| 【発明の名称】 |
電子線照射方法及びその装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】山川 隆
|
| 【要約】 |
【課題】電子線を効率良く被照射物に照射して電子線及び電力の無駄を排除するとともに、生産性の高い電子線照射方法及びその装置を提供することを目的とする。
【解決手段】立体被照射物１１を所定方向に搬送させながら電子線を照射して殺菌等の所期の目的を達成する電子線照射装置３０において、前記被照射物１１を適宜間隔で搬送するローラコンベア１２と、該ローラコンベア１２より低速でその下流側に位置し該被照射物を密着搬送する照射コンベア１４と、該２つのコンベアの間に位置し被照射物１１を所定方向に片寄せ整列させる片寄せ手段を具えたスキューコンベア１３と、前記ローラコンベア１２の少なくとも出口側に設けられ被照射物１１を一時的に停止させるストッパ１７と、を具えるとともに、電子線２０を照射する電子線加速器１０を前記照射コンベア１４に対面させて配設したことを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 立体被照射物を所定方向に搬送させながら電子線を照射して殺菌等の所期の目的を達成する電子線照射装置において、前記被照射物を適宜間隔で搬送する第１の搬送工程と、その下流側に位置し該被照射物を密着搬送する第２の搬送工程とを有し、前記第２の搬送工程で被照射物に電子線を照射することを特徴とする電子線照射方法。
【請求項２】 前記第１の搬送工程の速度を大とし、前記第２の搬送工程の速度を小とするとともに、該第１の搬送工程の少なくとも出口側に一時的に被照射物を停止させる停止手段が存在することを特徴とする請求項１記載の電子線照射方法。
【請求項３】 前記第１の搬送工程と第２の搬送工程との間に、被照射物を所定方向に片寄せ整列させる片寄せ手段を有する第３の搬送工程が存在することを特徴とする請求項１記載の電子線照射方法。
【請求項４】 立体被照射物を所定方向に搬送させながら電子線を照射して殺菌等の所期の目的を達成する電子線照射装置において、前記被照射物を適宜間隔で搬送する第１の搬送手段と、該第１の搬送手段より低速でその下流側に位置し該被照射物を密着搬送する第２の搬送手段と、該２つの搬送手段の間に位置し被照射物を所定方向に片寄せ整列させる片寄せ手段を具えた第３の搬送手段と、前記第１の搬送手段の少なくとも出口側に設けられ被照射物を一時的に停止させるストッパ手段と、を具えるとともに、電子線を照射する電子線加速器を第２の搬送手段に対面させて配設したことを特徴とする電子線照射装置。
【請求項５】 前記第２の搬送手段で被照射物が密着搬送されるように、前記搬送手段の夫々の速度とストッパ手段による被照射物の切り出し間隔とを制御する制御手段を設けたことを特徴とする請求項４記載の電子線照射装置。
【請求項６】 前記第３の搬送手段の始端付近に所定の直線距離をもたせるように構成したことを特徴とする請求項４記載の電子線照射装置。
【請求項７】 前記ストッパ手段と電子線照射領域との間に遮蔽壁を設け、該電子線照射領域から発生するＸ線が該ストッパ手段に直接あたらないように構成したことを特徴とする請求項４記載の電子線照射装置。
【請求項８】 前記ストッパ手段が圧縮空気により作動することを特徴とする請求項４記載の電子線照射装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば医療機器等のように立体形状をもつ被照射物を搬送しながら、該被照射物に高エネルギ電子線を照射して殺菌等の初期の目的を達成する電子線照射方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、医療機器や飲料水容器等の滅菌処理には、高圧蒸気滅菌法、エチレンオキシドガス滅菌法、γ線滅菌法、及び電子線照射滅菌法等が用いられている。その中でも電子線照射滅菌法は、電子線の加速電圧を大きくすることで、医療機器等の滅菌を可能とするもので、被照射物の耐熱性や残留毒性の心配がなく、更に滅菌処理時間が極めて短時間で処理が可能であるとともに、電源を切れば、瞬時に照射を停止し、環境上の安全性が高く、コスト面からも安価である等の有利性を有す。更に、γ線照射との違いは、材料劣化が小さいと言われていることである。このため、材料選択の範囲が広がる可能性がある。このように、ある程度以上の肉厚を有し、特に前記したような医療機器等を滅菌する際には十分な量の電子線の照射が必要となるため、一般に使用される浸透性の低い低エネルギ電子線では不十分であり、産業応用として許されている上限に近い電子線エネルギをもつ５〜１０ＭｅＶの電子線が多く利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このような高エネルギの電子線は電力の消費が比較的大きく、電子線も高価であるため、電力の無駄を排除し電子線を最大限に利用することが重大な課題となっている。図１（ｂ）に示す従来の搬送方法にみるように、搬送手段である照射コンベア１４は所定速度で運転されているため、被照射物１１は一定間隔をあけて該コンベア１４上に載置、移送される。このため、被照射物１１間の空間に電子線２０を照射することとなり、上記したように、電子線や電力が無駄に消費されることとなる。また、被照射物１１が電子線照射域にないときには電子線の照射を停止する方法も考えられるが、電子線加速器の運転が煩雑化して好ましくない。
