(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管路の洗浄用または生成物の回収用の管路用ピグであって、
ピグの長手方向中心軸に対して対称的で、細長い固体材料の本体を含み、前記本体は前記管路の内面に対して前記ピグを密封させるために少なくとも２つの軸方向に離間した密封表面を備えるように形成された管路用ピグにおいて、
ピグ本体は継ぎ目のない滑らかな外面を有し、
前記本体の固体材料内に完全に包まれる少なくとも１つの無線周波数識別タグを含み、前記無線周波数識別タグは管路システムの外側からピグを識別することを可能とするものであり、
細長い固体材料の本体は少なくとも１つの無線周波数タグの上方で直接的に成形または形成され、
この成形または形成は液体または溶融したシリコーンゴムまたはポリウレタン材料である先駆構成物を、少なくとも１つの無線周波数識別タグを含む型の中に直接的に加え、硫化または硬化させることで行われ、ここで前記硫化は真空下で行われる
ことを特徴とする、管路用ピグ。
【請求項２】
永久磁石材料を用いない、請求項１に記載の管路用ピグ。
【請求項３】
前記本体の前記固体材料は、滑らかでかつ継ぎ目の無い外面を備えた、連続する単一相を形成する、請求項１に記載の管路用ピグ。
【請求項４】
前記無線周波数識別タグは不揮発性メモリを含み、当該メモリに前記ピグの識別に関する情報および／または前記ピグの最初の使用時期および／または温度データなどのさらなる情報を記憶可能にした、請求項１から３のいずれか一項に記載の管路用ピグ。
【請求項５】
前記無線周波数識別タグは、少なくとも１２５℃まで耐熱性を有するハウジングを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の管路用ピグ。
【請求項６】
前記無線周波数識別タグは、前記管路内の前記ピグの位置を決定することができる、請求項１から５のいずれか一項に記載の管路用ピグ。
【請求項７】
前記無線周波数識別タグは、指向性の無線周波数信号を送信する、請求項１から６のいずれか一項に記載の管路用ピグ。
【請求項８】
２つ乃至はそれ以上の無線周波数識別タグを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の管路用ピグ。
【請求項９】
前記本体の外面は、０．１μｍよりも小さい平均粗さを示す、請求項１から８のいずれか一項に記載の管路用ピグ。
【請求項１０】
前記本体は、シリコーンゴムまたはポリウレタンの材料から構成される、請求項１から９のいずれか一項に記載の管路用ピグ。
【請求項１１】
１ｃｍから３０ｃｍまでの範囲内の最大断面直径を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の管路用ピグ。
【請求項１２】
少なくとも２０分の間、１２１℃でオートクレーブ可能なことをさらに特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の管路用ピグ。
【請求項１３】
管路を洗浄するためまたは生成物を回収するために、請求項１〜１２のいずれかに記載の管路用ピグを識別し、監視および／または位置決めするための方法であって、
（ａ）前記ピグの識別に関する情報および／または前記ピグの最初の使用時期および／または温度データなどのさらなる情報を記憶可能なメモリを有する、少なくとも１つの無線周波数識別タグを提供することと、
（ｂ）前記管路に沿った複数の位置で前記無線周波数識別タグの前記メモリから固有の識別情報を読み取ることができる複数の無線周波数識別読取り装置を提供することと、
（ｃ）前記管路用ピグ内に前記無線周波数識別タグを含ませることと、
（ｄ）前記無線周波数識別タグ読取り装置の複数の位置で、前記無線周波数識別タグのメモリから前記記憶された情報を前記複数の無線周波数識別読取り装置に読み取らせることと、
（ｅ）そのように決定されたデータを用いて、前記管路内の少なくとも１つの目標位置で、前記ピグの使用および／または位置決めを監視すること、を含む方法。
【請求項１４】
管路の無菌洗浄および／または管路からの生成物の回収を行うための、請求項１から１２のいずれか一項に記載の管路用ピグの使用。
【請求項１５】
（ａ）管路と、
（ｂ）請求項１から１２のいずれか一項に記載の管路用ピグと、
（ｃ）前記管路用ピグ内に含まれる無線周波数識別タグによって発信される少なくとも１つの信号を読み取ることができる無線周波数識別読取り装置、とを含む管路システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
管路システムを洗浄、調査、及び点検するため、管路用ピグが多くの様々な産業分野で広範囲で適用されている。食品及び薬品の産業では、ピグ（管路用スクレーパまたはモールとしても公知である）は典型的に管路の洗浄に用いられており、また管路中の残留生成物または残留物質の押出し、かき出し、または移送の補助または手段として用いられている。これは、後に続く製造段階の前などで、管路システムの残余物を清掃及び流し出すのに必要な洗浄流体の量を相当に削減するのに役立っている。場合によっては、管路から大切な生成物を回収するためにピグが用いられることもある。食品産業と、特に薬品産業では、無菌処理は典型的に標準的な必要条件であり、通常、ピグの検査または洗浄のためにピグをシステムから物理的に取出すことはできないピグのシステムの開発を導いている。
【背景技術】
【０００２】
従って、無菌のピグのシステムを実施する際、特に視覚的検査手段を用いないで構成されている場合には、管路システム内のピグと、その状態と位置の双方またはいずれかを検出して、監視するための信頼性のある方法が重要な特徴となっている。
【０００３】
