专利名称：注射模制工艺及用其生产的产品的制作方法
技术领域：
本发明的一个方面涉及一种模制方法，特别是一种采用了具有选定的热膨胀系数的材料形成的模具部分的模制方法。本发明的另一个方面涉及根据此模制方法生产的产
品O背景具有中空的内部部分或限定了内部空间的注射模制的装置通常是使用具有中空的外面部分和内芯部分的模制设备形成的。该外面部分、内芯和可能的附加模具部分之间的模制空间被注射有模制材料，如加热的热塑性材料。然后依次将模制设备和模制材料冷却至该模制材料的玻璃化转变温度以下的温度，并将该模制材料形成的成品从该模制空间中移出。该模制空间通常被形成有脱模角度(draft angle)，以允许从成品上移除内芯部分和/或从该中空的外面部分上移除成品。以此方式形成的装置的例子将是注射器筒和柱塞，其通常具有限定了内部区域的大致圆柱形的本体。该圆柱形本体的内部区域和外表面被形成有脱模角度，这样这些表面不与该本体的中心轴线平行、而是与之稍微成角度来形成大致圆锥形的形状。具有此构型的塑料注射器筒12的模制操作的阶段示于
图1A中。如图所示，模具内芯36的外表面48以及下模板32和上模板34的内表面33、35是相对于模制设备30的中心轴线X以一个脱模角度(Θ )布置的。这允许从成品注射器筒12的内部沿方向D抽出内芯36,而没有在注射器筒本体14的内表面15与内芯36的外表面48之间的干扰。图1A示出了在从注射器筒12上抽出内芯36的过程中的组件。应该指出的是，为了说明的目的，相对于一个典型的注射器筒，角度Θ在图1A中是有些夸大的。塑料注射器柱塞124的模制操作的一个阶段示于图1B中。如图所示，模具内芯54的外表面348以及下模板50和上模板52的内表面51、53是相对于模制设备49的中心轴线X以一个脱模角度(f >布置的。这允许从在下模板50中限定的模制空间55中沿方向D抽出该模制的注射器柱塞124,而没有在柱塞本体125的外表面323与下模板50的内表面51之间的干扰。图1B示出了从模制空间55中抽出柱塞324的过程中的组件。应该指出的是，为了说明的目的，相对于一个典型的注射器柱塞，角度響在图1B中是有些夸大的。在这些注射器筒(如12)或本文所描述的任何其他注射器筒或其他容器被模制后，通常希望为它们提供SiOx阻隔层和/或SiwOxCy润滑层或疏水层或其他表面性质改性层，例如在2010年11月25日公开的、在2011年7月26日作为美国专利号7，985，188发布的美国公开申请号2010/0298738Α1中广泛解释的。后面的公开物和专利通过引用结合在此，以显示合适的阻隔层、润滑层和表面改性层，以及它们是如何施加的。在模制后，组装一个成品，该成品包括用于将液体剂量压出注射器而给药到患者体内的注射器柱塞。该柱塞被可滑动地布置在该筒的圆柱形本体内。理想地，该柱塞具有与注射器筒的内径大致相同的外径，以便允许与其可滑动地接合，同时防止液体剂量从柱塞和筒之间的间隙中渗漏。典型的塑料注射器筒和柱塞的脱模角度(通常约1°至3° )在这方面会造成困难，因为它们会导致筒和/或柱塞的内径发生变化。这可以采取若干措施来弥补。例如，柱塞可以是由允许其在筒的圆柱形本体内滑动过程中变形的弹性体材料形成的。弹性柱塞的外径足够大，以弥补注射器筒的内径的变化。过大的柱塞会对注射器筒产生干扰，这需要更高的力来移动注射器筒内的柱塞。解决具有弹性柱塞的注射器所需的更高的柱塞力所采取的一种措施是施加润滑层，例如将硅油施加到注射器筒和/或柱塞的内部来润滑并有利于柱塞在筒内的滑动。图10示出了采用此类型润滑层的注射器具有的问题之一。如图所示，该层材料，在图10的例子中为硅油，会通过该柱塞移位。随着时间的推移和/或由于柱塞的滑动，部分硅油通常迁移，从而导致该层的不均匀性。这会使随后柱塞的滑动更加困难。此外，部分润滑材料可能随该剂量从注射器中排出、并在某些情况下被注入接收该剂量的患者体内。为此，塑料模制的注射器通常旨在只使用一次然后被处理掉。由于在塑料注射器筒和/或柱塞内包括脱模角度引起的另一个问题是，在剂量给药过程中需要施加给筒的压力的不均匀性。由于筒壁内径的减小和/或柱塞壁外径的增力口，随着柱塞接近注射器的针头端，必须增加所施加的压力的量。这可能会导致在给药过程中的失速，从而可能会导致病人接受该剂量时疼痛。此外，这可能会导致在使用自动注射器给药一个剂量时发生困难，即，使用例如弹簧加载的机构或电机来给药一个剂量的机械装置，因为这些装置可能无法像人给药者一样易于察觉到阻力的变化。在此方面的其他现有专利是美国专利5，141，430,5, 022, 563和5，971，722。玻璃注射器和其他容器在传统上一直优于热塑性注射器和容器，因为相比未经处理的塑料，玻璃是更加气密性的并且对预填充的内容物是惰性的。此外，由于其传统的使用，玻璃被很好地接受，因为已知它在与医疗样品或药物制剂以及类似物接触时是相对无害的。玻璃注射器是从挤出管制造的，它不需要脱模角度。但是对于某些应用，希望的是远离可能破碎且制造成本高的玻璃容器，而偏向塑料容器，其在正常使用中很少打破(即使打破，容器的残余物也不会像玻璃那样形成锋利的碎片)并且在多用途模具中通过注射模制制造是成本低廉的。需要一种塑料注射器，其可在多用途的、不具有或局部不具有脱模角度的模具中通过注射模制形成，以消除上面讨论的问题。概述本发明的一个方面是一种用于模制固体制品的方法。提供了多用途注射模制设备，包括限定了内腔和基本刚性的内芯的一个基本刚性的表面。在该内腔和内芯之间限定了模制空间。该内腔和该内芯中的至少一个相对于另一个是沿分模轴线可移动的，以打开该模制空间来移除模制的制品。该内腔或该内芯中的至少一部分是低脱模角元件(low draft element)。低脱模角元件在本说明书中被定义为具有相对于分模轴线为0.5度或更小脱模角度的元件。相对于分模轴线为0.5度或更小的脱模角度在本说明书中被定义为低脱模角。该方法包括以下步骤:将该低脱模角元件的至少一部分加热至第一选定温度来使其膨胀。