JP2018519881A - プラスチック容器製品 - Google Patents

Abstract

特にブロー成形工程、充填工程及び密封工程によって製造されるプラスチック容器製品であって、容器内容物を利用する目的で設定可能な区域でカニューレによって貫通可能である容器壁を有するプラスチック容器製品において、容器壁にカニューレを突き刺す際に細片が押し出されて発生することを回避するために、貫通区域における容器壁厚とＩＳＯ５２７によるプラスチック材料の引張弾性率との数学的積が４００ＭＰａ・ｍｍ未満、特に好ましくは３００ＭＰａ・ｍｍ未満であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、プラスチック容器製品、特にブロー成形工程、充填工程及び密封工程（ＢＦＳ工程）によって製造されるプラスチック容器製品であって、容器内容物を利用する目的で設定可能な区域でカニューレによって貫通可能である容器壁を有するものに関する。

医療目的（薬剤、診断）のためのプラスチック容器製品、例えば注射瓶、アンプル、又は静脈内注射用のプラスチック容器（ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ１５７４７：２０１２−０７）を、特に採取注射器の構成部分としての注射カニューレを突き刺す際に、封止材料から少量の粒子が「押し出される」ことがある。そのようにして押し出されて分離した粒子は、カニューレ、注射器、又は容器製品自体の中に残ることがある。このことはわけてもカニューレの詰まりを招くことがあり、その結果として注射過程が不可能になり、或いはそれらの粒子が注入物と一緒に注入システムに入り、その結果として注入の流量が著しく減ることがある。

それゆえこの問題に関して、エラストマで封止された注射瓶を使用する際は既にＥＮ ＩＳＯ８８７１−５：２０１４で、また米国薬局方第３８１章でも限界値が指定されている。

専門用語でフラグメンテーション（破片）とも呼ばれる、このプラスチック容器製品からの押し出される粒子汚染の問題に対処するために、先行技術（特許文献１）において既に特別の針ジオメトリが提案されたが、それは複雑で高価な特殊カニューレを必要とする。

特許文献２により、プラスチック中空針、採取マンドレル又は採取カニューレのための選好された所定の貫通位置を有する、射出成形によって製造されるプラスチック容器が公知である。これらの貫通位置では壁厚は非常に小さくなければならず、好ましくは０．２５４ミリメートル未満でなければならない。そのような非常に薄い箇所は突き通す際には有利であり、粒子を生み出す屑の発生も少ないが、基本的には不利である。なぜなら、これらの箇所は充填及び封止された容器の製造の最終段階である滅菌工程で、加圧滅菌（１２１°Ｃ、２０分）の高い圧力と温度が作用すると漏れを生じやすいからである。更に、ブロー成形工程の枠内では、特にブロー成形工程、充填工程及び密封工程の枠内では、特許文献２による射出成形工程と異なり、そのような小さい壁厚を再現可能で大量に製造することは非常な困難を伴う。

これに対し、特許文献３により公知のブロー成形工程、充填工程及び密封工程で製造された容器製品は、容器頭部に対して特別に構想された二重ドームジオメトリを有し、容器からの採取過程のために金属カニューレ又はプラスチックカニューレを突き通す際に確実に密封され、且つ粒子を形成しないことが保証されている。このために、公知の解決においては突き刺した際中に頭部材料内にいわゆる陥没又は凹み（ディンプル）を形成することが必要である。このことは、いわゆる低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）材料、例えばレクセンＰＥ１０７又はイーストマン・ケミカルのテナイトポリアロマでのみ成功するが、それらの耐温度性は通常の加圧滅菌（１２１°Ｃ、２０分）に対して全く十分ではなく、確実な滅菌−典型的に注入液及び洗浄液に要求される−は保証されていない。必要な二重ドームジオメトリは、容器製品としてのブロー成形注入容器、充填注入容器及び密閉注入容器の、ＤＩＮ ＥＮＩＳＯ１５７５９：２００６−０５による実証済みの頭部ジオメトリから非常に逸脱しており、実証済みのＩＳＯ規格１５７５９：２００６−０５に適合しない特殊なキャップシステムを必要とするが、これはまたもや非常にコストがかかり、全容器システムの機能安全性を損ねる恐れがある。

