CN104519932A - 注射器用的活塞部件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种注射器用的活塞部件，其从小径到大径不会被大小限定，而且廉价，能够充分满足滑动性、非液体泄漏性、水蒸气非透过性等密封性。注射器用的活塞部件，是将PTFE块切削加工而形成，被压入注射器管(1)，以滑动状态使用，是垫圈(10a)、中间活塞(10b)等的活塞部件(10)。与注射器管(1)的内周面(2)滑动接触的活塞部件(10)的滑动接触面(11)之中的遍及至少与和药液(30)的接液面(14)邻接的滑动接触面(11a)的全周地形成了周方向的凸条(13)。切削加工时的凸条(13)的间距P在50μm以下，相对于注射器管(1)的压入余量T为10～150μm。

Description

注射器用的活塞部件

技术领域

本发明涉及在医药、医疗领域中，在给与向人体或动物给与药液时使用的注射器用的垫圈、中间活塞等活塞部件。

背景技术

安装注射针前的注射器，由塑料或者玻璃制的注射器管(圆筒形的筒)；可动式的柱塞杆(推压件)；被安装在柱塞杆的前端部分，保持非液漏性，还保持水蒸气非透过性，并且确保柱塞杆的滑动性的作为活塞部件的垫圈及被安装在注射器管的针安装部的顶帽构成。垫圈以往使用了加硫橡胶，但是，为了改善这些橡胶制的垫圈在注射器管的内面中滑动时的滑动性的不良，在垫圈表面、注射器管的内面上涂敷了硅油脂。

另一方面，因该硅油脂吸附药液中的有效成分而造成的效价低下、因硅油脂中的硅微粒产生的药液的污染及因此而产生的对人体的不良影响被当作问题。另外，也存在橡胶中的可溶性成分向药液中溶出的可能性。特别是，因为近年增加的预先充填了药液的预充满注射器被长期保存且使用，所以作为预充满注射器的垫圈，以如下的比通常用的注射器高的水平要求其性能：品质长期不变化，能够安全地使用，相对于高浸透性药液也能够确保密封性(非液漏性、水蒸气非透过性)，进而，具有与通常的注射器中的滑动性等同的滑动性。此点，在经中间活塞将粉末的药剂充填在注射器管的前端侧，将注射用水充填在活塞杆侧的双重注射器中，被安装在使用于它的中间活塞、活塞杆的前端的垫圈也同样。

因此，为了解决这样的问题而开发了如下的的垫圈：在橡胶制的垫圈主体的接液侧前端表面和与注射器管的内周面滑动接触的垫圈主体的外周面上粘贴了由聚四氟乙烯(下面称为“PTFE”)薄膜构成的医疗用塞包覆薄膜，在与接液侧前端表面邻接的外周面上进一步连续且一体地形成了多个独立的环状凸条(专利文献1)。

此垫圈由下述的方式形成：在将多条独立的环槽形成于模腔的底部内周的模具上，粘贴了由压铸法1片片地形成，其膜厚为20～60μm左右，并对与垫圈主体的粘接面进行表面处理而提高了与橡胶的粘接力的PTFE薄膜，将橡胶制的垫圈主体压入模腔，将PTFE薄膜拉伸并粘贴在垫圈主体的表面上，最后将从垫圈主体的活塞杆安装侧端部露出的PTFE薄膜切除。而且，在压入工序中，被粘贴在表面上的PTFE薄膜由模具的模腔的环槽在其前端部分形成独立的多个环状凸条。

在此垫圈中，由于PTFE薄膜的存在，与橡胶制的垫圈相比较，能够大幅地改善垫圈的相对于注射器的滑动性等，进而，由于多个独立的环状凸条，使得充填在注射器管的前端侧的药液不从注射器管和垫圈的滑动接触面向活塞杆侧泄漏。但是，专利文献1记载的垫圈存在下面所示的问题点。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-181027号公报

发明内容

发明所要解决的课题

(1)在这样的PTFE薄膜粘贴方式的垫圈中，虽然也取决于垫圈的直径和长度，但是，在张贴部分中，PTFE薄膜在对5ml以下的小容量注射器的垫圈中被拉伸到3倍左右，在对超过5ml、100ml以下的中容量注射器的垫圈中被拉伸到2倍左右，在对超过100ml的大容量注射器的垫圈中被拉伸到1.5倍左右。若使包括PTFE薄膜在内的一般的树脂薄膜延伸，则树脂的分子随着延伸而在伸展方向聚齐，即，取向性提高，在不再有相对于与伸展方向呈直角的方向的伸展的同时，作为树脂的性能逐渐劣化，在严重的情况下白化，最终破裂。在PTFE薄膜中，因伸展而产生的取向性提高，并且疏水性低下，最终在被最过于严酷地拉伸的垫圈主体的接液侧前端面的外周部分中产生薄膜的破裂，牵涉到制品的品质劣化和成品率低下。

特别是，在由这样的压入方式形成垫圈的情况下，虽然也取决于垫圈的形状，但是，因为像前述的那样，在垫圈主体的接液侧前端面的外周部分中，PTFE薄膜与其它的部分相比被更大地拉伸，所以该部分的树脂性能的劣化严重，虽然可以认为由于多个独立的环状凸条的存在而在某种程度上被缓和，但是，中·大容量的注射器的情况姑且不论，在5ml以下的小容量注射器中，因为直径细到6mm左右，所以其影响大，在实用性上存在问题。另外，由压入方式形成在薄膜上的环状凸条的形成，是由来自模腔的转印进行的，但是，因为被推入模腔的垫圈主体是橡胶，所以顺势完成的形状只能某种程度地不正确，而且在从形成了环槽的模腔将垫圈拔出时，必须将形成在垫圈的前端的环状凸条强行地从环槽拔出，也存在损害形状的情况，在上述的缓和效果上存在界限。

