회전 자계내를 랜덤 반사하여, 회전 자계내를, 소위 전자 샤워 상태로 할 수 있다. 따라서, 전자선 조사영역내의 각 음료 용기(30)에, 쏠림이 없이, 균일하게 전자선 (EB)을 조사할 수 있다. 그 다음에, 전자선(EB)을 소정 시간 조사한 후에, 챔버 (31)내를 대기압으로 되돌려 놓고 나서, 챔버(31)의 대상물 반입출구의 각 차폐문 (27)을 각각 개방한다.

이상의 공정을 반복함으로써, 챔버(31)의 대상물 반입구로부터 차례로 반입된 라인상의 음료 용기(30)는, 회전 자계에 의해 전자 샤워 상태로 한 전자선 조사영역내를 통과하여, 각 음료 용기(30)에 전자선(EB)을 균일하게 조사한 후, 챔버 (31)의 대상물 반출구로부터 차례로 반출할 수 있다.

특히, 이 전자선 조사장치는, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 전자선 조사영역의 주위의 복수의 전자석(83)을, 소위 상하로 2분할하여, 그 사이에 음료 용기 (30)를 통과 가능하도록 배치하면서, 음료 용기(30)를 둘러싸는 자계를 형성할 수 있다. 그 때문에, 이 제6 실시형태는, 배치식, 혹은 연속하여 음료 용기(30)를 반송시키는 라인으로 회전 자계를 형성하는 경우에 적합하다.

즉, 챔버(31) 주위의 자계 발생수단은, 챔버 중앙으로부터, 소위 반으로 나누어 배치되어 있으며, 그것을 서로 마주 보게 한 것을, 흐름 방향 양측에 가진 구성이 되어 있다. 그리고, 각 절반씩의 전자석(83)은, 그 반으로 나누어진 각 개구부가, 음료 용기(30)의 흐름 방향을 향하고 있으며, 전자선 조사영역내에 음료 용기(30)가 출입 가능한 정도의 출입구로서 각각 배치되어 있다. 이에 따라, 이 전 자선 조사장치는, 전자선 조사영역내에 음료 용기(30)를 통과할 수 있도록 함과 동시에, 전자선 조사영역내의 전자선(EB)는, 전자선 조사영역 내부의 회전 자계내로부터, 그 외부로 거의 나올 수 없게 구성하는 것을 가능하게 하고 있다.

또한, 챔버(31)에는, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 음료 용기(30)의 생산 라인의 흐름 방향의 들어가는 측과 나오는 측에, 원하는 타이밍으로 개폐 가능한 차폐문(27)이 각각 설치되고 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에 의하면, 음료 용기(30)의 근방만을 둘러싸도록 챔버(31)를 구성하고 있다. 이에 따라, X선 차폐나 음료 용기(30) 주위의 분위기를 소정 상태로 관리하는 영역을 최소한으로 할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에 의하면, 챔버(31)에 대상물 반입출구를 설치하여 각각 차폐문(27)을 구비하고 있다. 이에 따라, 챔버(31)내를 저진공이나 특정 가스의 분위기로 하는 등, 대상물 주위의 분위기를 소정 상태로 유지하는 것이 보다 용이해진다.

다음에, 배치식, 혹은 연속하여 음료 용기(30)를 반송시키는 라인을 구성한 다른 예에 대해서, 본 발명의 제7 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 예로 들어 설명한다.

도 8은, 그 제7 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이며, 동일 도면 (a)는, 그 전자선 조사장치를 평면 방향에서 본 위쪽 반을 나타내는 도면, 동일 도면 (b)는, 대상물의 보내는 방향에서의 전개도, 또한, 동일 도면 (c)는, 회전 자계 발생부 및 대상물을 상하이동시키는 캠 기구 부분을 확대하여 나타 내는 도면이다. 한편 상기 설명한 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명에 대해서는 적절히 생략한다.

동일 도면에 나타낸 바와 같이, 이 처리조(60)는, 전자선 조사영역이 되는 내부의 공간이, 둥근 고리형상으로 형성되어 있으며, 그 전자선 조사영역내에, 둥근 고리형상을 이루는 형상을 따라서, 자계 발생 코일(71)과 대상물 받침대(84)가 일체가 된 반송기구(100)가 복수개 설치되어 있다.

둥근고리형상의 처리조(60)의 중심부분에는, 도시하지 않은 회전장치가 설치되어 있다. 이 회전장치는, 상술한 실시형태에서의 턴테이블과 같은 구성을 가지고 있으며, 처리조(60)의 중심축 둘레에서 소정의 각속도로 회전 가능하도록 되어 있다. 그리고, 이 회전장치의 주위에, 상기 복수의 반송기구(100)가, 둘레방향으로 등간격으로 설치되어 있다. 또한, 각 반송기구(100)는, 자계 발생 코일(71)과 대상물 받침대(84)가, 각각 지지 아암(95)에 의해서 회전장치의 바깥둘레면에 연결되고 있다. 여기서, 그 연결 부분은, 상하 방향으로 슬라이드 이동이 가능한 슬라이드 안내 장치를 개재하여 연결되어 있다. 이에 따라, 둘레방향에서의 이동이 구속되면서, 상하 방향으로는 이동할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 상기 복수의 반송기구(100) 전체가, 상기 둥근 고리형상의 처리조(60)를 따라서 회전한다.

또한, 동일 도면 (b)에 전개도로 나타낸 바와 같이, 자계 발생 코일(71)과 대상물 받침대(84)는, 각각 캠 기구(86)에 연결되어 있으며, 전자선 조사영역내에서 각각 독립하여 상승 및 하강하고, 대상물인 음료 용기(30) 전체를 용기의 길이 방향을 따라서 용기 전체에 걸쳐 이동하도록 구성되어 있다. 상세하게는, 각각의 반송기구(100) 저부에는, 자계 발생 코일(71)과 대상물 받침대(84) 각각에 대응하여, 캠면(96,97)을 따라서 이동하기 위한 캠 종동자(98,99)를 가지고 있으며, 각각의 캠 종동자(98,99)가 연결 로드를 개재하여 자계 발생 코일(71)과 대상물 받침대 (84) 각각에 연결되고 있다. 그리고, 각각의 반송기구(100)의 캠 종동자(98,99)는, 그 하부에 설치된 캠 기구(86)의 캠면(96,97)을 따라서 이동하는 것에 의해서, 상하 방향으로 소정의 양정(揚程)으로 이동 가능하도록 되어 있다. 한편 캠면(96)은, 자계 발생 코일용의 캠면이고, 또한, 캠면(97)은, 대상물 받침대용의 캠면이다.

상술의 구성을 가진, 이 제7 실시형태에 의하면, 배치식, 혹은 연속하여 음료 용기(30)를 반송시키는 라인으로 회전 자계를 형성하는 경우에 적합하다.

여기서, 동일 도면에서는, 자계 발생 코일(71)과 음료 용기(30)가 모두 상하 방향으로 이동하는 구성예를 나타내고 있지만, 어느 한쪽을 상하이동시키도록 구성해도 좋다. 또한, 동일 도면에서는, 자계 발생부로서 자계 발생 코일(71)을 채택한 예를 들어 설명하고 있지만, 영구자석에 의해서 자계 발생부를 구성해도 좋다. 이들은, 전자선의 조사 프로세스에 따라 적절히 선택할 수 있다. 또한, 상기 대상물 받침대(84) 표면에는, 음료 용기(30)를 유지하기 위한 흡착 패드나 에어 클램프 등을 설치하여 구성할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 제4 내지 제7 실시형태의 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치에 의해서, 저에너지의 전자선(EB)이라 하더라도, 대상물인 음료 용기(30)에 대해, 전자선(EB)을 균일하게 조사할 수 있다. 한편 본 발명에 따른 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치는, 상기 제4내지 제7 실시형태에 대해서도, 이것에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않으면 여러 가지 변형이 가능하다.

예를 들면, 상기 제4 내지 제7 실시형태에서는, 대상물로서 음료 용기(30)를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 대상물로서 음식품, 물, 의약품, 한방약품, 화장품, 사료, 비료 등, 혹은 이들에 이용되는 포장재료 등이어도 적용할 수 있다. 즉, 본 발명은, 복잡한 형상의 입체물로부터 평면형상의 필름까지, 대상물의 종류나 형상에 따라 적절히 이용할 수 있고, 예를 들면, 유음료용 등의 종이 용기로서 조립하기 전의 지제의 시트에 전자선을 조사하여, 이것을 살균하는 용도 등에도 적용할 수 있다. 그리고, 본 발명에 의하면, 상기와 같은 시트형상 부재에 전자선을 조사하는 경우에, 시트형상 부재를 회전 자계내에 통과시킴으로써, 회전 자계내에 발생하는 전자 샤워에 의해, 시트 양면 및 단부에 균일하고 효율적으로 전자선을 조사하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 제4 내지 제7 실시형태에서는, 대상물을 살균하는 용도를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 살균 이외의 용도라 하더라도 적용할 수 있다.

또한, 상기 제4 내지 제7 실시형태에서는, 전자선의 조사조는, 대상물 주위의 분위기를 소정 상태로 관리 가능한 내압 구조의 밀봉 용기인 챔버를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 전자선의 조사조를 개방형으로 구성해도 좋다. 그러나, 전자선의 에너지 손실을 보다 경감함에 있어서는, 상기 실시형태와 같이, 대상물 주위의 분위기를 소정 상태로 관리 가능한 조사조(챔버)로 하고, 그 처리조내를 부압으로 함과 동시에, 대상물을 둘러싸도록 발생시킨 자장에 의해서 회전 자계를 형성하여, 대상물에 조사하는 전자선을 그 회전 자계내에서 반사시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제4 내지 제7 실시형태에서는, 자장 발생체는, 영구자석, 전자석, 및 원형 코일로 구성되어 있는 예로 각각 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 자장 발생체는, 예를 들면, 전자석, 원형 코일, 혹은 영구자석을 포함하여 이들 조합으로 구성되어 있어도 좋다.

또한, 상기 제4 내지 제7 실시형태에서는, 챔버는, 대상물의 종류에 맞추어 외형 형상을 미리 정해져 있는 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 그 내형 형상을 대상물의 형상에 따라 바꿀 수 있는 내형 형상 가변 구조를 가진 구성으로 할 수 있다. 이러한 내형 형상 가변 구조의 예로서는, 외형을 구성하는 격벽을 슬라이드 가능한 조합 구조로 한다. 이러한 구성이면, 대상물의 형상에 따라, 챔버의 내형 형상을 적절히 가변하여 대응할 수 있다. 그 때문에, 대상물에 대해, 더 효율적으로 균일한 전자선의 조사가 가능해진다.

또한, 상기 제4 내지 제7 실시형태에서는, 챔버내의 분위기 관리의 구체적인 예로서 챔버(1) 내부의 공기를 가스 흡인구(7)로부터 흡인하고, 챔버(1)내를 부압상태(이 예에서는 0.05MPa∼0.1Pa)로 하는 것, 및 잔류하는 산소 분자에 전자선(EB)이 맞아 발생하는 오존에 의한 냄새나 부식 등이 문제가 되는 대상물에 대해서는, 필요성에 따라, 공기에 대체하여 비중이 가벼운 헬륨 가스를 봉입하는 예를 들어 설명했지만, 본 발명에 있어서의 챔버내의 분위기 관리의 구성은, 이것에 한정되는 것은 아니다. 즉, 챔버(1)내를 부압상태로 하는 경우, 상기와 같은 예를 들면 0.05MPa∼0.1Pa 정도의 저진공 상태로 한정되는 것이 아니라, 보다 진공도가 높은 고진공 상태로 해도 좋고, 진공도가 높을수록, 전자의 에너지 손실을 보다 한층 경감할 수 있다. 또한, 챔버내의 분위기는, 공기, 산소, 질소, 수소, 이산화탄소, 아르곤, 및 헬륨으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 것이면 좋고, 대상물의 종류나 조사 목적에 따라서, 챔버내의 분위기 가스를 적절하게 선택하여, 대상물 주위의 분위기를 소정 상태로 관리할 수 있다. 한편, 상압의 분위기에 의한 에너지 손실을 경감하는 경우는, 비중이 작은 헬륨 등을 이용하면, 공기 등의 비중이 보다 큰 가스인 경우에 비해, 적합하게 이용할 수 있다. 한편, 분위기 가스로서 비중이 작은 헬륨 등의 가스를 이용하면, 상압의 분위기라 하더라도, 분위기 가스가 공기 등의 비중이 보다 큰 가스인 경우에 비하여, 전자의 에너지 손실을 보다 경감할 수 있다. 또한, 정압의 분위기라 하더라도, 그 압력 레벨에 따라서도 다르지만, 분위기 가스로서 비중이 작은 헬륨 등의 가스를 이용함으로써, 전자의 에너지 손실을 충분히 적은 것으로 할 수 있다.

