(57)【要約】【課題】トレイを取り扱う際の安全性を向上させることが可能なトレイの製造方法を提供する。【解決手段】トレイ１００の製造方法は、合成樹脂材料からなるトレイ１００に設けられたフランジ部１６５の先端縁１７０に、第１の熱加工部材１３０，１４０，１５０を第１の加熱温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３で当接させつつ当該先端縁１７０の延在方向に摺動させる第１の工程と、第１の工程による処理が施されたフランジ部１６５の先端縁１７０に、第２の熱加工部材１６０を第２の加熱温度Ｔ４で当接させつつ当該先端縁１７０の延在方向に摺動させる第２の工程とを有する。第１の加熱温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、合成樹脂材料のガラス転移点温度と、当該合成樹脂材料の融点温度との間の温度であり、第２の加熱温度Ｔ４は、合成樹脂材料のガラス転移点温度より低い温度である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂材料からなるトレイに設けられたフランジ部の先端縁に、第１の熱加工部材を第１の加熱温度で当接させつつ当該先端縁の延在方向に摺動させる第１の工程と、
前記第１の工程による処理が施された前記フランジ部の先端縁に、第２の熱加工部材を第２の加熱温度で当接させつつ当該先端縁の延在方向に摺動させる第２の工程と、
を有し、
前記第１の加熱温度は、前記合成樹脂材料のガラス転移点温度と、当該合成樹脂材料の融点温度との間の温度であり、
前記第２の加熱温度は、前記合成樹脂材料のガラス転移点温度より低い温度であるトレイの製造方法。
【請求項２】
前記第１の加熱温度は、前記合成樹脂材料のガラス転移点温度と、当該合成樹脂材料の結晶化温度との間の温度である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記熱加工部材が前記先端縁に当接する当接面は、前記熱加工部材の表面に形成された溝の内面である請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記溝の断面形状は、直線部分を含む請求項３に記載の製造方法。
【請求項５】
前記溝の断面形状は、曲線部分を含む請求項３に記載の製造方法。
【請求項６】
前記溝の断面形状は、直線部分および曲線部分を含む請求項３に記載の製造方法。
【請求項７】
前記熱加工部材は、当該熱加工部材の温度を検出する温度検出部の検出結果に応じて、当該熱加工部材の加熱温度になるように加熱制御されている請求項１〜６の何れか１項に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用器具等を収納するためのトレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、体内管腔の測定対象部位へ励起光などの測定光を照射し、この測定光によって測定対象部位から発生する蛍光などの放射光を受光するプローブが開発されている。このようなプローブは、体内組織の変性や癌等の疾患状態（例えば、疾患の種類や浸潤範囲）の診断に用いられる。
【０００３】
プローブは、上記診断を行う前、滅菌されたトレイにセットされ、診断に当たってトレイ内から取り出されて用いられる。近年では、プローブをあらかじめトレイに収納し、トレイごと包装袋に入れて滅菌した使い捨てのパッケージ製品の開発が進んでいる。
【０００４】
トレイに関連する技術として、トレイの周囲を囲む壁の頂部において外側へ折り返し部を形成することによって、当該トレイの強度、および当該トレイを手で保持する際の安全性を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２８７７９８号公報（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、折り返し部の切断面は平面であるため、トレイを取り扱う際、折り返し部の角張った部分で手袋さらには皮膚等を傷つけてしまうおそれがあるという問題があった。
【０００７】
本発明は、トレイを取り扱う際の安全性を向上させることが可能なトレイの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るトレイの製造方法は、
合成樹脂材料からなるトレイに設けられたフランジ部の先端縁に、第１の熱加工部材を第１の加熱温度で当接させつつ当該先端縁の延在方向に摺動させる第１の工程と、
前記第１の工程による処理が施された前記フランジ部の先端縁に、第２の熱加工部材を第２の加熱温度で当接させつつ当該先端縁の延在方向に摺動させる第２の工程と、
を有し、
前記第１の加熱温度は、前記合成樹脂材料のガラス転移点温度と、当該合成樹脂材料の融点温度との間の温度であり、
