JP2008007119A - 複合容器及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガラスに接触させることが好ましくない収容物であっても安定に収容できると共に、外表面に傷等を生じ難くて充填設備を簡素化でき、しかも、製造が容易な複合容器を提供する。
【解決手段】 開口部１６及び収容部１５が樹脂層１２に囲まれた容器であって、収容部１５を構成する樹脂層１２の側周囲が、ガラス層１１により被覆されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、収容物と接触する接触部が樹脂層により形成されてガラス製の構造体と複合された複合容器と、その製造方法に関する。

ガラス製容器は多くの収容物に対して安定性が高いため多用されている。しかし、収容物の物性によっては、ガラス内表面が劣化されたり、収容物が変質するものも存在することが知られている。例えば、ｐＨが高い液体を収容すると、ガラス内表面が浸食されたり、ガラスフレークスが発生する。薬剤容器の場合、収容された薬剤がガラス内表面に接触することにより、反応により不溶性微粒子が生じることもある。

また、ガラス製容器に変えて合成樹脂製容器が使用されることがある。例えば、薬剤容器としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン等の合成樹脂により製造されたものが知られている。
しかし、合成樹脂製容器は、通常、水蒸気や酸素等に対するバリアー性に劣るため、貯蔵中に収容物の変質を生じ易い。また、ガラス製容器に比べて著しく軽量であるため、多数の容器に収容物を順次充填するような収容物の充填工程では、容器の姿勢を安定に維持し難く、姿勢を維持するための特別な装置等が必要となり、充填設備が複雑化し易い。しかも、ガラス製容器に比べて著しく軟質であるため、容器が他の容器や各工程で他の部材などに接触すると、容易に傷等が生じてしまい、バリアー性を低下し易く、外観品質を低下させ易い。

更に、ガラス製容器の内表面に、収容物に対して安定なシリコーン樹脂等の各種樹脂を薄膜状に被覆した容器も使用されている。このような樹脂の被膜を形成するには、例えば、容器内面にシリコーンオイル等の樹脂組成物を塗布等によりコーティングし、外部から加熱することにより硬化させ、厚さ数μｍ程度の被膜を形成することが行われている。

しかしながら、ガラス製容器の内面に樹脂をコーティングする場合、被膜の厚さが薄いため、微細なピンホール等が発生し易かった。そのような微細なピンホールが存在すると、ピンホールを介して収容物がガラス表面と接触することになり、不溶性微粒子等の発生が起こることがある。しかも、複数回コーテチィングを実施したとしても、十分にピンホールを防止することができる程度の厚さの被膜を得ることは容易でなく、容器の製造に手間を要するという問題点があった。

そこで、本発明は、ガラスに接触させることが好ましくない収容物であっても安定に収容できると共に、外表面に傷等を生じ難くて充填設備を簡素化でき、しかも製造が容易な複合容器を提供することを課題とすると共に、そのような複合容器を容易に製造することが可能な製造方法を提供することを他の課題とする。

上述のような課題を解決する請求項１に記載の複合容器は、開口部及び収容部が樹脂層に囲まれた容器であって、前記収容部を構成する前記樹脂層の側周囲が、ガラス層により被覆されていることを特徴とする。

請求項２に記載の複合容器は、請求項１に記載の構成に加え、前記収容部及び前記開口部を構成する前記樹脂層の側周囲が、前記ガラス層により被覆されていることを特徴とする。

請求項３に記載の複合容器は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記ガラス層に接する前記樹脂層は、２０μｍ以上の厚さを有することを特徴とする。

