JP2013501616A - 液体分注ノズルのための蒸気シース - Google Patents

Abstract

本開示は、液体分注ノズルの汚損を防ぐための装置を提供する。分注ノズルの端は、ノズルによって分注される同じ溶媒を保有するバンドの中空の内部に配置される。バンド上の溶媒は、リングと分注ノズルとの間の間隙の中に蒸発することにより、分注ノズルの汚損を防ぐ一助となる蒸気シース又は蒸気環境を提供する。

Description

本開示は、ノズル又は類似の装置からの流体の分注を改善するための装置に関する。特に、本開示は、溶媒が蒸発した結果としてノズル端上に堆積した物質によるノズルの汚損又は詰まりを防ぐために、ノズルの分注端の近傍に溶媒蒸気のシースをもたらす装置に関する。

流体分注技術の分野では、キャリア溶媒中に溶解される物質を分注することがしばしば要求される。キャリア溶媒の蒸発を引き起こすことがある多くの環境上の事情がある。キャリア溶媒が蒸発するときに分注ノズルの端で固体物質が形成されることがあるため、これは望ましくない状況をもたらすことがある。この固体物質は、ノズルを汚損し又は詰まらせる。したがって、この問題を克服する装置が必要とされる。

本開示は、ノズル端の近傍での溶媒の蒸発を防ぎ又は最小にする流体分注ノズルのための装置を提供する。

本開示は、分注ノズルの端の周りに配置できる多孔質バンド又は固体バンドを提供する。分注ノズルの中の流体は、対象に送達されるべき成分（例えば、製薬用途では活性薬剤）と、１つ又は複数のキャリア溶媒とを含む。ノズルを通して分注される流体中に存在する同じ１つ又は複数のキャリア溶媒は、以下で説明される方法でバンドに供給される。分注ノズル内の同じ１つ又は複数の溶媒がノズル端の周りの局所環境に蒸気シースをもたらすように、該溶媒でバンドが飽和される又はそれに近い状況がもたらされる。蒸気シースは、ノズル端に位置することができ、及び／又はノズルの分注端を取り囲むことができる。蒸気シースは、ノズル端での溶媒の蒸発を防ぎ、したがってノズルの詰まり又は汚損を防ぐことが判っている。

したがって、一実施形態において、本開示は、流体を対象上に分注するための装置を提供する。装置は、溶媒を含む流体を対象上に放出するための端を有する分注ノズルを備える。装置は、中空の内部と内面とを有するバンドをさらに備える。バンドは、分注ノズルの端が中空の内部にあり、且つバンドの内面と分注ノズルの端との間に間隙が形成されるように配置される。バンドはまた、該バンド上に存在する溶媒を有する。バンド上に存在する溶媒は、前記分注ノズルの端での溶媒の蒸発を防ぐのを補助するべく間隙の中に蒸発する。

本開示の分注ノズル取付け具組立体の分解図である。 十分に組み立てられた、図１の分注ノズル取付け具組立体の斜視図である。 図２の分注ノズル取付け具組立体の上面図である。 図３の線４−４に沿って見た分注ノズル取付け具組立体の断面図である。 本開示のバンドの平面図及び側面図である。 本開示の分注ノズル取付け具組立体のための取付け具の第２の実施形態を示す図である。 図７の取付け具のためのドリップ・ガスケットを示す図である。

図面を参照すると、分注ノズル取付け具組立体１０が示される。組立体１０は、ノズル１２と、バンド２０とを備える。バンド２０は、中空の内部２１と、内面２２とを有する。図示され以下でさらに詳細に説明されるように、ノズル１２は、取付け具３０を通る穴３６の上端に配置され、バンド２０は、ノズル１２の端１４が中空の内部２１の中にあるように、穴３６の下端でカウンタボアの中に取り付けられる。したがって、分注ノズル１２の端１４と内面２２との間に間隙２５が形成される。１つ又は複数の溶媒、及び普通は製剤活性成分又はポリマーのような少なくとも１つの他の成分を含む流体（図示せず）が、ノズル１２を通して、取付け具３０の下部３２を出て、対象（図示せず）上に分注される。

バンド２０は、液体の形態及び後述する方法でノズル１２を通して分注される同じ１つ又は複数の溶媒で飽和される。溶媒（単数又は複数）は、バンド２０を溶媒（単数又は複数）で所望の飽和レベルに保つために、必要に応じて補給される。如何なる理論にも縛られることなく、バンド２０上又はバンド２０中に存在する液体溶媒（単数又は複数）は、内面２２とノズル１２の端１４との間の間隙２５の中に蒸発し、それによって間隙２５中の溶媒（単数又は複数）をより高い蒸気濃度に維持すると考えられる。これは、ノズル１２内の溶媒（単数又は複数）の蒸発を防ぐ一助となり、ひいては上記で解説された詰まり又は汚損問題を防ぐ一助となる。したがって、非常に簡単且つ低価格な装置により、本開示は、分注ノズルの効率を改善する。

