(57)【要約】【課題】  厚肉の樹脂層をガラス容器の内表面に形成することが可能な内面被覆ガラス製容器の製造方法を提供する。【解決手段】  開口部１６を備えたガラス容器本体１１を得る工程と、開口部１６を通過可能な形状を有して一端側が閉塞された筒状胴部１８と、他端側にフランジ部２１を備えた熱可塑性樹脂製の被覆成形体１７を得る工程と、高減圧雰囲気下で、ガラス容器本体１１の内部に被覆成形体１７の筒状胴部１８を収容し、被覆成形体１７とガラス容器本体１１とを組合わせる工程と、開口部１６の端面にフランジ部２１を密着させた状態で、高減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下に配置すると共に熱可塑性樹脂の軟化温度以上の温度に加熱することにより、筒状胴部１８をガラス容器本体１１の内表面に密着させて樹脂層１２を形成する工程とを備えている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部及び底部を有するガラス容器本体の内表面に樹脂層を形成することにより内面被覆ガラス容器を製造する方法であり、
前記開口部に開口端面を備えた前記ガラス容器本体を得る工程と、
前記開口部を通過可能な形状を有して一端側が閉塞された筒状胴部と、該筒状胴部の他端側に前記開口端面に対応する形状に設けられたフランジ部とを備えた熱可塑性樹脂製の被覆成形体を得る工程と、
高減圧雰囲気下で、前記ガラス容器本体の内部に前記被覆成形体の前記筒状胴部を収容し、前記開口端面に前記フランジ部を対向配置することにより、前記被覆成形体と前記ガラス容器本体とを組合わせる工程と、
前記被覆成形体が組合された前記ガラス容器本体を、前記開口端面に前記フランジ部を密着させた状態で、前記高減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下に配置すると共に前記熱可塑性樹脂の軟化温度以上の温度に加熱することにより、前記筒状胴部を前記ガラス容器本体の内表面に密着させて前記樹脂層を形成する工程とを備えたことを特徴とする内面被覆ガラス容器の製造方法。
【請求項２】
前記ガラス容器本体の前記開口端部に、前記被覆成形体の前記フランジ部を全周にわたり溶着することにより、前記被覆成形体を前記ガラス容器本体に組付けることを特徴とする請求項１に記載の内面被覆ガラス容器の製造方法。
【請求項３】
前記被覆成形体が組付けられた前記ガラス容器本体を、大気圧に復圧することにより、前記筒状胴部を前記ガラス容器本体の内表面に密着させることを特徴とする請求項１又は２に記載の内面被覆ガラス容器の製造方法。
【請求項４】
前記ガラス容器本体の前記開口部が、該ガラス容器本体の内部より小さい断面形状を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一つに記載の内面被覆ガラス容器の製造方法。
【請求項５】
前記筒状胴部の断面形状が全長にわたり前記開口部の断面形状と同一又は小さいことを特徴とする請求項４に記載の内面被覆ガラス容器の製造方法。
【請求項６】
前記樹脂層の厚さが２０μｍ以上となるように、前記被覆成形体の前記筒状胴部を所定肉厚以上に形成することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一つに記載の内面被覆ガラス容器の製造方法。
【請求項７】
開口部及び底部を有するガラス容器本体の内表面に樹脂層を備えた内面被覆ガラス容器であって、前記樹脂層が２０μｍ以上の厚さを備えたことを特徴とする内面被覆ガラス容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内表面が樹脂層により被覆されたガラス製容器とその製造方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス製容器は多くの収容物に対して安定性が高いため多用されているが、収容物の物性によっては、ガラス内表面が劣化されたり、収容物が変質するものも存在することが知られている。例えば、ｐＨが高い液体を収容すると、ガラス内表面が浸食されたり、ガラスフレークが発生する。また、薬剤容器の場合、収容された薬剤がガラス内表面に接触することにより、反応により不溶性微粒子が生じることもある。
このような場合、ガラス製容器に変えて合成樹脂製容器が使用されることがある。例えば、薬剤容器としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィン系樹脂等の合成樹脂により製造されたものが知られている。
【０００３】
