JP6392699B2 - ガスケット、ガスケットの製造方法、及びシリンジ - Google Patents

Description

本発明は、シリンジのバレルに挿入するガスケットに関する。

液状の医薬品（以下、薬液という）はバイアル瓶やアンプルに封入して提供される。バイアル瓶やアンプルによって提供される薬液は、これらの容器からシリンジ（注射器）に移し替えて使用されるので、薬液を調整する際の過誤や感染、アンプルやゴム栓の破片等の異物混入等の危険がある。このため、近年では、薬液が予め充填されたプレフィルドシリンジが多く利用されている。また、プレフィルドシリンジは、救急時に迅速に使用可能である等の利点もある。

プレフィルドシリンジは、薬液を入れるバレル（注射筒）と、バレルに摺動自在に挿入するガスケットと、ガスケットをバレルに沿って摺動するプランジャ（押子）、薬液を吐出するノズルに取り付けるキャップ（ゴム栓）等から構成される。プレフィルドシリンジの薬液は、キャップとガスケットによってバレルに封止される。薬液を使用する場合には、プランジャをガスケットに取り付け、ノズルからキャップを外す。そして、プランジャによってガスケットをノズルの方向に摺動させることで、ノズルから薬液が吐出する。

プレフィルドシリンジに用いるガスケットは、薬液の使用時まで確実に薬液を封止しておく必要があるので、プレフィルドシリンジに用いるガスケットは、バレルと当接して摺動する摺動面の算術平均粗さ（中心線平均粗さとも言う）Ｒａを０．０５μｍ以下にすることが求められる場合がある（特許文献１）。同様に、ガスケットを成形する金型の表面のうち、摺動面を形成する表面の算術平均粗さＲａを０．０３μｍ以下にすることで、摺動面の算術平均粗さＲａが極めて小さいガスケットを形成する場合もある（特許文献２及び特許文献３）。

特開平１０−３１４３０５号公報 特開２０１４−０４７８２８号公報 特開２０１３−０４９２３６号公報

上記のように、プレフィルドシリンジに用いるガスケットは、薬液を確実に密封しておくために、摺動面の算術平均粗さＲａを０．０５μｍ以下にし、いわゆる鏡面仕上げの状態にまで摺動面を平滑化するのが一般的である。これは、主としてバレルとガスケットの隙間をなくして密着性を高めることで、薬液を確実に密封するためである。

より具体的には、バレルは、例えばシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ：Cyclo-Olefin Polymer）等の硬い樹脂で形成され、ガスケットは、薬液の溶出を防ぐために、ゴム製のガスケット本体を、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：PolyTetraFluoroEthylene）等の柔らかい樹脂でラミネートして形成される。そして、ＰＴＦＥ等の柔らかい樹脂をＣＯＰ等の硬い樹脂に隙間がない状態で接触させると、ＰＴＦＥがＣＯＰに吸着して擬似的に接着状態になる。したがって、ガスケットの摺動面を鏡面仕上げにして、バレルとガスケットの境界面の隙間はほぼなくしておくことで、プレフィルドシリンジを長期間保管してもバレルとガスケットの間に毛細管現象によって薬液が侵入して漏れ出す等の不具合が生じるのを確実に防ぐことができるのである。

しかしながら、上記のようにガスケットの摺動面を鏡面仕上げにして、バレルとガスケットが擬似接着状態になっていると、摺動抵抗が大きすぎてプランジャの押圧力が弱いユーザにはプレフィルドシリンジの使用が困難になる場合がある。オートインジェクタによって機械的にプランジャを押圧して薬液をノズルから吐出させる場合もあるが、ガスケットの摺動面が鏡面仕上げになっていることでガスケットの摺動抵抗が極めて大きくなっていると、ガスケットが滑らかに移動しないので、オートインジェクタをもってしても、薬液の吐出速度が波打ち、薬液を安定して吐出させることができない。

また、プレフィルドシリンジは製造の過程で滅菌処理を行うが、滅菌処理の前後等では薬液が膨張及び収縮し、ガスケットには３００ｋＰａ（約３気圧）程度の圧がかかってガスケットがバレル内を自動的に摺動する。このため、ガスケットの摺動面が鏡面仕上げになっており、ガスケットの摺動抵抗が大きい場合には、オートインジェクタを使用する場合と同様、ガスケットが滑らかに移動しないので、滅菌処理を行うとバレル内でガスケットが傾いてしまうことが多くなる。もちろん、ガスケットの傾きが大きい場合には、薬液の無菌性を保証することができず、廃却することになるので、ガスケットの摺動抵抗が大きいと歩留まりが悪化する。

本発明は、薬液に対する密封性とバレルに対する摺動性を両立したガスケット、ガスケットの製造方法、及びシリンジを提供することを目的とする。

本発明のガスケットは、シリンジのバレルに摺動自在に挿入するガスケット本体と、ガスケット本体を覆い、かつ、バレルと当接して摺動する摺動面を粗面化したラミネートフィルムと、ラミネートフィルムを覆うシリコーンコーティングと、を備え、摺動面は、摺動方向に沿った溝を備える。

