(57)【要約】  本発明は、電子線によって包装容器（１０）の内面を殺菌するためのデバイスであって、電子放出窓（２１）が設けられた放出体（２０）を具備したデバイスに関する。放出体（２０）は、電子のような電荷担体を、電子放出窓（２１）を通じて放出するように形成され、電子は電子雲を形成する。デバイスは、無菌ガス媒体の流れ（４４）を供給するように形成された少なくとも１つの出口（６０）を具備し、無菌ガス媒体は、少なくとも電子放出窓（２１）を含んだ放出体部（２０ａ）の周囲に、局所的な無菌区域（４２）を維持するように形成されており、したがって、局所的な無菌区域（４２）の外部からの媒体の任意の流れが、局所的な無菌区域（４２）内に流入することを防止している。本発明は、方法にも関する。
2017506199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線によって包装容器（１０）の内面を殺菌するためのデバイスであって、該デバイスは、電子放出窓（２１）が設けられた放出体（２０）を具備し、該放出体（２０）は、電子のような電荷担体を、前記電子放出窓（２１）を通じて放出するように形成され、前記電子は電子雲（９０）を形成し、
前記デバイスは、無菌ガス媒体の流れ（４４）を供給するように形成された少なくとも１つの出口（６０）を具備し、前記無菌ガス媒体は、少なくとも前記電子放出窓（２１）を含んだ放出体部（２０ａ）の周囲に、局所的な無菌区域（４２）を維持するように構成されており、したがって、前記局所的な無菌区域（４２）の外部からの媒体の任意の流れが、前記局所的な無菌区域（４２）内に流入することを防止していることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記放出体部（２０ａ）は、前記放出体（２０）の残りの部分に接続された第１端部（２５）と、前記電子放出窓（２１）を具備した第２端部（２６）と、を備え、前記出口（６０）は、前記無菌ガス媒体が、前記第１端部から前記第２端部への方向において、前記放出体部（２０ａ）に沿って流れるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記放出体（２０）および前記包装容器（１０）は、互いに対して相対移動するように形成され、前記放出体部（２０ａ）は、開口部（１２）を介して前記包装容器（１０）内に一時的に挿入され、
前記局所的な無菌区域（４２）は、少なくとも前記相対移動の間、前記包装容器（１０）の開口部（１２）を含むように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記放出体（２０）および前記包装容器（１０）は、第１位置と第２位置との間で互いに対して相対移動するように形成され、
前記第１位置は、前記放出体（２０）が前記包装容器（１０）の外側にある位置であり、
前記第２位置は、前記放出体部（２０ａ）が、前記包装容器（１０）の内面の殺菌のために、前記包装容器（１０）の開口部（１２）を通じて前記包装容器（１０）内に完全に挿入された位置であることを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
前記第２位置から前記第１位置への移動の際に、前記無菌ガス媒体の流れ（４４）は、大量の無菌ガス媒体が前記出口（６０）を通じて追加され、前記包装容器（１０）の開口部（１２）および前記放出体部（２０ａ）が少なくとも前記局所的な無菌区域（４２）内に残留するように制御される構成とされていることを特徴とする請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記デバイスは、前記第１位置から前記第２位置への移動を制御するように形成されており、前記包装容器（１０）の内部から前記開口部（１２）に向かった方向に流れる任意の未殺菌ガス媒体は、前記電子雲（９０）によって殺菌され、したがって、前記放出体部（２０ａ）の周囲の局所的な無菌区域を維持していることを特徴とする請求項４または５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記局所的な無菌区域（４２）は軸（Ａ）に沿って形成されており、前記放出体（２０）および前記包装容器（１０）は、前記軸（Ａ）に沿って互いに対して相対移動するように形成されていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項８】
前記デバイスは、前記軸（Ａ）に直交した面内にプレート（７０）を具備し、
該プレート（７０）は少なくとも１つの出口（６０）を具備し、
該少なくとも１つの出口（６０）は好適に基本的にリング形状であり、前記放出体部（２０ａ）の第１端部（２５）の周囲に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のデバイス。
【請求項９】
前記出口（６０）は、前記軸（Ａ）に従って種々の角度に沿って前記媒体の流れ（４４）を案内するように形成されていることを特徴とする請求項７または８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記デバイスは、前記軸（Ａ）に沿って前記無菌ガス媒体を案内するように形成された少なくとも１つのガイド要素（２３）を具備し、前記局所的な無菌区域（４２）は、前記軸（Ａ）に沿って展開されることが可能であることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１１】
前記ガイド要素（２３）は前記プレート（７０）に接続され、前記ガイド要素（２３）は、好適に前記プレート（７０）の中心に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記ガイド要素（２３）は前記放出体（２０）の一部であるか、または前記放出体（２０）に配置されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記ガイド要素（２３）は外側面（２２）を具備し、該外側面（２２）は、前記軸（Ａ）に沿って前記媒体を案内するように形成された少なくとも１つの溝（２４）を具備していることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記デバイスは、前記局所的な無菌区域（４２）の外径（Ｄ）を限定するように形成されたパイプ（８０）を具備し、
