[0002] 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。
[0003] 背景
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] 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。
[0007] 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。
[0008] 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。
[0009] 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。
[0010] 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。
[0011] 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。
[0012] 概述
[0013] 本发明的一个方面是一种用于模制固体制品的方法。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 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。
[0021] 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。
[0022] 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。
[0023] 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。
[0025] 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；
[0026] 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；
[0027] 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；
[0028] 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；
[0029] 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；
[0030] 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；
[0031] 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；
[0032] 图6是示出了图3-5的模制操作的释放阶段的截面图；
[0033] 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；
[0034] 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；
[0035] 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；
[0036] 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；
[0037] 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；
[0038] 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；
[0039] 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；
[0040] 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；
[0041] 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；
[0042] 图15是示出了图12-14的模制操作的释放阶段的截面图；
[0043] 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；
[0044] 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；
[0045] 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
[0046] 图19是准备用于剂量的给药的图18的注射器的截面图。
[0047] 图20是根据本发明的一个实施方案的注射器的侧视图。
[0048] 图21是图20的实施方案的纵向剖面；
[0049] 图22是图20的实施方案的局部剖面的分解透视图；
[0050] 图23是图20的实施方案的柱塞的透视图；
[0051] 图24是图20的实施方案的注射器筒的单独的后端立面图；
[0052] 图25是图20的实施方案的柱塞的类似于图24的视图；
[0053] 图26是根据现有技术的注射器的纵剖面；
[0054] 图27是用于在注射器柱塞上形成层的设备的纵剖面；
[0055] 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；
[0056] 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；
[0057] 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；
[0058] 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；
[0059] 图32是图6中所示的塞子的放大详图，示出了其多个部分；
[0060] 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；
[0061] 图34示出了
真空血液收集管和闭合组件的透视图；
[0062] 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。
[0063] 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。
[0064] 参考号列表
[0065]
[0066]
[0067]
[0068]
[0069] 优选实施方案的详细描述
[0070] 在前面的描述中使用某些术语是为方便起见，并且无意进行限制。单词如“前”、“后”、“顶”和“底”用于在参考图中
指定方向。此术语包括如上具体提到的词语、它们的派生词、以及类似含义的词语。此外，词语“一个/一种（a/one）”被定义为包括一个或更多个所引用的项目，除非特别指出。短语“至少一个”后跟着两个或更多个项目的清单，如“A、B或C”，是指A、B或C中的任何单独一个、以及它们的任何组合。
[0071] 图2示出了模制的注射器110的一个例子。如图所示，注射器110包括具有大致圆柱形本体114的一个筒112，该本体限定了一个内部116以用于容纳可注射药物的。筒
接口118从筒112的顶部延伸以用于连接一个针头120。针头120包括接合了该筒接口118的一个针头接口122。卡圈128从筒112围绕该开口端126径向地向
外延伸，以便当使用注射器110注射药物时方便使用者抓握。柱塞124被可滑动地布置在筒114的内部116、并从其开口端126伸出。柱塞124包括一个圆柱形本体125、封闭了该圆柱形本体125的一端的一个底座127、以及在与底座127相反的一端处从该圆柱形本体125径向地向外延伸的一个卡圈129。
[0072] 本发明的一个方面是针对一种用于模制一个在其内表面上基本上或完全不具有脱模角度的产品的方法，该产品是例如注射器筒112。图3-6示出了用于模制图2的注射器筒112的模制操作的一个实施方案。首先参照图3，示出了根据本发明的模具130。如图所示，模具130包括下模板132、上模板134和内芯136。下模板132限定了一个模制空腔138，该模制空腔的形状被确定为用于限定该圆柱形本体114和筒接口118的外表面。内芯
136尺寸和形状被确定成用于匹配在模制空腔138内、并限定了圆柱形本体114和筒接口
118的内表面。上模板134位于下模板132上面、并包括一个接收该内芯136的开口140。
上模板134的开口140周围的环形凹槽142的形状被确定成用于限定该卡圈128。如图所示，下模板132、上模板134和内芯136当以图3中所示的构型被组装时，共同限定了在其之间的一个用于接收模制材料146的模制空间144。模制空间144基本上具备有待用模具
130来生产的所希望的注射器筒112的形状。
[0073] 仍参照图3，示出了根据本发明的模制操作的第一阶段。组装该下模板132、上模板134和内芯136来限定处于所希望的注射器筒112形状的模制空间144。内芯136、以及任选的下模板132和上模板134在将模制材料146引入到模制空间144中之前被加热。可以最小化将内芯136以及任选的下模板132和上模板134加热的时间，以减少
能源成本和在形成模具的这些部分的材料上的
应力，该应力可能会导致材料疲劳。在如图3所示的构型中，下模板132、上模板134和内芯136之间的仅有的实质性的间隙是限定了模制空间
144的那些间隙。内芯136、下模板132和上模板134可以各自通过本领域中已知的任何方式来加热。例如，这些元件可以使用加热线圈通过感应而加热，如在US2009/0239023中，将其通过引用结合在此，犹如完全阐述一样。
[0074] 内芯136的外表面148是在图3中的圆柱形。这样，外表面148是平行于模制空间144的中心轴线x的。因此，基本上不具有脱模角度来有利于内芯136的拔出。与此相反，用于注射器筒112的典型模具将具有略呈锥形的形状而不是圆柱形的，其中直径增加至接近该内芯136的顶部并向底部减小。图1A示出了一种典型的模制安排的放大细部，其中筒壁是相对于注射器筒112的中心轴线x以角度θ布置的。
