JP4123329B2 - 無菌液体充填具 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は無菌液体収容システムに関する。特に、無菌状態で液体を容器に充填する方法並びにその方法で使用される液体容器に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
食品等のごとき流状物体を無菌容器に充填するときには、その充填プロセスで容器内にバクテリアや微生物を侵入させないことが肝要である。また、容器の充填が完了した後の運搬や保管時に汚染物が容器内に侵入することがないように容器を密閉することが重要である。
【０００３】
これらの達成を意図した多数の特許が存在する。例えば、米国特許第４８０５３７３号（アンダーソン）、米国特許第２９３０１７０号（ホルズマン他）、米国特許第４５４２５３０号（トーマス他）及び米国特許４６７２６８８号（カリプサルキス）が存在する。これら従来技術特許はそれなりに有効なシステムを紹介している。しかしながら、これら従来技術システムは充填条件によっては欠陥を露呈する。
【０００４】
例えば、米国特許第４８０５３７８号は充填口に膜体（フィルム）を提供する。この膜体は充填作業中に切開される。一般的に、この切開は切開ヘッド（先端に切開具を有したもの）によって行われ、２つの直線状切口が互いに垂直に提供される。これら切口は膜体の中央を通過して放射状に外側方向に延び、直立するグランド（パッキング押体）またはカラー（縁壁体）の外側フランジの内側に至る。従って、液体等が容器内に充填されるとき膜体の４枚の切開片または“花弁”は液体によって内側に折れ捲れ、カラーの内端方向に広がり、シール処理される領域で容器と接触状態となる。このようなアレンジは時に不都合である。なぜなら、これら４枚の花弁の下側を清潔に保ち、容器使用中にカラーの内側に付着した充填物を除去することは非常に困難だからである。また、これら花弁は充填時に容器内への充填物の充填速度を低下させ、粘度が高い製品または微粒体含有製品等が充填対象である場合には作業効率を低下させる。
【０００５】
また、花弁の先端がカラー内側の下方に曲がり、最終的ヒートシール処理の妨害となることもある。この場合には、中身の漏出の原因となったり、密封状態の破壊につながる。
【０００６】
充填用グランドまたはカラーにデカント装置を接続することが要求される場合もある。前記の花弁は反復使用されるキャップや、中身の排出に便利な排出装置の装着の邪魔になることが多い。さらに、清潔性とシール性の厳格な検査の妨げともなる。多数の市販タップ及び排出システムは容器への取り付け手段に標準型雌ネジを利用している。また、多くはプラスチックボトル等の市販容器に使用されているネジ型システムを利用している。これらの標準的な商業ベース排出システムをその接続方式を変更せずに無菌排出口に装着させることが望まれる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明は無菌液体収容システムに使用される無菌容器を提供する。この無菌容器は、内側空間を提供する（一般的に筒状である）容器壁体と、その壁体にフィットする筒状グランドとを備えている。このグランドは容器壁体内空間と連通する内側シール面（接着面）を有している。この無菌容器はさらに外側シール面（接着面）と通路とを備えている。この通路はグランド中央を軸方向に通過する。内側シール面及び外側シール面はその通路の周囲に提供されている。この無菌容器はさらに、グランドの内側シール面とシール状態となるように提供された内側シール膜体と、グランドの外側シール面とシール状態となるように提供された外側シール膜体と、グランドに充填/排出ヘッドあるいはノズルを接続固定させる接続部とを備えている。
【０００８】
本願発明は前述の無菌収容システムで使用する無菌容器をも提供する。この無菌容器は内容物を収容する空間を提供する（一般的に筒状である）容器壁体と、その容器壁体に固定された筒状グランドとを含んでいる。このグランドは容器空間と連通している内側シール面と外側シール面とを有している。容器はさらにグランドの中央を軸方向に通過する通路を含んでいる。内側シール面と外側シール面はこの通路の周囲に提供されている。さらに内側シール膜体がグランドの内側シール面とシール状態になるように提供され、外側密閉膜体がパッキング押体の外側密閉面を密閉となるように提供されている。またさらに、グランド上には充填/排出ヘッドあるいはノズルを固定させる接続部が提供されている。外側シール膜体はこの接続部を介してグランドに固定されるカラーに固定されている。
【０００９】
