КРЫШКА ДЛЯ КОНТЕЙНЕРА С ВЕРХНЕЙ ЧАСТЬЮ, ЧЕРЕЗ КОТОРУЮ МОЖЕТ БЫТЬ ВВЕДЕНА ИГЛА, ВЫПОЛНЕННОЙ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ТЕПЛА, И С НИЖНЕЙ ЧАСТЬЮ, СОВМЕСТИМОЙ С ЖИДКИМ ПРОДУКТОМ, СОДЕРЖАЩИМ ЖИР, И СПОСОБ ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ
CONTAINER COVER WITH ITS TOP PART THAT ALLOWS NEEDLE TO PASS THERE THROUGH AND SEALING BY HEAT AND ITS BOTTOM PART COMPATIBLE WITH FLUID PRODUCT CONTAINING FAT, AND METHOD OF ITS USE

Ссылки на приоритетные заявки
В данной заявке на выдачу патента испрашивается приоритет по предварительной заявке на выдачу патента США №60/647049, поданной 25 января 2005, озаглавленной «Контейнер с заглушкой, в которую может быть введена игла и герметичность которой может быть восстановлена под действием тепла, с защелкивающимся кольцом и крышкой для прикрепления заглушки и защелкивающегося кольца к контейнеру и снятия указанных элементов» («Container with needle penetrable and thermally resealable stopper, snap-ring, and cap for securing stopper and snap-ring to container and removing same therefrom»), которая включена во всей своей полноте в данное описание посредством ссылки.
Область техники
Данное изобретение относится к контейнерам, содержащим корпус и заглушку для герметичного закрытия отверстия корпуса контейнера, при этом контейнеры содержат выполненные из полимера заглушки, в которые может быть введена игла для заполнения закрытых корпусов контейнеров жидкостями, такими как содержащие жир жидкие продукты питания, при этом герметичность участка введения иглы в заглушке может быть восстановлена под действием лазера.
Уровень техники
Известные из уровня техники контейнеры, в которые может быть введена игла и герметичность которых может быть восстановлена под действием лазера, содержат заглушки или части заглушек из термопластичного эластомера (ТЭ), при этом в такие заглушки/части заглушек может быть введена игла для заполнения контейнера продуктом, и образовавшееся при этом отверстие от иглы может быть закрыто под действием тепла посредством приложения лазерного излучения, что приводит к герметичному закрытию продукта внутри контейнера. Пример таких контейнера и заглушки раскрыт в патенте США №6604561. Один из недостатков таких заглушек из ТЭ состоит в том, что их сложно применять вместе с содержащими жир жидкими продуктами, такими как составы для младенцев и детей, или с другими продуктами на основе молока или низкокислотными продуктами. Например, многие из таких термопластичных эластомерных материалов содержат вещества, которые могут попасть в содержащий жир продукт или иным образом могут оказать нежелательное воздействие на вкусовой профиль продукта.
Обычные контейнеры и системы, применяемые для асептического заполнения контейнеров содержащими жир жидкими продуктами, такими как составы для младенцев и детей, или иными продуктами на основе молока или низкокислотными продуктами, содержат контейнер с открытой горловиной и закручивающуюся крышку или крышку иного типа, которую прикрепляют к открытой горловине после асептического заполнения контейнера продуктом. Во многих таких системах открытые контейнеры подвергают предварительной стерилизации посредством промывания внутренних и внешних поверхностей открытых контейнеров жидким/газообразным стерилизующим веществом, таким как пары пероксида или парообразный пероксид водорода, с целью стерилизации контактирующих с пищевым продуктом поверхностей. Затем контейнеры обдувают нагретым стерильным воздухом для испарения и удаления стерилизующего вещества, которое сконденсировалось на поверхностях контейнера. После обдувания нагретым стерильным воздухом открытые контейнеры заполняют продуктом через открытые горловины, и, после заполнения, контейнеры закрывают крышкой, герметично закрывая продукт внутри контейнера. Обычно стерилизацию, обдув, заполнение и закрытие крышкой проводят в пределах одной и той же стерильной зоны системы для заполнения.
Один из недостатков систем для заполнения такого типа состоит в том, что бывает сложно удалить все стерилизующее вещество с внутренних поверхностей контейнеров, в результате остатки стерилизующего вещества, такого как пероксид водорода, остаются в контейнере и загрязняют продукт, помещаемый в контейнер. Если количество остающегося вещества является достаточно высоким, продукт должен быть выброшен. В альтернативном варианте остатки стерилизующего вещества могут негативно повлиять на вкус или вкусовой профиль продукта.
Другой недостаток таких известных из предшествующего уровня техники систем состоит в том, что, так как стерилизацию, обдув, заполнение и закрытие крышкой проводят в пределах одной и той же стерильной зоны, установка, в которой расположена такая зона, является относительно крупногабаритной и сложной. Кроме того, поскольку продукт помещают в открытые контейнеры (то есть вводят через открытые горловины контейнеров), продукт не будет настолько стерильным, как это желательно, что создает в стерильной зоне проблемы сохранения гигиены. Очистка таких установок должна проводиться чаще, чем это является желаемым, вследствие, например, накопления остатков стерилизующего вещества и/или продукта в стерильной зоне. Очистка такой крупногабаритной и сложной установки может привести к значительной потере времени и затратам. В результате такие известные из предшествующего уровня техники системы характеризуются нежелательно коротким временем работы между очисткой и стерилизацией стерильной зоны. Еще один недостаток таких систем возникает в результате того, что они стерилизуют упаковки, заполняют и закрывают контейнеры внутри одного и того же корпуса и в пределах одной стерильной зоны, если какая-либо часть системы отказывает, вся система должна быть подвергнута очистке и стерилизации до возобновления работы системы, что может дополнительно увеличить расход времени и затраты.
Еще один недостаток таких известных из предшествующего уровня техники систем состоит в том, что заполнение контейнеров проводят непосредственно перед их закрытием крышкой, что приводит к плохим показателям герметичности из-за присутствия влажного продукта на создающих герметичность поверхностях или поверхностях контакта.
Еще один недостаток таких известных из предшествующего уровня техники систем состоит в том, что во многих случаях продукт должен быть подвергнут стерилизации в автоклаве после заполнения им контейнера, что может оказать нежелательное воздействие на вкус продукта.
Соответственно, цель данного изобретения состоит в преодолении одного или более из описанных выше недостатков и неудобств предшествующего уровня техники.
Раскрытие изобретения
Согласно первому аспекту изобретения, оно направлено на создание контейнера для хранения содержащего жир жидкого продукта. В контейнер может быть введена игла для асептического заполнения посредством нее резервуара (камеры для хранения) контейнера содержащим жир жидким продуктом, при этом образовавшееся отверстие от иглы может быть герметично закрыто под действием тепла с тем, чтобы закрыть содержащий жир жидкий продукт внутри контейнера. Контейнер содержит корпус, в котором образован резервуар, в который помещают содержащий жир жидкий продукт, и первое отверстие, которое сообщается (находится в жидкостной взаимосвязи) с резервуаром. Корпус не привносит более заранее заданного количества веществ в содержащий жир жидкий продукт и не оказывает нежелательного воздействия на вкусовой профиль содержащего жир жидкого продукта. Приспособление для закрытия контейнера содержит заглушку, которую можно ввести в первое отверстие для герметичного закрытия резервуара. Заглушка содержит часть, изготовленную из первого материала, которая образует внутреннюю поверхность, контактирующую (находящуюся в жидкостной взаимосвязи) с резервуаром, образуя, по крайней мере, поверхность приспособления для закрытия контейнера, которая может контактировать с любым содержащим жир жидким продуктом, находящимся в резервуаре. Часть, изготовленная из первого материала, не привносит в содержащий жир жидкий продукт более заранее заданного количества веществ или не оказывает нежелательного воздействия на вкусовой профиль содержащего жир жидкого продукта. Заранее заданное количество привносимых веществ составляет менее чем примерно 100 частей на миллион, и, предпочтительно, равно или менее примерно 50 частей на миллион, и наиболее предпочтительно равно или менее 10 частей на миллион. Часть заглушки, изготовленная из второго материала, либо (i) расположена поверх части, изготовленной из первого материала, и не может контактировать с помещенным в резервуар содержащим жир жидким продуктом, либо (ii) имеет значительно меньшую по сравнению с частью, изготовленной из первого материала, поверхность, которая может контактировать с помещенным в резервуар содержащим жир жидким продуктом. В часть, изготовленную из второго материала, может быть введена игла для асептического заполнения резервуара содержащим жир жидким продуктом, и образовавшееся в результате отверстие от иглы в части, изготовленной из второго материала, может быть герметично закрыто под действием тепла, что приводит к герметичному закрытию содержащего жир жидкого продукта в резервуаре. Герметизирующую часть приспособления для закрытия контейнера прикрепляют к корпусу до асептического заполнения резервуара содержащим жир жидким продуктом, что позволяет получить практически сухое герметичное соединение между приспособлением для закрытия и корпусом контейнера. Для прикрепления заглушки к корпусу могут использовать прикрепляющий элемент или крышку.