米国特許第５８６８７２１号明細書 国際公開第８１／０２２８６号 米国特許第４５７４９６５号明細書 米国特許出願公開第２０１１／２４０６４２Ａ１号明細書 独国特許出願公開第１０２００４０５１３００Ｃ５号明細書

本発明の課題は、この先行技術から出発して、特にブロー成形工程、充填工程及び密封工程で製造可能であり、並びに過圧滅菌可能であり、プラスチック容器壁に突き刺す際に押し出される粒子の発生の蓋然性及び数が最小化された特に有利な運転特性を提供することである。上記の課題は、請求項１の特徴をその全体において有するプラスチック容器製品によって解決される。

そうすることによって、請求項１の特徴部分に従い容器壁にカニューレを突き刺す際に細片（stamped parts）が押し出されて発生することを回避するために、貫通区域における容器壁厚と弾性係数（ＩＳＯ５２７によるプラスチック材料の引張弾性率（ＩＳＯ５２７による５０ｍｍ／ｍｉｎにおける引張弾性率）との数学的積が４００ＭＰａ・ｍｍ未満、特に好ましくは３００ＭＰａ・ｍｍ未満であることによって、注射採取技術の分野における平均的当業者にとって驚くべきことに、容器壁に採取マンドレル又は採取カニューレを突き刺す際に押し出されて分離した粒子が発生する蓋然性及び可能な数が明白に最小化されることが達成される。

特に有利には上記の課題設定は、（ＩＳＯ５２７による５０ｍｍ／ｍｉｎにおける）伸び率が１２％以上で、高い耐熱成形性を有する、即ちそれぞれの重合体の溶融温度がＩＳＯ３１４６に従い少なくとも１３０°Ｃである重合体を用いて、公知のブロー成形工程、充填工程及び密封工程（ＢＦＳ工程）によって製造された一体型の容器製品によって解決される。このことは、ＩＳＯ１５７５９：２００６−０５による単純な容器頭部ジオメトリでさえも可能である。

驚くべきことに、本発明による容器製品に対して、容器頭部表面の部分面である貫通区域上又は貫通区域回りで、少なくとも貫通過程自体において外から容器壁が２０Ｎ／ｃｍ²以上の面圧で押圧されるエラストマ密封要素を有するキャップを選択すると、粒子の蓋然性の更なる減少が発明的に達成されることが示された。
このことは、例えば特許文献４並びに特許文献５に記載されているそれ自体公知のキャップでは確実に保証され得ない。

この場合、上記のエラストマ密封要素は、例えば熱可塑性エラストマ、ポリイソプレン、シリコーン又はハロゲン化ブチルゴムによって形成できる。

別の有利な実施形態がその他の従属請求項に記載されている。

以下に、本発明による解決を容器製品に基づいて、そのような容器のための本発明によるキャップと共に詳しく説明する。図面は原理図であり、縮尺通りに表現されていない。

向き合って配置された２個の取り出し口を有しており、それらのうち図１で上側の入り口はＤＩＮ ＩＳＯ１５７５９に従う先行技術による頭部を装備されている、実際の実施形態に対してやや拡大して示された注入瓶の形式による容器の正面図である。 図１に示す容器の頭部の実施形態の、実際の実施形態に対して約２倍の大きさで示された斜視図である。 容器の頭部にそれぞれ上から溶接された本発明による種々のキャップ形状の縦断面図である。 容器の頭部にそれぞれ上から溶接された本発明による種々のキャップ形状の縦断面図である。 容器の頭部にそれぞれ上から溶接された本発明による種々のキャップ形状の縦断面図である。 図１に示す容器の頭部の別の実施形態の、実際の実施形態に対して約２倍の大きさで示された斜視図である。 図６に示す容器の頭部にそれぞれ上から溶接された本発明による種々のキャップ形状の縦断面図である。 図６に示す容器の頭部にそれぞれ上から溶接された本発明による種々のキャップ形状の縦断面図である。

