CN102209620A - 共挤出吹塑成型设备和方法及密封空装置 - Google Patents

共挤出吹塑成型设备和方法及密封空装置 Download PDF

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Abstract

一种装置,其包括包含第一聚合物并限定腔的体;和包含于所述第一聚合物基本不可结合的第二聚合物的封闭件;其中所述第一聚合物和所述第二聚合物中的至少其一相对于其中另一聚合物具有更高的收缩率;并且所述封闭件的至少一部分与所述体的至少一部分重叠,以在其间形成气密密封,并在所述体内限定密封无菌空腔。

Description

共挤出吹塑成型设备和方法及密封空装置
本专利申请要求2008年10月10日提交的名为“Co-Extrusion Blow Molding Apparatus and Method,and Sealed Empty Devices”的美国临时专利申请序列号No.61/104,649的优先权,其全部内容通过引用并入作为本公开的一部分。
发明背景
发明领域
本发明涉及吹塑成型方法和设备以及吹塑成型的装置例如密封容器,更具体涉及用于吹塑成型密封空装置的设备和方法,例如通过共挤出吹塑成型进行的。
背景信息
用于储存产品例如食品或医药产品的现有装置的缺点之一在于装置的多个部分必须分别制造,例如通过模塑制造,然后组装在一起。当装置用于储存无菌食品、医药产品或其它要求产品进行无菌充装和/或要求在储存期间和/或使用该装置期间产品相对于环境气氛保持密封的装置时,这可能是特别费时和高成本的。例如,在包括限定可变容积储存腔和相对刚性的外体或外壳的装置中,胆与外体分别形成,然后充注内胆或将内胆以其它方式与外体组装后进行充注。这些多重组装步骤可能费时且成本高并且可能使各个部件遭受污染。
因此,本发明的一个目的是克服现有技术中的一个或多个上述缺点和/或不利之处。
发明内容
根据第一方面,本发明涉及一种装置,所述装置包括包含第一聚合物并限定腔的体以及包含与第一聚合物基本不可结合的第二聚合物的封闭件。第一和第二聚合物中的至少其一具有相对于另一聚合物更高的收缩率;并且所述封闭件的至少一部分覆盖所述体的至少一部分,从而在其间形成气密密封并限定在所述体内的密封无菌空腔。
在本发明的一些实施方案中,所述体和封闭件是共挤出吹塑成型的。在一些实施方案中,所述封闭件包括可刺穿且可再密封隔膜。在一些这样的实施方案中,所述可刺穿且可再密封隔膜包含与封闭件的第二聚合物可结合的第三聚合物。
在本发明的一些实施方案中,所述体限定包含第一聚合物的第一部分并且还包括包含第三聚合物的第三部分,所述第三聚合物与第一聚合物相比相对柔性并且与第一聚合物基本不可结合。由(i)第三部分的内部或(ii)在第一和第三部分之间形成的空间所限定的腔相对于环境气氛可气密密封。
在本发明的一些实施方案中,所述装置还包括单向阀,所述单向阀牢固固定至所述体和/或封闭件并与所述体的内部流体连通。所述单向阀限定使所述腔相对于环境气氛气密密封的正常关闭位置以及允许无菌充注产品经所述单向阀流出所述腔的开启位置。在一些这样的实施方案中,所述单向阀在关闭和开启位置均基本防止细菌和其它污染物侵入所述腔。在一些这样的实施方案中,所述单向阀包括能够对在单向阀进口处超过阀开启压力的物质进行响应而从关闭位置向开启位置移动的柔性阀构件。
根据另一方面,本发明涉及一种装置,所述装置包括体;和与所述体共挤出吹塑成型的可穿透且可热再密封部分。所述体和可穿透且可热再密封部分协同限定密封无菌空腔。
本发明的一些实施方案还包括限定可穿透且可热再密封部分的封闭件。在一些这样的实施方案中,所述体包含第一聚合物;并且所述封闭件包含与第一聚合物基本不可结合的第二聚合物。第一和第二聚合物中的至少其一具有相对于其中另一聚合物更高的收缩率。此外,所述封闭件的至少一部分与所述体的至少一部分重叠,从而在其间形成气密密封并限定在所述体内的密封无菌空腔。
根据另一方面,本发明涉及一种方法,其包括以下步骤:
(i)挤出包含第一聚合物的体;
(ii)与所述体共挤出包含与第一聚合物基本不可结合的第二聚合物的封闭件,其中第一和第二聚合物中的至少其一具有相对于另一聚合物更高的收缩率;和
(iii)吹塑成型该共挤出的体和封闭件,并且在其中形成相对于环境气氛密封的无菌空腔。
本发明的一些实施方案还包括冷却所述吹塑成型的体和封闭件,并进而引发第一和第二聚合物的收缩以在其间形成气密密封体。本发明的一些实施方案还包括共挤出所述装置的第三部分,所述第三部分包含与第二聚合物可结合的第三聚合物。一些这样的实施方案还包括吹塑成型所述第一、第二和第三部分。一些实施方案还包括序列共挤出所述第一和第二聚合物。一些这样的实施方案还包括挤出第一聚合物的第一型坯并接着共挤出包围所述第一型坯的第二聚合物的第二型坯。一些实施方案还包括序列共挤出所述第一、第二和第三聚合物,并进而将第一和第二部分彼此固定并将第三聚合物结合至第二聚合物。
本发明的一些实施方案还包括用无菌流体无菌充注所述密封空装置。在一些这样的实施方案中,无菌流体为食品和药品中的至少其一。在一些这样的实施方案中,食品为含乳产品、含大豆产品、非乳奶油、含酸奶产品、含脂肪产品、含营养补充剂产品和低酸产品中的至少其一。在一些实施方案中,所述无菌充注包括利用注射构件针刺穿所述装置的可穿透部分并通过所述注射构件无菌充注所述腔。一些这样的实施方案还包括热再密封所形成的充注孔。在其它实施方案中,所述无菌充注包括(i)使所述封闭件与所述体分离,(ii)通过套管向所述腔充注流体,(iii)将所述封闭件再附着至所述体,其中步骤(i)-(iii)在无菌气体过压下进行。
根据另一方面,本发明涉及一种方法,其包括以下步骤:
