JP4387761B2 - フィルムバッグ - Google Patents

Description

本発明は、対向する２枚のフィルムの周辺をシールして構成されるフィルムバッグに関する。さらに詳しくは、液体を充填した後での形状安定性に優れたフィルムバッグに関する。

例えば、点滴に使用する薬液を収容する医療用容器として、従来のガラス製容器に替えて、重量が軽く取扱いが容易なポリエチレンやポリプロピレンなどをベースにした合成樹脂製容器が使用されるようになった。特に近年は、廃棄物処理の問題により、廃棄体積の小さなフィルムバッグが市場で好まれるようになっている。

ポリエチレンやポリプロピレン製の容器のうち、自立型のリジット（硬質）容器は、胴部剛性が高いので、容器の洗浄工程から薬液充填、密栓、滅菌、検査工程などの製造ライン中で常に自立した状態で取り扱えるという利点がある。一方、胴部の剛性が小さいフィルムバッグは、廃棄時の体積が小さくて便利な反面、製造ラインでは自立できないため、口部栓体の付け根に設けた吊下げ穴や、点滴時の吊下げ穴を利用した吊下げラインにより製造しなければならない。

ところが、フィルムバッグはその柔軟性が高いが故、吊下げラインにおいて薬液が充填されると、薬液の自重水圧のためバッグ下方が水滴状に膨れて著しく変形してしまう。また、胴部両サイドの下方稜線が内側に折れて、底部シール部の両サイドが上方に跳ね上がり、かつ、底部シール部のほぼ中央が折れ曲がる、という現象が生じる。

このような胴部の水滴状変形やバッグ底部周辺の折れ曲がり変形が生じると、バッグの吊下げライン上において、膨らみ部がライン上の機器やガイドとの擦れや、引っ掛かりを起こしやすく、傷やピンホール発生の原因になる。また、異物混入等の検査装置においては、胴部厚みのバラツキや、バッグ下方に集中する折れ曲がりによるバッグ投影形状の不安定さに起因して、良否判定に誤差を生じる原因になるという問題点があった。

以上のように、従来のフィルムバックにおいては、その柔軟性が災いして、例えば吊下げによる製造ラインにおいて、薬液充填後のバッグ形状が一定せず、これに起因した種々の問題が生じていた。

さらに製造後においても、一旦、折れ曲がったフィルムバッグは折れ癖がつくため、形状を修正しても、再び同一の位置で折れ曲がり易く、最終製品の梱包時のフィルムバッグ形状が一定せず、梱包に支障をきたしたり、場合によってフィルムバッグの折れ曲がった部位が梱包体と擦れてピンホールを生じたりするなどの問題があった。

輸液収容時における膨らみを制限できるバッグとして、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。

実開昭５４−１５９７９３号公報（図１〜図３）

上記特許文献１の図１および図２に示された構成では、バッグを構成する２枚のフィルムの内表面に、両フィルムが過度に離隔しないようにリボンを溶着している。また、図３に示された構成では、２枚のフィルムをその周辺のみならず内部領域においても溶着することで、両者が過度に離隔しないようにしている。

上記特許文献１に開示された構成は、いずれも、輸液収容時のバッグの膨らみを制限する上では有効であるが、その構成が複雑になり、製造工程数の増加、あるいはそれによる製造コストアップといった問題が残る。

本発明は、上記問題を有効に解決するために創案されたものであって、薬液を充填した状態で吊り下げた場合にも形態安定性が高く、しかも構造が簡単なフィルムバッグを提供することを目的としている。

本発明のフィルムバッグは、対向する２枚のフィルムシートの周囲をシールして構成される収容室を備える。そして、バッグ吊下げ時にほぼ鉛直方向に延在する収容室両側の２つの側方シール部が、その下端から測ってほぼ同一の鉛直方向高さ位置において、バッグ内側へ向かって突出する凸シール部を有して幅広に構成されたことを特徴としている。

上記構成を有する本発明のフィルムバッグでは、側方シール部に凸シール部を設けているため、バッグ吊下げ状態で液体を充填した場合のバッグ両サイドの折曲がりは、当該凸シール部の箇所に集中して生じる。
したがって、バッグ毎の変形のバラツキをなくすことができ、その結果、異物混入検査における良否判定精度を高めることができる。

