TWI585009B - 電子束照射裝置 - Google Patents

Description

電子束照射裝置

本發明係關於一種對樹脂製容器照射電子束的電子束照射裝置，尤其，係關於一種具備檢測電子束的照射量的手段之電子束照射裝置。

先前以來，眾所周知有一種在搬送寶特瓶(Pet Bottle)等樹脂製容器時，自電子束照射手段照射電子束而對該容器進行殺菌的裝置。在利用此一電子束的照射進行殺菌的裝置中，在上述電子束照射手段內產生電火花等，由於某種原因使電子束的照射量減少，而發生照射不良的情況下，將使樹脂製容器的殺菌變得不充分。在發生如此之殺菌不充分之容器的情況下，必須在進行後續的填充等步驟之前將此容器排除於生產線之外。因此，已經提出有一種當對容器之電子束的照射量不足時，可檢測出此情況之電子束殺菌裝置(例如，參照專利文獻1或者專利文獻2)。

於專利文獻1所揭示之“食品容器的電子束殺菌檢查系統”的發明，係具備有：食品容器搬送裝置，其係搬送食品容器；電子束照射裝置，其係對藉由食品容器搬送裝置所搬送的食品容器照射電子束；物性檢測部，其係藉由電子束照射裝置對上述食品容器照射電子束而檢測發生變化的至少一種物性值；及物性判斷部，其係判斷藉由物性檢測部所檢測的上述物性值(例如，溫度、臭氧濃度、帶電量、顏色等)或者上述物性值在電子束照射前後的變化量，是否落在預先設定的範圍內。

又，於專利文獻2所揭示的發明，係藉由電流值而測定電子束的照射量者，此專利文獻2所揭示的電子束照射裝置，係具備有：收集電極，其係設置於電子束加速器之照射窗的外部，沿著照射窗的短邊且為棒狀；驅動機構，其係使收集電極在電子束的照射區域中朝沿著照射窗之長邊的方向平行移動；及電流計測部，其係計測在收集電極中流動的電流。上述收集電極係藉由設置在其兩端部的絕緣物與接地線電氣絕緣。

於上述專利文獻1所揭示的發明，係檢查照射於食品容器之電子束的量是否適宜者，無法測定穿透樹脂製容器之素材的電子量。又，於專利文獻2所揭示的發明，係測定自電子束照射裝置所射出之電子束之劑量分布者，無法測定每個樹脂製容器之穿透該素材的電子量。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]：日本專利特開2007-126171號公報

[專利文獻2]：日本專利特開平11-248893號公報

本發明係為了解決上述課題而完成者，其目的在於可個別地測定每個樹脂製容器之到達樹脂製容器內部的電子量。

揭示於申請專利範圍第1項之第1發明，係提供一種電子束照射裝置，可針對各個樹脂製容器測定照射於樹脂製容器，並穿透該素材而進入內部的電子量，在對樹脂製容器照射自電子束照射手段之電子束的電子束照射裝置中，其特徵在於，其具備有：電子捕捉構件，可自樹脂製容器的口部插入內部；及電流測定手段，係測定在此電子捕捉構件中流動的電流；而於將上述電子捕捉構件插入樹脂製容器的狀態下照射電子束，並且利用上述電流測定手段測定在電子捕捉構件中流動的電流，藉此可測定到達樹脂製容器內部的電子量。

又，揭示於申請專利範圍第6項之發明，係一種電子束照射裝置，其具備有：容器搬送手段，係設置有複數個支撐樹脂製容器的支撐手段；及電子束照射手段，其係對樹脂製容器照射電子束；且在容器搬送手段之搬送路徑中之既定的照射區間，自電子束照射手段對樹脂製容器照射電子束，其特徵在於，其具備有：電子捕捉構件，係對應於上述各支撐手段而設置且可自樹脂製容器的口部插入內部；升降手段，係使各電子捕捉構件進行升降移動而自樹脂製容器的口部出入；及電流測定手段，係分別地測定在各電子捕捉構件中流動的電流；而在上述容器搬送手段的搬送路徑中的照射區間，於插入上述電子捕捉構件的狀態下，對上述支撐手段所支撐且搬送的樹脂製容器照射電子束，並利用上述電流測定手段分別地測定在各電子捕捉構件中流動的電流，藉此可測定到達所搬送之各個樹脂製容器內部的電子量。

