JP7223295B2 - 多層シリンジバレルの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、多層シリンジバレルの製造方法に関し、詳しくは多層シリンジバレルのノズル先端切断時のバリ・カエリ発生及び多層構造剥離を抑制し、切断部にキャップを傷つけるような尖った角部を残さない多層シリンジバレルの製造方法に関する。
従来、医療現場等において薬液を密閉状態で充填し保管するための医療用包装容器として、ガラス製のプレフィルドシリンジが使用されている。プレフィルドシリンジは、治療に必要な薬液が予めシリンジに充填されており、使用時に薬液が注出されるシリンジバレルの筒先(以下「注出部」と称する。)に嵌められたキャップをとり除き、当該注出部に注射針を装着するように構成された注射器である。プレフィルドシリンジは、アンプルやバイアルに保存された薬液を一旦シリンジで吸引するといった操作が不要である。このため、プレフィルドシリンジを用いると、薬液への異物混入の防止、医療作業の効率化、薬液の誤投与といった医療事故防止等が期待できる。従来では、プレフィルドシリンジに用いられるシリンジバレルなどには、ガラスが用いられていた。
しかし、ガラス製のプレフィルドシリンジの場合、保管中に容器中の内容液にナトリウムイオン等が溶出する、フレークスという微細な物質が発生する、金属で着色した遮光性ガラス製容器を使用する場合には着色用の金属が内容物に混入する、落下等の衝撃により割れやすい、等の問題があった。また、ガラスは比較的に比重が大きいため、プレフィルドシリンジが重くなるという問題点もあった。
以上の問題点を解決するため、シリンジバレルに用いるガラス代替品として、ガラスに比べて軽量な熱可塑性樹脂を用いた技術が検討されている。本発明者らは、このような熱可塑性樹脂を用いたプレフィルドシリンジとして、樹脂層と酸素バリア層との積層構造を有し、酸素バリア性に優れたプレフィルドシリンジ用容器を提案している(例えば、下記特許文献1参照)。また、前記のような多層シリンジを製造した場合はノズル部のゲート残りを切断する必要があるが、その切断方法として異常振動を抑制する機構を備えた超音波切断装置でノズル部ゲート残りを切断する方法を提案している(例えば、下記特許文献2参照)。
特許文献1には酸素バリア性に優れた熱可塑性樹脂製プレフィルドシリンジ用容器が開示されているが、ノズル部のゲート残り切断方法は明示されていない。
特許文献2にはノズル部ゲート残りを異常振動を抑制する機構を備えた超音波切断装置で切断する方法が提案されているが、この方法で切断した場合、その他の公知の技術と比較してある程度のバリの発生は抑制可能であるが、バリの発生を皆無とすることはできなかった。また、ノズル部に尖った角部が形成されるため、キャップを打栓した際にキャップを傷つけ、破片が発生して薬液に混入する可能性があった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は多層シリンジバレルのノズル部ゲート残りを切断した場合において、切断後の切断面にバリ・カエリがなく、ノズル部に多層構造の剥離が発生せず、ノズル部にキャップを傷つけるような尖った角部が無い多層シリンジバレルの製造方法を提供することにある。
本発明者らは鋭意検討を進めた結果、異常振動を抑制する機構を備えた超音波切断装置で切断刃を振動させながらノズル部ゲート残りを切断後、ノズル部に形成された角部にレーザー光照射を行うことにより、切断後の切断面にバリ・カエリがなく、ノズル部に多層構造の剥離が発生せず、ノズル部にキャップを傷つけるような尖った角部が無い多層シリンジバレルが得られることを見出した。
すなわち、本発明は、以下に示す通りである。
[1]
多層シリンジバレルの製造方法であって、
異常振動を抑制する機構を備えた超音波切断装置の切断刃で、ノズル先端より射出成形された多層シリンジバレルのノズル部ゲート残りを切断する仕上げ切断工程;及び
仕上げ切断工程で形成された、ノズル部の角部にレーザー光を照射する照射工程;
を含む、多層シリンジバレルの製造方法。
[2]
前記仕上げ切断工程が、
多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの一部を切断する部分仕上げ切断工程;及び
切断刃と多層シリンジバレルとを相対回転させ、多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断する完全仕上げ切断工程;
を含む、
[1]に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[3]
前記仕上げ切断工程が、以下の工程を含む、[2]に記載の多層シリンジバレルの製造方法:
(2-1)多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃を、原位置からノズル部内腔に進入しない位置まで移動させて、ノズル部ゲート残りの一部を切断し、切断刃を原位置に戻す工程;
(2-2)多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃を、原位置からノズル部内腔の所定の位置まで移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断し、切断刃を超音波振動させたまま、かつ、切断刃をノズル部切断面に接触させたまま、切断刃を原位置に戻す工程;
(2-3)多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃を、原位置から移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断し、切断刃を原位置に戻す工程;及び
(2-4)切断刃の刃先に垂直であってノズル部断面外径円の中心を通る線分と、ノズル部断面外径円と、の2つの交点のうち、刃先から遠い交点(P1)にノズル部ゲート残りの未切断部分が存在しない位置関係となるまで多層シリンジバレルを回転させ、多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃を、原位置から移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断する工程。
[4]
前記工程(2-2)において、
原位置からノズル部内腔の所定の位置までの切断刃の移動速度が1mm/s以下であり、
ノズル部内腔の所定の位置が、切断刃の刃先に垂直であってノズル部断面内径円の中心を通る線分と、ノズル部断面内径円と、の2つの交点のうち、刃先から近い交点(Q)から、刃先に垂直な方向に、ノズル部断面内径円の内径の50%以下の距離だけ離れた位置である、
[3]に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[5]
前記工程(2-2)において、ノズル部内腔の所定の位置から原位置までの切断刃の移動速度が1mm/s以下である、[3]又は[4]に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[6]
前記仕上げ切断工程の前に実施する粗切断工程を更に含み、
粗切断工程が、
多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの一部を切断する部分粗切断工程;及び
切断刃と多層シリンジバレルとを相対回転させ、多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断する完全粗切断工程;
を含む、[1]~[5]のいずれかに記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[7]
前記仕上げ切断工程をn回行う(nは2以上の正の整数である)、[1]~[6]のいずれかに記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[8]
n回目の仕上げ切断工程において、切断刃への荷重が1~400Nである、[7]に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[9]
