(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる筒状の口部材と可撓性フィルムからなる袋部とを溶着した口部材付袋の製造方法であって、筒状の口部材が円筒軸を中心に回転しつつ加熱される予備加熱工程、袋部開口部に挿入された加熱された口部材と袋部開口部とを押圧して溶着する溶着工程を含むことを特徴とする口部材付袋の製造方法。
【請求項２】
加熱が輻射熱によるものであることを特徴とする請求項１に記載の口部材付袋の製造方法。
【請求項３】
溶着工程において、袋部内空気を吸引し袋部内を減圧することを特徴とする請求項１または２に記載の口部材付袋の製造方法。
【請求項４】
口部材回転手段が、口部材がセットされ、回転しながら加熱される予備加熱工程を経て、該口部材が袋部開口部に溶着され、冷却され、口部材付袋として取り外される溶着工程を巡回しながら口部材付袋を製造する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の口部材付袋の製造方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の口部材付袋の製造方法によって製造された口部材付袋。
【請求項６】
熱可塑性樹脂からなる筒状の口部材と可撓性フィルムからなる袋部とを溶着して製造する口部材付袋の製造装置であって、口部材を加熱する加熱手段及び加熱される筒状の口部材を該口部材の円筒軸を中心として回転させる口部材回転手段を具備することを特徴とする口部材付袋の製造装置。
【請求項７】
熱可塑性樹脂からなる筒状の口部材と可撓性フィルムからなる袋部とを溶着して製造する口部材付袋の製造装置であって、筒状の口部材を該口部材の円筒軸を中心として回転させる口部材回転手段、該回転手段に口部材を供給し、セットする口部材供給手段、回転する口部材を加熱する加熱手段、加熱された口部材を袋部開口部に挿入し、両者を押圧し、該開口部に溶着する溶着手段、溶着された口部材付袋を冷却する冷却手段及び冷却された口部材付袋を取り外す手段を具備する口部材付袋の製造装置。
【請求項８】
口部材回転手段が、口部材を摺動可能に支える支持部材、口部材の非加熱部を支持部材に取り外し可能に固定する支持部材基端部及び口部材回転のための動力部から構成された請求項６または７に記載の口部材付袋の製造装置。
【請求項９】
口部材回転手段が、口部材供給工程、予備加熱工程、溶着工程、冷却工程及び口部材付袋を取り外す工程を順に巡回する請求項６〜８のいずれか１項に記載の口部材付袋の製造装置。
【請求項１０】
加熱手段の熱源の形状が直線状であることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の口部材付袋の製造装置。
【請求項１１】
加熱手段の熱源が対向する一対の熱源である請求項６〜１０のいずれか１項に記載の口部材付袋の製造装置。
【請求項１２】
口部材回転手段が、口部材付袋部内空気を吸引する管路を有していることを特徴とする請求項６〜１１のいずれか１項に記載の口部材付袋の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種医薬品、生理食塩水、ブドウ糖液または血液等輸液用等の口部材付袋の製造方法に関する。特に、熱可塑性樹脂からなる筒状の口部材と比較的軟質の可撓性フィルムからなる袋部とを液密に溶着する際に効果のある口部材の予備加熱工程に用いられる加熱方法に関する。また該製造方法に用いる製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
口部材付袋は、輸液バッグ等の医療用容器やスパウト付き食品用容器等に用いられている。医療用容器の分野では、従来のガラス製医療用容器に代わって、合成樹脂からなる医療用容器が多用されるようになってきている。また、合成樹脂製の医療用容器にはブロー成形により製造された容器やインフレーション成形またはＴ−ダイ成形により製造された可撓性フィルムを用いた袋状容器があり、中でも可撓性フィルムから製造された袋状容器が増加している。
