JP2001315713A

JP2001315713A - 液分注装置

Info

Publication number: JP2001315713A
Application number: JP2000137641A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Ogasawara; 榮男小笠原
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】液体洗浄剤、液状化粧料、液状製剤などの液
体を一定量ずつ注入あるいは充填するための液分注装置
に関し、特に、液状製剤等の液体が懸濁物を含有する場
合に有用な液分注装置を提供する。【解決手段】排出弁及び／又は吸入弁を有する液分注
装置Ａであって、上記排出弁２０及び／又は吸入弁３０
が、発泡ウレタン類、ゴム類、繊維類から選ばれる素材
を表面とするボール体２６，３６からなるボール弁であ
ることを特徴とする液分注装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体洗浄剤、液状
化粧料、液状製剤などの液体を一定量ずつ注入あるいは
充填するための液分注装置に関し、特に、液状製剤等の
液体が懸濁物を含有する場合等に有用な液分注装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液状の製剤等を所定の容器や
半固形の製剤の中に充填しようとする場合には、溶液の
比重や粘度に応じて、充填機の方式変更や充填量の調製
が細かく行われてきている。

【０００３】例えば、ゴム管を連続してローラーで押し
つぶす手法を使った装置やギアポンプを用いた装置でモ
ーターの回転を電気的に制御して充填を行った場合、使
用する液剤の粘度により時間当たりの送液量は異なって
くる上に定量性が得られない場合が少なくないものであ
る。そこで、一定量を吸引した後、これを排出するよう
な機構の装置が好ましい。しかしながら、このような装
置を連続して使用する場合、やはり粘度に応じた逆流防
止が必要となる。また、この場合においても、充填され
る液状あるいは液体の比重や粘度の変化に対して容易に
機械的な対応ができる装備が必要とされている。

【０００４】例えば、生理活性成分を含む液状の製剤を
充填する装置としては、特開平５−１７０２９０号公報
に開示されるように、ボール弁を電磁石を用いて開閉
し、更に永久磁石により開放時間を長時間保持すること
ができる機構の装置が知られており、また、特開平５−
１７０２９０号公報では、一端を液体収容容器に接続
し、他端がチューブにより本体の液体分注ヘッドに接続
された液分注装置において、トリガー信号の発信手段に
よりモーターを制御し駆動する方法が開示されており、
更に、特開平８−３０１３３２号公報や特開平８−３１
０５７５号公報には、収納液の取り出しによる内部負圧
力に伴って収縮する収納液密閉用の液充填袋を取り付け
たポンプで吸い上げを邪魔することなく行う装置が知ら
れており、更にまた、特開平１１−１１５１０号公報に
は、吸い上げ用パイプの変形が少なく手作業による液体
噴出部の装着を容易にした液体噴出装置が知られてい
る。