摺動方向に対して垂直であり、かつ、摺動面に沿って測定する摺動面の算術平均粗さが、摺動方向に沿って測定する摺動面の算術平均粗さよりも大きいことが好ましい。

摺動方向に対して垂直であり、かつ、摺動面に沿って測定する摺動面の算術平均粗さが、０．０６μｍ以上３．０μｍ未満であることが好ましい。

摺動方向に対して垂直であり、かつ、摺動面に沿って測定する摺動面の算術平均粗さが、０．５μｍ以上２．０μｍ未満であることが好ましい。

シリコーンコーティングは、動粘度が１００ｍｍ^２／ｓ以上３０００ｍｍ^２／ｓ以下であることが好ましい。

ラミネートフィルムがポリテトラフルオロエチレンまたはエチレンテトラフルオロエチレンコポリマーで形成されていることが好ましい。

本発明のガスケットの製造方法は、シリンジのバレルに摺動自在に挿入するガスケット本体と、ガスケット本体を覆い、かつ、バレルと当接して摺動する摺動面を粗面化したラミネートフィルムと、ラミネートフィルムを覆うシリコーンコーティングと、を備えるガスケットの製造方法であり、ラミネートフィルムをガスケット本体の外形に合わせて成形するステップと、ラミネートフィルムで覆ったガスケット本体を、内面を粗面化した治具に通すことで、バレルと接触する摺動面を粗面化するステップと、粗面化した摺動面にシリコーンコーティングを塗工するステップと、を備える。

本発明のシリンジは、薬液を入れるバレルと、バレルに摺動自在に挿入するガスケット本体と、ガスケット本体を覆い、かつ、バレルと当接して摺動する摺動面を粗面化したラミネートフィルムと、ラミネートフィルムをシリコーンコーティングと、を備え、摺動面が摺動方向に沿った溝を有するガスケットと、を備える。

ガスケットと薬液を吐出するノズルに取り付けるキャップとで、バレルに薬液を封止していることが好ましい。

バレルは、シクロオレフィンポリマーで形成されていることが好ましい。

本発明のガスケット、ガスケットの製造方法、及びシリンジは、薬液に対する密封性とバレルに対する摺動性を両立することができる。

プレフィルドシリンジの断面図である。 ガスケットの外観図である。 摺動面の一部拡大図である。 摺動方向に垂直かつガスケットの外周に沿った方向の摺動面の表面形状を表すグラフである。 摺動方向に沿った摺動面の表面形状を表すグラフである。 ガスケットの断面図である。 ガスケットの製造方法を示すフローチャートである。 ラミネートフィルムを成形するステップの説明図である。 ラミネートフィルムを成形するステップの説明図である。 ガスケット本体を成形するステップの説明図である。 ガスケット本体を成形するステップの説明図である。 半製品の断面図である。 摺動面を粗面化するステップの説明図である。 摺動面の拡大断面図である。 従来のガスケットの摺動面を拡大した断面図である。 算術表面粗さが大きい場合の摺動面の拡大断面図である。 実施例及び比較例の構成と性能を示す表である。

図１に示すように、プレフィルドシリンジ１０は、薬液１１が予め充填された状態で保管されるシリンジ（注射器）であり、薬液１１を入れるバレル１２と、バレル１２に挿入するガスケット１３と、バレル１２のノズル１６に取り付けるキャップ１４と、プランジャ１５と、を備える。薬液１１は、例えば、Ｘ線撮影用の血管造影剤（イオヘキソール等）である。

バレル１２は、例えば、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）や、シクロオレフィンポリマーの共重合体であるシクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ：Cyclo-Olefin Copolymer）等の滅菌処理に耐え得る合成樹脂で形成される。バレル１２は概ね円筒形状であり、先端部分には、薬液１１を吐出するノズル１６とルアーロック１７が形成され、基端部分にはフランジ１８が形成されている。ノズル１６には開口１６ａが設けられており、ノズル１６は開口１６ａから薬液１１を吐出する。ルアーロック１７は、内周面にネジ溝が設けられたメス型コネクタであり、薬液１１を被検体内に輸液する際に、外周面にネジ溝が設けられたオス型コネクタに螺合することにより、ノズル１６を輸液路に確実に接続する。フランジ１８は、バレル１２の外周に突出しており、プランジャ１５を押圧する際にバレル１２の持ち手になる。

ガスケット１３及びキャップ１４はゴム製の封止部材である。ガスケット１３は、バレル１２に挿入してバレル１２の基端側を密封する。キャップ１４は、ノズル１６に取り付けることによってバレル１２の先端側を密封する。すなわち、バレル１２に予め充填される薬液１１は、ガスケット１３及びキャップ１４によってバレル１２内に密封して保持される。また、キャップ１４をノズル１６に取り付けると、キャップ１４はルアーロック１７に嵌合する。