(i)挤出包含第一聚合物的体;
(ii)与所述体共挤出可穿透且可热再密封部分,所述可穿透且可热再密封部分包含与第一聚合物基本不可结合的第二聚合物;和
(iii)吹塑成型该共挤出的体和可热再密封部分,并且在其中形成相对于环境气氛密封的无菌空腔。
一些实施方案还包括与所述体和可穿透部分共挤出包含与第一聚合物基本不可结合的第三聚合物的封闭件,其中第一和第二聚合物中的至少其一具有相对于其中另一聚合物更高的收缩率。在一些实施方案中,第二聚合物与第一和第三聚合物可结合。
本发明的当前优选实施方案的一个优点在于所述体和可移动的封闭件可以同时模塑成一个部件。一些当前优选实施方案的另一优点在于共挤出的体和封闭件形成并保持密封无菌空容器。
参考以下对于当前优选实施方案的详细说明和附图将更容易理解本发明和/或本发明优选实施方案的其它优点。
附图说明
图1A是本发明的装置的第一实施方案的透视图,其包括形成密封无菌空容器的共挤出吹塑成型的体和封闭件,其中所述封闭件与所述体可分离以无菌充注在所述容器的体中的腔,并且所述封闭件与所述体可再附着以气密密封在所述容器内的无菌充注产品。
图1B是图1A的装置的透视截面图。
图2是本发明的装置的第二实施方案的透视局部截面图,其包括相对刚性的球形外体、用于形成密封可变容积储存腔的共挤出吹塑成型的相对柔性内胆、以及与所述内胆连接用以将基本计量剂量的无菌充注产品从中分配的单向阀、泵和管组合件。
图3是图2的装置的透视图,示出处于基本空状态的装置,其中在从内胆的可变容积储存腔分配产品之后,相对刚性的外容器向内坍塌在自身和柔性内胆上。
图4A和4B是图2的装置的部分分解透视图,示出阀、泵和管组合件与密封空球和胆组合件的组装。
图5A-5F是图2的装置的透视局部截面图,示出穿过共模塑针可穿透隔膜进行针充注柔性内胆以及在内胆的无菌针充注之前基本排空内胆的步骤。
图6是图2的装置的局部透视截面图,示出在外球中形成孔或类似狭缝以允许空气经其流入在外球和柔性内胆之间的空间。
图7A-7F是图2的装置的透视局部截面图,示出穿透共模塑的针可穿透隔膜进行无菌针充注柔性内胆的步骤。
图8是图2的装置的透视局部截面图,示出激光再密封在共模塑隔膜中形成的所得针孔的步骤。
图9是本发明的装置的另一实施方案的局部截面图,其包括共模塑的体和封闭件,其中所述封闭件包括用于无菌充注该无菌空装置的可穿透且可再密封隔膜。
图10是用于对本文所公开类型的装置进行无菌充注的本发明设备的示意图。
图11A-11C是示出用于对本文所公开类型的装置进行共挤出吹塑成型的设备的透视图,所述设备包括用于对形成密封空装置的多个预定塑料材料型坯进行共挤出的挤出头、安装在挤出头下方并可移动成彼此配合并形成在其腔中容纳挤出的塑料材料的共挤出型坯的半模具、与所述型坯和所述半模具流体连通用以在其中吹入无菌过滤空气并形成限定密封无菌空腔的密封空装置的吹气杆、以及相对于模塑过程中所涉及的表面以水平、垂直或其它方式提供过压无菌气体的无菌过滤空气或其它气体的源。
图12A和12B是截面图,其示出处于闭合状态的模具、将无菌空气或其它气体注入模具内部以将所述装置吹成模具形状的吹气杆、以及在吹气杆撤除之后挤压吹气杆孔以形成限定无菌内腔的密封空装置的机构。
图13是示出密封空装置脱离模具的透视图。
图14A是图9的装置的透视图,示出施用于所述封闭件和体的界面上的防伪胶带。
图14B是图9的装置的透视图,示出在经其进行无菌充注之前对封闭件的至少针可穿透表面的灭菌,例如通过施加VHP或其它流体灭菌剂进行。
图15A-15C是图9的装置的透视图,示出穿过可穿透隔膜对装置进行无菌充注并注入无菌腔中所涉及的步骤。
图16A-16B是图9的装置的透视图,示出从封闭件隔膜中撤除充注针以及激光密封所形成的针孔以气密密封在装置腔中无菌充注的产品。
图16C是图9的装置的透视图,示出在对针可穿透且可激光再密封封闭件施加顶盖以保护封闭件以及后续利于手动握持并移除封闭件以从装置中分配产品的过程中所涉及的步骤。
图17A-17C是图9的装置的透视图,示出在从封闭件和体颈的界面上移除防伪胶带以及通过握持拉片移除顶盖来开启装置并从中分配所充注产品的过程中所涉及的步骤。
本发明实施方案的具体说明
在图1A和1B中,体现本发明的装置一般地由附图标记10表示。在所示的实施方案中,装置10包括含有第一聚合物的体12以及含有第二聚合物的封闭件,第二聚合物与第一聚合物基本不可结合并且第二聚合物具有比第一聚合物更大的收缩率。如图1B所最佳显示的,体12限定腔16的内部并且包括限定充注和分配孔20的颈18。颈18分别限定彼此轴向间隔的第一和第二环法兰22和24以及在其间轴向延伸的环沟槽26。封闭件14由上壁28和从其下垂的环法兰30限定。如图所示,环法兰30的部分32与颈18的部分34重叠。封闭件14的重叠部分32限定在其中容纳颈14的第二环法兰24的环沟槽36以及限定容纳在颈的环沟槽26内的环法兰35。由于形成封闭件14的材料相比于形成颈18的材料具有相对更高的收缩率,因此封闭件和颈的重叠部分32和34分别在形成时压缩成彼此配合,如下所述,并且在其间形成气密密封。还如下所述,在所示的实施方案中,体和封闭件12和14分别共挤出并优选序列共挤出吹塑成型。结果,装置的腔16相对于环境气氛可气密密封。此外,如下所述,因为第一聚合物与第二聚合物基本不可结合,所以封闭件14与颈18可分离以无菌充注空腔16,然后与颈18再附着以将封闭件14固定至颈并在其间形成气密密封。颈18的法兰22、24与封闭件14的沟槽36和法兰35互锁,并进而将封闭件可拆卸地保持在颈上并且同时在其间形成气密密封。如相关领域技术人员基于本文教导所可能认识到的,所述装置可包括目前已知或以后知晓的任意多个其它结构、特征或装置,用以将所述封闭件可拆卸地保持至所述体并在其间形成气密密封。