この理由は、可撓性フィルムを用いた袋状容器は容器の肉厚が薄く均一であり、使用後に減容量化できるため、廃棄物が少なくなること、内容物の輸液時の輸液排出速度が最後までほぼ一定であること、液の減少に際しても容器に空気を入れることなく容器を減容することが可能なため、空気による雑菌の汚染がないことなどによるものである。現在使用されている医療用容器の例として図８に示す輸液バッグは、薬液を収容する可撓性フィルムからなる袋部と薬液の充填、排出のため、図９に示す中空筒体の口部材が袋部の２枚のフィルム間に熱溶着により狭持して取り付けられた口部材付袋である。
【０００３】
口部材付袋において、フィルムへの口部材の取付は、２次元の平面的なフィルムへの３次元形状の口部材を液密に取付けることが必要とされるが、フィルムの合掌部と筒状の口部材の溶着部との間に図１０に示すような隙間２２（以下、「合掌部の隙間」という。）が発生し内容液が漏れ出すことがあった。特にフィルム厚さが１００μｍ以上の厚手のフィルムの場合には、熱溶着の際にフィルムを口部材形状に合わせて変形させていることから、フィルムの復元応力の為一旦溶着した部分が剥離することがあった。また、口部材とフィルムをシール金型で共に狭持して溶着する際、口部材の形状に合わせるためフィルムに過大な引張応力がかかるため、フィルムが薄肉化したり、フィルムに穴開きが発生する危険があった。
【０００４】
この様な熱によるフィルムの変形、穴開きを防止するためには、フィルムに耐熱層を接着剤を用いて積層し、耐熱性を向上させたラミネートフィルムを用いる方法やフィルムと口部材を接着剤により取り付ける方法があるが、接着剤は溶出する場合があり医療用分野では使用しないことが好ましい。したがって、フィルムと口部材とを直接に溶着により一体化させることが望まれている。
【０００５】
口部材と袋部との溶着は、袋部開口部に口部材を挿入し、袋部開口部と口部材を重ね合わせた後、外側から加熱押圧して行うが、加熱押圧すると袋部の可撓性フィルムが口部材より先に温度が上昇し溶融してしまうために、可撓性フィルムが薄肉化し易く、薄肉化により落袋強度が低下したり、ピンホールが生じ易くなったりして、口部材付袋の生産性を低下させていた。
生産性を高める為に、可撓性フィルムを用いた袋部と口部材との液密で合掌部の隙間を発生させず溶着する方法として、加熱した口部材を用いてフィルムを溶着する方法が知られている。
【０００６】
口部材の予備加熱工程は、後工程のフィルムとの溶着の際確実に液漏れを防ぐ為に、合掌部の隙間が埋まるだけの樹脂をフィルム間に口部材から溶融延設させるため、また口部材とフィルムとのシール強度を均一にするため、更には口部材の熱変形を避けるため、口部材の表面温度が均一になるよう加熱する必要がある。
口部材を加熱する技術として、口部材を輻射熱により加熱して溶着する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
特許文献１に記載の方法は、口部材をフィルムに溶着する前に、口部材の溶着部表層を、温度６００〜８００℃のヒーターの輻射熱を利用して、口部材の溶着部材料の軟化温度以上で融点より１３℃高い温度以下の範囲内で加熱し、この加熱された口部材の両側から口部材に対して対称な薄片成形用金型で加圧し、ヒレ状の薄片を成形後、引き続いて加熱状態を維持させた口部材をフィルム間に挿入して、加熱シール金型にて口栓をフィルムに溶着する方法である。ここでヒーターとしては口部材の形状が真円状の場合に、ヒーターを口部材の溶着部の径より数ｍｍ大きくしたリング状ヒータが挙げられている。
【０００８】
特許文献１に記載の予備加熱工程の方法は、円筒状口部材の溶着部表面を均一に加熱できるよう、リング状ヒータのリングの中心と円筒状口部材の円筒軸が一致するように両者を配置して輻射加熱を行うことが必要である。
ここで、加熱効率を上げるうえで、リング状ヒーターの内径は、円筒状口部材の溶着部外径に対して少なくとも２〜３ｍｍ程度大きい内径とされ、通常用いられる円筒状口部材のサイズからすると、内径１０〜３０ｍｍ程度の大きさになる。このような小さなリング状ヒータは発熱部の温度分布にムラが出来やすく、仮に円筒状口部材の円筒軸とリング状ヒーターの中心とを一致させても、結果的に口部材表面温度が均一になるとは限らず、一般的には両者の相対的位置を微妙に調整して、口部材表面の溶融状態を目視しながら位置を決定する作業が不可欠であり、これには大変な労力と時間、更には熟練が必要であった。
【０００９】