好適には、接続部はネジ溝（ネジ山）で提供されており、好適にはグランドの外側に提供されている。
【００１０】
好適には第１シール膜体はフラップ体であり、グランドの内側に部分的に固定されるものであり、容器が充填材料で充填された後に溶接等で固定される。
【００１１】
外側シール膜体はグランドの外側に固定されるか、あるいは、ネジ溝に嵌め込まれるカラーに固定される。オプションで、カラーをグランドにベベル状係合シール面、エラストマー製ガスケット、シールコンパウンド、ヒートシールその他のシール手法によってシールさせることができる。
【００１２】
好適には、ネジ溝はグランド上に形成される。このネジ溝は通常のタップまたは他の排出システムを受領するピッチと形状とを有している。
【００１３】
本願発明の第２の特徴によれば無菌容器の充填方法が提供される。この方法は収容容器に充填用グランドを提供するステップを含んでいる。このグランドは内側シール膜体が部分的に固定された内側シール面と、外側シール膜体がシールされた外側シール面とを有している。さらに通路がグランド中央軸を通過し、外側または内側ネジ溝がグランド上に形成されている。
【００１４】
この方法はさらに、充填/排出ヘッドをグランドとネジ係合させ、外側膜体の外面を殺菌するステップと、外側膜体を貫通し、容器を充填材料で満たすステップと、内側膜体を内側シール面に溶接して内側膜体をシールするステップとを含んでいる。
【００１５】
オプションでは、この充填プロセスは充填ヘッドを取り外し、キャップまたは他の蓋体をネジ溝に嵌め込むことで完了する。
【００１６】
本願発明のこれら及び他の特徴は例示として提供された以下の２実施例の説明からさらに明確となろう。しかし、これら実施例は本願発明の範囲を限定するものではない。
【００１７】
【実施例】
実施例の詳細な説明
図１の無菌容器１０（一部図示）は、フレキシブルな不浸透性膜体で成る容器壁体１２を有している。
【００１８】
容器壁体１２には充填/排出グランド１４が搭載されており、容器開口部を提供している。その開口部から充填材料がバッグ（容器）１０内に導入される。また、その開口部を通して中身が排出される。グランド１４は筒状通路１６を備えている。通路１６は筒状カラー１８の内壁によって定義されている。
【００１９】
カラー１８の内側端面に提供されたフランジ２０は図示のごとくに壁体１２に溶接（ヒートシール）されており、グランド１４を容器壁体１２に固定させている。フランジ２０の内側面２２はグランド１４の内側シール面を提供する。容器の充填に先立って、内側膜体２４は部分的に内側シール面２２に接着される。容器１０の充填作業中に、内側膜体２４は破線２６で示す形状となり、グランド１４を通過させて充填材料を容器１０内に充填させる。
【００２０】
グランド１４の外側端面３０Ａはシール面２８を提供し、外側膜体３０を接着させる。製造時に容器の内部とグランド１４（すなわち、外側膜体３０内部の全領域）は消毒され、外側膜体３０はバクテリア等の汚染物から中身を保護する。
【００２１】
グランド１４はその外側にネジ溝（山）３２を有している。ネジ溝３２は排出ノズル３４のネジ溝を受領するように提供されている。ノズル３４の詳細は後述する。
【００２２】
容器内部を充填するために、充填ヘッド（図示せず）がグランド１４と係合状態に提供され、殺菌液（通常は蒸気）が殺菌のために外側膜体３０の外側面に吹き付けられる。その後に外側膜体３０は膜体中央で十字に切開される。この切開によって貫通膜体３０はシール面２８に固定状態にて４枚の花弁を提供する。
【００２３】
充填ヘッドは次に、通路１６と内側膜体２４とを介して、内側膜体２４のポジションがポジション２６となるように押圧することで充填材料を容器内に注入する。容器が充填された後は、内側膜体２４はグランド１４の内側面に溶接等で接着され、容器を密封して充填材料の漏出を防止し、汚染物質の内部侵入を妨害する。
【００２４】
その後、充填ヘッドをグランド１４から外し、オプションでキャップ（図示せず）等をネジ溝３２に嵌め込むことでキャップをグランド１４に装着する。
【００２５】
容器から充填材料を排出させるには排出ノズル３４が使用される。排出ノズル３４はネジ式スカート（キャップ）３６を含んでいる。このネジ溝はグランド１４のネジ溝に螺合する形状に提供されている。ノズル３４はさらに切開チューブ３８を含んでいる。切開チューブ３８は内側膜体２４を切開する目的で用いられる。この理由で、切開チューブ３８は切開刃４０をその先端に有している。切開刃４０はネジ式スカート３６がネジ溝３２に嵌め込まれるときに内側膜体２４を切開する。
【００２６】