当該技術で既知の管路用ピグの位置を突き止めるために、しばしば、ピグは１つ以上の永久磁石部品を用いて考案されている。そのようなピグは、管路に沿って取付けられた磁場センサを起動すると検出される。たとえば、米国特許第５４００４５６号明細書（特許文献１）には、円筒形状の永久磁石を中央に配置して含むピグ／管路用スクレーパの実施形態と、スクレーパの環状の溝部の周りに複数の永久磁石を円周状に配置させた他の実施形態とが開示されている。それらによって生成される磁場は、管路壁内に配置された検出器を励起させて、スクレーパの存在を示唆するために用いられている。欧州特許第１９５０５２５号明細書（特許文献２）には、管路内を移動する磁石を取付けたピグを検出するための位置検出器とシステムの例が開示されている。
【０００４】
上記のような磁場に基づく位置決めと検出用のシステムでは、固定時点、つまり、検出時点で、ピグの位置に関する情報を提供することができる。しかしながら、それらシステムでは、ピグの識別や、ピグの最初の発射時点などの状態情報などの、ピグに関する他の重要なデータに関する情報を提供することができない。ピグの位置及び状態に関してデータを提供する他の方法も当該技術では既に開示されている。たとえば、音響または電磁場に基づく通信システムを用いた管路用ピグが既に開示されている。それらピグは、典型的に、水、下水または油用の管などの大型の管路を検査、隔離または洗浄するために用いられており、通常、管及び管の環境の物理的特性を測定するためのセンサも含む。
【０００５】
たとえば、国際公開第２０１０／１２０１８９号パンフレット（特許文献３）には、海面下の油用管路の選択された一部の密封を解除して、隔離するために構成された高摩擦ピグについて開示されているが、それは、追跡及び実時間の監視のために応答機を備えている。ピグは、ピグを横切る十分に高い差圧が存在するときに移動する。そして、ピグは、ピグの材料と管路の壁との間の摩擦に基づいて管路内で静止したときに密封を形成する。このシステムでは、ピグ上に取付けられた応答機と管路の外側のトランシーバとの間で２方向の電磁的通信を可能にしている。トランシーバと通信する各応答機には固有の識別番号が付与されていて、管路を通るピグの移動を操作者がトランシーバを用いて追跡可能にしており、たとえば、管路中の所定の位置にピグが到達したことが決定可能になっている。さらに、そのようなピグ内の応答機は、ピグの上流側及び下流側の圧力または温度などの管路の物理的特性についてデータを監視及び取得する、ピグに取付けられたセンサからデータを受信するように構成されていて、たとえば、ピグが適当に配置されて、管路を適当に密封することを確保できるようにしている。
【０００６】
独国公開特許第１０２００５０５９０２３号明細書（特許文献４）には、管路内で、媒体、特に流体媒体を移送するのに有用な、信号の受信／送信用装置を備えた管路用ピグが開示されている。信号の受信／送信用装置は、ピグを識別するための手段を提供している。しかしながら、その機能は、電磁場信号（たとえば、電波）に対して浸透性または透過性であるガラスなどの材料から形成された’窓またはポート’を備えた少なくとも１つの特別な管路部分を含む管路システム内にピグが用いられるときに限り作用する。換言すると、ピグの識別は、呼掛け信号送信装置に対して対外的なその特定の管路部分をピグが通過または停止したときに限り可能となる。従って、そのような管路用ピグは、上記のような窓を有さない既存の管路設定に対しては、少なくとも相当な管路の再設計と追加費用を必要としなければ用いられないなど、その使用が限定されている。さらに、管路内の他の場所でのピグの位置などの情報を速やかに決定することができない。
【０００７】
さらに、独国公開特許第１０２００５０５９０２３号明細書は、上記ピグを無菌処理に用いることを特に開示しておらず、また、通信装置を含む上記ピグが、たとえば、連続した期間で蒸気オートクレーブに持ちこたえることができるように、過酷な処理または殺菌状態に耐えることができるかどうかも開示していない。
【０００８】
無菌処理に用いるのに適当で、かつ、管路内のピグの位置決め用の制御手段として少なくとも１つの応答機または無線の送信／受信用装置を含む管路用ピグは、未だ商業的に利用可能となっていない。独国公開特許第１０２００５０５９０２３号の出願人からの販促用パンフレットには限定的な技術情報があり、さらに読出し専用（ＲＯ）の応答機を備えた永久磁石を含む生成物の回収及び分離用のピグが記載されている。しかしながら、この管路用ピグは、位置決めのために磁石の存在に依拠している。また、応答機は、識別の目的に限定されている。そして、たとえば、ピグの位置またはピグの周囲の環境などに関するデータの収集、送信または保持などについて、どのようにしてその読出し専用の応答機が、そのパンフレットに示唆されている’完全な資料’を提供するために用いられるのかが記載されていない。また、応答機上のピグ内に存在する磁石の影響を潜在的に乱すことを避けるように、どのようにして応答機を含むことができるのかも記載されていない。
【０００９】
国際公開第２００５／１００７３３号パンフレット（特許文献５）は、識別の目的用に１つ以上の（読出し専用、または読み出し及び書き込み可能な）無線周波数識別［ＲＦＩＤ］タグを備えた油用管路に用いられる接着プラグ（または管路用ピグ）について記載している。ＲＦＩＤタグは、プラグの溝内に埋込まれたり、及び／または、プラグの外部に取付けられることができる。抗井の穴内や穴開け加工中に遭遇して、ＲＦＩＤタグの破損を導く虞のある、衝撃（圧力、衝突、熱）からＲＦＩＤタグを保護するため、耐熱性の接着剤または粘着性物質、たとえば、エポキシ材料内にタグを包んだり、適所に保持している。さらに、それらは、プラグの本体の周囲の周りを包まれたり（たとえば、ＲＹＴＯＮ（登録商標）ラップ）、または溝に対応して封鎖するキャップリング（たとえば、磁性または非磁性の金属、プラスチック、複合物、ポリテトラフルオルエチレン、ガラス繊維、セラミック、及び／または、サーメットから作られれる）の形態で、耐熱性及び／または耐衝撃性の材料で覆われている。あるいは、ＲＦＩＤタグは、溝の形状に対応した形状及び構成の保護材料のリングで包まれていてもよい。
【００１０】
