用于容器的含氟聚合物阻隔材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有阻隔層的容器。該容器可由熱塑性材料制成，而阻隔件可抑制材料從熱塑性材料浸出或通過熱塑性材料從藥物提取出混合物。還描述了允許將薄阻隔層模制成容器襯里并形成具有阻隔襯里的熱塑性容器的過程。
【專利說明】用于容器的含氟聚合物阻隔材料
[0001]相關(guān)申請
[0002]本申請是2010年10月29日提交的美國專利申請第12/915，850號的部分繼續(xù)申請，而該部分繼續(xù)申請要求了 2009年10月29日提交的美國臨時專利申請第61/256，156號的權(quán)益，該申請在此特別是以參見的方式納入本文。
[0003]發(fā)明的【背景技術(shù)】
[0004]用于輸送藥物的注射器主要由針筒和塞子構(gòu)成。該塞子可滑動地裝入注射器針筒內(nèi)，并可具有固定到該塞子的塞子桿，用以致動注射器并輸送藥物。塞子大致由涂覆有硅油的彈性體構(gòu)成。涂覆硅油以減少塞子與針筒之間的滑動摩擦，并改善它們之間的密封。在給送一定劑量時，油允許便于滑動，這可確保能給送全劑量。在針和所謂的自動注射式注射器的情況下，特別關(guān)注部分計量。在這種情況下，油對于防止裝置卡塞也是關(guān)鍵性的，而裝置卡塞會在注射部位造成損傷。由硅油提供的改善的密封還可確保沒有像細菌之類的外部污染物進入注射器。
[0005]近來發(fā)展了一種支持預(yù)填充式注射器的趨勢，這些預(yù)填充的注射器起到儲存和輸送藥物的作用。這種預(yù)填充的注射器可向醫(yī)藥行業(yè)提供成本節(jié)省，并可提高藥物輸送的安全性、方便性和效率。生物藥物是重要類別的藥物，它會加大對預(yù)填充式注射器和相關(guān)裝置(針、自動注射器等)的使用。這種生物藥物可包括胰島素、疫苗、抗體、血液產(chǎn)品、激素、細胞因子等。隨著更多的藥物并且特別是生物藥物采用預(yù)裝填式注射器以及類似裝置來輸送，對傳統(tǒng)注射器技術(shù)的挑戰(zhàn)是顯而易見的。
[0006]當(dāng)用作預(yù)裝填式注射器時，對傳統(tǒng)注射器結(jié)構(gòu)的多個方面均提出了挑戰(zhàn)。硅油的使用是需要關(guān)心的，因為硅油會使藥物降解，且少量的硅油會與藥物一起被注射。油對于生物藥物也是特別需要關(guān)心的，因為它會造成某些蛋白質(zhì)聚集。
[0007]預(yù)裝填式注射器引起的另一個問題是塞子的彈性體可能包含可浸出和可提取的污染物。這些污染物還會在長期儲存于注射器內(nèi)時污染藥物。一旦被注射，來自塞子的痕量殘留單體或者塑化劑或者其它雜質(zhì)會對治療劑造成不利的影響或者會對患者造成不利的影響。
[0008]在影響預(yù)裝填式注射器裝置和類似裝置以及它們的構(gòu)件的許多其它考慮因素中包括:殺菌需求、長達數(shù)年的運輸和儲存的穩(wěn)定性、光學(xué)透明度、結(jié)合到現(xiàn)有填充設(shè)備的需求(包括對于塞子的清潔以及插入到注射器針筒內(nèi)的耐久性要求)、注射器所有構(gòu)件中的可浸出物和可提取物、從內(nèi)含物填充到給藥保持無菌的需求，以及最終的用戶偏好與符合人體工程學(xué)的考慮。鑒于各種考慮因素，預(yù)裝填式注射器市場使用玻璃針筒和塑料針筒。
[0009]前述考慮以相似方式適用于其它容器、特別是適用于藥物的容器。例如，剛性端蓋和其它容器閉合件以及注射器針筒可受益于阻隔材料。在一些這種應(yīng)用中，改善的阻隔材料可用作包含于容器內(nèi)的產(chǎn)品與環(huán)境之間的阻隔件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為用于制備大多數(shù)阻隔膜預(yù)制件的熱成形設(shè)備的示意圖。[0011]圖2示出了用于前述熱成形設(shè)備的4腔模具。
[0012]圖3是用于壓縮模制的壓力機中進行層疊的代表性視圖。