В одном из вариантов выполнения данного изобретения первый материал выбран из группы, включающей (i) термопластик с низким содержанием нефтепродуктов или не содержащий их, (ii) термопластик с заданной твердостью с низким содержанием нефтепродуктов или не содержащий их (iii) силикон, который может быть подвергнут реакционному литью жидких систем, (iv) силикон. Значение заданной твердости находится в пределах от примерно 20 Shore А до примерно 50 Shore А, и, предпочтительно, находится в пределах от 25 Shore А до примерно 35 Shore A.
В одном из вариантов выполнения данного изобретения второй материал представляет собой термопластичный эластомер, герметичность которого может быть восстановлена под действием тепла, в результате чего отверстие от иглы герметично закрывается при применении лазерного излучения заданной длины волны и мощности. Часть, изготовленная из второго материала, характеризуется (i) заданной толщиной стенок, (ii) заданными цветом и непрозрачностью, что приводит к значительному поглощению лазерного излучения заданной длины волны и предотвращению в значительной степени прохождения излучения через стенки заданной толщины, и (iii) заданными цветом и непрозрачностью, что приводит к тому, что лазерное излучение заданной длины волны и мощности герметично закрывает отверстие от иглы, образовавшееся в участке введения иглы, за заданное время, которое равно или меньше примерно 5 секундам и практически без сжигания участка введения иглы.
В одном из вариантов выполнения данного изобретения второй материал представляет собой термопластичный эластомер, герметичность которого может быть восстановлена под действием тепла, в результате чего отверстие от иглы герметично закрывается при применении лазерного излучения заданной длины волны и мощности. Часть, изготовленная из второго материала, содержит (i) блок-сополимер стирола, (ii) олефин, (iii) заданное количество пигмента, что позволяет части, изготовленной из второго материала, в значительной степени поглощать лазерное излучение заданной длины волны и мощности, что в значительной степени предотвращает прохождение излучения через стенки заданной толщины и позволяет герметично закрывать отверстие от иглы, образовавшееся в участке введения иглы, за заданное время, которое равно или меньше примерно 5 секундам, и (iv) заданное количество смазочного вещества, которое снижает трение на поверхности контакта иглы и части, изготовленной из второго материала, при введении в нее иглы.
В одном из вариантов выполнения данного изобретения второй материал представляет собой термопластичный эластомер, герметичность которого может быть восстановлена под действием тепла, в результате чего отверстие от иглы герметично закрывается при применении лазерного излучения заданной длины волны и мощности. Часть, изготовленная из второго материала, содержит (i) первый полимерный материал в количестве от примерно 80% до примерно 97% по весу, задающий первое удлинение, (ii) второй полимерный материал в количестве от примерно 3% до примерно 20% по весу, задающий второе удлинение, которое меньше, чем первое удлинение первого полимерного материала, (iii) пигмент в количестве, которое позволяет части, изготовленной из второго материала, в значительной степени поглощать лазерное излучение заданной длины волны и мощности и в значительной степени предотвращать прохождение излучения через стенки заданной толщины, и позволяет герметично закрывать отверстие от иглы, образовавшееся в участке введения иглы указанной части, за заданное время, которое равно или меньше примерно 5 секундам, и (iv) смазочное вещество в количестве, которое снижает трение на поверхности контакта иглы и части, изготовленной из второго материала, при введении в нее иглы.
В одном из вариантов выполнения изобретения часть, изготовленная из первого материала, содержит второе отверстие, а часть, изготовленная из второго материала, расположена поверх второго отверстия, и второе отверстие занимает менее чем примерно 15% поверхности части, изготовленной из первого материала, которая открыта для контакта с резервуаром. В одном таком варианте выполнения второе отверстие занимает менее чем примерно 10% поверхности части, изготовленной из первого материала, открытой для контакта с резервуаром. В другом варианте выполнения данного изобретения часть, изготовленная из первого материала, полностью расположена между частью, изготовленной из второго материала, и содержащим жир жидким продуктом, помещенным в резервуар, с целью предотвращения контакта содержащего жир жидкого продукта с частью, изготовленной из второго материала, во время хранения продукта в контейнере. В одном из вариантов выполнения изобретения часть, изготовленную из первого материала, формуют совместно с частью, изготовленной из второго материала. В одном из таких вариантов выполнения одну из частей (либо часть, изготовленную из первого материала, либо часть, изготовленную из второго материала) формуют поверх другой из указанных частей. В одном из вариантов выполнения часть, изготовленная из второго материала, представляет собой относительно выступающую часть, и, по крайне мере, одна из указанных частей (часть, изготовленная из первого материала, и часть, изготовленная из второго материала) представляет собой более заглубленную часть, отстоящую в боковом направлении от относительно выступающей части. Форма относительно выступающей части приводит к сдавливанию с боков участка введения иглы, что облегчает восстановление его герметичности. В одном из таких вариантов выполнения относительно выступающая часть имеет куполообразную форму.
В одном из вариантов выполнения изобретения прикрепляющий элемент представляет собой крышку, которую можно перемещать из первого положения, в котором она контактирует с корпусом и прикрепляет заглушку к корпусу, и вторым положением, в котором она отстоит от корпуса и соединена с заглушкой при отсоединении приспособления для закрытия от корпуса. Также в предпочтительном в настоящее время варианте выполнения часть, изготовленная из первого материала, имеет периферический фланец, который соединен с возможностью отсоединения с корпусом. В одном из таких вариантов выполнения периферический фланец содержит множество частей, распределенных на расстоянии друг от друга по окружности. Предпочтительно либо на периферическом фланце, либо на корпусе расположена выступающая прикрепляющая поверхность, а другой из указанных элементов содержит соответствующие выемки, в которые входит прикрепляющая поверхность для прикрепления периферического фланца и корпуса друг к другу. В одном из вариантов выполнения изобретения заглушка прикреплена к корпусу посредством защелкивания, и прикрепляющий элемент или крышка присоединен (а) к корпусу при помощи резьбы.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение представляет собой способ асептического заполнения посредством иглы и герметичного закрытия посредством лазера контейнера с содержащим жир жидким продуктом. В способе выполняют следующие стадии:
(i) используют контейнер, содержащий корпус со стерильным резервуаром для содержащего жир жидкого продукта и с первым отверстием, сообщающимся с резервуаром, при этом корпус не привносит в содержащий жир жидкий продукт больше веществ, чем заранее задано, и не оказывает нежелательного воздействия на вкусовой профиль содержащего жир жидкого продукта, и приспособление для закрытия контейнера, содержащее заглушку, которую вводят в первое отверстие для герметичного закрытия резервуара, при этом заглушка содержит часть, изготовленную из первого материала, которая имеет внутреннюю поверхность, контактирующую с резервуаром, образующую, по крайней мере, большую часть поверхности приспособления для закрытия контейнера, которая может контактировать с любым содержащим жир жидким продуктом, помещенным в резервуар, и не привносит в содержащий жир жидкий продукт больше веществ, чем заранее задано, или не оказывает нежелательного воздействия на вкусовой профиль содержащего жир жидкого продукта, и часть, изготовленную из второго материала, которая либо а) расположена поверх части, изготовленной из первого материала, и не может контактировать с помещенным в резервуар содержащим жир жидким продуктом, либо б) имеет значительно меньшую по сравнению с частью, изготовленной из первого материала, поверхность приспособления для закрытия, которая может контактировать с помещенным в резервуар содержащим жир жидким продуктом. Заданное количество привносимых веществ составляет менее примерно 100 частей на миллион, и, предпочтительно, равно или менее примерно 50 частей на миллион, и, наиболее предпочтительно, равно или менее 10 частей на миллион. В часть, изготовленную из второго материала, может быть введена игла для асептического заполнения резервуара содержащим жир жидким продуктом, и образовавшееся в результате отверстие от иглы в части, изготовленной из второго материала, может быть герметично закрыто под действием тепла, в результате чего герметично закрывают содержащий жир жидкий продукт в резервуаре;
(ii) устанавливают герметично закрытый пустой контейнер со стерильным резервуаром на конвейер и перемещают конвейер через стерильную зону;
(iii) в стерильной зоне наносят жидкое/газообразное стерилизующее вещество на, по крайней мере, открытую часть заглушки контейнера и стерилизуют посредством стерилизующего вещества, по крайне мере, открытую часть заглушки контейнера;
(iv) в стерильной зоне направляют нагретый газ на ту часть контейнера, которая открыта для воздействия жидкого/газообразного стерилизующего вещества, удаляя посредством нагретого газа стерилизующее вещество с, по крайне мере, открытой части заглушки контейнера, создавая, таким образом, участок введения иглы заглушки, который практически не содержит стерилизующее вещество;
(v) вводят в участок введения иглы заглушки иглу для заполнения, связанную (находящуюся в жидкостной взаимосвязи) с источником содержащего жир жидкого продукта, и вводят содержащий жир жидкий продукт через иглу в резервуар;
(vi) извлекают иглу для заполнения из заглушки; и
(vii) применяют к образовавшемуся от иглы отверстию излучение лазера для того, чтобы герметично закрыть образовавшееся отверстие от иглы в части, изготовленной из второго материала, и тем самым герметично закрыть содержащий жир жидкий продукт в резервуаре.
