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1. (WO2017208278) ELECTRON BEAM STERILIZATION DEVICE AND ELECTRON BEAM STERILIZATION METHOD
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明 細 書

発明の名称 電子線殺菌装置及び電子線殺菌方法

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005  

課題を解決するための手段

0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014  

発明の効果

0015  

図面の簡単な説明

0016  

発明を実施するための形態

0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059  

符号の説明

0060  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8  

明 細 書

発明の名称 : 電子線殺菌装置及び電子線殺菌方法

技術分野

[0001]
 本発明は、食品・飲料・医薬品等を充填する容器及びその他の殺菌対象物を電子線により殺菌するのに好適な電子線殺菌装置及び電子線殺菌方法に関する。

背景技術

[0002]
 食品・飲料・医薬品等の充填物を容器に充填するのに先立って、容器又はプリフォームと称される容器の予備成形体の殺菌が行われる。
 容器又はプリフォームの殺菌には、過酢酸・過酸化水素といった薬液や紫外線照射が用いられているが、近年、紫外線よりも殺菌力に勝る電子線照射による殺菌技術が検討されている。
 電線線照射による殺菌を確実に行うには、容器の全体に電子線をむらなく照射することが必要となる。ところが、グリッパと称される保持具またはグリッパで掴んだままで容器を搬送する過程で電子線を照射すると、保持している部分への電子線の照射が不十分になる。容器がプラスチックボトルの場合、通常、キャップが取り付けられるネック部(又は首部)がグリッパで保持されるので、グリッパに隠れる部位の線量が不足し、または、電子線が照射されない部位がある。
[0003]
 そこで、特許文献1は、グリッパに電子線が通過する通路を設けることにより、グリッパにより隠れる部位への線量の不足を補うことを提案している。
 また、特許文献2は、プリフォームの半側面に第1外面照射装置(42)により電子線を照射するとともに、プリフォームの残りの半側面に第2外面照射装置(43)により電子線を照射する。プリフォームは、第1外面照射装置により電子線が照射される領域から第2外面照射装置により電子線が照射される領域に移行する際に、グリッパによるプリフォームの受け渡しがなされる。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2013-133111号公報(図3)
特許文献2 : 特開2015-030516号公報(図2,図3)

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 特許文献1の提案によると、通路を通過した電子線が照射される範囲については電子線の線量を補うことができるが、それ以外の部位には電子線が照射されない。
 また、特許文献2の提案は、スターホィールと称される回転体を用いてプリフォームを搬送しているので、受け渡す側のグリッパ、及び、受け渡される側のグリッパの双方において、回転体の周方向の両端においてプリフォームはグリッパに把持される。したがって、プリフォームを半側面ずつ殺菌処理したとしても、グリッパの把持部分には電子線が届かない恐れがある。
 電子線の殺菌対象物である容器を、グリッパに対して軸線周りに回転させれば、グリッパで隠れる部位をなくすことができるが、容器を回転させるための機構が必要になるので、装置のコストアップにつながるとともに、装置の占有スペースが広くなる。
 そこで本発明は、殺菌対象物を回転させる機構を設けることなく、グリッパによる電子線の未照射領域をなくすことのできる電子線殺菌装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0006]
 本発明の電子線殺菌装置は、殺菌対象物を受け取った後に、掴み換え位置まで殺菌対象物を把持しながら搬送する第一グリッパと、第一グリッパから殺菌対象物を受け取った後に、殺菌対象物を把持しながら下流に向けて搬送する第二グリッパと、掴み換え位置と掴み換え位置の前後を含む照射領域を通過する殺菌対象物に電子線を照射する電子線照射部と、を備える、ことを特徴とする。
 本発明によれば、掴み換えの前にグリッパで把持されていたために電子線が照射されなかった部位にも、掴み換えの後には電子線を照射ができるので、電子線が照射されない部位を生じさせない。
[0007]
 本発明において、第一グリッパ及び第二グリッパは、それぞれが、所定数の殺菌対象物を把持しながら、直線状の搬送経路を搬送する、ことが好ましい。
 このように、殺菌対象物をバッチ処理により殺菌し、かつ、直線状の搬送路を搬送することにより、スターホイールを用いた回転式の搬送装置を用いるのに比べて、装置構成を簡易にできる。また、この本発明によれば、グリッパにより把持されたプリフォームが直線状の搬送経路を搬送される過程で電子線を照射すれば足りるので、プリフォームを軸線周りに回転させる機構を設ける必要がない。
 また、本発明において、第一グリッパ及び第二グリッパは、それぞれが、一列に並ぶ所定数の殺菌対象物を把持し、第一グリッパ及び第二グリッパの一方又は双方が、複数の殺菌対象物の並ぶ方向と直交する方向に相対的に近づくことで、掴み換え位置において、第一グリッパから第二グリッパに殺菌対象物の掴み換えが行われる、ことが好ましい。
 このように、一列に並べられた殺菌対象物を、第一グリッパ及び第二グリッパにより掴み換えをするものとすれば、殺菌対象物が複数列に並んでいる場合に比べて、掴み換えのための第一グリッパ及び第二グリッパの構成を容易にできる。
[0008]
 本発明において、第一グリッパと第二グリッパは、互いに異なる位置で殺菌対象物を把持する、ことが好ましい。
 そうすれば、掴み換えの前にグリッパで把持されていたために電子線が照射されなかった部位にも、掴み換えの後には電子線を照射ができるので、掴み換えの前後を通じて電子線が照射されない部位が生じない。
[0009]
 本発明において、電子線照射部における電子線の照射領域は、減圧雰囲気とされる、ことが好ましい。
 電子線は、空気中で散乱、減衰が生じるために、電子線を必要な部位まで到達させることができないおそれがある。そこで、照射領域を減圧雰囲気にすることで、例えば容器の底まで電子線を到達させて、殺菌の効果を十分に享受する。
[0010]
 照射領域を減圧雰囲気にする場合には、電子線照射部は、所定数の殺菌対象物を第一グリッパで受け取る受け取り位置を含む前室と、第一グリッパで搬送される殺菌対象物が第二グリッパに掴み換えられる過程で、殺菌対象物に電子線が照射される照射室と、照射室で電子線が照射された殺菌対象物が第二グリッパにより搬送される後室と、照射室において、電子線を照射する電子線発生装置と、を備えることができ、照射室は前室及び後室よりも、真空度が高いことが好ましい。
[0011]
 第二グリッパは、照射室から後室に殺菌対象物を搬送する過程で、または、後室に殺菌対象物を搬送してから、殺菌対象物を把持するピッチを拡げることができる。
 例えば、殺菌対象物がプリフォームの場合には、後室から搬送された先で、プリフォームよりも寸法の大きい容器に成形されるが、この容器の寸法に合わせて、搬送された時点で殺菌対象物を把持するピッチを拡げる。
[0012]
 本発明において、口部と、口部に連なり、内容物を収容する収容空間と、を備える容器、または、容器の予備成形体を、殺菌対象物にできる。そして、この殺菌対象物を、口部が鉛直方向の上を向く正立の状態、または、その逆の倒立の状態で、第一グリッパ及び第二グリッパで把持できる。この場合、電子線照射部は、殺菌対象物に対して、鉛直方向の上方から下方に向けて電子線を照射する第一電子線発生装置と、殺菌対象物に対して、鉛直方向の下方から上方に向けて電子線を照射する第二電子線発生装置と、を備えることにより、容器又は容器の予備成形体の外周面及び内周面を、ムラなく電子線を照射できる。
[0013]
 また、殺菌対象物が容器、または、容器の予備成形体の場合には、第一グリッパは、口部を周囲の三箇所で把持し、第二グリッパは、第一グリッパとは干渉しない口部の周囲の三箇所で支持することで、殺菌対象物を把持する、ことができる。
 このように、第一グリッパ及び第二グリッパともに、言うなれば三点支持の構造にすることにより、殺菌対象物を隠す部位を少なくできる。このような三点支持の構造は、スターホイールを用いた回転式の搬送装置のグリッパに適用するのは困難であるが、直線状の搬送経路を移動するグリッパには容易に適用できる。
[0014]
 本発明は、また、殺菌対象物を受け取った後に、第一グリッパにより掴み換え位置まで殺菌対象物を把持しながら搬送するステップと、第一グリッパから殺菌対象物を受け取った後に、第二グリッパにより殺菌対象物を把持しながら下流に向けて搬送するステップと、掴み換え位置と掴み換え位置の前後を含む照射領域を通過する殺菌対象物に電子線を照射する電子線照射ステップと、を備える、ことを特徴とする電子線殺菌方法も提供する。
 本発明の電子線殺菌方法において、上述した電子線殺菌装置における好ましい手段を適用できる。

