JP2005521599A - 製造において使用するための装置、方法および可撓性バッグ - Google Patents

Abstract

流動性物質（Ｆ）が、可撓性バッグ（１６）から容器（１０）のような物品に分配される、製造方法。流動性物質（Ｆ）は、この流動性物質と接触するいかなる介在構造体もなしに、容器（１０）に直接分配される。従って、装置（１２）は、さほど高価でない材料から構成され得、そして頻繁な洗浄を必要としない。装置（１２）は、バッグ（１６）に対して分配するように作用し、そして流動性物質（Ｆ）に対しては作用しない。従って、装置（１２）は、食物および医薬のパッケージにおいてのような、無菌状態が維持されることが必要とされる特定の適用を有する。可撓性バッグ（１６）は、好ましくは、複数の出口を備えて形成され、複数の容器（１０）への同時の分配を可能にする。

Description

（発明の背景）
本発明は、一般に、製造プロセスおよび設備に関し、そしてより具体的には、流動性物質を物品に分配するための可撓性バッグを使用して、製品を製造することに関する。

多くの製造プロセスおよび装置は、構成要素として、流動性物資を物品に分配する要素を有する。一例として、容器を充填してこの容器を密封または閉鎖するパッケージング機械は、種々の製品をパッケージするために広範に使用されている。特定の適用について、同じ機械がまた、容器を作製する。いわゆる形成、充填および密封の機械は、代表的に、可撓性材料のウェブからバッグを形成し、そしてこのバッグを直接、充填ステーションに通し、このステーションで、製品が、重力によって供給されるか、または他の様式で、バッグの開口部を通してバッグ内に移動される。次いで、同じ機械が、このバッグの開口部を密封して、製品を閉じ込める。このバッグはまた、それ自体が、別の容器（例えば、ボール箱）の内側に配置され得る。

食品および医療製品は、通常、上記のような様式で、そして上記のような型の機械によってパッケージされる。これらの製品は、重力の力の下で、またはポンプ、オーガーもしくは他の適切なデバイスによって押される場合に、流れ得る型のものである。もちろん、液体物質は、この様式でパッケージされ得るが、しばしば、製品は、流動するために十分な顆粒である固体（例えば、ポテトチップス、穀類または丸剤）である。当然、食品および医薬品は、無菌条件を維持するような様式で、機械によって取り扱われなければならない。従って、食物を取り扱う機械の部品は、腐食に対して高度に耐性であり、そして洗浄され得る材料（例えば、ステンレス鋼）から作製され得る。しかし、このような材料は高価であり、そして機械の費用を有意に増加させる。この機械は、食品を取り扱う表面およびバッグを洗浄するために、周期的に停止されなければならない。多くの食品は、取り扱われる際に、屑、残渣または他の細片を残しやすく、これらは、この機械を非衛生的にする。洗浄のためにこの機械を頻繁に停止させることは、必要であるが不十分であり、そしてこのことは、製品をパッケージングする費用を増加させる。

（発明の要旨）
本発明のいくつかの目的および特徴のうちでも、流動性物質を物品に分配するための装置および方法の提供；装置を清浄に維持しながら流動性物質を取り扱うような装置および方法の提供；無菌条件を維持し得るような装置および方法の提供；洗浄のための頻繁な停止を必要としないような装置および方法の提供；大量生産において有効であるような装置および方法の提供；迅速に作動し得るような装置および方法の提供；ならびに経済的かつ使用が容易であるような装置および方法の提供が注目され得る。

さらに、本発明のいくつかの目的および特徴のうちでも、流動性物質の分配に使用するための、複数の出口において分配し得る可撓性バッグの提供；任意の介在構造体内でバッグから物品に直接分配するように操作され得るようなバッグの提供；無菌条件において製品を貯蔵および送達し得るようなバッグの提供；ならびに製造における使用が経済的であるようなバッグの提供が注目され得る。

一般的には、特許請求の範囲が要約する。

本発明の他の目的および特徴は、部分的には明らかであり、そして部分的には、本明細書中以下に示される。

対応する参照文字は、図面のいくつかの図にわたって、対応する部品を示す。

（好ましい実施形態の詳細な説明）
ここで図面を、そして特に図１を参照すると、容器１０を形成し、これらの容器に流動性物質Ｆを充填し、そしてこれらの容器を密封するための、本発明の装置は、一般に、１２で示される。この装置は、支持体１４を備え、この支持体は、流動性物質Ｆを保持する可撓性バッグ（または「レザバ」）１６を吊下し、そしてポンプ１８を設置する（参照番号は、それらの対象を一般的に印す）。流動性物質Ｆは、食品または医薬品であり得るが、身体上または身体内において消費または他に使用される物質に限定されない。さらに、この物質は、バッグ１６から送達される時点においてのみ流動性であるような性質であり得る。本発明は、流動性物質Ｆのための無菌環境を維持するために使用するように特に適合されるが、このような環境が必ずしも維持される必要はない適用を有する。物質は、好ましくは、液体または半固体であるが、流動するために十分に顆粒性である固体もまた、可撓性バッグ１６内に保持され得る。パッケージされる製品の型の一例として、流動性物質Ｆは、レストランの客によって使用される、一人分の使用のためのもののような、小さな使い捨ての容器１０にパッケージされる蜂蜜であり得る。

