JPS6050647B2 - 電子線殺菌装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、包装材料となるカートン原紙、浅い皿状の容
器なと比較的小面積の薄板状物体を連続的に殺菌処理す
るための電子線殺菌装置に関する。

物品流通面での技術が進むにつれ、いわゆるワンウェイ
パッケージ方式の適用範囲は拡大の一途をたどり、牛乳
などの各種の飲料のパッケージにも紙製のカートンが多
数使用されるようになつてきた。

また、同様に、生鮮食料品を対象とした簡易包装用の容
器としても、各種のプラスチック、紙などで作られた浅
い皿状の容器が数多く使用されるようになつてきた。と
ころで、このようなり一トンや容器など飲食物を対象と
した物品においては、使用に先立つて殺菌処理を必要と
し、そのために従来は、過酸化水素（ルＯ２）の浸漬に
よる殺菌、或いはエチレンオキサイドによる殺菌など化
学的な殺菌方法が主として採用されていた。

このうち、エチレンオキサイドによる方法は、エチレン
オキサイドがガス状であるため、殺菌処理をバッチ処理
で行なう必要があり、自動包装機などと直結したインラ
インでの殺菌が困難であるという欠点があるため、一般
的にはＨ２Ｏ２によるＪ殺菌処理が古くから採用されて
いた。

これは、この方法によれば、液体状のＨ。Ｏ。に浸漬す
るだけなので連続的な殺菌処理が可能になり、そのため
、インライン殺菌が容易になる上、加温したル００によ
る被殺菌物の洗浄効果も期待てき、搬フ送手段も含めて
確実な殺菌処理を行なうことができるからである。しカ
ルながら、この方法は湿式の殺菌方法てあるため、殺菌
処理した物品にＨ２Ｏ２が残留する可能性があり、その
ため、実際にＨ２Ｏ２が残留したとしても検出不可能な
程度の微量であるにもかかわらず、一部の使用者間に存
在するＨ２Ｏ２に対する心理的なアレルギーを考慮して
使用が中止される傾向になつてきた。

そこで、このような化学的な殺菌方法に代るものとして
、γ線、紫外線（ＵＶ）などの照射による殺菌方法が従
来から提案されていた。

このうち、γ線による殺菌方法は、γ線がプラスチック
などの包装材を透過する性質を有するため包装工程の最
終工程でインライン殺菌も可能になり、原理的にも有効
な殺菌方法であるが、γ線照射に伴う包装材のシール部
強度の低下や、臭の付着など包装材に対する物性面での
劣化を生じ易いという欠点がある。

また、実用上からはγ線源としてコバルト６０（ＣＯ６
Ｏ）が使用されることが多いが、そのため、使用期間に
限定があり（半減期が５年と短かい）、しやへい装置が
必要になつて取り扱いが困難になるなどの欠点を生じる
上、放射性物質に対する一般的な心理上のアレルギーな
どを考慮すれは、実用材として稼動させることはかなり
難かしいという問題点がある。一方、Ｗの照射による殺
菌方法では、ＵＶが他の放射線に比して人体に対する影
響が少ないという性質があるため、取り扱いが容易で、
心理的なアレルギーを考慮する必要がほとんどないとい
う５利点がある。

ただ、従来は充分に強力なＵ■源を得ることが困難であ
つたため、単独で使用されることは少なく、主として補
助的な手段として採用されていたが、近年、強力なＵＶ
ランプが開発されて充分な殺菌力をもたせることが容易
になつて！きたため、有力な殺菌方法の一つとして使用
されるようになつてきた。しかしながら、ＵＶは物体を
透過する能力にとほしいから、包装材を対象とした場合
、その表面にしか作用せず、また、ゴミなどが付着して
いた二場合には、その部分での殺菌が不完全になるから
、常に確実な殺菌効果が期待できないという欠点があつ
た。