本發明之電子束照射裝置，由於係在將電子捕捉構件插入樹脂製容器內部之狀態下，對樹脂製容器照射電子束，並利用電流測定手段測定在電子捕捉構件中流動的電流，故可對每個樹脂製容器分別地測定到達樹脂製容器內部的電子量。

本發明之電子束照射裝置，其具備設有複數個支撐樹脂製容器的支撐手段之容器搬送手段、及對利用此容器搬送手段所搬送的樹脂製容器照射電子束的電子束照射手段，且利用電子束照射手段自樹脂製容器的外部側照射電子束進行殺菌，尤其，該電子束照射裝置具備有對應於上述各支撐手段而設置，且可自支撐手段所支撐之樹脂製容器的口部插入內部之電子捕捉構件、及測定在此電子捕捉構件中流動之電流的電流計等電流測定手段。當自電子束照射手段對樹脂製容器照射電子束時，若自樹脂製容器的口部將電子捕捉構件插入內部，由於自外部照射樹脂製容器的電子束，將穿透樹脂製容器的壁面到達內部側，且被電子捕捉構件所捕捉而使電流朝接地側流動，故藉由利用設置於電子捕捉構件與接地線間之電流測定手段測定此電流之構成，達成可對每個樹脂製容器分別地測定電子束之照射量的目的。

(實施例1)

以下，利用圖式所示之實施例對本發明進行說明。利用關於此實施例之電子束照射裝置照射電子束而進行殺菌，在其後之步驟填充有液體等內容物的容器2係寶特瓶等樹脂製容器(參照於後說明的圖2)。此樹脂製容器2，係由未圖示之空氣運送機的支撐軌道而形成為頸部之凸緣2a之下表面側所支撐，並且從背後被噴吹空氣而連續地搬送至此電子束照射裝置為止。所搬送的樹脂製容器2，係搬入導入室4內，並交付至配置在此導入室4內之搬入輪6。

在上述導入室4內的搬入輪6，以在圓周方向等間隔地設有複數個容器保持手段8，接受從上游側的空氣運送機所交付之樹脂製容器2且進行旋轉搬送。

接著導入室4之後，於利用電子束的照射進行殺菌時，配置有用以使電子束或X射線(制動X輻射)不會洩漏至外部之由鉛製的壁面所構成之屏蔽室10。此屏蔽室10內係區劃成：入口側的供給室14，其配置有供給輪12；主室22，其設置有旋轉式的容器搬送裝置20，該旋轉式的容器搬送裝置20係搬送自供給輪12所接受的樹脂製容器2，並移動至於後說明之電子束照射手段16之電子束照射窗18的前方；及排出室26，其配置有排出輪24，該排出輪24係接受並排出自電子束照射手段16所接受之電子束的照射而完成殺菌的樹脂製容器2。

在屏蔽室10之壁面的、自上述導入室4的搬入輪6朝供給室14內之供給輪12進行樹脂製容器2之交付的部分，形成有可使樹脂製容器2通過的開口10a。自導入室4之搬入輪6接受樹脂製容器2之供給輪12，係將樹脂製容器2交付給設置於主室22之容器搬送裝置20。在供給室14與主室22之間的分隔壁14a，也形成有可交付樹脂製容器2的開口(未圖示)。設置於主室22內的容器搬送裝置20，係於旋轉體30之外圓周部以朝圓周方向等間隔地設置有作為容器支撐手段之複數個夾持器28(參照於後進行說明的圖2)。又，自配置在上述導入室4內之搬入輪6的容器保持手段8接受樹脂製容器2，且於交付至容器搬送裝置20之夾持器28的供給輪12，亦朝圓周方向等間隔地設有複數個容器保持手段32。