(2)另外，在使用的压铸方式的PTFE薄膜的表面上存在细微的凹凸，它由前述的伸展拉伸，它牵涉到在薄膜表面中传递的液体的泄漏。此外，作为重复涂覆的PTFE薄膜，在内部有多个细微的通孔。因为专利文献1的环状凸条的宽度为0.05～0.5mm，其高度为0.01～0.2mm，垫圈主体为橡胶制，所以在将垫圈主体插入注射器管时，环状凸条几乎未被压缩，因此，也存在如下的问题：环状凸条内的细微通孔不会被压扁，而是原样不变地留下，通过此细微通孔产生液体泄漏。特别是，在小容量注射器中，通过表面及环状凸条的内部的液体泄漏显著，这妨碍了小容量注射器的实用化。

(3)在由压铸法制造前述的PTFE薄膜的情况下，也存在如下的问题：必须多次重复涂覆悬浊了PTFE的溶液，每次都进行烧结，对PTFE薄膜本身花费制造成本。

(4)另外，在由压入方式将PTFE薄膜粘贴在垫圈主体上的情况下，只能物理性地粘贴在一方的前端部分上。因此，相反侧的端部的垫圈主体不得不显露。在此方式中，若使用粉末的药剂，则不能制作双重注射器的中间活塞，也存在用途被限定的问题。

(5)进而，在这样的方式的情况下，由于加热消毒时或压入加工时的温度变化，也存在如下的问题：粘接因构成内部的垫圈主体的橡胶和被粘贴在表面上的薄的PTFE薄膜的热膨胀差而变弱，或在PTFE薄膜的表面上产生皱褶。

鉴于上面的那样的以往例，本发明的主要课题是提供一种从小径到大径不会被大小限定，而且廉价，能够充分满足滑动性、非液体泄漏性、水蒸气非透过性等密封性的注射器用的活塞部件。

为了解决课题的手段

第1方面记载的发明是用于注射器管1的垫圈10a(图1)、中间活塞10b(图18)等活塞部件10。

活塞部件10是对PTFE块进行切削加工而形成，被压入注射器管1，以滑动状态使用，其特征在于，

与注射器管1的内周面2滑动接触的活塞部件10的滑动接触面11之中的遍及至少与和药液30的接液面14邻接的滑动接触面11a的全周地形成周方向的凸条13，

切削加工时的凸条13的间距在50μm以下，活塞部件10的相对于注射器管1的压入余量是10～150μm。

与注射器管1的内径S一致，考虑压入余量T，对PTFE块进行切削加工(通常是车床加工)，以如下的方式形成：在其切削加工面(特别是与注射器管1的滑动接触面11a)上切削加工时的凸条13的间距P在50μm以下(优选为3～40μm)，活塞部件10的相对于注射器管1的压入余量T按照直径差为10～150μm。若将这样形成的活塞部件10插入注射器管1，则被压入了的活塞部件10的凸条13被注射器管1的内周面2压垮，朝向加工槽12冷流，该冷流将加工槽12填埋(图14)。其结果，在将活塞部件10插入了注射器管1的状态下，实现高度的水密性(即，非液体泄漏性，进而还有水蒸气非透过性)。另外，在使压入余量T为10～150μm的情况下，活塞部件10的对注射器管1的注射时的滑动阻力在被要求的12N以下。

第2方面记载的发明是在第1方面的活塞部件10中，其特征在于，切削加工时的最大高度粗糙度Rz被形成在6μm以下。若加工槽12的最大高度粗糙度(换言之，是槽深度或者10点平均粗糙度)Rz在6μm以下(优选在3μm以下)，则确实地进行由冷流进行的加工槽12的埋设。

第3方面记载的发明是在第1方面的活塞部件10中，其特征在于，凸条13被形成为螺旋状。在此情况下，加工槽12成为螺旋槽，虽然常识性地想到药液30在螺旋状的加工槽12中传递地流出，但是，因为像前述的那样，冷流将加工槽12填埋，所以实现高度的水密性。另外，因为加工槽12是螺旋状，所以能够通过通常的车床加工形成活塞部件10，能够进行迅速且廉价的制作。

第4方面记载的发明是在第1方面的活塞部件10中，其特征在于，凸条13被形成为环状。在此情况下，凸条13的间距P非常窄，为50μm，因此，因为凸条13本身的壁厚也非常薄，假药30通过存在于凸条13上的PTFE块的粒子边界，通过凸条13内而漏水。但是，通过使压入余量T为10～150μm，若压入注射器管1，则像前述的那样，凸条13被压垮，PTFE块的粒子边界被消除，当然不会从粒子边界漏水，水蒸气也不会通过。这点，在上述螺旋的情况下，也能够适用。另外，与上述同样，滑动阻力也在12N以下。

第5方面记载的发明(参见图2)是在第1～4的任意一方面记载的活塞部件10中，其特征在于，活塞部件10的滑动接触面11a的宽度D是0.5mm～3mm。在滑动接触面11a的宽度D在0.5mm以下的情况下，形成了滑动接触面11a的接液侧滑动部16在强度方面弱，在操作中存在破损的危险，若在3mm以上，则在注射器管1为环烯烃树脂的情况下，压入了的接液侧滑动部16的相对于注射器管1的面压变得过高，存在注射器管1破碎的危险。

第6方面记载的发明(参见图8、9)是在第1～4的任意一方面记载的活塞部件10中，其特征在于，活塞部件10的与接液面邻接的滑动接触面11a，从接液面14侧朝向相反侧的非接液面14a侧逐渐变细。

第7方面记载的发明(参见图10)是在第1～4的任意一方面记载的活塞部件10中，其特征在于，活塞部件10的与接液面邻接的滑动接触面11a在接液面14侧和相反侧的非接液面14a侧之间呈凹弧状地变细。

第8方面记载的发明(参见图11)是在第1～4的任意一方面记载的活塞部件10中，其特征在于，活塞部件10的与接液面邻接的滑动接触面11a，在接液面14侧、相反侧的非接液面14a侧及其中央部分之间呈凹弧状地变细。

