JP3658013B2 - 容器を密封するためのインサートを取付ける方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、容器を成形して充填し、次いで容器開口部をインサートでふさいで、インサートを囲む保持フランジを有する密封されたパッケージを製造する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
あるタイプの従来の液体容器では、調合開口部がゴム製ストッパを含むインサートで密封される。容器を最初、調合開口部を設けるように成形し、次いで該開口部から容器を充填する。次いで、インサートと、ゴム製ストッパを容器の開口部に位置合わせする。その後に、別の工程で、容器の頂部をインサートの周りのリムまたはフランジとして成形して、インサートおよびストッパを所定の位置に確実に保持する。
【０００３】
上述の従来のパッケージは、医療の応用分野で、ゴム製ストッパを貫通するスパイクまたはカニューラを介する液薬の調合に対応するために利用されている。このパッケージを反転すると、重力による排出が可能になる。この技術は、従来の静脈注射システムで使用することができる。スパイクやカニューラは所望のときにゴム製ストッパから引き抜くことはできない。ゴム製ストッパが容器上の周辺フランジによってパッケージ中に保持されるので、スパイクまたはカニューラによって加えられる引抜き力では、ストッパは外れない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の多段階工程によって製造されるパッケージは所期の目的にはうまく機能するが、この工程を簡単で連続的な手順で実行する改良された製造工程および装置を提供することが望ましい。特に、容器を熱可塑性材料からブロー成形または真空成形し、容器を充填し、クロージャを挿入し、クロージャを容器中に密封するための、単一の装置でのパッケージの製造に対応できる改良されたシステムが提供できれば好都合である。
【０００５】
さらに、そのような改良された製造システムが、密封されたパッケージを比較的高速で生産するように作動できるならば有利である。特に、充填されたパッケージを順次製造し、あるいは各製造サイクルで複数のパッケージを同時に製造するための改良されたシステムを提供することが望ましい。
【０００６】
最後に、複数の構成要素を有する複合インサートを含む、様々な異なるタイプのインサートに対応できる、改良された製造システムを提供することが望ましい。
【０００７】
本発明は、上述の利点および特徴を有する設計に対応できるパッケージを製造する方法および装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のシステムは、製品を充填され、かつインサートの一部分の上を延びる容器と一体のフランジによって保持されたインサートで密閉された、密封された成形容器を１回の連続操作で製造する。
【０００９】
本発明のシステムは、貫通可能なインサートを容器中に密封して保持する上で非常に効果的な、貫通可能でもよい、インサート上の容器上のフランジを提供する。この改良されたシステムは、様々な形を有する複数の構成を含む複合インサートを含む、異なるタイプのインサート設計に容易に適応する。これを達成するには、熱可塑性パリソン部分をインサートの周りに押し付けて、熱可塑性材料のビードをインサートのリムまたは頂部端縁の周りに形成する。次いで、形成されたビードを平らにしてインサートと密に接触する半径方向内側に延びるフランジにする。
【００１０】
本発明の方法では、容器へのアクセス開口部を維持しながら容器本体部分を形成するように熱可塑性材料のパリソンを成形する。次いで、容器本体部分に製品を充填し、インサートをアクセス開口部内に位置決めする。次いで、パリソンをインサートに半径方向内側に押し付け、同時に、熱可塑性材料のビードをインサートの周りにかつインサートに隣接して形成する。ビードをインサートに当てて容器本体部分の軸方向に恒久的に変形させて、成形された容器上でインサートを保持するための、半径方向内側に延びるフランジをインサートの一部上に形成する。
【００１１】
