JP2019536701A - 処理されることとなるコンテナを圧力パッケージングするためのデバイスおよび方法、ならびに、関連の圧力パッケージング・マシン - Google Patents

Abstract

本発明は、処理されることとなるコンテナ（２）を圧力パッケージングするためのデバイス（１）および方法であって、処理されることとなるコンテナ（２）は、ストッパー（３）によってシールされており、前記デバイス（１）は、キャップ（４）を含み、キャップ（４）は、ニードル（１５）、流体−注入手段（６）、および加熱カニューレ（１９）を含み、前記キャップ（４）は、ストッパー（３）の上方に密封して係合されるように設計されており、前記ニードル（１５）は、ストッパー（３）を通る孔部（２３）を穿孔するように移動するように適合されており、前記カニューレ（１９）は、ストッパー（３）の材料の溶融によって前記孔部（２３）をシールするように移動するように適合されており、ニードル（１５）およびカニューレ（１９）は、ストッパー（３）の中に位置付けされたポイントにおいて、それらの移動の軸線が交わるように配置されており、カニューレ（１９）の端部（２５）は、凸形になっている、デバイスおよび方法に関する。

Description

本発明は、ボトリング分野に関し、より具体的には、処理されることとなるコンテナを圧力パッケージングするためのデバイスおよび方法であって、処理されることとなるコンテナは、内容物によって少なくとも部分的に充填され、また、コンテナのヘッド・スペースの上方に配置されているストッパーによって緊密な様式で閉栓されている、デバイスおよび方法に関し、また、関連の圧力パッケージング・マシンに関する。

以降では、内容物は、コールド・チェーンの外側で販売されることが意図されるコンテナの中の液体または半液体の食品、たとえば、酸性のフルーツ・ジュースなどを表しており、本発明の意味におけるコンテナは、ポリマー材料から作製されたエンクロージャー、たとえば、ボトルなどであり、それは、公知のタイプのストッパーを設けられており、充填した後に、一般的にねじ込みによって、ボトルを密封することが意図されている。

液体または半液体の食料内容物は、微生物の発達に敏感であり、官能的品質は、病原体の殺菌処理がないときに、および／または、酸素が存在するときに、非常に急速に変更させられる。

また、公知の様式では、数秒にわたる約９０℃の高温における熱処理（瞬間殺菌法とも呼ばれる）が、ジュースなどのような、４．７を下回るｐＨを有する食料液体または食料半液体に適用される。この公知の方法では、液体は、充填する前に、特定のユニットの中で処理され、それは、無菌様式で行われなければならない。したがって、チェーンが無菌のままであるということを確実にすることが必要である。

この公知の充填方法は、無菌雰囲気で低温充填することからなり、コンテナおよびそのストッパーは、殺菌液体を使用して低温殺菌され、次いで、すすぎが行われ、次に、内容物が、無菌雰囲気でこのコンテナの中へ導入される。利点は、少ない材料を必要とするパッケージの使用である。その理由は、必要な機械的な特性が限られているからである。この方法は、温度変化に関係付けられる体積変化を引き起こさない。そのうえ、必要な機械的な特性は限られており、外側の審美的な形状は、より自由である。それにもかかわらず、ヘッド・スペースの中に含有されている酸素が消費され得り、次いで、真空がボトルの中に生じる。したがって、この真空に耐えるボトルを提供すること、または、この真空を補償することのいずれかが必要である。

この「無菌」技法は、複雑でコストのかかる設備を生じさせ、また、厳密でコストのかかるメンテナンスを生じさせる。そのうえ、品質制御は、サンプリングのみによって行われ得り、したがって、このようにパッケージングされる液体または半液体の食料内容物の殺菌に関して、システマチックな制御が存在せず、したがって、確実性は存在しない。

別の公知の解決策は、殺菌用液体を導入することによって、充填することと同時に殺菌するものである。殺菌用製品（それは、化学化合物である）の追加は、必ずしも、さまざまな国のすべての公衆衛生法規によって受け入れられるわけではなく、また、消費者自身は、彼らが選んだ液体または半液体の食品だけでなく、導入された残留した殺菌用製品も吸収するということに気乗りしない可能性があるということが理解される。そのような防腐剤は、パッケージを開けた後の保存の間に官能的品質に対する変化を引き起こす可能性がある。

先行技術から公知の主な解決策の中の最後の解決策は、コンテナを高温充填することからなり、すなわち、コンテナが殺菌処理を受けることなく、高い温度に持って行かれた内容物をコンテナの中へ直接的に導入することからなる。このケースでは、内容物自身が、コンテナを殺菌する。その理由は、内容物が、病原体の破壊を可能にする温度、したがって、７３℃を上回る温度、一般的には、８５℃の温度で導入されるからである。次いで、パッケージが閉じられ、一般的に、それをひっくり返すことによって即座に撹拌され、ストッパーの内側面を含む、コンテナの内側表面のすべてを熱処理するようになっている。

高温閉栓のケースでは、ストッパーは、公知のタイプのストッパーであり、シングル材料から作製され、成形によって取得され、欠陥のあるストッパーの設置を回避するために設置の前に検査される。そのようなストッパーは、極めて安価である。

この解決策は、何かが見逃され得ることなく、それぞれのパッケージが必然的に内向きに殺菌されることを保証するので、興味深い。

ストッパーが安価である場合には、高温充填の欠点は、一方では温度に耐え、他方では、冷却の間の液体の体積の収縮（それは、前記コンテナの内側に真空を生成させる）に関連付けられるつぶれ現象に耐える、コンテナを必要とするということである。そのうえ、充填の間に取り込まれる空気からの酸素は、また、液体または半液体の食品成分による冷却の後に「消費され」、それは、遅れた真空を引き起こし、それは、また、コンテナの追加的な変形を引き起こす可能性がある。

パッケージは、したがって、機械的に強力であり、および／または、変形可能でなければならず、パッケージは、大量の材料を必要とし、また、多くの場合、このパッケージの変形に耐えるために、および／または、適当な変形による真空を補償するために、パネルを備えた特定のアーキテクチャーを必要とする。したがって、底部は、２つの位置をとることが可能であり、それは、前記真空を補償するように、真空の影響の下で内向きに変形させられる位置を含む。底部の変形は、ボトルの下方にあり、これは、ボトルが前記底部の上に設置されているときに、ボトルの安定性問題を引き起こさず、底部の中空化だけがより顕著であり、それは、下を見なければ見ることができない。そのような底部は、洗練されていなければならず、生産するのが複雑であり、明らかに過剰なコストを生じさせるということが理解される。

これは、また、持続可能な開発の必要性に反するものであり、それは、使用されるポリマー材料の量を減少させることを求め、それは、また、製造コストおよびリサイクルに影響を与え、したがって、最終コストに影響を与えるということが留意されるべきである。

それにもかかわらず、この方法は、設備およびメンテナンスの両方の観点から、最も簡単なパッケージング・ラインを必要とし、それは、検査しやすい。その理由は、主な検査は、単一のパラメーター、すなわち、内容物の温度に関係するからである。

他の補償解決策が実装されてきた。そのうちの１つは、たとえば、閉栓の直前に、液体窒素の液滴をヘッド・スペースの中へ導入することからなる。液体窒素は、ガス状態になり、非常に強力な体積の増加を伴い、それは、ボトルの体積を圧力下に置き、冷却が起こるときの液体の収縮体積を補償することを可能にする。最終的な状態では、室温において、バランスが見出され、窒素は、追加的な不活性化だけを引き起こすことが可能である。しかし、この方法は、マスターするのに比較的に複雑であり、また、再生するのに極めて困難である。

方法およびコンテナの材料の進歩は、性能を改善することを可能にしてきた。それにもかかわらず、目標は（それは、本発明の目標でもある）、無菌雰囲気で低温充填するために使用されるコンテナに対して、可能な限り最小の追加重量の材料を有するボトルを使用することによって、とりわけ、高温充填を進めることができるということである。

また、低温充填されたコンテナの中の真空を補償することができるということも有用であり、それは、真空による変形を受ける可能性もあり、または、特に、コンテナ自身が低い機械的な強度を有している場合に、それらの機械的な強度を改善することができるということも有用であり、それは、また、本発明の目標でもある。