在加热之前、过程中或之后，注射一种流体模制材料到该模制空间中。抵靠该低脱模角元件成形该流体模制材料的至少一个表面以便限定一个低脱模角成形的表面。至少将该低脱模角成形的表面固化以便提供一个固体的低脱模角成形的表面。该方法包括以下步骤:将该低脱模角元件的至少一部分冷却至低于第一选定温度的一个第二选定平均温度。进行充分冷却来将至少一部分的该低脱模角元件热收缩而充分离开该固体的低脱模角成形的表面，以将该低脱模角元件从低脱模角成形的表面上释放。该方法通过沿分模轴线分开该内腔和内芯并将该固体制品从该成形空间中移除而继续进行。本发明的另一个方面是通过上述方法制成的注射器组件。本发明的又另一个方面是包括筒和活塞的注射器组件。该筒包括大致圆柱形的侧壁。该侧壁是由基本上刚性的热塑性材料制成的，限定了一个孔用于容纳液体。该孔具有O至0.5度、任选地至少基本上为零度的轴向脱模角度。该活塞具有前导面、尾随面和被配置成用于可移动地放置于孔中的侧边缘。该侧边缘是由基本上刚性的热塑性材料制成的。本发明的甚至另一个方面是一种利用等离子体增强化学气相沉积来选择性地涂覆注射器柱塞或类似制品的方法，该方法是如下进行的。提供一个注射器柱塞，该柱塞具有被定位成用于接触注射器筒的内容物的一个大致圆形的前部和被适配成用于可滑动地接触注射器筒的一个大致圆柱形的侧部。提供一个大致管状的柱塞夹持器，该夹持器具有前开口以及从该前开口延伸的内侧壁。将柱塞放置在柱塞夹持器内，将其定向成使得该柱塞的前部朝向该柱塞夹持器的前开口并且该柱塞的侧部接触该柱塞夹持器的内侧壁。柱塞的前部与形成层的反应气体接触，并且等离子体在柱塞夹持器内邻近该柱塞前部而形成。其结果是利用等离子体增强化学气相沉积而选择性地在柱塞的前部上沉积一个阻隔层。本发明的又一个方面是用于选择性地涂覆注射器柱塞的另一种方法。提供一个注射器柱塞，该柱塞具有被定位成用于接触注射器筒的内容物的一个大致圆形的前部、被适配成用于可滑动地接触注射器筒的一个大致圆柱形的侧部、以及一个大致圆形的后部。将注射器柱塞放置在等离子体增强化学气相沉积室中。该大致圆形的前部和该大致圆形的后部中的至少一个被掩盖。这样做是至少基本上在未掩盖该柱塞的大致圆柱形侧部的至少一部分的情况下。柱塞的侧部与形成层的反应气体相接触。等离子体在沉积室中邻近该柱塞侧部而形成。其结果是，利用等离子体增强化学气相沉积而在柱塞侧部上选择性地形成一个层。本发明的其他方面从本发明的下面描述和所附权利要求中将是明显的。附图简要说明图1A是示出了现有技术的注射器筒模制操作的一个阶段的截面图的放大细部；图1B是示出了现有技术的注射器柱塞模制操作的一个阶段的截面图的放大细部;图2是具有根据本发明模制的筒和柱塞的示例性注射器的透视图；图3是示出了根据本发明的注射器筒模制操作的第一阶段的截面图；图4是示出了根据本发明的注射器筒模制操作的第二阶段的截面图；图5是示出了根据本发明的注射器筒模制操作的第三阶段的截面图；图5A是示出了图5的注射器筒和模具内芯之间形成的间隙的放大细部；图6是示出了图3-5的模制操作的释放阶段的截面图；图7是示出了使用两部分的下模板和两部分的上模板所模制的注射器筒的模制操作的释放阶段的截面图；图8是示出了根据本发明模制的一个示例性试管的透视图；图9是示出了根据本发明的试管的模制操作的一个阶段的截面图；图10是示出了在一个典型的注射器筒内的润滑层的位移的示意图11是示出了用于模制一个注射器筒的本发明一个实施方案的内芯的截面图；图12是示出了根据本发明的注射器柱塞的模制操作的第一阶段的截面图；图13是示出了根据本发明的注射器柱塞的模制操作的第二阶段的截面图；图14是示出了根据本发明的注射器柱塞的模制操作的第三阶段的截面图；图14A是示出了图14的注射器柱塞和模具下模板之间的间隙空间的放大细部；图15是示出了图12-14的模制操作的释放阶段的截面图；图16是示出了根据本发明的注射器柱塞的另一个实施方案的模制操作的一个阶段的截面图；图17是示出了根据本发明的注射器柱塞的另一个实施方案的模制操作的一个阶段的的截面图；图18是根据本发明生产的注射器处于储存构型中的截面图；并且图19是准备用于剂量的给药的图18的注射器的截面图。图20是根据本发明的一个实施方案的注射器的侧视图。图21是图20的实施方案的纵向剖面；图22是图20的实施方案的局部剖面的分解透视图；图23是图20的实施方案的柱塞的透视图；图24是图20的实施方案的注射器筒的单独的后端立面图；图25是图20的实施方案的柱塞的类似于图24的视图；图26是根据现有技术的注射器的纵剖面；图27是用于在注射器柱塞上形成层的设备的纵剖面；图28是图2中所示的注射器柱塞的放大详图，示出了其多个部分；图29是用于在注射器柱塞的侧面上形成层的替代设备的的示意性剖视图；图30是图4中所示的注射器柱塞的放大详图，示出了其多个部分；图31是用于在大致圆柱形物体的末端上形成层的替代装置的纵剖面，该物体在此为塞子；图32是图6中所示的塞子的放大详图，示出了其多个部分；图33是一个隔垫的示意性剖面详图，示出了掩模以用于将一个层限制在塞子一侧上；图34示出了真空血液收集管和闭合组件的透视图；图35是图9的局部纵向剖面，示出了安置在管上的塞子和护套组件，该管可以是一个容器颈部，如图9所示，或当它与护套组装时，是一个用于夹持该塞子的夹持器。在本说明书中使用以下参考号。在相应视图中带有类似编号的部分示出了对应的元件。参考号列表
权利要求
