JP5076371B2

JP5076371B2 - 伸縮可能な蛇腹形状を有する医療用ゴミ箱

Info

Publication number: JP5076371B2
Application number: JP2006164877A
Authority: JP
Inventors: 悠美子磯貝; 健治志賀; 章男丹下; 聖司根岸; 千里野々村
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2006-06-14
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2026-06-14
Also published as: JP2007331882A

Description

本発明は、医療用廃棄物を捨てるゴミ箱に関する。詳しくは医療現場で使用される注射器や注射針およびアンプル等の鋭利な医療用廃棄物を安全に廃棄できる設置用または携帯用のゴミ箱に関する。

近年、医療現場では針刺し事故等が多発しており、特に血液等が付着した注射器の針等はヒトに感染する危険性があるため「感染性廃棄物」として適正に廃棄処理をするように厚生省は「医療用廃棄物処理ガイドライン」を定め規制を強化した。そこで事故防止のため使用した注射針はプラスチック製のリキャップに差し込むことが一般に行われているが、皮肉にもリキャップの時、最も針刺し事故が多いと言われている。
医療現場ではリキャップのような細い穴に注射針を差し込むのではなく、鋭利な注射針やアンプルおよび注射器や注射筒等を素早く廃棄できる広口で耐貫通性が優れた容器であり、どのような医療現場でも使えるように持ち運びが出来る携帯性が優れた医療用廃棄物を捨てるゴミ箱が求められている。
特開２００６−０２１８９３号公報

本発明は医療現場で発生している注射針による針刺し事故等を防止するために、注射針、注射器、注射筒およびアンプル等の鋭利な医療廃棄物を使用後すぐに安全に廃棄できるように、広口の容器で注射針等の耐貫通性が優れた特性を持ち、成形性や機械特性の優れた樹脂材料からなり、かつ医療現場は必ずしも病院だけでないため、どのような医療現場でも持ち運びが出来る携帯性が優れた医療用ゴミ箱を提供することを課題とするものである。

本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意研究した結果、特定の弾性率を持った材料を使い、側面に特定の蛇腹形状を持つゴミ箱が、蛇腹を、材料に亀裂や破断を発生させずに変形させることによって、全体の容積を変化させ、伸縮可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、（１）応力―歪み曲線で降伏点を有する熱可塑性樹脂で成形された有底の円筒形成形品で、蛇腹形状の側面を持ち、かつ蛇腹部分が折りたたみできる形状であり、該熱可塑性樹脂の弾性率と該蛇腹部分の厚みの積が０．６Gpa・ｍｍ以上であることを特徴とする、材料に亀裂や破断を発生させずに、外形を変形させ、全体の容積を変化させうる、伸縮可能な蛇腹形状を有する医療用ゴミ箱。（２）50kgf以上の荷重を加えることによって、一定の形状を保持したまま、内容積を縮小させた時の蛇腹部分の長さが、伸ばされた時の蛇腹部分の長さの３０％〜７０％であることを特徴とする請求項１記載の、伸縮可能な蛇腹形状を有する医療用ゴミ箱。特徴とする前記（１）記載の伸縮可能な蛇腹形状を有する医療用ゴミ箱。（３）熱可塑性樹脂の破断強度が降伏強度より大きいことを特徴とする前記（１）および（２）記載の伸縮可能な蛇腹形状を有する医療用ゴミ箱。（４）熱可塑性樹脂がポリプロピレン樹脂またはポリエチレンテレフタレート樹脂であることを特徴とする前記（１）および（２）記載の伸縮可能な蛇腹形状を有する医療用ゴミ箱。

本発明は医療現場における使用済み注射器等の感染性廃棄物から発生する医療事故を未然に防止するため、病院をはじめ、あらゆる医療現場で感染性廃棄物を速やかに廃棄・密封処理が安全に出来きて、かつ持ち運びの携帯性が極めて優れたゴミ箱である。したがって医療業界での安全性に寄与することが大である。