図４に示すように、ノズル１２の端１４は、好ましくはドリップ・ガスケット１８（さらに詳細に後述される）の上面よりも下には延びず、バンド２０の中空の内部２１内にとどまるべきである。これは、間隙２５内の溶媒の蒸気圧がノズル１２の汚損を防ぐことを保証する一助となるであろう。しかしながら、本開示はまた、端１４が実際にはドリップ・ガスケット１８の穴１９の中に延びる実施形態も考慮している。

バンド２０は、上記で説明された方法で溶媒を所望の飽和レベルに保持するのに適した任意の多孔質材料で作製することができる。一実施形態において、特に製薬用途において、バンド２０は、ポリプロピレン（ＰＰ）又はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のような多孔質プラスチック材料で作製される。他の適切なポリマーは、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ナイロン−６、ポリウレタン（ＰＥ）、及びＰＥ／ＰＰコポリマーを含む。これらのポリマーは、Ｐｏｒｅｘ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｐｏｒｅｘ．ｃｏｍ／ｐｏｒｏｕｓ＿ｍａｔ．ｃｆｍを参照）から購入できる。

特定の用途に適した材料の種類は、ノズル１２によって分注される溶媒に依存するであろう。例えば、溶媒がアルコール又はアセトンである場合、ＰＴＦＥが特に適している可能性がある。プラスチックは、後述する方法で溶媒がバンド２０の外面２３上に堆積され、且つバンド２０の貫通孔を介してバンド２０の内面２１に移行するように、多孔質体又は焼結体であってもよい。任意の所与の時点で、溶媒は、内面２２、外面２３、又はこれらの組合せ上に存在してもよい。プラスチックが多孔質体である場合、これは、２０％から８０％までの範囲、又はその間の任意の部分範囲の多孔率を有することができる。

別の実施形態において、バンド２０の材料は、所望の方法で（すなわち間隙２５中に所望の蒸気濃度をもたらすことによって）溶媒を保持することができる限り、多孔質である必要は全くない。例えば、少なくとも内面２２上に高い表面粗度を有する固体（すなわち、非多孔質）材料は、バンド２０が湿潤を維持し溶媒が間隙２５中に蒸発できるように、十分な溶媒を内面２２上に保つことができる場合がある。

製剤活性成分を含む場合のような多くの用途では、バンド２０はプラスチック材料で作製される必要がしばしばあるが、本開示は、バンド２０用として他の材料を考慮している。例えば、バンド２０は、同じく多孔質体又は焼結体である金属材料又は繊維性材料で作製することができる。

示された実施形態において、バンド２０は、円形多孔質の環状リングである。特に図４及び図５を参照すると、バンド２０は、ノズル１２が配置される取付け具３０の穴３６の直径に対応する外径ＯＤを有することができる。一実施形態において、外径ＯＤは、約０．３３６インチ〜約０．３７２インチ、又は正確には０．３３６インチ〜０．３７２インチ＋／−該範囲のいずれかの端で０．００５インチとすることができる。バンド２０はまた、約０．２１７インチ〜約０．２１８インチ、又は正確には０．２１７インチ〜０．２１８インチ＋／−該範囲のいずれかの端で０．００５インチの内径ＩＤを有することができる。バンド２０は、約０．２３６インチ〜約０．３２インチ、又は正確には０．２３６インチ〜０．３２インチ＋／−該範囲のいずれかの端で０．０１インチの高さＨを有することができる。環状の厚さＴは、約０．０７７インチ、又は正確には０．０７７インチ＋／−０．００５インチとすることができる。ノズル１２の端１４は、約０．０５０インチ、又は正確には０．０５０インチ＋／−０．００５インチの直径Ｎを有することができる。ノズル１２の端１４は、ドリップ・ガスケット１８の上面よりも上の高さＡとすることができ、それはドリップ・ガスケット１８の上面よりも上に約０．０２４インチ、又は正確には０．０２４インチ＋／−０．００５インチであってよい。

バンド２０の内径とノズル１２との間の間隙２５は、溶媒の蒸気圧又は間隙２５中の蒸気環境が、ノズル１２中又はノズル１２の端１４での溶媒が上述のように蒸発するのを防ぐのに十分であるように、適切にサイズ設定されるべきである。一実施形態において、間隙２５は、ノズル１２の端１４からバンド２０の内面までを測定して約０．０８４インチ、又は正確には０．０８４インチ＋／−０．００５インチの距離Ｇとしてよい。本明細書で用いられる場合、寸法特性に関する「約」という用語は、測定許容差を付加した又は差し引いた記載数を表す。上述の寸法はまた、正確な量とすることができ、例えば、間隙２５は正確に０．０８４インチ、又はバンド２０は正確に０．３２インチの高さＨを有することがある。