n-1回目の仕上げ切断工程における切断箇所と、n回目の仕上げ切断工程における切断箇所との距離が0.1~1mmである、[7]又は[8]に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[10]
前記照射工程におけるレーザー光が炭酸ガスレーザーである、[1]~[9]のいずれかに記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[11]
前記照射工程におけるレーザー光の出力が5W~20Wである、[1]~[10]のいずれかに記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[1]
多層シリンジバレルの製造方法であって、
異常振動を抑制する機構を備えた超音波切断装置の切断刃で、ノズル先端より射出成形された多層シリンジバレルのノズル部ゲート残りを切断する仕上げ切断工程;及び
仕上げ切断工程で形成された、ノズル部の角部にレーザー光を照射する照射工程;
を含む、多層シリンジバレルの製造方法。
[2]
前記仕上げ切断工程が、
多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの一部を切断する部分仕上げ切断工程;及び
切断刃と多層シリンジバレルとを相対回転させ、多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断する完全仕上げ切断工程;
を含む、
[1]に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[3]
前記仕上げ切断工程が、以下の工程を含む、[2]に記載の多層シリンジバレルの製造方法:
(2-1)多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃を、原位置からノズル部内腔に進入しない位置まで移動させて、ノズル部ゲート残りの一部を切断し、切断刃を原位置に戻す工程;
(2-2)多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃を、原位置からノズル部内腔の所定の位置まで移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断し、切断刃を超音波振動させたまま、かつ、切断刃をノズル部切断面に接触させたまま、切断刃を原位置に戻す工程;
(2-3)多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃を、原位置から移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断し、切断刃を原位置に戻す工程;及び
(2-4)切断刃の刃先に垂直であってノズル部断面外径円の中心を通る線分と、ノズル部断面外径円と、の2つの交点のうち、刃先から遠い交点(P1)にノズル部ゲート残りの未切断部分が存在しない位置関係となるまで多層シリンジバレルを回転させ、多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃を、原位置から移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断する工程。
[4]
前記工程(2-2)において、
原位置からノズル部内腔の所定の位置までの切断刃の移動速度が1mm/s以下であり、
ノズル部内腔の所定の位置が、切断刃の刃先に垂直であってノズル部断面内径円の中心を通る線分と、ノズル部断面内径円と、の2つの交点のうち、刃先から近い交点(Q)から、刃先に垂直な方向に、ノズル部断面内径円の内径の50%以下の距離だけ離れた位置である、
[3]に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[5]
前記工程(2-2)において、ノズル部内腔の所定の位置から原位置までの切断刃の移動速度が1mm/s以下である、[3]又は[4]に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[6]
前記仕上げ切断工程の前に実施する粗切断工程を更に含み、
粗切断工程が、
多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの一部を切断する部分粗切断工程;及び
切断刃と多層シリンジバレルとを相対回転させ、多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断する完全粗切断工程;
を含む、[1]~[5]のいずれかに記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[7]
前記仕上げ切断工程をn回行う(nは2以上の正の整数である)、[1]~[6]のいずれかに記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[8]
n回目の仕上げ切断工程において、切断刃への荷重が1~400Nである、[7]に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[9]
n-1回目の仕上げ切断工程における切断箇所と、n回目の仕上げ切断工程における切断箇所との距離が0.1~1mmである、[7]又は[8]に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[10]
前記照射工程におけるレーザー光が炭酸ガスレーザーである、[1]~[9]のいずれかに記載の多層シリンジバレルの製造方法。
[11]
前記照射工程におけるレーザー光の出力が5W~20Wである、[1]~[10]のいずれかに記載の多層シリンジバレルの製造方法。
本発明によれば、切断後の切断面にバリ・カエリがなく、ノズル部に多層構造の剥離が発生せず、ノズル部にキャップを傷つけるような尖った角部が無い多層シリンジバレルを製造することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の実施の形態では、シリンジバレルをISO規格に基づいた形状として説明しているが、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態に限定されず、ISO規格以外の形状にも適用可能である。
[シリンジバレル形状]
図1に示す多層シリンジバレル100は、ISO11040-6に準拠した内容量5ccスタンダード形状を有するものである。具体的には、シリンジバレル100は、先端側から順に、注射針を接続可能なノズル部1と、肩部2と、円筒部3と、を備えている。円筒部3は、多層シリンジバレル100の中心軸線X-Xの方向(長手方向)において同径の部位からなり、開放端(円筒部末端4)にフランジ5を有している。
図1に示す多層シリンジバレル100は、ISO11040-6に準拠した内容量5ccスタンダード形状を有するものである。具体的には、シリンジバレル100は、先端側から順に、注射針を接続可能なノズル部1と、肩部2と、円筒部3と、を備えている。円筒部3は、多層シリンジバレル100の中心軸線X-Xの方向(長手方向)において同径の部位からなり、開放端(円筒部末端4)にフランジ5を有している。
ノズル部1は、円筒部3よりも小径の部位からなり、ISO80369-7に規定されたテーパ状に形成されている。肩部2は、円筒部末端4と反対側において、ノズル部1と円筒部3とをつなぐ部位である。図2に示すように、多層シリンジバレル100は、ノズル部1の先端側からの射出成形により、ノズル部1の先端側から射出成形され、第1の熱可塑性樹脂組成物(b)よりなる第1の樹脂層(スキン層)6と、バリア性熱可塑性樹脂組成物(a)よりなる第2の樹脂層(コア層)7と、第1の熱可塑性樹脂組成物(b)よりなる第3の樹脂層(スキン層)8と、をこの順に有し、ノズル部1、肩部2及び円筒部3が一体に形成され、ノズル部ゲートを残した形で成形される。ここでは、第1の樹脂層6及び第3の樹脂層8が多層シリンジバレル100の最外層及び最内層を構成し、第2の樹脂層7が多層シリンジバレル100の中間層を構成している。一方、ゲート位置を筒先以外、例えば円筒部3やフランジ部5とし射出を行う場合、第2の樹脂層(コア層)7はウェルドや隙間ができる等、円筒部に均一に形成することができない。ノズル部1はISO80369-7に規定された範囲内となるよう、ノズル部ゲート残りを切断する箇所(切断箇所9)を決定する。ここで第2の樹脂層7は、円筒部3におけるガスケット挿入位置よりもフランジ5側の位置からノズル部1の位置まで延在する。