発明の効果

[0015]
 本発明によれば、掴み換えの前に電子線が照射されなかった部位にも、掴み換えの後には電子線を照射ができるので、電子線が照射されない部位を生じさせない。しかも、グリッパにより把持されたプリフォームが直線状の搬送経路を移動する過程で電子線を照射すれば足りるので、プリフォームを軸線周りに回転させる機構を設ける必要がない。

図面の簡単な説明

[0016]
[図1] 本実施形態に係るブロー成形装置を示し、(a)はその概略構成を示す平面図、(b)はプリフォーム及び容器の搬送経路を(a)に対応して示す平面図である。
[図2] 図1のブロー成形装置における殺菌部の主要構成を示し、(a)は搬送方向Fから視た図、(b)は幅方向Wから視た図である。
[図3] 図1のブロー成形装置の動作を示す図である。
[図4] 図3に続くブロー成形装置の動作を示す図である。
[図5] 図4に続くブロー成形装置の動作を示す図である。
[図6] 図5に続くブロー成形装置の動作を示す図である。
[図7] 本実施形態において好ましいグリッパを示し、(a)は下把持タイプのグリッパを示し、(b)は上把持タイプのグリッパを示す図である。
[図8] 図7のグリッパによるプリフォームPFの掴み換えの過程を示す図である。