したがって、少なくとも、コンテナの中の真空を補償するための方法、および、より一般的には、とりわけ、高温充填のケースにおいて、過大圧力状態を制御するための方法を提案することが必要である。この過大圧力状態は、冷却の後に、ヘッド・スペースの体積の減少を補償することを可能にする（それは、冷却したときに数パーセントである）。また、この過大圧力状態は、時間の経過とともに、酸素消費に関係付けられる圧力の減少を補償することを可能にする。

圧力の減少のこれらの異なる原因は、補償が提供されないときには、または、過大加圧状態も提供されないときには、ボトルの変形を引き起こし、それを販売に不適切なものにする。また、これらの真空は、消費者による不十分な把持につながり、また、フィルムで包まれていても、パレットの中での輸送の間のコンテナの不十分な機械的な強度につながる。

特許出願ＦＲ２，３２２，０６２Ａ１およびＵＳ２０１５／０１２１８０７Ａ１などのような、補償する方法を提案した特許が知られており、それらは、ガス状の流体を特定の閉栓部材を通してヘッド・スペースの中へ注入することを提案している。そのようなデバイスは、閉栓部材を通してニードルを挿入すること、ニードルを通してヘッド・スペースの中へガスを注入すること、および、前記ニードルを除去することからなり、閉栓部材自身は、緊密性を保証する。特定の手段を設けられた閉栓部材が必要であるということが起こり、それは、パッケージングのコストに対して完全に法外な費用がかかる。価格に加えて、および、それに加えて、これは、いくつかの材料の存在に関連付けられる複雑な問題、品質検査の複雑性、リサイクルの困難性、および、高品質の閉栓の不確かさを生成させる。目下のケースにおいて、膜が設けられており、膜は、たとえば、液体が膜の後ろに通らないこととなるので、高温充填の間の液体のためのバリアとしての役割のみを果たすことができる。その理由は、閉栓部材が穿刺され、それは、膜の後ろに含まれる潜在的な有機体を導入し、それが、コンテナの中へ移動することとなるからである。

また、別のデバイスは、さらにより特異的なストッパーを使用しており、それは、特許出願ＷＯ２００９１４２５１０Ａ１に説明されている。このストッパーは、開口部を備えて作製されている。充填の後に、ヘッド・スペースは、加圧されたチャンバーの中に設置され、ストッパー・ピンが、その端部に配置されている孔部の中へ導入され、前記ストッパーは、機械的な手段によって孔部の中に固定される。そのような方法は、リズムおよび価格および検査の困難性の観点から、ならびに、実行する困難性の観点からも、完全に産業的に実用的でない。

そのうえ、従来技術において公知のデバイスは、コンテナの完璧な緊密性を保証するために、ストッパーの中に形成された孔部のシーリング品質の正確な検証を可能にしない。

本発明は、処理されることとなるコンテナを圧力パッケージングするためのデバイスおよび方法であって、処理されることとなるコンテナは、内容物によって少なくとも部分的に充填され、また、コンテナのヘッド・スペースの上方に配置されているストッパーによって緊密な様式で閉栓されており、前記デバイスは、キャップを含み、キャップは、ニードルおよび加熱カニューレを備えており、ニードルおよび加熱カニューレは、キャップの中に配置されており、キャップがストッパーの上方に係合されているときに、ストッパーの材料の中に位置しているポイントにおいて、または、ストッパーの材料の上方において、それらのそれぞれの移動軸線が交わるようになっており、加熱カニューレの端部は、凸形になっており、好ましくは、半球形になっており、それは、無菌雰囲気の中で低温充填するために使用されるコンテナに対して、可能な限り最小の追加重量の材料を伴うボトルを使用して、とりわけ、高温充填を進めることができることを可能にし、また、それは、特に、コンテナ自身が低い機械的な強度を有している場合に真空変形を受け得る、低温充填されるコンテナの中の真空を補償することを可能にする、デバイスおよび方法を提案することによって、先行技術の欠点を解決することを求めている。そのうえ、加熱カニューレの端部の凸形形状は、ニードルによってストッパーの中に形成された孔部の、加熱カニューレによるシーリング品質の正確な検証を実施することを可能にする。

したがって、本発明は、処理されることとなるコンテナを圧力パッケージングするためのデバイスであって、処理されることとなるコンテナは、内容物によって少なくとも部分的に充填され、また、コンテナのヘッド・スペースの上方に配置されているストッパーによって緊密な様式でシールされており、前記デバイスは、キャップを含み、キャップは、その内側に、穿孔ニードルと、流体注入手段と、溶融によるシーリングのための加熱カニューレとを含み、前記キャップは、ストッパーの外側表面の上方に密封して係合されように構成されており、前記ニードルは、ストッパーを通る孔部を穿孔するために、線形に移動するように適合されており、前記流体注入手段は、前記孔部を介してヘッド・スペースの中に流体を導入するように構成されており、前記加熱カニューレは、ストッパーの材料を溶融することによって前記孔部をシールするために、線形に移動するように適合されている、デバイスにおいて、ニードルおよび加熱カニューレは、キャップの中に配置されており、キャップがストッパーの上方に係合されているときに、ストッパーの材料の中に位置付けされた所定のポイントにおいて、または、ストッパーの材料の上方において、それらのそれぞれの移動の軸線が交わるようになっており、加熱カニューレの端部が凸形になっている、デバイスに関する。

加熱カニューレの端部は、好ましくは、半球形になっている。

したがって、処理されることとなるコンテナを圧力パッケージングするための前記デバイスは、無菌雰囲気で低温充填するために使用されるコンテナに対して、可能な限り最小の追加重量の材料を有するボトルを使用して、とりわけ、高温充填を実施することを可能にし、また、とりわけ、コンテナ自身が低い機械的な強度を有している場合に真空変形を受け得る、低温充填されるコンテナの中の真空を補償することを可能にする。

ニードルおよび加熱カニューレは、互いに対して傾けられており、それらのそれぞれの長手方向の移動の軸線が、ストッパーの材料の中の同じポイントにおいて、または、ストッパーの材料の上方において交わるようになっている。好ましくは、前記ポイントは、ストッパーの上側表面の中央に位置付けされている。

当業者は、試行および測定によって容易に進めることが可能であり、ストッパーの上の加熱カニューレのシーリング位置において、カニューレの凸形形状の頂点が、ニードルによって形成された孔部と一致するようになっている。したがって、移動の軸線は、加熱カニューレの端部によって採用される凸形形状の関数として、ストッパーの材料の上で、または、その上方において交わっている。

ニードルは、キャップがストッパーの上方に係合されている位置において、後退位置と穿孔位置との間で移動可能であり、ストッパーを穿孔する。加熱カニューレは、キャップがストッパーの上方に係合されている位置において、アイドル位置とシーリング位置との間で移動可能であり、ニードルによってストッパーの中に形成された孔部を、溶融によってシールし、ストッパーのプラスチック材料は、加熱カニューレと接触した状態で溶融する。

ニードルは、穿孔の間に、決して内容物と接触した状態にならない。

本発明の文脈において、および、したがって、この方法において使用されるストッパーは、従来のシングル・ピースのストッパーであり、内側膜を備えておらず、したがって、安価であり、リサイクルしやすい。しかし、本発明は、この点に限定されない。非限定的な例として、以下のストッパーは、また、本発明の範囲に入っており、本発明方法とともに使用され得る。
− その中央部が中空にされた環状の膜（または、内側コーティングもしくはライナー）を含むストッパー、
− 中実の膜（または、中実の内側コーティングもしくはライナー）を含むストッパーであるが、穿孔およびストッパーからのニードルの連続的な引き抜きのケースにおいて自己シーリングのために必要とされる最小厚さよりも小さい中央厚さを備えており、この必要とされる最小厚さは、０．２ｍｍよりも小さい、ストッパー、
− ０．１ｍｍから３ｍｍの間の直径を有する穿孔ニードルの引き抜きの後に、証明済みの自己閉栓性質を有しないポリエチレン／エチレン酢酸ビニル（ＰＥ／ＥＶＡ）タイプの材料による、０．２ｍｍから０．８ｍｍの間の厚さを有する中実の膜（または、中実の内側コーティングもしくはライナー）を含むストッパー、