[ノズル部ゲート残りの切断]
異常振動を抑制する機構を備えた超音波切断装置を用いて、図2の切断箇所9でノズル部ゲート残りを切断することによって、図4に示すように、ノズル部に尖った角部10が形成される。本発明で使用する超音波切断装置は異常振動を抑制する機構を備えていれば公知のものを使用でき、何ら限定されない。ここで、異常振動とは、切断刃に平行な振動方向と異なる方向への横ぶれなどの振動成分のことを称する。異常振動を抑制する機構を備えていない超音波切断装置で切断を行った場合、切断時に刃面と既切断面の樹脂の間で熱が発生しやすく、切断面の平滑性が確保できないばかりか、切断箇所が多層構造である場合、切断時に多層構造の剥離及び剥離に伴った切断端のバリ・カエリが発生する。
異常振動を抑制する機構を備えた超音波切断装置を用いて、図2の切断箇所9でノズル部ゲート残りを切断することによって、図4に示すように、ノズル部に尖った角部10が形成される。本発明で使用する超音波切断装置は異常振動を抑制する機構を備えていれば公知のものを使用でき、何ら限定されない。ここで、異常振動とは、切断刃に平行な振動方向と異なる方向への横ぶれなどの振動成分のことを称する。異常振動を抑制する機構を備えていない超音波切断装置で切断を行った場合、切断時に刃面と既切断面の樹脂の間で熱が発生しやすく、切断面の平滑性が確保できないばかりか、切断箇所が多層構造である場合、切断時に多層構造の剥離及び剥離に伴った切断端のバリ・カエリが発生する。
すなわち、切断刃に平行な振動子の本来の振動方向と異なる方向への振動成分が切断刃に印加されると不具合が生じると考えられる。つまり、共振器の支持構造などに起因して振動子の振動とは関係のない微小な横ぶれなどが共振器本体に生じて、本来の振動子の振動方向と異なる方向への横ぶれなどの振動成分、換言すれば、切断刃に平行な振動方向と異なる方向への横ぶれなどの振動成分が共振器に生じ、そして、共振器に生じた本来の振動方向と異なる方向への横ぶれなどの振動成分(本明細書では、横ぶれなどの振動子の振動とは関係のない振動を「異常振動」と称している)が切断刃に印加されると、対象物切断の際に切断刃に刃曲がりが生じる、異常振動に起因した切断刃の刃先の横ぶれにより切断対象物の切断片に割れや欠ける、多層構造が剥離するなどの不具合が生じる。
また、対象物への刃先の切込角度が切断刃の横ぶれにより安定せず、切断刃の刃先の対象物への接地位置に刃先の横ぶれにより微小なずれが生じたときに、対象物に対して刃先が斜めに切込まれることによる刃曲がりが発生するおそれがあり、この場合、刃先と対象物との接地位置のずれは微小なものであるが、切断刃による対象物の切断面には大きな位置ずれが生じて切断面の外観が悪くなる、多層構造が剥離しやすくなるなどの不具合が生じる。
また、対象物への刃先の切込角度が切断刃の横ぶれにより安定せず、切断刃の刃先の対象物への接地位置に刃先の横ぶれにより微小なずれが生じたときに、対象物に対して刃先が斜めに切込まれることによる刃曲がりが発生するおそれがあり、この場合、刃先と対象物との接地位置のずれは微小なものであるが、切断刃による対象物の切断面には大きな位置ずれが生じて切断面の外観が悪くなる、多層構造が剥離しやすくなるなどの不具合が生じる。
超音波切断装置は超音波切断刃の昇降、及び被切断物を置く台座の位置決めができる機構を備えているものが好ましい。また、シリンジバレルを固定する治具はノズル部の切断位置近傍までを支える構造であるものが好ましい。異常振動を抑制する機構を備えた超音波切断装置は、例えば特開2012-106329号公報に記載されており、具体的には、株式会社アドウェルズ製超音波カッター装置「UC1000LS」が挙げられる。
一例として、特開2012-106329号公報に記載されている異常振動を抑制する機構を備えた装置は、切断刃に振動を印加して対象物を切断する振動切断装置において、一方端に振動子が接続され、該振動子の反対側の他方端の取付部に前記切断刃が取り付けられた共振器と、前記共振器の被把持部を把持する把持部を有し、前記共振器を支持する支持手段とを備え、前記共振器の側面には、少なくとも1個の長孔が透設されていることを特徴としている。
この振動切断装置では、被把持部が把持部により把持されることにより共振器が支持手段に支持されており、共振器を従来のように弾性を有する振動吸収部材を介さずに支持手段の把持部により強固に把持して支持することで、共振器の一方端に接続された振動子の本来の振動方向とは異なる方向への横ぶれなどの異常振動が共振器に生じることを防止することができる。異常振動を抑制する機構を備えた超音波切断装置は多層構造の剥離、切断端のバリ・カエリの発生を抑制できる。
この振動切断装置では、被把持部が把持部により把持されることにより共振器が支持手段に支持されており、共振器を従来のように弾性を有する振動吸収部材を介さずに支持手段の把持部により強固に把持して支持することで、共振器の一方端に接続された振動子の本来の振動方向とは異なる方向への横ぶれなどの異常振動が共振器に生じることを防止することができる。異常振動を抑制する機構を備えた超音波切断装置は多層構造の剥離、切断端のバリ・カエリの発生を抑制できる。
切断時に発生する熱によってシリンジバレルが変形することを抑制するため、超音波切断刃や治具には熱伝導率の良好な材質を選択することが好ましく、具体的にはアルミニウムや銅が好ましい。旋盤等の切削において荒削り、中削り、仕上げ削りを行い所定の形状、表面の平滑性を整えるのと同じく、超音波切断装置による超音波切断でも、1つの切断箇所(例えば、図2の切断箇所9)だけでなく複数の切断箇所(例えば、図3の3つの切断箇所9)で切断を行うことにより、表面の平滑性が向上し、バリ・カエリの発生が抑制されるため好ましい。また多層構造の剥離を抑えるために1つの切断箇所での切断を複数回に分けて行い、切断時の負荷を軽減させることも有効である。生産性を考慮すると、切断箇所は、好ましくは2~3箇所である。
<初回切断(粗切断)工程(1)>
切断箇所が1箇所であると、除去する体積が大きいため切断に必要な荷重を多くかけねばならず、バリやカエリが発生しやすい。そのため、以下で説明する仕上げ切断工程の前に、粗切断工程(1)を実施することが好ましい。
切断箇所が1箇所であると、除去する体積が大きいため切断に必要な荷重を多くかけねばならず、バリやカエリが発生しやすい。そのため、以下で説明する仕上げ切断工程の前に、粗切断工程(1)を実施することが好ましい。
粗切断工程(1)は、
図5に示すように、多層シリンジバレル100の長手方向(図1のX-Xの方向)に対して垂直方向に、切断刃11で、ノズル部ゲート残りの一部を切断する部分粗切断工程(切断部分16、未切断部分17);及び
図6に示すように、切断刃11と多層シリンジバレル100とを相対回転させた後、多層シリンジバレル100の長手方向に対して垂直方向に、切断刃11で、ノズル部ゲート残りの未切断部分17を切断する完全粗切断工程;
を含むことが好ましい。
なお、「切断刃と多層シリンジバレルとを相対回転」とは、多層シリンジバレルの円周方向への該多層シリンジバレルの回転、多層シリンジバレルの円周方向への切断刃の回転、又はこれらの回転の組み合わせ、を含む。
図5に示すように、多層シリンジバレル100の長手方向(図1のX-Xの方向)に対して垂直方向に、切断刃11で、ノズル部ゲート残りの一部を切断する部分粗切断工程(切断部分16、未切断部分17);及び
図6に示すように、切断刃11と多層シリンジバレル100とを相対回転させた後、多層シリンジバレル100の長手方向に対して垂直方向に、切断刃11で、ノズル部ゲート残りの未切断部分17を切断する完全粗切断工程;