第9方面记载的发明(参见图12)是在第1～4的任意一方面记载的活塞部件10中，其特征在于，活塞部件10的与接液面邻接的滑动接触面11a的接液面14侧的直径，形成得比相反侧的非接液面14a侧的直径粗。

第10方面记载的发明(参见图4)是在第1～4的任意一方面记载的活塞部件10中，其特征在于，从接液面14侧数，凸条13的至少3条(换言之，是3圈量)具有第1方面的间距P、最大高度粗糙度Rz及压入余量T，4条(换言之，是4圈量)以后的凸条13与前述接液面14侧的3条凸条13相比，间距P、最大高度粗糙度Rz及压入余量T的至少一个被形成得大。

通过这样做，接液面14侧提高向注射器管1的内周面2的接触压，提高对液体泄漏而言的可靠性，在变细了的部分或呈凹弧状地变细的部分中，使对注射器管1的接触压减弱，由此，能够以更小的力推活塞杆5。

第11方面记载的发明(参见图6)是在第1～4的任意一方面记载的活塞部件10中，其特征在于，从接液面14侧数，凸条13的至少3条(换言之，是3圈量)为环状，4条(换言之，是4圈量)以后的凸条13为螺旋状。

在此情况下，由沿接液面14侧的窄的加工槽12形成了的凸条13(至少3条以上至5条为止)确保水密性，通过将无助于确保水密性的非接液面14a侧的加工槽12做成螺旋状，能够使加工速度大幅地提高。

第12方面记载的发明(参见图2、19)是在第1～4的任意一方面记载的活塞部件10中，其特征在于，活塞部件10的整体由PTFE形成。在此情况下，只要对PTFE棒材50进行切削加工即可，活塞部件10的生产以与通常的机械加工相同的要领迅速且廉价地进行。

第13方面记载的发明(参见图16、20)是在第1～4的任意一方面记载的活塞部件10中，其特征在于，活塞部件10是对仅在耐药液性树脂材61的外周面上包覆了PTFE筒材62的复合块60的至少PTFE部分进行切削加工而形成。在此情况下，由于使用了复合块60，所以能够减少高价的PTFE的使用。进而，制作的活塞部件10的滑动由柔软的PTFE确保，活塞部件10的强度及热膨胀受耐药液性树脂材61支配。换言之，活塞部件10由于几乎不受在室温附近显示大的热膨胀的PTFE的影响，所以不存在装入了由复合块60形成的活塞部件10的预充满注射器A、B受到使用环境的热影响的情况。

第14方面记载的发明(参见图15)是在第1～4的任意一方面记载的活塞部件10中，其特征在于，在活塞部件10的滑动接触面11a的内侧形成了空洞18。在此情况下，通过在滑动接触面11a的内侧形成了空洞18，滑动接触部分被进行薄壁化，弹力性提高，其结果，对注射器管1的内周面2的触摸变得更柔软，能够以更小的力推活塞杆5。

发明效果

根据本发明，能够提供一种不用使用医疗用塞包覆薄膜、硅油，且从小径到大径不会被大小限定，而且廉价，能够充分满足滑动性、水蒸气非透过性、非漏水性等水密性的预充满注射器、双重注射器用的活塞部件。

附图说明

图1是适用了本发明的预充满注射器的剖视图。

图2是图1的由虚线椭圆表示的部分的放大剖视图。

图3是在图2的由虚线椭圆表示的部分中加工槽为螺旋状的放大正视图。

图4是图2的螺旋加工槽的变形例的正视图。

图5是在图2的由虚线椭圆表示的部分中加工槽为环状的放大正视图。

图6是在图2的由虚线椭圆表示的部分在接液面侧的加工槽为环状，相反侧为螺旋状的情况下的放大正视图。

图7是在图2的由虚线椭圆表示的部分中接液面侧的加工槽为窄的环状，相反侧为粗的环状或者螺旋状的情况下的放大正视图。

图8是在图2的由虚线椭圆表示的部分中，滑动接触面被形成为其直径从接液侧朝向活塞杆侧逐渐减小的情况下的放大剖视图。

图9是在图8的由圆表示的部分中，凸条被形成为其峰径从接液侧朝向活塞杆侧逐渐减小的情况下的放大剖视图。

图10是在图2的由虚线椭圆表示的部分中，滑动接触面被形成为在接液侧和活塞杆侧之间呈凹弧状的情况下的放大剖视图。

图11是在图2的由虚线椭圆表示的部分中，滑动接触面被形成为在接液侧和活塞杆侧及其中间部分之间呈凹弧状的情况下的放大剖视图。

图12是在图2的由虚线椭圆表示的部分中，滑动接触面的接液侧形成得比活塞杆侧粗的情况下的放大剖视图。

图13是图12的由虚线椭圆表示的部分的放大剖视图。

图14是将活塞部件压入了注射器管时的放大剖视图。

图15是在图1的垫圈的滑动接触面的内侧形成了空洞的情况下的放大剖视图。

图16是使用复合块形成的垫圈的主要部分放大剖视图。

图17是使用PTFE环形成的垫圈的主要部分放大剖视图。

图18是使用了本发明的活塞部件的双重注射器的剖视图。

图19是用于本发明的PTFE烧结体的正视图。

图20是用于本发明的复合块的剖视图。

图21是本发明的垫圈的切削表面的1000倍的反转照片。

图22是从斜向看本发明的垫圈的切削表面时的1000倍的反转照片。

图23是本发明的垫圈的水蒸气透过性试验结果的图。

图24是本发明的垫圈的滑动阻力测定结果的图。

图25是本发明的垫圈的表面粗糙度测定结果(间距＝50μm)的图。

图26是本发明的垫圈的表面粗糙度测定结果(间距＝100μm)的图。

图27是表示本发明的垫圈的接液侧滑动部与注射器管内面的接触状态的放大照片。

具体实施方式

为了实施发明的方式

下面，根据图示的实施例说明本发明。图1是适用了本发明的垫圈10a的预充满注射器A的剖视图，图18是适用了本发明的中间活塞10b和垫圈10a的双重注射器B的剖视图。如图1所示，预充满注射器A由作为活塞部件10的垫圈10a、注射器管1、被安装在垫圈10a上的活塞杆5和顶帽8构成。双重注射器B还在此使用作为活塞部件10的中间活塞10b。另外，图1中的符号30是被充填在注射器管1内的药液(注射液)，图18中的符号31是粉末状的药剂，32是将药剂溶解的注射用水。下面，对图1进行说明。另外，在本说明书中共同的部件由相同的符号表示，在图2以后的说明中，重复的部分援用已经说明的记载，为了避免繁复，原则上省略其说明。