В одном из вариантов выполнения изобретения в способе дополнительно перемещают заполненный контейнер за пределы стерильной зоны, и вне стерильной зоны на контейнер надевают крышку, которая располагается поверх, по крайней мере, открытой части заглушки контейнера. Также в способе в стерильную зону подают находящийся при повышенном давлении стерильный газ и направляют, по крайне мере, часть стерильного газа в направлении от выходного конца к входному концу стерильной зоны для предотвращения контакта жидкого/газообразного стерилизующего вещества с контейнером во время его заполнения при помощи иглы.
Одно из преимуществ данного изобретения состоит в том, что участок введения иглы заглушки, герметичность которого восстанавливают под действием лазера, части, изготовленной из второго материала, изолирован, или практически изолирован, от содержащего жир жидкого продукта частью, изготовленной из первого материала, которая не привносит вещества (или привносит в количестве, меньшем заранее заданного) в продукт или не оказывает нежелательного воздействия на вкусовой профиль продукта. В результате контейнеры по настоящему изобретению можно заполнять при помощи иглы, и их герметичность может быть восстановлена под действием лазера, при этом можно избежать проблем, характерных для известных из уровня техники заглушек, через которые может быть введена игла, и герметичность которых может быть восстановлена под действием лазера, изготовленных полностью или частично из ТЭ или иных материалов, которые, при контакте с содержащими жир жидкими продуктами, привносят в них вещества.
Другое преимущество данного изобретения заключается в том, что заглушку герметично прикрепляют к корпусу контейнера до его заполнения, в результате чего между заглушкой и корпусом образуется сухая поверхность герметичного соединения, что позволяет избежать проблем, связанных с обеспечением герметичности, которые характерны для «влажного» соединения конструкций, известных из уровня техники.
Другое преимущество данного изобретения состоит в том, что содержащий жир жидкий продукт вводят посредством иглы через заглушку в герметично закрытый, пустой стерильный контейнер, при этом в стерильной зоне по сравнению с описанными выше системами для заполнения жидкими продуктами питания обеспечиваются значительно более хорошие условия стерильности в отношении содержания продукта, в результате не требуется столь часто очищать стерильную зону, и обеспечивается большая продолжительность работы между очисткой и стерилизацией стерильной зоны, чем это характерно для устройств предшествующего уровня техники.
Еще одно преимущество данного изобретения состоит в том, что выполнение стерилизации контейнера не связано с заполнением контейнера, так как внутреннюю часть герметично закрытого, пустого контейнера подвергают стерилизации до помещения его в стерильную зону для заполнения. В результате в отношении закрытых контейнеров не требуется устройство для обработки после заполнения, которое применяют для известных из уровня техники контейнеров и систем для жидких продуктов питания, что позволяет выполнять установки для заполнения значительно меньших размеров, не столь сложными и более эффективными. Кроме того, закрытые контейнеры могут быть изготовлены вне устройства для заполнения, что позволяет избежать проблем, связанных с имеющими отношение к занимаемой площади ограничениям, имеющим отношение к оборудованию для производства и заполнения.
Другое преимущество данного изобретения заключается в том, что продукт может быть асептически введен в герметично закрытые, пустые стерильные контейнеры, что позволяет избежать стерилизации продукта в автоклаве после заполнения и предотвратить негативное воздействие, которое может оказать обработка в автоклаве на помещенный в контейнер продукт.
Другие преимущества данного изобретения и/или предпочтительных в настоящее время вариантов его выполнения станут более понятными из приведенного ниже подробного описания и сопроводительных чертежей. Краткое описание чертежей
Краткое описание чертежей
На Фиг.1А, 1В и 1C последовательно показаны виды сбоку контейнера по настоящему изобретению, при этом показаны, соответственно, (i) сам корпус контейнера, (ii) корпус контейнера с прикрепляемой посредством защелкивания заглушкой, и (iii) корпус контейнера и заглушка с приспособлением для закрытия, присоединенным к корпусу при помощи резьбы.
На Фиг.2 приведено поперечное сечение части контейнера в сборе, показанного на Фиг.1 А, 1В и 1C.
На Фиг.3А показан вид сбоку устройства по данному изобретению для заполнения при помощи иглы и восстановления герметичности посредством лазера для контейнеров, показанных на Фиг.1А, 1В, 1C и на Фиг.2.
На Фиг.3 В представлен общий вид устройства, показанного на Фиг.3А.
На Фиг.4 показано поперечное сечение части другого варианта выполнения контейнера по данному изобретению, при этом заглушка соединена с корпусом посредством резьбы, а крышка присоединена к заглушке посредством защелкивания.
На Фиг.5 показано поперечное сечение другого варианта выполнения контейнера по данному изобретению, при этом прикрепляющий элемент выполнен в форме диска, расположенного поверх заглушки и прочно присоединенного к ней.
Подробное описание предпочтительных в настоящее время вариантов выполнения изобретения
На Фиг.1А, 1В, 1C и 2 контейнер по данному изобретению в целом обозначен цифрой 10. Контейнер 10 содержит корпус 12 с резервуаром 14 для размещения в нем вещества, такого как содержащий жир жидкий продукт, и первым отверстием 16, которое сообщается с резервуаром 14. Приспособление для закрытия 15 контейнера содержит заглушку 18, которую вводят в первое отверстие 16 для герметичного закрытия резервуара 14 от воздействия внешней среды, и прикрепляющий элемент или крышку 20 для удерживания заглушки по отношению к корпусу. Как более подробно описано ниже, заглушка 18 содержит часть 22, изготовленную из первого материала, и часть 24, изготовленную из второго материала. Часть 22, изготовленная из первого материала, расположена между заглушкой 18 и корпусом 12 и служит для прикрепления заглушки к корпусу, и в показанном на чертежах варианте выполнения содержит второе отверстие 25, что открывает доступ к заранее определенному участку части 24, изготовленной из второго материала. Как показано на чертежах, часть 22, изготовленная из первого материала, имеет внутреннюю поверхность, которая сообщается с резервуаром 14, образуя, по крайней мере, большую часть поверхности приспособления для закрытия 15, которая может контактировать с содержащим жир жидким продуктом, помещенным в резервуар, и которая не привносит в продукт больше чем заранее заданное количество веществ, или не оказывает нежелательного воздействия на вкусовой профиль содержащего жир жидкого продукта. Содержащий жир жидкий продукт может представлять собой любой из многочисленных различных продуктов, известных в настоящее время, или тех, которые станут известными в будущем, включая, но не ограничиваясь только ими, составы для младенцев и детей, молочные смеси, молочные продукты, сливки, смеси молока и сливок в равных частях (half-and-halfs), йогурты, мороженое, соки, сиропы, приправы, продукты на основе молока или содержащие молоко продукты, жидкие питательные продукты, жидкие диетические (полезные для здоровья) продукты и фармацевтические препараты. Применяемый здесь термин «привносимые вещества» относится к любому химическому соединению (летучему или нелетучему), которое привносится (поступает) в продукт, содержащийся в контейнере, от составных частей контейнера во время хранения в период срока годности продукта. Примером привносимых веществ, поступления которых в содержащие жир жидкие продукты (такие, как составы для младенцев и детей) следует избегать, являются нефтепродукты. Соответственно, как показано ниже, в приведенных в качестве примера вариантах выполнения данного изобретения часть 22, изготовленная из первого материала, не содержит нефтепродуктов или содержит их в очень небольших количествах, так что они не привносятся или практически не привносятся в содержащий жир жидкий продукт питания (то есть, если нефтепродукт привносится в продукт, то его количество меньше максимально допустимого согласно применяемым в отношении соответствующего продукта регулирующим положениям, таким как инструкции Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA)) или LFCA. Согласно изобретению часть 22, изготовленная из первого материала, и корпус 12 не привносят в продукт больше заранее заданного количества веществ. Заранее заданное количество привносимых веществ составляет менее чем примерно 100 частей на миллион, и предпочтительно равно или меньше примерно 50 частей на миллион, и, наиболее предпочтительно, равно или меньше 10 частей на миллион.
Часть 24, изготовленная из второго материала либо i) расположена поверх, по крайней мере, участка части 22, изготовленной из первого материала, либо и) образует значительно меньшую по сравнению с частью 22, изготовленной из первого материала, поверхность приспособления для закрытия 15, если таковая вообще образуется, которая может контактировать с помещенным в резервуар 14 содержащим жир жидким продуктом. Кроме того, в часть 24, изготовленную из второго материала, может быть введена игла для асептического заполнения резервуара 14 содержащим жир жидким продуктом, а образовавшееся после извлечения иглы отверстие в части 24, выполненной из второго материала, может быть герметично закрыто под действием тепла, в результате содержащий жир жидкий продукт герметично закрывают в резервуаре. Как показано на Фиг.2, часть 24 заглушки, изготовленная из второго материала, содержит круговую выемку 27, образованную в периферическом фланце, и концевую часть корпуса 12 контейнера помещают в нее с образованием практически герметичного соединения между заглушкой и корпусом.
