JP2000515238A - 噴霧検査方法 - Google Patents

噴霧検査方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、揮発性の液体の量を計測する方法であって、熱損失計測装置を噴霧を通過させる工程と、噴霧の蒸発による熱損失量を演算する工程と、この熱損失と、同じ装置により既知の量の熱損失量の計測値とを相関させる工程とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】 噴霧検査方法 本発明は、1回分計測バルブの作動の後、容器から吐出された噴霧液の量を計 測する方法に関する。 〔技術的背景〕 呼吸器系の及び鼻腔系の障害のための薬は、口又は鼻に噴霧液で塗布されるこ とが頻繁にある。噴霧薬品を塗布する広く用いられている方法として、噴射液と して知られる液化ガス内に微細な粉末の薬品を浮遊させたものがある。これらは 、噴射液を維持するのに必要な圧力に耐えるシール容器内に貯留されている。こ れらは、容器に固定された1回分計測バルブの作動によって塗布される。 この計測バルブは、各作動毎に所定量の薬品を常に放出するように構成されて いる。これらの薬品は、噴射液の高い蒸発圧力によって1回分計測バルブを通し て容器から噴射されるため、噴射液は急激に蒸発し、即ち沸騰して、薬品の微粉 末を霧状に急速に噴射させる。この霧状の微粉末は、流出装置、圧力容器の出口 に取付けられた一端と、看者の口又は鼻に挿入される他端とを有する筒状又はコ ーン状の通路を有する流出装置によって、看者の口又は鼻に直接噴射される。噴 霧式の1回分計量バ ルブの作動によって、看者は、呼吸器系の薬品の粉を口又は鼻腔に吸い込むこと ができる。このような薬品分配装置は、「1回分計量吸入」(MDI)として知 られている。このような療法の一般的な背景は、Peter Byron,Re spiratory Drug De1ivery,CRC Press,Bo ca Raton,FL 1990に開示されている。 看者は、衰弱させ場合によっては生命の危機をもたらす呼吸器系の障害の急速 な治療のために、MDIにより吐出される薬品に頼ることが頻繁にある。そのた め、看者に吐出される噴霧薬品の1回分の量は、製造者による必要とされる詳細 に適合し、又FDAのような薬品基準の権威機関によって定められた要求に合致 している必要がある。そのため、1回分計量バルブによる適切な薬品吐出量のM DI装置の検査は、製造者の品質保証の工程の一つである。 MDIの吐出検査の従来の方法は、MDIの各吐出後に、1回分の吐出による 重量の損失を計測するものであった。この方法は、少量のサンプルの検査には正 確で適切である。しかし、MDIの高速の製造及び包装には、不適切である。 薬品吐出の一般的な検査方法は、MDIの各作動後に、間接的な圧力の低下を 利用することである。この方法では、直接的な計量ではなく、圧力変換器での加 熱蒸気に より間接的にかけられた力に基づく近似値がもたらされる。そのため、この方法 は、許容誤差の範囲外のMDIを検知することができない。さらに、最適な製造 率より僅かに少ない1秒当たり約1.5より少ない場合でない限り、高速での内 部共鳴がもたらされるために、著しい不正確さがもたされる。そのため、マルチ の検査ステーションが、増大するメンテナンスの負担及び確認を必要とするMD Iの製造ラインで用いられている。 従って、MDIの製造者は、i)1秒当たり1.5以下の速度に生産を落とし てMDIの検査を行うか、ii)製造ラインにマルチ検査装置を導入するかの選 択をせまられている。このジレンマによって、生産速度を落とすことなく、MD Iの吐出量を正確に計測できる方法のサーチが求められている。 〔発明の概要〕 本発明は、揮発性の液体の量を計測する方法であって、熱損失計測装置を噴霧 を通過させる工程と、噴霧の蒸発による熱損失量を演算する工程と、この熱損失 と、同じ装置により既知の量の熱損失量の計測値とを相関させる工程とを備えて いる。 この方法は、特に、噴霧液を収納する容器に取付けられた計量バルブの作動時 に吐出された噴射液の量の計量に好適である。この方法は、MDIの製造時に品 質保証としても好適である。なぜなら、熱損失が非常に早く計 測されるため、MDIの製造速度を落とすことなく、MDIの計測バルブの吐出 量を正確に計測できるからである。本発明のもう一点としては、噴霧薬品の量を 計測する本発明の方法を使って1回分計測吸入器の製造を品質保証することであ る。 〔図面の簡単な説明〕 図1aは、本発明を実施するための検査装置の斜視図を示す。 