上述の作業が不適切であれば、口部材表面の温度分布が不均一となり、後工程での口部材から合掌部の隙間への溶融樹脂の流れ込みが不均一となることによる液漏れ、フィルム溶着強度の局部的低下による剥離、破袋、部分溶融、熱膨張アンバランスによる口部材変形等の致命的な不良が多く発生することになる。また、口部材表面温度が高くなりすぎると、口部材の樹脂の劣化物が発生する恐れがあり、この劣化物が、溶着部へ挟みこまれ、液洩れの原因となったり、袋内へ混入したりする恐れがあった。
したがって、予備加熱工程での口部材表面温度の均一性は品質の口部材付袋の安定した製造を担保する為の非常に重要な因子であり、いかにして容易に、確実に口部材表面温度の均一性を実現するかが大きな課題であった。
【００１０】
【特許文献１】登録特許第３０４８４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、予備加熱工程における口部材表面温度の均一性を実現させ、安定して合掌部の隙間発生を抑止することで口部材と袋部との溶着部の液密性に優れた口部材付袋が得られる製造方法及びその製造装置を提供することを主な課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、合掌部の隙間発生を抑止できる口部材と袋部と溶着する口部材付袋の製造方法について鋭意研究を重ねた結果、筒状の口部材を円筒軸を中心に回転させることで口部材表面温度の均一性を実現できることを見いだした。
【００１３】
すなわち本発明は以下の［１］〜［１２］に示される口部材付袋の製造方法及び製造装置に関する。
［１］  熱可塑性樹脂からなる筒状の口部材と可撓性フィルムからなる袋部とを溶着した口部材付袋の製造方法であって、筒状の口部材が円筒軸を中心に回転しつつ加熱される予備加熱工程、袋部開口部に挿入された加熱された口部材と袋部開口部とを押圧して溶着する溶着工程を含むことを特徴とする口部材付袋の製造方法、
【００１４】
［２］  加熱が輻射熱によるものであることを特徴とする上記［１］に記載の口部材付袋の製造方法、
［３］  溶着工程において、袋部内空気を吸引し袋部内を減圧することを特徴とする上記［１］または［２］に記載の口部材付袋の製造方法、
［４］  口部材回転手段が、口部材がセットされ、回転しながら加熱される予備加熱工程を経て、該口部材が袋部開口部に溶着され、冷却され、口部材付袋として取り外される溶着工程を巡回しながら口部材付袋を製造する上記［１］〜［３］のいずれかに記載の口部材付袋の製造方法、
【００１５】
［５］  上記［１］ないし［４］のいずれかに記載の口部材付袋の製造方法によって製造された口部材付袋、
【００１６】
［６］  熱可塑性樹脂からなる筒状の口部材と可撓性フィルムからなる袋部とを溶着して製造する口部材付袋の製造装置であって、口部材を加熱する加熱手段及び加熱される筒状の口部材を該口部材の円筒軸を中心として回転させる口部材回転手段を具備することを特徴とする口部材付袋の製造装置、
【００１７】
［７］  熱可塑性樹脂からなる筒状の口部材と可撓性フィルムからなる袋部とを溶着して製造する口部材付袋の製造装置であって、筒状の口部材を該口部材の円筒軸を中心として回転させる口部材回転手段、該回転手段に口部材を供給し、セットする口部材供給手段、回転する口部材を加熱する加熱手段、加熱された口部材を袋部開口部に挿入し、両者を押圧し、該開口部に溶着する溶着手段、溶着された口部材付袋を冷却する冷却手段及び冷却された口部材付袋を取り外す手段を具備する口部材付袋の製造装置、
【００１８】
［８］  口部材回転手段が、口部材を摺動可能に支える支持部材、口部材の非加熱部を支持部材に取り外し可能に固定する支持部材基端部及び口部材回転のための動力部から構成された上記［６］または［７］に記載の口部材付袋の製造装置、
［９］  口部材回転手段が、口部材供給工程、予備加熱工程、溶着工程、冷却工程及び口部材付袋を取り外す工程を順に巡回する上記［６］〜［８］のいずれかに記載の口部材付袋の製造装置、
［１０］  加熱手段の熱源の形状が直線状であることを特徴とする上記［６］〜［９］のいずれかに記載の口部材付袋の製造装置、
［１１］  加熱手段の熱源が対向する一対の熱源である上記［６］〜［１０］のいずれかに記載の口部材付袋の製造装置、及び