Одно из преимуществ данного изобретения состоит в том, что заглушку 18 герметично присоединяют к корпусу 12 до заполнения резервуара 14 продуктом, и, таким образом, между корпусом и заглушкой образуется сухое герметичное соединение. В результате контейнеры по данному изобретению обладают значительно более хорошей герметичностью по сравнению с контейнерами, известными из уровня техники, в которых крышку присоединяют после заполнения контейнера, что с гораздо большей вероятностью может привести к образованию менее надежного «влажного» соединения. Еще одно преимущество проиллюстрированного варианта выполнения изобретения состоит в том, что заглушку 18 присоединяют и герметично прикрепляют к корпусу 12 посредством размещения заглушки в горловине и вдавливании ее в горловину или отверстие 16 корпуса. Соответственно, вращательные и вкручивающие движения, характерные для контейнеров предшествующего уровня техники, не выполняют внутри стерильной зоны, что облегчает процесс сборки в стерильной зоне, и, следовательно, позволяет повысить уровень гарантированной стерильности и понижает сложность в стерильной зоне по сравнению с контейнерами, известными из уровня техники, в которых герметичное соединение создается посредством накручивания крышки на корпус контейнера. Однако, если таково желание или требование, заглушки могут быть присоединены при помощи резьбы или посредством вращения, и/или на контейнеры могут быть надеты крышки в пределах стерильной зоны.
Прикрепляющий элемент, или крышка, 20 может перемещаться из первого положения, в котором он(а) присоединен(а) к корпусу 12 и прикрепляет заглушку 18 к корпусу, и вторым положением, в котором он(а) отсоединен(а) от корпуса 12, посредством чего открывается второе отверстие 16 и можно получить доступ к веществу, находящемуся в резервуаре 14. В первом положении крышка 20 соединена с заглушкой 18 при удалении собранного приспособления для закрытия контейнера с корпуса. В варианте выполнения данного изобретения, в котором хранящийся в контейнере продукт представляет собой содержащий жир жидкий продукт питания, такой как состав для младенцев или детей, соска (не показана) типа, известного среднему специалисту в данной области техники, может быть присоединена посредством резьбы 44 или иным образом к корпусу 12 с тем, чтобы младенец или ребенок мог пить продукт, содержащийся в резервуаре, через соску.
Как показано на Фиг.2, часть 24, изготовленная из второго материала, расположена поверх части 22, изготовленной из первого материала. В показанном на чертежах варианте выполнения часть 22, изготовленная из первого материала, и часть 24, изготовленная из второго материала, выполнены совместным формованием, например формованием части, изготовленной из второго материала, поверх части, изготовленной из первого материала, или наоборот. Однако, как понятно из приведенного описания для специалиста в данной области техники, части, изготовленные из первого и второго материалов, могут быть сплавлены под действием тепла или соединены любым другим из множества известных в настоящее время способов, или способов, которые станут известными в будущем. Несмотря на то, что в показанном на чертеже примере небольшой участок части 24, изготовленной из второго материала, открыт для воздействия со стороны резервуара 14, если необходимо, часть 22, изготовленная из первого материала, может полностью закрывать снизу часть 24, изготовленную из второго материала, и/или иным образом полностью изолировать часть, изготовленную из второго материала, от контакта со стороны резервуара 14 и хранимого в резервуаре продукта.
Как также показано на Фиг.2, часть 24, изготовленная из второго материала, содержит относительно выступающую часть 26, расположенную поверх второго отверстия 25 части 22, изготовленной из первого материала, и относительно заглубленную часть 28, отходящую в стороны от приподнятой части и окружающую ее. Выступающая часть 26 создает в части 24, изготовленной из второго материала, участок введения иглы, герметичность которого восстанавливают под действием тепла. В показанном на чертежах примере относительно выступающая часть имеет куполообразную форму. Одним из преимуществ выполнения участка введения иглы, герметичность которого восстанавливают под действием тепла, 26 в виде относительно выступающей части, например, в форме купола заключается в том, что материал мембраны (то есть участок введения иглы, герметичность которого восстанавливают под действием тепла) поддерживается в сжатом состоянии, что обеспечивает самовосстановление его герметичности. Соответственно, когда иглу для заполнения (не показана) извлекают, вблизи образовавшегося отверстия от иглы происходит сжатие самой мембраны, что приводит к закрытию или к почти закрытию отверстия от иглы. В результате восстановления герметичности под действием тепла, под воздействием, например, лазера или световой энергии может быть получена высокая прочность герметичного соединения. Напротив, если материал мембраны находится в напряжении (натянут), что может происходить в случае, если материал мембраны по краю присоединен к части, изготовленной из первого материала, это может препятствовать герметичному закрытию под действием тепла образовавшегося отверстия от иглы и/или препятствовать образованию высокопрочного герметичного соединения. Если это является желаемым, для приведения участка введения иглы заглушки в сжатое состояние во время заполнения посредством иглы могут использовать устройство (на чертежах не показано). Как понятно из приведенного описания среднему специалисту в данной области техники, несмотря на то, что показанная конфигурация мембраны способна предоставить значительные преимущества, или преимущества могут быть получены при приведении участка введения иглы мембраны в сжатое состояние для облегчения восстановления его герметичности, описанные и другие элементы заглушки могут иметь разнообразную форму и/или конфигурацию, которая известна в настоящее время или станет известной в будущем.
Часть 22, изготовленная из первого материала, содержит периферический фланец 30, который присоединен с возможностью отсоединения к корпусу 12. В показанном на чертежах варианте выполнения, как приведено на Фиг.1, периферический фланец 30 содержит множество частей 32 фланца, расположенных по окружности и разделенных промежутками 34. Таким образом, части 32 периферического фланца являются гибкими в радиальном направлении, что облегчает образование соединения посредством защелкивания между периферическим фланцем и корпусом. Как показано на чертежах (Фиг.2), каждая из частей 32 периферического фланца создает проходящую по диагонали приподнятую соединительную поверхность 36, а корпус 12 содержит соответствующую проходящую по диагонали снабженную выемками соединительную поверхность 40, которая входит в соединение с приподнятой поверхностью 36, что приводит к соединению периферического фланца и корпуса. В показанном на чертежах варианте выполнения периферический фланец 30 присоединен к корпусу 12 посредством соединения с защелкиванием. Однако, как понятно из приведенного описания среднему специалисту в данной области техники, также могут быть использованы и другие соединительные механизмы или структуры, которые известны в настоящее время или станут известными в будущем. Как показано на чертежах (Фиг.2), прикрепляющий элемент или крышка 20 содержит круговую выемку 42 для размещения в ней внешних краев частей 32 периферического фланца для прикрепления части 22, изготовленной из первого материала, и крышки 20 друг к другу, когда крышку переводят во второе или закрытое положение. Корпус 12 снабжен первой резьбой 44, и прикрепляющий элемент или крышка 20 снабжен(а) второй резьбой 46, указанная резьба входит в контакт друг с другом, прикрепляя крышку к корпусу.
Как показано на чертежах, часть 24, изготовленная из второго материала, расположена поверх части 22, изготовленной из первого материала, и часть, изготовленная из первого материала, практически изолирует часть, изготовленную из второго материала, от воздействия со стороны резервуара 14 и, следовательно, от воздействия продукта, помещенного в резервуар. В предпочтительном варианте единственным участком (если такой участок вообще наличествует) части 24, изготовленной из второго материала, который открыт для воздействия со стороны резервуара 14 (или для воздействия помещенного в него продукта), является часть 26, расположенная поверх второго отверстия 25. В показанном на чертежах варианте выполнения второе отверстие 25 предпочтительно занимает менее чем примерно 15% поверхности части 22, изготовленной из первого материала, которая открыта для воздействия со стороны резервуара 14 или помещенного в нем продукта, и, наиболее предпочтительно, занимает менее чем примерно 10% поверхности части 22, изготовленной из первого материала, которая открыта для воздействия со стороны резервуара 14 или помещенного в нем продукта. Как указано выше, если необходимо, часть 22, изготовленная из первого материала, может быть расположена под всей частью 24, изготовленной из второго материала, при этом второе отверстие 25 не используют и/или иным образом полностью изолируют часть, изготовленную из второго материала, от воздействия со стороны резервуара 14 и/или помещенного в нем продукта.
Прикрепляющий элемент или крышка 20 содержит выполненную с возможностью разрушения часть 48, которая защелкивается и тем самым присоединяется к периферическому фланцу 50, выполненному на корпусе 12, и прикрепляет с возможностью отсоединения крышку к корпусу, в результате чего создается соединение, свидетельствующее о том, было ли произведено вскрытие или о том, является ли конструкция подделкой, или соединение, препятствующее вскрытию или подделке.
Как было указано выше, часть 24, изготовленную из второго материала, предпочтительно формуют совместно с частью 22, изготовленной из первого материала, например, посредством формования части, изготовленной из второго материала, поверх части, изготовленной из первого материала. Кроме того, заглушка 18 может быть сформована в той же пресс-форме, что и корпус 12 контейнера, и, по крайней мере, либо заглушка, либо корпус могут быть присоединены внутри или вблизи от пресс-формы, как это описано в заявках США на выдачу патента №№11/074454 и 11/074513, включенных в описание посредством ссылки, и в предварительной заявке США на выдачу патента №60/727899, дата подачи 17 октября 2005, озаглавленной «Стерильное устройство для формования и способ его применения» («Sterile De-Molding Apparatus And Method»), которая включена в данное описание посредством ссылки.