図1bは、発生された信号の電気接続の模式図を含む、検査装置の縦断面図で ある。 図2a,2b,及び2cは、各々、噴霧量が許容範囲内の場合、範囲より低い 場合、範囲より高い場合における、本発明による噴霧量検査のオシロスコープの 波形図である。 〔実施態様〕 液体から気体への変化は、「蒸発」として知られる等温変化によりなされ、こ れが急激な場合には、「沸騰」として知られる等温変化によりなされる。等温変 化は、一定温度で生起されるものの一つである。熱が液体に加えられるとき、温 度は、それが沸点に達するまで比例的に上昇する。沸点に到達すると、熱が加え られても、液体は、気体に変化するが、温度は一定のままである。そのため、加 えられている熱エネルギーは、液体から気体即ち蒸気への変化に必要なエネルギ ーであり、蒸発の潜 熱として知られている。事実、沸点において液体を気体に変化させるためには、 その周囲から熱を奪わねばならない。蒸発の潜熱の現象は、一般的な物理化学の 教科書、例えば、W,モーレ著、物理化学、3版、4章、プレンティス−ホール (1963)に記載されている。 シールされた容器から液体が逃げるとき、液体は、その周囲例えば回りの空気 から熱を奪って蒸発する。この液体の周囲から熱を奪う結果、その周囲の温度が 低下される。揮発性の液体、即ち、大気温度より低いか若しくは若干高い沸点の 液体が、大気温度で細かい飛沫として空気に逃げるとき、その蒸発は非常に急激 であり、その結果としての空気の冷却は、触感としても認識される。 噴霧器に用いられている噴射液は、大気温度より非常に下の沸点を有する揮発 性の高い液体である。例えば、「噴射液12」、「P12」として知られるジク ロロジフルオロメタンは、−29.8℃の沸点を有し、「噴射液134a」、「 P134a」として知られる1,1,1,2−テトラフロオロエタンは、−26 .5℃の沸点を有している。噴霧器のバルブが作動されたとき、噴射される噴射 液は、非常に急激に蒸発して、噴霧、即ち、空気と蒸発された噴射液との霧形態 の細かい飛沫を生起する。噴射液の急激な蒸発は、その周囲の空気から熱を奪っ て冷却効果を発揮する。大気の比熱は、噴射液の蒸発の潜熱に比べて相対的に低 いため、非常に僅かの噴射 液が用いられていたとしても、空気温度の著しい低下が生起される。 本発明の方法では、計測されるべき或る量の揮発性の液体が、一定温度で一定 流れの空気流に吐出され、しかも、この吐出点から下流に配置された熱損失計測 器のプローブに吐出される。この液体の蒸発の冷却効果は、プローブを囲う瞬時 の熱損失として感知され、空気流の温度の瞬時の低下として記録される。2以上 の異なった既知の量の同じ液体が同じ条件下で吐出され、同じ温度の低下が記録 される。サンプルの量は、既知の量のサンプルの吐出によって生起される温度の 低下に基づいて、その温度の低下との相関関係によって決定される。そのため、 吐出された揮発性の液体の量は、その液体の潜熱の関数として演算される。 例えば、揮発性の液体が、MDIからの薬品の噴霧に用いられる噴射液である 場合、バルブ作動で吐出される薬品の量は、吐出される噴射液の量に直接的且つ 一義的に比例している。即ち、噴霧器、MDIから吐出された噴射液の量が分か れば、吐出された薬品の量が直接的に分かる。この薬品の量が分かることは、M DIの製造の品質保証に特に重要であり、以下に詳述する。 本発明の量計測方法では、空気流の温度と流との比は、何回計測されても一定 に維持されることが好ましい。そのため、温度と流との比が制御され外部空気流 から隔離 されている部分的に閉鎖された室即ち検査室内で、例えば、均一断面の管内に囲 まれることによって、本発明の方法が実行されることが有益である。 図1a及び1bにおいて、装置100が噴霧の量を計測するように構成されて いる。一定の空気流1が検査室2によって維持されている。この検査室の寸法は 、重要ではないが、検査室の周囲での外部空気流を妨げながら検査室を一定の空 気流が通過するのに十分でなければならない。一定の空気流は、駆動ファン4の ような空気移動手段によって発生される。この駆動ファンは、i)図1a及び1 bに示すように検査室の出口に近接して、ii)検査室の入口に近接して、又は 、離間して位置され且つ入口又は出口のいずれかにダクトによって連結されて構 成されていてもよい。 検査室を通る一定の空気流では、基線条件は、熱損失計測装置のプローブの検 知部6、例えば、ホットフィルム又はホットワイヤ風量計を横切るように配置さ れ、参照条件として、例えば、信号コンディショナー(SC)によって設定され ている。SC10は、プローブの検知部6で所定温度に維持するのに必要とされ る電流の僅かの変化をアナログ電圧(0−5VDC)に変換する。