| 【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
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| 【要約】 |
【課題】一つの電子線加速器で効率よく両面照射が可能な、然も、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。
【解決手段】 |
【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方法において、前記電子線照射により二次的に生成されるＸ線を遮蔽する遮蔽空間内を周回しながら被照射物を片面照射する電子線照射装置と、前記照射位置搬送方向下流側と上流側間に、被照射物を並行移動させながら下流側より上流側に戻す被照射物並行移動手段とを具え、前記並行移動手段により片面照射後の被照射物が、照射位置上流側に戻り、照射されていない反対側の面を、電子線照射側に対面させ、これにより搬送経路の二周回により前記被照射物の両面を照射させることを特徴とする電子線照射方法。
【請求項２】 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、前記電子線照射により二次的に生成されるＸ線を遮蔽する遮蔽空間内を周回するコンベアと、該コンベア上に載置された被照射物を前記遮蔽空間内で側方より片面照射する電子線照射装置と、前記照射位置下流側のコンベア搬送位置と、前記照射位置上流側のコンベア搬送位置間を連絡する如く架け渡した被照射物並行移動手段とを具え、前記並行移動手段により片面照射後の被照射物が、照射位置上流側のコンベアに移動し、照射されていない反対側の面が、電子線照射側に対面可能に構成したことを特徴とする電子線照射装置。
【請求項３】 前記コンベアの周回路上の電子線非照射域に絞り部を設け、該絞り部に被照射物並行移動手段を架設したことを特徴とする請求項２記載の電子線照射装置。
【請求項４】 前記遮蔽空間の入口側と出口側を一致させ、該入出口部間の作業域空間に被照射物並行移動手段を架設したことを特徴とする請求項３記載の電子線照射装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば飲料水容器や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】近年、飲料水容器や医療機器等の滅菌方法として電子線照射滅菌装置が開発されている。かかる装置は、電子線の加速電圧を大きくすることで、医療用具等を滅菌可能とするもので、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。
【０００３】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限界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。しかし、特に厚肉で高密度の被照射物の場合は、透過力の不足により、１０ＭｅＶの電子線を照射しても、電子線照射時に一製品中の各部位間の線量分布（最大線量と最小線量との比）が大きくなり、その値が大きいほど、材質劣化、溶出物析出等の問題を生じていた。
【０００４】具体的には、照射基準を最大線量部位に合わせると、最小線量位置での滅菌が不十分になり、又照射基準を最小線量部位に合わせると、前記被照射物は一般に有機材料で製造されているために、最大線量位置で過大照射となり、材料の劣化や着色が生じてしまう。
【０００５】この為、照射による透過力不足を補うために、表裏両面から電子線を照射する両面照射方式が考えられるが、１０ＭｅＶの電子線を照射装置は極めて高価であり、複数の照射装置を設置することはコスト的に困難である。
【０００６】かかる課題を解消するために、低エネルギ照射の電子線加速器を用いたものであるが、コンベアをジグザグ(Ｚ状)状に配置し、その間を架けわたすように前記２つの電子線加速器を配置する。そしてコンベアの第１の照射領域の後側であって第二の電子線照射領域の手前側のコンベア搬送経路上に被処理物を反転させる反転装置を設ける。被処理物が反転する位置は前後の被処理物に挟まれる空間位置であるために、反転により被処理物が汚染される恐れがない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記のような装置は低エネルギの電子線を用いる装置であるために、複数の加速器を用いた構成に出来るが、高エネルギの電子線加速器は、低エネルギ電子線加速器に比べて極めてコスト高である。又１８０°天地反転する機構では、天地反転となる為内容物が逆になり梱包状態が乱れ、また内部に充填している液等も一緒に混じり合ってしまい、時間差をおいた両面照射の効果が出にくい。そこで本発明は、上述した問題を解決し一つの電子線加速器で効率よく両面照射が可能な、然も、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。