[0013]圖4是在示例7中用于制成塞子的空腔的視圖。
[0014]圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的注射器塞子的剖視圖。
[0015]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的注射器塞子的剖視圖。
[0016]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的注射器塞子的剖視圖。
[0017]圖8示出本發(fā)明的柱塞的塞子的實施例的剖視圖。
[0018]圖9示出本發(fā)明的柱塞的塞子的實施例的剖視圖。
[0019]圖10示出本發(fā)明的柱塞的塞子的實施例的剖視圖。
[0020]圖11示出本發(fā)明的柱塞的塞子的實施例的剖視圖。
[0021]圖12示出本發(fā)明的柱塞的塞子的實施例的剖視圖。
[0022]圖13示出本發(fā)明的柱塞的塞子的實施例的剖視圖。
[0023]圖14是用于評估塞子的阻隔特性的試驗設(shè)備的示意圖。
[0024]圖15是在排氣管 安裝試驗中確定塞子耐久性的試驗設(shè)備的示意圖。
[0025]圖16是示出本發(fā)明的實施例的截面的SEM圖像。
[0026]圖17a和b是本發(fā)明的容器的實施例的示意圖。
[0027]圖18a和18b分別示出具有阻隔層的小瓶塞子的剖視圖和俯視圖。
【具體實施方式】
[0028]本發(fā)明提供了一種注射器塞子，該塞子適用于不帶硅油或者其它液體潤滑劑的注射器。一方面，本發(fā)明提供一種彈性體塞子材料與注射器內(nèi)的治療劑之間的低摩擦阻隔件。阻隔件可以抑制材料從彈性體材料浸出或者通過彈性體從藥物提取化合物還描述了一種便于模制薄阻隔層、同時使其與彈性體充分粘合的方法。
[0029]另一方面，本發(fā)明的阻隔材料還可用于非彈性體材料上，諸如是塑料(聚丙烯、聚碳酸酯、聚乙烯等)、熱塑性材料、特別是含氟塑料材料，諸如是EFEP、PVDF, PFA等。
[0030]在某些實施例中，本發(fā)明可使用包括膨脹型含氟聚合物膜以及特別是膨脹型聚四氟乙烯膜在內(nèi)的阻隔膜?；谂蛎浶蚉TFE的阻隔膜能向可提取物和可浸出物提供薄又牢的阻隔層。膨脹型含氟聚合物結(jié)構(gòu)的極佳強度允許這些材料形成薄阻隔件，這些阻隔件在成形過程以及將塞子安裝到注射器本體內(nèi)過程中保持完整。
[0031]與阻隔材料組合使用至少部分多孔和有利地纖維化材料(諸如ePTFE)可提供許多優(yōu)點。一方面，使用這種部分多孔材料可提供支架，該支架使得能制成薄又牢的阻隔層，并且增強彈性體與阻隔件之間的粘合。阻隔件柔順性對于保持塞子與針筒之間的密封是至關(guān)重要的；多孔材料還能使塞子的柔順性提高。減小的膜厚、撓曲柔順性或者一層或多層多孔材料的可壓縮性會使柔順性提高。因此，通過對注射器塞子外側(cè)提供至少部分多孔的阻隔件，可以改善塞子與注射器針筒之間的密封，同時使滑動力減到最小。
[0032]阻隔件可以是單層或者多層的構(gòu)造。如文中所述，可以從功能上描述各層。然而，下面的實施例的描述中各種層的功能性名稱可能無法描述任何給定層的所有潛在功能。因此，應(yīng)當(dāng)理解該功能性命名不是用來對任何層的性質(zhì)構(gòu)成限制。例如，阻隔層可以具有另外的性質(zhì)和功能，諸如提供低摩擦表面、增加粘合強度等。此外，在多層的實施例中，無論其是否稱為阻隔層或其它，每一層都可有助于減少可浸出以及可提取材料。
[0033]圖5所示為本發(fā)明的注射器塞子的第一實施例，該注射器塞子由彈性體主體10和含氟聚合物阻隔件20組成。該彈性體主體10可由任何適于應(yīng)用的彈性體組成，最值得注意的是橡膠結(jié)構(gòu)的丁基橡膠、溴化丁基橡膠、氯化丁基橡膠、硅橡膠、腈橡膠、丁苯橡膠、氯丁橡膠、乙烯丙烯二烯橡膠、含氟彈性體或者上述任何的摻混物。將阻隔件20的材料選擇成提供低摩擦系數(shù)、柔順性、低可提取物和可浸出物以及當(dāng)它們涉及來自彈性體主體的可提取物和可浸出物時提供良好阻隔性。
