KR102348201B1

KR102348201B1 - 주사기 배럴의 제조 방법

Info

Publication number: KR102348201B1
Application number: KR1020167017002A
Authority: KR
Inventors: 히사후미 이토; 다카시 가시바
Original assignee: 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2014-02-10
Filing date: 2015-02-09
Publication date: 2022-01-10
Also published as: KR20160120715A; WO2015119284A1; US10220150B2; EP3106283B1; JPWO2015119284A1; TWI643645B; EP3106283A1; EP3106283A4; CN105873741B; JP6447832B2; US20160325045A1; TW201538191A; CN105873741A

Abstract

노즐 선단의 평활성 및 생산성을 확보한 주사기 배럴의 제조 방법을 제공한다. 노즐 선단으로부터 사출 성형되는 주사기 배럴의 제조 방법으로서, 이상 진동을 억제하는 기구를 구비한 초음파 절단 장치로 노즐부 게이트 잔사를 절단하는 주사기 배럴의 제조 방법이다.

Description

주사기 배럴의 제조 방법{SYRINGE BARREL PRODUCTION METHOD}

본 발명은, 주사기 배럴의 제조 방법에 관한 것이고, 상세하게는 주사기 배럴의 노즐 선단의 평활성이 우수한 주사기 배럴의 제조 방법에 관한 것이다.

주사기는 종래의 유리제로부터 수지제로 이행되고 있고, 일회용 주사기에 있어서는 위생면 및 폐기의 형편상, 수지제의 것이 보급되고 있다. 또한, 프리필드(prefilled) 주사기 제제는, 종래의 주사제와 같이 바이알이나 앰플 등의 별도의 용기로부터 주사기에 약제를 옮기는 수고가 생략되고, 간편한 무균 조제가 가능하다는 등의 이유에서, 의료 현장에 널리 보급되고 있다. 그러나, 기존의 수지 용기에서는, 유리병이나 금속제 용기와 달리 산소가 투과되기 쉬운 경향이 있기 때문에, 충전되어 밀폐된 내용물의 보존성에 문제가 남아 있어, 대체가 진행되고 있지 않는 것이 현상이다. 그 때문에, 유리제의 것이 오랜 세월 사용되어 왔지만, 근년에는 수지로의 대체가 요구되고 있다.

일반적으로 주사기 배럴을 성형할 때에는, 원통부의 진원도를 확보하기 위해, 플랜지 2점 게이트나, 동부(胴部) 2점 게이트가 통상 이용된다. 그러나 웰드부가 생겨, 기계적 강도가 떨어진다고 하는 불리점이 있다. 한편으로 노즐부로부터 사출하면 웰드는 없어져 기계적 강도를 유지할 수 있는 데다가, 진원도도 확보할 수 있다. 또한, 게이트가 1개소이면, 금형 내의 러너 밸런스 조정이 용이해져, 체적당의 캐비티수도 늘릴 수 있다. 그러나, 노즐부로부터 사출을 행하여 주사기 배럴을 성형한 경우, 노즐부 게이트 잔사를 어떠한 방법으로 절단할 필요가 있다. 수지관의 절단 방법에 있어서, 공지의 기술로서 회전 칼날이나 절삭 연석 등을 이용할 수 있지만, 절삭분(切削粉)이 발생해 버린다. 주사기 배럴은 클린룸 내에서 생산되기 때문에 노즐부 게이트 잔사 절단에서 절삭분이 발생해 버리면 전용의 부스나 집진기가 필요해지거나, 노즐 내측의 절삭분을 제거하기 위해서 세정 장치가 필요해지기 때문에, 경제적이지는 않다.

이 과제를 해결하기 위해서, 예를 들어 합성 수지관의 압출 제조 라인에 있어서는, 절삭분의 발생을 억제하기 위해, 압절(押切) 칼날을 합성 수지관체의 주위로 회전시키면서 당해 관체를 절단함과 함께 압절 칼날과는 별체인 프레스 롤을 당해 관체의 절단선에 위치시킨 상태로 상기 작두 칼날에 추종하여 합성 수지관체의 주위로 회전시킨 구조의 설비에서의 제조가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

한편, 유리로부터 수지로의 대체가 진행되고 있는 분야로서 식품·음료 용도를 위한 패트병에서는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 수지를 스킨층에 포함하고, 가스 배리어성을 가지는 열가소성 수지를 코어층에 포함하는 프리폼을 공사출 후, 블로우 성형을 행함으로써, 충전되고 밀폐된 내용물의 보존성을 해결하고 있다. 이 기술을 이용하여, 게이트 위치를 배럴의 노즐측으로 해서 폴리올레핀 수지 및 배리어성 수지를 공사출 성형하여, 최내층과 최외층이 폴리올레핀 수지로 이루어지고, 코어층이 배리어성 수지로 이루어지는 다층 구조를 갖는 배럴을 제조해, 게이트 잔사부가 남지 않도록 사출 유닛의 오픈 노즐을 노즐 선단면에 밀착시켜, 성형을 행하는 것이 제안되어 있다(특허문헌 2 참조).

일본 특허공개 평10-296687호 공보 일본 특허공개 2004-229750호 공보

특허문헌 1의 방법은, 압출 성형품과 같이 외경이 일정한 제품을 위한 방법이며, 주사기 배럴에 대해서는 노즐부와 동부에 단차가 있고, 노즐부는 테이퍼가 있는 원추 형상이기 때문에 적용이 곤란하다. 또한 주사기 배럴을 연속적으로 회전시키기 때문에 표면에 흠집이 나 버린다.