を含むことが好ましい。
なお、「切断刃と多層シリンジバレルとを相対回転」とは、多層シリンジバレルの円周方向への該多層シリンジバレルの回転、多層シリンジバレルの円周方向への切断刃の回転、又はこれらの回転の組み合わせ、を含む。
<仕上げ切断工程(2)>
任意に行う初回切断工程の後に、仕上げ切断工程を行う。切断時にバリ・カエリが発生しやすい時は、切断刃が端面に差し掛かる時である。ノズル部ゲート残りを切断する場合には、切断刃がノズル部内径円弧に差し掛かる時と、内径円弧切断後に切断刃が再度外径円弧に差し掛かる時である。
任意に行う初回切断工程の後に、仕上げ切断工程を行う。切断時にバリ・カエリが発生しやすい時は、切断刃が端面に差し掛かる時である。ノズル部ゲート残りを切断する場合には、切断刃がノズル部内径円弧に差し掛かる時と、内径円弧切断後に切断刃が再度外径円弧に差し掛かる時である。
仕上げ切断工程(2)は、
多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの一部を切断する部分仕上げ切断工程;及び
切断刃と多層シリンジバレルとを相対回転させ、多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断する完全仕上げ切断工程;
を含むことが好ましい。部分仕上げ切断工程は複数回行うことが好ましい。
多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの一部を切断する部分仕上げ切断工程;及び
切断刃と多層シリンジバレルとを相対回転させ、多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断する完全仕上げ切断工程;
を含むことが好ましい。部分仕上げ切断工程は複数回行うことが好ましい。
仕上げ切断工程(2)のより好ましい手順を以下に示す。
<<工程(2-1)>>
工程(2-1)では、多層シリンジバレル100の長手方向(図1のX-Xの方向)に対して垂直方向に、切断刃11を、原位置からノズル部内腔13に進入しない位置まで移動させて、ノズル部ゲート残りの一部を切断し(切断部分16、未切断部分17)、切断刃11を原位置に戻す(図7)。ノズル部内腔13に進入しない位置で切断刃11を停止することにより、内径円弧端に発生しうるバリ・カエリを抑えることができる。また、工程(2-1)における切断刃停止位置は、切断刃11の刃先12に垂直であってノズル部断面外径円14の中心を通る線分と、ノズル部断面外径円14と、の2つの交点のうち、刃先12から近い交点(P2)から、刃先12に垂直な方向に、ノズル部断面外径円14の外径の5%以上(好ましくは5~30%)の距離だけ離れた位置であることが好ましい。この位置で切断刃11を停止することにより、外径円弧端に発生しうるバリ・カエリを抑えることができる。
工程(2-1)では、多層シリンジバレル100の長手方向(図1のX-Xの方向)に対して垂直方向に、切断刃11を、原位置からノズル部内腔13に進入しない位置まで移動させて、ノズル部ゲート残りの一部を切断し(切断部分16、未切断部分17)、切断刃11を原位置に戻す(図7)。ノズル部内腔13に進入しない位置で切断刃11を停止することにより、内径円弧端に発生しうるバリ・カエリを抑えることができる。また、工程(2-1)における切断刃停止位置は、切断刃11の刃先12に垂直であってノズル部断面外径円14の中心を通る線分と、ノズル部断面外径円14と、の2つの交点のうち、刃先12から近い交点(P2)から、刃先12に垂直な方向に、ノズル部断面外径円14の外径の5%以上(好ましくは5~30%)の距離だけ離れた位置であることが好ましい。この位置で切断刃11を停止することにより、外径円弧端に発生しうるバリ・カエリを抑えることができる。
<<工程(2-2)>>
工程(2-2)では、多層シリンジバレル100の長手方向(図1のX-Xの方向)に対して垂直方向に、切断刃11を、原位置からノズル部内腔13の所定の位置まで移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分17の一部を切断し、切断刃11を超音波振動させたまま、かつ、切断刃11をノズル部切断面に接触させたまま、切断刃11を原位置に戻す(図8)。切断刃11を超音波振動させたままノズル部切断面に接触させて原位置に戻すと、内径円弧端にてバリ・カエリとなりうる溶融樹脂が刃面により押し戻されて、切断面上に延ばされるため、バリ・カエリを抑制することができる。バリ・カエリをより効率的に抑える観点から、切断刃11を原位置に戻す移動速度は、好ましくは1mm/s以下であり、より好ましくは0.5mm/s以下である。移動速度の下限は特に限定されないが、例えば、0.01mm/s、0.05mm/s、0.1mm/s等としてもよい。
工程(2-2)では、多層シリンジバレル100の長手方向(図1のX-Xの方向)に対して垂直方向に、切断刃11を、原位置からノズル部内腔13の所定の位置まで移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分17の一部を切断し、切断刃11を超音波振動させたまま、かつ、切断刃11をノズル部切断面に接触させたまま、切断刃11を原位置に戻す(図8)。切断刃11を超音波振動させたままノズル部切断面に接触させて原位置に戻すと、内径円弧端にてバリ・カエリとなりうる溶融樹脂が刃面により押し戻されて、切断面上に延ばされるため、バリ・カエリを抑制することができる。バリ・カエリをより効率的に抑える観点から、切断刃11を原位置に戻す移動速度は、好ましくは1mm/s以下であり、より好ましくは0.5mm/s以下である。移動速度の下限は特に限定されないが、例えば、0.01mm/s、0.05mm/s、0.1mm/s等としてもよい。
切断刃11の刃先12に近い内径円弧端のバリ・カエリをより効率的に抑える観点から、工程(2-2)において、原位置からノズル部内腔13の所定の位置までの切断刃11の移動速度は、好ましくは1mm/s以下であり、より好ましくは0.5mm/s以下である。移動速度の下限は特に限定されないが、例えば、0.01mm/s、0.05mm/s、0.1mm/s等としてもよい。また、ノズル部内腔13の所定の位置は、切断刃11の刃先12に垂直であってノズル部断面内径円15の中心を通る線分と、ノズル部断面内径円15と、の2つの交点のうち、刃先から近い交点(Q)から、刃先12に垂直な方向に、ノズル部断面内径円15の内径の50%以下(具体的には20~50%、好ましくは30~40%)の距離だけ離れた位置であることが好ましい。あるいは、ノズル部内腔13の所定の位置は、前記交点(P2)から、刃先12に垂直な方向に、ノズル部断面外径円14の外径の30~60%(好ましくは40~50%)の距離だけ離れた位置であることが好ましい。
<<工程(2-3)>>
工程(2-3)では、多層シリンジバレル100の長手方向(図1のX-Xの方向)に対して垂直方向に、切断刃11を、原位置から移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分17の一部を切断し、切断刃を原位置に戻す(図9)。工程(2-3)における切断刃停止位置は、前記交点(P2)から、刃先12に垂直な方向に、ノズル部断面外径円14の外径の70~95%(好ましくは80~90%)の距離だけ離れた位置であることが好ましい。この位置で切断刃11を停止することにより、ノズル部ゲート残りの未切断部分17の変形又は破断を抑制することができる。
工程(2-3)では、多層シリンジバレル100の長手方向(図1のX-Xの方向)に対して垂直方向に、切断刃11を、原位置から移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分17の一部を切断し、切断刃を原位置に戻す(図9)。工程(2-3)における切断刃停止位置は、前記交点(P2)から、刃先12に垂直な方向に、ノズル部断面外径円14の外径の70~95%(好ましくは80~90%)の距離だけ離れた位置であることが好ましい。この位置で切断刃11を停止することにより、ノズル部ゲート残りの未切断部分17の変形又は破断を抑制することができる。