また、凸シール部の箇所においては、側方シール部が幅広になっているため強度が増す。つまり、液体が充填された場合、バッグの胴部は水圧によって厚み方向に膨らもうとするが、側方シール部の強度が高い分だけ当該膨出に対する抵抗力が増し、その結果、膨出変形を小さく抑えることができる。
したがって、製造ライン上の機器やガイドとの擦れや引っ掛かりを防止して、ピンホール発生を低減することができる。

さらに製造時の変形のバラツキを抑えることができる結果、不規則な折れ癖が生じず、最終製品の梱包時のフィルムバッグ形状が一定になり、梱包作業が容易になると共に、梱包体との摩擦によるピンホール発生も防止することができる。

なお、本発明のフィルムバッグは、医療用の輸液バッグとして好適であるが、それに限定されるものではなく、例えば、飲料その他を収容するバックに適用することもできる。

本発明の実施形態を添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る輸液バッグ１０を示す正面図である。

輸液バッグ１０の構成
輸液バッグ１０は、対向する２枚のフィルムシートの周囲をシールして構成された薬液収容室３０を備えている。輸液バッグ１０は、後に説明する吊下げラインにおいて、図１に示す姿勢で吊り下げられる。
この吊下げ姿勢において、薬液収容室３０は、その両側でほぼ鉛直方向に延在する側方シール部１２、１３と、水平方向に延在する上辺シール部１１および底辺シール部１４と、によって周囲をシールされている。
上辺シール部１１には口部２０が設けられ、底辺シール部１４には点滴時に利用される吊下げ孔１５が設けられている。
両側方シール部１２、１３は、それぞれ、同一の鉛直方向高さ位置（Ｔ）において、バッグ内側へ向かって突出する凸シール部１２ａ、１３ａを有している。すなわち、凸シール部１２ａ、１３ａの箇所では、シール領域が幅広となっている。詳しくは後述するが、この凸シール部１２ａ、１３ａの存在により、薬液充填後におけるバッグの形状安定性を高めることができる。

製造ライン
輸液バッグ１０には、大略的に説明すると、次のような製造ライン上で薬液が充填される。すなわち、薬液が充填される前の多数の輸液バッグ１０を、口部２０を掴んで吊下げる吊下げライン上で移動させ、順次、口部２０から薬液を充填する。次いで、口部２０をゴム栓等で密栓した後、同様の吊下げ状態のまま異物混入検査ラインへと各バッグを移動させる。
なお、輸液バッグ１０は、実際の点滴に使用する場合には、図１の状態から上下を逆にし、吊下げ孔１５を利用して吊下げる。そして、下を向いた口部２０に点滴用チューブが連結される。

凸シール部１２ａ、１３ａの存在による形状安定性の向上
輸液バッグ１０では、側方シール部１２、１３に凸シール部１２ａ、１３ａを設けることで、薬液充填後におけるバッグの形状安定性を向上させている。このことを、凸シール部１２ａ、１３ａを有していない従来の輸液バッグと比較して、以下に説明する。
図２（ａ）は凸シール部１２ａ、１３ａを設けていない従来の輸液バッグ５０を、図２（ｂ）は凸シール部１２ａ、１３ａを設けた本発明の輸液バッグ１０を、それぞれ、口部２０を掴んで吊り下げ、薬液を充填した後の状態で示している。一般に、フィルムバッグは柔軟性が高いので、薬液を充填した後においては、薬液の自重水圧によりバッグ下方が水滴状に膨出し、バッグの側辺が内側に折れ曲がってしまう。このことは、本発明の輸液バッグ１０においても、従来の輸液バッグ５０においても同じである。

しかしながら、凸シール部１２ａ、１３ａを有しない従来の輸液バッグ５０においては、（１）バッグ毎に側方シール部１２、１３上の折曲がり箇所が一定しない、（２）側方シール部１２、１３の強度が低いため折曲がりが大きく、底辺シール部１４も折れ曲がり、膨出量が大きくなってしまう、といった問題がある。
これらの結果として、輸液バッグ５０の吊下げライン上において、膨らみ部がライン上の機器やガイドとの擦れや、引っ掛かりを起こしやすく、傷やピンホール発生の原因になる。さらには、異物混入検査においては、胴部厚みのバラツキや、バッグ下方に集中する折れ曲がりによるバッグ投影形状の不安定さに起因して、良否判定に誤差を生じる原因となってしまう。