上記で説明された寸法は、特定の実施形態のためだけのものであって、任意のサイズのバンド２０が本開示で説明される機能及び特徴を提供するであろうことは強調されなければならない。バンド２０及び間隙２５に関係する適切な寸法は、とりわけ、用いられる溶媒の量と種類及びノズル１２のサイズに依存するであろう。加えて、本実施形態において、バンド２０は、一定の内径ＩＤ、外径ＯＤ、及び厚さＴを有する円形の環状リングであるが、本開示は、間隙２５内に必要な蒸気圧を提供することができる、卵形、四角形、長方形、楕円形などの他の環状の形状もバンド２０として考慮している。

図１、図２、及び図４を再び参照すると、組立体２０は、ノズル１２及びバンド２０よりも下の、取付け具３０の下部３２に接続されたドリップ・ガスケット１８を有することができる。ドリップ・ガスケット１８は、バンド２０から流れ落ちる又はしたたり落ちる溶媒の如何なるオーバーフローをも受けることができる。これは、余分な溶媒が対象基体上に流れ落ちるのを防ぐ一助となる。加えて、ドリップ・ガスケット１８は、溶媒により大きい蒸発面を提供することができ、したがって対象を余分な溶媒のない状態に保ち、且つ間隙２５中の溶媒の蒸気圧に寄与する可能性がある。図１及び図４を参照すると、ノズル１２を出て対象基体に移動する流体がドリップ・ガスケット１８を通過することができるように、ドリップ・ガスケット１８は、ノズル１２の端１４に対応する穴１９をその中に有することができる。幾つかの実施形態において、バンド２０の下面とドリップ・ガスケット１８の上面との間に間隙又は距離を有することが必要な場合がある。これは、ドリップ・ガスケット１８がバンド２０から溶媒を吸い出すのを防ぐであろう。間隙は、図４で見ることができる。

図１、図２及び図４を参照すると、組立体１０はまた、ナット４２及びフェルール４４で取付け具３０に接続することができる溶媒送り管４０を備えることができる。管４０は、バンド２０が所望の量の溶媒を含む状態を維持できるように、溶媒の供給（図示せず）と流体的に連通させることができる。溶媒は、連続流れプロセス又は間欠流れプロセスで、又はスケジュール設定された間隔で溶媒をバンド２０に送達する装置（図示せず）を通して、管４０によってバンド２０の外面２３に送ることができる。一実施形態において、溶媒は、１０〜２０ｕＬ／分の速度で管４０を通してバンド２０に供給される。しかし、多孔質バンドの場合には、溶媒を外面２２に加えることが好ましく且つより容易であるが、本開示は、溶媒をバンド２０の内面２１に同様に加えることも考慮している。

使用時に、バンド２０は、図１に示すように、取付け具３０の下部３２の穴３６の中に配置される。ノズル１２は、１つ又は複数のプランジャ２８で定位置に固定することができる。図３を参照すると、取付け具３０は、１つ又は複数のボルト又はファスナ３７と座金３８でマシンの別の構成要素に接続することができる。ノズル１２は、次いで、所望の用途に用いるために分注流体（図示せず）の供給源に接続することができる。

図６及び図７を参照すると、取付け具３０の代替的設計が示され、且つ符号１３０で参照される。取付け具１３０は、その上面上に分注開口部１１２を有し、それを通してディスペンサ１２の端１４を配置できる。バンド２０は、取付け具１３０の下面に位置する凹部１２０の中に配置できる。取付け具１３０はまた、側部に位置する溶媒分注開口部１４０を有し、それを通して溶媒がバンド２０に送られる。ドリップ・ガスケット１１８は、取付け具１３０の底のガスケットの窪み１１７と合致し、且つこの状態で取付け具１３０に接続される形状（図７に示すように、これは四角形とすることができる）を有する。ドリップ・ガスケット１１８は、ガスケットの穴１１９が取付け具３０に関して上述したように分注開口部１１２とバンド２０の内径に対応するように、取付け具１３０に接続される。上述の特徴以外、取付け具１３０を用いる組立体１０の実施形態は、取付け具３０に関して上述したのと同じ様式で機能する。