[0075] 内芯136优选地至少部分是由具有选定的
热膨胀系数的一种或多种材料形成，以允许将成品注射器筒112弹出，而不需要大于零的脱模角度（θ），如下面详细描述的。
[0076] 图11示出了用于根据上述方法来模制一个注射器筒112的一个内芯136的一个实施方案。如图所示，内芯136包括外膨胀层160、传导层162、内层164和中央冷却通道166。外膨胀层160是由根据其热膨胀性能而选定的材料形成的。在一个实施方案中，外膨胀层160是由
钢形成的，如H13等级的工具钢。也可以使用不同的材料，这取决于外膨胀层
160的厚度、所需间隙150、和潜在材料的热膨胀系数。传导层162是相对于外膨胀层160位于内部、并且是由根据其传导性能选定的材料形成的。在一个实施方案中，传导层162是由
铜形成的。可以选择特定类型的铜或其他材料，这取决于传导层162的厚度、所需间隙150和潜在材料的传导性能。内层164位于传导层162的内部、并且可以由与外膨胀层160相同的材料形成或由能够承受内芯136的加热和冷却循环的其他材料形成。中央冷却通道166沿着内芯136的中央部分而位于内层164的内部。中央冷却通道166可以被配置成接收用于冷却该模制内芯的制冷剂。可以对该冷却通道采用本领域中已知的任何合适的构型，如由US5573787或US7303387所披露的，将这些通过引用结合在此，犹如完全阐述一样。
[0077] 内芯136的尺寸被确定成使得当被加热至选定的模制温度时，它膨胀至一个尺寸，其中其一个或多个外表面148具有圆柱形本体114的一个或多个内表面115以及注射器筒112的接口118的所需尺寸。
[0078] 在图4中，模制材料146已经引入模制空间144中。模制材料146优选是一种热塑性
聚合物材料，如环烯
烃共聚物（COC）、聚对苯二
甲酸乙二酯（PET）或聚丙烯（PP）。模制材料146被加热至高于其熔点并进行流动以完全填充该模制空间144。热量可以通过加热过的内芯136以及任选的加热过的下模板132和/或上模板134来提供。任选地，也可以使用额外热源。在使用COC或PP作为模制材料146的一个优选的实施方案中，内芯136的模制温度是介于160°C和210°C之间。下模板132和/或上模板134也可任选地被加热至这个温度。替代地，这些部分可以被加热至不同的温度。在一个实施方案中，选定内芯136和任选的下模板132和/或上模板134的模制温度来控制该模制材料146的流动。在另一个实施方案中，内芯136被加热至所需的最低温度，以消除它和上模板134以及下模板
132之间的任何间隙，从而最小化在模制操作过程中由于重复地加热和冷却所引起的材料疲劳。
[0079] 图5示出了模制操作的后续阶段。在此阶段中，将内芯136冷却。此冷却导致了内芯136的收缩，从而给予它一个小于该圆柱形本体114和上模板34的开口140的内径D2的外径D1，它们优选地是大致相等的（参见图5）。这进而在模具内芯136和圆柱形本体114的内表面115之间、以及在上模板134的开口140和内芯136之间产生了间隙150，如在图5A中详细示出的。内芯136优选地被至少冷却至一个导致充分收缩的温度，以便消除内芯
136和圆柱形本体114之间、或内芯136和上模板134的开口140之间的任何潜在干扰，从而允许注射器筒114从其拔出。在一个实施方案中，内芯136被充分冷却至产生10μm的间隙150的温度。在另一个实施方案中，内芯136被充分冷却至产生15μm的间隙150的温度。在其他实施方案中，内芯136可以被冷却至产生更大或更小间隙的温度，这取决于模具130的尺寸、模制材料146的类型、以及最终产品的几何形状等因素。任选地，下模板132和上模板134可与内芯136同时冷却。而且可任选地，内芯136和可能的下模板132和上模板134的冷却可以具有足够的程度，以使模制材料146冷却至其熔点或
玻璃化转变温度（Tg）以下。模制材料146优选地在拔出前被冷却至其玻璃化转变温度以下。在一个优选的实施方案中，整个内芯136以均匀的速率冷却，以促进模制材料146的均匀
凝固。同样地，上模板134和下模板132可以各自以均匀的速率冷却。在另一个优选的实施方案中，内芯
136、下模板132和上模板134全都以同一均匀的速率冷却。同样地，内芯134、下模板132和上模板136的任何组合、以及可能包括的任何附加模具部分，可以以均匀的速率冷却。在另一个实施方案中，利用任何模具部分的冷却速率来控制该模制材料146凝固的速率，以便赋予成品注射器筒112所期望的特性。
[0080] 图6示出了模制操作的拔出阶段。如图所示，使该模制材料146完全固化以限定该成品注射器筒112。内芯136通过沿方向D移动而容易地从圆柱形本体114的内部116拔出。同样地，上模板134通过沿方向D移动而与下模板132脱离，然后可以将筒112通过沿方向D移动而从下模板132的模制空腔138中拔出。在一个实施方案中，模制空腔138和上模板134的开口140具有脱模角度（θ），以允许注射器筒112从其中拔出。替代地，下模板132和/或上模板134可被形成为多个部件。图7示出了一个替代实施方案的拔出阶段（侧向拔出），其中下模板132和上模板134各自被形成为两个部件132A、132B，134A、134B。
[0081] 本发明的另一个方面是针对一种用于模制在其外表面上基本上不具有脱模角度的产品的方法，该产品是例如注射器柱塞124。图12-15示出了图2的注射器柱塞124的模制操作的实施方案。首先参照图12，示出了根据本发明的模具230。如图所示，模具230包括下模板232、上模板234和内芯236。下模板232限定了一个模制空腔238，该模制空腔的形状被确定成用于限定圆柱形本体125和底座127的外表面。内芯236的尺寸和形状被确定成用于匹配在模制空腔238内、并限定了圆柱形本体125和底座127的内表面。上模板234位于下模板232上面、并包括一个接收该内芯236的开口240。上模板234的开口240周围的环形凹槽242的形状被确定成用于限定该卡圈129。如图所示，下模板232、上模板
234和内芯236当以如图12所示的构型被组装时，共同限定了在其之间的用于接收一种模制材料246的模制空间244。模制空间244基本上具被有待使用模具230来生产的所希望的注射器柱塞124的形状。
[0082] 仍参照图12，示出了根据本发明的模制操作的第一阶段。组装该下模板232、上模板234和内芯236来限定处于所希望的注射器柱塞124形状的模制空间244。下模板232、以及任选的内芯236和上模板234在将模制材料246引入到模制空间244中之前被加热。可以最小化将下模板232和任选的内芯236和上模板234加热的时间，以便最小化能源成本和在形成模具的这些部分的材料上的应力，该应力可能会导致材料疲劳。在如图12所示的构型中，在下模板232、上模板234和内芯236之间的仅有的实质性间隙是限定该模制空间244的那些间隙。内芯236、下模板232和上模板234可以各自使用本领域中已知的任何方式来加热。例如，这些元件可以使用加热线圈通过感应而加热，如在US2009/0239023中，将其通过引用结合在此，犹如完全阐述一样。
[0083] 下模板232的内表面233是图12中的圆柱形。这样，内表面233是平行于该模制空间244的中心轴线x的。因此，基本上不具有角度来有助于该成品柱塞124从模制空间244中的拔出。与此相反，图2中所示类型的注射器柱塞的典型模具的一个类似下模板的内表面将具有略呈锥形的形状而不是圆柱形的，其中直径增加至接近下模板的顶部并向底部减小。图1B示出了一种典型的模制安排的放大细部，其中柱塞壁是相对于柱塞124的中心轴线x以一个角度 布置的。
[0084] 下模板232优选地至少部分是由具有选定的热膨胀系数的一种或多种材料形成的，以允许成品柱塞124拔出而不需要脱模角度，如下面详细描述的。例如，下模板232可以由钢形成或部分地由钢形成，如H13等级的工具钢。下模板232可进一步包括一种根据其传导性能而选定的材料，如铜。
[0085] 下模板232的尺寸被确定成使得当被加热至选定的模制温度时，它膨胀至一个尺寸，其中其一个或多个内表面233具有该圆柱形本体125的一个或多个外表面223的以及柱塞124的底座127的所需尺寸。
[0086] 在图13中，模制材料246已经引入模制空间244中。模制材料246优选是一种热塑性聚合物材料，如PP或COC。模制材料246被加热至高于其熔点并进行流动以完全填充该模制空间244。热量可以通过加热过的下模板232、以及任选地加热过的内芯236和/或上模板234来提供。任选地，也可以使用额外热源。在使用COC或PP作为模制材料146的一个优选的实施方案中，下模板232的模制温度是介于160°C和210°C之间。内芯236和/或上模板234也可任选地被加热至这个温度。替代地，这些部分可以被加热至不同的温度。在一个实施方案中，选定该下模板232和任选的内芯236和/或上模板234的模制温度来控
制模制材料246的流动。在另一个实施方案中，将下模板232加热至所需的最低温度，以消除它和上模板234之间的任何间隙，从而最小化在模制操作过程中由于重复地加热和冷却所引起的材料疲劳。
[0087] 图14示出了模制操作的后续阶段。在此阶段中，将下模板232冷却。此冷却导致了下模板232的收缩，从而给予它一个大于该圆柱形本体125的外径D4的内径D3。这进而在下模板232和圆柱形本体125的外表面123之间产生了间隙250，如在图14A中详细示出的。下模板232优选地被至少冷却至一个导致充分收缩的温度，以便消除下模板232和圆柱形本体125之间的任何潜在干扰，从而允许注射器柱塞124从模制空腔238中拔出。在一个实施方案中，下模板232被充分冷却至产生10μm的间隙250的温度。在另一个实施方案中，下模板232被充分冷却至产生15μm的间隙250的温度。在其他实施方案中，下模板232可以被冷却至产生更大或更小间隙的温度，这取决于模具230的尺寸、模制材料的类型、以及最终产品的几何形状等因素。任选地，内芯236和上模板234可以与下模板232同时冷却。而且可任选地，下模板232和可能的内芯236和上模板234的冷却可以具有足够的程度，以使该模制材料246冷却至其熔点或玻璃化转变温度以下。模制材料246优选地在拔出前被冷却至其玻璃化转变温度（Tg）以下。在一个优选的实施方案中，整个下模板