請求項４に記載の複合容器は、請求項１乃至は３の何れか一つに記載の構成に加え、前記ガラス層は、前記樹脂層より厚いガラス成形体からなることを特徴とする。

請求項５に記載の複合容器の製造方法は、開口部及び収容部を有し、収容物と接触する接触部が樹脂層からなり、前記収容部を構成する該樹脂層の側周囲がガラス構造体により被覆された複合容器の製造方法であって、内部を貫通した中空部を備えた前記ガラス構造体を得る工程と、前記ガラス構造体を成形型内に配置すると共に前記中空部に中子型を配置し、前記成形型又は前記ガラス構造体と前記中子型との間の成形空間に熱可塑性樹脂を射出して成形することにより樹脂層を成形する工程とを備えたことを特徴とする。

請求項６に記載の製造方法は、請求項５に記載の構成に加え、前記ガラス成形体を、前記中空部と共に前記開口部及び前記収容部の側周囲を備えた形状に形成することを特徴とする。

請求項７に記載の製造方法は、請求項６又は７に記載の構成に加え、前記中空部の内表面にシュリンク加工を施した前記ガラス成形体を得て、前記熱可塑性樹脂を成形することを特徴とする。

請求項１又は２に記載の複合容器によれば、収容部を構成する樹脂層の側周囲がガラス層により被覆されているので、収容物がガラスに直接接触することがなく、しかも、樹脂層の側周囲がガラス層で被覆されるだけであるため、樹脂層を肉厚に形成し易い。そのため、ガラスに接触させることが好ましくない収容物であっても安定に収容することが可能である。同時に、樹脂層の側周囲にガラス層を被覆するため、多数回コーティングするような手間がなく製造も容易である。
しかも、収容部の側周囲にガラス層が存在するため、収容部を構成する壁部の外表面の硬度を確保することができ、他の容器や製造設備の各種の部材に接触しても、容易に傷等が発生することがなく、傷等の発生を防止するための特別な設備が不要で充填設備を簡素化することができる。

請求項３に記載の複合容器によれば、ガラス層に接する樹脂層が２０μｍ以上の厚さを有するので、ピンホールの発生を確実に防止し易い。

請求項４に記載の複合容器によれば、ガラス層が樹脂層より厚いガラス成形体からなるので、樹脂製容器に比べて十分な重量を確保することができ、充填設備において容器の安定性がよくて取扱いが容易で、充填設備をより簡素化し易い。

請求項５及び６に記載の製造方法によれば、ガラス構造体を成形型に配置すると共にその中空部に中子型を配置し、成形型又はガラス構造体と中子型との間の成形空間に熱可塑性樹脂を射出して樹脂層を成形するので、収容物と接触する樹脂層を容易に任意の肉厚で成形することが可能で、複合容器の製造が容易である。

請求項７に記載の製造方法によれば、中空部の内表面にシュリンク加工が施されたガラス成形体を用いるので、ガラス成形体と樹脂層との接合強度を確保し易い。

［実施の形態１］
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
図１は、この発明の複合容器である薬液用バイアル瓶を示している。
このバイアル瓶１０は、ガラス層としてのガラス構造体１１と、その内側に配置された樹脂層１２とからなり、底部１３及び胴部壁部１４ａに囲まれた収容部１５と、収容部１５の胴部壁部１４ａから連続する開口壁部１４ｂにより囲まれて収容部１５と外部とを連通する孔からなる開口部１６とを有している。

ガラス構造体１１は、ガラスからなる成形体で、胴部壁部１４ａ及び開口壁部１４ｂの外周側を構成しており、開口壁部１４ｂの外周に胴部壁部１４ａより縮径された縮径部１６ａと、縮径部１６ａより拡径された鍔部１６ｂとが設けられ、内部には一定横断面形状で頂部の開口端面１６ａから底部１３まで貫通する中空部１７が設けられている。
このガラス構造体１１の厚さは特に限定されるものではないが、この実施の形態１では、バイアル瓶１０としての十分な強度を確保できる厚さに形成されており、被覆する樹脂層１２の厚さより厚く形成されている。

