JP2019195679A - シリンジストッパーおよびシリンジ - Google Patents

Abstract

【課題】バリア層を有する容器を提供する。【解決手段】容器は熱可塑性物質で作られていてよく、バリアは、熱可塑性材料からの物質の浸出（teaching）、又は熱可塑性物質による薬剤からの化合物の抽出を阻止し得る。また、容器ライナー（container lines）として薄いバリア層を成形し、且つバリアライナーと共に熱可塑性容器を成形することを可能にする工程も記述する。【選択図】図５

Description

関連出願
本願は、２００９年１０月２９日に出願された仮出願第６１／２５６，１５６号の利益を主張する２０１０年１０月２９日に出願された同時係属中の米国特許出願第１２／９１５，８５０号に基づく一部継続出願であり、この米国特許出願の主題は、参照により明確に本明細書に組み込まれる。

薬剤の送達に使われるシリンジは、主としてバレルとストッパーから構成される。ストッパーは、シリンジバレル内でスライド可能に取り付けられ、また、シリンジの作動及び薬剤送達のために付けられたストッパーロッドを有し得る。概して、ストッパーは、シリコーンオイルが塗布されたエラストマーを材料として構築される。シリコーンオイルを塗布することにより、ストッパーとバレルの間の滑り摩擦が低減され、ストッパーとバレルの間の密閉が改善される。シリコーンオイルにより投薬時にスライドしやすくなり、このことは、全用量を投与可能にすることを保証し得る。ペン及びいわゆる自己注射シリンジの場合、部分的投与が特に懸念される。このような用途では、装置が動かなくなった場合に注射部位の外傷を招き得るが、これを防止する上でもシリコーンオイルが極めて重要である。シリコーンオイルにより密閉が改善されることは、細菌等の外部の汚染物がシリンジに進入するのを阻止することも保証し得る。

近年は、薬剤の保存と送達の両方の機能をする薬剤充填済みシリンジを好む傾向が生まれている。このような薬剤充填済みシリンジは、製薬産業にコスト削減をもたらし、且つ薬剤送達の安全性、簡便性、及び効率を改善し得る。生物製剤は、薬剤充填済みシリンジ及び関連装置（ペン、自己注射器等）の使用を増加させ得る重要な医薬品群である。このような生物製剤の例には、インスリン、ワクチン、抗体、血液製剤、ホルモン、サイトカイン等が含まれ得る。薬剤充填済みシリンジ及び類似装置での送達を利用する医薬品、特に生物製剤が増えるほど、従来のシリンジ技術の難点が明らかになる。

従来のシリンジ構成の幾つかの側面は、薬剤充填済みシリンジとして使用する上での難題を呈する。懸念事項の１つがシリコーンオイルの使用である。理由は、シリコーンオイルは薬剤を劣化させる可能性があり、また、少量のシリコーンが薬剤と一緒に注射される可能性があるからである。また、シリコーンオイルはある特定のタンパク質を凝集させることがあるので、生物製剤に関してシリコーンオイルは特に懸念される。

薬剤充填済みシリンジに生じる別の問題は、ストッパーのエラストマーが浸出及び抽出可能な汚染物を含有する可能性があることである。こうした汚染物は、シリンジ内で長期保存された場合に薬剤を汚染する可能性もある。残存する微量のモノマー若しくは可塑剤、又はストッパー由来の他の不純物は、治療に悪影響を与える可能性があり、ひとたび注射すれば、患者に悪影響を及ぼす可能性がある。

薬剤充填済みシリンジ装置及び類似装置並びにその構成要素に影響する他の多くの考慮事項のうちの主な事項は、殺菌の必要性、最長数年間の運搬及び保存に対する安定性、光学的透明度、既存の充填機器に組み込む必要性（ストッパーの洗浄及びシリンジバレルへの挿入のための耐久性要求を含む）、シリンジの全成分の浸出物及び抽出物、内容物の充填から投与まで無菌性を維持する必要性、並びに使用者の好み及び人間工学的考察である。薬剤充填済みシリンジ市場では、種々の理由でガラス製、プラスチック製の両方のバレルを使用している。

上記の考慮事項は、他の容器、特に薬剤に適した容器にも同様に当てはまる。例えば、シリンジバレルに加えて剛性の先端キャップその他の容器閉鎖物も、バリア材料の恩恵を得ることができる。このような幾つかの用途では、改良されたバリア材料が、容器に格納された製品と環境の間のバリアとして機能し得る。

バリア膜プリフォームの大部分を製造するために使われる熱成形機器の概略図画像である。 上記の熱成形機器で使われた４個キャビティの型を示す。 圧縮成形用プレス機内の積層を示す図である。 実施例７のストッパーの製造に使われたキャビティの図である。 本発明の一実施形態によるシリンジストッパーの断面図である。 本発明の別の一実施形態によるシリンジストッパーの断面図である。 本発明の別の一実施形態によるシリンジストッパーの断面図である。 本発明のプランジャーストッパーの一実施形態の断面図である。 本発明のプランジャーストッパーの一実施形態の断面図である。 本発明のプランジャーストッパーの一実施形態の断面図である。 本発明のプランジャーストッパーの一実施形態の断面図である。 本発明のプランジャーストッパーの一実施形態の断面図である。 本発明のプランジャーストッパーの一実施形態の断面図である。 ストッパーのバリア特性にアクセスする（accessing）ための試験装置の概略図である。 通気管取付け試験に対するストッパーの耐久性を測定するための試験装置の概略図である。 本発明の一実施形態の断面を示すＳＥＭ画像である。 図１７Ａ及び図１７Ｂは、本発明の容器の一実施形態の概略図である。 図１８ａ及び図１８ｂは、バリア層を有するバイアルストッパーの断面図及び上面図である。

本発明は、シリコーンオイルその他の液体潤滑剤を含まないシリンジでの使用に適したシリンジストッパーを提供する。一態様では、本発明は、シリンジ内のエラストマーストッパー材料と治療剤の間に低摩擦バリアを提供する。このバリアにより、材料がエラストマー材料から浸出することを阻止し、或いは、エラストマーにより薬剤から化合物が抽出されるのを阻止し得る。また、エラストマーとの充分な結合を可能にすると同時に、薄いバリア層の成形を可能にする工程についても記述する。

別の態様では、本発明のバリア材料を、非エラストマー材料、例えばプラスチック（ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエチレン等）、熱可塑性物質等、特にＥＦＥＰ、ＰＶＤＦ、ＰＦＡ等のフッ素プラスチック材料に重ねて使用することもできる。

ある実施形態では、本発明は、延伸フルオロポリマー膜を含むバリア膜、特に延伸ポリテトラフルオロエチレン膜を含むバリア膜を使用し得る。延伸ＰＴＦＥをベースにしたバリア膜を用いると、浸出物及び抽出物に対して薄く強力なバリア層を提供することができる。延伸フルオロポリマー構造は強度が優れているので、これらの材料が薄いバリアを形成でき、このバリアは、成形工程時及びシリンジ本体へのストッパーの取付け時に無傷のまま残る。

少なくとも部分的に多孔質で、且つ有利にフィブリル化（繊維化）している材料（例えばｅＰＴＦＥ）をバリア材料と組み合わせて使用すると、多くの利点を提供し得る。一態様では、このような部分的に多孔質の材料を使用することで足場を提供でき、この足場により、薄く強力なバリア層を作ることが可能になり、エラストマーとバリア間の結合が改善される。ストッパーとバレル間の密閉を維持するにはバリアコンプライアンスが極めて重要であるが、多孔質材料は、ストッパーのコンプライアンスの改善も提供し得る。コンプライアンスの改善をもたらす原因は、多孔質材料の１つ以上の層の膜厚の減少、曲げコンプライアンス、又は圧縮性であり得る。従って、少なくとも部分的に多孔質のバリアをシリンジストッパーの外側に設けることにより、滑り力を最小限にしながら、ストッパーとシリンジバレル間の密閉を改善し得る。

バリアは、単層、複数層のどちらで構築されてもよい。本明細書に記載されるように、機能を表すように層が記述される場合がある。しかし、下記の実施形態に記載の様々な層の機能名は、所与の層の潜在的機能を完全には表していない場合がある。従って、機能を表すこのような命名は、層の特性を限定することを意図していない。例えばバリア層は、低摩擦面の提供や結合強度の増加など、追加の特性及び機能を有し得る。さらに、複数層の実施形態では、名称がバリア層又は別の名称であるかにかかわらず、各層が浸出材料及び抽出材料の低減に寄与し得る。

図５は、本発明のシリンジストッパーの第１の実施形態を示し、このシリンジストッパーは、エラストマー本体１０とフルオロポリマーバリア２０で構成される。エラストマー本体１０は、用途に適した任意のエラストマーで構成できるが、中でも特に、ブチル、ブロモブチル、クロロブチル、シリコーン、ニトリル、スチレンブタジエン、ポリクロロプレン、エチレンプロピレンジエン、フルオロエラストマー（fluorelastomers）、又はこれらの任意の混合物で構成されたゴムであってよい。バリア２０の材料については、エラストマー本体からの抽出物及び浸出物に関連するので、低摩擦係数、コンプライアンス、低量の抽出物及び浸出物、良好なバリア特性を提供する材料を選択する。

一実施形態では、バリア（２０）は、単層の高密度ｅＰＴＦＥで構成し得る。図８は本発明のシリンジストッパーを示し、このシリンジストッパーは、エラストマー本体１０とバリア層３０で構成される。エラストマー本体は、上記で挙げた材料のどれで構成してもよい。この態様では、バリア膜は高密度延伸フルオロポリマーで構成してよく、好ましくは高密度ｅＰＴＦＥで構成する。

高密度ｅＰＴＦＥ膜は、Kennedyらに発行された米国特許第７，５２１，０１０号に記載の方法で得られる。この高密度延伸ＰＴＦＥ膜をエラストマーと合わせて、シリンジストッパーを構築する。この実施形態では、高密度ｅＰＴＦＥ膜を熱成形してプリフォームを作る。ノード融点（nodal melt）より充分高い処理温度で熱成形することにより、バリア特性及び強度特性を維持しながら、確実に溶融成形できる。高強度の延伸膜を使用することにより、極度に薄いバリア膜の形成が可能になる。厚さ０．５ミクロン〜２０ミクロン範囲のバリア膜を作製することができる。優先的には、膜は３０ミクロン未満である。エラストマー本体との結合を改善する目的で、この膜を、随意に、化学エッチング、プラズマ処理、コロナ処理、粗面化等で前処理又は後処理してもよい。

熱成形された高密度ｅＰＴＦＥプリフォームを、射出成形、圧縮成形、プライミング、エラストマープリフォーム（elastomer perform）周囲の事後的積層化、又は他の適切な手段により、エラストマー本体と組み合わせることができる。エラストマー本体の形成に使用できるエラストマーの例として、シリコーン、ブチル、ニトリル、ポリウレタン、フルオロエラストマー、スチレンエチレンブタジエンスチレンエラストマー、スチレンブタジエンゴム等が挙げられる。

別の実施形態では、バリア２０は、バリア層３０と多孔質層４０を有する複合フルオロポリマー膜を含んでよい。バリア層３０は、高密度ｅＰＴＦＥ、ＰＴＦＥ、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、パーフルオロプロピルビニルエーテル（perfluoropropylevinylether）、パーフルオロアルコキシポリマー等で構成することができる。多孔質層４０は、ｅＰＴＦＥ、又は他の多孔質延伸性且つ有利に繊維化している（fibralizing）フルオロポリマー（例えば、米国特許第６，５４１，５８９号で教示されているｅＰＴＦＥ）で構成することができる。ｅＰＴＦＥ層に有機材料又は無機材料を有利に充填して、色潤滑性又は他の機能を提供することができる。