プローブの検 知部6での温度の減少によって、ワイヤ又は金属フィルムを所定温度に維持する のに必要な電流が増大される。SC10は、また、入力信号を平均化して電 気的なノイズを取り除き、クリーンなリニア信号を提供するフィルターとしても 作用する。 1回分計量バルブ14を備え、噴射液16を収納する容器12は、検査室2に 所定方向に取付けられている。これにより、i)計量バルブ14の作動による噴 射液16の吐出は、空気流1の方向になされ、ii)吐出18は、図1bに示す ように、熱損失計測装置8のプローブの検知部6にかかるようになされる。1回 分計量バルブ14から延びる吐出管20は、容器ホルダー22の支持リング24 の開口に固定されている。計量バルブ14は、このバルブ14に対向して配置さ れた容器12の他端が押圧されることによって作動される。押圧によって、吐出 管20は容器12内に押し入れられて、1回分計量バルブ14が作動される。こ のような押圧は、電気又は空気圧等の手段に連結されたプランジャー26によっ て手動又は機械的になされる。バルブ14が駆動された後、噴射液を含む空気が 、水バスフィルターを介して通過され、例えば、粉末をガスから除去する。 熱損失計測装置8のプローブにより発せられる信号は、電気的且つ数学的に処 理され、波形分析器28による同じ条件のもとでの同じ噴射液の吐出に因る冷却 と比較される。処理信号は、プリンター又はレコーダー30に送られ、ここで、 視覚的に記録され、同時に、即座に見れるようにオシロスコープ32にも送られ る。処理信号は、 例えばプログラム論理コントローラ34によって電気的に且つ数学的に更に処理 されてもよく、許容範囲外に薬品を吐出するバルブを有する噴霧器を製造ライン から拒絶する装置を作動させる。 本発明に好適な熱損失計測装置は、i)温度変化に10ミリ秒で応答でき、i i)約.01℃未満の温度変化を検知できる感度を有し、iii)50ミリ秒内 に基線に戻ることができ、約10℃から約40℃までの作動範囲を有し、iv) 増幅され処理されて記録される信号を発生でき、製造工程を制御し監視する従来 の電子部品によってこの信号を観察できるることが好ましい。この熱損失計測装 置のスピードは、1秒当たり2又は3個のMDIの最適な生産効率を低下するこ となく、MDIが検査されるようになされている。 ホットワイヤ及びホットフィルム風量計の技術分野で用いられる温度検知プロ ーブ及び信号処理装置が、上記の要求を満たすものであり、本発明に好適である 。風量計は、ブリッジ回路に連結された加熱微細ワイヤが先端に付けられたプロ ーブを備えている。ブリッジ回路は、レコーダ又はオシロスコープのような、電 気信号の変化を視覚化する装置に連結された電子アンプに連結されている。ホッ トワイヤの温度変化は、その電気抵抗を変化させ、その結果、ブリッジ回路をア ンバランスにし、ワイヤの温度変化に比例する信号を発生させる。電子信号 は、次いで、電気的且つ数学的に処理されて、視覚的に表される。また、場合に よっては、ホットワイヤの代わりに、薄い金属フィルムが設けられた非常に小さ い加熱絶縁シリンダが用いられる。本発明の方法のためには、ホットワイヤ又は ホットフィルムのいずれのプローブも適用可能であり、以下に述べる記載は、両 方に適用される。 風量計の技術分野では、ホットワイヤプローブ及び関連回路が流れの中に配置 されたときに、ホットワイヤの冷却を計測することによって空気等のガスの流を 計測するために用いられる。即ち、冷却効果は、流速と相関関係がある。そのた め、ホットワイヤ風量計装置は、精巧な電子温度計として用いられる。ホットワ イヤ/ホットフィルム風量計の理論と具現性とは、 Experimental Methods for Engineers,J .Holman and W Gajda,Jr.,7−7,MacGraw− Hill,New York(1978)に開示されている。販売されている風 量計設備を含む更なる情報は、小冊子、”Hot Wire/Hot Film Anemomentry Probes & Accessories,”( 1988),TSI株式会社,MNのSt.Paul,に開示されている。 MDIのような薬品を収容する噴霧容器が、その技術 分野で知られた従来の機械的手段によって本発明の方法に適用される。特に、M DIは、MDIが1秒当たり2以上の割合で製造されて製造ラインから外れたと きに、従来の機械的ハンドリング手段を用いる本発明の方法に適用される。噴霧 製品の製造の当業者は、上述した方法の変形例が製品を効率よくするために必要 とされるかもしれないとを認めると思われる。 