1.低脱模角的权利要求一种用于模制固体制品(146)的方法，该方法包括: 提供多用途的注射模制设备，该设备包括限定了一个空腔(138)的一个基本刚性的表面(133)和一个基本刚性的内芯(136)，该空腔(138)和该内芯(136)在其之间限定了一个模制空间(144)，该空腔(138)和该内芯(136)中的至少一个相对于另一个沿一条分模轴线(X)是可移动的以便打开该模制空间(144)来移除模制制品，该空腔(138)或该内芯(136)中的至少一部分是低脱模角元件(例如136)，该低脱模角元件具有相对于分模轴线(X)为0.5度或更小的脱模角度(Θ )； 将该低脱模角元件(例如136)的至少一部分加热至一个第一选定温度来使其膨胀； 在加热之前、过程中 或之后，将一种流体模制材料(146)注射到该模制空间(144)中； 抵靠该低脱模角元件(例如136)来成形该流体模制材料(146)的至少一个表面以便限定一个低脱模角成形的表面(150)； 至少固化该低脱模角成形的表面(150)以提供一个固体的低脱模角成形的表面(150)； 将该低脱模角元件(例如136)的至少一部分冷却至低于该第一选定温度的一个第二选定平均温度以便使该低脱模角元件(例如136)的至少一部分充分热收缩而离开该固体的低脱模角成形的表面(150)，从而将该低脱模角元件(例如136)从该固体的低脱模角成形的表面(150)上释放； 沿该分模轴线(X)分离该空腔(138)和内芯(136);并且 从该模制空间(144 )中移除该固体制品(146 )。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该低脱模角元件至少是该内芯(136)的一部分。
3.根据权利要求1或2中所述的方法，其中该流体模制材料(146)在被注射到该模制空间(144)中时的温度是高于其玻璃化转变温度。
4.根据前述任一权利要求所述的方法，其中该固化步骤是通过将至少该注射模制的材料(146)的成形表面(150)冷却至其玻璃化转变温度以下而进行的。
5.根据前述任一权利要求所述的方法，其中该低脱模角元件(例如136)具有从0°到0.5°的脱模角度。
6.根据前述任一权利要求所述的方法，其中该低脱模角元件(例如136)具有从0°到0.25°的脱模角度。
7.根据前述任一权利要求所述的方法，其中该低脱模角元件(例如136)具有从0°到0.16°的脱模角度。
8.根据前述任一权利要求所述的方法，其中该低脱模角元件(例如136)具有从0°到0.03°的脱模角度。
9.根据前述任一权利要求所述的方法，其中该低脱模角元件(例如136)具有从0°到0.014°、任选地从0°到0.01°的脱模角度。
10.根据前述任一权利要求所述的方法，其中该模制材料(146)包括:聚对苯二甲酸乙二酯、环烯烃共聚物、环烯烃聚合物、聚丙烯，或它们的组合。
11.根据前述任一权利要求所述的方法，其中该低脱模角元件包括钢，例如H13等级的工具钢。
12.通过权利要求1所述的方法制成的注射器组件(310)。
13.通过前述任一权利要求所述的方法制成的注射器组件(310)。
14.根据权利要求13所述的注射器组件(310)，包括: 筒(312)，该筒具有开口端(326)、分配口(344)和内表面(315);以及 活塞(318)，该活塞具有侧边缘并在该筒内是可滑动的以用于分配在该筒中的在该筒内表面(115 )、筒分配口( 344 )和该活塞(318 )之间被捕获的任何内容物。
15.根据权利要求14所述的注射器组件(310)，进一步包括在该筒的内表面(115)上的SiOx阻隔层。
16.根据权利要求14或15所述的注射器组件(310)，进一步包括在该注射器侧边缘和该筒的内表面(115)中的至少一个上的润滑层，以减少在该筒内推动该活塞(318)所需要的力。
17.根据权利要求16所述的注射器组件(310)，其中该润滑层是通过PECVD施加的。
18.根据权利要求16或17所述的注射器组件(310)，其中该润滑层具有通过X射线光电子能谱(XPS)测量的下列原子比之一 =SiwOxCy或SiwNxCy，其中w是1，X在此化学式中是从约0.5至2.4，并且J是从约0.6至约3。
19.根据前述权利要求14-19中任一项所述的注射器组件(310)，进一步包括: 作为被捕获在该筒中的内容物的蛋白质制剂；以及 蛋白质友好层，用于修饰该筒的内表面(115)以便与该蛋白质友好层的降解速率相比来减少被捕获在该筒中的内容物的`降解速率。
20.根据前述任一权利要求所述的注射器组件(310)，其中该润滑层是位于活塞(318)侧边缘上。
注射器结构
21.一种注射器组件(310)，包括: 包括大致圆柱形的侧壁(314)的一个筒(312)，该侧壁(314)是由基本上刚性的热塑性材料制成的、限定了用于容纳液体的一个孔(316)，该孔(316)具有O到0.5度、任选地至少基本上为零度的轴向脱模角度(Θ );以及 活塞(318),该活塞具有前导面(320)、尾随面(322)、和被配置成用于可移动地安置于该孔(316)中的侧边缘(324)，该侧边缘(324)是由基本上刚性的热塑性材料制成的。
22.根据权利要求21所述的发明，进一步包括通过PECVD而沉积在该活塞(318)的侧边缘(24)上或该孔(314)上、或这两者上的润滑剂(326)。
23.根据权利要求21或22所述的发明，其中该活塞前导面(320)是凸状的。
24.根据前述权利要求21-23中任一项所述的发明，其中该活塞尾随面(322)是凹状的。
25.根据前述权利要求21-24中任一项所述的发明，其中该活塞侧边缘(324)与该孔(316)的最大径向间隙是不超过约15 μ m。
26.根据前述权利要求21-25中任一项所述的发明，其中该活塞侧边缘(324)在轴向平面上是凸状的。
27.根据前述权利要求21-26中任一项所述的发明，其中该筒(312)是一个单一的注射模制的热塑性部件。
28.根据前述权利要求21-27中任一项所述的发明，其中该活塞(318)是一个单一的注射模制的热塑性部件。
29.根据前述权利要求21-28中任一项所述的发明，进一步包括与该活塞(318)相关联的一个连杆(328)，用于在该孔(316)内推进该活塞(318)。
30.根据权利要求29所述的发明，其中该活塞(318)和该连杆(328)是一个单一的注射模制的热塑性部件。