該パイプ（８０）は好適に前記プレート（７０）に取り付けられていることを特徴とする請求項８〜１３のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項１５】
電子線によって包装容器（１０）の内面を殺菌するための方法であって、該方法は、電子放出窓（２１）が設けられた放出体（２０）を設けるステップであって、該放出体（２０）は、電子のような電荷担体を、前記電子放出窓を通じて放出するように形成され、前記電子は電子雲（９０）を形成する、放出体を設けるステップを含み、
前記方法はさらに、
無菌ガス媒体の流れ（４４）を供給するように形成された少なくとも１つの出口（６０）を設けるステップと、
前記流れ（４４）を用いて、少なくとも前記電子放出窓（２１）を含んだ放出体部（２０ａ）の周囲に、局所的な無菌区域（４２）を維持し、したがって、前記局所的な無菌区域（４２）の外部からの媒体の任意の流れが、前記局所的な無菌区域（４２）内に流入することを防止するステップと、を含んでいることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線を利用した、包装容器の内面の殺菌のためのデバイスおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
先行技術において、包装材料を殺菌するための種々のデバイスおよび方法が知られている。先行技術において広く使用されている１つの方法は、ガスを用いた、特に過酸化水素を用いた殺菌である。しかしながら、容器を殺菌するときの薬品の使用を減少する努力がなされている。したがってデバイスおよび方法は、紫外線または電子線を用いて材料を殺菌するものとしても知られている。一般的に、電荷担体、特に電子を放出するように形成された放出体が設けられ、包装材料は電荷担体によって殺菌され得る。この目的のために、包装材料および１つまたは複数の放出体は、個々に互いに相対移動される。しかしながら、放出体および包装材料が、互いに相対移動された場合、ガスのような媒体の流れまたは奔流は、それらの間に形成される。これらの奔流または流れが媒体、特に殺菌されていないもしくは無菌でない空気を含んでいる場合、すでに殺菌された包装材料の一部が殺菌されていない空気の奔流または流れによって再感染する危険性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００４／０９５８３８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、本発明の目的は、電子線によって包装容器の内面を殺菌するためのデバイスを提供することであり、そのデバイス内には、局所的な無菌区域が形成され、殺菌の際および殺菌後に、局所的な無菌区域の外部からの媒体の任意の流れが、局所的な無菌区域内に流入することを防止している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、請求項１によるデバイスおよび請求項１５による方法を用いて達成される。本発明の実施形態の追加の利点および特徴は、従属請求項に定義されている。
【０００６】
そのデバイスは、電子放出窓が設けられた放出体を具備している。この放出体は、電子放出窓を通じて、電子のような電荷担体を放出するように形成されている。電子は電子雲を形成する。そのデバイスは、無菌ガス媒体の流れを供給するように形成された少なくとも１つの出口をさらに具備し、無菌ガス媒体は、少なくとも電子放出窓を含んだ放出体部の周囲に、局所的な無菌区域を維持するように構成されており、したがって、局所的な無菌区域の外部からの媒体の任意の流れが、局所的な無菌区域内に流入することを防止している。
【０００７】
放出体部は、放出体の残りの部分に接続された第１端部と、電子放出窓を具備した第２端部と、を備えている。出口は、無菌ガス媒体が、第１端部から第２端部への方向に、放出体部に沿って流れるように配置されている。包装容器は基本的にチューブ形状であり、開口部は、放出体の包装容器内への挿入を可能にするように形成されている。
【０００８】
包装容器は、開口部の反対側の他端において閉鎖される。「チューブ形状」との用語は、包装容器の断面の可能な形状に関して、限定を含んでいない。このことは、断面が丸まった形状、長方形、円形、多角形、および／または角のある形状であり得ることを意味している。包装容器は軸に沿って延び、断面はその軸に沿って一定でなくてもよい。
【０００９】
包装容器は、例えばＰＥＴのような例えばプラスチック材料から形成されるか、または積層カートン材料から形成されることが可能である。後者に関して、共通タイプの積層カートン材料は、紙または板紙のコア層と、例えばポリマ材料またはアルミニウム箔の１つ以上のバリア層と、を具備したものである。増えつつある共通タイプのパッケージは、充填設部内で製造された「カートンボトル」であり、前述のパッケージラミネートのパッケージブランクが形成され、スリーブとしてシールされる。そのスリーブは一端において閉じられ、熱可塑性プラスチック材料の上部は、スリーブ端部に直接射出成型されている。包装ラミネートのシートは、包装ラミネートのマガジンリールから切り出される。
【００１０】
有利に、例えば包装容器の注ぎ口または底部である包装容器の開口部は、少なくとも電子放出窓を具備した放出体部がそこを通過して、特に包装容器の内面を殺菌することが可能であるように、十分に大きくなければならない。１つ以上の実施形態においては、放出体は、基本的に一定の丸まった形状、特に円形断面を有する。断面の直径は、約５〜１００ｍｍの範囲である。
