注射模制工艺及用其生产的产品制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】注射模制工艺及用其生产的产品专利技术
本专利技术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。本专利技术的另一个方面涉及根据此模制方法生产的产品。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（draftangle），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2010/0298738A1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/或柱塞壁外径的增加，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。概述本专利技术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（lowdraftelement）。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。本专利技术的另一个方面是通过上述方法制成的注射器组件。本专利技术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0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。本专利技术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，本文档来自技高网...

【技术保护点】
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）。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.16 US 61/365,277;2010.11.12 US 61/413,3291.一种用于模制具有筒体的固体制品的方法，其中所述固体制品是筒，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的一个基本刚性的表面和一个基本刚性的内芯，该空腔和该内芯在其之间限定了一个模制空间，该空腔和该内芯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来移除模制制品，该内芯中的至少一部分是低脱模角元件，该低脱模角元件具有相对于分模轴线(X)为大于0.0度但小于0.5度的脱模角度(θ)；将该低脱模角元件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注射到该模制空间中；抵靠该低脱模角元件来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；至少固化该低脱模角成形的表面以提供一个固体的低脱模角成形的表面；将该低脱模角元件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，以在所述低脱模角元件与低脱模角成形的表面之间产生间隙，从而将该低脱模角元件从该固体的低脱模...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·T·菲尔特斯，JP·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(专利权)人：SIO二医药产品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US