(57)【要約】      （修正有）【課題】容器に使用する樹脂材料の特性に依存することなく、高い耐圧性能を有し、製品外観も良好な気密耐圧容器を提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂材からなる中空の筒状ボトルと、蓋体を、超音波溶着により溶着してなる容器であって、蓋体の径方向に対し垂直方向に、溶着部の上部または下部の少なくとも１方に延在する凸部６が設けられており、超音波溶着機のホーンとの当接面の凸部の上部面が平面であり、凸部の側面の少なくとも一方に裾広がりの構造を有することを特徴とする気密性耐圧容器。【選択図】図２
2016022995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂材からなる中空の筒状ボトルと、蓋体を、超音波溶着により溶着してなる容器であって、蓋体の径方向に対し垂直方向に、溶着部の上部または下部の少なくとも１方に延在する凸部が設けられており、超音波溶着機のホーンとの当接面の凸部の上部面が平面であり、凸部の側面の少なくとも一方に裾広がりの構造を有することを特徴とする気密性耐圧容器。
【請求項２】
前記裾広がりの構造が、傾斜平面であることを特徴とする請求項１に記載の気密性耐圧容器。
【請求項３】
前記上部面の平面と前記傾斜平面で画定される傾斜角が、100°〜170°の範囲であることを特徴とする請求項２に記載の気密性耐圧容器。
【請求項４】
前記ボトルは、筒状であって、前記凸部側面部の裾広がり構造は、蓋体の径方向の内側にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の気密性耐圧容器。
【請求項５】
筒状ボトルにおける溶着部の内径が７０ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の気密性耐圧容器。
【請求項６】
前記筒状ボトルと蓋体は同一のポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の気密性耐圧容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気密性耐圧容器に関する。詳しくは、水や油、あるいは医療分野における血液などの体液を処理する容器に好適に用いることのできる熱可塑性樹脂からなる気密性耐圧容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野や浄水器分野等の液体を処理する器具の容器は、内圧が高くなっても液漏れを起こさない様に、高い気密性や耐圧強度が要求されている。その容器の製造方法において、特に蓋体と本体部材におけるつなぎ目部分の接合には、生産性や密封性の観点から超音波溶着工法が主に用いられている。
【０００３】
超音波溶着工法では、蓋体と本体を接した状態で超音波溶着機のホーンを容器の一部に当接させ、超音波により蓋体と本体のつなぎ目部分を加熱し溶着する。
ホーンと容器の当接面は、溶着部に超音波エネルギを良好に伝える点や外観不良を防止する点等の観点から、平坦で、蓋体や本体などの容器の部材は成型時のひけ等がない事が好ましい。
【０００４】
しかしながら、容器の設計の都合から勾配部分を設ける必要がある場合や、成型時にひけの発生を防止することに限界があるなど好適なホーンとの当接面を得るためには課題があった。
【０００５】
特許文献１には、ホーンとの当接面にひけ、そりや勾配が存在しても溶着強度を高められる方法として溶着部の対面に長方形の凸部を設置し、その凸部の上部面とホーンを当接させて溶着する方法が提案されている。
【０００６】
一方、近年、容器に使用する樹脂材料は機械的強度、非汚染性に優れていることなどから、医療分野や浄水器分野においてはポリプロピレン樹脂がしばしば用いられる様になってきている。ポリプロピレン樹脂は、比較的硬度が低く、柔軟であり、このような樹脂においては、成型加工における離型時に、そり、ひけ、バリなどの不良が非常に発生しやすく、特許文献１の方法で溶着加工しても超音波振動エネルギを溶着部に良好に伝達されず、求める溶着強度を達成することが困難であり、またホーン当接面に傷や破損が生じることで製品外観を損なうなどの課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１３７２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、容器に使用する樹脂材料の特性に依存すること無く、高い耐圧性能を有し、製品外観も良好な気密性耐圧容器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者等は、上記課題に鑑み鋭意検討を行った結果、溶着部との対面部に側面に裾広がりの構造を有する凸部を形成する事により、上述した課題を達成できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち本発明は、下記（１）〜（６）の医療機器を提供する。