[0034]在一個實施例中，所述阻隔件(20)可以包含單層致密ePTFE。圖8示出本發(fā)明的注射器塞子，該注射器塞子由彈性主體10和阻隔層30構(gòu)成。彈性體主體包括可由前述的這些材料中的任何材料構(gòu)成。在此方面，阻隔膜可包含致密的膨脹型含氟聚合物，優(yōu)選為致密 ePTFEο
[0035]可用授予Kennedy等人的美國專利號7，521，010中所述的方式獲得致密ePTFE膜。然后，致密的膨脹型PTFE膜與彈性體結(jié)合，以構(gòu)造出注射器塞子。在此實施例中，使致密的ePTFE膜熱成形，以制成預(yù)制件。在充分高于結(jié)點融化的工藝溫度下完成熱成形，以保證熔體成形，同時保留阻隔特性和強度性能。高強度膨脹型膜允許形成極薄的阻隔膜?？芍瞥珊穸确秶鸀?.5微米至20微米的阻隔膜。這些膜較佳地小于30微米。膜可選地用化學(xué)蝕刻、等離子體處理、電暈、粗化等進行預(yù)處理或者后處理，以提高膜與彈性體主體的粘合。
[0036]熱成形的、致密的ePTFE預(yù)制件能通過在彈性體預(yù)制件周圍的注塑模制、壓縮模制、底漆與后層疊或者其它合適的手段與彈性體結(jié)合?？捎糜谛纬蓮椥泽w主體的彈性體的示例包括:硅橡膠、丁基橡膠、腈橡膠、聚氨酯橡膠、含氟彈性體、苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯彈性體、丁苯橡膠等。
[0037]在另一個實施例中，阻隔件20可包含具有阻隔層30和多孔層40的復(fù)合含氟聚合物膜。阻隔層30可由致密ePTF`E、PTFE、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚氟乙烯、全氟丙基乙烯基醚、全氟烷氧基聚合物等構(gòu)成。多孔層40可由ePTFE或者其它多孔膨脹型且有利地纖維化的含氟聚合物(例如，US6541589中教導(dǎo)的ePTFE)構(gòu)成。ePTFE層有利地可填充有有機或者無機材料，以提供顏色、潤滑性或者其它功能。
[0038]在另一個實施例中，通過將阻隔聚合物涂覆或者沉積到多孔膨脹型層上以形成復(fù)合膜來構(gòu)造阻隔件。該阻隔的一個示例是，在涂覆過程中，將諸如粉末狀PTFE的粒狀或者粉末狀含氟聚合物沉積到多孔ePTFE的表面上。ePTFE支承件應(yīng)構(gòu)造成熱穩(wěn)定到足以使沉積的含氟聚合物能進行熱處理，以形成阻隔件或者將沉積層粘合到多孔ePTFE支承件上。
[0039]在某些實施例中，彈性體材料可有利地滲透阻隔件的多孔結(jié)構(gòu)。圖6所示為根據(jù)一個實施例的塞子的剖視圖，該圖示出注射器針筒壁50、阻隔膜30、多孔層40以及彈性體主體10。具體來說，該圖示出彈性體材料部分滲透到多孔結(jié)構(gòu)40中的區(qū)域41。彈性體材料滲透到多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)可增強彈性體與阻隔件之間的粘合。
[0040]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的注射器塞子的另一個實施例的剖視圖，該實施例包括注射器針筒壁50、阻隔件20以及彈性體10。阻隔件由阻隔層32以及多孔層31組成。在該實施例中，阻隔層包括沉積到多孔層31上的涂層。該阻隔層包括以形成多孔層復(fù)合物部段99的方式至少部分浸透到多孔層31內(nèi)的聚合物。此多孔層復(fù)合物部段99可提高阻隔聚合物與多孔層的粘合。多孔復(fù)合物部段還可以對阻隔聚合物提供支承以賦予在形成過程和應(yīng)用中都是有益的強度、韌度、柔順性和穩(wěn)定性。
[0041]在一方面，阻隔層32可包括以允許使多孔層的某些部分暴露于表面上的方式涂覆的浸透的阻隔聚合物。在此方面，多孔層可被充分暴露以使暴露部分與注射器壁50接觸。在此方面，多孔聚合物有利地由ePTFE或者其它合適的潤滑的、膨脹型的多孔含氟聚合物組成。含氟聚合物的暴露部分可降低阻隔膜在壁上的摩擦系數(shù)。