또한, 상기 실시형태에서는, 배치식의 생산 라인에서 음료 용기(30)에 전자선을 조사하기에 적합한 장치 구조로 한 예에 대하여 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면 연속식의 생산 라인으로 대상물에 전자선을 조사할 때에 본 발명을 적용해도 좋다. 또한, 상기 각 실시형태는, 각각의 구성을 적절하게 선택하여 서로 조합할 수 있는 것은 물론이다.

다음에, 본 발명의 제8 실시형태에 대해서, 도면을 적절히 참조하면서 설명한다.

도 9는, 본 발명의 제8 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이다. 한편 동일 도면에서는, 전자선 조사장치의 본체 부분을 이루는 대략 원통 형상의 전자선의 조사조를, 그 축선을 포함한 단면으로 나타내고 있다.

이 전자선 조사장치는, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 전자선(EB)의 조사조인 챔버(1)를 구비하고 있다. 이 챔버(1)는, 그 내부에, 전자선(EB)을 조사하는 도시하지 않은 대상물{예를 들면 후술의 예에서의 음료 용기(30)}을 수용하는 데에 충분한 크기를 가진 내압 구조의 밀봉 용기이며, 축선을 상하로 하는 사각통형상을 이루고, 그 내부의 압력을 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 챔버(1)의 재질은, 강재, 혹은 스테인리스강제이며, 또한, 그 주위는 X선을 차폐할 수 있는 차폐 재료 (2)로 둘러싸여 있다. 챔버(1)의 벽면에는, 개폐 가능하게 설치된 도시하지 않은 대상물 반입구를 가지고 있으며, 이 대상물 반입구로부터 챔버(1)내에 대상물을 반입출 가능하도록 되어 있다.

챔버(1)의 상부에는, 속이 빈 반구형상으로 내압구조의 밀봉 용기인 전자선 발생실(3)을 구비하고 있다. 이 전자선 발생실(3)은, 그 속이 빈 반구형상의 하면부가 전자선 조사창(5)을 개재하여, 상기 챔버(1)의 상부에 밀접하여 설치되어 있으며, 그 내부의 압력을 상기 챔버(1)와는 별개로 유지할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 이 전자선 발생실(3)은, 전자선 조사영역이 되는 챔버내를 향해서 전자선을 조사하는 전자선 조사수단인 전자선 유닛(3a)을 내부에 가진다. 이 전자선 유닛(3a)은, 저에너지의 전자선(EB)을 조사할 수 있고, 그 본체에서의 출력은 200kV 이하로 설정되어 있다. 이에 따라, 전자선 유닛(3a)은, 전자선 조사창(5)을 통과하여 저에너지의 전자선(EB)을 챔버(1)내에 조사할 수 있는 구조로 되어 있다.

여기서, 이 전자선 조사장치는, 챔버(1) 및 전자선 발생실(3)의 각각에 내부의 압력 제어용의 배관 및 압력 제어 기기가 부설되어 있다.

상세하게는, 챔버(1)에는, 그 벽면에, 가스 봉입구(6)와, 가스 흡인구(7)가 설치되어 있다. 가스 흡인구(7)은, 수동 밸브(42), 실린더 밸브(41C) 및 배관을 개재하여 진공 배기 장치(11)에 접속되어 있다. 한편, 진공 배기 장치(11)에는, 드라이 펌프를 이용하고 있다. 한편, 가스 봉입구(6)는, 가변 유량 밸브(43) 및 실린더 밸브(41)를 개재하여 클린 에어 발생장치(54)에 접속되어 있다. 이 클린 에어 발생장치(54)에는, HEPA 필터(52), 바이오 필터(53)를 탑재하고 있으며, 이들 HEPA 필터(52), 바이오 필터(53)보다도 흐름의 상류측에 팬(51a)이 장착 구비되어 있다. 이 팬(51a)은, 동일 도면에서의 위쪽으로부터의 외기와 클린 에어 발생장치 (54)의 내기를 받아들이고 나서 아래 방향을 향해서 송풍하도록 되어 있으며, HEPA 필터(52), 바이오 필터(53)를 통하여, 챔버(1)내에 클린 에어를 공급 가능하도록 구성되어 있다. 이에 따라, 공급되는 클린 에어는, 무진 또는 무균의 상태로 된 리크 가스로서 챔버(1)내에 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한, 클린 에어 발생장치(54)측의 배관과 진공 배기 장치(11)측의 배관은, 서로 실린더 밸브(41B)를 개재하여 접속되어 있다.

또한, 상기 전자선 발생실(3)에 대해서도, 압력 제어용의 배관 및 압력 제어 기기가 부설되어 있다. 즉, 상술의 챔버(1)에서의 배관 등과 동일하게 구성된, 이하에 도시하지 않은 가스 흡인구가 부설되어 있으며, 이 가스 흡인구가 배관을 개재하여 전자선 발생실(3)용 진공 배기 장치에 접속되고 있다. 그리고, 전자선 유닛(3a) 주위의 분위기를 소정의 제1 부압으로 관리된 분위기로 하고 있다. 구체적으로는, 해당 전자선 발생실(3)용 진공 배기 장치에 의해서 가스 흡인구로부터 전자선 발생실(3) 내부의 공기 내지 가스를 흡인하여, 전자선 발생실(3)내를 제1 부압인 10^-3Pa 이하의 고진공 상태로 하도록 되어 있다.

그런데, 챔버(1)내에, 전자선(EB)을 조사하면, 챔버(1)내에 있는 산소 등은, 래디칼 반응이나 산소 플라즈마화에 의해서 소비되므로, 부압의 환경하에서는 산소가 없어지기 쉽다. 그 때문에, 조사 프로세스에의 영향이 염려된다. 따라서, 그 영향을 완화하기 위해서, 이 전자선 조사장치에서는, 상기의 가변 유량 밸브(43)와 실린더 밸브(41A∼41C)를 각각 제어하는 압력 관리수단을 가진 제어반(도시하지 않음)을 구비하고 있으며, 이 제어반에서의 압력 관리 처리에 의해서, 소비되는 분량의 산소를 공급하면서, 챔버(1)내의 압력을 소정의 제2 부압으로서 설정된 일정한 범위내로 제어하도록 되어 있다. 또한, 이 압력 관리 처리에서는, 상기 제2 부압의 높이를 바꾸는 것에 의해 전자의 발산 정도를 변화시키고 있다. 이에 따라, 챔버(1)내에서의 전자 비정 방향의 무질서성을 얻을 수 있도록 되어 있다. 또한, 제어반에서의 압력 관리 처리는, 전자선 발생실(3)내의 제1 부압에 대해서도 동시에 관리하고 있다.

여기서, 상기 압력 관리수단에는, 이 제어반에서의, 전자선 발생실(3)내를 소정의 제1 부압으로 관리함과 동시에, 챔버(1)내를 상기 제1 부압보다도 절대 압력이 높은 제2 부압으로 관리하는 압력 관리 처리가 대응한다.

상세하게는, 이 제어반은, 그 제어 기능으로서 소정의 제어 신호에 근거하여, 각부의 전원의 넣음/끊음, 실린더밸브의 개/폐, 가변 유량 밸브의 유량 조정, 진공 배기 장치(11)의 전원의 넣음/끊음 등을 제어하여, 상기의 압력 관리 처리를 실행할 수 있도록 구성되어 있다. 그리고, 이 제어반은, 이하, 모두 도시하지 않은, 소정의 제어 프로그램에 기초하여, 연산 및 이 전자선 조사장치의 시스템 전체를 제어하는 CPU와, 소정 영역에 미리 CPU의 제어 프로그램 등을 격납하고 있는 ROM과, ROM 등으로부터 읽어낸 데이터나 CPU의 연산 과정에서 필요한 연산 결과를 격납하기 위한 RAM과, 전자선 조사장치의 조작 패널 등을 포함한 외부 장치에 대해서 데이터의 입출력을 매개하는 I/F(인터페이스)를 구비하여 구성되어 있다. 이들은, 데이터를 전송하기 위한 신호선인 버스로 서로 데이터를 주고받을 수 있도록 접속되어 있다. 그리고, 그 조작 패널로부터는 상기 압력 관리 처리의 실행 지령, 및 소정의 부압의 분위기에 따른 필요한 설정치를 입력할 수 있도록 되어 있다. 한편 구체적인 예로서 상기의 제어반에, 프로그러머블 컨트롤러 등을 사용하면 바람직하다.

이에 따라, 이 전자선 조사장치는, 제어반에서의 압력 관리 처리에 의해서, 챔버(1)내에서, 대상물(예를 들면 음료 용기) 주위의 분위기를 소정 상태로 관리 가능하도록 되어 있다. 이 전자선 조사장치에서는, 소정 상태로서 진공 배기 장치 (11)에 의해서 가스 흡인구(7)로부터 챔버(1) 내부의 공기 내지 가스를 흡인하여, 챔버(1)내를, 상기 제1 부압인 10^-3Pa 이하의 고진공 상태보다 절대 압력이 높은 제2 부압을 유지하도록 관리하고 있다. 구체적으로는, 챔버(1)내를 10^-3Pa를 넘어 0.1MPa 이하의 범위의 저진공 상태로 관리하고 있다. 한편, 제어되는 압력 제어치는, 전자의 필요 비정이나 조사 프로세스 등에 의해 결정된 것에 대응 가능하도록 되어 있다.

다음에, 이 전자선 조사장치의 작용·효과에 대하여 설명한다.

이 전자선 조사장치에서는, 우선, 대상물(예를 들면 음료 용기)을 대상물 반입구로부터 챔버(1)내에 반입하여, 챔버(1)내에서의 소정의 위치에 설치한 후에 대상물 반입구를 닫는다.

그 다음에, 제어반에서 압력 관리 처리가 실행되고, 진공 배기 장치(11)에서, 챔버(1) 내부의 공기를 가스 흡인구(7)로부터 흡인하여, 챔버(1)내가 상기 제2 부압으로, 즉, 10^-3Pa를 넘어 0.1MPa 이하의 범위의 저진공 상태로 관리된다.

그 다음에, 전자선 조사수단으로 전자를 발생시킴과 동시에 가속하여, 전자선 조사창(5)으로부터 저에너지의 전자선(EB)을 챔버(1)내에 돌입시킨다. 이 때, 전자선 발생실(3) 내는, 제어반에서의 압력 관리 처리로, 제1 부압인 10^-3Pa 이하의 고진공 상태로 되고 있다. 그 때문에, 전자선 발생실(3)내에서의 전자선(EB)의 에너지 손실은 거의 없다.

여기서, 이 전자선 조사장치에서는, 챔버(1) 내부의 공기를 가스 흡인구(7)로부터 진공 배기 장치(11)로 흡인하여, 10^-3Pa를 넘어 0.1MPa 이하의 범위의 저진공 상태로 하여, 상기 제1 부압보다도 절대 압력이 높은 제2 부압을 유지하도록 관리하고 있으므로, 가스(기체)의 존재량이 적기 때문에 전자선(EB)을 챔버(1)내에서도 운동하기 쉬운 상태(에너지 손실이 적은 상황)로 할 수 있다. 그 때문에, 챔버 (1) 내부의 가스(기체)에서의 전자선(EB)의 에너지 손실이 경감된다. 따라서, 저에너지의 전자선이어도, 전자선의 에너지의 소모를 억제하여, 효율적으로 전자선 (EB)을 조사할 수 있다. 또한, 이 경우, 도시하지 않지만, 챔버(1) 내면 또는 바깥면에 전자 편향수단을 설치함으로써, 더 효율적인 조사가 가능해진다.

또한, 이 전자선 조사장치에서는, 제어반에서의 압력 관리 처리로, 상기 제2 부압의 높이를 바꾸는 것에 의해 공기 밀도를 변화시켜 전자의 발산 정도를 변화시키도록 되어 있으므로, 전자 비정 방향의 무질서성을 얻을 수 있다. 그 때문에, 대상물에 대해 균일하게 전자선을 조사할 수 있고, 보다 효율적인 전자선의 조사가 가능해진다.

한편, 상술의 압력 관리 처리의 구성은, 대상물의 형상 등에 따른 조사 조건에 의해, 챔버(1) 내부의 분위기 압력을 각각의 조사 조건에 따른 설정압력치로 변화시켜, 조사중에는 분위기 압력을 일정하게 하는 구성에 한정되는 것이 아니라, 조사중에 분위기 압력을 의도적으로 변화시키는 구성으로 해도 좋다.

