JP5406416B1 - シリンジ用のピストン部材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】PTFEブロックを切削加工して形成され、シリンジバレル(1)に圧入されて摺動状態で用いられる、ガスケット(10a)や中間ピストン(10b)などのピストン部材(10)である。シリンジバレル(1)の内周面(2)に摺接するピストン部材(10)の摺接面(11)の内、少なくとも薬液(30)との接液面(14)に隣接する摺接面(11a)の全周に亙って周方向の凸条(13)が形成されている。切削加工時の凸条(13)のピッチPが50μm以下、シリンジバレル(1)に対する圧入代Tが10〜150μmである。
【選択図】図1
Description
PTFEブロックを切削加工して形成され、シリンジバレル1に圧入されて摺動状態で用いられるピストン部材10に於いて、
シリンジバレル1の内周面2に摺接するピストン部材10の摺接面11の内、少なくとも薬液30との接液面14に隣接する摺接面11aの全周に亙って周方向の凸条13が形成され、
切削加工時の凸条13のピッチPが50μm以下、シリンジバレル1に対するピストン部材10の圧入代Tが10〜150μmであることを特徴とするピストン部材10である。
図1のようにシリンジバレルに着色した純水(偽薬)を充填し、本発明のPTFE製ガスケットを用いて下記の方法で液体密封性(液漏れ)、水蒸気透過性試験及び摺動性(ピストンロッドの加圧力)を試験した。いずれの試験も試験本数はそれぞれ10本である。
本発明のガスケットの条件
シリンジバレル(材質:COP、ガラス)の内径(単位:mm)
=6.34 12.45 20.20
接液側摺動部の直径(山径H)(圧入代Tは40μm)(単位:mm)
=6.38 12.49 20.24
凸条のピッチP(μm)
=3 5 10 20 30 40 50 80 100
加工溝の最大高さ粗さ:Rz(単位:μm)
=2.3 6.0 6.6 10
摺接面の幅(単位:mm)
=0.5 1.0 1.5 2.5 3.5
ガスケットの摺接面とシリンジバレルの内周面との界面部分を100倍に拡大して観察し、偽薬の摺動部分への漏れの有無を観察した。凸条のピッチPが50μm以下、最大高さ粗さRzが6μm以下のものはPP製、COP製、ガラス製シリンジバレルのいずれの場合でも室温に於いて液漏れを生じなかった。
いずれの内径のシリンジバレルに於いても、凸条のピッチPが80μm、100μmのものには液漏れが観察された。凸条のピッチPが50μmのガスケットでは上記のように室温では問題がないが、偽薬を充填したプレフィルドシリンジを5℃の冷蔵庫に一晩保管した後、室温に戻すと若干の液漏れが観察されたものがあった。凸条のピッチPが40μm以下のガスケットでは液漏れはなかった。また、最大高さ粗さRz(溝深さ)が6.6μm、10μmのものには液漏れが観察されたが、6μm以下では液漏れはなかった。上限は溝ピッチが50μm、最大高さ粗さRz(溝深さ)は6μmであり、安全をみれば、溝ピッチは40μm以下、最大高さ粗さRz(溝深さ)は3μmである。
ガラス製シリンジバレル(内径6.34mm 全容量2ミリリットル)に着色した純水1ミリリットルを充填し、液漏れのない形状に製作した上記PTFEガスケット(摺接面11aの幅D=2.5mm 直径(山径H)=6.38mm 圧入代=40μm)を装着し、シリンジバレルの先端にはブチルゴム製トップキャップを装着して経時重量変化を測定した。比較例として同シリンジバレルに常用されているブチルゴム製ガスケットを使用した。
測定に使用した精密天秤(島津製作所製)は1/10,000gまで測定可能である。
1,500時間経過しても、本発明のガスケットを使用したシリンジバレルの減量はほぼ0であり、変動幅は精密天秤の誤差範囲内であった。一方、ブチルゴム製ガスケットを使用した従来のシリンジバレルは0.005gの減量が認められた。
本発明のガスケットの条件
接液側摺動部の直径(山径H)=6.36 6.38 6.40(単位:mm)
摺接面の幅=2.3mm
シリンジバレル(COP、ガラス)の内径=6.34mm
試験速度=100mm/分
平均摺動抵抗は6.36mmで4.2N、6.38mmで5.9N、6.40mmで7.4Nといずれも要求される12N以下である。ガスケット10aにPTFEを使用する場合、これらの平均値を直線で結び、摺動平均値(N)が12Nのところから引いた横線と交点を求めると、圧入代150μmが求められる。即ち、シリンジバレル1に対して圧入代を直径で150μmまで大きくしても摺動性を損なうことはないと言える。ただし、COPシリンジバレルの場合、圧入代を直径で150μm以上とし、摺接面11aの幅Dが3mmを越えるとCOPシリンジバレルに割れを生じることがある。従って、圧入代の上限は150μmと言うことになる。
下限はPTFEのコールドフローと溝深さ、ピッチの関係から考慮して10μmである。圧入代が10μm以下であると加工溝を埋めきれず漏水が発生した。
Claims (14)
- PTFEブロックを切削加工して形成され、シリンジバレルに圧入されて摺動状態で用いられるピストン部材に於いて、
シリンジバレルの内周面に摺接するピストン部材の摺接面の内、少なくとも薬液との接液面に隣接する摺接面の全周に亙って周方向の凸条が形成され、
切削加工時の凸条のピッチが50μm以下、シリンジバレルに対するピストン部材の圧入代が10〜150μmであることを特徴とするピストン部材。 - 切削加工時の最大高さ粗さが6μm以下に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のピストン部材。
- 凸条が螺旋状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のピストン部材。
- 凸条がリング状に形成されていることを特徴とする請求項1に記載のピストン部材。
- ピストン部材の接液面に隣接する摺接面の幅が、0.5mm〜3mmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のピストン部材。
- ピストン部材の接液面に隣接する摺接面が、接液面側から反対側の非接液面側に向けて次第に細くなっていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のピストン部材。
- ピストン部材の接液面に隣接する摺接面が、接液面側と反対側の非接液面側との間で凹弧状に細くなっていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のピストン部材。
- ピストン部材の接液面に隣接する摺接面が、接液面側、反対側の非接液面側及びその中央部分の間で凹弧状に細くなっていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のピストン部材。
- ピストン部材の接液面に隣接する摺接面の接液面側の直径が、反対側の非接液面側の直径より太く形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のピストン部材。
- 接液面側から数えて凸条の少なくとも3条が請求項1に記載のピッチ、最大高さ粗さ及び圧入代を有し、4条以降の凸条が前記接液面側の3条の凸条よりピッチ、最大高さ粗さ及び圧入代の少なくとも1つが大きく形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のピストン部材。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のピストン部材に於いて、
接液面側から数えて凸条の少なくとも3条がリング状であり、4条以降の凸条が螺旋状であることを特徴とするピストン部材。 - 請求項1〜4のいずれかに記載のピストン部材に於いて、
ピストン部材の全体がPTFEで形成されていることを特徴とするピストン部材。 - 請求項1〜4のいずれかに記載のピストン部材に於いて、
ピストン部材が、耐薬液性樹脂材の外周面のみにPTFE筒材を被覆した複合ブロックの少なくともPTFE部分を切削加工して形成されていることを特徴とするピストン部材。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の記載のピストン部材に於いて、
ピストン部材の摺接面の内側に空洞が形成されていることを特徴とするピストン部材。
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