プローブの検知部での温度低下の大きさ及びこれの低下持続時間は、吐出され た噴射液の量に直接的に比例している。そのため、信号コンディショナー及び波 形分析器により処理されてプリンター又はレコーダー(オシロスコープ)によっ て視覚的に表示された電気信号は、吐出された噴射液の量に直接的に比例してい る。 図2a,2b,及び2cは、プリンター又はレコーダーによってオシロスコー プに表示された、持続時間(時間202)に対する電気信号(電圧201)のレ ベルのグラフを示している。3つのグラフの各曲線の下方の領域は、吐出された 噴射液の量に直接的に比例し、従って、これらの領域は、プローブでの瞬間的な 温度減少に比例している。図2aは、一般的なバルブによる噴射液の吐出によっ て生起されたパターンを示している。図2bは、非常に少ない量の噴射液を吐出 するバルブによって生起されたグラフを示している。一方、図2cは、作動の後 に適切に閉鎖されずに過度の量の噴射液を吐出するバル ブによって生起されたグラフを示している。 2以上の既知の量の噴射液は、検査室のプローブでの一定の空気流に吐出され て、連続的な同じ標準化されたグラフを生起する。未知の量の噴射液が吐出され 、生起されたグラフの曲線の下方の領域は、標準化された量の吐出によって生起 された曲線の下方の領域と比較されて相関される。 噴射液の量を計測する本発明の方法は、下記の工程を備えるMDIの製造の品 質保証の方法として適用され、これらの工程は、 a)上述した方法によって、MDIの吐出量を決定する工程と、 b)所定範囲の許容誤差の上下の吐出量のMDIを拒絶する工程と、を備えて いる。 特に、上述した品質保証の方法が、下記の工程を備える連続的な製造作業に適 用され、これらの工程は、 a.製造ラインから、図1a及び図1bに示された検査室にMDIのサンプル を配置する工程と、 b.図1a及び図1bに示されたホットワイヤ又はホットフィルム風量計プロ ーブの検知部に関連して固定された位置から、サンプルMDIの計量バルブを作 動する工程と、 c.温度低下と、低下持続時間とを記録する工程と、 d.工程cで記録された温度低下と、同じ薬品を含む が作動時に既知の吐出量を有するMDI(即ち、標準化されたMDI)によって 同じ条件で生起された温度低下とを比較する工程と、 e.サンプルMDIを検査室から除去する工程と、を備え、この除去工程は、 1.吐出量が標準化MDIの吐出量に対して所定の許容誤差内にある場合には 、サンプルMDIを製造ラインに戻す工程、又は、 2.吐出量が標準化MDIの吐出量に対して所定の許容誤差の上下にある場合 には、サンプルMDIを廃棄する工程を含んでいる。 本発明の方法は、噴射液を用いる計測バルブ噴射器の種々の検査に適用される 。本発明の方法は、特に、分配される呼吸器系の薬に用いられるMDIの品質保 証に有益である。例えば、この方法は、呼吸器系の薬、アルブレロール(サルブ タモル)、サロメトロル、アミロライド、フルチカゾーネ、プロピオン塩酸及び ジプロピオン酸ベクロメタゾンを含むMDIの製造の品質保証に用いられる。 本発明により計測される噴霧液として好適なものは、トリクロルモノフルオロ メタン、ジクロロジフルオロメタン、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、 ヘプタフルオロプロパン、テトラクロロフルオロエタン、ブタン、イソブタン、 及びプロパンを含むが、これらに限定 されない。 〔実施例〕 以下の実施例は、本発明を示すが、これらに限定されない。この実施例で用い られる記号及び約束は、同時代の技術文献のものと一致している。 P12でのアルブレロールの飛沫を含む標準化MDIは、図1a及び1bに示 されるように、TSI社によって提供されたTSIモデル1210−T1.5ホ ットワイヤー風量計プローブの検知部から役0mmの吐出管の先端を有する装置 に配置される。約20cfmから30cfmの一定空気流がRadio Sha ckにより提供された検査室によって維持されている。 風量計からの電気信号が、同軸シールドケーブル(CSC)によって、TSI 社により提供されたモデル157の内蔵された信号コンディショナーに伝達され る。整えられた信号は、CSCによって、General Electric Instruments社によって提供されたモデル170Gould波形分析 器に伝達される。波形分析器は、CSCによって信号を波形レコーダ又は高速プ リンターに伝達し、同時に、General Electric Instru ments社によって提供されたモデル4073Gouldデイジタルストレー ジオシロスコープにCSCによって信号を伝達する。