또한, 상기의, 조사중에 챔버(1) 내부의 분위기 압력, 즉 제2 부압의 높이를 바꾸는 압력 관리 처리의 구체적인 구성예로서, 예를 들면, 1개의 대상물에의 전자선 조사 공정에 있어서, 먼저 챔버(1) 내부의 공기를 가스 흡인구(7)로부터 진공 배기 장치(11)로 흡인하여, 10^-3Pa를 넘어 0.1MPa 이하의 범위의 제2 부압의 일정한 저진공 상태로 유지한 상태로 전자선(EB)의 대상물에 조사를 개시해 두고, 그 직후에 가스 봉인구(6)에 가변 유량 밸브(43)를 개재하여 접속된 실린더 밸브(41A)에 대해서, 폐쇄, 개방, 폐쇄의 순서로 조작을 실시해서, 클린 에어 발생장치(54)로부터의 클린 에어를 챔버(1) 내부에 공급함으로써, 챔버(1) 내부에 순간적으로, 예를 들면 1초 이하의 극히 짧은 시간에 클린 에어를 봉입하여 챔버(1)내의 분위기 압력을 그 직전의 제2 부압보다 절대 압력이 높은 부압상태로 변화시키는 분위기 변환 제어를 실시하도록 하면, 이 분위기 변환의 직전에 챔버(1) 내부의 전자선 조사창 (5)으로부터 먼 하부 영역에 도달하고 있던 전자선(EB)이, 분위기 변환 후, 순간적으로 변환전의 제2 부압보다 절대 압력이 높은 부압상태의 클린 에어 분위기로 둘러싸이게 되고, 챔버(1) 내부의 하부 영역에서도, 전자선(EB)와 다량으로 존재하는 분위기 가스 분자와의 충돌이 급격하게 발생하므로, 단시간이지만, 챔버(1) 내부의 하부 영역에서도 충분한 양의 전자 샤워를 형성시키고, 대상물에 대한 균일한 조사를 실시하는 것이 가능해진다.

한편, 1개의 대상부에의 전자선 조사 공정의 전체 행정에 걸쳐, 챔버(1) 내부를 예를 들면, 상압에 가까운 부압상태의 클린 에어 분위기로 유지한 채로 전자선 조사를 실시하는 구성의 경우에는, 챔버(1)내부에 조사된 전자선(EB)이, 챔버 (1) 내부 중 전자선 조사창(5)에 가까운 상부 영역에서, 다량으로 존재하는 분위기 가스 분자와의 충돌에 의해 에너지가 소모해 버리는 것에 의해, 전자선 조사창(5)으로부터 먼 하부 영역에 도달하는 전자선(EB)의 양이 적어져 버리므로, 충분한 양의 전자선 샤워를 하부 영역에서 형성할 수 없게 되고, 그 만큼 대상물에의 전자선 조사의 균일성이 낮아진다. 따라서, 상술한 바와 같은, 전자선 조사 공정중에, 제2 부압의 높이, 즉, 챔버(1) 내부의 분위기 압력을 그 직전의 제2 부압보다 절대 압력이 높은 부압상태로 순간적으로 바꾸는 분위기 변환 제어를 실시하는 압력 관리 처리의 구성은, 단시간이지만, 대상물에의 균일성이 높은 전자선 조사를 실시할 수 있는 점에서 적합하고, 또한, 전자선(EB)의 조사량 등을 적절히 설정함으로써, 상기의 단시간의 균일 조사의 기간중에 대상물이 충분히 살균되도록 할 수 있다.

한편, 도 9에서는 도시하지 않지만, 가스 봉입구(6)에 가변 유량 밸브(43)를 개재하여 접속되는 실린더 밸브(41A)를 2개 직렬로 설치하여 시리즈로 개폐하는 제어를 실시하는 구성, 혹은, 상기의 실린더 밸브(41A) 대신에, 보다 고속 동작이 가능한 버터플라이 밸브를 이용하는 구성으로 함으로써, 분위기 변환 제어를 보다 고속으로 실시할 수 있게 된다.

또한, 가스 봉입구(6)에 가변량 밸브(43)를 개재하여 접속되는 실린더 밸브 (41A)를 복수개 직렬로, 또한, 인접한 실린더 밸브(41A)끼리의 사이에 소정의 간격을 두고 설치한 구성으로 하면, 복수의 실린더 밸브(41A)를 그 사이의 배관내에 클린 에어가 충만된 상태로 닫아 두고, 그 후, 챔버(1) 측에 가까운 쪽의 실린더 밸브(41A)를 개방하는 밸브 개폐 조작을 실시함으로써, 챔버(1) 내부에 클린 에어를 규정량만큼 공급하는 것을 용이하게 할 수 있게 된다.

게다가, 상기 구성에 있어서, 직렬로 설치되는 실린더 밸브(41A)의 개수를 3개 이상으로 하면, 분위기 변환 제어전에 닫아두는 2개의 실린더 밸브(41A)의 조합을 선택함으로써, 닫혀진 2개의 실린더 밸브(41A) 사이의 배관내에 충만된 클린 에어량을 바꿀 수 있고, 챔버(1) 내부에 클린 에어 공급량을 선택 조정하는 것이 가능하게 된다.

또한, 상술의 분위기 변환 제어를 실시하는 압력 관리 처리의 구성은, 본 발명자들이, 전자선의 비정이나 발산 정도와 분위기 조건과의 관계에 대한 고찰에 기초하여 착상한 것이지만, 전자선의 비정이나 발산 정도가 전자선 조사영역의 분위기 압력이나 분위기 가스의 종류에 의존하는 것은, 예를 들면, Yoshiaki Arata et. el. 「Some Fundamental Properties of Nonvacuum Electron Beam」 Transactions of J. W. S. September 1970 p.40-p.59의 연구논문에 개시되어 있다. 그리고, 이 연구논문에는, 상기의 의존성에 관해, 60kV의 전압으로 가속한 전자선을 이용하여, 공기 및 헬륨 가스의 2종류의 분위기 가스에 대해서, 분위기 압력을 13.33Pa(10^-1mmHg)∼101325Pa(760mmHg)의 범위에서 바꾸어서 실시한, 전자선 발산(플라즈마화)의 실험 결과가 나타나고 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에서는, 챔버(1)내에는, 상기 제2 부압을 관리할 때에 사용하는 리크 가스로서 무진 또한 무균의 클린 에어가 공급되도록 되어 있으므로, 예를 들면, 음식품, 물, 의약품, 한방약품, 화장품등, 혹은 이들에 이용되는 포장재료 등을 상기 대상물로 하는 데에 있어서 적합하다.

한편, 상기 실시형태의 예에서는, 살균이나 재료 개질의 프로세스 이용을 고려하여, 클린 에어 발생장치(54)를 장착 구비한 예로 설명했지만, 조사 프로세스에 따라, 클린 에어 발생장치(54) 대신에, 각종 가스의 발생장치나 가스 봄베 등을 접속해도 좋다. 예를 들면, 클린 에어 발생장치(54) 대신에, 배관을 개재하여 헬륨 가스가 저장된 봄베에 접속할 수 있다. 그리고, 가스 봉입구(6)로부터 챔버(1)내에, 비중이 가벼운 헬륨 가스를 공기에 대체하여 챔버(1)내에 봉입하는 것도 마찬가지로, 전자선(EB)을 챔버(1)내에서 운동하기 쉬운 상태(에너지 손실이 적은 상황)로 할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제9 실시형태에 따른 전자선 조사장치에 대해서 도 10을 적절히 참조하면서 설명한다.

도 10은, 본 발명의 제9 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이며, 상술의 제8 실시형태의 전자선 조사장치를, 연속 처리 라인에 적용한 예를 나타내고 있다. 또한, 이 실시형태에서는, 대상물로서 청량 음료수용 등의 PET병(패트병) 등의 복잡한 형상을 한 속이 빈 음료 용기(30)에 전자선을 조사하여 이것을 살균하는 용도로 본 발명에 따른 전자선 조사장치를 적용한 예이다. 한편 도 10(a)는, 그 전자선 조사장치를 평면 방향에서 본 도면이며, 처리조를 반송 방향에서의 단면으로 나타내고 있다. 또한, 동일 도면 (b)는, 정면 방향에서 본 도면이며, 동일 도면에서도, 처리조를 반송 방향에서의 단면으로 도시하고 있다. 그리고, 상기 제8 실시형태와 같은 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하여, 그 설 명에 대해서는 적절히 생략한다.

이 제9 실시형태에서는, 조사조(31)에 인접해서 설치되는 복수의 예비실과, 그 복수의 예비실과 조사조(31) 사이에 음료 용기(30)를 반송하는 대상물 반송수단인 대상물 반송장치(28)를 구비하고 있다. 한편 조사조(31)는, 반송 방향을 따라서 상자형으로 형성되어 있는 점 이외에는, 상술한 바와 같이, 내압 구조의 밀봉 용기가 되어 있으며, 조사조(31)내에서 음료 용기(30) 주위의 분위기를 소정 상태로 관리 가능하도록 되어 있다. 또한, 이 조사조(31) 상부의 대략 중앙에는, 전자선(EB)을 조사조(31)내에 넓은 면적으로 조사할 수 있는 전자선 발생실(3)을, 상기 제8 실시형태와 마찬가지로 구비하고 있다. 또한, 필요에 따라서, 도시하지 않지만, 조사조(31)의 내면 및 바깥면에 전자 편향수단이 설치되어 있다.

복수의 예비실은, 이 조사조(31)의 전후에, 전예비실(34), 및 후예비실(35)로서 각각 복수 설치되어 있다. 동일 도면의 예에서는, 각각 3실을 반송 방향을 따라서 병렬로 가진 예를 나타내고 있다. 각 실내의 압력은, 내부의 압력을 별개로 유지할 수 있도록 구성되어 있으며, 상술의 조사조(1)와 마찬가지로, 개별적으로 대기압으로부터 소망한 부압까지 제어반에서의 압력 관리에 의해서 가변할 수 있도록 되어 있다.

대상물 반송장치(28)는, 도시하지 않은 컨베이어 기구로 반송 방향을 따라서 음료 용기(30)를 반송 가능하도록 구성되어 있다. 한편 반송기구는, 컨베이어 기구에 한정되지 않고, 예를 들면 이송 나사 방식에 의한 반송기구를 채택할 수 있다.

그리고, 전예비실(34) 및 후예비실(35)의 반송 방향 하류측에는, 각각 전방 게이트 밸브(32)가 설치되어 있다. 또한, 전예비실(34) 및 후예비실(35)의 반송 방향 상류측에는, 각각 후방 게이트 밸브(33)가 설치되어 있다. 여기서, 각 방의 구분이 되고 있는 게이트 밸브(32,33)는, 대상물 반송장치(28)의 받아넘김부가, 얇게 형성되어 있다. 이에 따라, 각방의 칸막이 부분에서의 특별한 받아넘김기구를 필요로 하지 않고 있다.

또한, 이 조사조(31), 및 그 전후의 전예비실(34) 및 후예비실(35)에는, 상술한 압력 제어용의 배관 및 압력 제어 기기가 마찬가지로 부설되어 있다. 즉, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 상술의 제8 실시형태와 마찬가지로, 살균이나 재료 개질의 프로세스 이용을 고려하여, HEPA 필터(52), 바이오 필터(53)를 탑재한 클린 에어 발생장치(54)로부터 클린 에어를 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한, 진공 배기 장치(11)에는, 상술의 제8 실시형태와 마찬가지로, 드라이 펌프를 이용한 구조를, 전예비실(34) 및 후예비실(35)에도 각각 채택하고 있다. 또한, 본 실시형태에 대해서도, 조사 프로세스에 따라, 클린 에어 발생장치(54) 대신에, 상기 예시와 마찬가지로, 각종 가스 발생장치나 가스 봄베를 접속할 수 있음은 물론이다.

또한, 조사조(31), 및 그 전후의 전예비실(34) 및 후예비실(35)에는, 음료 용기(30)의 유무를 확인할 수 있도록 설치된 도시하지 않은 근접 센서가 각각 부설되어 있다. 그리고, 각 근접 센서는, 음료 용기(30)의 유무와 관련된 소정의 신호를 제어반에 출력할 수 있도록 신호선을 개재하여 접속되고 있다. 또한, 각 게이트 밸브(32,33)는, 제어반에서 실행되는, 아래에 설명하는 소정의 압력 관리 처리 에 의해서, 원하는 타이밍으로 개폐할 수 있도록 제어되고 있다.