本発明の装置では、所定の構成を有する容器本体部分へのアクセス開口部を維持しながら押出しパリソン・セグメントを容器本体部分に変形させるための、可動モールド部品によって構成された成形手段を提供する。この装置は、容器本体部分に製品を充填するための充填手段と、インサートをアクセス開口部内に配置して固定するための位置決め手段とを含む。
【００１２】
この目的のために、装置中の半径方向押圧手段は、パリソン・セグメントをインサートに半径方向内側に押し付けて、インサートに隣接する熱可塑性材料のビードを成形し、軸方向押圧手段は、成形されたビードをインサートに当てて容器本体部分の軸方向に恒久的に変形させて、フランジをインサートの一部上に形成する。形成されたフランジは、インサートを容器上で保持し、インサートの形状に応じて密封効果に貢献することもできる。
【００１３】
非常に効率的なブロー成形技術、充填技術、および密封技術を本発明の斬新な方法および装置で効果的に使用することができる。この方法および装置を使用して、高生産率で、かつ良好な密封一体性および良好なインサート保持を提供するように、パッケージを製造することができる。さらに、本発明の改良された方法および装置は、実質的に一様な特性をそのような密封されたパッケージに一貫して提供することができる。
【００１４】
本発明の他の多数の利点および特徴は、本発明の詳細な説明、請求の範囲、および添付の図面から容易に明らかになろう。
【００１５】
本発明は、貫通可能な容器、調合ノズルを装備された容器、および同様の液体含有パッケージを生産するためにブロー成形装置または真空成形装置で使用されるような成形技術、充填技術、および密封技術を組み込んだ効果的な方法を提供する。本発明の方法および装置は、パッケージを一貫して一様な方法で高一体性シールによって成形するために比較的高い生産率で使用することができる。
【００１６】
本発明では、多数の異なる形の実施例が可能であるが、本明細書および添付の図面は、いくつかの好ましい特定の形だけを本発明の例として開示している。しかし、本発明はそのように記載された実施例に制限するものではない。本発明の範囲は添付の請求の範囲で規定されている。
【００１７】
図面に示した構想された装置の実施例は、当技術分野で既知であり、当業者にはそのようなものとして認識される、機械的要素の細部を示す。そのような要素の説明は、本発明を理解するために必ずしも必要ではない。したがって、本明細書では本発明の新規な特徴の理解を容易にするのに必要な程度にのみそのような要素を説明する。
【００１８】
【実施例】
本発明によって製造できる１つのパッケージ・タイプが図１に示され、符号２０で表されている。この一般的なタイプのパッケージは事前に、あまり効率的でない従来の多段階製造工程で製造してある。
【００１９】
パッケージ２０は、インサート３０で密封されたアクセス開口部２４を形成する本体部分を有する容器２２を含む。容器２２は通常、高密度ポリエチレン、底密度ポリエチレン、ポリプロピレンなどの適当な熱可塑性材料から成形する。一部の医療応用分野では、容器２２は希望に応じて透明であっても半透明であってもよい可橈性壁構造を有する。静脈注射溶剤や注射可能薬剤などの液剤は、インサート３０によって容器２２内に密封される。
【００２０】
インサート３０は、シングル・コンポーネントでも、図１ないし図４に示したツー・パートなどのマルチコンポーネントでもよい。インサートは、様々な異なる形を有することができる。図１ないし図４に示したツーピース・インサートは、そのような形の一例にすぎない。
【００２１】
図２に示したように、インサート３０は下部カップ３４で受け止められる貫通可能なゴム製ストッパ３２を含む。カップ３４自体は、容器２２の材料および容器中に含まれる製品に適合する適当な熱可塑性材料から成形することができる。ストッパ３２は、任意の所望の構成を有することができ、一体的なインサート３０を形成するようにカップ３４中に熱可塑性エラストマから鋳造または成形することができる。
【００２２】
カップ３４と容器２２とは通常、異なる熱可塑性材料から製造する。通常、カップ３４を使用して、容器の内容物をゴム製ストッパ３２から分離する。インサート３０と容器２２の間の密封シールの形成を向上するように、カップ３４に使用する熱可塑性材料を選択することもできる。
【００２３】
一部の応用分野では、容器を密封するために、ストッパ３２をカップ３４なしで単独で設けることができる。もちろん、そのような設計では、ストッパ材料は、容器の内容物によって悪影響を受けず、容器２２の壁との効果的なハーメティック・シールを形成する、タイプでなければならない。