【００１１】
殺菌は、微生物を排除又は殺す任意の工程を参照した用語であり、微生物は、包装容器の表面または製品内に存在し得る例えば菌類、バクテリア、ウィルス、および胞子のような伝染性物質を含んでいる。（食品）包装産業において、これは一般的に無菌包装として参照され、すなわち殺菌された包装容器内に殺菌された製品を包装し、すなわち製品および包装容器の両方を生きた細菌および微生物のいない状態に維持しており、製品の鮮度は、特別な冷却を必要とすることなく保存されることが可能であり、すなわち周囲温度において保存されるが、滅菌が包装容器の内部で維持されることが可能である。これに関連して、「商業的殺菌」との用語は、一般的に、通常の非冷凍状態の食品内において成長可能な微生物が存在しないとして使用され、およびそのことを意味しており、非冷凍状態において、食品は製造の際に分配および貯蔵される。本願においては、「殺菌」との用語は、少なくとも商業的殺菌状態を参照している。
【００１２】
前述の通り、局所的な無菌区域外部からの媒体の任意の流れは、局所的な無菌区域内への流入を防止されている。無菌状態を維持し且つ再感染の危険性を無くするために、殺菌された表面および／または殺菌された表面近傍の空気の空間は、非衛生的なまたは未殺菌の媒体／空気と接触しない。これに関連して、少なくとも１つの出口によって供給される媒体または空気は、個々に特別な混合を有する必要がないということが、明確にされた。しかしながら、媒体または混合物が衛生的または殺菌されていることは、確実にされていなければならない。
【００１３】
１つ以上の実施形態においては、放出体および包装容器は、互いに対して相対移動するように形成され、放出体部は、開口部を介して包装容器内に一時的に配置される。局所的な無菌区域は、少なくとも相対移動の間、包装容器の開口部を含むように形成されている。
【００１４】
１つ以上の実施形態においては、放出体および包装容器は、第１位置と第２位置との間で互いに対して相対移動するように形成されている。第１位置は、包装容器および放出体が互いに係合していない位置であり、第２位置は、放出体部が、包装容器の内面の殺菌のために、包装容器の開口部を通じて包装容器内に完全に挿入された位置である。
【００１５】
第２位置は、包装容器の内部、特に開口部の反対に配置された包装容器の端部の殺菌が可能であるように、包装容器の内部に十分に深く配置されるべきである。
【００１６】
「放出体と包装容器との間の相対移動」との用語は、あらゆる可能な移動手段を含んでいる。１つ以上の実施形態においては、放出体は包装容器に対して移動する（包装容器は軸に沿って固定されている）。それとは異なり、１つ以上の実施形態においては、包装容器は放出体に向かっておよび放出体から離れるように移動する（放出体は軸に沿って固定されている）。したがって、放出体は包装容器内に挿入され、放出体は、包装容器内に受容される。言い換えると、包装容器が移動して、放出体を取り囲む。それとは異なり、１つ以上の実施形態においては、放出体および包装容器の両方が移動する。各々が相対移動の一部を実行する。
【００１７】
放出体と包装容器との間には、ギャップが形成されている。ギャップは、一定のサイズまたは厚さを有する。しかしながら、ギャップは一定である必要は無い。そのサイズは、放出体および包装容器が互いに相対移動された場合に変化し得る。このことは、放出体および包装容器が互いに対して相対移動された場合、ギャップが厚くおよび／または薄く成り得ることを意味している。包装容器内への放出体の挿入は、包装容器外部への、開口部を通じたまたはギャップを通じた媒体の流出を基本的に生じる。挿入される放出体の体積は、包装容器内に存在する空気を包装容器の外部に強制的に流すか、または押し出し、すなわち流れが放出体と包装容器との間のギャップに生じる。その代わりに、放出体が包装容器の外部に引き抜かれた場合、包装容器内への媒体の流入が生じる。流入は、包装容器を離れた放出体の体積を補填し、すなわち、放出体が包装容器から離れた場合、空気が外部から包装容器内に自然に吸引され、包装容器と放出体との間のギャップ内に流れる。言うまでもなく、放出体が移動せず、包装容器が放出体から離れるように移動した場合、前述の流入は、同じ方法で生じる。同じ方法において、放出体が移動せず、方法容器が放出体に向かって移動（および停止）した場合、流出が生じる。容器は軽く、放出体は重く、且つ脆弱な電子放出窓を備えているので、多くの機器は、放出体に向かっておよび放出体から離れるように移動するのが容器であり、一方で放出体自身は固定であるように設計されている。
【００１８】
１つ以上の実施形態においては、第２位置から第１位置への移動の際に、無菌ガス媒体の流れは、大量の無菌ガス媒体が出口を通じて追加され、包装容器の開口部および放出体部が少なくとも局所的な無菌区域内に残留するように制御される構成とされている。
【００１９】
１つ以上の実施形態においては、放出体は無菌であり、包装容器の内面の殺菌は、ランインと呼ばれる、放出体と包装容器との間の第１位置から第２位置への相対移動の間に実行される。一般的に、殺菌された放出体を備えている場合、未殺菌の包装容器による放出体の再感染の危険性を回避することが重要である。したがって、ランインのみが殺菌に関して使用される。ランアウト（第２位置から第１位置への移動）は、殺菌の観点から無駄であると考えられる。効果的な殺菌を得るためにおよび可能な限り短時間で使用するために、獲得可能な全時間からランインのためのタイムスパンを可能な限り長くするか、または少なくともランアウトのためのタイムスパンよりも長くすることが有利である。しかしながら、急速なランアウトは、包装容器内への媒体の大量の流入の原因となる。この問題は本発明により解決され、第２位置から第１位置への急速な移動が、再感染の危険性を排除することを達成し得る。
【００２０】
１つ以上の実施形態においては、デバイスは、第１位置から第２位置への移動を制御するように形成されており、包装容器の内部から開口部に向かった方向に流れる任意の未殺菌ガス媒体は、電子雲によって殺菌され、したがって、放出体部の周囲の局所的な無菌区域を維持している。