鄰接鉛製之屏蔽室10之側壁(圖1之上方的側壁)配置有電子束照射手段16。如眾所周知，此電子束照射手段16，係在真空室內的真空中將絲極加熱而產生熱電子，在利用高電壓將電子加速而形成高速的電子束後，透過安裝於設置在照射部的照射窗18之Ti(鈦)等金屬製的窗箔取出於大氣中，使電子束照射位於照射窗18前方之電子束照射區域A內之被照射物品(於本實施例中為樹脂製容器2)而進行殺菌等處理。

如上述，上述電子束照射手段16之照射窗18的前方側，係成為規定對樹脂製容器2照射電子束之照射區間的電子束照射區域A。自利用上述容器搬送裝置20所搬送的樹脂製容器2通過此電子束照射區域A的位置附近至下游側，形成有由壁面26a與頂面26b所包圍的排出室26。在規定照射區間之上述電子照射區域A，受到電子束照射之樹脂製容器2，係自容器搬送裝置20之夾持器28被交付至設置在此排出室26內的排出輪24。在此排出輪24，係朝圓周方向以等間隔地設置有複數個容器保持手段34，利用容器搬送裝置20的夾持器28所保持的樹脂製容器2，係藉由此容器保持手段34被取出並被排出。

上述排出室26內之排出輪24，係兼作為排除輪，如後所述，當判斷樹脂製容器2被適宜地殺菌時，係將自容器搬送手段20接受的樹脂製容器2交付至設置於下一個中間室35的搬出輪36的容器保持手段38，並傳送到未圖示的充填、封口等下游側的步驟。在屏蔽室10之壁面之、自上述排出室26之排出輪24朝中間室35內之搬出輪36進行樹脂製容器2之交付的部分，形成有可使樹脂製容器2通過的開口10b。另一方面，在由於電子束的照射量不足等而判斷為樹脂製容器2的殺菌不完全時，不交付至中間室35的搬出輪36，而排出至與屏蔽室10相鄰接而配置的排除部39。以圖1中的元件符號B所表示的位置為排除位置。再者，在屏蔽室10之壁面之、自上述排出室26之排出輪24朝排除部39排出樹脂製容器2的位置B，亦形成有可使樹脂製容器2通過的開口10c。

在容器搬送裝置20設有編碼器40，此編碼器40的脈衝信號係傳送至控制裝置42，且隨時檢測出容器搬送裝置20之旋轉體30的旋轉位置，即由各夾持器28所保持之樹脂製容器2的位置。又，在設置於此容器搬送裝置20之下游側的排出輪24亦設有編碼器44，並使其脈衝信號輸出至控制裝置42，可隨時檢測出自上述容器搬送裝置20之夾持器28所交付且由容器保持手段34所保持之樹脂製容器2的位置。因此，如後所述，當自電子束照射手段16所照射之電子束的照射量不足時、或者過大時，可藉由來自容器搬送裝置20之編碼器40的信號特定此照射不良的樹脂製容器2，而且，藉由排除輪(排出輪)24之編碼器44的脈衝信號，可追蹤此樹脂製容器2，並自排除輪24中抽出。

如圖2所示，上述容器搬送裝置20，係於旋轉體30的外周部，朝圓周方向以等間隔設有支撐手段(夾持器)28，對應於各夾持器28，分別配置有由可插入樹脂製容器2內之導電體所構成的電子捕捉構件(接地棒)60。在旋轉體30之外周圍部上，經由直立的短支柱62而固定有朝向半徑方向外側之水平的支撐構件64，並在此支撐構件64上直立地固定有由線性滑塊或汽缸等傳動裝置所構成的升降手段66。經由此升降手段66，係可升降地支撐於上述接地棒60。水平的安裝構件68，係連接於升降手段66的驅動部、例如汽缸的活塞桿，而在此安裝構件68之前端朝向垂直方向固定有保持構件70，且接地棒60係以絕緣的狀態保持在此保持構件70的下端。當接地棒60藉由升降手段66的驅動而上升時，接地棒60的下端部60a係突出於比樹脂製容器2的口部2b更上方，而當下降時，接地棒60的下端部60a將插入直至到達樹脂製容器2的底面2c附近。再者，作為電子捕捉構件(接地棒)60的材質，可使用不銹鋼、鋁、鈦等金屬或其他導電性的材料。而且，形狀除了圓棒狀以外，截面亦可以為矩形或長方形、多邊形，亦可在外周圍面設置多數個突起等而形成鋸齒狀，或者設置電刷等而成為易於誘導電荷之構成。