そこで、これらの欠点を除く方法として、電子線照射に
よる殺菌方法が提案され、実用化されてクきた。

この方法は、高電圧で加速された高エネルギの電子線を
電子線透過窓から大気中に放出させ、包装材などに照射
して殺菌を行なう方法で、完全な乾式殺菌である上、放
射性物質を用いる必要がないからインライン化や取り扱
いが容易で、しかも電子線のエネルギを増加させればか
なりの透過力が得られるため、飲食品を対象とした包装
材の殺菌方法として極めて優れた特性を有するため、広
く使用されるようになつてきた。しかしながら、実用上
からは、加速電圧の増加には限度があり、従つて電子線
の高エネルギ化にも限度が生じるため、電子線の透過力
としてはγ線に比肩できるような大きな透過力は期待で
き）ず、そのため、包装機などと組合わせたインライン
での動作が可能な電子線殺菌装置としては、従来から長
尺のストリップ状包装材を対象としたものに限られてし
まうという欠点があつた。

つまり、長尺のストリップ状の紙、プラスチッ・クフイ
ルムなどの包装材は、通常、適当なスプール、芯材など
に巻き付けたロール体として取り扱うようになつており
、殺菌などの処理に際してはロール体を順次巻きほどき
ながら包装材を引き出せば、それ自体が搬送機構の一部
となつて搬送されるため、包装材を単に電子照射部を通
過させながらロール体から引き出すだけでその表面及び
裏面はもちろん、その内部の殺菌までインラインで可能
になり、さらに現在、実用的に得られる範囲で高エネル
ギの電子線を使えば重ね合わせた包装材の殺菌も同時に
インラインで行なうことができるのであるが、しかし、
長尺のストリップ状包装材以外の、例えは各種飲料用力
ートンの下地となる力ートン原紙（原材料の紙から所定
の形状にカットされたもの、或いはさらにそれを胴貼り
して膨らませると直ちに筒状になるように下こ化らえし
たもの）や、浅い皿状に形成された容器など比較的小さ
な形状に分割されている包装材の場合には、ストリップ
状の包装材のようにそれ自体を搬送機構の一部として使
うことができず、チェーンコンベアなどの移送手段や各
種の保持機構によつて搬送する必要がある。

そのため、原理的には完全な殺菌が可能てあるが、実用
上からは搬送機構に対する殺菌や包装材が搬送機構に接
触している部分の殺菌が不完全になり易く、充分信頼で
きる殺菌効果が期待できない。

従つて、従来の電子線殺菌装置では、分割された薄板状
の包装材を対象としてインラインで動作する装置を得る
ことが困難であるという欠点があつた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、力ー
トン原紙など比較的小さなサイズに分割されている薄板
状の包装材を２条のストリップ状フィルムの間に挾み込
んで搬送させ、連続した電子線照射を可能にした装置に
おいて、２条のストリップ状フィルムに挾み込まれた薄
板状の包装材に、搬送中ずれが発生するのを確実に防止
できて常に確実な殺菌処理が行なえるようにした電子線
殺菌装置を提供するにある。

この目的を達成するため、本発明は、互いに並行になつ
て所定の間隔を保ちながらその長さ方向と直角な方向に
移動する複数本の棒状押れ部材を備えた搬送手段を有し
、この搬送手段の棒状押え部材が薄板状の包装材を挾み
込んだ２条のフィルムの少くとも一方の面に押し当てら
れた状態でこれらフィルムの搬送が行なわれるようにし
た点を特徴とする。

以下、本発明による電子線殺菌装置の実施例を図面につ
いて説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図て、図におい
て、１は電子線発生装置（ＥＢ装置という）、２は電子
線透過窓、３は電子線照射室、４は照射室３の外壁、５
は第１の開口部、６は第２の開口部、７，８は供給側の
搬送用チェーン、９，１０は取出し側の搬送用チェーン
、１１はＥＢ反射板、１２はサイドシール機構、１３は
冷却機構、１４はシールカッタ機構、１５〜１８はチェ
ーン駆動用モータ、１９は分割された薄板状包装材（以
下、単に包材という）の供給機構、２０，２１はフィル
ムの供給側ロール、２２，２３はフィルムの巻取側ロー
ル、２４はシールウェイスト巻取ロール、２５は殺菌済
包材のコンベア、２６〜３０は無菌室である。