ガスケット１３は、バレル１２に挿入すると摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂでバレル１２と当接するが、ガスケット１３はバレル１２内で摺動自在である。ガスケット１３には、プランジャ１５を螺合するネジ部１９が設けられており、プランジャ１５をネジ部１９に螺合し、プランジャヘッド１５ａを用いてプランジャ１５を押し込むまたは引き抜く操作をすることで、ガスケット１３をバレル１２の内部で摺動することができる。プレフィルドシリンジ１０の薬液１１を使用する際には、上記のようにプランジャ１５を取り付け、キャップ１４をノズル１６から取り外す。その後、プランジャ１５を押圧して、ガスケット１３をバレル１２の先端側に摺動することで、薬液１１をノズル１６から吐出することができる。

図２に示すように、ガスケット１３には概ね円柱状であり、先端面２３と、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂと、非摺動面２２と、底面２４とがある。先端面２３は、ガスケット１３をバレル１２に挿入した際に薬液１１に接触する表面である。摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂは、ガスケット１３をバレル１２に挿入した際に、バレル１２と接触して摺動する側面である。非摺動面２２は、ガスケット１３の側面のうち、バレル１２と接触しない側面である。底面２４は、ガスケット１３をバレル１２に挿入した際にバレル１２の基端側にネジ部１９を露呈する。

ガスケット１３は、上記各表面のうち、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化している。具体的には、図３に摺動面２１ａの一部を拡大して示すように、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂは、ガスケット１３の摺動方向Ｄｓ（Ｚ軸の方向）に沿った複数の溝３０（いわゆる「縦スジ」）を備える。これらの溝３０は、摺動面２１ａの底面２４側から先端面２３側まで続いている。同様に、摺動面２１ｂの溝３０も、底面２４側から先端面２３側まで続いている。

一方、溝３０の間隔には定まった周期性はなく、ほぼランダムである。したがって、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの「粗さ」には方向性がある。より具体的には、摺動方向Ｄｓに垂直であり、かつ、ガスケット１３の外周（摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの表面に沿って湾曲する方向）に沿って測定する摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの算術平均粗さＲａ１は、摺動方向Ｄｓに沿って測定する摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの算術平均粗さＲａ２よりも大きい（Ｒａ１＞Ｒａ２）。

ガスケット１３の摺動方向Ｄｓに沿ってＺ軸をとり、摺動方向Ｄｓに垂直であり、かつ、ガスケット１３の外周に沿った方向をＸ軸とし、Ｚ軸及びＹ軸に垂直な方向（すなわち、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの表面に垂直な方向）をＹ軸とする。この場合、算術平均粗さＲａ１はＸ軸方向の算術平均粗さであり、図４に示すように、摺動面２１ａまたは摺動面２１ｂの表面形状を測定し、Ｘ軸上の位置に対する表面の高さの関数をＦ（Ｘ）として、任意の単位長さＬについて積分することにより、Ｒａ１＝（１／Ｌ）×∫｜Ｆ（Ｘ）｜ｄＸによって算出することができる。ガスケット１３では、算術平均粗さＲａ１が、０．０６μｍ以上３．０μｍ未満であり、０．５μｍ以上２．０μｍ未満であることが好ましく、０．６μｍ以上１．０μｍ未満であることが特に好ましい。算術平均粗さＲａ１がこれらの範囲にあれば、摺動性と密封性を両立し、かつ、ガスケット１３の製造適性が高い。同様に、算術平均粗さＲａ２はＺ軸方向に沿って測定する算術平均粗さであり、図５に示すように、Ｚ軸上の位置に対する表面の高さの関数をＧ（Ｚ）として、任意の単位長さＬについて積分することにより、Ｒａ２＝（１／Ｌ）×∫｜Ｇ（Ｚ）｜ｄＺによって算出することができる。ガスケット１３では、算術平均粗さＲａ２を約０μｍ以上０．５μｍ未満にしてあるが、算術平均粗さＲａ１よりも算術平均粗さＲａ２が小さければ、算術平均粗さＲａ２は０．５μｍ以上でも良い。なお、Ｚ軸及びＸ軸の零点（原点）は任意であり、Ｙ軸の零点は設計上の摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの表面である。また、算術平均粗さは中心線平均粗さとも言う。

図６に示すように、ガスケット１３は、ガスケット本体４１、ラミネートフィルム４２、及び、シリコーンコーティング４３によって形成される。ガスケット本体４１はゴム製である。ガスケット本体４１を形成する材料は、例えば、ブチルゴム、塩素化ブチルゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、イソプレンゴム等が好適であるが、医療用途として実績がある塩素化ブチルゴムを用いてガスケット本体４１を形成することが好ましい。ガスケット本体４１の製造時には、主原料の塩素化ブチルゴムの他、配合剤として有機過酸化加硫剤または硫黄加硫剤、硬度調整用充填剤、老化防止剤、加工助剤が用いられる。これらの混合混練方法としては、ロール混練機、バンバリー混練機、加圧式ニーダー、または、これらを組み合わせて用いることができる。