発明を実施するための形態

[0017]
 以下、本発明に係る電子線殺菌装置及び電子線殺菌方法を、上流から連続的に搬送される試験管状のプリフォームPFをブロー成形してプラスチック製の容器Bを成形するブロー成形装置1に適用する例について説明する。
[0018]
 ブロー成形装置1は、図1に示すように、ブロー成形のために所定温度に加熱されたプリフォームPFを搬入する搬入部10と、搬入部10で搬入されたプリフォームPFに電子線を照射することにより殺菌する殺菌部20と、殺菌部20で殺菌されたプリフォームPFを容器Bに成形する成形部40と、搬入部10、殺菌部20及び成形部40の動作を制御する制御部60と、を備えている。
 ブロー成形装置1は、殺菌部20においてプリフォームPFの内周面及び外周面の全体に電子線を漏れなく照射できるところに特徴を有している。以下、ブロー成形装置1の各構成を説明する。
 なお、図1において、プリフォームPF及び容器Bは搬送方向Fに沿って搬送され、また、本実施形態において、上流U及び下流Lは、プリフォームPF又は容器Bの搬送方向Fを基準にして定義される。また、搬送方向Fに直交する方向を、幅方向Wという。さらに、搬入部10、殺菌部20及び成形部40を通じて、プリフォームPFは、図2に示すように、口部(PF1)が鉛直方向の上側に配置される正立状態で搬送及び処理がなされるものとする。プリフォームPFから成形される容器Bも同様である。
[0019]
[搬入部10]
 搬入部10は、図示を省略する加熱装置により成形部40における成形に適した温度に加熱されたプリフォームPFを、殺菌部20に搬入する。
 搬入部10は、図1に示すように、例えば時計回りに回転(R)される回転体11と、一端が回転体11に掛け回され、他端が図示を省略する回転体に掛け回された無端状の搬送手段である搬送ベルト13と、搬送ベルト13で所定位置まで搬送されるプリフォームPFを受け取るとともに、殺菌部20まで搬送する搬送手段15と、を備えている。
[0020]
 回転体11を回転させることにより、加熱されたプリフォームPFは搬送ベルト13により搬送される。搬送手段15は、搬送ベルト13による搬送路上の所定位置で待ち受けており、所定位置において、搬送ベルト13から所定本数のプリフォームPFを受け取る。搬送手段15は、プリフォームPFを受け取ると、所定本数のプリフォームPFを把持したままで殺菌部20に搬送する。このように、搬送手段15は、プリフォームPFを把持する手段(グリッパ)と、グリッパを搬送する搬送手段と、を備える。この搬送手段(搬送手段15)は、搬送ベルト13からプリフォームPFを受け取る位置とプリフォームPFを殺菌部20に受け渡す位置との間を直線的に往復移動する。搬送手段15が往復移動する径路及びその延長線上を第一径路L1とする。
[0021]
[殺菌部20]
 殺菌部20は、搬入されたプリフォームPFに、大気圧より減圧された雰囲気下において電子線を照射することにより、その内周面及び外周面を殺菌する。
 殺菌部20は、図1に示すように、プリフォームPFが搬入される前室21と、下流Lの側で前室21に隣接し、搬入されたプリフォームPFに電子線が照射される照射室23と、照射室23で電子線が照射されたプリフォームPFが搬送される後室25と、を備える。
 前室21、照射室23及び後室25の間には、プリフォームPFが通過するための、図示を省略する開閉扉が設けられている。
[0022]
 前室21、照射室23及び後室25は、図示を省略する真空ポンプにより減圧されることで、それぞれが所望する真空度に維持される。殺菌部20がプリフォームPFの殺菌を行う際に、照射室23の真空度が高く、前室21及び後室25は照射室23よりも真空度が低く制御される。ここで、殺菌部20が前室21、照射室23及び後室25と三つの部屋を備えるのは、照射室23を所望する真空度に減圧するのに要する時間を短くするためである。つまり、照射室23の上流Uの側に前室21を設けておき、そこをある程度の真空度にしておけば、前室21と照射室23の間の開閉扉を開いても、照射室23の真空度を少なくとも前室21の真空度に保つことができる。そうすれば、前室21を設けることなく、照射室23を大気に開放してプリフォームPFを搬入した後に、大気圧から所望する真空度に減圧するのに比べて、所望する真空度に減圧するまでの時間を短縮できる。照射室23と後室25についても同様である。もっとも、減圧雰囲気下で電子線を照射すること、及び、前室21、照射室23及び後室25を設けること、は本発明の好ましい実施形態であるものの、本発明を限定する要素ではない。
[0023]
 殺菌部20は、図1に示すように、プリフォームPFを搬送する第一搬送手段27と、第二搬送手段29と、第三搬送手段31と、を備えている。
 第一搬送手段27は、前室21と照射室23に亘って設けられる。第一搬送手段27は、図1(a),(b)に示すように、前室21の内部の位置P21において搬入部10の搬送手段15からプリフォームPFを受け取り、照射室23の内部の位置P23までプリフォームPFを搬送する。なお、位置P21、位置P23などは、図1(b)に示してある。
[0024]
 第一搬送手段27は、図1(a),(b)に示すように、前室21と照射室23に亘って敷設される直線状のガイドレール27Aと、ガイドレール27A、つまり搬送方向Fに沿って、位置P22と位置P23の間を往復移動する走行台車27Bと、走行台車27Bに搭載されることで走行台車27Bとともに往復移動するグリッパ群27Cと、を備えている。グリッパ群27Cに把持されるプリフォームPFは、第二径路L2を搬送される。