Кроме того, пустые стерильные конструкции, состоящие из заглушки и корпуса, заполняют посредством иглы, и герметичность таких конструкций восстанавливают под действием тепла, как это раскрыто в любой(ом) из приведенных ниже заявок на выдачу патента и патентов, которые включены во всей своей полноте в данное описание посредством ссылки: заявка США на выдачу патента №10/766172, дата подачи 28 января 2004, озаглавлена «Пузырек для медикамента, снабженный герметизируемой под действием тепла крышкой, устройство и способ для заполнения пузырька» («Medicament Vial Having A Heat-Sealable Cap, And Apparatus and Method For Filling The Vial»), которая является частичным продолжением аналогичным образом озаглавленной заявки США на выдачу патента №10/694364, дата подачи 27 октября 2003, которая является продолжением аналогичным образом озаглавленной совместно рассматриваемой заявки США на выдачу патента №10/393966, дата подачи 21 марта 2003, которая является выделенной из аналогичным образом озаглавленной заявки США на выдачу патента №09/781846, дата подачи 12 февраля 2001, по которой в настоящее время выдан патент США №6604561, дата регистрации 12 августа 2003, в которой, в свою очередь, заявлен приоритет по аналогичным образом озаглавленной предварительной заявке США на выдачу патента №60/182139, дата подачи 11 февраля 2000, аналогичным образом озаглавленной предварительной заявке США на выдачу патента №60/443526, дата подачи 28 января 2003, аналогичным образом озаглавленной предварительной заявке США на выдачу патента №60/484204, дата подачи 30 июня 2003, заявке США на выдачу патента №10/655455, дата подачи 3 сентября 2003, озаглавленной «Герметичные контейнеры и способы изготовления и заполнения таких контейнеров» («Sealed Containers And Methods Of Making And Filling Same»), заявке США на выдачу патента №10/983178, дата подачи 5 ноября 2004, озаглавленной «Регулируемое устройство и способ для заполнения посредством иглы и герметизации при помощи лазера» («Adjustable Needle Filling and Laser Sealing Apparatus and Method»), заявке США на выдачу патента №11/070440, дата подачи 2 марта 2005, озаглавленной «Устройство и способ для заполнения посредством иглы и восстановления герметичности под действием лазера» («Apparatus and Method for Needle Filling and Laser Resealing»), заявке США на выдачу патента №11/074513, дата подачи 7 марта 2005, озаглавленной «Устройство для формования и сборки контейнеров с заглушками и для их заполнения» («Apparatus for Molding and Assembling Containers with Stoppers and Filling Same»), и заявке США на выдачу патента №11/074454, дата подачи 7 марта 2005, озаглавленной «Устройство для формования и сборки контейнеров с заглушками и для их заполнения» («Method for Molding and Assembling Containers with Stoppers and Filling Same»).
На Фиг.3А и 3В показано приведенное в качестве примера устройство для заполнения посредством иглы и восстановления герметичности при помощи лазера, которое применяют для заполнения контейнеров по данному изобретению и для восстановления их герметичности, устройство в целом обозначено цифрой 58. Устройство 58 содержит замкнутый или бесконечный конвейер 60 с пошаговым передвижением, перемещающий таким образом контейнеры 10 через устройство. Контейнеры 10, подаваемые посредством конвейера 60 в устройство 58, содержат заглушки 18, герметично размещенные в отверстиях 16 корпусов 12, однако не содержат крышки 20 (Фиг.2). Внутренний резервуар 14 каждого контейнера является стерильным, что достигают, собирая заглушки и контейнеры в пресс-форме и/или в стерильной зоне внутри или вблизи от пресс-формы, как описано в любой из совместно рассматриваемых заявок, приведенных здесь в качестве ссылки, подвергая пустую герметичную конструкцию, состоящую из заглушки и корпуса, воздействию излучения, такого как гамма-излучение или излучение электронных пучков, или используя стерилизующее вещество, такое как пары пероксида водорода. Устройство 58 содержит продолговатый корпус 62, в котором создана стерильная зона 64 и через который проходит конвейер 60 с размещенными на нем контейнерами 10. Используемый термин «стерильная зона» следует понимать в аспекте применяемых регулятивных положений, например, таких, как издаваемые Управлением по контролю за продуктами и лекарствами (США), или иным национальным или уполномоченным регулирующим органом, включая применимые регулятивные положения, относящиеся к низкокислотным продуктам, помещенным в банки (Low Acid Canned Food («LACF»)), и этот термин предпочтительно относится к используемой коммерчески стерильной зоне, стерильность которой поддерживают при помощи повышенного давления стерильного воздуха так, как это известно среднему специалисту в данной области техники. В показанном на чертежах варианте выполнения корпус 62 содержит боковые стенки, выполненные из прозрачных панелей, с тем, чтобы оператор мог видеть внутреннюю часть устройства. Однако если это является желаемым, в отличие от показанного на чертежах, боковые стенки могут быть выполнены матовыми или могут содержать как матовые, так и прозрачные части. Как показано, одна или более боковых панелей могут быть прикреплены к раме корпуса посредством петель 61, с тем чтобы соответствующая боковая панель могла поворачиваться в направлении наружу, открывая доступ внутрь корпуса для того, чтобы, например, осуществлять обслуживание и/или ремонт. В другом варианте боковые и верхние стенки корпуса 62 выполнены герметичными по отношению к внешней среде для поддержания стерильности в стерильной зоне 64.
На входном конце устройства 58 расположен входной блок перемещения 66, через который проходит конвейер 60, перемещающий контейнеры 10, установленные на конвейере 60, в стерильную зону 64. Блок для стерилизации 68 расположен внутри корпуса 62 сразу за входным блоком перемещения 66 в направлении перемещения конвейера (по часовой стрелке на Фиг.3А и 3В) и содержит одну или более стерилизующих головок 70, соединенных с источником жидкого/газообразного стерилизующего вещества (не показан на чертеже), такого как пероксид водорода, пары пероксида водорода или другого стерилизующего вещества в жидкой или газообразной форме, которое известно в настоящее время или станет известным в будущем, для подачи стерилизующего вещества на внешние поверхности контейнеров для их стерилизации. Устройство 58 также содержит расположенный внутри корпуса 62 первый блок 72 для удаления стерилизующего вещества, расположенный после блока для стерилизации 68 в направлении перемещения конвейера, и второй блок 74 для удаления стерилизующего вещества, расположенный после первого блока 72 для удаления стерилизующего вещества. Каждый из блоков 72,74 для удаления стерилизующего вещества содержит одну или более соответствующих головок 76 для сдувания стерилизующего вещества посредством подачи нагретого стерильного воздуха или иного газа на внешние поверхности контейнеров при достаточных температуре, скорости потока и/или в достаточном объеме и в течение соответствующего периода времени для практически полного удаления стерилизующего вещества с указанных поверхностей. Пары пероксида могут конденсироваться, по крайней мере, частично, на поверхностях контейнеров и/или конвейера, поэтому желательно обработать такие поверхности нагретым стерильным воздухом или иным газом для испарения сконденсировавшегося пероксида водорода и удаления его из стерильной зоны. В предпочтительном в настоящее время варианте выполнения температура стерильного воздуха составляет, по крайней мере, около 60°С. Однако, как понятно из описания для среднего специалиста в данной области техники, температура может быть такой, которая установлена в качестве желаемой или которая требуется для конкретного применения. Блок 78 для заполнения посредством иглы расположен в корпусе 62 после второго блока 74 для удаления стерилизующего вещества и служит для заполнения каждого контейнера 10 посредством иглы продуктом из емкости 80 для продукта, а первый и второй блоки 82 и 84 для восстановления герметичности под действием лазера расположены после блока 78 для заполнения посредством иглы и служат для закрытия под действием лазера отверстий от игл в заглушках контейнеров, образовавшихся после заполнения контейнеров и извлечения игл. Выходной блок перемещения 86 расположен после блоков 82,84 для восстановления герметичности под действием лазера и служит для перемещения заполненных контейнеров 10 на конвейере из стерильной зоны 64. После того как контейнеры 10 покинули стерильную зону 64, на них надевают крышки или прикрепляющие элементы 20, и они готовы к отгрузке.
