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      照射物體的方法和裝置的制作方法

      文檔序號(hào):4285585閱讀:196來(lái)源:國(guó)知局
      專利名稱:照射物體的方法和裝置的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及用于利用電子束輻照照射物體(如部分成形包裝件 和包裝材料巻材)的方法和裝置。
      背景技術(shù)
      在食品工業(yè)中,由包裝材料的巻材或胚材形成包裝件已經(jīng)使用 了很長(zhǎng)時(shí)間,該包裝材料包括不同紙或紙板層、例如聚合物的液體 阻擋層和例如鋁薄膜的氣體阻擋層。食品包裝工業(yè)中使用的另 一種 包裝件由聚合物材料制成并且通過(guò)例如吹塑制造。
      為了延長(zhǎng)所進(jìn)4于包裝產(chǎn)品的保質(zhì)期,目前 ^知的是在形成和填 充操作之前消毒巻材,并且在填充才喿作之前消毒部分成形包裝件
      (待填充包裝件,RTF包裝件)。根據(jù)需要多長(zhǎng)時(shí)間的保質(zhì)期以及分 發(fā)和存儲(chǔ)是在冷藏還是在室溫下進(jìn)行,可選沖奪不同的消毒程度。通 常,對(duì)于以室溫為目標(biāo)的包裝件采用"商業(yè)上消毒"的程度。
      一種消毒巻材的方式是使用例如過(guò)氧化氫浴的化學(xué)消毒。類似 地,待填充包裝件可利用過(guò)氧化氫消毒,優(yōu)選地使用氣相消毒。
      另 一種消毒包裝材料的方式是用從電子束發(fā)射裝置發(fā)射出的 電子對(duì)其照射,如電子束發(fā)生器。包裝材料巻材的這種消毒包在例 如國(guó)際專利申i青W02004/110868和WO2004/110869中乂>開。待填充
      7包裝件的類似照射在國(guó)際專利申"i青W02005/002973中/>開。特此通 過(guò)引用結(jié)合上述申請(qǐng)。
      一種通過(guò)電子束技術(shù)消毒包裝件的示范性系統(tǒng)包括用以沿某 一路徑發(fā)射電子束的電子束消毒裝置。該裝置連接到一個(gè)電子束發(fā) 生器,其連4妄到高壓電源和燈絲電源(filament power supply )。后 者將來(lái)自該高壓電源的功率轉(zhuǎn)換為對(duì)于該發(fā)生器的燈絲合適的輸 入電壓。該燈絲可以容納在真空室中。運(yùn)行中,從該燈絲沿朝向目 標(biāo)的電子束^各徑發(fā)射電子e—。圍繞該燈絲的4冊(cè)4各用來(lái)將該電子束擴(kuò) 散為更均勻的束,以及將該電子束朝向目標(biāo)聚焦。射線吸收器和^茲 場(chǎng)也可以用來(lái)<吏該電子束成形。這些電子通過(guò)電子逸出窗離開該消 毒裝置。
      像這樣的系統(tǒng)還可用于消毒之外的其他目的,例如用于固化墨
      水和涂層。
      然而,使用照射的缺點(diǎn)是當(dāng)電子撞擊周圍環(huán)境中的分子(如空 氣)并且吸收能量時(shí),將損失大量的施加到該系統(tǒng)的能量。因?yàn)殡y 以使電子行進(jìn)很長(zhǎng)距離,所以有時(shí)也難以向待照射物體提供均勻的 電子束劑量。例如,有時(shí)會(huì)難以到達(dá)該物體上距離該電子束發(fā)生器
      最遠(yuǎn)的部分。
      進(jìn)而,為了獲得足夠的照射程度,該照射時(shí)間必須相對(duì)較長(zhǎng)。 從兩個(gè)角度來(lái)看,這樣做效率低。首先,該生產(chǎn)時(shí)間受到影響,在 高速生產(chǎn)中,4交長(zhǎng)的照射時(shí)間當(dāng)然是不利的。其次,照射時(shí)間越長(zhǎng), 所使用的能量就越多,這大大地影響成本。

      發(fā)明內(nèi)容
      所以,本發(fā)明的目的是^是供用于利用電子束輻照照射物體的方法,該照射進(jìn)行時(shí)間較短且劑量均勻。
      通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)該目的,該方法包括如下步驟在氣體環(huán)境 中提供至少一個(gè)待照射的部分成形包裝件,將該氣體環(huán)境暴露于預(yù) 先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)以及至少在所述壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的一部分期 間將該部分成形包裝件暴露于照射。
      通過(guò)調(diào)節(jié)該氣體環(huán)境中的壓力,可以增加或減少氣體中的分子 數(shù)量,并由此調(diào)節(jié)電子行進(jìn)的距離和主要方向。這在可根據(jù)待照射 物體的類型和所使用的照射循環(huán)而優(yōu)化的循環(huán)中進(jìn)行。
      如果降低壓力,周圍氣體環(huán)境中的分子數(shù)量將降低,這樣電子 就可能更直地行進(jìn)并且行進(jìn)更長(zhǎng)距離,即電子將到達(dá)更遠(yuǎn)。這就更 容易到達(dá)遠(yuǎn)離該電子束發(fā)生器的部分或點(diǎn)。照射的效率增加以及照 射可進(jìn)行更短的時(shí)間。如果該氣體是空氣,那么分子數(shù)量的減少更
      加利于減少所產(chǎn)生的臭氧量。
      該壓力調(diào)節(jié)循環(huán)可根據(jù)待照射物體的類型以許多不同的方式 設(shè)計(jì)。例如該循環(huán)可包括多個(gè)壓力改變,即預(yù)先確定的壓力降低和 /或增加的次序。
      在本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例中,該壓力調(diào)節(jié)循環(huán)至少包括從第 一壓力變?yōu)榈诙毫?。該第一壓力是該氣體環(huán)境中的初始?jí)毫?,?第二壓力高于或低于該第一壓力。優(yōu)選地,該第二壓力^氐于該第一 壓力。這4羊可以實(shí)iE見上面的各種伊乙點(diǎn)。
