(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクトレンズケースのくぼみ開口部に中蓋をしたままで表面をヒートシールしてコンタクトレンズをパッケージ化するための装置であって、複数のコンタクトレンズケースを載置するためのレンズケースキャリア、レンズケースにヒートシールするためのシートを一定の張力下で供給するシート送りローラ、送り出されたシートの所定位置にカッターにより切り込みを入れるシート切り込み用カッター、加熱したマンドレルを一定の圧力下で押圧するシリンダーを有し、ケース開口部にシートを布置してマンドレルを２回以上作動し、第一と第二とのマンドレルの押圧部を異なる形状とし、少なくとも１回は中蓋部の一部とくぼみ周囲とを加熱溶着し、少なくとも１回はくぼみ周囲のみを加熱溶着することによって、オートクレーブ滅菌にも耐えられる強度の密着力を有し、ケースと中蓋との融着を回避し、中蓋をシートとともに取り外すことを可能にすることを特徴とするヒートシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンタクトレンズを収容するケースをヒートシールして密封したパッケージを形成するための装置に関する。特に本発明はシートとケースとの密着力を調整し、ヒートシール面の平坦かつ均一な密封を達成するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ソフトコンタクトレンズは、流通過程において含水した状態を保つ為に所定の水溶液に浸漬して保存される。従来、レンズと水溶液は、ガラス製やプラスチック製の小容器に入れられた後、樹脂製の蓋によって密封されていた。近年、ソフトコンタクトレンズは毎日あるいは１〜２週間の短期間で使い捨てにされるタイプが主流になりつつあり、これらの流通ケースはブリスターケースと呼ばれるプラスチック製の平板にレンズを入れる為のくぼみを形成した簡単な構造のケースに、レンズと水溶液を入れた後、くぼみ開口部をヒートシールによって密封されてケース自体も使い捨てになっている。このプラスチック平板は一般に射出成型によって成形できる熱可塑性樹脂（たとえば、ポリスチレン、ポリプロピレンなど）からなり、くぼみを覆うシールはヒートシール面がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等からなるアルミニウム箔との複合フィルムが使用される。レンズ等をヒートシールして密封した後は、このパッケージをオートクレーブ滅菌等にかけ消費者に渡るまでの無菌的水和状態を保持する。
【０００３】
従来、この種のコンタクトレンズをパッケージする装置は、複数のコンタクトレンズケースを並べて封止し、封止後に各パッケージ単品に分離するか、そのまとまりを単品に分離可能な破断線を入れてそのまとまり単位で流通させていた。これらの先行技術としては、特開平８−４７９８９号公報、特開平８−５４８２４号公報、特開平９−１６９３５７号公報がある。これらの技術は、ブリスターケースをひとつのまとまりでヒートシールすることで、そのまとまりから分離された単品である場合には、本来の出荷ベースのものとは異なることを使用者に認識させることを目的としており、いわゆる不正開封防止的な機能をはたすこと、および、まとまって封止することの効率を考慮したものである。そこで開示されている発明は、およそ次のようなものである。複数のケースが各ケースを受容するための空孔部を備えた固定キャリアラックの中に取り付けられ、各ケースにコンタクトレンズ及び液体が入れられた後、検査ステーションでレンズに欠陥がないことを確認する。その後キャリアラックをヒートシールステーションの中のプラテン上に移動して、シートがケース上に配置され、加熱したマンドレルによって所定の熱と圧力を加えてケースにヒートシールして密封パッケージを形成する。この結果、各ケースはそれぞれシートを共有して一体に多数個のケースが接合したパッケージが形成される。
【０００４】