도 12는, 제어반에서 실행되는 압력 관리 처리의 플로우챠트이다.

동일 도면에 나타낸 바와 같이, 제어반에서 압력 관리 처리가 실행되면, 먼저, 스텝 S1로 이행하여 전예비실(34)의 전방 게이트 밸브(32)를 열어 스텝 S2로 이행한다. 스텝 S2에서는, 대상물 반송장치(28)로, 음료 용기(30)를 전예비실에 반입하여 스텝 S3로 이행하고, 스텝 S3에서는 전방 게이트 밸브(32)를 닫고 스텝 S4로 이행한다.

계속해서 스텝 S4에서, 전예비실(34)내와 조사조(31)내를, 동일 압력으로 하는 처리가 이루어져 스텝 S5로 이행하고, 그 다음에, 스텝 S5에서는 전예비실(34)의 후방 게이트 밸브(33)를 열어, 스텝 S5a로 이행한다. 스텝 S5a에서는, 다른 예비실에서 음료 용기(30)가 조사조(31)에 이송되는 것이 종료하는 것을 확인하여, 종료하면, 곧바로 스텝 S6로 이행한다. 즉, 해당 처리에 있어서, 전예비실(34)내와 조사조(31)내는, 상기 제8 실시형태에서 설명한 제2 부압으로, 각각의 압력을 설정하고 있으며, 그 소정의 범위로 관리된다.

여기서, 이 제어반에서의 압력 관리 처리에서는, 각 방의 구분이 되고 있는 게이트 밸브(32,33)를 여는 경우에, 반드시 전공정측의 압력을 낮게 설정하도록 되어 있다. 따라서, 이 스텝 S6에서의 처리에서는, 동일한 제2 부압으로 하지만, 게이트 밸브(32)를 열 때까지는, 조사조(31)내보다 전예비실(34)내의 압력을 낮게 하도록 하고 있다. 이에 따라, 장치내의 기류의 흐름을, 후공정측으로부터 전공정측을 향하여 흐르도록 의도적으로 제어하고 있으며, 전공정으로부터의 균이나 먼지 가, 후공정내에 혼입하는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다(다른 게이트 밸브 개폐에 있어서도 동일하다).

그 다음에, 스텝 S6에서는 대상물 반송장치(28)로, 다른 예비실로부터 이송된 음료 용기(30)에 연속하여, 음료 용기(30)를 조사조(31)내에 반입하여 스텝 S7로 이행한다. 스텝 S7에서는, 전자선(EB)을 조사하는 처리가 이루어져 스텝 S8로 이행한다. 계속해서 스텝 S8에서는, 음료 용기(30)가 전예비실(34)내로부터 없어졌는지의 여부를 상기 근접 센서로부터의 신호에 기초하여 확인한다. 즉, 음료 용기(30)가 전예비실(34)로부터 없어졌으면(YES), 스텝 S9로 이행하고, 그렇지 않으면(NO), 스텝 S8에서 대기한다. 그리고, 스텝 S9에서는, 전예비실(34)의 후방 게이트 밸브(33)를 닫아 스텝 S10로 이행하고, 스텝 S10에서는 전예비실(34)을 대기압으로 하는 처리가 실행되어 스텝 S12로 이행한다.

계속해서 스텝 S11에서는, 조사조(31)와 후예비실(35)의 사이의 전방 게이트 밸브(32)를 열어 스텝 S12로 이행하고, 스텝 S12에서는, 대상물 반송장치(28)에서, 전자선(EB)이 조사된 음료 용기(30)를 조사조(31)내로부터 연속하여 후예비실(35)내에 반송하는 처리가 되어 스텝 S13로 이행한다.

계속해서 스텝 S13에서는, 그 음료 용기(30)를 반송한 후, 후방 게이트 밸브(33)를 닫도록 각부에 소정의 타이밍으로 제어 신호를 내어 스텝 S14로 이행한다. 그 다음에, 스텝 S15에서는 후예비실(35)을 대기압으로 하는 처리가 이루어져 스텝 S15로 이행하고, 그 다음에, 스텝 S15에서는 후예비실(35)의 후방 게이트 밸브(33)를 열어 스텝 S15a로 이행한다. 스텝 S15a에서는, 다른 예비실에서 음료 용 기(30)가 후공정으로 이송되는 것이 종료하는 것을 확인하여, 종료하면, 곧바로 스텝 S16로 이행한다. 그리고, 스텝 S16에서는, 대상물 반송장치(28)에서, 다른 예비실로부터 이송된 음료 용기(30)에 연속하여, 음료 용기(30)를 후공정으로 반송하여 스텝 S17로 이행한다.

그 다음에, 스텝 S17에서는, 음료 용기(30)가 후예비실(35)내로부터 없어졌는지의 여부를 상기 근접 센서로부터의 신호에 기초하여 확인한다. 즉, 음료 용기 (30)가 후예비실(35)로부터 없어졌으면(YES) 스텝 S18로 이행하고, 그렇지 않으면 (NO), 스텝 S17에서 대기한다. 그리고, 스텝 S18에서는, 후예비실(35)의 후방 게이트 밸브(33)를 닫고 스텝 S19로 이행하며, 스텝 S19에서는, 후예비실(35)을 조사조(31)와 동일한 압력으로 한다고 하는 일련의 처리를 실행하여 스텝 S20로 이행한다. 그리고, 스텝 S20에서는, 압력 관리 처리가 종료했는지의 여부를, 예를 들면 상기 전예비실(34)의 근접 센서로부터의 신호에 기초하여 확인한다. 즉, 음료 용기(30)가 전예비실(34)에 공급되고 있지 않으면(YES) 압력 관리 처리를 종료하고, 그렇지 않으면(NO), 스텝 S1로 처리를 되돌린다. 여기서, 이 제9 실시형태의 전자선 조사장치에서는, 상기 압력 관리수단에, 해당 압력 관리 처리가 대응한다.

이와 같이, 이 제9 실시형태의 전자선 조사장치에 의하면, 복수의 전예비실 (34) 및 후예비실(35)을 구비하고 있으며, 또한, 제어반에서의, 상기의 일련의 압력 관리 처리를 실행함으로써, 음료 용기(30)를 장치 전체적으로 연속적으로 흐르게 할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에 의하면, 챔버에 대상물 반입출구를 설치하여 각 각 차폐문인 게이트 밸브(32,33)를 구비하고 있으므로, 챔버내를 저진공이나 특정 가스의 분위기로 하는 등, 대상물 주위의 분위기를 소정 상태로 유지하는 것이 보다 용이해진다.

또한, 이 전자선 조사장치에 의하면, 상기 전예비실(34), 조사조(31) 및 후예비실(35)은, 각각 다단계로 압력 제어가 가능하도록 되어 있으며, 기류를 후공정으로부터 전공정을 향해서 흐르게 하도록 구성하고 있으므로, 미처리 공정(전공정)으로부터의 부유균이나 먼지가 유입하는 것, 및 살균되어 사멸한 세균 등을 포함한 가스가 무질서하게 비산하는 것을 적합하게 방지할 수 있다.

다음에, 본 발명의 제10 실시형태에 따른 전자선 조사장치에 대해서 도 11을 적절히 참조하면서 설명한다. 한편 상기 제8 내지 제9 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명에 대해서는 적절히 생략한다.

도 11은, 본 발명의 제10 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이고, 상술의 제8 실시형태의 전자선 조사장치를, 연속 처리 라인에 적용한 예를 나타내고 있다. 또한, 이 실시형태에서는, 대상물로서 제9 실시형태와 같은, 속이 빈 음료 용기(30)에 전자선을 조사하여 이것을 살균하는 용도로 본 발명에 따른 전자선 조사장치를 적용한 예이다. 한편 도 11(a)은, 그 전자선 조사장치를 평면 방향에서 본 도면이며, 처리조를 반송 방향으로의 단면으로 나타내고 있다. 또한, 동일 도면 (b)은, 전예비실을, 전공정측으로부터 본 도면이고, 전예비실을 횡단면으로 도시하고 있다. 또한, 동일 도면(c)는, 동일 도면 (b)에서의 반송부를 확대하여 나타내는 도면이다.

동일 도면에 나타낸 바와 같이, 이 제10 실시형태의 전자선 조사장치에서도, 상기 제9 실시형태와 마찬가지로, 조사조(60)에 인접해서 설치되는 복수의 예비실과, 그 복수의 예비실과 조사조(60) 사이에 음료 용기(30)를 반송하는 대상물 반송수단을 구비하고 있다. 여기서, 이 조사조(60)는, 반송 방향을 따라서 둥근 고리형상으로 형성되어 있는 점 이외는, 상술한 바와 같이, 내압 구조의 밀봉 용기가 되어 있어, 조사조(60)내에서 음료 용기(30) 주위의 분위기를 소정 상태로 관리 가능하도록 되어 있다. 또한, 이 조사조(60) 상부에는, 둥근 고리형상의 반송 영역에 따르도록, 전자선(EB)을 조사조(60)내에 넓은 면적으로 조사할 수 있는 전자선 발생실(3)을, 상기 제8 실시형태와 마찬가지로 구비하고 있다. 또한, 필요에 따라서, 도시하지 않지만, 조사조(60)의 전자선 발생실(3)의 하부에는 전자 편향수단이 설치되어 있다.

이 제10 실시형태에서의 복수의 예비실은, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 각각 조사조(60)와 거의 동일한 둥근 고리형상을 이루어 형성되어 있으며, 조사조 (60)의 전후에 인접하여 설치되어 있다. 동일 도면의 예에서는, 각각의 예비실은, 둥근 고리형상의 둘레방향을 따라서 거의 등간격으로 다수의 작은 방으로 격벽(66)으로 분할되어 있다(동일 도면의 예에서는, 각각 36개의 작은 방을 가지고 있다). 여기서, 본 실시형태에서는, 각 작은 방 각각을, 전예비실(61) 및 후예비실(62)로서 다수 가지고 있다.

즉, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 전예비실(61) 및 후예비실(62)의 구조는, 하나의 내부 프레임(64)에 칸막이판(66)을 지름 방향을 향해서 방사상으로 부 착함으로써, 각 방으로 분할되어 있으며, 각각의 전예비실(61) 및 후예비실(62)은, 인접한 칸막이판(66) 끼리와 외부 프레임(63)의 사이에 둘러싸인 공간에 의해서 구획형성되어 있다. 여기서, 각 칸막이판(66)과 외부 프레임(63) 사이에는, 도11 (c)에 나타낸 바와 같이, 미소한 틈새 G가 있고, 시일재 등은 사용되고 있지 않다. 또한, 각 예비 실내의 압력은, 그 압력을 처리 존(process zone)마다 관리 가능하도록 구성되어 있으며, 상술의 조사조(1)과 마찬가지로, 각 처리 존 개별적으로 대기압으로부터 소망한 부압까지 제어반에서의 압력 관리에 의해서 가변할 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 전예비실(61) 및 후예비실(62)내의 압력을, 반송기구와의 협동에 의해서, 조사조(60)에서의 제2 부압의 높이에 맞추도록 바꾸는 구성으로 되어 있다.

상세하게는, 조사조(60)는, 그 내부 프레임(64)과 외부 프레임(63)에 의해 둘러싸인 밀봉 공간이 되어 있고, 외부 프레임(63)은, 각 예비실을 구성하는 전처리 존과 후처리 존에 걸쳐 일체로 형성되어 있다. 그리고, 조사조(60), 전처리 존 및 후처리 존에는, 각각 그 내부 프레임(64)에, 각 예비실(61,62)에 대응해서 부착된 다수의 핸드 기구(65)를 가지고 있으며, 이 핸드 기구(65)에 의해서 음료 용기(30)를 파지하고, 게다가 조사조(60) 및 전처리 존의 전예비실(61) 상호간, 및 조사조(60) 및 후처리 존의 후예비실(62) 상호간에 각각 음료 용기(30)를 받아넘길 수 있도록 되어 있다.

그리고, 전처리 존은, 그 내부 프레임(64)이, 동일 도면에 나타낸 바와 같 이, 시계 방향으로 회전하도록 구성되어 있다. 여기서, 각 전예비실(61)은, 내부 프레임(64)이 회전함으로써, 전예비실(61)이 전공정으로부터 조사조(60)에 가까워짐에 따라, 조금씩 조사조(60)의 부압에 끌려 조사조(60)측으로 이동한 시점에서는, 조사조(60)와 동일한 압력이 되도록 구성되어 있다. 또한, 그 반대로, 각 전예비실(61)은, 조사조(60)측으로부터 전공정측에 가까워지면, 전공정측의 대기압에 끌리고, 전예비실(61)이 전공정측으로 이동한 시점에서는, 대기압이 되어 있다. 한편 후처리 존의 후예비실(62)에 대해서도 동일한 구조이므로 그 설명을 생략한다.