装置１２のコンベアは、一般に、１９で示され、そして図示される実施形態において、第一の供給ローラ２０（第一の供給ローラからウェブ２２に前方に延びる、容器１０を形成するための材料のロールを保持する）および巻取りローラ２４（これは、ウェブの残りを受容する）を備える。第一のガイドローラ２６が提供され、ウェブ２２を水平位置に配置し、同時にこのウェブが方向を変化させて、巻取りローラ２４に達することを可能にする。ウェブの下流端においてウェブ２２の下に位置するベルトコンベア２８は、ウェブから分離された密封された容器１０を受容し、そしてこれらの容器を、タンブルパッケージング（ｔｕｍｂｌｅ ｐａｃｋａｇｉｎｇ）のために、箱Ｂ内に運ぶ。コンベア１９の説明は概略的であることが、理解されるべきである。なぜなら、構成の細部は、このような装置の当業者に周知であるからである。さらに、コンベア１９は、ローラ２０、２４（これらは、容器１０が形成される材料のウェブ２２を送り出し、そして巻き取る）を備えるように説明されるが、他のコンベアが予測される。例えば、予め形成された容器を受容するベルトまたは他の移動表面もしくは支持体（図示せず）が、本発明の範囲から逸脱することなく、使用され得る。この例において、第一の供給ローラ２０およびベルトコンベア２８は、存在しない。

さらに、容器１０と可撓性バッグ１６との間の相対運動を確立するためのコンベアは、コンベア１９のみでなく、容器が停止している間にバッグを移動させるための構造体、またはバッグの運動と容器の運動との何らかの組み合わせを生じさせる構造体を備え得ることが、予測される。いずれの場合においても、バッグ１６が参照のフレームである場合には、容器１０は、このバッグを通過して移動する。なおさらに、任意の型の容器を充填するために、流動性物質Ｆが使用されることは、必ずしも必要ではない。実際に、流動性物質は、物品（または「受容部材」）の外側に適用され得る。これは例えば、製造された食品への糖衣の適用であり、これは、流動性物質を「収容」しない。流動性物質はまた、物品に注入され得る。

図示される実施形態において、容器１０は、ダイ３２および型枠（図示せず）（これらは、第一の供給ローラ２０のすぐ上流で合わさって、ウェブを矩形の平底凹部内に変形させ、容器を構築する）によって、ウェブ２２から形成される。ダイ３２は、形成されるべき容器１０の形状と実質的に同じ形状を有する、凹部３４を備える。型枠（これは、ウェブ２２の上方に位置する）は、可撓性バッグ１６を見ることを妨げないように、図示されていない。型枠の端部の形状は、凹部の反転であり、その結果、この型枠は、この凹部内にフィットし得、これらの間でウェブ２２を形成する。型枠およびダイ３２は、容器１０の、１つの横方向に延びる列を、ウェブ２２から、１回のストロークで作製する。図示される実施形態において、この列は、容器１０のアレイを構成する。しかし、本明細書中において使用される場合、アレイとは、充填のためにバッグ１６の下に配置された、容器の一列の線または単一の容器のみをいい得る。示されるように、容器１０は、ウェブの横方向の寸法または形状に実質的に影響を与えることなく、ウェブ２２を伸長させることによって、形成される。しかし、容器１０がその相対的配列を維持する場合、いくらかの寸法変動が許容され得る。一旦、形成されると、容器１０は、それらの形状を維持するが、ウェブ２２の一部を残し、そしてウェブと共に移動する。

ウェブ２２は、型枠およびダイ３２から、支持体１４によって保持される可撓性バッグ１６の下を前方に通過する。バッグ１６は、可撓性材料（これは、本明細書中において使用される場合、柔軟な（ｌｉｍｐ）材料を包含する）から作製され、これは、滅菌環境において形成され得るか、または非滅菌環境において形成および充填され、次いで滅菌プロセスに供され得る。しかし、上記のように、バッグ１６はまた、無菌条件を必要としない製品に対して、使用され得る。任意の適切な材料が、バッグ１６を形成するために使用され得、この材料は例えば、適切なポリマーであり、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリマー積層体およびポリマーアロイが挙げられるが、これらに限定されない。示されるように、バッグ１６は透明であり、その結果、そのバッグが空であるか否かを決定するために、このバッグによって運ばれる流動可能な製品が容易に見られ得る。しかし、バッグ１６がほぼ空であるか否かを確認するための他の様式（説明せず）が使用され得る（例えば、流動性物質Ｆのレベルを見るエレクトロニックアイ（ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｅｙｅ）、およびバッグを秤量するデバイス）。

図３を参照すると、バッグ１６は、壁の薄い本体３８を備え、この本体は、流動性物質Ｆの大部分を収容する容量を含む。本体３８の上端において、横方向に細長い２つのループ４０（図示される実施形態において、一緒に「ハンガー」を構成する）が、バッグ１６の残りの部分との単一部品として形成される。ループ４０はまた、バッグ１６とは別に形成され得、そして適切な様式（例えば、溶接、接着剤、または機械的ファスナーを用いる）で、本体３８に取り付けられ得る。ループ４０は、支持体１４の設置ロッド４２を受容し、この設置ロッドは、このバッグの横に延び、そしてこのバッグをこの支持体に保持する。ロッド４２の端部は、支持体１４の直立部４５の上端部において、上向きに開いたＵ字型のレセプタクル４４に受容される。レセプタクル４４は、ロッド４２およびバッグ１６を保持するが、このロッドをこのレセプタクルから持ち上げ、ループ４０をこのロッドから離してスライドさせ、そして新たなバッグ（図示せず）をこのロッド上にスライドさせることによって、このバッグが支持体１４から取り外され、そして交換されることを可能にする。次いで、新たなバッグを支持するロッド４２は、連続操作のために、その両端において、Ｕ字型レセプタクル４４に再配置され得る。もちろん、バッグ１６を支持する他の様式が、本発明の範囲から逸脱することなく、用いられ得る。好ましくは、バッグ１６は、このバッグが容易に取り外されそして交換され得るように、支持される。装置１２の作動中にバッグがいかなる介在もなしに交換され得るように、構造体（例えば、第二の支持体およびポンプ（図示せず））が使用され得ることが、予測される。