232以均匀的速率冷却，以促进模制材料246的均匀凝固。同样地，内芯236和上模板234可以各自以均匀的速率冷却。在另一个优选的实施方案中，内芯236、下模板232和上模板
234全都以同一均匀的速率冷却。同样地，内芯234、下模板232和上模板236的任何组合、以及可能包括的任何附加模具部分，可以以均匀的速率冷却。在另一个实施方案中，利用任何模具部分的冷却速率来控制该模制材料246凝固的速率，以便赋予成品注射器柱塞124所期望的特性。
[0088] 图15示出了模制操作的拔出阶段。如图所示，使该模制材料246完全固化以便限定成品注射器柱塞124。上模板234通过沿方向D移动而与下模板232脱离，并且柱塞124通过沿方向D移动而容易地从在下模板232中限定的模制空腔238中拔出。在一个实施方案中，上模板234的开口240具有脱模角度，以允许将其从柱塞的卡圈129上移除。替代地，上模板234可以被形成为多个部件，如在图7中用于模制该注射器筒112的这个上模板的实施方案中。
[0089] 本发明的另一个方面是针对一种用于模制一个在其外表面上局部地不具有脱模角度的产品的方法，该产品是例如注射器柱塞424。图16示出了这样一个实施方案中的模制操作的拔出阶段，类似于如图15所示的拔出阶段。如图所示，一个中模板437位于下模板432和上模板434之间。下模板432仅成形圆柱形柱塞本体425的下部、具有一个内表面433，该内表面平行于中心轴线x并且是由具有选定的热膨胀系数的材料形成的以便允许足够的收缩，而使得在其内表面433中脱模角度被最小化或不需要，以便拔出该成品柱塞424。中模板437不必要是由具有选定的热膨胀系数的材料形成。在如图16所示的实施方案中，中模板437被形成为两个部分437A、437B，以有利于从成品柱塞424上移除。替代地，中模板437可以包括脱模角度、或者以其他方式被配置，以便有利于移除。图16的实施方案具有的优点是最小化了使用具有选定的热膨胀系数的材料所形成的模制设备的相对比例并且因此降低了成本。在这方面，下模板432的尺寸可以任选地被最小化，从而将成本最小化。在一个实施方案中，下模板432被配置成一个可更换的部件，以便当该材料在模制过程中疲劳并且不能再膨胀和可靠地接触时被处理掉和更换。根据此实施方案，可以最小化该下模板432的尺寸，从而在更换下模板432时最大限度地降低成本。
[0090] 图17示出了按照本发明的注射器柱塞524的模制操作的另一个实施方案的拔出阶段，类似于如图15和16中所示的拔出阶段。如图所示，图17的柱塞524不同于上面描述的那些，因为它不包括卡圈。下模板532的配置与图16的下模板432相似并仅成形该圆柱形本体525的下部。下模板532的内表面533是平行于中心轴线x的、并且是由具有选定的热膨胀系数的材料形成的以便允许足够的收缩，而使得在其内表面533中脱模角度被最小化或是不需要的，以便拔出该成品柱塞524。图17的模制操作不同于图16之处在于中模板被省略，并且上模板534（在图16中被形成为一个单件）向下延伸至接触该下模板532的顶部，这样使得它代替了图16的实施方案的上模板和中模板。上模板534的内表面
535是相对于中心轴线x以一个脱模角度 定向的，这样使得柱塞524的本体525在向上的方向上向内变细。因此，上模板534可以通过沿方向D移动而从成品柱塞524上移除，如图
17所示。此实施方案还具有的优点是最小化了用具有选定的热膨胀系数的材料所形成的模制设备的相对比例、并且因此降低了成本。在这方面，下模板532的尺寸可以任选地被最小化，从而最大限度地降低成本。在一个实施方案中，下模板532被配置成一个可更换的部件，以便当材料在模制过程中疲劳并且不能再膨胀和可靠地接触时被处理掉和更换。根据此实施方案，可以最小化该下模板532的尺寸，从而在更换该下模板532时最大限度地降低成本。
[0091] 图16和17的柱塞424、524可以在所有其他方面被配置和生产为图12-15相同。
[0092] 本发明的另一个方面是针对一种使用一种或多种如上所述用于模制筒112和/或柱塞124、424、524的方法来生产注射器110的方法。在一个实施方案中，筒112和柱塞124、424、524各自是根据上述方法之一模制的、并被组装而生产注射器110，如在图2中所示。
[0093] 根据一个实施方案，将图3-7的筒112与图12-15的柱塞124进行组装来生产注射器。根据此实施方案，圆柱形筒本体114的内径和柱塞圆柱形本体125的外径可以是大致相等的。筒的圆柱形本体114的内表面115和柱塞的圆柱形本体125的外表面123各自基本上不具有脱模角度，这样使得柱塞124可以容易地在筒112内滑动。
[0094] 根据另一个实施方案，将图3-7的筒112与图16的柱塞424或图17的柱塞524进行组装来生产注射器。根据此实施方案，柱塞圆柱形本体425、525的外表面423、523的第一部分423A、523A（是由下模板432、523成形的）是基本上不具有脱模角度和接缝的、接触了筒圆柱形本体114的内表面115。筒圆柱形本体414的外表面的第一部分423A、523A的内径与柱塞圆柱形本体125的外径是大致相等的。柱塞424、524可以容易地在筒112内滑动。柱塞圆柱形本体425、525的外表面423、523的第二部分423B、523B（是由图16的实施方案的中模板437或图17的实施方案中的上模板534成形的）具有比第一部分423A、523A更小的直径，因而它不接触该筒圆柱形本体414的内表面115、并且不会干扰柱塞424在筒112内的滑动。
[0095] 根据一个实施方案，在不提供润滑性涂层的情况下以任何上述实施方案中所描述地来组装一个注射器110。筒圆柱形本体114和柱塞圆柱形本体125、425、525的直径相匹配并且其中没有脱模角度，这有利于柱塞124、424、524在筒112内的滑动，这样使得无需润滑性涂层。在本发明的另一个实施方案中，可以提供润滑性涂层，以进一步促进滑动。
[0096] 根据本发明的另一个实施方案，通过组装多个筒112和多个柱塞124、424、524来生产多个注射器。在模制后测量每个筒圆柱形本体114的内径和每个柱塞圆柱形本体125、425、525的外径或只有柱塞圆柱形本体425、525的外表面423、523的第一部分423A、523A的外径，并且每个筒112与具有的圆柱形本体125、425、525其外径基本上最接近该筒圆柱形本体125、425、525的内径的一个柱塞124、424、524相匹配。这优化了柱塞124、424、524在筒112内的滑
动能力。
[0097] 在一个实施方案中，筒112和柱塞124、424、524从模具130、430、530中通过机器移除。这消除了手动移除所引起的任何划痕或其他
缺陷，进一步优化了柱塞124、424、524在筒112内的滑动能力。
[0098] 本发明的另一个方面涉及注射器，该注射器可以是根据上述方法中的一个或多个所生产的预充式注射器。该注射器可以采取多种构型。在一个实施方案中，该注射器是如在美国序列号61/359,434中所披露的来配置和/或生产的。根据本发明的注射器对于用作预充式注射器是特别有利的，因为如上面详细描述的，柱塞124、424、524的外径和筒112的内径可以基本上相等，从而消除了在其之间的可能导致渗漏的任何间隙。
[0099] 根据本发明的预充式注射器的一个实施方案示于图18和19中。所示的注射器110包括根据图3-7生产的筒112和根据图17生产的柱塞524。图18示出了组装后的预充式注射器110，其中柱塞524被容纳在筒112内。
密封件170（可以形成为箔片或薄的塑料层）被附着在筒112的开口端126上以保持该预充式注射器110内容纳的产品的无菌度。
在将注射器110中容纳的产品给药之前，移除该密封件170，如图19所示。由于在图18和
19中所示的注射器110的柱塞524不包括用以辅助压下该柱塞524的卡圈，可以作为单独的元件提供一个压低器172。在移除该密封件170后，将压低器172插入柱塞524中，如图
19所示。压低器172包括当以图19的构型被组装时从注射器末端伸出的卡圈174、并且使注射器110的使用者通过沿方向P按压来推动该柱塞524从而将该注射器110中容纳的产品给药。
[0100] 在另一个实施方案中，注射器110可以提供为预充的被密封的装置，与图18和19中的相似，但压低器172可以省略。可以使用根据本发明的柱塞的其他实施方案（如图
12-16中的那些）来代替图18和19中所示的柱塞。
[0101] 虽然本发明的方法在以上是关于注射器筒和柱塞来描述的，但它也可以被用于使用具有内芯部分的模具所成形的其他各种产品。例如，具有管状形状或中空内部的其他产品可以通过类似于上面所描述的方法来形成。对模制设备的构型的
修改将位于本领域普通技术人员基于以上说明的认知范围内。图2示出了使用类似上述方法的工艺所形成的试管610。如图所示，试管610具有限定了内部616的圆柱形本体614。图9示出了根据本发明的此类试管610的模制操作的一个阶段，在此过程中成品试管610从模制设备630中被移除。如图所示，模具630是类似于如上关于图3-6所述的模具，除了模制空间644的形状对应于试管610的形状并且包括一个圆形的、被封闭的底部部分652，而图3-6的模制空间的底部部分652限定了供使用注射器10给药的剂量通过的一个开口。在另一个实施方案中，下模板632和/或上模板634可以按照与图7的实施方案中类似的方式作为两个或更多个部件来提供。
[0102] 本发明的其他方面是针对注射器110（图1-9和18-19）、310（图20-25）、或1282（图35），每个都是任选地根据上述内容模制的。
发明人明确地考虑到上述模制方法对于制造任何类型的注射器都是有用的。
[0103] 参照图20-25，注射器组件310包括筒312，该筒包括大致圆柱形的侧壁314。该侧壁314在此实施方案中是由基本上刚性的热塑性材料制成，但侧壁314可替代地是由以下制成：热固性材料、玻璃、金属、其他材料、或多种材料的任何组合，但不限于此。侧壁314限定了用于容纳液体的一个孔316。