<<工程(2-4)>>
工程(2-4)では、切断刃11の刃先12に垂直であってノズル部断面外径円14の中心を通る線分と、ノズル部断面外径円14と、の2つの交点のうち、刃先12から遠い交点(P1)にノズル部ゲート残りの未切断部分17が存在しない位置関係となるまで多層シリンジバレル100を回転させ、多層シリンジバレル100の長手方向(図1のX-Xの方向)に対して垂直方向に、切断刃11を、原位置から移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分17を切断する(図10)。前記交点(P1)にノズル部ゲート残りの未切断部分17が存在する場合は、超音波切断刃11が溶融樹脂を引きずり、バリやカエリの原因となりやすい。未切断の外径円弧とその弦との2つの交点のうち刃先12から遠い交点(R)と、ノズル部断面外径円14の中心点とを結ぶ線分と;ノズル部断面外径円14の中心点と前記交点(P1)とを結ぶ線分と;がなす角度(S)は、好ましくは60°~110°であり、より好ましくは70°~100°であり、更に好ましくは80°~90°である。
工程(2-4)では、切断刃11の刃先12に垂直であってノズル部断面外径円14の中心を通る線分と、ノズル部断面外径円14と、の2つの交点のうち、刃先12から遠い交点(P1)にノズル部ゲート残りの未切断部分17が存在しない位置関係となるまで多層シリンジバレル100を回転させ、多層シリンジバレル100の長手方向(図1のX-Xの方向)に対して垂直方向に、切断刃11を、原位置から移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分17を切断する(図10)。前記交点(P1)にノズル部ゲート残りの未切断部分17が存在する場合は、超音波切断刃11が溶融樹脂を引きずり、バリやカエリの原因となりやすい。未切断の外径円弧とその弦との2つの交点のうち刃先12から遠い交点(R)と、ノズル部断面外径円14の中心点とを結ぶ線分と;ノズル部断面外径円14の中心点と前記交点(P1)とを結ぶ線分と;がなす角度(S)は、好ましくは60°~110°であり、より好ましくは70°~100°であり、更に好ましくは80°~90°である。
仕上げ切断工程(2)の実施回数は1回でもよいし、2回以上でもよい。仕上げ切断工程(2)の実施回数は、好ましくは1~3回であり、より好ましくは2回である。以下、最後に実施する仕上げ切断工程(2)を最終切断工程とも言う。最終切断工程では、切断刃にあまり荷重をかけないことが好ましい。ノズル部の切断箇所に発生しうるクラックや溶融痕、多層構造の剥離を抑制する観点から、切断刃にかける荷重は、好ましくは1~400Nであり、より好ましくは10~300Nであり、特に好ましくは20~100Nである。
仕上げ切断工程(2)をn回行う場合(nは2以上の正の整数である)、n-1回目の仕上げ切断工程における切断箇所と、n回目の仕上げ切断工程(最終切断工程)における切断箇所との距離は、切断に必要な荷重を低減させる観点、及びバリやカエリの発生を抑制させる観点から、0.01~1mmが好ましく、0.1~1mmがより好ましい。
[レーザー光照射工程]
レーザー光照射工程では、仕上げ切断工程(2)で形成された、ノズル部の角部10(図4)にレーザー光を照射する。レーザー光の照射条件は、角部10が除去できるように適宜調整すればよいが、短いパルスでの照射が、周辺への熱の影響を少なくするために、好ましい。また、照射するレーザー光の種類は特に限定されず、公知のレーザー、例えば、炭酸ガスレーザー、YAGレーザー、YVO4レーザーなどを用いることができる。これらの中でも炭酸ガスレーザーは透明性の高い樹脂に対しても加工性が優れるため好ましい。溶融痕を抑制する観点から、レーザー光の出力は5W~20Wであることが好ましい。
レーザー光照射工程では、仕上げ切断工程(2)で形成された、ノズル部の角部10(図4)にレーザー光を照射する。レーザー光の照射条件は、角部10が除去できるように適宜調整すればよいが、短いパルスでの照射が、周辺への熱の影響を少なくするために、好ましい。また、照射するレーザー光の種類は特に限定されず、公知のレーザー、例えば、炭酸ガスレーザー、YAGレーザー、YVO4レーザーなどを用いることができる。これらの中でも炭酸ガスレーザーは透明性の高い樹脂に対しても加工性が優れるため好ましい。溶融痕を抑制する観点から、レーザー光の出力は5W~20Wであることが好ましい。
[熱可塑性樹脂組成物(b)]
多層シリンジバレル100のスキン層(第1の樹脂層6、第3の樹脂層8)にて熱可塑性樹脂組成物(b)として使用される熱可塑性樹脂としては、公知のものを適宜用いることができる。薬液を保存する都合上、耐薬品性、耐溶出性及び耐衝撃性に優れた性質のものが好ましい。また、水蒸気バリア性を有しているとさらに好ましく、水蒸気透過度に関し、JIS K 7126に準拠した手法で得られる数値として、1.0g・mm/m2・day以下を満たすことができるバリア性樹脂から選択するのがよい。特に好ましいのは、ノルボルネンとエチレン等のオレフィンを原料とした共重合体、及びテトラシクロドデセンとエチレン等のオレフィンを原料とした共重合体であるシクロオレフィンコポリマー(COC)、また、ノルボルネンを開環重合し、水素添加した重合物であるシクロオレフィンポリマー(COP)も好ましい。このようなCOC及びCOPは例えば特開平5-300939号公報あるいは特開平5-317411号公報に記載されている。
多層シリンジバレル100のスキン層(第1の樹脂層6、第3の樹脂層8)にて熱可塑性樹脂組成物(b)として使用される熱可塑性樹脂としては、公知のものを適宜用いることができる。薬液を保存する都合上、耐薬品性、耐溶出性及び耐衝撃性に優れた性質のものが好ましい。また、水蒸気バリア性を有しているとさらに好ましく、水蒸気透過度に関し、JIS K 7126に準拠した手法で得られる数値として、1.0g・mm/m2・day以下を満たすことができるバリア性樹脂から選択するのがよい。特に好ましいのは、ノルボルネンとエチレン等のオレフィンを原料とした共重合体、及びテトラシクロドデセンとエチレン等のオレフィンを原料とした共重合体であるシクロオレフィンコポリマー(COC)、また、ノルボルネンを開環重合し、水素添加した重合物であるシクロオレフィンポリマー(COP)も好ましい。このようなCOC及びCOPは例えば特開平5-300939号公報あるいは特開平5-317411号公報に記載されている。
[バリア性熱可塑性樹脂組成物(a)]
多層シリンジバレル100のコア層(第2の樹脂層7)にてバリア性熱可塑性樹脂組成物(a)として使用される熱可塑性樹脂としては、単に酸素を透過しにくい性質を有する狭義の酸素バリア性熱可塑性樹脂(いわゆるパッシブバリア性樹脂)を用いてもよいし、酸素吸収性を有し外部から透過する酸素を吸収することで内部への酸素透過を妨げることが可能な酸素吸収性樹脂組成物(いわゆるアクティブバリア性樹脂組成物)を用いてもよい。例えば、酸素バリア性熱可塑性樹脂としてはポリエステルやポリアミドが、酸素吸収性樹脂組成物としてはテトラリン環を有するポリエステルと遷移金属触媒を含む組成物が、それぞれ挙げられる。
多層シリンジバレル100のコア層(第2の樹脂層7)にてバリア性熱可塑性樹脂組成物(a)として使用される熱可塑性樹脂としては、単に酸素を透過しにくい性質を有する狭義の酸素バリア性熱可塑性樹脂(いわゆるパッシブバリア性樹脂)を用いてもよいし、酸素吸収性を有し外部から透過する酸素を吸収することで内部への酸素透過を妨げることが可能な酸素吸収性樹脂組成物(いわゆるアクティブバリア性樹脂組成物)を用いてもよい。例えば、酸素バリア性熱可塑性樹脂としてはポリエステルやポリアミドが、酸素吸収性樹脂組成物としてはテトラリン環を有するポリエステルと遷移金属触媒を含む組成物が、それぞれ挙げられる。
[製造方法等]
