JPH10268100A

JPH10268100A - 電子線照射装置

Info

Publication number: JPH10268100A
Application number: JP9075463A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Kinoshita; 忍木下; Suetoshi Ooizumi; 末年大泉
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 1997-03-27
Filing date: 1997-03-27
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】円筒状容器の外面及び内面のすべてに電子線
を照射することができ、且つ効率よく滅菌処理を行うこ
とができる電子線照射装置を提供する。【解決手段】第一の搬送部４１は、円筒状の被処理物
２を照射空間２１の近傍まで搬送する。第一の搬送部４
１には、被処理物２の中心軸が搬送方向と直交するよう
にして被処理物２を保持する保持具６２が設けられる。
第二の搬送部４２は、照射空間２１内の下方に設けれ、
第一の搬送部４１から搬送された被処理物が回転しなが
ら移動するように、その床部が傾斜して設けられてい
る。第三の搬送部４３は、被処理物２を出口まで搬送す
る。第一の搬送部４１が被処理物２を第二の搬送部４２
に搬送すると、被処理物２は回転しながら照射空間２１
を通過する。このとき、被処理物２の外面のすべてに電
子線が照射されると共に、被処理物２を透過した電子線
により内面にも電子線が照射される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば口部を有す
る円筒状容器の滅菌処理に利用される電子線照射装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、口部を有する円筒状容器等の医療
用具は、健康衛生面等を考慮して、病原菌及び他の微生
物を滅菌レベルで殺菌する必要がある。この場合、特
に、円筒状容器の外面だけでなく、内面をも滅菌するこ
とが要求される。従来より、かかる円筒状容器の滅菌に
は、紫外線、γ線、高エネルギー電子線等が用いられて
いる。

【０００３】紫外線による殺菌は、手軽に実施できる方
法である。しかし、紫外線は表面の殺菌には適している
が、透過力に限界があるため、円筒状容器の内面につい
ては殺菌が行えない。また、γ線や高エネルギー電子線
による殺菌では、処理中にγ線や二次的に制動Ｘ線が発
生する。かかるγ線やＸ線は人体に対して有害であり、
しかも透過力が大きいので、それを遮蔽するのに、装置
をコンクリート等で遮蔽した専用の建物が必要となり、
装置も大型化し、高価なものとなってしまう。また、こ
の場合は、滅菌専門の別工場で一括してバッチ処理方式
で処理しなければならず、滅菌工程を物品の製造ライン
に組み入れることは困難である。

【０００４】このため、円筒状容器の滅菌を行うには、
特開昭６１−２２６０５０号公報に開示されているよう
に、低エネルギー電子線を利用する方法が用いられる。
この場合、円筒状容器を倒した状態でコンベア等の搬送
装置に載せる。そして、容器を搬送装置によって水平方
向に搬送し、その容器が所定の照射領域を通過するとき
に、上から電子線を照射して、滅菌処理を行う。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる低エネルギー電
子線を円筒状容器に照射すると、電子線は円筒状容器を
透過して内部に進むため、容器の上側外面だけでなく、
内面についても十分滅菌することができる。また、低エ
ネルギー電子線は、ある程度、容器に回り込むので、容
器の下側外面のうち搬送装置と接触していない部分にも
照射される。しかしながら、低エネルギー電子線は浸透
性が低いので、容器の内部に進行した電子線は再度、容
器を透過することはできない。このため、容器の下側外
面のうち搬送装置と接触している部分については、電子
線が照射されず、滅菌できないという問題がある。この
場合、一度、容器に電子線を照射した後、その容器の下
側を上側にして再度、電子線を照射することにより、容
器全体を確実に滅菌処理することができる。しかしなが
ら、この方法では、作業効率が悪い。

【０００６】また、容器に対して上下方向から電子線を
照射することにより一度に容器の全面を滅菌することも
可能である。しかし、電子線照射装置が２台必要とな
り、高価なものとなってしまうと共に、被処理物の下側
については搬送装置が邪魔して、どうしても電子線を照
射できない部分が残り、十分な滅菌処理ができないとい
う問題がある。