      在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中,該方法包括通過(guò)l是供輻照室對(duì)靠近 待照射的部分成形包裝件的環(huán)境劃界的步驟。這樣,所要調(diào)節(jié)的氣 體體積是有限的并且可控。在又一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,該方法包^"將該輻照室中的氣體暴露 于所述預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)。
      在另 一優(yōu)選實(shí)施例中該方法包括暫時(shí)關(guān)閉該輻照室的步驟。這 樣更容易獲得不同的預(yù)設(shè)壓力。
      在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中該方法進(jìn)一步包括如下步驟在照射后利 用填充物填充該部分成形包裝件,以及隨后密封該部分成形包裝件
      A/v而形成密封的包裝件。
      該目的還利用用以照射包裝材料巻材的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。該方法特 征在于其包括如下步驟將該巻材連續(xù)傳送通過(guò)具有第一壓力的氣 體環(huán)境,在所述環(huán)境中提供該電子束消毒裝置,和在該巻材的照射 期間至少在該消毒裝置附近的環(huán)境中保持預(yù)先確定的第二壓力。這 樣,該消毒裝置附近的壓力可保持在預(yù)設(shè)的并且對(duì)于獲得有效照射 合適的壓力。
      在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中該第二壓力低于該第一壓力。
      該目標(biāo)還通過(guò)用于照射包裝材料巻材的方法來(lái)實(shí)現(xiàn),所述方法 特征在于包括如下步驟傳送該巻材通過(guò)氣體環(huán)境,在所述環(huán)境才是 供該電子束消毒裝置,至少將該消毒裝置附近的環(huán)境暴露于預(yù)先確 定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán),以及在照射期間將巻材的至少一部分暴露于所 述壓力調(diào)節(jié)循環(huán)。
      在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,該壓力調(diào)節(jié)循環(huán)包4舌至少,人第 一壓力變 為第二壓力。
      在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中,該第二壓力〗氐于該第一壓力。 在另 一優(yōu)選實(shí)施例中,該巻材的所述部分才是供有開口裝置。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,該方法包括通過(guò)纟是供輻照室對(duì)巻材該部 分附近的環(huán)境劃界的步驟。
      在 一 個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,該方法包括^是供窄通道形式的輻照室, 該巻材通過(guò)該窄通道且將來(lái)自該消毒裝置的輻照? I導(dǎo)進(jìn)該通道。
      在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,該方法包括提供用以至少在靠近該消毒 裝置的環(huán)境中達(dá)到該第二壓力的裝置的步驟,這些裝置i殳在該消毒 裝置的上游和下游。
      在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,這些裝置是^是供在該通道內(nèi)的至少一個(gè) 上游進(jìn)氣噴嘴和一個(gè)下游進(jìn)氣噴嘴,這個(gè)噴嘴適于將空氣流噴進(jìn)該 通道以產(chǎn)生噴吸4乍用。
      在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,該方法進(jìn)一步包括如下步驟將照射后 的巻材通過(guò)重疊密封該巻材的長(zhǎng)邊形成筒,用填充物填充該筒并且 橫向密封該筒以形成枕。
      本發(fā)明的目的進(jìn) 一 步利用用以照射部分成形包裝件的裝置來(lái) 實(shí)現(xiàn)。所述裝置包括封閉氣體環(huán)境的輻照室,所述輻照室適于容納 至少 一個(gè)待照射的部分成形包裝件,在所述環(huán)境一是供該電子束消毒 裝置,以及至少在該包裝件的照射期間將該氣體環(huán)境暴露于預(yù)先確 定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的裝置。
      在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,所述用以將該氣體環(huán)境暴露于預(yù)先確定 的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的裝置適于產(chǎn)生壓力調(diào)節(jié)循環(huán),其至少包纟舌,人第一 壓力變?yōu)榈诙毫Γ摰诙毫氐于該第一壓力。
      在進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施例中,包括暫時(shí)關(guān)閉該輻照室的裝置。 本發(fā)明的目的進(jìn)一步通過(guò)用以照射包裝材料的巻材的裝置實(shí)
      ii現(xiàn)。所述裝置包括封閉具有第一壓力的氣體環(huán)境的輻照室,連續(xù)傳 送該巻材通過(guò)所述氣體環(huán)境的裝置,在所述環(huán)境^是供該電子束消毒 裝置,以及在該巻材照射期間至少在靠近該消毒裝置的環(huán)境中保才爭(zhēng) 預(yù)先確定的第二壓力的裝置。
      在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中該第二壓力4氐于該第一壓力。
