JP4549148B2

JP4549148B2 - 容器製造装置

Info

Publication number: JP4549148B2
Application number: JP2004294991A
Authority: JP
Inventors: 幸男樟
Original assignee: Santen Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Santen Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2003-10-07
Filing date: 2004-10-07
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2024-10-07
Also published as: JP2005131385A

Description

本発明は、液体を収容する液体収容部と、流出する液体の液滴量を設定量に制御するための注液孔とを有する熱可塑性材料製の容器本体を製造するに際し、前記注液孔を貫通形成する穿孔手段を設けてある容器製造装置に関する。

医療用点眼液においては点眼量を一定量に制御する必要があり、その制御のため、注液孔が形成された中栓部材を装着した点眼容器が汎用されている。
一方、このような中栓部材を用いず、容器本体と注液筒部を一体に形成した一体成形型点眼容器が知られている。
この一体成形型点眼容器においては、ブロー成形又は真空成形と同時に液体が充填、封入されている熱可塑性材料製の容器本体（通称、ボトルパック型の容器本体）のうち、先端部側の外周面に形成した雄ネジ部に、容器本体の先端部に注液孔を貫通形成するための針状突起（穿孔手段）を一体形成してあるキャップを脱着自在に螺合して、該キャップの通常の閉止位置よりも一段深い締込み側への螺合操作により、キャップの針状突起で容器本体の先端部に注液孔を貫通形成するように構成していた。

このような点眼容器では、容器本体の先端部をキャップの針状突起で突き破りながら注液孔を形成するため、キャップの通常閉止位置からの締込み側への螺合操作量が適切に行われないと、注液孔の形状や大きさが不均一となり、容器本体から押出される液滴量の変動を招来する虞があった。
また、容器本体の先端部に注液孔が貫通形成された後において、キャップを通常閉止位置よりも締込み側に過剰操作すると、その過剰な締込み操作の度に、キャップの針状突起で注液孔を拡張することになり、容器本体から押出される液滴量が次第に増大する虞があった。

これを改善するため、キャップの針状突起を用いず、容器本体製造時に針状成形型を注液筒部の先端に突き刺す方法により注液孔を貫通形成する容器が知られている。
例えば、特許文献１には、室温状態又は加熱状態の針状成形型を用いる方法、特許文献２には、加熱した針（針状成形型）を用いる方法が開示されている。

特開２００１−１２０６３９号公報（段落００２９等参照）実公昭３５−１０３７５号公報（第１頁、図３参照）

上述したように、注液孔を貫通形成する際、無加熱針であるキャップの針状突起を用いると、注液孔の開口面積がばらつく、或いは、注液孔の形状がスリット状になる、つまり、注液孔面積の扁平率が大きくなる不都合が生じる。

そこで、特許文献１に開示されている高周波誘導加熱、ハロゲンランプ、温風といった加熱手段により加熱した針状成形型を用いて、或いは、特許文献２に開示されている火焔等で加熱した針状成形型を用いて注液孔を貫通形成すると、針の径に応じた略一定の大きさの注液孔を形成することができる。

しかし、上述した高周波誘導加熱、ハロゲンランプ、温風、火焔等による加熱では針先の温度制御が難しい。そのため、針先が注液孔を貫通形成するのに適切な温度であるか否かを判断するのが困難であるという問題点があった。

従って、本発明の目的は、開口面積のばらつきが少なく、かつ、扁平率の小さい円に近い形状の注液孔を形成可能であり、温度制御の容易な穿孔手段を有する容器製造装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る容器製造装置の特徴構成は、液体を収容する液体収容部と、流出する液体の液滴量を設定量に制御するための注液孔とを有する熱可塑性材料製の容器本体を製造するに際し、前記注液孔を貫通形成する穿孔手段を設けてある容器製造装置において、前記穿孔手段が、円柱部を有して先端側ほど径が小さくなる尖った形状により前記注液孔を貫通形成する針状部と、前記針状部を囲繞する円板形又はリング形のＰＴＣヒーターとを備え、前記ＰＴＣヒーターと前記針状部とが空間を隔てて配置した点にある。