ＲＦＩＤタグをピグに取付ける仕方にかかわらず、その取付けの結果として不可避的に、熱用の保護材料とピグの異なる材料とが出会う場所に隆起やしわなどの表面不完全部を生じさせている。このことは油用管路では多くの関心を呼ばないかもしれないが、そのような表面不完全部は無菌の作業状態にとっては極めて望ましくない。それらは洗浄が困難で、かつ微生物の成長を促進させるからである。同じことが、たとえば、国際公開第２００５／１００７３３号パンフレットの接着プラグのワイパーのありふれた形状にも当てはまる。そして、ほとんどの油用管路のピグは、無菌の作業状態については不適当となっている。
【００１１】
独国公開特許第１０２００５０５９０２３号の信号の受信／送信用装置と異なり、ＲＦＩＤタグは、ピグの識別を可能にするために透過性または浸透性の窓を必要としない。しかしながら、食品または薬品用管路のピグは、国際公開第２００５／１００７３３号パンフレットに記載のような油用管路のピグと比較して相当に小さい。その結果、（現在、食品及び薬品の産業でピグの位置決めに用いられている）  永久磁石は、大型の油用管路のピグの場合と比べてＲＦＩＤチップにより一層近づくため、ＲＦＩＤの機能と一層干渉するだろう。この問題のため、普通、食品または薬品用の管路用ピグでは、ＲＦＩＤタグは軽視されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第５４００４５６号明細書
【特許文献２】欧州特許第１９５０５２５号明細書
【特許文献３】国際公開第２０１０／１２０１８９号パンフレット
【特許文献４】独国公開特許第１０２００５０５９０２３号明細書
【特許文献５】国際公開第２００５／１００７３３号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
よって、本発明は、従来技術のピグに関する少なくとも１つの問題または限定事項を克服するように、少なくとも１つの無線周波数識別タグを含む、管路の洗浄用または管路生成物の回収用の管路用ピグを提供することを目的としており、特に、それは永久磁石を用いない管路用ピグであって、管路内のピグの位置決めと監視の手段として、また、殺菌状態や、他の高温及び高圧の処理状態に曝され得る、識別とデータ収集の双方またはいずれかの手段として、少なくとも１つの無線周波数識別タグを含む管路用タグを提供することを目的としている。本発明の他の目的は、無菌処理に用いられる管路用ピグの識別、監視及び位置決めのいずれか、またはそれらの任意の組合わせのための方法を提供する。さらなる目的は、本明細書と添付した特許請求の範囲に基づいてより明らかになるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、管路の洗浄用または管路からの生成物の回収用の管路用ピグであって、軸方向に対称的で、細長い固体材料の本体を含み、管路の内面に対してピグを密封させるために少なくとも２つの軸方向に離間した密封表面を備えるように本体を形成する管路用ピグにおいて、ピグは少なくとも１つの無線周波数識別タグを含むことを特徴とする管路用ピグを提供する。一態様では、管路用ピグは永久磁石材料を用いない。
【００１５】
さらなる態様では、本発明は、管路の洗浄用または生成物の回収用に、管路用ピグを識別、監視及び位置決めのいずれか、またはそれらの任意の組合わせするための方法を提供する。管路用ピグ内に含まれる無線周波数識別タグは不揮発性メモリを含み、そこに、たとえば、ピグの識別と管路内でのその使用に関する情報が記憶可能である。タグはまた、管路内のピグの位置を決定することを可能にする。
【００１６】
他の態様では、管路用ピグは２つ乃至はそれ以上の無線周波数識別タグを含む。
【００１７】
さらに他の態様では、本発明の管路用ピグはオートクレーブ可能であって、管路の無菌洗浄や、管路からの生成物の無菌回収に有用である。
【００１８】
さらなる態様と実施形態は、本詳細な説明、添付した図面及び特許請求の範囲に基づくことでより明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、２つの無線周波数識別タグを備えた管路用ピグの好適な実施形態の長手方向の断面図を示した図である。
【図２】図２は、２つの無線周波数識別タグを含む管路用ピグを管路中に用いた管路システム（双方とも長手方向断面図で示されている）と、無線周波数識別読取り装置を示した図である。
【図３】図３は、コイル指向性アンテナを備えた少なくとも１つの無線周波数識別タグを含む、管路用ピグの他の好適な実施形態の長手方向の断面図を示した図である。
【図４】図４は、管路用ピグに用いられる、外部コイルアンテナを含む無線周波数識別タグを示した図である。
【図５】無線周波数識別読取り装置と相互作用する、外部コイルアンテナを含む無線周波数識別タグを備えた管路用ピグを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、第１の実施形態では、洗浄用または生成物回収用の新規な管路（パイプライン）用ピグを提供するが、その特徴として、ピグは、少なくとも１つの無線周波数識別［ＲＦＩＤ］タグをピグの本体材料内に完全に包まれるように含む。特に、管路用ピグは、軸方向に対称的で、細長い固体材料の本体を含み、管路の内面に対してピグを密封させるために少なくとも２つの軸方向に離間した密封表面を有するように本体を形成する。
【００２１】
本明細書に記載のように無線周波数識別タグを含む洗浄用及び生成物回収用の管路用ピグは、管路内にある管路用ピグの識別と位置の決定を手助けし、かつ、管路用ピグの寿命状況の決定に関係するデータなどのデータの収集及び監視の方法を提供する。
【００２２】
