專利名稱：用于工件的運載和支承裝置的制作方法
本申請要求對2000年8月15日提交的美國臨時專利申請?zhí)?0/225,287、以及2001年4月5日提交的美國非臨時專利申請?zhí)?9/826,978的優(yōu)先權。
背景本發(fā)明涉及用于運載、盛裝和/或支承一件工件或多件工件、包括在工件處理加工過程中、以及在裝運至處理加工場所和從處理加工場所裝運出期間盛裝和/或支承一件工件或多件工件的的容器和支承器。
輻照加工是一種商業(yè)上廣泛應用的殺菌方法。尤其是γ束和電子束輻照被廣泛地使用。這兩種方法在保健產品的殺菌行業(yè)中是卓越的，而對于諸如商業(yè)上的聚合物和寶石之類的原材料和產品，則電子束加工占據了很大的市場份額。
γ輻照很早就被認可為用于保健產品、部件和包裝的殺菌的一種安全、有成本競爭力的方法。γ輻照是一種純能量的形式，其特征一般表現為低劑量的深度穿透，因此，能有效地殺死全部被輻照產品和其包裝內的微生物，同時僅伴隨有極小的溫度效應。γ輻照所具有的某些優(yōu)點是投射劑量精確、加工快捷、劑量分布均勻、系統(tǒng)靈活以及經定劑量釋放加工后立即可供產品。γ輻照是一種穿透性的殺滅劑。經處理后，產品或其部件無一區(qū)域留有靠不住的無菌狀態(tài)。由于無壓力要求也不強調真空密封，所以經γ輻照后，包裝仍保持完好無損。另外，γ輻照也不需要滲透性包裝材料。
電子束(e束)輻照是一種離子輻射的形式，它是破壞微生物的有效手段。e束輻照的特征一般表現為高劑量的低穿透，e束輻照加工過程是使產品暴露在一集中的、由加速器產生的高速電子束流下，加速器產生的電子束可以是脈沖的也可以是連續(xù)的。當一工件或被照材料在電子束下或電子束前經過時，它從電子上吸收能量。e束輻照大多數用于保健產品市場，用來處理諸如注射器之類的大量低價值的產品，以及處理諸如心胸器械之類的少量高價值的產品。
經輻照加工的每單位質量材料所吸收的能量稱之為吸收劑量，并標以千格雷(kGy)或兆拉德(Mrad)為測量單位。這種能量吸收會改變各種化學鍵和生物鍵，而正是這種能量的吸收或提供的劑量會破壞微生物細胞的再生。商業(yè)用的e束加速器能量范圍從3MeV至12MeV(百萬電子伏特)，且通常以單一能量操作。典型地，對于保健產品的消毒，為達到穿透產品和包裝，要求高能電子束。當估量e束消毒時，必須考慮產品的密度、包裝的大小和方向。一般來說，當用于均勻包裝的低密度和均勻的產品時，e束輻照執(zhí)行得最好。e束消毒要求不但控制暴露的速度和/或時間(例如控制傳送產品通過電子束的傳送帶的速度)，而且同時控制電子束流、掃描寬度和能量。傳送帶的速度可由來自于電子束流的反饋電路來控制。在加工過程中，倘若電子束流發(fā)生變化，則傳送帶的速度也相應地變化以保證提供的劑量保持恒定。
然而，無論何種輻照型式，均普遍存在著與輻照加工有關的各種問題。首先，與工件的材料不同的材料制成的容器中的諸工件的輻照處理可造成工件具有較大的吸收劑量的變化。不同的支承板或包裝材料可通過變化的量減少穿透電子的能量，并在表面區(qū)域或工件的整個厚度上形成不均勻的劑量吸收。另外，從不同的支承板和包裝材料上的放氣會污染工件。最后，工件通常用手工方式放置到傳送帶系統(tǒng)和從傳送帶系統(tǒng)上取走。以這種方式處理工件可造成對工件的污染或損壞。
因此，提供一種在工件處理之前、之中和之后用來運載和/或支承工件的裝置是有利的，這種工件承受e束輻照或者其它處理，其中，該裝置能提高或至少不會不利影響e束或其它處理的功效。