ここで、ＰＴＣヒーターは、電極を介して通電されるとジュール熱により自己発熱する。そして、キュリー温度（Ｔｃ）を越えると抵抗値が対数的に増大する。すると、電流が減少して電力が抑えられるため発熱温度が低下する。このとき、抵抗値が小さくなっているため電流が増加する。すると、電力が増すため発熱温度は上昇する。このサイクルを繰り返すことにより、ＰＴＣヒーターは自己制御機能を有する定温発熱体として機能する。

このとき、針状部がＰＴＣヒーターに近接する等して設けられていると、自己発熱したＰＴＣヒーターから針状部に伝熱される。
ここで、ＰＴＣヒーターは温度の自己制御機能を有する定温発熱体であるため発熱温度は略一定である。つまり、このＰＴＣヒーターから針状部に伝熱される熱量も、略一定であると考えられる。そのため、針状部の温度を一定に保持し易くなる。

従って、本発明の容器製造装置であれば、注液孔を貫通形成するのに適切な温度にＰＴＣヒーターを制御することにより、注液孔を貫通形成するのに適切な温度を保持し易い針状部を設けてある穿孔手段を提供することができる。
そのため、この穿孔手段は、温度制御の容易な加熱針である針状部を有するため開口面積のばらつきが少なく、かつ、扁平率の小さい円に近い形状の注液孔を形成可能であり、この針状部は、ＰＴＣヒーターが注液孔を貫通形成するのに適切な温度に制御してあると、略常に注液孔を貫通形成するのに適切な温度を保持することができる。

本発明では、円板形又はリング形のＰＴＣヒーターが針状部を囲繞するように構成してあるため、通電することにより発熱したＰＴＣヒーターの熱を効率よく針状部に伝熱することができる。

さらに、ＰＴＣヒーターと前記針状部とが空間を隔てて配置してあるため、ＰＴＣヒーターが針状部と直接接触しないように構成できる。

これにより、ＰＴＣヒーターは針状部と直接接触しないため、ＰＴＣヒーターに通電したとしても針状部には通電されない。従って、漏電による容器製造装置の故障、設定温度の不意の変動等の発生を防止することができる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
本発明の容器製造装置は、例えば、主として医療用に用いられる点眼容器において、薬液が流出する注液孔を穿孔する用途に使用することができる。

前記点眼容器は、図１に示したように、ブロー成形又は真空成形と同時に所定量の薬液が充填された可撓性のある熱可塑性材料製の容器本体Ａと、容器本体Ａのネジ筒部５の外周面に形成された雄ネジ部５ａに着脱自在に螺合されるキャップＢとから構成されている。
容器本体Ａは、液体を収容する液体収容部７と、内側に彎曲する円形状の底部１と、これの周縁に連なる中空円筒状の胴部２と、該胴部２の肩部分２ａに連続する円筒状の首部３と、首部３の上側位置から直径方向外方に膨出する円環状段部４と、この上側に連続する雄ネジ部５ａを備えたネジ筒部５と、この上側に連続する注液筒部６とから構成されている。
そして、注液筒部６には、流出する液体の液滴量を設定量に制御するための注液孔６ｃが設けてある。

前記容器製造装置は、上述した容器本体Ａを製造するに際して、注液孔６ｃを貫通形成する穿孔手段を設けてある。
図２に示したように、穿孔手段Ｘは、注液孔６ｃを貫通形成する針状部１０と、前記針状部を加熱するＰＴＣヒーター１１とを備えている。以下に、穿孔手段Ｘについて詳述する。

針状部１０は、注液孔６ｃを容易に貫通形成できるように、例えば、円柱部を有して先端側ほど径が小さくなるような尖った形状で構成されている。具体的には、先端側の直径が、直径０．１〜０．８ｍｍの範囲であれば好ましい。この先端側は、針状部１０を収納するホルダ４０の孔部４１を挿通して外部に突出している。
また、針状部１０は、ホルダ４０内部に収納されるコア５０及びホルダ４０を封止するカバー６０にそれぞれ形成された挿通孔５１、６１内を挿通している。針状部１０中程には、挿通孔６１内壁と接触可能な平先ホーロ３５が設けてある。カバー６０は、絶縁カラー３２を介してキャップボルト３３によりホルダ４０に固定してある。