しかし、上記パッケージ方法には前記公報出願人が特開２０００−２０３５０５号公報で述べるような、以下に示すいくつかの不都合な点がある。例えば、各キャリアラック上に複数のレンズケースを載せることで、検査ステーションでのキャリアラック上のレンズの欠陥およびその非存在の検出および認識が複雑になること、すなわちキャリアラック上のどのレンズが検査に不合格であったかを特定して、それらが除去されるまで上記の処理を通してそれらを追跡するために複雑なマトリクス式の追跡システムを使用する必要がある。別の不都合な点は、キャリアラック上の各レンズケースが同一のヒートシール条件下におかれることである。それは、各レンズケースが成形条件の変化により、成形された熱可塑性樹脂のケースの高さが異なる場合や、キャリアラック上に置く際にレンズケースが多少傾いて置かれたりすることによって、各レンズケースの高さが不揃いになることがある。このような場合には、標準的な高さより高いケースはマンドレルからの圧力を強く受け、逆に低いケースは圧力を受けにくくなるために、レンズケースからのシート剥離に非常に強い力が必要となったり、シール力が薄弱すぎて滅菌工程中に液漏れやシール部破裂等を起こす可能性もあるなど、良品であったレンズもシール不良で廃棄されるという自体も生じうるため、商品の品質としては許容できない場合もある。さらに、ケース毎に単品にするためにシート間に破断線を予め設けてあるものを用いてヒートシールする場合には、シートとケースの接着部分がズレるとキャリアラック上の一群のケース全てに不整合が生じて、不良のパッケージを形成することになる。
【０００５】
上記の問題点を解決するために特開２０００−２０３５０５号公報には、各ケース毎に所定量の熱と圧力を加えることのできるヒートシール装置が提案されている。この装置を用いればケース毎に統一した圧力を加えることができるのでシートの密着程度がどのケースについても均一なものが得られることとなる。このような装置により品質上の上記諸問題をクリアできるが、ヒートシールする場合にもう一つ重要な課題として、いわゆる商品としての見栄えを良くするということも重要である。レンズケースにヒートシールする場合にはシート面にヒーターが加圧されることにより、シート表面のしわの発生が問題となる。ヒートシールは、封止後のオートスチールによる滅菌工程での破裂防止の為にある程度以上の強度をもって接着しなければならない。また接着強度が強すぎると、剥がし難くなったりシートが波打ち、しわになって見栄えが悪くなるという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述の如き事情を背景として為されたもので、レンズケースのヒートシール装置であって、シートにしわの発生を極力抑えて、かつ密封力の充分なヒートシールができる装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は以下の構成からなることを特徴とする。すなわち、コンタクトレンズをパッケージ化するための装置であって、複数のコンタクトレンズケースを載置するためのレンズケースキャリア、レンズケースにヒートシールするためのシートを供給するシート送りローラ、加熱したマンドレルを一定の圧力下で押圧するシリンダーを有し、ケースのくぼみ開口部にシートを布置したのちマンドレルを２回以上押圧作動することを特徴とするヒートシール装置である。
【０００８】
本発明の装置は、さらに帯状のシートを裁断するためのカッターを有し、ロールから供給されるシートを必要面積分に打ち抜いたりあるいは適当なまとまり毎に分割して、レンズケース単品または数個のまとまりで包装できる用に分離される。なお適当なまとまりで分割される場合には、各レンズケース単位に分離できるように、ケース間に破断線が施される。
【０００９】
本発明の装置は、複数のコンタクトレンズケースを載置するためのレンズケースキャリアを有する。レンズケースは平坦なシール領域とその内側にレンズを収容するくぼみを有する。平坦なシール領域はさらにその外側に延びるフランジやフランジから垂下する脚部を有していても良い。この脚部はケースのくぼみのみではケースを置いたときに安定に静置できないことがないようにするためのもので、必ずしもフランジの全周囲から垂下している必要はない。本発明装置のレンズケースキャリアはケースのくぼみを収容する凹部と、ケースの平坦なシール領域を下方より支持する環状の載置部を有する。本載置部はシートを挟んでケース平坦部に加熱マンドレルを押圧したときに、所定の圧力で平坦部を支持することができるようにしたもので、ケースの密封を確保するためにケース裏側から重要な位置を支える。レンズケースキャリアはさらにこれらを搬送するためのコンベアを備えており、キャリア上のレンズケースを加熱したマンドレルの下方位置までくるように移送し、マンドレルによる２回以上の押圧加熱溶着工程ののち、カッターにより分離されて、キャリアからレンズケースが離脱する位置まで搬送する。