別の実施形態では、バリアポリマーをコーティング等により多孔質延伸層の上に堆積させることにより、複合膜を作る。このような一実施例では、コーティング工程において、粉末ＰＴＦＥ等の粒状又は粉末状のフルオロポリマーを多孔質ｅＰＴＦＥ面に堆積させることが考えられる。バリア作成のため、又は堆積層と多孔質ｅＰＴＦＥ支持体の結合のために堆積フルオロポリマーの熱処理ができるように、ｅＰＴＦＥ支持体は充分に熱的に安定であるように構築されるべきである。

ある実施形態では、エラストマー材料がバリアの多孔質構造に有利に浸透し得る。図６は、一実施形態によるストッパーの断面図であり、シリンジバレル壁５０、バリア膜３０、多孔質層４０、エラストマー本体１０を示す。この図は特に、エラストマー材料が多孔質構造４０に部分的に浸透している領域４１を示している。エラストマー材料が多孔質構造に浸透することにより、エラストマーとバリア間の結合が改善し得る。

図７は、本発明によるシリンジストッパーの別の実施形態の断面図であり、シリンジバレル壁５０、バリア２０、エラストマー本体１０を含む。このバリアは、バリア層３２及び多孔質性層３１から構成される。この実施形態では、バリア層は、多孔質層３１に堆積したコーティングを含んでなる。このバリア層は、多孔質層複合セクション９９を作成するように、多孔質層３１に少なくとも部分的に吸収されたポリマーを含み得る。この多孔質層複合セクション９９により、バリアポリマーと多孔質ポリマー間の結合が改善し得る。この多孔質複合セクションは、バリアポリマーを支えることにより強度、靱性、コンプライアンス、及び安定性を与えることもでき、このことは、成形工程と用途の両方で有益であり得る。

一態様では、バリア層３２は、多孔質層のある特定のセクションが表面に露出したままになるように塗布された、吸収されたバリアポリマーを含んでよい。この態様では、多孔質層は、露出したセクションがシリンジ壁５０と接触するように充分に露出してよい。この態様では、多孔質ポリマーは、ｅＰＴＦＥ又は他の適切な潤滑性の延伸多孔質フルオロポリマーで有利に構成される。フルオロポリマーの露出したセクションにより、壁に対するバリア膜の摩擦係数が低下し得る。

本発明の多くの実施形態において、多孔質層は、バリア層の表面とストッパーのエラストマーの間に配置される。本発明のストッパーは、有利には、図９〜１３に示すように、多孔質材料の中に様々な程度で浸透したエラストマー材料又はバリアポリマーを含み得る。図９はストッパー断面図であり、エラストマー層（１０）及び、フルオロポリマーバリア層（３０）と多孔質ｅＰＴＦＥ層（４０）を含んでなる複合層を示す。この実施形態では、層（１０）からのエラストマー材料が、ｅＰＴＦＥ層（４０）の小孔を実質的にふさいでいる。

或いは、図１１に示すように、バリアポリマー（３０）が多孔質構造（４０）を実質的にふさいでもよい。別の態様では、図１０に示すように、多孔質材料（４０）がバリアポリマー（３０）及びエラストマー（１０）で実質的に同等程度にふさがれ、多孔質構造中に残された開放孔はほとんどない。さらに別の態様では、図１２に示すように、バリアポリマーとエラストマーの両方が部分的に多孔質構造をふさぎ、バリアポリマーとエラストマーの間に一部の開放孔が残される。エラストマー及び／又はバリアフルオロポリマーの浸透の他のバリエーションは容易に認識でき、そのような異型の１つを図１３に示す。摩擦低下、バリア特性の改善、密閉の改善等、完成品デバイスの種々の望ましい特性を熟慮すれば、どの異型も、個々の用途に応じた利点を有し得る。バリアポリマー又はエラストマーの浸透の程度は、任意の公知の手段で制御できるが、時間、温度、圧力、及び多孔質材料の多孔度の変化が含まれ得る。一態様では、多孔質材料は、例えば深さによって変わる多孔度を有し得る。

さらに別の実施形態では、バリアは、バリア層膜と結合した、高密度ｅＰＴＦＥ膜及び多孔質ｅＰＴＦＥ薄層で構成される複合体を含んでよい。高密度ｅＰＴＦＥ膜は、Kennedyらに発行された米国特許第７，５２１，０１０号の記載に従って取得できる。ｅＰＴＦＥ／高密度化ｅＰＴＦＥ複合体は、Dolanらに発行された米国特許第６，０３０，６９４号に記載の方法で組み合わせることができる。

この実施形態では、複合バリアは、高密度ｅＰＴＦＥ層と多孔質ｅＰＴＦＥ層とを含んでなる。この多孔質ｅＰＴＦＥ層は、熱成形の間、その多孔度の大部分を保持するように構築される。また、この多孔質ｅＰＴＦＥ層はコンプライアンスが充分に高いので、シリンジバレル壁に対する密閉性も改善される。このことを達成するため、多孔質層の少なくとも一部分は、熱成形の後、及びエラストマーとの事後の圧縮成形の後、充分に開放した状態のままであり得る。この開放した多孔性により幾らかの圧縮性が生まれ、この圧縮性が、表面に対するストッパーの順応性及び密閉を促進し得る。

高密度ｅＰＴＦＥ膜の厚さは、用途に応じて適切に調整されることになるが、熱成形前の厚さは１００ミクロン未満、より好ましくは５０ミクロン未満、より好ましくは３０ミクロン未満である。加えて、複合膜の曲げ剛性は、当該用途に対して充分な強度を維持しながら、コンプライアンスと密閉性を確保できるよう適切に調整される必要があると考えられる。

ｅＰＴＦＥ多孔質層の厚さは、１５０ミクロン未満であることが好ましい。結合層としての性能を改善するには、ｅＰＴＦＥ多孔質層を充分に開放して、エラストマー成形時に、エラストマーが少なくとも部分的に多孔質層に浸透できるようにする（すなわち、ノード又はフィブリルの表面上にフィブリル化構造をつくる）べきである。

バリアのプリフォームを構築する目的で、高密度膜をストッパーの型の雌キャビティの形状に成形するのに適した温度、速度、及び圧力で、複合バリアを熱成形してよい。高密度ｅＰＴＦＥ層が型の外壁を向き、より多孔性のｅＰＴＦＥ層が型キャビティの内側を向くように配置してよい。高密度ｅＰＴＦＥバリア層の提供するバリアを破砕等により妨害せずにｅＰＴＦＥベースの膜を成形するのに適した温度範囲で、熱成形を実施することができる。適切な温度は３３０〜４００℃の範囲であり得るが、より好ましくは、バリア層を破砕せずに、或いは多孔質層を実質的に崩壊させずに成形するのに適した圧力時で３５０〜３８０℃である。

例えば、ブチルゴム、シリコーン、又はViton（登録商標）等のエラストマーを射出成形又は圧縮成形することにより、熱成形後のバリアプリフォームを本発明のエラストマーシリンジストッパーと一体化することができる。エラストマーの射出成形工程又は圧縮成形工程に対して、多孔質ｅＰＴＦＥ層を有利に安定にでき、よって、その多孔質構造の一部が維持される。この多孔質構造により、バリアとのエラストマーの結合が改善し得る。その結果、密閉性のためのコンプライアンスが向上し得る。その理由は、多孔質層により幾らかの圧縮性が生まれ、より良好な、低力での密閉が可能になるからである。

さらに別の実施形態では、多孔質ｅＰＴＦＥ層と熱可塑性バリア層とを含んでなる薄い高密度複合体を形成することにより、バリアを作ることができる。この態様では、熱可塑性物質は、低摩擦係数の表面を有していること好ましい。従って、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＴＨＶ等のフルオロポリマー系熱可塑性物質が該当し得る。この態様によるバリアは、Bacinoに発行された国際公開第９４／１３４６９号に教示されている工程に従って得られるＦＥＰ／ｅＰＴＦＥ積層体であり得る。軟化温度より高い処理温度で、或いは、ＦＥＰ膜の融点よりさらに高い処理温度で、雌キャビティ型の中でバリアを成形してよい。

記載されているｅＰＴＦＥとＦＥＰの複合バリアは、驚くほど薄く強力なバリア膜の形成を可能にする。この実施形態では、ｅＰＴＦＥ層は成形時に支持体として機能して、薄いバリア膜を可能にし得る。多孔質ｅＰＴＦＥ層は熱可塑性層の補強材としても機能して、バリア層の上記の膜強度及び完全性を維持し得る。また、ｅＰＴＦＥの一部分を有孔のまま残し、その部分が型の内側に向くように配置すれば、ｅＰＴＦＥ多孔質層は結合層として機能することもできる。

続いて、例えば圧縮成形により複合膜とエラストマーを合わせると、エラストマーが部分的に多孔質構造に浸透することにより、ｅＰＴＦＥの多孔質部分が付着できるようになる。或いは、ｅＰＴＦＥ／ＦＥＰ複合膜に残余多孔性が全く残らないようにｅＰＴＦＥ／ＦＥＰ複合バリアが完全に吸収されている場合は、例えば、複合バリアをエッチング又はプラズマにより化学的に改変するか、又は粗面化により物理的に改変して、エラストマーとの結合を可能にすることができる。別の態様では、それぞれ小孔サイズと構造の異なる複数層のｅＰＴＦＥでｅＰＴＦＥ多孔質層を構成することができる。この複数層構成は、バリアポリマー又はエラストマーの吸収の度合いを制御しやすくし、或いは他の所望の特性を可能にし得る。

本発明の幾つかの実施形態の驚くべき一要素は、延伸フルオロポリマー層の多孔質膜部分が、熱成形の間中、及び事後のエラストマーの射出成形又は圧縮成形の間中、その構造を維持できることである。これにより、上記利点の幾つか（コンプライアンスの改善、密閉性の改善、及びバリア膜とエラストマー本体間の結合の改善を含む）が可能になる。

別の実施形態では、薄層の接着剤、例えばＰＦＡ等のフルオロポリマー熱可塑性物質を用いて高密度ｅＰＴＦＥバリア層にｅＰＴＦＥ多孔質層を積層化することにより、複合バリアを作る。この実施形態では、熱可塑性物質が高密度ｅＰＴＦＥバリア層と多孔質ｅＰＴＦＥ層を結合するようにして、複合バリアとエラストマー層と合わせることにより、本発明のシリンジストッパーを製造することができる。成形工程時に、複合バリアのｅＰＴＦＥ多孔質層がエラストマーすなわちストッパー材料と結合する。

複数層の多孔質延伸フルオロポリマー膜から開始して、この複数の多孔質層の１つ以上を実質的に高密度化することにより、複合膜を作ることもできる。一態様では、成形工程時又はシリンジ挿入工程時に圧力を加えることにより、多孔質層を高密度できる。