특허문헌 2에는, 게이트 잔사부가 남지 않도록 사출 유닛의 오픈 노즐을 노즐 선단면에 밀착시키는 성형법이 제안되어 있지만, 이 방법에서는 금형의 캐비티수도 1개의 사출 유닛에 대해 1개로 한정되어 버리기 때문에 생산성이 나쁘다. 또한 꺼낼 때에 수지의 실당김이 발생하기 쉬워, 노즐 선단면의 평활성이 유지되지 않아, 수율이 나빠져 버린다. 더욱이, 노즐부 게이트를 남기는 성형법도 제안되어 있지만, 절단 방법에 관한 기재는 없다.

본 발명은, 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 그 목적은 절삭분을 발생시키지 않고, 회전 칼날이나 절삭 연석 등의 공지의 기술로 절삭한 경우와 동등한 노즐 선단의 평활성 및 생산성을 확보한 주사기 배럴의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 예의 검토를 진행시킨 결과, 이상 진동을 억제하는 기구를 구비한 초음파 절단 장치로 절단하는 것에 의해 절삭분을 발생시키지 않고, 회전 칼날이나 절삭 연석 등의 공지의 기술로 절삭한 경우와 동등한 표면 거칠기의 절단면이 얻어진다는 것을 발견했다.

즉, 본 발명은 이하 ＜1＞∼＜8＞을 제공한다.

＜1＞ 노즐 선단으로부터 사출 성형되는 주사기 배럴의 제조 방법으로서, 이상 진동을 억제하는 기구를 구비한 초음파 절단 장치로 노즐부 게이트 잔사를 절단하는 주사기 배럴의 제조 방법.

＜2＞ 상기 노즐부 게이트 잔사의 절단 시에 복수회 절단을 행하는, ＜1＞에 기재된 주사기 배럴의 제조 방법.

＜3＞ 상기 노즐부 게이트 잔사의 절단 시에, 해당 주사기 배럴의 노즐부 외주의 일부를 절단한 후에 일단 절단을 정지하고, 상기 초음파 절단 장치의 초음파 절단 칼날과 상기 주사기 배럴을 상대 회전시켜, 상기 노즐부 외주의 다른 부분을 절단하는 것을 특징으로 하는, ＜2＞에 기재된 주사기 배럴의 제조 방법.

＜4＞ 최종 절단 공정(2)에 있어서, (2-1) 상기 초음파 절단 장치를 이용하여 상기 주사기 배럴의 노즐부 외주의 일부를 절단한 후에 일단 절단을 정지하고, (2-2) 초음파 절단 칼날의 칼끝에 수직으로 노즐부 단면 외경 원의 중심을 지나는 선분과 상기 노즐부 단면 외경 원의 2개의 교점 중, 상기 초음파 절단 칼날면으로부터 먼 교점(P)에 미절단 외경 원호가 존재하지 않는 위치 관계가 될 때까지 상기 초음파 절단 칼날과 상기 주사기 배럴을 상대 회전시키고 나서 미절단 부분의 절단을 행하는, ＜3＞에 기재된 주사기 배럴의 제조 방법.

＜5＞ 초회 절단 공정(1)에 있어서 다듬질 여유를 남기고 상기 노즐부 게이트 잔사를 절단하는 공정을 거쳐 최종 절단 공정(2)을 행하는 경우에, 상기 초회 절단 공정에 있어서, 상기 노즐부 게이트 잔사의 절단 시에, 해당 노즐부 게이트 잔사의 일부를 절단한 후에 일단 절단을 정지하고, 상기 초음파 절단 칼날과 상기 주사기 배럴을 상대 회전시켜, 상기 노즐부 게이트 잔사의 다른 부분을 절단하는 것을 특징으로 하는, ＜3＞에 기재된 주사기 배럴의 제조 방법.

＜6＞ 상기 주사기 배럴이 적어도 3층의 수지층을 갖는 다층 구조인, ＜1＞∼＜5＞ 중 어느 하나에 기재된 주사기 배럴의 제조 방법.

＜7＞ 상기 주사기 배럴의 최종 절단 시, 상기 초음파 절단 칼날에 가해지는 하중이 1∼400N 이하인, ＜1＞∼＜6＞ 중 어느 하나에 기재된 주사기 배럴의 제조 방법.

＜8＞ 상기 최종 절단 공정(2)에 있어서, 절단 위치의 전회(前回) 절단면으로부터의 거리가 0.1∼1mm인, ＜1＞∼＜7＞ 중 어느 하나에 기재된 주사기 배럴의 제조 방법.