【０００５】これらの公報に開示される液分注装置など
は、いずれも粘度に応じた逆流防止が必要となるものの
完全に逆流防止を解決するものではなく、また、充填さ
れる液状あるいは液体の比重や粘度の変化に対して容易
に機械的な条件を変更することにより対応できる液分注
装置等は見当たらないのが現状である。また、前記各公
報に開示される装置では、微小な粒子を含有する懸濁液
を液漏れなく定量的に分注することは困難である点に課
題があるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の課題等に鑑み、これを解消しようとするものであ
り、種々の粘度あるいは比重の溶液、特に、懸濁液等の
液体を煩雑な工程を踏むことなく、液体の逆流、液漏れ
を防止し、正確に定量分注、充填することができる液分
注装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記従来の
課題等について鋭意研究を重ねた結果、吸入部分や排出
部分に装着するボール弁において特定の素材で被覆され
ているボール体を有するボール弁を用いることにより、
上記目的の液分注装置を得ることに成功し、本発明を完
成するに至ったのである。すなわち、本発明の液分注装
置は、次の〔１〕〜〔３〕に存する。〔１〕排出弁及び／又は吸入弁を有する液分注装置で
あって、上記排出弁及び／又は吸入弁が、発泡ウレタン
類、ゴム類、繊維類から選ばれる素材を表面材とするボ
ール体を有するボール弁からなることを特徴とする液分
注装置。〔２〕互いに着脱可能な液吸入ユニット、液排出ユニ
ット及びシリンダーユニットを有する液分注装置であっ
て、上記液吸入ユニット及び液排出ユニットには、発泡
ウレタン類、ゴム類、繊維類から選ばれる素材を表面材
とするボール体を有するボール弁が設置されていること
を特徴とする液分注装置。〔３〕液吸入ユニット及び液排出ユニットを有する液
分注装置により、懸濁液を分注する懸濁液の分注方法で
あって、懸濁物質の平均粒径により下記(1)〜(3)から選
ばれる表面材質のボール体を有するボール弁が設置され
た液吸入ユニット及び液排出ユニットを接続して定量分
注することを特徴とする懸濁液の分注方法。 (1) 懸濁物質が平均粒径５μｍ未満の場合は、シリコー
ンゴム。 (2) 懸濁物質が平均粒径５〜５０μｍ未満の場合は、繊
維類。 (3) 懸濁物質が平均粒径５０〜５００μｍ未満の場合
は、発泡ゴム類。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を参照しながら詳しく説明する。図１は、本発明の実
施形態の一例を示すプランジャーポンプ型の液分注装置
の概略縦断面図であり、図２（ａ）及び（ｂ）は、それ
ぞれ弁箱部を除いた排出弁、吸入弁の一例を示す縦断面
図であり、図３はボール体の一例を示す断面図である。

【０００９】本実施形態のプランジャーポンプ型の液分
注装置Ａは、図１に示すように、シリンダーユニットを
有する本体部１０を備えている。この本体部１０は一体
構造であり、充填量に見合った大きさとピストン１１が
駆動する大きさのシリンダー１２と充填される液状製剤
などの液体が通過できるように見合った大きさの通路１
３が設けられている。また、ピストン１１には先端部と
中央部にシリンダー１２との密着性を向上させるために
シール用リング１４、１４´が装着されている。なお、
このピストン１１の駆動力は、手動あるいは機械的な方
法のどちらでも行なうことができる。そして、本体部１
０の通路１３の入口及び出口には螺合部１５、１６が形
成されており、図２（ａ）及び（ｂ）に示されるボール
弁からなる排出弁２０、吸入弁３０が螺合により装着、
脱着が容易にできる構造になっている。また、この排出
弁２０にはノズル３０が装着できるようになっており、
このノズル３０の大きさも充填される溶液あるいはスラ
リー状の製剤の性質、物性に応じて自由に変更ができる
構成となっている。

【００１０】排出弁２０は、図１及び図２（ａ）で示さ
れるように、弁箱部２１内に三角錐状の空洞部２２を有
し、この三角錐の頂点に受入口部２３がある。この受入
口部２３の外部には本体部１０の螺合部１５に螺合する
螺合部２４があり、本体部１０の充填機に装着・脱着が
できる構造となっている。これにより、排出弁２０は本
体部１０に取付自在となる液排出ユニットになってい
る。また、三角錐底面部の排出口部２５にはノズル３０
が装着できるようになっている。この三角錐状の空洞部
２２内には、ボール体２６が入っており、排出方向にボ
ール体２６が出ないように、網構造の停止部材２７が固
着されている。このように構成される排出弁２０は、充
填工程において、排出される液剤、分散剤等の液体は排
出口部２５から排出されノズル２８より充填されるが、
ボール体２６はこの網構造の停止部材２５により排出さ
れることがない。また、吸引工程では、このボール体２
６が三角錐頂点の部分で定着することにより、シリンダ
ー方向に液剤、分散剤等の液体が逆流することはない構
造となっている。