本実施形態における多層シリンジバレル100の製造方法は特に限定されず、通常の射出成形法により製造することができる。例えば、2台以上の射出機を備えた成形機及び射出用金型を用いて、コア層を構成するバリア性熱可塑性樹脂組成物(a)及びスキン層を構成する熱可塑性樹脂組成物(b)をそれぞれの射出シリンダーから金型ホットランナーを通して、キャビティー内に射出して、射出用金型の形状に対応したシリンジバレルを製造することができる。
本実施形態における多層シリンジバレル100の製造方法は特に限定されず、通常の射出成形法により製造することができる。例えば、2台以上の射出機を備えた成形機及び射出用金型を用いて、コア層を構成するバリア性熱可塑性樹脂組成物(a)及びスキン層を構成する熱可塑性樹脂組成物(b)をそれぞれの射出シリンダーから金型ホットランナーを通して、キャビティー内に射出して、射出用金型の形状に対応したシリンジバレルを製造することができる。
また、先ず、スキン層を構成する材料を射出シリンダーから射出し、次いでコア層を構成する材料を別の射出シリンダーから、スキン層を構成する樹脂と同時に射出し、次にスキン層を構成する樹脂を必要量射出してキャビティーを満たすことにより3層構造(b)/(a)/(b)の多層シリンジバレル100が製造できる。
以下に実施例と比較例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれによって何ら限定されるものではない。また、本実施例及び比較例において、各種物性値は以下の測定方法及び測定装置により測定した。
(NMR測定)
NMR測定は、BRUKER社製、「AVANCE III-500」を用いて、室温で行った。
NMR測定は、BRUKER社製、「AVANCE III-500」を用いて、室温で行った。
(切断面検査)
切断面の検査はデジタルマイクロスコープ(キーエンス社製 商品名「VHX1000」)を用いて、切断面のバリの有無及び多層構造の剥離を検査した。
切断面の検査はデジタルマイクロスコープ(キーエンス社製 商品名「VHX1000」)を用いて、切断面のバリの有無及び多層構造の剥離を検査した。
(製造例1)
[熱可塑性樹脂(1)の合成]
内容積18Lのオートクレーブに、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸ジメチル2.20kg、2-プロパノール11.0kg、5%パラジウムを活性炭に担持させた触媒350g(50wt%含水品)を仕込んだ。次いで、オートクレーブ内の空気を窒素と置換し、さらに窒素を水素と置換した後、オートクレーブ内の圧力が0.8MPaとなるまで水素を供給した。次に、撹拌機を起動し、回転速度を500rpmに調整し、30分かけて内温を100℃まで上げた後、さらに水素を供給し圧力を1MPaとした。
その後、反応の進行による圧力低下に応じ、1MPaを維持するよう水素の供給を続けた。7時間後に圧力低下が無くなったので、オートクレーブを冷却し、未反応の残存水素を放出した後、オートクレーブから反応液を取り出した。反応液を濾過し、触媒を除去した後、分離濾液から2-プロパノールをエバポレーターで蒸発させた。得られた粗生成物に、2-プロパノールを4.40kg加え、再結晶により精製し、テトラリン-2,6-ジカルボン酸ジメチルを80%の収率(ナフタレン-2,6-ジカルボン酸ジメチルに対する収率)で得た。なお、NMRの分析結果は以下のとおりであった。
1H‐NMR(400MHz CDCl3)δ7.76-7.96(2H m)、7.15(1H d)、3.89(3H s)、3.70(3H s)、2.70-3.09(5H m)、1.80-1.95(1H m)。
[熱可塑性樹脂(1)の合成]
内容積18Lのオートクレーブに、ナフタレン-2,6-ジカルボン酸ジメチル2.20kg、2-プロパノール11.0kg、5%パラジウムを活性炭に担持させた触媒350g(50wt%含水品)を仕込んだ。次いで、オートクレーブ内の空気を窒素と置換し、さらに窒素を水素と置換した後、オートクレーブ内の圧力が0.8MPaとなるまで水素を供給した。次に、撹拌機を起動し、回転速度を500rpmに調整し、30分かけて内温を100℃まで上げた後、さらに水素を供給し圧力を1MPaとした。
その後、反応の進行による圧力低下に応じ、1MPaを維持するよう水素の供給を続けた。7時間後に圧力低下が無くなったので、オートクレーブを冷却し、未反応の残存水素を放出した後、オートクレーブから反応液を取り出した。反応液を濾過し、触媒を除去した後、分離濾液から2-プロパノールをエバポレーターで蒸発させた。得られた粗生成物に、2-プロパノールを4.40kg加え、再結晶により精製し、テトラリン-2,6-ジカルボン酸ジメチルを80%の収率(ナフタレン-2,6-ジカルボン酸ジメチルに対する収率)で得た。なお、NMRの分析結果は以下のとおりであった。
1H‐NMR(400MHz CDCl3)δ7.76-7.96(2H m)、7.15(1H d)、3.89(3H s)、3.70(3H s)、2.70-3.09(5H m)、1.80-1.95(1H m)。
充填塔式精留塔、分縮器、全縮器、コールドトラップ、撹拌機、加熱装置及び窒素導入管を備えたポリエステル樹脂製造装置に、上記テトラリン-2,6-ジカルボン酸ジメチル543g、エチレングリコール217g、多官能化合物テトラブチルチタネート0.038g、酢酸亜鉛0.15gを仕込み、窒素雰囲気下で230℃まで昇温してエステル交換反応を行った。ジカルボン酸成分の反応転化率を90%以上とした後、昇温と減圧を徐々に90分かけて行い、260℃、133Pa以下で重縮合を1時間行い、テトラリン環含有ポリエステル化合物(熱可塑性樹脂(1))を得た。
(実施例1)
[多層シリンジバレルの製造]
射出成型機(Sodick株式会社製、型式:GL-150)を使用し、図1の多層シリンジバレル100と同様の形状を有する多層シリンジバレルを製造した。形状は、ISO11040-6に記載された内容量5mLに準拠した。また、スキン層の樹脂射出量に対するコア層の樹脂射出量の割合を30質量%とし、コア層の始端がガスケット挿入位置後端からフランジ5までの範囲に位置し、かつ、コア層の終端は肩部からノズル部ゲート切断位置の範囲に位置するように成形条件を調整した。
まず、スキン層を構成する熱可塑性樹脂組成物(b)を射出シリンダーから射出し、次いでコア層を構成するバリア性熱可塑性樹脂組成物(a)を別の射出シリンダーから一定量射出し、次いでバリア性熱可塑性樹脂組成物(a)の射出を止め、次に熱可塑性樹脂組成物(b)を一定量射出して射出金型内キャビティーを満たすことにより、熱可塑性樹脂組成物(b)/バリア性熱可塑性樹脂組成物(a)/熱可塑性樹脂組成物(b)の3層構成の多層シリンジバレルを製造した。バリア性熱可塑性樹脂組成物(a)としては、熱可塑性樹脂(1)100質量部に対し、ステアリン酸コバルト(II)をコバルト量が0.00025質量部となるようドライブレンドした酸素吸収性組成物を使用した。また、熱可塑性樹脂組成物(b)としては、シクロオレフィンポリマー樹脂(日本ゼオン株式会社製、商品名「ZEONEX5000」、以下「COP」と表記する。)を使用した。
[多層シリンジバレルの製造]
射出成型機(Sodick株式会社製、型式:GL-150)を使用し、図1の多層シリンジバレル100と同様の形状を有する多層シリンジバレルを製造した。形状は、ISO11040-6に記載された内容量5mLに準拠した。また、スキン層の樹脂射出量に対するコア層の樹脂射出量の割合を30質量%とし、コア層の始端がガスケット挿入位置後端からフランジ5までの範囲に位置し、かつ、コア層の終端は肩部からノズル部ゲート切断位置の範囲に位置するように成形条件を調整した。
まず、スキン層を構成する熱可塑性樹脂組成物(b)を射出シリンダーから射出し、次いでコア層を構成するバリア性熱可塑性樹脂組成物(a)を別の射出シリンダーから一定量射出し、次いでバリア性熱可塑性樹脂組成物(a)の射出を止め、次に熱可塑性樹脂組成物(b)を一定量射出して射出金型内キャビティーを満たすことにより、熱可塑性樹脂組成物(b)/バリア性熱可塑性樹脂組成物(a)/熱可塑性樹脂組成物(b)の3層構成の多層シリンジバレルを製造した。バリア性熱可塑性樹脂組成物(a)としては、熱可塑性樹脂(1)100質量部に対し、ステアリン酸コバルト(II)をコバルト量が0.00025質量部となるようドライブレンドした酸素吸収性組成物を使用した。また、熱可塑性樹脂組成物(b)としては、シクロオレフィンポリマー樹脂(日本ゼオン株式会社製、商品名「ZEONEX5000」、以下「COP」と表記する。)を使用した。