図１は、ブロー成形工程、充填工程及び密封工程によって製造された、上部取り出し口３と下部取り出し口５とを有する容器製品である注入瓶１の形式による一体型容器を示している。この容器製品１は、プラスチック材料、特にポリオレフィン材料から製造される。図１で上にある取り出し口３は、容器製品１と一体的な頭部７を有する。図示された例では、ＤＩＮ ＩＳＯ１５７５９：２００６−０５に従う先行技術によって形成された頭部７は、図３〜図５に示す表現に従う本発明による個々のキャップと、充填及び封止された注入瓶１の上部取り出し口３の区域と、例えば溶接、封入成形又は成形同時充填によって結合できる。頭部７の正面側端部には採取及び／又は注入過程のために連続して延びる頭部表面９若しくは頭部上側９が設けられている。これらはカニューレ又はマンドレルによって貫入可能な頭部膜の方式で、頭部７が容器製品の頸部１３に移行する移行区域１１の上に張っている。この頭部膜によって形成された頭部表面９は、図１及び図２に示す表現による一様に凸状に湾曲した移行区域１１を覆っている。

図１に示された容器製品としての注入瓶１は、ロメラグ社のボトルパック設備ｂｐ３６４タイプを用いて、上記の頭部形状を有する、例えば容量５００ｍｌの容器をブロー成形工程、充填工程及び密封工程によって製造できる。そのようにして一体型に製造された容器は、高い耐熱成形性を有する、即ちＩＳＯ３１４６による溶融温度が少なくとも１３０°Ｃで、メルトインデックス（ＩＳＯ１１３３によるＭＦＲ２３０°Ｃ／２．１６ｋｇ）が３ｇ／１０ｍｉｎ未満のポリオレフィンを使用して製造された。粒子形成又はフラグメンテーションの危険を低減するために、本発明により（ＩＳＯ５２７−１／−２による５０ｍｍ／ｍｉｎにおける）伸び率が好ましくは１２％以上の重合体が選択され、数学的積に関しては、貫通区域における数ミリメートルの容器壁厚と、少なくともこの箇所における容器重合体の弾性係数（ＩＳＯ５２７による５０ｍｍ／ｍｉｎにおける引張弾性率）とが選択され、その数学的積（以下にフラグメンテーション係数とも呼ぶ）は４００ＭＰａ・ｍｍ未満、好ましくは３００ＭＰａ・ｍｍ未満であり、ただし貫通区域における壁厚は少なくとも０．３ｍｍとなるように選択される。

本発明による容器製品に対して図３〜図５に示すキャップハウジング１７を有するキャップが選択されて、通常のエラストマ材料からなるそれぞれのエラストマ密封要素１９，２１が、貫通区域上又は貫通区域回りで少なくとも容器壁にカニューレを突き刺す際に容器壁に２０Ｎ／ｃｍ²以上の面圧で押圧されるようにすると、フラグメンテーションの蓋然性を更に減少させることができる。閉じられた頭部表面９を形成して頭部７を封止した後で、図３〜図５に示された頭部７にそれぞれ割当て可能なキャップハウジング１７が密に被せられる。その後で加熱滅菌が１２１°Ｃで２０分間行われる。

図３〜図５に示す表現に従い、それぞれのキャップハウジング１７は、ＢＦＳ容器１（図３〜図５に完全に示されていない）の容器頭部７の環状に突出しているカラー２３と環状に密に結合している。キャップハウジング１７はその上側に２個の取り出し口２５及び２７を有しており、これらの取り出し口はそれぞれ封印フォイル２９（図３）の形式又は切離し可能なラグ３１（図４及び図５参照）の形式による、容易に取り外せる未開封シールによって微生物学的に密閉されている。上記の取り出し口２５及び２７はカニューレを突き刺す際に用いられ、その限りでカニューレ取り出し口２５が実現されている。他方の取り出し口は中空針取り出し口２７として、例えば、ＥＮ ＩＳＯ１１３５−４による輸液装置の中空針の形式による貫通部による突き刺しに用いられる。図示された未開封シール２９、３１の下方には、それぞれ既述した直接エラストマ材料からなるエラストマ密封要素１９若しくは２１があり、キャップハウジング１７の内側と注入容器１の頭部表面９との間に延びている。