【００２４】
容器２２は、図１に示した内側に延びる上部フランジ３８を含む。フランジ３８は、インサート３０を容器上で保持するようにインサート３０の外側周辺部分上を延びている。保持機能はさらに、図１に示したように、フランジの一部４０をインサート３０中に埋め込むことによって向上することができる。この目的のために、図３に示したように、インサートゴム製ストッパ３２の上向き表面は、容器フランジ埋込み部分４０を受け止めるための円形溝４２を形成している（図１）。しかし、図３に示したストッパは本発明の一部ではない。
【００２５】
パッケージ２０は、まず容器２２を成形し、次いで他の製造工程で容器を充填し、インサートを装着し、容器の頂部をインサート上に成形することによって製造できるが、これは面倒であり、時間がかかる。本発明は、そのようなパッケージをより効果的かつより効率的に製造するための改良されたシステムを提供する。本発明のシステムによって、容器を実質的に連続的な工程で成形し、充填し、かつ適切に密封できる単一の装置で容器成形技術を使用することができる。
【００２６】
本発明の装置は容易に、米国特許第４７０７９６６号で詳細に記載された成形−充填−密封機構と共に使用することができる。その特許の教示は、本発明に関連しかつ矛盾しない程度に、引用によって本明細書に合体されている。引用の都合上、かつ引用を容易にするために、本明細書でも、米国特許第４７０７９６６号で使用されたのと同じ符号を使用して同じまたは類似の構成要素および機構を表す。
【００２７】
図５で示した成形−充填−密封機構のシール・モールド３０８および３１０は、押出しパリソン２００をインサート３０に押し付けて、インサートに隣接するビード４７０を形成するように内側に移動可能である。次に、図６に示したように、真空通路４０６を備えたインサート・ピックアップ・チューブ４０４上のラムまたはクリップ・リング４２２をアクチュエータ４１０によって下降させて、ビード４７０をインサート３０の頂部に当てて変形させ、インサート３０を容器上で保持するためのフランジ４７８をインサート３０の頂部上に成形する。
【００２８】
各インサート３０を容器パリソン内に密封するために取り上げて位置決めすることは、当技術分野で知られたように、適当な挿入アセンブリを適切に移動することによって行う。
【００２９】
適当な従来のシステムを使用して、モールド・アセンブリを往復運動させ、挿入アセンブリおよびそれに関連するブロー成形充填マンドレルを位置決めすることができる。そのようなシステムの詳細な設計は本発明のいかなる部分も形成しない。
【００３０】
容器本体部分を既知の方法で成形して充填した後、図５に示したように、インサート３０を容器本体部分の開口部に位置決めする。次に、実質的に耐漏洩性のシールを提供でき、引抜き力や他の取外し力に抵抗する特有の方法でインサート３０を所定の位置に固定することに関して、本発明の方法の好ましい手順を詳細に説明する。
【００３１】
最初にインサート３０をパリソン２００のショルダ４６２上の置くと、パリソンはインサート３０の外側周辺側面からわずかに離れる。これによって、インサート３０の最初の挿入に適応するためのすきまが形成される。
【００３２】
次いで、モールド・アセンブリのシール・モールド３０８および３１０を内側に移動すると（図５）、パリソンがインサート３０の周辺垂直側面に押し付けられる。パリソンをインサート３０に半径方向内側に押し付け、それによって、インサート３０の頂部端縁上に押し上げられ、該端縁を囲む、ビード４７０を形成する。通常、パリソン材料のビードは、インサート３０に隣接する。
【００３３】
次に、プランジャまたはクリンプ・リングが下降してビード４７０に当たるように挿入アセンブリ・アクチュエータ４１０を操作する。図６に示したように、この操作によって、ビードがインサートの頂部に当たって恒久的に変形され、インサート３０を容器上に保持するための、図１中のフランジ３８に類似のフランジ４７８が形成される。この方法の好ましい形では、クリンプ・リングまたはラム４２２がビードをインサート３０に当てて容器本体部分の全体的な軸方向に変形させる。同時に、フランジ４７８の一部がインサート・ストッパ３２の頂部表面の周辺溝４２に埋め込まれる。フランジ部分４８０をストッパ溝４２に成形埋込みすると、通常ならストッパ３２またはそれに関連するカップ３４、あるいはその両方を外す傾向がある力に対してはるかに効果的に抵抗するかなり強い保持構造が提供される。