［１２］  口部材回転手段が、口部材付袋部内空気を排気する管路を有していることを特徴とする上記［６］〜［１１］のいずれかに記載の口部材付袋の製造装置、を開発することにより上記の課題を解決した。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の口部材付袋の製造方法によるときは、予備加熱工程で口部材の表面は均一に加熱されており、表面温度はむらなく加熱されているためヒレ状の薄片が確実に形成され、安定して合掌部の隙間発生を抑止することが出来るので、口部材付袋からの液漏れを抑えることができる。さらに口部材の過剰加熱に起因する袋部を形成するフィルムの薄肉化をも防止することができるため、落袋強度を高く維持することが可能となり、医療用容器などの口部材付袋の生産性が向上し有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
図９に示す口部材１は熱可塑性樹脂からなり、口部材付袋の液出入口となるものであってその断面形状は円形である。図９の口部材１の下部は袋部と溶着される口部材溶着部１２であり、上部には口部材にゴム栓やゴム栓体を設けるために段差をもって拡径したゴム栓受部１１を有している。なお、口部材の外面断面形状は、円形のみに限定されるものでなく、およそ円に内接する様な他の形、例えば、正方形及び正６角形などであっても構わない。
【００２１】
口部材１の外径は７〜２５ｍｍ、口部材の厚みは０．５〜３ｍｍ、高さは２０〜８０ｍｍ程度のものが多く用いられている。
口部材１に用いられる熱可塑性樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート、ポリエーテルサルホン、環状ポリオレフィンなどが挙げられる。これらのうちポリオレフィン系樹脂が好ましく、とりわけ高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、メタロセン触媒で製造されたポリエチレンなどのポリエチレン系樹脂の単一樹脂またはブレンド樹脂が好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、袋部を構成する可撓性フィルムと同一の樹脂を用いる時に強固な溶着が可能となることから同一またはそれを含む樹脂を用いることが好ましい。
【００２２】
また、多層とした口部材１を用いることができる。特に口部材の溶着面となる最外層を袋部の可撓性フィルムの最内層と同一又は同一系の樹脂とし、口部材内層を口部材最外層より耐熱性が高く、剛性の高い樹脂とすることにより、加熱時の口部材の変形を抑えることができ、かつゴム栓付き口部材に誤って斜めに注射針が刺されたときの口部材側面での内部から外部への注射針の刺通を抑えられることからも好適である。
【００２３】
袋部は可撓性フィルム２からなり、単室または連通可能な区画手段により複室とされていてもよい。可撓性フィルム２の材質は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン等のポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂が挙げられるが、口部材１の溶着面と融点が近似した同一材質又はそれらの樹脂をブレンドしたポリオレフィン系樹脂から選ばれた熱可塑性樹脂が好ましい。
【００２４】
また、可撓性フィルムは単層、多層いずれでもよく、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素などの蒸着層を有していてもよい。また可撓性フィルムの厚みは１００〜４００μｍ程度である。多層フィルムの場合、袋部内面は口部材の溶着面と同一の樹脂もしくは融点が近似した同一系統の材質又はそれらを含むブレンドした樹脂から選ばれた熱可塑性樹脂を用いるのがよい。可撓性フィルムはインフレーション成形により製造された筒状フィルム、Ｔダイ成形により製造されたフィルムを折り曲げて、または重ね合わせて袋状としたものなどが用いられる。
【００２５】
本発明の口部材付袋の製造装置を図１〜６に例示して説明する。
本発明の口部材付袋の製造装置は、熱可塑性樹脂からなる筒状の口部材１と可撓性フィルム２からなる袋部とを溶着して製造する口部材付袋の製造装置であって、少なくとも口部材１を加熱する加熱手段４、加熱される筒状の口部材１を円筒軸を中心として回転させる口部材回転手段３を具備する。
【００２６】