このデバイスは、好ましくは、内容物による高温充填のために使用されるが、内容物による低温充填のためにも使用され得る。

加熱カニューレは、ストッパーのプラスチック材料を溶融することによって、ニードルによってストッパーの中に形成された孔部を再び閉栓することを可能にし、それは、コンテナの中の真空を補償しながら、コンテナの最終的な緊密性を保証することを可能にする。

したがって、コンテナは、少なくともバランスされた圧力によって、および、好ましくは、わずかな圧力の下で、内容物を含有しており、コンテナの外側の圧力に対する内側の圧力の差が、コンテナのつぶれを発生させることを回避するようになっている。

そのうえ、凸形の、好ましくは、半球形の、加熱カニューレの端部の形状は、ニードルによってストッパーの中に形成された孔部の、加熱カニューレによるシーリング品質の正確な検証を実施することを可能にする。実際に、凸形の加熱カニューレによって形成されるシーリングの形状は、加熱カニューレの端部の形状、加熱カニューレの端部の温度、加熱カニューレとストッパーの接触時間、および、ストッパーの中の加熱カニューレの貫通深さに依存する。加熱カニューレの端部の凸形形状が知られ、加熱カニューレの端部の温度が、ストッパーのコンポーネント材料の関数として決定され、接触時間が、所望の処理時間の関数として決定されると、当業者は、試行および測定を通してストッパーの中の貫通深さを適合させることができることとなる。特定の直径の特徴的なマークが、ストッパーの上側表面の上に形成されることとなり、それは、形状、カニューレの端部の温度、および接触時間が知られると、緊密なシールを保証するために、加熱カニューレが十分な貫通を有することを保証することを可能にすることとなる。当然のことながら、加熱カニューレの端部の凸形形状だけが与えられるとき、当業者は、加熱カニューレの端部の温度、接触時間、および貫通深さの中から２つのパラメーターを設定することが可能であり、最適な緊密なシールを保証するストッパーの上側表面の上の加熱カニューレのマークを決定するために、第３のパラメーターを適合させるということが理解される。

本発明の特定の特徴によれば、デバイスは、光学的な手段をさらに含み、光学的な手段は、加熱カニューレによるストッパーの中の孔部のシーリング品質を検証するように構成されている。光学的な手段は、光学センサーに接続されているカメラまたは光ファイバーであることが可能である。光学的な手段は、キャップの中に配置され得るか、または、本発明のデバイスを有する生産ラインの上の下流のステーションの上に配置され得る。

したがって、不十分なシーリング品質が検出される場合に、溶融によるシーリングのためのステップを再び実施するか、または、ストッパー／コンテナを捨てるために、光学カメラを使用して、加熱カニューレによる孔部のシーリング品質が良いかまたは悪いかを光学的に検証することを可能にする。

本発明の特定の特徴によれば、デバイスは、光学的手段または誘導的手段をさらに含み、光学的手段または誘導的手段は、キャップの中に配置されており、孔部の穿孔の後のニードルの完全性を検証するように構成されている。

したがって、この光学的手段または誘導的手段を使用して、穿孔ステップの後にニードルが破損しているかまたは破損していないかを光学的に検証することを可能にし、破損したニードルが検出される場合には、ニードルを交換し、コンテナの内容物を捨てるようになっている。

オフボードの光学カメラは、ニードルの任意の破損を検出するために、圧力パッケージング方法の終わりにおいて、コンテナの充填レベルをチェックすることが可能である。実際に、通常の処理の間に、内容物レベルは、所定のレベルまで降下するはずであり、一方、非穿孔およびしたがって流体の非導入のケースでは、内容物レベルは降下しないこととなる。

また、近接検出器システムが、破損していない無傷のニードルの存在をチェックすることが可能である。そのような近接検出器システムは、たとえば、光電セルまたは磁気セルであることが可能である。

本発明の特定の特徴によれば、ニードルは、尖った円錐形状の端部を有している。

したがって、前記ニードルは、先行技術において使用されているベベル付き先端部を備えた皮下注射ニードルと比較して、より強固であり、それは、前記ニードルが穿孔ステップの間に破損することを防止することを可能にする。

前記ニードルは、材料を引き裂くことなく、材料の変形および押し返しによって、ストッパーのプラスチック材料の中の貫通によって、孔部を提供する。したがって、プラスチック・ストッパー廃棄物は、コンテナの内容物の中へ落下しない。

穿孔孔部の直径は、急速膨張（可能な限り最大の直径）および溶接安全（可能な限り最小の直径）を組み合わせることを可能にしなければならない。非限定的な例として、０．７ｍｍのニードル直径は、良い妥協点になるように思われる。当然のことながら、本発明はこの点に限定されず、ニードルの直径は、ストッパーの厚さの０．３倍から０．８倍の間になるように適合されているということが理解される。ストッパーの厚さは、スクリュー・ピッチを持つストッパーのスカートがそこから延在する、ストッパーの平坦な表面の最大厚さとして定義される。

本発明の第１の実施形態によれば、ニードルは中実になっており、流体注入手段は、少なくとも１つの流体入口部を含み、少なくとも１つの流体入口部は、加圧流体を受け入れ、ストッパーの上方に密封して係合されているキャップの内側に加圧流体を注入するように適合されている。

したがって、流体注入の間に、前記孔部によって、コンテナのヘッド・スペースの中へ流体を導入することを可能にするために、中実のニードルが、ストッパーの中に形成された孔部から除去される。この第１の実施形態では、ヘッド・スペースの中への流体の導入の間に内容物を汚染しないように、ストッパーの上方へのキャップの係合の前に、ストッパーの外側表面の殺菌が必須である。

また、流体の注入の間のニードルの除去は、流体の導入の間のニードルの上への内容物の任意の跳ね返りを回避することを可能にし、それは、衛生状態の改善のために、内容物の表面の上の乱れを生成させる。

本発明の第２の実施形態によれば、ニードルの尖った端部は中実になっており、ニードルの残りの部分は、長手方向の中央ボアおよび少なくとも２つの対向する横方向孔部を含み、少なくとも２つの対向する横方向孔部は、ニードルの尖った端部の近くにおいて、前記中央ボアとニードルの外側とを接続しており、流体注入手段は、少なくとも１つの流体入口部を含み、少なくとも１つの流体入口部は、加圧流体を受け入れ、ニードルの尖った端部の反対側のニードルの端部において、ニードルの中央ボアの中へ加圧流体を注入するように適合されている。

したがって、ニードルは、その先端部において中実になっているが、その中央部において、２つの横方向開口部を穿孔されており、それは、ニードルが依然としてその穿孔位置にある間に、コンテナのヘッド・スペースの中への流体導入を実施することを可能にし、流体は、ニードルの２つの横方向孔部によってヘッド・スペースの中へ横方向に広げられ、したがって、流体の導入の間の内容物の乱れおよび跳ね返りの生成を回避することを可能にする。この第２の実施形態は、ストッパーの外側表面の事前の殺菌を回避することを可能にし、それは、産業的な視点から重要なポイントである。

本発明の特定の特徴によれば、ニードルは、加熱手段によって加熱される。

したがって、ニードルを加熱することは、ニードルを殺菌すること、および、ストッパーのプラスチック材料の穿孔を促進させることの両方を可能にする。ニードルは、好ましくは、その殺菌のために９５℃を上回る温度へ、ならびに、穿孔の間のストッパーのプラスチックの溶融の可能性、および、ニードルの上へのプラスチック粒子の接着を回避するために、１３０℃を下回る温度へ加熱され、それは、次いで、将来のサイクルにおける別のコンテナのストッパーの穿孔の間に取り外され得る。

ニードルの温度は、好ましくは、ニードル・ホルダーの中に設置されている抵抗／プローブによって、常に維持およびモニタリングされている。

また、本発明は、上記に説明されているような圧力パッケージング・デバイスを使用して、処理されることとなるコンテナを圧力パッケージングするための方法であって、処理されることとなるコンテナは、内容物によって少なくとも部分的に充填されており、また、コンテナのヘッド・スペースの上方に配置されているストッパーによって緊密な様式で閉栓されている、方法において、方法は、ストッパーの外側表面の上方に前記デバイスのキャップを密封して係合させるステップと；前記デバイスのニードルを使用して、ストッパーを通る孔部を穿孔するステップと；前記デバイスの流体注入手段を使用して、ストッパーを通って配置されている前記孔部によって、コンテナのヘッド・スペースの中に流体を導入するステップであって、コンテナのヘッド・スペースの中に、少なくとも大気圧力に等しい残留圧力を取得するようになっている、ステップと；加熱カニューレを使用して、ストッパーの材料の溶融によって、前記孔部をシールするステップと；キャップを除去するステップとを含むことを特徴とする、方法に関する。