本体３８の下端において、この本体から下に延びる４つのニップル４６が、本明細書中で後により十分に記載されるように、流動性物質Ｆをこのバッグから容器１０へと送達するために、バッグ１６の内側と流体連絡している。ニップル４６の数は、好ましくは、各列に形成される容器１０の数と同じである。当然、ニップルの数およびこれらの正確な配置は、特定の製造操作のために必要であるように、変動し得る。ニップル４６は、一般に、本体３８と一体的な細長管である。ニップル４６は、本体３８とは別に形成され得、そして適切な様式で（例えば、溶接、接着剤、または機械的ファスナーによって）取り付けられて、本体を形成するバッグ材料との一体性を達成し得る。しかし、好ましい実施形態において、ニップル４６は、バッグ１６の本体３８と同じ材料片で形成される。最初に形成される場合、ニップル４６の下端は閉じており（図３に示されるように）、バッグ１６の内側をシールして、流動性物質Ｆをこのバッグ内に保持する。製造操作において、端部が切断されるかまたは他の様式で出口を有するようにされ、流動性物質Ｆがバッグ１６から流出することを可能にする。好ましくは、ニップル４６は、内部構造を有さない管状である。しかし、ニップルは、本発明の範囲から逸脱することなく、内部弁または再膨張デバイス（図示せず）を備え得ることが、予測される。

バッグ１６は、任意の適切な様式で形成され得る。バッグ１６を形成する代表的な様式は、材料の２つのウェブを提供し、これらが一緒にされて、ダイ（図示せず）によって適切な形状に切断され、エンクロージャーを形成することである。これらのウェブが適切な形状に切断されると同時に、バッグの隣接する周囲縁部が、例えば、溶媒またはＲＦ溶接によって、ダイにおいて一緒に溶接される。隣接する縁部はまた、例えば、熱シールされ得る。１つの代替として、ポリマー材料の単一のウェブが、それ自体の上に折り畳まれて、エンクロージャーを形成する。この折り畳まれたウェブは、２つのウェブから形成されるバッグについてと類似の様式で、切断およびシールされ得る。隣接する周囲縁部は、バッグ１６の一部に沿って付着されないままにされて、流動性物質でバッグを充填するための開口部を提供し得る。

ニップル４６は、ポンプ１８を通して受容され、このポンプは、ニップルを変形させることによってニップルに作用し、バッグ１６からの流動性物質Ｆの計量された流れを提供する。ポンプ１８は、支持体１４に設置され、この支持体はまた、バッグ１６を保持し、そしてウェブ２２の上を横断して延びる。図１、４および５に図示されるポンプ１８は、シャトルポンプであり、これは、シャトル５０およびアンビル５２を備える。このシャトルは、ウェブ２２を横断する方向での、横木およびアンビル５２に対するスライド運動のために、定置横木５４に設置される。横木５４の左端部におけるハウジング５６は、シャトル始動機構（図示せず）を収容する。横木５４にヒンジ式に取り付けられたドア５８は、アンビル５２を備える。このドアは、図４に示されるように開いて、ポンプ１８内でのニップル４６の受容を容易にし得、そして以下により完全に記載されるように、作動のためには、閉位置において、掛金６０でロックされ得る。図４を参照すると、シャトル５０とアンビル５２との両方は、４つの谷部（５０Ｂ、５２Ｂ）によって分離された、５つの平坦なプラトー部（５０Ａ、５２Ａ）を有するような形状にされる。ポンプ１８が流動性物質Ｆを送達するように始動される場合を除いて、シャトル５０およびアンビル５２のプラトー部５０Ａ、５２Ａおよび谷部５０Ｂ、５２Ｂは、ドア５８が閉じている場合、実質的に位置合わせされる。ニップル４６は、整列した谷部５０Ｂ、５２Ｂに受容され、その結果、各ニップルは、シャトル５０およびアンビル５２によって囲まれる。図示される実施形態において、ニップル４６は、バッグ１６の、ポンプ１８によって受容または作用される部分または領域である。ニップル４６のうちの２つが、谷部５０Ｂおよび５２Ｂに受容されているように図５に図示されているが、谷部５０Ｂのみが見える。なぜなら、ドア５８およびアンビル５２が切り取られているからである。横木５４は、上方および下方の整列したスロット６２を備えてさらに形成され、これらのスロットは、アンビル５２の谷部と垂直方向に整列する。ニップ４６は、ポンプ１８に出入りする際に、これらのスロット６２を通過する。各スロット６２の片側に配置される、上方の挟持具６４および下方の挟持具６６は、スロットを横切る（すなわち、ウェブ２２を横断する）横木５４からの伸長および収縮のために、設置される。挟持具６４、６６は、伸長してニップルを挟んで遮断し、このニップルが挟まれている地点を通る流体流れからこのニップルを閉じる。本明細書中以下により完全に記載されるように、挟持具６４、６６は、シャトル５０とは別個に始動され、そして上方挟持具は、下方挟持具とは別個に始動されて、流動性物質Ｆの正確な分配を容易にする。同じ一般的な型のポンプは、米国特許第５，１５１，０１９号に開示されており、その開示は、本明細書中に参考として援用される。