      本發(fā)明的目的進(jìn)一步通過(guò)用以照射包裝材料的巻材的裝置實(shí) 現(xiàn)。所述裝置包括封閉具有第一壓力的氣體環(huán)境的輻照室,用以傳 送該巻材通過(guò)所述氣體環(huán)境的裝置,在所述環(huán)境中提供該電子束消 毒裝置,以及用以至少在照射該巻材的一部分期間將該氣體環(huán)境暴 露于預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的裝置。
      在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,將該氣體環(huán)境暴露于預(yù)先確定的壓力調(diào) 節(jié)循環(huán)的裝置適于產(chǎn)生壓力調(diào)節(jié)循環(huán),其至少包括從第 一壓力變?yōu)?第二壓力,該第二壓力^氐于該第一壓力。


      下面,將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施例,其
      中類似的參考標(biāo)記用來(lái)標(biāo)示類似的元件,其中 圖l示意性示出兩個(gè)待填充包裝件的一見圖,
      圖2示意性示出利用電子束輻照待填充包裝件形式的目標(biāo)的示 范性系統(tǒng),
      圖3示意性示出按照本發(fā)明的裝置的第 一 實(shí)施例, 圖4示意性示出按照本發(fā)明的裝置的第二實(shí)施例,
      12圖5示意性示出按照本發(fā)明的裝置的第三實(shí)施例,以及
      圖6示意性示出按照本發(fā)明的裝置的第四實(shí)施例。
      在這些不同的實(shí)施例中,相同的參考標(biāo)記用于類似的元件。
      具體實(shí)施例方式
      首先,將描述本發(fā)明涉及在包裝機(jī)中照射待填充包裝件形式的 物體的實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中,進(jìn)行照射的目的是消毒。圖l示
      出待通過(guò)本發(fā)明的方法照射的部分成形包裝件的兩個(gè)示例,用參考
      標(biāo)記10表示。通常,部分成形包裝件一4殳在一端12封閉而在另一端 具有開口14。該去于閉端12可形成為底部或頂部,該開口14可以是包 裝件套筒的開口端,其將在之后密封,或者例如外殼頸部(neck of closure)圍繞的傾倒口,其之后將4是供蓋子等。該圖中右側(cè)的包裝 件示例具有密封底端,而在頂部具有一皮螺紋外殼頸部圍繞的傾倒口 形式的開口。這個(gè)包裝件可以是通過(guò)聚合材料(例如PET)吹塑制 造的包裝件。所述包裝件將通過(guò)其傾倒口消毒。左側(cè)的包裝件示例 具有開口 (底)端,并且在另一端提供頂部和密封外殼。這個(gè)包裝 件可以是由聚合物頂部和包裝材料套筒形成的包裝件,所述包裝材 沖牛包4舌不同的紙或紙纟反層、例如聚合物形成的液體阻擋層和例如鋁 薄膜形成的氣體阻擋層。所述包裝件可通過(guò)其開口底端消毒,即該 包裝件套筒的開口端。
      下面,參照?qǐng)D2,簡(jiǎn)要描述示范性的電子束發(fā)生器16、用以消 毒待填充包裝件10的示范性電子束消毒裝置18和電子束消毒的概 念。該電子束發(fā)生器16包括沿某一路徑發(fā)射電子束20的裝置,并且 連接到該消毒裝置18,其將該電子束20分送到該包裝件10。一般,電子束發(fā)生器16連接到高壓電源22,其適于提供足夠的
      電壓以為所需的應(yīng)用驅(qū)動(dòng)該電子束發(fā)生器16。該電子束發(fā)生器16還 連接到燈絲電源24,其將來(lái)自該高壓電源22的電壓轉(zhuǎn)換為對(duì)該發(fā)生 器16的燈絲26合適的輸入電壓。另夕卜,該高壓電源22包括柵格控制 器28,用以控制該電子束發(fā)生器16的柵格30。
      用于包裝件消毒的電子束發(fā)生器通常指的是低壓電子束單元, 這種單元的電壓l氐于300kV。在所/厶開的i殳計(jì)中,力口速電壓在
      70-90kV的量級(jí)。這個(gè)電壓對(duì)于每個(gè)電子產(chǎn)生70-90keV的動(dòng)(運(yùn)動(dòng))
      臺(tái)匕 H匕。
      該燈絲26可由《烏制成,并且可容納在真空室32。在一個(gè)示范性 實(shí)施例中,該真空室32可氣密密封。運(yùn)4亍中,輸入電流通過(guò)該燈絲 26,該燈絲的電阻使得該燈絲26被加熱到2000。C量級(jí)的溫度。這個(gè) 加熱使得該燈絲26發(fā)射出電子(e-)云。沿方向朝目標(biāo)區(qū)域的電子 束i 各徑發(fā)射電子,即在這個(gè)例子中,朝向該包裝件10的內(nèi)部。該才冊(cè) 格30,設(shè)在該燈絲26和電子束逸出窗34之間,并且4是供有若千開口 , 用來(lái)將該電子束20擴(kuò)散為更均勻的束,以及將該電子束20朝向該目 標(biāo)區(qū)域聚焦。
      在所述的實(shí)施例中,該電子束發(fā)生器16裝置容納在該電子束消 毒裝置18中,其真空室32內(nèi)。如所提到的,該消毒裝置18進(jìn)一步提 供有電子逸出窗34。該窗34可由金屬箔片支撐,例如4太,并且可具 有為4-12(im量級(jí)的厚度。由鋁或銅形成的支撐網(wǎng)(未示)從該電子 束發(fā)生器16內(nèi)側(cè)支撐該箔片。這些電子通過(guò)該逸出窗34離開該真空 室32。
      在這個(gè)實(shí)施例中,內(nèi)部具有該電子束發(fā)生器16的消毒裝置18為 圓柱體形狀,具有基本上圓形的4黃截面,以及該逸出窗3W立于該圓柱體的第一端。針對(duì)該電子逸出窗的數(shù)量和形狀,以及該裝置的外
      形,可采用4艮多方式來(lái)i殳計(jì)該消毒裝置18。
      提供支撐件(未示)以支撐該物體。該支撐件可以是例如傳統(tǒng)
      的傳送帶載具,其在包裝機(jī)中傳送該包裝件10通過(guò)消毒單元。在像 圖1左側(cè)那個(gè)包裝件10的消毒過(guò)程中,該包裝件10可以倒置(即頂
      部朝下放置)在該支撐件上。