しかし、このような合成樹脂製容器は、通常、水蒸気や酸素等に対するバリアー性に劣るため、貯蔵中に収容物の変質を生じ易い。また、ガラス製容器に比べて著しく軽量であるため、多数の容器に収容物を順次充填するような収容物の充填工程では、容器の姿勢を安定に維持し難く、姿勢を維持するための特別な装置等が必要となり、充填設備が複雑化し易い。しかも、ガラス製容器に比べて著しく軟質であるため、容器が他の容器や各工程で他の部材などに接触すると、容易に傷等が生じてしまい、バリアー性を低下し易く、外観品質を低下させ易い。
【０００４】
そのため、ガラス製容器の内表面に、収容物に対して安定なシリコーン樹脂等の各種樹脂を薄膜状に被覆した容器も使用されている。このような樹脂の被膜を形成するには、例えば、容器内面にシリコーンオイル等の樹脂組成物を塗布等によりコーティングし、外部から加熱することにより硬化させ、厚さ数μｍｍ程度の被膜を形成することが行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ガラス製容器の内面に樹脂をコーティングする場合、厚さの薄い被膜しか形成できず、微細なピンホール等が発生し易かった。そのような微細なピンホールが存在すると、ピンホールを介して収容物がガラス表面と接触することになり、収容物の種類によっては化学反応により不溶性微粒子等の発生が起こる。複数回コーティングを実施したとしても、十分にピンホールを防止できる厚さに被膜を形成することは困難であった。また、厚くコーティングできた場合でも、コーティング厚を均一にすることが困難で、性能的にも、外観的にも満足するものが出来なかった。
そこで、この発明は、厚肉の樹脂層をガラス内表面に形成することが可能な内面被覆ガラス製容器の製造方法を提供することを課題とし、また、収容される液体がガラス容器の内表面に接触することをより確実に防止し易い内面被覆ガラス製容器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述のような課題を解決する請求項１に記載の発明は、開口部及び底部を有するガラス容器本体の内表面に樹脂層を形成することにより内面被覆ガラス容器を製造する方法であり、前記開口部に開口端面を備えた前記ガラス容器本体を得る工程と、前記開口部を通過可能な形状を有して一端側が閉塞された筒状胴部と、該筒状胴部の他端側に前記開口端面に対応する形状に設けられたフランジ部とを備えた熱可塑性樹脂製の被覆成形体を得る工程と、高減圧雰囲気下で、前記ガラス容器本体の内部に前記被覆成形体の前記筒状胴部を収容し、前記開口端面に前記フランジ部を対向配置することにより、前記被覆成形体と前記ガラス容器本体とを組合わせる工程と、前記被覆成形体が組合された前記ガラス容器本体を、前記開口端面に前記フランジ部を密着させた状態で、前記高減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下に配置すると共に前記熱可塑性樹脂の軟化温度以上の温度に加熱することにより、前記筒状胴部を前記ガラス容器本体の内表面に密着させて前記樹脂層を形成する工程とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記ガラス容器本体の前記開口端部に、前記被覆成形体の前記フランジ部を全周にわたり溶着することにより、前記被覆成形体を前記ガラス容器本体に組付けることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記被覆成形体が組付けられた前記ガラス容器本体を、大気圧に復圧することにより、前記筒状胴部を前記ガラス容器本体の内表面に密着させることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記ガラス容器本体の前記開口部が、該ガラス容器本体の内部より小さい断面形状を有することを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の構成に加え、前記筒状胴部の断面形状が全長にわたり前記開口部の断面形状と同一又は小さいことを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５の何れか一つに記載の構成に加え、前記樹脂層の厚さが２０μｍ以上となるように、前記被覆成形体の前記筒状胴部を所定肉厚以上に形成することを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、開口部及び底部を有するガラス容器本体の内表面に樹脂層を備えた内面被覆ガラス容器であって、前記樹脂層が２０μｍ以上の厚さを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