【０００４】また、図３（ｂ）に示すように、従来技術では、前記被照射物１１は、照射コンベア１４の両側に具備された落下防止機能を有する固定式ガイドレール１６間を搬送される際に幅方向位置は不確定であり、電子線照射幅Ａ２を被照射物幅Ａより大幅に広くせざるを得ず、ここでも電子線の無駄な照射が問題となる。また、電子線照射幅Ａ２を大きくすることで電子線加速器の振幅も大となり、これにより電子線の密度が低くなるため、単位時間あたりの処理量が少なくなり、生産性が低下する。そこで本発明は、上述した問題を解決し、電子線を効率良く被照射物に照射することにより電子線及び電力の無駄を排除するとともに、処理効率が良く生産性の高い電子線照射方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解決するために、請求項１記載の発明として、立体被照射物を所定方向に搬送させながら電子線を照射して殺菌等の所期の目的を達成する電子線照射装置において、前記被照射物を適宜間隔で搬送する第１の搬送工程と、その下流側に位置し該被照射物を密着搬送する第２の搬送工程とを有し、前記第２の搬送工程で被照射物に電子線を照射することを特徴とする。
【０００６】前記したように、被照射物は、搬送系の影響により適宜間隔でコンベア上に載置されて電子線照射処理を行う滅菌室へと搬入される。かかる発明は、該被照射物を密着させた状態で搬送する第２の搬送工程を設けることにより、電子線の無駄な照射を排除することを目的とするものである。これは、図１（ａ）に示されるように、前記第２の搬送工程である照射コンベア１４上を密着搬送されてくる被照射物１１に電子線２０を照射するため、該被照射物を連続して効率良く処理でき、電子線の無駄な照射が排除できる。これら２つの搬送工程を設けることで被照射物を連続して効率良く滅菌することができるとともに、電子線及び電力の無駄な照射を大幅に低減できる。
【０００７】また、請求項２記載の発明は、前記第１の搬送工程の速度を大とし、前記第２の搬送工程の速度を小とするとともに、該第１の搬送工程の少なくとも出口側に一時的に被照射物を停止させる停止手段が存在することを特徴とする。かかる発明は、前記被照射物を密着する方法の一つで、前記第１の搬送工程の速度を前記第２の搬送工程より大に設定することにより、該第２の搬送工程で被照射物の間隔が狭まり、さらに、該第１の搬送工程の少なくとも出口側に圧縮空気により作動するストッパ等の停止手段を具え、所定時間毎に該ストッパを解除して被照射物の間隔を制御することにより、該被照射物を密着させるものである。このように、夫々の搬送速度の差と停止手段とを制御することで、前記第２の工程で被照射物は密着された状態で電子線照射を施されるため、上記したような電子線の無駄な照射を排除できる。また、このように夫々の搬送速度を設定することにより、前記第１の搬送工程の速度を上げることができ、生産性が向上する。
【０００８】また、請求項３記載の発明は、前記第１の搬送工程と第２の搬送工程との間に、被照射物を所定方向に片寄せ整列させる片寄せ手段を有する第３の搬送工程が存在することを特徴とする。前記被照射物に電子線を照射する際に、電子線照射幅を該被照射物幅より余分にとらなければならないことは上記したとおりである。かかる発明は、電子線照射領域の上流側に第３の搬送工程を設け、該第３の搬送工程において搬送コンベアの両側面に位置するガイドレールのどちらか一方の側へ片寄せすることで、電子線照射幅を小さくできるため電子線の密度が大きくなり効率のよい照射が可能となるとともに、電子線の無駄な照射も排除できる。
【０００９】さらに、上記した方法を効果的に実施する装置として、請求項４記載の発明は、立体被照射物を所定方向に搬送させながら電子線を照射して殺菌等の所期の目的を達成する電子線照射装置において、前記被照射物を適宜間隔で搬送する第１の搬送手段と、該第１の搬送手段より低速でその下流側に位置し該被照射物を密着搬送する第２の搬送手段と、該２つの搬送手段の間に位置し被照射物を所定方向に片寄せ整列させる片寄せ手段を具えた第３の搬送手段と、前記第１の搬送手段の少なくとも出口側に設けられ被照射物を一時的に停止させるストッパ手段と、を具えるとともに、電子線を照射する電子線加速器を第２の搬送手段に対面させて配設したことを特徴とする。
