JP4380661B2 - 注ぎ口が付いたフォイル・バッグに液体を充填する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、注ぎ口を有するフォイル・バッグに液体を充填する方法および装置に関する。

従来から、注ぎ口を有するフォイル・バッグに液体を充填する様々な方法および装置が知られている（例えば、特許文献１乃至６を参照）。

既知の方法には、時には注ぎ口の外側が液体でぬれてしまうという欠点がある。

これはいくつかの欠点を伴うことがわかっている。例えば、１つの欠点は、注ぎ口の外側、したがってバッグの外側に付いた液体には、バッグを汚す、または粘り付く作用があることである。その一方、これによって衛生上の問題が引き起こされ得る。というのは、外側に付着した液体はバッグの無菌パッケージングによって保護されないからである。
米国特許第４８３２０９６号明細書 欧州特許出願公開第１１２９９４９号明細書 欧州特許出願公開第０８９４７２３号明細書 米国特許第５４３７３１６号明細書 米国特許第４４９３３４９号明細書 米国特許第４０７７１８２号明細書

したがって、本発明の目的は、注ぎ口の外側をぬらさないようにする方法および装置を提供することである。この目的は、請求項１に係る方法および請求項９に係る装置によって達成される。

有利な実施形態は、各従属請求項（ｓｕｂｃｌａｉｍｓ）において開示される。

上記目的を達成するために、本発明は、注ぎ口が付いたフォイル・バッグに液体を充填する方法であって、ａ）充填口上に前記注ぎ口を取り付けるステップと、ｂ）前記注ぎ口を介して前記フォイル・バッグを真空にするステップと、ｃ）前記注ぎ口を介して前記フォイル・バッグに前記液体を充填するステップと、ｄ）前記充填口から液体を吸い込むステップと、ｅ）前記注ぎ口を介して前記フォイル・バッグ内に無菌ガス・ショットを放出するステップと、を含む方法を提供する。

本発明によれば、フォイル・バッグが充填された後、充填口から液体が吸い込まれる。これによって、注ぎ口を取り外すときに続いて起こる液体の注ぎ口の外側への滴りが防止される。さらに、液体が吸い込まれた後、無菌ガス・ショット（ｇａｓ ｓｈｏｔ）がフォイル・バッグ内に放出され、それによって前記バッグが若干膨張し、液面、したがってバッグ内に存在することがある泡沫がバッグ内の下方に下がる。これによって注ぎ口を介する泡沫または液体の漏れが防止される。

これらの手段のそれぞれは、液体による注ぎ口外側の望ましくないぬれの防止の改善を実現するのにこのように適している。

さらに、フォイル・バッグは充填前に真空にされる。これによって、フォイル・バッグ内における泡沫の形成が概ね防止され、その結果、充填工程後に泡沫が注ぎ口から漏れなくなり注ぎ口の外側がぬれなくなる。

さらに、液体ではなくガスが充填されるバッグ内の上部空間が、泡沫形成の防止によって可能な限り小さく保たれることができる。

有利には、真空引きおよび無菌ガス放出が同一管路を介して実施される。これによって、対応する装置を簡単な構造にすることが可能になる。

有利には、バッグを真空にするため、装置内のガス弁が開けられ、ガス弁への供給管路が真空管路に連結される。これは、対応する切換弁を切り換えることによって最も効率的なやり方で実施されることができる。

有利には、バッグを充填するためにガス弁が閉じられ、充填弁が開けられ充填工程後に閉じられる。これによって、液体がガス路内に入ることによって液体が無駄にされることが防止される。

吸い込み工程のため、充填弁が閉じられ、装置内のガス弁が開けられ真空管路に連結される。これによって、その後の滴りを防止するように、可能な液体は非常に効率的かつ速やかなやり方で充填口から吸い込まれる。