無線周波数識別タグは、管路システム内にあるピグを識別するための手段を提供するが、特に、管路システム内に２つ以上のピグが用いられる場合に有用となる。管路の洗浄用及び生成物回収用の管路用ピグは、処理状態に対する露出と、残留材料と管路の壁に対する摩擦と摩耗のために経時的に悪化する傾向がある。そのため、経時的にそれらの使用を監視できるようにして、たとえば、管路システム内でそれらの適当な寿命を決定可能にすることには大きな利点がある。このことは特に無菌処理に用いられる場合に関係するが、その理由は、たとえば、ピグの状況を評価するために視覚的点検用に殺菌システムからピグを取出すことは非実用的であり、また汚染の発生を導く虞があるためである。反対に、不揮発性メモリ記憶装置を含む少なくとも１つの無線周波数識別タグを含む本発明の管路用ピグは、管路システムから取出される必要性や、視覚的アクセスを提供する特定の位置に移動される必要性がないであろう。むしろ、管路用ピグの識別に関するデータ、つまり、製造年月日、最初の使用時期などの情報（それらに限定されないが）は、管に沿う任意の与えられた位置で、無線周波数識別タグ読取り装置を用いて遠隔的に取出すことができる。
【００２３】
驚くべきことに、本発明の管路用ピグは、無線周波数識別タグの機能を悪化させたり、そのメモリ記憶装置を損失させることなく、高圧及び高温などの厳しい状態に曝すことが可能なことが認められた。特に、管路用ピグは、無菌の洗浄または生成物回収の処置に用いられる管路用ピグに求められている殺菌状態に対応でき、１２１℃またはそれ以上の高温でオートクレーブ可能である。
【００２４】
本明細書で用いられている管路用ピグは、管路の内部に沿って移動するのに適した装置であり、管路内の材料の移送や回収、管路の点検、その洗浄、または一時的な管路の部品の密封解除に用いられる。管路用ピグは、また、管路用ゲージ、スクレーパまたはモールとしても参照されることがあり、管の様々な種類と管の直径に対応可能である。食品と薬品の双方またはいずれかの産業で通常用いられている管では、管の内径は約１．５ｃｍから３５ｃｍまでの範囲内に収まることがある。典型的に、ピグの最大の直径は、対応する管路の内径よりもわずかだけ小さく、それによってピグの移動を可能にして、さらにピグが管を通って材料を押出したり、管路の内壁の表面から材料をかき出すことを可能にしている。ピグは、流体圧力、即ち、気体または液体またはそれらの組合わせによって、管路を通って推進または駆動される。
【００２５】
本発明の主要な実施形態では、管路洗浄用または生成物回収用の管路用ピグは、軸方向に対称的で、細長い固体材料の本体を含み、管路の内面に対してピグを密封させるために少なくとも２つの軸方向に離間した密封表面を備えるように本体を形成し、かつ、少なくとも１つの無線周波数識別タグを本体の固体材料内に完全に包まれるように含む。このことは、固体材料が無線周波数識別タグの全体を囲んだり、巻き込むことを意味し、つまり、タグの全ての側は本体の固体材料によって覆われることを意味する。
【００２６】
管路用ピグの本体または少なくともその表面に用いられる固体材料は、シリコーンゴムまたはポリウレタン材料から選ばれるのが好ましい。たとえば、反応性シリコーンポリマー及びフィラー添加物に基づく２つの構成成分のシリコーン−カウチューク−システムである。特に好適な実施形態では、管路用ピグは、軸方向に対象的な細長いシリコーンゴムの本体を含み、その際、シリコーンゴムは、少なくとも１つのフィラー添加物と少なくとも１つの硬化剤の存在下で、少なくとも１つのシリコーンポリマーまたはエラストマー前駆体の架橋結合から調製される。シリコーンポリマーまたはエラストマー前駆体の追加的な架橋結合は特に好ましいが、その際、分解物または開裂物は形成されない。シリコーンゴムは、生理学上、危険性の無い材料であり、耐熱性があり、かつ化学的に不活性である。
【００２７】
シリコーンゴムまたはポリウレタン材料は十分な弾力性と伸縮性を有しており、（洗浄用または生成物回収用の目的のいずれでも）管路に沿う移動が防止されたり、遅滞されない程度に管路の壁から残留物をかき出したり、押し出すために十分な密封を管路用ピグの本体が提供できるようにする。ピグを内部に用いることが可能な管路は、直径、表面材料及び材質、さらに幾何学的形状を変化させてもよく、つまり、管路はある方向に直線状である必要はなく、曲げや湾曲などの方向の変化に対応可能にされてもよい。ピグの本体の材料は十分に可撓性を有し、さらに好適には、上記歪みなどに対応したり、克服するように形成される。
【００２８】
本発明の主要な実施形態では、管路用ピグの軸方向に対称的で細長い本体は、管路の内面に対してピグを密封させるために少なくとも２つの軸方向に離間した密封表面を備えるように形成される。本明細書から理解できるように、軸方向に対称的とは、長手方向中心軸を横切るピグの形状の対称性に関し、前記軸はピグを内部に配置させる管路と平行である。疑問が無いように、この対称性はピグの内部の構成部品の空間的配置を含まず、その外面の形状だけに関するものとする。また、管路用ピグの本体は、細長であり、または本発明の内容から理解できるように、少なくともその断面の幅または直径よりも大きい長さを有する。
【００２９】
上記密封表面とは、管路の壁の内面と接触するピグの表面領域を指す。それら密封表面は、ピグの長手方向軸に沿って軸方向に、互いに対して離間される。それら密封表面は、最大の断面の直径を有するように、円周状に細長い本体の部分を形成する。それら密封表面は、管路の内壁と均一または略均一に接触して、管壁の内面に対する密封を提供する。このため、管路用ピグが管に沿って移動するとき、管路の壁上に残留する生成物や材料をかき出したり、押出すことを可能にする結果、管路を洗浄したり、管路から生成物を回収できる。
【００３０】