概述本發(fā)明是一種工件在承受e束輻照或其它處理時不會使工件受到不利影響的運載和支承裝置。具體來說，本發(fā)明將減少或消除從不同材料放氣的量，并最大程度地減小工件內吸收劑量的變化。本發(fā)明涉及一種最大程度減小放氣量和吸收劑量變化的裝置，以及用于消毒或其它處理一工件的方法，其中，只有少量放氣或無放氣，以及最小量的吸收劑量的變化。
更具體地講，本發(fā)明的運載和支承裝置包括至少一塊板，它具有至少一個用來保持工件的浮雕區(qū)域。該板的密度與工件的密度相同或非常相似，這樣，板和工件一起具有基本均勻的密度。此外，在某些實施例中，該板可用于包裝。該板可送至一制造商，工件在那里被放置或放入運載和支承裝置，不需任何附加的包裝。然后，制造商將整個單元送到處理場所，以承受處理。此后，該容納經消毒或其它處理的工件的整個單元又送回到制造商。
本發(fā)明的方法一般包括提供一工件或多個工件以及具有與工件相同或相似密度的支承和運載裝置，將工件放置或放入支承和運載裝置，以及將整個單元承受消毒或其它處理。
因此，本發(fā)明的一實施例提供了一種支承和運載裝置，當工件被運輸和/或承受商業(yè)用的消毒或其它處理處理時，該裝置不會對工件產生不利的影響。
本發(fā)明的另一實施例提供了一種支承和運載裝置，它具有與被支承和運載裝置運載的工件相同或非常相似的密度。
本發(fā)明的又一實施例提供了一種支承和運載裝置，它在承受處理時不會對工件產生不利的影響，并能用于包裝和運輸。
本發(fā)明的還有一實施例提供了一種用來對工件進行消毒或其它處理的方法，其中，工件不會因放氣或輻照劑量的變化而受到不利的影響。
按照下列的描述、附后的權利要求書和附圖，將會更好地理解本發(fā)明上述的和其它的特征、方面和優(yōu)點。
附圖簡介

圖1是本發(fā)明一實施例的俯視立體圖；圖2是本發(fā)明一實施例的截面圖，其中，本發(fā)明的支承裝置的一實施例可組合或堆疊，以便用于一處理工件的方法中；圖3和3a是本發(fā)明諸實施例的截面圖；以及圖4進一步示出圖2所示實施例的細節(jié)。
詳述本發(fā)明總的涉及一種用于工件支承和運載的裝置。具體來說，本發(fā)明可用來在工件加工處理之前、之中和之后支承和運載工件。
任何對于前后、左右、頂部和底部以及上部和下部的參照，只是為了描述的方便，并不將本發(fā)明或其諸部件限制于任一位置的或空間的定向。
本發(fā)明的一實施例是如圖1所示的單一板6。該實施例的接納板6通常為矩形；然而，接納板6的整體形狀可適應工件制造商的特殊需要。接納板6具有選定數量的、用來接納工件的浮雕區(qū)域(relieved region)8。盡管圖示的浮雕區(qū)域8為圓形孔，但應該知道，浮雕區(qū)域8可以具有能適應接納各種互補形狀的工件的選定形狀。浮雕區(qū)域8具有支承工件的唇形物16。
接納板6具有頂表面10和底表面20。除了浮雕區(qū)域8之外，頂表面10可以大致為連續(xù)的，或者，在其它的實施例中，可以具有附加的浮雕區(qū)域或孔，以減少板6的重量，或塑造或修正所選定的處理工藝的輻照處理的透射性。針對輻照技術的不同形式，頂表面10可適宜具有透明的區(qū)域，局部透明的區(qū)域和/或非透明的區(qū)域。接納板6具有側表面12。側表面12的寬度14將根據工件和處理工藝而變化。
在某些實施例中，頂表面10具有適宜與其它板或板邊緣接合或接觸的接合元件18，如圖2所示，當多個板6堆疊或以其它方式連接時，這種接合元件用來改進板與板的連接。底表面20具有適宜接納接合元件18的接納元件22。在另外的實施例中，接合元件可位于底表面20上，而接納元件可相應地位于頂表面10上。如圖所示，接合元件和接納元件位于接納板6的諸角上。在另些實施例中，接納板6可以沒有角，或接合元件18和接納元件22可位于接納板6上的任意位置。此外，在其它的實施例中，板6可以沒有接合元件和接納元件。