本発明により、少なくともカニューレ取り出し口２５のエラストマ密封要素１９は、容器頭部７の部分面、言い換えれば貫通面区域又は単純に貫通区域３３に最小圧力でしっかり押圧若しくは圧迫されるように構成されている。エラストマ要素１９の貫通区域３３に対する面圧は、構造的にエラストマ要素１９の断面積とショア硬さ、並びにキャップハウジング１７によって決定され得る。更に通常必要な加熱滅菌工程を１２１°Ｃで２０分間行うことによる材料及び／又は形状の変化も設計上考慮すべきである。特にフラグメンテーション係数が３００ＭＰａ・ｍｍ未満の容器では、貫通面区域３３が２〜６ｍｍ撓むことがある。本発明により必要な貫通区域３３に対する面圧を確実に保証するために、有利にはオプションで、例えば図６に示されＰＣＴ／ＥＰ２０１４／００２０７６で説明されている補強リブ１５の形式によるウェブ状補強部を使用することができる。

図６は、頭部表面９とその上に延びる補強リブ１５を示しており、補強リブ１５はその凸状湾曲によって頭部表面９の凸状曲面に追従している。補強リブ１５は頭部表面９に渡って直径上に延びる、明白に突出したウェブを形成している。このウェブ状リブ１５は、フラグメンテーションの低減に必要な面圧を確実に加えることを可能にするが、それはウェブ状リブ１５が頭部表面９の湾曲が容器内部に向かって撓むことに対する抵抗を高めることによるものである。このことは、例えば溶接又は接着によってキャップの固着を形成することにより更に高められる。

図６に示す頭部表面９の実施形態において、図７及び図８に示されているように、図３及び図４に示すキャップを使用できる。

貫通区域３３の選好される大きさは１ｍｍ²〜７０ｍｍ²であり、特に好ましくは２０ｍｍ²〜５０ｍｍ²である。エラストマ密封要素１９の選好されるショア硬さは、２０〜６５ショアＡ、特に好ましくは２５〜５０ショアＡである。面圧は、フラグメンテーションリスクを著しく低減できるためには２０Ｎ／ｃｍ^２以上とすべきである。

図３及び図５に示す構成に従うキャップを被せた容器製品と、面圧のないキャップ付きの容器製品を用いて、ＩＳＯ１５７５９：２００５若しくは米国薬局方第３８１章「フラグメンテーション」に記載されている要領でフラグメンテーション試験を実施し、それぞれＩＳＯ７８６４による外径０．８ｍｍの鋼製カニューレで４８回突き刺して容器材料から出るフラグメントの数を決定した。フラグメンテーションの限界値は、米国薬局方第３８１章「フラグメンテーション」によると５フラグメント（破片）である。

容器−重合体として次の８種類の材料Ｂ１、Ｂ２、ＬＢ１、ＬＢ２、Ｔ１、Ｍ１、Ｍ２及びＭ３を使用した。
Ｂ１は、ボレアリス社のボームドＳＢ８１５ＭＯタイプ、弾性係数（ＩＳＯ５２７による５０ｍｍ／ｍｉｎにおける引張弾性率）４７５ＭＰａのポリプロピレン共重合体である。
ＬＢ１は、リオンデルバセル社のピュレルＳＭ１７０Ｇタイプ、弾性係数６５０ＭＰａのポリプロピレンである。
Ｂ２は、ボレアリス社のＲＢ８４５ＭＯタイプ、弾性係数１０００ＭＰａのポリプロピレンである。
ＬＢ２は、リオンデルバセル社のピュレルＲＰ２７０Ｇタイプ、弾性係数９５０ＭＰａの修飾されたランダム共重合体ある。
Ｔ１は、トータル社のＰＰＭＲ０２１タイプ、弾性係数１０００ＭＰａの医用ポリプロピレンである。
Ｍ１は、エクソン社の材料ＬＢ２の割合７５％と、ポリプロピレンベースのエラストマ、ビスタマックス（登録商標） ３０２０の割合２５％から製造された、弾性係数約７３０ＭＰａのブレンドである。
Ｍ２は、Ｍ１と同様であるが、ビスタマックス（登録商標）３０２０の割合を３０％にした、弾性係数約６８０ＭＰａのブレンドである。
Ｍ３は、Ｍ１と同様であるが、ビスタマックス（登録商標） ３０２０の割合を３５％にした、弾性係数約６４０ＭＰａのブレンドである。
ビスタマックスなどの機能マスターバッチを混入することにより、機械的特性の修飾が可能になる。これには他の材料も含まれ、例えばダウ・バーシファイ又はメリテック・メリフレックスＸＣポリマー⁺及びその他の商品名で知られているが、医薬品については化学的適性を考慮しなければならない。