組立体１０は、製薬、食品加工用途、又は電子装置用途のような流体を対象に塗布することが望まれる任意の用途に用いることができる。分注される流体の対象は、限定はされないが、金属、プラスチック、ガラス、木材、食品などの任意の表面であってよい。対象はまた、錠剤、カプレット、カプセル、又はバイアルトレイのような製薬用途で用いられる基体であってよい。対象はまた、回路基板のような電子用途で用いられる材料であってよい。対象はまた、バイアルのような開口容器（ｏｐｅｎ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）であってよい。対象はまた、診断装置又は医療装置とすることができる。

バンド２０に供給される液体溶媒に加えて又はその代わりに、溶媒蒸気の流れはノズル１２の周りの領域にポンプで送る又は他の方法で送達することができる。この蒸気の供給は、バンド２０から蒸発する蒸気と概ね同じ方法、すなわちノズル１２上又はノズル１２内の溶媒の蒸発を防ぐためにノズル１２の周りに十分な蒸気環境を提供するのと概ね同じ方法で機能するであろう。適切な安全対策がとられるならば、任意の実施形態において、溶媒の蒸発を強化するために熱を用いることができる。

本開示は、特定の実施形態に特に関連して説明されているが、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく種々の変更及び修正を加えてもよいことは明らかであろう。

Claims (19)

1. 流体を対象上に分注するための装置であって、
   溶媒を含む流体を対象上に放出するための端を有する分注ノズルと、
   中空の内部と内面とを有するバンドであって、前記分注ノズルの端が、前記中空の内部にあり、前記バンドの内面と前記分注ノズルの端との間に間隙を形成するように配置され、且つ前記バンド上に存在する前記溶媒を有する、バンドと
   を備え、
   前記バンド上に存在する前記溶媒が前記間隙の中に蒸発し、前記分注ノズルの端で前記溶媒の蒸発を防ぐのを補助する、装置。
2. 前記バンドが、一定の内径、外径、及び環状厚さを有する円形の環状バンドである、請求項１に記載の装置。
3. 前記バンドが多孔質のプラスチック材料である、請求項１に記載の装置。
4. 前記多孔質のプラスチック材料がポリマーである、請求項３に記載の装置。
5. 前記ポリマーが、ポリプロピレン、又はポリテトラフルオロエチレン、超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン酢酸ビニル、ナイロン−６、ポリウレタン、ポリエチレン／ポリプロピレンコポリマー、及びこれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項４に記載の装置。
6. 前記ポリマーが、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、及びこれらの組合せからなる群から選択される、請求項５に記載の装置。
7. 前記バンドが複数の孔を有し、前記溶媒が、前記バンドの内面上に、前記孔内に、又はこれらの組合せに存在する、請求項１に記載の装置。
8. 前記バンドが約２０％〜約８０％の多孔率を有する、請求項１に記載の装置。
9. 前記バンドが非多孔質材料であり、前記内面が高い表面粗度を有する、請求項１に記載の装置。
10. 前記溶媒が前記内面上に存在する、請求項９に記載の装置。
11. 前記分注ノズルと前記バンドとを保持するための取付け具をさらに備える、請求項１に記載の装置。
12. 前記取付け具が上側開口部と下側開口部とを備える貫通穴を有し、前記分注ノズルが前記穴の上側開口部の中にあり、前記バンドが前記穴の下側開口部の中にある、請求項１１に記載の装置。
13. 前記取付け具が、ドリップ・ガスケットが接続された下面をさらに備え、前記ドリップ・ガスケットが前記バンドからの前記溶媒のオーバーフローを受ける、請求項１２に記載の装置。
14. 前記取付け具に接続された送り管をさらに備え、該送り管が前記溶媒を前記バンドに供給する、請求項１１に記載の装置。
15. 前記バンドが、卵形、四角形、長方形、及び楕円形からなる群から選択される形状を有する、請求項１に記載の装置。
16. 前記バンドからの前記溶媒の前記蒸発を補助するために、熱を加えるための熱源をさらに備える、請求項１に記載の装置。
17. 液体を対象上に分注する方法であって、前記液体は溶媒を含み、
    前記液体を分注ノズルに供給し、該分注ノズルは、前記液体が対象上に分注されるのに通過する端を有しており、
    前記分注ノズルの端をバンドの中空の内部に配置して、前記端と前記バンドの内部の表面との間に間隙を形成し、
    付加的な量の前記溶媒を前記バンドに供給し、前記付加的な溶媒のうちの少なくとも一部を前記間隙の中に蒸発させること
    を含み、前記液体が前記対象上に分注される、方法。
18. 前記溶媒の蒸発を補助するために、前記バンド、前記間隙、又はこの両方に熱を加えることをさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記付加的な量の前記溶媒が前記バンドの外面に適用される、請求項１７に記載の方法。

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