在图2-8中,本发明的装置的另一实施方案一般由附图标记110表示。装置110基本类似于上述装置10,因此利用在相同的附图标记前加数字“1”来表示相同的要素。装置110与装置10相比主要不同在于装置110包括相对刚性的球形外体112、形成密封可变容积储存腔116的共挤出吹塑成型的相对柔性内胆115以及连接内胆115用于从中分配基本计量剂量无菌产品的单向阀127、泵125和管121组合件,如下文所述。
如图2-4所示,装置110限定相对刚性的基本球形外体112,在其上半球部分中限定多个相对于彼此轴向间隔的环褶113。如图3典型所示,褶113允许外体112的上半球部分在从柔性内胆中分配产品之后反转或向内折叠在其自身上。如图6最佳所示,每个褶113由外体112的径向向外延伸的环肋所限定并且形成允许外体在各个褶处向内折叠在自身上的枢轴。如相关领域技术人员基于本文教导所可能认识到的,术语“褶”用于指目前已知或以后知晓的允许外体向内折叠坍塌在自身上的任意多个不同的结构或特征,并且可以采取这些形式。
装置110还包括限定可变容积腔116的相对柔性内体115(图6)。与外体112一样,柔性内体115为基本球形并在其上半球部分中限定多个相对于彼此轴向间隔的环褶117。如在图5A-5F中典型所示,内体115由相比于外体112相对柔性的柔性胆所限定。如图3典型所示,褶117允许内胆115的上半球部分在从中分配产品后反转或向内折叠在自身上。
如图4A典型所示,外体112限定在其中容纳封闭件的向上延伸的颈118。颈118分别限定第一和第二环法兰122和124以及在其间轴向延伸的环沟槽126。封闭件114限定可穿透且可热再密封隔膜128和从其下垂的环法兰130(参见图5A)。如图5A所示,颈118与封闭件114的下垂法兰130重叠并与其结合形成在其间的气密密封。还如图所示,封闭件114的下垂法兰130包括与颈118的凹陷和法兰互锁的对应凹陷和法兰以进一步将封闭件固定至颈。封闭件114的下垂法兰130与柔性内胆115结合(优选通过序列共挤出模塑进行,如下文所述),使得封闭件114与内胆形成为一体,并且内胆115(至少部分)通过封闭件支撑在外体112内。在所示实施方案中,外体112包含第一聚合物,柔性内胆115包含与外体的第一聚合物不可结合的第一聚合物,并且封闭件114包含与外体112的第一聚合物和内胆115的第二聚合物可结合的第三聚合物,使得在共挤出吹塑成型该三个组件之后,封闭件114与外体112的颈118和内胆115的上部结合并形成为一体,以将内胆115牢固固定并气密密封在外体112内。
装置110还包括穿过封闭件隔膜128与内胆115可连接的单向阀127、致动器/泵125和柔性管121组合件,用于从中分配基本计量剂量的无菌充注产品。圆顶形状的致动器和泵组合件125可手动结合以下压圆顶形状的致动器并进而从内胆115中泵送基本预定体积的产品通过单向阀127。柔性管121连接在致动器/泵125的进口和顶盖115之间。如图4A和4B所示,顶盖115包括穿刺构件123,其限定通过其与管型导管流体连通的多个孔,用以穿刺封闭件114的气密密封且可再密封隔膜128并进而流体连通地连接导管121与内胆115。如图4A和4B所示,顶盖115包括在其内表面上的环法兰131,其与颈118的环凹陷126可配合以将顶盖牢固固定至颈。如果在无菌充注机中顶盖与封闭件114不附着,则顶盖115可提供为无菌包装或可提供有箔、带或类似密封覆盖物(未示出)的覆盖以在穿刺封闭件之前保持穿刺构件无菌,封闭件可类似地提供有箔、带或类似密封覆盖物(未示出)以在穿刺之前保持穿刺表面无菌。根据需要,可在单向阀127出口处将栓塞129容纳在喷嘴119的开口端中,以在运输和储存期间保护阀,以及防止在运输和储存期间通过阀的任何意外的产品分配。
在所示实施方案中,单向阀127在阀的整个储存和使用期间保持在装置110内部和环境气氛之间的气密密封。因此,单向阀127、致动器/泵125和其它喷嘴组件可采取在通过引用全文并入作为本公开一部分的任意以下专利申请和专利中公开的任意这样的组件的形式:2007年1月5日提交的美国专利申请11/650,102,其要求2006年1月5日提交的美国临时专利申请60/757,161的优先权;2008年1月28日提交的美国专利申请12/021,115,其为要求2004年12月4日提交的美国临时专利申请60/633,332和2005年1月14日提交的美国临时专利申请60/644,160的优先权的2005年12月5日提交的美国专利申请11/295,251即现美国专利No.7,322,491的继续申请;2005年12月5日提交的美国专利申请No.11/295,274,即现美国专利No.7,278,533;2007年12月3日提交的美国专利申请No.11/949,104,其为2007年10月10日提交的美国专利申请No.11/900,335的继续申请;2007年9月10日提交的美国专利申请No.11/900,227;2007年9月10日提交的美国专利申请No.11/900,332;2006年9月8日提交的美国临时专利申请No.60/843,131。
如上所述,柔性内体115由于外体112的聚合物基本不可结合的第三聚合物所限定。如在图5A-5F中最佳所示,柔性内体115被抽空并准备经由与真空源(未示出)流体连通连接的针等注射构件131进行流体充注。如图可见,将无芯针131插入穿过封闭件114的可穿透隔膜128以将针的开口端置于可变容积储存腔116中。然后,激活真空源以通过针进行真空抽吸并进而从可变容积腔116中抽吸空气。如图6所示,柔性内体115能够坍塌远离外体112,这是因为在体112中形成狭缝133,其进而允许环境空气流入内外体之间的空间。如图5A-5F所示,这进而允许柔性内体115在其内容物排空时坍塌。狭缝133通过将由内胆相同材料形成的所需狭缝形状的轴向伸长条带135引入形成外体的型坯内而形成。形成条带135和内胆的材料由与外体112的聚合物基本不可结合的聚合物构成。结果,在挤出和/或吹塑成型过程中,条带135不与外体112结合,但与内胆115结合,由此在外体中形成所得的狭缝133。