【００１１】また、吸入弁３０は、図１及び図２（ｂ）
で示されるように、弁箱部３１内に三角錐状の空洞部３
２を有し、この三角錐の頂点に吸入口部３３がある。こ
の三角錐の底面部には本体部１０の螺合部１６に螺合す
る螺合部３４及びその内部に排出口部３５があり、該螺
合部３４により本体部１０の充填機に装着・脱着ができ
る構造となっている。これにより、吸入弁３０は本体部
１０に取付自在となる液吸入ユニットになっている。こ
の三角錐状の空洞部３２内には、ボール体３６が入って
おり、シリンダー方向にボール体３６が出ないように、
網構造の停止部材３７が固着されている。このように構
成される吸入弁３０は、吸入工程において、吸入される
液剤、分散剤等の液体は入力部ｅから吸入口部３３を介
して吸入されシリンダー内に充填されるが、ボール体３
６はこの網構造の停止部材３７によりシリンダーに吸入
されることがない。また、排出工程ではこのボール体３
６が三角錐頂点の部分で定着することにより、吸入口方
向に液剤、分散剤等の液体が逆流することはない構造と
なっている。

【００１２】本発明の実施形態では、上記ボール弁から
なる排出弁２０及び吸入弁３０において、上記ボール体
２６，３６は、図３に示すように、ボール本体部２６
ａ，３６ａの表面部に発泡ウレタン類、ゴム類、繊維類
から選ばれる表面素材２６ｂ，３６ｂで被覆されている
ものである。ボール本体部２６ａ，３６ａの材質は、充
填される溶液や液状製剤等の液体種に応じて好適な材質
が選択されるものであり、例えば、鉄、ステンレス、
鉛、鉄表面をクロムメッキしたものなどの金属類、ポリ
スチレン、フッ素樹脂、シリコン樹脂、高密度ポリプロ
ピレン、ポリエチレンなどの合成樹脂類、ガラス等が挙
げられる。充填される溶液や液状製剤等の液体の粘度や
比重が大きくなるに従って、ボール体の比重は大きな材
質が好ましい。具体的には、比重が１．２以上の溶液や
液状製剤などの液体では金属製のボール体が好ましく、
また、比重が１．２未満の液体で合成樹脂類、特に、ポ
リスチレン、フッ素樹脂、シリコン樹脂、ガラス等のボ
ール体が好適である。また、ボール体の大きさは、排出
弁、吸入弁の大きさ、充填される溶液や液状製剤等の液
体量等により適宜な大きさに設定されるものである。更
に、充填される溶液、あるいは液状製剤などの液体の粘
度については、粘度（２５℃）が１００００ｐａ・ｓ以
上では金属製のボール体が好ましく、更に５００ｐａ・
ｓ以下ではポリスチレン、フッ素樹脂、ガラス、シリコ
ン樹脂などが好適である。なお、上記比重と粘度のう
ち、比重の値を優先してボール材質を決定することが好
ましい。

【００１３】被覆に用いる発泡ウレタン類としては、例
えば、ポリイソシアネートの水発泡体や、ウレタンの発
泡体を粉末として接着させたものなどが挙げられる。ま
た、被覆に用いるゴム類としては、例えば、ブタジエン
ゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレン
ゴム（ＣＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シ
リコーンゴム（ＶＭＱ，ＦＶＭＱ）など、またはこれら
のゴムを（発泡剤により）発泡させたゴムが挙げられ
る。更に、繊維類としては、結晶セルロース、綿、クロ
スポピドン、クロスカルメロースなどが挙げられる。こ
れらの素材をボール体に被覆する方法としては、ボール
体の材質が金属類の場合は、シート状とした高分子を接
着させたり、粉末状とした高分子をボール体の表面に接
着させる方法等が挙げられ、ボール体の材質が樹脂類の
場合は、上記方法の他に、表面に付着させたモノマーに
紫外線を照射して高分子とする方法が挙げられ、ボール
体の材質がガラスの場合は、ガラス表面をフッ素処理し
た後に上記の各方法が挙げられる。また、被覆の厚さ
は、好ましくは、０．０１〜２ｍｍ、更に好ましくは、
０．０５〜１ｍｍであり、充填される溶液や液状製剤等
の液体種、または、表面張力や粘度に応じて、上記厚さ
０．１〜１ｍｍの範囲で好適な厚さが設定されることと
なる。なお、上記厚さが０．０１ｍｍ未満であると、耐
久性に劣ることとなり、また、厚さが２ｍｍを超える
と、正確な厚さの被覆が困難であり、また、モレの原因
となり、好ましくない。