別の態様では、多孔質延伸フルオロポリマー膜を形成してから、後に圧力を加えてバリア層を作製できる。一実施形態では、この作業は、比較的低温（２００℃未満）で型の形状に変形できる適切な変形特性を有するｅＰＴＦＥ膜を選択することにより実施できる。このような適切なｅＰＴＦＥフィルムは、例えば、変形温度において高い伸び、又は低弾性率を示す引張特性を有し得る。空気圧の使用、雄型枠の使用、又はｅＰＴＦＥの成形を可能にする他の適切な手段を含む様々な手段により、ｅＰＴＦＥ膜を雌型キャビティの形状に成形することができる。１つの方法として、射出成形工程時又は圧縮成形工程時に、このようなｅＰＴＦＥ膜を成形することが考えられる。これにより、ｅＰＴＦＥがシリンジストッパーの最外層をなす構造が可能になる。延伸フルオロポリマー層へのエラストマーの浸透を制御できるように、小孔構造、厚さ、その他の特性を適切に調整することができる。一実施形態では、エラストマーを延伸フルオロポリマー膜に貫通させて、外面に延伸フルオロポリマー膜とエラストマーの複合構造を形成することができる。外面が適切に高密度でノード状であれば、エラストマー自体と比べて著しく摩擦を低下させることが可能になる。好適な一実施形態では、上記の工程を用いてｅＰＴＦＥ膜を雌型で成形してから、ｅＰＴＦＥの最外面に事後的にバリアを積層化、吸収、又はコーティングすることにより作成したストッパーを利用する。コーティング及び吸収工程において、ｅＰＴＦＥを用いてバリアの厚さを制御することができる。

複数の多孔質層若しくは複数のバリア層、又はこれらの両方で構成された複合バリアから、本発明のシリンジストッパーを構成することもできる。このように複合バリアを構築すれば、薄膜の特性を通じてコンプライアンスを最適にするように複合バリアの特性をより適切に調整でき、同時に、バレルとの低表面摩擦を提供でき、浸出物、抽出物、及び気体透過に対する充分なバリア特性を提供できる。

多孔質外層を有するｅＰＴＦＥシリンジストッパーを製造しバリア層を作製する別の手段として、事後に圧力及び温度でｅＰＴＦＥを高密度化することが考えられる。

本明細書に記載の工程の多くのバリエーションを、本発明から逸脱せずに利用可能であることが理解されるであろう。これらのバリエーションの一部の例として以下が挙げられるが、これらに限定されない。

本発明のシリンジストッパーに使われるｅＰＴＦＥフルオロポリマーのいずれも、ＰＴＦＥ、修飾ＰＴＦＥ、及びＰＴＦＥとＴＦＥのコポリマー、例えば米国特許第６，５４１，５８９号及び米国特許出願公開第２００９／００９３６０２号に記載の樹脂をベースにした延伸フルオロポリマーを用いて製造できる。

また、膜を成形しその膜をエラストマー本体に貼付するための、本発明から逸脱せずに利用できる多種多様な工程が存在する。上記事項に加えて、低温でｅＰＴＦＥ膜を成形することもできる。

別の態様では、本発明は、シリンジ用の改善された先端キャップを提供する。先端キャップは、シリンジ針の保護カバーとして提供できる。従って、先端キャップが針の端の封止材となり、薬剤の汚染を防止することができる。シリンジストッパーと同様に、浸出成分と抽出成分を最小にする先端キャップ構造が好ましい。さらに、先端キャップは容易に取り外しができなければならない。先端キャップと針の間に適度の摩擦があることが好ましい。従って、本発明による先端キャップは、シリンジストッパーと同様の構造であり得る。ただし、ストッパーと異なり、最終組立時にバリア層が針に隣接するように、先端キャップ内にバリア層を位置付ける。先端キャップとストッパーでは難点が類似しているので、ストッパーに関して本明細書に記載されている構造の各々を、先端キャップ構造での使用に適応させてよい。

別の態様では、本発明は、容器の内側のバリア層を提供する。容器はバリア特性のない材料で作られていてよい。容器の内側にバリア層を追加することにより、容器のバリア特性が改善され得る。容器は、熱硬化性物質、熱可塑性物質、金属、セラミック、又はガラス等、任意の材料で作られていてよい。

容器は、種々の材料で作られていてよい。有利には、容器は、バリア層との結合を形成する材料から選ばれる。一態様では、容器は、熱可塑性物質で有利に形成される。熱可塑性物質で構築された容器は、バリア層と別に成形してよく、或いはバリア層と同時に成形してもよい。好ましくは、バリア層は、容器の内側に近似する形状に予め成形される。容器及びプリフォームを一緒にして型内に配置し、バリア層を有する容器の最終形状になるように適切な熱及び圧力下で成形してよい。この態様では、バリア層は、最終成形工程時に容器の熱可塑性物質と強力な結合を形成し得る。

別の態様では、容器は熱硬化性プラスチックであってよい。バリア又はバリア複合体プリフォーム（barrier composite perform）の最終成形時に、熱硬化性プラスチックを型へと射出できる。別の態様では、熱硬化性プラスチックを、プリフォーム（perform）とは別に成形又は他の方法で製造してよい。この態様では、熱硬化性プラスチック製の容器が型として機能し、バリア層又は複合バリア層は、この熱硬化性材料の形状に合わせて成形され得る。

バリアは、本明細書に記載の多くの組み合わせから選ばれてよい。一態様では、バリアは、ｅＰＴＦＥ等の高密度延伸フルオロポリマーの複合体である。この高密度延伸フルオロポリマーには、ｅＰＴＦＥのコポリマーが含まれていてよい。この高密度延伸フルオロポリマーと、ＦＥＰ、ＥＦＥＰ等の熱可塑性物質を組み合わせて、バリア複合体を形成してよい。

成形工程中、バリア層又は複合バリア層に追加の層を加えてよく、これにより、容器を構築し、或いは容器に対するバリア又はバリア複合体の結合を改善することができる。例えば熱可塑性物質層を加えて、熱可塑性容器との結合を改善できる。一実施形態では、成形工程にＰＶＤＦシートを加えてよい。ＰＶＤＦ層により、熱可塑性容器に幾らかの剛性を加えることができる。幾つかの実施形態では、型で比較的厚い熱可塑性膜を成形して、容器を製造できる。別の実施形態では、２つの熱可塑性物質層の間に多孔質ｅＰＴＦＥ膜を加えて、２層間の結合を改善できる。

本発明のバリア及び複合バリアは、比類なく高いアスペクト比の形状を有する。成形品のアスペクト比を表す種々の尺度が当技術分野において公知である。中でも、延伸倍率を表す幾つかの慣用表現があり、例えば面積延伸倍率、線延伸倍率、高さ対直径比率などがある。

これらの尺度の各々が、単純形状の成形工程時に熱可塑性物質内に配置される工作物を表すものと理解される。このような尺度から、成形工程中にバリアの完全性を維持する相対的難度を推測できる。このような尺度は有用ではあるが、複雑な形状を特徴付けする能力、並びにそのような形状を成形する際のバリアの菲薄化及び崩壊特性を完全に説明する能力には限界がある。

複雑な成形形状をより的確に説明するには、形状係数を使用できる。本明細書で使用する形状係数とは、バリアエッジの大径の、バリアの最大断面周囲長に対する比率である。バリアエッジとは、バリアの内面とバリアの外面の交点と定義される。例えばシリンジストッパーの場合、バリアは概して凸形状である。バリアの内面はガラス製シリンジバレルの方を向き、バリアの外面はストッパーのエラストマー材料の方を向いている。バリアエッジは、内面と外面が交差する円形領域である。従って、代表的なシリンジの大径は、ストッパーの端にあるバリアにより輪郭が規定される円の直径である。この大径は、不規則形状のバリアを説明するものとも理解され得る。この大径は、バリアエッジのある地点で接し、バリアエッジと概して同一面にある最大円の直径とみなされる。最大断面長とは、大径に対して垂直のバリア断面における、最大のバリア周囲長である。

構築物によっては、型自体の測定値に関して形状係数を簡便に決定できる。例えば、単純な円柱形状の雄型と雌型の場合、型の直径で大径を近似でき、型の寸法から最大断面周囲長を計算できる。

他の実施形態では、成形バリアはより複雑な形状であり得る。例えば、ある成形バリアでは、バリア全体を考慮した場合には概してアスペクト比が低いが、バリア又は型の内部では形状係数が高い特徴物（feature）を含み得る。このような実施形態では、形状係数を有する特定の特徴物に関して、最大形状係数が最も的確に計算される。この場合、大径は、当該特徴物の大径とみなされ、断面長は、成形バリア全体でなく当該特徴物に関して決定され得る。例えば図１８を参照すると、バイアルストッパー８０３に関連して成形バリア８０１が使われている。このバイアルストッパーは、挿入プラグ部分８０４とフランジ部分８０２を有する。この例では、フランジ部分のより大きな直径でなく、ストッパーの挿入プラグ部分に関してバリアの大径を決定できる。挿入プラグ部分の大径は、挿入プラグ部分とフランジ部分の交点８１５の位置で測定できる。同様に、最大断面長は、ストッパーのフランジを無視してよい。図１８を参照すると、最大断面は、プラグの各側面８０５ａ及び８０５ｂの周囲長と、プラグの端８０７の周囲長の合計として計算される。フランジ部分８０２の周囲長は計算に含まれない。このようにして、形状係数を用いることにより、成形上の難題を最も適切に考慮することができる。幾つかの実施例の形状係数を次表に列記する。

ブレーク及びスライド（breaking and sliding）摩擦試験
以下の手順を用いて、本発明の実施形態の静止摩擦及び運動摩擦を評価した。シリンジの先端（先端には針が付けていない）に外径１／４インチ、内径１／８インチのシリコーンチューブを固定することにより、各テストシリンジを可変圧力ポンプ（Barnant Air Cadet−モデル４２０−３９０１）に取り付けた。バリア膜を有するストッパーアセンブリを、その運動の最下部（先端に最も近い場所）に位置するようにシリンジ内に配置した。各試験の初めに、２ｐｓｉの圧力から開始して、シリンジストッパーの動きが始まる（先端から離れる）まで圧力を３０秒ごとに約１ｐｓｉずつ上昇させることにより、圧力を徐々に調節した。動きを開始させる圧力を、Ｐブレーク（P break）として記録した。動きが開始した後、いまだスライドできる最低レベルまで圧力を低下させた。この圧力をＰスライド（P sliding）として記録した。圧力値はすべてＰＳＩ単位で記録した。この試験により、スライド特性に関する相対的データが得られた。

空気漏れ試験
次に、上記と同じ装置及び構成を用いて空気漏れを評価した。シリンジストッパーを圧力ポンプに取り付けた。ただし、この試験では、ストッパーをシリンジ内の最上部（先端から最も遠い位置）まで動かし、脱イオン水を満たした２リットルのガラスビーカー内にシリンジアセンブリを配置した。圧力を３ｐｓｉに設定した。５分後に漏れが検出されなければ（目視される気泡形成の形跡がなければ）、圧力を１ｐｓｉずつ上昇させた。漏れが発生するまで（或いは、バレルからシリンジストッパーを排出するのに充分な空気圧力である約１５〜１７ｐｓｉまで）、各シリンジに対してこの手順を繰り返した。５分後に観察可能な漏れを発生させるのに必要な最小圧力を、ｐｓｉ単位で記録した。実施例１Ａ、１Ｂ、１Ｃの空気漏れの評価には、この試験を使用した。

実施例１〜８及び比較例に対して、I.S. EN ISO 7886-1:1998 Annex Bに規定されている試験を実施して空気漏れを評価した。ただし以下の点を例外とした。ｉ）液柱圧力計の代わりにブルドン管圧力計を使用し、ｉｉ）沸かしたての水の代わりに脱イオン水を使用した。
静的力及び動的力試験

この試験は、LS. EN ISO 7886-1:1998 Annex Gの規定に従って実施した。ただし、以下の点を例外とした。ｉ）ノズルが下を指すようにシリンジを取り付ける。ｉｉ）液体は排出させず、空気のみ排出させた。ｉｉｉ）全体の目盛り付き容量位置からの２０ｍｍの移動により生じる力を記録した。