본 발명에 의하면, 절삭분을 발생시키지 않고, 절단면의 평활성이 우수한 주사기 배럴을 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 노즐부 게이트 잔사 절단 전의 단층 주사기 배럴의 반단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 노즐부 게이트 잔사 절단 전의 다층 주사기 배럴의 반단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 노즐부 게이트 잔사 절단 전의 다층 주사기 배럴에 있어서의 노즐부 부근의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 최종 절단 공정(2-1)에 있어서, 초음파 절단 장치를 이용하여 해당 주사기 배럴의 노즐부 외주의 일부를 절단한 후에 일단 절단을 정지한 후의 노즐부 절단 위치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 따른 최종 절단 공정(2-2)에 있어서, 미절단 부분을 절단하기 전의 노즐부 절단 위치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서의 노즐부 게이트 잔사의 절단 조건(절단 공정)을 나타내는 표이다.
도 7은 본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서의 노즐부 게이트 잔사의 절단의 패턴 및 평가를 나타내는 표이다.
도 8은 본 발명의 실시예 및 비교예에 있어서의 노즐부 게이트 잔사의 절단의 (A) 평가 항목, 기준 및 점수, (B) 종합 평가의 내용을 나타내는 표이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면에 기초하여 설명한다. 한편, 이하의 실시형태에서는, 주사기 배럴을 ISO 규격에 근거한 형상으로서 설명하고 있지만, 본 발명을 설명하기 위한 예시이며, 본 발명은 그 실시형태로 한정되지 않고, ISO 규격 이외의 형상 및 다층 구조에도 적용 가능하다.

［주사기 배럴 형상］

도 1에 나타내는 단층 주사기 배럴(100)은, ISO11040-6에 준거한 내용량 5cc 스탠다드 형상을 갖는 것이다. 구체적으로는, 주사기 배럴(100)은, 선단측으로부터 순차로, 주사 바늘을 접속 가능한 노즐부(1)와 어깨부(2)와 원통부(3)를 구비하고 있다. 원통부(3)는, 주사기 배럴(100)의 중심축선 X-X의 방향에 있어서 동 직경의 부위로 이루어지고, 개방단(원통부 말단(4))에 플랜지(5)를 갖고 있다. 노즐부(1)는, 원통부(3)보다도 작은 직경의 부위로 이루어지고, ISO594-1에 규정된 테이퍼상으로 형성되어 있다. 어깨부(2)는, 원통부 말단(4)과 반대측에 있어서, 노즐부(1)와 원통부(3)를 잇는 부위이다. 주사기 배럴(100)은, 노즐부(1)의 선단측으로부터의 사출 성형에 의해, 노즐부(1), 어깨부(2) 및 원통부(3)가 일체로 형성되어, 노즐부 게이트를 남긴 형태로 성형된다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 다층 주사기 배럴(200)은, 형상은 주사기 배럴(100)과 동일하고, 노즐부(1)의 선단측으로부터 사출 성형되며, 제 1 열가소성 수지 조성물(b)로 이루어지는 제 1 수지층(스킨층)(6)과, 배리어성 열가소성 수지 조성물(a)로 이루어지는 제 2 수지층(코어층)(7)과, 제 1 열가소성 수지 조성물(b)로 이루어지는 제 3 수지층(스킨층)(8)을 이 순서로 갖는 구조를 구비하고 있다. 여기에서는, 제 1 수지층(6) 및 제 3 수지층(8)이 다층 주사기 배럴(200)의 최외층 및 최내층을 구성하고, 제 2 수지층(7)이 다층 주사기 배럴(200)의 중간층을 구성하고 있다. 한편, 게이트 위치를 통 끝 이외에, 예를 들어 원통부(3)나 플랜지부(5)로 하여 사출을 행하는 경우, 제 2 수지층(코어층)(7)은 웰드나 간극이 생기는 등, 원통부에 균일하게 형성할 수 없다. 노즐부는 ISO594-1에 규정된 범위 내인 φ3.976±0.051이 되는 범위 내에서 절단 위치를 결정한다. 여기에서 제 2 수지층은, 원통부에 있어서의 개스킷 삽입 위치보다도 플랜지측의 위치로부터 노즐부의 위치까지 연재(延在)하지만, 약액을 토출시켰을 때에 제 2 수지층 종단은, 약액에 닿아 용출되는 것을 방지하기 위해 절단 개소에서 외부로 노출되지 않는 위치이면 된다.

［노즐부 게이트 잔사의 절단］

본 발명에서 사용하는 초음파 절단 장치는 이상 진동을 억제하는 기구를 구비하고 있으면 공지의 것을 사용할 수 있고, 전혀 한정되지 않는다. 여기에서, 이상 진동이란, 절단 칼날에 평행한 진동 방향과 상이한 방향으로의 횡진동 등의 진동 성분을 칭한다. 이상 진동을 억제하는 기구를 구비하고 있지 않은 초음파 절단 장치로 절단을 행한 경우, 절단 시에 칼날면과 기(旣)절단면의 수지 사이에 열이 발생하기 쉬워, 절단면의 평활성을 확보할 수 없다.