【０００７】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、円筒状容器の外面及び内面のすべてに電子線を
照射することができ、且つ効率よく滅菌処理を行うこと
ができる電子線照射装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明に係る電子線照射装置は、電子線を発生させ
る電子線発生手段と、前記電子線発生手段で発生した前
記電子線を略円筒状の容器に照射する照射領域と、前記
容器の中心軸が搬送方向と直交するようにして前記容器
を前記照射領域の近傍まで搬送する第一の搬送手段と、
前記第一の搬送手段の下流側であって前記照射領域内の
下方に設けられ、且つ前記第一の搬送手段から搬送され
た前記容器が回転しながら移動するように床部が傾斜し
て設けられた第二の搬送手段と、を具備することを特徴
とするものである。

【０００９】円筒状の容器は、第一の搬送手段で搬送さ
れ、照射領域の近傍まで送られる。第一の搬送手段が容
器を第二の搬送手段に搬送すると、第二の搬送手段の床
部は傾斜しているので、容器はこの床部を回転しながら
通過する。したがって、容器が照射領域を通過するとき
は容器は回転しているので、容器の外面のすべてに電子
線が照射されると共に、容器を透過した電子線により内
面にも電子線が照射される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態
である電子線照射装置の概略構成図、図２はその電子線
照射装置の電子線発生部の概略回路図、図３は本実施形
態において使用する被処理物の概略図である。

【００１１】図１に示す電子線照射装置は、被処理物の
表面における重合や架橋処理、被処理物の殺菌処理等、
いろいろな用途に使用されるものである。特に、本実施
形態では、かかる電子線照射装置を被処理物の滅菌処理
に使用する場合について考える。被処理物２としては、
図３に示すように、口部を有する円筒状の容器を用い
る。かかる円筒状容器の胴部の直径は５〜５０ｍｍであ
る。また、この容器は目薬容器として使用されるもので
あり、外面だけでなく、内面も滅菌する必要がある。

【００１２】電子線照射装置は、図１に示すように、電
子線発生部１０と、照射室２０と、照射窓部３０と、搬
送手段４０とを備えるものである。電子線発生部１０
は、電子線を発生するターミナル１１と、ターミナル１
１で発生した電子線を真空空間（加速空間）で加速する
加速管１２とを有するものである。また、電子線発生部
１０の内部は、電子が気体分子と衝突してエネルギーを
失うことを防ぐため、及びフィラメント１１ａの酸化を
防止するため、図示しないポンプ等により１．３×１０
^-4〜１．３×１０^-5Ｐａの真空に保たれている。ターミ
ナル１１は、熱電子を放出する線状のフィラメント１１
ａと、フィラメント１１ａを支持するガン構造体１１ｂ
と、フィラメント１１ａで発生した熱電子をコントロー
ルするグリッド１１ｃとを有する。

【００１３】また、図２に示すように、電子線発生部１
０には、フィラメント１１ａを加熱して熱電子を発生さ
せるための加熱用電源１６ａと、フィラメント１１ａと
グリッド１１ｃとの間に電圧を印加する制御用直流電源
１６ｂと、グリッド１１ｃと照射窓部３０に設けられた
窓箔３１との間に電圧（加速電圧）を印加する加速用直
流電源１６ｃとが設けられている。

【００１４】照射室２０は、電子線を被処理物に照射す
る照射空間（照射領域）２１を含むものである。照射室
２０の内部は窒素雰囲気に保たれている。これは、本実
施形態のように表面処理を行う場合には、電子線を照射
してできた被処理物の反応部位に酸素が付着することに
より目的の反応が停止するのを防ぐ必要があるからであ
る。また、被処理物は照射室２０内を搬送手段４０によ
り移動する。尚、電子線発生部１０及び照射室２０の周
囲は、電子線照射時に二次的に発生するＸ線が外部へ漏
出しないように、鉛遮蔽が施されている。

【００１５】照射窓部３０は、窓箔３１と、窓箔３１を
冷却すると共に支持する窓枠構造体３２とを有する。窓
箔３１は、電子線発生部１０内の真空雰囲気と照射室２
０内の窒素雰囲気とを仕切るものであり、また窓箔３１
を介して照射室２０内に電子線を取り出すものである。
窓箔３１には、Ｔｉ箔等の金属箔が用いられる。通常
は、機械的な取扱いやすさから厚さ約１３μｍのＴｉ箔
が最もよく使用される。

【００１６】また、本実施形態では、後述するように、
搬送手段４０の第二の搬送部４２の床部は傾斜して設け
られているので、電子線発生部１０で発生した電子線が
第二の搬送部４２を移動する被処理物に垂直に照射する
ように、ターミナル１１及び照射窓部３０も床部の傾斜
に沿って傾けて取り付けている。これにより、窓箔３１
と照射室２１を通過する被処理物の各位置との距離が一
定となり、被処理物に均一に電子線を照射することがで
きる。