樹脂層１２は、胴部壁部１４ａ及び開口壁部１４ｂの内周側と、底部１３とを構成しており、開口部１６のみで開口して収容部１５及び開口部１６を気密に囲むように形成されている。
この樹脂層１２は、胴部壁部１４ａ及び開口壁部１４ｂの全体で、ガラス構造体１１の中空部１７の内表面に密着しており、側周囲がガラス構造体１１により被覆された状態となっている。
なお、底部１３はガラス構造体１１なしで樹脂層１２により構成されている。

この樹脂層１２は、熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂等の熱硬化性樹脂の何れであってもよいが、製造容易の観点から熱可塑性樹脂が好ましい。この熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等、各種の樹脂が挙げられる。医療薬剤用のバイアル瓶１０の場合、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィンなどが好ましい。

この樹脂層１２の厚さは、実質的に全体にわたり厚さが２０μｍ以上であるのが好ましい。このような厚さであれば、ピンホール等の発生を防止して、収容される薬液がガラス構造体１１に接触することを確実に防止し易いからである。
なお、ガラス構造体１１に被覆されていない部位、例えば底部１３の樹脂層１２は、ガラス構造体１１に被覆されている部位の樹脂層１２より厚い肉厚を有するのが好ましい。バリアー性を確保し易いからである。

このようなバイアル瓶１０によれば、収容部１５を構成する樹脂層１２の側周囲がガラス構造体１１により被覆されているので、収容物がガラス構造体１１に直接接触することがない。しかも、ガラス構造体１１が樹脂層１２の底部１３を被覆せずに側周壁側を被覆するので、底部１３側から樹脂層１２を２０μｍ以上の肉厚に容易に形成することが可能である。
そのため、ガラスに接触させることが好ましくない収容物であっても化学的に安定な状態で収容することが可能である。ここでは、ガラスに接触させることが好ましくない収容物とは、ガラスに接触すると、収容物やガラスに変化を生じ易いものであり、例えば、ガラス内表面を浸食するようなｐＨの高い液体や、ガラス内表面に接触すると反応により不溶性微粒子等を生じるような液体などである。

また、収容部１５を構成する樹脂層１２の側周囲がガラス構造体１１により被覆されているので、水蒸気や酸素等に対するバリアー性を確保し易く、収容部１５の収容物の変質を防止し易い。

しかも、収容部１５の側周囲にガラス構造体１１が存在するため、収容部１５を構成する胴部壁部１４ａの外表面の硬度を確保し易い。そのため、製造工程や充填工程において、他の容器や製造設備の各種の部材に接触しても、傷等が発生し難く、バイアル瓶１０を取扱うための特別な設備が不要であり、従来のバイアル瓶に使用されている設備のような充填設備を用いることができ、充填設備を簡素化することができる。
また、外表面がガラスからなるため、バイアル瓶１０の触感品質も確保し易い。

更に、このバイアル瓶１０では、ガラス構造体１１が樹脂層１２より厚いガラス成形体からなるので、ガラス構造体１１の重量によりバイアル瓶１０全体の適度な重量を確保し易い。そのため、充填設備において容器の配置安定性を確保し易く、取扱いを容易にでき、充填設備をより簡素化することが可能である。

次に、このようなバイアル瓶１０の製造方法について説明する。
このような構成のバイアル瓶１０を製造するには、まず、ガラス構造体１１を得る。
例えば、ガラス素材を加熱溶融し、金型を用いた成形をすることにより、図１に示すような外形を有し、内部を貫通した中空部１７が設けられたガラス構造体１１を作製する。

その際、この実施の形態１では、樹脂層１２との密着性をよくするために、シュリンク加工により中空部１７の内表面に細かな凹凸をつける。このシュリンク加工は、例えば次のような工程で実施することができる。金属性のコアピンの表面を予めブラスト処理等により粗面化しておき、中空部１７にこのコアピンを挿入し、ガラス構造体１１とコアピンを加熱する。加熱されるとガラス構造体11は溶融し、コアピンは膨張する。このとき溶融したガラス構造体１１の内表面と膨張したコアピンの粗面化された外表面が接触し、ガラス構造体１１の内表面に凹凸が形成される。次に、ガラス構造体１１とコアピンを冷却する。ガラス構造体１１よりも金属製のコアピンの収縮率のほうが大きいので冷却後ガラス構造体１１から容易にコアピンを抜き取ることができ、内表面が粗面化されたガラス構造体１１を作成することができる。

