JP2005298024A - 液体の充填方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャニスター容器内に収容した液体を充填するライナーの圧力維持を自動的にチェックし、液体充填を効率よく行う方法と装置を提供する。
【解決手段】キャニスター容器１内に収容したライナー３に液体を充填するものであり、一定の方向に移送される容器１と、容器１の移送途中に設置した容器点検部２と、液体充填部１７とからなり、容器点検部２には容器１を停止させるストッパー１０と容器１の移送方向両側に設置して容器１の胴部を側面から挟持する一対の位置決め部材１１との固定手段及び容器１の開口口部４に密に連結可能とした適度の弾性を有する圧入部材１３からなる気体の圧入手段とを設置するとともに液体充填部１７には液体供給ノズル１８からなるライナー３への液体充填手段を設けてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、薬液その他の液体の流通システムにおいて、液体の純度を保持しつつ容器の点検、液体の充填を自動的に連続処理するための充填方法と装置に関するものである。

医薬品、食品、化学等の広い産業分野においては薬液を含む各種の液体（以下、単に液体と称する）が製品製造、製品加工等に使用されている。これらの液体は不純物が混入せず、純度を保持する必要がある。特に、集積回路の製造に使用される薬液は超高純度を維持することが要求されている。

従来、液体の製造メーカーにおいては液体を金属やプラスチック等の容器に直接充填し、密封した状態で搬出している。各ユーザーは容器を開封し、適宜の手段で液体を取り出して使用しており、全ての液体を使用した後は容器を再使用するために洗浄、乾燥して保管している。しかし、個々の容器を洗浄し、乾燥するのは多くの時間と設備及び費用を要するものであった。

そこで、近年は洗浄する必要のないナウパック缶、即ち、「ライナー入り容器」が使用されている。尚、ナウパック缶は登録商標である。この容器は、金属製キャニスター容器内にライナー（内袋）を入れ、液体の充填あるいは排出のための容器の口部にリテーナーを有するネックからなるキャップ、ブレイクシールを装着した二重構造のクロージャー（密封用キャップ）およびディップチューブ等を取り付けたものである。尚、ライナーは、ポリテトラフルオロエチレンやポリエチレン等の耐薬品性を有する材質からなる折り畳み可能なものであり、洗浄したものが使用される。

メーカーは内袋内に液体を充填し、口部をクロージャーで密封して搬出する。ユーザーはクロージャーを外し、口部にディスペンスコネクターを密に嵌め込んでディップチューブと液排出パイプとを接続し、容器とライナー間に低圧でガスを圧入することでライナーに表面から圧力を加え、ライナー内の液体を押し出して取り出す。

液体を排出した後、ディスペンスコネクター、キャップ、ディップチューブ等を取り外し、使用済みのライナーを容器から取り出し、廃棄する、尚、キャップ、クロージャーやディップチューブは洗浄して再使用が可能である。ナウパック缶は、このように液体を直接キャニスター容器に入れるものではないので、ライナーを取り出した後、容器は洗浄することなく繰り返しの使用が可能である。
特開２０００−１５１９９公開特許公報

上記する液体充填容器において、ライナーにピンホールのような目では確認することのできない微細な孔や亀裂があると充填した液体が容器内に漏れ出ることになり、液体は汚染されたものとして使用することができない。そこで、液体を充填する前にライナーに孔や亀裂等のリークがあるかどうか点検（リークチェック）する必要がある。

点検のためには、通常、容器に収容した状態でライナー内にエアーや窒素ガス等の気体を圧入してライナーを膨らませ、所定の時間経過してもライナーの膨出状態に変化がなければライナーにはピンホールや亀裂等のリークがないことが確認でき、液体充填が可能となる。しかし、このような点検作業は全て人手によるものであり、時間がかかり能率が悪く、自動化及び省力化を図ることができないものであった。

ナウパック缶に関する文献としては特開２０００−１５１９９公開特許公報が提供されているが、この開示技術では使用済みのライナーを取り出した後にキャニスター容器を洗浄するようになっており、ライナーを使用する意味がなく、不経済であり、作業能率が悪いものであった。