【００１７】加熱用電源１６ａによりフィラメント１１
ａに電流を通じて加熱するとフィラメント１１ａは熱電
子を放出し、この熱電子は、フィラメント１１ａとグリ
ッド１１ｃとの間に印加された制御用直流電源１６ｂの
制御電圧により四方八方に引き寄せられる。このうち、
グリッド１１ｃを通過したものだけが電子線として有効
に取り出される。そして、このグリッド１１ｃから取り
出された電子線は、グリッド１１ｃと窓箔３１との間に
印加された加速用直流電源１６ｃの加速電圧により加速
管１２内の加速空間で加速された後、窓箔３１を突き抜
け、照射窓部３０の下方の照射室２０内を搬送される被
処理物に照射される。

【００１８】尚、通常は、加熱用電源１６ａと加速用直
流電源１６ｃとを所定の値に設定し、制御用直流電源１
６ｂを可変にすることにより、ビーム電流の調整を行っ
ている。一般に、電子線照射装置では、被処理物が吸収
する線量はビーム電流に比例する。このため、ビーム電
流を変えることにより、電子線の吸収線量を調整するこ
とができる。また、本実施形態では、低エネルギー電子
線を実現するために、加速電圧を１００ｋＶ以上５００
ｋＶ以下の範囲において設定する。

【００１９】次に、本実施形態の電子線照射装置で使用
する搬送手段４０について説明する。図４はその搬送手
段の概略平面図、図５は図４に示す搬送手段を側面から
見たときの概略側面図、図６は図４に示す搬送手段のＡ
−Ａ矢視方向概略断面図、図７はその搬送手段において
第一の搬送部から第二の搬送部に被処理物が搬送される
様子を説明するための図である。

【００２０】搬送手段４０は、図１、図４乃至図６に示
すように、第一の搬送部４１と、第二の搬送部４２と、
第三の搬送部４３とを備えるものである。かかる搬送手
段４０は、照射室２０内に設けられている。第一の搬送
部４１は、被処理物を照射空間２１の近傍まで水平に搬
送するものであり、本実施形態では、第一の搬送部４１
としてチェーンコンベアを用いる。

【００２１】第一の搬送部４１は、図４乃至図７に示す
ように、チェーン６１と、保持具６２と、スプロケット
６３と、ベルト６４と、モータ６５とを有する。モータ
６５はチェーン６１を駆動するためのものである。モー
タ６５の駆動はベルト６４を介してスプロケット６３に
伝達され、スプロケット６３が回転することにより、チ
ェーン６１が移動する。また、チェーン６１には、被処
理物２を保持する保持具６２が取り付けられている。保
持具６２としては、細長い桶（trough）を用いており、
第一の搬送部４１の搬送方向に直交する方向に垂直な平
面による保持具６２の断面は、側部が上方に向かって開
いている略Ｕ字状に形成されている。図４に示すよう
に、一つの保持具６２は、被処理物２の中心軸が搬送方
向と直交するようにして、二つの被処理物２を保持する
ことが可能である。

【００２２】第二の搬送部４２は、照射窓部３０の下方
に設けられた台であって、その床部４２ａが図７等に示
すように、傾斜して取り付けられている。第二の搬送部
４２の床部４２ａを傾斜して設けたのは、第一搬送部４
１から搬送された被処理物２が回転しながら照射空間２
１を通過するようにするためである。かかる傾き角度
は、水平方向に対して５度以上５０度以下の範囲内にあ
るように設定する。これは次の理由による。傾き角度を
５度より小さくすると、被処理物２がうまく転がらず、
多数の被処理物２が第二の搬送部４２で詰まることがあ
り、一方、傾き角度を５０度より大きくすると、被処理
物２は回転せず、横滑りすることがあるからである。本
実施形態では、図５に示すように、第二の搬送部４２の
傾き角度を２５度に設定している。

【００２３】また、第二の搬送部４２は、電子線を吸収
するビームコレクタの役割も果たす。第二の搬送部４２
の材質としては、アルミニウムを用いている。アルミニ
ウムを用いたのは、軽元素の方が電子線を吸収しやす
く、Ｘ線の発生が少ないためである。第二の搬送部４２
には常時電子線が照射されるので、図示しない冷却装置
により第二の搬送部４２を冷却している。尚、第二の搬
送部４２の表面は、鏡面加工のような表面仕上げをせず
に、梨子地状としている。このように表面をザラザラの
状態とすることにより、被処理物２を確実に回転させる
ことができる。