注射器管1是圆筒状的容器，在管主体1a的前端突出设置了安装未图示的注射针的安装部1b，在后端形成了挂手指用的凸缘部1c。注射器管1的材质使用玻璃、硬质树脂(例如，环烯烃树脂。“以下，称为COP。”)、软质树脂(例如，聚丙烯。“以下，称为PP。”)等。

包括图1所示的垫圈10a、图16、17所示的中间活塞10b在内的活塞部件10，有整体由PTFE形成的情况；和中心部分由耐药液性树脂61构成，至少被切削的部分由PTFE形成的情况这2种。在本发明中使用的PTFE，也可以是纯PTFE，但是，例如，使用混入了作为PTFE的结晶化抑制剂的聚四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物(简称PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物等氟树脂1～15质量％的改性体将对活塞部件10赋予弹力性，是更加优选的。加工前的PTFE使用图19所示的那样的圆棒材50。

在本发明中使用的PTFE，使用上述纯PTFE或者PTFE的改性体，还使用通过所谓的被称为HIP处理的热轧等静压加压法(熱間等方圧加圧法)进行的独立气泡化的块(圆棒材)。HIP处理前的PTFE，因为是以高压将粉体PTFE或改性PTFE赋形成块状(例如，圆柱状)，将它烧结而制作，所以是细微的PTFE块的凝集体，是细微的缝隙在PTFE块的粒子边界连续地相连的连续气泡型的块。

若表示前述热轧等静压加压法的一例，则像下述的那样进行。将前述连续气泡型PTFE块或连续气泡型改性PTFE块(例如，棒状体)投入加热炉，首先，将加热炉内减压到0.013～133Pa(常用的真空度为0.13～13.3Pa)的真空度，将气体从加压成形体内排除。而且，一面维持此减压状态，一面以320～400℃(更优选为350～370℃)加热熔融处理几小时到10几小时，将它冷却，得到独立气泡型的PTFE块。或者，在减压到上述真空度的状态下，升温到上述温度，在保持了上述时间后，返回到常压，在加压下冷却，同样得到独立气泡型的PTFE块。

若对连续气泡型PTFE块实施上述热轧等静压加压法，则气体从构成PTFE块的PTFE的粒块之间的缝隙(空间)被抽出到外部，此外，因加热而软化了的粒块的接触界面因等静压加压而急速扩大，使该缝隙(空间)减少。此时，因为该缝隙(空间)内的气体不存在，所以不成为阻力，能够减少到最小限定，在加热前存在的连续气泡消散。

图20是在圆棒状的耐药液性树脂材61的外周面上包覆了被进行切削加工的PTFE筒材62的复合块60。作为耐药液性树脂材61，例如是COP、超高分子聚乙烯，在将耐药液性树脂材61插入进行了加热的筒状的PTFE部件62后，将它们冷却，使筒状的PTFE部件62收缩，将耐药液性树脂材61的外周面包覆。进行所谓的热压配合。作为其它的方法，也可以将耐药液性树脂材61的圆棒材压入筒状的PTFE部件62，使之一体化。通过由压入而伸展的PTFE部件62的紧固进行一体化。在此情况下，PTFE部件62只要具有对切削加工所需要的厚度(1～2mm)即可。若耐药液性树脂材61的直径相对于PTFE部件62的壁厚充分大，则不会受到在室温附近显示大的热膨胀的PTFE的影响，复合块60被热膨胀比PTFE小的耐药液性树脂材61的热膨胀支配，在0℃左右～室温附近，其尺寸变化被充分地抑制。复合块60的PTFE部件62可以是前述的连续气泡，也可以进行HIP处理，作为独立气泡。

接着，对图1的垫圈10a的形状简单地进行说明。垫圈10a，接液侧滑动部16和活塞杆5的安装侧的端部17的外周形成得粗，接液侧滑动部16和安装侧的端部17之间形成得细。端部17是对垫圈10a的滑动进行导向的端部，以便被安装在垫圈10a上的活塞杆5不摇摆，其最大外径被形成得与注射器管1的内径大致相等或细一些。另外，此端部17的外周部分的形状由与中心轴平行的截面形成为山形，其外周与注射器管1的内周滑动接触。若不妨碍活塞杆5的滑动，则也可以省略。

另一方面，垫圈10a的接液侧滑动部16，是与注射器管1的内周面2的滑动接触部分，与和药液30的接液面14邻接，从接液面14朝向活塞杆5的安装侧的端部17具有某处程度的宽度D，在其滑动接触面11a的全周形成了周方向的加工槽12。宽度D为0.5～3mm。优选的宽度D为1～2mm。宽度D适用于螺旋状的情况，独立的环状的情况这两者及其变形例。加工槽12，如图3、图5所示，有螺旋状的情况和独立的环状的情况。对这些将在后面详细叙述。