【００１０】
帯状のシートはレンズケース開口部を一定の張力下で引っ張られた状態で溶着しないと、密封した後のシート表面にしわがよったり、密封時に波打って溶着が不完全な部分が生じる。したがって、ケース開口部を覆うように布置する場合には、帯状のシートをロールから引き出すようにして張力を加えた状態で、ケースの平坦部に平行にかつ平坦部に直接接触するようにしてケース上に配置される。マンドレルによる１回目の加熱溶着は、シートをケース上の平坦部に位置付けることを主目的として、くぼみ周囲の平坦部に均一に接着するように、軽めの押圧力と低めの温度により溶着される（いわゆる仮止め接着）。つづいて、コンベアにより前記溶着位置より第二のマンドレルの直下位置に移動され（この場合、同じ位置でマンドレルの形状・押圧力を変えても良いが）、マンドレルの２回目の加熱溶着で、強い押圧力でケース平坦部上のシートを押さえ付けて強固に密着させる。このように、２段階で加熱溶着することでオートクレーブ滅菌にも耐えられる強度の密着力と、シート表面にしわのよらない均一な封止を可能にする。
【００１１】
本発明の好ましい別の態様としては、マンドレルを支えるシリンダーにはシートを介してレンズケースを押圧する時の圧力を調整できるように、圧力トランスデューサーが取り付けられており、その圧力信号によりシリンダーによる圧力を各ケース毎に調整して最良の密封を実施するものであってもよい。レンズケースをキャリアに載置した場合に、ケースとキャリア間の重なり方が常に一定の関係であるとは限らず、コンベア上のキャリアについても、いつも同じ高さにあることを保証するのは困難である。そのため、シリンダーによって加熱マンドレルの降下時に、いつも同じ位置まで降下させたとしても、この時の押圧力が常に一定になるとは限らないので、前記圧力トランスデューサにより各ケースの平坦面の位置に応じて検知される加熱マンドレルの押圧力を調整しつつ、密封することが望ましいのである。
【００１２】
レンズケースのくぼみを直接シートで覆蓋する場合には、押圧するマンドレルはくぼみ開口部の径より大きく、幅２ｍｍ以上の環状の圧着面を有したものを使用する。通常のブリスターケースであれば第一回目のマンドレルも、第二回目に使用するマンドレルも同じ形状であって良いが、本発明の特徴であるマンドレルの二回以上の押圧が特に効果的なレンズケースは、特願２０００−６８１５４号に記載されるようなくぼみ開口部に中蓋をしたままで表面をヒートシールするような場合である。このようなケースの場合にはシートを剥がす際に、中蓋も同時にとれないとレンズの取出しが手間がかかる。従って、ヒートシールする時には中蓋にもシートが接着している必要がある。このレンズケースはくぼみ開口径に対する中蓋の外径を小さくし、シート面に中蓋が突出することによる凹凸ができないようにしてある。しかし、中蓋の外径とくぼみ開口径はほぼ等しくなっており、ヒートシールする際の加熱マンドレルの押圧力と、熱によるくぼみ開口部樹脂と中蓋外周部樹脂の溶融によって、ヒートシール時にケースと中蓋が溶着してしまい、シートを剥がす際のみならず、直接中蓋を取り外そうとしてもできないこともある。本発明では、このようなレンズケースでも上記溶着を生じることなく、シートを剥がすという簡単な操作により同時に中蓋も取り外すことができるヒートシール可能な装置でもある。このようなケースに対するマンドレルの押圧部の形状は、前記と異なり、以下の特徴を有する。第一段階の押圧は、くぼみの中蓋上面には接触せず、くぼみ周囲にシートを融着しうる径で幅２〜５ｍｍ程度の環状加熱部を有し、第二段階においては前記と同じくぼみ周囲および中蓋の周辺部に円環状にシートが接着するような二重環状の押圧面を有する。どちらの押圧についてもマンドレルの加熱面がくぼみ開口部と中蓋外周部との近接領域には接触しないような形状にすることが必要である。本発明では、上記２段階の押圧工程を経ることにより、１回の押圧でくぼみの密閉と中蓋との融着を行うのではなく、マンドレルの押圧を２度に分けることで、密封の完全な実施と、ケースと中蓋との融着を回避しつつ中蓋をシートに対して接着することができる装置である。１回の押圧で接着力のある密封自体は可能であるが、接着力を上げようとするとどうしても長時間または高温・高圧でマンドレルを押圧しなければならず、そうするとくぼみ周囲と中蓋周囲とが溶着し易い傾向になる。また、そのような密封はシート表面にしわや波状の見栄えの悪い形状を現すもとになる。そこで、くぼみ周辺の密封に関わる接着力の向上と、中蓋をシートとともに取り外し、あるいは、シート表面の見栄えを良くすることなどを満足させるヒートシールの装置として、本発明の２回以上の押圧を施す装置が提案された。