本発明の熱可塑性樹脂とは、応力―歪み曲線で降伏点を有し、弾性率が１Gpa以上である剛性とタフネスを併せ持っている熱可塑性樹脂である。本発明の熱可塑性樹脂は応力―歪み測定で降伏強度と破断強度を持ち、破断強度が降伏強度より大きい樹脂が好ましい。このような特性を持つ樹脂はヒンジ特性に優れ、繰り返し座屈特性が優れている。また降伏点を持っているが、弾性率が１Gpa以下の低い柔軟性樹脂は注射針等による耐貫通性が劣るため好ましくない。具体的には高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン１等のオレフィン系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２等のポリアミド系樹脂、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系樹脂、ポリカーボネート、ポリアリレート等の非晶性樹脂等を挙げることが出来る。これらの熱可塑性樹脂のうち、最も好ましい樹脂はポリプロピレンとポリエチレンテレフタレートである。

本発明のポリプロピレン（以下ＰＰとする）は弾性率が１〜２Ｇpa程度の中程度の剛性を持つ樹脂であるが熱可塑性樹脂の中で最も優れたヒンジ特性を持つコスト／性能特性の優れた樹脂である。ＰＰで本発明の蛇腹形状のゴミ箱を成形する場合はダイレクトブロー成形が適している。そのためＰＰの溶融粘度は２３０℃、２１６０ｇの荷重で測定されたメルトフローインデックス（ＭＩ）で０．０５〜２ｇ／１０分である。ＭＩが０．０５ｇ以下では流動性が悪く、ＭＩが２ｇ以上では自重によって溶融パリソンの垂れ下がりが起こり、好ましくない。（メルトフローインデックス（ＭＩ）とはＪＩＳＫ−７２１０に準じて測定された値である。）

本発明のポリエチレンテレフタレート（以下ＰＥＴとする）は弾性率が２．５〜３Ｇpaであり、樹脂の中では最も高い剛性と強度を持ち、注射針等による耐貫通性が最も優れた樹脂である。ＰＥＴで本発明の蛇腹形状のゴミ箱を成形する場合は一般のペットボトルの成形と同様なプリフォーム成形方式が適している。そのためＰＥＴの固有粘度ＩＶは０．６〜１．３である。好ましくはＩＶ＝０．６５〜１．２である。固有粘度ＩＶが０．６以下になると脆くなり本発明では使えない。また固有粘度ＩＶが１．３以上では流動性が悪く、かつＰＥＴ樹脂製造コストが高くなり好ましくない。

本発明における医療用ゴミ箱の蛇腹形状部分は縦方向から押さえ込むことにより蛇腹部分の折りたたみが可能であり、更に引き伸ばすことにより元の形状に戻すことが出来る伸縮可能な蛇腹形状を有している。本発明の医療用ゴミ箱における蛇腹形状部分は、50kgf以上の荷重を加えることによって、一定の形状を保持したまま、内容積を縮小させた時の蛇腹部分の長さが、伸ばされた時の蛇腹部分の長さの３０〜７０％である。好ましくは３０〜６０％である。この比率が７０％以上では携帯性に優れた医療用ゴミ箱とは言えない。このような伸縮可能な蛇腹形状にするには、蛇腹形状を特定な形状に設計することが必要である。

以下に本発明の伸縮可能な蛇腹形状について具体的に説明する。
図１には蛇腹形状部分の全体図を示し、図２には蛇腹形状の一部分（図１の記号３部分）を拡大して示した。図２において記号７は蛇腹の谷部分の頂点である。記号６は蛇腹の山部分であり、この山部分はRが２〜３の曲面を持つヒンジ部分で肉厚が一般の蛇腹部分の４０〜８５％の厚みである。このヒンジ部分は蛇腹が50kgf以上の荷重を加えることによって、一定の形状を保持したまま、内容積を縮小させる時の起点になる部分である。記号８は山部分から谷部分に向かう稜線であり、この稜線はRが９０〜１１０程度のゆるい湾曲をした形状を持っている。記号５は蛇腹の谷部分を結ぶ直線９ともう一つの稜線とがなす角度であり、この角度は７０〜８５度である。記号４は蛇腹の山の高さを示している。このような蛇腹形状によって蛇腹部分の折りたたみが可能となる。

本発明の伸縮可能な蛇腹形状を有する医療用ゴミ箱は前述したような蛇腹形状を持つことにより、縦方向から押さえ込むと「飛び移り座屈」の理論により押さえ込む力を取り除いても、50kgf以上の荷重を加えることによって、一定の形状を保持したまま、内容積を縮小させた状態で荷重が回復し安定な形状を保つことが出来る。一方、引き伸ばす時も「飛び移り座屈」で元の蛇腹形状に戻ることが出来る。上記「飛び移り座屈」とは、「有限要素法ハンドブック」ｐ１５０に記載されている座屈の１種であり、荷重−変位線図を描いた場合、その線図が、極大値をとった後、極小値をとる場合で、実際に変形させていくと、極大値を取った後、急激に変位が増大する挙動をする場合を指す。