加工方法从活塞部件10的形状考虑，通常选择由车床进行的切削加工。用于切削加工的刀具(车刀)可列举出能够将PTFE的表面某种程度地平滑地削出的那样的例如高速钢、超硬、多晶金刚石、单晶金刚石等。图13是切削部分的局部放大剖视图，在由刀具切出了的加工槽12之间，形成截面大致三角形的凸条13。在这里，从加工槽12的槽底12a到凸条13的顶部的高度是最大高度粗糙度Rz(换言之，是10点平均粗糙度，即，槽深度)。将实际的测定数据表示在图25、26中。图25，是在凸条13的间距P为50μm的情况下，最大高度粗糙度Rz为2.3μm(此时，算术平均粗糙度Ra为0.36μm)，在后述的液体泄漏试验中，不存在假药的液体泄漏。图26，是在凸条13的间距P为100μm的情况下，最大高度粗糙度Rz为6.6μm(此时，算术平均粗糙度Ra为1.54μm)，在后述的液体泄漏试验中，确认了假药的液体泄漏。另外，测定使用了(株式会社)东京精密制的表面形状解析装置。

切削方法是使PTFE块50、60(棒材，优选为圆棒)从车床的卡盘仅突出规定量，此后，将该突出部分的端面削出成平坦或所要求的规定的形状，接着，将突出部分的外周面在活塞部件10为垫圈10a或中间活塞10b的情况下，削为后述的规定的形状。而且，在它为中间活塞10b的情况下，若外形的切削结束，则在突出部分的基部之处穿过，精加工成中间活塞10b。在它为垫圈10a的情况下，进一步在突出部分的端面的中心开设用于将活塞杆5的外螺纹部5a拧入的内螺纹孔15的底孔，接着，由丝锥在此底孔中刻出内螺纹，对内螺纹孔15的开口缘进行倒角，最后，以规定的尺寸在突出部分的基部之处穿过，精加工成垫圈10a。另外，进给宽度在图14中由间距P表示。

在上述的切削加工中，活塞部件10的滑动接触面11a的切削在图3的螺旋凸条13a的情况下，是一面使车刀遍及滑动接触面11a的整个面地定速移动，一面形成后述的规定的间距P(50μm以下)的螺旋状的加工槽12。图4是其变形例，仅将与接液面14邻接的部分(例如，螺旋槽，3～5条(即，3～5圈量))按照50μm以下进行切削，在此外的部分中，更粗地进行切削，提高切削速度。

图5～12是活塞部件10的滑动接触面11a的变形例，图5，是在遍及滑动接触面11a整体地形成等间隔的环凸条13b的情况下，使刀具与PTFE圆棒材50接触，仅以1间距P的量削出加工槽12，然后，使刀具后退，从PTFE圆棒材50离开，使刀具仅水平移动1间距P的量，再次使刀具与PTFE圆棒材50接触，仅以1间距P的量削出加工槽12。反复进行这样的操作，在滑动接触面11a上形成环凸条13b。

图6是如下的情况：形成1条(即，1圈)接液面14侧的凸条13，进而，考虑到安全仅以50μm以下的间距P形成3～5条(即，3～5圈)环凸条13b，将留下的部分做成螺旋凸条13a。图7也同样，形成1条接液面14侧的凸条13，进而，考虑到安全以50μm以下的间距P仅形成3～5条环凸条13b，将留下的部分由50μm以上的间距的粗的环凸条13b形成。如上所述，图3到图7是凸条13的作成例。

图8～图12是滑动接触面11a的变形例，它们适用于图3～7。另外，图中L是与中心线平行的线，是用于容易理解滑动接触面11a的形状的线。图8，是接液侧滑动部16的直径(峰径H)从接液面14侧朝向相反侧的非接液面14a侧逐渐变细。图9是由图8的圆包围的部分的局部放大剖视图。图10，是接液侧滑动部16的直径(峰径H)在接液面14侧和相反侧的非接液面14a侧之间呈凹弧状地变细。图11，是该部分直径(峰径H)在接液面14侧、非接液面14a侧及其中央部分之间呈凹弧状地变细。图12，是该部分的与接液面14邻接的部分的直径(峰径H)形成得粗，非接液面14a侧直径(峰径H)形成得比它细。在有关本发明的活塞部件10中，在与接液面14邻接的部分的螺旋凸条13a中，需要至少3条以上的宽度，在确保水密性、水蒸气非透过性的情况下需要5条左右的宽度。虽然环凸条13b在理论上1条就足够，但是，如果依然考虑安全性，则优选做成3条以上。在图8～图12中，在任意一种情况下，都是直径形成得粗的接液面14侧的部分与注射器管1的内周面2强力地接触，确保了水密性、水蒸气非透过性。将其图表示在图14中。而且，即使在形成得细的部分中，在插入时，也与注射器管1的内周面2轻轻地相接。通过这样做，接液面14侧提高向注射器管1的内周面2的接触压，提高对液体泄漏而言的可靠性，在逐渐变细的部分或呈凹弧状地变细的部分中，接触压变弱，能够以更小的力推活塞杆5。在上述的情况下，直径形成得粗的部分作为接液面14侧，但是，不限于此，在滑动接触面11a的哪个部分中都能够形成。

图14是与前述的注射器管1强力地接触的部分的放大剖视图，图21(1000倍)是加工槽12的反转照片，图22是从其斜向看的反转照片(1000倍)，图27是在注射器管1的内周面2上活塞部件10的接液面14和假药30的分界部分的放大照片，表示假药30由凸条13阻水的状态。照片中，发白光的横线部分是加工槽12，表示来自凸条13的冷流没有将凸条13之间的加工槽12充分填埋完的状态。活塞部件10的接液面14和相对于假药30的分界部分的近旁部分(用箭头W表示的范围)的凸条13被压扁，将加工槽12充分地填埋。另外，根据以反转状态表示凸条13的图21、22，车刀的锐利的刀尖削出的加工槽12的槽底12a呈浅的连续的凹圆弧状。在槽底12a的两侧，接续着凸条13，凸条13是前端的棱线薄，波状的隆起连续的凸条。但是，从图22可知，与金属的切削不同，在被切削了的加工槽12、凸条13上存在或多或少的凹凸。切削面以高速钢最粗、超硬、多晶金刚石、单晶金刚石这样的顺序变得平滑，切削面越平滑，水密性、蒸气非透过性越提高。