（１）熱可塑性樹脂材からなる中空の筒状ボトルと、蓋体を、超音波溶着により溶着してなる容器であって、蓋体の径方向に対し垂直方向に、溶着部の上部または下部の少なくとも１方に延在する凸部が設けられており、超音波溶着機のホーンとの当接面の凸部の上部面が平面であり、凸部の側面の少なくとも一方に裾広がりの構造を有することを特徴とする気密性耐圧容器。
【００１１】
（２）前記裾広がりの構造が、傾斜平面であることを特徴とする（１）に記載の気密性耐圧容器。
【００１２】
（３）前記上部面の平面と前記傾斜平面で画定される傾斜角が、100°〜170°の範囲であることを特徴とする（２）に記載の気密性耐圧容器。
【００１３】
（４）前記ボトルは、筒状であって、前記凸部側面部の裾広がり構造は、蓋体の径方向の内側にあることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の気密性耐圧容器。
【００１４】
（５）筒状ボトルにおける溶着部の内径が７０ｍｍ以上であることを特徴とする、（１）〜（４）のいずれかに記載の気密性耐圧容器。
【００１５】
（６）前記筒状ボトルと蓋体は同一のポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の気密性耐圧容器。
【発明の効果】
【００１６】
成形性や気密耐圧性に優れ、または、製品外観が良好な気密性耐圧容器を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態の１つである気密性耐圧容器の断面図である。
【図２】図１における気密性耐圧容器の凸部の断面を拡大した図である。
【図３】気密性耐圧容器に設けられた凸部と溶着機のホーンとの当接時の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明にかかる気密性耐圧容器の実施の一形態について、図面を参照しながら、詳細に説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００１９】
図1には気密性耐圧容器1の断面図、図2には図1に示す凸部の拡大図を示している。気密性耐圧容器1は、少なくとも一端に開口部を有する本体部2（筒状ボトルと称することがある。）と、その開口部を閉塞させる蓋体3から構成されている。
【００２０】
接合の方法は超音波による溶着であり、筒状ボトル2と蓋体3の重なり部分である溶着部4で溶着される。尚、図1において、液体などの注入口、排出口は省略している。
【００２１】
蓋体3は溶着強度を高めるために、溶着部4の上部に凸部5が設けられており、超音波溶着時にこの凸部5の平面部6と超音波溶着機のホーン7が当接する。
【００２２】
凸部5は、溶着部4の上部または下部の少なくとも一方に設けることができる。また凸部5は、溶着部4の上部あるいは下部の一部あるいは全体に亘って設けることができるが、高い溶着強度を得られやすい点で、溶着部4の上部あるいは下部の全体に亘って設けることが好ましい。さらに、凸部5における平面部6は、超音波伝達を効率的に行うという観点で、溶着部4の真上部分に位置することが好ましい。
【００２３】
蓋体3の凸部5における平面部6の幅は、本発明の効果が得ることができれば特に限定されないが、ホーン7からの発振エネルギを効率的に伝達し、溶着強度に優れる溶着部4を得られやすい点で、1 mm〜8 mmであることが好ましい。
【００２４】
また、平面部6の面積（ホーン7との当接面積と同一である）の合計は、超音波伝達を効率的に行うという観点で300〜1200mm2範囲であることが好ましい。
【００２５】
凸部5の高さC4は、本発明の効果が得ることができれば特に限定されないが、溶着時の超音波伝達の減衰や、作業時における凸部5での引っかかり防ぎ易い点で、0.1mm〜1mm以下が好ましい。
【００２６】
本発明の蓋体3の凸部5は、側面7の少なくとも一方に裾広がりの構造を設けている。それにより、蓋体3と筒状ボトル2との溶着時に凸部6に外観上の欠陥を生じにくくする事ができる。裾広がりの構造形状は、図2の様に傾斜平面として形成されていても、曲面で形成されていても良いが、成型が容易である点から傾斜平面で形成されていることが好ましい。
【００２７】
裾広がりの構造は、蓋体の径方向の内側または外側、あるいは、その両方に設けることができるが、材料を減らし軽量にできる、または、蓋体の強度に優れる点や取り扱い性に優れる点などから蓋体の径方向の内側に設けることが好ましい。
【００２８】
裾広がり構造が傾斜平面の場合、凸部6の傾斜平面とホーン当接面である上部面の平面により画定される傾斜の角度（以下、傾斜角と称することがある。）aは、加工性や高い溶着強度が得られやすい点で、100〜170°の範囲であることが好ましく、その中でも特に120〜150°の範囲であることが好ましい。  
【００２９】
尚、本発明の容器は、溶着部4の内径C1が70 mm以上の容器の場合に、本願の効果である溶着強度を高める、あるいは、外観上の欠陥を生じにくくする等をより顕著に得ることができる。
【００３０】
また、本発明の容器は、医療器用の容器として用いる場合は、取り扱い性の面から溶着部4の内径C1が200mm以下であることが好ましい。