本発明の好適な実施形態では、管路用ピグの軸方向に対称的で細長い本体は、管路の内面に対してピグを密封させるために２つの軸方向に離間した密封表面を含むように形成される。好適には、２つの軸方向に離間した密封表面は、ピグの細長い本体の水平な（図１に示した方向を参照）中心軸（または平面）、つまり、長手方向中心軸に対して垂直な軸（または平面）から、等距離で離間する。一方はピグの上流側端部またはその近くにあり、もう一方はピグの下流側端部またはその近くにある。あるいは、ピグの本体は、３つ以上の軸方向に離間した密封表面を有するように形成されてもよい。選択的な実施形態では、ピグの本体は、少なくとも３つ、または少なくとも４つ、または少なくとも６つの軸方向に離間した密封表面を有するように形成されてもよい。好適には、軸方向に離間した密封表面は、ピグの中心軸に関して対称的に一群化される。たとえば、４つの軸方向に離間した密封表面を備えるように形成されたピグの本体では、ピグの中心の両側に２つの軸方向に離間した密封表面を備えてもよい。さらに選択的な実施形態では、軸方向に離間した密封表面は、本体の材料とは異なる固体材料から構成されてもよい。無菌の作業状態を可能にするとともに、洗浄及びオートクレーブを十分容易にするため、密封表面の数と形状は注意して選ばれる必要がある。一般的には、油用管路のピグで通常見られる、多数の狭く離間された小さな密封表面を有するいわゆる“ワイパー”などにおいては、本願の図１に示すような２つの密封表面のみを広く離間させたピグと比べて洗浄がより困難である。
好適には、本発明のピグは、上記のような”ワイパー”を含まず、そしてピグの本体の外面に対し小さな角度（たとえば、６０°より下）を成す構造及び／または狭く離間した表面構造を含まない。このことは、上記表面構造の間や下方に残留物及び／または微生物が挟まったり、詰まる危険を減らすため、無菌の作業状態では好ましい。
【００３１】
本発明の管路用ピグは、たとえば、殺菌した管路または管路システム内に導入されたり、用いられる前に殺菌されてもよい。特に、少なくとも１つの無線周波数識別タグを含む本発明の管路用ピグは、さらに、少なくとも２０分間、１２１℃でオートクレーブ可能であることを特徴とする。オートクレーブは、所定期間の間、高圧蒸気にピグを曝すことを含む。他の実施形態では、本発明に係る管路用ピグは、少なくとも４０分間、１１５℃で、または少なくとも５分間、１３２℃で、オートクレーブ可能でもよい。このため、少なくとも１つの無線周波数識別タグを含む本発明の管路用ピグは、管路の無菌洗浄、及び／または、管路からの生成物の無菌回収に用いることができる。
【００３２】
好ましくは、管路用ピグの本体の外面は、継ぎ目が無くかつ滑らかである。そして、低い摩擦係数と、良好な耐摩耗性を有する。そのような継ぎ目の無い、滑らかな表面のために、管路生成物の付着を減らしたり、及び／または、微生物の付着を減らすことができるので、無菌の作業状態にとって好ましい。好適な実施形態では、少なくとも１つの無線周波数識別タグを含む本発明の管路用ピグは、軸方向に対称的で、細長い固体材料の本体を含み、その際、本体の外面は２μｍよりも小さい平均粗さを示す。さらに好適な実施形態では、管路用ピグの有する平均外面粗さは、１．５μｍよりも小さく、または１．０μｍよりも小さく、または、０．５μｍよりも小さい。特に好適な実施形態の１つでは、平均表面粗さは、０．１μｍよりも小さい。シリコーンゴムまたはポリウレタンから構成される軸方向に対称的で、細長い本体を有し、その平均外面粗さが１．５μｍよりも小さく、または１．０μｍよりも小さく、または、０．５μｍよりも小さく、または  ０．１μｍよりも小さい管路用ピグも好適である。
【００３３】
本発明の管路用ピグは、様々な直径の管路に適用可能である。好適な実施形態では、少なくとも１つの無線周波数識別タグを含む本発明の管路用ピグは、１ｃｍから３０ｃｍまでの範囲内の最大断面直径を有する。さらに好適には、管路用ピグは、４ｃｍから２５ｃｍまで、または５ｃｍから２０ｃｍまでの範囲内の最大断面直径を有する。また、約２０ｃｍより下、または約１８ｃｍより下、または約１６ｃｍより下、または約１４ｃｍより下の最大断面直径を有する管路用ピグも好ましい。
【００３４】
上述のように、管路用ピグは少なくとも１つの無線周波数識別タグを含む。より特徴的には、少なくとも１つの無線周波数タグは、管路用ピグの本体内に完全に包まれる。つまり、本体の固体材料は無線周波数識別タグを完全に囲んだり、巻き込んで、タグの全ての側が本体の固体材料によって覆われるようにする。典型的に、ＲＦＩＤタグのいかなる構成部品もピグの外面とは接触せず、またはこの表面を乱さないため、ＲＦＩＤタグに対して潜在的な衝撃と温度の最良な保護をもたらすとともに、無菌の作業状態用に好適な、継ぎ目の無い、滑らかなピグの表面をもたらす。実施形態の１つでは、軸方向に対称的な、細長い固体材料の本体を含む管路用ピグは、たとえば、射出成形などによって、少なくとも１つの無線周波数タグの上方で直接的に成形または形成される。管路用ピグの固体材料（たとえば、シリコーンゴムやポリウレタン）に対して、液体または溶融した先駆構成物を、少なくとも１つの無線周波数識別タグを含む型の中に直接的に加えて、次に硫化または硬化させて、管路用ピグの本体を形成する。好適な実施形態では、上記硫化ステップは、成形される材料内の泡の量を最小にまで減らして、ピグ上に最適な滑らかな表面が得られるように真空下で行われる。得られる本体は継ぎ目が無く、本体の固体材料内に少なくとも１つの無線周波数識別タグを完全に包ませる。固体材料は、滑らかで、継ぎ目の無い外面を有する、連続した単一の相（その中にＲＦＩＤタグが完全に包まれる）を形成する。実施形態の１つでは、図１から図３に示しているように、ピグの長手方向中心軸またはこの近くに少なくとも１つのＲＦＩＤタグを配置する。
【００３５】
好適には、本発明の管路用ピグは２つ乃至はそれ以上の無線周波数識別タグを含む。特に好適な実施形態では、管路用ピグは２つの無線周波数識別タグを含む。２つの無線周波数識別タグは、ピグの長手方向中心軸またはこの近くに配置されていてもよい。さらに、ピグの細長い本体の水平な（図１に示した方向を参照）中心軸（または平面）、つまり、長手方向中心軸に対して垂直な軸（または平面）から、等距離で２つの無線周波数識別タグを配置させてもよく、その際、たとえば、図１及び図２に示しているように、ピグの本体の各端部またはその中にタグを配置させてもよい。少なくとも２つの無線周波数識別タグの存在によって、管路用ピグの’前方’端部と’後方’端部の識別と差別化のための手段が提供されるが、他の点では、長手方向かつ中心で対称的にされてもよい。このことは、たとえば、管路内の所定の静止位置へとピグを移動させる場合に特に有用なことがある。