[0025]
 本発明の第一グリッパに対応するグリッパ群27Cは、一度に搬送されるプリフォームPFの数に対応するグリッパGが、搬送方向Fに並んで配置されている。本実施形態におけるグリッパGは、プリフォームPFのいずれかの部位を確実に把持できる限り、その形態は任意である。
 グリッパ群27Cは、走行台車27Bに対して、幅方向Wに進退移動することができる。この進退は、第二径路L2から第一径路L1に向けた移動、第一径路L1から第二径路L2に向けた移動を意味する。グリッパ群27Cの進退は、搬送手段15からのプリフォームPFの受け取り、及び、照射室23の第二搬送手段29へのプリフォームPFの受け渡しのために行われる。この進退動作は、グリッパ群29Cが進退することでグリッパ群27Cに近づくようにしてもよいし、グリッパ群27Cとグリッパ群29Cの双方が進退して近づくようにしてもよい。
[0026]
 グリッパ群27Cに把持される複数のプリフォームPFは、図1(b)に示すように、搬送方向Fに沿って直線上に一列に並んで配列されおり、また、複数のプリフォームPFは、口部PF1がグリッパGに把持されており、図2に示すように、鉛直方向(V)の同じ高さに並んで配列されている。
[0027]
 次に、第二搬送手段29は、図1(a),(b)に示すように、照射室23と後室25に亘って設けられる。第二搬送手段29は、図1(a),(b)に示すように、照射室23の内部の位置P23において第一搬送手段27のグリッパ群27CからプリフォームPFを受け取り、後室25の内部の位置P25までプリフォームPFを搬送する。位置P23が、本発明の掴み換えの位置に対応する。
[0028]
 第二搬送手段29は、図1(a)に示すように、照射室23と後室25に亘って敷設される直線状のガイドレール29Aと、ガイドレール29Aに沿って位置P24と位置P25の間を往復移動する走行台車29Bと、走行台車29Bに搭載されることで走行台車29Bとともに往復移動するグリッパ群29Cと、を備えている。本発明の第二グリッパに対応するグリッパ群29Cに把持されるプリフォームPFは、搬送方向Fに沿って第一径路L1を搬送される。
[0029]
 次に、第三搬送手段31は、図1(a)に示すように、後室25と成形部40に亘って設けられる。第三搬送手段31は、図1(a),(b)に示すように、後室25の内部の位置P26において第二搬送手段29のグリッパ群29CからプリフォームPFを受け取り、成形部40の位置P41までプリフォームPFを搬送する。
[0030]
 第三搬送手段31は、図1(a)に示すように、後室25と成形部40に亘って敷設される直線状のガイドレール31Aと、ガイドレール31Aに沿って位置P26と位置P41の間を往復移動する走行台車31Bと、走行台車31Bに搭載されることで走行台車31Bとともに往復移動するグリッパ群31Cと、を備えている。グリッパ群31Cに把持されるプリフォームPFは、搬送方向Fに沿って第二径路L2を搬送される。
[0031]
 第二搬送手段29及び第三搬送手段31は、プリフォームPFを搬送する位置が相違するが、第一搬送手段27と同様の動作をするので、以下の説明を省略する。
[0032]
 殺菌部20は、図1(a)に示すよう
に、照射室23の内部に電子線発生装置24を備えている。
 電子線発生装置24は、図2に示すように、プリフォームPFの上方から電子線EBを照射する上部照射部24Aと、プリフォームPFの下方から電子線EBを照射する下部照射部24Bと、を備えている。上部照射部24Aは、主にプリフォームPFの内周面を殺菌することを目的として設けられ、下部照射部24Bは、主にプリフォームPFの外周面を殺菌することを目的として設けられる。上部照射部24Aから照射された電子線EBがプリフォームPFの内部に進入し、かつ、その底面まで到達できるようにするために、照射室23の内部は所定の真空度まで減圧される。
[0033]
 上部照射部24Aは、図2(a),(b)に示すように、電子線EBを照射する出射面124Aが鉛直方向Vの下向きであって、かつ、水平方向Hと平行をなしている。また、下部照射部24Bは、電子線EBを照射する出射面124Bが鉛直方向Vの上向きであって、かつ、水平方向Hと平行をなしている。なお、図2(a)には2本のプリフォームPFが示されているが、これはプリフォームPFが、図中の左側から右側に向けた幅方向Wに移動することを示している。
 上部照射部24A及び下部照射部24Bは、電子線EBを照射する向きが異なるだけで、同じ仕様を有していてもよいし、例えば、上部照射部24Aから出射される電子線EBの強度を下部照射部24Bより強くするというように異なる仕様を有していてもよい。
[0034]
 上部照射部24A及び下部照射部24Bから電子線EBが照射される領域(電子線照射領域EA)は、図2(b)に示すように、プリフォームPFの搬送方向Fについては、一度に処理される、つまりバッチ処理される本数のプリフォームPFが配列される距離よりも長く設定される。したがって、バッチ処理されるプリフォームPFを位置合せして電子線照射領域EAに搬送すれば、その後はプリフォームPF又は上部照射部24A及び下部照射部24Bを移動させなくても、バッチ処理対象の全てのプリフォームPFを殺菌できる。