[0042]在本發(fā)明的許多實施例中，在阻隔層表面與塞子的彈性體之間設(shè)置有多孔層。如圖9-13所示，本發(fā)明的塞子可有利地包括各種程度的滲透到多孔材料中的彈性體材料或者阻隔聚合物。圖9為塞子的剖視圖，該圖示出彈性體層(10)以及包括含氟聚合物阻隔層(30)和多孔ePTFE層(40)的復(fù)合層。在此實施例中，來自層(10)的彈性體材料基本上填充ePTFE層(40)的孔。 [0043]或者，如圖11所示，阻隔聚合物(30)可以基本上填充多孔結(jié)構(gòu)(40)。在另一方面，多孔材料(40)被阻隔聚合物(30)和彈性體(10)填充至基本相似的程度，從而如圖10所示在多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)留有很少的開孔。在另一方面，如圖12所示，阻隔聚合物和彈性體部分地填充多孔結(jié)構(gòu)，同時在阻隔聚合物與彈性體之間留下一些開孔。容易看出彈性體和/或阻隔含氟聚合物的滲透的其它變型，在圖13中示出一個這種變型。適當(dāng)?shù)乜紤]最終裝置的各種希望的特性，根據(jù)具體應(yīng)用的每種變型均具有優(yōu)點，例如降低摩擦、提高阻隔特性以及改善密封。阻隔聚合物或者彈性體的滲透程度可以通過任何已知手段來控制，但包括時間、溫度、壓力和多孔材料孔隙率方面的變化。在一方面，例如，多孔材料可具有隨深度變化的孔隙率。
[0044]在又一實施例中，阻隔件可包括致密ePTFE膜和粘合到阻隔層膜的多孔ePTFE薄層的復(fù)合物?？梢匀缡谟鐺ennedy等人的美國專利號7521010中所述獲得致密的ePTFE膜?？梢匀缡谟鐳olan等人的美國專利號6030694中所述的方式組合ePTFE/致密ePTFE復(fù)合物。
[0045]在此實施例中，復(fù)合阻隔件包括致密ePTFE膜層和多孔ePTFE層。多孔ePTFE層以通過熱成形保留其大部分的孔隙率的方式來構(gòu)造。該多孔ePTFE層還是充分柔順的，從而提高了對注射器針筒壁的密封性。為了實現(xiàn)這一點，在熱成形以及后壓縮模制彈性體之后，多孔層的至少一部分可保持充分開孔。這種開孔隙率允許可有助于塞子對表面的順應(yīng)性和密封的一定的可壓縮性。
[0046]致密ePTFE膜的厚度將適當(dāng)?shù)卣{(diào)整成適于厚度小于100微米、更佳地小于50微米、更佳地小于30微米的預(yù)熱成形件的應(yīng)用。此外，需要適當(dāng)?shù)卣{(diào)整復(fù)合膜的撓曲剛度，以保證柔順性和密封性，同時為此應(yīng)用保持足夠的強度。
[0047]ePTFE多孔層的厚度較佳地小于150微米。為了提高作為粘合層的性能，應(yīng)將ePTFE多孔層制成充分開孔，以在彈性體成形期間使彈性體至少部分地滲透到多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)(即，以及原纖維的結(jié)構(gòu)至少部分地滲透到節(jié)點或者原纖維的表面上)。
[0048]可以在適于使致密膜成形為塞子模具的陰模腔的形狀的溫度、速率以及壓力下使復(fù)合阻隔件熱成形，以構(gòu)造出阻隔件預(yù)制件。孔更多的ePTFE層可朝向模腔的內(nèi)側(cè)定向，同時致密的ePTFE阻隔層將朝向模具的外壁定向?？梢栽谶m于形成基于ePTFE的膜的溫度范圍內(nèi)完成熱成形，而不會使由致密ePTFE阻隔層提供的阻隔件斷裂或者以其它方式破壞。在適于成形而不會使阻隔層斷裂或者不會使多孔層明顯塌縮的壓力下，合適溫度的范圍可以為 330-400°C，更佳為 350-380°C。
[0049]可以通過諸如注塑模制或者壓縮模制類似丁基橡膠或者硅橡膠或者Vitonli的彈性體將熱成形的阻隔件預(yù)制件與本發(fā)明的彈性體注射器塞子結(jié)合成一體?？捎欣貙⒍嗫譭PTFE層制成為對于彈性體的注塑模制或者壓縮模制過程是穩(wěn)定的，從而保持其多孔結(jié)構(gòu)中的一些。多孔結(jié)構(gòu)可提高彈性體與阻隔件的粘合。這可使得用于可密封性的柔順性改善，因為多孔層提供一定的可壓縮性，以在低作用力下更好地進行密封。