【００１０】また、請求項５記載の発明は、前記第２の搬送手段で被照射物が密着搬送されるように、前記搬送手段の夫々の速度とストッパ手段による被照射物の切り出し間隔とを制御する制御手段を設けたことを特徴とする。上記構成により、第１の搬送手段に空間部を保って載置された被照射物は、該第１の搬送手段の少なくとも出口側に位置するストッパ手段により停止され、所定時間毎に解除される該ストッパにより１又は複数個密着若しくは密に配列された状態で切り出される。さらに、その後段に位置するスキューコンベア等の片寄せ機能を有する第２の搬送手段上にて所定方向に片寄せ整列された後、速度が第１の搬送手段より小に設定された第３の搬送手段で密着状態となり、該第３の搬送手段の途中に具えられた電子線加速器により電子線を照射される。このとき、前記被照射物は、電子線照射領域下を密着状態で、かつ所定方向に片寄せされた状態で通過するため該被照射物間の空間部に電子線を照射してしまうという無駄が省け、さらに電子線加速器の振り幅を小さくできるため高密度で電子線照射を行うことが出来、高効率で以って滅菌処理を行うことが可能となる。
【００１１】さらに、請求項６記載の発明は、前記第３の搬送手段の始端付近に所定の直線距離をもたせるように構成したことを特徴とする。前記第２の搬送手段は、ローラコンベアのローラ部を搬送方向に所定角度傾けて移載物を所定方向に片寄せさせながら搬送するスキューコンベア等を用いるが、このとき、被照射物が完全に片寄せされる前に曲行部分を通過すると配列が乱れる惧れがあるため、第２の搬送手段に該被照射物が完全に片寄せされる程度の直線距離を設ける必要がある。
【００１２】また、請求項７記載の発明は、前記ストッパ手段と電子線照射領域との間に遮蔽壁を設け、該電子線照射領域から発生するＸ線が該ストッパ手段に直接あたらないように構成したことを特徴とする。かかる発明のように、主として高エネルギ電子線を用いる場合、該電子線が物質を通過する際、原子核のクーロン場でＸ線を放出する制動放射現象がおこる。これにより、前記ストッパを構成する材料の劣化が起こり易く、このような、ストッパの寿命の著しい低下を防ぐために、請求項７記載のように構成することで、ストッパの劣化を低減し、寿命の向上を図ることができる。
【００１３】また、前記ストッパ手段は、所定時間毎に被照射物を停止可能なものであれば限定されないが、前記制動Ｘ線により滅菌室内の部分が、ある程度の熱をおびる場合があるため、特に、該ストッパ手段には油圧式ストッパなどを用いず、請求項８記載の発明のように、圧縮空気により作動する空圧式ストッパを用いるのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。図２は本発明にかかる電子線照射装置の密着搬送を示す側面図、図４は本発明にかかる電子線照射装置の片寄せ搬送を示す側面図、図５は本実施形態にかかる電子線照射装置の概略構成図である。
【００１５】本発明の実施形態について、図２及び図４を参照して説明する。図２、図４において、１０は高エネルギ電子線を照射する電子線加速器で、１１は被照射物、１２はローラコンベア、１３はスキューコンベア、１４は照射コンベア、３０は１０ＭｅＶの電子線照射装置である。図２に示すように、かかる電子線照射装置３０の搬送系統は、被照射物１１を適宜間隔で搬送するローラコンベア１２、該被照射物１１を片寄せ整列させながら搬送するスキューコンベア、及び電子線照射領域を含む照射コンベア１４とから構成される。前記ローラコンベア１２は、照射コンベア１４に被照射物１１を安定供給する目的で、該照射コンベア及びスキューコンベア１３より高速に設定される。さらに、該スキューコンベア１３を照射コンベア１４より高速に設定することで、後記するストッパにより、完全には密着されていない被照射物間の空間をさらに狭める。このように、夫々のコンベアの速度制御により、被照射物を電子線照射領域にて確実に密着させた状態とすることができる。
【００１６】前記照射コンベア１４に移送された被照射物１１は、電子線加速器１０から照射される高エネルギ電子線の照射により所定時間滅菌処理を施されたのち、再度後流側に位置するローラコンベア１２に搬送されて、次工程へと送られる。尚、前記電子線加速器１０の直下には、照射コンベア１４を挟んでＳＵＳ等で形成される肉厚のビームストップ１５が設置されており、被照射物を透過した電子線若しくは空打ちされた電子線を受け止めるように構成されている。また、前記照射コンベア１４には放熱の問題から冷却水が流れるフレームを採用したチェーンコンベアを用いるのがよい。