在支撐上述升降手段66之支撐構件64之前端部的上面設有固定接點72，另一方面，在安裝有接地棒60之水平安裝構件68的、與上述固定接點72上下對應的位置設有可動接點74，當接地棒60下降時，可動接點74將下降而與上述固定接點72接觸，使此等接點導通。在保持接地棒60之保持構件70、水平安裝構件68、支撐構件64、支柱62以及旋轉體30等的內部，配置有被包覆之絕緣電線75，並經由此絕緣電線75，使上述接地棒60與電流測定手段(電流計)76相連接。若自樹脂製容器2之外部所照射的電子束穿過樹脂製容器2的壁面，被插入內部之接地棒60捕捉，則電流將通過些等保持構件70及水平安裝構件68內之絕緣電線75、接點(固定接點72與可動接點74)、支撐構件64、支柱62及旋轉體30內的絕緣電線75朝接地側流動，並將藉由電流計76測定出自此接地棒60朝接地線流動的電流。此電流計76所測定到的電流值係輸入至控制裝置42。

自上述電流計76傳送至控制裝置42的電流值，係於比較手段54中與既定的基準值進行比較。基於利用此比較手段54所得的比較結果，判斷手段56將判斷自電子束照射手段16照射而滲透樹脂製容器2之素材並穿透壁面而到達內部之電子束的照射量即電子量是否適宜。當此判斷手段56的判斷為不適宜時，藉由來自指令手段58的指令，利用上述排除輪(排出輪)24將所穿透之電子束的電子量為不適宜的樹脂製容器2抽出並予以排除。又，在電子束照射手段16，係設有作為供給電流識別手段的電流監視器78，隨時監視電流的輸出值，且上述比較手段54係根據電流監視器78所識別之向電子束照射手段16之供給電流值的變動而變更上述基準值。在如此之本發明中，藉由利用電流計76測定流動於接地棒60的電流值，將可測定到達樹脂製容器2內部的電子量。

針對關於以上之構成之電子束照射裝置的運作進行說明。利用未圖示出之空氣運送機所搬送而來的樹脂製容器2，係進入導入室4內，並交付給搬入輪6的容器保持手段8。在利用搬入輪6進行旋轉搬送後，樹脂製容器2係交付給設置於鉛製的屏蔽室10之供給室14內的供給輪12。之後，樹脂製容器2被供給輪12的容器保持手段32所保持並旋轉搬送，且交付給主室22內之容器搬送裝置20的夾持器28。

被容器搬送裝置20的夾持器28所保持且隨著旋轉體30的旋轉進行旋轉搬送的樹脂製容器2，係到達位於電子束照射手段16之照射窗18之前面側的電子束照射區域A。在此電子束照射區域A，係自電子束照射手段16的照射窗18照射電子束，對由以既定之間隔設置於容器搬送裝置20之夾持器28所分別保持的樹脂製容器2照射電子束。自樹脂製容器2之外面側照射之電子束，係使其一部分穿透樹脂製容器2的壁面而進入內部側，對樹脂製容器2的內面進行殺菌。在本實施例中，若各樹脂製容器2到達電子束照射區域A，就會利用升降手段66使接地棒60下降，並在接地棒60插入各樹脂製容器2內部的狀態下照射電子束。因此，穿透樹脂製容器2的壁面而到達內部之電子，在被接地棒60捕捉之後，將經由上述保持構件70以及水平安裝構件68內之絕緣電線75、接點(固定接點72與可動接點74)、支撐構件64、支柱62及旋轉體30內的絕緣電線75向接地側流動。此電流係由電流計76進行測定。之後，若樹脂製容器2通過電子束照射區域A，就會利用升降手段66使接地棒60上升而從樹脂製容器2抽出。