31.根据前述权利要求27-30中任一项所述的发明，其中每个单一的模制的热塑性部件是由单一的均质的材料制成的。
32.根据前述权利要求29-31中任一项所述的发明，其中该连杆(328)的第一端部(330)被连接到该活塞(318)上，并且其相反的第二端部(332)从该筒(312)上伸出。
33.根据权利要求32所述的发明，其中该连杆(328)的管状区段(334)是与其第二端部(332)相邻的。
34.根据前述权利要求29-33中任一项所述的发明，其中该连杆(328)的在其第一和第二端部(330，332)之间的一部分具有一个大致十字形的区段(336)。
35.根据权利要求34所述的发明，其中该连杆(328)的十字形区段(336)是与其第一端部(330)相邻的。
36.根据权利要求34或35所述的发明，其中该连杆(328)的在其第一端部(30)和其大致十字形的区段(336)之间的一部分具有一个杆状区段(338)，该杆状区段的直径小于该孔(316)的直径的一半。
37.根据前述权利要求34-36`中任一项所述的发明，其中该管状区段(334)具有被布置在注射器筒内的一个开口端(340)和一个封闭端(342)。
38.根据权利要求37所述的发明，其中该管状区段(334)的封闭端(342)并入该连杆(328)的大致十字形的区段(336)之中。
39.根据前述权利要求1-11中任一项所述的方法，其中该模制空间被配置成用于成形一个注射器柱塞，该注射器柱塞具有从0°至0.15°、任选地从0°至0.1°、任选地从0°至0.06°、任选地从0°至0.03°的脱模角度。
40.根据前述权利要求21-40中任一项所述的发明，其中该筒(312)具有分配口(344)，该方面进一步包括一个可操作地连接到该分配口(344)上的皮下注射针头(346)。
经PECVD处理的柱塞
41.一种利用等离子体增强化学气相沉积来选择性地涂覆注射器柱塞或类似制品的方法，该方法包括: 提供一个注射器柱塞，该柱塞具有大致圆形的前部以及大致圆柱形的侧部，该前部被定位成用于接触一个注射器筒的内容物，并且该侧部被适配成用于可滑动地接触一个注射器筒； 提供一个大致管状的柱塞夹持器，该夹持器具有前开口以及从该前开口延伸的内侧壁; 将该柱塞放置在该柱塞夹持器中，其取向为使得该柱塞的前部是朝向该柱塞夹持器的前开口并且该柱塞的侧部接触了该柱塞夹持器的内侧壁； 使该柱塞的前部与形成层的反应气体相接触；在该柱塞夹持器内在该柱塞的前部附近形成等离子体；并且 利用等离子体增强化学气相沉积来选择性地在该柱塞的前部上沉积一个阻隔层。
42.一种用于选择性地涂覆注射器柱塞的方法，该方法包括: 提供一个注射器柱塞，该柱塞具有:大致圆形的前部，该前部被定位成用于接触一个注射器筒的内容物；大致圆柱形的侧部，该侧部被适配成用于可滑动地接触一个注射器筒；以及以大致圆形的后部； 将该注射器柱塞放置在等离子体增强化学气相沉积室中； 掩盖该大致圆形的前部和该大致圆形的后部中的至少一个，而至少基本上不掩盖该柱塞的大致圆柱形的侧部的至少一部分； 将该柱塞的侧部与形成层的反应气体相接触； 在该沉积室内在该柱塞的侧部附近形成等离子体；并且 利用等离子体增强化学气相沉积来选择性地在该柱塞的侧部上沉积一个层。
43.根据权利要求41或42所述的方法，其中该形成层的反应气体包括有机硅气体。
44.根据权利要求41-43中任一项所述的方法，其中该形成层的气体包括六亚甲基二硅氧烷。
45.根据权利要求41-44中任一项所述的方法，其中该形成层的气体包括八甲基环四 硅氧烷。
46.根据权利要求41-45中任一项所述的方法，其中该形成层的气体包括氧气。
47.一种利用等离子体增强化学气相沉积来选择性地在大致圆柱形的制品的端部上沉积层的方法，该方法包括: 提供一个大致圆柱形的制品，该制品具有端部和大致圆柱形的侧部； 提供一个夹持器，该夹持器具有第一开口并且限定了从该第一开口延伸的孔； 将该制品至少部分地放置在该孔内，该物品的取向为使得其端部是朝向该夹持器的第一开口并且其侧部接触了该孔；并且 利用至少一种形成层的前体的等离子体增强化学气相沉积来选择性地在该制品的端部上沉积至少一个层。致圆柱形的制品.注射器柱塞
48.根据权利要求47所述的发明，其中该大致圆柱形的制品是一个注射器柱塞。
49.根据权利要求47或48所述的发明，其中该大致圆柱形的制品是一个注射器活塞。.包括圆柱形制品的组件.1注射器柱塞和推杆
50.通过前述权利要求47-49中任一项所述的方法制成的大致圆柱形的制品与推杆的组件。.1.a在工艺中组装的推杆
51.根据权利要求50所述的发明，其中该柱塞在沉积该至少一个层时被固定于推杆上。.l.b.尺寸被确定成密切匹配在孔中的拇指垫
52.根据权利要求50或51所述的发明，其中该推杆进一步包括拇指垫。
53.根据权利要求52所述的发明，其中该拇指垫的尺寸被确定成至少部分地匹配在该孔中。
54.根据权利要求52或53所述的发明，其中该拇指垫的至少一部分的尺寸被确定成以小的间隙匹配在该孔中。.2.注射器柱塞和筒
55.根据前述权利要求47-54中任一项所制造的大致圆柱形的制品与注射器筒的组件，其中该大致圆柱形的制品被配置成用作在该筒内可滑动的柱塞。
56.根据前述权利要求47-55中任一项所述的大致圆柱形的制品与注射器筒和推杆的组件，其中该大致圆柱形的制品被配置成用作在该筒内可滑动的柱塞。
57.根据前述权利要求47-56中任一项所述的大致圆柱形的制品与注射器筒、推杆和端盖的组件，其中该大致圆柱形的制品被配置成用作在该筒内可滑动的柱塞。
58.根据前述权利要求47-57中任一项所述的大致圆柱形的制品与注射器筒、推杆和皮下注射针头的组件，其中该大致圆柱形的制品被配置成用作在该筒内可滑动的柱塞。
59.根据前述权利要求47-58中任一项所述的大致圆柱形的制品与注射器筒、推杆、皮下注射针头和针头护套的组件，其中该大致圆柱形的制品被配置成用作在该筒内可滑动的柱塞O