如前所述，虽然在被切削了的加工槽12、凸条13上存在或多或少的凹凸，但是，PTFE可变形性高，若以压入余量T将活塞部件10插入注射器管1，则在螺旋状的情况下自不必说，在环状的情况下，凸条13也被注射器管1的内周面2强力地压垮，向加工槽12侧流入(冷流)，在切削加工时，在凸条13的间距P在50μm以下，最大高度粗糙度Rz在6μm以下，以及压入余量T按照直径在10μm以上的情况下，在相当大的部分中，将加工槽12全面地填埋。在图14中由符号12a表示被填埋了的部分，由符号12b表示其分界。在图27的由箭头W表示的接液面14的邻接范围中，加工槽12的整个面的埋设状态显著。其结果，即使加工槽12是螺旋槽，也确保前述的水密性、水蒸气非透过性。

在凸条13的间距P在50μm以上的情况下，虽然也关系到最大高度粗糙度Rz，但存在如下的情况：加工槽12未被充分填埋，通过留下的细微的缝隙漏水。特别是，在周围的温度差大的情况下(例如，在保管在冰箱中后，取出，在返回常温后进行注射的情况)，存在因PTFE的物理性质(在室温附近产生大的尺寸变化)而产生液体泄漏的情况。在40μm以下的情况下，即使周围的温度差大，也不存在液体泄漏。3～40μm的范围相对于非液体泄漏性而言的可靠性最高。

在凸条13的间距P在3μm以下的情况下，在切削加工是过于花费时间，加工槽12之间的凸条13的高度过低(即，加工槽12的最大高度粗糙度Rz过浅)，凸条13的弹性变得过小。因此，在实用上优选凸条13的间距P在3μm以上，40μm以下。

另外，若切削时的加工槽12的最大高度粗糙度Rz深6μm以上，则产生进行冷流的PTFE没有充分地将加工槽12的槽底12a填埋完的部位，存在漏水的危险性。考虑到安全，优选最大高度粗糙度Rz在3μm以下。从由冷流进行的填埋槽的观点出发，优选最大高度粗糙度Rz浅。另外，为了使PTFE的冷流顺畅地进行，优选预先将槽底12a形成为圆弧状。上述槽间距P及最大高度粗糙度Rz基本上与注射器管1的粗度无关，对所有的粗度的注射器管1都可适用。若上述槽间距P及最大高度粗糙度Rz在上述范围内，则即使加工槽12是螺旋槽，也可实现高的水密性(非液体泄漏性和水蒸气非透过性)。

接着，对加工槽12及活塞部件10的接液侧滑动部16的直径(峰径)H和注射器管1的内径S的关系进行说明。使接液侧滑动部16的直径相对于注射器管1的内径S，作为压入余量T，最小粗10μm(按半径为5μm)，最大粗150μm(按半径为75μm)(参见图24)。如后所述，若压入余量T超过150μm，则存在损害所要求的滑动性(活塞杆5的推压阻力在12N以下)，并因与滑动接触面11a的宽度D的关系，在COP注射器管上产生裂纹的情况。另外，此范围基本上与注射器管1的粗度关系不大。

另外，如前所述，未被实施HIP处理的PTFE，在内部具有细微的连通缝隙。如上所述，若以压入余量T将活塞部件10插入注射器管1，将凸条13压坏，则在前述的冷流时，这些细微的连通缝隙也被堵塞，即使是未被实施HIP处理的PTFE，通过连通缝隙的漏水自不必说，水蒸气的通过也被阻止。

以注射器管1的内径S和活塞部件10的接液侧滑动部16的外径的关系(压入余量T)在上述的范围内，滑动接触面11a的加工槽12的槽间距P及最大高度粗糙度Rz在前述范围内为前提，活塞部件10的滑动接触面11a的宽度D被做成0.5～3mm。在宽度D比0.5mm小的情况下，太过狭窄，存在接液侧滑动部16在操作中破损的危险，若在3mm以上，则在活塞部件10的相对于注射器管1的压入余量超过50μm的情况下，在注射器管1为COP的情况下，接液侧滑动部16的相对于注射器管1的面压变得过高，若在常温中或121℃进行20分钟的蒸气灭菌处理，则在此过程中活塞部件10膨胀到注射器管1以上，存在注射器管1破碎的危险。在实用上是1～2mm。

以上的方面，即使是中间活塞10b也可以说是这样。中间活塞10b如图18所示，在两端形成了接液侧滑动部16，两接液侧滑动部16之间形成得细。两接液侧滑动部16的滑动接触面11a与上述垫圈10a的滑动接触面11a完全相同地形成。

注射器管1，在前端形成了针安装部1b，在后端形成了挂手指部1c，在它们之间形成了圆筒状的药液充填部4c，在本实施例中，由环状聚烯烃形成。当然，注射器管1的形状不限于图示的形状，另外，作为注射器管1的材质，也能够使用聚丙烯、玻璃等。

活塞杆5是在前端部设置了外螺纹部5a，在后端设置了指托部5b的杆状的部件。在此活塞杆5的外螺纹部5a的外周面上刻设了与上述的垫圈10a的内螺纹孔15进行螺纹连接的外螺纹。活塞杆5的材质由环状聚烯烃、聚碳酸酯及聚丙烯等树脂等构成。

顶帽8被安装在注射器管1的针安装部1b，是用于使得充填到注射器管1内部的药液30不泄露，并且使得该药液30不被在空气中浮游的杂菌等污染的封闭部件。此顶帽8由圆锥台状的帽主体8a；和从此帽主体8a的顶面向开口方向延伸，形成了针安装部1b嵌入的凹部8b的嵌合突部8c构成。顶帽8由弹性体形成。作为弹性体，也包括加硫橡胶、热硬化性树脂类弹性体等“热硬化性弹性体”和“热塑性弹性体”的任意一种。