【００１３】
【実施例】
以上の内容を添付図面を参考にしつつ本発明による好適な実施例を以下に具体的に説明する。
【００１４】
図１は本発明のヒートシール装置１の一例を側面から見た模式図である。この装置は、複数のコンタクトレンズケース２を矢印Ａに沿って示す方向に進めるコンベア３を備えており、このコンベアにはレンズケースキャリア４が付設されていて各レンズケースの位置の固定およびヒートシール時に下方からケース平坦部を支える様にされている。レンズケースがコンベアに付設のキャリアに載せられるに際しては、図面左側のアーム５によってレンズケースの成形装置からくぼみを開口した状態で搬送されてくる。本例ではケース内に既にレンズおよび保存液が満たされた状態で搬送されているが、それ以外にもケースだけをコンベアに載置したのちシールする前にレンズや保存液を満たしてもよくまた、どちらか一方をケース内に収容した状態で載置してコンベア上で残る一方を収納するようにしても良い。
【００１５】
レンズケースキャリア４に載置されたレンズケースはコンベア３によりヒートシール装置１に向けて搬送され、初めにロール１０から供給されるシート１８がケースのくぼみを覆うように布置される。このときは、ケース平坦面にシート押さえローラ１１と１２により布置されるのみでケースとの接着はない。次の位置に搬送されると、そのケース上方に位置する加熱マンドレル６を先端に有するシリンダー８が例えば液圧式または気圧式により下方に降下する。ケース上面のシートを挟んで加熱マンドレル６が押し当てられた後はシートがケースと熱溶着しているので、コンベアの搬送によるケースの移動に伴って連続的にシートが一定の張力下にケース平坦面に布置されることとなる。本装置の例では、後述するようにケース上にヒートシールされたシートを適当な長さでカッター９により裁断しているために、最初にケースと接着させるまでの装置起動時に限り、ケース上面に布置する操作が必要になる。その操作は、例えば、ロール状のシート１０の先端を掴んでシート押さえローラ１３の位置まで引っ張り、加熱マンドレル６によりシートとケース平坦面を接着させるところまでであり、一旦ケースとシートが接着すれば以後は、ケースの移動により、ロールからシートが繰り出されるので、連続処理が容易である。一方、カッター９による裁断がシートをケース覆蓋に必要な面積で切り抜く様な使用である場合には、シート押さえローラ１５をシート巻き取りローラとして使用することにより、ロール１０から巻き取りローラ１５までを一定の張力下に引っ張ることができる。シート押さえローラ１１〜１５まではレンズケース上面のシートを均一な張力下に置くことを目的とするために、その数や位置については適宜調整される。
【００１６】
ケース上に布置されたシートは加熱マンドレル６および７の降下押圧により２段階でケース平坦部に熱溶着されたのち、後続のカッター９により適当な長さ（例えばシート開封時の把持部分として使用できるような長さ）に裁断される。さらに、コンベアにより搬送されたケースは、ヒートシール装置１から搬出され、例えばアーム１６のような把持手段により次の工程へと進められる。
【００１７】
図２は本発明装置で好適に使用されるコンタクトレンズケース２の一例を示す斜視図である。図にはケース２の中心にはレンズおよび保存液を収容するくぼみ２０と当該くぼみを覆蓋する蓋２１が示されている。蓋２１はレンズケースにあってもなくても良く、付設する場合であればシートのみの覆蓋に比較してケースのくぼみ開口部を覆うシートの補強効果が期待できる。ケース２の上面２２にはシートを溶着するために平坦な領域が確保され、上面２２の周囲四方には脚部２３が垂下している。この脚部は、ケースを置いたときにくぼみ２０の凸面２４だけでは安定して静置しにくいこと、前記したようにシート面を平坦部に接着したままロール１０から一定の張力で引っ張るためにレンズケースキャリア４への載置をより確実にすること等の効果を有する。