60.根据前述权利要求14-46或55-59中任一项所述的发明，其中该注射器筒具有经PECVD处理的内部部分。
I1.夹持器 I1.A.孔的形状I1.A.1.盲孔
61.根据前述权利要求47-60中任一项所述的发明，其中该孔具有一个单一的开口。I1.A.2.通孔
62.根据前述权利要求47-60中任一项所述的发明，其中该孔是通孔，具有远侧的第二开口。
I1.A.3.均匀区段
63.根据前述权利要求47-62中任一项所述的发明，其中该孔具有沿着其长度的至少一部分的一个基本上圆柱形的区段。
64.根据前述权利要求47-63中任一项所述的发明，其中该孔具有沿着其整个长度的一个基本上圆柱形的区段。
I1.A.4.与制品相同的区段
65.根据前述权利要求47-64中任一项所述的发明，其中该孔和该大致圆柱形的制品有基本上相同的径向区段。
66.根据前述权利要求47-65中任一项所述的发明，其中该大致圆柱形的制品被配置成在该孔内形成滑动密封。
II1.在沉积层之前和之后将制品和孔的组件作为一个单元进行处理
67.根据前述权利要求47-66中任一项所述的发明，进一步包括:在沉积该至少一个层之前将该夹持器的第一开口以操作性的关系安置于一台PECVD设备上，该设备包括一个真空源和一个前体气体源。II1.A.沉积层之前
68.根据前述权利要求47-67中任一项所述的发明，其中在将夹持器的第一开口安置在该PECVD设备上之前将该制品至少部分地放置在该孔内，从而形成一个制品-孔的组件。
69.根据前述权利要求47-68中任一项所述的发明，其中在形成该制品-孔的组件之后、并且在将该制品-孔的组件安置在该PECVD设备上之前，该制品-孔组件被运送到该PECVD设备。
II1.B.沉积层之后
70.根据前述权利要求47-69中任一项所述的发明，其中在沉积该至少一个层之后，将该制品-孔的组件从该PECVD设备上取下并运走。
IV.从孔内移除制品
71.根据前述权利要求47-70中任一项所述的发明，其中当该制品-孔的组件从该PECVD设备上被运走之后，将该大致圆柱形的制品从该制品-孔的组件中移除。
72.根据前述权利要求47-71中任一项所述的发明，其中该孔在两端均是开放的，一端为第一开口并且在另一端为第二开口，并且该大致圆柱形的制品是通过推动它穿过该第一开口而从制品-孔的组件移除的。
73.根据前述权利要求47-72中任一项所述的发明，其中在将一个物体穿过该第二开口插入该孔中的情况下将该大致圆柱形的制品推动穿过第一开口。
V.层的性质 V.A.浸出阻隔层`
74.根据前述权利要求47-73中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括一个阻隔层以减少材料通过该涂覆的端部从该大致圆柱形的制品中浸出。
75.根据前述权利要求47-74中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括一个阻隔层以减少材料通过该涂覆的端部浸出到该大致圆柱形的制品中。
V.B.疏水层
76.根据前述权利要求47-75中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括一个疏水层，该疏水层被适配成用于对该涂覆的端部提供所希望的表面疏水性以便与该至少一个层将暴露于其中的材料相接触。
V.C.钝化层
77.根据前述权利要求47-76中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括一个疏水层，该疏水层被适配成用于钝化该涂覆的端部以防止该端部被该至少一个层将暴露于其中的材料所腐蚀。
V.D.对抗环境条件的阻隔层
78.根据前述权利要求47-77中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括对抗大气气体或流体通过该涂覆的端部侵入的阻隔层。
V.E.对抗内容物逸出的阻隔层
79.根据前述权利要求47-78中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括对抗材料通过该涂覆的端部而逸出的阻隔层。
V.F.多功能
80.根据前述权利要求47-79中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括以下各项中的多于一个: 浸出阻隔层； 疏水层； 钝化层； 对抗环境条件的阻隔层；以及 对抗内容物逸出的阻隔层。
81.根据前述权利要求47-80中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括以下各项中的多于两个: 浸出阻隔层； 疏水层； 钝化层； 对抗环境条件的阻隔层；以及 对抗内容物逸出的阻隔层。
82.根据前述权利要求47-81中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括: 浸出阻隔层；以及 对抗内容物逸出的阻隔层。
83.根据前述权利要求47-82中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括: 浸出阻隔层；以及 疏水层。
V.G层的范围
84.根据前述权利要求47-83中任一项所述的发明，其中该大致圆柱形的制品的端部的不到全部是被涂覆的。
85.根据前述权利要求47-84中任一项所述的发明，其中该大致圆柱形的制品的中央端部是被涂覆的，并且该大致圆柱形的制品的外周端部保持未被涂覆。
86.根据前述权利要求47-85中任一项所述的发明，其中该大致圆柱形的制品的邻近该端部的侧部是被涂覆的。
87.根据前述权利要求47-86中任一项所述的发明，其中该大致圆柱形的制品的远离该邻近部分的侧部保持未被涂覆。
V1.附加处理步骤 V1.A.真空预处理