シャトルポンプ１８は、装置１２において使用するために十分であると考えられるが、他の形状のポンプが、本発明の範囲から逸脱することなく、使用され得る。本ポンプ１８は、各スロットにおける上方挟持具６４が、下方挟持具６６と同様に、互いとは別個に始動されるように構成され得、その結果、各ニップル４６からの流体流れは、他のニップルの流体流れとは無関係である。しかし、ポンプまたは流体流れ制御デバイスは、他の、完全に異なる形態を呈し得る。例えば、限定ではなく、図６に示される型の蠕動ポンプ（一般に７０で示される）が使用され得る。蠕動ポンプ７０は、各ニップル４６のためのポンプホイール７２を有し、各ホイールは、ペグ７４を備え、これらのペグは、ホイールの外周の近くでこのホイールから外向きに垂直に延びる。各ホイール７２は、例えば、個々の電動機（図示せず）によって、回転のために設置され、その結果、ペグ７４は、ニップル４６と連続的に係合して、流動性物質Ｆをニップルから押し出す。図６に示されるようにホイール７２を停止させることによって、ニップルは挟まれて遮断され、その結果、流動性物質は、バッグ１６から出ない。ホイール７２は、異なる回数および異なる速度で運転されて、流体の送達の順序および／またはニップル４６間での流速を変化させ得る。ホイール７２における隣接するペグ７４間の角間隔は異なり得、その結果、ホイールの同じ角回転に対して分配される流動性物質の量は、異なる。図６は、使用され得る代替のポンプのほんの１例に過ぎないことが、理解されるべきである。

ポンプによる排出の後にニップル４６を再充填するために、粘性の流動性物質Ｆが、ポンプ１８に加えて原動機に供給されて、流動性物質を流すことが、必要である。この型の第二の原動機は、図７において、一般的に参照番号９０によって示される。第二の原動機は、アーム９４に設置されてバッグ１６の反対側に位置する、一対のローラ９２を備えるよう示されている。ローラ９２は、それらの長手方向軸の周りでの自由回転のために設置され、そしてバッグ１６の取り外しおよび交換を容易にするように、分離され得る。アーム９４は、制御されるアクチュエータ（図示せず）に接続され、このアクチュエータは、アームを下方に一定量移動（ｉｎｄｅｘ）させて、バッグ１６を頂部から底部へと、バッグが空になるまで次第に絞り得る。バッグ１６の本体３８を絞るための、アーム９４の下方への移動は、流動性物質Ｆをニップル４６内へと下方へ押し込むために使用される。ポンプ１８が排出した後に、アーム９４が下方に一定量移動されて、次の排出のためにニップル４６を再充填する際に補助し得ることが、予測される。

先に記載されたように、装置１２は、流動性物質Ｆが物品上に適用される適用、または物品内に注入される適用を有する。図８を参照すると、バッグ１６は、各ニップル４６に取り付けられた装具（この場合には、注入針９６の形態）を有し得る（１つのみが示される）。針９６は、適切に剛性の材料から形成され、そしてニップル４６の出口において、密封して取り付けられる。針９６は、流動性物質を排出するポンプ１８の作動の前に、針を物品内に下方へと移動させるための注入デバイス（図示せず）によって捕捉される。あるいは、針９６は、停止して保持され得、そして物品が針内へと上方に移動し得る。他の型の装具（図示せず）が、本発明の範囲から逸脱することなく使用され得ることが、理解されるべきである。例えば、ニップル４６が別のニップルまたは管（図示せず）に取り付けられることを可能にする装具、または流動性物質Ｆがニップルから流出する際にこの流動性物質を成形する装具が、使用され得る。さらに、ニップル４６の端部は、流動性物質を成形するかまたは流動性物質の流れを制御するように形成され得る。さらに、異なる材料特性（例えば、密度および剛性）を有するポリマー材料が、このような目的で、出口において、バッグ１６の材料と一体的に形成され得る。

支持体１４およびバッグ１６の下流には、流動性物質Ｆを充填された容器１０を閉じるための機構が存在する。図１に示されるように、第二の供給ローラ８０によって保持される１ロールの閉鎖材料からのウェブ７８が、第二のガイドローラ８２の下へと下方に、第一のガイドローラ２６に向けて第一のガイドローラ２６の下へ、そして巻取りローラ２４へと供給される。従って、巻取りローラ２４が、容器材料ウェブ２２と閉鎖材料ウェブ７８との両方の残りを収集することが、見られ得る。第二のガイドローラ８２の下を通過した後に、閉鎖材料ウェブ７８は、容器１０の開口頂部を囲むウェブ２２の形成されていない材料と、向かい合わせの関係にある。閉鎖機構は、熱シールデバイス８４を備え、この熱シールデバイスは、下降して閉鎖材料ウェブ７８に接触し得、そして閉鎖材料とウェブ２２の容器材料とを密封し得、その結果、列における４つ全ての容器１０の開口頂部が別個に閉じられ、流動性物質Ｆを容器内に密封する。閉鎖機構の下流のパンチ８６および第８８は、互いに移動して閉鎖材料ウェブ７８および容器材料ウェブ２２を通してパンチし、各容器１０（その独自の閉鎖物を備える）を、容器材料得部および閉鎖材料ウェブから分離するように作動し得る。容器材料ウェブ２２および閉鎖材料ウェブ７８の残りは、巻取りローラ２４への移動の軌道内に残る。パンチ８６は、４つの矩形の突出部８６Ａ（１つのみが示される）を有し、そしてダイは、４つの穴８８Ａ（１つのみが示される）を有する（列における各容器１０について１つ）。パンチ８６およびダイ８８が始動される場合に、突出部８６Ａは、穴８８Ａに受容されて、閉鎖材料ウェブ７８および容器材料ウェブ２２を切り通す。容器１０は、ダイ８８を通って、箱Ｂへの移送のためのベルトコンベア２８へと落下する。