利用電流計76所測定的電流值E1(參照圖3)，係傳送至控制裝置42，且藉由比較手段54與基準值進行比較。利用與所測定之電流值E1之基準值比較所作出之判斷，若最大值的峰值超過上限基準值S1就判斷為過大，若低於下限基準值S2，則判斷為不足。在計測圖3中用實線E1所表示的電流值之時，最大值的峰值落在上限基準值S1與下限基準值S2之間，電子束的照射量係判斷為適宜。而電子束的照射量被判斷為適宜的樹脂製容器2，將自容器搬送裝置20的夾持器28交付至排出輪24的容器保持手段34，而且，交付至設置在下一個中間室35之搬出輪36的容器保持手段38，並傳送到充填、封口等下一個步驟。再者，圖3所示之電流值E1，在峰值會暫時降低，係因為電子束照射手段16的照射窗18被分割成2個，在該期間電子束的照射被暫時切斷。

另一方面，當所測定之電流值E1之最大值的峰值低於下限基準值S2時，由於對於樹脂製容器2之電子束之照射量不足，因此，存在著沒有進行完全的殺菌之虞，故由判斷手段56判斷為不良容器。又，當所測定之電流值E1之最大值的峰值超過上限基準值S1時，對樹脂製容器2所照射的電子束量為過大，由於存在著樹脂製容器2變形或變色之虞，因此，判斷手段56係判斷為不良容器。再者，當自電子束照射手段16所照射的電子束的照射量為一定時，由於若樹脂製容器2的搬送速度較慢就會照射過多，若搬送速度較快則照射過少，故將對應於當時的搬送速度而變更適宜的照射量。因此，藉由供給電流識別手段(電流監視器)78測定供給電子束照射手段16的電流值，識別出電子束照射手段16所指令的照射量，並對應此變更基準值。

在控制裝置42的判斷手段56中被判斷為不良容器的樹脂製容器2，係藉由在容器搬送裝置20之旋轉體30所設置之編碼器40的脈衝數加以特定。之後，此樹脂製容器2係自容器搬送裝置20之夾持器28交付至排出輪24的容器保持手段34。在此排出輪24亦設置編碼器44，而在上述容器搬送裝置20中被判斷為不良容器的樹脂製容器2，在交付至排出輪24後亦進行追蹤，並在排除位置B被去除而排出至排除部39。再者，在本實施例中，不僅是被判斷為所計測之電流值E1偏離上述基準值S1、S2的樹脂製容器2本身，亦將其前後的樹脂製容器2抽出。

在關於本實施例的裝置中，由於在插入電子捕捉構件(接地棒)60的狀態下，對於每個樹脂製容器2照射電子束，故可分別地測定穿透樹脂製容器2各自之壁面且到達內部之電子束的電子量。藉由使用此個別的照射量排除基準值以下的樹脂製容器2，可以一個樹脂製容器為單位確認殺菌狀態。再者，在上述實施例中，雖然將電流計76設置於每個接地棒60，但未必需要設置於每個接地棒60，亦可構成設置一個或者複數個電流計76，並以分程傳遞地切換並連接至每個到達電子束照射區域A之接地棒60的方式分別地測定接地棒60的電流值。

2．．．樹脂製容器

2a．．．凸緣

2b．．．口部

2c．．．底面

4．．．導入室

6．．．搬入輪

8．．．容器保持手段

10．．．屏蔽室

10a．．．開口

10b．．．開口

10c．．．開口

12．．．供給輪

14．．．供給室

14a．．．分隔壁

16．．．電子束照射手段

18．．．照射窗

20．．．容器搬送裝置

22．．．主室

24．．．排除輪(排出輪)

26．．．排出室

26a．．．壁面

26b．．．頂面

28．．．支撐手段(夾持器)