【００１４】ボール本体部２６ａ，３６ａの被覆体２６
ｂ，３６ｂは、上記の各種素材を任意に使用できるが、
分注する液体により好適な素材が選択される。液体が微
小な粒子を含有する懸濁液である場合は、液中の懸濁物
質の平均粒径により好適な被覆素材が異なるものとな
る。分散している懸濁物質の平均粒径が５μｍ未満の場
合は、シリコーンゴムとし、懸濁物質の平均粒径が５〜
５０μｍ未満の場合は、結晶セルロース等の繊維類（不
織布を除く）とし、懸濁物質が平均粒径５０〜５００μ
ｍ未満の場合は、発泡ゴム類、例えば、発泡ウレタン類
（発泡ウレタン、ポリイソシアネート発泡体など）や、
ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ク
ロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレンブタジエンゴム（Ｓ
ＢＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ，ＦＶＭＱ）などを
（発泡剤などにより）発泡させた発泡ゴム、不織布など
が好適である。なお、粒子の大きいものを含む液である
ほど、被覆素材は変形量の大きい材質、例えば、上記各
種の発泡ゴム類が用いられることとなる。

【００１５】本発明の上記実施形態では、充填機本体に
装着、脱着が可能なボール弁を収納する弁箱部２１，３
１の材質については、好ましくは本体部１０と同様の材
質が望ましいが、適切なシール剤や液漏れ防止用のテー
プ、あるいは逆流防止用のリングを装備することにより
異なる材質のものを用いることもできる。本発明に用い
られる吸引部分と排出部分に用いられる排出口部２５、
吸入口部３３などの材質については、特に制約はない
が、粘度に応じて直径を大きく設定したほうが好まし
い。本発明における充填機本体部１０の材質は、金属や
熱変形しにくい高分子化合物が使用可能であるが、金属
としてはステンレス、鉄、真鍮等が用いられる。また高
分子物質としてはフッ素樹脂が好適である。

【００１６】このように構成される本実施形態の液分注
装置Ａでは、上記排出弁及び吸入弁が、発泡ウレタン
類、ゴム類、繊維類から選ばれる素材を表面材とするボ
ール体を有するボール弁から構成したので、従来の金属
製や樹脂製の被覆体がないボール体を有するボール弁か
らなる排出弁や吸入弁に較べ、種々の粘度あるいは比重
の溶液、特に、懸濁液等の液体を煩雑な工程を踏むこと
なく、液体の逆流、液漏れを防止し、正確に定量分注、
充填することができることとなる（これらの点について
更に後述する実施例等で詳しく説明する）。また、液吸
入弁、液排出弁及びシリンダーを各ユニット毎に構成
し、これらを本体部に着脱自在とすれば、種々の粘度あ
るいは比重の溶液等の液体の物性に応じて最適な液分注
装置を簡単に作製することができ、液体の逆流、液漏れ
を防止し、正確に定量分注、充填することができること
となる。更に、上記構成の液吸入ユニット及び液排出ユ
ニットを有する液分注装置により、懸濁液を分注する懸
濁液の分注方法にあっては、懸濁物質の平均粒径によ
り、具体的には、(1)懸濁物質が平均粒径５μｍ未満の
場合は、ボール体の表面材質をシリコーンゴムとし、
(2)懸濁物質が平均粒径５〜５０μｍ未満の場合は、ボ
ール体の表面材質を繊維類とし、(3)懸濁物質が平均粒
径５０〜５００μｍ未満の場合は、ボール体の表面材質
を発泡ゴム類とし、これらにより構成したボール体を有
するボール弁が設置された液吸入ユニット及び液排出ユ
ニットを接続して定量分注すれば、懸濁液を煩雑な工程
を踏むことなく、液体の逆流、液漏れを防止し、正確に
定量分注、充填することができることとなる。