 また、図2(a)に示すように、電子線照射領域EAの幅方向Wについては、第一搬送手段27から第二搬送手段29にプリフォームPFの受け渡しがなされる距離よりも長く設定される。
 以上の通りであるから、殺菌部20によれば、第一搬送手段27から第二搬送手段29にプリフォームPFが受け渡されるグリッパ群27Cからグリッパ群29Cへの掴み換えの位置及びその前後において、バッチ処理されるプリフォームPFに電子線EBを継続して照射することができる。
[0035]
 また、殺菌部20において、バッチ処理されるプリフォームPFは、図2(a),(b)に示すように、上部照射部24Aの出射面124Aからの各部位までの距離が等しく、かつ、下部照射部24Bの出射面124Aからの各部位までの距離が等しい。この距離が一定とは、例えば、出射面124Aから複数のプリフォームPFのそれぞれ口部PF1までの距離が等しく、また、出射面124Bから複数のプリフォームPFのそれぞれ底部PF2までの距離が等しいというように、出射面124A又は出射面124BからプリフォームPFの同じ部位までの距離が等しいことを意味する。
 以上のとおりであるから、殺菌部20において、バッチ処理されるプリフォームPFのそれぞれの各部位は、電子線発生装置24から電子線EBを均等に照射される。
[0036]
[成形部40]
 成形部40は、殺菌部20で電子線照射による殺菌処理が施されたプリフォームPFを容器Bに成形する。
 成形部40は、図1(a)に示すように、成形に必要な適正な温度に加熱されているプリフォームPFが挿入される一対の成形用金型41と成形用金型43を備える。成形部40は、成形用金型41,43に保持されたプリフォームPFの内部に、図示を省略する供給源から、ブロー成形用の気体を吹付けて容器Bに延伸ブロー成形する。
[0037]
 成形用金型41,43は、それぞれが、一度に処理される数のプリフォームPF又は容器Bに対応する金型要素42,44を備えている。成形用金型41,43は、互いに近づき又は離れる進退動作を行い、近づいた近接状態において、延伸ブロー成形がなされる。
[0038]
 成形部40は、図1(a)に示すように、第四搬送手段45を備える。
 第四搬送手段45は、成形部40と成形部40よりも下流Lの所定領域に亘って設けられる。第四搬送手段45は、位置P41において成形された容器Bを受け取り、成形部40よりも下流の位置P43まで容器Bを搬送する。
[0039]
 第四搬送手段45は、成形部40とそれよりも下流の位置P43に亘って敷設される直線状のガイドレール45Aと、ガイドレール45Aに沿って位置P42と位置P43の間を往復移動する走行台車45Bと、走行台車45Bに搭載されることで走行台車45Bとともに往復移動するグリッパ群45Cと、を備えている。
[0040]
[ブロー成形装置1の動作]
 次に、図3~図6を参照して、ブロー成形装置1の動作について説明する。
 搬入部10の搬送ベルト13により所定位置まで搬送されたプリフォームPF(図3(a))は、搬送手段15に把持されて、殺菌部20の前室21に搬送される。これらの複数のプリフォームPFを第一群とする。搬送手段15は、位置P21で待機する走行台車27Bの前まで、第一群のプリフォームPFを搬送する(図3(b))。この搬送は、第一径路L1に沿って行われる。
 第一搬送手段27は、待機していたグリッパ群27Cが搬送手段15に向けて前進し、かつ、搬送手段15が保持しているプリフォームPFをグリッパ群27Cが受け取る(図3(c))。
[0041]
 第一搬送手段27は、グリッパ群27CがプリフォームPFを受け取ると、元の位置である位置P22まで後退してから(図4(a))、走行台車27Bが照射室23の位置P23まで第一群のプリフォームPFを搬送する(図4(b))。位置P23が電子線発生装置24をなす上部照射部24A及び下部照射部24Bからの電子線EBが照射される電子線照射領域EAに含まれるために、位置P23まで搬送されたプリフォームPFはその時点ですでに殺菌処理がなされる。
[0042]
 プリフォームPFが位置P23まで移動すると、位置P24で待機していた第二搬送手段29の走行台車29Bがグリッパ群29Cとともに、第二径路L2に置かれるプリフォームPFに向けて前進する。そうすると第二搬送手段29は、グリッパ群29Cを動作させることによりプリフォームPFを把持する(図4(c))。第一搬送手段27のグリッパ群27Cによる把持が解れると、第二搬送手段29はグリッパ群29CによりプリフォームPFを把持したままで第一径路L1上の元の位置P24まで後退する(図4(d))。
 位置P24も電子線照射領域EAにあるために、位置P24まで搬送されたプリフォームPFは、第一径路L1から第二径路L2に移動する間にわたって、電子線の照射を受けて殺菌処理がなされる。
[0043]
 次に、第二搬送手段29の走行台車29Bは、グリッパ群29Cで第一群のプリフォームPFを把持したままで、位置P25まで移動する(図5(a))。この移動の過程で、グリッパ群29Cは、お互いの間隔が拡げられる。これは、成形部40において、プリフォームPFがこれよりも径の大きな容器Bに成形されることに対応している。この拡張された間隔は、隣接する容器Bが互いに干渉しないように、容器Bの径を基準にして定められる。
 走行台車29Bは、位置P25まで移動すると、位置P26で待機している第三搬送手段31の走行台車31Bに向けて前進し、グリッパ群29Cから走行台車31Bのグリッパ群31CにプリフォームPFを受け渡す(図5(b))。