Повышенное давление стерильного воздуха или иного газа обеспечивается за счет источника 88 стерильного газа, содержащего один или более подходящих фильтров, таких как фильтр НЕРА, служащих для стерилизации воздуха или иного газа до введения его в стерильную зону 64. Трубка 90 сообщается (находится в жидкостной взаимосвязи) с источником 88 стерильного воздуха и со стерильной зоной 64 и служит для направления стерильного воздуха в стерильную зону. Устройство 58 содержит один или более вакуумных насосов или других источников вакуума (не показаны) такого типа, который известен для среднего специалиста в данной области техники, установленных на опоре 87 устройства. Источник(и) вакуума соединены с выпускным коллектором у входного блока перемещения 66 и с выпускным коллектором у выходного блока перемещения 86 для удаления воздуха и стерилизующего вещества в жидкой или газообразной форме из стерильной зоны 64 и для пропускания воздуха и стерилизующего вещества через каталитический конвертер 92 и выходную трубку 94. Каталитический конвертер 92 представляет собой конвертер того типа, который известен среднему специалисту в данной области техники, и он расщепляет отводимый пероксид водорода на воду и кислород. В показанном варианте выполнения выпускные коллекторы установлены у основания входного и выходного блоков и проходят в опору 87. Как показано на чертежах, выпускные коллекторы у, соответственно, входного блока 66 и выходного блока 86 нагнетают в выпускные каналы, расположенные в опоре 87 (не показано), как стерильный воздух и стерилизующее вещество из стерильной зоны 64, так и нестерильный воздух внешней среды из входного блока или из выходного блока. В результате нестерильный воздух внешней среды (включая любые газы и загрязняющие вещества) во входном и выходном блоках увлекается в выпускной коллектор, что предотвращает его поступление в стерильную зону 64 и поддерживает ее стерильность. Аналогичным образом предотвращается рециркуляция стерильного воздуха или стерилизующего вещества в стерильной зоне, напротив, стерильный воздух и стерилизующее вещество после прохождения контейнеров и/или конвейера внутри стерильной зоны увлекаются в выпускной коллектор. Если это является желаемым, один или более выпускной коллектор может быть расположен у основания стерильной зоны (то есть ниже конвейера 60 или между расположенными выше и ниже частями конвейера 60) для полного удаления воздуха и стерилизующего вещества или для предотвращения образования каких-либо «мертвых» зон, в которых может собираться воздух и/или стерилизующее вещество, что является нежелательным. В одном из вариантов выполнения изобретения потоком стерильного воздуха внутри стерильной зоны 64 управляют так, чтобы он проходил в основном в направлении справа налево, как показано на Фиг.3А (то есть в направлении от блока 78 для заполнения посредством иглы к блоку для стерилизации 68) для предотвращения попадания стерилизующего вещества в блок 78 для заполнения посредством иглы и блоки 82 и 84 для восстановления герметичности под действием лазера. Такое направление потока может быть обеспечено посредством создания более глубокого вакуума у входного блока 66, чем у выходного блока 86. Однако, как понятно из приведенного описания для среднего специалиста в данной области техники, такой поток или любой другой желаемый поток может быть создан в стерильной зоне множеством различных способов, известных в настоящее время, или которые станут известными в будущем.
В показанном варианте выполнения конвейер 60 содержит множество звеньев или им подобных удерживающих механизмов 96, которые захватывают каждый контейнер 10 у его горловины или ниже (то есть в периферической части, расположенной непосредственно ниже горловины или отверстия 16 корпуса 12) или в любой другой желаемой части контейнера. Звенья 96 шарнирно закреплены на ленте 98, образующей замкнутую петлю и установленной с возможностью перемещения на роликах 100, расположенных по отношению друг к другу на противоположных сторонах устройства. Один или более двигателей и управляющих устройств (не показаны) могут быть размещены в опоре 87 и соединены с одним или обоими роликами 100 для приведения посредством вращения в действие конвейера 60 и, соответственно, для управления перемещением контейнеров 10 через устройство, как это известно среднему специалисту в данной области техники. Каждое звено 96 конвейера 60 содержит множество выемок 102 для контейнера, отстоящих вбок по отношению друг к другу и имеющих такую конфигурацию, чтобы входить в контакт с соответствующими горловинами или иными желаемыми частями контейнеров 10 для удерживания контейнеров на конвейере. Несмотря на то, что входящие в контакт с контейнерами выемки 102 показаны выполненными полукруглыми с тем, чтобы входить в контакт с контейнерами 10, они, равным образом, могут быть любой формы из многочисленных различных форм, которые известны в настоящее время или станут известными в будущем, так, чтобы соответствовать любой желаемой форме контейнера или соответствовать другим пожеланиям. Звенья 96 дополнительно содержат множество вентиляционных отверстий 104, которые в боковом направлении отстоят друг от друга и образованы между и вблизи от входящих в зацепление с контейнерами выемок 102. Вентиляционные отверстия 104 служат для того, чтобы стерильный воздух и стерилизующее вещество могли проходить возле тех частей контейнеров 10, которые расположены выше звеньев 96 конвейера, и возле конвейера до того, как они выходят через выпускной коллектор. В показанном варианте выполнения вентиляционные отверстия 104 выполнены в форме вытянутых щелей, однако, как понятно из описания для среднего специалиста в данной области техники, конфигурация вентиляционных отверстий может быть любой из тех, которые известны в настоящее время, либо станут известными в будущем. Предпочтительно, звенья 96 захватывают сбоку горловины контейнеров 10 и эффективно изолируют стерильные части контейнеров выше звеньев от тех частей контейнеров, которые расположены ниже звеньев и могут не быть стерильными или могут содержать части поверхности, которые не являются стерильными.
Конвейер 60 имеет входной конец 106 для приема контейнеров 10, подаваемых в устройство, и выходной конец 108 для удаления из устройства заполненных и герметизированных под действием лазера контейнеров. Как показано на чертеже, соседние звенья 96, расположенные, соответственно, на входном и выходном концах 106 и 108, поворачиваются относительно друг друга при прохождении роликов 100, образуя загрузочную полость 110 на входном конце конвейера и разгрузочную полость 112 на выходном конце конвейера. Соответственно, на входном конце контейнеры 10 попадают в загрузочную полость 110 и во входящие в зацепление с контейнерами выемки 102 соответствующего звена 96. Затем при перемещении конвейера 60 в направлении по часовой стрелке, как показано на Фиг.3А и 3 В, расположенные друг напротив друга звенья 96 поворачиваются друг к другу для захвата контейнера 10 посредством выемок 102 соседних звеньев. Сходным образом наличие разгрузочной полости 112 между соответствующими звеньями 96 у разгрузочного конца 108 позволяет удалять с конвейера загруженные на него контейнеры. Могут быть использованы любые из многочисленных различных устройств для автоматической, полуавтоматической или ручной загрузки на конвейер и/или выгрузки с него контейнеров, которые известны в настоящее время или станут известными в будущем. Кроме того, для размещения крышки на заполненных контейнерах после того, как они покинули стерильную зону, могут использовать любое из многочисленных различных устройств, которые известны в настоящее время или станут известными в будущем. Как понятно из описания для среднего специалиста в данной области техники, конвейер, устройства для удерживания контейнеров на конвейере и/или устройство для приведения в действие и/или управления конвейером могут иметь любую из многочисленных различных конфигураций, которые известны в настоящее время или станут известными в будущем.
В проиллюстрированном варианте выполнения каждое из звеньев 96 конвейера имеет такую конфигурацию, чтобы удерживать четыре контейнера 10, отстоящие друг от друга в боковом направлении. Соответственно, в проиллюстрированном варианте выполнения каждая стерилизующая головка 70, расположенная в пределах стерилизующего блока 68, содержит два стерилизующих коллектора 114 и четыре стерилизующих сопла 116, установленных на каждый стерилизующий коллектор. Каждое стерилизующее сопло 116 размещено над соответствующим местом расположения контейнера на конвейере с тем, чтобы направлять жидкое/газообразное стерилизующее вещество на соответствующий контейнер. Сходным образом каждая головка 76 для сдувания стерилизующего вещества, расположенная внутри блоков 72 и 74 для удаления стерилизующего вещества, содержит два коллектора 118 для обдува, и каждый коллектор 118 для обдува содержит четыре сдувающих сопла 120. Каждое сдувающее сопло 120 расположено над соответствующим местом расположения контейнера на конвейере с тем, чтобы направлять нагретый стерильный воздух или иной газ на соответствующий контейнер с тем, чтобы, если необходимо, вновь перевести в газообразное состояние и удалить жидкое стерилизующее вещество. В проиллюстрированном варианте выполнения конвейер 60 перемещает два ряда контейнеров (или звеньев) одновременно, так что в любой момент времени два ряда контейнеров подвергаются стерилизации, их заполняют при помощи игл, и их герметичность восстанавливают при помощи лазера в пределах соответствующих блоков, и с контейнеров четырех рядов удаляют стерилизующее вещество в двух блоках для удаления стерилизующего вещества (то есть в первом блоке 72 для удаления стерилизующего вещества проводят первичный обдув, а во втором блоке 74 для удаления стерилизующего вещества в отношении тех же контейнеров проводят вторичный обдув). По завершении каждого такого цикла конвейер перемещается вперед (или в направлении по часовой стрелке, как показано на Фиг.3А и 3В) на расстояние, соответствующее двум рядам контейнеров, и выполнение цикла повторяют. Как понятно из описания для среднего специалиста в данной области техники, устройство может содержать любое желаемое количество блоков, любое количество мест для размещения контейнеров внутри каждого блока и, если это является желаемым, для достижения требуемой производительности могут применять любое количество устройств.
Блок 78 для заполнения посредством игл содержит коллектор 122 для игл, содержащий множество игл 124, отстоящих друг от друга и способных перемещаться относительно звена 96 конвейера 60 с тем, чтобы входить во множество контейнеров 10, размещенных на участке конвейера, находящемся в блоке для заполнения, для заполнения контейнеров через иглы, и для извлечения игл из заполненных контейнеров. Каждый из блоков 82 и 84 для восстановления герметичности при помощи лазера содержит множество лазерных оптических установок 126, при этом каждая лазерная оптическая установка размещена над соответствующим местом расположения контейнеров на звеньях конвейера, находящихся внутри соответствующего блока для восстановления герметичности при помощи лазера. Каждая лазерная оптическая установка может быть соединена с источником лазерного излучения (не показан), и сфокусирована в основном на участке введения иглы части 24, изготовленной из второго материала, заглушки 18 соответствующего контейнера 10 с тем, чтобы прилагать к нему излучение лазера и закрывать соответствующее отверстие от иглы. Также в проиллюстрированном варианте выполнения каждый из блоков 82 и 84 для восстановления герметичности при помощи лазера содержит множество оптических датчиков (не показаны). Каждый из оптических датчиков установлен вблизи соответствующей лазерной оптической установки 126 и сфокусирован в основном на участке заглушки 18, герметичность которого восстанавливают при помощи лазерного излучения соответствующей лазерной оптической установки, при этом датчик подает сигналы, свидетельствующие о температуре участка, герметичность которого восстанавливают при помощи лазера, с тем, чтобы установить целостность герметичного слоя, полученного при воздействии тепла.