前記第２の加熱温度は、前記合成樹脂材料のガラス転移点温度より低い温度である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トレイを取り扱う際の安全性を向上させることが可能なトレイの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態におけるトレイを構成するトレイ本体およびトレイ蓋の平面図である。
【図２】本実施の形態におけるトレイから外方へ延びるフランジ部の先端縁の面取りを行う構成図である。
【図３】本実施の形態におけるトレイを形成する合成樹脂材料の温度−硬度特性を示す図である。
【図４】本実施の形態における熱加工部材の変形例の平面図および縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
［トレイ１００］
図１に示すトレイ１００は、医療用器具（図示せず）が収容されるトレイ本体１１０とトレイ蓋１２０とを有する。本実施の形態では、医療用器具は、体内組織の変性や癌等の疾患状態の診断をするためのプローブである。このプローブは使い捨て用である。つまり、衛生上の観点から、一端体内管腔に挿入して使用されたプローブは、再使用されることはない。トレイ本体１１０の上面には、プローブを収納するためのプローブ収納凹部１１２が形成されている。
【００１２】
プローブ収納凹部１１２は、プローブのコネクターが収納されるコネクター収納部１１４と、プローブのケーブル本体部が収納されるケーブル収納部１１６と、プローブのプローブ本体（投光受光部）が収納されるプローブ本体収納部１１８とからなる。ケーブル収納部１１６は、トレイ本体１１０の上面に形成されたリング状の凹部である。コネクター収納部１１４は、トレイ本体１１０の上面に形成された凹部である。コネクター収納部１１４は、ケーブル収納部１１６に繋がっているともに、ケーブル収納部１１６の接線方向に延びている。プローブ本体収納部１１８は、トレイ本体１１０に形成された凹部である。プローブ本体収納部１１８は、ケーブル収納部１１６に繋がっているとともに、ケーブル収納部１１６の接線方向に延びている。
【００１３】
トレイ蓋１２０は、外形寸法がトレイ本体１１０の外形寸法と実質的に同じであり、トレイ本体１１０に上方から着脱自在に嵌合されてプローブ収納凹部１１２を覆う。プローブ収納凹部１１２に収納されたプローブは、トレイ蓋１２０に覆われて保護される。
【００１４】
［トレイ１００の製造方法］
次に、トレイ１００の製造方法について工程順に説明する。
【００１５】
＜トレイ１００の形成工程＞
まず、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂材料に対してプレス加工、切断加工等を施すことによって、トレイ１００（トレイ本体１１０およびトレイ蓋１２０）を形成する。プレス加工等が施される際に、トレイ本体１１０およびトレイ蓋１２０の外周には、フランジ部１６５が形成される。
【００１６】
本実施の形態では、合成樹脂材料の上面を金型でプレス加工することにより、当該金型の凸面を当該合成樹脂材料の両面に転写する。例えば、トレイ本体１１０のプローブ収納凹部１１２を形成する場合には、平面状である合成樹脂材料を、プローブ収納凹部１１２に対応する凸部を備えた金型でプレス加工する。
【００１７】
＜フランジ部１６５の先端縁１７０の面取り工程＞
次に、フランジ部１６５の先端縁１７０に対して面取りを行う。具体的には、トレイ本体１１０の上面にトレイ蓋１２０を覆い被せた状態において面取りを行う。なお、トレイ本体１１０およびトレイ蓋１２０に対してそれぞれ別個に面取りを行っても良い。
【００１８】
図２（ａ）は、フランジ部１６５の先端縁１７０の面取り工程を示す平面図である。図２（ｂ）は、フランジ部１６５の先端縁１７０の面取り工程を示す立面図である。なお、図２（ａ），（ｂ）では、先端縁１７０の面取り工程についての理解を助けるため、フランジ部１６５を実際の大きさより拡大して示している。
【００１９】
本実施の形態では、４つの熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０は、フランジ部１６５の先端縁１７０に、所定の押圧力を持って当接するように固定状態で配置されている。熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０は同様の構成を有するため、熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０の構成を熱加工部材１３０により説明する。
【００２０】
熱加工部材１３０は、例えば熱伝導率の高い材料（例えば、銅、アルミニウム等）で構成される。熱加工部材１３０には、図２（ｂ）に示すように、加熱制御部（図示せず）、加熱源１８０、および温度検出部としての温度センサー１９０が設けられている。
【００２１】