 走行台車31Bは、グリッパ群31CがプリフォームPFを受け取ると、位置P26から成形部40の位置P41まで移動する(図5(c))。この移動により、プリフォームPFは殺菌部20の後室25から退室して、ブロー成形に供される。
[0044]
 プリフォームPFが成形部40の成形用金型41及び成形用金型43の間の位置P41に搬送されると、第一径路L1上に置かれるプリフォームPFに向けて成形用金型41及び成形用金型43のそれぞれが前進して、プリフォームPFを所定の状態で保持してから、ブロー成形が行われる(図5(d))。このとき、第四搬送手段45の走行台車45Bが成形用金型41とともに前進し、グリッパ群45Cとグリッパ群31CとでプリフォームPFを把持する。
[0045]
 ブロー成形が終わると、成形用金型41及び成形用金型43は、それぞれ元の位置に戻る(図6(a))。
 容器Bを把持した走行台車45Bは、下流側の位置P43まで容器Bを搬送してから、図示を省略する搬送手段に容器Bを受け渡し、その後、成形用金型41の前の位置P42に戻る(図6(b),(c))。走行台車45Bは、この位置で、後続の第二群のプリフォームPFが位置P41に搬送されるのを待ち受けている(図6(d))。
[0046]
[ブロー成形装置1の効果]
 ブロー成形装置1の殺菌部20は、グリッパ群27Cで把持されていたプリフォームPFが、グリッパ群29Cの受け渡しに伴う掴み換えの最中及びその前後において電子線照射領域EAに置かれる。
 したがって、本実施形態によれば、掴み換えの前にグリッパ群27Cで把持されていたために電子線が照射されなかった部位にも、掴み換えの後には電子線を照射ができるので、掴み換えの前後を通じて電子線が照射されない部位を生じさせない。しかも本実施形態は、受け渡しに関わるグリッパ群27C及びグリッパ群29Cにより直線上を搬送されるプリフォームPFに電子線を照射すればよいので、プリフォームPFを軸線周りに回転させる機構を設ける必要がない。
[0047]
 次に、ブロー成形装置1は、殺菌部20において、グリッパ群27Cとグリッパ群29Cのそれぞれが、所定数のプリフォームPFを把持しながら、直線上の搬送経路を搬送する。
 殺菌部20は、電子線および電子線の照射によって生じるX線の外部への漏洩を防ぐための遮蔽構造が必要であるが、スターホィールによる回転式の搬送装置に比べて、遮蔽の構造を簡易なものにできる。
[0048]
 次に、ブロー成形装置1は、グリッパ群27C及びグリッパ群29Cが、一列に並ぶ所定数のプリフォームPFを把持し、複数のプリフォームPFが一列に並ぶ方向と直交する方向に相対的に近づくことで、掴み換え位置において、グリッパ群27Cからグリッパ群29CへのプリフォームPFの掴み換えが行われる。
 このように、本実施形態は、バッチ式のグリッパ群27C,グリッパ群29Cが直線上を移動するので、スターホィールによる回転式の搬送装置を用いるのに比べて、搬送機構を簡易にできる。
[0049]
 次に、殺菌部20は、電子線照射領域EAを含む照射室23は、減圧雰囲気とされている。
 したがって、特に、上部照射部24Aから照射される電子線EBは、プリフォームPFの内部に進入してその底部PF2の内周面に達することができるので、プリフォームPFの内周面を漏れなく殺菌することができる。
[0050]
 次に、殺菌部20において、グリッパ群29Cは、照射室23から後室25にプリフォームPFを搬送する過程で、プリフォームPFの把持ピッチを拡げる。
 したがって、殺菌部20を通過してからプリフォームPFの把持ピッチを拡げるスペースを設ける必要がないので、本実施形態によれば、省スペースなブロー成形装置1を実現できる。
[0051]
 本実施形態におけるプリフォームPFは、口部PF1が鉛直方向の上を向く正立の状態で、グリッパ群27C及びグリッパ群29Cで把持され、かつ搬送され、殺菌部20において、プリフォームPFについて、鉛直方向の上方から下方に向けて電子線EBを照射する上部照射部24Aと、プリフォームPFに対して、鉛直方向の下方から上方に向けて電子線を照射する下部照射部24Bと、を備える。
 したがって、プリフォームPFの外周面及び内周面を、ムラなく電子線を照射できる。なお、プリフォームPFの口部が下を向く倒立の状態で処理されたとしても、同様の効果を奏することができる。
[0052]
 以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。
[0053]
 その一例として、電子線が照射されない領域をなくすのに好適なグリッパGを、図7及び図8を参照して説明する。
 ここで説明するグリッパGは、図7及び図8に示すように、例えばグリッパ群27Cを構成するグリッパGをグリッパ100とし、グリッパ群29Cを構成するグリッパGをグリッパ200とする。つまり、グリッパ100とグリッパ200は対をなし、殺菌部20において、グリッパ100に把持されるプリフォームPFはグリッパ200に受け渡されることで、プリフォームPFの掴み換えがなされる。
[0054]
 グリッパ100は、図7(a)に示すように、プリフォームPFをネックリングPF3の下側で把持し、間隔をあけて配置される一対のアーム101,102を備える。アーム101,102は、それぞれが揺動軸103,104を中心にして開閉運動が可能に設けられている。図7(a)及び図8(a)に示すように、アーム101はその先端側に二つの把持爪105,106を備え、アーム102はその先端側に一つの把持爪107を備える。