装置１２および可撓性バッグ１６の構成を記載したので、装置の作動を記載する。最初の問題として、バッグ１６のような可撓性バッグが形成され、容器１０にパッケージされるべき流動性物質Ｆ（例えば、蜂蜜）を充填され、そして遠隔位置（例えば、加工プラント）で密封される。本発明の方法は、バッグの遠隔での形成、充填および密封に限定されず、この型の製造配置に適切である。加工プラントにおいて、バッグ１６が形成され、流動性物質Ｆを充填され、そして密封され、次いで、製造設備の適切な移送に配置されて、ここで、最終的なパッケージがなされる。無菌形成／充填／密封機において、バッグが形成、充填、および密封され得るか、または非滅菌条件下で形成され、次いでバッグが充填された後に、流動性物質と共に滅菌され得る。先に言及されたように、バッグ１６は、その条件が必要としない場合には、必ずしも無菌である必要はないが、この型のバッグは、無菌条件が必要とされる使用（例えば、食物または医薬のパッケージングにおいて）に特に適合される。

一旦、最終パッケージ位置にくると、バッグ１６の１つは、ロッド４２の少なくとも一端をＵ字型レセプタクル４４から持ち上げ、そしてこのロッドがバッグの頂部において、ループ４０の両方を通して受容されるように、このバッグをロッドからスライドさせることによって、装置１２に装填される。次いで、ロッド４２は、ロッドの両端がレセプタクル４４内にある状態で、支持体１４において交換される。ポンプ１８のドア５８が、実質的に図４に示されるように開かれ、そしてニップル４６が、シャトル５０の谷部と位置合わせされて、横木５４の上方および下方のスロット内に配置される。次いで、ドア５８が閉じられ、そして掛金がロックされ、その結果、ニップル４６は、シャトル５０の谷部とアンビル５２の谷部との両方に受容される（図５）。第一の供給ローラ２０の上には、１ロールの容器材料が設置されており、そして容器材料のウェブ２２は、ロールから第一のガイドローラ２６の周りへと通され、そして巻取りローラ２４に取り付けられる。同様に、閉鎖材料のロールは、第二の供給ローラ８０上に受容され、そして閉鎖材料のウェブ７８は、第二のガイドローラ８２の周りから第一のガイドローラ２６へと通され、次いで巻取りローラ２４に取り付けられる。装置１２は、容器１０を形成し、充填し、そして密封するための製造作動のための準備ができる。

ここで図２Ａおよび２Ｂを参照すると、装置１２の作動の順序が記載されている。図２Ａに示されるように、第一の供給ローラ２０および第二の供給ローラ８０、ならびに巻取りローラ２４が始動されて（例えば、図示されない１つ以上の電動機によって）、容器材料ウェブ２２および閉鎖材料ウェブ７８を、ある増分で前方へと一定量移動させる。図示される実施形態における増分は、形成されるべき１つの容器１０の寸法に対応し、これは、ウェブ２２の長さ方向の範囲に、容器の隣接する列間の間隔に対応する予め決定された値を加算したものに匹敵する。第一の供給ローラ２０および第二の供給ローラ８０、ならびに巻取りローラ２４は、停止されて、容器材料ウェブ２２および閉鎖材料ウェブ７８の前方への前進を、休止時間にわたって停止させる。型枠およびダイ３２は、始動されて、容器材料ウェブ２２と係合し、容器１０の列（依然として、容器材料ウェブに付着している）を形成する。一定量移動および形成の工程は、最初、形成された容器１０の列がニップル４６の下にくるまで繰り返され、この時点で、容器材料ウェブ２２が休止する。

この時点で、シャトルポンプ１８が始動されて、流動性物質Ｆの予め選択されたチャージを、列における４つの容器１０の各々に送達する。上記のように、バッグ１６が装置１２に配置された後に、下方挟持具６６が（図５において実線で示される位置に）伸長されて、その下端の近くであるがいくらか上方に間隔を空けた位置で、ニップル４６を、横木５４に対してスロット６２内に挟む。ニップル４６の端部は、流動性物質Ｆを送達するための出口を形成するために、切断されて開いている。次いで、上方挟持具６４が伸長して、（図５において実線で示される位置で）ニップルの上端の近くで、ニップル４６を挟んで遮断し、そして上方挟持具と下方挟持６６との間で、各ニップル内に位置する流動性物質Ｆのチャージを規定する。容器１０の第一の列がニップル４６の下で停止した後に、ポンプ１８が始動されて、下方挟持具６６を横木５４内に引き込み（図５において想像線で示される位置）、そしてシャトル５０を、容器材料ウェブ２２を横断する方向にスライドさせる。下部挟持部６６の引き込みは、流動性物質が、重力のもとでニップル４６から流出することを可能にする。しかし、ポンプ１８はまた、絞ることによってニップル４６を変形させ、挟持具６４、６６間の流動性物質Ｆの特定のチャージをニップルから送達する。シャトル５０のスライドは、谷部５０Ｂを、ニップル４６との位置合わせから実質的にずらして移動させ、そしてプラトー部５０Ａを、アンビル５２の谷部５２Ｂと実質的に位置合わせして移動させ、ニップルを絞り、そして流動性物質を下端における出口から容器１０内へと押出す。