【００３４】
クリンプ・リング４２２によって、パリソン・ビード４７０を、挿入されたストッパなどに押し付けることは、容器本体と一体な保持フランジまたはリムを形成する上で非常に効果的である。保持フランジは、一貫した方法で所望の厚さに形成することができる。これは、従来、シール・モールド・アセンブリの各部分によって、または二次工程で、軟化した容器本体材料をインサート３０の頂部上に半径方向内側に押し当てるだけでは、効果的な保持リムをインサート３０上に形成できなかったことと対照的である。そのような試みでは、典型的な引抜き力に耐えるのに十分な厚さの一様なリムは提供されない。
【００３５】
クリンプ・リング４２２を下降させて４７８を形成した後、部分真空をシール・モールド半体３０８および３１０の各部分に引き込む。この目的のために、ポート４８２（図６）を介して減圧を加えることによって、パリソン２００をさらに半径方向外側にかつシール・モールド半体３０８および３１０に対抗して引っ張る。モールド装置は、短い「ドウェル」期間中に、各構成要素を図６に示す配向に維持して、熱可塑性材料をある程度冷却できるようにする。
【００３６】
フランジ４７８などのフランジをインサート３０上に形成した後、各クリンプ・リング４２２を、引き込まれた位置、すなわち、実質的に図５に示したクリンプ・リング４２２の位置まで引き上げるようにインサート・アセンブリ・アクチュエータを操作する。この時点で、モールド・アセンブリを開く（図７）。これによって、成形され、充填され、密封されたパッケージ２０を適当な従来の装置によってモールド・アセンブリから取り外して運び出すことができる。
【００３７】
下部主モールド半体３０２および３０４を最初に開くことが好ましい。次いで、シール・モールド半体３０８および３１０を真空グリッパ３１２および３１４と共に開く。シール・モールド半体およびグリッパを開くと、それらのモールド・アセンブリ構成要素に引き込まれていた部分真空が終了する。
【００３８】
図７に示したように、パリソンの上部２００Ａは、形成された保持フランジ４７８の上部周縁から延びている。このモールドの鋳ばり(flash) は従来の鋳ばり除去技術によって容易に取り外すことができる。図６で見られるように、伸長する鋳ばりの底部は、非常に薄いリング状の材料だけによってフランジ４７８に接続されている。このリングは従来の鋳ばり除去工程中に容易に破壊される。
【００３９】
図７に示したように、パッケージ２０も最初は、下向きに突き出る鋳ばり４８２と共に形成される。この鋳ばりは従来の鋳ばり除去工程で同様に取り外すことができる。必要であれば、鋳ばりをパッケージ２０用のハンガなどに変形することもできる。
【００４０】
図８および図９は、関連するが、いくぶん異なる方法でのパッケージ２０の製造を示す。この形の方法によれば、下部主モールド半体３０２Ａおよび３０４Ａは、インサート３０を受け止めるための浅い凹部を上部表面に有していない。その代わり、主モールド半体３０２Ａおよび３０４Ａは、容器本体部分のブロー成形および充填中にブロー成形充填マンドレルによってパリソンが押し付けられる平坦な上部表面４６４Ａを有する。
【００４１】
シール・モールド半体３０８Ａおよび３１０Ａの下部は、挿入アセンブリ・ピックアップ・チューブ４０４によってインサート３０をシール・モールド半体中に下降させるときにパリソンが位置決めされるショルダまたは凹部４８８Ａを形成する。最初は、インサートの垂直周辺側面の周りにすきまを設け、シール・モールド半体内でのインサート３０の最初の配置に適応するように、シール・モールド半体３０８Ａとシール・モールド半体３１０Ａとの間隔が図８に示したよりも離れている。次いで、シール・モールド半体３０８Ａとシール・モールド半体３１０Ａが、図８に示した位置へ接近させられる。これによって、パリソンがインサート３０に半径方向内側に押し付けられ、インサート３０に隣接するパリソンから熱可塑性材料のビード４７０が形成される。図のように、ビード４７０はインサート３０の頂部端縁に当てて形成することが好ましい。
【００４２】