また、本発明の口部材付袋の製造装置は、少なくとも筒状の口部材１を円筒軸を中心として回転させる口部材回転手段３、該回転手段に口部材１を供給し、セットする口部材供給手段５、回転する口部材１を加熱する加熱手段４、加熱された口部材を袋部開口部に挿入し、両者を押圧し、該開口部に口部材１を溶着する溶着手段、溶着された口部材付袋を冷却する冷却手段及び冷却された口部材付袋を取り外す手段を具備する。
【００２７】
本発明に用いられる口部材回転手段３の斜視図の１例を図１に示す。図１に示す口部材回転手段３は、支持部材３１、場合によっては空気吸引口３４を有する支持部材３１であってもよく、支持部材基端部３２及び動力部３３からなっている。支持部材基端部３２は、図１及び図２の例示では２段になっており、中央部が円周方向に僅かに膨出している。このためゴム栓受部１１の内側で支持部材基端部３２に確実に固定されるようになっており、支持部材基端部３２はゴム栓受部１１の内径が異なる２種の口部材１を用いることが可能になっている。
【００２８】
口部材１の円筒軸を中心に回転させる為には、支持部材３１に口部材１を固定する必要があるが、口部材１の可撓性フィルムと溶着する円筒部１２に相当する被加熱部の内径は、加えられた熱により変動する恐れがあるため、支持部材３１を固定部位とすることを避け、ここで例示した様に口部材１の非加熱部であるゴム栓受け部１１を口部材回転手段の固定部位として使用することが好ましい。なお、口部材の非加熱部を支持部材基端部に取り外し可能に固定する手段は、図１及び図２の例に限定されるものではない。
操業に際しては口部材１のゴム栓受け部１１を支持部材基端部３２に挿嵌して口部材１を固定し回転する。支持部材３１の太さは口部材１をセットし回転させたときに口部材１がぶれたりしない程度の太さであればよく、口部材１を摺動可能（ぶれがない限り若干の余裕があってもよい）に支えることができる太さにする。
【００２９】
本発明に用いられる加熱手段４の１例を図３に示す。ここでは赤外線ランプからなる熱源が筐体内に保持され、筐体には熱源が露出する窓部が設けられている。窓部には図示しない任意のシャッターを設け、輻射される熱線が通過する面積を変更可能として加熱程度の調整ができるようにすることが好ましい。熱源としては赤外線ヒーター以外にも、熱風ヒーター、電気抵抗発熱体及び遠赤外線ランプなどが用いられるが、電気抵抗発熱体、赤外線ランプ及び遠赤外線ランプなど輻射熱加熱が行えるものが加熱時の異物付着や機械構造の簡略化の上で有利であることから好ましい。
【００３０】
図４に、口部材回転手段３に口部材１が保持され、２個設けた加熱手段４により口部材１が回転しながら加熱されている状態を示す。なお図４において、口部材回転手段３は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、加熱手段４は図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。図４の口部材回転手段３において、断面円形状の支持部材３１は２つの軸受け３５、３６により軸支されている。
【００３１】
軸受け３５、３６の間には、図４に図示するモーター３７などの駆動手段により回転駆動力を受ける動力部３３が設けられ、動力部３３が回転することにより支持部材基端部３２にセットされ固定された口部材１は共に回転している。或いは他の回転機構として、非加熱部である口部材１のゴム栓受部１１の外周部に力を加えて回転させてもよい。また回転方向は特に制限され無い。
加熱手段４の表面と口部材溶着部表面の間隔Ｌ、Ｌ’はおよそ０．５ｍｍ以上、好ましくは１〜５ｍｍ程度である。
【００３２】
次に、本発明の口部材付袋の製造手段を具備し、口部材１を可撓性フィルム２と一体化する口部材付袋製造装置の１例を図５に示す。
図５に示す口部材付袋の製造装置は、例えば口部材回転手段３を巡回するための移動手段である無端状に連結されたコンベア６、コンベア６に固定された口部材回転手段３、口部材回転手段３に口部材１を供給し係合させる口部材供給手段５が具備されている。また、それぞれ、口部材供給部、予備加熱部、溶着部、冷却部、取出部がある。図５の例では２つの口部材回転手段を１組として８組の口部材回転手段がコンベア６上に同一間隔で固定され、同時に２つの口部材付袋を製造できる。もちろん１つまたは３つ以上の口部材付袋を１組として製造できるようにしてもよい。また、予備加熱部は３つに分かれて、３段階の加熱が行えるようになっているが、これより多数の段階で行うこともできる。コンベア６は一定時間毎に駆動、停止を繰り返すものである。