ラミネートフィルム４２は、例えばフッ素樹脂製であり、ガスケット本体４１を覆う。より具体的には、ラミネートフィルム４２は、少なくともガスケット１３の先端面２３と、摺動面２１ａ、摺動面２１ｂ、及び非摺動面２２を含むガスケット１３の側面においてガスケット本体４１を覆う。このため、ガスケット１３をバレル１２に挿入した際に、薬液１１に接触するのは、ラミネートフィルム４２である。したがって、ラミネートフィルム４２は、ガスケット１３が薬液１１と接触した際に薬液１１にガスケット本体４１のゴム成分が溶出するのを防ぐために、加工がしやすく、かつ、薬液耐性が高いポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、または、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ：Ethylene TetraFluoroEthylene copolymer）で形成されることが好ましい。

また、ガスケット１３をバレル１２に挿入した際に、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂにおいてバレル１２と当接するのは、ガスケット本体４１ではなく、ラミネートフィルム４２である。このため、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化する溝３０は、ラミネートフィルム４２の表面に形成されている。本実施形態では、ガスケット本体４１の側面は、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの算術平均粗さＲａ１と比較して平坦に形成されているが、ガスケット本体４１の摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂとなる側面に溝３０を形成するための凹凸等が形成されていても良い。

シリコーンコーティング４３は、ガスケット１３とバレル１２との間の摩擦力を調節する潤滑剤である。シリコーンコーティング４３は、２５℃での動粘度が１００ｍｍ^２／ｓ（１００ｃＳｔ）以上３０００ｍｍ^２／ｓ（３０００ｃＳｔ）以下になっている。動粘度がこの範囲のシリコーンコーティング４３であれば、プレフィルドシリンジ１０の滅菌処理時や保管時にバレル１２と摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの間への薬液１１の侵入を防ぎ、かつ、非力なユーザでもプレフィルドシリンジ１０を使用可能な程度にバレル１２内でのガスケット１３の摺動抵抗を保つことができる。

上記ガスケット１３は、図７に示すように、ラミネートフィルム４２を成形するステップＳ１１と、ガスケット本体４１を成形するステップＳ１２と、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化するステップＳ１３と、シリコーンコーティング４３を塗工するステップＳ１４と、によって製造することができる。

図８に示すように、金型５１は、ガスケット本体４１の形状に形作られたキャビティ５１ａと、キャビティ５１ａに繋がる排気路５１ｂを有する。ラミネートフィルム４２を成形するステップＳ１１では、コロナ処理またはプラズマ処理によってラミネートフィルム４２にコロナ処理またはプラズマ処理等の表面処理をし、ガスケット本体４１を形成するゴムやシリコーンコーティング４３との密着性を高める。そして、表面処理をしたラミネートフィルム４２を金型５１に張り、キャビティ５１ａを覆う。その後、セラミックヒーター等によってラミネートフィルム４２を延伸しやすい温度に加熱し、排気路５１ｂを通じてキャビティ５１ａを真空引きする。これにより、ラミネートフィルム４２を延伸し、図９に示すように、ラミネートフィルム４２をキャビティ５１ａに沿った形状に成形する。

図１０に示すように、ガスケット本体４１を成形するステップＳ１２では、ラミネートフィルム４２で覆われた金型５１のキャビティ５１ａに、ガスケット本体４１を形成するゴム生地５５をインサートし、図１１に示すように、ゴム生地５５に加硫処理をして、金型５１と第２の金型５６によって成形することにより、ラミネートフィルム４２と一体にゴム生地５５をガスケット本体４１の形状に成形する。そして、金型５１及び第２の金型５６の間に残るラミネートフィルム４２や、ゴム生地５５のバリ、第２の金型５６の逃し部５７に入り込んだ余分なゴム生地５５等を除去することで、図１２に示すように、ラミネートフィルム４２で覆ったガスケット本体４１を形成する。このようにステップＳ１１で形成するラミネートフィルム４２で覆ったガスケット本体４１は、外形はガスケット１３と同じであり、先端面２３、摺動面２１ａ、摺動面２１ｂ、非摺動面２２、底面２４、及びネジ部１９が形成されている。但し、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂはまだ粗面化されておらず、また、シリコーンコーティング４３も塗工されていない半製品５９である。

次のステップＳ１３では、図１３に示すように、半製品５９にプランジャ６１を取り付け、金属製の治具６３に通すことで、バレル１２と接触する摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化する。治具６３は、概ね円環状に形成されており、半製品５９を誘い受けるテーパを有する誘い受け部６３ａと、半製品５９の直径よりも０．０５ｍｍ〜０．３０ｍｍ程度径が小さく、内面６３ｃがブラスト処理によって粗面化された粗面化部６３ｂとを有する。半製品５９を治具６３に真っ直ぐに一度だけ通すと、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂが粗面化部６３ｂの内面６３ｃに擦れ、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂに摺動方向Ｄｓに沿った複数の溝３０が形成される。なお、プランジャ６１は、半製品５９を治具６３に通すために適した長さ等を有する製造用のものであり、ユーザが使用するプランジャ１５とは異なるが、ユーザが使用するプランジャ１５を用いて半製品５９を治具６３に通すこともできる。