【００１７】尚、前記スキューコンベア１３は、図４に示すように、ローラコンベア１２におけるローラ部の軸芯１３ａの一端を進行方向に僅かにずらして固定したもので、その上に載置される被照射物１１を斜め進行方向に搬送し、被照射物１１と該コンベア両側面に具えられた落下防止機能を有するガイドレール１６との接触により、図３（ａ）に示すように該被照射物１１は所定方向に片寄せされ、照射コンベア１４に移送される。図３（ａ）、（ｂ）の従来技術との比較により明確なように、本実施形態の電子線照射領域Ａ１は従来の電子線照射領域Ａ２に較べて小さく設定することができ（Ａ１＜Ａ２）、電子線照射領域Ａ１の電子線密度が大となるため、該被照射物への単位面積当たりの電子線照射時間を短縮することが可能となり、よって生産性の向上をもたらすとともに、電子線及び電力の無駄を排除できる。
【００１８】次に、本実施形態の電子線照射装置３０を備えた滅菌室２５の構成を説明する。図５に示すように、かかる滅菌室２５は、電子線照射時に発生するＸ線が外部に漏出しないように、周囲をコンクリートなどの遮蔽壁２２で囲繞する。また、該遮蔽壁２２に沿って被照射物１１を搬送するコンベアが設けられており、該コンベアは、入口２６側から出口２７側に向けて、ローラコンベア１２、スキューコンベア１３、照射コンベア１４、ローラコンベア１２の順で配置されている。また、前記入口側ローラコンベア１２の下流側には圧縮空気により作動するストッパ１７が具えらている。該ストッパ１７は、空気圧ストッパに限らないが、Ｘ線による影響を考慮して圧縮空気により作動するものを採用するのが好ましい。
【００１９】さらに、前記照射コンベア１４の所定位置上方には電子線加速器１０が設置され、電子線照射領域を被照射物１１が通過する際に電子線を照射し、滅菌処理を行なうことができるように構成されている。このとき、前記電子線加速器１０を該照射コンベア１４側壁に配置して、被照射物１１側面に電子線を照射するように構成してもよいし、また、電子線の片面照射のみでは照射量が不十分な場合には、該電子線加速器１０と対面する側にもう一基の電子線加速器を設けても良い。本実施形態における滅菌室２５の中央部には、外壁と同様にコンクリートなどで形成される中央遮蔽壁２１が存在する。かかる中央遮蔽壁２１は、前記ストッパ１７に電子線照射領域から発生するＸ線が直接当たらないように形成され、該ストッパ１７の劣化を防ぐ目的を有する。
【００２０】かかる電子線照射装置３０において、搬送系統の流れは以下に示す通りである。まず、滅菌室２５の入口２６から、被照射物１１がローラコンベア１２により搬入され、該被照射物はローラコンベア１２出口側に位置するストッパ１７により所定時間停止される。該ストッパ１７は所定時間経過した時点で解除され、被照射物１１はスキューコンベア１３に移送される。ここで、密着状態若しくは被照射物間の間隔をある程度狭められて搬送されてくる被照射物１１は、スキューの作用により所定方向に片寄せ整列され、次段の照射コンベア１４に送給される。前記照射コンベア１４とスキューコンベア１３との速度差により密着状態となった被照射物１１は、該照射コンベア１４の途中に設置された電子線加速器１０から照射される高エネルギ電子線で滅菌処理を施された後、その後段に設けられたローラコンベア１２により出口側に搬送される。このように、本実施形態における電子線照射装置は、容易にかつ連続的に電子線照射処理を行うことができ、電子線及び電力損失が少なくかつ単位時間当たりの処理効率の高い滅菌処理を行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、電子線照射領域を搬送する被照射物を、密着した状態で通過させることにより、該被照射物間の空間に電子線を照射するというような電子線及び電力の無駄な消費を削減できる。また、前記被照射物を所定方向に片寄せ整列させて電子線照射を施すことで、電子線の無駄な照射を排除するとともに、電子線照射密度が大となり処理時間が短縮でき、生産性が向上する。さらに、前記電子線照射装置を備えた滅菌室の中央部にコンクリート等で形成した遮蔽壁を設け、その陰にストッパを設けることで、Ｘ線などによるストッパの材質劣化を低減することができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１２年６月２６日（２０００．６．２６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３０２４
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 昌久 （外１名）
|
| 【公開番号】 |
特開２００２−６０９８（Ｐ２００２−６０９８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１月９日（２００２．１．９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１９１７９７（Ｐ２０００−１９１７９７） |
|