したがって、処理されることとなるコンテナを圧力パッケージングするための前記方法は、無菌雰囲気の中で低温充填するために使用されるコンテナに対して、可能な限り最小の追加重量の材料を有するボトルを使用することによって、とりわけ、高温充填を進めることを可能にし、また、とりわけ、コンテナ自身が低い機械的な強度を有している場合に真空による変形を受け得る、低温充填されるコンテナの中の真空を補償することを可能にする。

加熱カニューレの温度、および、接触時間は、個別に所望の貫通／溶接を取得するように構成され得り、圧力パッケージング・デバイスによって連続的にモニタリングされている。

加熱カニューレの端部における温度は、ストッパーのプラスチック材料急速溶融を保証するために、約１４０℃〜２２０℃になっている。

たとえば、７ｂａｒに制御される液圧シリンダーを使用して、最小力が、加熱カニューレに印加され、孔部を充填するための溶融フェーズの間に、プラスチックのかなりの圧縮を保証する。加熱カニューレの不十分な圧力は、適正な温度および適正な接触時間にかかわらず、溶接の品質／シーリングを損なう。実験的に、本出願人は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）ストッパーに関して、０．４〜０．５秒の接触時間にわたって、７ｂａｒの下で、カニューレの端部における１８０℃の温度によって、良好な溶接が行われるということに気付いた。

カニューレの加熱は、デバイスに接続されている抵抗／温度プローブによって保証される。

キャップの中に設置されている水冷却回路は、好ましくは、キャップが「合理的な」温度に維持されているということを保証する。

本発明による圧力パッケージング・デバイスの第１の実施形態によれば、ニードルは、流体導入ステップの前に、孔部から除去される。

したがって、ストッパーの上方でのキャップの係合は、密封して行われており、ニードルは、キャップとストッパーとの間の圧力を維持しながら、流体注入ステップの前に上昇させられ得り、したがって、穿孔は、ストッパーからプラスチック材料を押し返すことのみによって、削り屑または廃棄物なしに、「クリーン」であり、流体注入の間のニードルの除去は、また、流体導入の間のニードルの上への内容物の任意の跳ね返りを回避することを可能にし、それは、衛生状態の改善のために、内容物の表面の上の乱れを生成させる。

本発明の圧力パッケージング・デバイスの第２の実施形態によれば、ニードルは、流体導入ステップの間に、孔部の中に維持され、流体導入は、ニードルの中央ボアおよび少なくとも２つの横方向孔部を通して行われる。

したがって、流体は、ニードルの２つの横方向孔部を通してヘッド・スペースの中に横方向に広げられ、したがって、流体の導入の間の内容物の乱れおよび跳ね返りの生成を回避することを可能にし、また、ストッパーの外側表面の事前の殺菌を回避することも可能にする。

本発明の特定の特徴によれば、方法は、シーリング・ステップの後に、光学的な手段を使用して、ストッパーの中の孔部のシーリング品質を検証するためのステップをさらに含む。

現在、リーク・テスト・システムが、溶接の品質をテストするために利用可能である。しかし、約１ミクロンの孔部に関して（それは、１週間でのコンテナに関する大気圧力の戻りを可能にする）、テスト時間は、約３０秒である。したがって、それは、プロセッシング・キャップの数よりも１５倍大きいテスト・キャップの数を必要とすることとなり、それは、法外な費用がかかる。

したがって、ストッパーの上方に、または、本発明によるデバイスがその中に設置されている生産ラインの下流のステーションの上に、キャップが依然として係合されているときに、光学的な手段は、シーリング・ステップの直後のシーリング品質を検証することを可能にする。

本発明の特定の特徴によれば、検証ステップは、光学的な手段によって、凸形の加熱カニューレによって形成された円形シールにおけるストッパーのイメージをキャプチャーするサブ・ステップと；キャプチャーされた円形シールの直径を測定するサブ・ステップと；シーリング品質が受け入れ可能であるかどうかを決定するために、測定された直径を閾値と比較するステップとを含む。

したがって、光学的な手段は、溶融によるシーリングの目視検査を可能にし、カニューレの貫通を測定し、溶接の品質を保証するようになっている。

本発明の特定の特徴によれば、ヘッド・スペースの中へ流体を導入するステップは、初期フェーズにおいて第１の圧力値で流体を導入し、次いで、本発明による方法の加速のために、最終フェーズにおいて第１の圧力値よりも低い第２の圧力値で流体を導入することを含む。

したがって、穿孔の直後に加圧の初期フェーズにおいて圧力を大きく増加させること、および、溶融によるシーリングの直前の最終圧力を調節するために、最終フェーズにおいてより低い圧力を有することを可能にする。

本発明の特定の特徴によれば、７３℃を上回る温度における高温充填のケースでは、流体は、４５℃を下回る温度への内容物の冷却の後に、ヘッド・スペースの中に導入される。

本発明の特定の特徴によれば、流体導入圧力は、１．０１ｂａｒから２．５ｂａｒの間に含まれる残留圧力、好ましくは、１．０１ｂａｒから１．４ｂａｒの間に含まれる残留圧力を、コンテナの中に発生させるように構成されている。

本発明の特定の特徴によれば、流体は、とりわけ、ガス状の形態の、窒素などのような不活性の無菌ガスである。

したがって、不活性の無菌ガスは、ボトリングの後に、後の内容物の酸化を引き起こさないことを可能にする。これは、後の酸素消費に起因するつぶれ過ぎを回避する。その理由は、不活性ガスが、初期に閉じ込められていた空気の大部分を交換し、酸素消費が全く存在しないかまたはほとんど存在しないからである。

本発明の別の特定の特徴によれば、方法は、ストッパーの上方にキャップを係合させるためのステップの前、間、および／または後に、キャップとストッパーとの間に、無菌流体、好ましくは、不活性ガス、より好ましくは、窒素を循環させるためのステップをさらに含む。

したがって、無菌流体のこの循環は、コンテナの無菌状態を保証するために、バクテリアが外側からキャップとストッパーとの間のスペースに進入することを防止することを可能にする。過大圧力状態が、ストッパーとキャップとの間に生成され、溶融によるシーリングまで、コンテナの内側の圧力以上のプラスの圧力を維持するようになっている。

本発明の特定の特徴によれば、方法は、ストッパーの上方にキャップを係合させるためのステップの前に、時間厳守の加熱、化学的な殺菌、蒸気、パルス光の放射、または別の同様の方法のなかからの１つまたはいくつかによって、ストッパーの外側表面を殺菌するためのステップをさらに含む。

したがって、時間厳守の加熱、または、殺菌用液体を使用する化学的な殺菌は、ストッパーの外側表面の上に存在する病原体の破壊を保証する。

さらに、本発明は、上記に説明されているような少なくとも１つの圧力パッケージング・デバイスを含む、圧力パッケージング・マシンであって、前記圧力パッケージング・マシンは、コンテナを適切な位置に維持するための手段をさらに含み、少なくとも１つの圧力パッケージング・デバイスのキャップは、コンテナを適切な位置に維持するための手段に対して、アイドル位置と係合位置との間で垂直方向に移動可能であり、アイドル位置は、コンテナを適切な位置に維持するための手段から距離を置いており、係合位置では、キャップが、処理されることとなるコンテナのストッパーの上方に密封して係合されている、圧力パッケージング・マシンに関する。

本発明の主題をより良好に図示するために、非限定的な例示として、添付の図面を参照して、２つの好適な実施形態を下記に説明することとなる。

本発明による、処理されることとなるコンテナを圧力パッケージングするためのデバイスの斜視図である。 非係合位置にある、図１のデバイスの断面図である。 係合ステップの間の、図２と同様の断面図である。 穿孔ステップの間の、図２と同様の断面図である。 本発明の第１の実施形態による、流体導入ステップの間の、図２と同様の断面図である。 シーリング・ステップの間の、図２と同様の断面図である。 図１のデバイスの加熱カニューレの断面図である。 図７の加熱カニューレの端部の斜視図である。 本発明の第２の実施形態による、図１のデバイスのニードルの断面図である。