88.根据前述权利要求47-87中任一项所述的发明，其中，在沉积一个层之前，将该大致圆柱形的制品的端部暴露于局部真空中以便从该大致圆柱形的制品中抽出可移位的流体材料。
V1.B.附加沉积层步骤
89.根据前述权利要求47-88中任一项所述的发明，其中，沉积了多个层。
90.根据前述权利要求47-89中任一项所述的发明，其中沉积了具有一种组成和特性的第一层，其后沉积具有不同的组成、不同的特性或这两者的第二层。
91.根据前述权利要求47-90中任一项所述的发明，其中沉积具有一种组成和特性的第一层，其后沉积具有相同的组成和特性的第二层。
92.根据前述权利要求47-91中任一项所述的发明，其中沉积具有一种组成和特性的第一层，其后沉积具有不同的组成、不同的特性或这两者的第二层，其后沉积具有与该第一层所包括的相同的组成和特性的第三层。
93.根据前述权利要求47-92中任一项所述的发明，其中沉积具有一种组成和特性的第一层，其后沉积具有不同的组成、不同的特性或这两者的多层第二层，其后沉积具有与该第一层所包括的相同的组成和特性的第三层。
94.一种利用等离子体增强化学气相沉积来选择性地处理大致圆柱形的制品的侧部的方法，该方法包括: 提供具有相反端部 和大致圆柱形的侧部的一个大致圆柱形的制品； 将该制品放置在等离子体增强化学气相沉积室中； 掩盖至少一个端部的至少一部分，同时留下未掩盖的侧部；并且 利用一种形成层的前体的等离子体增强化学气相沉积来在该制品的未掩盖的侧部上选择性地沉积至少一个层。致圆柱形的制品.注射器柱塞
95.根据权利要求94所述的发明，其中该大致圆柱形的制品是一个注射器柱塞。
96.根据权利要求94或95所述的发明，其中该大致圆柱形的制品是一个注射器活塞。.包括圆柱形制品的组件.1.注射器柱塞和推杆
97.根据前述权利要求94-96中任一项所述的大致圆柱形的制品与推杆的组件。.1.a在工艺中组装的推杆
98.根据前述权利要求94-97中任一项所述的发明，其中在沉积该至少一个层时该柱塞被固定到推杆上。.2.注射器柱塞和筒
99.根据前述权利要求94-98中任一项所述的大致圆柱形的制品与注射器筒的组件，其中该大致圆柱形的制品被配置成用作在该筒内可滑动的柱塞。
100.根据前述权利要求94-99中任一项所述的大致圆柱形的制品与注射器筒和推杆的组件，其中该大致圆柱形的制品被配置成用作在该筒内可滑动的柱塞。
101.根据前述权利要求94-100中任一项所述的大致圆柱形的制品与注射器筒、推杆和端盖的组件，其中该大致圆柱形的制品被配置成用作在该筒内可滑动的柱塞。
102.根据前述权利要求94-101中任一项所述的大致圆柱形的制品与注射器筒、推杆和皮下注射针头的组件，其中该大致圆柱形的制品被配置成用作在该筒内可滑动的柱塞。
103.根据前述权利要求94-102中任一项所述的大致圆柱形的制品与注射器筒、推杆、皮下注射针头和针头护套的组件，其中该大致圆柱形的制品被配置成用作在该筒内可滑动的柱塞。
104.根据前述权利要求94-103中任一项所述的发明，其中该注射器筒具有经PECVD处理的内部部分。.大致圆柱形的制品的形状.1.平坦的端部
105.根据前述权利要求94-104中任一项所述的发明，其中该端部通常是平坦的。.2.波状的端部
106.根据前述权利要求94-105中任一项所述的发明，其中该端部是波状的。.3.光滑的端部
107.根据前述权利要求94-106中任一项所述的发明，其中该端部具有光滑的表面光洁度。.1.圆柱形的侧部
108.根据前述权利要求94-107中任一项所述的发明，其中该侧部是大致圆柱形的。.2.波状的侧部
109.根据前述权利要求94-108中任一项所述的发明，其中该侧部是波状的。.3.光滑的侧部
110.根据前述权利要求94-109中任一项所述的发明，其中该侧部具有光滑的表面光洁度。
I1.掩模 I1.A.与端部相同的形状
111.根据前述权利要求94-110中任一项所述的发明，其中该掩模具有被配置成用于与该大致圆柱形的制品的端部相配合的一个部分。
112.根据前述权利要求94-111中任一项所述的发明，其中该掩模和该大致圆柱形的制品具有基本上相同的配合部分。
I1.B.掩模阵列
113.根据前述权利要求94-112中任一项所述的发明，其中该夹持器具有多个开口的一种图案，以用于接收至少一个层的多个大致圆柱形的制品，并且该掩模进一步包括连接在一起形成模板的多个掩模，该模板具有与该夹持器中的这些开口对应的掩模。
114.根据前述权利要求94-113中任一项所述的发明，其中该掩模包括具有多个井的表面，这些井被配置成用于接收和掩盖至少一个层的多个大致圆柱形的制品。
IV.从夹持器或掩模中移除制品
115.根据前述权利要求94-114中任一项所述的发明，其中该大致圆柱形的制品在该沉积层步骤的过程中被固定到推杆上。
116.根据前述权利要求94-115中任一项所述的发明，其中该大致圆柱形的制品在该沉积层步骤的过程中被固定到推杆上并被支撑在夹持器上、并且通过操作该推杆而从该夹持器中移除。
117.根据前述权利要求94-116中任一项所述的发明，其中该大致圆柱形的制品在该沉积层步骤的过程中被固定到推杆上并被支撑在该掩模上、并且通过操作该推杆而从该掩模中移除。
V.层的性质 V.A.浸出阻隔层
118.根据前述权利要求94-117中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括一个阻隔层以减少材料穿过该涂覆的侧部从该大致圆柱形的制品中浸出。
119.根据前述权利要求94-118中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括一个阻隔层以减少材料穿过该涂覆的侧部而浸出到该大致圆柱形的制品中。
V.B.润滑层
120.根据前述权利要求94-119中任一项所述的发明，其中该侧部上的至少一个层是润滑层。
V.F.多功能