如在图7A-7E中最佳所示,抽空的内体115是无菌的或者通过相同的针等注射构件131无菌充注流体或所需产品。或者,可以采用不同的针或注射构件。在两种情况下,在抽空内胆115的可变容积储存腔116(或者从该腔中抽吸出所需量的气体)之后,将产品通过针注射进入储存腔。在所示实施方案中,如图7E所示,当内胆115被充注时,其膨胀接触或基本接触外体112。如图8所示,以及如下所述,在充注内胆115之后,撤回充注构件131并且将所形成的穿孔热再密封,例如通过对其施加激光辐射144进行。如下所述,在所示实施方案中,外体112、柔性内体115和可再密封部分114被共挤出,并且优选被序列共挤出吹塑成型。该方法的一个优点在于模塑过程提供密封无菌空装置,例如容器,其准备用于无菌充注,而且该装置不需要在充注前对产品腔进行伽马或其它灭菌。
转向图9,本发明的装置的另一实施方案一般由附图标记210表示。装置210基本类似于上述装置10和110,因此利用在相同的附图标记前加数字“2”或将前面的数字“1”替换成“2”来表示相同的要素。装置210基本类似于相关于图1A和1B的上述装置10,其主要不同在于封闭件214在其上壁中包括针可穿透且可热再密封隔膜228。提供隔膜228用于针充注和热再密封,例如通过激光辐射进行,如上所述。此外,体212的颈218限定环凹陷226,并且封闭件214的下垂法兰230限定容纳在颈的对应凹陷226内的对应环法兰236。结果,封闭件与颈互锁以将封闭件可拆卸地保持在颈上并在其间形成气密密封。针对上述实施方案,装置210的组件优选被序列共挤出吹塑成型以在模具中形成密封无菌空装置。在所示实施方案中,体212包含第一聚合物,并且封闭件214被可再密封部分240和基座部分241所限定。封闭件214限定对于体212的气密密封和气密密封腔216,如在以上实施方案中所述。此外,可再密封部分228包含与封闭件214的第二聚合物基本可结合的第三聚合物,以将可再密封部分与封闭件结合。此外,因为形成颈218的第一聚合物与形成封闭件214的法兰230的第二聚合物基本不可结合,所以当准备从体212中分配产品时,可从体212上移除封闭件。
参考图11A-11C、12A、12B和13,更加详细地示出一个示例性的共挤出吹塑成型设备和方法。在图11A中,以及在示例性实施方案中,从挤出头54挤出体型坯48。如在图11A中的多个箭头所指示,过压的无菌空气或其它气体被横向或水平地导向挤出体和与挤出体相邻或容纳挤出体的模具表面上。根据需要,可如图11A中方向向下的箭头所示,将过压的无菌空气或其它气体引导通过型坯。在图11B中,在预定时间后或者在挤出的体型坯48达到预定长度时,从挤出头54挤出封闭件型坯50。在所示实施方案中,型坯48和50二者形成空腔和管形状。如图11B所示,型坯被释放进入模具46中,所述模具46分别由两个半模具56和58限定。吹气杆52位于模具46和挤出头54下方并与型坯对准,使得其与型坯和模腔的内部流体连通。如图11C所示,半模具56和58中的每一个被横向移动成彼此配合并且与型坯配合,并且从挤出头54将型坯切断。在这些步骤中,保持无菌气体的流动,如图11B和11C中箭头所指示。
如图12A最佳所示,从吹气杆52将加压(且无菌)空气引入型坯48和50的中空中心,使型坯膨胀成模具形状,进而在所示实施方案中分别形成体12和封闭件14。如图12B所示,移除吹气杆52并通过夹具60将围绕所形成的孔的材料挤压在一起,同时装置10仍然保持相对热且柔顺,以密封吹气杆孔(未示出)。然后,使装置10冷却至环境温度,结果第一和第二聚合物的不同收缩率使得封闭件14围绕体12收缩并在其间形成气密密封。接着,如图13所示,打开模具46,取出包括密封空腔16的装置10,所述空腔16相对于环境气氛气密密封。
如图14A所示,在一些实施方案中,装置10还包括围绕封闭件14的防伪部分62,其在将装置10从模具46中移出之后施加。在所示实施方案中,防伪部分是在打开封闭件的情况下或者在封闭件和颈之间的密封被破坏的情况下会破裂的胶带、收缩膜等防伪密封件。
因此,参考图10,与图1A和1B相关的上述充注装置10的制造包括以下步骤:
1.挤出容器10的体12。
2.序列共挤出封闭件14(即,在初始释放出体型坯之后释放封闭件型坯),使得封闭件14和体12在体12的颈区18彼此重叠。容器体12和封闭件14可以是单层材料或者可以由本领域常规使用的多层材料形成。
3.在颈18的进口处停止体12的挤出,但是继续形成封闭件14以完成封闭件的在颈上方的部分。
4.关闭包围序列共挤出的体和封闭件的半模具56、58。
5.通过吹气杆52将无菌过滤(微过滤)空气或其它气体注入型坯内部和模腔中,以使共挤出的型坯膨胀与模腔壁接合,并进而完成限定密封无菌空内腔16的封闭容器的形成。
6.形成彼此不可结合且限定不同收缩(或收缩率)的热塑性塑料的封闭件14和体12。具有较高收缩的塑料位于外侧上,使得其压缩塑料内层并在其间形成气密密封。在所示实施方案中,封闭件具有较高的收缩并因此包围颈。如果,另一方面,所述体具有较高收缩,则颈将包围封闭件以在其间形成气密密封。
7.将密封无菌空容器10(即,与封闭件14模塑成一体的体12)引入充注机50中。
●在第一位置52(根据需要),利用例如流体灭菌剂64如VHP或利用辐射例如电子束等对容器外部灭菌。