      通常,在消毒過(guò)程中,在該包裝件10和該消毒裝置18之間有相 對(duì)移動(dòng)。或者是該消毒裝置18下降進(jìn)入或者在該包裝件10附近,或 者該包裝件10升高以圍繞該裝置18,又或者朝向4皮此移動(dòng)。為了實(shí) 現(xiàn)這個(gè)目的,該支撐件可以是靜止的或者適于#^亍朝向和遠(yuǎn)離該消 毒裝置18的運(yùn)動(dòng)。
      在該消毒裝置18結(jié)合該電子束發(fā)生器16的第二端,提供有裝置 (未示)用以將其緊固于周圍優(yōu)選的元件上。例如,這^f的裝置可 以是用來(lái)從消毒單元或輻照室的內(nèi)部頂壁懸掛該消毒裝置18或該 電子束發(fā)生器16的裝置,該單元或室具有朝向該包裝件10方向的電 子束逸出窗34。
      另外,該第二端i殳有用于才是供該包裝件10和該消毒裝置18之間 相對(duì)運(yùn)動(dòng)(見箭頭)的裝置(未示),用以使它們處于某個(gè)位置或 某種運(yùn)動(dòng),其中所述裝置18至少部分處于該包裝件10中或者在其附
      近以 <更對(duì)其進(jìn)4于處理。
      這種相對(duì)移動(dòng)可以i午多常^見方式進(jìn)4于,所以將不再進(jìn)一步描述。
      按照本發(fā)明的方法的示例包括如下步驟在氣體環(huán)境中提供至 少一個(gè)待照射的部分成形包裝件,以及將該氣體環(huán)境暴露于預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)并且將在所述壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的至少 一部分期間 將該部分成形包裝件暴露于輻照。用以#1行該方法的裝置通常描述 為包括封閉氣體環(huán)境的輻照室的裝置。所述輻照室適于容納至少一 個(gè)待照射的部分成形包裝件。所述電子束消毒裝置設(shè)為與所述環(huán)境 有關(guān),并且設(shè)有用以至少在照射該包裝件期間將該氣體環(huán)境暴露于 預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的裝置。下面爿尋更詳細(xì);也描述該方法和該 裝置。
      該氣體環(huán)境優(yōu)選地包括空氣,最優(yōu)選地為無(wú)菌空氣, <旦是可以 包括其他氣體,如惰性氣體,例如氦或氮。另一適于壓力調(diào)節(jié)循環(huán) 對(duì)應(yīng)的是暫時(shí)壓力降低的替代方案中,該環(huán)境是空氣,但是當(dāng)壓力 降低時(shí)提供較小劑量(即,低流量)的惰性氣體。這將在之后關(guān)于
      圖6進(jìn)一步描述。
      圖3示出示范性的輻照室36。在容納狀態(tài)中,該輻照室36的底 端打開以容納包裝件IO。進(jìn)而,纟是供多個(gè)裝置以暫時(shí)關(guān)閉該輻照室 36。在這個(gè)示例中,提供蓋子38,其在包裝件10容納在該室36中之 后暫時(shí)關(guān)閉。在該室壁和該蓋子38之間的交叉區(qū)域,優(yōu)選地布置真 空密封件40或其他類型的密封。
      在該輻照室36的內(nèi)部頂壁懸掛該電子束消毒裝置18。在爿夸該包 裝件10裝入該輻照室36后,該包裝件10將升高而圍繞該電子束消毒 裝置18。在裝入該包裝4牛10后,開口的室底部爿尋由該蓋子38關(guān)閉,
      ^口圖3所示。
      為了在該輻照室36中進(jìn)行壓力調(diào)節(jié),在這個(gè)例子中是暫時(shí)壓力 降低,將該室連接到用以降低壓力的裝置44。這種裝置44可以是能 夠才由出空氣的泵,如真空泵。該泵通過(guò)管道42連4妄到該室。另外, 該室36設(shè)有連接到無(wú)菌空氣源(未示)的管道46。在照射基本上完成打開該蓋子38之前,4是供無(wú)菌空氣。這是為了確保當(dāng)該蓋子38打 開時(shí),沒有不受控制(和可能被污染的)的空氣從外面吸入該室36。
      在該壓力調(diào)節(jié)循環(huán)期間,該真空泵44將在該室36內(nèi)造成予貞先i殳 定的壓力降4氐,并且在所述壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的至少一部分期間,將該 包裝件10暴露于該電子束消毒裝置18的照射。
      執(zhí)行完消毒之后,打開該蓋子38,放下該包裝件10并傳送出該 室36,并將新的包裝件提供到該輻照室36。因此,該之前描述的相 對(duì)移動(dòng)至少 一部分是在裝載和卸載包裝件期間進(jìn)行的。
      消毒后,將該部分成形包裝件10填充容納物,之后將它們密封 形成密封的包裝件。該機(jī)器中執(zhí)行這些步驟的部分未在圖3中示出。
      在可選實(shí)施例中該"蓋子"由該包裝件傳送機(jī)或包裝支撐件替 代,該輻照室的形式為可移動(dòng)套子(cover)或罩子(hood),其中 連接該消毒裝置。消毒期間,該罩子降低以圍繞該包裝件,同時(shí)該 電子束消毒裝置降低進(jìn)入該包裝件。
      圖4示出用以在包裝機(jī)中照射部分成形包裝件10的裝置的第二 實(shí)施例。該圖示出示意的消毒單元48,包4舌輻照室36和:漆充室50。 該消毒單元48包括傳送才幾52,其適于傳輸包裝件10通過(guò)該單元48 。 箭頭B表示傳送方向。首先,傳輸這些包裝件10通過(guò)該輻照室36以 接受消毒,然后通過(guò)該填充室50以填充產(chǎn)品。所述填充室50可以是 任何合適類型的包裝件填充系統(tǒng)的一部分。例如可4吏用線性填充系 統(tǒng)或旋轉(zhuǎn)填充系統(tǒng)。該填充系統(tǒng)將不更詳細(xì)地描述。填充之后,將 該包裝件10進(jìn)一步傳送到密封臺(tái),在那里密封這些包裝件仍開口的 一端14。進(jìn)而,提供用于進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)的裝置44。這種情況下,該壓力