[0104] 注射器组件310包括活塞318（见图21-23），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孔316中的侧边缘324。在图示的实施方案中，活塞318，包括其侧边缘324，是由基本上刚性的热塑性材料制成的，但活塞318可替代地是由以下制成：热固性材料、玻璃、金属、其他材料、或多种材料的任何组合，但不限于此。特别地，代替由基本上刚性的材料制成，至少该侧边缘324可以由弹性体材料制成，是与活塞318的其余部分的材料共模制的、或者作为分离的部件来提供并且进行组装。提供一个分离的弹性活塞表面或柱塞尖端324而与更刚性的内芯或柱塞本体进行组装是本领域中已知的。
[0105] 优选地，将一种
润滑剂326沉积在活塞318的侧边缘324、孔314或这两者上。在一个特别优选的实施方案中，通过PECVD沉积该润滑剂326，例如在本文中所解释的。
[0106] 在图示的实施方案中，活塞前导面320是凸状的。特别考虑了具有与邻近于分配口344的筒312的这个部分的形状互补的形状的一个凸状前导面320，所以，当活塞前导面320充分推向分配口344时，这些部分之间封闭的体积是小的，以限制分配完成后在注射器
310内残留的分配材料的量。
[0107] 在图示的实施方案中，活塞尾随面322是凹状的。尾随面322替代地可以是任何形状，但可能有利的是提供凹状的活塞尾随面和凸状的前导面320的组合以及一个相对薄的活塞318来减少用于制造活塞318的材料的量。进一步考虑到了相对薄的弯曲的活塞318将比更粗的圆柱形的活塞更加灵活，从而允许其更容易在筒312内移动并且当其在筒内推进时可以适应筒312或活塞318在圆度上的很小的不规则性。
[0108] 在图示的实施方案中，活塞侧边缘324与孔316具有间隙。该间隙应足够小以防止注射器组件310的内容物越过该侧边缘324而渗漏、但也应足够大而使得活塞318能够顺畅地滑动通过该注射器筒。对于相对刚性的侧边缘324，该径向间隙优选比常见的弹性柱塞尖端的间隙更大，弹性柱塞尖端通常具有
过盈配合（当部件被组装时提供接近零的间隙）。弹性柱塞尖端必须发生弯曲以允许柱塞尖端在筒内推进，并且这种弯曲增加了活塞318和筒312之间的摩擦。在本实施方案中，在柱塞和注射器筒之间的间隙优选是从约10至约15μm（微米）。
[0109] 筒312的孔316优选地具有如图1A所示的轴向脱模角度θ（西塔），为从0°至0.5°（即0至30分的弧），任选地从0°至0.25°、任选地从0°至0.16°、任选地从0°至0.06°、任选地从0°至0.03°、任选地从0°至0.014°、任选地从0°至0.01°、任选地基本上或完全为零度。可接受的脱模角度一部分是
拉拔长度的函数，该拉拔长度是当分配内容物达到注射器几何形状所允许的程度时，活塞318沿注射器筒行进的长度。
[0110] 标称脱模角度（θ）和其公差可以是使得活塞318和注射器筒之间的间隙在整个拉拔长度内是介于10μm和15μm之间，该拉拔长度是活塞318沿注射器筒312行进的长度。因此，整个拉拔长度内间隙的变化可以是5μm。例如，上述脱模角度提供了活塞318和筒318之间（在每一侧上）的间隙的变化，如在拉拔长度表中所示。
[0111]
[0112]
[0113] 因此，例如，如果脱模角度θ一致为0.16°，则在整个拉拔长度上在活塞318和筒312之间的间隙变化为14μm。脱模角度（θ）的正切值是等于间隙变化除以拉拔长度。沿着长拉拔长度的大脱模角度以相对大的量增加了在
活塞行程开始时（假设脱模角度为正并且分配出注射器，而不是吸入流体）的最小间隙。因此，对于更长的拉拔长度，期望更小的脱模角度。另外，零脱模角度适合于任何拉拔长度并且将提供活塞318和筒312之间均一的间隙。
[0114] 虽然对于注射器筒的内部而言优选的是正的或零脱模角度，但具有相同的值和范围的负脱模角度将在分配过程中提供相同的间隙变化，除了在分配开始时脱模角度为最小。
[0115] 筒312被活塞318穿过的部分将取决于有待通过注射器310传送的内容物的体积。通常，筒312被活塞318穿过的部分将显著小于筒312的全长。对于单次使用的预充式注射器，制造商根据筒312被有待传送的内容物所填充的多少来优选地确定筒312被活塞318穿过的部分。在填充式注射器的被完全拉拔的活塞318后方，间隙可能大于以上指出的。事实上，期望得到位于被完全拉拔的活塞318后方的更大间隙，以便于在组装过程中通过打开筒312的背面而使活塞318插入到筒312中。因此，位于被完全拉拔的活塞318后方的脱模角度可以比旁边或其前面的更大。
[0116] 任选地，活塞侧边缘324在轴向平面上是凸状的，如本方面的附图特别是图21中所示。这种弯曲的侧边缘324减少了侧边缘324和筒312之间的接触面积，从而减少了滑动摩擦、或者减少了侧边缘324和筒312的一部分由于一方或双方的表面不规则性而卡住的可能性。
[0117] 在图示的实施方案中，筒312是一个单一的注射模制的热塑性材料部件（除了任何润滑层或其他层之外）。从易于制造的观点来看这是有利的，虽然它不是必需的，并且替代地也考虑了两部分或多部分组成的筒。例如，可以提供一个用于附接皮下
注射针头346的接口作为分离的部分，或可以在皮下注射针头346和筒312之间提供鲁尔连接、鲁尔
锁连接、或其他类型的连接。任选地，每个单一的模制的热塑性部件是由单一的均匀材料制成的。同样地，但是还考虑到了替代实施方案，其中一个或更多个部件是由复合的、异质或层状的材料制成的。
[0118] 特别参照图21-23，任选地，活塞318与用于推进位于孔316内的活塞318的
连杆或
推杆328相关联。任选地，该活塞318和连杆328是单一的注射模制的热塑性部件，但它们可以任选地作为两个或更多个部件提供。任选地，每个单一模制的热塑性部件是由单一的均质的材料制成的。同样地，但是考虑到了替代实施方案，其中一个或更多个部件是由复合的、异质或层状的材料制成。例如，限定该活塞318和连杆328的热塑性模制可以包括第一批的更滑的材料，以方便活塞318在筒312内的推进。
[0119] 在图示的实施方案中，连杆328具有连接到活塞318上的第一端部330和从筒312上伸出的相反的第二端部332。连杆328在其第一端部和第二端部之间的部分具有一个管状区段334，该管状区段与孔316具有小于1mm的最大径向间隙。在图示的实施方案中，连杆328的管状区段334与其第二端部332相邻。该管状区段334的大小可以被确定并且被定位于该部件上以防止当活塞318在筒312中推进时连杆328和活塞318发生偏移。
[0120] 此外，在图示的实施方案中，连杆328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。在此实施方案中，连杆328的十字形区段336与其第一端部330相邻。在图示的实施方案中，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。
[0121] 连杆328在其第一端部330和其大致十字形区段336之间的部分具有一个杆状区段338，该杆状区段的直径小于孔316的直径的一半。此直径限制并非关键的，然而，可以提供更大或更小的直径。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。
[0122] 在图示的实施方案中，筒312具有分配口344，并且注射器组件进一步包括一个可操作地连接到该分配口344的皮下注射针头346。
[0123] 注射器筒和活塞可通过PECVD（等离子体增强化学气相沉积）处理，以提供（1）筒和/或柱塞的阻隔涂层，（2）筒和/或柱塞的润滑涂层，或（3）筒或柱塞的表面改性，以最小化
蛋白质的
吸附。注射器筒的PECVD处理在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中有所描述，该专利通过引用结合在此。注射器柱塞的PECVD处理描述如下。
[0124] 现在参照图26-35，将描述用于在注射器活塞或以密封关系在管内局部地或完全可滑动的其他结构上提供PECVD层的实施方案。这些实施方案适合于对任何活塞或柱塞提供层，如图2中的124，图10A至图10C中的柱塞，图18-19中的柱塞524，图20-25中的活塞318，图26-30中的柱塞或大致圆柱形制品1258，图31、32、34和35中的塞子1282，或图33中的隔垫1310。
[0125] 参照图26和28，可以实施本发明的一个典型的注射器1252包括具有内表面1254、开口端1256、柱塞1258和前端1260的注射器筒1250。注射器筒1250可以任选地填充有内容物1264。该注射器柱塞或柱塞1258具有大致圆形的前部1262、大致圆柱形的侧部1266、大致圆形的后部1268、和柱塞杆。所示的实施方案具有任选地提升的、任选地整合的
活塞环1274和1276，其中在此实施方案中为侧部1266的一部分和
倒角1278，该倒角在此实施方案中是外围的前部1262。前部1262被定义为柱塞1258的通常与注射器的内容物
1264（当内容物存在时）接触的这部分。
[0126] 期望的是柱塞的前部1262配备有阻隔层1280，以防止柱塞1258的成分
浸出到注射器的内容物1264中，或反之亦然，尤其是在预充式注射器1252的情况下。一个典型的SiOx阻隔层1280和如何将其施加已被广泛地解释，例如在2010年11月25日出版的、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。
后者的出版物和专利通过引用结合在此，以显示合适的阻隔层和润滑层及如何将其施加。
但在某些情况下可能期望的是侧部1266不具有SiOx层。
[0127] 同样地，期望的是侧部1266配备有光滑层或润滑层，以减少在筒1250中推动柱塞1258需要的启动力（breakout force）和滑动力，例如在分配该注射器1252的内容物时。
但可能在某些情况下，期望的是保持柱塞1258的前部1262不具有润滑层，以防止该层的成分逸出到注射器1252的内容物中。
[0128] 因此，所有实施方案的方法允许定制被施加到
工件如柱塞1258上的层，以便涂覆需要被涂覆的部分并避免不需要被涂覆的层部分。