将这样的部件组装，向注射器管1和垫圈10a的被关闭的空间内充填药液30，构成图1所示的那样的预充满注射器A。在使用此预充满注射器A的情况下，通过仅将顶帽8拆下，将规定的针安装在注射器管1的针安装部1b，就能够用于使用。在使用时，活塞杆5的运动包括初始运动在内，极其顺畅，从后述的滑动阻力试验也可知道，不超过12N。另外，同样地，从液体密封性试验也可知道，垫圈10a由于其优异的疏水性，即使是长期间，在与注射器管1的内周面2的滑动接触面11a中，漏液自不必说，也不产生其水蒸气的透过。

图15的垫圈10a，在形成内螺纹孔15的底孔时，追加镗床加工，在滑动接触面11的内侧遍及滑动接触面11的全宽地进一步形成空洞18。由此，滑动接触部分的壁厚变薄，被赋予弹性。其结果，对注射器管1的内周面2的触摸变得更柔软，能够以更小的力推活塞杆5。活塞杆5的外螺纹部5a可以伸展地接触到空洞18的前端，也可以不接触。在接触的情况下，进行垫圈10a的接液面14的加强。

图20的垫圈10a是使用了仅在耐药液性树脂材61的外周面上包覆了PTFE部件62的前述的复合块60的垫圈，使该PTFE部分与注射器管1的内径S一致地进行已经叙述的规定的切削加工，得到规定形状的垫圈10a。这点在中间活塞10b中也同样。

上述那样制作的活塞部件10，虽然树脂材61露出在接液面14上，但是，因为此树脂材61像COP、超高分子聚乙烯的那样耐药液性优异，所以不对接触的药液30带来不良影响。因为滑动接触面11a由PTFE形成，所以不产生液体泄漏，且显示良好的滑动性。另外，作为耐药液性树脂材61，若选择比PTFE硬的树脂，则从内侧对外周的PTFE进行加强，通常，由于耐药液性树脂材61在0℃附近～室温周边的温度范围内热膨胀率比PTFE小，所以活塞部件10受外气温变化的影响少，相对于温度的尺寸变化比仅为PTFE的情况优异。

图17是垫圈10a的另外的变形例，在此情况下，由主体部分20和被嵌入主体部分20的接液侧外周面21的接液侧滑动接触环23构成，仅接液侧滑动接触环23由PTFE或者独立气泡型PTFE形成。此接液侧滑动接触环23与前述同样，由切削加工形成。而且，将接液侧滑动接触环23嵌入模具，注塑不对药液30带来不良影响的前述的耐药液性树脂，做成将接液侧滑动接触帽28嵌入主体部分26的接液侧滑动部27的形状的垫圈10a。当然，若将模具的模腔的形状做成中间活塞10b的形状，则能够做成将接液侧滑动接触环23分别嵌入被设置在其两端的接液侧外周面21的中间活塞10b。也可以不是由注塑成形，而是从后将接液侧滑动接触环23嵌入预先成形了的主体部分20。另外，也可以对主体部分26进行切削加工，嵌入该接液侧滑动部27。

图18是使用中间活塞10b的双重注射器B的例，是在注射器管1是设置了旁通路1d的例。中间活塞10b被收纳在注射器管1内，安装了垫圈10a的活塞杆5被插入注射器管1的凸缘部1c侧。中间活塞10b越过旁通路1d的凸缘部1c侧的开口1e部分而被配置在凸缘部1c侧，在中间活塞10b和垫圈10a之间的密闭空间中充填了注射用水32。而且，在由针安装部1b和中间活塞10b构成的空间中充填了粉状的药剂31。

在使用时，若将顶帽8拆下，将注射针安装在针安装部1b，则能够立即使用。在使用时，若推活塞杆5，则中间活塞10b经被充填的注射用水32前进，在中间活塞10b的后端越过了旁通路1d的凸缘部1c侧的开口1e部分之处，注射用水32通过旁通路1d，从前端侧的开口部分1f流入充填了药剂31的密闭空间内，将药剂31溶解，此药剂31被注射。在此情况下，滑动阻力与图1的预充满注射器A相比，几乎没有变化。

实施例

下面，列举实施例及比较例，更具体地说明本发明。

如图1所示，向注射器管充填着色了的纯水(假药)，使用本发明的PTFE制垫圈，按照下述的方法，对液体密封性(液体泄漏)、水蒸气透过性试验及滑动性(活塞杆的加压力)进行试验。在任意一个试验中，试验根数都分别是10根。

本发明的垫圈的条件

注射器管(材质：COP、玻璃)的内径(单位：mm)

＝6.34 12.45 20.20

接液侧滑动部的直径(峰径H)(压入余量T为40μm)(单位：mm)

＝6.38 12.49 20.24

凸条的间距P(μm)

＝3 5 10 20 30 40 50 80 100

加工槽的最大高度粗糙度：Rz(单位：μm)

＝2.3 6.0 6.6 10

滑动接触面的宽度(单位：mm)

＝0.5 1.0 1.5 2.5 3.5

(1)液体密封性(液体泄漏)试验

将垫圈的滑动接触面和注射器管的内周面的界面部分放大到100倍来观察，观察假药有无向滑动部分的泄漏。凸条的间距P在50μm以下，最大高度粗糙度Rz在6μm以下的垫圈，在为PP制、COP制、玻璃制注射器管的任意一种的情况下，在室温中均未产生液体泄漏。

在任意的内径的注射器管中，作为凸条的间距P为80μm、100μm的垫圈被观察到液体泄漏。在凸条的间距P为50μm的垫圈中如上所述，在室温中没有问题，但是，如果在将充填了假药的预充满注射器保管在5℃的冰箱中一个晚上后，返回到室温，则存在被观察到若干的液体泄漏的垫圈。在凸条的间距P在40μm以下的垫圈中，没有液体泄漏。另外，作为最大高度粗糙度Rz(槽深度)为6.6μm、10μm的垫圈，被观察到液体泄漏，但是在6μm以下时，没有液体泄漏。上限是槽间距为50μm，最大高度粗糙度Rz(槽深度)为6μm，若考虑到安全，则槽间距是在40μm以下，最大高度粗糙度Rz(槽深度)是3μm。