なお、くぼみ２０の開口部周囲２５には蓋２１を置いた時に、蓋の表面と上面２２とが同じ平面上に来るようにして段部、環状の溝などが形成されていても良く、それによって、シートをより滑らかに接着させることができる。また、蓋２１の周辺部２６にもくぼみ開口部に対応するように段部、環状の凸条部などが形成されていても良い。なお、ケースや中蓋は通常射出成形または熱圧縮成形により形成され、使用する樹脂は、安価で取り扱いやすいように、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンビニルアセテート、プロピレンコポリマー、ポリスチレン、ナイロン等から適宜選択される熱可塑性プラスチック材料から構成される。また、シートは一般にこれらのプラスチック材料と良好な接着性を与えるように、ポリエチレン、ポリプロピレンなどケースの材料と類似の材料をその表面に有するアルミニウム箔のラミネートやプラスチック層を有するバリア材料を形成する酸化シリコンで構成された他の材料を使用することができる。
【００１８】
ヒートシールに際しては前記くぼみ周囲に加熱マンドレルが押圧され所定の位置に所定時間だけ熱と圧力を加えて形成される。従って、押圧部の形状は図３にしめされるようにリング状である。リング内円３３はシートと非接触であり、リング部３１のみがシートと接触して加圧する構造になっている。図３はマンドレル６を下方より見た図面である。内径３０は当然にくぼみ２０の開口径よりも大きく外径３２はケース上面２２の外周より内側になければならない。またリング３１の幅は２〜５ｍｍ程度が良い。第一段階の押圧については、シートとレンズケース上面を接着固定することが目的であり、ケースとマンドレルとの間のシートが最も緊張された状態で接着することが好ましい。第二段階の押圧に使用するマンドレル７は中蓋２１を使用する場合には図３下図に示すように中蓋２１の周囲にもシートが接着するように内側のリング状接着部の外径３４は、中蓋２１の径よりも若干小さく設定される。内側のリング部３５と外側のリング部３１との間には、幅０．２〜２．０ｍｍの環状の隙間３６があり、中蓋とケース本体とが溶融して接着しないように２重リング構造を有する。内側のリング３５の内径３７は前記同様シートと非接触であり、中蓋の表面全体をシートと接着するものではない。中蓋２１を使用しない場合には内側のリング部３５は必要がなく、上記マンドレル６と同等の接触面でよい。これらのヒートシール時の圧力はシリンダー８に付設した圧力トランスデューサにより検出され、電気的に接続するコントローラー１９を介してシリンダーが上昇または加工することにより加熱マンドレルによる押圧力がケースごとに均一になるように調整される。
【００１９】
レンズケースを載置するキャリア４は例えば図４に示す構造を有する。キャリアは、レンズケース２の内側に収容され、ケース２裏側のくぼみに相当する凸部２４を収納するくぼみ４０を有する。レンズケース２をキャリア４に載置すると、脚部２３がキャリアの周壁部４３〜４６を囲むように、かつケースの平坦部２２を裏面よりキャリアの上面４２で当接するように支持される。特にくぼみ４０はケース凸部２４と接触しない程度以上の深さおよび、その内径４７の径も凸部２４が完全に収容され、凸部の途中でくぼみ４０の開口部に接触することのないような大きさを有することが望ましく、キャリア４の上面４２はケース裏面と接触してケース全体を持ち上げるように支える構造とする。マンドレルが押圧する箇所に対応して、ケースをしっかりと形状保持することが必要だからである。またコンベアにキャリアが固定されているのでレンズケースの位置が正確に特定され、一方のマンドレルを支持するシリンダー等も一定の位置に設置するのでその降下位置の直下でコンベアを停止すれば、従来のヒートシール装置に比較して、加熱マンドレルとケース平坦部との位置関係が適正な範囲内で常に一定にすることができる。
【００２０】
加熱マンドレルによる圧着を２段階に行うことにより、上記圧力の調整だけでなく、シートによる密着力を効果的に強化でき、熱溶着によるシート面がしわになるあるいは波うつこともなく見栄えの良い密封が可能になる。また２段階で加圧するのでシール面が相互に多少ずれていたり、環状のシールのうちその一部に波うつような気密不良の場所があっても、その場所を改めて別の加熱マンドレルで加圧するために、微細な不良も見逃さずに完全に密封することができる。さらに、ケースの上面２２が仮に保存液等により濡れていて広い範囲でシール不良となったとしても二段階の加熱により、このような不良品の発生を防止することができるのである。