[0129] 根据本发明的一个实施方案利用等离子体增强化学气相沉积来选择性地在注射器柱塞1258上沉积层的一种方法在图27和28中示出。提供了注射器柱塞1258，其具有用于接触注射器筒1250的内容物1264的一个大致圆形的前部1262、和被适配成用于可滑动地接触注射器筒1250的一个大致圆柱形侧部1266。提供了大致管状的柱塞夹持器1080，该夹持器具有前开口1082以及从前开口1082延伸的内侧壁1088。
[0130] 将注射器柱塞1258放置在柱塞夹持器1080中，其取向为使得注射器柱塞1258的前部朝向柱塞夹持器1080的前开口1082、并且注射器柱塞1258的侧部1266接触该柱塞夹持器1080的内侧壁1088。
[0131] 注射器柱塞1258的前部与形成层的反应气体相接触。等离子体在柱塞夹持器1080内在注射器柱塞1258的前部1262附近形成。条件为利用等离子体增强化学气相沉积来选择性地在注射器柱塞1258的前部1262上沉积一个阻隔层1280。
[0132] 得到的涂覆的制品可以与其他部件进行组装，例如，根据任何实施方案的大致圆柱形制品1258与推杆1270的组件。在一个替代方案中，在沉积该至少一个层1280时，柱塞1258可以被固定到推杆1270上。
[0133] 考虑到了该大致圆柱形的制品1258与注射器筒1250和推杆1270的组件。
[0134] 考虑到了该大致圆柱形的制品1258与注射器筒1250、推杆1270和端盖1260的组件。
[0135] 考虑到了该大致圆柱形的制品1258与注射器筒1250、推杆1270和皮下注射针头的组件。
[0136] 考虑到了该大致圆柱形的制品1258与注射器筒1250、推杆1270、皮下注射针头和针头护套的组件。在任何上述组件中，该大致圆柱形的制品1258可以被配置成用作在筒1250内可滑动的柱塞。任选地，该注射器筒1250任选地也具有经PECVD处理的内部部分。
[0137] 用于实现此方法的代表性设备示于图27中，该图提供了包括容器夹持器1050、对
电极1108、外电极1160和电源1162的PECVD设备。安置于容器夹持器1050上并且柱塞1258就位了的柱塞夹持器1080限定了等离子体反应室，该等离子体反应室任选地可以是一个真空室。为了防止柱塞1258被拉向下，其拇指垫1272任选地可以接合柱塞夹持器180的开口端（126），柱塞夹持器1080的内部
梯级或凸起或以其他方式相对于该夹持器被限制。可以提供真空源1098和反应气体源1144，以有利于PECVD。
[0138] 可以使用任何实施方案的PECVD设备而非
大气压力的PECVD，在这种情况下等离子体反应室并不需要充当真空室。
[0139] 在图27中所示的实施方案中，容器夹持器1050包括进气口1104，用于输送气体到位于容器端口上的容器中。进气口1104具有一个滑动密封件1106，当
探头1108穿过进气口1104插入时该滑动密封件可以放置于圆柱形探头1108上。探头1108可以是一个进气
导管，该进气导管在其远端1110延伸到一个气体输送端口。图示实施方案的远端1110可以插入到柱塞夹持器1080中，用于提供一种或多种PECVD反应物和其他工艺气体。
[0140] 因此，图18和19示出了实现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制品1258的端部1262上沉积层的方法的设备。该方法可以包括几个步骤。提供大致圆柱形的制品1258，该制品具有端部1262和大致圆柱形的侧部1266。提供夹持器1080，该夹持器具有第一开口1298并且限定了从该第一开口1298延伸的孔1300。该制品
1258至少部分地被放置在孔1300内，其取向为使得其端部1262朝向夹持器1080的第一开口1298并且其侧部1266接触该孔。利用至少一个形成层的前体（由源1144提供）的等离子体增强化学气相沉积，选择性地在制品1258的端部1262上施加至少一个层如1280。
[0141] 任选地，推杆1270进一步包括拇指垫1272。该拇指垫1272的尺寸可以被确定成至少部分地匹配在孔1300内，例如在孔1300内具有小的间隙。
[0142] 可以进行等离子体增强化学气相沉积，例如，特别是参照图27以及类似的图31和35，是通过将夹持器1080的第一开口1298以操作性关系放置于一台包括真空源1098和前体气体源1144的PECVD设备上，然后沉积该至少一个层1280。
[0143] 任选地，在将夹持器1080的第一开口1298放置在PECVD设备上之前，将制品1258至少部分地放置在孔1300内，从而形成一个制品-孔组件。该制品-孔组件保护制品1258不倒向孔内，从而防止待涂覆的表面在涂层之前受到任何污染、并防止层1280在涂层后处理该部分时被扰乱。在形成制品-孔组件之后并且在将该制品-孔组件放置在PECVD设备上之前，该制品-孔组件被运送到该PECVD设备，并且可以在此运送过程中对该制品进行保护。
[0144] 沉积该至少一个层后，可以将该制品-孔组件任选地在保持组装状态的同时取下、并运送远离该PECVD设备。
[0145] 任选地，当制品-孔组件被运送远离该PECVD设备之后，可以将该大致圆柱形制品1258从该制品-孔组件上移除。如果该孔在一端的第一开口1298处和另一端的第二开口1314处是开放的，该大致圆柱形的制品1302可以通过推动它穿过第一开口1298而从制品-孔组件上移除。这可以通过例如将一个物体穿过第二开口插入孔1300中来实现。
[0146] 在图29-30中示出的本发明的另一个方面是一种在注射器柱塞1258的侧部上选择性地沉积层的方法。提供一个注射器柱塞1258，该柱塞具有大致圆形的前部1262，该前部被适配成在组装的注射器1252中用于接触注射器筒1250的内容物。柱塞1258具有大致圆柱形的侧部1266和大致圆形的后部1268，该侧部被适配成用于可滑动地接触注射器筒1250（图26）。图29还示出了该大致圆柱形的制品1258任选地被固定到推杆1270上并且在沉积层的步骤过程中被
支撑在夹持器1294上、并且任选地可以通过操纵该推杆而从夹持器1294中移除。注射器柱塞是小部件，并且不希望在沉积层和组装操作过程中操作它们。推杆1270不要求沉积层或进行特殊处理，所以它可方便地用于在处理过程中操作该柱塞1258。
[0147] 注射器柱塞1258可以被放置在等离子体增强化学气相沉积室1290中。大致圆形的前部1262和大致圆形的后部1268中的至少一个（此处两个都）被掩盖，例如使用图29所示的掩模1292或座1294，并且至少基本上未掩盖该注射器柱塞1258的至少一个大致圆柱形的侧部1266。
[0148] 注射器柱塞1258的侧部1266与形成层的反应气体相接触。等离子体在沉积室1290中在注射器柱塞1258的侧部1266附近形成。利用等离子体增强化学气相沉积在注射器柱塞1258的侧部1266上选择性地沉积一个层1296。
[0149] 图29因此示出了可用于实现一种利用等离子体增强化学气相沉积来在大致圆柱形的制品1302的侧部1266上沉积层的方法的设备。该方法可以包括几个步骤。提供具有相反端部1262、1268和大致圆柱形侧部1266的一个大致圆柱形的制品1258。将该制品1258放置在等离子体增强化学气相沉积室1290中。掩盖这些端部1262和1268中的至少一个的至少一部分，在此处二者均被掩盖，同时留下未掩盖的侧部1266。利用形成层的前体的等离子体增强化学气相沉积而选择性地在制品1258的未掩盖的侧部1266上沉积至少一个层1296。
[0150] 任选地，可涂覆该大致圆柱形的制品1258的端部1262的不及所有部分。这可以例如通过提供一个未
覆盖该端部1262的某些部分的掩模1292来完成。例如，通过掩模292的合适的选择和放置，可以涂覆该大致圆柱形的制品1258的中央端部，并且保持该大致圆柱形的制品1258的外周端部1278未被涂覆。
[0151] 在图29-30的实施方案中，该设备被配置成用于涂覆邻近端部1262的该大致圆柱形制品1258的侧部1266。然而，任选地，该设备可以经安排（如通过从掩模1292向下延伸一个裙部）以便掩盖作为该侧部1266的相邻部分或上部的一个侧部、或可替带地掩盖整个侧部1266。
[0152] 在另一种改变中，远离该相邻部分、在图29的取向中靠下的该大致圆柱形的制品1258的一个侧部1296可以保持未被涂覆。这可以例如通过抵靠下部1296向上延伸掩模和支撑件1294、或者可替代地抵靠整个侧部1266来进行。
[0153] 现在参照图31和32的实施方案，示出了类似于图27的设备，该设备用于对另一类型的容器封闭件进行涂层，在此是一个简单的塞子1302，例如可能用于尿液样品管或小瓶中。
[0154] 图33示出了用于选择性地在隔垫1310的侧部1316上沉积层的设备，该隔垫是一个特殊目的的塞子，用于永久地塞住药物小瓶或其他容器。在这种情况下，该大致圆柱形的制品1310是容器隔垫。该隔垫1310在其端部1312和1320是波状的、并具有被适配成用皮下注射针头来刺穿以便在不开启该容器的情况下抽出容器的内容物的一个薄网片1322。该网片1322可以由针刺穿，然后被刺穿的部分在抽出针头时重新闭合以便重新密封该容器。
[0155] 通过该侧部1316经受PECVD而同时使用以下一个或多个掩模掩盖来选择性地涂覆该侧壁：其中一个掩模1324覆盖了其中央端部1312、一个掩模1326覆盖了端部1320和邻近的侧部1330，并且一个掩模1328覆盖了外周端部1332。邻近中央端部1312并且更加远离外周端部1332的侧部1316并未被覆盖、并且可以在如图33所示的结构周围的PECVD设备的室中被涂覆。按照惯例，可以提供排气通道，如排气通道1334或多孔掩膜，以允许困在待涂覆的制品和掩模之间的气袋在该掩盖的制品被抽真空时排出。
[0156] 掩模1324具有一个部分1336，该部分被配置成用于与隔垫或其他大致圆柱形制品1310的端部1312配合。同样地，掩模1326具有一个部分1336，该部分被配置成用于与隔垫或大致圆柱形制品1310的端部1320配合。掩模1326和该大致圆柱形制品1310的端部1320具有基本相同的配合部分，在各处相接触。然而，掩模1324不具有与端部1312相比基本相同的配合部分，因为端部1312是环形的，包围了不遵循或不配合掩模1324的一个凹陷。