また製造後においては、一旦、折れ曲がったフィルムバッグは折れ癖がつくため、形状を修正しても、再び同一の位置で折れ曲がり易く、最終製品の梱包時のフィルムバッグ形状が一定せず、梱包に支障をきたしたり、場合によってフィルムバッグの折れ曲がった部位が梱包体と擦れてピンホールを生じる原因となる。

これに対して、本発明の輸液バッグ１０においては、側方シール部１２、１３に凸シール部１２ａ、１３ａを設けている（図１参照）ので、側方シール部１２、１３上での折曲がりは、必ず、凸シール部１２ａ、１３ａの箇所において生じる。これにより上記問題（１）が解消される。
また、凸シール部１２ａ、１３ａの箇所においては、シール領域が幅広となっているので側方シール部１２、１３の強度が高まり、薬液の自重水圧に対して折曲がり度合いが小さくなるため、フィルムバッグの膨出量も小さくなる。これにより上記問題（２）が解消される。

３種類の寸法形状を有するフィルムバッグＡ、Ｂ、Ｃについて、凸シール部１２ａ、１３ａの突出高さ（Ｈ）および鉛直方向高さ位置（Ｔ）を種々変更したものを作成して、注射用水５００ｍｌを充填し、その場合の膨出具合および底辺折れの具合を比較した。
なお、本発明において、鉛直方向高さ位置（Ｔ）は、側方シール部１２、１３の下端から測った高さであり、その場合の下端とは、薬液収容室３０の左右の下方コーナ（図４中の点Ｃ１またはＣ２）を意味している。このことは、図５や図６に示した６角形を基本とした薬液収容室３０の場合でも同じである。また、両凸シール部１２ａ、１３ａの高さ位置（Ｔ）は実質上同一である。

バッグＡおよびＣは、図３（ａ）に示す寸法形状を有している。すなわち、薬液収容室３０の全幅が１３８ｍｍ、サイド高さが１８５ｍｍ、口部の高さが１９５ｍｍで、５角形を基本とした形状である。
なお、バッグＡは、厚さ２５０μｍのポリエチレン多層フィルムで構成されており、バッグＣは、厚さ２１０μｍのポリプロピレン多層フィルムで構成されている。

バッグＢは、図３（ｂ）に示す寸法形状を有している。すなわち、薬液収容室３０の全幅が１３８ｍｍ、サイド高さが１８５ｍｍ、口部の高さが２０５ｍｍで、６角形を基本とした形状である。バッグＢは、バッグＡおよびＣとは異なり、底辺シール部１４がＶ字状に形成されていて、凹んだ谷状となっている。この谷の深さは５ｍｍである。
なお、バッグＢは、厚さ２５０μｍのポリエチレン多層フィルムで構成されている。

バッグＡ、Ｂ、Ｃの周辺シール部のシール幅は共通しており、側方シール部１２、１３は両サイドともに幅５ｍｍ、底辺のシール部は幅５ｍｍのものを３本形成している。上辺のシール部は、幅８〜２０ｍｍであって、口部に近づくにつれて幅が大きくなっている。

表１に比較実験結果を示した。

表１中、「水滴膨れ」は、注射用水を充填したことによる袋厚の増加具合（膨出具合）を示しており、×、△、○、◎となるにつれて、膨出具合が少ないことを意味している。また、「底辺折れ」は、注射用水を充填したことによる底辺シール部１４の折れ具合を示しており、×、△、○、◎となるにつれて、折れ具合が少ないことを意味している。