【００２１】
１つ以上の実施形態においては、局所的な無菌区域は軸に沿って形成されており、放出体および包装容器は、軸に沿って互いに対して相対移動するように形成されている。
【００２２】
１つ以上の実施形態においては、デバイスは、軸に直交した面内にプレートを具備している。１つ以上の実施形態においては、そのプレートは、局所的な無菌区域の１つの周縁を決定している。プレートは、軸に従って平行に、直交するように、または角度を成すように配向され得る。１つ以上の実施形態においては、プレートは丸まった形状である。１つ以上の実施形態においては、プレートは円形である。もちろん、プレートは長方形、角のある形状、多角形、またはそれらに類似した別のデザインを有し得る。プレートは少なくとも１つの出口を具備し、この少なくとも１つの出口は好適に基本的にリング形状である。１つ以上の実施形態においては、出口は代わって丸まった形状または円形である。言い換えると、出口のノズルは好適にリング形状である。しかしながら、１つの出口は、リング、グリッド、またはそれらに類似して配置された複数のノズルも具備し得る。同一の出口に属したノズルは、個々に同じ方法において制御または駆動される。しかしながら、異なったノズルは異なった出口に属してもよく、ノズルの外部へのガス媒体の流れは、適切なパイプシステムを介して、異なった出口を調節することによって別個に調節可能である。有利に、リング形状、丸まった形状、または円形のデザインは、基本的に区域を円筒形とすることが可能であり、その円筒は好適に軸に沿って延びている。「ノズル」は厳密に言えばオリフィスのみを意味しているが、以下において、「出口」との用語は「ノズル」との用語と同様にも使用される。
【００２３】
１つ以上の実施形態においては、出口は、軸に従って種々の角度に沿って媒体の流れを案内するように形成されている。軸がプレートの中心線である場合、ノズルから外部への媒体の流れは、それぞれ軸または中心線に向かって好適に導かれることが可能である。軸もしくは中心線から離れるように、または基本的にそれらに平行に導かれることも可能である。それぞれ種々の調節または流出角度を備えた種々の出口またはノズルは、非常に一貫性のある且つ滑らかな区域を生じるように形成されている。特に、出口は、区域内に層流を供給するように形成されているか、または層流が区域を形成している。一般的に、区域は１つの（大きい）出口またはノズルを使用して形成されることが可能であり、それは例えばリング形状ノズルである。しかしながら、区域は、それぞれ様々な位置に配置された複数の小さい出口またはノズルを使用しても形成され得る。
【００２４】
１つ以上の実施形態においては、デバイスは、軸に沿って無菌ガス媒体を案内するように形成された少なくとも１つのガイド要素を具備し、局所的な無菌区域は、軸に沿って展開されることが可能である。
【００２５】
１つ以上の実施形態においては、少なくとも１つの出口は、媒体の流れを基本的にガイド要素に向かって導くように形成されている。このことは、軸に沿って中実な、耐久性のある且つ滑らかな区域の形状をサポートするように形成された渦または旋風を生じることが可能である。１つ以上の実施形態においては、ガイド要素は好適に丸まった、円形の、楕円形の、多角形の、または角のある一定の断面を有する。
【００２６】
１つ以上の実施形態においては、ガイド要素はプレートに接続され、ガイド要素は、好適にプレートの中心に配置されている。１つ以上の実施形態においては、ガイド要素の断面は、軸に沿って基本的に一定のままである。軸に沿った区域の範囲は、有利に基本的に軸に沿って広がったガイド要素と同じ範囲である。包装容器が放出体部と係合した場合、局所的な無菌区域は包装容器の開口部に広がっているが、しかしながら無菌ガス媒体の流れは、包装容器の外側のさらに下に広がることが可能であるが、無菌区域の一部ではない。一般的に、軸に沿った局所的な無菌区域の範囲は、出口から流出する媒体の流れの速度に依存している。その範囲は、例えば区域を取り囲んだ環境媒体の圧力または速度のような、環境状態にも依存している。
【００２７】
１つ以上の実施形態においては、ガイド要素は放出体の一部であるか、または放出体に配置されている。
【００２８】
１つ以上の実施形態においては、ガイド要素は外側面を具備している。外側面は、媒体を軸に沿って案内するように形成された、少なくとも１つの溝を具備している。
【００２９】
１つ以上の実施形態においては、デバイスは、局所的な無菌区域の外径を限定するように形成されたパイプを具備している。パイプは好適にプレートに取り付けられている。パイプは、包装容器の開口部の周囲のすべての空気が無菌とされることを確実にしている。結果的に、包装容器内に吸引されるすべての空気は、局所的な無菌区域からの空気であり、無菌の空気のみが容器内に進入することを意味している。特に、パイプは保護シールドとして作用する。好適な実施形態においては、複数の例えば８〜１３の放出体が回転する回転ラックに配置されている。回転ラックの回転は、いくつかの機器においては、局所的な無菌区域の構築を阻害し得る。しかしながら、パイプは、回転ラックの回転にかかわらず、区域の形状を保護することを補助している。
【００３０】
本発明は、電子線によって包装容器の内面を殺菌するための方法にも関する。その方法は、電子放出窓が設けられた放出体を設けるステップを含み、電子放出体は、電子のような電荷担体を、電子放出窓を通じて放出するように形成されている。その電子は、電子雲を形成する。その方法は、無菌ガス媒体の流れを供給するように形成された少なくとも１つの出口を設けるステップと、その流れを用いて、少なくとも電子放出窓を含んだ放出体部の周囲に、局所的な無菌区域を維持し、したがって、局所的な無菌区域の外部からの媒体の任意の流れが、局所的な無菌区域内に流入することを防止するステップと、をさらに含んでいる。
【００３１】