静的力とは、変位に対する力のグラフにおける最初の変曲点の値と定義される。動的力とは、１５ｍｍ移動した後の値である。

トルエン曝露試験
この試験を用いて、ストッパーのバリア特性を評価した。試験装置の概略図を図１４に示す。ストッパーの初期重量を天秤で測定した。ストッパー（１６０）をガラスシリンジのバレル（１６２）に装填した。ルアーポート（１６４）を介してトルエン（１６６）１ｍｌをバレルに導入した。先端キャップを用いてルアーポートを密閉した。装置全体を、室温で５時間、実験室のフード下に放置した。５時間後、シリンジを用いてトルエンをバレルから除去した。圧縮空気を用いてバレルからストッパーを取り出した。ストッパーを取り出した後、Kimwipe（登録商標）を用いてこのストッパーを素早く乾燥させ、その直後に天秤で重量を測定した。ストッパーの初期重量と比べて重量増加が少ないほど、バリアとしての機能の効果が高いことになる。ストッパーの重量増加が１ｍｇ未満であれば、効果的なバリアであることを示し得る。

通気管設置手順
図１５は、（ＩＳ０１１０４０−５に規定されている）１ｍＬの標準ストッパー及びプランジャー（１７２）用の通気管（１７０）を含んでなる試験装置の概略を示す。この通気管はGroningerが提供するSVH200半自動ストッパーマシンの一部であり、この通気管を本手順で用いる。０．７メートル／秒の速度でプランジャーを移動することのできる万能試験機に、この装置をセットした。図１５に示すように、ストッパー（１７４）を通気管（１７０）の上部に配置した。プランジャーを０．７メートル／秒の速度で動かしてストッパーを通気管に押し込むことにより、試験を開始した。ストッパーが通気管の全長を横断した時点で、試験が完了した。

引張強度、弾性率、及び破断歪み
ＡＴＭ Ｄ８８２−１０に従い、０．２５インチ×３インチのサンプルと、２０インチ／分のクロスヘッド速度と、１インチゲージ長とを用いて、材料の引張強度、弾性率、及び破断歪みを評価した。

実施例１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃ
バリアとして単層の高密度ｅＰＴＦＥ膜を使用して、本発明のある実施形態の実施例を構成した。Kennedyらに発行された米国特許第７，５２１，０１０号に記載の工程により、高密度ｅＰＴＦＥ膜を得た。膜の厚さは、それぞれ２５ミクロン、１０ミクロン、及び５ミクロンであった。一般に入手可能な８つの使い捨てプラスチックシリンジバレル及びシャフト付きストッパーを入手した。４つは１ｍｌのプラスチックシリンジ、残りの４つは３ｍｌのプラスチックシリンジであった。それぞれ、ブチルゴムを含んでなるエラストマーストッパーが含まれていた。シリンジを９５％ヘキサンで入念に洗浄して、シリコーンオイルを完全に除去した。洗浄したシリンジバレル及びストッパーをエアフード上に５日間放置して乾燥させ、ヘキサンを確実に完全蒸発させた。高密度ｅＰＴＦＥ膜を取り出し、ストッパーに貼り付けることにより、シリンジストッパーを製作した。これらの様々な厚さの膜を用いてサンプルを製作した。最初に、６００℃に設定したヒートガン（カールライスター、CH 6056-Hotwind S）で、ノズルから約６〜８インチ離れた場所から膜を加熱した。次に、熱の存在下で膜をストッパーの周りに伸ばした（これにより、ストッパーを雌プラグ又は雌型として用いる）。ストッパー形状を変形せずに膜が容易に成形されるように、且つヒートガンの熱がストッパーを変形させることがないように、注意を払って膜を充分に加熱した。後続の試験用に、高密度ｅＰＴＦＥで被覆された４つのストッパーを、シリコーンを含まないプラスチックシリンジバレル内に取り付けた。

各被覆ストッパー及び比較対象であるシリコーンオイル対照の性能を、ブレーク及びスライド摩擦試験並びに空気漏れ試験の測定値として次表に示す。気密密閉の提供に関しては、比較的厚い高密度ｅＰＴＦＥ膜より薄い膜の方が良好な性能を示したことが理解できる。その理由の１つは、この工程中に、ストッパーの輪郭の周りにしわが発生することが不可避であるからである。

本発明の他の実施形態の構築は、バリアのプリフォームを熱成形し、このフォーム内でエラストマーを成形してシリンジストッパーを構築するという工程を用いて行った。

実施例２
Kennedyらに発行された米国特許第７，５２１，０１０号に記載の工程により、１．７〜１．８ｍｉｌ厚の単層の高密度ｅＰＴＦＥ膜を取得し、この膜からバリアを作製した。図１に示す熱成形機器に、図２に示す型を用いて膜（１０４）を配置した。熱成形機器（１００）はホットエアを用いて型（２００）を加熱し、装置を通じた圧力降下により、材料を成形するための力を供給する。型は、それぞれ寸法が異なる円形のキャビティ（２０２ａ〜ｄ）を有する。１つは０．３８０インチ、１つは０．３７２インチ、１つは０．３６５インチ、もう１つは０．３５８インチである。キャビティは、底部に半径０．０７９インチの丸みを帯びたコーナー（２０３）があり、高さ０．１８８インチの直線状の側壁（２０５）を有し、最下部に、０．２０１インチ幅の２ミクロンの多孔質ステンレススチールディスク（２０４）を格納している。

室温で５ｐｓｉの圧力を加えた。型の上方の熱電対（１０６）で測定して３８５℃の設定温度を用いて、ホットエアシステム（１０２）（オスラムシルバニア６０００Ｗ、２４０Ｖ、２５Ａ）のヒーターを作動させた。底部の熱電対（１０８）で測定して型キャビティの下方が３６０℃に達した後、システムを５分間保持した。次に、ホットエアシステムの吸気弁（１１０）を用いて流入空気流を増加させることにより、圧力を上げた。圧力を、約３ｐｓｉ／分の速度で５ｐｓｉから１３ｐｓｉまで上昇させた。１３ｐｓｉを超えてからは、約１ｐｓｉ／分の速度で１８ｐｓｉまで上昇させた。この圧力は、高密度ｅＰＴＦＥシートを形成するのに充分であった。サンプルをこの圧力で５分間保持した後、ヒーターを停止して型と膜を冷ました。型を底部の熱電対で測定して５０℃未満まで冷ましてから、サンプルを取り出した。空気圧を加えることによる材料の成形に加えて、材料と型の両方を加熱するのに適した任意の手法で充分に対処できる。例えば、型を単にボルトで固定し、送気管を有するオーブン又は加熱されたプレス機の中に入れて、圧力を供給してもよい。他の公知の熱成形工程、ブラダー成形工程、又は真空成形工程を使用してもよい。

バリアの内側をエラストマー溶液でコーティングするため、サンプルのキャビティにＭＥＫ中１０重量％のエラストマー溶液を満たし、充分な時間をおいて乾燥させ、相当な量の溶媒を蒸発させた。各キャビティに１〜１．５グラムのエラストマー（デュポンが提供するViton GF-600Sをvarox D8PH及びDiak 7と混合し、オハイオ州カイヤホガフォールズのイーグルエラストマー社により断片（３０４）に加工されたもの）を充填した。両プラテン（３００、３０２）を有し１００℃に予熱されたプレス機に、上記の熱成形された高密度ｅＰＴＦＥシートの付いた型（３０６）をセットした。図３に示すように、下側プラテンの上に１０ｍｉｌのアルミニウムシート（３１２）を配置した。圧力を均一にするため、上側プレスプラテン（３００）の下に、カプトンシート（３０８）とスチール製カウルプレート（３１０）を配置した。圧力をかけずにサンプルを４５分間加熱してから、８０００ｌｂｓの力で圧縮した。プラテンをゆっくりと閉じ、温度ベースの設定値を用いて以下のプレスサイクルを行った。
ステップ１：プラテンを閉じる。
ステップ２：１００℃で１０分間加熱。
ステップ３：１２０℃で５分間加熱。
ステップ４：１７５°Ｃで１５分間加熱。
ステップ５：３０°Ｃで１分間加熱。
ステップ６：プラテンを開く。

次に、カミソリの刃を用いて剥離シートからサンプルを切り取り、アクリル接着剤（3M Scotch-Weld Structural Adhesive DP-8005）を用いてストッパーロッドに貼り付け、シリコーンオイルを含まない標準の１ｃｃガラス製シリンジバレル内に取り付けて試験した。

実施例３
実施例２と同様の方法でサンプルを調製した。ただし例外として、より高速な圧力傾斜率を用いて高密度ｅＰＴＦＥバリアを成形した。実施例２の手順に従ったが、例外として、５ｐｓｉから１８ｐｓｉの間は約３ｐｓｉ／分の圧力傾斜率を選択した。出口空気弁（１１２）のみを閉じることにより、この傾斜率を得た。この成形手順から、外観が乳状のバリア膜を得た。このことは、成形工程の速度に起因して材料に幾らかの有孔性が誘発されたことを示し得る。

次に、実施例２に記載の工程に従って、型キャビティにエラストマーを充填し、成形して、シリンジストッパーに取り付けた。ガラス製シリンジバレルに挿入した後、サンプルを試験した。

実施例４
実施例２に記載の方法と同様の方法でサンプルを調製した。ただし例外として、熱成形の前に、高密度ｅＰＴＦＥバリア材料の一方の表面のテクスチャー（質感）を変えた。高密度ｅＰＴＦＥ材料の一方の側面を、粗ガラスビーズサンドブラスターを使って変形させた。サンドブラスターのノズルを１５ｐｓｉに設定し、厚紙の裏張りに貼付されているサンプルから約９インチ離れた位置に保持した。サンドブラスターを、サンプルの表面全体に５回通過させた。この工程により、膜の一方の側面に著しい機械的変形が生じ、明らかに表面粗さが増した。

バリア材料がエラストマーを向くように、粗くした側を上にしてバリア材料を型に配置した。次に、実施例２に記載の工程に従って、型キャビティにエラストマーを充填し、成形して、シリンジストッパーに取り付けた。ガラス製シリンジバレルに挿入した後、サンプルを試験した。

実施例５
実施例１と同様の方法でサンプルを調製した。ただし例外として、熱成形の後、高密度ｅＰＴＦＥバリア材料にプラズマ処理を行った。材料を型の中に残したまま、９０／１０混合比のＨｅ／Ｈ₂を有し露出時間１０分のプラズマ真空チャンバ内に配置した。このサンプルは、圧縮成形前にエラストマー溶液をコーティングしなかった。それ以外は、実施例２の手順に従った。

次に、型キャビティにエラストマーを充填し、成形して、シリンジストッパーに取り付けた。

実施例６
実施例２と同様の方法でサンプルを調製した。ただし例外として、ｅＰＴＦＥ／ＰＦＡ複合膜をバリアとして使用した。このバリアは、Bacinoに発行された国際公開第９４／１３４６９号の実施例２に記載の方法と同様の方法で取得した。得られたバリアは、一方の側面にＰＦＡを有するｅＰＴＦＥ材料である。熱成形の後にＰＦＡが型の内側を向くように、複合膜のＰＦＡ側を上にしてバリア材料を型内に配置した。実施例２の工程に従って熱成形工程を行った。ただし例外として、ヒーターの設定値は２９５℃、型キャビティの設定値は約２７５℃とした。さらに、成形工程の圧力傾斜率は、５ｐｓｉから１８ｐｓｉまで約１１．５ｐｓｉ／分であった。複合材料を、１８ｐｓｉで約１５秒保持してから冷ました。サンプルを型から取り出した後、ｅＰＴＦＥ層が内側を向くようにサンプルを逆さにした。