針状部１０は、例えば、ＳＵＳ３１６で形成してある。そして、針状部１０の先端側表面はＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）コーティングするのが好ましい。
ＤＬＣコーティングは、表面平滑性と摩擦磨耗特性に優れているため、潤滑耐磨耗膜として好適に使用できると共に、工具寿命の延長化を図ることができる。また、表面平滑性を有するため、樹脂の剥離性、離型性を向上させることが可能となり、作業効率が向上する。

ＰＴＣヒーター１１は、ＰＴＣサーミスタ（ＰｏｓｉｔｉｖｅＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＣｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔＴｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）を用いたヒーターのことをいう。そして、好ましくは、針状部１０に近接した状態でホルダ４０に収納する。
ＰＴＣサーミスタは、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）を主成分とした半導体セラミックであり、材料組成により任意にキュリー温度（Ｔｃ）を設定できる。そして、キュリー温度に達すると電気抵抗が急激に増加する性質を有しているため、定温発熱体として利用されている。

ＰＣＴヒーター１１の形状は、円板形、角板形、リング形、チップ形等、種々のものが適用できる。本実施例では、孔部１１ａを設けてあるリング形のものを示した。このとき、針状部１０は孔部１１ａを挿通可能となる。

ＰＴＣヒーター１１は、上面が上面電極３０と、下面が下面電極３１とそれぞれ接触しており、上面電極３０及び座金３４を介してコア５０により固定してある。
ホルダ４０とカバー６０には、内部に２本のリード線、及び、端子７１、７２を設けたコネクタケース７０が付設してある。上面電極３０と端子７１、及び、下面電極３１と端子７２は、各リード線を介して通電可能となっている。端子７１、７２は、それぞれ外部電源に接続可能である。
そして、ＰＴＣヒーター１１は、例えば、ＡＣ１００Ｖ，ＡＣ２００Ｖ，ＤＣ１２Ｖ，ＤＣ２４Ｖ等の定格電圧に対応可能となるよう構成してある。

ＰＴＣヒーター１１は、好ましくは７０〜１２０℃程度になるように制御する。この温度制御は、外部電極から端子７１，７２、リード線、及び、電極３０、３１を介してＰＴＣヒーター１１に通電することにより行われる。つまり、両電極３０、３１に通電すると、これらと上下面で接触するＰＴＣヒーター１１に電圧が印加され、ジュール熱によりＰＴＣヒーター１１は自己発熱する。そして、キュリー温度（Ｔｃ）を越えると抵抗値が対数的に増大する。すると、電流が減少して電力が抑えられるため発熱温度が低下する。このとき、抵抗値が小さくなっているため電流が増加する。すると、電力が増すため発熱温度は上昇する。このサイクルを繰り返すことにより、ＰＴＣヒーター１１は自己制御機能を有する定温発熱体として機能する。

このように、穿孔手段Ｘは、注液孔６ｃを貫通形成する針状部１０と、定温発熱体であるＰＴＣヒーター１１とを設けてある。
注液孔６ｃの穿孔作業中には、上述したように、外部電源から両電極３０、３１を介してＰＴＣヒーター１１に通電する。このとき、ＰＴＣヒーター１１は発熱し、近接する針状部１０に伝熱される。
ここで、ＰＴＣヒーター１１は温度の自己制御機能を有する定温発熱体であるため発熱温度は略一定である。そのため、このＰＴＣヒーター１１から針状部１０に伝熱される熱量も略一定であり、針状部１０の温度を一定に保持し易くなる。
従って、注液孔６ｃを形成する穿孔作業中において、注液孔６ｃを貫通形成するのに適切な温度にＰＴＣヒーター１１を制御することにより、注液孔６ｃを貫通形成するのに適切な温度を保持し易い針状部１０を設けてある穿孔手段Ｘを提供することができる。
つまり、この穿孔手段Ｘは、温度制御の容易な加熱針である針状部１０を有するため開口面積のばらつきが少ない注液孔６ｃを形成可能である。そして、この針状部１０は、ＰＴＣヒーター１１が注液孔６ｃを貫通形成するのに適切な温度に制御してあると、略常に注液孔６ｃを貫通形成するのに適切な温度を保持することができる。