次に、樹脂層１２を成形する。
図２に示すように、キャビティ型２２ａ、２２ｂにより囲まれるキャビティ内にガラス構造体１１を型面に接するように配置し、ガラス構造体１１の中空部１７内に中子型２３を配置することにより、樹脂層１２に対応する成形空間２４を形成した状態で型締めする。そして、ゲート２５から熱可塑性樹脂を溶融状態で成形空間２４内に射出し、冷却すれば、樹脂層１２を成形することができる。そして、離型することにより、バイアル瓶１０の製造を完了する。

その後、バイアル瓶１０内を洗浄し、薬液を充填し、開口部１６をゴム栓により閉塞し、アルミニウムでゴム栓をカシメ止めし、オートクレーブ処理等で滅菌することにより、薬液入りバイアル瓶１０とすることができる。

このようにしてバイアル瓶１０を製造すれば、ガラス構造体１１をコア型２１及びキャビティ型２２ａ、２２ｂ内に配置すると共にその中空部１７に中子型２３を配置し、ガラス構造体１１と中子型２３との間の成形空間２４に熱可塑性樹脂を射出して樹脂層１２を成形するので、中子型２３の寸法等を調整することで、収容物と接触する樹脂層１２を容易に任意の肉厚で成形することが可能で、バイアル瓶１０の製造が容易である。
また、ここでは、中空部１７の内表面にシュリンク加工が施されたガラス構造体１１を用いているので、ガラス構造体１１と樹脂層１２との接合強度を確保し易い。

なお、上記実施の形態１では、ガラス層として所定の強度を有するガラス構造体１１を用いた例を説明したが、肉厚の薄いガラス層により構成することも可能である。
また、上記では、樹脂層１２として、一部が膜状に形成されているが、厚肉の成形体として形成することも可能である。

［発明の実施の形態２］
図３は、この実施の形態２に係るバイアル瓶１０を示している。
このバイアル瓶３０では、ガラス構造体１１が略円筒状の形状を有して胴部壁部１４ａの外周側を構成し、樹脂層１２が厚肉で開口壁部１４ｂ全体を構成している。また、収容部１５が開口部１６より拡径して収容量が増加されている。その他は、実施の形態１と同様である。

また、このようなバイアル瓶３０を製造するには、図４に示すように、複数に横方向に開閉可能なブロー成形用金型３２ａ、３２ｂを使用する。
まず、ブロー成形金型３２ａ、３２ｂのキャビティ内の底部側に、円筒状のガラス構造体１１を配置する。このとき、ガラス構造体１１の外周面がブロー成形金型３２ａ、３２ｂのキャビティの内壁面に全周にわたり略接するように配置する。

次に、筒状胴部３３と、筒状胴部３３の一端側を閉塞する閉塞部３４と、筒状胴部３３の他端側に形成された開口部３５とを有する熱可塑性樹脂製のパリソン３６をブロー成形金型３２ａ、３２ｂのキャビティ内に配置する。このパリソン３６では、筒状胴部３３の外周がガラス構造体１１の内径より小さいと共に開口部３５寄りの肉厚が厚く形成されると共に、開口部３５端部から閉塞部３４先端までの長さがキャビティの深さより小さく形成されている。パリソン３６をブロー成形金型３２ａ、３２ｂのキャビティ内に配置した状態では、開口部３５がブロー成形金型３２ａ、３２ｂの開口部形成部３２ｃに配置すると共に、筒状胴部３３の開口部３５寄りが開口壁部形成部３２ｄに配置され、筒状胴部３３の残部及び閉塞部３４がガラス構造体１１内部に配置される。