加熱源１８０は、例えば遠赤外線ヒーターまたは電磁誘導ヒーター等であり、加熱制御部の制御を受けて、熱加工部材１３０を所定の加熱温度で加熱する。熱加工部材１３０は、加熱源１８０で発生した熱の放出を抑える観点から、断熱材２００を介して接地されている。なお、加熱源１８０として電磁誘導ヒーターを用いる場合、熱加工部材１３０は、電磁誘導により磁束が発生しやすい磁性材料（例えば、鉄など）で構成されていることが望ましい。
【００２２】
温度センサー１９０は、例えば熱電対、サーミスタ等の既知接触式の温度センサーであり、熱加工部材１３０がフランジ部１６５の先端縁１７０と当接する当接面２１０の近傍に設けられている。当接面２１０は、熱加工部材１３０の表面２２０に形成された溝の内面である。この溝の断面形状は、曲線部分（例えば、円弧部分）を含むＲ面形状である。なお、溝の断面形状は、図２（ｃ）に示すように、直線部分を含むＶ字形状でも良く、または直線部分および曲線部分を含む形状でも良い。要は、先端縁１７０に対して面取りを行うことが可能な形状であれば良い。
【００２３】
温度センサー１９０は、熱加工部材１３０の当接面２１０の温度を検出する。加熱制御部は、温度センサー１９０の検出結果に応じて、熱加工部材１３０の当接面２１０が熱加工部材１３０の加熱温度になるように加熱制御する。
【００２４】
トレイ１００は、トレイ駆動装置３００に固定されている。トレイ駆動装置３００は、駆動制御部（図示せず）、案内レール３１０，３３０、移動部材３２０，３４０およびターンテーブル３５０を備える。
【００２５】
移動部材３２０は、駆動制御部の制御を受けて、案内レール３１０上において、図２（ａ）の上下方向に移動可能に取り付けられている。案内レール３３０は、移動部材３２０の上方に取り付けられている。移動部材３４０は、駆動制御部の制御を受けて、案内レール３３０上において、図２（ａ）の左右方向に移動可能に取り付けられている。ターンテーブル３５０は、駆動制御部の制御を受けて、移動部材３４０上において、図２（ａ）の時計回り方向に回転可能に取り付けられている。
【００２６】
移動部材３２０が、案内レール３１０上において図２（ａ）の上下方向に移動した場合、トレイ１００は、当該上下方向に移動する。移動部材３４０が、案内レール３３０上において図２（ａ）の左右方向に移動した場合、トレイ１００は、当該左右方向に移動する。ターンテーブル３５０が、移動部材３４０上において図２（ａ）の時計回り方向に回転した場合、トレイ１００は、当該時計回り方向に回転する。
【００２７】
トレイ駆動装置３００は、フランジ部１６５の先端縁１７０に、熱加工部材１３０を当接させつつ当該先端縁１７０の延在方向に摺動させる。具体的には、先端縁１７０のうち成形開始点４００が最初に熱加工部材１３０の当接面２１０に送られ、当接面２１０に摺動される。その後、成形開始点４００は、熱加工部材１４０，１５０，１６０へと順次送られ、熱加工部材１４０，１５０，１６０の当接面２１０に摺動される。成形開始点４００以外の先端縁１７０についても同様に、熱加工部材１４０，１５０，１６０へと順次送られ、熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０の当接面２１０に摺動される。この摺動により、先端縁１７０の当接面２１０と当接した面に対して面取りが行われ、先端縁１７０の角張った部分やトレイ１００の形成工程で生じたバリが除去される。
【００２８】
フランジ部１６５の先端縁１７０の全てが熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０の当接面２１０に摺動されることによって、先端縁１７０の面取り工程は終了する。
【００２９】
熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０の当接面２１０の加熱温度をそれぞれＴ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４とした場合、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４は、以下の条件を満たす。
Ｔ４＜トレイ１００を形成する合成樹脂材料のガラス転移点温度（例えば、７５［℃］）＜Ｔ３＜Ｔ２＜Ｔ１＜合成樹脂材料の結晶化温度（例えば、１３５［℃］）
【００３０】
ここで、ガラス転移点温度とは、合成樹脂材料の非晶質部の分子に流動性が生じる状態となる温度である。結晶化温度とは、合成樹脂材料の分子構造が架橋や枝分かれがほとんどなく、規則正しくなる状態となる温度である。結晶化温度は、一般的にガラス転移点温度よりも高い。結晶化温度から結晶化が進み合成樹脂材料の剛性は高まるが、融点温度に到達すると、結晶構造が崩壊し液体状態となる。
【００３１】