本発明は、上記する液体流通システムの問題点、特に、キャニスター容器の取り扱いに関する問題点に鑑み、ライナーの膨出点検を自動的に処理し、連続して液体充填を行うことで全体の処理作業を効率よく行い、省力化を図ることのできる液体の充填方法と装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために本発明液体の充填方法は、キャニスター容器１内に収容したライナー３に液体を充填するに際し、一定の方向に移送される容器１を容器点検部２の所定の位置に固定する工程と、昇降可能な気体の圧入部材１３と容器１の開口口部４とを密に連結する工程と、ライナー３への気体圧入により液体充填が可能かどうかを選別する工程と、液体充填が可能と判断した場合には容器１を液体充填部１７に移送し、ライナー３に所定量の液体を充填する工程とから成るものである。

本発明液体の充填装置は、キャニスター容器１内に収容したライナー３に液体を充填する装置において、一定の方向に移送される容器１と、容器１の移送途中に設置した容器点検部２と、液体充填部１７とからなり、容器点検部２には容器１を決められた位置に固定する固定手段と容器１内のライナー３に気体を圧入する手段とを設置するとともに液体充填部１７にはライナー３への液体充填手段を設けたものである。

第２の発明における容器１の固定手段は、容器１を停止させるストッパー１０と、容器１の移送方向両側に設置して容器１の胴部を側面から挟持する一対の位置決め部材１１である。また、気体圧入手段は、容器点検部２の上方に昇降可能に設置した適度の弾性を有する圧入部材１３であり、容器１の開口口部４に密に連結可能としたものである。更に、液体充填手段は、液体充填部１７の上方に昇降可能に設置した液体供給ノズル１８である。

本発明液体の充填方法及び装置によれば、液体の流通システムにおいて容器１内に収容したライナー３の視認できないピンホールや亀裂等のリークの有無の点検を自動的に、かつ、速やかに行うことができるので、ライナー３内に埃や異物等が侵入することはない。

特に、複数の容器１は連続して容器点検部２に送り込まれ、ライナー３のリークの有無によって容器１は自動的に選別され、充填可能容器１のみが液体充填部１７に送られるので、液体の充填作業を効率よく処理することができる。

薬液その他の液体メーカーでは汚染されない純度を保持した状態で出荷することができ、また、満足のできるプロセス歩留まりを得ることができ、生産性や経済性の向上を図ることができる。

以下、図面に従って本発明の最良の実施形態を詳細に説明する。
図１は、内部にライナーを収容したキャニスター容器１の液体充填システムを示し、特に、液体充填が可能であるのかどうかライナーの圧力維持チェックを行う容器点検部２の要部を示すものである。

自立可能なキャニスター容器１は、図２に示すように、内部に膨出可能なライナー（内袋）３を収容した従来公知のナウパック缶と同じものを使用することができる。即ち、図３に示すように、液体の充填あるいは排出のための容器１の口部４にはリテーナー４を有するネック５を取り付け、更にクロージャー７を着脱可能に嵌め合わせて密封可能となっており、ライナー３は容器１内に落ちることはない。尚、図示においてはディップチューブは省略してある。

このような容器１は、基台上に設置した同期して回転駆動するローラコンベア８によって一方向、例えば、Ａ矢印方向から容器点検部２に向けて移送される。容器１の移送途中においてローラコンベア８を囲むようにして基台を構築した容器点検部２は、ライナー３内にエアーや窒素ガス等の気体を圧入し、ピンホールや亀裂等のリークの有無を点検するものである。

図４、図５に示すように容器１が容器点検部２の所定の位置に達するとセンサー９がこれを検知し、常態ではローラコンベア８の下方に位置しているストッパー１０を作動させ、ローラ間を通してストッパー１０をローラコンベ８よりも上方に突出させて容器１を一時的に停止させる。

容器１の進行方向両側において容器点検部２の基台には一対の位置決め部材１１が設置してある。この位置決め部材１１は、容器１の円形胴部を側面から挟持可能な半円状の挟持面を有しており、位置決め部材１１はシリンダ１２により前進、後退が可能となっている。

前記のようにストッパー１０で容器１が停止すると、シリンダ１２により位置決め部材１１が前進し、挟持面が容器１の胴部側面に両側から押し当てられ挟持する。これによって容器１は容器点検部２内の決められた位置に固定される。