実施例７
実施例２と同様の方法でサンプルを調製した。ただし、バリアはｅＰＴＦＥ／高密度ｅＰＴＦＥの複合体であった。このバリアは、Dolanに発行された米国特許第６，０３０，６９４号に開示されている方法に従って調製した。複合体のｅＰＴＦＥ側を下にして材料を型に入れ、熱成形の後に成形サンプルを逆さにして、ｅＰＴＦＥ層が内側を向くようにした。この実施例では、使用した型は、実施例２の型キャビティと同じ直径の型キャビティを有していた（「Ａ」＝０．３８０インチ、「Ｂ」＝０．３７２インチ、「Ｃ」＝０．３６５インチ、「Ｄ」＝０．３５８インチ）。ただし、各キャビティは高さ０．２５２インチの直線状の円筒であり、ステンレススチール製の多孔質ディスクがキャビティの底部を形成していた。

実施例８
別の実施例は、Bacinoに記載されている手順で得たｅＰＴＦＥ／ＦＥＰ複合体を使用して構成した。この実施例では、熱成形するのでなく、膜を型キャビティにかぶせ、圧縮成形により成形した。図４に示す断面を有する単一キャビティの型を使用した。型の一次径は０．４９インチであった。Bacinoに記載の手順を用いてバリア材料を得た。

実施例９
厚さ約０．５ ｍｉｌのＦＥＰ層（FEP100、デュポン）を、高密度延伸ＰＴＦＥ膜［厚さ−１ｍｉｌ；引張強度−１３．８５ｋｓｉ（長手方向）、１３．９ｋｓｉ（横断方向）；弾性率−１９．８ｋｓｉ（長手方向）、２０．７ｋｓｉ（横断方向）；破断歪み−４２５％（長手方向）、４２５％（横断方向）］に積層化した。２つの層をピンフレーム内で上面同士を重ね合わせ、１５分かけてオーブンで３８０℃まで加熱した。この高密度ｅＰＴＦＥ−ＦＥＰ積層体の上に、多孔質延伸ＰＴＦＥ層［厚さ：２７．５マイクロメートル、マトリクス引張強度：６６．８ＭＰａ（長手方向）、７５．８ＭＰａ（横断方向）、破断歪み：１３１％（長手方向）、９１％（横断方向）、バブルポイント：２２．６ｐｓｉ］を置いた。このとき、多孔質延伸ＰＴＦＥ層が積層体のＦＥＰ層に面するようにした。この３層を２枚の平滑な金属板の間に挟み、金属板を約１ｐｓｉの締付け圧まで締め付けた。次に、金属板を３０５℃のオーブンに入れて１５分間加熱した。次に、得られた３層複合材（高密度ｅＰＴＦＥ−ＦＥＰ−多孔質ｅＰＴＦＥ）を約４０℃まで冷ました。

次に、熱と真空を用いてこの複合材を熱成形して、プリフォームを作製した。このプリフォームは、複合体を充分高温に加熱してから、差圧を用いて伸ばして雄プラグにかぶせることにより構築した。高密度ｅＰＴＦＥ層がプラグに面するようにして、この複合材料を熱成形装置にセットした。空気出口温度３８０℃のホットエアガン（Steinel HG2310）を、複合体の表面から約５ｍｍ離して配置し、このエアガンを用いて複合体を加熱した。５秒後、膜を−８５ｋＰａの真空に曝した。複合体をさらに１５秒間加熱してから、真空下で約４０℃まで冷ました。

得られたプリフォームサンプルを逆さにして、３．５グラムのエラストマー（５０デュロメータのハロブチルゴム）が充填されたゴム成形キャビティの中に入れ、圧縮成形によりストッパーを成形した。型は、ＩＳＯ標準ＩＳ０１１０４０−５：２００１（Ｅ）に準拠した１ｍＬの標準プランジャー用に規定された形状に作製され、さらに５％の収縮率が組み込まれていた。

両方のプラテンが１２０℃に予熱されたプレス機にキャビティをセットした。プラテンを閉じて５５，５００ｌｂｓまで加圧した（約８７００ｐｓｉの総内圧）。次に、プラテンを１８０℃で５分間加熱してから、圧力下で４０℃まで冷ました。圧力を解放し、ストッパーを排出させた。得られたストッパーを洗剤で洗浄し、脱イオン水で３回すすいだ。次に、カミソリの刃を用いて剥離シートからストッパーサンプルを切り取った。これらのサンプルを、１２１℃、３０分間、２サイクルのオートクレーブ環境下に置いた。ストッパー上で測定した静的力と動的力は、それぞれ２．５Ｎと２．１Ｎであった。トルエン曝露試験後のストッパーの重量増加は０ｍｇであり、ストッパーが効果的なバリアとして機能することを示した。さらに、同じストッパーに対して通気管配置試験を行ってから、再びトルエン曝露試験を実施した。重量増加はやはり０ｍｇであり、ストッパーが優れたバリア機能を果たすことを示した。また、空気漏れ試験によりストッパーの漏れを試験したところ、漏れは一切検出されなかった。面積変形率（areal transformation）（％）は８２％と算出された。

実施例１０
厚さ約２７ミクロンのＥＦＥＰ層（RP-4020、ダイキン）を、下記と同様の方法で高密度延伸ＰＴＦＥ膜の層に積層化した。この高密度延伸ＰＴＦＥ膜の特性は、厚さ−１ｍｉｌ；引張強度−１３．８５ｋｓｉ（長手方向）、１３．９ｋｓｉ（横断方向）；弾性率−１９．８ｋｓｉ（長手方向）、２０．７ｋｓｉ（横断方向）；破断歪み−４２５％（長手方向）、４２５％（横断方向）であった。２つの層をピンフレーム内で上面同士を重ね合わせ、１５分かけてオーブンで３８０℃まで加熱した。次に、得られた２層の複合バリア（ＥＦＥＰ−高密度延伸ＰＴＦＥ）を約４０℃まで冷ました。

次に、熱と真空を用いてこの複合膜を熱成形して、プリフォームを作製した。このプリフォームは、複合体を充分高温に加熱し、差圧を用いて伸ばして雄プラグにかぶせることにより構築した。型は、直径６０ｍｍのガラス繊維織物マットを有する平板で構成され、このマットは、４．８ｍｍのくぼみを有する中央の開口部を覆っていた。雄プラグは直径１２．７ｍｍ、高さ２５．４ｍｍのピンであり、型の中央に配置されていた。

高密度ｅＰＴＦＥ層がプラグに面するようにして、この複合膜を熱成形装置にセットした。空気出口温度３８０℃のホットエアガン（Steinel HG2310）を、複合バリアの表面から約５ｍｍの位置に配置し、このエアガンを用いて複合バリアを加熱した。５秒間加熱した後、膜を−８５ｋＰａの真空に曝した。複合バリアをさらに１５秒間加熱してから、真空下で約４０℃まで冷ました。

熱成形ピンと一致する形状のキャビティを有するアルミニウム雌型を、２８０℃に加熱することにより作製した。型キャビティは、すべての側面に１．６ｍｍのすき間を有した状態でプラグの形状と一致した。ＥＦＥＰ（RP-4020、ダイキンから入手）樹脂を型に施した。プリフォームが付いた状態の熱成形ピンも２０５℃まで加熱し、型キャビティに挿入した。アセンブリ全体を２５℃まで冷ました。冷却後、成形されたアセンブリを取り出した。得られた容器は壁厚が約１．６ｍｍであり、容器の内側はＰＴＦＥベースのバリアを有していた。面積変形率（areal transformation）（％）は６８％と算出された。

実施例１１
以下の実施例では図１７ａ及び１７ｂを参照する。厚さ約０．５ｍｉｌのＦＥＰ層（９００）（FEP100、デュポン）を、下記と同様の方法で高密度延伸ＰＴＦＥ（９２０）層に積層化した。この高密度化延伸ＰＴＦＥ膜の特性は、厚さ−１ｍｉｌ；引張強度−１３．８５ｋｓｉ（長手方向）、１３．９ｋｓｉ（横断方向）；弾性率−１９．８ｋｓｉ（長手方向）、２０．７ｋｓｉ（横断方向）；破断歪み−４２５％（長手方向）、４２５％（横断方向）であった。２つの層をピンフレーム内で上面同士を重ね合わせ、１５分かけてオーブンで３８０℃まで加熱した。

次に、積層内で多孔質延伸ＰＴＦＥ層（９４０）がＦＥＰ層に面するように、高密度ｅＰＴＦＥ−ＦＥＰ積層に多孔質延伸ＰＴＦＥ層を重ねた。この多孔質延伸ＰＴＦＥ膜の特性は、厚さ−２７．５マイクロメートル；マトリクス引張強度−６６．８ＭＰａ（長手方向）、７５．８ＭＰａ（横断方向）；破断歪み−１３１％（長手方向）、９１％（横断方向）；バブルポイント−２２．６ｐｓｉであった。この３層を２枚の平滑な金属板の間に挟み、金属板を約１ｐｓｉの締付け圧まで締め付けた。次に、金属板を３０５℃のオーブンに入れて１５分間加熱した。得られた３層の複合材を約４０℃まで冷ました。

次に、この３層複合材料の多孔質ｅＰＴＦＥ側に接するように、追加の層（９６０）である１０ｍｉｌ厚のKynar（登録商標）2800 PVDFを手で置いて合わせて、この複合材料を熱成形した。熱と真空を用いてプリフォームを作製した。このプリフォームは、複合体を充分高温に加熱し、差圧を用いて伸ばして雄プラグ型にかぶせることにより構築した。高密度ｅＰＴＦＥ（９２０）層がプラグに面するようにして、追加のＰＶＤＦ層の付いた３層複合材料を熱成形装置にセットした。型は、６０ｍｍの焼結ステンレススチール板で構成され、外側エッジに８．３ｍｍのリップを有し、中央にプラグが配置されていた。このプラグはステンレススチール製であり、直径１５．９ｍｍ、高さ１５．９ｍｍであった。

空気出口温度３８０℃のホットエアガン（Steinel HG2310）を、追加のＰＶＤＦ層が付いた複合体の表面から約５ｍｍ離して配置し、このエアガンを用いて複合体を加熱した。５秒間加熱した後、膜を−８５ｋＰａの真空に曝した。追加のＰＶＤＦ層が付いた複合体をさらに１５秒間加熱してから、真空下で約４０℃まで冷ました。

図１７に示す容器形状に成形された物品（９８０）が得られた。面積変形率（areal transformation）（％）は１１８％と算出された。

比較例Ａ−１ｃｃの単回投与ガラス製薬剤充填済みシリンジ用に作られた市販のシリコーン処理ブチルストッパー。

高密度ｅＰＴＦＥ膜は、Kennedyらに発行された米国特許第７，５２１，０１０号に記載の方法で得られる。この高密度延伸ＰＴＦＥ膜をエラストマーと合わせて、シリンジストッパーを構築する。この実施形態では、高密度ｅＰＴＦＥ膜を熱成形してプリフォームを作る。ノード融点（nodal melt）より充分高い処理温度で熱成形することにより、バリア特性及び強度特性を維持しながら、確実に溶融成形できる。高強度の延伸膜を使用することにより、極度に薄いバリア膜の形成が可能になる。厚さ０．５マイクロメートル〜２０マイクロメートル範囲のバリア膜を作製することができる。優先的には、膜は３０マイクロメートル未満である。エラストマー本体との結合を改善する目的で、この膜を、随意に、化学エッチング、プラズマ処理、コロナ処理、粗面化等で前処理又は後処理してもよい。

本発明の多くの実施形態において、多孔質層は、バリア層の表面とストッパーのエラストマーの間に配置される。本発明のストッパーは、有利には、図９〜１３に示すように、多孔質材料の中に様々な程度で浸透したエラストマー材料又はバリアポリマーを含み得る。図１０Ａはストッパー断面図であり、エラストマー層（１０）及び、フルオロポリマーバリア層（３０）と多孔質ｅＰＴＦＥ層（４０）を含んでなる複合層を示す。この実施形態では、層（１０）からのエラストマー材料が、ｅＰＴＦＥ層（４０）の小孔を実質的にふさいでいる。