図１は、処理されることとなるコンテナ２を圧力パッケージングするためのデバイス１を示している。

処理されることとなるコンテナ２は、内容物によって少なくとも部分的に充填されており、また、コンテナ２のヘッド・スペースの上方に配置されているストッパー３によって緊密な様式で閉栓されている。

本明細書のケースでは、コンテナ２は、高温充填を受け、また、コンテナ２は、ボトルであり、そのボトルは、とりわけ、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）から作製されており、低い坪量を有しており、フルーツ・ジュースなどのような内容物を備えており、病原体を破壊することができる温度まで、すなわち、７３℃を上回る温度、および、目下のケースでは、８５℃の温度まで持って行かれる。

コンテナ２が高温の内容物によって充填されると、コンテナ２は、公知のタイプのストッパー３によって閉栓され、とりわけ、射出成形または圧縮成形されたスクリュー・キャップによって閉栓され、そのスクリュー・キャップは、モノリシックであり、シングル材料から作製され得り、任意の追加的なシーリング・エレメントがない。

緊密性は、コンテナ２のネック部２ａの周辺縁部の材料の上への、ストッパー３の（目下のケースでは、その内側面の）材料の機械的な圧力の下での接触によって取得され、ねじ込みが、前記必要な機械的な圧力を及ぼすことを可能にする。

閉じる間、前記ストッパー３は、ヘッド・スペースが残ることを可能にする。このスペースは、オーバーフローなしに充填することから結果として生じる。その理由は、内容物が、いかなるケースでも、オーバーフローしてはならず、また、閉じる前にネック部２ａのリップ部の上に内容物を発見してはならないからである。その理由は、内容物が、次いで、ストッパー３の下方の進入口であることとなり、コンテナ２が販売に不適切であることとなるからである。

ストッパー３は、圧力を補償するための任意のメカニズムまたは任意の他のアクセサリーがない。ヘッド・スペースの中に取り込まれる空気は、高温であるが、大気圧力になっている。

また、本発明は、一般に使用される、とりわけ、米国において使用される特定のストッパーを適用しており、その特定のストッパーは、シングル材料タイプのストッパーのための内側リップ部とは異なり、ねじ込みの間の圧縮によって、コンテナ２のネック部の表面とストッパー３との間の緊密性だけを保証するために内側膜が使用された状態のデュアル材料タイプのものであるということが留意されるべきである。しかし、そのようなデュアル材料ストッパーに関するこの内側膜は、ニードルを使用して穿孔し、次いで、ストッパーの外側のニードルを除去するケースにおいて、ストッパーの自己シーリングを保証するために必要な性質を有していない。

コンテナ２は、選択された殺菌温度において損傷なしに内容物を受け入れるように適合されているが、真空補償手段がない。

コンテナ２の内側表面のすべてを、殺菌温度に持って行かれた内容物と接触した状態に置くために、コンテナ２は、内容物を充填した直後に動かされる。

次に、コンテナ２およびその内容物は、水をスプレーすることによって、冷却トンネルの中で冷却され、たとえば、そのアッセンブリを室温近くまで持って行く。

コンテナ２が、７５℃を下回る温度に到達するとき、そのコンポーネント材料に起因して、前記コンテナ２は、自分自身の上につぶれる。その理由は、ガスおよび液体の体積が、コンテナ２の内側で３％から５％に低減されるからである。この低減は、冷却の過程にわたって増加する。つぶれる現象は、４５℃以下の温度において、その最大に近付く。

圧力パッケージング・デバイス１は、キャップ４（係合ヘッドとも呼ばれる）を含み、キャップ４は、その内側に、穿孔手段５と、流体注入手段６と、溶融式シーリング手段７とを含む。

圧力パッケージング・デバイス１は、水平方向の下側サポート８と、ノッチ９ａを含む水平方向の上側サポート９と、垂直方向のサポート１０とをさらに含み、コンテナ２は、水平方向の下側サポート８の上に位置決めされており、コンテナ２のネック部２ａが、ノッチ９ａの中に挿入されており、下側サポート８および上側サポート９は、垂直方向のサポート１０に接続されている。

キャップ４は、垂直方向の移動モーター１１によって、アイドル位置と係合位置との間で垂直方向に移動可能であり、アイドル位置は、上側サポート９から所定の距離にあり、係合位置では、キャップ４が、処理されることとなるコンテナ２のストッパー３の上方に密封して係合されている。当然のことながら、本発明は、この点に限定されず、キャップが移動可能であるか（キャップが、キャップの下方に持って来られたコンテナの上方で係合される）、または、キャップが静止しているか（コンテナがキャップの中へ持って行かれる）のいずれかであるということが理解される。

圧力パッケージング・デバイス１は、処理されることとなるコンテナ２を圧力パッケージングするための方法を実施するように構成されており、方法は、以下のステップ、すなわち、ストッパー３の外側表面の上に密封してキャップ４を係合させるステップと；穿孔手段５をストッパー３に向けて低下させることによって、ストッパー３を通る孔部を穿孔するステップと；流体注入手段６を使用して、ストッパー３を通って配置されている前記孔部によって、コンテナ２のヘッド・スペースの中へ流体を導入するステップであって、コンテナ２のヘッド・スペースの中に、少なくとも大気圧力に等しい残留圧力を取得するようになっている、ステップと；溶融式シーリング手段７をストッパー３に向けて低下させることによって、ストッパー３の材料の溶融によって、ストッパー３の前記孔部をシールするステップと；キャップ４を除去するステップとを含む。方法の異なるステップが、より詳細に図２から図６に説明されることとなる。

ストッパー３の上方でのキャップ４の係合は、密封して行われており、本発明の第１の実施形態において、穿孔手段５は、キャップ４とストッパー３との間の圧力を維持しながら、流体注入ステップの前に上昇させられ得り、したがって、穿孔は、ストッパー３のプラスチック材料を押し返すことのみによって、削り屑または廃棄物なしに、「クリーン」であり、流体注入の間の穿孔手段５の除去は、また、衛生状態の改善のために、穿孔手段５の上への内容物の任意の跳ね返りを防止することを可能にし、それは、内容物の表面の乱れを生成させる。

この方法において使用されるストッパー３は、従来のシングル・ピースのストッパーであり、内側膜を備えておらず、したがって、安価である。

したがって、コンテナ２は、少なくとも、バランスされた圧力によって、および、好ましくは、わずかな圧力の下で、内容物を含有しており、コンテナ２の外側の圧力に対する内部の圧力の差が、コンテナ２の任意のつぶれを発生させることを回避するようになっている。

図２は、キャップ４の非係合位置における圧力パッケージング・デバイス１を示している。

コンテナ２は、内容物１２によって部分的に充填されており、内容物のないヘッド・スペース１３が、コンテナ２のネック部２ａに残るようになっており、コンテナ２は、コンテナ２のヘッド・スペース１３の上方に配置されているストッパー３によって、緊密な様式で閉栓されている。

穿孔手段５は、ピストン１４を含み、ニードル１５が、ピストン１４の端部に設けられており、前記ピストン１４は、キャップ４の上に形成されたシリンダー１６の中を線形に移動するように適合されており、ピストン１４のトラベルは、シリンダー１６の上側端部の中に形成されたピストン・チャンバー１７によって限定されている。

したがって、キャップ４がストッパー３の上方に係合されており、ピストン１４がその展開位置にあるときに、ニードル１５は、ストッパー３を穿孔するように構成されている。

溶融式シーリング手段７は、ピストン１８を含み、加熱カニューレ１９が、ピストン１８の端部に締結されており、前記ピストン１８は、キャップ４の上に形成されたシリンダー２０の中を線形に移動するように適合されており、ピストン１８のトラベルは、シリンダー２０の上側端部の中に形成されたピストン・チャンバー２１によって限定されている。