合成樹脂材料のガラス転移点温度、結晶化温度および融点温度は、示差走査熱量測定によって測定することができる。示差走査熱量測定は、測定試料（合成樹脂材料）と標準試料との間の熱量の差を計測することで、融点温度やガラス転移点温度等を測定する熱分析の手法である。具体的には、示差走査熱量測定は、測定試料が相転移・融解など熱の収支を伴う変化が起こった時の標準試料との熱流の差を検出する。そのため、標準試料とされるものは測定範囲温度では常に一定の比熱容量であることが求められる。
【００３２】
一般的に、合成樹脂材料は、図３に示すようにガラス転移点温度以上では非晶質部の流動により硬度が低下するため、当該合成樹脂材料の成形加工が可能となる。しかし、結晶化温度以上では、分子の結晶化が促進され硬度が増すため、合成樹脂材料の成形性は悪化する。すなわち、Ｔ１は１１５〜１３５［℃］に設定されることが好ましい。
【００３３】
また、合成樹脂材料は、結晶化温度付近の非晶質部が激しく流動している状態からガラス転移点温度以下に急冷された場合、非晶質部の分子構造が不安定な状態で固定され、内部応力が残留してしまう。内部応力の残留を回避するため、本実施の形態では、Ｔ２は９５〜１１５［℃］、Ｔ３は７５〜９５［℃］、Ｔ４は５５〜７５［℃］の範囲に設定することによって非晶質部の流動性を徐々に低下させ、固化した時点で分子構造が安定するようにしている。
【００３４】
上記面取り処理により、フランジ部１６５の先端縁１７０は内部応力が小さい状態で固化されるため、加熱滅菌後や長期保管後に内部応力が解放されても（すなわち、トレイ１００に残留する内部応力同士の釣り合いが崩れても）先端縁１７０の変形量を小さく抑えることができる。熱加工部材の数を増やしていくことにより、分子の流動性がきめ細かく低下していくため、内部応力をより低減させることができる。
【００３５】
［本実施の形態における効果］
以上詳しく説明したように、本実施の形態におけるトレイ１００の製造方法は、合成樹脂材料からなるトレイ１００に設けられたフランジ部１６５の先端縁１７０に、第１の熱加工部材１３０，１４０，１５０を第１の加熱温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３で当接させつつ当該先端縁１７０の延在方向に摺動させる第１の工程と、第１の工程による処理が施されたフランジ部１６５の先端縁１７０に、第２の熱加工部材１６０を第２の加熱温度Ｔ４で当接させつつ当該先端縁１７０の延在方向に摺動させる第２の工程とを有する。第１の加熱温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、合成樹脂材料のガラス転移点温度と、当該合成樹脂材料の融点温度との間の温度であり、第２の加熱温度Ｔ４は、合成樹脂材料のガラス転移点温度より低い温度である。
【００３６】
そのため、先端縁１７０の熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０と当接した面に対して面取りが行われ、先端縁１７０の角張った部分やバリは除去される。したがって、トレイ１００を取り扱う際の安全性を向上させることができる。
【００３７】
また、先端縁１７０はガラス転移点温度以上で変形させられ、ガラス転移点温度付近、室温と段階的に冷却および固化されるため、先端縁１７０の面取り工程によってフランジ部１６５に残留する内部応力を減少させることができる。よって、加熱滅菌後の高温時や長期保管後に内部応力が解放されても先端縁１７０の変形量を小さく抑えることができる。つまり、トレイ１００を、耐熱性が強く保管性に優れたものにすることができる。
【００３８】
また、フランジ部１６５の先端縁１７０の成形温度は、トレイ１００をプレス加工で形成する際の温度（合成樹脂材料の融点温度付近）と比べて、合成樹脂材料のガラス転移点温度から結晶化温度の範囲と低いため、トレイ１００の製造効率を落とすことなく、大幅な省エネルギー化、すなわち対環境性が良い低コスト化を実現することができる。
【００３９】
［変形例］
なお、上記実施の形態において、熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０は、図４に示すように、回転軸５１０中心で図中時計回り方向に回転する回転体であっても良い。図４は、フランジ部１６５の先端縁１７０の面取り工程を示す図である。図４（ａ）は、フランジ部１６５の先端縁１７０の面取り工程を示す平面図である。図４（ｂ）は、フランジ部１６５の先端縁１７０の面取り工程を示す立面図である。トレイ１００の上方、かつ、熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０が先端縁１７０と当接する当接面５４０（断面Ｒ形状）の近傍には、当接面５４０の温度を検出する温度センサー５２０が設けられている。トレイ１００の下方、かつ、温度センサー５２０と反対側の位置には、熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０を加熱する加熱源５３０が設けられている。以上の構成により、先端縁１７０と熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０との間における摺動性を向上させることができ、先端縁１７０の角張った部分やバリを十分に除去することができる。なお、先端縁１７０と熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０とを相互に摺動させるのではなく、固定されたトレイ１００の先端縁１７０に対して熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０を摺動させても良い。