或いは、図１１に示すように、バリアポリマー（３０）が多孔質構造（４０）を実質的にふさいでもよい。別の態様では、図１０Ｂに示すように、多孔質材料（４０）がバリアポリマー（３０）及びエラストマー（１０）で実質的に同等程度にふさがれ、多孔質構造中に残された開放孔はほとんどない。さらに別の態様では、図１２に示すように、バリアポリマーとエラストマーの両方が部分的に多孔質構造をふさぎ、バリアポリマーとエラストマーの間に一部の開放孔が残される。エラストマー及び／又はバリアフルオロポリマーの浸透の他のバリエーションは容易に認識でき、そのような異型の１つを図１３に示す。摩擦低下、バリア特性の改善、密閉の改善等、完成品デバイスの種々の望ましい特性を熟慮すれば、どの異型も、個々の用途に応じた利点を有し得る。バリアポリマー又はエラストマーの浸透の程度は、任意の公知の手段で制御できるが、時間、温度、圧力、及び多孔質材料の多孔度の変化が含まれ得る。一態様では、多孔質材料は、例えば深さによって変わる多孔度を有し得る。

高密度ｅＰＴＦＥ膜の厚さは、用途に応じて適切に調整されることになるが、熱成形前の厚さは１００マイクロメートル未満、より好ましくは５０マイクロメートル未満、より好ましくは３０マイクロメートル未満である。加えて、複合膜の曲げ剛性は、当該用途に対して充分な強度を維持しながら、コンプライアンスと密閉性を確保できるよう適切に調整される必要があると考えられる。

ｅＰＴＦＥ多孔質層の厚さは、１５０マイクロメートル未満であることが好ましい。結合層としての性能を改善するには、ｅＰＴＦＥ多孔質層を充分に開放して、エラストマー成形時に、エラストマーが少なくとも部分的に多孔質層に浸透できるようにする（すなわち、ノード又はフィブリルの表面上にフィブリル化構造をつくる）べきである。

本発明の実施態様の一部を以下の項目［１］−［２４］に記載する。
[１]
ａ．支持体と、
ｂ．前記支持体に隣接するバリア層と、を含んでなる成形品であって、前記バリア層は、
ｉ．高密度延伸フルオロポリマー層と、
ｉｉ．前記高密度延伸フルオロポリマー層に隣接する熱可塑性物質層と、
ｉｉｉ．多孔質延伸フルオロポリマー層と、を含んでなり、
前記バリア層は１．５を超える最大形状係数を有する、成形品。
[２]
３．０を超える最大形状係数を有する、項目１に記載の成形品。
[３]
４．０を超える最大形状係数を有する、項目１に記載の成形品。
[４]
ａ．支持体と、
ｂ．前記支持体に隣接するバリア層と、を含んでなる成形品であって、前記バリア層は、高密度延伸フルオロポリマー層と、前記高密度延伸フルオロポリマー層に隣接する熱可塑性物質層と、前記熱可塑性物質層に隣接する多孔質延伸フルオロポリマー層と、を含んでなり、前記バリア層は、
ｉ．内部スペース及び外部スペースと、
ｉｉ．前記内部スペース及び前記外部スペースの境界を規定するエッジであって、大径を有するエッジと、
ｉｉｉ．前記バリア層の断面により規定される断面周囲長と、を規定する形状を有し、
前記断面周囲長の前記大径に対する比率は１．５超である、成形品。
[５]
前記支持体は熱可塑性物質を含んでなる、項目４に記載の成形品。
[６]
前記支持体は熱硬化性物質を含んでなる、項目４に記載の成形品。
[７]
前記支持体は金属を含んでなる、項目４に記載の成形品。
[８]
前記支持体はセラミックを含んでなる、項目４に記載の成形品。
[９]
前記支持体はガラスを含んでなる、項目４に記載の成形品。
[１０]
ａ．支持体と、
ｂ．前記支持体に隣接するバリア層と、を含んでなる成形品であって、前記バリア層は、
ｉ．高密度延伸フルオロポリマー層と、
ｉｉ．熱可塑性物質層と、を含んでなり、
前記バリア層は１．５を超える最大形状係数を有する、成形品。
[１１]
前記バリア層は３．０を超える最大形状係数を有する、項目１０に記載の成形品。
[１２]
前記バリア層は４．０を超える最大形状係数を有する、項目１０に記載の成形品。
[１３]
ａ．支持体と、
ｂ．前記支持体に隣接するバリア層と、を含んでなる成形品であって、前記バリア層は、高密度延伸フルオロポリマー層と、前記高密度延伸フルオロポリマー層に隣接する熱可塑性物質層と、を含んでなり、前記バリア層は、
ｉ．内部スペース及び外部スペースと、
ｉｉ．前記内部スペース及び前記外部スペースの境界を規定するエッジであって、大径を有するエッジと、
ｉｉｉ．前記バリア層の断面により規定される断面周囲長と、を規定する形状を有し、
前記断面周囲長の前記大径に対する比率は１．５超である、成形品。
[１４]
前記断面周囲長の前記大径に対する比率は３．０超である、項目１３に記載の成形品。
[１５]
前記断面周囲長の前記大径に対する比率は４．０超である、項目１３に記載の成形品。
[１６]
前記支持体は熱可塑性物質を含んでなる、項目１３に記載の成形品。
[１７]
前記支持体は熱硬化性物質を含んでなる、項目１３に記載の成形品。
[１８]
前記支持体は金属を含んでなる、項目１３に記載の成形品。
[１９]
前記支持体はセラミックを含んでなる、項目１３に記載の成形品。
[２０]
前記支持体はガラスを含んでなる、項目１３に記載の成形品。
[２１]
ａ．熱可塑性本体と、
ｂ．バリア層と、を含んでなる熱可塑性容器であって、前記バリア層は、
ｉ．前記熱可塑性本体に結合したＥＦＥＰの第１層と、
ｉｉ．前記第１層に結合した高密度延伸ＰＴＦＥの第２層と、
を含んでなる、熱可塑性容器。
[２２]
バリア層を有する熱可塑性容器を製造する方法であって、
ａ．ＥＦＥＰの層を提供することと、
ｂ．高密度延伸ＰＴＦＥの層を提供することと、
ｃ．前記ＥＦＥＰ層に、ノード融点（nodal melt）を超える温度で前記高密度延伸ＰＴＦＥ層を積層化して、複合バリアを形成することと、
ｄ．前記高密度延伸ＰＴＦＥ層が型に面するように、前記複合バリアを前記型に覆いかぶせて位置付けることと、
ｅ．前記型及び前記複合バリアを加熱することと、
ｆ．前記複合バリアを前記型の形状に成形して、プリフォームを作ることと、
ｇ．キャビティ型を提供することと、
ｈ．前記キャビティ型に、少なくとも部分的に熱可塑性物質を充填することと、
ｉ．前記キャビティ型及び前記熱可塑性物質を、前記熱可塑性物質の溶融温度を超える温度で加熱することと、
ｊ．前記型内で前記ＥＦＥＰ層が前記熱可塑性物質と接するように、前記プリフォームを前記キャビティ型内に位置付けることと、
ｋ．前記熱可塑性物質及び前記バリア複合体を成形することと、
ｌ．前記熱可塑性物質及び前記バリア複合体を冷やすことと、を含んでなる方法。
[２３]
ａ．熱可塑性本体と、
ｂ．複合バリア層と、を含んでなる熱可塑性容器であって、前記複合バリア層は、
ｉ．高密度延伸ＰＴＦＥの第１層と、
ｉｉ．前記第１層に隣接するＦＥＰの第２層と、
ｉｉｉ．前記第２層に隣接する多孔質延伸ＰＴＦＥの第３層と、を含んでなり、
前記バリア複合体の前記第３層は前記熱可塑性本体に隣接する、熱可塑性容器。
[２４]
複合バリア層を有する熱可塑性容器を形成する方法であって、
ａ．高密度延伸ＰＴＦＥの第１層を提供するステップと、
ｂ．ＦＥＰを含んでなる第２層を前記第１層に結合するステップと、
ｃ．多孔質延伸ＰＴＦＥを含んでなる第３層を前記第２層に結合することにより、三層複合バリアを形成するステップと、
ｄ．熱可塑性物質を、容器を成形するための型に隣接して位置付けるステップと、
ｅ．前記三層複合バリアを、容器を成形するための前記型に隣接して位置付けるステップと、
ｆ．前記三層複合バリア及び前記熱可塑性物質を加熱するステップと、
ｇ．前記三層バリア複合体が前記熱可塑性物質に結合されて、前記三層複合バリア及び前記熱可塑性物質を前記型の形状に成形して容器を形成するステップと、を含んでなる方法。



ブレーク及びスライド（breaking and sliding）摩擦試験
以下の手順を用いて、本発明の実施形態の静止摩擦及び運動摩擦を評価した。シリンジの先端（先端には針が付けていない）に外径１／４インチ（６．３５ミリメートル）、内径１／８インチ（３．１７５ミリメートル）のシリコーンチューブを固定することにより、各テストシリンジを可変圧力ポンプ（Barnant Air Cadet−モデル４２０−３９０１）に取り付けた。バリア膜を有するストッパーアセンブリを、その運動の最下部（先端に最も近い場所）に位置するようにシリンジ内に配置した。各試験の初めに、２ｐｓｉ（１３．７８９５ｋＰａ）の圧力から開始して、シリンジストッパーの動きが始まる（先端から離れる）まで圧力を３０秒ごとに約１ｐｓｉ（６．８９４７６ｋＰａ）ずつ上昇させることにより、圧力を徐々に調節した。動きを開始させる圧力を、Ｐブレーク（P break）として記録した。動きが開始した後、いまだスライドできる最低レベルまで圧力を低下させた。この圧力をＰスライド（P sliding）として記録した。圧力値はすべてＰＳＩ（ｋＰａ）単位で記録した。この試験により、スライド特性に関する相対的データが得られた。

空気漏れ試験
次に、上記と同じ装置及び構成を用いて空気漏れを評価した。シリンジストッパーを圧力ポンプに取り付けた。ただし、この試験では、ストッパーをシリンジ内の最上部（先端から最も遠い位置）まで動かし、脱イオン水を満たした２リットルのガラスビーカー内にシリンジアセンブリを配置した。圧力を３ｐｓｉ（２０．６８４３ｋＰａ）に設定した。５分後に漏れが検出されなければ（目視される気泡形成の形跡がなければ）、圧力を１ｐｓｉ（６．８９４７６ｋＰａ）ずつ上昇させた。漏れが発生するまで（或いは、バレルからシリンジストッパーを排出するのに充分な空気圧力である約１５〜１７ｐｓｉ（１０３．４２１〜１１７．２１１ｋＰａ）まで）、各シリンジに対してこの手順を繰り返した。５分後に観察可能な漏れを発生させるのに必要な最小圧力を、ｐｓｉ（ｋＰａ）単位で記録した。実施例１Ａ、１Ｂ、１Ｃの空気漏れの評価には、この試験を使用した。

引張強度、弾性率、及び破断歪み
ＡＴＭ Ｄ８８２−１０に従い、０．２５インチ（６．３５ミリメートル）×３インチ（７６．２ミリメートル）のサンプルと、２０インチ（５０８ミリメートル）／分のクロスヘッド速度と、１インチ（２５．４ミリメートル）ゲージ長とを用いて、材料の引張強度、弾性率、及び破断歪みを評価した。