尚、容器１が点検部２の所定の位置に達した時、ストッパー１０が上方に突出して容器１を停止させ、容器１が停止したことをセンサー９が確認し、位置決め部材１１を作動させるようにしてもよい。また、センサー９が容器１を検知した時あるいはストッパー１０が容器１を停止させた時、ローラコンベア８の回転を停止させてもよい。これらの動作はコンピュータが管理し、連動して行う。

あらかじめクロージャー７は容器１から取り外されており、上記のようにして容器１が決められた位置に固定されると、図６に示すように、容器点検部２の上方に設置した気体圧入部材１３がシリンダ１４により下降し、圧入部材１３の先端が開口した口部４、即ち、ネック６上に密に押し当てられる。シリンダロッドの先端に取り付けた圧入部材１３は、ゴムのような適度の弾性を有する材質からなっており、ネック６の上面に押し当てることで密な連結状態となる。

圧入部材１３内には、外部及びライナー３に通じる気体の流路１５が形成してあり、この流路１５は図示しない外部に設置した公知の気体供給装置にフレキシブルなパイプ１６を使用して接続してある。ネック６と圧入部材１３とを密に接続した後、気体供給装置からエアーあるいは窒素ガスを供給すればライナー３は容器１内で膨らみ、ある決められた圧力に達した時点で気体の供給を停止し、所定の時間静置する。

ある決められた時間の範囲で圧力を測定し、測定値が所定の範囲内であれば「リーク無し」としてライナー３は液体充填が可能となる。また、圧力が決められた測定値以下となった場合には「リーク有り」となり、このライナー３は使用不可能であり容器１とともに系外に取り出される。従って、容器点検部２ではライナー３に液体の充填が可能であるかどうかの選別がなされる。

上記する表１は、本発明におけるライナー３へ供給した気体圧力値を示すものである。 ライナー３内に９０秒で７．２Ｋｐａの圧力を加え、一定時間このまま圧力を保持する。所定の時間（６０秒）経過してライナー３内の圧力が決められた値の範囲内である場合、即ち、表２に示す圧力値を保持する場合には（リーク無し）として容器１は液体充填工程に送られる。逆に、表３に示すように、ライナー３内の圧力値が一定以下になった場合には（リーク有り）として容器１は系外に取り出される。

上記のようにしてライナー３の圧力点検が終了し、（リーク無し）と確認した後、ライナー３から気体を吸引して排出する。これは前記した気体供給装置の弁切り替えによって可能である。次に、ストッパー１０が下降し、位置決め部材１１が後退し、容器１は容器点検部２から送り出され液体充填部１７に向けて移送される。

この時、口部４にはクロ−ジャー７が被せられる。また、前記のようにライナー３点検中、ローラコンベア８の回転を停止させた場合には、例えば、ストッパー１０の下降で運転を再開させればよい。

容器１の移送方向前方に設置した液体充填部１７は、基本的には容器点検部２と同じ構成となっている。即ち、液体充填部１７の所定の位置に達するとストッパー１０によって容器１を一時的に停止させ、両側から位置決め部材１１を押し出して容器１の胴部を挟持して固定する。

容器１を固定した後あるいはその前にクロージャー７を口部４から取り外しておく。
図７に示すように液体充填部１７の基台上方には液体供給ノズル１８が設置してあり、この液体供給ノズル１８は、図示しない公知の液体供給装置にパイプで接続してあり、かつ、図示しないシリンダで昇降可能となっている。

固定した容器１に対して液体供給ノズル１８を下降させ、ライナー３内に挿入する。ノズル１８先端をライナー３の底部近くまで差し込み、液体供給装置から液体を供給すれば、ライナー３は液体を充填されつつ容器１内で膨らむ。決められた量を供給した後、供給を停止し、ノズル１８を引き出して、口部４にクロージャー７を装着して密封する。

充填すべき液体が泡立ちやすい性状のものである場合には、供給ノズル１８の先端はライナー３の底部近くまで挿入する。その他の液体の場合には、供給ノズル１８の先端はライナー３の上方内に位置させてもよい。尚、供給量は、従来公知の重量値で決定してもよい。