      調(diào)節(jié)形成暫時(shí)壓力降低,并且該裝置是與該輻照室36連接的泵44, 例如真空泵。為了保持降低的壓力,該輻照室36i殳有兩個(gè)鎖56、 58。 在圖中通過(guò)粗黑線條表示這些鎖。 一個(gè)鎖56位于外部周圍環(huán)境與該 消毒單元48之間, 一個(gè)鎖58位于該輻照室36和該填充室50之間。這 些鎖56、 58是任何常;t見類型的,并且在關(guān)閉狀態(tài)時(shí)氣密。進(jìn)而,該 輻照室36包括無(wú)菌空氣進(jìn)氣口 。
      包裝件IO,布置為頂部朝下,正從圖4中的左側(cè)通過(guò)該第一鎖 56進(jìn)入該輻照室36,并傳送到該消毒裝置18。兩個(gè)鎖56、 58都關(guān)閉, 降低該室36內(nèi)的壓力,以及將所述消毒裝置18從所示的升高位置下 降合適的距離進(jìn)入該包裝件IO,并且照射該包裝件的內(nèi)部。將該包 裝件10暴露于照射持續(xù)預(yù)先確定的時(shí)間,這個(gè)時(shí)間取決于該包裝件 10和該消毒裝置18之間的相對(duì)移動(dòng)。消毒的結(jié)尾,該消毒裝置18再 次升高,該包裝件10^寺進(jìn)入下一個(gè)室50。在該填充室50的鎖58打開 之前,可通過(guò)管道54將無(wú)菌空氣纟是供到該輻照室。然而,該填充室 50是商業(yè)上消-桊的。當(dāng)鎖58打開,^尋該包裝件10傳送進(jìn)該填充室50 并且填充,隨后將該包裝件10傳送到密封臺(tái)以密封。在這個(gè)例子中, 該包裝件10這々羊密封擠壓該包裝4牛套筒的開口端14并且以傳統(tǒng)方 式^"向熱密封。
      圖5示出第三實(shí)施例。所述實(shí)施例類似于該第二實(shí)施例,但是 在這個(gè)例子中待消毒的包裝件是瓶形狀的吹塑聚合物包裝件10 。該 包裝件布置為其頂部朝上。照射通過(guò)該包裝件的開》文傾倒口進(jìn)行, 該包裝件和/或該消毒裝置18相對(duì);波此移動(dòng)。消毒后,當(dāng)該鎖58打開, 將該包裝件10傳送進(jìn)該填充室50并且填充。之后,將該包裝件10傳 送至密封臺(tái)以密封。在這個(gè)例子中,該包裝件10這樣密封,在仍然 開i丈的傾倒口 14提供蓋子。
      18才安照本發(fā)明,該氣體環(huán)境暴露于預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán),而 物體在所述壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的至少 一部分期間暴露于照射?,F(xiàn)在將描 述4象這樣的壓力調(diào)節(jié)。
      該壓力調(diào)節(jié)循環(huán)包括在預(yù)先確定的適合該照射循環(huán)的時(shí)間間 隔期間進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。在這個(gè)循環(huán)中,壓力應(yīng)該至少?gòu)牡谝粔毫ψ?為第二壓力。該第一壓力是該氣體環(huán)境中的初始?jí)毫?,該第二壓?br> 高于或^f氐于該第一壓力。
      該壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的壓力調(diào)節(jié)可以任意選擇,^f旦是對(duì)照射的效率 有影響。通常,選4奪至少一個(gè)壓力降^f氐以完成相當(dāng)大的效率增加。 測(cè)試表明降低一半壓力? 1起該電子束消毒裝置的效率增加,這樣能 夠使得將照射物體所需的時(shí)間基本上減半。然而,其當(dāng)然還取決于 物體的i殳計(jì)和所選 一奪的輻照程度,例如可以是包裝工業(yè)中通常的 "商業(yè)性消毒"。進(jìn)而,利用用于消毒包裝材料的電子束消毒裝置 進(jìn)行的測(cè)試還表明僅有大約5%的施加到該電子束消毒裝置的能量
      實(shí)際到達(dá)該包裝材并+的表面層。大約30%的能量被該逸出窗及其支 撐件的材料捕獲,其余的被空氣捕獲,或者到達(dá)該包裝材料的內(nèi)部 層。如果將壓力減半,那么大約10-12%的施加到該電子消毒裝置的 能量到達(dá)該包裝材料的表面層。這大大影響消毒所需的時(shí)間。
      在一個(gè)實(shí)施例中,該壓力調(diào)節(jié)循環(huán)包括這樣調(diào)節(jié)壓力,即該第 二壓力在該第一壓力的1/10到該第一壓力的9/10的范圍內(nèi)。在另一 實(shí)施例中,這樣調(diào)節(jié)壓力,即該第二壓力在該第一壓力的l/4到該第 一壓力的范圍內(nèi)3/4。在進(jìn)一步的實(shí)施例中,這才羊調(diào)節(jié)壓力,即該第 二壓力將在該第一壓力的l/3到該第一壓力2/3的范圍內(nèi)。在又一個(gè) 實(shí)施例中,這樣調(diào)節(jié)壓力,即該第二壓力是該第一壓力的大約1/2。
      在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中,這個(gè)壓力調(diào)節(jié)循環(huán)包括暫時(shí)壓力降低。 這可以通過(guò)i午多不同的方式來(lái)完成。 一種方式是在開始照射之前降低壓力,然后保持該較低的壓力直到照射基本上結(jié)束。另一種方式 是在與開始照射物體大體上同時(shí)開始降低壓力。 一旦到達(dá)較低的壓 力,就可以在整個(gè)剩余的照射時(shí)間內(nèi)保持它,或者再次緩慢地升高 壓力直到照射結(jié)束或是達(dá)到最初的壓力。又一方法是在開始照射之 前降低壓力,然后再次緩慢升高該壓力直到照射結(jié)束或達(dá)到最初的 壓力。容易理解可以采用的互不相同的調(diào)節(jié)循環(huán)的數(shù)量非常巨大。 例如,任何降低和增加可以立即、連續(xù)或逐步進(jìn)4于。在調(diào)節(jié)循環(huán)期 間,還可以考慮到若干壓力改變。在理想的情況中,壓力的改變與 待照射物體的形式有關(guān),以及與該電子束輻照裝置和該物體之間的 相對(duì)移動(dòng)有關(guān)。例如,如果要照射像圖l右側(cè)那種的包裝件,該電 子束輻照裝置將降^f氐通過(guò)該傾倒口進(jìn)入該包裝件。 一種可用的最佳 壓力調(diào)節(jié)循環(huán)可包括開始照射并降^f氐對(duì)應(yīng)第一壓力(例如大氣壓