その後、治具６３を通すことで摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化した半製品５９に、ステップＳ１４でシリコーンコーティング４３を塗工することにより、ガスケット１３が完成する。シリコーンコーティング４３は、例えば、具体的には、医療用シリコーン（例えば、東レ・ダウコーニング株式会社メディカルグレードオイル360 Medical Fluid 粘度１０００ｃＳｔ）をｎヘキサンに溶解させて１ｗｔ％とし、その溶解液の中に、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化した半製品５９を３０秒間浸け、１００℃乾燥空気によって約１時間乾燥し、ｎヘキサンを蒸発させることにより塗工する。この他、シリコーンコーティング４３は、スプレーや刷毛塗り等によっても塗工することができる。また、溶解液の医療用シリコーンの濃度は０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％にすることが好ましい。

図１４に示すように、上記のように形成されるガスケット１３の摺動面２１ａ（摺動面２１ｂも同じ）では、溝３０間の頂部７１がバレル１２に摺動方向Ｄｓに沿って線状に接触し、溝３０にはシリコーンコーティング４３が隙間なく充填された状態になる。シリコーンコーティング４３とバレル１２との間にはほぼ摩擦はないので、頂部７１とバレル１２との摩擦がガスケット１３の摺動抵抗になる。ガスケット１３は、摺動面２１ａに溝３０を設け、算術平均粗さＲａ１が０．０６μｍ以上３．０μｍ未満に収まる範囲内で粗面化することで、バレル１２に接触する頂部７１と、バレル１２に接触しない溝３０のバランスを調節し、ガスケット１３の摺動抵抗を、滅菌処理時の薬液１１からの内圧に耐え、かつ、非力なユーザでもプレフィルドシリンジ１０の使用可能な範囲に設定している。非力なユーザでもプレフィルドシリンジ１０の使用可能な摺動抵抗は、約５０Ｎ未満である。

図１５に示すように、従来のガスケットは、摺動面７２を、算術平均粗さＲａ１が０．０６μｍ未満の鏡面仕上げにしているので、従来のガスケットをバレル１２に挿入すると、力の係り具合等によっては、ラミネートフィルム４２がバレル１２に面で接触する領域７３が現れる。ラミネートフィルム４２がバレル１２に面で接触して吸着し、擬似接着状態になると、５０Ｎ以上の大きな摺動抵抗を発生するので、非力なユーザではプレフィルドシリンジ１０を使用できなくなってしまう。また、摺動面７２でラミネートフィルム４２とバレル１２が面で接触して大きな摺動抵抗を発生する場合、オートインジェクタを使用しても薬液１１を安定して吐出させることができない。

従来のガスケットは、上記のようにバレル１２と面で接触して擬似接着状態になりやすい。これに対し、ガスケット１３の場合、頂部７１がバレル１２に対して吸着することはあるが、ガスケット１３はバレル１２に対して頂部７１で線状に接触するので、従来のガスケットのような巨大な摺動抵抗を生じるような擬似接着状態になることはない。

本発明のガスケット１３は、上記のように、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化することによって摺動抵抗を適切な範囲内にしているが、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化する溝３０は、算術平均粗さＲａ１が０．０６μｍ以上３．０μｍ未満の範囲に収まる範囲内の深さになっているので、溝３０はシリコーンコーティング４３で過不足なく充填される。このため、溝３０の部分においてもバレル１２との間に隙間はほぼなくなるので、ガスケット１３は、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化しているが、薬液１１の漏れはない。図１６に示すように、溝３０を、算術用面粗さＲａ１が３．０μｍ以上になる深さにすると、溝３０に充填するシリコーンコーティング４３とバレル１２との間に隙間７６が生じ、この隙間７６に薬液１１が侵入する等の漏れが発生する場合がある。

以下、図１７の表に示す実施例１〜実施例４と比較例１〜比較例３の構成と性能を説明する。実施例１〜実施例４は、いずれも摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂが溝３０を備え、かつ、シリコーンコーティング４３を塗工した本発明のガスケット１３である。実施例１〜４の違いは、摺動方向Ｄｓに垂直かつ摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂに沿って測定する算術平均粗さＲａ１の値と、シリコーンコーティング４３の動粘度である。なお、算術平均粗さＲａ１は、測定装置の接触による変化が好ましくないため、非接触で測定することが好ましい。このため、算術平均粗さＲａ１は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１規格に準拠して、非接触三次元形状測定装置 ＮＨ−３Ｎ（三鷹光器社製）にて測定した。他には、キーエンス社 レーザー顕微鏡ＶＫ−Ｘシリーズ等が目的に適う。また、シリコーンコーティング４３の動粘度は、例えばＪＩＳ Ｋ２２８３ 動粘度試験器に規定されるガラス毛細管式粘度計を用いて測定することができる。本明細書で示すシリコーンコーティング４３の動粘度は２５℃における値である。

実施例１のガスケット１３は、算術平均粗さＲａ１が０．５μｍであり、シリコーンコーティング４３の動粘度が１０００ｍｍ^２／ｓである。実施例２のガスケット１３は、算術平均粗さＲａ１が２．０μｍであり、シリコーンコーティング４３の動粘度が１０００ｍｍ^２／ｓである。実施例３のガスケット１３は、算術平均粗さＲａ１が２．０μｍであり、シリコーンコーティング４３の動粘度が３０００ｍｍ^２／ｓである。実施例４のガスケット１３は、算術平均粗さＲａ１が０．５μｍであり、シリコーンコーティング４３の動粘度が１００ｍｍ^２／ｓである。