또한, 전처리 존의 전예비실(61)을 구성하는 부분의 외부 프레임부에는, 전 공정으로부터 조사조(60)로 이동하는 부분의 외벽에, 전용의 진공 배기 장치(69)와, 몇 단의 배관(68)을 설치하고 있다. 이에 따라, 조사조(60)의 진공 배기 장치(11)의 용량 경감과 압력 제어의 정도 향상을 도모하는 것을 가능하게 하고 있다. 또한, 몇 단의 배관(68)은, 조사조(60)에 가까울수록, 그 배관지름을 크게 하고 있으며, 진공 배기 장치(69)의 용량 경감, 및, 전예비실(61)의 압력 변화를 원활하게 실시할 수 있도록 되어 있다. 한편, 후처리 존의 후예비실(62)에 대해서도 동일한 구조이므로 그 설명을 생략한다. 여기서, 상기 대상물 반송수단에는, 조사조(60), 전처리 존 및 후처리 존 각각의 각 내부 프레임(64)을 회동 가능하도록 장착 구비된 도시하지 않은 회전기구와, 그 각 내 프레임(64)마다 다수 장착된 대상물용의 핸드 기구(65)가 대응한다.

여기서, 이 조사조(60)는, 기본적으로는 밀봉 공간이 되어 있지만, 전예비 실(61) 및 후예비실(62)의 구조상, 도 11(c)에 나타낸 바와 같이, 주위에 미소한 틈새 G가 있으므로, 조사조(60)를 부압으로 했을 때, 이 미소한 틈새 G로부터의 리크가 우려된다. 그러나, 칸막이판(66)은, 둘레방향으로 어떤 층에도 걸쳐 설치되어 있으며, 이에 따라 유로 저항이 커지기 때문에, 리크량을 매우 감소시키는 가능해지고 있으며, 진공 배기 장치의 용량을 리크량분을 예상한 용량으로 함으로써, 조사조(60)내를 일정한 압력으로 유지할 수 있다. 한편, 이 원리는, 발전기 등에서 채택되고 있는 래비린스 시일 구조와 동일한 원리이다.

또한, 동일 도면에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서도, 상술한 제8 실시형태와 같이, 살균이나 재료 개질의 프로세스 이용을 고려하여, HEPA 필터(52), 바이오 필터(53)를 탑재한 클린 에어 발생장치(54)로부터 클린 에어를 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한, 각 진공 배기 장치(11)에는, 상술의 제8 실시형태와 마찬가지로, 드라이 펌프를 이용한 구조를, 전예비실(61) 및 후예비실(62)에도, 각각 채택하고 있다. 또한, 본 실시형태에서도, 조사 프로세스에 따라, 클린 에어 발생장치(54) 대신에, 상기 예시와 같이, 각종 가스 발생장치나 가스 봄베를 접속 가능한 것은 물론이다.

그리고, 이 제10 실시형태에서는, 그 제어반에서, 이하에 설명하는 소정의 압력 관리 처리가 실행 가능하도록 구성된다.

도 13은, 제어반에서 실행되는 압력 관리 처리의 플로우차트이다.

동일 도면에 나타낸 바와 같이, 이 제어반에서 압력 관리 처리가 실행되면, 먼저, 스텝 S31로 이행하여, 전자선 발생실내를 소정의 제1 부압으로 관리함과 동 시에, 조사조(60)내를 소정의 제2 부압으로 관리하고, 스텝 S32로 이행한다. 여기서, 제1 부압 및 제2 부압에 대해서는, 상기 제8 실시형태와 마찬가지로 각각의 압력을 설정하고 있으며, 그 소정의 범위로 관리되도록 되어 있다.

그 다음에, 스텝 S32에서는, 내부 프레임(64)을 시계 방향으로 회전시키면서, 전공정의 회전 반송기구로부터 각 전예비실(61)에 부착된 핸드 기구(65)에 의해서 음료 용기(30)를 전처리 존의 내부 프레임(64)내에 받아들이는 동시에, 전처리 내부 프레임(64)을 시계 방향으로 더 회전시킴으로써, 음료 용기(30)를 파지하여 수용한 전예비실(61)을 조사조(60)측을 향하여 이동시킨다고 하는 일련의 처리가 이루어져 스텝 S33으로 이행한다. 그 때, 상술의 구조에 의해, 전예비실(61)내의 압력은 조사조(60)내의 제2 부압에 가까워져 간다. 여기서, 각 전예비실(61)에서 음료 용기(30)가 올바르게 반송되고 있는지의 여부는, 상기 제9 실시형태와 동일한 근접 센서를 설치함으로써 판정할 수 있도록 되어 있다.

그 다음에, 스텝 S33에서는, 전처리 존의 각 전예비실(61)로부터 차례로 보내져 오는 음료 용기(30)를, 조사조(60)의 내부 프레임(64)을 반시계방향으로 회전시키면서 조사조(60)의 내부 프레임(64)에 부착된 핸드 기구(65)로 받아 들이는 일련의 처리가 이루어져 스텝 S34로 이행한다. 그리고, 스텝 S34에서는, 제2 부압으로 관리된, 압력이 일정한 조사조(60) 중에서, 조사조(60)의 내부 프레임(64)을 반시계방향으로 더 회전시키고, 이 과정에서, 규정의 프로세스에 따라서 제1 부압으로 관리된 전자선 발생실로부터, 전자선(EB)을 음료 용기(30)에 조사(이 예에서는, 동일 도면에서의 둥근 고리형상의 조사조(60)의 상반분(上半分)측에서 음료 용 기(30)로 조사된다)하면서, 후처리 존측을 향하여 음료 용기(30)를 반송한다고 하는 일련의 처리가 이루어져 스텝 S35로 이행한다.

그 다음에, 스텝 S35에서는, 조사조(60)로부터 차례로 보내져 오는, 전자선(EB)조사후의 음료 용기(30)를, 후처리 존용 내부 프레임(64)의 각 후예비실(62)에 부착된 핸드 기구(65)에 의해서, 그 내부 프레임(64)을 시계 방향으로 회전시키면서 받아 들이는 처리가 이루어져 스텝 S36로 이행한다.

그 다음에, 스텝 S36에서는, 후처리 존용 내부 프레임(64)을 시계 방향으로 더 회전시키고, 음료 용기(30)를 파지한 후예비실(62)을 후공정측으로 이동시키고, 후공정의 회전 반송기구에, 음료 용기(30)를 순서대로 주고받는 처리가 이루어져 스텝 S37로 이행한다. 그 때, 상술한 구조에 의해, 후예비실(62)의 압력이 대기압에 점차 가까워지고 있다.

스텝 S37에서는, 해당 압력 관리 처리가 종료했는지의 여부를, 예를 들면 상기 전예비실(61)의 근접 센서로부터의 신호에 기초하여 확인한다. 즉, 음료 용기 (30)가 전예비실(61)에 공급되지 않도록 되어 있으면(YES), 해당 압력 관리 처리를 종료하고, 그렇지 않으면(NO), 스텝 S32로 처리를 되돌린다. 여기서, 이 제10 실시형태의 전자선 조사장치에서는, 상기 압력 관리수단에, 해당 압력 관리 처리가 대응한다.

이와 같이, 이 제10 실시형태의 전자선 조사장치에 의하면, 둥근 고리형상으로 배치된 조사조(60), 복수의 전예비실(61) 및 후예비실(62)을 구비하고 있으며, 이들 조사조(60), 복수의 전예비실(61), 및 복수의 후예비실(62)에 있어서, 상기 일련의 압력 관리 처리를 연속하여 실행함으로써, 전예비실(61)로부터 차례로 반입된 라인상의 음료 용기(30)는, 조사조(60)내의 전자 샤워 상태로 한 전자선 조사영역내를 통과하여, 각 음료 용기(30)에 전자선(EB)을 조사한 후, 후예비실(62)에 차례로 반출하는 것을 가능하게 하고 있으며, 이에 따라, 음료 용기(30)를 연속적으로 흐르게 할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에 의하면, 제어반에서의 압력 관리 처리는, 복수의 예비실의 내부의 압력을, 전처리 존과 후처리 존으로 별개로 관리하도록 구성되어 있으므로, 음료 용기(30)를 흐르게 하고 있는, 배치식의 생산 라인 혹은 연속식의 생산 라인의 중간에, 제8 실시형태에 예시한 구성을 적절하게 적용할 수 있다. 특히, 음료 용기(30) 등의 대상물을 연속적으로 흐르게 하는 라인을 구성함에 있어서, 조사조(60)의 전후에 내부의 압력을 별개로 관리할 수 있는 예비실을 각각 설치하고 있으므로, 상기 제2 부압의 높이를 적절하게 유지할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에 의하면, 상술의 구성에 있어서, 전예비실(61) 및 후예비실(62)내의 압력을, 조사조(60)의 제2 부압의 높이에 맞추도록 바꿀 수 있으므로, 조사조(60)내에서의 제2 부압의 유지가 보다 확실해진다.

또한, 이 전자선 조사장치에 의하면, 복수의 예비실(61,62)은, 격벽(66)을 다수 구비하고 있으며, 이들 다수의 격벽(66)이 소위 회전식의 문으로 되어 있고, 반송 방향으로 다수 배치됨으로써, 래비린스 시일을 구성하는 격벽으로서 설치되어 있으므로, 압력의 리크를 적절하게 억제하면서 대상물을 연속적으로 반송할 수 있다.

또한, 이 전자선 조사장치에 의하면, 복수의 각 예비실(61,62)은, 음료 용기(30)의 근방만을 둘러싸도록 구획 형성되어 있다. 이에 따라, 음료 용기(30) 주위의 분위기를 소정 상태로 관리하는 영역을 최소한으로 하는 데에 적합하다.

다음에, 본 발명의 제11 실시형태에 따른 전자선 조사장치에 대해 도 14를 적절히 참조하면서 설명한다. 한편, 상기 제8 내지 제10 실시형태와 동일한 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 그 설명에 대해서는 적절히 생략한다.

도 14는, 본 발명의 제11 실시형태에 따른 전자선 조사장치를 나타내는 개략 구성도이고, 상술의 제10 실시형태의 전자선 조사장치를 시트 부재의 전자선 조사에 적용한 예를 나타내고 있다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 이 제11 실시형태의 전자선 조사장치의 기본 구조로서는, 전자선 발생실(3)을 상하로 설치된 조사조(70)와, 그 전후에 배치된 복수의 전예비실(75) 및 후예비실(76)이 설치되어 있으며, 그 전예비실(75) 및 후예비실(76)의 구성은, 도 14(b)에 나타낸 바와 같이, 사각형의 프레임(89) 내에 격벽 (66)과 갭 롤러(87)가 설치되는 동시에, 예를 들면, 유음료용 등의 종이 용기로서 조립하기 전의 지제의 시트 부재(31)를 통과할 수 있는 정도의 미소한 갭 G를 갖고 있는 예비실이 복수 직렬로 배치되어 래비린스 시일 구조가 되어 있다. 이 구성에서는, 예비실에 미소한 갭 G가 있지만, 예비실이 복수 직렬 배치된 구조가 되어 있고, 이에 따라, 유로 저항이 커지기 때문에, 제10 실시형태와 같이, 조사조(70)의 제2 부압은, 진공 배기 장치(11)의 용량을 리크량을 고려한 것으로 함으로써, 용이하게 관리하는 것이 가능하도록 되어 있다.

또한, 시트 부재(31)에 대해서는, 도시하지 않지만, 후공정에서 시트 부재(31)를 잡아당기는 기구가 설치되어 있으며, 시트 부재(31)는, 갭 롤러(87)와 롤러(88)를 개재하여, 전공정으로부터 복수의 전예비실(75)을 통과하여, 제2 부압으로 관리된 조사조(70)에서, 양면으로부터 전자선이 조사되고, 복수의 후예비실(76)을 통과하여, 후공정으로 보내진다.

상기와 같은 제11 실시형태에 따른 전자선 조사장치에 의해, 시트형상 부재에 대해서도 마찬가지로 에너지 효율이 좋은 조사가 가능해진다.

이상 설명한 바와 같이, 상기 제8 내지 제11 실시형태에 따른 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치에 의해서, 저 에너지의 전자선(EB)이라 하더라도, 대상물인 음료 용기(30)에 대해, 전자선(EB)을 균일하게 조사할 수 있다.