１つ以上の実施形態においては、その方法は、放出体と包装容器との間の相対移動を提供するステップを含み、放出体部は、開口部を介して一時的に包装容器内に配置され、少なくともその相対移動の間に、局所的な無菌区域が開口部を含むように形成されている。
【００３２】
１つ以上の実施形態においては、その方法は、放出体と包装容器とを第１位置と第２位置との間で互いに対して相対移動させるステップを含んでいる。第１位置は、包装容器および放出体が互いに係合していない位置であり、第２位置は、放出体部が包装容器の内面の殺菌のために、包装容器内に完全に挿入された位置である。
【００３３】
１つ以上の実施形態においては、その方法は、第２位置から第１位置へ移動するステップを含み、その移動の際に、無菌ガス媒体の流れを制御して、大量の無菌ガス媒体が出口を通じて追加され、包装容器の開口部および放出体部が、少なくとも局所的な無菌区域内に留まるようにしている。
【００３４】
１つ以上の実施形態においては、その方法は、第１位置から第２位置への移動を制御するステップを含み、開口部に向かった方向における包装容器の内側からの任意の未殺菌のガス媒体の流れは、電子雲によって殺菌され、したがって、放出体部周囲の局所的な無菌区域を維持している。
【００３５】
１つ以上の実施形態においては、装置は充填設備内の放射チャンバ内に配置されており、充填設備は、包装容器内に内容物を充填するための少なくとも１つの充填ステーションと、充填後に開口部を密封するための少なくとも１つのステーションと、も具備している。例えば、複数の放出体が、回転ラックまたは回転するように形成された同様のものに設けられている（例えば本願出願人により出願された特許文献１参照）。例えばコンベアを介して運搬された包装容器は、回転ラックに到着し、（回転）放出体の１つと整列される。回転ラックの一回転のうちの少なくとも一部の間に、内部の殺菌が実行される。包装容器は持ち上げられて、放出体を取り囲み、次に再度下降され、すなわち相対移動が行われる。持ち上げは、コンベアに設けられたリフタによって実行される。内側の殺菌の後、包装容器はコンベアを利用して回転ラックを離れる。したがって、回転ラックのサイズ、回転ラックに配置された放出体の数および／または回転ラックの回転速度により、殺菌の所定の時間間隔が得られる。
【００３６】
本発明による方法は、本発明による電気機械の特徴および利点を含むことが可能であり、その逆も可能である。
【００３７】
本発明の追加の利点および特徴は、添付図を参照するとともに、以下の本発明の好適な実施形態の記載に示されている。単一の特徴または個々の実施形態の特性は、本発明の範囲内で組み合わされることが明確に可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１実施形態による装置の一部を概略的に示した図である。
【図２ａ】包装容器を備えた装置の第１実施形態を示した図であり、包装容器および放出体は第１位置にある。
【図２ｂ】包装容器および放出体が第１位置と第２位置との間の位置にある、第１実施形態を示した図である。
【図２ｃ】包装容器および放出体が第２位置にある、第１実施形態を示した図である。
【図３】代替の包装容器および放出体を概略的に示した図である。
【図４】包装容器および放出体を概略的に示した図である。
【図５】包装容器を備えた本発明の第２実施形態を示した図である。
【図６】本発明のガイド要素を示した図である。
【図７】本発明の別の２つのガイド要素を示した図である。
【図８】プレートまたはガイド要素もしくは放出体のそれぞれの出口を配列する、種種の可能性を示した図である。
【図９】種々の方向に沿って媒体の流れを案内するように形成された出口の、基本的な枠組みを示した図である。
【図１０】複数の出口を備えたプレートのさらなる実施形態を示した図である。
【図１１】複数のガイド要素および／または放出体をそれぞれ備えたプレートのさらなる実施形態を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１を参照すると、デバイスの一部が示されている。それは、基本的に円形出口６０を具備したプレート７０である。出口６０はガス媒体、特に無菌空気または無菌窒素の流れ４４を供給するように形成されている。媒体の流れ４４の少なくとも一部は、中心軸Ａに沿った局所的な無菌区域４２を形成するように適合されている。
【００４０】
図２ａ〜図２ｃは、本発明によるデバイスの第１実施形態を示している。デバイスは、電子線を使用した、包装容器１０の内部殺菌を目的としている。包装容器１０は基本的にチューブ形状であり、開口部１２を具備している。特に、包装容器１０は、開口部１２を通じて製品をすぐに充填できる形状である。包装容器は、スリーブ本体１０ａおよび上部１０ｂを具備している。上部１０ｂは、スクリューキャップまたは他のタイプの閉鎖体によってシールされる首部または口部を具備している。スリーブ本体１０ａには、開口部１２が設けられている。この実施形態においては、包装容器１０の開口部１２は、開放底端部であり、充填後にシールされ且つ折り畳まれて、略平坦な底面を形成する。
【００４１】
第１に、デバイスは放出体２０を具備している。放出体２０は電子放出窓２１を具備し、電荷担体または電子を個々に放出し、包装容器１０の少なくとも内側を殺菌するように形成されている。電子は、電子雲９０を形成する。
【００４２】
以下において、この充填準備のできた包装容器１０の内部を殺菌するための、例示的な放出体２０が簡潔に記載されている。
【００４３】
放出体２０は、経路に沿って略円形の電子線を放射するための電子発生器を具備している。電子発生器は、密封閉鎖された真空チャンバ内に収容されている。この真空チャンバには、電子放出窓２１が設けられている。
【００４４】
電子発生器は、カソードハウジングおよびフィラメントを具備している。使用時には、電子線はフィラメントを加熱することによって発生する。電流がフィラメントを通じて供給された場合、フィラメントの電気抵抗は、フィラメントを２０００℃のオーダーの温度に加熱させる。この加熱は、フィラメントに電子雲を放出させる。電子は、カソードハウジングと（アノードとなり得る）放出窓との間の高電圧ポテンシャルを利用して、電子放出窓に向かって加速される。それに続いて、電子は電子放出窓２１を通過し、ターゲット領域、すなわちこの場合包装容器１０の内側に向かう。