【００３６】
他の実施形態では、本発明の管路用ピグは永久磁性材料を用いない。管路用ピグ内に永久磁石を用いることは、管路システム内でピグを検出して、位置決めするための通常の技術であるが、それには短所がないわけではない。たとえば、特に複数の磁石を用いる磁性ピグの製造では、磁石の配置とそれらの極の適当な構成に関して比較的高い精度が求められることがある。また、永久磁性材料を含むピグは、その識別のために実用的な手段を提供しない。視覚的な識別は可能だが、そのためには管路システムからそれを取出すことを必要とするため、無菌の管路システムの場合には理想的ではない。永久磁性材料を用いない本発明の管路用ピグは、それら限定事項を回避する。永久磁性材料の存在は、任意の場合で、無線周波数識別タグの機能と干渉を生じさせる虞がある。上記磁性ピグとは反対に、少なくとも１つの無線周波数識別タグを含む本発明の管路用ピグは、管路用ピグを識別する手段を提供する。無線周波数識別タグは、（たとえば、固有の識別子（ＵＩＤ）を介する）ピグの識別に役立つだけでなく、管路に沿った任意の与えられた位置で、１つ乃至はそれ以上の無線周波数識別読取り装置を介して遠隔的に、管路内のピグの位置の決定も可能にする。このことはさらに、管路または管路システム内でピグを意図的に位置決めすることも可能にする。たとえば、ピグの洗浄及び／またはオートクレーブ装置の場所、ピグの発射装置または管路内の所定の静止位置にピグを位置決めさせる。特定の実施形態では、洗浄及び／またはオートクレーブ装置は、ピグの発射装置と同じでもよい。
【００３７】
他の実施形態では、管路用ピグは、少なくとも１つの無線周波数識別タグを含み、その少なくとも１つの無線周波数タグは、指向性の無線周波数信号を送信する。無線周波数タグは、全ての方向または無指向性で信号の送信と受信の双方またはいずれかを行うのではなく、単一の方向または定方向性で信号の送信と受信の双方またはいずれかを行う。管路用ピグ内に少なくとも１つの指向性の無線周波数識別タグを含ませることで、管路内の上記ピグの位置決めの制御と精度を向上できることが認められた。これとは反対に、無指向性の無線周波数識別タグでは、そのような精度をもたらさない。驚くべきことに、指向性の無線周波数識別タグは、磁性材料を含む従来の管路用ピグと比べて少なくとも同一または同様の度合いで、またはより良好に管路用ピグの精密な位置決めを可能にするが、その際、従来の磁性ピグにおける上記限定事項からは解放されている。
【００３８】
本発明の管路用ピグの本体内に完全に包まれる無線周波数識別タグは自立した装置であり、集積回路（ＩＣ）、不揮発性メモリ、無線周波数信号の送信と受信の双方またはいずれかのための手段または無線周波数識別読取り装置への送信と受信の双方またはいずれかの通信手段、及びハウジングを含む。無線周波数識別タグは、応答機（トランスポンダ）として参照されることがある。無線周波数識別タグの不揮発性メモリ内には固有の識別子（ＵＩＤ）、つまり、無線周波数識別読取り装置に送信される固有の識別情報が記憶される。実施形態の１つでは、無線周波数識別タグによって送信または受信される無線周波数信号は、ＨＦ（高周波数）の範囲内にある。
【００３９】
さらなる実施形態では、無線周波数識別タグは、無線周波数信号の送信と受信の双方またはいずれかのための手段、または外部のコイルアンテナを含む無線周波数識別読取り装置との送信または受信用の通信手段を含む。アンテナは、無線周波数識別タグのハウジングに対して外側に位置する。そのようなアンテナを含む無線周波数識別タグは、同じく管路用ピグの本体内に完全に包まれる。他の実施形態では、アンテナは、ハウジングに対して内部に配置されてもよい。
【００４０】
上述したように、少なくとも１つのＲＦＩＤタグをピグの本体の長手方向中心軸またはこの近くに配置させてもよい。選択的に、無線周波数識別タグは、ピグの細長い本体の水平な（図１に示した方向を参照）中心軸（または平面）の一方側、たとえば、図３に示したピグの端部の一方またはその中に位置決めされてもよい。
【００４１】
無線周波数識別タグのアンテナは、単一の方向または定方向性で信号の送信または受信を行う指向性アンテナでもよい。好適には、アンテナは無線周波数信号の送信と受信を行うことができる。実施形態の１つでは、アンテナは、ＲＦＩＤタグのハウジングに対して外部に位置するコイルとして形成されるが、それに限定されない。無線周波数識別タグのハウジングに対して代替の位置と形状のコイルは本発明の範囲内にある。
【００４２】
本発明では、無線周波数識別タグのハウジングは高い耐熱性を有する。ピグの本体の固体材料に加えて、ハウジングは（たとえば、ピグの射出成形中に）過度の温度と潜在的な外部の汚染物から無線周波数識別タグの構成部品を保護する。好適には、無線周波数識別タグは、少なくとも１２５℃までの耐熱性を有するハウジングを含む。他の実施形態では、ハウジングは、少なくとも２５０℃までの耐熱性を有する。また、選択的な実施形態では、ハウジングは、少なくとも−２５℃まで、さらには−４０℃までの耐寒性を有する。
【００４３】
ハウジングは、金属（たとえば、レーザー溶接ステンレス鋼）または合成プラスチック（たとえば、液晶ポリマー（ＬＣＰ））などの材料から構成されてもよい。実施形態の１つでは、ハウジングは円筒形状の円盤の形状を有し、１．５ｃｍから５．５ｃｍまでの範囲内の直径を有する。
【００４４】
さらに好適な実施形態では、無線周波数識別タグは受動的であり、つまり、バッテリを含まない。受動性の無線周波数識別タグは、無線周波数識別読取り装置によって生成される交流磁場の近くから生じるエネルギーに依拠してもよい。他の選択的な実施形態では、無線周波数識別タグは、バッテリなどの局所的な電源を含むが、それは読取り装置に対して信号を周期的に伝達するように常時作用してもよく、または、無線周波数識別読取り装置と通信するときに作用してもよい。
【００４５】