したがって、加熱カニューレ１９は、キャップ４がストッパー３の上方に係合され、ピストン１８がその展開位置にあるときに、ニードル１５によってストッパー３の中に形成された孔部を、溶融によってシールするように構成されており、ストッパー３のプラスチック材料は、加熱カニューレ１９と接触した状態で溶融する。

ニードル１５および加熱カニューレ１９は、キャップ４の内側キャビティー２２の中に位置している。

ピストン１４および１８は、電気的にまたは液圧式に作動させられ得る。図に負担をかけ過ぎないようにするために、ピストン１４および１８の電力ワイヤーまたは液圧式作動ワイヤーは図に示されていない。同様に、ニードル１５または加熱カニューレ１９を加熱することを可能にする加熱エレメント、および、それらのそれぞれの電源は、図に負担をかけ過ぎないようにするために示されていない。

流体注入手段６は、いくつかの流体入口部を含み、流体入口部は、加圧流体を受け入れ、加圧流体をキャップ４の内側キャビティー２２の内側に注入するように適合されており、キャップ４は、最大で５つの流体入口部６を含有するように適合されている。

本発明の第１の実施形態では、また、圧力パッケージング方法は、ストッパー３の外側表面の上に存在する病原体の破壊を保証するために、ストッパー２の上でのキャップ４の係合のためのステップの前に、時間厳守の加熱、殺菌用液体を使用する化学的な殺菌、蒸気、パルス光の放射、または別の同様の方法によって、ストッパー３の外側表面を殺菌するためのステップを含む。

キャップ４の内側キャビティー２２は、事前に行われたストッパー３の無菌状態を維持するための係合の前であっても、依然として、第１の流体入口部６による無菌ガス過大圧力状態の下にある。

流体導入ステップ（膨張ステップとも呼ばれる）のために、２つの他の無菌ガス入口部６が存在している。

最後の２つの流体入口部６は、係合および穿孔の後の殺菌用流体の注入のために使用され得り、また、穿孔のための殺菌用流体の吸引による急速排出のために使用され得る。

デバイス１は、光学カメラＣをさらに含み、光学カメラＣは、キャップ４の内側キャビティー２２の中に配置されており、加熱カニューレ１９によるストッパー３の中の孔部のシーリング品質を検証するように構成されている。シーリング品質を検証するためのこのステップは、図６を参照して、より詳細に説明されることとなる。

図３は、係合ステップの間の圧力パッケージング・デバイス１を示している。

係合ステップの間に、ニードル１５および加熱カニューレ１９のそれぞれのピストン１４および１８は、それらの後退位置（アイドル位置とも呼ばれる）にある。

キャップ４は、ストッパー４の外側表面の上方で密封して係合されており、ストッパー３の少なくとも一部が、キャップ４の内側キャビティー２２の少なくとも一部の中へ挿入されるようになっている。

ピストン１４および１８は、キャップ４の中に配置されており、キャップ４がストッパー３の上方に係合されているときに、ストッパー３の材料の中に位置付けされた所定のポイントにおいて、または、ストッパー３の材料のわずかに上方において、それらのそれぞれの移動軸線が交わるようになっており、前記ポイントは、好ましくは、ストッパー３の上側表面の中心に位置付けされているか、または、加熱カニューレ１９の形状に基づいて、わずかに上方の中心を外れた位置に位置付けされている。

また、圧力パッケージング方法は、ストッパー３の上方でのキャップ４の係合のためのステップの後に、特定の流体入口部６を介して、キャップ４の内側キャビティー２２の中に、無菌流体、好ましくは、窒素などのような不活性ガスを循環させるためのステップを含むことが可能である。したがって、過大圧力状態が、ストッパー３とキャップ４との間に生成され、溶融によるシーリングまで、コンテナ２の内部圧力以上のプラスの圧力を維持する。

図４は、穿孔ステップの間の圧力パッケージング・デバイス１を示している。

穿孔ステップの間に、ニードル１５のピストン１４は、その展開位置にあり、ニードル１５が、ストッパー３まで低下させられ、ストッパー３の材料を通る孔部２３を穿孔するようになっている。

ニードル１５は、穿孔の間に、決して、内容物１２と接触した状態にならない。

ニードル１５は、材料を引き裂くことなく、材料の変形および押し返しによって、ストッパー３のプラスチック材料の中の貫通によって孔部２３を作製する。

本発明の第１の実施形態では、この穿孔ステップの直後に、ピストン１４のアイドル位置の中へニードル１５を上昇させるためのステップが続く。

また、圧力パッケージング方法は、キャップ４の中に配置されている追加的な光学センサー（図４には示されていない）に接続されている光学カメラまたは光ファイバー・カメラを使用して、ニードル１５を上昇させるステップの後のニードル１５の完全性の検証のためのステップを含むことが可能であり、したがって、穿孔ステップの後にニードル１５が破損しているかまたは破損していないかを光学的に検証することを可能にする。

キャップからオフボードの追加的な光学カメラは、圧力パッケージング方法の終わりにおいて、コンテナ２の充填レベルを検査し、ニードル１５の任意の破損を検出することが可能である。実際に、通常の処理の間に、内容物１２のレベルは、所定のレベルまで下がらなければならず、一方、非穿孔およびしたがって流体の非導入のケースでは、内容物１２のレベルは減少しないこととなる。

また、近接センサー・システムは、本発明の範囲から逸脱することなく、破損していない無傷のニードル１５の存在を検証する。

図５は、本発明の第１の実施形態による、流体導入ステップの間の圧力パッケージング・デバイス１を示している。

本発明の第１の実施形態では、ニードル１５は、円筒形状および中実になっており、円錐形状の尖った端部を有している。

ニードル１５は、好ましくは、加熱手段（図５には示されていない）によって加熱され、ニードル１５の加熱は、ニードル１５を殺菌すること、および、ストッパー３のプラスチック材料の穿孔を促進させることの両方を可能にする。ニードル１５は、好ましくは、その殺菌のために９５℃を上回る温度へ、ならびに、穿孔の間のストッパー３のプラスチックの溶融の可能性、および、ニードル１５の上へのプラスチック粒子の接着を回避するために、１３０℃を下回る温度へ加熱され、それは、次いで、別のコンテナ２のストッパー３の穿孔の間に取り外され得る。

ニードル１５の温度は、好ましくは、ピストン１４の中に設置されている抵抗／プローブによって、常に維持およびモニタリングされている。

本発明の第１の実施形態では、流体導入ステップの間に、ニードル１５および加熱カニューレ１９のそれぞれのピストン１４および１８は、それらのアイドル位置にあり、したがって中実のニードル１５は、ストッパー３の中に形成された孔部２３から除去されている。この第１の実施形態では、ヘッド・スペース１３の中への流体の導入の間に内容物１２を汚染しないように、ストッパー３の上へのキャップ４の係合の前に、ストッパー３の外側表面の殺菌が必須である。

流体２４は、流体入口部６のうちの１つを使用して、キャップ４の内側キャビティー２２の中へ導入され、次いで、ストッパー３を通して配置されている孔部２３を介して、コンテナ２のヘッド・スペース１３の中へ導入され、コンテナ２のヘッド・スペース１３の中に、少なくとも大気圧力に等しい残留圧力を取得するようになっている。

流体２４は、とりわけ、ガス状の形態の、窒素などのような不活性の無菌ガスであり、それは、ボトリングの後に、後続の内容物１２の酸化を引き起こさないことを可能にする。これは、後の酸素消費に起因するつぶれ過ぎを回避する。その理由は、不活性ガスが、初期に閉じ込められていた空気の大部分を交換し、酸素消費が全く存在しないかまたはほとんど存在しないからである。

７３℃を上回る温度における高温充填のケースでは、流体２４が、４５℃を下回る温度への内容物１２の冷却の後に、ヘッド・スペース１３の中へ導入される。

流体２４の導入圧力は、１．０１ｂａｒから２．５ｂａｒの間の残留圧力、好ましくは、１．０１ｂａｒから１．４ｂａｒの間の残留圧力を、コンテナ２の中に発生させるように構成されている。

流体２４をヘッド・スペース１３の中へ導入するためのステップは、好ましくは、初期フェーズにおいて第１の圧力値で流体２４を導入し、次いで、最終フェーズにおいて第１の圧力値を下回る第２の圧力値で流体２４を導入することを含む。したがって、穿孔の直後に初期加圧フェーズにおいて圧力を大きく増加させること、および、溶融によるシーリングの直前の最終圧力を調節するために、最終フェーズにおいてより低い圧力を有することを可能にする。