[0050]在另一個實施例中，可以通過形成包含多孔ePTFE層和熱塑性阻隔層的薄致密復(fù)合物來制得阻隔件。在此方面，具有低摩擦系數(shù)表面的熱塑性材料是較佳的。由此，可應(yīng)用基于含氟聚合物的熱塑性材料，例如FEP、PFA、THV。根據(jù)此方面的阻隔件可以是通過Bacino的W094/13469中所教導(dǎo)的方法獲得FEP/ePTFE層疊物。可以在高于陰模腔中的FEP膜軟化溫度或者甚至高于FEP膜熔化溫度的工藝溫度下使阻隔件成形。
[0051]ePTFE和FEP的復(fù)合阻隔件可允許形成出奇地薄又牢的阻隔膜。在此實施例中，ePTFE層可以在成形過程中用作支承件，以提供薄的阻隔膜。多孔ePTFE層還可作為熱塑性層的增強物來保持如上所述的阻隔層的膜強度和完整性，當(dāng)允許ePTFE的一部分保留多孔且朝向模具的內(nèi)部定向時，ePTFE多孔層還可用作粘合層。
[0052]通過例如壓縮模制使復(fù)合膜與彈性體的隨后結(jié)合可通過彈性體部分滲透到多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)來允許粘附ePTFE的多孔部分?；蛘?，如果ePTFE/FEP復(fù)合阻隔件以不在復(fù)合膜中留下殘余孔隙的方式完全浸透，復(fù)合阻隔膜可以通過蝕刻或等離子體進行化學(xué)改性或者通過粗化進行物理改性，例如以允許粘合到彈性體。在另一方面，ePTFE多孔層可由多層ePTFE組成，每一層具有不同的 孔徑和結(jié)構(gòu)。此多層構(gòu)造可便于控制阻隔聚合物或者彈性體的浸透程度或者提供其它所希望的特性。
[0053]本發(fā)明一些實施例中的一個令人驚奇的元素是，膨脹型含氟聚合物層的多孔膜部分可通過熱成形以及后注塑模制或者壓縮模制彈性體來保持其結(jié)構(gòu)。這能夠?qū)崿F(xiàn)上述的一些優(yōu)點，包括改善的柔順性和密封性以及改善的阻隔膜與彈性體主體之間的粘合。
[0054]在另一實施例中，通過使用薄層粘合劑，例如像PFA的含氟聚合物熱塑性材料將ePTFE多孔層層疊到致密的ePTFE阻隔層上來制成復(fù)合阻隔件。在此實施例中，可通過復(fù)合阻隔件與彈性體層的結(jié)合來制成本發(fā)明的注射器塞子，因而，使熱塑性材料粘合致密的ePTFE阻隔層和多孔ePTFE層。在模制過程中，復(fù)合阻隔件的ePTFE多孔層粘合到彈性體，即塞子材料。
[0055]可以從多層多孔膨脹型含氟聚合物膜開始，并基本上致密所述多孔中的一層或多層來制成復(fù)合膜。在一方面，可以通過在模制過程或者插入注射器的過程中施加壓力來使多孔層致密化。
[0056]在另一方面，可以形成多孔膨脹型含氟聚合物膜，然后再被施加，以形成阻隔層。在一個實施例中，這可以通過選擇具有合適的變形特性的ePTFE膜來完成，所述ePTFE膜允許在相對較低溫度(小于200°C)下變形到模具中。該合適的ePTFE膜可以例如具有在變形溫度下顯示高伸長率或者低模量的拉伸性能?？梢酝ㄟ^各種手段使ePTFE膜成形到陰模腔中，這些手段包括通過使用氣壓、使用陽模成型或者允許ePTFE成形的其它合適方法。在注塑模制或者壓縮模制過程中，一種方法可用來形成這種ePTFE膜。這將提供ePTFE構(gòu)成注射器塞子的最外層的結(jié)構(gòu)?？梢赃m當(dāng)?shù)卣{(diào)整多孔結(jié)構(gòu)、厚度以及其它性能以使彈性體受控地滲透到膨脹型含氟聚合物層中。在一個實施例中，使彈性體可以滲過膨脹型含氟聚合物膜，從而形成膨脹型含氟聚合物膜和彈性體在外表面處的復(fù)合結(jié)構(gòu)。如果外表面是適當(dāng)密的和有節(jié)點的，外表面能顯著降低相對于彈性體本身的摩擦。一個較佳的實施例采用了前述方法中形成的塞子，所述方法包括在陰模中形成ePTFE膜，然后進行后層疊，使阻隔件浸透或者涂覆到ePTFE的最外表面上。在涂覆以及浸透過程中，ePTFE可用于控制阻隔件的厚度。