シャトル５０は、その元の位置へと戻って移動し、そして下部挟持具６６は伸長して、ニップル４６を、流動性物質Ｆのさらなる流れに対して閉じる。上方挟持具６４は収縮され、そしてより多くの流動性物質が、ニップル内へと下方に移動し、このニップルを再充填する。次いで、上方挟持具６４が閉じて、ニップルの上端部を挟んで遮断し、そして先のチャージと同じ容量の新たなチャージを規定し、そしてこのサイクルが繰り返される。ニップル４６の再充填は、好ましくは、容器材料ウェブ２２が一列分前方に前進されるために必要とされる時間で起こる。ポンプ１８は、容器材料ウェブ２２の休止の間に新たな列の容器１０が形成されると同時に作動することが、理解される。容器の形成の作用の結果としてウェブ２２がバッグ１６の下で振動しないようにするためのさらなるローラまたは他のデバイス（図示せず）が、必要に応じて使用され得る。

列における充填された容器１０は、容器材料ウェブ２２の各供給と共に下流に移動し、最終的に、閉鎖材料ウェブ７８の下を通る。容器１０の開口頂部は、これらの容器が熱シールデバイス８４に達したときに、閉鎖材料ウェブ７８によって覆われる。休止時間の間、熱シールデバイス８４は、下方に移動して、閉鎖材料ウェブ７８に接し、そして閉鎖材料を、容器１０の開口上端部を囲む容器材料ウェブ２２の形成されていない材料に密封する。流動性物質Ｆが、ここで、容器１０の内側に密封される。これらの容器は、容器材料ウェブ２２に付着し続け、そしてここでまた、閉鎖材料ウェブ７８に付着している。この付着は、閉鎖材料ウェブ７８の上の破線によって図示される。

引き続く休止時間において、密封された容器１０の列は、パンチ８６およびダイ８８と整列され、これらのパンチおよびダイは、閉鎖材料ウェブ７８および容器材料ウェブ２２を切り通して、密封された容器をこれらのウェブから分離するために、始動される。容器１０は、ダイ８８の穴８８Ａを通ってベルトコンベア２８上に落下する。このベルトコンベアは、連続的に走行して、離れた容器を箱Ｂに運び得る。図示される実施形態において、容器１０は、単に、箱Ｂに落下する（すなわち、タンブルパッケージされる）。当業者の知識の範囲内の他の最終パッキング配置が使用され得ることが、理解される。容器材料ウェブ２２および閉鎖材料ウェブ７８の残りは、第二のガイドローラ８２の周りから巻取りローラ２４へと続く。

バッグ１６が流動性物質Ｆを排出しきると、このバッグは取り外され、そして新たなバッグと交換され得る。排出しきったバッグ１６は、処分され得る。装置１２のいずれの機械も、パッケージング作動において、流動性物質Ｆと接触しないことが、理解される。流動性物質Ｆよりむしろ、バッグ１６自体が、ポンプ１８による作用を受けて、容器１０を充填し、その結果、これらのバッグが、装置１２における無菌表面として働き得る。もちろん、容器材料および閉鎖材料は、条件が必要とする場合には無菌でなければならないが、全ての状況において、この材料を取り扱う装置１２の部品を清浄に維持することが、より容易である。流動性物質を装置１２から洗浄することは、通常の過程において必ずしも必要ではない。

上記のことを考慮して、本発明のいくつかの目的が達成され、そして他の利点が付随して生じることがわかる。

本発明またはその好ましい実施形態の要素を導入する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「ｓａｉｄ」は、１つ以上の要素が存在することを意味することが意図される。用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包括的であり、そして列挙される要素以外にさらなる要素が存在し得ることを意味する。

種々の変化が、本発明の範囲から逸脱することなく、上記のものにおいてなされ得るので、上記説明に含まれ、そして添付の図面に示される全ての事項は、例示として解釈されるべきであり、そして限定の意味で解釈されるべきではないことが、意図される。

図１は、容器を自動的に充填するための、本発明の装置の概略斜視図である。 図２Ａは、前方供給モードでの作動を示す、装置の図によるフローである。 図２Ｂは、充填、密封および分離のモードでの作動を示す、装置の図によるフローである。 図３は、バッグへのニップルの一体的接続を示すために一部が切取られた、可撓性バッグの立面図である。 図４は、バッグがなく、そしてバッグニップルを受容するための準備中に開いている、装置のポンプを示す装置の拡大斜視図である。 図５は、ポンプにおけるニップルの受容を示すために一部が切取られた、図１の線５−５によって示される断面線からとった拡大部分立面図である。 図６は、図５と類似であるが、異なるニップルから、異なる速度または異なる量で流動性物質を送達し得る別のポンプを示す、部分概略立面図である。 図７は、図１に示される装置と類似であるが、ニップルおよびポンプの方へと流動性物質を押しやるためのバッグ絞り機構を備える装置の、拡大部分図である。 図８は、可撓性バッグの出口において針を受容するニップルを示す、可撓性バッグの部分図である。

Claims (54)