ＰＴＣヒーター１１は、針状部１０を囲繞するように構成してあるのが好ましい。
本実施例では、リング形のＰＴＣヒーター１１の孔部１１ａを針状部１０が挿通し、この孔部１１ａの内壁が針状部１０を囲繞する形態を示す。このように構成すると、通電することにより発熱したＰＴＣヒーター１１の熱を効率よく針状部１０に伝熱することができる。

また、ＰＴＣヒーター１１と針状部１０とを空間を隔てて配置し、ＰＴＣヒーター１１と針状部１０とが直接接触しないように構成するのが好ましい。
この場合、例えば、針状部１０の直径は４．０ｍｍ、ＰＴＣヒーター１１の孔部１１ａの直径は４．３ｍｍとすることが可能である。
ここで、注液孔６ｃの穿孔作業中には、外部電源から両電極３０、３１を介してＰＴＣヒーター１１に通電するが、ＰＴＣヒーター１１は針状部１０と直接接触しないため針状部１０には通電されない。従って、漏電による容器製造装置の故障、設定温度の不意の変動等の発生を防止することができる。

一方、ＰＴＣヒーター１１は針状部１０と直接接触しなくても、通電することにより温度制御されたＰＴＣヒーター１１の輻射熱が針状部１０に伝熱されるため、針状部１０を加熱することが可能である。

上述した各部材のうち、絶縁カラー３２、ホルダ４０、コア５０、コネクタケース７０、及び、コネクタカバー７３は、耐熱性、強度、絶縁性に優れたポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で形成するのが好ましいがこれに限られるものではない。
このように、コア５０やコネクタカバー７３を耐熱性に優れた材質で構成すると、それぞれに形成された挿通孔５１、６１内を挿通する針状部１０が注液孔６ｃを貫通形成する程度の熱を保持し続けた場合であっても、これら部材が変形や破損に至る虞は殆どない。
また、上面電極３０、下面電極３１、キャップボルト３３、座金３４、平先ホーロ３５、カバー６０、及び、トラスネジ７４は、ＳＵＳ３０４で形成するのが好ましいがこれに限られるものではない。

そして、容器製造装置は、ブロー成形や真空成形等による成形と同時に薬液を密封状態で充填する容器本体Ａを製造する容器本体製造部、容器本体Ａに注液口６ａを成形する注液口成形手段と上述した穿孔手段Ｘとを有する成形部、ブロー成形又は真空成形された容器本体Ａを成形部まで搬送する搬送供給部、穿孔手段Ｘにより注液孔６ｃが形成された加工後の容器本体Ａにラベリングや包装等の工程を行う場所まで移送する送出し部等、通常、点眼容器を製造するのに必要な各種装置を設けて構成してある。

本発明の容器製造装置を用いて、上述した点眼容器に注液孔６ｃを穿孔する過程を以下に説明する（図３参照）。

容器本体Ａの構成材料である熱可塑性材料としては、ポリエチレン、ポリエチレンーポリプロピレン、ポリプロピレン、ポリエチエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等がある。本実施例では、ポリエチレンで形成される容器本体Ａを示す。

上述した容器本体製造部においてブロー成形や真空成形により容器本体Ａを作製する。ブロー成形や真空成形は、定法により行うことができる。そして、搬送供給部により、成形された容器本体Ａを成形部まで搬送する。

成形部では、注液口成形手段により容器本体Ａに注液口６ａ（図１参照）を成形する。
つまり、図３（イ）に示すように、容器本体Ａの先端部である注液筒部６の一部を、温風若しくはハロゲンランプ、レーザー光線等の第１加熱手段Ｃで室温又は７０℃〜１５０℃に加熱する。加熱温度は、容器本体Ａの材質、形状にもよるが、容器本体Ａの先端が少し軟化する温度が望ましい。

次に、図３（ロ）に示すように第１加熱手段Ｃで加熱された容器本体Ａの注液筒部６が冷えないうちに、注液口成形手段である凸状成形型２０を容器軸線Ｙ方向から押し当て、容器本体Ａの注液筒部６に、注液口６ａ側ほど内径が大となる有底円錐状の凹部６ｂ（図１参照）を成形する。
凸状成形型２０は、取付け軸２０Ａの先端部に、有底円錐状の凹部６ｂを成形する円錐状成形突起２０Ｂと、容器本体Ａの注液筒部６の外周面を成形する椀状（釣り鐘状）の成形面２０Ｃとを形成して構成してある。