一方、比較例１〜比較例３は、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化していないか、または、シリコーンコーティング４３を塗工していない比較用ガスケットである。比較例１は、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化しておらず、かつ、シリコーンコーティング４３も塗工していない半製品５９の状態のガスケットである。比較例１の比較用ガスケットは、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの算術平均粗さＲａ１が０．０５μｍであり、ほぼ鏡面仕上げの状態になっている。

比較例２は、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化していないが、シリコーンコーティング４３は塗工した比較用ガスケットである。比較例２の比較用ガスケットは、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの算術平均粗さＲａ１が０．０５μｍであり、ほぼ鏡面仕上げの状態になっている。また、比較例２の比較用ガスケットは、シリコーンコーティング４３の動粘度が１０００ｍｍ^２／ｓである。

比較例３は、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを本発明のガスケット１３と同様に粗面化したが、シリコーンコーティング４３は塗工していない比較用ガスケットである。比較例３の比較用ガスケットは、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの算術平均粗さＲａ１が０．５μｍであり、実施例１及び実施例４のガスケット１３と等しい。

上記実施例１〜実施例４のガスケット１３及び比較例１〜比較例３の比較用のガスケットの性能については、それぞれ「摺動抵抗」、「密封性（薬液漏れ）」、及び、滅菌処理後のバレル１２内での「傾き」の３点について性能を評価した。

摺動抵抗は、薬液１１として大塚製薬製の電解質輸液「大塚生食注」をバレル１２に充填し、各ガスケットをバレル１２に挿入し、かつ、キャップ１４を外した状態で、プランジャ１５によってガスケットを押圧する際に要する押圧力（すなわちガスケットの摺動に要する押圧力）を測定した。この摺動抵抗の測定では、引張試験機（島津製作所製オートグラフＡＧＳ−Ｘ）と、引張試験機の引張方向をプランジャ１５の押圧方向に変換する治具を用いた。どのようなユーザでも容易にプレフィルドシリンジ１０を使用できる押圧力は約４０Ｎ未満であり、非力なユーザでもプレフィルドシリンジ１０を使用可能な押圧力は約５０Ｎ未満である。このため、測定の結果、押圧力が４０Ｎ未満の場合に「Ａ」（特に容易に使用可能）、押圧力が４０Ｎ以上５０Ｎ未満の場合に「Ｂ」（使用可能）、押圧力が５０Ｎ以上の場合に「Ｃ」（ユーザによっては使用困難な場合がある）と評価した。図１７には、上記評価とともに括弧書きで摺動抵抗（押圧力）を記載してある。

密封性（薬液漏れ）の測定には、薬液１１よりもバレル１２とガスケット１３の間に侵入し易い注射用蒸留水に、赤色染料を加えて観察しやすくした擬似薬液を用いた。薬液漏れは、擬似薬液をバレル１２に充填し、ガスケット１３及びキャップ１４によって封止し、摺動抵抗の測定に用いる引張試験機でガスケット１３に３００ｋＰａの圧力を２０分間加えた後、目視及び倍率２０倍の顕微鏡によってガスケット１３の先端側の摺動面２１ａを観察した。そして、目視観察及び顕微鏡観察でも、バレル１２とガスケット１３との間への擬似薬液の侵入が認められなかった場合に「Ａ」（密封性が高く漏れがない特に良好な状態）、目視観察では侵入がないが顕微鏡観察では侵入が認められた場合に「Ｂ」（使用可能）、目視観察（及び顕微鏡観察）で擬似薬液の侵入が認められた場合に「Ｃ」（薬液漏れのため使用不可）と評価した。なお、３００ｋＰａ（約３気圧）の圧力は、オートクレーブで１２１℃２０分間加熱する滅菌処理時に薬液１１から加わる内圧である。

ガスケット１３の傾きは、上記擬似薬液を充填したバレル１２にオートクレーブで１２１℃２０分間加熱する滅菌処理を行った後、デプスゲージによってフランジ１８からのガスケット１３の底面２４までの深さを８箇所（４５度毎）に測定し、最大の深さと最小の深さの差を算出し、かつ、この測定を１０本のプレフィルドシリンジ１０について行って、上記最大の深さと最小の深さの差の平均値を算出し、この最大の深さと最小の深さの差の平均値に基づいて評価した。最大の深さと最小の深さの差の平均値が、０．６ｍｍ未満の場合に「Ａ」（ほぼ傾きがない）、０．６ｍｍ以上０．８ｍｍ未満の場合に「Ｂ」（わずかに傾きがあるが薬液１１の無菌性は保証できる）、０．８ｍｍ以上の場合に「Ｃ」（傾きが大きく、薬液１１の無菌性を保証できない）と評価した。図１７には、上記評価とともに括弧書きで最大の深さと最小の深さの差の平均値を記載してある。