圖2示出本發(fā)明的多個接納板6堆疊在一起的一實施例。在該實施例中，設置有一頂板28和一底板28。頂板和底板具有大致連續(xù)的表面，且其形狀基本與接納板6相同。頂板和底板28針對處理工藝，可以是(或不是)透明的，不透明的或中性的。頂板和底板28以及接納板6可具有延伸通過各板的多個螺紋孔24(如虛線所示)。合適的連接件，例如，螺栓26或諸如此類的連接件，可用來連接諸板28以形成多層的堆疊。
較佳地，頂板和底板28以及接納板6由與工件的密度相同或相似的材料制成。在圖2所示的實施例中，工件30是硅晶片。相應地，頂板和底板28以及接納板6是鋁板。固定裝置(本實施例中為螺栓)也最好由與工件的密度相同或相似的材料制成。如圖2所示，本發(fā)明的裝置和工件的組合，當其放入輻照器時，從而以均勻密度或接近均勻密度的方式呈現自己。這可以最大程度地減小整個組合中劑量分布的變化。
圖3示出具有浮雕區(qū)域8的頂表面10。該浮雕區(qū)域8具有一內表面32。如圖3所示，諸內表面基本上互相豎立，且他們之間的距離略大于工件30的長度。浮雕區(qū)域8具有用來支承工件30的唇形物。較佳地，唇形物16，內表面32和頂表面10永久地互相結合在一起，即，它們成為一體單元?；蛘?，唇形物16可以是一分離件，用任何合適的方法固定到內表面32上。在優(yōu)選的實施例中，唇形物16是一個單元，并沿內表面32連續(xù)地延伸?；蛘?，唇形物16可沿內表面32僅占小部分，只要有足夠的唇形物支承工件30。較佳地，唇形物16足夠深入浮雕區(qū)域8，以使整個工件30位于浮雕區(qū)域8之內。
圖3a示出本發(fā)明的浮雕區(qū)域的另一實施例。該實施例的浮雕區(qū)域沒有唇形物16。內表面32傾斜而形成一漏斗形，這樣，內表面32執(zhí)行該優(yōu)選實施例的唇形物16的功能而支承工件30。
圖4示出本發(fā)明一實施例的示范的板對板的連接。接合元件18是一沿頂表面10的外邊緣的突起部分。較佳地，接合元件18與接納板6的其余部分成為一體，且由與接納板6的材料相同的材料制成。在該優(yōu)選實施例中，接納元件22是一與接合元件形狀和大小相同的敞開區(qū)域，且位于底表面20上。接合元件18以互鎖的方式插入接納元件20內。該互鎖連接可防止諸板相互之間移動或滑動。
在該實施例中，接合元件18沿頂表面10的角設置。在另一些實施例中，接合元件18可以位于頂表面10的任何位置，只要互補的接納元件22位于相應的位置。在還有的另一實施例中，接合元件18位于底表面20，而接納元件22位于頂表面10。除了接合元件18的高度不應大于側表面12的寬度14之外，接合元件18的尺寸以及相應的接納元件22的尺寸是無關緊要的。
較佳地，本發(fā)明的整個裝置，包括所有的固定裝置，是由與被處理的工件的密度相同或相似的材料制成。這可最大程度地減少放氣量，從而最大程度地減少對工件的污染。此外，使用具有與工件的密度相同或相似的密度的支承和運載裝置，最大程度地減少在整個被處理的材料或產品內的劑量分布的變化。最佳的做法是，工件加上裝置承受雙側的輻照。這進一步減少在整個被處理的材料或產品內的劑量分布的變化。
盡管本發(fā)明參照所示的示范性的實施例作了描述，但本發(fā)明也可采取其它的形式。因此，本發(fā)明的精神和范圍應參照附后的權力要求書來確定。
權利要求
1.一種用于處理工藝的運載和支承裝置，包括一用來接納工件的具有浮雕區(qū)域的板，所述工件具有一密度，其中，所述板具有基本與工件的密度相同的密度。