凹部６ｂの深さは２〜７ｍｍの範囲、好ましくは、５〜７ｍｍの範囲、最も好ましくは６ｍｍに構成するとともに、注液口６ａの口径（口元径）は、薬液の液性（表面張力、粘度）に合わせて直径２．０〜４．０ｍｍの範囲で調整する。１滴量を一定化（目的に合わせて１滴量当たり２５〜５０μＬの範囲内に調整）するため、表面張力が大きい液性の場合は注液口６ａの口径を小さくし、表面張力が小さい液性の場合は注液口６ａの口径を大きくする。

容器本体Ａに注液口６ａを成形した後、穿孔手段Ｘにより容器本体Ａに注液孔６ｃを貫通形成する。

つまり、図３（ハ）、（ニ）に示すように、容器本体Ａの注液筒部６に形成された凹部６ｂの底面中央位置に対して穿孔手段Ｘを容器軸線Ｙ方向から押し当てることにより注液孔６ｃを形成する。
このとき、穿孔手段ＸのＰＴＣヒーター１１は外部電極から通電することにより発熱し、近接する針状部１０に伝熱される。ＰＴＣヒーター１１は、例えば、後述の表１に示す各温度に加熱する。このとき、定温発熱体であるＰＴＣヒーター１１の発熱温度は略一定であるため、ＰＴＣヒーター１１から針状部１０に伝熱される熱量も略一定となり、針状部１０の温度は前記各温度付近に一定に保持される。そして、前記各温度でそれぞれ注液孔６ｃを貫通形成する。

注液孔６ｃは、先端側の直径が、例えば、０．１〜０．８ｍｍの範囲の針状部１０を用いて形成する。この針の径は、小さい方が好ましく、直径０．２ｍｍ程度が最も好ましいが、あまり小さいと技術的に困難となるので、実際には、直径０．４〜０．６ｍｍの範囲の針を用いる。

注液孔６ｃが形成された加工後の容器本体Ａにラベリングや包装等を施し、点眼容器を製造した。

このようにして形成された点眼容器における注液孔６ｃの評価を行うため、扁平率を測定した。測定は、ＰＴＣヒーター１１に通電しない場合（室温）と、ＰＴＣヒーター１１を３０〜１４０℃までの表１に示す各温度に加熱した場合とにおいて、各温度にて注液孔６ｃを形成し、それぞれの注液孔６ｃの扁平率を測定した。各温度で１０個の注液孔６ｃを形成してそれぞれの扁平率を測定し、それらの平均値を求めた結果を表１に示した。
尚、扁平率は、注液孔６ｃにおける（短径/長径）×１００で求められる値である。

この結果より、ＰＴＣヒーター１１を７０℃以上に加熱した場合に、扁平率が７０以上の良好な結果が得られることが判明した。
ここで、加熱温度が１３０℃以上であると、樹脂が針状部１０の先端と剥離し難くなる場合があった。そのため、ＰＴＣヒーター１１の加熱温度は、７０〜１２０℃の範囲であれば好ましく、さらに、得られた扁平率の値から判断すると、１００〜１２０℃の範囲であれば最も好ましい。

本発明の容器製造装置は、例えば、主として医療用に用いられる点眼容器において、薬液が流出する注液孔を穿孔する用途に使用できる。

点眼容器の概略図本発明の容器製造装置における穿孔手段の概略図本発明の容器製造装置を用いて、点眼容器に注液孔を穿孔する過程の概略図

６ｃ注液孔
７液体収容部
１０針状部
１１ＰＴＣヒーター
Ａ容器本体
Ｘ穿孔手段

Claims

液体を収容する液体収容部と、流出する液体の液滴量を設定量に制御するための注液孔とを有する熱可塑性材料製の容器本体を製造するに際し、前記注液孔を貫通形成する穿孔手段を設けてある容器製造装置において、
前記穿孔手段が、円柱部を有して先端側ほど径が小さくなる尖った形状により前記注液孔を貫通形成する針状部と、前記針状部を囲繞する円板形又はリング形のＰＴＣヒーターとを備え、
前記ＰＴＣヒーターと前記針状部とが空間を隔てて配置してある容器製造装置。