즉, 절단 칼날에 평행한 진동자의 본래의 진동 방향과 상이한 방향으로의 진동 성분이 절단 칼날에 인가되면 결함이 생긴다고 생각된다. 즉, 공진기의 지지 구조 등에 기인하여 진동자의 진동과는 관계가 없는 미소한 횡진동 등이 공진기 본체에 생겨, 본래의 진동자의 진동 방향과 상이한 방향으로의 횡진동 등의 진동 성분, 환언하면, 절단 칼날에 평행한 진동 방향과 상이한 방향으로의 횡진동 등의 진동 성분이 공진기에 생기고, 그리고, 공진기에 생긴 본래의 진동 방향과 상이한 방향으로의 횡진동 등의 진동 성분(본 명세서에서는, 횡진동 등의 진동자의 진동과는 관계가 없는 진동을 「이상 진동」이라고 칭하고 있다)이 절단 칼날에 인가되면, 대상물 절단 시에 절단 칼날에 칼날 구부러짐이 생기거나 이상 진동에 기인한 절단 칼날의 칼끝의 횡진동에 의해 절단 대상물의 절단편에 균열이나 깨짐 등의 결함이 생긴다. 또한, 대상물로의 칼끝의 절입 각도가 절단 칼날의 횡진동에 의해 안정되지 않고, 절단 칼날의 칼끝의 대상물로의 접지 위치에 칼끝의 횡진동에 의해 미소한 어긋남이 생겼을 때에, 대상물에 대해서 칼끝이 비스듬하게 절입되는 것에 의한 칼날 구부러짐이 발생할 우려가 있으며, 이 경우, 칼끝과 대상물의 접지 위치의 어긋남은 미소한 것이지만, 절단 칼날에 의한 대상물의 절단면에는 큰 위치 어긋남이 생겨 절단면의 외관이 나빠지는 등의 결함이 생긴다.

초음파 절단 장치는 초음파 절단 칼날의 승강 시 및, 피절단물을 놓는 대좌의 위치 결정이 가능한 기구를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 또한, 주사기 배럴을 고정하는 지그는 노즐부의 절단 위치 근방까지를 지지하는 구조인 것이 바람직하다. 이상 진동을 억제하는 기구를 구비한 초음파 절단 장치는, 예를 들어 일본 특허공개 2012-106329호 공보에 기재되어 있고, 구체적으로는, 주식회사 아드웰즈제 초음파 커터 장치 「UC1000LS」를 들 수 있다.

일례로서 일본 특허공개 2012-106329호 공보에 기재되어 있는 이상 진동을 억제하는 기구를 구비한 장치는, 절단 칼날에 진동을 인가하여 대상물을 절단하는 진동 절단 장치에 있어서, 한쪽 단에 진동자가 접속되고, 해당 진동자의 반대측의 다른 쪽 단의 장착부에 상기 절단 칼날이 장착된 공진기와, 상기 공진기의 피파지부를 파지하는 파지부를 갖고, 상기 공진기를 지지하는 지지 수단을 구비하며, 상기 공진기의 측면에는, 적어도 1개의 장공(長孔)이 투설(透設)되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 이 진동 절단 장치에서는, 피파지부가 파지부에 의해 파지되는 것에 의해 공진기가 지지 수단에 지지되어 있고, 공진기를 종래와 같이 탄성을 갖는 진동 흡수 부재를 개재하지 않고 지지 수단의 파지부에 의해 강고하게 파지하여 지지함으로써, 공진기의 한쪽 단에 접속된 진동자의 본래의 진동 방향과는 상이한 방향으로의 횡진동 등의 이상 진동이 공진기에 생기는 것을 방지할 수 있다.

절단 시에 발생하는 열에 의해 주사기 배럴이 변형되는 것을 억제하기 위해, 초음파 절단 칼날이나 지그에는 열전도율이 양호한 재질을 선택하는 것이 바람직하고, 구체적으로는 알루미늄이나 구리가 바람직하다. 초음파 절단 장치에 의한 절단 방법에서는, 선반 등의 절삭에 있어서 황삭(荒削), 중삭(中削), 마무리 절삭을 행하여 소정의 형상, 표면의 평활성을 정돈하는 것과 동일하게, 초음파 절단에서도 1회뿐만 아니라 복수회의 절단을 행하는 것에 의해, 표면의 평활성은 향상되기 때문에 바람직하다. 절단 횟수는 많아지면 표면의 평활성도 좋아지지만, 생산성을 고려하면, 바람직한 횟수는 1∼5회이며, 보다 바람직하게는 2∼4회이다.

＜초회 절단(결점 절단) 공정(1)＞

초음파 절단 장치에 의한 절단 방법에서는, 선반 등의 절삭에 있어서 황삭, 중삭, 마무리 절삭을 행하여 소정의 형상, 표면의 평활성을 정돈하는 것과 동일하게, 초음파 절단에서도 적어도 1회 이상의 절단으로 불필요한 게이트 잔사를 제거하는 조(粗)절단을 행한다. 여기에서 초회 절단이 최종 절단(1회만의 절단)이면, 제거하는 체적이 크기 때문에 절단에 필요한 하중을 많이 걸지 않으면 안되어, 버(burr)가 발생하기 쉽다.

＜최종 절단(마무리 절단) 공정(2)＞

절단의 최종 공정으로서 최종 절단(마무리 절단)을 행한다. 최종 절단 공정(2)에 있어서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 우선 (2-1) 초음파 절단 장치를 이용하여 해당 주사기 배럴의 노즐부 외주의 일부를 절단한 후에 일단 절단을 정지하고, 다음에 도 5에 나타내는 바와 같이 (2-2) 초음파 절단 칼날면에 수직(칼끝을 잇는 선과 수직이라는 의미)으로 노즐부 단면 외경 원의 중심을 지나는 선분과, 노즐부 단면 외경 원의 2개의 교점 중 초음파 절단 칼날면으로부터 먼 교점(P)에 미절단 외경 원호가 존재하지 않는 상태로 미절단 부분(10)의 절단을 행한다. 상기의 순서를 생략하여, 노즐부의 외주의 일단으로부터 절단을 개시한 후, 절단을 도중에 정지하지 않고 행한 경우, 절단 종단(終端)에 있어서, 열을 받아 부드러워진 노즐부 게이트 잔사의 미절단 부분(10)이 자중에 견디지 못하게 되어 변형될 뿐만 아니라, 녹은 수지가 밀려나와 버가 발생해 버린다. 그 때문에 노즐부 외주의 일부를 절단한 후, 기절단단이 초음파 절단 칼날(9)의 역측(逆側)에 오도록 회전시키고 나서 절단을 행함으로써, 자중에 의한 변형의 방지 및, 절단단에서 버가 되는 용융 수지가 기절단면 상에 칼날면에 의해 눌려 연장되기 때문에 버를 방지할 수 있다.