1. 充填された容器の大量生産のための、容器に流動性物質を自動的に充填する方法であって、該方法は、以下の工程：
   流動性物質を受容するよう適合された受容部材のアレイを提供する工程；
   流動性物質を収容する可撓性バッグを提供する工程；
   該バッグから複数の該受容部材へと、同時に流動性物質のチャージを計量供給する工程、
   を包含する、方法。
2. 前記可撓性バッグを、前記流動性物質で満たされた新たな可撓性バッグと交換する工程をさらに包含する、請求項１に記載の方法。
3. 前記交換された可撓性バッグを処分する工程をさらに包含する、請求項２に記載の方法。
4. 前記可撓性バッグを提供する工程が、前記流動性物質を分配するための複数の出口を有する可撓性バッグを提供する工程を包含する、請求項３に記載の方法。
5. 前記可撓性バッグを提供する工程が、一体的ニップルを有するバッグを提供する工程を包含し、前記出口が、該ニップルに付随しており、そして前記流動性物質を計量供給する工程が、該ニップルの少なくとも１つを絞り、そして解放して、前記流動性物質のチャージを該出口から排出する工程を包含する、請求項４に記載の方法。
6. 前記可撓性バッグを提供する工程が、前記ニップルの前記出口に装具を形成する工程をさらに包含する、請求項５に記載の方法。
7. 前記装具を形成する工程が、前記出口における前記ニップルに注入デバイスを接続する工程を包含する、請求項６に記載の方法。
8. 前記可撓性バッグを提供する工程が、該可撓性バッグとの単一部品として前記ニップルを形成する工程を包含する、請求項５に記載の方法。
9. 前記バッグを絞って、前記流動性物質を前記ニップル内に押し込む工程をさらに包含する、請求項５に記載の方法。
10. 前記流動性物質のチャージを計量供給する工程が、異なる速度および異なる量の少なくとも一方で、前記受容部材に流動性物質を計量供給する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
11. 前記流動性物質のチャージを計量供給する工程が、前記受容部材に一定量の流動性物質を分配する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
12. 前記流動性物質のチャージを計量供給する工程が、前記受容部材中に流動性物質を注入する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
13. 前記受容部材のアレイと前記バッグとの間に、相対運動を確立する工程をさらに包含し、これによって、該バッグの参照フレームにおいて、該受容部材のアレイが該バッグを通過する、請求項１に記載の方法。
14. 前記受容部材のアレイを提供する工程が、前記流動性物質を受容する容器を形成する工程を包含する、請求項１に記載の方法。
15. 前記容器を閉鎖して、該容器内に前記流動性物質を保持する工程をさらに包含する、請求項１４に記載の方法。
16. 製造作動において、流動性物質を受容する物品に該流動性物質を分配する方法であって、以下の工程：
    可撓性レザバを変形させて、該可撓性レザバから流動性物質を排出することによって、複数の該物品に同時に、流動性物質を選択的に分配する工程；および
    該分配する工程の結果として該レザバから流動性物質が実質的に消耗した際に、該流動性物質の連続的な分配のために、該可撓性レザバを別の可撓性レザバと交換する工程、
    を包含する、方法。
17. 前記可撓性レザバを形成する工程；
    該可撓性レザバに前記流動性物質を充填する工程；
    該レザバを密封する工程、
    をさらに包含する、請求項１６に記載の方法。
18. 前記可撓性レザバを充填する工程が、無菌環境において実施される、請求項１７に記載の方法。
19. 前記充填する工程の後に、前記レザバおよび流動性物質を滅菌する工程をさらに包含する、請求項１７に記載の方法。
20. 前記密封する工程の後であって、前記流動性物質を選択的に分配する工程の前に、前記方法が、前記密封されたレザバを異なる製造設備に移送する工程をさらに包含する、請求項１７に記載の方法。
21. 前記密封されたレザバに、流動性物質を分配するための複数の出口を形成する工程をさらに包含し、そして前記分配する工程が、該出口に隣接する領域において、該可撓性レザバを独立して変形させる工程を包含する、請求項１７に記載の方法。
22. バッグを絞って、前記出口に隣接する前記領域の方へと流動性物質を押し出す工程をさらに包含する、請求項２１に記載の方法。
23. 前記流動性物質を分配する工程が、異なる速度および異なる量のうちの一方で、前記物品に流動性物質を分配する工程をさらに包含する、請求項１６に記載の方法。
24. 前記分配する工程が、前記物品に一定量の流動性物質を計量供給する工程を包含する、請求項１６に記載の方法。
25. 前記流動性物質の前記可撓性レザバと、該流動性物質が分配される前記物品との間に、相対運動をもたらす工程をさらに包含し、これによって、該可撓性レザバの参照フレームに対して、該物品が該レザバの下を通過する、請求項１６に記載の方法。
26. 流動性物質が適用された、流動性物質受容部材を製造するための装置であって、該装置は、以下：
    可撓性バッグであって、該流動性物質を収容し、そして内部に出口を有し、該出口から、流動性物質が分配され得る、可撓性バッグ；
    該バッグの一部を受容するよう適合された手段であって、流動性物質のチャージを、該バッグから複数の該受容部材へと同時に計量供給するための、手段、
    を備える、装置。
27. 前記計量供給する手段が、流れ制御デバイスを備え、該流れ制御デバイスは、前記バッグの前記出口からの流動性物質の流れを生じるように、前記可撓性バッグに作用するように適合されている、請求項２６に記載の装置。
28. 前記バッグ内の流動性物質を、ほぼ前記出口に向けて移動させるための、バッグ絞りデバイスをさらに備える、請求項２７に記載の装置。
29. 前記受容部材と前記バッグとの間に相対運動を確立するためのコンベアをさらに備え、これによって、該バッグの参照フレームにおいて、該受容部材が該バッグを通過する、請求項２７に記載の装置。