上記課題を解決する請求項１に記載の発明によれば、熱可塑性樹脂製の被覆成形体の筒状胴部をガラス容器本体の内部に収容して、被覆成形体を加熱加圧することにより、ガラス容器本体の内表面に密着させて樹脂層を形成するので、筒状胴部の肉厚を調整することにより、自在に樹脂層の肉厚を調整することができる。そのため、ガラス容器本体の内表面に、ピンホール等が存在しない肉厚の樹脂層を形成することが可能である。
また、予めガラス容器本体及び被覆成形体を形成しておき、これらを組合わせた状態で加熱及び圧力調整すれば、樹脂層をガラス容器本体に密着させて形成することができるため、内面被覆ガラス容器の製造が容易である。
しかも、ガラス容器本体及び被覆成形体を高減圧雰囲気下で組み合わせれば、容器全体においてガラス容器本体の内表面と樹脂層との間に気泡等が残留することなく密着させることができるため、品質の優れた内面被覆ガラス容器を極めて容易に製造することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、ガラス容器本体の開口端面に被覆成形体のフランジ部を全周にわたり溶着するため、加熱及び圧力調整により筒状胴部をガラス容器本体の内表面に密着させる際に、筒状胴部とガラス容器本体の内表面との間に気体が流入することがなく、ガラス容器本体の内表面と樹脂層との間に気泡等が存在しない高品質の内面被覆ガラス容器を製造し易い。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、加熱及び圧力調整により筒状胴部をガラス容器本体の内表面に密着させる際、被覆成形体が組付けられたガラス容器本体を大気圧に復圧すれば筒状胴部を内表面に密着させることができ、圧力調整が極めて容易である。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、開口部が内部より小さい断面形状を有するガラス容器本体を対象にするため、被覆成形体とガラス容器本体とを組合わせた状態では、両者の間に大きな隙間が発生し易いが、高減圧雰囲気下でこれらを組合わせるため、このような形状を有するガラス容器本体であっても、容易にガラス容器本体の内表面全体に樹脂層を形成することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明によれば、筒状胴部の断面形状が全長にわたり開口部の断面形状より小さいが、この筒状胴部を加熱して変形させれば、筒状胴部の面積より大幅に広いガラス容器本体の内表面であっても、内表面全体に樹脂層を形成することが可能である。
【００１７】
請求項６に記載の発明によれば、樹脂層の厚さが２０μｍ以上となるように被覆成形体の筒状胴部を所定肉厚以上に形成するので、より確実にガラス容器本体の内表面にピンホール等が存在しない樹脂層を形成することができる。
請求項７に記載の発明によれば、ガラス容器本体の内表面を被覆する樹脂層が２０μｍ以上の厚さを備えているので、内表面にピンホール等が存在し難く、収容される液体がガラス容器本体の内表面に接触することを確実に防止し易い
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
図１は、この発明の内面被覆ガラス容器である薬液用バイアル瓶を示している。
このバイアル瓶１０は、容器本体１１がガラスからなり、その内表面に熱可塑性樹脂からなる樹脂層１２が形成されている。
容器本体１１は、図２に示すように、底部１３及び壁部１４に囲まれた収容部１５を有し、頂部には収容部１５と外部とを連通する孔からなる開口部１６が設けられている。開口部１６は、容器本体１１の壁部１４の内側の横断面形状より小さい横断面形状を有しており、その上端周囲には平坦な開口端面１６ａが形成されている。
【００１９】
樹脂層１２は、図１に示すように、容器本体１１の底部１３及び壁部１４の内面全体並びに開口部１６の内周面全体からなる接液部位全面を被覆するように形成されており、容器本体１１に全体で密着している。なお、この実施の形態では、開口端面１６ａ全体にも樹脂層１２が形成されている。
【００２０】
この樹脂層１２は、熱可塑性樹脂から形成されている。この熱可塑性樹脂としては、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等、各種の樹脂が挙げられる。医療用薬剤用のバイアル瓶１０の場合、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィン系樹脂などが好ましい。
【００２１】
また、この樹脂層１２は、実質的に全体にわたり厚さが２０μｍ以上であるのが好ましい。このような厚さであれば、収容される薬液が容器本体１１のガラス面に接触することを防止することができるからである。
【００２２】