無菌ガスの放出のため、充填弁が閉じられ、装置内のガス弁が切換弁によって圧縮ガス管路に開けられる。無菌放出ガスの供給にもガス弁を使用することによって、対応する装置を可能な限りコンパクトで機械的に単純である簡単構造にすることが可能になる。このやり方によって、充填口内にまだある液体がフォイル・バッグに入れられ、充填口は、液体なしに充填弁の下方にあるままになり、それによって注ぎ口が付いたバッグはその後のいかなる滴りもなしに取り外されることができるようになる。

上記目的を達成するため、本発明は、注ぎ口が付いたフォイル・バッグに液体を充填する装置であって、注ぎ口位置で前記バッグの前記注ぎ口を充填口上に取り付けるための充填口と、液体供給管路から前記充填口まで通じており、充填弁で遮断されるようになされた液路と、ガス供給管路から前記充填口まで通じており、その内部にガス弁が設けられているガス路と、を備え、前記ガス路が、前記液路内の前記充填弁の下流で終端しており、前記ガス供給管路が、真空管路または無菌ガス管路に連結可能である装置を提供する。

本装置には、ガス供給管路と充填口の間に延びるガス路が設けられている。ガス路内にはそれを遮断または開放するようにガス弁が設けられている。ガス路は、液路内の充填弁の下流で終端している。これによって、充填弁の閉状態においてその下流にある液体を取り除くことが可能になる。ガス供給管路は、真空管路または無菌ガス管路に連結され、その結果、液体またはガスが真空管路を介して吸い込まれる、または無菌ガスが供給されることが可能になる。それによって１つだけの管路を介する真空引きおよびガス放出が可能になる。これによって装置のコンパクトな構造が可能になる。

好ましくは、充填弁は、シールで液路を開閉するように液路内のテーパ状管部分に押し付けられることができる可動ピストンを備える。これによって、充填動作の正確な制御が可能になる。

さらに、ガス路が可動ピストン内に配置されている好ましい一実施形態が可能である。したがって、ガス路は、液路内の充填弁の直下で終端することができる。

好ましくは、ガス弁は、開口に対して移動可能なプランジャを備え、したがってガス弁はプランジャの運動により開閉されることができるようになる。これによって、高い充填能力に必要な速い開閉が可能になる。

好ましい一実施形態において、充填弁の上流の液路内に液体戻し手段が設けられる。液体戻し手段は、液体を容器に戻すことができ、そこから液体は液体供給管路を介して注ぎ口まで進む。液体戻し手段が充填弁の上流に設けられているので、液体は、充填弁が閉じた状態で液体戻し手段内を循環することができる。これは、（無菌の理由から）充填されるべき液体がいつでも熱い状態にあるという点で特に有利なことである。というのは、こうした場合、装置が停止状態にあり、そこで充填が行われていない間、装置の領域内の液体が冷えることがなく、したがって低すぎる温度で充填されないからである。

液体戻し手段はまた、洗浄液の循環にも使用することができる。

添付の図面を参照して有利な実施形態について説明する。

図１には、注ぎ口３が付いたフォイル・バッグ２を充填する装置１が示されている。充填口４上には、フォイル・バッグ２の注ぎ口３が取り付けられる。本発明において、細い管のような注ぎ口３は、下から開口に挿入される、または開口上にかぶせられることができる。

液体供給管路５は、主管３１の側部に配置されている。主管３１は、液体供給管路５を横切って垂直方向に充填口４まで延びる。主管３１の下端には円錐形インサイド（ｃｏｎｉｃａｌ ｉｎｓｉｄｅ）７がある。

充填口４の上方には充填弁６が設けられている。充填弁６は、円錐形インサイド７に押し付けられることができる環状シール８を備える。本発明において、シール８は、方向１５に上下移動することができる可動ピストン１３上に配置されている。シール８は、円錐形インサイド上またはその内側に配置されることもできる。