なお、■〜Ａ４は第１のフィルム、ＢＯ−Ｂ４は第２の
フィルム、ＣＯ−Ｃ３は包材、Ｅ，ｅＯはシールウェイ
ストである。

ＥＢ装置１は図示してない電源装置から動作用の電力を
供給され、電子線透過窓２から高エネルギの電子線を放
射する。

電子線照射室３は鉛などの放射線（例えばＸ線）しやへ
い材を含む壁４によつて形成され、第１と第２の開口部
５，６が設けられている。

ロール２０と２１に巻かれている第１と第２のフィルム
Ａ。，ｂＯは、例えばポリエチレンなどのヒートシール
可能なプラスチック材料からなる長尺のストリップから
なり、多数のガイドローラによりフィルムＡｌ，ｂｌと
して引き出され、互に重ね合わされてから電子線照射室
３の中に第１の開口部５から引込まれ、チェーン７，８
とガイドブロックＢによつて迷路上に搬送されてからＥ
Ｂ装置１の電子線透過窓２の直下で高エネルギ電子線を
照射されたのち、チェーン９，１０とガイドブロックＢ
によつて迷路状に搬送され、第２の開口部６から電子線
照射室３の外に取り出されて無菌室２６に入り、互に引
きはがされてからフィルムＡ３，■となり、無菌室２７
，２８内の巻取りロール２２，２３にフィルムＡ４，ｂ
４として巻取られる。第２図にチェーン７，８の詳細を
斜視図で示す。チェーン７，８は複数本の押えローラＲ
によつてはしご状に形成された２本のチェーンをエンド
レスにしたもので、多数のガイドローラＧによつて所定
の経路に沿つて移動可能に保持されている。そして、こ
れらのチェーン７，８は駆動用のモータ１５，１６（第
１図）によつて互に同じ速度で図示の矢印の方向に走行
されるようになつている。なお、チェーン９，１０も同
様であるが、走行方向だけは反対になつている。次に、
これら第１図、第２図の実施例の動作について説明する
。

ます、ＥＢ装置１を動作させ電子線照射室３の中に高エ
ネルギ電子線を照射させ、ついで電子線照射室３と無菌
室２６〜２９の中を適当な方法、例えばＨ２Ｏ２の噴霧
などによりプリ殺菌しながら第１と第２のフィルムＡ。

，ｂＯをそれぞれのロール２０，２１から引き出し、第
１図に示すようにサイドシール機構１２、冷却機構１３
、開口部５、チェーン７，８、電子線透過窓２の直下、
チェーン９，１０、開口部、シールカッタ機構１４と順
次所定の経路を通してから無菌室２７，２８内のそれぞ
れのロール２２，２３に巻取らせる。次に、ロール２２
，２３と各チェーン７〜１０の駆動モータ１５〜１８を
所定の回転速動て回転させ、第１のフィルムも〜Ａ４と
第２のフィルムＢ。〜Ｂ４、それに各チェーン７〜１０
を全て同じ速度で走行させ、同時に包材供給機構１９を
動作させてスタッカ内の包材Ｃ。を順次一枚づつ取出し
て第１のフィルムａ１の上に包材Ｃ１として載置してゆ
く。この状態を第３図イ，口に示す。なお、この第３図
から第６図まではイが正面からみたもので、口はその側
面、または断面をそれぞれ示してある。フィルムａ１は
包材Ｃェを載せたまま走行し、サイドシール機構１２の
手前でガイドローラＧ１とＧ２によつて第２のフィルム
Ｋｇと重ね合わされ、第４図イ，Ｃ］ｌこ示すように間
に包材Ｃ１を挾み込んだ状態になり、その後、サイドシ
ール機構１２の間を通りながら重ね合わされた第１と第
２のフィルムＡ２，ｂ２の両側端部がヒートシールされ
てシール部Ｓが形成される。