実施例１Ａ、１Ｂ、及び１Ｃ
バリアとして単層の高密度ｅＰＴＦＥ膜を使用して、本発明のある実施形態の実施例を構成した。Kennedyらに発行された米国特許第７，５２１，０１０号に記載の工程により、高密度ｅＰＴＦＥ膜を得た。膜の厚さは、それぞれ２５マイクロメートル、１０マイクロメートル、及び５マイクロメートルであった。一般に入手可能な８つの使い捨てプラスチックシリンジバレル及びシャフト付きストッパーを入手した。４つは１ｍｌのプラスチックシリンジ、残りの４つは３ｍｌのプラスチックシリンジであった。それぞれ、ブチルゴムを含んでなるエラストマーストッパーが含まれていた。シリンジを９５％ヘキサンで入念に洗浄して、シリコーンオイルを完全に除去した。洗浄したシリンジバレル及びストッパーをエアフード上に５日間放置して乾燥させ、ヘキサンを確実に完全蒸発させた。高密度ｅＰＴＦＥ膜を取り出し、ストッパーに貼り付けることにより、シリンジストッパーを製作した。これらの様々な厚さの膜を用いてサンプルを製作した。最初に、６００℃に設定したヒートガン（カールライスター、CH 6056-Hotwind S）で、ノズルから約６〜８インチ（１５２．４〜２０３．２ミリメートル）離れた場所から膜を加熱した。次に、熱の存在下で膜をストッパーの周りに伸ばした（これにより、ストッパーを雌プラグ又は雌型として用いる）。ストッパー形状を変形せずに膜が容易に成形されるように、且つヒートガンの熱がストッパーを変形させることがないように、注意を払って膜を充分に加熱した。後続の試験用に、高密度ｅＰＴＦＥで被覆された４つのストッパーを、シリコーンを含まないプラスチックシリンジバレル内に取り付けた。

実施例２
Kennedyらに発行された米国特許第７，５２１，０１０号に記載の工程により、１．７〜１．８ｍｉｌ（４３．１８〜４５．７２マイクロメートル）厚の単層の高密度ｅＰＴＦＥ膜を取得し、この膜からバリアを作製した。図１に示す熱成形機器に、図２に示す型を用いて膜（１０４）を配置した。熱成形機器（１００）はホットエアを用いて型（２００）を加熱し、装置を通じた圧力降下により、材料を成形するための力を供給する。型は、それぞれ寸法が異なる円形のキャビティ（２０２ａ〜ｄ）を有する。１つは０．３８０インチ（９．６５２ミリメートル）、１つは０．３７２インチ（９．４４８８ミリメートル）、１つは０．３６５インチ（９．２７１ミリメートル）、もう１つは０．３５８インチ（９．０９３２ミリメートル）である。キャビティは、底部に半径０．０７９インチ（２．００６６ミリメートル）の丸みを帯びたコーナー（２０３）があり、高さ０．１８８インチ（４．７７５２ミリメートル）の直線状の側壁（２０５）を有し、最下部に、０．２０１インチ（５．１０５４ミリメートル）幅の２マイクロメートルの多孔質ステンレススチールディスク（２０４）を格納している。

室温で５ｐｓｉ（３４．４７３８ｋＰａ）の圧力を加えた。型の上方の熱電対（１０６）で測定して３８５℃の設定温度を用いて、ホットエアシステム（１０２）（オスラムシルバニア６０００Ｗ、２４０Ｖ、２５Ａ）のヒーターを作動させた。底部の熱電対（１０８）で測定して型キャビティの下方が３６０℃に達した後、システムを５分間保持した。次に、ホットエアシステムの吸気弁（１１０）を用いて流入空気流を増加させることにより、圧力を上げた。圧力を、約３ｐｓｉ（２０．６８４３ｋＰａ）／分の速度で５ｐｓｉ（３４．４７３８ｋＰａ）から１３ｐｓｉ（８９．６３１８ｋＰａ）まで上昇させた。１３ｐｓｉ（８９．６３１８ｋＰａ）を超えてからは、約１ｐｓｉ（６．８９４７６ｋＰａ）／分の速度で１８ｐｓｉ（１２４．１０６ｋＰａ）まで上昇させた。この圧力は、高密度ｅＰＴＦＥシートを形成するのに充分であった。サンプルをこの圧力で５分間保持した後、ヒーターを停止して型と膜を冷ました。型を底部の熱電対で測定して５０℃未満まで冷ましてから、サンプルを取り出した。空気圧を加えることによる材料の成形に加えて、材料と型の両方を加熱するのに適した任意の手法で充分に対処できる。例えば、型を単にボルトで固定し、送気管を有するオーブン又は加熱されたプレス機の中に入れて、圧力を供給してもよい。他の公知の熱成形工程、ブラダー成形工程、又は真空成形工程を使用してもよい。

バリアの内側をエラストマー溶液でコーティングするため、サンプルのキャビティにＭＥＫ中１０重量％のエラストマー溶液を満たし、充分な時間をおいて乾燥させ、相当な量の溶媒を蒸発させた。各キャビティに１〜１．５グラムのエラストマー（デュポンが提供するViton GF-600Sをvarox D8PH及びDiak 7と混合し、オハイオ州カイヤホガフォールズのイーグルエラストマー社により断片（３０４）に加工されたもの）を充填した。両プラテン（３００、３０２）を有し１００℃に予熱されたプレス機に、上記の熱成形された高密度ｅＰＴＦＥシートの付いた型（３０６）をセットした。図３に示すように、下側プラテンの上に１０ｍｉｌ（２５４マイクロメートル）のアルミニウムシート（３１２）を配置した。圧力を均一にするため、上側プレスプラテン（３００）の下に、カプトンシート（３０８）とスチール製カウルプレート（３１０）を配置した。圧力をかけずにサンプルを４５分間加熱してから、８０００ｌｂｓ（３６２８.７３９キログラム）の力で圧縮した。プラテンをゆっくりと閉じ、温度ベースの設定値を用いて以下のプレスサイクルを行った。
ステップ１：プラテンを閉じる。
ステップ２：１００℃で１０分間加熱。
ステップ３：１２０℃で５分間加熱。
ステップ４：１７５°Ｃで１５分間加熱。
ステップ５：３０°Ｃで１分間加熱。
ステップ６：プラテンを開く。

実施例３
実施例２と同様の方法でサンプルを調製した。ただし例外として、より高速な圧力傾斜率を用いて高密度ｅＰＴＦＥバリアを成形した。実施例２の手順に従ったが、例外として、５ｐｓｉ（３４．４７３８ｋＰａ）から１８ｐｓｉ（１２４．１０６ｋＰａ）の間は約３ｐｓｉ（２０．６８４３ｋＰａ）／分の圧力傾斜率を選択した。出口空気弁（１１２）のみを閉じることにより、この傾斜率を得た。この成形手順から、外観が乳状のバリア膜を得た。このことは、成形工程の速度に起因して材料に幾らかの有孔性が誘発されたことを示し得る。

実施例４
実施例２に記載の方法と同様の方法でサンプルを調製した。ただし例外として、熱成形の前に、高密度ｅＰＴＦＥバリア材料の一方の表面のテクスチャー（質感）を変えた。高密度ｅＰＴＦＥ材料の一方の側面を、粗ガラスビーズサンドブラスターを使って変形させた。サンドブラスターのノズルを１５ｐｓｉ（１０３．４２１ｋＰａ）に設定し、厚紙の裏張りに貼付されているサンプルから約９インチ（２２８．６ミリメートル）離れた位置に保持した。サンドブラスターを、サンプルの表面全体に５回通過させた。この工程により、膜の一方の側面に著しい機械的変形が生じ、明らかに表面粗さが増した。

実施例６
実施例２と同様の方法でサンプルを調製した。ただし例外として、ｅＰＴＦＥ／ＰＦＡ複合膜をバリアとして使用した。このバリアは、Bacinoに発行された国際公開第９４／１３４６９号の実施例２に記載の方法と同様の方法で取得した。得られたバリアは、一方の側面にＰＦＡを有するｅＰＴＦＥ材料である。熱成形の後にＰＦＡが型の内側を向くように、複合膜のＰＦＡ側を上にしてバリア材料を型内に配置した。実施例２の工程に従って熱成形工程を行った。ただし例外として、ヒーターの設定値は２９５℃、型キャビティの設定値は約２７５℃とした。さらに、成形工程の圧力傾斜率は、５ｐｓｉ（３４．４７３８ｋＰａ）から１８ｐｓｉ（１２４．１０６ｋＰａ）まで約１１．５ｐｓｉ（７９．２８９７１ｋＰａ）／分であった。複合材料を、１８ｐｓｉ（１２４．１０６ｋＰａ）で約１５秒保持してから冷ました。サンプルを型から取り出した後、ｅＰＴＦＥ層が内側を向くようにサンプルを逆さにした。

実施例７
実施例２と同様の方法でサンプルを調製した。ただし、バリアはｅＰＴＦＥ／高密度ｅＰＴＦＥの複合体であった。このバリアは、Dolanに発行された米国特許第６，０３０，６９４号に開示されている方法に従って調製した。複合体のｅＰＴＦＥ側を下にして材料を型に入れ、熱成形の後に成形サンプルを逆さにして、ｅＰＴＦＥ層が内側を向くようにした。この実施例では、使用した型は、実施例２の型キャビティと同じ直径の型キャビティを有していた（「Ａ」＝０．３８０インチ（９．６５２ミリメートル）、「Ｂ」＝０．３７２インチ（９．４４８８ミリメートル）、「Ｃ」＝０．３６５インチ（９．２７１ミリメートル）、「Ｄ」＝０．３５８インチ（９．０９３２ミリメートル））。ただし、各キャビティは高さ０．２５２インチ（６．４００８ミリメートル）の直線状の円筒であり、ステンレススチール製の多孔質ディスクがキャビティの底部を形成していた。

実施例８
別の実施例は、Bacinoに記載されている手順で得たｅＰＴＦＥ／ＦＥＰ複合体を使用して構成した。この実施例では、熱成形するのでなく、膜を型キャビティにかぶせ、圧縮成形により成形した。図４に示す断面を有する単一キャビティの型を使用した。型の一次径は０．４９インチ（１２．４４６ミリメートル）であった。Bacinoに記載の手順を用いてバリア材料を得た。

実施例９
厚さ約０．５ ｍｉｌ（１２．７マイクロメートル）のＦＥＰ層（FEP100、デュポン）を、高密度延伸ＰＴＦＥ膜［厚さ−１ｍｉｌ（２５．４マイクロメートル）；引張強度−１３．８５ｋｓｉ（長手方向）、１３．９ｋｓｉ（横断方向）；弾性率−１９．８ｋｓｉ（長手方向）、２０．７ｋｓｉ（横断方向）；破断歪み−４２５％（長手方向）、４２５％（横断方向）］に積層化した。２つの層をピンフレーム内で上面同士を重ね合わせ、１５分かけてオーブンで３８０℃まで加熱した。この高密度ｅＰＴＦＥ−ＦＥＰ積層体の上に、多孔質延伸ＰＴＦＥ層［厚さ：２７．５マイクロメートル、マトリクス引張強度：６６．８ＭＰａ（長手方向）、７５．８ＭＰａ（横断方向）、破断歪み：１３１％（長手方向）、９１％（横断方向）、バブルポイント：２２．６ｐｓｉ（１５５．８２１５ｋＰａ）］を置いた。このとき、多孔質延伸ＰＴＦＥ層が積層体のＦＥＰ層に面するようにした。この３層を２枚の平滑な金属板の間に挟み、金属板を約１ｐｓｉ（６．８９４７６ｋＰａ）の締付け圧まで締め付けた。次に、金属板を３０５℃のオーブンに入れて１５分間加熱した。次に、得られた３層複合材（高密度ｅＰＴＦＥ−ＦＥＰ−多孔質ｅＰＴＦＥ）を約４０℃まで冷ました。