В одном варианте выполнения данного изобретения не содержащая сердечник игла 124 для заполнения содержит двойной канал (то есть используют иглу с двумя полостями), при этом по одному каналу в резервуар 14 вводят вещество, а по другому каналу из резервуара отводится вымещаемый воздух и/или иной(ые) газ(ы). В другом варианте выполнения посредством одной не содержащей сердечник иглы вещество вводят в резервуар, а через другую не содержащую сердечник иглу (предпочтительно установленную на том же коллекторе для игл для одновременного введения игл через заглушку), отстоящую от первой иглы, отводят из резервуара вымещаемый воздух и/или иной(ые) газ(ы). В другом варианте выполнения на внешней поверхности иглы выполнены канавки для отвода из резервуара вымещаемого газа. В одном таком варианте выполнения канавки окружены цилиндрическим рукавом для предотвращения заполнения или блокирования (частичного или полного) канавок материалом мембраны, что может помешать выходу воздуха и/или иного(ых) газа(ов) из резервуара. В каждом случае каналы или проходы могут быть соединены с двойной головкой (или каналом) перистальтического насоса, так что по одному каналу продукт вводят в резервуар, при этом одновременно по другому каналу из резервуара отводят вымещаемый воздух и/или иной(ые) газ(ы). В некоторых вариантах выполнения изобретения существует практически нулевая разница в давлении между внутренней частью заполненного резервуара 14 и внешней атмосферой. Также в некоторых вариантах выполнения данного изобретения вещество практически полностью заполняет резервуар (или достигает уровня вблизи или практически контактирующего с внутренней поверхностью части 22, изготовленной из первого материала, но не в контакте с открытой для воздействия частью 26 части 24, изготовленной из второго материала).
Как показано на Фиг.1А-1С, в одном из вариантов выполнения данного изобретения корпус 12 содержит основание 52, среднюю часть 54 и верхнюю часть 56, отстоящую в направлении оси от основания и расположенную с другой стороны от средней части, чем основание, при этом диаметр и основания, и верхней части больше максимального диаметра средней части. В результате, как показано на Фиг.1А-1С, в проиллюстрированном варианте выполнения контейнер в сборе имеет форму волчка или «диаболо». Во время заполнения посредством иглы и восстановления герметичности выемки 102 звеньев 96, входящие в контакт с контейнером, захватывают среднюю часть 54 корпуса 12 непосредственно ниже верхней части 56. Соответственно, верхняя часть 56 корпуса способна входить в контакт с верхней поверхностью соответствующего звена или иной поддерживающей контейнер поверхностью с тем, чтобы в значительной степени предотвратить осевое смещение корпуса во время, по крайней мере, введения иглы в заглушку и ее извлечения из заглушки, а основание 52 корпуса 12 способно входить в контакт с нижней поверхностью соответствующего звена или иной поддерживающей контейнер поверхностью с тем, чтобы в значительной степени предотвратить осевое смещение корпуса во время, по крайней мере, введения иглы в заглушку и ее извлечения из заглушки.
В проиллюстрированном варианте выполнения данного изобретения часть 24, изготовленная из второго материала, предпочтительно выполнена из термопластичной/эластомерной смеси, и этот материал может быть таким же, как описанные в совместно рассматриваемых заявках на выдачу патента и/или патентах, упомянутых выше как включенные в настоящее описание посредством ссылки. Соответственно, в одном таком варианте выполнения второй материал, из которого изготовлена часть 24, представляет собой термопластичный эластомер, герметичность которого может быть восстановлена под действием тепла, что нужно для того, чтобы герметично закрыть образовавшееся от иглы отверстие посредством приложения излучения лазера заранее заданной длины волны и мощности, и такой материал (i) имеет заданную толщину стенок, (ii) заданные цвет и непрозрачность, в результате чего в значительной степени поглощается излучение лазера с заданной длиной волны и в значительной степени предотвращается прохождение излучения через стенки заданной толщины, (iii) заданные цвет и непрозрачность, в результате чего в значительной степени поглощается излучение лазера с заданной длиной волны и мощностью для герметичного закрытия отверстия от иглы, образовавшегося в участке введения иглы за заданное время, которое меньше или равно примерно 5 секундам и без значительного сжигания участка введения иглы.
В одном варианте выполнения часть 24, изготовленная из второго материала, представляет собой термопластичный эластомер, герметичность которого может быть восстановлена под действием тепла, что нужно для того, чтобы герметично закрыть образовавшееся от иглы отверстие посредством приложения излучения лазера заданной длины волны и мощности, и такой материал содержит (i) блок-сополимер стирола, (ii) олефин, (iii) заданное количество пигмента, что позволяет части, изготовленной из второго материала, в значительной степени поглощать излучение лазера заданной длины волны, и в значительной степени предотвращает прохождение излучения через стенки заданной толщины, что приводит к герметичному закрытию отверстия, образовавшегося в участке введения иглы за заданное время, которое меньше или равно примерно 5 секундам, и (iv) заданное количество смазочного вещества, которое снижает трение на поверхности контакта иглы и части, изготовленной из второго материала, во время введения в нее иглы. В одном таком варианте выполнения часть, изготовленная из второго материала, содержит блок-сополимер стирола в количестве, которое меньше или равно примерно 40% по весу, олефин в количестве, которое меньше или равно примерно 15% по весу, нефтепродукты в количестве, которое меньше или равно примерно 60% по весу, пигмент в количестве, которое меньше или равно примерно 3% по весу, а также любые применяемые для обработки добавки того типа, которые известны среднему специалисту в данной области техники.
В одном варианте выполнения часть 24, изготовленная из второго материала, представляет собой термопластичный эластомер, герметичность которого может быть восстановлена под действием тепла, что нужно для того, чтобы герметично закрыть образовавшееся от иглы отверстие посредством приложения излучения лазера заранее заданной длины волны и мощности, и такой материал содержит (i) первый полимерный материал, количество которого находится в диапазоне от примерно 80% до примерно 97% по весу, при этом материал задает первое удлинение, (ii) второй полимерный материал, количество которого находится в диапазоне от примерно 3% до примерно 20% по весу, при этом материал задает второе удлинение, которое меньше, чем удлинение первого полимерного материала, (iii) пигмент в таком количестве, которое позволяет части, изготовленной из второго материала, в значительной степени поглощать лазерное излучение заданной длины волны и в значительной степени предотвращает прохождение излучения через стенки заданной толщины, что приводит к герметичному закрытию отверстия, образовавшегося в участке введения иглы за заданное время, которое меньше или равно примерно 5 секундам, и (iv) смазочное вещество в таком количестве, что уменьшается трение на поверхности контакта иглы и части, изготовленной из второго материала, во время введения в нее иглы.
В одном варианте выполнения данного изобретения пигмент представляет собой такой, который продается под товарным знаком Lumogen™ IR788 фирмой BASF Aktiengesellschaft, Людвигшафен, Германия. Продукты Lumogen IR представляют собой селективно поглощающие вблизи инфракрасной области высокопрозрачные материалы, изготовленные для поглощения излучения полупроводниковых лазеров с длиной волны примерно 800 нм. В этом варианте выполнения пигмент Lumogen добавляют в эластомерную смесь в количестве, достаточном для превращения излучения в тепло для расплавления материала заглушки, предпочтительно на глубину, равную или, по крайне мере, составляющую примерно от 1/3 до 1/2 глубины отверстия от иглы, за время, которое равно или меньше примерно 5 секунд, предпочтительно, меньше примерно 3 секунд, и, наиболее предпочтительно, меньше примерно 1-1/2 секунд. Пигмент Lumogen IR788 высокоэффективно поглощает при примерно 788 нм, и, в связи с данным изобретением, предпочтительно, чтобы длина волны, излучаемой лазером, составляла примерно 788 нм (или около 800 нм). Одно из преимуществ применения пигмента Lumogen IR 788 заключается в том, что в эластомерную смесь можно добавлять очень незначительное количество пигмента для достижения восстановления герметичности под действием лазера в течение такого времени и с задействованием такой глубины восстановления герметичности, которые требуются или являются желательными, и, следовательно, если это является желаемым, заглушка, в которую вводят иглу и герметичность которой восстанавливают под действием лазера, может быть выполнена прозрачной или практически прозрачной. Это может являться значительным преимуществом с точки зрения эстетики. В одном варианте выполнения изобретения пигмент Lumogen IR 788 добавлен в эластомерную смесь в концентрации менее примерно 150 частей на миллион, предпочтительно, в количестве от примерно 10 частей на миллион до примерно 100 частей на миллион, и, наиболее предпочтительно, в концентрации, значение которой находится в диапазоне от примерно 20 частей на миллион до примерно 80 частей на миллион. В таком варианте выполнения уровень мощности лазера, излучающего при 800 нм, предпочтительно составляет менее примерно 30 Вт, или находится в диапазоне от примерно 8 Вт до примерно 18 Вт.