      力)的處于第一壓力的照射裝置。這是為了在該包裝件的肩部或頂 部部分獲得足夠的電子散布。當(dāng)該照射裝置進(jìn)一步降低進(jìn)入該包裝 件,將壓力降低至第二壓力,從而電子更直的行進(jìn)并且達(dá)到該包裝 件的底部。在升高該照射裝置時(shí),壓力可以再次升高以進(jìn)一步照射 該包裝件的頂部區(qū)域以使整個(gè)包裝件獲得一致的劑量。因此,應(yīng)當(dāng) 理解在該物體和該照射裝置之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)期間,壓力調(diào)節(jié)循環(huán)可 包括多個(gè)提高和/或降低。
      該照射至少在所述壓力調(diào)節(jié)循環(huán) 一 部分期間進(jìn)行。這意味著照 射比該壓力調(diào)節(jié)占用更短的時(shí)間,或占用同樣的時(shí)間。因此,該照 射在該壓力調(diào)節(jié)循環(huán)開始時(shí)或該壓力調(diào)節(jié)循環(huán)已經(jīng)開始時(shí)開始,并 在該壓力調(diào)節(jié)循環(huán)結(jié)束時(shí)同時(shí)結(jié)束,或者更早結(jié)束。
      該方法和裝置還可用于照射巻材60,例如用于消毒包裝材料巻 才才目的的照射。
      通常,該示范性方法包4舌如下步多聚連續(xù)傳送該巻材通過(guò)具有 第 一壓力的氣體環(huán)境的步驟,在所述環(huán)境l是供該電子束消毒裝置,以及在巻材照射期間至少在靠近該消毒裝置的環(huán)境中保持預(yù)先設(shè) 定的第二壓力。該裝置包括封閉具有第 一壓力的氣體環(huán)境的輻照室 和連續(xù)傳送該巻材通過(guò)所述氣體環(huán)境的裝置。在所述環(huán)境提供該電 子束消毒裝置。進(jìn)而,該裝置包括用于在該巻材照射期間至少在靠 近該消毒裝置的環(huán)境中保持預(yù)先確定的第二壓力。
      圖6示出該裝置的這種第四實(shí)施例。
      憑借任何傳統(tǒng)的傳送裝置(未示)將該巻材60連續(xù)傳送通過(guò)該 輻照室36。在這個(gè)實(shí)施例中,該室是一窄通道36。該巻材60通過(guò)至 少一個(gè)消毒裝置18。在這個(gè)例子中,該巻材60穿過(guò)兩個(gè)電子束消毒 裝置18之間(該巻材每側(cè)一個(gè))用以雙面照射。該巻材傳l命方向由 箭頭A表示。對(duì)于示范性裝置總體設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)可以參考國(guó)際專利申 請(qǐng)W02004/110868和W02004/110869。
      該通道36封閉具有第 一壓力的氣體環(huán)境。
      在該電子束消毒裝置18的下游和上游,該裝置設(shè)有多個(gè)用以在 該巻材60照射期間至少在靠近該消毒裝置18的環(huán)境中保持預(yù)先確 定的第二壓力的裝置62。在這個(gè)示例中,這些裝置62是用以降低壓 力的裝置,是一對(duì)上游進(jìn)氣噴嘴64和一對(duì)下游進(jìn)氣噴嘴66。
      壓力的降^氐是通過(guò)噴吸作用完成的。該噴嘴64、 66將空氣流噴 進(jìn)該窄通道36 。沿該巻材的空氣流與該窄通道36 —起起到泵的作 用,并且迫使消毒裝置18之間的空氣被吸出。 一般,這種類型的裝 置稱作噴射泵?;蛘撸梢允褂闷渌b置,如傳統(tǒng)的泵,例如真空 泵,那么它們優(yōu)選地設(shè)在該噴嘴64、 66的位置附近或相同位置。
      在照射期間,少量惰性氣體(如氮?dú)?可優(yōu)選地纟是供到該消毒 裝置18之間至少部分抽空的通道36。氮?dú)舛皇前ㄑ醴肿拥目諝獾拇嬖趯⒂行У亟档驮撾娮邮椪掌陂g所產(chǎn)生的臭氧量。該惰性氣
      體可通過(guò)在該電子束消毒裝置18附近連4妻到該通道36的進(jìn)氣管68提供。
      在該巻材60在該輻照室36中照射,即消毒之后,就爿尋形成填充 和密封的包裝件。所以,該巻材60進(jìn)一步傳送到一室(未示),其 中通過(guò)重疊密封該巻材的長(zhǎng)邊將其形成為筒。經(jīng)由該巻材還沒有變 為筒的那 一端延伸進(jìn)該筒的產(chǎn)品管道用填充物連續(xù)填充該筒。填充 完的筒然后橫向密封并且形成枕。將這些枕分開并且形成例如平行 立方體容器。
      這個(gè)實(shí)施例是本發(fā)明的特例。優(yōu)選地只要該消毒裝置18處于照 射連續(xù)通過(guò)的巻材60的運(yùn)轉(zhuǎn)中,就保持該第二壓力。如果停止照射, 不管是暫時(shí)還是全部生產(chǎn)循環(huán)完成之后,優(yōu)選地不再保持第二壓 力。所以,在這個(gè)實(shí)施例中,該前述的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)延長(zhǎng)4交長(zhǎng)的時(shí) 間,并且在照射進(jìn)行期間基本上不調(diào)節(jié)壓力。
      還可以使用本發(fā)明消毒提供有開口裝置的巻材。開口裝置可以 在消毒和在成形及填充4喿作之前在該包裝4幾中應(yīng)用在該巻材上。該 開口裝置可以是具有帶有傾倒孔和覆蓋所述孔的4交纟妻蓋子的頸部 部分的類型。該開口裝置可通過(guò)直接注塑在該巻材上沖壓的孔中形 成。這種類型的預(yù)先施加的開口裝置的纟支術(shù)在例如國(guó)際專利申請(qǐng) W098/18609描述。4是供有預(yù)先施加的開口裝置的巻材是適合利用 本發(fā)明的方法和裝置照射(消毒)的物體。優(yōu)選地,可4吏用4安照?qǐng)D 6實(shí)施例的裝置??蛇B續(xù)或者間歇地傳送該巻材通過(guò)輻照室。在連 續(xù)傳送過(guò)程中,如果需要,每個(gè)開口裝置可適于以暫時(shí)減慢的速度 從該電子束消毒裝置經(jīng)過(guò)。在間歇傳送過(guò)程中,每個(gè)開口裝置優(yōu)選 地可在該電子束消毒裝置前暫停。這樣,照射劑量可在該開口裝置 上增強(qiáng)以便重復(fù)消毒其不規(guī)則和難以到達(dá)的表面。另外,或可選地, 在該開口裝置上照射的效果可通過(guò)將該消毒裝置附近的環(huán)境以及該巻材帶有該開口裝置的部分暴露于預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)來(lái) 增強(qiáng)。這種壓力調(diào)節(jié)循環(huán)包括照射期間至少?gòu)牡?一壓力改變至第二 壓力然后回到該第一壓力。該第二壓力^f氐于該第一壓力。