【０００８】
【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方法において、前記電子線照射により二次的に生成されるＸ線を遮蔽する遮蔽空間内を周回しながら被照射物を側方より片面照射する電子線照射装置と、前記照射位置搬送方向下流側と上流側間に、被照射物を並行移動させながら下流側より上流側に戻す被照射物並行移動手段とを具え、前記並行移動手段により片面照射後の被照射物が、照射位置上流側に戻り、照射されていない反対側の面を、電子線照射側に対面させて二周回により前記被照射物の両面を照射させることを特徴とする。
【０００９】かかる発明によれば、「側方よりの片面照射と」位置口から出口側に向けて周回する搬送経路上で、下流から上流側に並行移動することで又電子線が照射されていない反対側の面が、電子線照射装置に対面する側になり、二周回で両面照射が円滑に行われる。
【００１０】請求項２記載の発明は、前記発明を効果的に実施する電子線照射装置に関するもので、前記電子線照射により二次的に生成されるＸ線を遮蔽する遮蔽空間内を周回するコンベアと、該コンベア上に載置された被照射物を前記遮蔽空間内で側方より片面照射する電子線照射装置と、前記照射位置下流側のコンベア搬送位置と、前記照射位置上流側のコンベア搬送位置間を連絡する如く架け渡した被照射物並行移動手段とを具え、前記並行移動手段により片面照射後の被照射物が、照射位置上流側のコンベアに移動し、照射されていない反対側の面が、電子線照射側に対面可能に構成したことを特徴とする。
【００１１】請求項３記載の発明は、前記コンベアの周回路上の電子線非照射域に絞り部を設け、該絞り部に被照射物並行移動手段を架設したことを特徴とする。かかる発明によれば、被照射物並行移動手段の架設位置が電子線非照射域であるために、その移動手段の駆動部等が電子線照射領域から発生するＸ線に侵されて破損することはない。又絞り部に架設されている為に、並行移動距離が最も小さくなり並行移動中における倒れ等が解消できる。
【００１２】請求項４記載の発明は、前記遮蔽空間の入口側と出口側を一致させ、該入出口部間の作業域空間に被照射物並行移動手段を架設したことを特徴とする。かかる発明は遮蔽空間の入出口側は、既にＸ線の漏洩が封止されている状態であるために、被照射物並行移動手段を架設してもその移動手段の駆動部等がＸ線に侵されて破損することはない。又架設位置は作業域空間であるためにその部分での保守が容易である。また、本発明は、前記入出口部におけるコンベアの被照射物の搬送サイクル(速度)と被照射物並行移動手段の被照射物の移動サイクル(速度)を実質的に同期、若しくは移動速度を速くしたことを特徴とする。かかる発明によればコンベアの搬送速度で隘路となることなく、円滑な周回が可能となる。尚、照射位置におけるコンベアの移動速度は照射量に対応させるために、出入り口部における移動速度と異なる場合が多い為に、一致若しくは速くさせるのは出入り口部における移動速度である。
【００１３】
【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。本実施形態における被照射物は、医療機器等の立体形状を有する被照射物を方形のカートンケースに収納したものを用いた。また、このような立体形状の被照射物の電子線滅菌装置として１０ＭｅＶの電子線照射装置を使用する。
【００１４】図１は本発明の基本構成図で、図２、図３は夫々本発明の被照射物並行移動コンベアの第１、第２実施例を示す概略平面図とその正面断面図である。図１において、電子線より二次的に発生したＸ線の拡散を防ぐ遮蔽壁２１−２２に囲まれた搬送経路２０上には被照射物１を入口側より電子線照射域を通って出口側に導く搬送コンベア１２を有し、該搬送コンベア１２は図４に示すように複数のコンベア１２〜１４よりなるが、便宜上入口側より照射域までを入口側コンベア１２Ａと、照射域より出口側までを出口コンベア１２Ｂと指称する。又電子線照射域のコンベア１２側方には電子線加速器１０が配設されている。
【００１５】そして前記遮蔽空間からなる搬送経路２０の入口側と出口側を一致させその部分２０Ａに、コンベア１２の出口側と入口側を一致させるとともに、該コンベア１２の出口側部分１２０Ｂと入口側部分１２０Ａは作業領域１９を介して並行に配置され、該作業領域１９上に被照射物並行移動コンベア１２が架設されている。図１において遮蔽壁２１−２２内に設けられた搬送経路２０上には被照射物１を入口側１２０Ａより電子線照射域２５を通って出口側１２０Ｂに導く搬送コンベア１２を有し、該搬送コンベア１２は図２に示すように複数のコンベア１２〜１４よりなるが、便宜上入口側１２０Ａより照射域２５までを入口側コンベア１２Ａと、照射域２５より出口側１２０Ｂまでを出口コンベア１２Ｂと指称する。又電子線照射域２５のコンベア１２側方には電子線加速器１０が配設されている。