波形分析器からの 信号は、また、Allen−Bradley,Family5,プログラマブル 論理コントローラに先竜される。検査室を通る一定の空気流に、風量計からの信 号が基線条件として設定される。 吐出後に重量損失を計測することによって予め計測されている標準化MDIの 吐出は、プランジャーを下方に押圧することによってなされる。風量計によって 検知された温度低下は、標準の信号コンディショナーに電子的に記録される。好 適には、2以上の標準化MDIの吐出は、記録されて、信号コンディショナーに よって電子的に且つ数学的に平均化されて標準化される。 これに代えて、(異なった吐出量が予め既知である)2以上のMDIの吐出量 は、吐出時の温度低下に相関される。このような相関は、信号コンディショナー で電子的且つ数学的になされ、吐出量と温度低下との関係の標準曲線を生起する 。検査されるMDIの吐出量は、吐出による温度低下と標準曲線の吐出量との関 係から決定される。 標準化MDIは除去され、検査される生産ラインからのMDIが検査室に順次 配置され、標準化MDIと同じように処理される。各MDIの吐出時におけるプ ローブの回りの温度の低下として風量計により発生された信号は、1以上の標準 化MDIによって予め発生された信号と電子的且つ数学的に比較される。サンプ ルMDIの吐 出によって発生された信号が許容誤差の範囲外にある場合には、信号は、All en−Bradlyプログラマブル論理コントローラに伝達されて、許容範囲外 のサンプルMDIが製造ラインから除去される。 検査されるMDIの吐出は、オシロスコープで30ミリ秒内に観察される。製 造ラインのMDIの吐出の急速な視覚の表示は、製造ラインの作業者がMDIバ ルブの欠点傾向や準標準品を見つけるのに有益である。永久的な記録がレコーダ 又はプリンターによりなされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AT,AU,BB,BG,BR,CA, CH,CZ,DE,DK,ES,FI,GB,HU,J P,KP,KR,KZ,LK,LU,MG,MN,MW ,NL,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD, SE,SK,UA,US,VN (72)発明者 ホッカディ,デイビッド アーウィン アメリカ合衆国ノースカロライナ州、ウイ ルソン、カバノー、ロード、3001―エー (72)発明者 ロアー,デイビッド ウェイン アメリカ合衆国ノースカロライナ州、ロー リ、ネザーフィールド、レイン、1717 (72)発明者 プロクター,ジェイムズ ケネス アメリカ合衆国ノースカロライナ州、ナッ シュビル、ボックス、78シー、ルート、1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.1)熱損失計測装置を噴霧を通過させる工程と、 2)噴霧の蒸発による熱損失量を計測する工程と、 3)この計測値と、同じ条件下で同じ装置により既知の量の熱損失量の計 測値とを比較する工程と、を備え、噴霧形態の揮発性の液体の量を計測する方法 。 2. 上記揮発性の液体は、噴射液である請求項1に記載の方法。 3. 上記噴射液は、トリクロルモノフルオロメタン、ジクロロジフルオロメ タン、1,1,1,2−テトラフルオロエタン、ヘプタフルオロプロパン、テト ラクロロフルオロエタン、ブタン、イソブタン、及びプロパンのいずれかである 請求項2に記載の方法。 4. 上記熱損失計測装置は、ホットフィルム又はホットワイヤ風量計である 請求項1に記載の方法。 5. 上記揮発性の液体は、1回分計測バルブを有する噴霧容器から吐出され る請求項1に記載の方法。 6. 1回分計量吸入器の製造を品質保証する方法であって、 a)1)熱損失計測装置を噴霧を通過させる工程と、 2)噴霧の蒸発による熱損失量を計測する工程と、 3)この計測値と、同じ条件下で同じ装置により既知の量の熱損失量の計 測値とを比較する工程と、を含 み、噴霧形態の揮発性の液体の量を計測する方法によって1回分計測吸入器の吐 出量を決定する工程と、 b)所定の許容誤差範囲外の吐出をする1回分計測吸入器を拒絶する工程と、 を備えている方法。 7. 上記1回分計量吸入器は、アルブレロール(サルブタモル)、サロメト ロル、アミロライド、フルチカゾーネ、プロピオン塩酸及びジプロピオン酸ベク ロメタゾンの噴霧薬を含んでいる請求項6に記載の方法。
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