図１には、下方位置にあるピストン１３が示されており、そこにおいてシール８はインサイド７上に載っており、したがって閉じられた充填弁６が示されている。

液路は、液体供給管路５と充填口４の間の液路２９、３０に延びる。液路２９は充填弁６の上流にあり、液路３０は充填弁６の下流にある。液路２９、３０は、充填弁６によって互いに封止されることができる。

主管３１は、その上端にピストン１３のためのガイド部材１４を備える。これによってピストン１３の方向１５における正確な運動が確実になる。液体がピストン１３とガイド部材１４の間から出ることができないように、ガイド部材１４の領域内にピストン１３用の対応するシールを設けられなければならない。

ピストン１３の内部には空洞３２が形成されている。空洞３２の下端はガス弁９で閉じられることができる。ガス弁９は、この場合は環状シールであるシール１０を備える。環状シール１０は、ピストン１３の下端内に位置する開口３３の上端を囲繞している。開口３３の下端は、液路３０内で終端している。

プランジャ１１は、空洞３２に対して開口３３を閉じるようにシール１０上に載せられることができる。本発明において、プランジャ１１は、方向１６に上下移動することができるピストン棒１２上に配置される。ピストン棒１２は、空洞３２の上端を貫通して外に出ており、それに応じてそこでシールされなければならない。

図１には、ガス弁９が閉じられるように下方位置にあるプランジャ１１が示されている。空洞３２の上端は、管路２３を介して切換弁２５に連結されている。ピストン１３が方向１５に動くとき、管路２３は前記ピストン１３とともに動く。したがって、有利には、切換弁２５が定置され得るように、切換弁２５と管路２３の間に可撓性連結管路２４を設ける。しかし、切換弁２５をピストン１３とともに移動可能にすることもできる。

切換弁２５は、管路２３、２４を真空連結部２７または無菌空気供給管路２８にそれぞれ連結させることができる。この目的のため、切換弁２５内には、管路２４を連結部２７または２８に連結させそれぞれの他方の連結部を閉じるのに適当なスライド２６が設けられている。しかし、２つの経路を選択的に相互接続する他の任意の三方弁を使うこともできる。

エア・シリンダ、電動機または他の電気アクチュエータの助けにより、またはカムなどの機械的駆動装置によって、ピストン１３およびピストン棒１２はそれぞれ方向１５、方向１６に移動されることができる。油圧アクチュエータもまたそれに適している。

液路２９からは液体戻し手段２２が主管３１から分岐している。前記液体戻し手段２２は、戻し弁（ｒｅｔｕｒｎ ｖａｌｖｅ）１７で遮断されることができる。戻し弁１７は、主管３１内部に方向２１に押し付けられることができる円錐状部分１９を備える。本発明において、主管３１は、その内部に対応する円錐状部分を備えることもできる。円錐状部分１９は、戻し弁１７を開閉するように棒２０によって方向２１に往復運動されることができる。戻し手段２２は入り口５の反対側に配置されている。

次に、充填工程の間におけるやり方について以下に説明する。図１では、液体弁６およびガス弁９は閉じられている。この状態において、注充填口４上に注ぎ口３が付いたフォイル・バッグ２を取り付けることができる。その状態が図１に示されている。

図２に示されるように、管路２３が真空連結部２７に連結されるように切換弁２５が切り換えられる。それによって空洞３２内が真空になる。さらにガス弁９が開けられる。空洞３２の内部が開口３３を介して充填口４に連結される。フォイル・バッグ２は、注ぎ口３を介してこうして真空にされる。ここでは充填弁６は閉じられている。しかし、充填弁６の上流の液路２９内にはすでに液体がある。

バッグ２が真空にされた後、約１／１０から２／１０、５／１０または１秒の間、プランジャ１１が下げられることによってガス弁９が閉じられる。この状態が図１に示されている。この状態において、バッグは真空にされ真空状態のままになっている。

その後、図３に示されるように充填弁６が開けられる。この目的のため、ピストン１３が方向１５に上に動かされる。その結果、シール８が円錐形インサイド７から離れ、それによって液体供給管路５と充填口４の間の液路が開放される。