 グリッパ100は、揺動軸103,104が鉛直方向の下側に、また、把持爪105,106,107が鉛直方向の上側になるように配置され、アーム101とアーム102の間に配置されるプリフォームPFを把持する。この把持は、図7(a)及び図8(a)に示すように、プリフォームPFを基準にして、一方の側から把持爪105,106で把持し、他方の側から把持爪107で把持する。三つの把持爪105,106,107は、図8(a),(b)に示すように、プリフォームPFの円周方向に均等な角度をもって配置されている。
[0055]
 グリッパ200は、図7(b)に示すように、プリフォームPFをネックリングPF3の上側で把持し、間隔をあけて配置される一対のアーム201,202を備える。アーム201,202は、長手方向の中央付近で屈曲しており、この屈曲する部分に設けられる揺動軸203,204を中心にして開閉運動が可能に設けられている。
 アーム201は、揺動軸203よりも上側の上部アーム201Aに、その先端部にカムピン208が固定されており、揺動軸203よりも下側の下部アーム201Bの先端部に把持爪205を備える。また、アーム202は、揺動軸204よりも上側の上部アーム202Aに、その先端部にカムピン209が固定されており、揺動軸204よりも下側の下部アーム202Bの先端部に二つの把持爪206,207を備える。グリッパ200は、揺動軸203,204が鉛直方向の上側に、また、把持爪105,106,107が鉛直方向の下側になるように配置され、アーム201とアーム202の間に配置されるプリフォームPFを把持する。
[0056]
 グリッパ200は、図7(b)に示すように、駆動カム211を備える。駆動カム211は、昇降することにより、アーム201とアーム202の開閉動作を通じて、プリフォームPFの把持及び開放を行う。
 駆動カム211は、カム板212と、カム板212に形成される一対のカム溝214,215を備える。カム板212は、図示を省略するアクチュエータにより昇降運動する。カム溝214,215には、それぞれ、上部アーム201Aのカムピン208、下部アーム202Bのカムピン209が挿入されている。
 駆動カム211が、最上位(図7(b)の左側)にあるときは、下部アーム201Bの把持爪205と下部アーム202Bの把持爪206,207により、プリフォームPFを把持し、最下位(図7(b)の右側)にあるときは、プリフォームPFの把持が開放される。
 この把持は、図7(a)及び図8(b)に示すように、プリフォームPFを中心にして、一方の側から把持爪205で把持し、他方の側から把持爪206,207で把持する。三つの把持爪205,206,207は、図8(b),(c)に示すように、プリフォームPFの円周方向に均等な角度をもって配置されている。
[0057]
 プリフォームPFを基準にして、グリッパ100の把持爪105とグリッパ200の二つの把持爪205,206が同じ側に配置され、かつ、把持爪205,206の間に把持爪105が配置される。また、グリッパ100の把持爪106,107とグリッパ200の把持爪207が同じ側に配置され、かつ、把持爪106,106の間に把持爪207が配置される。
 したがって、グリッパ100の把持爪105,106,107とグリッパ200の把持爪205,206,207は、図8(b)に示すように、緩衝することなく、プリフォームPFの掴み換えを行うことができる。しかも、グリッパ100の把持爪105,106,107とグリッパ200の把持爪205,206,207は、プリフォームPFの異なる位置を把持するので、掴み換えの前後で同じ位置を把持することがない。よって、グリッパ100及びグリッパ200を用いれば、掴み換えの前後を通じて、電子線の照射がなされない部位を最小に抑えることができる。また、グリッパ100及びグリッパ200は、それぞれが三点支持の構造を採用するので、プリフォームPFを隠す部位を少なくできる。このような三点支持の構造は、ターホイールを用いた回転式の搬送装置のグリッパに適用するのは困難であるが、直線状の搬送経路を移動するグリッパには容易に適用できる。
[0058]
 本実施形態はプリフォームPFをブロー成形して容器Bを成形するブロー成形装置1に適用した例を示しているが、本発明の適用対象は任意である。例えば、プリフォームPFではなくブロー成形された容器Bを殺菌するのに本発明を適用することができるし、また、プリフォームPF、容器B以外の殺菌対象物であって、グリッパにより把持されながら搬送されるものに本発明を適用することもできる。
[0059]
 また、本発明は、殺菌対象物グリッパによる掴み換えがなされる領域及びその前後の領域が、電子線の照射下にあればよい。つまり、本実施形態は殺菌対象物であるプリフォームPFが直線状の搬送経路に沿って搬送される例を示したが、本発明は、例えばスターホイールと称される回転体により殺菌対象物が搬送されるものに適用することができる。また、本実施形態は、予め定められた本数のプリフォームPFごとに殺菌処理するバッチ処理を採用しているが、本発明は、例えばスターホイールにより搬送される殺菌対象物を連続的に殺菌処理するものに適用できる。なお、スターホイールによる搬送は、単位時間当たりに処理できる殺菌対象物の数を多くできる利点がある。