[0057]本實施例中的注射器塞子可以由復(fù)合阻隔件組成，該復(fù)合阻隔件由多層多孔層或多層阻隔層或者二者組成?？梢愿m當(dāng)?shù)卣{(diào)整這樣構(gòu)造的復(fù)合阻隔件的特性，以通過薄膜的特性來提供最佳的柔順性，同時提供在針筒上的低表面摩擦以及對可浸出物、可提取物和氣體滲透的足夠的阻隔性。
[0058]制成具有多孔外層的ePTFE注射器塞子以及形成阻隔層的另一種手段是借助壓力和溫度使ePTFE后致密化。
[0059]應(yīng)理解到可以對如本文所述的方法進行許多改變，而并不背離本發(fā)明。這些變型中的一些可包括但不限于如下:
[0060]本發(fā)明中的注射器塞子所使用的ePTFE含氟聚合物中的任一種可以用膨脹型含氟聚合物膜來制成，所述膨脹型含氟聚合物膜基于PTFEJt^ PTFE以及PTFE與TFE共聚物，例如，如US6541589以及美國專利公開2009/0093602中所述的樹脂。
[0061]還可以采用很多種不同的形成膜并將其附著到彈性主體上的方法，可以在不背離本發(fā)明的情況下使用這些方法。除了如上所述，可以在低溫下形成ePTFE膜。
[0062]另一方面，本發(fā)明提供了一種用于注射器的改進的端蓋。可以提供所述端蓋作為注射器針頭的保護性覆蓋物。因此，端蓋可向針的端部提供密封，以防止藥物污染。與注射器塞子一樣，希望使可浸出和可提取的組分減到最少的端蓋構(gòu)造。此外，必須能容易去除端蓋。端蓋與針之間的適度摩擦是`較佳的。因此，根據(jù)本發(fā)明的端蓋的構(gòu)造可類似于注射器塞子的構(gòu)造。然而，與塞子不同，在最后組裝時將阻斷層定位在與針相鄰的端蓋中。由于端蓋與塞子之間的問題類似，本文所述的關(guān)于塞子的每一個構(gòu)造都可適用于端蓋構(gòu)造。
[0063]在另一方面，本發(fā)明提供用于容器的內(nèi)阻隔層。容器可以由沒有阻隔特性的材料制成。將阻隔層加到容器內(nèi)表面可提高容器的阻隔特性。容器可由包括熱固性材料、熱塑性材料、金屬、陶瓷或玻璃在內(nèi)的任何材料制成。
[0064]容器可由多種材料制成。有利地，容器選自將與阻隔層形成粘合的材料。在一方面，容器有利地由熱塑性材料制成。由熱塑性材料制成的容器可與阻隔層分離地或同時形成。較佳地，將阻隔層預(yù)形成為接近于容器內(nèi)部的形狀。容器和預(yù)制件可一起放置于模具內(nèi)，并在適當(dāng)?shù)臒崃亢蛪毫ο滦纬蔀榫哂凶韪魧拥娜萜鞯淖罱K形狀。在這方面，阻隔層可在最終模制過程中與容器的熱塑性材料形成牢固粘合。
[0065]在另一方面，容器可以是熱固性材料。在最終模制阻隔件或阻隔復(fù)合預(yù)制件時可將熱固性材料注射到模具內(nèi)。在另一方面，可借助其它手段與預(yù)制件分離地形成或制成熱固性材料。在這方面，熱固性材料的容器可起到模具的作用，而阻隔層或復(fù)合阻隔層可模制到熱固性材料。
[0066]阻隔層可選自文中所述的許多組合。在一方面，阻隔件是諸如ePTFE的致密膨脹型含氟聚合物的復(fù)合物。致密膨脹型含氟聚合物可包括ePTFE的共聚物。致密膨脹型含氟聚合物可與諸如FEP或EFEP的熱塑性材料組合，以形成阻隔復(fù)合物。
[0067]在模制過程中，可將附加層加到阻隔層或復(fù)合阻隔層上以構(gòu)造容器或改善將阻隔件或阻隔復(fù)合物粘合到容器。例如，可加入熱塑性層以改善粘合到熱塑性容器。在一個實施例中，可將PVDF片加到模制過程。PVDF層可將一定剛度加到熱塑性容器。在一些實施例中，相對較厚的熱塑性膜可形成于模具內(nèi)以制成容器。在另一實施例中，可在熱塑性層之間加入多孔ePTFE膜以改善它們之間的粘合。
[0068]本發(fā)明的阻隔件和復(fù)合阻隔件具有獨特高的深寬比的形狀。本領(lǐng)域中已知反映模制部件的縱橫比的各種測量值。在這些測量值中有拉伸比的若干常見表達，包括面積拉伸比、線性拉伸比和高度與直徑之比。