この工程において、液体は、液体供給管路５を介して液路２９、３０に入りそこから注ぎ口３を介してフォイル・バッグ２に入る。事前に設定した充填量が充填されるように充填液体量を感知し充填動作を終わらせる容積式流量計（ｖｏｌｕｍｅ ｍｅｔｅｒ）を供給管路５内に配置することができる。

充填動作を終わらせるようにピストン１３が方向１５に下に動かされ、それによってシール８がインサイド７上に位置され、その結果として充填弁６が閉じられる。この状態が図１に示されている。

充填口４内において、チャンバ３０内には依然として液体がある。この液体は、ガス弁を開け、それに対応して切換弁２５を切り換えることによって吸い込まれることができる（図２参照）。液路３０からの液体は、開口３３を介して空洞３２に吸い込まれ、そこから管路２３、２４および切換弁２５を介して真空連結部２７に吸い込まれる。対応する弁の位置が図２に示されている。ほんの数滴の液体がここで取り除かれるのが好ましい。

充填口４からの液体の吸い込み工程完了後、管路２３、２４が無菌空気連結部２８に連結されるように切換弁２５が切り換えられることができる（図４参照）。ここではガス弁９は開いたままにすることができる。次いで、無菌空気が管路２３、２４を介して空洞３２に入り、そこから開いているガス弁９を介して開口３３に入り液路３０に入る。無菌空気はそこから注ぎ口３を介してフォイル・バッグ２に入る。一方では、無菌空気がこうしてバッグ２に入り、したがって内部は無菌状態のままになっている。他方では、フォイル・バッグ２内の液面が下がる。これによって、注ぎ口３が付いたバッグ２を充填口４から取り外す間の液漏れがより困難になる。この状態が図４に示されている。

しかし、液体が充填口から吸い込まれた後、切換弁２５を動かすときガス弁９を閉じ、まず管路２３、２４が無菌ガス連結部２８に連結され、次いでガス弁９が再び開けられるようにすることだけは可能である。

充填口４から液体を吸い込むステップおよび無菌ガスを放出するステップは、逆の順序で実行することもできる。これには、実質的に数滴の液体しか含んでいない空気が充填口４の領域内にあり、したがって吸い込まれる空気によって液体が一緒に運ばれるという利点がある。さらに、まず吸い込み動作を実行し、次いで無菌空気を放出し、次いで吸い込み動作を再び実施することも可能である。その後、無菌空気を再び放出することも可能である。無菌ガスを２度放出し、２つのステップの間で液体を吸い込むことも可能である。

充填に使用する装置の概略断面図である。 異なる動作状態にある図１の装置の図である。 異なる動作状態にある図１の装置の他の図である。 異なる動作状態にある図１の装置のさらに他の図である。

符号の説明

１ 充填装置
２ フォイル・バッグ
３ 注ぎ口
４ 充填口
５ 液体供給管路
６ 充填弁
７ 円錐形インサイド
８ 環状シール
９ ガス弁
１０ シール
１１ プランジャ
１２ ピストン棒
１３ ピストン
１４ ガイド部材
１５ ピストン移動方向
１６ ピストン棒移動方向
１７ 戻し弁
１９ 円錐状部分
２０ 棒
２１ 円錐状部分移動方向
２２ 液体戻し手段
２３ 管路
２４ 可撓性連結管路
２５ 切換弁
２６ スライド
２７ 真空連結部
２８ 無菌空気連結部、無菌空気供給管路
２９、３０ 液路
３１ 主管
３２ 空洞
３３ 開口

Claims (9)