例えば、ローラコンベア８の下方にシリンダで昇降可能な計量器を設置し、計量器の上面には複数本の支持脚を上向きに突設しておく。容器１が液体充填部１７の所定の位置に停止した時、計量器を上昇させ、支持脚をローラ間を通して突出させて容器１を持ち上げ計量可能とする。容器１に投入された液体が所定値に達した時に液体供給を停止するようにしておけばよい。尚、計量中は、位置決め部材１１は容器１から離しておく必要がある。

上記のようにしてライナー３に決められた量の液体を充填した容器１は保管場所に移送して保管し、必要に応じて搬出、出荷すればよい。各ユーザーは必要な液体を購入して使用することになる。

密封した容器１から液体を取り出すには、クロージャー７を取り外し、図８に示すように、ディスペンスコネクター１９を容器１の口部４にネジ込んで嵌め込む。次に、液体排出パイプ２０をディスペンスコネクター１９を通してライナー３内に挿入し、パイプ２０先端はライナー３の底部近くまで入れる。尚、図面で符号２１はディップチューブであり、パイプ２０とディップチューブ２１とは密な状態で嵌め合わされている。

ディスペンスコネクター１９には気体圧入パイプ２２が接続してあり、このパイプ２２は前記した気体供給装置に連結してある。このような状態でディスペンスコネクター１９内にパイプ２２を通して気体を圧入すると、リテーナー５とネック６間には隙間が形成されるので、気体は容器１とライナー３との間に入ってライナー３の表面に圧力を加える。
その結果、液体はパイプ２０を通して外部に押し出されることになる。

ライナー３を収容した容器１において、容器１の移送工程中でライナー３のリークチェックを自動的に行えるので、時間を短縮して省力化を図ることができる。従って、薬液その他の液体のメーカーでは液体充填作業を効率よく、かつ、経済的に処理することができる。

本発明における液体流通システムの要部を示す正面図である。 キャニスター容器の一例を示す正面図である。 容器の口部を拡大して示す断面図である。 容器点検部の側面図である。 容器点検部の平面図である。 ライナーに気体を圧入する状態を示す断面図である。 ライナーに液体を充填する状態を示す断面図である。 ライナーから液体を排出する状態を示す断面図である。

符号の説明

１ キャニスター容器
２ 容器点検部
３ ライナー（内袋）
４ 容器の口部
５ リテーナー
６ ネック
７ クロージャー（密封用キャップ）
８ ローラコンベア
９ センサー
１０ ストッパー
１１ 位置決め部材
１２ シリンダ
１３ 気体の圧入部材
１４ シリンダ
１５ 流路
１６ 気体圧入用フレキシブルパイプ
１７ 液体充填部
１８ 液体供給ノズル
１９ ディスペンスコネクター
２０ 液体排出パイプ
２１ ディップチューブ
２２ 気体圧入パイプ

Claims (5)

1. キャニスター容器１内に収容したライナー３に液体を充填するに際し、一定の方向に移送される容器１を容器点検部２の所定の位置に固定する工程と、昇降可能な気体の圧入部材１３と容器１の開口口部４とを密に連結する工程と、ライナー３への気体圧入により液体充填が可能かどうかを選別する工程と、液体充填が可能と判断した場合には容器１を液体充填部１７に移送し、ライナー３に所定量の液体を充填する工程とから成ることを特徴とする液体の充填方法。
2. キャニスター容器１内に収容したライナー３に液体を充填する装置において、一定の方向に移送される容器１と、容器１の移送途中に設置した容器点検部２と、液体充填部１７とからなり、容器点検部２には容器１を決められた位置に固定する固定手段と容器１内のライナー３に気体を圧入する手段とを設置するとともに液体充填部１７にはライナー３への液体充填手段を設けたことを特徴とする液体の充填装置。
3. 容器１の固定手段は、容器１を停止させるストッパー１０と、容器１の移送方向両側に設置して容器１の胴部を側面から挟持する一対の位置決め部材１１である請求項２に記載する液体の充填装置。
4. 気体圧入手段は、容器点検部２の上方に昇降可能に設置した適度の弾性を有する圧入部材１３であり、容器１の開口口部４に密に連結可能とした請求項２に記載する液体の充填装置。
5. 液体充填手段は、液体充填部１７の上方に昇降可能に設置した液体供給ノズル１８である請求項２に記載する液体の充填装置。

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