121.根据前述权利要求94-120中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括浸出阻隔层和润滑层。
V.G层的范围
122.根据前述权利要求94-121中任一项所述的发明，其中该大致圆柱形的制品的侧部的不到全部是被涂覆的。
123.根据前述权利要求94-122中任一项所述的发明，其中该大致圆柱形的制品的中央侧部是被涂覆的，并且该大致圆柱形的制品的外周侧部保持未被涂覆。
124.根据前述权利要求94-123中任一项所述的发明，其中该大致圆柱形的制品的外周端部是被涂覆的。
125.根据前述权利要求94-123中任一项所述的发明，其中该大致圆柱形的制品的中央端部保持未被涂覆。
V1.附加处理步骤 V1.A.真空预处理`
126.根据前述权利要求94-125中任一项所述的发明，其中，在沉积一个层之前，将该大致圆柱形的制品的侧部暴露于局部真空中以便从该大致圆柱形的制品中抽出可移位的流体材料。
V1.B.附加沉积层步骤
127.根据前述权利要求94-126中任一项所述的发明，其中，沉积了多个层。
128.根据前述权利要求94-127中任一项所述的发明，其中沉积具有一种组成和特性的第一层，其后沉积具有不同的组成、不同的特性或这两者的第二层。
129.根据前述权利要求94-128中任一项所述的发明，其中沉积具有一种组成和特性的第一层，其后沉积具有相同的组成和特性的第二层。
公共的权利要求 VI1.层的性质 VI1.A.润滑层
130.根据前述权利要求47-129中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括厚度小于IOOOnm的、利用等离子体增强化学气相沉积所施加的润滑层或层。
131.根据权利要求130所述的发明，其中该润滑层包括: SiwOxCy或SiwNxCy的层，其中w是1，X在此化学式中是从约0.5至2.4，且y是从约0.6至约3;以及 以有效量覆盖该润滑层的表面处理，该有效量是用于降低该润滑层、热塑性基底材料，或两者浸出到内腔中； 其中该润滑层和表面处理是以相对量构成和存在的，该相对量是有效地提供低于在没有该润滑层和表面处理情况下所需的相应力的一个启动力、滑动力，或两者。
132.根据权利要求130或131所述的发明，其中该润滑层是使用以下材料和条件由PECVD工艺所产生的: 有机硅前体，该有机硅前体为直链硅氧烷、直链硅氮烷、单环硅氧烷、单环硅氮烷、多环硅氧烷、多环硅氮烷、聚倍半硅氧烷、聚倍半硅氮烷、杂氮硅三环、硅杂长杂氮硅三环、硅杂开杂氮三环、氮杂杂氮硅三环、氮杂硅杂长杂氮硅三环、氮杂硅杂开杂氮三环，或这些中的两种或更多种的任何组合， 氧气， 载气，以及 足够的等离子体生成输入功率以用于诱导层的形成， 这些材料和条件将该大致圆柱形的制品的滑动力或启动力相对于未涂覆的注射器筒而言有效地减小了至少25%。
133.根据前述权利要求130-132中任一项所述的发明，其中该润滑层是通过采用具有以下标准体积比的气态反应物或工艺气体而形成的: 从I至6标准体积的该前体， 从5至100标准体积的载气，以及 从0.1至2标准体积的氧化剂。
134.根据前述权利要求130-133中任一项所述的发明，进一步包括采用具有从2至4标准体积的该前体的一种气态反应物或工艺气体。
135.根据前述权利要求130-133中任一项所述的发明，进一步包括采用具有从10至70标准体积的载气的一种气态反应物或工艺气体。
136.根据前述权利要求130-135中任一项所述的发明，进一步包括采用具有从0.5至1.5标准体积的氧化剂的一种气态反应物或工艺气体。
137.根据前述权利要求130-136中任一项所述的发明，进一步包括采用具有从0.8至1.2标准体积的氧化剂的一种气态反应物或工艺气体。
138.根据前述权利要求130-137中任一项所述的发明，其中该有机硅化合物包括六甲基二硅氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷；SST-EM01聚(甲基倍半硅氧烷)，其中每个R是甲基；SST-3MH1.1聚(甲基-氢化倍半硅氧烷)，其中90%的R基团是甲基并且10%是氢原子；或这些中的两种或更多种的任何组合。
139.根据前述权利要求130-138中任一项所述的发明，其中该有机硅化合物包括八甲基环四硅氧烷(OMCTS)。
140.根据前述权利要求130-139中任一项所述的发明，其中该有机硅化合物包括六甲基二硅氧烷。
141.根据前述权利要求130-140中任一项所述的发明，在有机硅前体的流量等于或小于6sccm、任选地等于或小于2.5sccm、任选地等于或小于1.5sccm、任选地等于或小于1.25sccm的情况下采用PECVD。
142.根据前述权利要求130-141中任一项所述的发明，其中使该前体与等离子体相接触，该等离子体是通过使用以从I至22瓦特的电功率供电的电极来激发该前体的附近区域而形成的。
143.根据前述权利要求130-142中任一项所述的发明，其中使该前体与等离子体相接触，该等离子体是通过使用以相对于等离子体体积而言小于10W/ml的电功率供电的电极来激发该前体的附近区域而形成的。
144.根据前述权利要求130-143中任一项所述的发明，其中使该前体与等离子体相接触，该等离子体是通过使用以相对于等离子体体积而言从5W/ml到0.1ff/ml的电功率供电的电极来激发该前体的附近区域而形成的。
145.根据前述权利要求130-144中任一项所述的发明，其中使该前体与等离子体相接触，该等离子体是通过使用以相对于等离子体体积而言从4W/ml到0.1ff/ml的电功率供电的电极来激发该前体的附近区域而形成的。
146.根据前述权利要求130-145中任一项所述的发明，其中使该前体与等离子体相接触，该等离子体是通过使用以相对于等离子体体积而言从2W/ml到0.2ff/ml的电功率供电的电极来激发该前体的附近区域而形成的。