符号の説明

[0060]
1   ブロー成形装置
10  搬入部
11  回転体
13  搬送ベルト
15  搬送手段
20  殺菌部
21  前室
23  照射室
24  電子線発生装置
24A 上部照射部
24B 下部照射部
124A 出射面
124B 出射面
25  後室
27  第一搬送手段
27A ガイドレール
27B 走行台車
27C グリッパ群
29  第二搬送手段
29A ガイドレール
29B 走行台車
29C グリッパ群
31  第三搬送手段
31A ガイドレール
31B 走行台車
31C グリッパ群
40  成形部
41,43 成形用金型
42,44 金型要素
45  第四搬送手段
45A ガイドレール
45B 走行台車
45C グリッパ群
60  制御部
100 グリッパ
101,102 アーム
103,104 揺動軸
105,106,107 把持爪
200 グリッパ
201,202 アーム
201A,202A 上部アーム
201B,202B 下部アーム
203,204 揺動軸
205,206,207 把持爪
208,209 カムピン
211 駆動カム
212 カム板
214,215 カム溝
B   容器
PF  プリフォーム
PF1  口部
PF2  底部
PF3  ネックリング
EA  電子線照射領域
EB  電子線
L1  第一径路
L2  第二径路

請求の範囲

[請求項1]
 殺菌対象物を受け取った後に、掴み換え位置まで前記殺菌対象物を把持しながら搬送する第一グリッパと、
 前記第一グリッパから前記殺菌対象物を受け取った後に、前記殺菌対象物を把持しながら下流に向けて搬送する第二グリッパと、
 前記掴み換え位置と前記掴み換え位置の前後を含む照射領域を通過する前記殺菌対象物に電子線を照射する電子線照射部と、
を備える、
ことを特徴とする電子線殺菌装置。
[請求項2]
 前記第一グリッパ及び前記第二グリッパは、それぞれが、所定数の前記殺菌対象物を把持しながら、直線状の搬送経路を移動する、
請求項1に記載の電子線殺菌装置。
[請求項3]
 前記第一グリッパ及び前記第二グリッパは、それぞれが、一列に並ぶ所定数の前記殺菌対象物を把持し、
 前記第一グリッパ及び前記第二グリッパの一方又は双方が、複数の前記殺菌対象物の並ぶ方向と直交する方向に相対的に近づくことで、前記掴み換え位置において、前記第一グリッパから前記第二グリッパに前記殺菌対象物の掴み換えが行われる、
請求項1又は請求項2に記載の電子線殺菌装置。
[請求項4]
 前記第一グリッパと前記第二グリッパは、互いに異なる位置で前記殺菌対象物を把持する、
請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の電子線殺菌装置。
[請求項5]
 前記電子線照射部における前記電子線の前記照射領域は、減圧雰囲気とされる、
請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の電子線殺菌装置。
[請求項6]
 前記電子線照射部は、
 所定数の前記殺菌対象物を前記第一グリッパで受け取る前室と、
 前記第一グリッパで搬送される前記殺菌対象物が前記第二グリッパに掴み換えられる過程で、前記殺菌対象物に前記電子線が照射される照射室と、
 前記照射室で前記電子線が照射された前記殺菌対象物が前記第二グリッパにより搬送される後室と、
 前記照射室において、前記電子線を照射する電子線発生装置と、を備え、
 前記照射室は、前記前室及び前記後室よりも、真空度が高い、
 請求項4に記載の電子線殺菌装置。
[請求項7]
 前記第二グリッパは、
 前記照射室から前記後室に前記殺菌対象物を搬送する過程で、または、前記後室に前記殺菌対象物を搬送してから、前記殺菌対象物を把持するピッチを拡げる、
請求項6に記載の電子線殺菌装置。
[請求項8]
 前記殺菌対象物は、
 口部と、前記口部に連なり、内容物を収容する収容空間と、を備える容器、または、前記容器の予備成形体であり、
 前記殺菌対象物は、前記口部が鉛直方向の上を向く正立の状態、または、その逆の倒立の状態で、前記第一グリッパ及び前記第二グリッパで把持され、
 前記電子線照射部は、
 前記殺菌対象物に対して、鉛直方向の上方から下方に向けて前記電子線を照射する第一電子線発生装置と、
 前記殺菌対象物に対して、鉛直方向の下方から上方に向けて前記電子線を照射する第二電子線発生装置と、を備える、
請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の電子線殺菌装置。
[請求項9]
 殺菌対象物を受け取った後に、第一グリッパにより掴み換え位置まで前記殺菌対象物を把持しながら搬送するステップと、
 前記第一グリッパから前記殺菌対象物を受け取った後に、第二グリッパにより前記殺菌対象物を把持しながら下流に向けて搬送するステップと、
 前記掴み換え位置と前記掴み換え位置の前後を含む照射領域を通過する前記殺菌対象物に電子線を照射する電子線照射ステップと、
を備える、
ことを特徴とする電子線殺菌方法。
[請求項10]
 前記第一グリッパ及び前記第二グリッパは、それぞれが、所定数の前記殺菌対象物を把持しながら、直線状の搬送経路を移動する、
請求項9に記載の電子線殺菌方法。
[請求項11]
 前記第一グリッパ及び前記第二グリッパは、それぞれが、一列に並ぶ所定数の前記殺菌対象物を把持し、
 前記第一グリッパ及び前記第二グリッパの一方又は双方が、複数の前記殺菌対象物の並ぶ方向と直交する方向に相対的に近づくことで、前記掴み換え位置において、前記第一グリッパから前記第二グリッパに前記殺菌対象物の掴み換えが行われる、
請求項9又は請求項10に記載の電子線殺菌方法。
[請求項12]
 前記第一グリッパと前記第二グリッパは、互いに異なる位置で前記殺菌対象物を把持する、
請求項9~請求項11のいずれか一項に記載の電子線殺菌方法。
[請求項13]
 前記電子線の前記照射領域は、減圧雰囲気とされる、
請求項9~請求項12のいずれか一項に記載の電子線殺菌方法。
[請求項14]
 所定数の前記殺菌対象物を前記第一グリッパで受け取る前室と、
 前記第一グリッパで搬送される前記殺菌対象物が前記第二グリッパに掴み換えられる過程で、前記殺菌対象物に前記電子線が照射される照射室と、
 前記照射室で前記電子線が照射された前記殺菌対象物が前記第二グリッパにより搬送される後室と、
 前記照射室において、前記電子線を照射する電子線発生装置と、を備え、
 前記照射室は、前記前室及び前記後室よりも、真空度が高い、
 請求項12に記載の電子線殺菌方法。
[請求項15]
 前記第二グリッパは、
 前記照射室から前記後室に前記殺菌対象物を搬送する過程で、または、前記後室に前記殺菌対象物を搬送してから、前記殺菌対象物を把持するピッチを拡げる、
請求項14に記載の電子線殺菌方法。
[請求項16]
 前記殺菌対象物は、
 口部と、前記口部に連なり、内容物を収容する収容空間と、を備える容器、または、前記容器の予備成形体であり、
 前記殺菌対象物は、前記口部が鉛直方向の上を向く正立の状態、または、その逆の倒立の状態で、前記第一グリッパ及び前記第二グリッパで把持され、
 前記電子線は、
 前記殺菌対象物に対して、鉛直方向の上方から下方に向けて照射されるとともに、鉛直方向の下方から上方に向けて照射される、
請求項9~請求項15のいずれか一項に記載の電子線殺菌方法。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]