      盡管關(guān)于目前優(yōu)選的實(shí)施例描述本發(fā)明,但是應(yīng)當(dāng)理解在不背 離所附權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的目標(biāo)和范圍的情況下,可以進(jìn)行 各種不同的》f改和改變。
      描述了 一種電子束發(fā)生器和一種電子束消毒裝置,但是應(yīng)當(dāng)理 解它們都可以具有另 一種設(shè)計(jì)或者起到不同的作用。
      在所描述的實(shí)施例中,照射是為了消毒的目的而進(jìn)行的。然而, 應(yīng)當(dāng)理解可以為了別的目的進(jìn)行該照射,例如固化墨水或涂層。
      在該圖3的實(shí)施例中,7f又示出一個(gè)包裝伸-10。然而,當(dāng)然可以
      同時(shí)照射多個(gè)包裝件。
      在圖4描述的示范性實(shí)施例,該消毒室36^U殳有一個(gè)處理臺(tái), 即一個(gè)消毒裝置18。然而,應(yīng)當(dāng)理解該輻照室36可i殳有多個(gè)消毒裝 置18用以同時(shí)處理多個(gè)包裝件。進(jìn)而,這些消毒裝置18可以是不同
      的類型用以連續(xù)處理該包裝件的不同部分。
      進(jìn)而,在圖6描述的示范性實(shí)施例中,照射巻材IO。在可選方 案中,該巻材可包4舌突出的開口裝置,其可以是連4妄到該巻材或直 接在該巻材上注塑。
      4安照本發(fā)明,該方法包括將該氣體環(huán)境暴露于預(yù)先確定的壓力 調(diào)節(jié)循環(huán)以及至少在所述壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的 一 部分期間將該物體暴
      露于照射。已經(jīng)陳述了多個(gè)可選方案來(lái)i兌明如4可實(shí)3E見這個(gè)壓力調(diào)
      23節(jié)。然而,應(yīng)當(dāng)理解有更多的進(jìn)行該壓力調(diào)節(jié)的可選方案,以及這 些可選方案包括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
      權(quán)利要求
      1.利用來(lái)自至少一個(gè)電子束消毒裝置(18)的電子束輻照來(lái)照射部分成形包裝件(10)的方法,特征在于其包括在氣體環(huán)境中提供至少一個(gè)待照射的部分成形包裝件(10),以及將該氣體環(huán)境暴露于預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)以及至少在所述壓力調(diào)節(jié)循環(huán)一部分期間將該部分成形包裝件(10)暴露于照射。
      2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其中該壓力調(diào)節(jié)循環(huán)至少包括從 第一壓力變?yōu)榈诙毫Α?br> 3. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的方法,其中該方法包括通過(guò)提供 輻照室(36 )對(duì)靠近該部分成形包裝件(10 )的環(huán)境劃界的步驟。
      4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法,其中該方法包括將該輻照室(36) 中的氣體暴露于所述預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)。
      5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法,其中該方法包括暫時(shí)關(guān)閉該輻照 室(36)的步芬聚。
      6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法,其中該方法進(jìn)一步包括如下步 驟在照射后用填充物填充該部分成形包裝件(10),之后密 封該部分成形包裝件從而形成密封包裝件。
      7. 利用來(lái)自至少 一 個(gè)電子束消毒裝置(18 )的電子束輻照照射包 裝材料的巻材(60)的方法,特征在于其包括連續(xù)傳送巻材(60)通過(guò)具有第一壓力的氣體環(huán)境,在所述環(huán)境才是供該電子束消毒裝置(18),以及在該巻材(60)照射期間至少在靠近該消毒裝置(18) 的環(huán)境中保持預(yù)先確定的第二壓力。
      8. 4艮據(jù)權(quán)利要求l-7任一項(xiàng)所述的方法,其中該第二壓力低于該 第一壓力。
      9. 利用來(lái)自至少一個(gè)電子束消毒裝置(18)的電子束輻照照射包 裝材料的巻材(60)的方法,特征在于其包括傳送該巻材(60)通過(guò)氣體環(huán)境,在所述環(huán)境纟是供該電 子束消毒裝置(18),將至少靠近該消毒裝置(18)的環(huán)境暴露于預(yù)先確定的 壓力調(diào)節(jié)循環(huán),并且在照射期間將該巻材的至少 一部分暴露于所述壓力調(diào)節(jié)循環(huán)。
      10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其中該壓力調(diào)節(jié)循環(huán)至少包括從 第一壓力變?yōu)榈诙毫Α?br> 11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中該第二壓力低于該第一壓力。