そして、パリソン３６を加熱した状態で、開口部３５側からパリソン３６内に加圧用エアーを吹き込んでパリソン３６を拡大することにより、筒状胴部３３をガラス構造体１１の内周面に密着させて接合一体化すると共に、閉塞部３４をキャビティ底面に密着させ、同時に筒状胴部３３の開口部３５寄りを開口壁部形成部３２ｄに密着させる。
これにより、ガラス構造体１１が胴部壁部１４ａの外周側を構成し、樹脂層１２が厚肉で開口壁部１４ｂ全体と底部１３を構成したバイアル瓶３０を製造することができる。

このようなバイアル瓶３０でも、収容部１５を構成する樹脂層１２の側周囲がガラス構造体１１により被覆されており、また、収容部１５の側周囲にガラス構造体１１が存在しているので、実施の形態１と同様の効果を得ることが可能であり、その製造も容易である。

本発明の実施の形態１の複合容器としてのバイアル瓶を示す縦断面図である。 図１のバイアル瓶を製造するための成形型を示す要部断面図である。 本発明の実施の形態２の複合容器としてのバイアル瓶を示す縦断面図である。 図３のバイアル瓶を製造するための成形型を示す要部断面図である。

符号の説明

１０、３０ バイアル瓶
１１ ガラス構造体
１２ 樹脂層
１３ 底部
１４ａ 胴部壁部
１４ｂ 開口壁部
１５ 収容部
１６ 開口部
１７ 中空部
２２ａ、２２ｂ キャビティ型
２３ 中子型

Claims (8)

1. 開口部及び収容部が樹脂層に囲まれた容器であって、前記収容部を構成する前記樹脂層の側周囲が、ガラス層により被覆されていることを特徴とする複合容器。
2. 前記収容部及び前記開口部を構成する前記樹脂層の側周囲が、前記ガラス層により被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の複合容器。
3. 前記ガラス層に接する前記樹脂層は、２０μｍ以上の厚さを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の複合容器。
4. 前記ガラス層は、前記樹脂層より厚いガラス成形体からなることを特徴とする請求項１乃至は３の何れか一つに記載の複合容器。
5. 開口部及び収容部を有し、収容物と接触する接触部が樹脂層からなり、前記収容部を構成する該樹脂層の側周囲がガラス構造体により被覆された複合容器の製造方法であって、
   内部を貫通した中空部を備えた前記ガラス構造体を得る工程と、
   前記ガラス構造体を成形型内に配置すると共に前記中空部に中子型を配置し、前記成形型又は前記ガラス構造体と前記中子型との間の成形空間に熱可塑性樹脂を射出して成形することにより樹脂層を成形する工程とを備えたことを特徴とする複合容器の製造方法。
6. 開口部及び収容部を有し、収容物と接触する接触部が樹脂層からなり、前記収容部を構成する該樹脂層の側周囲がガラス構造体により被覆された複合容器の製造方法であって、
   内部を貫通した中空部を備えた前記ガラス構造体を得る工程と、
   前記ガラス構造体をブロー成形型の成形空間内に配置すると共に、外周が前記ガラス構造体の内径より小さい熱可塑性樹脂製のパリソンを前記中空部内に配置する工程と、
   前記パリソンを加熱した状態で内部に加圧用エアーを吹き込んで拡大することにより、該パリソンを前記ガラス構造体の内周面に接合して成形することにより樹脂層を成形する工程とを備えたことを特徴とする複合容器の製造方法。
7. 前記ガラス成形体を、前記中空部と共に前記開口部及び前記収容部の側周囲を備えた形状に形成することを特徴とする請求項５又は６に記載の複合容器の製造方法。
8. 前記中空部の内表面にシュリンク加工を施した前記ガラス成形体を得て、前記熱可塑性樹脂を成形することを特徴とする請求項５乃至７の何れか一つに記載の複合容器の製造方法。

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