【００１７】本発明の液分注装置は、上述の如く構成さ
れるものであるが、上記実施形態に限定されるものでな
く、種々の形態に変更使用できることはいうまでもな
い。例えば、排出弁及び吸入弁を有する液分注装置につ
いて説明したが、排出弁又は吸入弁を有する液分注装置
であってもよく、また、排出弁及び吸入弁をユニットに
て構成したが、排出弁及び／又は吸入弁をユニットで構
成せずに本体部に固着した構造の液分注装置としてもよ
いものである。また、上記実施形態では液分注装置をプ
ランジャーポンプ型としたが、排出弁及び／又は吸入弁
を有する液分注装置であって、該排出弁及び／又は吸入
弁を、発泡ウレタン類、ゴム類、繊維類から選ばれる素
材を表面材とするボール体を有するボール弁から構成す
るものであれば、プランジャーポンプ型液分注装置の
他、例えば、医薬品の分散液充填装置、グミ製剤の充填
装置、生薬充填装置等の液分注装置であってもよいもの
である。

【００１８】

【実施例】次に、実施例、比較例により本発明を詳しく
説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものでは
ない。

【００１９】〔実施例１〕直径３ｍｍの鉄球と、その表
面に結晶セルロース粉末、クロスカルメロースをそれぞ
れシアノアクリレートにより被覆したボール体を有する
三態様のボール弁からなる吸入弁及び排出弁を試作して
充填状況を確認した。なお、結晶セルロース粉末、クロ
スカルメロースの被覆厚は、夫々０．１ｍｍ、０．２ｍ
ｍである。この吸入弁及び排出弁を用いて図１に示す装
置の態様で試験を行った。この装置においてステンレス
ピストンの直径を２０ｍｍとし、約１５ｍｌを繰り返し
充填したときの定量性の程度を比較した。駆動について
はモーターを用いて１ストロークを４秒とした。充填液
は、平均粒径約３０μｍの炭酸マグネシウム粉末を５質
量％含有するグリセリン分散液を用いた。この液の１５
℃の比重は１．３１であり、粘度（２５℃）４２０ｐａ
・ｓであった。上記装置により、充填を１０回行い、そ
の平均充填重量（ｇ）及び標準偏差、並びに、その他の
装置の所見などを評価した。なお、標準偏差は、数値が
小さいほど定量性に優れていることを示す（以下の実施
例においても同様）。これらの結果を下記表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】〔実施例２〕直径３ｍｍのポリスチレン球
と、その表面に発泡ウレタン、ポリブタジエンをそれぞ
れクロロプレンゴムの３０％ノルマルへキサンに溶解し
た液により被覆したボール体を有するボール弁からなる
三態様の吸入弁及び排出弁を試作して充填状況を確認し
た。なお、発泡ウレタン、ポリブタジエンの被覆厚は、
夫々１ｍｍ、０．４ｍｍである。この吸入弁及び排出弁
を用いて図１に示す装置の態様で試験を行った。この装
置においてステンレスピストンの直径を２０ｍｍとし、
約５ｍｌを繰り返し充填したときの定量性の程度を比較
した。駆動についてはモーターを用いて１ストロークを
３秒とした。充填液は、平均粒径約７０μｍのソルビト
ール結晶性粉末を１５質量％含有するエチレングリコー
ル分散液を用いた。この液の１５℃の比重は１．０５１
であり、粘度（２５℃）２６０ｐａ・ｓであった。上記
装置により、充填を１０回行い、その平均充填重量
（ｇ）及び標準偏差、並びに、その他の装置の所見など
を評価した。これらの結果を下記表２に示す。