両方のプラテンが１２０℃に予熱されたプレス機にキャビティをセットした。プラテンを閉じて５５，５００ｌｂｓ（２５１７４.３７７キログラム）まで加圧した（約８７００ｐｓｉ（５９．９８４ＭＰａ）の総内圧）。次に、プラテンを１８０℃で５分間加熱してから、圧力下で４０℃まで冷ました。圧力を解放し、ストッパーを排出させた。得られたストッパーを洗剤で洗浄し、脱イオン水で３回すすいだ。次に、カミソリの刃を用いて剥離シートからストッパーサンプルを切り取った。これらのサンプルを、１２１℃、３０分間、２サイクルのオートクレーブ環境下に置いた。ストッパー上で測定した静的力と動的力は、それぞれ２．５Ｎと２．１Ｎであった。トルエン曝露試験後のストッパーの重量増加は０ｍｇであり、ストッパーが効果的なバリアとして機能することを示した。さらに、同じストッパーに対して通気管配置試験を行ってから、再びトルエン曝露試験を実施した。重量増加はやはり０ｍｇであり、ストッパーが優れたバリア機能を果たすことを示した。また、空気漏れ試験によりストッパーの漏れを試験したところ、漏れは一切検出されなかった。面積変形率（areal transformation）（％）は８２％と算出された。

実施例１０
厚さ約２７マイクロメートルのＥＦＥＰ層（RP-4020、ダイキン）を、下記と同様の方法で高密度延伸ＰＴＦＥ膜の層に積層化した。この高密度延伸ＰＴＦＥ膜の特性は、厚さ−１ｍｉｌ（２５．４マイクロメートル）；引張強度−１３．８５ｋｓｉ（長手方向）、１３．９ｋｓｉ（横断方向）；弾性率−１９．８ｋｓｉ（長手方向）、２０．７ｋｓｉ（横断方向）；破断歪み−４２５％（長手方向）、４２５％（横断方向）であった。２つの層をピンフレーム内で上面同士を重ね合わせ、１５分かけてオーブンで３８０℃まで加熱した。次に、得られた２層の複合バリア（ＥＦＥＰ−高密度延伸ＰＴＦＥ）を約４０℃まで冷ました。

実施例１１
以下の実施例では図１７ａ及び１７ｂを参照する。厚さ約０．５ｍｉｌ（１２．７マイクロメートル）のＦＥＰ層（９００）（FEP100、デュポン）を、下記と同様の方法で高密度延伸ＰＴＦＥ（９２０）層に積層化した。この高密度化延伸ＰＴＦＥ膜の特性は、厚さ−１ｍｉｌ（２５．４マイクロメートル）；引張強度−１３．８５ｋｓｉ（長手方向）、１３．９ｋｓｉ（横断方向）；弾性率−１９．８ｋｓｉ（長手方向）、２０．７ｋｓｉ（横断方向）；破断歪み−４２５％（長手方向）、４２５％（横断方向）であった。２つの層をピンフレーム内で上面同士を重ね合わせ、１５分かけてオーブンで３８０℃まで加熱した。

次に、積層内で多孔質延伸ＰＴＦＥ層（９４０）がＦＥＰ層に面するように、高密度ｅＰＴＦＥ−ＦＥＰ積層に多孔質延伸ＰＴＦＥ層を重ねた。この多孔質延伸ＰＴＦＥ膜の特性は、厚さ−２７．５マイクロメートル；マトリクス引張強度−６６．８ＭＰａ（長手方向）、７５．８ＭＰａ（横断方向）；破断歪み−１３１％（長手方向）、９１％（横断方向）；バブルポイント−２２．６ｐｓｉ（１５５．８２１５ｋＰａ）であった。この３層を２枚の平滑な金属板の間に挟み、金属板を約１ｐｓｉ（６．８９４７６ｋＰａ）の締付け圧まで締め付けた。次に、金属板を３０５℃のオーブンに入れて１５分間加熱した。得られた３層の複合材を約４０℃まで冷ました。

次に、この３層複合材料の多孔質ｅＰＴＦＥ側に接するように、追加の層（９６０）である１０ｍｉｌ（２５４マイクロメートル）厚のKynar（登録商標）2800 PVDFを手で置いて合わせて、この複合材料を熱成形した。熱と真空を用いてプリフォームを作製した。このプリフォームは、複合体を充分高温に加熱し、差圧を用いて伸ばして雄プラグ型にかぶせることにより構築した。高密度ｅＰＴＦＥ（９２０）層がプラグに面するようにして、追加のＰＶＤＦ層の付いた３層複合材料を熱成形装置にセットした。型は、６０ｍｍの焼結ステンレススチール板で構成され、外側エッジに８．３ｍｍのリップを有し、中央にプラグが配置されていた。このプラグはステンレススチール製であり、直径１５．９ｍｍ、高さ１５．９ｍｍであった。

Claims (24)

1. ａ．支持体と、
   ｂ．前記支持体に隣接するバリア層と、を含んでなる成形品であって、前記バリア層は、
   ｉ．高密度延伸フルオロポリマー層と、
   ｉｉ．前記高密度延伸フルオロポリマー層に隣接する熱可塑性物質層と、
   ｉｉｉ．多孔質延伸フルオロポリマー層と、を含んでなり、
   前記バリア層は１．５を超える最大形状係数を有する、成形品。
2. ３．０を超える最大形状係数を有する、請求項１に記載の成形品。
3. ４．０を超える最大形状係数を有する、請求項１に記載の成形品。
4. ａ．支持体と、
   ｂ．前記支持体に隣接するバリア層と、を含んでなる成形品であって、前記バリア層は、高密度延伸フルオロポリマー層と、前記高密度延伸フルオロポリマー層に隣接する熱可塑性物質層と、前記熱可塑性物質層に隣接する多孔質延伸フルオロポリマー層と、を含んでなり、前記バリア層は、
   ｉ．内部スペース及び外部スペースと、
   ｉｉ．前記内部スペース及び前記外部スペースの境界を規定するエッジであって、大径を有するエッジと、
   ｉｉｉ．前記バリア層の断面により規定される断面周囲長と、を規定する形状を有し、
   前記断面周囲長の前記大径に対する比率は１．５超である、成形品。
5. 前記支持体は熱可塑性物質を含んでなる、請求項４に記載の成形品。
6. 前記支持体は熱硬化性物質を含んでなる、請求項４に記載の成形品。
7. 前記支持体は金属を含んでなる、請求項４に記載の成形品。
8. 前記支持体はセラミックを含んでなる、請求項４に記載の成形品。
9. 前記支持体はガラスを含んでなる、請求項４に記載の成形品。
10. ａ．支持体と、
    ｂ．前記支持体に隣接するバリア層と、を含んでなる成形品であって、前記バリア層は、
    ｉ．高密度延伸フルオロポリマー層と、
    ｉｉ．熱可塑性物質層と、を含んでなり、
    前記バリア層は１．５を超える最大形状係数を有する、成形品。
11. 前記バリア層は３．０を超える最大形状係数を有する、請求項１０に記載の成形品。
12. 前記バリア層は４．０を超える最大形状係数を有する、請求項１０に記載の成形品。
13. ａ．支持体と、
    ｂ．前記支持体に隣接するバリア層と、を含んでなる成形品であって、前記バリア層は、高密度延伸フルオロポリマー層と、前記高密度延伸フルオロポリマー層に隣接する熱可塑性物質層と、を含んでなり、前記バリア層は、
    ｉ．内部スペース及び外部スペースと、
    ｉｉ．前記内部スペース及び前記外部スペースの境界を規定するエッジであって、大径を有するエッジと、
    ｉｉｉ．前記バリア層の断面により規定される断面周囲長と、を規定する形状を有し、
    前記断面周囲長の前記大径に対する比率は１．５超である、成形品。
14. 前記断面周囲長の前記大径に対する比率は３．０超である、請求項１３に記載の成形品。
15. 前記断面周囲長の前記大径に対する比率は４．０超である、請求項１３に記載の成形品。
16. 前記支持体は熱可塑性物質を含んでなる、請求項１３に記載の成形品。
17. 前記支持体は熱硬化性物質を含んでなる、請求項１３に記載の成形品。
18. 前記支持体は金属を含んでなる、請求項１３に記載の成形品。
19. 前記支持体はセラミックを含んでなる、請求項１３に記載の成形品。
20. 前記支持体はガラスを含んでなる、請求項１３に記載の成形品。
21. ａ．熱可塑性本体と、
    ｂ．バリア層と、を含んでなる熱可塑性容器であって、前記バリア層は、
    ｉ．前記熱可塑性本体に結合したＥＦＥＰの第１層と、
    ｉｉ．前記第１層に結合した高密度延伸ＰＴＦＥの第２層と、
    を含んでなる、熱可塑性容器。
22. バリア層を有する熱可塑性容器を製造する方法であって、
    ａ．ＥＦＥＰの層を提供することと、
    ｂ．高密度延伸ＰＴＦＥの層を提供することと、
    ｃ．前記ＥＦＥＰ層に、ノード融点（nodal melt）を超える温度で前記高密度延伸ＰＴＦＥ層を積層化して、複合バリアを形成することと、
    ｄ．前記高密度延伸ＰＴＦＥ層が型に面するように、前記複合バリアを前記型に覆いかぶせて位置付けることと、
    ｅ．前記型及び前記複合バリアを加熱することと、
    ｆ．前記複合バリアを前記型の形状に成形して、プリフォームを作ることと、
    ｇ．キャビティ型を提供することと、
    ｈ．前記キャビティ型に、少なくとも部分的に熱可塑性物質を充填することと、
    ｉ．前記キャビティ型及び前記熱可塑性物質を、前記熱可塑性物質の溶融温度を超える温度で加熱することと、
    ｊ．前記型内で前記ＥＦＥＰ層が前記熱可塑性物質と接するように、前記プリフォームを前記キャビティ型内に位置付けることと、
    ｋ．前記熱可塑性物質及び前記バリア複合体を成形することと、
    ｌ．前記熱可塑性物質及び前記バリア複合体を冷やすことと、を含んでなる方法。
23. ａ．熱可塑性本体と、
    ｂ．複合バリア層と、を含んでなる熱可塑性容器であって、前記複合バリア層は、
    ｉ．高密度延伸ＰＴＦＥの第１層と、
    ｉｉ．前記第１層に隣接するＦＥＰの第２層と、
    ｉｉｉ．前記第２層に隣接する多孔質延伸ＰＴＦＥの第３層と、を含んでなり、
    前記バリア複合体の前記第３層は前記熱可塑性本体に隣接する、熱可塑性容器。
24. 複合バリア層を有する熱可塑性容器を形成する方法であって、
    ａ．高密度延伸ＰＴＦＥの第１層を提供するステップと、
    ｂ．ＦＥＰを含んでなる第２層を前記第１層に結合するステップと、
    ｃ．多孔質延伸ＰＴＦＥを含んでなる第３層を前記第２層に結合することにより、三層複合バリアを形成するステップと、
    ｄ．熱可塑性物質を、容器を成形するための型に隣接して位置付けるステップと、
    ｅ．前記三層複合バリアを、容器を成形するための前記型に隣接して位置付けるステップと、
    ｆ．前記三層複合バリア及び前記熱可塑性物質を加熱するステップと、
    ｇ．前記三層バリア複合体が前記熱可塑性物質に結合されて、前記三層複合バリア及び前記熱可塑性物質を前記型の形状に成形して容器を形成するステップと、を含んでなる方法。