この結果、包材Ｃ２は電子線照射室３の中に搬入される
前に第１と第２のフィルムＡ２，ｂ２の間に封入された
状態にされる。こうしてヒートシールされてシール部Ｓ
が形成され、包材Ｃ１が封入された第１と第２のフィル
ムＡ２，ｂ２は冷却機構１３を通つてヒートシールによ
つて生じた温度上昇を除き、第１の開口部５から電子線
照射室３の中に進み、ガイドブロックＢとチェーン７，
８によつて水平方向から下降方向に進行方向を変えられ
、ついで再び水平方向に向きを変えられてＥＢ装置１の
電子線透過窓２の下を通過させられる。このときのチェ
ーン７，８とガイドブロックＢによるフィルムＡ２，Ｙ
）２と包材Ｃ２の搬走状態は第２図から明らかなように
、ガイドブロックＢの部分では、フィルムＡ２，■の包
材Ｃ２が存在していない部分にチェーン７のローラＲが
当接し、ブロックＢに押し付けながら進む。ついでフィ
ルムＡ２，ｂ２がほぼ垂直に下降している部分では、第
５図イ，口に示すように、チェーン７と８のローラＲが
フィルムＡ２，ｂ２を間に挾んで互に当接した状態で搬
送が行なわれる。従つて、チェーン７，８のローラＲの
位置が第５図イ，山こ示すように丁度包材Ｃ２の存在し
ない部分でフィルムＡ２，ｂ２に当接するように、チェ
ーン７，８の送りと包材供給機構１９の動作を合わせて
おく必要がある。

こうして、第１と第２のフィルムＡ２，■に挟まれた状
態の包材Ｃ２は、フィルムＡ２，ｂ２の走行に伴なつて
順次電子線透過窓２の直下を通過し、高エネルギ電子線
の照射を受け、殺菌が行なわれる。このときの電子線の
エネルギと殺菌効果との関係について説明すると、次の
ようになる。第２のフィルムＡ２の厚さをＴａｌ密度を
ρ。

、第２のフィルム■の厚さをＴ，、密度をρ５、包材Ｃ
２の厚さをＴ。、密度をρ。とすれば、一般にＴａ＝Ｔ
ｂ＜ＴＯ、ρ８＝ρｂ＜Ｐｃとなつているから、（厚さ
×密度）に換算して表わすと第７図イのようになる。そ
こで、フィルムＡ２，Ｙ）２に挾まれた包材Ｃ２に対し
て電子線を照射した場合、その電子線のエネルギが或る
程度以上になると第７図口に示すように表面のフィルム
■より包材Ｃ２の方が大きな吸収線身量を生じるように
なり、かつ裏側のフィルムＡ２に対しても充分な吸収線
量を与えることができるようになる。

従つて、ＥＢ装置１の加速電圧を例えば４００ｋＶ以上
にし、ビーム電流とフィルムＡ２，Ｙ）２の搬送速度を
所定値に保てば、フィルムＡ２，ｂ２に挾まれた状態に
ある包材Ｃ２に対しても充分な殺菌作用を与えることが
でき、これらのフィルムＡ２，ｌ），に対しても充分な
殺菌作用が与えられることが判る。

なお、このとき、第１図の実施例では、フイル・ムＡ２
，ｂ２の下側で、かつＥＢ装置１の電子線透過窓２の直
下の部分、つまりフィルムＡ２，■、又はこれに加えて
包材Ｃ２を通過した電子線が到達する部分に、鉛などの
電子線反射材からなるＥＢ反射板１１が設けられ、これ
に到達した電子線を反射させて再びフィルムＡ２，Ｙ）
２や包材Ｃ２に照射させることにより、さらに吸収線量
を増加させるための、いわゆる後方散乱効果を促進させ
るようになつており、これによりさらに優れた殺菌効果
が得られるようにしてある。このＥＢ反射板１１は反”
射ブロックでもよいが、いずれの場合でも電子線の衝撃
により発熱するから、フィルムＡ２，ｂ２や包材Ｃ２の
温度上昇を防ぐため適当な冷却装置を設ける必要がある
。こうしてＥＢ装置１の電子線透過窓２の直下を通過し
たフィルムＡ２，ｂ２とそれに挟まれて封入状態にある
包材Ｃ２はチェーン９，１０とブロックＢによつて上方
に進路を変え、ほぼ垂直に進み、上方て再び水平方向に
進路を変えて第２の開口部６を通つて電子線照射室３か
ら無菌室２６の中に取出され、シールカッタ機構１４の
カッタによつて、第６図イ，Ｃ］ｌこ示すように、シー
ル部Ｓが切断されてシールウェイストｅが切出される。