한편 본 발명에 따른 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치는, 상기 제8 내지 제11 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않으면 여러 가지 변형이 가능하다.

예를 들면, 상기 제9 및 제10 실시형태에서는, 대상물로서 음료 용기(30)를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 대상물로서 음식품, 물, 의약품, 한방약품, 화장품, 사료, 비료 등, 혹은 이들에 이용되는 포장재료 등이어도 적용할 수 있다. 즉, 본 발명은, 복잡한 형상의 입체물로부터 평면형상의 필름까지 대상물의 종류나 형상에 따라 적절히 이용할 수 있다.

또한, 상기 제8 내지 제11 실시형태에서는, 대상물을 살균하는 용도를 예로 들어 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 살균 이외의 용도라 하더라도 적용할 수 있다.

또한, 상기 제8 내지 제11 실시형태에서는, 챔버는, 대상물의 종류에 맞추어 외형 형상을 미리 정해져 있는 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 그 내형 형상을 대상물의 형상에 따라 바꿀 수 있는 내형 형상 가변 구조를 가진 구성으로 할 수 있다. 이러한 내형 형상 가변 구조의 예로서는, 외형을 구성하는 격벽을 슬라이드 가능한 조합 구조로 한다. 이러한 구성이면, 대상물의 형상에 따라, 챔버의 내형 형상을 적절히 가변하여 대응할 수 있다. 그 때문에, 대상물에 대해, 더 효율적으로 균일한 전자선의 조사가 가능해진다.

또한, 상기 제8 내지 제11 실시형태에서는, 챔버내의 분위기는, 챔버(1) 내를 저진공, 즉 부압 상태로 하여, 조사 프로세스의 필요성에 따라, 클린 에어, 혹은 공기에 대체하여 비중이 가벼운 헬륨 가스를 봉입 가능하게 한 예로 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들면, 챔버내의 분위기는, 공기, 산소, 질소, 수소, 이산화탄소, 아르곤, 및 헬륨으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 것이어도 좋다. 즉, 대상물의 종류나 조사 목적에 따라서, 챔버내의 분위기를 적절하게 선택하여, 대상물 주위의 분위기를 소정 상태로 관리할 수 있다. 예를 들면, 분위기에 의한 에너지 손실을 경감하는 경우는, 상기 예시한 바와 같이, 비중이 작은 헬륨 등을 적절하게 이용할 수 있다. 또한, 상기 각 실시형태는, 각각의 구성을 적절하게 선택하여 서로 조합할 수 있는 것은 물론이다.

다음에, 본 발명의 제12 실시형태에 따른 개구 용기용 전자선 조사장치에 대하여 설명한다.

이 개구 용기(음료 용기)용 전자선 조사장치는, 감압수단을 구비하여 부압상태를 유지하는 조사 처리조(조사조)의 측면부에 전압력 조정조(전예비실)와 후압력 조정조(후예비실)를 일체로 결합하고 있다. 이들 각 조내에, 각각 회전 반송체를 회전 가능하게 배치하여, 각 회전반송체의 바깥면에 대략 등간격으로 개구 용기를 유지하는 복수의 유지 기구(핸드 기구)를 설치함과 동시에, 전압력 조정조측으로부터 후압력 조정조측까지 각 회전반송체의 상호간에 개구 용기를 순서대로 받아 넘겨줄 수 있도록 하고 있다. 게다가, 전압력 조정조와 후압력 조정조내의 회전 반송체에, 각 유지 기구를 구분하도록 격벽을 돌출형성하여 회전 반송체의 이동시에 각 격벽과 조(槽) 벽면으로 복수의 작은 구획을 형성시킨다. 그 전압력 조정조에 있어서의 개구 용기의 반입측으로부터 조사 처리조측까지의 범위 및 후압력 조정조에 있어서의 개구 용기의 조사 처리조측으로부터 반출측까지의 범위의 상기 작은 구획을 감압하는 감압수단을 구비하고, 적어도 하나의 전자선 조사수단을 상기 조사 처리조에 배치하여 구성한다.

본 발명의 개구 용기용 전자선 조사장치의 원리를 도 15(a)에 나타내고 있으며, 대상물인 개구 용기로서 플라스틱제 병(음료 용기)을 이용한 것이다. 중앙에 배치하는 조사 처리조(조사조)(60)의 측면부에 인접하여, 전압력 조정조(전예비실)(61)와 후압력 조정조(후예비실)(62)를 배치하여 일체로 연결하고 있다. 이들 각 조(60,61,62) 내에는, 구동 기구에 의해 동기시켜 화살표로 나타낸 바와 같이 회전시키는 회전 반송체(11E, 21E,31E)를 회전 가능하게 배치하고, 이에 따라서 각 조의 외벽면의 사이에 개구 용기(30)를 순서대로 반송하는 고리 형상의 반송로를 형성하고 있다. 따라서, 개구 용기(30)의 생산 라인중에는, 전처리 라인에 이어지는 전압력 조정조(61), 다음에 조사 처리조(60), 마지막에 후처리 라인에 이어지는 후압력 조정조(62)가 순서대로 배치되는 상태가 된다.

각 회전반송체(11E,21E,31E)는, 그 바깥면에 개구 용기(30)를 유지하여 반송하는 유지 기구(핸드 기구)(65)를 등간격으로 다수 설치하고 있으며, 이 유지 기구 (65)에 의해서, 개구 용기(30)의 전처리 라인으로부터 후처리 라인까지의 사이의 각 조(60,61,62) 내의 회전 반송체(11E,21E,31E)의 상호간에, 개구 용기(30)가 직립 상태인 채로 순서대로 원활하게 주고받을 수 있는 구성으로 하고 있다.

조사 처리조(60)내는, 내부를 감압하기 위해서 내압의 밀봉 구조로 구성하고, 이 조사 처리조(60)에 진공 배기 장치(69A)를 포함한 배기 수단에 이어지는 배관(68A)을 접속하고, 반송하는 개구 용기(30)의 주위의 분위기를, 소정의 부압상태로 유지하고 있다. 게다가, 조사 처리조(60)내에서 전자선 조사실이 되는 반송로에 대응하는 부분에, 전원에 접속하는 전자선의 전자선 발생실(3)을 적어도 하나를 구비하고 있다. 이 전자선 발생실(3)을 이용하여, 부압상태를 유지한 조사 처리조 (60)내에서, 전자선 조사실이 되는 반송로를 향해서 전자선을 조사하여, 반송되어 오는 개구 용기(30)를 연속하여, 멸균 처리를 하도록 하고 있다.

전자선 발생실(3)에는, 부압분위기내에서 개구 용기(30)의 내외면에 전자선을 조사하여 멸균 처리하므로, 저에너지로 150kV 이하의 가속 전압의 것을 사용할 수 있다. 조사 처리조(60)내가 감압된 상태에 있으면, 전자선의 감쇠가 대폭 경감되므로, 저에너지의 전자선이라 하더라도, 전자의 비정(비행 거리)이 길어지고, 게 다가 전자선의 발산량이 적고, 입구가 좁은 개구 용기(30)라 하더라도 내면에 전자선의 조사를 효과적으로 실시할 수 있다.

조사 처리조(60)내의 부압상태를 효과적으로 유지 가능하게 하여 전자선의 조사를 양호하게 실시할 수 있도록 하기 위해서, 이 개구 용기 반입인 전처리 라인측 및 반출측인 후처리 라인에 이어지는 전압력 조정조(61)와 후압력 조정조(62)는, 본 발명에 의해 특별한 고안을 실시하고 있다.

즉, 전압력 조정조(61)와 후압력 조정조(62)내의 회전 반송체(21E,31E)에, 각각 각 유지 기구(65) 사이를 구분하는 격벽(66)을 돌출형성하고 있으며, 회전 반송체(21E,31E)의 회전이동시에, 각 유지 기구(65)의 양측의 격벽(66)과 조벽면의 사이에, 작은 방이 되는 복수의 작은 구획(8,9)이 형성되는 구조로 하고 있다.

게다가, 전압력 조정조(61)측에서는, 개구 용기(30)를 전공정 라인으로부터 받아 들인 위치로부터 조사 처리조(60)로 이동하는 범위에 존재하는 복수의 작은 구획(8)을 감압하기 위해서, 이 범위의 벽면에, 진공 배기 장치(69B)를 포함한 배기 수단에 이어지는 배관(68B)의 복수개를 접속하고 있다. 이에 따라서 개구 용기 (30)가, 전공정 라인으로부터 전압력 조정조(61)에 반입되고 나서 조사 처리조(60)까지의 범위의 작은 구획(8)은, 대기압으로부터 소망한 부압까지의 상태가 되는 압력 조정 범위로서 효과적으로 관리할 수 있다.

또한, 후압력 조정조(62)측에서는, 개구 용기(30)를 조사 처리조(60)로부터 후공정 라인의 위치로 이동하는 범위로 형성되는 작은 구획(9)을 감압하기 위해서, 마찬가지로 이 범위의 벽면에, 진공 배기 장치(69C)를 포함한 배기 수단에 이어지 는 배관(68C)의 복수개를 접속하고 있다. 이 때문에, 조사 처리조(60)로부터 후압력 조정조(62)의 후공정 라인에 개구 용기(30)가 반출될 때까지의 범위의 작은 구획(9)은, 반대로 소망한 부압으로부터 대기압까지의 상태가 되는 압력 조정 범위로서 효과적으로 관리할 수 있다.

한편, 복수의 배관(68B,34)은, 조사 처리조(60)에 가까울수록 그 배관지름을 크게 하거나, 혹은 접속하는 배관의 수를 늘려 효과적으로 감압할 수 있도록 하고, 진공 배기 장치(69A)의 용량 경감 및 전압력 조정조(61)나 후압력 조정조(62)의 압력 변화를 원활하게 행할 수 있도록 한다. 또한, 전압력 조정조(61)나 후압력 조정조(62)에 있어서의 작은 구획(9)의 감압하는 범위는, 필요에 따라서 상기와는 반대측, 즉 전압력 조정조(61)에 있어서는 조사 처리조(60)로부터 전공정 라인으로 이동하는 범위의 작은 구획(9)과, 후압력 조정조(62)에 있어서는 조사 처리조(60)로부터 후공정 라인으로 이동하는 범위의 작은 구획(9)도, 배기 수단을 설치하여 감압할 수도 있다.

작은 구획(8,9)을 형성시키기 위한 각 격벽(66)은, 도 15(b)에 나타낸 바와 같이 각 조(61,62)의 외벽과의 사이에 미소한 간격(G)을 가지도록 설치하고 있다. 격벽(66)은, 조사 처리조(60)로부터 전압력 조정조(61)나 후압력 조정조(62)의 대기 개방측의 각 범위에 복수개 존재하게 된다. 이 때문에, 복수개의 격벽(66)이, 래비린스 시일 구조의 기능과 동일하게 되며, 조사 처리조(60)로부터 대기압의 외부까지의 유로 저항이 커지므로, 특별히 시일 등을 사용하지 않고, 조사 처리조 (60)의 부압상태를 유지할 수 있다. 당연히, 조사 처리조(60)에 설치하는 배기 수 단의 진공 배기 장치(69A)의 용량은, 누설량을 예상한 용량으로 함으로써, 조사 처리조(60) 내부를 미리 정한 부압상태의 범위내로 유지할 수 있다.

또한, 조사 처리조(60)나 전압력 조정조(61) 및 후압력 조정조(62) 부분에, 예를 들면 드라이 펌프를 이용하여 적절한 필터를 구비한 청정 공기 발생장치(54)로부터의 배관(67)을 접속하여, 내부에 청정 공기를 공급하도록 구성하고 있다. 한편 청정 공기 발생장치(54) 대신에, 전자선의 조사를 양호하게 실시할 수 있는 가스 분위기로 하기 때문에, 질소 가스나 헬륨 가스 등이나 이들 혼합 가스를 공급하는 각종의 가스 공급 장치를 접속할 수 있다.

상기의 구성의 개구 용기용 전자선 조사장치에서는, 전공정 라인으로부터의 직립 상태인 채로 각 전압력 조정조(61)로 이송되는 개구 용기(30)는, 순서대로 전압력 조정조(61)로부터 조사 처리조(60)를 거쳐, 후압력 조정조(62)로부터 후공정 라인으로 반출되지만, 중간의 조사 처리조(60) 부분의 부압 분위기 내에서, 전자선 발생실(3)로부터의 전자선 조사에 의한 멸균 처리를 받는다. 이때, 전압력 조정조 (61)내의 회전 반송체(21E)가 시계 방향으로 회전하면, 개구 용기(30)의 전공정 라인으로부터 전압력 조정조(61)로 들어가는 위치에서부터, 조사 처리조(60)에 가까워지는 범위에 형성되어 내부에 개구 용기(30)를 유지하고 있는 작은 구획(8)은, 배기 수단에 의해서 대기압으로부터 조금씩 감압된 상태가 되어, 조사 처리조(60)내의 회전 반송체(11E)로 이동했을 때에는, 조사 처리조(60)와 대략 동일한 부압이 된다.