1. 注ぎ口（３）が付いたフォイル・バッグ（２）に液体を充填する方法であって、
   ａ）充填口（４）上に前記注ぎ口（３）を取り付けるステップと、
   ｂ）前記注ぎ口（３）を介して前記フォイル・バッグ（２）を真空にするステップと、
   ｃ）前記注ぎ口（３）を介して前記フォイル・バッグ（２）に前記液体を充填するステップと、
   ｄ）前記充填口（４）から液体を吸い込むステップと、
   ｅ）前記注ぎ口（３）を介して前記フォイル・バッグ（２）内に無菌ガス・ショットを放出するステップと、を含み、
   真空引き、吸い込みおよび無菌ガス放出が、前記充填口（４）に通じる共通のガス路（３２、３３）に沿って実施され、
   無菌ガス・ショットが、液体が吸い込まれた後に放出される、または、液体が、無菌ガス・ショットが放出された後に吸い込まれる方法。
2. 前記フォイル・バッグ（２）の真空引きステップが、真空管路（２７）から、前記充填口（４）に通じるガス路（３２、３３）に切換弁（２５）を開けるステップと、前記充填口（４）上流にあるガス弁（９）を開けるステップとを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記フォイル・バッグ（２）の充填ステップが、前記ガス弁（９）が閉じられ前記充填弁（６）が開けられた状態で実施され、前記充填弁（６）が閉じられることにより完了することを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記吸い込み工程が、前記充填弁（６）が閉じられ前記充填口（４）上流にある前記ガス弁（９）が開けられた状態で実施され、前記充填口（４）に通じる前記ガス路（３２、３３）に対する前記真空管路（２７）が前記切換弁（２５）によって開けられることを特徴とする、請求項２または３に記載の方法。
5. 無菌ガス・ショットが、前記充填弁（６）が閉じられ前記充填口（４）上流にある前記ガス弁（６）が開けられた状態で放出され、前記充填口（４）に通じる前記ガス路（３２、３３）に対する前記圧縮ガス管路（２８）が前記切換弁（２５）によって開けられることを特徴とする、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
6. 注ぎ口（３）が付いたフォイル・バッグ（２）に液体を充填する装置（１）であって、
   注ぎ口位置で前記バッグ（２）の前記注ぎ口（３）を充填口（４）上に取り付けるための充填口（４）と、
   液体供給管路（５）から前記充填口（４）まで通じており、充填弁（６）で遮断されるようになされた液路（２９、３０）と、
   ガス供給管路（２３、２４）から前記充填口（４）まで通じており、その内部にガス弁（９）が設けられているガス路（３２、３３）と
   を備え、
   前記ガス路（３２、３３）が、前記液路（２９、３０）内の前記充填弁（６）の下流で終端しており、
   前記ガス供給管路（２４、２３）が、真空管路（２７）または無菌ガス管路（２８）に連結可能であり、
   前記充填弁（６）が、
   可動ピストン（１３）と、
   前記液路（２９、３０）を囲み、シール（８）で前記液路を遮断するように前記可動ピストン（１３）がそれに対して押し付けられることができるテーパ状管部材（７）と、を備え、
   前記ガス弁（９）が、前記可動ピストン（１３）内に配置され、
   前記ガス路（３２、３３）は、前記注ぎ口を介して前記フォイル・バッグを真空にする、前記充填口から液体を吸い込む、および、前記注ぎ口を介して前記フォイル・バッグ内に無菌ガス・ショットを放出するための共通のガス路である装置（１）。
7. 前記ガス路（３２、３３）が、前記可動ピストン（１３）内に部分的に配置されることを特徴とする、請求項６に記載の装置。
8. 前記ガス弁（９）が、開口（３３）に対して移動可能なプランジャ（１１）を備え、前記開口（３３）が、前記プランジャ（１１）によってシール（１０）で閉じられ得ることを特徴とする、請求項６または７に記載の装置。
9. 戻し弁（１７）によって遮断されることができる液体戻し手段（２２）が、前記液路（２９、３０）内において前記充填弁（６）の上流に設けられることを特徴とする、請求項６から８のいずれか一項に記載の装置。

Images