【００２４】第三の搬送部４３は、第二の搬送部４２に
おいて電子線が照射された被処理物２を出口まで搬送す
るものである。第三の搬送部４３も傾斜して取り付けら
れている。図５に示すように、第三の搬送部４３の前半
部分については、水平方向に対する傾き角度を３０度に
設定し、後半部分については、傾き角度を４５度に設定
している。また、第三の搬送部４３の両サイドにはガイ
ド４３ａを付けている。かかるガイド４３ａを設けたこ
とにより、被処理物２は、どのように転がろうとも、側
面から転落してしまうことがなく、出口に向かって確実
に搬送される。

【００２５】また、本実施形態では、第一の搬送部４１
が被処理物２をできるだけ照射領域２１の近傍に搬送す
るように構成している。すなわち、図５に示すように、
第一の搬送部４１の搬送方向の前端部と第二の搬送部４
２の中心位置との距離Ｄ₁を可能な限り短くなるように
設計している。これは、第一の搬送部４１から第二の搬
送部４２に搬送された被処理物２は、転がり始めた地点
から近いところでは、直線的に安定して転がるので、被
処理物２がこの安定した状態にある間に照射空間２１を
通過するようにするためである。また、第三の搬送部４
３の搬送方向の後端部と第二の搬送部４２の中心位置と
の距離Ｄ₂もできるだけ短くなるように設計している。
これは、第二の搬送部４２に搬送された被処理物２は、
転がり始めた地点から遠くなると、曲がって転がる虞れ
があるからである。したがって、被処理物２が安定して
転がっているときに、ガイド４３ａを有する第三の搬送
部４３に被処理物２を搬送することが望ましい。

【００２６】次に、本実施形態の電子線照射装置の動作
について説明する。まず、被処理物２を第一の搬送部４
１の保持具６２に載せると、被処理物２は、第一の搬送
部４１で搬送され、第二搬送部４２の前まで送られる。
そして、第一の搬送部４１が被処理物２を第二の搬送部
４２に搬送すると、被処理物２は第二の搬送部４２に落
下する。第二の搬送部４２の床部４２ａは傾斜して取り
付けられているので、被処理物２は第二の搬送部４２を
回転しながら、照射空間３１を通過する。このように被
処理物２は回転しているので、被処理物２の外面のすべ
てに電子線が照射されると共に、被処理物２を透過した
電子線により被処理物２の内面にも電子線が照射され
る。これにより、被処理物２の外面及び内面のすべてに
電子線が照射される。その後、被処理物２は第二の搬送
部４２を回転しながら進み、第三の搬送部４３に移動す
る。そして、被処理物２は第三の搬送部４３を転がりな
がら、出口に向かい、外部に搬出される。

【００２７】次に、本発明者等は、かかる電子線照射装
置による滅菌処理の効果を確認する実験を行った。この
実験では、実験サンプルとして、口部の直径が約１０ｍ
ｍ、胴部の直径が約２０ｍｍである目薬容器を用いた。
また、電子線照射装置には、岩崎電気株式会社製の電子
線照射装置ＣＢ２５０／１５／１８０Ｌを使用した。電
子線の照射条件としては、加速電圧を２５０ｋＶ、ビー
ム電流を５ｍＡとしている。そして、１分間に１００個
の実験サンプルが処理できるように、第一の搬送部４１
の搬送スピードを設定した。

【００２８】そして、次の手順により実験を行った。ま
ず、実験サンプルの口部と胴部のそれぞれにおいて、外
面と内面に円周方向に沿ってラベルを貼る。かかるラベ
ルは、電子線のエネルギーを受けると、黄色から赤色に
変色するものである。次に、多数の実験サンプルを電子
線照射装置の第一の搬送部４１に載せ、実験サンプルに
電子線を照射する。