表１から次のことが分かる。
（１）凸シール部１２ａ、１３ａの突出高さＨ（ｍｍ）については、１ｍｍでも効果があるが、３ｍｍ以上とすることで安定した効果が得られ、特に５〜１０ｍｍとすることが好ましい。
ただし、高さを１３ｍｍ以上としても効果に大きな差はなく、逆に、薬室収容室の内容積を小さくするだけである。
したがって、次のことが言える。薬液収容室３０の全幅をａとすれば、ａ＝１３８（ｍｍ）であるから、突出高さ（Ｈ）の寸法範囲としては、（ａ/１００）≦Ｈ≦（ａ/１０）程度、すなわち、１.３８≦Ｈ≦１３.８程度とするのが好ましい。
（２）凸シール部１２ａ、１３ａの鉛直方向高さ位置Ｔ（ｍｍ）を１４ｍｍ（薬液収容室３０の幅寸法の約１０％相当）とした場合、底辺折れ防止には効果があるが、膨出防止に関しては効果が十分ではない。これは、凸シール部１２ａ、１３ａが薬液収容室３０の下縁に近すぎるのが原因と考えられる。
高さ位置Ｔを７４ｍｍ（薬液収容室３０の幅寸法の約５３％相当）とした場合、若干の底辺折れが認められるものの、膨出防止に関しては効果が十分で、全体としては概ね良好である。

凸シール部１２ａ、１３ａの鉛直方向高さ位置Ｔについて、一般的に、膨出防止および底辺折れ防止の両方を満足させるような範囲は、次式（１）から求めることができる。

式（１）の導出過程を図４を参照して説明する。図４は、バッグの薬液収容室３０のみを模式的に取り出して描いたものである。
図４中、円Ａ１およびＡ２は、ぞれぞれ、収容室３０の下部コーナＣ１、Ｃ２を中心として描いた円であり、半径はともにａ/２である（ａは収容室の全幅）。
したがって、円Ａ１の半径をＲ１とすると、

一方、円Ｂは、円Ａ１およびＡ２の両方に外接する円である。円Ｂの半径をＲ２とすると、図４から幾何学的に、

よって、図４中、Ｔ１およびＴ２は、次式（４）および（５）で表される。

鉛直方向高さ位置（Ｔ）は、（Ｔ１）/２≦Ｔ≦Ｔ２の範囲にあることが好ましい。すなわち、高さＴは、上式（１）の範囲にあることが好ましいと考える。そのように考える理由は以下の通りである。

すなわち、凸シール部１２ａ、１３ａがない場合、薬液収容室３０に薬液を入れると、当該収容室３０の下部両コーナ付近の領域（当該領域の一方を図４中に斜線領域で示した）が、点Ｃ１、Ｃ２を頂点とする円錐状に膨らもうとする。当該円錐の底辺に相当する側方シール部１２、１３上の位置（図４中の点Ｍ）において、側方シール部１２、１３はもっとも折れ曲がり易いと考えられる。つまり、この位置に凸シール部１２ａ、１３ａを設けることが、折れ曲がりを抑制するのに有効であると考えられる。
そこで、Ｃ２点とＭ点との間の距離（＝Ｒ１）を基準として、その上下に円Ｂの半径（＝Ｒ２）の幅を持たせた範囲、さらに、実験を繰り返した結果、下方向（Ｔ１）の長さについては、１／２の係数を乗じた範囲、すなわち、上式（１）で表される範囲が、凸シール部１２ａ、１３ａを設ける高さ位置（Ｔ）として好ましいと考えた。

上式（１）からすると、薬液収容室３０の全幅ａ＝１３８ｍｍである薬液バッグ１０に関しては、ほぼ２０（ｍｍ）≦Ｔ≦９８（ｍｍ）となり、上記表１に示した測定結果（Ｔ＝１４では不十分で、Ｔ＝７４では概ね良好であった。）と合致する。

底辺シール部１４が山状または谷状である場合の補正値β
次に、底辺シール部１４が山状または谷状である場合に、上式（１）を補正する式について説明する。
図５は、底辺シール部１４が谷状である場合を示している。説明を明瞭にするために、谷部を部分的に拡大し、谷の深さを誇張して示している。βは、谷の深さを示している。このような場合には、上式（１）に示すＴの範囲について、下限値Ｔ１および上限値Ｔ２からそれぞれβを減じる。すなわち、

つまり、凸シール部１２ａ、１３ａを設ける高さ位置（Ｔ）は、谷の深さβだけ下方にスライドすることとなる。
このような補正をする理由は、次の通りである。すなわち、底辺シール部１４が谷状となっていることに起因して、液体は薬液収容室３０のより深い位置にまで到達する。それに対応させて、側方シール部１２、１３上で応力を集中させるべき位置（すなわち、凸シール部１２ａ、１３ａを設ける位置）も下方へとスライドさせた方が良いと考えたからである。