比較例１の比較用ガスケットは、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化しておらず、鏡面仕上げになっており、かつ、シリコーンコーティング４３も塗工していないので、摺動抵抗の評価は「Ｃ」であり、比較例１の比較用ガスケットを使用すると、ユーザによっては、プレフィルドシリンジ１０の使用が困難である。また、比較例１の比較用ガスケットは傾きの評価が「Ｃ」であり、比較例１の比較用ガスケットを用いると薬液１１の無菌性を保証できないために、滅菌処理後に廃却しなければならないプレフィルドシリンジ１０が多く、歩留まりも悪い。

また、比較例２の比較用ガスケットは、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化しておらず、鏡面仕上げになっているものの、シリコーンコーティング４３を塗工しているので、比較例１の比較用ガスケットに比べれば摺動抵抗は低下する。しかし、摺動抵抗の評価は「Ｃ」であり、ユーザによってはプレフィルドシリンジ１０の使用が困難であることに変わりはない。また、比較例２の比較用ガスケットは、比較例１の比較用ガスケットに比べれば滅菌処理後の傾きが小さくなるが、傾きの評価も「Ｃ」のままであり、滅菌処理後に廃却しなければならないプレフィルドシリンジ１０が多く、依然として歩留まりは悪い。

一方、比較例３の比較用ガスケットは、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化してあるので、比較例１及び比較例２の比較用ガスケットよりも摺動抵抗を評価「Ｂ」にまで低減できている。また、傾きの評価も「Ｂ」であり、わずかに傾きがあるが薬液１１の無菌性は保証できるプレフィルドシリンジ１０が多くなる。しかし、比較例３の比較用ガスケットは、密封性の評価が「Ｃ」である。これは、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化したにも関わらず、シリコーンコーティング４３を塗工していないので、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの溝３０に薬液１１が侵入するからである。

比較例３と、比較例１及び比較例２との比較から分かるように、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの溝３０は、摺動抵抗を大きく低減させる効果がある。しかし、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの溝３０は、バレル１２とガスケット１３の間に隙間を形成するので、密封性が悪化し、薬液漏れ生じやすくなる。一方、比較例１と比較例２を比較すれば分かるように、シリコーンコーティング４３の塗工には、摺動抵抗を低下させる作用だけでなく、シリコーンコーティング４３の撥水性等により、ガスケット１３とバレル１２の実質的な密封性を高めて、薬液漏れを防ぐ作用もある。このため、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂに溝３０を形成することで悪化する密封性は、シリコーンコーティング４３によって補うことができる。

実施例１〜４のガスケット１３の摺動抵抗の評価はいずれも「Ａ」であり、薬液漏れの評価も「Ａ」〜「Ｂ」であり、かつ、傾きの評価はいずれも「Ａ」であり、密封性と摺動性を両立することができている。これは、上記の通り、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂに溝３０を形成することで摺動抵抗を下げ、かつ、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂに溝３０を形成したことで悪化する密封性を、シリコーンコーティング４３で補っているからである。

なお、実施例１と実施例２を比較すれば分かるように、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの算術平均粗さＲａ１が大きくなると密封性が低下するが、実施例３に示すように、シリコーンコーティング４３の動粘度を上げれば、密封性を補うことができる。また、実施例１と実施例４（あるいは実施例２と実施例３）を比較すれば分かるように、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの算術平均粗さＲａ１が同じでも、シリコーンコーティング４３の動粘度が小さくなると、密封性が低下する。但し、シリコーンコーティング４３の動粘度が高過ぎると、シリコーンコーティング４３が潤滑剤としての摺動抵抗を低下させる作用が得られ難くなる。このため、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの算術平均粗さＲａ１を０．０６μｍ以上３．０μｍ未満にする場合、シリコーンコーティング４３の動粘度は、１００ｍｍ^２／ｓ以上３０００ｍｍ^２／ｓ以下であることが好ましく、５００ｍｍ^２／ｓ以上２０００ｍｍ^２／ｓ以下であることがより好ましく、７５０ｍｍ^２／ｓ以上１５００ｍｍ^２／ｓ以下であることが特に好ましい。

上記実施形態及び実施例では、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂに摺動方向Ｄｓに沿った溝３０を形成しているが、溝３０の方向は摺動方向Ｄｓと厳密に平行でなくても良い。例えば、溝３０が摺動方向Ｄｓに対して傾斜していても良いし、溝３０が曲線になっていても良い。すなわち、算術平均粗さＲａ１が算術平均粗さＲａ２よりも大きい（Ｒａ１＞Ｒａ２）という条件を満たせば、摺動方向Ｄｓに対する溝３０の傾きや、溝３０の形状はほぼ任意に変更することができる。もちろん、製造適正に優れ、かつ、本発明の作用を最も容易に得るためには、上記実施形態及び実施例の通り、溝３０を摺動方向Ｄｓにほぼ平行に形成して摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化することが好ましい。