その後、ガイドロールＧ３の位置で第１のフィルムＡ３
が第２のフィルムＦから引き離れて無菌室２７内のロー
ル２２に殺菌済フィルムＡ４として巻取られてゆく。こ
の結果、第１のフィルムＡ３の上に載置されていた包材
Ｃ２はガイドロニラＧ３の位置で第１のフィルムＡ３か
ら離れ、殺菌済の包材Ｃ３となつてコンベア２５の上に
落下し、無菌室３０の中を通つて所定の場所に運ばれ、
インライン構成されている自動食品包装機などに供給さ
れる。また、第２のフィルム■は無菌室２６から３０を
通つて無菌室２８の中に導入され、ロール２３に殺菌済
フィルムＢ４として巻取られる。さらに、エッジウェイ
ストｅはガイドローラＧ３の位置で第１と第２のフィル
ムＡ３，ｂ３から離れ、無菌室２９内のロール２４に巻
取られてゆく。従つて、この実施例によれば、包材Ｃ。

−Ｃ３が、第１と第２の電子線が透過し易い２枚のフィ
ルムＡＯ−Ａ４と民〜Ｂ４の間に挟まれて封じ込められ
た状態て搬送されるため、電子線照射処理に際しては全
体として長尺のストリップ状物体として取扱うことがで
き、そのため、電子線の照射を他のコンベアなどの搬送
手段と一緒に行なう必要がなくなり、電子線による殺菌
処理を実用上からも完全に行なうことができる。また、
このような電子線殺菌装置においては、電子線照射によ
り発生するＸ線などの放射線が、包材などの搬入口や排
出口から外部に漏洩しないようにするための迷路を必要
とし、そのため、連続した長尺ストリップ状以外の包材
についてはその搬送機構や迷路の構成が複雑になつたり
、実用化が困難になつたりする虞れが多いが、この実施
例によれば、固定用のローラＧを備えたチェーン７〜１
０とガイドブロックＢを用い、ローラＧとガイドブロッ
クＢにより２枚のフィルムＡ２，ｂ２を押えた状態で搬
送させるようになつているから、２枚のフィルムＡ２と
Ｂ２の間に挾まれている包材Ｃ２の位置にずれを生じさ
せることなく任意の方向に搬送させることができ、上記
実施例のように電子線が照射される位置と開口部５，６
が設けられている位置の高さを大きくすらして迷路を構
成することが容易になり、Ｘ線などの漏洩を充分に抑圧
することができる。

また、この実施例では、第１と第２のフィルムＡＯ，ｂ
Ｏも殺菌処理されたフィルムＡ４，ｂ４として得られる
から、これらを反復使用するだけではなくて殺菌済の包
装材として市場に供給することもでき、ＥＢ装置の稼動
率を上げることができる。

なお、このとき、これらのフィルムＡ。，既がポリエチ
レンフィルムの場合には、電子線照射により順次架橋が
進むから、反復使用すれは改質された殺菌済フィルムを
得ることができる。ただ上記実施例においては、１回使
用するごとにサイドのシール部Ｓが切取られるから、順
次幅が狭くなつても差つかえが生じないように、異なつ
た大きさの包材を対象とするなどの工夫が必要になる。
さらに、上記実施例では、サイドシール機構１２を動作
させて第１と第２のフィルムＡ。

，ｂＯをシールしているが、本発明の実施例としては、
このシールを行なわずに単に包材Ｃ。をフィルムＡ。，
ｂＯの間に挟み込んだだけの状態で動作させるようにし
てもよい。この実施例によれは冷却機構１３、シールカ
ッタ機構１４は使用する必要がなくなり、当然、シール
ウェイストｅも発生しなくなる。そして、そのため、フ
ィルムＡ４，ｂ４を反復使用しても幅方向の寸法が短か
くなることもなく、多数回の反復使用が容易になり、改
質フィルムも容易に得ることができる。また、上記実施
例において、無菌室３０から無菌空気を常時供給するよ
うにしてもよい。