2.如權利要求1所述的運載和支承裝置，還包括一與所述浮雕區(qū)域相鄰的唇形物。
3.如權利要求2所述的運載和支承裝置，還包括多個板，其中所述板具有適宜與其它板接合的邊緣部分。
4.如權利要求3所述的運載和支承裝置，還包括堆疊的所述的多個板，所述的堆疊包括一頂板和一底板，所述頂板和底板具有大致連續(xù)的表面。
5.如權利要求4所述的運載和支承裝置，還包括多個連接所述多個板和所述頂板和底板的螺栓。
6.如權利要求1所述的運載和支承裝置，其特征在于，所述板是由鋁板制成，并適宜于接納硅晶片。
7.一種用于輻照工藝的運載和支承裝置，包括多個用來接納工件的具有浮雕區(qū)域的板，其中，所述板是由鋁板制成且適宜運載硅晶片，所述板具有適宜與其它板接合的邊緣部分，以實現板與板的連接，所述板具有鄰近所述浮雕區(qū)域的唇形物；且一堆疊的所述多個板，所述堆疊具有一頂板和一底板，所述諸板具有大致連續(xù)的表面。
8.一種商業(yè)上用的消毒方法，包括下列步驟提供待消毒的工件；提供至少一個用于接納工件的板；且將至少一個板和其運載的工件承受消毒處理。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述消毒是包括電子束輻照和γ輻照的組群中的一種處理。
10.如權利要求8所述的方法，其特征在于，所述消毒是電子束輻照消毒。
11.如權利要求8所述的方法，其特征在于，至少一個板和其運載的工件具有一頂側和一底側，其中，至少一個板和工件分別從所述頂側和底側的上方和下方的諸點承受消毒處理。
12.如權利要求8所述的方法，其特征在于，用于接納工件的至少一個板是由具有與工件的密度相同的密度的材料制成。
13.如權利要求8所述的方法，其特征在于，至少一個板具有適宜與其它板接合的邊緣部分。
14.如權利要求11所述的方法，其特征在于，還包括堆疊諸板的步驟。
15.如權利要求12所述的方法，其特征在于，還包括利用多個螺栓將所述多個板相互連接和固定的步驟。
16.一種用于輻照工藝的運載和支承裝置，包括多個用來接納工件的具有浮雕區(qū)域的板，除所述浮雕區(qū)域外，所述板是基本平的，所述板具有四個邊緣，其中，各個邊緣平行于另一邊緣且垂直于所述邊緣的另兩個邊緣，這樣，所述邊緣形成一基本為矩形的形狀，其中，當所述板堆疊時，所述板適宜于頂對底、板對板的連接，所述浮雕區(qū)域具有一基本上與所述工件的形狀相似的形狀，其中，所述浮雕區(qū)域具有的容積足以容納至少一個所述工件，所述工件具有一密度，其中，所述板具有基本上與工件的密度相同的密度；一個鄰近各個所述浮雕區(qū)域的唇形物，其中，所述唇形物適宜于支承所述工件；一個所述多個板的堆疊，所述堆疊具有一頂板和一底板，所述頂板和底板具有基本連續(xù)的表面，其中，所述頂板和底板基本上形狀相同，且由與用于接納工件的所述板的材料相同的材料制成；多個螺紋孔延伸通過各個所述頂板和底板以及所述接納板；以及多個螺栓插入各個所述螺紋孔，并連接所述頂板和底板以及所述接納板。
全文摘要
一種在處理工藝之前、之中和之后用來運載和支承工件的裝置。該裝置可用于工件的運輸和處理，且裝置在處理過程中不會對工件產生不利影響。該裝置包括至少一個板，該板具有至少一個用于保持工件的浮雕區(qū)域。該板具有與工件的密度相同或非常相似的密度，這樣，板和工件一起具有一大致均勻的密度。
文檔編號A61L2/08GK1460027SQ01814055
公開日2003年12月3日 申請日期2001年8月14日 優(yōu)先權日2000年8月15日
發(fā)明者V·J·巴爾默 申請人:離子束應用公司