[0157] 任选地，夹持器或掩模1326可以有一个以上的部分或开口如1336，用以接收复数个或多个大致圆柱形的制品，于是可以在该PECVD设备中同时地全被涂覆。该掩模1326可以具有含有多个井1336的表面1340，这些井被配置成用于接收和掩盖至少一个层如1318的多个大致圆柱形的制品1310。
[0158] 该多个井或开口可以形成一种图案以接收至少一个层的多个大致圆柱形的制品。任选地，这些掩模如1324和1328可以进行重复、并且任选地可连接在一起形成一种模板，该模板具有与夹持器的开口对应的掩模。
[0159] 类似地，图29所示的掩模1292和夹持器1294可以成倍增加，以便在一个沉积步骤内同时处理多个大致圆柱形的制品1258。
[0160] 图31和32示出了大致圆柱形的制品1282可以是一个固定在塞子夹持器1080内的容器塞子，其中其肩台防止了塞子1282在抽真空时推进越过其被放置的
位置（如图所示）。
[0161] 考虑到了该大致圆柱形的制品1282与一个容器的组件。该大致圆柱形的制品1282被配置成用作容器的塞子。
[0162] 图34-35示出了医疗样品管的实施方案，如真空血液收集管，其中该大致圆柱形的制品1282是容器封闭件1302的塞子，例如容器塞子1282和护套1304的组件。在此实施方案中，任选地该容器塞子和护套的组件1302可以被定位成使得一个塞子端部1306位于孔1300内（图35）并且护套1304至少部分地位于孔1300外。
[0163] 考虑到了如图35所示的大致圆柱形的制品1282与容器1308和护套1304的组件，其中该大致圆柱形的制品1282被配置成用作容器1308的塞子。该容器1308任选地进一步包括经PECVD处理的内部部分1408。
[0164] 替代地，该容器可以是一个小瓶或小杯。该小瓶或小杯可以进一步包括经PECVD处理的内部部分。
[0165] 在任何实施方案中，在沉积一个层之前，该大致圆柱形的制品的待涂覆的部分可以暴露于局部真空中以便从该大致圆柱形的制品中抽出或硬化可移位的流体材料。而且或不同地，该大致圆柱形的制品的待涂覆的部分可以暴露于PECVD预处理中，例如使用
氧气，以便氧化或其他方式处理待涂覆的表面、或氧化从该大致圆柱形的制品中移除的任何可移位的流体材料。这种处理可以局限于待涂覆的区域、或可以是在该大致圆柱形的制品被掩盖或安装在一个孔中之前的一个更广泛的处理。
[0166] 在任何实施方案中，可以使用或施加任何所需类型或条件的PECVD层。例如，该至少一个层可以包括或作为阻隔层，例如如下所限定的SiOx阻隔层，以减少材料穿过被涂覆的部分而从该大致圆柱形的制品中浸出。该至少一个层可以包括或作为阻隔层，例如如下所限定的SiOx阻隔层，以减少材料穿过被涂覆的端部而浸出到该大致圆柱形的制品中。
[0167] 该至少一个层可以是具有如下所限定的SiwOxCy中Si与O与C
原子比的疏水层1280，该层被适配成用于对被涂覆的部分提供所期望的表面疏水性以便与该至少一个层所暴露的材料相接触。例如，疏水层可用于柱塞1258、塞子1282或隔垫1310上的被暴露于药物制剂中的这些部分，例如用以
钝化被涂覆的表面、或允许注射器或被塞住的容器的内容物被更充分地移除而不附着或沉淀在被涂覆的表面上。疏水层的另一用途是防止真空血液收集管1308中接收的血液在塞子1282的暴露表面上凝固或
凝结。
[0168] 该至少一个层可以是抵抗大气气体或流体穿过被涂覆的部分侵入的阻隔层、或抵抗材料穿过被涂覆的部分逸出的阻隔层。这种阻隔层通常是由如下限定的SiOx制成。
[0169] 该至少一个层可以包括一个以上的浸出阻隔层、疏水层、
钝化层、环境条件阻隔层或内容物逸出阻隔层，并且可以施加具有不同性能的一个以上的层。
[0170] 例如，对于一个预充式注射器或被塞住的容器（使用塞子或隔垫塞住），可能有用的是施加以下一个或多个：
[0171] 浸出阻隔层，以防止注射器或被塞住的容器的内容物或另一个层浸出到柱塞中或反之亦然，
[0172] 防止内容物逸出的阻隔层，以防止在注射器中的材料失去任何挥发性成分，以及[0173] 疏水层，以防止注射器或被塞住的容器的内容物的沉淀或其他不利影响。
[0174] 因此，可以沉积多个层。例如，沉积具有一种组合物和性能的第一层，其后沉积具有不同组成、不同特性或这两者的第二层。或者，沉积具有一种组合物和特性的第一层，其后沉积具有相同组成和特性的第二层。或者，沉积具有一种组成和特性的第一层，其后沉积具有不同组成、不同特性或这两者的第二层，其后沉积具有与第一层所包括的相同组成和特性的第三层。还有另一种选择是，沉积具有一种组成和特性的第一层，其后沉积具有不同组成、不同特性或这两者的多层第二层，其后沉积具有与第一层所包括的相同组成和特性的第三层。
[0175] 该润滑层是通过使用如下的工艺气体和输入功率的PECVD工艺产生的：
[0176] 发生反应而形成层的前体气体，
[0178] 载气，如氩气或氦气，以及
[0179] 足够的等离子体生成输入功率，以诱导层的形成。
[0180] 相对于一个未涂覆的注射器筒，使用的材料和条件可有效地将该大致圆柱形的制品的滑动力或启动力减小至少25%。
[0181] 在任何实施方案中，用于PECVD的该形成层的反应气体可以是有机金属前体气体。
[0182] 本发明的PECVD层的前体被广泛限定为有机金属前体。在本说明书中限定的有机金属前体被定义为包含来自元素周期表中III族和/或IV族的金属元素的、具有有机残基的化合物，该有机残基是例如
碳氢、
氨基碳或碳氧残基。本发明限定的有机
金属化合物包括具有直接键合至或任选地通过氧或氮原子键合至硅或其他III/IV族金属原子上的有机部分的任何前体。元素周期表中III族的相关元素为
硼、
铝、镓、铟、铊、钪、钇、和镧，优选铝和硼。元素周期表中IV族的相关元素为硅、锗、
锡、铅、
钛、锆、铪、和钍，优选硅和锡。也可以考虑其他
挥发性有机化合物。但是，优选有机硅化合物来实施本发明。
[0183] 考虑到了有机硅前体，其中“有机硅前体”在整个本说明书中被最广泛地定义为具有至少一个如下的键的化合物：
[0184]
[0185]
[0186] 正上方的第一结构是连接到氧原子和有机碳原子（有机碳原子是键合到至少一个氢原子上的碳原子）上的四价硅原子。正上方的第二结构是连接到-NH-键和有机碳原子（有机碳原子是键合到至少一个氢原子上的碳原子）的四价硅原子。任选地，该有机硅前体是选自下组，该组由以下各项组成：直链硅氧烷、单环硅氧烷、多环硅氧烷、聚倍半硅氧烷、直链硅氮烷、单环硅氮烷、多环硅氮烷、聚倍半硅氮烷、以及这些前体中任何两种或更多种的组合。尽管不在正上方的这两个化学式内，但还考虑到了烷基三甲氧基硅烷作为前体。
[0187] 如果使用含氧前体（如硅氧烷），则在形成疏水层或润滑层的条件下产生自PECVD的代表性的预测的经验组成将是以下Si与O与C原子比的SiwOxCy中，其中w为1，在此化学式中x是从约0.5至2.4，且y是从约0.6至约3，而在形成阻隔层的条件下产生自PECVD的代表性的预测的经验组成将是SiOx,，其中在此化学式中x是从约1.5至约2.9。如果使用含氮前体（例如，硅氮烷），则预测的组成将是Siw*Nx*Cy*，即在SiwOxCy中的O被N取代，并且其指数针对与O相比更高化合价的N（3代替2）进行调整。后者的调整一般会使硅氧烷中的w，x，y的比例遵循氮杂对应物中的对应指数。在本发明的一个特定方面，Siw*Nx*Cy*中w*、x*、y*限定为与硅氧烷对应物的w、x、y相同，但在氢原子数方面具有任选的偏差。
[0188] 具有上述经验化学式的一种类型的前体原料是直链硅氧烷，例如具有如下化学式的材料：
[0189]
[0190] 其中每个R独立地选自烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、乙烯基、炔烃或其他，并且n是1、2、3、4或更大，任选地为2或更大。考虑的直链硅氧烷的几个例子是
[0191] 六甲基二硅氧烷（HMDSO），
[0192] 八甲基三硅氧烷，
[0193] 十甲基四硅氧烷，
[0194] 十二甲基五硅氧烷，
[0195] 或这些中的两个或更多个的组合。类似的硅氮烷，其中-NH-取代上述结构中的氧原子，对于制造类似的层也是有用的。考虑的直链硅氮烷的几个例子是八甲基三硅氮烷、十甲基四硅氮烷，或这些中的两个或更多个的组合。
[0196] V.C.另一种类型的前体原料是单环硅氧烷，例如具有下列结构式的材料：
[0197]
[0198] 其中R被定义为用于直链结构，并且“a”是从3至约10；或类似的单环硅氮烷。考虑的杂取代的和未取代的单环硅氧烷和硅氮烷的几个例子包括
[0199] 1,3,5-三甲基-1,3,5-三（3,3,3-三氟丙基）甲基]环三硅氧烷
[0200] 2,4,6,8-四甲基-2,4,6,8-四乙烯基环四硅氧烷，
[0201] 五甲基环五硅氧烷，
[0202] 五乙烯基五甲基环五硅氧烷，
[0203] 六甲基环三硅氧烷，
[0204] 六苯基环三硅氧烷，
[0205] 八甲基环四硅氧烷（OMCTS），
[0206] 八苯基环四硅氧烷，
[0207] 十甲基环五硅氧烷
[0208] 十二甲基环六硅氧烷，
[0209] 甲基（3,3,3-三氟丙基）环硅氧烷，
[0210] 也考虑到了环状有机硅氮烷，例如
[0211] 八甲基环四硅氮烷，
[0212] 1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基环四硅氮烷六甲基环三硅氮烷，[0213] 八甲基环四硅氮烷，
[0214] 十甲基环五硅氮烷，
[0215] 十二甲基环六硅氮烷，或
[0216] 这些中的两个或更多个的组合。
[0217] V.C.另一种类型的前体原料是多环硅氧烷，例如具有下列结构式之一的材料：
[0218]
[0219] 其中Y可以是氧或氮，E是硅，Z是氢原子或有机取代基，例如烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、乙烯基、炔烃，或其他。当每个Y是氧时，各自的结构从左至右是杂氮硅三环（silatrane）、硅杂长杂氮硅三环（silquasilatrane）、硅杂开杂氮三环（silproatrane）。当Y是氮时，各自的结构是氮杂杂氮硅三环（azasilatrane）、氮杂硅杂长杂氮硅三环（azasilquasiatrane）、氮杂硅杂开杂氮三环（azasilproatrane）。