選択的に、管路用ピグは、温度測定用のセンサと圧力測定用のセンサの双方またはいずれかを含むことができ、その場合、センサは無線周波数識別タグと接続される。選択的に、それらセンサは、たとえば、管路の壁の中やその近くで、ピグの外部に配置されていてもよい。センサの位置にかかわらず、無線周波数識別タグはセンサからデータを受信して、そのデータを自身の不揮発性メモリ内に記憶することができる。そのデータは、信号の形態で、無線周波数識別読取り装置に送信される。たとえば、ピグの内部と外部の双方またはいずれかの温度は、ピグのオートクレーブ殺菌中に記録及び送信されてもよい。
【００４６】
本発明の範囲内の無線周波数識別読取り装置は、管路用ピグの中に含まれる無線周波数識別タグから発信される少なくとも１つの信号を読み取ることができる装置である。管路または管路システムに沿って２つ以上の無線周波数識別読取り装置を設けてもよく、つまり、複数の読取り装置を設けてもよい。本明細書で用いられている複数は、２つ以上、少なくとも２つを意味する。無線周波数識別読取り装置は無線周波数トランシーバ装置を含むが、それは管路用ピグ内に含まれる無線周波数識別子タグに信号を送信できるとともに無線周波数識別子タグから信号を受信でき、それには管路用ピグの固有の識別情報を提供する信号が含まれる。
【００４７】
実施形態の１つでは、無線周波数識別読取り装置は無線周波数トランシーバ装置を含むが、その無線周波数トランシーバ装置は信号を指向的に送信する。無線周波数トランシーバ装置は、全ての方向または無指向性で信号の送信を行うのではなく、単一の方向または定方向性で信号の送信を行い、及び／または、全ての方向で信号の受信を行うのではなく、単一の方向で信号の受信を行う。さらに他の実施形態では、無線周波数識別読取り装置は無線周波数トランシーバ装置を含むが、前記装置は指向性の無線周波数信号を送信する少なくとも１つの無線周波数タグからの信号を受信できる。
【００４８】
他の実施形態では、無線周波数識別読取り装置は、不揮発性の、読み出し及び書き込み可能なメモリを含む。他の態様では、無線周波数識別読取り装置は、データ処理ユニットを含んだり、データ処理ユニットと接続できる。ピグの中に上記読取り及び書き込み可能なＲＦＩＤタグを含ませることで、ピグは、その洗浄用及び／または生成物回収用の作用とは別に、さらに管路内に、たとえば、オートクレーブ中に存在する間に圧力と温度の双方またはいずれかの値などの処理データを監視または記憶するために用いることができる。
【００４９】
無線周波数識別読取り装置は、管路の外壁の近くに配置されて、管路システム内の管路に沿った任意の位置に配置されてもよい。無線周波数識別読取り装置のトランシーバ装置と管の外壁との間の動作距離は、管の材料と管の壁の厚さに基づく。実施形態の１つでは、無線周波数識別読取り装置の位置には、管路の残りの部位とは異なる材料から構成された特別の窓や管路区間は用いられない。実施形態の１つでは、無線周波数識別読取り装置は、管路の外壁と直接的に接触して配置されたり、管路の外壁から１−３ｃｍの範囲内で位置決めされる。
【００５０】
さらに、本発明は、管路の洗浄用または生成物の回収用に、管路用ピグの識別、監視及び位置決めのいずれか、またはそれらの任意の組合わせ用の方法を提供するが、この方法は、（ａ）ピグの識別に関する情報と、ピグの最初の発射時点と温度データの双方またはいずれかなどのさらなる情報との、双方またはいずれかを記憶可能なメモリを有する、少なくとも１つの無線周波数識別タグを用意し、（ｂ）管路に沿った複数の位置で無線周波数識別タグのメモリから記憶された情報を読み取ることができる複数の無線周波数識別読取り装置を用意し、（ｃ）管路用ピグ内に無線周波数識別タグを含ませ、（ｄ）無線周波数識別タグ読取り装置の複数の位置で、無線周波数識別タグのメモリからの固有の識別情報を複数の無線周波数識別タグ読取り装置が読み取るようにさせて、かつ（ｅ）そのように決定されたデータを用いて、管路内の少なくとも１つの目標位置で、ピグの使用とピグの位置決めの双方またはいずれかを監視することを含む。
【００５１】
ピグの目標位置は、たとえば、ピグの洗浄及び／またはオートクレーブの場所、ピグの発射装置、管路または管路システム内の静止位置または任意の他の関心位置である。特定の実施形態では、洗浄及び／またはオートクレーブの場所は、ピグの発射装置と同一でもよい。
【００５２】
管路用ピグ内に含まれる無線周波数識別タグは、ピグの識別に関する情報と、ピグの最初の使用時期と温度データの双方またはいずれかなどのさらなる情報との、双方またはいずれかを記憶可能な不揮発性メモリを含む。一般に、不揮発性メモリ内に記憶することができ、かつ呼掛け信号に基づいて無線周波数識別読取り装置に中継できる情報は、固有の識別子（ＵＩＤ）などのピグの識別情報を含むが、たとえば、管路用ピグの製造年月日（つまり、典型的に、ピグの最初の使用に先立ってメモリ上に既に記憶されているデータ）だけでなく、最初の使用時期、管路内での運転サイクス数、センサによって測定される処置または動作データ（たとえば、管路内とピグ内の双方またはいずれかの圧力と温度の双方またはいずれかなど（つまり、ピグの使用の際または使用の最中にメモリ上に記憶されるデータ））のさらなる情報を含む。ピグに関するこの大切な情報と同様に、その使用は、たとえばオートクレーブ中に記録及び監視されてもよい。
【００５３】
上述したように、管路用ピグはさらに、温度と圧力の双方またはいずれかを測定するために、無線周波数識別タグと接続される１つ乃至はそれ以上のセンサを含むことができる。選択的に、そのようなセンサは、ピグの外部、たとえば、管路の壁の中またはその近くに配置されてもよい。センサの位置にかかわらず、そのようなセンサから受信されるデータは、ＲＦＩＤタグの不揮発性メモリ内に記憶されて、無線周波数識別読取り装置に送信されてもよい。これによって、たとえば、ピグのオートクレーブ殺菌サイクル中に、ピグの内部と外部の双方またはいずれかの温度を記録及び監視する手段と方法を提供する。
【００５４】