최종 절단 공정(2-1)의 절단 정지 위치는 임의로 설정할 수 있지만, 대체로 외경의 5% 이상으로 함으로써 회전 후의 절단 시에 발생하는 변형 및 버를 보다 억제할 수 있다. 또한, 대체로 외경의 95% 이하로 함으로써 미절단 부분(10)의 변형을 억제할 수 있는 데다가, 회전 시에 노즐부 게이트 잔사의 미절단 부분(10)이 파단되는 것을 억제할 수 있다. 더욱이, 절단 정지 위치를 내강(內腔)이 없는 부분으로 함으로써, 절단 후의 표면의 평활성을 보다 높일 수 있기 때문에 바람직하다. 구체적으로는, 바람직하게는 외경의 5∼30% 또는 70∼95%이며, 보다 바람직하게는 10∼20% 및 80∼90%이다.

최종 절단 공정(2-2)에서는, 초음파 절단 칼날면에 수직이고 노즐부 단면 외경 원의 중심을 지나는 선분과, 노즐부 단면 외경 원의 초음파 절단 칼날면으로부터 먼 위치의 교점(P)에 미절단 외경 원호가 존재하지 않는 위치 관계로부터 미절단 부분(10)의 절단을 행한다. 상기 교점(P)에 미절단 외경 원호가 존재하는 경우는, 초음파 절단 칼날(9)이 용융 수지를 질질 끌어, 버의 원인이 되기 쉽다. 여기에서, 미절단 외경 원호와 현의 초음파 절단 칼날면으로부터 먼 교점 및 외경 원의 중심점을 잇는 선분과, 초음파 절단 칼날면에 수직이고 노즐부 단면 외경 원의 중심을 지나는 선분이 이루는 각도(S)는 5°∼155°가 바람직하고, 10°∼135°가 보다 바람직하고, 30°∼90°가 특히 바람직하다. 최종 절단 공정(2-2)에 있어서, 초음파 절단 칼날(9)과 주사기 배럴의 위치 관계를 바꿀 필요가 있지만, 이 방법은 전혀 한정되지 않는다. 구체적으로는, 주사기 배럴을 이동 또는 회전시켜도 되고, 초음파 절단 칼날(9)을 이동시켜도 되고, 양방을 행해도 된다.

최종 절단 공정(2)에서는, 그다지 하중을 걸지 않고 절단하는 것이 바람직하다. 절단 후의 노즐부에 발생하는 크랙이나 용융 자국을 억제하기 위해서는, 하중을 1∼400N으로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 10∼300N, 특히 바람직하게는 20∼100N이다.

최종 절단 공정(2)에 있어서의 전회 절단면으로부터의 절단 위치는, 절단에 필요한 하중을 저감시키고 버의 발생을 억제시키는 관점에서, 0.01∼1mm가 바람직하고, 0.03∼0.6mm가 보다 바람직하고, 0.03∼0.4mm가 특히 바람직하다.

［열가소성 수지 조성물(b)］

주사기 배럴(100)에서 사용되는 수지 및, 다층 주사기 배럴(200)의 스킨층(제 1 수지층(6), 제 3 수지층(8))에서 열가소성 수지 조성물(b)로서 사용되는 열가소성 수지로서는, 공지된 것을 적절히 이용할 수 있다. 예를 들어, 저밀도 폴리에틸렌, 중밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌, 선상 초저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리-1-뷰텐, 폴리-4-메틸-1-펜텐, 또는 에틸렌, 프로필렌, 1-뷰텐, 4-메틸-1-펜텐 등의 α-올레핀끼리의 랜덤 또는 블록 공중합체 등의 폴리올레핀; 무수 말레산 그래프트 폴리에틸렌이나 무수 말레산 그래프트 폴리프로필렌 등의 산변성 폴리올레핀; 에틸렌-아세트산 바이닐 공중합체, 에틸렌-바이닐 알코올 공중합체, 에틸렌-염화바이닐 공중합체, 에틸렌-(메트)아크릴산공중합체나 그의 이온 가교물(아이오노머), 에틸렌-메타크릴산 메틸 공중합체 등의 에틸렌-바이닐 화합물 공중합체; 폴리스타이렌, 아크릴로나이트릴-스타이렌 공중합체, α-메틸스타이렌-스타이렌 공중합체 등의 스타이렌계 수지; 폴리아크릴산 메틸, 폴리메타크릴산 메틸 등의 폴리바이닐 화합물; 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 12, 나일론 6IT, 폴리메타자일릴렌아디프아마이드(MXD6) 등의 폴리아마이드; 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리뷰틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리트라이메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 글리콜 변성 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PETG), 폴리에틸렌 석시네이트(PES), 폴리뷰틸렌 석시네이트(PBS), 폴리락트산, 폴리글리콜산, 폴리카프로락톤, 폴리하이드록시알카노에이트 등의 폴리에스터; 폴리카보네이트; 폴리에틸렌 옥사이드 등의 폴리에터 등; 노보넨과 에틸렌 등의 올레핀을 원료로 한 공중합체, 및 테트라사이클로도데센과 에틸렌 등의 올레핀을 원료로 한 공중합체인 사이클로올레핀 코폴리머(COC), 또한, 노보넨을 개환 중합하여, 수소 첨가한 중합물인 사이클로올레핀 폴리머(COP) 등 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 한편, 열가소성 수지 조성물(b)은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.