【００３３】
予備加熱部には口部材回転手段３の支持部材３１を動力部３３を介して回転させる駆動手段としてのモーター３７をコンベア６内側の固定位置に具備し、コンベア６外側の固定位置には加熱手段４が具備されている。予備加熱部においては、コンベアの静止位置で、モーター３７により駆動されるローラー３８と動力部３３が当接し口部材回転手段３の支持部材が回転させられる。もちろん、それぞれの口部材回転手段にモーター３７を取り付け、モーター３７がコンベア６と共に移動可能にしてもよく、また、コンベア６の移動により口部材回転手段３の支持部材が回転するようにしても構わない。さらに、予備加熱部と溶着部の間にコンベア６の移動と共に口部材回転手段３の支持部材が回転する機構を設け、加熱手段を設けるか、または設けずに、溶着直前の口部材１の加熱の十分な均一化を行うこともより好ましい。
【００３４】
また、図５に示す予備加熱手段４が口部材１を連続的に加熱することであってもよい。この場合には予備加熱手段４は、口部材回転手段３に口部材供給手段５により口部材１がセットされた後工程において配置され、以後溶着手段に至るまで連続的に加熱する。次いで溶着工程の前で取り外して口部供給手段５の後工程に循環するようにする。加熱された口部材１は口部材回転手段３にセットされたまま溶着工程に移動する。この場合にはコンベア６は連続的に駆動されて全体が連続して口部材１を可撓性フィルム２のフィルム溶着部２１に溶着し、口部材付袋を製造することも可能である。
【００３５】
図５に示す口部材付袋の製造装置では、口部材１の円筒軸が水平方向に保たれた状態を示しているが、口部材供給部、予備加熱部、溶着部、冷却部、取出部の各部において、それぞれ口部材１の円筒軸が垂直方向、斜め方向の状態でも構わない。本発明の製造装置では、口部材１を回転させることで、口部材１の円筒軸の向きとは無関係に口部材１の均一加熱が可能となった。
【００３６】
図５の製造装置では、溶着部、冷却部の静止時間が同一時間となるが、予備加熱部を多段にすることで、溶着時間（シール金型或いは他の手段で押圧している時間）と予備加熱時間との違いを考慮した機械構造とすることが容易になり、好ましい。
図５に図示しないが、溶着部には例えば図６に示すようなシール金型が設けられ、冷却部には接触式冷却手段として冷却金型が設けられている。移動手段の速度が遅いときなど、溶着後冷却までに時間がかかる場合などに備え、コンベアの溶着部と冷却部の間には、強制冷却の為の空気吹き付け手段を設けることも好ましい。
【００３７】
（製造方法）
次に、本発明の口部材付袋の製造方法の１例を図５を用いて説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。
口部材１は、パーツフィーダーなどからなる口部材供給手段５において口部材回転手段３の支持部材３１に挿入された後、支持部材基端部３２に嵌合固定され装填される。
コンベアが矢印方向に回転することにより口部材１は予備加熱部に向けて移動し、一旦静止する。静止時間は特に限定されないが３〜１５秒程度とすることが好ましい。このときに固定位置にあるモーター３７と口部材回転手段３の動力部３３が接触し支持部材３１と共に口部材１が回転し予備加熱工程が開始される。コンベアの移動時の速度はおよそ５〜５０ｍ／分の範囲である。
【００３８】
口部材１の回転速度は、５〜１００ｒｐｍであり、好ましくは１０〜８０ｒｐｍである。加熱手段４の熱源温度は、３００℃以上、好ましくは４００〜９００℃とされる。口部材１を回転させることにより、固定されている熱源から受ける熱量を口部材溶着部１２の全周にわたってより均一にすることが可能となる。したがって予備加熱工程で口部材溶着部１２が受ける熱量が安定し均一化される。
【００３９】