30. 前記コンベアが、前記可撓性バッグの下で前記受容部材を移動させるよう適合されている、請求項２９に記載の装置。
31. 前記受容部材が、容器を備え、そして前記装置が、容器のアレイを形成するための形成機構をさらに備える、請求項２６に記載の装置。
32. 前記容器を閉鎖して、前記流動性物質を該容器内に保持するための、閉鎖機構をさらに備える、請求項３１に記載の装置。
33. 流動性物質を収容する可撓性バッグから該流動性物質が適用された、物品を製造するための装置であって、該装置は、以下：
    該流動性物質を収容する該可撓性バッグを、該物品への分配のための位置に解放可能に保持するよう適合された、支持体；
    該可撓性バッグから流動性物質を受容するために、該支持体を通過して該物品を移動させるためのコンベア；
    該可撓性バッグの少なくとも一部を受容するように、そして該バッグから該物品への流動性物質の流れを生じさせるように該バッグを変形させるように適合された、流れ制御器、
    を備える、装置。
34. 前記流れ制御器が、前記可撓性バッグを絞り、そして解放して、流動性物質の流れを生じさせ得る、請求項３３に記載の装置。
35. 前記流れ制御器が、前記可撓性バッグの異なる部分を受容するための複数のレセプタクルを有し、該バッグから、該バッグの異なる部分の各々からの流れを生じさせる、請求項３４に記載の装置。
36. 前記流れ制御器が、異なる速度および異なる量のうちの一方で、前記異なるレセプタクルに受容された前記バッグの異なる部分から流れを生じさせるよう適合されている、請求項３５に記載の装置。
37. 前記バッグ内の流動性物質を、ほぼ前記流れ制御器の方へと移動させるための、バッグ絞りデバイスをさらに備える、請求項３４に記載の装置。
38. 前記物品が、容器を備え、そして前記装置が、密封デバイスをさらに備え、該密封デバイスは、該容器が前記流動性物質で充填された後に、該容器を閉鎖および密封するために、前記支持体とインラインで該支持体の下流にある、請求項３３に記載の装置。
39. 前記支持体とインラインで該支持体の上流に、前記容器を形成するための形成デバイスをさらに備える、請求項３８に記載の装置。
40. 流動性物質が適用された物品を製造するための装置であって、該装置は、以下：
    可撓性バッグであって、該流動性物質を収容し、そして複数の該物品に同時に、流動性物質を分配するよう適合されている、可撓性バッグ；
    流動性物質を収容する該可撓性バッグを、該物品への分配のための位置に解放可能に保持するよう適合されている、支持体；
    該可撓性バッグの複数の部分を受容するように、そして該バッグを変形させて、該複数の物品に同時に、該バッグからの流動物質の流れを生じさせるように適合されている、流れ制御器、
    を備える、装置。
41. 前記流れ制御器が、流動性物質の予め決定されたチャージを前記バッグから分配するよう適合されたポンプを備える、請求項４０に記載の装置。
42. 前記ポンプが、複数のレセプタクル、各レセプタクルに付随する、間隔を空けた第一の挟持具および第二の挟持具、ならびにシャトルを備え、各レセプタクルは、前記可撓性バッグの異なる部分を受容するよう適合されており、各挟持具は、延長位置および収縮位置を有し、該延長位置は、該挟持具を通る流動性物質の流れに対して該バッグの部分を閉じるための位置であり、そして該収縮位置は、該挟持具を通る流動性物質の流れに対して該バッグの部分を開くための位置であり、該第一の挟持具および第二の挟持具は、その延長位置において、該挟持具の間の流動性物質のチャージを規定するよう適合されており、そして該シャトルは、該バッグから該流動性物質を排出するために、ほぼ該挟持具の間の位置において、該バッグ部分を絞るために適合されている、請求項４１に記載の装置。
43. 前記バッグ内の流動性物質をほぼ前記ポンプの方へと移動させるための、バッグ絞りデバイスをさらに備える、請求項４１に記載の装置。
44. 前記支持体および該支持体によって保持される可撓性バッグを通過させて、前記物品を移送するためのコンベアをさらに備える、請求項４０に記載の装置。
45. 流動性物質を分配する際に使用するための、可撓性バッグであって、該バッグは、可撓性材料から形成されており、そして該流動性物質を収容するための容量を実質的に収容する形状にされており、該バッグは、本体および複数のニップルを備え、各ニップルは、該本体と一体的であり、そして該本体から外向きに突出しており、該本体およびニップルは、該本体から該ニップルへの該流動性物質の移動のために流体連絡している、可撓性バッグ。
46. 前記ニップルが、前記本体との単一部品として、前記可撓性材料から形成されている、請求項４５に記載の可撓性バッグ。
47. 各ニップルが、ほぼ細長管状の形状を有する、請求項４６に記載の可撓性バッグ。
48. 各ニップルが、前記バッグからの流動性物質の通過のための出口を内部に有する、請求項４７に記載の可撓性バッグ。
49. 前記バッグを吊下するためのハンガーをさらに備える、請求項４５に記載の可撓性バッグ。
50. 前記ハンガーが、前記バッグと一体的に形成されている、請求項４９に記載のバッグ。
51. 前記ハンガーが、前記本体の、前記ニップルとは反対の側に位置している、請求項４９に記載の可撓性バッグ。
52. 請求項４５に記載の可撓性バッグと前記バッグから流動性物質を分配するための装置との組み合わせであって、該装置が、該バッグから物質を押出すために該バッグを変形させるよう適合された、流れ制御器を備える、組み合わせ。
53. 前記流れ制御器が、前記バッグの複数の部分を受容するよう適合されており、該流れ制御器が、複数の物品へと同時に流動性物質を分配するために、該バッグの部分を別々に変形させるよう適合されている、請求項５２に記載の組み合わせ。
54. 前記装置が、前記バッグ内の流動性物質をほぼ前記流動制御器に向けて移動させるための、バッグ絞りデバイスをさらに備える、請求項５３に記載の組み合わせ。

Images