또한, 열가소성 수지 조성물(b)은, 약액을 보존하는 형편상, 내약품성, 내용출성 및 내충격성이 우수한 성질의 것이 바람직하다. 또한, 수증기 배리어성을 갖고 있으면 더 바람직하고, 수증기 투과도에 관하여 JIS K 7126에 준거한 수법으로 얻어지는 수치로서 1.0g·mm/m²·day 이하를 만족할 수 있는 배리어성 수지로부터 선택하는 것이 좋다. 특히 바람직한 것은, 노보넨과 에틸렌 등의 올레핀을 원료로 한 공중합체, 및 테트라사이클로도데센과 에틸렌 등의 올레핀을 원료로 한 공중합체인 사이클로올레핀 코폴리머(COC), 또한, 노보넨을 개환 중합하여, 수소 첨가한 중합물인 사이클로올레핀 폴리머(COP)도 바람직하다. 이와 같은 COC 및 COP는 예를 들어 일본 특허공개 평5-300939호 공보 또는 일본 특허공개 평5-317411호 공보에 기재되어 있다.

피보존물의 성상에 따라서는 충전 전후에, 피보존물에 적절한 형태로, 주사기 배럴이나 피보존물의 살균 처리를 실시한다. 살균 방법으로서는, 예를 들어, 100℃ 이하에서의 열수 처리, 100℃ 이상의 가압 열수 처리, 121℃ 이상의 고온 가열 처리 등의 가열 살균, 자외선, 마이크로파, 감마선 등의 전자파 살균, 에틸렌 옥사이드 등의 가스 처리, 과산화수소나 차아염소산 등의 약제 살균 등을 들 수 있다. 살균 방법에 맞추어 그의 내성이 있는 수지를 배리어성 열가소성 수지 조성물(a) 및 열가소성 수지 조성물(b)로 선택하는 것이 바람직하다.

［배리어성 열가소성 수지 조성물(a)］

다층 주사기 배럴(200)의 코어층(제 2 수지층(7))에서 배리어 열가소성 수지 조성물(a)로서 사용되는 수지로서는, 예를 들어, 폴리올레핀, 폴리에스터, 폴리아마이드, 에틸렌-바이닐 알코올 공중합체, 식물 유래 수지 및 염소계 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이며, 산소 배리어성에 있어서, 산소 투과도에 관하여 JIS K 7126에 준거한 수법으로 얻어지는 수치로서 0.5cc·mm/m²·day·atm 이하를 만족할 수 있는 배리어성 수지로부터 선택하는 것이 바람직하다. 또한 내용물을 시인하기 쉽도록 투명성의 관점에서 비정성 수지이면 바람직하다. 더욱이, 배리어성 열가소성 수지 조성물(a)은, 산소 흡수성 수지 조성물인 것이 바람직하다. 약액 충전 시에 여하하게 가스 치환 조작을 행했다고 해도, 충전 시에 혼입된 기포에 포함되는 산소나, 내용물의 액 중에 용존하는 산소는 완전하게는 제거되지 않을 가능성이 있다. 배리어성 열가소성 수지 조성물(a)가 산소 흡수성 수지 조성물인 경우는, 용존 산소를 흡수할 뿐만 아니라, 용기의 벽부를 투과하여 외부로부터 침입해 오는 미량 산소도 완전하게 배제할 수 있다. 바람직한 산소 흡수성 수지 조성물로서 예를 들어, 국제 공개 제2013/077436호에 기재된 폴리에스터 화합물 및 전이 금속 촉매를 포함하는 산소 흡수성 수지 조성물을 들 수 있다.

［제조 방법 등］

상기의 단층 주사기 배럴(100) 및 다층 주사기 배럴(200)은, 각종 재료의 성상이나 목적으로 하는 형상 등에 따라서, 공지의 사출 성형 혹은 공사출 성형이 가능한 장치로 제조할 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.

전술한 형상으로 열가소성 수지 조성물(b)를 사출 성형하는 것에 의해, 단층 주사기 배럴(100)을 제조할 수 있다. 또한 열가소성 수지 조성물(b)을 스킨측, 배리어성 열가소성 수지 조성물(a)을 코어측으로 하여 다층 주사기 배럴(200)을 공사출 성형하는 것에 의해, 다층 주사기 배럴(200)을 제조할 수 있다.