●在第二位置54,利用机器人或以其它方式从体12中移除封闭件14并通过颈18无菌充注所述腔16。该阶段可在过压的无菌空气(方向向下流动或横向流动)下进行。可使用常规充注套管经由容器的开放颈进行无菌充注。然后,在充注之后,将封闭件14与颈18再附着以密封在容器10内的无菌充注产品。
●如上所述,封闭件14和颈18的界面使得由于多个不可结合的热塑性层在模塑部件冷却至环境温度后的不同收缩率产生的压缩,导致在其间形成气密密封。然而,因为所述多个层是彼此不可结合的,所以可从颈上机械移除封闭件14(例如通过相关领域技术人员已知类型的机械臂或其它自动化工件夹具来进行)以充注所述体,然后在利用相同的工件夹具进行无菌充注之后将封闭件14与颈18再附着,以进而密封在容器内的无菌充注产品。使用中,通过用手夹持封闭件14并将封闭件从颈上手动提起或旋转以移除封闭件并暴露出开放的颈来进行分配。
8.在无菌充注和密封之后,将密封的无菌充注容器置于充注机的出口位置56。出口位置56可包括常规质量控制特征,例如确定正确充注液位和/或泄漏的传感器、标注装置、提供防伪密封件等。
还参考图10,充注装置110、210的制造包括以下步骤:
1.挤出容器110和210的体112、212;
2.序列共挤出内胆115和封闭件114或封闭件214,所述封闭件包括可针穿透部分128、228,使得内外型坯在选定部分(例如在颈区118、218)处重叠;
3.在待被可穿透/可再密封部分覆盖的进口处停止体112、212的挤出,但是继续形成在所述体的进口上方的可穿透/可再密封封闭件;
4.闭合包围共挤出部件110、210的半模具56、58;
9.通过吹气杆52将无菌过滤(微过滤)空气或其它气体注入型坯内部和模腔中,以使共挤出的型坯膨胀成与模腔壁配合,并进而完成限定密封无菌空内腔116、216的封闭容器的形成。
5.形成弹性体材料的针可穿透封闭件128、228并形成在模塑后彼此可结合的相对刚性材料的容器体112、212,以在其间形成气密密封(即,在吹塑时不同材料结合在一起,例如通过具有至少一种相同组分来进行)。所述封闭件的弹性材料通常具有比相对刚性或较低柔性的体材料(例如PP(聚丙烯)或PE(聚乙烯))更高的收缩。因此,较高收缩的封闭件可位于外侧,使得其压迫较低收缩的体以利于两种材料的结合并在其间形成气密密封。或者,较高收缩的封闭件设置为在冷却至环境温度之后避免封闭件的伸展或部件中的其它不期望的应力。
6.将密封无菌空容器110、210(即,与针可穿透封闭件128、228结合的体112、212)引入充注机中。
●在第一站52(根据需要),利用例如流体灭菌剂如VHP或利用辐射例如电子束等对容器的针可穿透部分灭菌。如图14B所示,在示例性设备中,第一站52包括利用例如流体灭菌剂如气相过氧化氢(“VHP”)对装置10进行灭菌的灭菌设备64。在使用VHP的情况下,将加热的气体转移至装置10的表面上以蒸发流体灭菌剂并进而为后续的车主和密封提供干燥的无菌体12。根据需要,也可以采用其它的灭菌机制,例如电子束、伽马辐射或其它辐射。
●在第二站54,利用针131经由弹性体封闭件对密封空容器进行抽空和针充注。该阶段可在过压的无菌空气(方向向下流动或横向流动)下进行。如图15A所示,在装置210的示例性实施方案中,充注步骤包括利用注射构件例如针131刺穿可穿透且可热再密封部分228。如图15B所示,由此使注射构件131与腔216流体连通。如图15C所示,由此所述腔216通过注射构件131充注流体。如图16A和16B所示,在所述腔216充注之后,撤除针131。优选地,可穿透隔膜228是自密封的。然而,如图16B所示,根据期望或其它需要,可热再密封所述孔,例如通过施加激光能量144来进行。
●如图16C-17C所示,可将顶盖270牢固固定至封闭件214。在一个实施方案中,将顶盖270热夹持至封闭件214以使顶盖牢固固定至封闭件并防止对下方的可穿透隔膜228的损害。在所示实施方案中,顶盖270包括拉片272,以有利于手动抓握顶盖,从而在准备进行产品分配时移除顶盖以及固定在其上的封闭件。如相关领域技术人员根据本文教导所可认识到的,顶盖可采取目前已知或以后知晓的任意多种不同的形式或构造以及采取任意多种不同方式使其可牢固固定或以其它方式附着至封闭件。例如,在一些实施方案中,针可穿透材料具有足够的弹性以在充注并移除针之后自我闭合。在这些实施方案中,顶盖可牢固固定至体以覆盖针可穿透区域从而在该区域气密密封所述容器。
●使用中,使用者移除防伪部分262,然后抓握并拉扯拉片272。该动作移除顶封闭件270和封闭件214,并允许使用者从所述腔216中经由颈218和孔220分配产品。
●在无菌充注和密封之后,将密封的无菌充注容器置于充注机的出口台56。出口台56可包括常规质量控制特征,例如确定正确充注液位和/或泄漏的传感器、标注装置、提供防伪密封件等。如图10所示意性示出,设备50包括机动输送器,用于将所述装置运输通过上述站。