[0069]這些測量值中的每個應(yīng)理解為反映在簡單形狀的模制過程中對熱塑性材料所作的功。從這種測量值能推斷出在模制過程中保持阻斷件完整性的相對難度。盡管這種測量值是有用的，但它們對表現(xiàn)復(fù)雜形狀以及完全考慮到在模制這種形狀時阻隔特性的破壞和變?nèi)醯哪芰τ邢蕖?br> [0070]為了更好地考慮到復(fù)雜模制的形狀，可采用形狀因子。如文中所用，形狀因子是阻隔件的邊緣的主直徑與阻隔件的橫截面周長的最大長度之比。阻隔件的邊緣定義為阻隔件的內(nèi)表面與阻隔件的外表面的相交部。例如，對于注射器塞子來說，阻隔件可呈大致凸形。阻隔件的內(nèi)表面朝向玻璃注射器針筒定向，而外表面朝向塞子的彈性體材料定向。阻隔件邊緣是在內(nèi)表面與外表面的相交部處的圓形區(qū)域。因此，示例性注射器的主直徑是在塞子端部處由阻隔件限定的圓的直徑。主直徑還可理解為考慮到了不規(guī)則形狀的阻隔件。主直徑被認為是與阻隔件邊緣大致共面的最大圓的直徑，該最大圓將與邊緣上的某些點接觸。最大橫截面長度是在與主直徑垂直形成的阻隔件橫截面內(nèi)的阻隔件的最大周長。
[0071]在一些構(gòu)造中，可適宜地參照模具本身的測量值來確定形狀因子。在例如簡單的圓柱形陽和陰模具中，主直徑可以接近于模具直徑，而最大橫截面周長由模具尺寸來計算。
[0072]在其它實施例中，模制的阻隔件可呈更復(fù)雜的形狀。例如，當(dāng)考慮整個阻隔件時，模制的阻隔件可具有一般較小的縱橫比，但包括阻隔件或模具內(nèi)的呈高的形狀因子的特征。在這種實施例中，最大形狀因子最好參照具有形狀因子的特定特征來計算。在這種情形下，主直徑可被認為是該特征的主直徑，橫截面長度是參照該特征而不是整個模制的阻隔件來確定的。例如，參照圖18，模制的阻隔件801與小瓶塞子803結(jié)合使用。小瓶塞子具有插入塞件部804和凸緣部802。在該示例中，阻隔件的主直徑可參照塞子的插入塞件部而不是凸緣部的較大直徑來確定。可在插入塞件部和凸緣部的相交部815處測量插入塞件部的主直徑。相似地，最大橫截面長度可忽略塞子的凸緣。參照圖18，最大橫截面計算為插件的各邊805a和805b的周長與插件807的端部的周長之和。凸緣部802的周長不包含在計算中。以此方式，可由形狀因子最適當(dāng)?shù)乜紤]到成形問題。針對若干示例的形狀因子以表格形式表示如下:
[0073]表1
[0074]
【權(quán)利要求】
1.一種模制物件,包括: a.支承件， b.與所述支承件相鄰的阻隔層，所述阻隔層包括: i.致密的膨脹型含氟聚合物層， ?.與所述致密的膨脹型含氟聚合物層相鄰的熱塑性層，以及 ii1.多孔膨脹型含氟聚合物層， 其中，所述阻隔層具有大于1.5的最大形狀因子。
2.如權(quán)利要求1所述的模制物件，其特征在于，所述模制物件具有大于3.0的最大形狀因子。
3.如權(quán)利要求1所述的模制物件，其特征在于，所述模制物件具有大于4.0的最大形狀因子。
4.一種模制物件,包括: a.支承件 b.與所述支承件相鄰的阻隔層，所述阻隔層包括致密的膨脹型含氟聚合物層、與所述致密的膨脹型含氟聚合物層相鄰的熱塑性層以及與所述熱塑性層相鄰的多孔膨脹型含氟聚合物層，所述阻隔層具有形狀，所述形狀限定: i.內(nèi)部空間和外部空間， ?.限定所述內(nèi)部空間和所述外部空間之間的邊界的邊緣，所述邊緣具有主直徑，以及 ii1.由所述阻隔層的橫截面限定的橫截面周長 其中，所述橫截面周長與所述主直徑之比大于1.5。
5.如權(quán)利要求4所述的模制物件，其特征在于，所述支承件包括熱塑性材料。
6.如權(quán)利要求4所述的模制物件，其特征在于，所述支承件包括熱固性材料。
7.如權(quán)利要求4所述的模制物件，其特征在于，所述支承件包括金屬。
8.如權(quán)利要求4所述的模制物件，其特征在于，所述支承件包括陶瓷。
9.如權(quán)利要求4所述的模制物件，其特征在于，所述支承件包括玻璃。