【００２１】
加熱マンドレルによる２段階圧着後、図１に示すカッター９により適当な長さでシートが切断される。本例のカッター９は支持体１７により上下動可能に支持されて、シートを裁断する構造であるが、シートに破断線を入れるようなものであって、数個のケースをセット販売する場合に対応できるようにしたものであってもよい。またカッターによる物理的な切断に対して、レーザーにより裁断ないし破断線を形成するようなものであってもよい。図１に示すようにシール封止後のケースがそれぞれ単品に分けられたのちヒートシール装置から搬送されるケースをアーム１６により次工程に移送する。
【００２２】
上記に示すヒートシール装置を用いれば、コンタクトレンズをケースに収納した後、保存液とともに封止する際に、液漏れがなく、シート表面の状態が見栄え良く溶着でき、例えば、レンズケースのくぼみに中蓋を用いる場合であってもシートを剥がすと同時に中蓋を取り除くことができるような溶着が可能で、さらに各レンズケース毎に接着力の均一なシールが可能で、コンタクトレンズ製品全体の生産効率、良品率が向上する。
【００２３】
以上、本発明にかかるヒートシール装置について詳述してきたが、これはあくまでも例示にすぎないのであって、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更、改良を行いうることは理解されるべきである。例えば、シート表面に予めレンズの商品名・規格等を印刷しておき、ケース内のレンズが何であるかを明示したり、ロール状のシートに予め破断線を付与しておいてケースを分離容易にする、押圧回数が前記例では２回であるが３回以上の押圧ステップを踏んだり、第一段階の押圧においても中蓋にシートを接着させること、等の本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良などを加えうるものであることが、理解されるべきである。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明装置によれば、コンタクトレンズ流通ケースとしてブリスターケースを採用する上で、ケースにレンズ及び保存液を収納した後、ケース表面をカバーシートで封止する際に、シートとケースとの接着力が適正であるとともに、シート表面にしわがよったり波打つことのない見栄えのよい封止が可能である。また例えば、レンズケースのくぼみに樹脂製の中蓋を用いる場合であっても、シートを剥がすと同時に中蓋を取り除くことができるような接着が可能で、さらに各レンズケース毎に接着力の均一なシールがなされ、後の行程で検査を簡略化できるなどコンタクトレンズ製品全体の生産効率、良品率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としてのヒートシール装置を概略的に示した側面図である。
【図２】本発明の一実施例としてのレンズケースを示す斜視図である。
【図３】本発明の加熱部であるマンドレルを下方よりみた図である。
【図４】本発明で使用されるレンズケースを載置するキャリアの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１        ヒートシール装置
２        レンズケース
３        コンベア
４        レンズケースキャリア
５        ケース把持アーム
６        第一のマンドレル
７        第二のマンドレル
８        シリンダー
９        カッター
１０      シート供給ロール
１１〜１５    シート押さえローラ
１６      ケース把持アーム
１８      シート
１９      コントローラ
２０      くぼみ
２１      中蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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