[ノズル部ゲート残りの切断]
成形後のノズル部ゲート残りの切断には、異常振動を抑制する機構を備えた装置である株式会社アドウェルズ社製超音波切断装置「UC1000LS」を用いた。仕上げ切断(最終切断)工程後の形状がISO80369-7に規定された形状となるように切断を行った。
成形後のノズル部ゲート残りの切断には、異常振動を抑制する機構を備えた装置である株式会社アドウェルズ社製超音波切断装置「UC1000LS」を用いた。仕上げ切断(最終切断)工程後の形状がISO80369-7に規定された形状となるように切断を行った。
<初回切断(粗切断)工程(1)>
超音波切断装置「UC1000LS」に多層シリンジバレルを設置後(設置時の回転角度を0°とする)、1回目として、回転角度0°、切断停止位置が外径の50%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの一部を切断後、切断刃を原位置に戻した。次いで、多層シリンジバレルを回転角度180°となるよう回転させた後に、2回目として切断停止位置が外径を越える位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断した。
超音波切断装置「UC1000LS」に多層シリンジバレルを設置後(設置時の回転角度を0°とする)、1回目として、回転角度0°、切断停止位置が外径の50%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの一部を切断後、切断刃を原位置に戻した。次いで、多層シリンジバレルを回転角度180°となるよう回転させた後に、2回目として切断停止位置が外径を越える位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断した。
<仕上げ切断工程(2)1回目>
前記工程(1)より0.5mm移動した箇所を切断箇所とした。工程(2-1)として回転角度180°(初回切断(粗切断)工程(1)の2回目の後、回転させていない)で、切断停止位置が外径の28%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの一部を切断後、切断刃を原位置に戻した。次いで、工程(2-2)として、回転角度180°、切断停止位置が外径の45%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断した。切断刃は内腔に進入しており、進入時の切断速度は0.3mm/s、内腔内での切断停止位置(内腔径切断割合)は、内径の37.5%の位置であった。その後、切断刃の振動を継続させつつ、0.3mm/sの速度で切断刃を原位置に戻した。引き続き、工程(2-3)として、回転角度180°、切断停止位置が外径の85%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断後、切断刃を原位置に戻した。更に、工程(2-4)として、回転角度52°、切断停止位置が外径を越える位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断し、切断刃を原位置に戻した。
前記工程(1)より0.5mm移動した箇所を切断箇所とした。工程(2-1)として回転角度180°(初回切断(粗切断)工程(1)の2回目の後、回転させていない)で、切断停止位置が外径の28%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの一部を切断後、切断刃を原位置に戻した。次いで、工程(2-2)として、回転角度180°、切断停止位置が外径の45%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断した。切断刃は内腔に進入しており、進入時の切断速度は0.3mm/s、内腔内での切断停止位置(内腔径切断割合)は、内径の37.5%の位置であった。その後、切断刃の振動を継続させつつ、0.3mm/sの速度で切断刃を原位置に戻した。引き続き、工程(2-3)として、回転角度180°、切断停止位置が外径の85%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断後、切断刃を原位置に戻した。更に、工程(2-4)として、回転角度52°、切断停止位置が外径を越える位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断し、切断刃を原位置に戻した。
<仕上げ切断工程(2)2回目(最終切断工程)>
前記工程(2)1回目より0.2mm移動した箇所を切断箇所とした。工程(2-1)として回転角度180°、切断停止位置が外径の28%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの一部を切断後、切断刃を原位置に戻した。工程(2-2)として、回転角度180°、切断停止位置が外径の45%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断した。切断刃は内腔に進入しており、進入時切断速度は0.3mm/s、内腔径切断割合は、内径の37.5%の位置であった。その後、切断刃の振動を継続させつつ、0.3mm/sの速度で切断刃を原位置に戻した。引き続き、工程(2-3)として、回転角度180°、切断停止位置が外径の85%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断後、切断刃を原位置に戻した。更に、工程(2-4)として回転角度52°、切断停止位置が外径を越える位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断し、切断刃を原位置に戻した。
前記工程(2)1回目より0.2mm移動した箇所を切断箇所とした。工程(2-1)として回転角度180°、切断停止位置が外径の28%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの一部を切断後、切断刃を原位置に戻した。工程(2-2)として、回転角度180°、切断停止位置が外径の45%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断した。切断刃は内腔に進入しており、進入時切断速度は0.3mm/s、内腔径切断割合は、内径の37.5%の位置であった。その後、切断刃の振動を継続させつつ、0.3mm/sの速度で切断刃を原位置に戻した。引き続き、工程(2-3)として、回転角度180°、切断停止位置が外径の85%の位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断後、切断刃を原位置に戻した。更に、工程(2-4)として回転角度52°、切断停止位置が外径を越える位置となるようにして、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断し、切断刃を原位置に戻した。
<レーザー光照射工程>
切断により生じた、ノズル部の角部へのレーザー光の照射には、パナソニックデバイスSUNX製CO2レーザーマーカー「LP-430U」を用いた。照射波長は10.6μm、出力は9W(該装置の最大出力の30%)、スキャンスピードは1000mm/s、ワーク間距離は185mmであり、この条件で前記角部へ照射を行った。
切断により生じた、ノズル部の角部へのレーザー光の照射には、パナソニックデバイスSUNX製CO2レーザーマーカー「LP-430U」を用いた。照射波長は10.6μm、出力は9W(該装置の最大出力の30%)、スキャンスピードは1000mm/s、ワーク間距離は185mmであり、この条件で前記角部へ照射を行った。