또한 반대로, 후압력 조정조(62)내의 회전 반송체(31E)가 시계 방향으로 회 전하고, 개구 용기(30)가 조사 처리조(60)로부터 후공정 라인의 배출 위치에 가까워지는 범위에 형성되어 내부에 개구 용기(30)를 유지하고 있는 작은 구획(9)에서는, 배기 수단에 의해서 조사 처리조(60)내의 부압상태로부터 조금씩 대기압에 가까워지는 상태가 되어, 후공정 라인측에 개구 용기(30)를 배출시점에서는 대기압이 된다.

상기와 같이 개구 용기용 전자선 조사장치를 구성했으므로, 조사 처리조(60)와 전압력 조정조(61) 및 후압력 조정조(62)에서, 각 조내부의 압력 관리를 별개로 적절히 관리할 수 있기 때문에, 부압으로 유지하는 조사 처리조(60)내에서, 저에너지의 전자선 발생실(3)을 사용하여, 전자선에 의한 개구 용기(30)의 멸균 처리를 효과적으로 실시할 수 있다.

또한, 이 개구 용기용 전자선 조사장치에서는, 조사 처리조(60)와 전압력 조정조(61) 및 후압력 조정조(62)를 일체로 연결하여, 각 개구 용기는 각 조내부의 회전 반송체로 직립 상태인 채로 순서대로 고속으로 반송할 수 있고, 조사 처리조 (60)에 설치한 영역내에서 전자선의 조사를 받으므로, 음료 등의 생산 라인중에 조립해 넣은 개구 용기의 멸균 처리를 연속하여 실시할 수 있다. 또한, 각 회전반송체(11E,21E,31E)를 회전시켜, 개구 용기(30)를 직립 상태인 채로 반송하는 구조이기 때문에 무리한 힘이 걸리지 않고, 반송기구 부분의 마모가 적기 때문에, 생산 라인으로 장기간 사용할 수 있다.

본 발명의 구체적인 개구 용기용 전자선 조사장치의 구성예를, 도 16 및 도 17에 나타내고 있다. 이 예에서는 조사 처리조(60)의 직경은, 일체로 연결하는 전 압력 조정조(61) 및 후압력 조정조(62)보다 크게 형성하고 있다. 그리고, 이 큰 조사 처리조(60)에는, 개구 용기의 반송로가 되는 위치에 대향하는 표면 부분의 원호형상의 범위에, 복수의 전자선 발생실(3)을 배치하고, 각각 전원(도시하지 않음)에 접속하고 있다. 이 때문에, 각 개구 용기는, 조사 처리조(60)내를 반송중에, 각 전자선 발생실(3)을 부착한 넓은 범위에서, 전자선의 조사 멸균 처리를 받게 된다.

조사 처리조(60)와 전압력 조정조(61) 및 후압력 조정조(62)는, 연결하여 일체로 한 상태에서 가대(17)상에 배치하고, 또 가대(17) 부분에 각 조(60,61,62)내의 회전 반송체(11E,21E,31E)를 동기 구동하는 모터나 휠 등의 구동 기구(118)를 배치하고 있다. 회전 반송체(11E,21E,31E)는 편평한 속이 빈 드럼형상으로 형성하거나, 지지 아암에 원형 틀을 부착하여 형성한다.

또한, 조사 처리조(60)의 상부에 부착하는 각 전자선 발생실(3)은, 예를 들면 도 18(a)의 종단면도 및 (b)의 정면도에 나타내는 바와 같이, 10^-5Pa와 같은 고진공으로 하는 전자선 발생실(3) 내에, 복수의 전자선 유닛(3a)을 배치하고 있다. 전자선 유닛(3a) 부분에서 발생한 전자선(EB)을, 원형이나 슬릿형상으로 형성한 전자선 조사창(5)으로부터, 부압상태로 유지한 아래쪽의 전자선 조사영역(60b)이 되는 반송로를 향해서 조사하고, 회전 반송체(11E)의 각 유지 기구(65)에 유지되어 이동해 오는 각 개구 용기(30)의 내외면의 멸균 처리를 실시한다.

각 전자선 발생실(3)은, 적어도 하나의 전자선 유닛(3a)을 구비하고, 이들을 순서대로 조사 처리조(60)의 상부에 부착하고 있다. 게다가, 각 전자선 발생실(3)에 대향하는 위치의 조사 처리조(60)내의 전자선 조사영역(60b)이 되는 반송로 부분에는, 전자선 발생실(3)로부터의 전자선(EB)을 편향시키는 전자선 편향수단으로서 이용하는 전자선 편향기(145)를 배치하고 있다. 이들 전자선 편향기(145)는, 각 전자선 발생실(3)의 전자선 유닛(3a)에 대향하는 위치에서, 게다가 개구 용기 (30)의 높이 방향에 대한 다른 위치에 배치한다. 이와 같이 전자선 편향기(145)를 배치하면, 위쪽으로부터 전자선(EB)로 조사할 때에도, 개구 용기(30)의 높이 방향의 전체면을 양호하게 조사할 수 있다. 전자선 편향기(145)는, 영구자석을 사용하고 있으며, 전자선(EB)을 적절히 편향시켜, 개구 용기(30)의 전체면에 효과적으로 조사할 수 있도록, 배치 위치를 고안한다.

각 유지 기구(65)의 위쪽에, 마찬가지로 회전 반송체(11E)에 지지시키는 보호판(146)을 설치하고, 이 보호판(146)에는 전자선(EB)을 통과하는 작은 구멍을 형성하고, 게다가 영구자석제로 링형상의 전자선 수속기(147)를 부착하고 있다. 이와 같이 보호판(146)과 전자선 수속기(收束器, 147)를 설치함으로써, 개구 용기 (30)의 마시는 입구의 머리부가 좁은 형상에서도, 전자선(EB)이 내부까지 양호하게 들어가고, 조사 멸균 처리할 수 있다. 한편 보호판(146)은, 개구 용기(30)의 머리부 부근의 특정 개소에, 전자선이 과잉으로 조사되어 버리는 것을 방지하기 위해서 배치된다. 따라서, 보호판(146)의 면은, 전자선(EB)의 조사를 받아 발열하기 때문에, 구리나 알루미늄 등의 열전도성이 좋은 재료로 작성하여, 발열 대책이 더 필요할 때에는, 냉각 파이프 등의 냉각 수단을 설치한다.

또한, 본 발명에서는 도 19(a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 특히 회전 반송체(11E)에 설치하는 유지 기구(65) 부분의 구조를 고안하여, 유지 기구(65) 부분에 개구 용기(30)를 자전시키는 자전 기구(150)를 설치하고 있다. 이 자전 기구(150)에 의해서, 전자선(EB)의 조사시에 각 개구 용기(30)를 회전시킬 수 있어 특별한 수단을 구비하지 않고 내외면을 전자선(EB)로 보다 균일하게 조사를 할 수 있다.

이 유지 기구(65)에 대하여 구체적으로 설명하면, 회전 반송체(11E)면에 고정한 지지틀(104)의 양측에, 한 쌍의 클램프 레버(149)에 의한 링크 기구로 회전 가능하도록 유지하고 있다. 링크 기구가 되는 양 클램프 레버(149)는, 그 선단부에 개구 용기(30)를 끼워 지지하는 롤러(6)를 설치함과 동시에, 안쪽 단부에도 롤러(7)를 설치하고 있다. 그리고, 양 클램프 레버(149)의 쌍방을 압축 스프링(108)으로 연결하여, 안쪽의 롤러(7)는 개구 용기(30)를 끼워 지지하는 범위에 걸쳐 설치하는 클램프 레일(109)에 걸어맞춤시키고, 개구 용기(30)를 받아넘기는 클램프 레일(109)이 없는 부분에서 걸어맞춤이 풀리면, 양 클램프 레버(149)의 선단측은, 압축 스프링(108)의 힘으로 넓혀져, 개구 용기(30)의 유지를 해제하는 구성으로 하고 있다.

개구 용기(30)를 자전시키는 자전 기구(150)는, 이 예에서는 지지틀(104)의 아랫면에 배치하여 클램프 레일(109)과 걸어맞춤시키는 것에 의해서 회전하는 구동원판(151)과, 롤러(106,107)와 협동하여 개구 용기를 유지하는 개구 용기 구동롤러 (152)와, 구동원판(151)과 개구 용기 구동롤러(152) 사이로 걸어 넘기는 구동 벨트 등의 연결구동수단(153)에 의해 구성하고 있다. 이에 따라서, 구동원판(151)의 회 전력을, 구동 벨트(53)를 통하여 구동롤러(152)에 부여하여, 반송 이동하면서 개구 용기(30)를 자전시켜, 전자선 조사창(5) 및 전자선 수속기(147)나 냉각 수단인 수냉 파이프(148) 등을 구비한 보호판(146)을 통과하여 오는 전자선(EB)으로, 개구 용기(30)면을 균일하게 조사할 수 있어, 멸균 처리를 양호하게 실시할 수 있다.

전자선 편향수단이 되는 전자선 편향기(145)의 배치예를 도 20에 나타내고 있으며, 이 예에서는 전자선 편향기(145)에 영구자석을 사용한 것이다. 각 전자선 편향기(145)는, 도 20(a)에 나타낸 바와 같이, 영구자석의 N극과 S극을 개구 용기(30)의 안쪽과 바깥쪽에서 대향하도록 배치, 혹은 막대 형상의 영구자석의 N극과 S극이, 안쪽과 바깥쪽에서 둘레방향으로 어긋나도록 배치, 또는 막대 형상의 영구자석의 N극과 S극을, 양측으로 대향시켜 나란히 배치하는 등의 배치를 고안하고 있다.

이들 배치에 의해서, 도 20(a), (b)와 같이 도면의 위쪽으로부터 조사되는 전자선(EB)의 편향 방향이, 개구 용기(30)의 중심축에 대하여, 각각 각도가 다른 원둘레 방향으로 구부러지게 되기 때문에, 개구 용기(30)의 내외면의 멸균 처리를 보다 양호하게 실시할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 저에너지의 전자선이라 하더라도, 대상물에 대해, 전자선을 효율적이고 균일하게 조사할 수 있는 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 저에너지의 전자선이라 하더라도, 전자선의 에너지 의 소모를 억제할 수 있는 전자선 조사방법 및 전자선 조사장치, 및 전자선의 에너지의 소모를 억제하면서, 연속적으로 전자선을 조사할 수 있는 전자선 조사장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 개구 용기를 고속으로 반송하는 생산 라인에 조립해 넣을 수 있고, 게다가 저에너지의 전자선 발생수단을 이용하여, 부압을 유지한 조사 처리부내에서, 전자선에 의해서 개구 용기를 효과적으로 멸균 처리할 수 있는 개구 용기용 전자선 조사장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 복수의 전자선 발생수단을 적절히 배치하여, 생산 라인과 대략 동일한 고속으로 반송중인 각 개구 용기의 내외면을, 각 전자선 발생수단의 전자선으로 적절히 멸균 처리를 할 수 있는 개구 용기용 전자선 조사장치를 제공할 수 있다.