図６は、底辺シール部１４が山状である場合を示している。説明を明瞭にするために、山部を部分的に拡大し、山の高さを誇張して示している。βは、山の高さを示している。このような場合には、上式（１）に示すＴの範囲について、下限値Ｔ１および上限値Ｔ２にそれぞれβを加える。すなわち、

つまり、凸シール部１２ａ、１３ａを設ける高さ位置（Ｔ）は、山の高さβだけ上方にスライドすることとなる。
このような補正をする理由は、次の通りである。すなわち、底辺シール部１４が山状となっている場合、山が高くなる程、側方シール部１２、１３がバッグ内方へと向かって折れ曲がろうとする度合いが低くなる。それに対応させて、側方シール部１２、１３上で応力を集中させるべき位置（すなわち、凸シール部１２ａ、１３ａを設ける位置）も上方へとスライドさせた方が良いと考えたからである。

以上に、本発明を医療用の輸液バッグに適用した例を１つの実施形態として説明した。しかし、以上に説明したことは、飲料その他を収容するフィルムバックについても同様に当てはまるものである。このように、本発明は、医療用輸液バッグに限定されるものではなく、少なくとも製造ラインにおいて吊下げ状態で内容物が充填されるすべてのフィルムバッグに適用することができる。

本発明の一実施形態に係る輸液バッグを示す正面図。 図１の輸液バッグと従来の輸液バッグとを比較して説明する説明図。 実施例で使用した輸液バックの寸法を説明する図。 凸シール部を形成する位置を表す式の導出過程を説明する模式図。 凸シール部を形成する位置を表す式の補正値βを説明する説明図。 凸シール部を形成する位置を表す式の補正値βを説明する説明図。

符号の説明

１０ 輸液バッグ（本発明）
１１ 上辺シール部
１２、１３ 側方シール部
１２ａ、１３ａ 凸シール部
１４ 底辺シール部
１５ 吊下げ孔
２０ 口部
３０ 薬液収容室
５０ 輸液バッグ（従来例）

Claims (3)

1. 対向する２枚のフィルムシートの周囲をシールして構成される収容室を備え、製造ラインでの吊下げ時に掴む口部を上辺シール部に備え、点滴時に利用する吊下げ孔を底辺シール部に備えたフィルムバッグであって、
   バッグ吊下げ時にほぼ鉛直方向に延在する収容室両側の２つの側方シール部が、底辺シール部側から測ってほぼ同一の鉛直方向高さ位置（Ｔ）において、バッグ内側へ向かって突出する凸シール部を有して幅広に構成されており、
   製造ラインでのバッグ吊下げ時に上記収容室の下方に位置する底辺シール部が、上記２つの側方シール部の下端を結ぶ水平線よりも上方に隆起した山状に構成されていて、
   上記収容室の全幅寸法をａ、上記山の隆起高さをβとして、上記鉛直方向高さ位置（Ｔ）が次式で規定される範囲内にあることを特徴とする、フィルムバッグ。
   

   
2. 対向する２枚のフィルムシートの周囲をシールして構成される収容室を備え、製造ラインでの吊下げ時に掴む口部を上辺シール部に備え、点滴時に利用する吊下げ孔を底辺シール部に備えたフィルムバッグであって、
   バッグ吊下げ時にほぼ鉛直方向に延在する収容室両側の２つの側方シール部が、底辺シール部側から測ってほぼ同一の鉛直方向高さ位置（Ｔ）において、バッグ内側へ向かって突出する凸シール部を有して幅広に構成されており、
   バッグ吊下げ時に上記収容室の下方に位置する底辺シール部が、上記２つの側方シール部の下端を結ぶ水平線よりも下方に凹んだ谷状に構成されていて、
   上記収容室の全幅寸法をａ、上記谷の深さをβとして、上記鉛直方向高さ位置（Ｔ）が次式で規定される範囲内にあることを特徴とする、フィルムバッグ。
   

   
3. 上記収容室の全幅寸法をａとして、上記凸シール部の突出高さ（Ｈ）が、次式で規定される範囲内にあることを特徴とする、請求項１または２記載のフィルムバッグ。
   

   

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