В одном варианте выполнения данного изобретения вещество или продукт, находящийся в резервуаре, представляет собой содержащий жир жидкий продукт, такой как состав для младенцев или детей, при этом часть 22, изготовленная из первого материала, часть 24, изготовленная из второго материала, и корпус 12 выполнены из материалов, которые (i) одобрены компетентным органом для применения в отношении продуктов питания, предпочтительно, одобрены компетентным органом для применения в качестве, по крайней мере, косвенно контактирующего, и, предпочтительно, непосредственно контактирующего с продуктами питания материала, (ii) не привносят в нежелательном количестве загрязняющие или не одобренные компетентным органом вещества, такие как нефтепродукты, в содержащий жир продукт, (iii) не оказывают нежелательного воздействия (включая привнесение нежелательного запаха) на вкусовой профиль содержащего жир жидкого продукта, который предназначен для хранения в контейнере. В определенных вариантах выполнения изобретения часть 24, изготовленная из второго материала, в которую может быть введена игла, и герметичность которой может быть восстановлена под действием тепла, имеет более слабые или сниженные барьерные свойства по сравнению с частью, изготовленной из первого материала, и, следовательно, часть 22, изготовленная из первого материала, и/или верхняя крышка 20 выбрана(ы) таким образом, чтобы обеспечить приспособлению для закрытия 15 контейнера такие барьерные свойства, чтобы можно было хранить продукт, помещенный в контейнер.
В варианте выполнения изобретения, в котором продукт представляет собой содержащий жир жидкий продукт питания, такой как состав для младенцев или детей, приведенные в качестве примера материалы, из которых может быть изготовлена часть 24, выбраны из группы, включающей в себя GLS 254-071, С-Flex R70-001, Evoprene TS 2525 4213, Evoprene SO 948 4213 и Cawiton 7193, модификации любого из перечисленных материалов или сходные термопластичные эластомеры. В одном из таких вариантов выполнения корпус 12 изготовлен инжекционным формованием многослойного ПП/сополимер этилена и винилового спирта. В другом таком варианте выполнения корпус 12 изготовлен выдувным формованием, например экструзионным выдувным формованием, и его материал представляет собой многослойный ПЭВП/сополимер этилена и винилового спирта. В некоторых из таких вариантов выполнения материал, из которого изготовлена часть 22, выбран из группы, включающей в себя (i) термопластик, не содержащий нефтепродукты или содержащий их в низком количестве, (ii) термопластик с заданной твердостью, не содержащий нефтепродукты или содержащий их в низком количестве, (iii) силикон, который можно формовать реакционным литьем жидких систем, (iv) силикон. Значение заданной твердости находится в диапазоне от примерно 20 Shore А до примерно 50 Shore А, и, предпочтительно, в диапазоне от примерно 25 Shore А до примерно 35 Shore А. В некоторых таких вариантах выполнения часть из первого материала изготовлена из полиэтилена, смеси ПЭВП/ТЭ или содержащего эти вещества многослойного материала, смеси ПП/ТЭ или содержащего эти вещества многослойного материала. Также в некоторых вариантах выполнения прикрепляющий элемент или крышка 20 изготовлен(а) из пластика, продаваемого под товарным знаком CelconTM, многослойного материала, содержащего ПП/сополимер этилена и винилового спирта, смеси ПЭВП/сополимера этилена и винилового спирта или многослойного материала, содержащего эти вещества. Как понятно для среднего специалиста в данной области техники, указанные материалы приведены только в качестве примера, и могут быть использованы многочисленные другие материалы, которые известны в настоящее время либо станут известными в будущем.
На Фиг.4 контейнер согласно другому варианту выполнения данного изобретения обозначен в целом цифрой 110. Контейнер 110 в основном сходен с описанным выше контейнером 10, и, следовательно, ссылки, начинающиеся цифрой «1», использованы для обозначения сходных элементов. Основное отличие контейнера 110 от контейнера 10 заключается в том, что часть 122, изготовленная из первого материала, заглушки 118 содержит периферический фланец 132, который имеет внутреннюю резьбу 146, в которую входит наружная резьба 144, выполненная на корпусе 112, для прикрепления заглушки к корпусу посредством резьбы. В таком варианте выполнения герметичность между заглушкой и корпусом может быть достигнута любым из различных многочисленных способов, которые известны в настоящее время, либо станут известными в будущем, включая, например, соединение по типу «пробки», соединение по типу «поршня» или «непосредственное» соединение между верхним краем корпуса и уплотнением, образованным на заглушке. В последнем случае уплотнение может быть образовано частью 124, изготовленной из второго материала, во время совместного формования частей 122 и 124, изготовленных, соответственно, из первого и второго материалов, или во время формования части 124, изготовленной из второго материала, поверх части 122, изготовленной из первого материала. В таком варианте выполнения крышка 120 не прикрепляет приспособление для закрытия 115 к корпусу 112, а присоединяется защелкиванием 133 к соответствующему фланцу 132 части 122, изготовленной из первого материала, и обеспечивает требуемые барьерные свойства приспособления для закрытия контейнера (то есть барьер, препятствующий прохождению кислорода и влаги-паров (барьер «MVT»). В проиллюстрированном варианте выполнения соединение защелкиванием 133 образовано круговым выступом на крышке 120, который помещен в соответствующую круговую выемку во фланце 132. Однако как понятно из приведенного описания для среднего специалиста в данной области техники, крышка 120 может быть прочно присоединена к заглушке 118 любым из многочисленных различных способов, которые известны в настоящее время, либо станут известными в будущем. Также в этом варианте выполнения выполненное с возможностью разрушения кольцо 148, показывающее, был ли вскрыт контейнер, расположено у основания фланца 132 части 122, изготовленной из первого материала, заглушки 118, и оно скользит по показывающему, был ли вскрыт контейнер, гребню 150 корпуса 112 с тем, чтобы кольцо, показывающее, был ли вскрыт контейнер, и крышка были прикреплены с возможностью высвобождения к корпусу.
На Фиг.5 контейнер согласно другому варианту выполнения данного изобретения обозначен в целом цифрой 210. Контейнер 210 в основном сходен с описанным выше контейнером 110, и, следовательно, ссылки, начинающиеся цифрой «2» вместо «1», использованы для обозначения тождественных или сходных элементов. Основное отличие контейнера 210 от описанного выше контейнера 110 заключается в том, что у контейнера 210 нет традиционной крышки, вместо нее использован барьерный диск 220, который вставлен в выемку 221, выполненную в верхней поверхности части 222, изготовленной из первого материала, заглушки 218. Как показано на чертеже, барьерный диск 220 расположен поверх приспособления для закрытия 215 заглушки и образует герметичный слой между частью 222, изготовленной из первого материала, и окружающей атмосферой, обеспечивая, тем самым, требуемые барьерные свойства в отношении контакта резервуара 214 с окружающей атмосферой. В проиллюстрированном варианте выполнения барьерный диск 220 неразъемно присоединен к части 222, изготовленной из первого материала, заглушки 218, например, при помощи ультразвуковой или индукционной сварки или присоединения. Однако, как понятно для среднего специалиста в данной области техники, барьерный диск может быть неразъемно присоединен к заглушке любым из многочисленных различных способов, которые известны в настоящее время, либо станут известными в будущем. Также как в случае крышек вариантов выполнения, описанных ранее, барьерный диск 220 присоединяют к заглушке 218 после выполнения заполнения посредством иглы и восстановления герметичности заглушки при помощи лазера, и эту процедуру предпочтительно выполняют вне стерильной зоны для заполнения.
Как понятно для среднего специалиста в данной области техники, не выходя за рамки данного изобретения, как они определены в формуле изобретения, могут быть выполнены многочисленные изменения и модификации описанных выше и иных вариантов выполнения данного изобретения. Например, части, изготовленные из первого и второго материалов, корпус и крышка могут быть изготовлены из любого из многочисленных различных материалов, которые известны в настоящее время, либо станут известными в будущем как выполняющие соответствующие функции и/или которые могут быть выбраны в зависимости от применениями) контейнеров, включая продукт, подлежащийхранению в контейнере. Кроме того, корпус и приспособление для закрытия контейнера могут иметь любую из многочисленных различных форм и/или конфигураций, и могут быть адаптированы для размещения и хранения в резервуаре любого из многочисленных различных веществ или продуктов, которые известны в настоящее время, либо станут известными в будущем, включая, без ограничений, любой из многочисленных различных продуктов питания или напитков, включая низко-кислотные или содержащие жир жидкие продукты питания, такие, как продукты на основе молока, включая, без ограничений, молоко, сгущенное молоко, составы для младенцев, молочные смеси, конденсированное молоко, сливки, смесь молока и сливок в равных частях (half-and-half), йогурт и мороженое (включая сливочное и несливочное мороженое, например, мороженое на основе сои), другие жидкие продукты питания, полезные для здоровья жидкие продукты питания, сок, сироп, кофе, приправы, такие, как кетчуп, горчица и майонез, суп и фармацевтические продукты. Соответственно, данное подробное описание предпочтительных вариантов выполнения приведено в качестве иллюстрации, а не с целью ограничения изобретения.