【００４０】
また、上記実施の形態では、熱加工部材１３０の当接面２１０の加熱温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が、トレイ１００を形成する合成樹脂材料のガラス転移点温度と、結晶化温度との間の温度である例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、加熱温度Ｔ１は、合成樹脂材料のガラス転移点温度と、融点温度との間の温度であっても良い。ただし、トレイ１００を省エネルギーで製造する観点からは、加熱温度Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３が、トレイ１００を形成する合成樹脂材料のガラス転移点温度と、結晶化温度との間の温度であることが好ましい。
【００４１】
また、上記実施の形態では、４つの熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０は、トレイ１００のフランジ部１６５の先端縁１７０に沿って配置されている例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、２つ、３つ、または、５つ以上の熱加工部材が、先端縁１７０に沿って配置されていても良い。ただし、熱加工部材の数を増やしていくことにより、分子の流動性がきめ細かく低下していくため、フランジ部１６５に残留する内部応力をより低減させることができる。
【００４２】
また、上記実施の形態では、先端縁１７０と、熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０との間における精密な位置決めおよび押圧状態を実現するため、トレイ駆動装置３００を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、熟練者であればトレイ１００を手で持ちながら熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０に当接させ、摺動させることによって、先端縁１７０の面取りを行っても良い。ただし、熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０に対して先端縁１７０を正確に摺動させる観点からは、トレイ駆動装置３００による位置決めが望ましい。
【００４３】
また、上記実施の形態において、熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０の当接面２１０の温度、トレイ１００の送り速度は、トレイ１００を形成する合成樹脂材料の種類に応じて適宜変更しても良い。なお、トレイ１００の送り速度は、熱加工部材１３０，１４０，１５０，１６０の配置位置の間隔も考慮して設定することが好ましい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、トレイ１００は、医療用器具としてのプローブを収容する例について説明したが、プローブ以外のものを収容しても良い。つまり、上述したトレイ１００の製造方法は、汎用性が高く、多品種に適用することができる。よって、トレイ１００に収容されるものが使い捨て用の製品であっても低価格化を実現することができる。
【００４５】
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【符号の説明】
【００４６】
１００  トレイ
１１０  トレイ本体
１１２  プローブ収納凹部
１１４  コネクター収納部
１１６  ケーブル収納部
１１８  プローブ本体収納部
１２０  トレイ蓋
１３０，１４０，１５０，１６０  熱加工部材
１６５  フランジ部
１７０  先端縁
１８０，５３０  加熱源
１９０，５２０  温度センサー
２００  断熱材
２１０，５４０  当接面
２２０  表面
３００  トレイ駆動装置
３１０，３３０  案内レール
３２０，３４０  移動部材
３５０  ターンテーブル
４００  成形開始点
５１０  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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