【００２９】この実験の結果、各実験サンプルのラベル
はすべて、むらなく赤色に変色していた。したがって、
本実施形態の電子線照射装置を用いると、被処理物の内
面と外面のすべてを十分滅菌することができることが確
認された。本実施形態の電子線照射装置では、被処理物
を照射空間の近傍まで搬送する第一の搬送部と、照射空
間の下方に、第一の搬送部から搬送された被処理物を回
転しながら移動するように床部が傾斜して設けられた第
二の搬送部とを備えることにより、第一の搬送部により
照射空間の近傍まで搬送された被処理物は、第二の搬送
部に搬送された後、回転しながら照射空間を通過するた
め、被処理物の外面のすべてに電子線が照射されると共
に、被処理物を透過した電子線により内面にも電子線が
照射されるので、被処理物の外面と内面について滅菌処
理を効率よく行うことができる。

【００３０】尚、本発明は上記の実施形態に限定される
ものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が
可能である。たとえば、上記の実施形態において、第二
の搬送部の両サイドにガイドを設けるようにしてもよ
い。これにより、被処理物が第二の搬送部の側面から落
下するのを確実に防止することができる。

【００３１】また、上記の実施形態では、第二の搬送部
として台を用いた場合について説明したが、第二の搬送
部としてはベルトコンベア等を用いてもよい。更に、上
記の実施形態では、電子線発生部で発した電子線を被処
理物に垂直に照射するために、照射窓部等を傾けて取り
付けた場合について説明したが、照射窓部等は必ずしも
傾けて設ける必要はない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、円
筒状の容器を照射領域の近傍まで搬送する第一の搬送手
段と、照射領域内の下方に、第一の搬送手段から搬送さ
れた容器を回転しながら移動するように床部が傾斜して
設けられた第二の搬送手段とを備えることにより、第一
の搬送手段により照射領域の近傍まで搬送された容器
は、第二の搬送手段に搬送された後、回転しながら照射
領域を通過するため、容器の外面のすべてに電子線が照
射されると共に、容器を透過した電子線により内面にも
電子線が照射されるので、容器の外面と内面について滅
菌処理を効率よく行うことができる電子線照射装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である電子線照射装置の概
略構成図である。

【図２】その電子線照射装置の電子線発生部の概略回路
図である。

【図３】本実施形態で用いる被処理物を説明するための
図である。

【図４】本実施形態の電子線照射装置の搬送手段の概略
平面図である。

【図５】図４に示す搬送手段を側面から見たときの概略
側面図である。

【図６】図４に示す搬送手段のＡ−Ａ矢視方向概略断面
図である。

【図７】その搬送手段において第一の搬送部から第二の
搬送部に被処理物が搬送される様子を説明するための図
である。

【符号の説明】

２被処理物１０電子線発生部１１ターミナル１１ａフィラメント１１ｂガン構造体１１ｃグリッド１２加速管１６ａ加熱用電源１６ｂ制御用直流電源１６ｃ加速用直流電源２０照射室２１照射空間３０照射窓部３１窓箔３２窓枠構造体４０搬送手段４２ａ床部４１第一の搬送部４２第二の搬送部４３第三の搬送部４３ａガイド６１チェーン６２保持具６３スプロケット６４ベルト６５モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子線を発生させる電子線発生手段と、前記電子線発生手段で発生した前記電子線を略円筒状の
容器に照射する照射領域と、前記容器の中心軸が搬送方向と直交するようにして前記
容器を前記照射領域の近傍まで搬送する第一の搬送手段
と、前記第一の搬送手段の下流側であって前記照射領域内の
下方に設けられ、且つ前記第一の搬送手段から搬送され
た前記容器が回転しながら移動するように床部が傾斜し
て設けられた第二の搬送手段と、を具備することを特徴とする電子線照射装置。
【請求項２】前記第一の搬送手段には、前記容器を保
持する保持手段が設けられていることを特徴とする請求
項１記載の電子線照射装置。
【請求項３】前記第二の搬送手段の床部の傾斜角度を
水平方向に対して５度以上５０度以下の範囲内に設定し
たことを特徴とする請求項１又は２記載の電子線照射装
置。
【請求項４】前記第二の搬送手段の下流側に設けられ
た、前記第二の搬送手段によって搬送された前記容器を
出口まで搬出する第三の搬送手段を備えることを特徴と
する請求項１乃至３記載の電子線照射装置。
【請求項５】前記電子線は、前記電子線発生部におい
て１００ｋＶ以上５００ｋＶ以下の電圧で加速されたも
のであることを特徴とする請求項１乃至３記載の電子線
照射装置。
【請求項６】前記容器は口部を有するものであって、
その胴部の直径が５ｍｍ以上５０ｍｍ以下の範囲内にあ
るものであることを特徴とする請求項１乃至５記載の電
子線照射装置。