다층 주사기 배럴을 제조하는 경우, 구체적으로는, 2개의 사출 실린더(실린더 온도 200∼320℃)를 갖는 사출 성형기를 사용하여, 열가소성 수지 조성물(b)를 스킨측, 배리어성 열가소성 수지 조성물(a)를 코어측 각각의 사출 실린더로부터 금형 핫 러너를 통해서 캐비티의 실린더 배럴의 노즐 선단부에 설치한 게이트로부터 열가소성 수지 조성물(b)를 캐비티 내로 일정량 사출하고, 다음에 배리어성 열가소성 수지 조성물(a)를 일정량 사출한다. 먼저 사출한 열가소성 수지 조성물(b)는 캐비티 및 코어 금형의 벽면에 의해 냉각되어 스킨층을 형성하고, 배리어성 열가소성 수지 조성물(a)는 코어층이 되어 스킨층 사이에 형성된다. 그 후 배리어성 열가소성 수지 조성물(a)의 사출을 멈추고, 재차 열가소성 수지 조성물(b)를 일정량 사출하는 것에 의해, 다층 주사기 배럴(200)을 제조할 수 있다.

실시예 1

이하에 실시예와 비교예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것에 의해 전혀 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예 및 비교예 에 있어서, 각종 물성치는 이하의 측정 방법 및 측정 장치에 의해 실시했다.

여기에서는, 초음파 절단 장치를 이용한 노즐부 게이트 잔사의 절단 방법을, 표 1에 나타내는 ＜A＞∼＜F＞의 여섯 가지의 절단 방법에 대해, 실시예 또는 비교예를 보이면서 각각 설명한다. 한편, 여기에서의 「회전」은, 주사기 배럴의 절단을 도중에 정지하고, 주사기 배럴을 회전하고 나서 절단을 재개하는 것을 의미한다. 물론, 「회전」에는, 주사기 배럴에 대해서 초음파 절단 칼날(9)을 상대적으로 회전시키는 것도 포함된다.

(절단면 검사)

절단면의 검사는 디지털 마이크로스코프(키엔스사제 상품명 「VHX1000」)를 이용하여 행하여, 표면의 평활성, 버·다듬질 여유의 유무, 크랙의 유무의 평가를 행했다. 표면의 평활성은 육안에 의한 외관의 관찰과 주식회사 도쿄정밀제의 표면 거칠기 측정기 「서프콤 3000」을 이용하여 측정한 표면 거칠기(산술 평균 거칠기) Ra에 의해 평가했다.

(실시예 1): 절단 패턴＜E＞

［다층 주사기 배럴의 사출 성형］

사출성형기(닛세이 에이·에스·비 기계 주식회사제, 형식: ASB-12N/10)를 사용하여, 도 2의 다층 주사기 배럴(200)과 마찬가지의 형상을 갖는 다층 주사기 배럴을 제작했다. 구체적인 형상은, ISO11040-6에 기재된 내용량 5cc에 준거했다. 또한, 스킨층의 수지 사출량에 대한 코어층의 수지 사출량의 비율을 30질량%로 하고, 코어층의 시단(始端)이 개스킷 삽입 위치 후단으로부터 플랜지(5)까지의 범위에 오도록 하며, 또한, 코어층의 말단이 게이트 컷 위치로부터 멀어진 위치가 되도록 성형 조건을 조정했다. 구체적으로는 우선, 스킨층을 구성하는 열가소성 수지 조성물(b)를 사출 실린더로부터 사출하고, 그 다음에 코어층을 구성하는 배리어성 열가소성 수지 조성물(a)를 다른 사출 실린더로부터 일정량 사출하고, 그 다음에 배리어성 열가소성 수지 조성물(a)의 사출을 멈추고, 그 다음에 열가소성 수지 조성물(b)를 일정량 사출하여 사출 금형 내 캐비티를 채우는 것에 의해, 열가소성 수지 조성물(b)/배리어성 열가소성 수지 조성물(a)/열가소성 수지 조성물(b)의 3층 구성의 다층 주사기 배럴을 제조했다. 배리어성 열가소성 수지 조성물(a)로서는, 방향족 폴리아마이드 수지(미쓰비시가스화학주식회사제, 상품명 「MX 나일론 S6007」) 100질량부에 대해, 스테아르산 코발트(II)를 코발트량이 0.02질량부가 되도록 드라이 블렌딩한 산소 흡수성 조성물을 사용했다. 또한, 열가소성 수지 조성물(b)로서는, 사이클로올레핀 폴리머 수지(닛폰제온주식회사제, 상품명 「ZEONEX690R」, 이하 「COP」라고 표기한다.)를 사용했다.

［노즐부 게이트 잔사의 절단］

성형 후의 노즐부 게이트 잔사의 절단에는, 이상 진동을 억제하는 기구를 구비한 장치인 주식회사 아드웰즈제 초음파 커터 장치 「UC1000LS」를 이용했다. 절단 후의 직경이 ISO594-1에 규정된 값(φ3.976±0.051)이 되도록 절단했다. 절단 후의 다층 주사기 배럴의 절단면의 표면 거칠기(산술 평균 거칠기) Ra를 측정하여, 회전 칼날이나 절삭 연석 등의 절삭에서 일반적으로 지시되는 JIS B 0031에 규정된 Ra 3.0μm 이하이면 합격으로 했다. 절단면을 검사하여 표면의 평활성 및, 용해의 유무를 확인했다. 결과를 표 2, 표 3에, 평가 항목, 평가 기준 등을 표 4에 나타낸다.

한편, 여기에서는, 「절단 시간」을 새로운 평가 항목으로서 더하고 있다. 이것은, 주사기 배럴을 (상대) 회전시키면 그만큼 절단에 시간을 요하기 때문에, 시간이라는 관점에서도 평가하려고 하는 것이다. 또한, 최종 절단 시에 어떻게 절단되었는지가 마무리면에 영향을 주기 때문에, 최종회 절단 하중을 절단 하중으로 했다.