【００１６】前記並行に配置されたコンベア１２は、図２に示す並行移動コンベアの第１実施例に示すように、所定間隔毎に段状突起１１２を有する断続移動コンベア１１０と、出口側コンベア１２Ｂに載置された被照射物１を前記断続移動コンベア１１０側にスライドさせるプッシャ１１１を具え、前記プッシャ１１１の押出しサイクルに同期させて断続移動コンベア１１０を突起間距離Ｓずつ断続移動するようにコンベア１２本体を構成する。
【００１７】かかる実施形態の動作を説明する。搬送経路入口側１２０Ａより入口側コンベア１２Ａに載置した被照射物１は、電子線照射域２５に達すると、加速器１０により片側が照射された後(１Ａ)出口側コンベア１２Ｂにより搬送経路出口側１２０Ｂに達する(１Ｂ)。搬送経路出口側１２０Ｂでは、前記プッシャ１１１の位置に片側照射した被照射物１が達すると、前記コンベア１２は、所定間隔Ｓ毎に突設された段状突起１１２を後側に背にした位置に断続移動コンベア１１０を所定距離Ｓだけ移動させた状態で停止し、出口側コンベア１２Ｂに達した片側照射被照射物(１Ｂ)を前記プッシャ１１１にてコンベア１１０側にスライドさせる。
【００１８】以下順次前記プッシャ１１１の位置に片側照射した被照射物１(１Ｃ１…)が達する毎に移動コンベア１１０が段状突起間距離Ｓだけ所定間隔移動し、片側照射被照射物１を前記プッシャ１１１にてコンベア１１０に並行スライドさせる。
【００１９】そして前記断続移動コンベア１１０の夫々の間隔部に搭載された被照射物１Ｃ１…が、入口側コンベア１２Ａの対面位置に達する毎に、前記段状突起１１２を利用して入口側コンベア１２Ａに押し出される。
【００２０】これにより断続移動コンベア１１０で、出口側コンベア１２との対面位置に達した片側照射被照射物１を前記突起部１１２の力により順次入口コンベア１２Ａ側に押し出させることが出来る。そして前プッシャ１１１の押し出しサイクルと同期して断続移動コンベア１１０は、段状突起間隔サイクルＳだけ間隔移動し、段状突起１１２を後側に背にした位置にプッシャ１１１と対面するようになる。
【００２１】また、被照射物並行移動コンベアの第２実施例として、図３にその概略平面図と正面断面図を示す。図３において、１２Ａ、１２Ｂは搬送用ローラコンベア、１１４は搬出系ローラコンベア１２Ｂの出口側に位置するストッパ、１１５は搬入系ローラコンベア１２Ａ上に位置する並行移動用ストッパで、コンベア１２Ｂと反対側側方に配設されている。さらに、コンベア１２Ａとコンベア１２Ｂにはチェーン１１３が架け渡されており、通常は該コンベア１２Ａ、１２Ｂの下方に位置している。
【００２２】かかる第２実施例の作用を説明するに、上記第１実施例と同様に経路出口側１２０Ｂに搬送された被照射物１は並行移動用ストッパ１１４により一時停止され（Ａ）、コンベア１２Ａ、１２Ｂに架けて設けられたチェーンが回転して上方へせり出し、被照射物１がチェーンによりコンベア１２Ｂからコンベア１２Ｂへ並行移動する（Ｂ）。そして、被照射物１は、該コンベア１２Ａの片側に設けられた並行移動用ストッパ１１５により停止され、チェーンが降下し（Ｃ）、コンベア１２Ａに載置されて再び滅菌室内に搬送される。もちろん、このような被照射物並行手段は、天地反転させずに並行移動可能な手段であれば、第１実施例、第２実施例に限定しない。
【００２３】次に本発明の具体的実施形態について説明する。図４は本発明の実施形態にかかる電子線滅菌装置の概略構成図、図５はその電子線照射部を示す平面図である。図４において、滅菌装置は、電子線照射時に二次的に発生する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で囲繞するとともに、その中に中央照射壁２１を配置して、電子線照射区域の反対側に出入口となす開口を設ける。
【００２４】また、中央遮蔽壁２１は上部中央に加速器１０が配置される照射空間部２５を凹状をなし、その外周囲を搬送経路２０、更にその外側を遮蔽外壁２１を囲撓させている。滅菌室２６の中央部に位置する中央遮蔽壁２１は、電子線照射域２５から発生するＸ線の被爆量の低い位置にストッパが設けられ、これらの劣化を防ぐ目的を有する。