[0220] V.C.多环硅氧烷前体原料的另一种类型是聚倍半硅氧烷，具有经验化学式RSiO1.5和下列结构式：
[0221]
[0222] 其中每个R是氢原子或有机取代基，例如烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、乙烯基、炔烃，或其他。这类中的两种商业材料是其中的每个R是甲基的T8立方体，和其中90%的R基团是甲基、10%是氢原子的T8立方体。例如，此材料以在四氢呋喃的10%溶液中是可得到的。也考虑到了这些中的两个或更多个的组合。考虑的前体的其他例子是甲基杂氮硅三环，CAS号2288-13-3，其中每个Y是氧并且Z是甲基；甲基氮杂杂氮硅三环（methylazasilatrane），SST-eM01聚（甲基倍半硅氧烷），其中每个R可以任选地是甲基；SST-3MH1.1聚（甲基-氢化倍半硅氧烷）（poly（Methyl-Hydridosilsesquioxane）,），其中90%的R基团是甲基并且10%是氢原子；或这些中的任何两个或更多个的组合。
[0223] V.C.类似的聚倍半硅氮烷，其中-NH-取代了上述结构中的氧原子，对于制造类似的层也是有用的。考虑的聚倍半硅氮烷的例子是聚（甲基倍半硅氮烷），其中每个R是甲基；和聚（甲基-氢化倍半硅氮烷），其中90%的R基团是甲基、10%是氢原子。也考虑到了这些中的两个或更多个的组合。
[0224] V.C.用于根据本发明的润滑层的一种特别考虑的前体是单环硅氧烷，例如八甲基环四硅氧烷。
[0225] 用于根据本发明的阻隔层的一种特别考虑的前体是直链硅氧烷，例如HMDSO。
[0226] 该润滑层或层的厚度可以小于1000nm，是利用等离子体增强化学汽相沉积来施加的。当注射器被操作或容器被塞住或未被塞住时，该层在柱塞或塞子的、抵靠相邻的容器或注射器筒壁滑动的侧表面上是有用的。
[0227] 在一种选择中，该润滑层包括：
[0228] 具有一定的Si与O/N与C原子比的SiwOxCy或SiwNxCy的层，其中w是1，在此化学式中的x是从约0.5至2.4，且y是从约0.6至约3；以及
[0229] 以有效量覆盖该润滑层的
表面处理，用来降低该容器的润滑层、热塑性基底材料、或这两者浸出到内腔中。
[0230] 该润滑层和表面处理可以按如下的相对量组成和存在，该相对量是有效地提供低于在没有润滑层和表面处理情况下所需的相应力的启动力（启动静止柱塞或塞子进行移动的力）、滑动力（保持移动的柱塞或塞子处于运动中所需的力）、或这两者。润滑层也可以在没有表面处理的情况下被施加。
[0231] 该润滑层可以通过采用具有以下标准体积比的气态反应物或工艺气体来形成[0232] 从1至6标准体积的前体，
[0233] 从5至100标准体积的载气，以及
[0234] 从0.1至2标准体积的氧化剂。
[0235] 替代地，从2-4标准体积（例如，标准立方厘米每分钟或sccm）的前体可用于该工艺气体中。替代地，从10-70标准体积的载气可用于该工艺气体中。替代地，从0.5-1.5标准体积的氧化剂可用于该工艺气体中。替代地，从0.8-1.2标准体积的氧化剂可用于该工艺气体中。也可以使用美国序列号61/413,334（在2010年11月12日提交）或PCT/US11/36097（在2011年5月11日提交）中指明的任何气体组合物。这些申请通过引用以其全文结合在此。
[0236] 在PECVD过程中，有机硅前体的流速可以等于或小于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。
[0237] 等离子体可以通过使用电磁能来激发该反应混合物而形成，举两个例子，该电磁能可以是射频能或
微波能。在一个小容器如图26的注射器、一个医疗样品管（如图34中的）或含有可注射药物（通常含有体积从1mL至10mL的部分）的小瓶中，可以进行PECVD，例如通过以例如从1至22瓦特的电功率供电的电极来激发前体的附近区域而形成的等离子体，该功率被设定以提供所需的结果。前体可以与等离子体相接触，该等离子体是通过以相对于等离子体体积小于10W/ml、替代地从5至0.1W/ml、替代地从4至0.1W/ml、替代地从2至0.2W/ml的电功率供电的电极来激发前体的附近区域而形成的。
[0238] V.C.在根据本发明的任何沉积层的方法中，该施加步骤任选地可以通过
汽化该前体并将其提供在基底附近而进行。例如，OMCTS通常是在将其施加到PECVD设备之前通过将其加热到约50°C而汽化的。
[0239] 在本发明的上下文中，以下的PECVD方法是普遍适用的，该方法包括以下步骤：
[0240] （a）在基底表面附近提供一种气态反应物，该气态反应物包含如本文所限定的前体、任选的有机硅前体、和任选的的O2；以及
[0241] （b）从该气态反应物产生等离子体，从而利用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）在该基底表面上形成一个层。
[0242] 在该方法中，层的特性有利地是通过一个或多个下列条件设定的：等离子体特性、施加等离子体时的压力、为产生等离子体所施加的功率、在气态反应物中O2的存在和相对量、等离子体的体积和该有机硅前体。任选地，层的特性是通过在气态反应物中O2的存在和相对量和/或为产生等离子体所施加的功率进行设置的。
[0243] 在本发明的所有实施方案中，等离子体在一个任选的方面是非空心
阴极等离子体。
[0244] 在一个进一步优选的方面中，等离子体是在减压下（相比环境或大气压力）产生的。任选地，该减压是小于300mTorr，任选地小于200mTorr，甚至任选地小于100mTorr。
[0245] PECVD任选地是通过用以微波或射频、任选地以射频在一个
频率下供电的电极来激发含有前体的气态反应物而进行。优选的用于执行本发明的一个实施方案的射频也将称为“RF频率”。用于实施本发明的一个典型的射频范围是从10kHz至小于300MHz、任选地从1至50MHz、甚至任选从10至15MHz的频率。最优选的频率是13.56MHz，这是政府批准的用于进行PECVD工作的频率。
[0246] 使用RF功率源相对于微波源有几个优点：由于RF运行更低的功率，对基底/容器的加热更少。由于本发明的重点是把等离子层放在塑料基底上，因此希望的较低的处理温度以防止基底的
熔化/变形。为了防止在使用微波PECVD时基底
过热，通过使功率发生脉冲而以短脉冲来施加微波PECVD。功率脉冲化延长了沉积层的周期时间，这在本发明中是不希望的。较高频率的微波也可能引起挥发性物质如塑料基底中的残留水分、低聚物和其他材料作为废气排出。这种排气会干扰PECVD层。使用微波进行PECVD的一个主要问题是层从基底上脱离。分层的发生是因为在沉积该层之前，微波改变了基底的表面。为了缓解分层的可能性，已经开发了界面沉积层用于微波PECVD，以实现层和基底之间良好的粘接。RF PECVD不需要这样的界
面层，因为其没有分层的
风险。最后，根据本发明的润滑层和疏水层有利地使用较低的功率来施加。与微波功率相比，RF功率在较低功率下工作并在PECVD过程中提供了更多的控制。然而，尽管不那么优选，微波功率在合适的工艺条件下是可用的。
[0247] 此外，对于本文描述的所有PECVD方法，在用于产生等离子体的功率（以瓦特计）和在其中产生等离子体的内腔的体积之间存在特定的相关性。通常情况下，2内腔是根据本发明被涂覆的容器的内腔。RF功率随容器的体积改变，如果采用相同的电极系统的话。一旦气态反应物的组成（例如前体与O2的比例）和PECVD沉积方法的除功率外的所有其他参数都已经被设定，它们在容器的几何形状得以保持且只有其体积变化时通常将不会改变。在这种情况下，功率将与体积成正比。因此，从本说明书中提供的功率与体积之比可以很容易地发现，为了在具有相同几何形状、但不同大小的容器中实现相同或类似的层而必须施加的功率。相比注射器筒的例子，容器的几何形状对施加的功率的影响通过管的实例的结果来展示。
[0248] 对于本发明的任何层，等离子体是用以足够功率供电的电极产生的，以在基底表面上形成层。对于润滑层或疏水层，在根据本发明的一个实施方案的方法中，等离子体任选地是如下产生的：
[0249] （i）用电极，这些电极被提供有从0.1至25W、任选地从1至22W、任选地从3至17W、甚至任选地从5至14W、任选地从7至11W、例如8W的电功率；和/或（ii）其中电极功率与等离子体体积之比是小于10W/ml、任选地从5W/ml至0.1W/ml、任选地从4W/ml至0.1W/ml、任选地从2W/ml至0.2W/ml。对于阻隔层或SiOx层，等离子体任选地是如下产生的：（i）用电极，这些电极被提供有从8至500W、任选地从20至400W、任选地从35至350W、甚至任选地从44至300W、任选地从44至70W的电功率；和/或
[0250] （ii）电极功率与等离子体体积之比是等于或超过5W/ml、任选地从6W/ml至150W/ml、任选地从7W/ml至100W/ml、任选地从7W/ml至20W/ml。
[0251] 用于PECVD的功率（以瓦特计）对层特性有影响。通常情况下，功率的增加将提高该层的阻隔特性，并且功率的减小将增大该层的润滑性和疏水性。例如，对于具有约3mL体积的注射器筒的内壁上的层，少于30W的功率将导致主要是阻隔层的一个层，而超过30W的功率将导致主要是润滑层的一个层。
[0252] 决定层特性的另一个参数是O2（或另一种氧化剂）与前体（例如有机硅前体）在用于产生等离子体的气态反应物中的比率。通常情况下，在气态反应物中O2比率的增加将提高该层的阻隔特性，O2比率的减少将增大该层的润滑性和疏水性。
[0253] 如果需要润滑层，那么O2存在于气态反应物中的体积-体积比任选地是从0:1至5:1，任选地从0:1至1:1，甚至任选地从0:1至0.5:1或甚至从0:1至0.1:1。另一方面，如果需要阻隔层或SiOx层，那么关于该含硅的前体，O2存在于气态反应物中的体积-体积比任选地是从1:1至100:1，任选地比率为5:1至30:1，任选地比率为10:1至20:1，甚至任选地比率为15:1。