【００２２】

【表２】

【００２３】上記表１及び表２の結果から明らかなよう
に、排出弁及び吸入弁を発泡ウレタン類、ゴム類、繊維
類から選ばれる素材を表面材とするボール体を有するボ
ール弁から構成した液分注装置は、液体の逆流、液漏れ
を防止し、正確に定量分注、充填することができること
が判明した。

【００２４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、液体の逆流、
液漏れを防止し、正確に定量分注、充填することができ
る液分注装置が提供される。請求項２の発明によれば、
排出弁、吸入弁、シリンダーなどをユニット化した排出
ユニット、液吸入ユニット及びシリンダーユニットを有
する液分注装置とすれば、充填される溶液、液状の製剤
などの液体の物性に応じて、各ユニットを変更すれば、
液体の逆流、液漏れを防止しながら、正確かつ容易に定
量分注、充填することができる液分注装置が提供され
る。請求項３の発明によれば、懸濁液の逆流及び漏れを
防止しながら、正確かつ容易に懸濁液を定量分注、充填
することができる懸濁液の分注方法が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の一例を示す液分注装置の概
略縦断面図である。

【図２】（ａ）は、本発明の液分注装置に設置される吸
入弁の一例を示す縦断面図であり、（ｂ）は、吸入弁の
一例を示す縦断面図である。

【図３】本発明の液分注装置の吸入弁及び／又は排出弁
に用いるボール弁となるボール体を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

Ａ液分注装置１０本体部２０排出弁２６ボール体３０吸入弁３６ボール体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考） // Ｆ１６Ｋ 15/04 Ｆ０４Ｂ 21/00 Ｎ 21/00 21/02 ＢＦターム(参考） 3E018 AB06 BB09 DA02 DA05 EA01 3E055 AA01 AA02 BB01 CA08 DA03 DA05 DA09 DA10 EA03 3H058 AA04 BB33 CA13 CA22 CA23 CA25 EE01 EE20 3H071 AA01 AA15 BB01 BB04 CC47 DD12 DD13 EE07 EE15 3H075 AA01 AA10 AA20 BB03 BB13 CC05 CC11 CC16 CC40 DA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排出弁及び／又は吸入弁を有する液分注
装置であって、上記排出弁及び／又は吸入弁が、発泡ウ
レタン類、ゴム類、繊維類から選ばれる素材を表面材と
するボール体を有するボール弁からなることを特徴とす
る液分注装置。
【請求項２】互いに着脱可能な液吸入ユニット、液排
出ユニット及びシリンダーユニットを有する液分注装置
であって、上記液吸入ユニット及び液排出ユニットに
は、発泡ウレタン類、ゴム類、繊維類から選ばれる素材
を表面材とするボール体を有するボール弁が設置されて
いることを特徴とする液分注装置。
【請求項３】液吸入ユニット及び液排出ユニットを有
する液分注装置により、懸濁液を分注する懸濁液の分注
方法であって、懸濁物質の平均粒径により下記(1)〜(3)
から選ばれる表面材質のボール体を有するボール弁が設
置された液吸入ユニット及び液排出ユニットを接続して
定量分注することを特徴とする懸濁液の分注方法。 (1) 懸濁物質が平均粒径５μｍ未満の場合は、シリコー
ンゴム。 (2) 懸濁物質が平均粒径５〜５０μｍ未満の場合は、繊
維類。 (3) 懸濁物質が平均粒径５０〜５００μｍ未満の場合
は、発泡ゴム類。