如上所述,可穿透且可热再密封部分128、228允许利用针等注射构件131、231经其充注腔116、216,并且热再密封所形成的穿孔,例如通过对其施加激光辐射进行。装置110、210可被充注和热再密封或者利用其它充注构件无菌充注并密封在容器或其它装置中,这可利用目前已知或以后知晓的任意多种不同设备以任意多种不同方式进行,包括在通过引用全文并入作为本公开一部分的以下任意专利申请和专利中公开的任意装置和设备及方法:2007年12月3日提交的名为“Device with Needle Penetrable and Laser Resealable Portion and Related Method”的美国专利申请序列号No.11/949,097、2007年10月31日提交的同名美国专利申请序列号No.11/933,300,二者均为2007年7月16日提交的同名美国专利申请序列号11/879,485的继续申请,其为2006年4月21日提交的名为“Medicament Vial Having a Heat-Sealable Cap,and Apparatus and Method for Filling the Vial”的美国申请序列号No.11/408,704、现美国专利No.7,243,689的继续申请,其为2004年1月28日提交的名为“Medicament Vial Having A Heat-Sealable Cap,And Apparatus and Method For Filling The Vial”的美国专利申请序列号No.10/766,172、现美国专利No.7,032,631的继续申请,其为2003年10月27日提交的同名美国专利申请序列号No.10/694,364的部分继续申请,其为2003年3月21日提交的同名共同未决美国专利申请序列号No.10/393,966的继续申请,其为2001年1月12日提交的同名美国专利申请序列号No.09/781,846、现2003年8月12日授权的美国专利No.6,604,561的分案申请,其还要求2000年2月11日提交的同名美国临时申请序列号No.60/182,139的优先权;2003年1月28日提交的同名美国临时专利申请No.60/443,526;2003年6月30日提交的同名美国临时专利申请No.60/484,204;2007年10月31日提交的名为“Sealed Containers And Methods Of Making And Filling Same”的美国专利申请No.11/933,272,其为2006年9月1日提交的同名美国专利申请序列号No.11/515,162的继续申请,其为2003年9月3日提交的同名美国专利申请No.10/655,455、现美国专利No.7,100,646的继续申请;2007年9月17日提交的名为“Adjustable Needle Filling and Laser Sealing Apparatus and Method”的美国专利申请序列号No.10/983,178;2007年9月17日提交的名为“Apparatus and Method for Needle Filling and Laser Resealing”的美国专利申请序列号No.11/901,467,其为2006年8月28日提交的同名美国专利申请序列号No.11,510,961的继续申请,其为2005年3月2日提交的同名美国专利申请序列号No.11/070,440的继续申请;2005年3月7日提交的名为“Apparatus for Molding and Assembling Containers with Stoppers and Filling Same”的美国专利申请序列号No.11/074,513;2005年3月7日提交的名为“Method for Molding and Assembling Containers with Stoppers and Filling Same”的美国专利申请序列号No.11/074,454;2006年1月25日提交的名为“ Container Closure With Overlying Needle Penetrable And Thermally Resealable Portion And Underlying P
如相关领域技术人员基于本文教导所可能认识到的,所述装置可经由充注组合件进行充注,所述充注组合件可采取目前已知或以后知晓的任意多种不同的构造。例如,所述充注组合件可具有用于灭菌、进料和/或无菌充注液体组分进入密封空腔的任意多种不同机构。此外,除了使用可穿透且可再密封部分或套管之外,所述装置还可以采用充注阀和充注构件用于通过充注阀进行充注,如例如通过引用全文并入作为本公开一部分的以下任意专利和专利申请中公开的充注阀:2008年2月4日提交的名为“Dispenser and Apparatus and Method for Filling a Dispenser”的美国申请序列号No.12/025,362,其为2006年2月8日提交的同名美国申请序列号No.11/349,873的继续申请,其为2004年5月12日提交的同名美国申请序列号No.10/843,902,现2006年2月14日授权的美国专利6,997,219的继续申请;2007年11月9日提交的名为“Device with Chamber and First and Second Valves in Communication Therewith,and Related Method”的美国申请序列号No.11/938,103,其为2004年10月28日提交的名为“Container and Valve Assembly for Storing and Dispensing Substances,and Related Method”的美国申请序列号No.10/976,349的分案申请。在这样的替代实施方案中,第一阀形成或安装在容器中与储存腔流体连通以经其充注储存腔。此外,所述容器可包括第二阀,所述第二阀形成或安装在容器上以允许在充注其间气体流出储存腔或允许在充注期间从储存腔中抽吸或抽空气体。
术语“无菌”应理解为是指所关注的产品符合国家法律或国际法律中关于此类产品规定的相应微生物标准。例如,在本发明实施方案中的组分可通过以下技术被认为无菌的:明确指出减少或消除蛋白质和脂质、蛋白质和碳水化合物的相互作用和热反应的技术和/或减少对于热不稳定的大量营养素和微量营养素例如核苷、维生素、益生菌、长链多不饱和脂肪酸等的损伤等的技术。可以使用各种合适的技术。这些技术中的一些依赖于施加热(热灭菌),例如加压蒸煮灭菌处理。其它的非加热或“冷灭菌”技术包括例如细菌过滤或微滤、高压灭菌和照射。可以根据本发明的配方和产品的预定用途,在特定配方和产品的生产中适当地选择和组合这些技术。