図６は、シーリング・ステップの間の圧力パッケージング・デバイス１を示している。

シーリング・ステップの間に、加熱カニューレ１９のピストン１８はその展開位置にあり、加熱カニューレ１９が、ニードル１５によってストッパー３の中に形成された孔部２３へ低下させられるようになっている。

加熱カニューレ１９は、ストッパー３のプラスチック材料の溶融によって、ストッパー３の中に形成された孔部２３を再び閉栓することを可能にし、それは、コンテナ２の中の真空を補償しながら、コンテナ２の最終的な緊密性を保証することを可能にする。

シーリング・ステップは、０秒から５秒の間の期間において実施される。

また、圧力パッケージング方法は、キャップ４の内側キャビティー２２の中に配置されている光学カメラＣを使用して、加熱カニューレ１９による孔部２３のシーリング品質の検証のためのステップを含むことが可能であり、それは、したがって、加熱カニューレ１９による孔部２３のシーリング品質が良いかまたは悪いかを光学的に検証することを可能にする。シーリングは、ストッパーの上側表面の上に、加熱カニューレ１９によるシーリング品質のマーク性質を残す。

前記検証ステップは、以下のサブ・ステップ、すなわち、光学カメラＣによって、半球形の加熱カニューレ１９によって形成された円形シールにおけるストッパー３のイメージをキャプチャーするステップと；キャプチャーされた円形シールの直径を測定するステップと；シーリング品質が受け入れ可能であるかどうかを決定するために、測定された直径を閾値と比較するステップとを含む。

したがって、光学カメラＣは、シーリングの目視検査を可能にし、加熱カニューレ１９の貫通を測定し、溶接の品質を保証する。

シーリング・ステップの後に、ピストン１８のアイドル位置の中へ加熱カニューレ１９を上昇させるためのステップが続き、次いで、ストッパー３からキャップ４を除去するためのステップが続く。

本発明による方法は、コンテナ２の中の高温充填を可能にし、コンテナ２は、たとえば、ＰＥＴから作製されており、コンテナの変形を伴う高温充填方法に対して約１５％の坪量の低減を伴っており、それは、生産されるコンテナ２の数の乗算係数に照らして、かなりの材料低減である。

特定のアーキテクチャーが、壁部に関して検討されなければならないわけではない。任意の技術的なパネルおよび／または複雑な花弁状の底部は、不必要になる。

コンテナ２の形状は、実際に、はるかに自由で単純であり、リサイクルは、より安価である。その理由は、より少ない材料が使用されているからである。

大気圧力またはわずかな圧力の下でコンテナ２を設置することは、より良好なスタッキングおよびパレタイジングを可能にする。

本発明による方法は、全ての充填モードに適用し、さらに、無菌雰囲気の下で低温充填されるコンテナ２の加圧にも適用し、それに関して、酸素の消費によるヘッド・スペース１３の体積の中の減少の可能性を補償することが望まれるだけでなく、機械的な強度を強化するためにわずかな過大圧力状態を生成させることも望まれ、または、本発明による方法は、酸化が変更する可能性のある製品の官能的特性のすべてを保存するために、天然ガスを注入し、ヘッド・スペース１３の中に閉じ込められている空気を交換することにも適用する。

図７は、圧力パッケージング・デバイス１の加熱カニューレ１９を示している。

加熱カニューレ１９は、カニューレ端部２５（それは、より詳細に図８に説明されることとなる）および中空の円筒形状のカニューレ・ホルダー２６を含み、カニューレ端部２５の一部が、カニューレ・ホルダー２６の中に強制的にフィットさせられており、カニューレ・ホルダー２６の一部が、中空になっているピストン１８の下側パーツの中に強制的にフィットさせられている。

加熱抵抗／温度プローブ２７は、中空のカニューレ・ホルダー２６の内側に配置されており、加熱抵抗／温度プローブ２７の下側パーツは、カニューレ端部２５と接触した状態になっており、加熱抵抗／温度プローブ２７の上側パーツは、加熱抵抗／温度プローブ２７に給電するように構成されている２つの電気ワイヤー２８に接続されている。

カニューレ端部２５の温度、および、接触時間は、個別に所望の貫通／溶接を取得するように構成され得り、圧力パッケージング・デバイス１によって連続的にモニタリングされている。

カニューレ端部２５の温度は、ストッパー３を構成する材料の関数として、約１４０℃〜２２０℃、好ましくは、約１８０℃〜２００℃であり、ストッパー３のプラスチック材料の急速溶融を保証する。

たとえば、７ｂａｒに制御される液圧シリンダーを使用して、最小力が、加熱カニューレ１９に印加され、孔部２３を充填するための溶融フェーズの間に、プラスチックのかなりの圧縮を保証する。加熱カニューレ１９の不十分な圧力は、正しい温度および正しい接触時間にかかわらず、実際には、溶接の品質／緊密性を損なうこととなる。

キャップ４の中に設置されている水冷却回路（図７には示されていない）は、好ましくは、キャップ４が「合理的な」温度に維持されているということを保証する。

図８は、カニューレ端部２５を示している。

カニューレ端部２５は、プレート２５ａを含み、プレート２５ａの面のうちの一方は、カニューレ・ホルダー２６の中に強制的にフィットするように構成された突出部２５ｂを含み、プレート２５ａの他方の反対側面は、半球形の突起２５ｃを含む。図示されている半球形の形状は、限定するものではなく、加熱カニューレの端部の任意の凸形形状が、本発明の範囲の中にあるということが留意されるべきである。

突起２５ｃの半球形の形状は、ニードル１５によってストッパー３の中に形成された孔部２３の、加熱カニューレ１９によるシーリング品質の正確な検証を実施することを可能にする。実際に、半球形の突起２５ｃによって形成されるシールは、円形であり、それは、シーリング品質が受け入れ可能であるかどうかを決定するために、光学カメラＣを使用して、作り出される円形シールの直径を測定することを可能にする。

図９は、第２の実施形態による、圧力パッケージング・デバイス１のニードル２９を示している。

本発明のこの第２の実施形態では、ニードル２９の尖った端部２９ａは、中実になっており、ニードルの残りの部分は、長手方向の中央ボア３０および２つの反対側の横方向孔部３１を含み、横方向孔部３１は、ニードル２９の尖った端部２９ａの近くにおいて、前記中央ボア３０とニードル２９の外側とを接続している。

ニードル２９は、本発明の範囲から逸脱することなく、少なくとも３つの横方向孔部３１を含むことも可能であるということが留意されるべきである。

この第２の実施形態では、流体注入手段６は、少なくとも１つの流体入口部を含み、少なくとも１つの流体入口部は、流体２４を受け入れ、尖った端部２９ａの反対側のニードル２９の端部において、ニードル２９の中央ボア３０の中へ流体２４を注入するように適合されている。ニードル２９は、流体導入ステップの間に、孔部２３の中に維持され、流体導入は、中央ボア３０を通して、次いで、２つの横方向孔部３１を通して行われる。

したがって、コンテナ２のヘッド・スペース１３の中への流体２４の導入は、ニードル２９が依然としてその穿孔位置にある間に行われ、流体２４は、２つの横方向孔部３１を通してヘッド・スペース１３の中に横方向に広げられ、したがって、流体導入の間の内容物１２の任意の乱れおよび跳ね返りの生成を回避することを可能にする。また、この第２の実施形態は、ストッパー３の外側表面の事前の殺菌を回避することを可能にする。

本発明によるデバイス、方法、およびマシンは、生産ラインの中に実装され得り、１つまたはいくつかのステーションが上流または下流にある状態になっており、そのケースでは、搬送デバイスが、本発明を実施する生産ラインのステーションへコンテナを輸送することとなる。

Claims (19)