こうすれば、無菌室２６から第２の開口部６を通つて電
子線照射室３内に無菌空気が送り込まれ、その照射室３
の中の気圧を大気圧より僅かだけ大きく保つから、フィ
ルムＡ２，■と包材Ｃ２が供給される側の第１の開口部
５から外部の空気が入り込むのが防止され、殺菌済のフ
ィルムや包材の無菌状態を゛さらに良好に保つことがで
きる。ところて、上記実施例においては、重ね合わせた
第１と第２のフィルムＡ２，■の電子線照射室３内にお
ける移動の案内を、チェーン７〜１０に取り付けられて
いる押えローラＲによつて行なうようにしているから、
第１と第２のフィルムＡ２，ｂ２の搬送方向が曲げられ
たり、垂直方向になつたりしたときにも包材Ｃ２にずれ
を生じることなく確実に搬送でき、電子線照射による殺
菌処理を充分に行なうことができるが、さらに本発明の
実施例とｌしては、これらの押えローラＲを永久磁石或
いは永久磁石と磁性体て作るようにしてもよい。

こうすれば、電子線照射室３の中でチェーン７と８の押
えローラＲがフィルムＡ２，ｂ２を挾んで両側に押し当
てられたとき、これら向い合つたローラＲの間に磁気的
吸引力が働くので、ローラＲは互に引き合い、フィルム
Ａ２，ｂ２をさらに強く挾み、包材Ｃ２をさらに確実に
保持させてずれが生じる虞れをますます少くすることが
できる。以上説明したように、本発明によれば、力ート
ン原紙など比較的小さな形状に分割されている薄板状の
包装材を、２条の長尺ストリップ状フィルム間に挾み込
んで搬送させるようにした電子線殺菌装置において、包
装材の搬送状態を常に正しく保つことができるから、従
来技術の欠点を除き、分割された包装材の電子線照射に
よる殺菌処理を連続的に、しかも確実に行なうことがで
き、インラインによる殺菌処理が容易で、その上、長尺
ストリップ状の包装材の殺菌処理も同時に行なうことの
できる電子線殺菌装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子線殺菌装置の一実施例を示す
一部断面による側面図、第２図はそのチェーン機構の一
部を拡大して示した斜視図、第３図イ，口、第４図イ，
口、第５図イ，唄第６図イ，口はいずれも第１図の実施
例の動作を示す説明図、第７図イ，口は包装材による電
子線の吸収状態を示す説明図である。 １・・・・・・電子線発生装置（Ｅ伐麦置）、２・・・
・・・電子線照射窓、３・・・・・・電子線照射室、４
・・・・・・外壁、５・・・・第１の開口部、６・・・
・・・第２の開口部、７，８・・供給側の搬送用チェー
ン、９，１０・・・・・・取出し側の搬送用チェーン、
１１・・・・・・ＥＢ反射板、１２・・・・・・サイド
シール機構、１３・・・・・・冷却機構、１４・・・・
・・シールカッタ機構、１５〜１８・・・・・・チェー
ン駆動用のモータ、１９・・・・・・包材の供給機構、
２１〜２４・・・・・・ロール、２５・・・・コンベア
、２６〜３０・・・・・・無菌室、？〜Ａ４・・・・・
・第１のフィルム、ＢＯ〜Ｂ４・・・・・・第２のフィ
ルム、ＣＯ−Ｃ３・・・・・包材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の比較的小サイズの薄板状物体と２条の長尺ス
   トリップ状フィルム間に挾み込んで搬送させることによ
   り連続的な電子線照射を可能にした電子線殺菌装置にお
   いて、複数本の棒状押え部材を備え、これら複数本の棒
   状押え部材を互に平行にして所定の間隔で順次それらの
   長さ方向と直角な方向に移動させる搬送手段を設け、こ
   れら複数本の棒状押え部材を上記２条のフィルムの一方
   の面或いは両方の面から押し当てることにより、上記薄
   板状物体にずれを生じることなく上記２条のフィルムの
   搬送を可能に構成したことを特徴とする電子線殺菌装置
   。 ２ 特許請求の範囲第１項において、上記搬送手段が、
   ２本のエンドレス状チェーンと、これら２本のエンドレ
   ス状チェーン間に等間隔ではしご状り取付けられた複数
   本のローラとからなり、これら複数本のローラにより上
   記捧状押え部材を構成したことを特徴する電子線殺菌装
   置。 ３ 特許請求の範囲第２項において、上記複数本のロー
   ラを永久磁石及び磁性体で構成し、上記２条のフィルム
   の両側から押し当てたときにこれらローラ間に磁気的な
   吸引力が作用するように構成したことを特徴とする電子
   線殺菌装置。