10.一種模制物件，包括: a.支承件 b.與所述支承件相鄰的阻隔層，所述阻隔層包括: i.致密的膨脹型含氟聚合物層， ?.熱塑性層， 其中，所述阻隔層具有大于1.5的最大形狀因子。
11.如權(quán)利要求10所述的模制物件，其特征在于，所述阻隔層具有大于3.0的最大形狀因子。
12.如權(quán)利要求10所述的模制物件，其特征在于，所述阻隔層具有大于4.0的最大形狀因子。
13.—種模制物件,包括: a.支承件 b.與所述支承件相鄰的阻隔層，所述阻隔層包括致密的膨脹型含氟聚合物層、與所述致密的膨脹型含氟聚合物層相鄰的熱塑性層，所述阻隔層具有形狀，所述形狀限定: . 1.內(nèi)部空間和外部空間， ?.限定所述內(nèi)部空間和所述外部空間之間的邊界的邊緣，所述邊緣具有主直徑，以及 ii1.由所述阻隔層的橫截面限定的橫截面周長 其中，所述橫截面周長與所述主直徑之比大于1.5。
14.如權(quán)利要求13所述的模制物件，其特征在于，所述橫截面周長與所述主直徑之比大于3.0。
15.如權(quán)利要求13所述的模制物件，其特征在于，所述橫截面周長與所述主直徑之比大于4.0。
16.如權(quán)利要求13所述的模制物件，其特征在于，所述支承件包括熱塑性材料。
17.如權(quán)利要求13所述的模制物件，其特征在于，所述支承件包括熱固性材料。
18.如權(quán)利要求13所述的模制物件，其特征在于，所述支承件包括金屬。
19.如權(quán)利要求13所述的模制件，其特征在于，所述支承件包括陶瓷。
20.如權(quán)利要求13所述的模制物件，其特征在于，所述支承件包括玻璃。
21.一種熱塑性容器，所述熱塑性容器包括: a.熱塑性本體，以及 b.阻隔層，所述阻隔層包括: 1.結(jié)合到所述熱塑性本體的第一 EFEP層， ?.結(jié)合到第一層的第二致密膨脹型`PTFE層。
22.—種制成具有阻隔層的熱塑性容器的方法，所述方法包括: a.提供EFEP層， b.提供致密膨脹型PTFE層 c.在高于結(jié)點融化的溫度下將所述致密膨脹型PTFE層層疊到所述EFEP層，以形成復(fù)合阻隔件， d.將所述復(fù)合阻隔件定位到模具上，以使所述致密膨脹型PTFE層面對所述模具， e.加熱所述模具和所述復(fù)合阻隔件， f.將所述復(fù)合阻隔件形成到所述模具，以產(chǎn)生預(yù)制件， g.提供腔模 h.用熱塑性材料至少部分地填充所述腔模， 1.將所述腔模和熱塑性材料加熱到熱塑性材料的熔點溫度以上， j.將預(yù)制件定位在所述腔模內(nèi)，以使所述EFEP層與所述模具內(nèi)的熱塑性材料接觸 k.形成熱塑性材料和阻隔復(fù)合物，以及 1.冷卻所述熱塑性材料和阻隔復(fù)合物。
23.一種熱塑性容器，所述熱塑性容器包括: a.熱塑性本體，以及 b.復(fù)合阻隔層，所述復(fù)合阻隔層包括: 1.第一致密膨脹型PTFE層， ?.與第一層相鄰的第二 FEP層， ii1.與第二層相鄰的第三多孔膨脹型PTFE層， 其中，所述阻隔復(fù)合物的第三層與所述熱塑性本體相鄰。
24.一種形成具有復(fù)合阻隔層的熱塑性容器的方法，所述方法包括如下步驟: a.提供第一致密膨脹型PTFE層， b.將包含F(xiàn)EP的第二層結(jié)合到第一層， c.將包含多孔膨脹型PTFE的第三層結(jié)合到第二層，其中，形成三層的復(fù)合阻隔件， d.將熱塑性材料與用于形成容器的模具相鄰定位， e.將三層復(fù)合阻隔件與用于形成容器的模具相鄰定位， f.加熱三層復(fù)合阻隔件和熱塑性材料，以及 g.將所述三層復(fù)合阻隔件和熱塑性材料形成到所述模具，以形成容器，其中，所述三層復(fù)合阻隔件結(jié)合到熱 塑性材料。
【文檔編號】A61M5/315GK103702701SQ201280036347
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月27日
【發(fā)明者】E·G·阿什米德, E·C·貢策爾, M·P·莫里茨 申請人:W.L.戈爾及同仁股份有限公司