次いで、クリンプ・リング４２２をビード４７０に当てて下降させるように挿入アセンブリ・アクチュエータを操作する（図９）。これによって、ビードがインサート３０に当たって恒久的に変形し、フランジ４７８がインサート３０の一部上に形成される。冷却のための適当なドゥエル期間の後に、クリンプ・リング４２２を上向きに引き込ませ、主モールド半体３０２Ａと３０４Ａを開く。部分真空が終了したときにシール・モールド半体３０８Ａおよび３１０Ａをパリソン・グリッパ３１２および３１４と共に開く。
【００４３】
したがって、図８および図９に示した方法および装置の形式によって製造されるパッケージは、従来のパッケージに非常に類似している。しかし、図８および図９に示した方法および装置の代替形式では、インサート３０を完全に上部シール・モールド半体内に密封して、生産される容器のネック部分にしている。
【００４４】
本発明の方法および装置の様々な形を、ゴム製ストッパ３２および熱可塑性カップ３４を備えた複合インサート３０の図面に関して説明した。しかし、他の形式のインサートを、本発明によるパッケージに設置できることが理解されよう。
【００４５】
たとえば、ストッパ３２などのストッパをカップ３２なしでパッケージに設置することができる。しかし、受けカップ３４をゴム製ストッパと共に使用すると、場合によっては強度がより高い保持構造を提供することができ、ストッパが容器の内容物から分離される。特に、使用する材料および工程温度に応じて、受けカップ３４の熱可塑性材料を少なくとも部分的に溶解し、または他の方法で、容器開口部を形成するパリソンと一体化することができる。冷却時に、実質的に併合された構造または単体の構造がカップおよび容器上部壁から形成される。必要に応じてさらに密封を高めるように、リブ、フィン、溝などを受けカップの外側周辺表面に設けることができる。
【００４６】
また、インサートの容器への密封を、超音波加熱などの他の技術によって高めることができる。
【００４７】
成形され、充填され、密封されたパッケージの鋳ばりを除去した後、接着剤が裏面に付けられたフォイル・シールを、所望なら、保持フランジ４７８の外側を向く表面に付けてインサート３０の外部表面を保護被覆で完全に覆うことができる。
【００４８】
本発明の前記詳細な説明およびその図面から、本発明の新規な概念または原理の趣旨および範囲から逸脱することなく多数の変形および修正を行えることが容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】複合間インサートで密封されたパッケージの部分断面部分立面図である。
【図２】組み立てる前のインサートを構成する２つの構成要素の大幅に拡大した立面図である。
【図３】インサートの頂部の斜視図である。
【図４】内部の細部を示すためにインサートの一部を切り取った、インサートの底部の斜視図である。
【図５】インサートに半径方向に当たって熱可塑性材料のビードを形成するシール・モールドを示す、さらに拡大した断面図である。
【図６】ビードを半径方向内側に延びるフランジに変形しながら下向きに伸ばされる位置のクリンプ・リングまたはラムを示す、図５に類似の図である。
【図７】本発明を実施しながら、密封された成形パッケージを解放するための、開放され引き込まれた成形位置を示す図である。
【図８】インサートがシール・モールド中の主モールド上に配設された代替実施例を示す、図５に類似しているが縮小された図である。
【図９】図８の代替実施例を縮小して示し、下向きに延びた位置のクリンプ・リングを示す、図６に類似の図である。
【符号の説明】
２０ パッケージ
２２ 容器
３０ インサート
３２ ゴム製ストッパ
３４ カップ
３８ フランジ
４２ 円形溝
３０８ シール・モールド
２００ 押出しパリソン
４０４ インサート・ピックアップ・チューブ
４０６ 真空通路
４１０ アクチュエータ
４２２ ラムまたはクリンプ・リング
４７０ ビード

Claims (9)

1. 容器本体部分へのアクセス開口部を維持しながら容器本体部分を形成するように熱可塑性材料のパリソンを成形するステップと、
   前記容器本体部分に製品を充填するステップと、
   円形の溝を有するインサートを前記アクセス開口部内に位置決めするステップと、
   前記パリソンを前記インサートに半径方向内側に押し付けて、前記熱可塑性のビードを前記インサートの周りに形成するステップと、