【００４５】
フィラメントは、タングステンから形成されることが可能である。グリッドは、フィラメントと電子線放出窓との間に配置され得る。複数の開口部が設けられ、電子線をより均一なビームに拡散するために、および電子線をターゲット領域に向かって収束させるために使用される。
【００４６】
高電圧ポテンシャルは、例えばカソードハウジングおよびフィラメントを電源に接続することによって、および真空チャンバをグランドに接続することによって生じる。放出体２０は、電圧が３００ｋＶよりも低い場合、低電圧電子線放出体を一般的に意味している。１つ以上の実施形態において、加速電圧は９０〜１００ｋＶのオーダーである。１つ以上の実施形態においては、電圧は１００ｋＶである。この電圧は、各電子について１００ｋｅＶの運動エネルギ（動力）をもたらす。しかしながら、別の電圧が選択可能であり、例えば７５〜１５０ｋＶの間隔とし得る。
【００４７】
前述の制御グリッドにも電位をかけることにより、電子の放出はさらに制御され得る。別個の且つ可変の電位が制御グリッドにかけられた場合、制御グリッドを、発生した電子線の動的成形のために使用することが可能である。これらの目的のために、制御グリッドは、別個の電源に電気的に接続され得る。
【００４８】
放出体２０には、前述の通り、電子放出窓２１がさらに設けられている。窓２１は、例えばチタンのような金属薄板から形成されることが可能であり、４〜１２μｍのオーダーの厚さを有し得る。アルミニウムまたは銅から形成された支持ネット（図示略）は、真空チャンバの内側から薄板を支持している。電子は、放出窓２１を通じて真空チャンバから出て行く。
【００４９】
真空チャンバは、例えば図３に示されたように、略円形断面を有する２つの細長い円筒本体２０ａ、２０ｂから形成され得る。円筒本体は、共通の中心軸Ａを有する。第１円筒本体２０ａまたは放出体部２０ａは、第１端部２５および第２端部２６を備えている。第１端部２５は、第２円筒本端２０ｂ、すなわち放出体の残りに接続され、第２端部２６は、端面を具備し、中心軸に直交したその面内に、電子放出窓２１が設けられている。電子放出窓２１は円形であり、好適に端面のほぼ全面にわたって広がっている。この第１本体２０ａの直径は、充填準備ができた包装容器１０内に挿入されることが可能な程度に十分に小さく、第１本体の断面は、第１本体が包装容器１０の開口部１２を通じてガイドされることが可能な寸法である。第２本体２０ｂには電子線発生器が設けられ、この第２本体２０ｂの直径は、第１本体２０ａよりも大きい。まだ放出体２０内にある間の、放射された電子線の直径は、第１本体２０ａの直径よりも小さい。
【００５０】
放出体２０は、その電子放出窓２１から、図４の破線によって概略的に示された電子雲９０を放射する。断面形状は、図示されたように幾分円形であるか、または水滴形状である。電子雲の形状は、電子放出窓２１の形状によって、および電子放出窓を離れる個別の電子のブラウン運動によって画定される。電子雲は、軸Ａの周りに軸対称であり、電子雲の空間は、したがって球状（または水滴形状）である。電子雲９０の境界における線量率は、約１０００〜１６００ｋＧｙ／ｓである。電子雲９０の中心では、線量率はより高くなっている。放出体２０のエネルギは、利用可能な殺菌時間、包装容器サイズおよび形状、電子線放出体に対する包装容器速度と適合される必要があり、前述の数値は、単なる例として見られるべきである。
【００５１】
図２ａにおいては、放出体２０の円筒部２０ａのみが示されている。図２ａから、本発明のデバイスは、図１に関連して記載されたプレートに類似した、出口６０を備えたプレート７０も具備していることが、さらに示されている。放出体の第１円筒部２０ａは、プレート７０の中心に配置され、プレート７０は、軸Ａに直交した面内に配置されている。図１の出口とは異なり、図２ａの出口は基本的にリング形状である。プレートおよび出口の直径は、放出体の第１円筒部２０ａよりも大きい。したがって、無菌ガス媒体は、放出体２０の第１円筒部２０ａに沿って、且つそれを取り囲むように流れる。
【００５２】
概要において述べられたように、包装容器の内面の殺菌は、包装容器１０および放出体２０が互いに対して移動される間に実行される。相対移動は軸Ａに沿って行われ、それは図２ａにおいて矢印ａによって図示されている。相対移動の際に、電子放射窓２１が設けられた放出体部、すなわち第１円筒部２０ａは、開口部１２を介して包装容器の内部に一時的に配置される。相対移動は、第１位置と第２位置との間で行われる。図２ａは第１位置を示しており、その位置は、包装容器１０および放出体２０が、互いに係合されていない位置である。放出体は開口部１２上に配置され、電子雲９０は開口部１２を満たしている。第２位置は、放出体部が、開口部１２を通じて包装容器１０内に完全に挿入された位置である。この位置は、図２ｃに示されている。次に、電子雲９０は、包装容器の上部１０ｂの全体、すなわち開口部１２から最も離れた空間を満たす。殺菌サイクルの間、すなわち包装容器の殺菌の間に、移動は第１位置から第２位置へと、および第２位置から第１位置へと戻るように実行される。
【００５３】
第１位置から第２位置への移動、すなわち  放出体および包装容器が軸Ａに沿って互いに向かっていく相対移動は、放出体と包装容器１０との間のギャップ１４内において、ガス媒体を自然に流出させる。包装容器内のガス媒体は、包装容器の外に流出する。第２位置から第１位置への移動、すなわち放出体および包装容器が軸Ａに沿って互いから離れる相対移動は、放出体と包装容器との間のギャップ内において、ガス媒体を自然に流入させる。外側からのガス媒体が、包装容器内に流れる。
【００５４】