各切断箇所における内腔進入時切断速度、内腔進入時内腔径切断割合、内腔進入直後刃物戻り速度、内腔進入直後刃物戻り時振動有無と、各切断回における切断停止位置(切断部外径に対する切断割合)と回転角度(初回切断を0°とした時のバレル回転角度)を記した切断条件を表1に示す。また、最終回切断荷重を測定した。切断後の多層シリンジバレルの切断面を検査しバリ・カエリ、多層構造剥離の有無を確認し、良品と不良品の仕分けを行った。結果を表2に示す。
(実施例2及び3)
切断条件を表1記載の条件に変更した以外は実施例1と同様にして多層シリンジバレルを製造し、検査を行った。結果を表2に示す。
切断条件を表1記載の条件に変更した以外は実施例1と同様にして多層シリンジバレルを製造し、検査を行った。結果を表2に示す。
(実施例4)
レーザー光出力を6W(最大出力の20%)とした以外は実施例1と同様にして多層シリンジバレルを製造し、検査を行った。結果を表2に示す。
レーザー光出力を6W(最大出力の20%)とした以外は実施例1と同様にして多層シリンジバレルを製造し、検査を行った。結果を表2に示す。
(実施例5)
レーザー光出力を12W(最大出力の40%)とした以外は実施例1と同様にして多層シリンジバレルを製造し、検査を行った。結果を表2に示す。
レーザー光出力を12W(最大出力の40%)とした以外は実施例1と同様にして多層シリンジバレルを製造し、検査を行った。結果を表2に示す。
(実施例6)
レーザー光出力を15W(最大出力の50%)とした以外は実施例1と同様にして多層シリンジバレルを製造し、検査を行った。結果を表2に示す。
レーザー光出力を15W(最大出力の50%)とした以外は実施例1と同様にして多層シリンジバレルを製造し、検査を行った。結果を表2に示す。
(実施例7)
レーザー光出力を18W(最大出力の60%)とした以外は実施例1と同様にして多層シリンジバレルを製造し、検査を行った。結果を表2に示す。
レーザー光出力を18W(最大出力の60%)とした以外は実施例1と同様にして多層シリンジバレルを製造し、検査を行った。結果を表2に示す。
(比較例1)
レーザー光照射工程を除いた以外は実施例1と同様にして多層シリンジバレルを製造し、検査を行った。結果を表2に示す。
レーザー光照射工程を除いた以外は実施例1と同様にして多層シリンジバレルを製造し、検査を行った。結果を表2に示す。
100:多層シリンジバレル
1:ノズル部
2:肩部
3:円筒部
4:円筒部末端
5:フランジ
6:第1の樹脂層(スキン層)
7:第2の樹脂層(コア層)
8:第3の樹脂層(スキン層)
9:切断箇所
10:ノズル部に形成された角部
11:切断刃
12:刃先
13:ノズル部内腔
14:ノズル部断面外径円
15:ノズル部断面内径円
16:切断部分
17:未切断部分
1:ノズル部
2:肩部
3:円筒部
4:円筒部末端
5:フランジ
6:第1の樹脂層(スキン層)
7:第2の樹脂層(コア層)
8:第3の樹脂層(スキン層)
9:切断箇所
10:ノズル部に形成された角部
11:切断刃
12:刃先
13:ノズル部内腔
14:ノズル部断面外径円
15:ノズル部断面内径円
16:切断部分
17:未切断部分
Claims (11)
- 多層シリンジバレルの製造方法であって、
異常振動を抑制する機構を備えた超音波切断装置の切断刃で、ノズル先端より射出成形された多層シリンジバレルのノズル部ゲート残りを切断する仕上げ切断工程;及び
仕上げ切断工程で形成された、ノズル部の角部にレーザー光を照射する照射工程;
を含む、多層シリンジバレルの製造方法。 - 前記仕上げ切断工程が、
多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの一部を切断する部分仕上げ切断工程;及び
切断刃と多層シリンジバレルとを相対回転させ、多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断する完全仕上げ切断工程;
を含む、
請求項1に記載の多層シリンジバレルの製造方法。 - 前記仕上げ切断工程が、以下の工程を含む、請求項2に記載の多層シリンジバレルの製造方法:
(2-1)多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃を、原位置からノズル部内腔に進入しない位置まで移動させて、ノズル部ゲート残りの一部を切断し、切断刃を原位置に戻す工程;
(2-2)多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃を、原位置からノズル部内腔の所定の位置まで移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断し、切断刃を超音波振動させたまま、かつ、切断刃をノズル部切断面に接触させたまま、切断刃を原位置に戻す工程;
(2-3)多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃を、原位置から移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分の一部を切断し、切断刃を原位置に戻す工程;及び
(2-4)切断刃の刃先に垂直であってノズル部断面外径円の中心を通る線分と、ノズル部断面外径円と、の2つの交点のうち、刃先から遠い交点(P1)にノズル部ゲート残りの未切断部分が存在しない位置関係となるまで多層シリンジバレルを回転させ、多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃を、原位置から移動させて、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断する工程。 - 前記工程(2-2)において、
原位置からノズル部内腔の所定の位置までの切断刃の移動速度が1mm/s以下であり、
ノズル部内腔の所定の位置が、切断刃の刃先に垂直であってノズル部断面内径円の中心を通る線分と、ノズル部断面内径円と、の2つの交点のうち、刃先から近い交点(Q)から、刃先に垂直な方向に、ノズル部断面内径円の内径の50%以下の距離だけ離れた位置である、
請求項3に記載の多層シリンジバレルの製造方法。 - 前記工程(2-2)において、ノズル部内腔の所定の位置から原位置までの切断刃の移動速度が1mm/s以下である、請求項3又は4に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
- 前記仕上げ切断工程の前に実施する粗切断工程を更に含み、
粗切断工程が、
多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの一部を切断する部分粗切断工程;及び
切断刃と多層シリンジバレルとを相対回転させ、多層シリンジバレルの長手方向に対して垂直方向に、切断刃で、ノズル部ゲート残りの未切断部分を切断する完全粗切断工程;
を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の多層シリンジバレルの製造方法。 - 前記仕上げ切断工程をn回行う(nは2以上の正の整数である)、請求項1~6のいずれか一項に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
- n回目の仕上げ切断工程において、切断刃への荷重が1~400Nである、請求項7に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
- n-1回目の仕上げ切断工程における切断箇所と、n回目の仕上げ切断工程における切断箇所との距離が0.1~1mmである、請求項7又は8に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
- 前記照射工程におけるレーザー光が炭酸ガスレーザーである、請求項1~9のいずれか一項に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
- 前記照射工程におけるレーザー光の出力が5W~20Wである、請求項1~10のいずれか一項に記載の多層シリンジバレルの製造方法。
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