(2)水蒸气透过性试验(图23)

将着色了的纯水1毫升充填在玻璃制注射器管(内径6.34mm，全容量2毫升)中，安装制作成没有液体泄漏的形状的上述PTFE垫圈(滑动接触面11a的宽度D＝2.5mm，直径(峰径H)＝6.38mm，压入余量＝40μm)，在注射器管的前端安装丁基橡胶制顶帽，测定了时效重量变化。作为比较例，使用了常用于该注射器管的丁基橡胶制垫圈。

在测定中使用的精密天平(岛津制作所制)可测定到1/10000g。

可以确认到，即使经过了1500小时，使用了本发明的垫圈的注射器管的减量大致为0，变动幅度在精密天平的误差范围内。另一方面，使用了丁基橡胶制垫圈的以往的注射器管的减量是0.005g。

(3)滑动阻力值的测定(图24)

本发明的垫圈的条件

接液侧滑动部的直径(峰径H)＝6.36 6.38 6.40(单位：mm)

滑动接触面的宽度＝2.3mm

注射器管(COP、玻璃)的内径＝6.34mm

试验速度＝100mm/分钟

平均滑动阻力，如果是6.36mm，则为4.2N，如果是6.38mm，则为5.9N，如果是6.40mm，则为7.4N，均在所要求的12N以下。在作为垫圈10a使用PTFE的情况下，若将它们的平均值由直线连结，求出从滑动平均值(N)为12N之处画出的横线和交点，则求出压入余量150μm。即，可以说，即使相对于注射器管1使压入余量按直径大到150μm，也不会损害滑动性。但是，在COP注射器管的情况下，若使压入余量按直径为150μm以上，滑动接触面11a的宽度D超过3mm，则存在在COP注射器管上产生裂纹的情况。因此，压入余量的上限是150μm。

从PTFE的冷流和槽深度、间距的关系考虑，下限是10μm。若压入余量在10μm以下，则没有将加工槽填埋完，产生了漏水。

符号的说明

A：预充满注射器；B：双重注射器；D：宽度；P：间距；Rz：最大高度粗糙度；Ra：算术平均粗糙度；H：峰径；S：注射器管的内径；T：压入余量；W：接近接液面的密闭范围；1：注射器管；1a：管主体；1b：针安装部；1c：凸缘部；1d：旁通路；1e：凸缘部侧的开口；1f：前端侧的开口；2：内周面；5：活塞杆；5a：外螺纹部；5b：指托部；8：顶帽；8a：帽主体；8b：凹部；8c：嵌合突部；10：活塞部件；10a：垫圈；10b：中间活塞；11：滑动接触面；11a：接液面侧的滑动接触面；12：加工槽；12a：槽底；13：凸条；13a：螺旋凸条；13b：环凸条；14：接液面；14a：非接液面；15：内螺纹孔；16：接液侧滑动部；17：活塞杆的安装侧的端部；18：空洞；20：主体部分；21：接液侧外周面；23：接液侧滑动接触环；26：主体部分；27：接液侧滑动部；28：接液侧滑动接触帽；30：药液；31：药剂；32：注射用水；50：PTFE棒材；60：复合块；61：耐药液性树脂材；62：PTFE筒材。

Claims (14)

1.一种活塞部件，所述活塞部件是对PTFE块进行切削加工而形成，被压入注射器管，以滑动状态使用，其特征在于，

与注射器管的内周面滑动接触的活塞部件的滑动接触面之中的遍及至少与和药液的接液面邻接的滑动接触面的全周地形成周方向的凸条，

切削加工时的凸条的间距在50μm以下，活塞部件的相对于注射器管的压入余量是10～150μm。

2.如权利要求1所述的活塞部件，其特征在于，切削加工时的最大高度粗糙度被形成在6μm以下。

3.如权利要求1所述的活塞部件，其特征在于，凸条被形成为螺旋状。

4.如权利要求1所述的活塞部件，其特征在于，凸条被形成为环状。

5.如权利要求1至4中的任一项所述的活塞部件，其特征在于，活塞部件的与接液面邻接的滑动接触面的宽度是0.5mm～3mm。

6.如权利要求1至4中的任一项所述的活塞部件，其特征在于，活塞部件的与接液面邻接的滑动接触面，从接液面侧朝向相反侧的非接液面侧逐渐变细。

7.如权利要求1至4中的任一项所述的活塞部件，其特征在于，活塞部件的与接液面邻接的滑动接触面，在接液面侧和相反侧的非接液面侧之间呈凹弧状地变细。

8.如权利要求1至4中的任一项所述的活塞部件，其特征在于，活塞部件的与接液面邻接的滑动接触面，在接液面侧、相反侧的非接液面侧及其中央部分之间呈凹弧状地变细。

9.如权利要求1至4中的任一项所述的活塞部件，其特征在于，活塞部件的与接液面邻接的滑动接触面的接液面侧的直径，形成得比相反侧的非接液面侧的直径粗。

10.如权利要求1至4中的任一项所述的活塞部件，其特征在于，从接液面侧数，凸条的至少3条具有权利要求1记载的间距、最大高度粗糙度及压入余量，4条以后的凸条与前述接液面侧的3条凸条相比，间距、最大高度粗糙度及压入余量的至少一个被形成得大。

11.一种活塞部件，是权利要求1至4中的任一项所述的活塞部件，其特征在于，

从接液面侧数，凸条的至少3条为环状，4条以后的凸条为螺旋状。

12.一种活塞部件，是权利要求1至4中的任一项所述的活塞部件，其特征在于，

活塞部件的整体由PTFE形成。

13.一种活塞部件，是权利要求1至4中的任一项所述的活塞部件，其特征在于，

活塞部件是对仅在耐药液性树脂材的外周面上包覆了PTFE筒材的复合块的至少PTFE部分进行切削加工而形成。

14.一种活塞部件，是权利要求1至4中的任一项所述的活塞部件，其特征在于，

在活塞部件的滑动接触面的内侧形成了空洞。