【００２５】そして前記遮蔽壁２２に囲まれる搬送経路２０には、被照射物１を搬送するコンベア１２〜１４が設けられており、該コンベアは、入り口側から順に、被照射物１を適宜間隔で搬送するローラコンベア１２、該被照射物１を片寄せ整列させながら搬送するスキューコンベア１３、及び電子線照射領域を照射量に対応させてゆっくり搬送する電子線透過性の良好なチェーン状の照射コンベア１４とで構成される。前記ローラコンベア１２は、照射コンベア１４に被照射物１を安定供給する目的で、該照射コンベア１２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より増速に設定することで、後記するストッパ１７により、完全には密着されていない被照射物１間の空間をさらに狭める。このように、夫々のコンベア１２の速度制御により、被照射物１を電子線照射領域２５にて確実に密着させた状態とすることができる。前記ストッパ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利用するのが好ましい。
【００２６】さらに、前記照射コンベア１４に対向する位置(中央遮蔽壁２１の凹部空間)に高エネルギ電子線を照射する電子線加速器１０が設置され、電子線照射領域２５を被照射物１が通過する際に、被照射物１側面に、電子線の片面照射を行う。尚、前記電子線加速器１０の直下には、照射コンベア１２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１に当らずに透過した電子線を受け止めるように構成されている。
【００２７】そして被照射物１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片面側を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１２Ｂに搬送されて、搬送経路出入口部１２０Ａ、１２０Ｂに至る。出入口部１２０Ａ、１２０Ｂでは、出口側ローラコンベア１２Ｂと入口側ローラコンベア１２Ａが所定の作業領域を挟んで並行に配置されており、その間に出口側ローラコンベア１２Ｂより入口側ローラコンベア１２Ａ側に被照射物を並行移動させながら再度入口側ローラコンベア１２Ａ側に戻す被照射物並行移動コンベア１２が設けられており、該並行移動コンベア１２により片面照射後の被照射物１Ｃが、照射位置上流側に戻り、照射されていない反対側の面を、電子線照射側に対面させて二周回により前記被照射物の両面を照射させている。
【００２８】かかる実施形態によれば、「側方よりの片面照射」後再度入口側コンベア側に並行移動により反転移動することで又電子線が照射されていない反対側の面が、電子線加速器１０に対面する側になり、二周回で両面照射が円滑に行われる。そして前記両面照射が終了した被照射物１は出口側ローラコンベア１２Ｂよりそのまま次工程に搬出される。
【００２９】
【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、「側方よりの片面照射と」位置口から出口側に向けて周回する搬送経路上で、下流から上流側に並行移動することで又電子線が照射されていない反対側の面が、電子線照射装置に対面する側になり、二周回で両面照射が円滑に行われる。
【００３０】また、請求項３記載の発明によれば、被照射物並行移動手段の架設位置が電子線非照射域であるために、その移動手段の駆動部等が電子線により発生するＸ線が侵されて破損することはない。又絞り部に架設されている為に、並行移動距離が最も小さくなりコストが低減できるとともに、並行移動中における倒れ等のリスクが低減できる。
【００３１】さらに、請求項４記載の発明は遮蔽空間の入出口側は、既にＸ線の漏洩が封止されている状態であるために、被照射物並行移動手段を架設してもその移動手段の駆動部等が電子線により発生するＸ線に侵されて破損することはない。又架設位置は作業域空間であるためにその部分での保守が容易である。そして、請求項５記載の発明によればコンベア１２の搬送速度で隘路となることなく、円滑な周回が可能となる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６２０８
【氏名又は名称】三菱重工業株式会社
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| 【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）
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| 【公開番号】 |
特開２００２−６１００（Ｐ２００２−６１００Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１月９日（２００２．１．９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−１９１８０２（Ｐ２０００−１９１８０２） |
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