放出体が殺菌された機器内においては、ギャップ内への流入およびギャップ内からの流出を制御するために、特に放出体部２０ａが再感染されないために、測定が必要とされる。それに加えて、包装容器内の殺菌が開始されると、未殺菌媒体の任意の制御不能な流入が、包装容器１０の殺菌された内部空間を再感染させないために、回避されるべきである。
【００５５】
このおよび以下の実施形態においては、包装容器１０の内面の実際の殺菌は、第１位置から第２位置への移動の際に行われ、したがって前述したように、本発明の目的は、再感染を回避する任意の潜在的流入を制御するために、局所的な無菌区域を維持し、放出体および包装容器１０内の無菌空間を保護することである。
【００５６】
放出体が連続的に作動されること、および第２位置から第１位置への移動の際に、包装容器に照射することも、いうまでもなく理解されるべきである。しかしながら、放出体の再感染の危険性を無くするために、第１位置から第２位置への移動の場合に与えられる線量は、それ自身の殺菌を実行するのに十分に高いものであることを必要とされる。
【００５７】
以下において、殺菌サイクルが記載されている。殺菌サイクルは、第１位置から第２位置への移動の移動とともに開始する。第１位置は、図２ａに示されている。放出体は軸Ａに沿って固定されており、包装容器が図の上向きに持ち上げられて、放出体を取り囲む。持ち上げは、包装容器リフタによって達成され得る。この持ち上げの際に、包装容器の内面は殺菌される。そのペースは、包装容器内面の殺菌が実行される程度に十分にゆっくりであるが、放出体２０の挿入により包装容器１０から流出する空気が、電子雲９０内を通るときに殺菌される。そのような流出は、放出体部２０ａおよび包装容器１０のすでに殺菌された面を、再感染させる危険性がない。局所的な無菌区域４２が維持される。
【００５８】
図２ｂは、包装容器１０が第２位置に向かって工程の約半分持ち上げられた状態を示している。包装容器の上半分の内面はここで殺菌され、持ち上げが続くと、さらに多くの内面が殺菌される。図２ｃにおいて、第２位置に到達し、電子雲９０は上部１０ｂの全体を満たし、内面全体が殺菌される。
【００５９】
次のステップにおいて、包装容器１０は、放出体２０の周囲の位置から下降され始める。同時に、出口６０から供給された無菌ガス媒体の流れが、無菌区域４２を維持している。無菌区域４２の記載は、以下に行われている。
【００６０】
殺菌サイクルの最終ステップにおいて、包装容器１０は下降されて、放出体２０はもはや包装容器１０の内側にない。図２ａに見られたような、第１位置に再度到達している。電子雲９０は、包装容器１０の開口部１２をまだ保護しており、包装容器１０は、例えば包装容器の外面の殺菌のために設けられた他の放出体の電子雲と重なるように移動されることが可能である。
【００６１】
前述のように、本発明の目的は、局所的な無菌区域４２を維持し、放出体２０および殺菌された包装容器１０を保護することである。以下において、このことが記載されている。
【００６２】
放出体２０が包装容器１０から素早く離れた場合、すなわち、包装容器が放出体から下降された場合、包装容器の外側からの媒体の流入が生じ、放出体が離れた空間を満たす。包装容器および放出体は殺菌されているので、この流入は、それが殺菌されている場合にのみ受容される。包装容器の上の出口６０からの無菌ガス媒体の流れ４４（図１）は、殺菌流入のために供給される。それに加えて、流れ４４は、追加される大量の無菌ガス媒体が、包装容器１０の開口部１２および放出体部２０ａが少なくとも無菌区域４２内に残存することを確実にするように制御される。このことは、単位時間当たりに大量の無菌ガス媒体が追加され、包装容器１０を離れた放出体２０の部分２０ａの体積に関して同じ時間の間に少なくとも補填することによって達成可能である。このことは、無菌ガス媒体の流れが、未殺菌の媒体が放出体部２０ａおよび包装容器開口部１２に接触してくることを防止し、包装容器内に進入するおよび放出体部２０ａと接触してくる任意の媒体は、殺菌されていることを意味している。したがって、無菌ガス媒体の流れ４４（図１）は、局所的な無菌区域４２の平衡を保たせ、その区域は包装容器開口部１２を含み、および放出体部２０ａを収容することが依然として可能である。
【００６３】
より詳細には、このことは、局所的な無菌区域４２が、包装容器１０の開口部１２の外形ｄよりも大きい直径Ｄ（図２ｃ）を有することを意味している。それに加えて、基本的に一定の円形断面を有する放出体部２０ａは、包装容器１０の外形よりも小さい直径を有する。結果的に、局所的な無菌区域４２は、少なくとも包装容器１０の開口部１２の周囲に形成されている。軸Ａに沿った区域の長さは変化する。容器が存在している場合、長さは包装容器の開口部を含む程度に十分大きい。包装容器が放出体と係合されていない場合、長さは放出体部２０ａを収容する程度に十分に大きく、すなわち少なくとも電子雲９０まで延びた長さである。無菌ガス媒体の流れ４４は、特に包装容器１０が放出体部２０ａと係合した状態において、より長く延び得る。流れ４４は、包装容器の外側に沿って延び得るが、包装容器の外側面は殺菌されていないため、外側面は無菌区域４２の一部として考慮されることが不可能である。流れ４４は、包装容器の開口部から下向きに、包装容器の他端に向かって下っているが、しかしながら、無菌区域４２に向かって包装容器１０に沿った上向きの流れをまったく生じない。
【００６４】
図５は、局所的な無菌区域４２を生じさせるためのデバイスの第２実施形態を示している。図５に示された実施形態は、図４ａ〜図４ｃに示された実施形態に類似しているが、出口６０はより薄くなっている。出口６０はプレート７０の穴に隣接して配置され、その穴を通じて放出体２０が延びている。さらに、パイプ８０がプレート７０に取り付けられている。パイプは、プレートの外周に取り付けられ、パイプは、プレートの直径と同じ直径を有する。パイプ８０は、局所的な無菌区域４２を安定させることを補助している。パイプ８０は無菌区域の外側境界であり、流れは制御されて、パイプ８０内部の空間は、出口６０からの殺菌媒体によって常に満たされている。この実施形態のパイプ８０は、もちろん図４ａ〜図４ｃの実施形態と組み合わせてもよい。