本発明の伸縮可能な蛇腹形状を有する医療用ゴミ箱の製造法は特に限定されものではなく、種々の製造法で製造できる。それら種々の製造法の中で特に好ましいのは、PP等の比較的溶融粘度の高いオレフィン系樹脂を使用する場合に最適なダイレクトブロー成形法（ホットパリソン方式）とPET等の比較的溶融粘度が低い樹脂を使用する場合に最適なプリフォームを使った２軸延伸ブロー成形法（コールドパリソン方式）である。

ダイレクトブロー成形法は押出機のダイから溶融パリソンを押出し、金型にパリソンを挟み、その中に圧縮空気を吹き込むことにより蛇腹状のゴミ箱が成形できる。ダイレクトブロー成形は工程が短く最も製造コストが安くブロー成形品を製造出きる。問題点としては溶融パリソンが自重で引き伸ばされる点である。溶融パリソンが引き伸ばされると、蛇腹形状の成形品肉厚の変動が起こり好ましくない。このような場合、樹脂の溶融粘度を高くする必要があり、分子量の大きいＭＩの低い樹脂銘柄を選定するのが一般的である。本発明においてはＰＰ樹脂等のオレフィン系樹脂による蛇腹形状のゴミ箱の製造には最適である。

ダイレクトブロー成形では溶融パリソンの引き伸ばしが起き易い溶融粘度の低いＰＥＴ樹脂のような場合、プリフォーム型の２軸延伸ブロー成形法が最適である。この成形法は射出成形機で予め試験管の形のようなプリフォームを成形しておく。次の工程ではこのプリフォームの胴壁部のみを少し柔らかくなるような温度まで再加熱し、直ちにブロー用金型に挟み延伸ロットで突き出すと同時に高圧空気を吹き込んで蛇腹形状のゴミ箱を成形する。工程としては２段の工程になるが、成形品が延伸されているため、機械強度特性や肉厚変動が少ない優れたブロー成形品を得ることが出来る。本発明においてはＰＥＴ樹脂による蛇腹形状のゴミ箱製造には最適な成形法である。

本発明の伸縮可能な蛇腹形状を有する医療用コミ箱は廃棄物を投入した後、フタをして内容物を密閉することが好ましい。この医療用ゴミ箱のフタについては特に限定されるものではなく、内容物が飛散しなければどのようなフタを用いても良い。最も一般的には市販されているペットボトルと同じようにキャップによって閉栓するのが好ましい。キャップの材料はゴミ箱と異なる材料でも使用することが出来る。

本発明は剛性とタフネスを併せ持っている熱可塑性樹脂で蛇腹形状の医療用のゴミ箱をつくる際に特定の蛇腹形状を設計することにより、医療用のゴミ箱を縮めたり、伸ばしたりすることが出来るようになり、ゴミ箱の携帯性が極めて良好となった。また剛性のある樹脂を使用しているので耐貫通性も優れている。このような携帯性や耐貫通性の優れた医療用ゴミ箱は病院だけでなく、あらゆる医療現場に持ち運びができるので、注射器や注射針等の鋭利でかつ感染性の医療廃棄物を素早く安全にゴミ箱に収納することが可能となった。

以下に実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるもではない。

実施例１
材料となる樹脂にはリサイクルペット(R_PET)100％を用いた。形状に関しては、蛇腹の厚みが山部分では0.6mm、側面では1.2mmとした。更に山にヒンジ形を設けた。内径・外径比は1.49である。
圧縮変位が10mmにおける反力は50kgfである。復元の有無は有りであり、はりの貫通は無し。

実施例２
材料となる樹脂にはR_PET/GM940=85/15(重量％比率）を用いた。形状に関しては、蛇腹の厚みが山部分では0.6mm、側面では1.2mmとした。更に山にヒンジ形を設けた。内径・外径比は 1.49である。
圧縮変位が10mmにおける反力は70kgfである。復元の有無は有りであり、はりの貫通は無し。
(GM940：結晶性ポリエステル樹脂東洋紡績(株)製）