なお、上記実施形態及び変形例では、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂに摺動方向Ｄｓに概ね沿った縦スジ状の溝３０を形成し、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂの算術平均粗さＲａ１を算術平均粗さＲａ２よりも大きくしているが（Ｒａ１＞Ｒａ２）、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂにランダムで等方的な凹凸等を形成し、算術平均粗さＲａ１と算術平均粗さＲａ２を等しくした場合（Ｒａ１＝Ｒａ２）や、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂに摺動方向Ｄｓに垂直な方向に沿った横スジ状の溝を形成し、算術平均粗さＲａ１を算術平均粗さＲａ２よりも小さくした場合（Ｒａ１＜Ｒａ２）でも、ガスケット１３とバレル１２との擬似接着状態を防ぎ、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂを粗面化しない場合に対してガスケット１３の摺動抵抗を低減することができる。

但し、ランダムで等方的な凹凸はブラスト処理等によって形成可能であるが、縦スジ状の溝３０のようにシャープな深さを有する凹凸は形成しにくいので、縦スジ状の溝３０と比較するとガスケット１３とバレル１２との擬似接着状態を防ぎにくい。また、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂに横スジ状の溝を形成すると、溝間の頂部の全長が摺動方向に垂直な抵抗成分になるので、縦スジ状の溝３０を形成する場合と比較すると、ガスケット１３の摺動抵抗が大きくなりやすい。したがって、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂにはランダムで等方的な凹凸や横スジ状の溝を形成してもよいが、上記実施形態及び実施例のように、摺動面２１ａ及び摺動面２１ｂには摺動方向Ｄｓに沿った縦スジ状の溝３０を形成する方が好ましい。

上記実施形態では、ガスケット１３の好適な製造方法の一例を挙げているが、ラミネートフィルム４２の成形（ステップＳ１１）及びガスケット本体４１の成形（ステップＳ１２）は、別の方法で行うことができる。例えば、上記実施形態では、ラミネートフィルム４２を真空成形した後、ガスケット本体４１をインサート成形しているが、ラミネートフィルム４２にゴム生地５５を乗せて、１回のプレスで半製品５９を成形することもできる。また、ガスケット本体４１を成形し、ガスケット本体４１の周囲にラミネートフィルム４２を成膜して、半製品５９を製造することもできる。

１０ プレフィルドシリンジ
１１ 薬液
１２ バレル
１３ ガスケット
１４ キャップ
１６ ノズル
１７ ルアーロック
２１ａ，２１ｂ 摺動面
３０ 溝
４１ ガスケット本体
４２ ラミネートフィルム
４３ シリコーンコーティング

Claims (10)

1. シリンジのバレルに摺動自在に挿入するガスケット本体と、
   前記ガスケット本体を覆い、かつ、前記バレルと当接して摺動する摺動面を粗面化したラミネートフィルムと、
   前記ラミネートフィルムを覆うシリコーンコーティングと、
   を備え、前記摺動面は、摺動方向に沿った溝を備えるガスケット。
2. 摺動方向に対して垂直であり、かつ、前記摺動面に沿って測定する前記摺動面の算術平均粗さが、摺動方向に沿って測定する前記摺動面の算術平均粗さよりも大きい請求項１に記載のガスケット。
3. 摺動方向に対して垂直であり、かつ、前記摺動面に沿って測定する前記摺動面の算術平均粗さが、０．０６μｍ以上３．０μｍ未満である請求項１または２に記載のガスケット。
4. 摺動方向に対して垂直であり、かつ、前記摺動面に沿って測定する前記摺動面の算術平均粗さが、０．５μｍ以上２．０μｍ未満である請求項３に記載のガスケット。
5. 前記シリコーンコーティングは、動粘度が１００ｍｍ２／ｓ以上３０００ｍｍ２／ｓ以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載のガスケット。
6. 前記ラミネートフィルムがポリテトラフルオロエチレンまたはエチレンテトラフルオロエチレンコポリマーで形成されている請求項１〜５のいずれか１項に記載のガスケット。
7. シリンジのバレルに摺動自在に挿入するガスケット本体と、前記ガスケット本体を覆い、かつ、前記バレルと当接して摺動する摺動面を粗面化したラミネートフィルムと、前記ラミネートフィルムを覆うシリコーンコーティングと、を備えるガスケットの製造方法において、
   前記ラミネートフィルムを前記ガスケット本体の外形に合わせて成形するステップと、
   前記ラミネートフィルムで覆った前記ガスケット本体を、内面を粗面化した治具に通すことで、前記バレルと接触する前記摺動面を粗面化するステップと、
   粗面化した前記摺動面にシリコーンコーティングを塗工するステップと、
   を備えるガスケットの製造方法。
8. 薬液を入れるバレルと、
   前記バレルに摺動自在に挿入するガスケット本体と、前記ガスケット本体を覆い、かつ、前記バレルと当接して摺動する摺動面を粗面化したラミネートフィルムと、前記ラミネートフィルムを覆うシリコーンコーティングと、を備え、前記摺動面が摺動方向に沿った溝を有するガスケットと、
   を備えるシリンジ。
9. 前記ガスケットと前記薬液を吐出するノズルに取り付けるキャップとで、前記バレルに前記薬液を封止している請求項８に記載のシリンジ。
10. 前記バレルは、シクロオレフィンポリマーで形成されている請求項８または９に記載のシリンジ。

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