(실시예 2∼12): 절단 패턴 ＜B＞, ＜C＞, ＜D＞, ＜F＞

절단 조건(절단 공정)을 표 2, 표 3에 기재된 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 다층 주사기 배럴을 성형 후 절단하여, 평가를 행했다. 결과를 표 2, 표 3에 나타낸다.

(실시예 13∼17): 절단 패턴 ＜A＞, ＜C＞, ＜E＞, ＜F＞

열가소성 수지 조성물(b)로서 COP 대신에 폴리프로필렌 수지(Total사제 PPM R021, 이하 「PP」라고 표기한다.)를 이용하고, 더욱이 절단 조건(절단 공정)을 표 2, 표 3에 기재된 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 다층 주사기 배럴을 성형 후 절단하여, 평가를 행했다. 결과를 표 2, 표 3에 나타낸다.

(실시예 18, 19): 절단 패턴 ＜C＞, ＜F＞

［단층 주사기 배럴의 제조］

사출성형기(닛세이 에이·에스·비 기계 주식회사제, 형식: ASB-12N/10)를 사용하여, 도 1의 단층 주사기 배럴(100)과 마찬가지의 형상을 갖는 단층 주사기 배럴을 제작했다. 구체적인 형상은, ISO11040-6에 기재된 내용량 5cc에 준거한 형상으로 하고, 실시예 1에서 이용한 사이클로올레핀 폴리머 수지를 사출 실린더로부터 사출하여 사출 금형 내 캐비티를 채우는 것에 의해, 단층 주사기 배럴을 제조했다. 이하, 절단 조건(절단 공정)을 표 2, 표 3에 기재된 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 단층 주사기 배럴을 절단하여, 평가를 행했다.

(비교예 1∼3)

성형 후의 노즐부 게이트 잔사의 절단에 이용하는 장치를, 이상 진동을 억제하는 기구를 구비하고 있지 않은 혼다전자주식회사제 초음파 커터 「USW334」로 변경하고, 절단 조건(절단 공정)을 표 2, 표 3에 기재된 것으로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여 다층 주사기 배럴을 성형 후 절단하여, 평가를 행했다. 결과를 표 2(도 6 참조), 표 3(도 7 참조) 및 표 4(도 8 참조)에 나타낸다.

100: 단층 주사기 배럴
200: 다층 주사기 배럴
1: 노즐부
2: 어깨부
3: 원통부
4: 원통부 말단
5: 플랜지
6: 제 1 수지층(스킨층)
7: 제 2 수지층(코어층)
8: 제 3 수지층(스킨층)
9: 초음파 절단 칼날
10: 미절단 부분

Claims

주사기 배럴의 노즐 선단으로부터 사출 성형되는 주사기 배럴의 제조 방법으로서,
이상 진동을 억제하는 기구를 구비한 초음파 절단 장치로 노즐부 게이트 잔사를 절단할 때, 해당 주사기 배럴의 노즐부 외주의 일부를 절단한 후에 일단 절단을 정지하고, 상기 초음파 절단 장치의 초음파 절단 칼날과 상기 주사기 배럴을 상대 회전시켜, 상기 노즐부 외주의 다른 부분을 절단하고,
상기 노즐부 게이트 잔사의 절단 시에 복수회 절단을 행하는,
주사기 배럴의 제조 방법.
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제 1 항에 있어서,
최종 절단 공정(2)에 있어서,
(2-1) 상기 초음파 절단 장치를 이용하여 상기 주사기 배럴의 노즐부 외주의 일부를 절단한 후에 일단 절단을 정지하고,
(2-2) 초음파 절단 칼날의 칼끝에 수직으로 노즐부 단면 외경 원의 중심을 지나는 선분과 상기 노즐부 단면 외경 원의 2개의 교점 중, 초음파 절단 칼날면으로부터 먼 교점(P)에 미절단 외경 원호가 존재하지 않는 위치 관계가 될 때까지 상기 초음파 절단 칼날과 상기 주사기 배럴을 상대 회전시키고 나서 미절단 부분의 절단을 행하는, 주사기 배럴의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
초회 절단 공정(1)에 있어서 다듬질 여유를 남기고 상기 노즐부 게이트 잔사를 절단하는 공정을 거쳐 최종 절단 공정(2)을 행하는 경우에, 상기 초회 절단 공정에 있어서, 상기 노즐부 게이트 잔사의 절단 시에, 해당 노즐부 게이트 잔사의 일부를 절단한 후에 일단 절단을 정지하고, 상기 초음파 절단 칼날과 상기 주사기 배럴을 상대 회전시켜, 상기 노즐부 게이트 잔사의 다른 부분을 절단하는 것을 특징으로 하는, 주사기 배럴의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 주사기 배럴이 적어도 3층의 수지층을 갖는 다층 구조인 주사기 배럴의 제조 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 주사기 배럴의 최종 절단 시, 상기 초음파 절단 칼날에 가해지는 하중이 1∼400N 이하인 주사기 배럴의 제조 방법.
제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
상기 최종 절단 공정(2)에 있어서, 절단 위치의 전회(前回) 절단면으로부터의 거리가 0.1∼1mm인 주사기 배럴의 제조 방법.