このような構成のバイアル瓶１０を製造するには、本実施の形態では、次のようにして行うことができる。
まず、ガラス素材を加熱溶融し、金型を用いた成形をすることにより、図２に示すような容器本体１１を作製する。
【００２３】
また、容器本体１１とは別に、樹脂層１２を構成する材料からなる図３に示すような被覆成形体１７を作製する。
この被覆成形体１７は、容器本体１１の開口部１６を通過可能な形状を有する筒形状の筒状胴部１８と、筒状胴部１８の一端側を閉塞するように形成された閉塞部１９と、筒状胴部１８の他端側に形成されて容器本体１１の開口端面１６ａに対応した略同一形状の面を有するフランジ部２１とを備えている。ここでは、フランジ部２１は平面状のリング形状となっている。
【００２４】
筒状胴部１８は、容器本体１１の収容部１５及び開口部１６の形状より小さく形成されており、この実施の形態では、横断面形状が全長にわたり一定の円筒形状となっている。この筒状胴部１８の横断面形状は、開口部１６の断面形状と同一であってもよいが、ここでは開口部１６より若干小さく作製されている。
【００２５】
そして、この被覆成形体１７では、筒状胴部１８及び閉塞部１９からなる被覆成形体１７の外表面積に対する収容部１５及び開口部１６からなる容器本体１１の内表面積の比率が２〜５倍とされている。また、筒状胴部１８及び閉塞部１９の厚さは、得られる樹脂層１２の最小厚さが２０μｍ以上となるように設定されるのが好ましく、例えば、前記のような被覆成形体１７の筒状胴部１８及び閉塞部１９の外表面積に対する容器本体１１の内表面積の比率分と樹脂層１２の最小厚さとの積以上に厚く形成されている。
【００２６】
このような形状の被覆成形体１７を作製するには、前記のような熱可塑性樹脂を成形するために用いられる射出成形などの各種の成形方法により作製することができる。
なお、これらの容器本体１１及び／又は被覆成形体１７は予め作製されているものを使用することも可能である。
【００２７】
次に、図４に示すように、真空チャンバー２２内に容器本体１１及び被覆成形体１７を配置して脱気することにより高減圧雰囲気とする。そして、容器本体１１の開口部１６から内部に被覆成形体１７の閉塞部１９及び筒状胴部１８を収容し、容器本体１１の開口端面１６ａに被覆成形体１７のフランジ部２１を対向配置させることにより、被覆成形体とガラス容器本体とを組合わせる。ここでは、図示しないシール機によりフランジ部２１の全周を開口端面１６ａに溶着し、容器本体１１と被覆成形体１７との間の空間を完全に閉塞する。このとき、真空チャンバー２２内を出来るだけ低い雰囲気圧とすることが好ましい。製造後に容器本体１１と樹脂層１２との間に気泡を生じ難くできるからである。
【００２８】
そして、このように被覆成形体１７が組合された容器本体１１を、真空チャンバー２２の高減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下に配置すると共に、容器本体１１の外側から加熱し、被覆成形体１７の筒状胴部１８及び閉塞部１９を軟化させる。これにより、被覆成形体１７内の圧力と容器本体１１と被覆成形体１７との間の空間の圧力との差により、軟化した被覆成形体１７の筒状胴部１８及び閉塞部１９が容器本体１１の開口部１６及び収容部１５の内表面に密着される。
【００２９】
この実施の形態では、真空チャンバー２２内の圧力を変化させることにより、被覆成形体１７が組合された溶器本体１１を高減圧雰囲気より高い圧力雰囲気下に配置しており、真空チャンバー２２内を大気圧まで復圧している。
【００３０】
また、この雰囲気圧の変化は被覆成形体１７の加熱の前後何れであってもよいが、容器本体１１の容積と被覆成形体１７の容積との差が大きい場合、真空チャンバー２２内に設けられた図示しない加熱装置により、加熱中或いは加熱後に雰囲気圧を変化させることにより、被覆成形体１７の破断などを防止するのが好ましい。
【００３１】
更に、この加熱時には、被覆成形体１７を構成する熱可塑性樹脂の軟化温度以上に加熱する。この加熱温度は使用する熱可塑性樹脂に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレンでは１５０℃程度、ポリプロピレンでは２００℃程度、シクロオレフィン系樹脂では２５０℃程度に加熱する。
【００３２】
このようにして、被覆成形体１７が組合された容器本体１１を、雰囲気圧を変化させると共に被覆成形体１７を加熱し、被覆成形体１７の筒状胴部１８及び閉塞部１９を容器本体１１の開口部１６及び収容部１５の内表面に密着させることにより、樹脂層１２を形成する。これによりこの実施の形態のバイアル瓶１０の製造を完了する。
【００３３】