ノズル３４はさらに排出ノズル４２を含んでいる。このノズル４２はホース、タップその他の排出具と接続できる。よって、容器からの充填材料の排出はノズル３４をパッキング押体１４にねじ込むだけで簡単に達成できる。ノズル３４はグランド１４上のネジ溝３２とネジスカート３６との螺合に先立って、内側膜体２４に孔を開けるサイズで提供されている。望むならば、ノズル３４を、ネジ３６と３２とが螺合した後に切開刃４０が内側膜体２４のみを切開するサイズで提供することも可能である。すなわち、切開はノズル３４をグランド１４に固定させることで提供される。
【００２７】
いずれの場合も、内側膜体２４の切開は直ちに容器内部との通流状態を提供し、充填材料をデカントさせることができる。ネジ溝３２は標準形状のものが有利であり、幅広い範囲の異なるフィット具を接続させるものが好適である。
【００２８】
図２から図９にかけて説明する。ここには図１に示すものと同様なアレンジのものが図示されているが、特定の適用の形態に対しては追加的な利点を提供するものである。この実施例においては、第１実施例に関して説明したものと同様な部材が使用されている。図２から図９に示すように、グランド１４は前実施例の接着面２８に接着した外側膜体の代わりに、別体で提供されるカラー５２に接着された外側膜体５０を有している。
【００２９】
カラー５２は内側雌ネジを有している。これはグランド１４のネジ溝３２と螺合される。よって、図２に示すように、外側膜体５０が外側面５４に接着されているカラー５２はグランド１４と螺合される。グランド１４の通路１６はシールされ、容器製造時に汚染物質の侵入が防止されている。必要であれば、カラー５２をグランド１４にヒートシールさせるか、グランド１４にカラー５２を接着させる接着剤を利用することができる。どちらの場合も、バクテリア侵入防止用のシール状態がグランド１４とカラー５２との間に提供され、容器充填時に汚染物質を通路内に侵入させないことが重要である。
【００３０】
図２に示すように、ベベル型リップ５８が、カラー５２の外側端に提供されたフランジ６０の内側端に提供され、カラー５２とグランド１４との間のシール状態を確実にする。必要であれば、エラストマー製ガスケット６２をフランジ６０の内側面に提供し、カラー５２とグランド１４との間のシール状態を向上させる。
【００３１】
容器を充填するにあたり外側膜体５０が切開され、図３に示すように４枚の花弁６２が形成される。容器が充填された後に、内側膜体２４はフランジ２０の内側面２２に接合される（図３）。その後にカラー５２はグランド１４から外される。図６に示すキャップ６４をグランド１４に固定することが可能であり、内側膜体２４を保護して汚染物質の侵入を防止する。
【００３２】
排出ノズルを容器にフィットさせるには図７から図９に示すごとくに実施する。ステップチューブの形態で提供された排出ノズル６６が便利である。排出ノズル６６は切開刃６８をその内側端に有しており、内側膜体２４を切開する。ノズル６６は筒状スカート７０を含んでおり、充填材料のデカントが必要な場合には通路１６内に受領されるようになっている。
【００３３】
グランド１４にノズル６６を固定させるには内側ネジ溝７３を有したカラー７２が利用可能である。カラー７２はノズル６６を所謂ユニオン接続と類似した接続手法で固定する。このアレンジは図８に図示されている。
【００３４】
図９に示すようにノズルを固定させるため、前述のカラー５２をカラー７２の代用として利用することが可能である。排出ノズル６６は環状リブ７４を有している。このリブ７４は、排出ノズル６６がカラー７２によってグランド１４内に固定されるときグランド１４内にシール状態を創出する。
【００３５】
カラー５２はグランド１４の内部を無菌状態に保つことができる。さらに、グランド１４が充填機によって取り扱われる場合には、充填時のネジ溝３２への損傷を防止することができる。これは充填機グリップ部材と、殺菌環境であるために通常は高温である作業環境がフランジ２０とが接着してネジ３２の形状を歪めることがあるからである。接触はカラー５２の外側部材とで行われるため、間接的圧力と熱のみがネジ溝３２に加えられ、容器を空にするときにネジ溝３２が保護される。
【００３６】
カラー５２の別な利点は、グランド１４を介した容器の充填後に使い捨てできることである。よって、花弁を取り除いて汚染の原因を除くことができる。カラー５２は衛生の観点及び/又は反復シールの観点からキャップでの代用が可能である。あるいは、運送や使用時にネジ溝３２を継続的に保護する目的でもキャップで代用できる。
【００３７】
カラー５２と、それを利用した上述の実施例の容器には、カラー５２とグランド１４とを利用した容器の充填に先立って不正開閉防止具を取りつけることもできる。
【００３８】