1. 処理されることとなるコンテナ（２）を圧力パッケージングするためのデバイス（１）であって、前記処理されることとなるコンテナ（２）は、内容物（１２）によって少なくとも部分的に充填されており、また、前記コンテナ（２）のヘッド・スペース（１３）の上方に配置されているストッパー（３）によって緊密な様式で閉栓されており、前記デバイス（１）は、キャップ（４）を含み、前記キャップ（４）は、その内側に、穿孔ニードル（１５；２９）と、流体注入手段（６）と、溶融によるシーリングのための加熱カニューレ（１９）とを含み、前記キャップ（４）は、前記ストッパー（３）の外側表面の上方に密封して係合されように構成されており、前記ニードル（１５；２９）は、前記ストッパー（３）を通る孔部（２３）を穿孔するために、線形に移動するように適合されており、前記流体注入手段（６）は、前記孔部（２３）を介して前記ヘッド・スペース（１３）の中に流体（２４）を導入するように構成されており、前記加熱カニューレ（１９）は、前記ストッパー（３）の材料を溶融することによって前記孔部（２３）をシールするために、線形に移動するように適合されている、デバイス（１）において、前記ニードル（１５；２９）および前記加熱カニューレ（１９）は、前記キャップ（４）の中に配置されており、前記キャップ（４）が前記ストッパー（３）の上方に係合されているときに、前記ストッパー（３）の前記材料の中に位置付けされた所定のポイントにおいて、または、前記ストッパー（３）の前記材料の上方において、それらのそれぞれの移動の軸線が交わるようになっており、前記加熱カニューレ（１９）の端部（２５）が凸形になっていることを特徴とする、デバイス（１）。
2. 前記デバイス（１）は、光学的な手段（Ｃ）をさらに含み、前記光学的な手段（Ｃ）は、前記加熱カニューレ（１９）による前記ストッパー（３）の中の前記孔部（２３）のシーリング品質を検証するように構成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（１）。
3. 前記デバイス（１）は、光学的手段または誘導的手段をさらに含み、前記光学的手段または誘導的手段は、前記キャップ（４）の中に配置されており、前記孔部（２３）の穿孔の後の前記ニードル（１５；２９）の完全性を検証するように構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（１）。
4. 前記ニードル（１５；２９）は、尖った円錐形状の端部（２９ａ）を有していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
5. 前記ニードル（１５）は中実になっており、前記流体注入手段（６）は、少なくとも１つの流体入口部を含み、前記少なくとも１つの流体入口部は、加圧流体を受け入れ、前記ストッパー（３）の上方に密封して係合されている前記キャップ（４）の内側に前記加圧流体を注入するように適合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（１）。
6. 前記ニードル（２９）の前記尖った端部（２９ａ）は中実になっており、前記ニードル（２９）の残りの部分は、長手方向の中央ボア（３０）および少なくとも２つの横方向孔部（３１）を含み、前記少なくとも２つの横方向孔部（３１）は、前記ニードル（２９）の前記尖った端部（２９ａ）の近くにおいて、前記中央ボア（３０）と前記ニードル（２９）の外側とを接続しており、前記流体注入手段（６）は、少なくとも１つの流体入口部を含み、前記少なくとも１つの流体入口部は、加圧流体を受け入れ、前記ニードル（２９）の前記尖った端部（２９ａ）の反対側の前記ニードル（２９）の端部において、前記ニードル（２９）の前記中央ボア（３０）の中へ前記加圧流体を注入するように適合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（１）。
7. 前記ニードル（１５；２９）は、加熱手段によって加熱されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のデバイス（１）。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の圧力パッケージング・デバイス（１）を使用して、処理されることとなるコンテナ（２）を圧力パッケージングするための方法であって、前記処理されることとなるコンテナ（２）は、内容物（１２）によって少なくとも部分的に充填されており、また、前記コンテナ（２）のヘッド・スペース（１３）の上方に配置されているストッパー（３）によって緊密な様式で閉栓されている、方法において、
   前記方法は、
   − 前記ストッパー（３）の前記外側表面の上方に前記デバイス（１）の前記キャップ（４）を密封して係合させるステップと、
   − 前記デバイス（１）の前記ニードル（１５；２９）を使用して、前記ストッパー（３）を通る孔部（２３）を穿孔するステップと、
   − 前記デバイス（１）の流体注入手段（６）を使用して、前記ストッパー（３）を通って配置されている前記孔部（２３）によって、前記コンテナ（２）の前記ヘッド・スペース（１３）の中に流体（２４）を導入するステップであって、前記コンテナ（２）の前記ヘッド・スペース（１３）の中に、少なくとも大気圧力に等しい残留圧力を取得するようになっている、ステップと、
   − 前記加熱カニューレ（１９）を使用して、前記ストッパー（３）の前記材料の溶融によって、前記孔部（２３）をシールするステップと、
   − 前記キャップ（４）を除去するステップと
   を含むことを特徴とする、方法。
9. 前記ニードル（１５）は、前記流体導入ステップの前に、前記孔部（２３）から除去されることを特徴とする、請求項５に従属する請求項８に記載の方法。
10. 前記ニードル（２９）は、前記流体導入ステップの間に、前記孔部（２３）の中に維持され、前記流体導入は、前記ニードル（２９）の前記中央ボア（３０）および前記少なくとも２つの横方向孔部（３１）を通して行われることを特徴とする、請求項６に従属する請求項８に記載の方法。
11. 前記方法は、前記シーリング・ステップの後に、前記光学的な手段（Ｃ）を使用して、前記ストッパー（３）の中の前記孔部（２３）の前記シーリング品質を検証するためのステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２に従属する請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記検証ステップは、
    − 前記光学的な手段（Ｃ）によって、凸形の前記加熱カニューレ（１９）によって形成された前記円形シールにおける前記ストッパー（３）のイメージをキャプチャーするサブ・ステップと、
    − キャプチャーされた前記円形シールの直径を測定するサブ・ステップと、
    − 前記シーリング品質が受け入れ可能であるかどうかを決定するために、測定された前記直径を閾値と比較するステップと
    を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
13. 前記ヘッド・スペース（１３）の中へ前記流体（２４）を導入するステップは、初期フェーズにおいて第１の圧力値で流体（２４）を導入し、次いで、最終フェーズにおいて前記第１の圧力値よりも低い第２の圧力値で流体（２４）を導入することを含むことを特徴とする、請求項８から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. ７３℃を上回る温度における高温充填のケースでは、前記流体（２４）は、４５℃を下回る温度への前記内容物（１２）の冷却の後に、前記ヘッド・スペース（１３）の中に導入されることを特徴とする、請求項８から１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記流体（２４）の導入圧力は、１．０１ｂａｒから２．５ｂａｒの間に含まれる残留圧力、好ましくは、１．０１ｂａｒから１．４ｂａｒの間に含まれる残留圧力を、前記コンテナ（２）の中に発生させるように構成されていることを特徴とする、請求項８から１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記流体（２４）は、とりわけ、ガス状の形態の、窒素などのような不活性の無菌ガスであることを特徴とする、請求項８から１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記方法は、前記ストッパー（３）の上方に前記キャップ（４）を係合させるための前記ステップの前、間、および／または後に、前記キャップ（４）と前記ストッパー（３）との間に、無菌流体、好ましくは、不活性ガス、より好ましくは、窒素を循環させるためのステップをさらに含むことを特徴とする、請求項８から１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 前記方法は、前記ストッパー（３）の上方に前記キャップ（４）を係合させるための前記ステップの前に、時間厳守の加熱、化学的な殺菌、蒸気、パルス光の放射からの１つまたはいくつかによって、前記ストッパー（３）の前記外側表面を殺菌するためのステップをさらに含むことを特徴とする、請求項８から１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 請求項１から７のいずれか一項に記載の少なくとも１つの圧力パッケージング・デバイス（１）を含む、圧力パッケージング・マシンであって、前記圧力パッケージング・マシンは、前記コンテナを適切な位置に維持するための手段（９）をさらに含み、前記少なくとも１つの圧力パッケージング・デバイス（１）の前記キャップ（４）は、前記コンテナを適切な位置に維持するための前記手段（９）に対して、アイドル位置と係合位置との間で垂直方向に移動可能であり、前記アイドル位置は、前記コンテナを適切な位置に維持するための前記手段（９）から距離を置いており、前記係合位置では、前記キャップ（４）が、前記処理されることとなるコンテナ（２）の前記ストッパー（３）の上方に密封して係合されている、圧力パッケージング・マシン。

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