Claims (43)

1. 전자선 조사영역내에 발생시킨 복수의 자장을 서로 연결한 자장 배리어를 형성하고, 상기 자장 배리어내에서 대상물에 전자선을 조사하는 것을 특징으로 하는 전자선 조사방법.
2. 대상물이 설치되는 전자선 조사영역내에 전자선을 조사하는 전자선 조사수단과, 상기 전자선 조사영역내에 발생시키는 복수의 자장을 서로 연결하여 상기 대상물을 둘러싸는 자장 배리어를 형성하는 자장 배리어 형성수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 자장 배리어 형성수단은, 상기 자장 배리어를, 카스프 자장 또는 밀러 자장으로부터 형성하는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 자장 배리어 형성수단은, 그 발생시키는 자장의 강도를 조정하여 상기 자장 배리어내에서의 전자선의 반사 거리 및 반사 방향의 적어도 한쪽을 바꿀 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
5. 제 2 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자장 배리어 형성수단 은, 그 발생시키는 자장의 방향의 조정, 및 회전 자계의 발생의 유무의 적어도 한쪽에 의해서, 상기 자장 배리어내에서의 전자선의 반사 방향을 바꿀 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
6. 제 2 항 내지 제 5 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자장 배리어 형성수단은, 상기 전자선 조사영역내에서의 대상물을 둘러싸도록 배치되어 상기 자장을 각각 발생하는 복수의 자장 발생체를 가진 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 자장 발생체는, 영구자석, 전자석 또는 원형 코일중의 어느 하나로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
8. 제 2 항 내지 제 7 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 대상물을 내부에 수용함과 동시에, 해당 대상물 주위의 분위기를 진공 상태, 또는, 부압으로부터 정압까지의 분위기 가스로 충만된 상태로 관리하는 조사조를 더 구비하고, 상기 분위기 가스는, 공기, 산소, 질소, 수소, 이산화탄소, 아르곤, 및 헬륨으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 것임을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
9. 제 2 항 내지 제 8 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전자선 조사수단은, 그 조사하는 전자선의 조사각도를 바꿀 수 있는 조사각도 변경수단을 가진 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
10. 제 2 항 내지 제 9 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 대상물을 상기 전자선 조사영역을 통과 가능하도록 반송하는 대상물 반송수단을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
11. 제 2 항 내지 제 10 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 대상물은 용기 또는 시트형상 부재이며, 해당 용기 또는 시트형상 부재에 전자선을 조사하여 이것의 살균에 이용하는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
12. 전자선 조사영역내에 회전 자계를 발생시켜, 상기 회전 자계내에서 대상물에 전자선을 조사하는 것을 특징으로 하는 전자선 조사방법.
13. 대상물을 내부에 수용하여 전자선 조사영역을 만드는 조사조와, 그 조사조내에 전자선을 조사하는 전자선 조사수단과, 상기 조사조내에 상기 대상물을 둘러싸는 회전 자계를 발생시키는 자계 발생수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 자계 발생수단은, 상기 대상물을 둘러싸는 범위에 걸쳐 복수의 회전 자계를 발생시키도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 자계 발생수단은, 상기 복수의 회전 자계를, 각각 별개로 발생 가능하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
16. 제 13 항 내지 제 15 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자계 발생수단은, 그 발생시키는 회전 자계의 회전 방향을 바꾸는 것에 의해서, 상기 회전 자계내에서의 전자선의 반사 방향을 바꿀 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
17. 제 13 항 내지 제 16 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자계 발생수단은, 상기 조사조내에서의 대상물을 둘러싸도록 배치되어 자장을 각각 발생하는 복수의 자장 발생체를 가진 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 복수의 자장 발생체는, 둥근 고리형상의 자계 발생 코일로 각각 구성되어 있고, 상기 회전 자계는, 해당 자계 발생 코일에 통전함으로써 발생하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 자계 발생 코일은, 그 통전하는 교류 전압을 변화시켜, 발생하는 회전 자계의 강도를 바꿀 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
20. 제 17 항에 있어서, 상기 자장 발생체는, 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석과, 해당 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석을 그 중심축 둘레에서 회전시키는 자장 발생체 회전수단을 가지며, 상기 회전 자계는, 해당 자장 발생체 회전수단으로, 상기 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석을 회전시킴으로써 발생하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
21. 제 17 항에 있어서, 상기 자장 발생체는, 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석과, 해당 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석의 중심축 둘레에서 상기 대상물을 회전시키는 대상물 회전수단을 가지며, 상기 회전 자계는, 해당 대상물 회전수단으로, 상기 둥근 고리형상으로 배치된 복수의 영구자석의 안쪽에서 상기 대상물을 회전시킴으로써 상기 대상물에 상대적으로 회전하는 자계로서 발생되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
22. 제 17 항 내지 제 21 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 자계 발생수단은, 상기 자장 발생체와 상기 대상물을, 그 발생하는 회전 자계의 축선방향으로 이동시키는 축선방향 이동수단을 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
23. 제 13 항 내지 제 22 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 대상물을 내부에 수용함과 동시에, 해당 대상물 주위의 분위기를 진공 상태, 또는, 부압으로부터 정압 까지의 분위기 가스로 충만된 상태로 관리하는 조사조를 더 구비하고,

    상기 분위기 가스는, 공기, 산소, 질소, 수소, 이산화탄소, 아르곤, 및 헬륨으로부터 선택되는 하나 또는 복수인 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
24. 제 13 항 내지 제 23 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전자선 조사수단은, 그 조사하는 전자선의 조사각도를 바꿀 수 있는 조사각 변경수단을 가진 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
25. 제 13 항 내지 제 24 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 대상물을 상기 전자선 조사영역을 통과 가능하게 반송하는 대상물 반송수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
26. 제 13 항 내지 제 25 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 대상물은 용기 또는 시트형상 부재이고, 해당 용기 또는 시트형상 부재에 전자선을 조사하여 이것의 살균에 이용하는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
27. 전자선을, 대상물을 내부에 수용하는 전자선 조사조내에 상기 대상물의 표면에 균일하게 조사할 수 있는 전자선 조사수단으로부터 조사하는 방법으로서,

    상기 전자선 조사수단 주위의 분위기를 제1 부압으로 관리된 분위기로 하고, 상기 전자선 조사조내를 상기 제1 부압보다도 절대 압력이 높은 제2 부압으로 관리 된 분위기로 하여 상기 전자선을 조사하는 것을 특징으로 하는 전자선 조사방법.
28. 내부에 대상물이 수용되는 전자선 조사조와, 그 전자선 조사조내에 상기 대상물의 표면에 균일하게 전자선을 조사할 수 있는 전자선 조사수단을 구비한 전자선 조사장치로서,

    상기 전자선 조사수단은, 내부의 압력을 유지할 수 있는 전자선 발생실내에 설치되어 있고, 상기 전자선 조사조는, 그 내부의 압력을 상기 전자선 발생실과는 별개로 유지할 수 있도록 상기 전자선 발생실에 인접되어 구성되어 있으며,

    또한, 상기 전자선 발생실내를 제1 부압으로 관리함과 동시에, 상기 전자선 조사조내를 상기 제1 부압보다도 절대 압력이 높은 제2 부압으로 관리하는 압력 관리수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
29. 제 28 항에 있어서, 상기 압력 관리수단은, 상기 제2 부압의 높이를 바꾸는 것으로 전자의 발산 정도를 변화시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서, 내부의 압력을 별개로 유지할 수 있도록 구성되어 상기 전자선 조사조에 인접해서 설치되는 복수의 예비실과, 그 복수의 예비실과 상기 전자선 조사조의 사이에 상기 대상물을 반송하는 대상물 반송수단을 구비하고,

    상기 복수의 예비실로서 상기 전자선 조사조내를 향해서 상기 대상물을 상기 대상물 반송수단으로 이송 가능한 위치에 설치되는 전예비실과, 상기 전자선 조사조내로부터 상기 대상물을 상기 대상물 반송수단으로 이송 가능한 위치에 설치되는 후예비실을 적어도 가지도록 구성되어 있고,

    또한, 상기 압력 관리수단은, 상기 복수의 예비실의 내부의 압력을 상기 전자선 조사조와는 별개로 관리하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
31. 제 30 항에 있어서, 상기 전예비실 및 후예비실내의 압력을, 상기 제2 부압의 높이에 맞추도록 바꾸는 구성이 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
32. 제 28 항 내지 제 31 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 조사조내의 분위기는, 공기, 산소, 질소, 수소, 이산화탄소, 아르곤, 및 헬륨으로부터 선택되는 하나 또는 복수의 것임을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
33. 제 30 항 내지 제 32 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 예비실은, 상기 조사조에 대해, 직렬 또는 병렬로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
34. 제 30 항 내지 제 33 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 예비실은, 반송 방향으로 연속하여 복수 설치되어 있으며, 서로 인접한 예비실은, 회전식의 문 및 래비린스 시일 구조중의 적어도 한쪽을 가진 격벽으로 서로 나누어져 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
35. 제 30 항 내지 제 34 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전예비실, 전자선 조사조 및 후예비실은, 상기 제2 부압을 관리할 때에 사용하는 리크 가스로서 무진 및 무균중의 적어도 한쪽의 조건을 만족하는 클린 에어가 공급되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
36. 제 30 항 내지 제 35 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전예비실, 전자선 조사조 및 후예비실은, 각각 다단계로 압력 제어 가능하도록 되어 있으며, 기류를 원하는 방향으로 흐르게 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
37. 제 28 항 내지 제 36 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 대상물은 용기 또는 시트 부재이고, 해당 용기 또는 시트 부재에 전자선을 조사하여 이것의 살균에 이용하는 것을 특징으로 하는 전자선 조사장치.
38. 감압수단을 구비하여 부압상태를 유지하는 조사 처리조의 측면부에 전압력 조정조와 후압력 조정조를 일체로 결합하여 설치하고, 상기 각 조내에 각각 회전 반송체를 회전 가능하게 배치하고, 상기 각 회전반송체의 바깥면에 대략 등간격으로 개구 용기를 유지하는 복수의 유지 기구를 설치함과 동시에, 전압력 조정조측으로부터 후압력 조정조측까지 각 회전반송체의 상호간에 개구 용기를 순서대로 받아 넘길 수 있도록 이루어지고, 상기 전압력 조정조와 후압력 조정조내의 회전 반송체에, 각 유지 기구를 구분하도록 격벽을 돌출형성하여 회전 반송체의 이동시에 상기 각 격벽과 조벽면으로 복수의 작은 구획을 형성시키고, 상기 전압력 조정조에서의 개구 용기의 반입측으로부터 조사 처리조측까지의 범위 및 후압력 조정조에서의 개구 용기의 조사 처리조측으로부터 반출측까지의 범위의 상기 작은 구획을 감압하는 감압수단을 구비하고, 적어도 하나의 전자선 조사수단을 상기 조사 처리조에 배치하여 구성한 것을 특징으로 하는 개구 용기용 전자선 조사장치.
39. 감압수단을 구비하여 부압상태를 유지하는 조사 처리조의 측면부에 전압력 조정조와 후압력 조정조를 일체로 결합하여 설치하고, 상기 각 조내에 각각 회전 반송체를 회전 가능하게 배치하고, 상기 각 회전반송체의 바깥면에 대략 등간격으로 개구 용기를 유지하는 복수의 유지 기구를 설치함과 동시에, 전압력 조정조측으로부터 후압력 조정조측까지 각 회전반송체의 상호간에 개구 용기를 순서대로 받아넘길 수 있도록 이루어지고, 상기 전압력 조정조와 후압력 조정조내의 회전 반송체에, 각 유지 기구를 구분하도록 격벽을 돌출형성하여 회전 반송체의 이동시에 상기 각 격벽과 조벽면으로 복수의 작은 구획을 형성시키고, 상기 전압력 조정조에서의 개구 용기의 반입측으로부터 조사 처리조측까지의 범위 및 후압력 조정조에서의 개구 용기의 조사 처리조측으로부터 반출측까지의 범위의 상기 작은 구획을 감압하는 감압수단을 구비하고, 복수의 전자선 조사수단을 상기 조사 처리조의 개구 용기의 반송 원호에 따른 위치에 배치하여 구성한 것을 특징으로 하는 개구 용기용 전자선 조사장치.
40. 제 39 항에 있어서, 상기 조사 처리조는 그 직경을, 상기 전압력 조정조 및 후압력 조정조보다 크게 형성하고, 상기 조사 처리조의 상부에 복수의 상기 전자선 조사수단을 배열하여 구성한 것을 특징으로 하는 개구 용기용 전자선 조사장치.
41. 제 39 항 또는 제 40 항에 있어서, 전자선의 전자선 조사실이 되는 상기 조사 처리조내에는, 상기 각 전자선 조사수단에 대향하는 위치에서, 또한 전자선을 조사하는 개구 용기의 높이 방향이 다른 위치에 각각 전자선을 편향시키는 전자선 편향수단을 배치하여 구성한 것을 특징으로 하는 개구 용기용 전자선 조사장치.
42. 제 41 항에 있어서, 복수의 상기 전자선 편향수단은, 전자선의 편향 방향이 개구 용기의 중심축에 대해서, 각도가 다른 원주 방향으로 구부러지도록 배치하여 구성한 것을 특징으로 하는 개구 용기용 전자선 조사장치.
43. 제 38 항 내지 제 42 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 조사 처리조내의 회 전 반송체에 설치하는 복수의 유지 기구 부분에, 각각 회전 반송체의 이동에 따른 회전 구동력으로 개구 용기를 자전시키는 자전 기구를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 개구 용기용 전자선 조사장치.

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