如相关领域技术人员基于本文教导所可能认识到的,可对本发明的上述和其它实施方案进行修改和变化,而不偏离如所附权利要求书所限定的本发明范围。例如,本文所述的聚合物和形成每种聚合物的单体可以采取目前已知或以后知晓的任意多种不同聚合物和/或单体的形式,来执行如本文所述的聚合物和单体的功能。此外,在一些实施方案中,封闭件14包括比体12的聚合物具有更高收缩率的聚合物。在这种情况下,封闭件14将配合在体12的颈中,而不是围绕它,以在其间形成界面配合。在其它实施方案中,封闭件14不可从体12上移除,或者是因为封闭件14牢固固定至体12,或者是因为体12的第一聚合物与封闭件14的第二聚合物基本可结合。此外,所述装置可采取目前已知或以后知晓的任意多种不同的构造,并且所述装置的组件可采取目前已知或以后知晓的任意多种不同的物理和/或化学特征。例如,所述体或封闭件的形状可采取目前已知或以后知晓的任意形式。类似地,所述条带和狭缝可采取执行其功能的任意形状,并且所述可反转部分可制成目前已知或以后知晓的用于反转、可挠曲或其它目的的任意形状。例如,所述可反转部分可包括相对柔顺的聚合物,所述相对刚性部分可包括与相对柔顺聚合物可结合的相对刚性聚合物。类似地,所述盖和喷嘴可采取目前已知或以后知晓的任意多种不同的盖或喷嘴的形式,分别用于密封和分配。
在所示的实施方案中,流体流孔具有瓶颈的特性;但是,如相关领域技术人员基于本文教导所可能认识到的,流体流孔可采取目前已知或以后知晓的任意多种不同的构造。例如,根据需要,流体流孔可在其内包括或限定为单向阀,例如截止阀,以允许腔中的内容物对压力和/或温度变化响应进行自调节。优选地,例如在所述装置在食品例如无菌食品或医药产品的应用中,所述单向阀在关闭和开启两种位置(即在整个储存和从装置中分配产品的期间)均基本防止细菌或其它污染物侵入腔16中。可与本发明的方法和设备相关使用的示例性阀构造包括通过引用全文并入作为本公开一部分的以下任意专利和专利申请中公开的那些:2008年2月4日提交的名为“Dispenser and Apparatus and Method for Filling a Dispenser”的美国申请序列号No.12/025,362,其为2006年2月8日提交的同名美国申请序列号No.11/349,873的继续申请,其为2004年5月12日提交的同名美国申请序列号No.10/843,902、2006年2月14日授权的现美国专利6,997,219的继续申请;2007年11月9日提交的名为“Device with Chamber and First and Second Valves in Communication Therewith,and Related Method”的美国申请序列号No.11/938,103,其为2004年10月28日提交的名为“Container and Valve Assembly for Storing and Dispensing Substances,and Related Method”的美国申请序列号No.10/976,349的分案申请。
此外,所述装置可括任意数目的密封空腔,包括例如用于容纳一种或更多种第一液体组分的第一腔和用于容纳一种或更多种第二液体组分的第二腔。在一些这样的实施方案中,第一和第二腔最初相对于彼此密封以在例如产品的保存期内保持第一和第二液体组分彼此分离。接着,当产品追被分配或使用时,容器包括允许第一和第二腔设置成彼此流体连通以允许第一和第二液体组分在使用时或在使用前的短时间内混合的机构。可与本发明的方法和设备相关使用的示例性装置包括通过引用全文并入作为本公开一部分的以下任意专利和专利申请中公开的那些:2007年10月26日提交的名为“Ready to Feed Container with Drinking Dispenser and Sealing Member,and Related Method”的美国临时专利申请序列号No.60/983,153;2006年1月25日提交的名为“Container Closure With Overlying Needle Penetrable And Thermally Resealable Portion And Underlying Portion Compatible With Fat Containing Liquid Product,And Related Method”的美国专利申请序列号No.11/339,966;2007年4月10日提交的名为“Ready to Drink Container with Nipple and Laser Resealable Portion,and Related Method”的美国专利申请序列号No.11/786,206,其要求2006年4月10日提交的同名美国临时专利申请序列号No.60/790,684,filed April 10,2006的优先权;2007年10月11日提交的名为“Container Having a Closure and Removable Resealable Stopper for Sealing a Substance Therein and Related Method”的美国临时专利申请序列号No.60/981,107。