30．．．旋轉體

32．．．容器保持手段

34．．．容器保持手段

35．．．中間室

36．．．搬出輪

38．．．容器保持手段

39．．．排除部

40．．．編碼器

42．．．控制裝置

44．．．編碼器

54．．．比較手段

56．．．判斷手段

58．．．指令手段

60．．．電子捕捉構件(接地棒)

60a．．．下端部

62．．．支柱

64．．．支撐構件

66．．．升降手段

68．．．水平安裝構件

70．．．保持構件

72．．．固定接點

74．．．可動接點

75．．．絕緣電線

76．．．電流測定手段(電流計)

78．．．電流識別手段(電流監視器)

A．．．電子束照射區域

B．．．排除位置

E1．．．電流值

S1．．．基準值

S2．．．基準值

圖1係將電子束照射裝置之整體構成簡化地表示之俯視圖。(實施例1)

圖2係表示上述電子束照射裝置之主要部分的縱剖視圖。

圖3係表示所計測之電流值的一例之圖表。

2．．．樹脂製容器

2a．．．凸緣

2b．．．口部

2c．．．底面

16．．．電子束照射手段

20．．．容器搬送裝置

28．．．支撐手段(夾持器)

30．．．旋轉體

42．．．控制裝置

60．．．電子捕捉構件(接地棒)

60a．．．下端部

62．．．支柱

64．．．支撐構件

66．．．升降手段

68．．．水平安裝構件

70．．．保持構件

72．．．固定接點

74．．．可動接點

75．．．絕緣電線

76．．．電流測定手段(電流計)

Claims (6)

1. 一種電子束照射裝置，係自電子束照射手段對樹脂製容器照射電子束；其特徵在於，其具備有：由導電性材料所構成之棒狀的電子捕捉構件，可自樹脂製容器的口部插入內部；及電流測定手段，係測定在此電子捕捉構件中流動的電流；而於將上述電子捕捉構件插入樹脂製容器內部的狀態下自樹脂製容器的外部照射電子束，並且利用上述電流測定手段測定在電子捕捉構件中流動的電流，藉此可測定到達樹脂製容器內部的電子量。
2. 如申請專利範圍第1項之電子束照射裝置，其中，係具備設有複數個支撐上述樹脂製容器的支撐手段之容器搬送手段，並對利用此容器搬送手段所搬送的樹脂製容器照射電子束。
3. 如申請專利範圍第2項之電子束照射裝置，其中，上述電子捕捉構件係對應於各支撐手段而設置。
4. 如申請專利範圍第1項之電子束照射裝置，其中，係具備有使上述電子捕捉構件升降的升降手段，且利用此升降手段使電子捕捉構件自樹脂製容器的口部出入。
5. 如申請專利範圍第4項之電子束照射裝置，其中，當使上述電子捕捉構件下降而插入容器內時，使電子捕捉構件被導通至接地側，並利用上述電流測定手段測定在電子捕捉構 件中流動的電流。
6. 一種電子束照射裝置，具備有：容器搬送手段，係設置有複數個支撐樹脂製容器的支撐手段；及電子束照射手段，其係對樹脂製容器照射電子束；且在容器搬送手段之搬送路徑中之既定的照射區間，自電子束照射手段對樹脂製容器照射電子束；其特徵在於，其具備有：由導電性材料所構成之棒狀的電子捕捉構件，係對應於上述各支撐手段而設置且可自樹脂製容器的口部插入內部；升降手段，係使各電子捕捉構件進行升降移動而自樹脂製容器的口部出入；及電流測定手段，係分別地測定在各電子捕捉構件中流動的電流；而在上述容器搬送手段的搬送路徑中的照射區間，於將上述電子捕捉構件插入由上述支撐手段所支撐且搬送的樹脂製容器內部的狀態下，自樹脂製容器的外部照射電子束，並利用上述電流測定手段分別地測定在各電子捕捉構件中流動的電流，藉此可測定到達所搬送之各個樹脂製容器內部的電子量。