予備加熱部で、口部材表面の軟化した熱可塑性樹脂の温度は、次の溶着部でシール金型を用いて加熱押圧して溶着する際に、口部材樹脂が合掌部の隙間を埋めることが可能な温度となる。口部材表面の熱可塑性樹脂が軟化したか否かは視認により容易に確認することができる。温度が高すぎると、口部材１に用いた熱可塑性樹脂の劣化物が発生したり、変形したりするなどして問題となることがある。口部材１を回転させながら加熱する方法により、従来の口部材１を回転させずに加熱する方法と比較して、これらの問題点の発生が抑制され、熱源温度の温度調整許容幅を広くすることが可能となる。また、局部的な過熱による口部材全体の剛性の低下も防止され、射出成形で製造された口部材１が有する残留応力の解消が原因となる口部材１の異常変形も抑えることができる。さらに回転による加熱のため、局部過熱が防止され、過熱によるフィルム溶着部２１の薄肉化が抑制されるため、落袋強度が優れた口部材付袋となる。
【００４０】
口部材１とフィルム溶着部２１を押圧して溶着する溶着工程は、加熱された口部材１を袋部の開口部に挿入し、例えばシール金型で押圧して口部材溶着部１２及びフィルム溶着部２１を溶着する工程である。予備加熱部を通過し溶着部の位置で口部材回転手段が静止した時点で予備加熱工程が終了し、引き続き溶着工程が開始される。
【００４１】
口部材１とフィルム溶着部２１を押圧して溶着する溶着工程は、例えばフィルム溶着部２１と口部材１を図６（ａ）に示すようなシール金型で押圧し口部材溶着部１２と溶着部２１を溶着する。シール金型の温度はフィルムの内面樹脂の融点より１０℃以上高く、例えばフィルムがポリエチレン樹脂からなる場合には１１０〜１７０℃であり、溶着時間は１〜４秒程度である。予備加熱部を経た後、シール金型で押圧されるまでの時間は、短い程よいが、製造装置の制約をうけ通常１〜４秒程度である。４秒を超えると口部材溶着部１２の表面温度が低下して、口部材と袋部とのシール強度が不足しやすくなる傾向がある。この際金型のコーナーは図６（ｂ）に示すように小さいＲを取ると薄片の形成が容易になる。
【００４２】
シール金型の断面形状は、半円と平坦部からなる。また、図６（ｂ）に示すように、半円断面と平坦部との連結部、口部材とフィルムの合掌部にＲを形成するようにされている。Ｒは０．２〜２ｍｍ、好ましくは０．３〜１．７ｍｍである。Ｒが大きすぎると合掌部の隙間が抑制されず、小さすぎるとフィルムへ傷が付いたり、薄片の形成が不十分となるなどの問題が発生しやすい。半円の径は口部材溶着部１２の径にフィルム厚を加えたものより若干小さい径とされている。
【００４３】
本発明における予備加熱工程で口部材は、均一に加熱されているため不均一に変形すること無く、口部材と袋部をシール金型に対して正確な位置に挿嵌することができる。また、この様に正確に位置決めされた状態で溶着されるため、図１１に示すように、合掌部の隙間２２に、可撓性フィルム２のフィルム溶着部２１に押圧された口部材溶着部１２の軟化した樹脂が安定した形状の薄片２３となり延設される。
【００４４】
薄片２３のサイズはおよそ、厚み５０〜２００μｍ、長さ０．１〜２ｍｍ程度が適当である。本発明によればこのようなサイズの薄片２３を具備した口部材１を有する口部材付袋となり、合掌部の隙間２２が生じず液漏れの発生が無い口部材付袋を安定して製造することができる。
【００４５】
口部材を可撓性フィルム２に溶着したら、該溶着部を図示していない冷却金型で狭持する。冷却金型で狭持する場合にも、シール金型で狭持する際にもそうであったように、口部材の予備加熱が均一になされ、口部材の変形が抑制されているため金型と被狭持物の位置決めが正確に安定して行うことができ、薄片が安定して成形される。
【００４６】
上述の口部材付袋の製造において、溶着時に袋部内の空気を吸引し袋部内を減圧し、口部材溶着部１２とフィルム溶着部２１とを密着させ、口部材１と可撓性フィルム2とを溶着することも好ましい態様である。特に、口部材付袋の口部材内径が１０ｍｍを超える場合により有効である。
図７にこの１態様を示す。口部材回転手段３の支持部材３１は、内部には先端まで貫通した管路を有するノズルとなっている。空気吸引口３４のあるノズル先端は、ノズル先端に向かって断面積が漸減する形状でフィルムの膨らみに合う形状に形成されている。断面積が漸減し始める位置は筒体先端より５ｍｍ以上でかつ口部材端部より先方の位置である。挿入は口部材端部よりノズル先端が少なくとも５ｍｍ以上袋部内へ突出するようにする。
【００４７】
減圧のタイミングはシール金型が締まる前か、シール金型が閉まると同時に行う。減圧することにより可撓性フィルム２が固定され、フィルム溶着部２１と口部材溶着部１２とが強く密着し、フィルムが口部材溶着部１２及びノズルの形状に沿って固定される。