此外,所述装置和方法可用于储存和分配任意多种不同的产品或物质,包括但不限于:食品例如低酸食品、乳制品、乳基、大豆基、水基、果汁基或其它食品、以及药物、眼药、皮肤药和疫苗产品以及工业产品例如涂料、胶粘剂和前述产品的组分。虽然本文公开的装置和方法特别适用于在储存期间和在从装置中分配产品的整个期间应该保持无菌和相对于环境气氛保持气密密封的无菌产品的储存和分配,但是它们也可以与其它非无菌的或不需要相对于环境气氛气密密封的产品一起使用。
因此,目前优选实施方案的该详细说明应被视为说明性的而不是意图限制。

Claims (28)

1.一种装置,包括:
包含第一聚合物并限定腔的体;和
包含与所述第一聚合物基本不可结合的第二聚合物的封闭件;其中所述第一聚合物和所述第二聚合物中的至少其一相对于其中另一聚合物具有更高的收缩率;并且所述封闭件的至少一部分与所述体的至少一部分重叠,以在其间形成气密密封,并在所述体内限定密封无菌空腔。
2.如权利要求1所述的装置,其中所述体和所述封闭件是共挤出的。
3.如权利要求2所述的装置,其中所述体和所述封闭件是共挤出吹塑成型的。
4.如权利要求1所述的装置,其中所述封闭件包括可刺穿且可再密封构件。
5.如权利要求4所述的装置,其中所述可刺穿且可再密封构件包含与所述封闭件的所述第二聚合物可结合的第三聚合物。
6.如权利要求1所述的装置,其中所述体限定包含所述第一聚合物的第一部分并且还包括包含所述第三聚合物的第三部分,所述第三聚合物相对于所述第一聚合物相对柔性并且与所述第一聚合物基本不可结合,所述体还包括相对于环境气氛可气密密封的腔,所述腔由(i)所述第三聚合物的内部和(ii)在所述第一部分和所述第三部分之间的空间中的至少其一所限定。
7.如权利要求6所述的装置,其中所述装置还包括单向阀,所述单向阀牢固固定至所述体和所述封闭件中的至少其一并与所述体的内部流体连通,并且所述单向阀限定相对于环境气氛气密密封所述腔的正常关闭位置和允许物质通过所述单向阀流出所述体和所述装置的开启位置。
8.如权利要求7所述的装置,其中所述单向阀在所述关闭和开启位置均基本防止细菌和其它污染物侵入所述腔中。
9.如权利要求8所述的装置,其中所述单向阀包括对在所述单向阀进口处超过阀开启压力的物质进行响应而从所述关闭位置向所述开启位置可移动的柔性阀构件。
10.一种装置,包括:
体;和
与所述体共挤出吹塑成型的可穿透且可热再密封部分,其中所述体和所述可穿透且可热再密封部分协同限定密封无菌空腔。
11.如权利要求10所述的装置,还包括限定针可穿透且可热再密封部分的封闭件。
12.如权利要求11所述的装置,其中所述体包含第一聚合物;所述封闭件包含与所述第一聚合物基本不可结合的第二聚合物,其中所述第一聚合物和所述第二聚合物中的至少其一相对于其中另一聚合物具有更高的收缩率;并且所述封闭件的至少一部分与所述体的至少一部分重叠,以在其间形成气密密封,并在所述体内限定密封无菌空腔。
13.一种方法,包括以下步骤:
挤出包含第一聚合物的体;
与所述体共挤出封闭件,所述封闭件包含与所述第一聚合物基本不可结合的第二聚合物,其中所述第一聚合物和所述第二聚合物中的至少其一相对于其中另一聚合物具有更高的收缩率;和
吹塑成型共挤出所述体和封闭件,并在其中形成相对于环境气氛密封的无菌空腔。
14.如权利要求13所述的方法,还包括冷却吹塑成型的所述体和封闭件,并且引发所述第一聚合物和所述第二聚合物收缩,并进而在其间形成气密密封。
15.如权利要求13所述的方法,还包括共挤出包含第三聚合物的所述装置的第三部分,所述第三聚合物与所述第二聚合物可结合。
16.如权利要求15所述的方法,还包括共挤出吹塑成型所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分。
17.如权利要求13所述的方法,还包括序列共挤出所述第一聚合物和所述第二聚合物。
18.如权利要求13所述的方法,还包括挤出所述第一聚合物的第一型坯并且序列共挤出包围所述第一型坯的所述第二聚合物的第二型坯。
19.如权利要求15所述的方法,还包括序列共挤出所述第一聚合物、所述第二聚合物和所述第三聚合物,并且进而将所述第一部分和所述第二部分彼此牢固固定并将所述第三聚合物与所述第二聚合物结合。
20.如权利要求13所述的方法,还包括对所述密封无菌空容器无菌充注无菌流体。
21.如权利要求20所述的方法,其中所述无菌流体是食品和药品中的至少其一。
22.如权利要求21所述的方法,其中所述食品是含乳产品、含大豆产品、非乳奶油、含酸奶产品、含脂肪产品、含营养补充剂产品和低酸产品中的至少其一。
23.如权利要求20所述的方法,其中所述无菌充注包括利用注射构件针穿透所述装置的可穿透部分并通过所述注射构件无菌充注所述腔。
24.如权利要求23所述的方法,其中所述无菌充注还包括热再密封所形成的充注孔。
25.如权利要求20所述的方法,其中所述无菌充注包括(i)使所述封闭件与所述体分离、(ii)通过套管对所述腔充注流体和(iii)将所述封闭件再附着至所述体,并且其中步骤(i)-(iii)在无菌气体过压下进行。
26.一种方法,包括以下步骤:
挤出包含第一聚合物的体;
与所述体共挤出可穿透且可再密封部分,所述可穿透且可再密封部分包含与所述第一聚合物可结合的第二聚合物;和
吹塑成型共挤出的所述体和可再密封部分,并在其中形成相对于环境气氛密封的无菌空腔。
27.如权利要求26所述的方法,还包括与所述体和可穿透部分共挤出封闭件,所述封闭件包含与所述第一聚合物基本不可结合的第三聚合物,其中所述第一聚合物和所述第三聚合物中的至少其一相对于其中另一聚合物具有更高的收缩率。
28.如权利要求27所述的方法,其中所述第二聚合物与所述第一和第三聚合物可结合。
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