   前記ビードを前記インサートに当てて恒久的に変形させて、前記インサートを前記容器上で保持するためのフランジを前記インサートの一部上に形成するステップとを備えており、
   前記ビードを恒久的に変形させる前記ステップは、熱可塑性材料が前記溝に入るように前記ビードを前記インサートの頂部の一部に当てて軸方向下向きに押し付けることを含むことを特徴とする、パッケージの形成方法。
2. 前記パリソンを押し付ける前記ステップが、モールド・パーツを前記インサートの一側面に半径方向内側に当てて前記パリソンを押し込むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記ビードを恒久的に変形させて前記フランジを形成するステップが、前記フランジの一部を、前記インサートによって形成された凹部に埋め込むことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記パリソンを押し付ける前記ステップが、前記ビードを前記インサートの頂部端縁に隣接して形成するように行われることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
5. 閉鎖されたモールド・パーツ上に位置する上部モールド・パーツの間のパリソンの残りの長さに開口部を維持しながら、容器本体部分を、閉鎖された下部モールド・パーツの間に形成するように、上部熱可塑性パリソンの中空のセグメントを成形するステップと、
   前記容器本体部分に製品を充填するステップと、
   円形の溝を有するインサートを前記容器本体部分上の前記パリソン内に位置決めするステップと、
   上部モールド部品を閉鎖して前記パリソンを前記インサートに半径方向内側に押し付けて、熱可塑性材料のビードを前記インサート側面の頂部の周りに形成するステップと、
   プランジャを前記インサートの頂部上の前記ビードに軸方向下向きに押し付けて、フランジを前記インサートの頂部上に形成すると共に前記溝に熱可塑性材料を入れ、容器を密封して前記インサートを前記容器上に保持するステップとを備えることを特徴とする、パッケージの形成方法。
6. 容器本体部分へのアクセス開口部を維持しながら熱可塑性材料のパリソンを容器本体部分に形成するための成形手段と、
   円形の溝を有するインサートを前記アクセス開口部内に位置決めするための位置決め手段と、
   前記パリソンを前記インサートに半径方向内側に押し付けて、前記熱可塑性材料のビードを前記インサートの周りに形成するための半径方向押圧手段と、
   前記ビードを前記インサートに当てて容器本体部分の軸方向に恒久的に変形させて、前記インサートを前記容器上で保持するためのフランジを前記インサートの一部上に形成するための軸方向押圧手段とを備えており、
   前記軸方向押圧手段は、熱可塑性材料が前記溝に入るように前記ビードを前記インサートの頂部の一部に当てて軸方向下向きに押すための中空スリーブとして構成されたラムを含むことを特徴とする、パッケージの形成装置。
7. 容器本体部分へのアクセス開口部を維持しながら熱可塑性材料のパリソンを容器本体部分に形成するための成形手段と、
   円形の溝を有するインサートを前記アクセス開口部内に位置決めするための位置決め手段と、
   前記パリソンを前記インサートの一側面に押し付けて、前記熱可塑性材料のビードを前記インサート側面の頂部端縁上に形成するための半径方向押圧手段と、
   前記ビードを前記インサートの頂部に当てて恒久的に変形させて、前記インサートを前記容器上で保持するためのフランジを前記インサートの頂部上に形成するための軸方向押圧手段とを備えており、
   前記軸方向押圧手段は、熱可塑性材料が前記溝に入るように前記ビードを前記インサートの頂部の一部に当てて軸方向下向きに押すための中空スリーブとして構成されたラムを含むことを特徴とする、パッケージの形成装置。
8. 前記半径方向押圧手段が、前記パリソンを前記インサートの一側面に半径方向内側に押し付けるための上部モールド・パーツを含むことを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 前記スリーブが、前記ビードに係合するための環状端部壁を備え、
   前記端部壁がそれ自体に円周溝を形成することを特徴とする、請求項７又は８に記載の装置。

Images