容器の使用時には、グランド１４及び膜体３０またはカラー５２及び膜体５０を備えた容器１０はまず一体に組み込まれ、ガンマ線で殺菌され（他の適当な殺菌プロセスも可）、容器の内部、グランド１４内部、カラー５２内部及び膜体５０または膜体３０が殺菌される。
【００３９】
本願発明は以上解説された実施例の個々の特徴を適宜組み合わせて利用することが可能である。それらの異なる組み合わせは本願発明の単なる変形である。
【００４０】
本願発明の前述の実施例の改良あるいは変更は本願発明のスコープの範囲内で可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本願発明の第１実施例による無菌グランドと排出ノズルの側断面図である。
【図１ａ】図１aは図１の排出ノズルの側面図である。
【図２】図２は充填と排出の異なる段階にある本願発明の第２実施例の側断面図である。
【図３】図３は充填と排出の異なる段階にある本願発明の第２実施例の側断面図である。
【図４】図４は充填と排出の異なる段階にある本願発明の第２実施例の側断面図である。
【図５】図５は充填と排出の異なる段階にある本願発明の第２実施例の側断面図である。
【図６】図６は充填と排出の異なる段階にある本願発明の第２実施例の側断面図である。
【図７】図７は充填と排出の異なる段階にある本願発明の第２実施例の側断面図である。
【図８】図８は充填と排出の異なる段階にある本願発明の第２実施例の側断面図である。
【図９】図９は充填と排出の異なる段階にある本願発明の第２実施例の側断面図である。

Claims (10)

1. 無菌液体充填システムにて使用される無菌容器であって、
   充填材料を収容する空間を包囲する容器壁体と、
   該容器壁体に固定フィットした筒状グランドであって、前記空間と連通する内側シール面と、外側シール面とを備えたグランドと、
   該グランドを軸方向に通過する通路と、
   を含んでおり、前記内側シール面と前記外側シール面とは前記通路の周囲を延びており、本無菌容器はさらに、
   前記グランドの前記内側シール面とシール状態となるように提供された内側シール膜体と、
   該グランドの前記外側シール面とシール状態となるように提供された外側シール膜体と、
   該グランドに形成され、使用中に該グランドの充填または排出ヘッドあるいはノズルを固定させる接続部と、
   を含んでおり、前記外側シール膜体は該接続部を介して前記グランドに固定されるカラーに固定されていることを特徴とする無菌容器。
2. 接続部はグランドの外側に提供されていることを特徴とする請求項１記載の無菌容器。
3. 接続部はネジ溝であることを特徴とする請求項１記載の無菌容器。
4. 内側シール膜体はグランドの内側面に部分的に固定されたフラップの形態であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の無菌容器。
5. 内側シール膜体はフラップ体であり、該フラップ体は、容器が充填材料で充填された後にグランドの内側面に溶接等で固定されることを特徴とする請求項４記載の無菌容器。
6. カラーはグランドに固定され、外側シール膜体は該グランドの外側シール面に固定されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の無菌容器。
7. 汚染物質の侵入を防止するためにグランドに螺合されたカラーは、ベベル状係合シール面、エラストマー製ガスケット、シーリングコンパウンド、ヒートシールのシール手法でグランドにシールされていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の無菌容器。
8. グランドの外側に形成されるネジ溝は、通常のネジ付きタップまたは排出ノズルのネジ溝を受領することができるピッチと形状であることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の無菌容器。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の無菌容器の充填方法であって、
   充填ヘッドを前記グランドと螺合させるステップと、
   外側シール膜体を殺菌するステップと、
   外側シール膜体を切開するステップと、
   容器に充填材料を充填するステップと、
   内側膜体を内側シール面に溶接して内側膜体をシールするステップと、
   を含んでいることを特徴とする容器充填方法。
10. 容器充填ステップは充填ヘッドを取り外し、ネジ溝にキャップを螺合させることで完了することを特徴とする請求項９記載の方法。

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