管路用ピグ内に含まれる無線周波数識別タグは、管路内のピグの位置を決定することもでき、そのため、管路内の任意の所望の目標位置でピグを位置決めする方法を提供する。たとえば、無線周波数識別タグを含む管路用ピグの通過は、与えられた位置で、読取り装置によって、前記位置に到達または通過するピグの時間の記録だけでなく、その位置にどうような頻度でピグが到達または通過するのかも提供できる。従って、管路用ピグ内に含まれる少なくとも１つの無線周波数識別タグは、ピグの状況を監視する方法を提供して、運転時間（たとえば、管路システム内での使用中と与えられた運転中の双方またはいずれかにわたる寿命）、静止時間、または管路の与えられた長さにわたる移動速度または加速度などの他のパラメータを決定することもできる。
【００５５】
１つ乃至それ以上の無線周波数識別読取り装置を管路システム内に含ませたり、及び／または、管路に沿って配置してもよい。上述したように、本発明の管路用ピグは、好ましくは、２つ乃至はそれ以上の無線周波数識別タグを含み、特に、図１及び図２に示したように、ピグの各端部の位置またはその中に２つのタグを含む。少なくとも２つの無線周波数識別タブの存在のため、管路用ピグの’前方’の端部と’後方’の端部の識別及び差別化用の手段を提供するが、他の点では、長手方向及び中央に対称的にされてもよい。このことは、たとえば、管路内の所定の静止位置へとピグを移動させるのに特に有用となり得る。
【００５６】
上述したように、本発明の管路用ピグは、たとえば、殺菌した管路または管路システム内への導入の前と、管路のオートクレーブの場所の中で、殺菌に曝されることがある。従って、本発明は、管路の無菌洗浄と、管路からの生成物の無菌回収の双方またはいずれかのための、本発明の管路用ピグの使用も含む。
【００５７】
本発明を実施する上で有用な管路システムは、特に、原材料、中間材料、または最終生成物などの媒体を移送する食品産業と薬品産業に用いられるものである。原材料または生成物は、たとえば、液体または気体またはそれらの組合わせの流体の形態でもよく、あるいは、半固体または高粘性の液体でもよい。実施形態の１つでは、管路システムは内部が殺菌されて、無菌で食品または薬品の材料を移送するのに用いられる。
【００５８】
本発明の範囲内では、管路システムの用語は、管路を含む任意の組立体を参照して、管路中に内部に配置される構成部品（たとえば、管路用ピグ）だけでなく、管路外で外部に配置可能であるが、管路と機能的に接続される構成部品（たとえば、センサ、ゲージ、またはデータ読取り装置）を含む。従って、（ａ）管路、（ｂ）本発明の管路用ピグ、及び（ｃ）管路用ピグ内に含まれる無線周波数識別タグによって発信される少なくとも１つの信号を読み取ることができる無線周波数識別読取り装置を含む管路システムは、本発明の範囲内にある。
【００５９】
本明細書では、「１つ（単数）」という用語は、厳密に単体であることに限定されておらず、複数の部品や組立体を参照することもでき、たとえば、１つの管路用ピグは、複数の管路用ピグを参照してもよい。
【００６０】
本発明のさらなる選択的な実施形態と選択的な特徴は、図面中に記載されている。
【００６１】
図１は、本発明の好適な実施形態に従う管路用ピグの長手方向の断面図を示している。管路用ピグは軸方向に対称的で細長い本体（１）と、直径を縮径させた中心領域（２）を有する。縮径した直径は、管路の湾曲部を通って進むピグと適応できるように選択される。管路用ピグの細長い本体の、管路と面する端部は、わずかに凸状である。管路用ピグは、最大の断面の直径で円周状に細長い本体の部分を形成する２つの密封表面（３ａ、３ｂ）を有する。管路の内面に対してピグを接触させるように密封表面（３ａ）及び（３ｂ）の直径が選択されるため、密封表面を含む部分の断面の直径は、管路の内面の直径よりもわずかにだけ小さい。管路用ピグは、本体（１）内に完全に包まれる２つの無線周波数識別タグ（４ａ）及び（４ｂ）を含む。無線周波数識別タグ（４ａ）及び（４ｂ）は、夫々固有の識別情報を有していてもよい。それらは、ピグの端部で、細長い本体の水平な（図１に示した方向を参照）中心軸（または平面）、つまり、ピグの長手方向中心軸に対して垂直な軸（または平面）から、等距離で配置される。
【００６２】
図２は、同じ管路用ピグ（５）を示しているが、これは、管路（６）の中で、外側に配置された無線周波数識別読取り装置（８）の近くに配置される。無線周波数識別読取り装置は管路の近くに配置されるため、動作範囲内にあるが、管路を通って通過する管路用ピグから距離を置いて、読取り装置とピグ本体内に包まれた無線周波数識別タグとの間での２方向の通信（７）を可能にしている。２つの無線周波数識別タグを含む管路用ピグは、無線周波数識別読取り装置（８）から送られる呼掛け信号を受信することと、読取り装置によって受信されるように応答信号を送信することで応答することができる。
【００６３】
図３は、本発明の他の好適な実施形態に従う管路用ピグの長手方向の断面図を示しているが、これは、管路用ピグの本体（９）内に完全に包まれる少なくとも１つの無線周波数識別タグ（１０）を含む。無線周波数識別タグ（１０）は、コイル指向性アンテナ（１１）を含む。
【００６４】
図４は、外部のコイルアンテナ（１２）を含み管路用ピグ内に用いられる無線周波数識別タグを示している。
【００６５】
図５は、外部のコイルアンテナを含む無線周波数識別タグを含む本発明の管路用ピグ（１３）と無線周波数識別読取り装置（１４）とが互いに近接するときの、それらの間の相互作用を示した図である。無線周波数識別読取り装置もコイルアンテナ（１５）を備えていて、指向性または全ての方向で信号の送信及び受信を行うことができる。無線周波数識別読取り装置は交流磁場（１６）を生じさせて、外部のコイルアンテナを含む無線周波数識別タグに対してデータと電力を送ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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