【００３１】
筒状ボトルや蓋体などの容器の部材は、主に射出成型加工により製造される。容器の溶着部の内径C1が70 mm以上であると、成型加工における離型時において部材に歪みやひけが生じやすくなるため、ホーン7と好適に当接させにくくなる傾向があるが、本発明にかかる凸部を設けることにより、簡便かつ良好に溶着させることができる。
【００３２】
本発明の気密性耐圧容器を構成する樹脂材料としては、溶着が可能な熱可塑性樹脂であれば特に限定されないが、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、等が挙げられ、入手性、加工性と機械的強度のバランスに優れる点でポリオレフィン系樹脂であることが好ましい。
【００３３】
本発明にかかる凸部の材料は、蓋体や筒状ボトルと異なっていても良いし、同一であっても良いが、高い溶着強度を得られやすい、簡便に製造することができる観点で、蓋体、筒状ボトルおよび凸部は同一材料で構成されていることが好ましい。
【００３４】
本発明の気密性耐圧容器の製造における筒状ボトルと蓋体の溶着のジョイントとしては、ホーン7を凸部に当接させ、超音波を溶着部に伝達させる方法であれば特に限定されないが、例えばシェアジョイントやビートジョイント、及びステップジョイントなど任意の超音波溶着方法を好ましく選択することができる。
【００３５】
溶着に関する製造条件として、高い溶着強度を保持するため、ホーン7を蓋体3に押し付ける加圧力は0.1〜0.5MPaとすることが好ましく、溶着時間は0.5 〜2.0sが好ましい。また、超音波の振幅は30〜100mmP-P、溶着エネルギは500〜2000 Jであることが好ましい。
本発明の気密性耐圧容器は、密着強度に優れているため、処理時に高圧がかかる場合のある用途に好適に用いることができる。例えば、水や油の浄化装置や、医療分野における血液などの体液の処理装置などに好適に用いることができる。
【実施例】
【００３６】
次に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
【００３７】
（実施例1）
中空かつ一端のみが開放されたポリプロピレン樹脂からなる筒状ボトルと、溶着部の内径C1が74 mmで、溶着部の上部の全体に亘って凸部が形成されたポリプロピレン樹脂からなる蓋体を射出成型した。凸部の内径、及び外径はそれぞれ72 mm, 76mm（凸部平面部の幅は2 mm）であり、凸部の高さは0.2 mmとした。また、凸部端部の裾広がり構造は径方向の内側のみに設け、その傾斜角αは135°とした。
【００３８】
ホーンは、超音波溶着時、図3に示すように凸部平面部に当接し、発振することで、凸部直下の溶着部にエネルギを伝達する。ホーン当接面積は凸部平面部の面積であり、455mm2である。超音波溶着は、精電舎Σ2200を使用して、エネルギ1300 J、振幅80 mmP-P、圧力0.2 MPa、溶着時間1.0 sの条件にて溶着を行った。
【００３９】
得られた気密性耐圧容器における外観、耐圧の結果を表1に示す。外観について、目視にてホーンとの当接する凸部周囲の材料溶け、及び傷が見られた等の外観不良がある場合を×、見られない場合を○とした。耐圧について、以下に示す実験方法にて試験を実施した。
【００４０】
（耐圧試験）
得られた気密性耐圧容器内に水を投入し、まず容器内の圧力を0.3MPaまで上昇させる。その後、0.02MPaずつ加圧していく。加圧間の圧力保持時間は5 sであり、保持時間内で容器から水が洩れる、もしくは容器が破壊しなければ、再度0.02MPa加圧した。加圧は気密性耐圧容器内から水が洩れる、もしくは容器が破壊するまで実施した。
【００４１】
【表１】
2016022995.tif 000003
【００４２】
（比較例1）
凸部を形成しなかった以外は、実施例１と同様にして蓋体を作製した。
筒状ボトルと蓋体との溶着条件は実施例1と同様の条件を使用した。尚、ホーンとの当接面は溶着部の上部を含む面であり、その面積は1575mm2である。
得られた容器について、実施例1と同様の項目を測定した。結果を表1に示す。
【００４３】
（比較例2）
凸部端部の裾広がり構造を設けなかった（傾斜角が90°と同一）以外は、実施例1と同様にして蓋体を作製した。尚、筒状ボトルと蓋体との溶着において、ホーンとの当接面積は実施例1と同様455mm2とした。
溶着条件、及び検査項目は実施例1と同様であり、検査項目の結果は表1に示す。
【００４４】
表1に示すように、実施例1と比較例1から蓋体に凸部があることにより、溶着強度が向上した。ここから、凸部があることでホーンから発振された超音波が効率的に溶着部に伝達されていることがわかる。次に、実施例1と比較例2から凸部端部に傾斜があることで、溶着強度は同程度のまま、容器の外観が優れていた。これらのことから、溶着部上部に凸部平面が存在し、また凸部端部に勾配を設けることで成形性、及び外観性能が向上する。
【図１】
2016022995.tif 000004
【図２】
2016022995.tif 000005
【図３】
2016022995.tif 000006