結果は以下の表に、フラグメンテーション係数が小さい順にまとめた。これらの結果は、フラグメンテーション係数が４００ＭＰａ・ｍｍ未満でフラグメンテーション特性が明白に改善されていることを示しており、これは本発明によるキャップによって驚くべきことに更に改善される。

上述した発明により、ＢＳＦ工程で製造された過圧滅菌可能な容器を、キャップ付きでもキャップなしでも、容器の容器壁に突き刺す際に押し出される粒子の蓋然性及び数が最小化されているように構成することが達成される。これに相当するものは先行技術にはない。

Claims (10)

1. 特に、ブロー成形工程、充填工程及び密封工程によって製造されるプラスチック容器製品であって、
   容器内容物を利用する目的で設定可能な区域でカニューレによって貫通可能である容器壁を有するプラスチック容器製品において、
   容器壁にカニューレを突き刺す際に細片が押し出されて発生することを回避するために、貫通区域（３３）における容器壁厚とＩＳＯ５２７によるプラスチック材料の引張弾性率との数学的積が４００ＭＰａ・ｍｍ未満、特に好ましくは３００ＭＰａ・ｍｍ未満であることを特徴とするプラスチック容器製品。
2. プラスチック材料として、
   特にＩＳＯ３１４６による溶融温度が少なくとも１３０°Ｃの高い耐熱成形性を有し、
   ＩＳＯ５２７による平均伸び率が１２％以上である、
   少なくとも１種類の重合体が使用されていることを特徴とする、請求項１に記載のプラスチック容器製品。
3. プラスチック材料としてポリプロピレン、ポリプロピレン共重合体、又はポリプロピレンベースのエラストマとのブレンドが製造に使用されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のプラスチック容器製品。
4. 前記容器の頭部（７）が、該頭部（７）と固く結合されたキャップ（１２）で覆われていることを特徴とする、請求項１〜３の何れか一項に記載のプラスチック容器製品。
5. キャップ（１２）と容器の頭部上側（９）との間に、好ましくはエラストマ材料から形成された少なくとも１個の貫通可能なインサート（１９）が存在しており、該インサート（１９）は少なくとも突き刺す際に好ましくは２０Ｎ／ｃｍ²以上の面圧で前記頭部上側（９）を押圧することを特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載のプラスチック容器製品。
6. 少なくとも２個の互いに異なる貫通可能なインサート（１９、２１）が提供され、一方のインサート（１９）はカニューレによる貫通のため、及び他方のインサート（２１）は中空針による貫通のためと、異なる目的に用いられることを特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載のプラスチック容器製品。
7. 少なくとも１個のエラストマインサート（１９）の硬さは、ショアＡ２０〜７０、特に好ましくはショアＡ２５〜５０であることを特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載のプラスチック容器製品。
8. 頭部上側（９）にある貫通区域（３３）が１〜７０ｍｍ²、特に好ましくは２０〜５０ｍｍ²であり、突き刺される容器区域の壁厚が少なくとも０．３ｍｍであることを特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載のプラスチック容器製品。
9. 容器（１）の頭部（７）は補強リブ（１５）を有することを特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載のプラスチック容器製品。
10. 容器（１）の頭部（７）は補強リブ（１５）を有して、キャップハウジング（１７）と固く結合されていることを特徴とする、請求項１〜９の何れか一項に記載のプラスチック容器製品。

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