【００６５】
図６は、記載された任意の実施形態のデバイスと組み合わせられ得るガイド要素２３を示している。ガイド要素２３は、軸Ａに沿って無菌ガス媒体を案内するように形成されており、局所的な無菌区域４２は、軸Ａに沿って延ばされまたは延長されることが可能である。そのことは、無菌ガス媒体の流れがより遠くに到達し、より良好に方向を維持し、且つ放出体部２０ａにより接近すること補助している。ガイド要素２３は、放出体２０の一部であるか、例えばガイド要素２３は、放出体部２０ａの外側面である。それとは別に、放出体部２０ａに配置されもしくは取り付けられ、好適に放出体部２０ａの外側面を取り囲んだものは、パイプまたは類似したものである。ガイド要素２３は、軸Ａに沿って媒体を案内するように形成された少なくとも１つの溝２４を具備した外側面を具備している。図示された実施形態においては、軸Ａに平行に延びた４つの直線溝が設けられている。視点Ａ−Ａは、ガイド要素の断面である。
【００６６】
図７は、ガイド要素２３の別の２つの実施形態を示している。左側の実施形態では、溝２４はガイド要素２３に沿って螺旋状に形成されている。右側の実施形態では、複数の溝が軸Ａに平行に形成されている。
【００６７】
図８は、本発明によるプレート７０のさらなる実施形態を示している。複数の小さい出口６０が、プレート７０の１つ以上のセクション内に配置され、他のセクションには、より大きい出口６０が形成されている。ガイド要素付きまたは無しの放出体２０はプレート７０に取り付けられ、軸Ａに沿って延びている。
【００６８】
図９は出口６０の基本的な枠組みを示しており、流れ４４の種々の流れの方向は、異なった矢印によって可視化されている。矢印は、種々の流れの方向が出口６０の外部において確立されることが可能であることを示している。言うまでもなく、流れ４４が矢印に沿って厳密に方向付けられる必要は無い。すべての中間方向も可能である。
【００６９】
図１０は、複数の出口６０を具備したプレート７０を示している。基本的に放出体２０に沿って延びた軸Ａに従って、出口６０から出た媒体の流れ４４は、種々の方向を有する。
【００７０】
本発明によるデバイスは、充填設備内の放射チャンバ内に配置されることが可能である。充填設備は、包装容器内に内容物を充填するための少なくとも１つの充填ステーションと、充填後に開口部をシールするための少なくとも１つのステーションと、を具備している。本発明は、例えば本願出願人によって出願された特許文献１に記載されたような殺菌デバイス内に設けられることが可能である。包装容器の内部殺菌の間に、相対移動が包装容器と放出体との間に生じる。複数の放出体が回転ラック、または回転するように形成された類似のものに設けられている。例えばコンベアを介して搬送される包装容器は、回転ラックに到達し、（回転）放出体の１つに取り付けられる。回転ラックの１回転の少なくとも一部の間に、殺菌が実行され、包装容器は個々に適切な放出体から、または回転ラックから取り外される。
【００７１】
図１１は別の実施形態を示しており、その実施形態では、プレート７０は実際には前述の回転ラックであり、すなわち複数の放出体２０が設けられた回転ラックである。プレート７０は、複数の放出体２０の少なくとも放出体部２０ａを覆う区域４２を形成するように適合された、複数の出口６０を具備している。
【００７２】
図示された実施形態では、包装容器１０の開口部１２は開放底端部であり、充填後にシールされ且つ折り畳まれて、略平坦な底面を形成する。しかしながら、この開口部１２を通じて、放出体２０は受容され、且つ充填が実行され、この開口部１２は、包装容器の上部１０ｂに配置される代わりに、包装容器１０のネック部または注ぎ口部とされ得ることが理解されるべきである。図３はそのように示している。ネック部または注ぎ口部は、充填後に、例えばスクリューキャップによって密封される。
【００７３】
無菌区域が記載された。無菌空気の出口および流れが使用され、無菌区域を維持するのではなく、放射チャンバの内部を幾分より衛生的な状態にすることが可能であることが理解されるべきである。放射体部ならびに包装容器の開口部の上および周囲に本発明の出口を使用して無菌空気を供給することは、放射チャンバ内部のより制御された環境の提供に有利である。例えば、放射におけるあらゆる空気の流れまたは乱流は、より良好に制御され／予測されることが可能である。
【符号の説明】
【００７４】
１０  ・・・包装容器
１０ａ  ・・・スリーブ本体
１０ｂ  ・・・上部
１２  ・・・開口部
１４  ・・・ギャップ
２０  ・・・放出体
２０ａ  ・・・第１円筒体
２０ｂ  ・・・第２円筒体
２１  ・・・電子放出窓
２２  ・・・外側面
２３  ・・・ガイド要素
２４  ・・・溝
２５  ・・・第１端部
２６  ・・・第２端部
４２  ・・・区域
４４  ・・・（媒体の）流れ
６０  ・・・出口
７０  ・・・プレート
８０  ・・・パイプ
９０  ・・・電子雲
Ａ  ・・・軸
ａ  ・・・矢印
Ｄ  ・・・（区域の）外径
ｄ  ・・・（基本的にチューブ形状の包装容器の）直径
【図１】
2017506199.tif 000003
【図２ａ】
2017506199.tif 000004
【図２ｂ】
2017506199.tif 000005
【図２ｃ】
2017506199.tif 000006
【図３】
2017506199.tif 000007
【図４】
2017506199.tif 000008
【図５】
2017506199.tif 000009
【図６】
2017506199.tif 000010
【図７】
2017506199.tif 000011
【図８】
2017506199.tif 000012
【図９】
2017506199.tif 000013
【図１０】
2017506199.tif 000014
【図１１】
2017506199.tif 000015
【国際調査報告】
2017506199.tif 000016
2017506199.tif 000017
2017506199.tif 000018