147.根据前述权利要求130-146中任一项所述的发明，其中该等离子体是通过使用电磁能来激发该反应混合物而形成的。
148.根据前述权利要求130-147中任一项所述的发明，其中该等离子体是通过使用包含微波能的能量来激发该反应混合物而形成的。
VI1.B.疏水层
149.根据前述权利要求47-148中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括疏水层，且该层的疏水特性是通过设定在该气态反应物中02与有机硅前体的比率、和/或通过设定用于产生等离子体的电功率来设定的。
150.根据权利要求149所述的发明，其中该层具有比未涂覆的表面更低的润湿张力。
151.根据权利要求149或150所述的发明，其中该层具有的润湿张力是从20至72达因/厘米。
152.根据前述权利要求149-151中任一项所述的发明，其中该层具有的润湿张力是从30至60达因/厘米。
153.根据前述权利要求149-152中任一项所述的发明，其中该层具有的润湿张力是从30至40达因/厘米。
154.根据前述权利要求149-153中任一项所述的发明，其中该层具有的润湿张力为34达因/厘米。
155.根据前述权利要求149-154中任一项所述的发明，其中该层是比未涂覆的表面更加疏水的。
VI1.C.阻隔层
156.根据前述权利要求47-155中任一项所述的发明，其中该至少一个层包括阻隔层，该阻隔层包括: SiOx内层，其中X是从1.5至2.9，该内层为从5至200nm厚、具有一个朝向内腔的内表面和一个外表面； 分隔层，该阻隔层为从IOOnm至3mm厚、具有一个内表面和一个外表面,该内表面朝向该SiOx内层；以及SiOx外层，其中X是从1.5至2.9，该外层为从5至200nm厚、具有一个朝向该分隔层的内表面和一个外表面。
157.根据权利要求156所述的发明，其中该SiOx外层是由有机硅化合物前体制成的，该有机硅化合物前体包括:直链硅氧烷、直链硅氮烷、单环硅氧烷、单环硅氮烷、多环硅氧烷、多环硅氮烷、聚倍半硅氧烷、聚倍半硅氮烷、杂氮硅三环、硅杂长杂氮硅三环、硅杂开杂氮三环、氮杂杂氮硅三环、氮杂硅杂长杂氮硅三环、氮杂硅杂开杂氮三环，或这些中的两种或更多种的任何组合。
158.根据权利要求156或157所述的发明，其中该有机娃化合物包括:六甲基二娃氧烷、八甲基三硅氧烷、十甲基四硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷、十二甲基环六硅氧烷；SST-EM01聚(甲基倍半硅氧烷)，其中每个R是甲基；SST-3MH1.1聚(甲基-氢化倍半硅氧烷)，其中90%的R基团是甲基并且10%是氢原子；或这些中的两种或更多种的任何组合。
159.根据权利要求156或157所述的发明，其中该分隔层是由有机硅前体制成的，该有机硅前体包括:直链硅氧烷、直链硅氮烷、单环硅氧烷、单环硅氮烷、多环硅氧烷、多环硅氮烷、聚倍半硅氧烷、聚倍半硅氮烷、杂氮硅三环、硅杂长杂氮硅三环、硅杂开杂氮三环、氮杂杂氮硅三环、氮杂硅杂长杂氮硅三环、氮杂硅杂开杂氮三环、或这些中的两种或更多种的任何组合。
160.根据前述权利要求156-159中任一项所述的发明，其中该有机硅前体包括八甲基环四硅氧烷(OMCTS)。
161.根据前述权利要求156-160中任一项所述的发明,其中该有机娃化合物基本上由八甲基环四硅氧烷(OMCTS)组成。
162.根据前述权利要求156-161中任一项所述的发明，其中该有机硅前体包括六甲基二硅氧烷。`
163.根据前述权利要求156-62中任一项所述的发明，其中该分隔层是在氧化性气体:前体的体积流量比(sccm)为从4:1至8:1的情况下施加的。
164.根据前述权利要求156-162中任一项所述的发明，其中该分隔层是由包含有机硅前体和氧化性气体的反应混合物的射频(RF)PECVD形成的，其中RF功率水平是从10至50瓦特、优选从20至40瓦特、优选从25至35瓦特。
165.根据前述权利要求156-164中任一项所述的发明,其中该分隔层是由包含有机娃前体和氧化性气体的反应混合物的射频(RF)PECVD形成的，其中RF功率水平对于每毫升内腔空隙体积为从I至10瓦特、优选从2至7瓦特、优选从3至5瓦特。
166.根据前述权利要求156-165中任一项所述的发明，其中该分隔层是至少两个由PECVD施加的层的复合物。
167.根据前述权利要求156-166中任一项所述的发明，其中该分隔层是至少10个由PECVD施加的层的复合物。
168.根据前述权利要求156-167中任一项所述的发明，其中该分隔层是至少20个由PECVD施加的层的复合物。
169.根据前述权利要求156-168中任一项所述的发明，其中该分隔层是至少35个由PECVD施加的层的复合物。
全文摘要
本发明披露了一种用于具有零脱模或低脱模角的固体制品如注射器的模制方法。该方法包括加热一个低脱模角模具来使其膨胀、然后对该部件进行注射模制，然后冷却该低脱模角模具元件的至少一部分以便使该低脱模角元件的至少一部分充分热收缩而离开该固体的低脱模角成形的表面，从而将该低脱模角元件从低脱模角成形的表面上释放。本发明还披露了通过这种方法形成的注射器和其他制品，这些注射器和其他制品具有0至0.5度、任选地至少基本上为零度的内部脱模角度。注射器柱塞可以选择性地涂覆有润滑涂层和其他功能性涂层，以提高注射器的性能。
文档编号B29C45/26GK103118852SQ201180034947
公开日2013年5月22日 申请日期2011年7月15日 优先权日2010年7月16日
发明者J·T·菲尔特斯, J-P·吉罗, T·菲斯克, R·艾布拉姆斯, J·弗格森, J·弗里德曼, R·潘伯恩, P·萨格纳, B·拉比纳, H·皮绍 申请人:Sio2医药产品公司