      12. 根據(jù)權(quán)利要求10-11任一項(xiàng)所述的方法,其中該巻材(60)的 所述部分提供有開口裝置。
      13. 根據(jù)權(quán)利要求7-12任一項(xiàng)所述的方法,其中該方法包括通過(guò) 才是供輻照室(36 )對(duì)該巻材(60 )的該部分附近的環(huán)境劃界的步驟。
      14. 4艮據(jù)4又利要求13所述的方法,其中該方法包括沖是供窄通道(36)形式的輻照室(36)的步驟,該巻材(60)通過(guò)該窄通 道并且將來(lái)自該消毒裝置(18)的輻照引導(dǎo)進(jìn)該窄通道。
      15. 根據(jù)權(quán)利要求7-14任一項(xiàng)所述的方法,其中該方法包括提供 用以至少在靠近該消毒裝置(18 )的環(huán)境中達(dá)到該第二壓力的 裝置(62)的步驟,這些裝置設(shè)在該消毒裝置(18)的上游和 下游。
      16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法,其中該裝置(62)是提供在該 通道(36 )內(nèi)的至少一個(gè)上游進(jìn)氣噴嘴(64 )和一個(gè)下游進(jìn)氣 噴嘴(66),該噴嘴(64)適于將空氣流噴進(jìn)該通道(36)以 產(chǎn)生噴吸作用。
      17. 才艮據(jù)權(quán)利要求7-16任一項(xiàng)所述的方法,其中該方法進(jìn)一步包 4舌如下步備聚將照射后的巻材(60)通過(guò)重疊密封該巻材的長(zhǎng) 邊形成筒,用填充物填充該筒并且橫向密封該筒以形成枕。
      18. 用于利用來(lái)自至少一個(gè)電子束消毒裝置(18 )的電子束輻照照 射部分成形包裝件(10)的裝置,特征在于其包括封閉氣體環(huán)境的輻照室(36),所述輻照室(36)適于容 納至少一個(gè)待照射的部分成形包裝件(10),在所述環(huán)境才是供該電子束消毒裝置(18),以及至少在該包裝件(10)的照射期間將該氣體環(huán)境暴露于 預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的裝置(44)。
      19. 才艮據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置,其中所述用以將該氣體環(huán)境暴 露于預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的裝置(44 )適于產(chǎn)生壓力調(diào)節(jié)循環(huán),其至少包括^人第一壓力變?yōu)榈诙毫?,該第二壓?氐于 該第一壓力。
      20. 根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的裝置,其中該方法包括暫時(shí)關(guān)閉 該輻照室(36)的裝置(38)。
      21. 用于利用來(lái)自至少一個(gè)電子束消毒裝置(18 )的電子束輻照照 射包裝材料的巻材(60)的裝置,特征在于其包括封閉具有第一壓力的氣體環(huán)境的輻照室(36),連續(xù)傳送該巻材通過(guò)所述氣體環(huán)境的裝置,在所述環(huán)境^是供該電子束消毒裝置(18),以及在該巻材(60)照射期間至少在靠近該消毒裝置(18) 的環(huán)境中保持預(yù)先確定的第二壓力的裝置(62)。
      22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置,其中該第二壓力低于該第一壓力。
      23. 用于利用來(lái)自至少一個(gè)電子束消毒裝置(18 )的電子束輻照照 射包裝材料的巻材(60)的裝置,特征在于其包括封閉具有第一壓力的氣體環(huán)境的輻照室(36 ),傳送該巻材(60)通過(guò)所述氣體環(huán)境的裝置,在所述環(huán)境提供該電子束消毒裝置(18),以及至少在該巻材(60)照射的一部分期間將該氣體環(huán)境暴 露于預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的裝置(62)。
      24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的裝置,其中所述將該氣體環(huán)境暴露于 預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的裝置(62 )適于產(chǎn)生壓力調(diào)節(jié)循環(huán),其至少包括從第一壓力變?yōu)榈诙毫Γ摰诙毫Φ陀谠摰谝?壓力。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及利用來(lái)自至少一個(gè)電子束消毒裝置(18)的電子束輻照來(lái)照射部分成形包裝件(10)的方法,特征在于其包括在氣體環(huán)境中提供至少一個(gè)待照射的部分成形包裝件(10),以及將該氣體環(huán)境暴露于預(yù)先確定的壓力調(diào)節(jié)循環(huán)并至少在所述壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的一部分期間將該部分成形包裝件(10)暴露于照射。本發(fā)明還涉及用以實(shí)現(xiàn)所述方法的裝置。本發(fā)明進(jìn)一步涉及包裝材料卷材的照射。
      文檔編號(hào)B65B55/08GK101557832SQ200780045869
      公開日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2007年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
      發(fā)明者安德斯·克里斯蒂安松, 拉爾斯·奧克·內(nèi)斯隆德 申請(qǐng)人:利樂(lè)拉瓦爾集團(tuán)及財(cái)務(wù)有限公司
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