【００４８】
冷却後に、減圧解除する。袋部内空気を吸引し減圧して溶着、冷却を行うことにより、口部材１と可撓性フィルム２とがシール金型で溶着され、冷却されるまで、可撓性フィルム２が固定されている。このように可撓性フィルム２の自由な動きが抑止された状態で溶着を行うことにより、溶融軟化したフィルムが引き延ばされることが無く、口部材溶着部と未溶着部との境界部でのフィルムの薄肉化が抑えられる効果があり、薄肉化が原因となる落袋強度の低下が抑制され、さらには境界部でのピンホール発生が抑制される。
【実施例】
【００４９】
（実施例１）
ポリエチレンを射出成形して製造した溶着部の外径１３ｍｍ、内径１１ｍｍの口部材と、ポリエチレンをインフレーション法により成形した厚み３００μｍのチューブ状フィルムから製造した口部材取付予定部の開口部以外の外周部を溶着した、幅１４０ｍｍ、長さ３００ｍｍの袋を製造した。これらの口部材及び袋を図５に示した装置を用いて口部材付袋を製造した。
【００５０】
予備加熱手段として、直線状の温度６００℃の赤外線ランプが口部材の表面から３ｍｍの位置に上下に設けられた加熱装置を用い、支持部材に保持された口部材を予備加熱部１〜３でそれぞれ４秒、回転速度４０ｒｐｍで加熱した。加熱された口部材は溶着部において、該口部材に袋の開口部を嵌入し、図６に示す様なシール金型を用い、シール金型で上下より温度１７０℃、時間２秒、圧力０．３Ｍｐａで溶着後、同形状の冷却金型で２秒間冷却して口部材付袋を得た。
５００ｍＬの水を充填し、密栓した１００個の口部材付袋を内圧が０．０７ＭＰａとなるように外部から押圧し５分間放置した。全ての口部材付袋について漏水は認められなかった。
【００５１】
（実施例２）
実施例１において、溶着部の外径１７ｍｍ、内径１３ｍｍの口部材を用い、支持部材に空気吸引口を有するノズルを使用し、シール金型の押圧開始から冷却金型の開放時まで袋部内の空気を吸引した以外は、実施例１と同様に行った。
５００ｍＬの水を充填し、密栓した１００個の口部材付袋を内圧が０．０７ＭＰａとなるように外部から押圧し５分間放置した。全ての口部材付袋について漏水は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、予備加熱時における口部材表面温度の均一性を実現させ、安定して合掌部の隙間発生を抑止することで口部材と袋部との溶着部の液密性に優れた口部材付袋が得られる製造方法及びその製造装置を提供するものである。
本発明方法によるときは、口部材の表面は均一に加熱されており、表面温度にむらがなく、ヒレ状の薄片が確実に形成され、安定して合掌部の隙間発生を抑止することが出来るので、口部材付袋からの液漏れを抑えることができる。さらに口部材先端の加熱に起因する袋部を形成するフィルムの薄肉化をも防止することができるため、落袋強度を高く維持することが可能となり、各種医薬品、生理食塩水、ブドウ糖液または血液等輸液用等の口部材付袋の生産性が向上し有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】口部材回転手段の１例の斜視図
【図２】図１の口部材回転手段の支持部材基端部付近の部分拡大図
【図３】加熱手段の１例の斜視図
【図４】予備加熱状態の断面図
【図５】口部材付袋の製造装置の１例
【図６】シール金型断面図
【図７】口部材と袋部を減圧しつつ溶着する時の断面図
【図８】輸液バッグ
【図９】口部材
【図１０】隙間のある合掌部の断面図
【図１１】薄片が延設された口部材を用いた合掌部の断面図
【符号の説明】
【００５４】
１  口部材  
１１  ゴム栓受け部
１２  円筒部（口部材溶着部）
２  可撓性フィルム
２１  フィルム溶着部
２２  合掌部の隙間
２３  薄片（ヒレ）
３  口部材回転手段
３１  支持部材
３２  支持部材部基端部
３３  動力部
３４  空気吸引口
３５  軸受け
３６  軸受け
３７  モーター
３８  ローラー
４  予備加熱手段
５  口部材供給手段
６  コンベア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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