[0254] 所考虑的疏水层可以在不同的条件下使用相同的工艺设备和成分来施加，任选地使用选自上述对润滑层所提供的那些中相同的前体或不同的前体。该层的疏水特性是通过设定在气态反应物中O2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。
[0255] 所得的层任选地具有比未涂覆的表面更低的润湿
张力。例如，该层可以具有从20至72达因/厘米、替代地从30至60达因/厘米、替代地从30至40达因/厘米、替代地34达因/厘米的润湿张力。该层任选地可以是比未涂覆的表面更加疏水的。
[0256] 任选地，该至少一个层包括阻隔层。所考虑的阻隔层或层可以在不同的条件下使用相同的工艺设备和上述的成分来施加，任选地使用选自上述对润滑层所提供的那些中的相同的前体或不同的前体。该层的阻隔特性是通过设定在气态反应物中O2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。
[0257] 合适的阻隔层的一个例子是一个或多个从5至200nm厚的SiOx层，其中x是从1.5至2.9。
[0258] 通常情况下，功率的增加将提高该层的阻隔特性。对于具有约3mL体积的注射器筒的内壁上的层而言，超过30W的功率将导致主要是润滑层的一个层。
[0259] 决定层特性的另外一个参数是O2（或另一种氧化剂）与前体（例如有机硅前体）在用于产生等离子体的气态反应物中的比率。通常情况下，在气态反应物中的O2比率的增加将提高该层的阻隔特性。
[0260] 如果需要阻隔层或SiOx层，那么相对于该含硅的前体，O2存在于气态反应物中的体积-体积比任选地是从1:1至100:1，任选地比率为5:1至30:1，任选地比率为10:1至20:1，甚至任选地比率为15:1。
[0261] V.A.一个具体的实施方案是一种施加SiOx阻隔层的方法，该阻隔层在本说明书中被限定（除非在特定的实例中另有规定）为含有硅、氧、和任选的其他元素的层，其中x（氧原子与硅原子的比率）是从约1.5至约2.9、或从1.5至约2.6、或约2。x的这些替代性定义适用于在本说明书中对术语SiOx的任何使用。
[0262] V.A.在反应混合物中形成的等离子体优选地基本上不含空心阴极等离子体。容器壁与反应混合物接触，并且SiOx层被沉积在容器壁的至少一部分上。
[0263] V.A.在某些实施方案中，考虑到了遍布待涂覆的容器部分而产生均匀的等离子体，因为已经发现在某些情况下这产生了提供更好的氧阻隔性的SiOx层。均匀的等离子体是指不包括显著量的空心阴极等离子体（它具有比常规等离子体更高的发射强度、并且表现为更高强度的局部区域，从而中断了了常规等离子体的更均匀的强度）的常规等离子体。
[0264] V.A.空心阴极效应是通过相对于公共
阳极具有相同负电势的一对彼此相对的导电表面产生的。如果形成间隔（取决于压力和气体类型）而使得空间电荷鞘发生重叠，则
电子由整个鞘层区域上的电势梯度被
加速而开始在相对的壁鞘层的这些反射位势之间振荡，从而导致多次碰撞。电子被限制在空间电荷鞘层重叠区域内，这导致非常高的电离和高离子
密度的等离子体。这种现象被描述为空心阴极效应。本领域技术人员能够改变这些处理条件，如功率水平和进料速率或气体的压力，以从始至终形成均匀的等离子或形成包括不同程度的空心阴极等离子体的等离子体。
[0265] 另一种合适的阻隔层是不同层的复合物，例如，该复合物
[0266] 包括：
[0267] 从5至200nm厚的SiOx内层，其中x是从1.5至2.9，具有一个朝向内腔的内表面和一个外表面；
[0268] 具有内表面和外表面的、100nm至3mm厚的分隔层，该内表面朝向该SiOx内层；以及
[0269] 从5至200nm厚的SiOx外层，其中x是从1.5至2.9，具有一个朝向该分隔层的内表面和一个外表面。
[0270] SiOx外层是由如上所述的有机硅化合物前体例如六甲基二硅氧烷、和用于阻隔层或层的上述PECVD条件制成的。
[0271] 该分隔层是由如上所述的有机硅化合物前体例如六甲基二硅氧烷制成的，该前体是以氧化性气体与前体的体积流量比（sccm）为从4:1至8:1而施加的。该分隔层可以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，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。随着夹持器或容器的体积改变，RF功率可以在从1-10、优选从2-7、优选从3-5瓦特每毫升内腔体积的水平上被施加。
[0272] 该分隔层可以是依次施加的至少两个由PECVD施加的层的复合物，允许足够的时间用于层与层之间的冷却，以防止该大致圆柱形的制品的变形。例如，该分隔层可以是至少10个由PECVD施加的层、替代地至少20个由PECVD施加的层的复合物。
[0273] 等离子体层沉积
[0274] 本文所讨论的新的等离子体层技术是根据等离子体增强化学气相沉积（PECVD）。该方法利用含硅的蒸气，该蒸气可以在输血导管或注射器内部在减压下（mTorr范围-大气压力为760托）与氧组合。然后将在13.56MHz[射频范围]产生的
电场施加到一个外部电极与一个内部接地的进气口之间以产生等离子体。在用于涂覆这些管和注射器的压力和功率下，等离子体过程由电子碰撞电离所驱动，这意味着在这个过程中的电子是化学作用背后的驱动力。具体而言，等离子体通过含硅材料[六甲基二硅氧烷（HMDSO和其他反应物，如八甲基环四硅氧烷（OMCTS）]的电子碰撞电离来驱动这个化学反应，从而导致
二氧化硅或SiOxCy层被沉积在管或注射器的内表面上。这些层的厚度在20或更多纳米的数量级上。
HMDSO由六（6）个甲基被连接到硅原子上的Si-O-Si骨架组成。该过程破坏了Si-C键并且（在管或注射器的表面上）与氧反应而产生二氧化硅。由于该层是在原子
基础上生长的，因此厚度为20-30纳米的致密的、共形的层可以实现显着的阻隔特性。该氧化硅作为气体、水分和有机小分子的物理阻隔物，并且具有比商业玻璃更高的纯度。OMCTS产生了具有润滑特性或抗粘连特性的层。
[0275] 这项新技术在以下几个方面是独特的：
[0276] 1.该工艺采用刚性容器例如容器夹持器1050作为真空室。PECVD通常使用将这个或这些部分加载和涂覆在其中的二次真空容器。利用该容器作为真空室显著地简化了工艺设备并降低了周期/处理时间、并且因此降低了制造成本和资本。这种方法还降低了规模化的问题，因为规模化就是简单地复制为满足生产量的需求所需的管或注射器的数量。
[0277] 2.等离子体的射频激发允许对电离的气体赋予
能量、而很少地加热该部分。不同于通常用于PECVD中的、会赋予该部件本身的水分子以显着能量的微波激发能，射频将不会优先加热聚合物管或注射器。受控的热吸收对于防止基底温度升高至接近塑料的玻璃化转变温度是关键的，这种温度升高将造成尺寸完整性的损失（真空下塌陷）。
[0278] 3.
单层气体阻隔层–该新技术利用直接位于该部分的内表面上的单一的二氧化硅层。大多数其他阻隔技术（
薄膜）需要至少两个层。
[0279] 4.组合的阻隔-润滑层–该新技术利用组合的二氧化碳/SiOxCy层来提供多种特性属性（阻隔性/润滑性）。
[0280] 5.进气口/电极构型-高度不对称的设计有助于延长进气口的寿命。
[0281] 等离子沉积技术利用了简单的制造构型。该系统是基于“圆盘（puck）”或容器夹持器1050，例如在图27中所示，被用在管、注射器和柱塞夹持器1080进出该沉积站的输送中。该装置-圆盘接口（参见在2010年11月25日公布的、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的图1和图2中。后者的出版物和专利通过引用结合在此）是有用的，因为一旦在中试规模上建立层/特性的条件，当移动到全规模生产时不会有规模化问题；通过相同的过程来简单地增加圆盘的数量。该圆盘TM是由聚合材料（例如：Delrin ）制造的以提供电绝缘的底座。管和注射器被安装到该圆盘上，其中具有最大开口密封在O形环（被安装在圆盘自身中）上。该O形环在该部分和圆盘之间提供了真空密封，这样使得周围的空气（主要是氮气和氧气以及一些水
蒸汽）可被移除（压力降低）并引入工艺气体。除了该O形环之外，该圆盘还具有几个关键特征。该圆盘提供了连接到真空
泵（泵走二氧化硅反应中的环境气体和副产物）的装置、使气体入口该部件中精确对齐的装置、和在圆盘和气体入口之间提供真空密封的装置。
[0282] 对于SiOx沉积，则将HMDSO和氧气通过向上延伸到该部分中的接地的进气口进入该柱塞夹持器1080中。在这一点上，圆盘和柱塞夹持器1080被移动到电极区域中。该电极由一种导电材料（例如铜）构成并且提供了该部分从中通过的通道。该电极不与柱塞夹持器1080或圆盘物理地接触、并且是独立地被支承。一个RF阻抗匹配网络和电源被直接连接到电极上。该电源提供能量（在13.56MHz下）至该阻抗匹配网络。RF匹配网络的作用是使该电源的输出阻抗与电离的气体的复合（电容的和电感的）阻抗相匹配。该匹配网络可将最大功率传递到电离的气体，这确保了二氧化硅层的沉积。
[0283] 一旦该柱塞夹持器1080被涂覆（在圆盘使柱塞夹持器1080移动穿过该电极通道时，其是静止的），气体被停止并允许大气（或纯氮气）进入圆盘/柱塞夹持器1080内部以使其回到大气压。此时，柱塞夹持器1080可以从圆盘上移除并移动到下一个处理站。
[0284] 以上清楚地描述了对输血导管、肠胃外的小瓶或安瓿、以及柱塞1258、塞子1282、隔垫1310、或其他制品沉积层的方式。注射器在加载到圆盘之前和之后需要一个附加步骤。由于注射器在两端都有开口（一个用于连接到针头上并且第二个用于安装一个柱塞），在沉积层之前该针头端必须被密封。上述过程允许反应气体进入该塑料部分的内部、允许
电流通过该部件内部的气体并允许在该部件内部建立等离子体。等离子体（HMDSO或OMCTS和氧气的
离子化的组合物）是驱动等离子体层的化学作用和沉积的因素。
[0285] 虽然本发明的优选实施方案已在上面进行了详细描述，但本发明并不限于上述的具体实施方案，这些实施方案应被视为仅仅是示例性的。