その後、バイアル瓶１０内を洗浄し、薬液を充填し、開口部１６をゴム栓により閉塞し、アルミニウムでゴム栓をカシメ止めし、オートクレーブ処理等で滅菌することにより、薬液入り容器とすることができる。
【００３４】
以上のようにしてバイアル瓶１０を製造すれば、熱可塑性樹脂製の被覆成形体１７の筒状胴部１８を容器本体１１の内部に収容して、被覆成形体１７を加熱加圧することにより、容器本体１１の内表面に密着させて樹脂層１２を形成するので、被覆成形体１７の筒状胴部１８の肉厚を予め調整して作製することにより、自在に樹脂層１２の肉厚を調整することが可能である。そのため、容器本体１１の内表面に、ピンホール等が存在しない十分な肉厚を有し、より均一な厚さで樹脂層１２を形成することが可能である。
【００３５】
また、ここでは、予め容器本体１１及び被覆成形体１７を作製しておき、これらを組合わせた状態で加熱及び圧力調整すれば、樹脂層１２を容器本体１１の内面に密着した状態で形成することができるため、バイアル瓶１０の製造が容易である。
【００３６】
しかも、容器本体１１及び被覆成形体１７を高減圧雰囲気下で組み合わせれば、バイアル瓶１０全体において容器本体１１の内表面と樹脂層１２との間に気泡等を残留させることなく密着することができるため、品質の優れたバイアル瓶１０の製造が極めて容易である。
【００３７】
更に、容器本体１１の開口端面１６ａに被覆成形体１７のフランジ部２１を全周にわたり溶着するため、加熱及び圧力調整により筒状胴部１８を容器本体１１の内表面に密着させる際、筒状胴部１８と容器本体１１の内表面との間に気体が流入することがなく、容器本体１１の内表面と樹脂層１２との間に気泡等が存在しない高品質のバイアル瓶１０を製造し易い。
【００３８】
しかも、加熱及び圧力調整により筒状胴部１８を容器本体１１の内表面に密着させる際、被覆成形体１７が組付けられた容器本体１１を大気圧に復圧することで筒状胴部１８を内表面に密着させるため、圧力調整が極めて容易である。
【００３９】
また、樹脂層１２の厚さが２０μｍ以上となるように被覆成形体１７の筒状胴部１８を所定肉厚以上に形成しているので、容器本体１１の内表面にピンホール等が存在しない状態で樹脂層１２をより確実に形成し易い。
【００４０】
この製造方法では、開口部１６が収容部１５より小さい断面形状を有する容器本体１１を使用しているため、被覆成形体１７と容器本体１１とを組合わせた状態では、両者の間に大きな隙間が発生している。しかし、高減圧雰囲気下でこれらを組合わせるため、このような形状を有する容器本体１１であっても、容易に内表面全体に樹脂層１２を形成することが可能なのである。
【００４１】
特に、ここでは、筒状胴部１８の断面形状が全長にわたり開口部１６の断面形状より小さいが、筒状胴部１８を加熱して変形させれば、筒状胴部１８の面積より大幅に広い容器本体１１の内表面であっても、内表面全体に樹脂層１２を形成することが可能である。
【００４２】
そして、このようにして製造されたバイアル瓶１０によれば、容器本体１１の内表面を被覆する樹脂層１２が２０μｍ以上の厚さを備えているので、内表面にピンホール等が存在し難く、収容される薬液が容器本体１１の内表面のガラスに接触することを確実に防止し易い
【００４３】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜変更可能である。
例えば、上記では、筒状胴部１８が一定横断面形状を有する筒形状に形成されたものについて説明したが、筒状胴部１８の形状は特に限定されるものではない。例えば、筒状胴部１８及び閉塞部１９の形状を容器本体１１の収容部の相似形や相似形に類似する形状としてもよく、他の形状とすることも可能であり、変形させることにより容器本体１１の開口部１６を通過できる形状とすることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態の内面被覆ガラス容器であるバイアル瓶の縦断面図である。
【図２】図１のバイアル瓶の容器本体の縦断面図である。
【図３】図１のバイアル瓶を製造するために使用される被覆成形体１７の縦断面図である。
【図４】図２及び図３の容器本体と被覆成形体とを組み合わせた状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０  バイアル瓶
１１  容器本体
１２  樹脂層
１３  底部
１４  壁部
１５  収容部
１６  開口部
１６ａ  開口端面
１７  被覆成形体
１８  筒状胴部
１９  閉塞部
２１  フランジ部
２２  真空チャンバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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