実施例３
材料となる樹脂にはR_PET/GM940/P-150B=80/15/5(重量％比率）を用いた。形状に関しては、蛇腹の厚みが山部分では0.6mm、側面では1.2mmとした。更に山にヒンジ形を設けた。内径・外径比は1.49である。(GM946:結晶性ポリエステル樹脂東洋紡績(株)製）
圧縮変位が10mmにおける反力は55kgfである。復元の有無は有りであり、はりの貫通は無し。
(P-150B：ポリエステルエラストマー樹脂東洋紡績(株)製）

評価のためのストレッチブロー成形機および金型は以下のようである。
・ブロー成形機：日精エー・エス・ビー機械（株）製、ＡＢＳ−５０ＭＢ
小型ストレッチブロー成形機。
・プリフォーム金型：口径４０φ、高さ１００ｍｍ、幅４０ｍｍの試験管形状。
・ストレッチブロー金型：口径４０φ、高さ２００ｍｍ、幅８０ｍｍで、
蛇腹形状の側面を保有。蛇腹部分の長さはおよそ１３０ｍｍ。

成形条件は以下のようである。
プリフォーム成形はシリンダー温度が２４０〜２８０℃、金型温度は水冷の条件で射出成形し、プリフォームをえた。得られたプリフォームはプリフォームの胴壁部分の温度が約９０〜１１０℃になるまで予備加熱を行い、ただちにストレッチブロー金型に装着し、延伸ロッドを突き出すと同時に高圧空気を吹き込んでブロー成形を行った。

実施例で得られた樹脂製容器は弾性率と蛇腹部分の厚みの積は、０．６GPa・ｍｍ以上６．０GPa・ｍｍ以下であり、この樹脂製容器の耐貫通性を評価するため、注射針を装着した一般的な注射器（径１２．８ｍｍφ）１０本を注射針を下側に向けてこのゴミ箱に入れ口部分を密封した。この注射器を入れた樹脂製容器を１．５ｍの高さから繰り返し１０回落下させたが、この樹脂製容器を貫通した注射針は一本もなく、極めて耐貫通性が優れていた。

実施例で得られた樹脂製容器の蛇腹形状部分の長さは１３０ｍｍである。このゴミ箱を縦方向から力をかけて押し潰した時、蛇腹部分が折り曲げられて、その長さがおよそ６５ｍｍとなった。元の蛇腹形状部分の５０％の長さとなった。一方折り畳まれた蛇腹部分は引き伸ばすことにより、元の長さに復元することが出来た。

本発明は医療現場で発生している注射針による針刺し事故等を防止するために、注射針、注射器、注射筒およびアンプル等の鋭利な医療廃棄物を使用後すぐに安全に廃棄できるように、広口の容器で注射針等の耐貫通性が優れた特性を持ち、成形性や機械特性の優れた樹脂材料からなり、かつ医療現場は必ずしも病院だけでないため、どのような医療現場でも持ち運びが出来る携帯性が優れた樹脂製容器を提供することが可能となり、医療の幅広い分野で使用できるので、医療業界に寄与することが大である。

医療用ゴミ箱の蛇腹形状部分蛇腹の山部と谷部の拡大図

符号の説明

１．蛇腹の外形
２．蛇腹の内径
３．図２の拡大部分
４．蛇腹の山〜谷の高さ
５．蛇腹の角度
６．蛇腹の山部分（ヒンジ部分）
７．蛇腹の谷部分
８．蛇腹の谷部から山部への稜線
９．谷部を結ぶ直線
１０．山部を結ぶ直線

Claims

ポリエチレンテレフタレート樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂を用いた熱可塑性樹脂で成形された有底の成形品で、蛇腹形状の側面を持ち、かつ蛇腹部分が折りたたみできる形状であり、ヒンジ部分の肉厚が一般の蛇腹部分の４０〜８５％の厚みであることを特徴とする縦方向に伸縮可能な蛇腹形状を有する医療用ゴミ箱。
応力―歪み曲線で塑性変形が始まる点である降伏点を有するポリエチレンテレフタレート樹脂と、結晶性ポリエステル樹脂を用いた熱可塑性樹脂で成形された有底の成形品で、蛇腹形状の側面を持ち、かつ蛇腹部分が折りたたみできる形状であり、該熱可塑性樹脂の弾性率と該蛇腹部分の厚みの積が０．６ＧＰａ・ｍｍ以上６．０ＧＰａ・ｍｍ以下であることを特徴とする縦方向に伸縮可能な蛇腹形状を有する医療用ゴミ箱。