JP2019501839A - 摩擦の低減されたカートリッジ - Google Patents

Abstract

ディスペンス可能な媒体によって充填可能な、または、ディスペンス可能な媒体によって充填される、カートリッジであって、カートリッジは、カートリッジの中に受け入れ可能な、または、カートリッジの中に受け入れられている、ピストンの移動によって、媒体をディスペンスするためのものであり、カートリッジは、ピストンの前記移動の間に、ピストンがそれに沿ってスライドするためのスライド表面を有しており、スライド表面は、ピストンとスライド表面との間の摩擦を低減させるための微細構造体を有している。

Description

本発明は、ディスペンス可能な媒体によって充填される、または、ディスペンス可能な媒体によって充填可能な、カートリッジに関する。特に、カートリッジは中空になっており、チャンバーがカートリッジの中に形成され、媒体を含有するようになっている。ピストンは、カートリッジの中に受け入れられ得り、ピストンは、とりわけ、一方の端部においてチャンバーを閉じる。反対側端部においてカートリッジから媒体をディスペンスするために、次いで、ピストンは移動させられ得り、チャンバーの体積が低減され、たとえば、カートリッジの吐出開口部を通して、媒体がカートリッジから押し出されるようになっている。

ディスペンスする前に、媒体は、カートリッジの中へ事前に充填され得り、場合によっては、いくらかの時間にわたってその中に貯蔵され得る。また、媒体の少なくとも一部は、個々の塗布の間にカートリッジの中に残っている可能性がある。したがって、カートリッジは、優先的には、ディスペンスするのに適しているだけでなく、それぞれの媒体を貯蔵するのにも適している。

最も重要なことには、媒体の漏出は、防止されなければならない。そのうえ、カートリッジによって通常ディスペンスされるさまざまな媒体は、乾燥の影響を受けやすい。したがって、湿分がカートリッジのチャンバーを離れることができないということが必要である可能性がある。しかし、外側からの侵入を防止することも必要である可能性がある。いくつかの媒体は、空気、特に、酸素、および／または湿分に対してシールされなければならない可能性があり、たとえば、媒体の時期尚早の化学反応を防止するようになっている。

したがって、媒体を含有するチャンバーが緊密にシールされるということが重要である可能性がある。とりわけ、ピストンは、必要なだけ密封してカートリッジに接触しているべきである。緊密なシールは、たとえば、ピストンとカートリッジ壁部との間に垂直方向に作用する高い力によって、ならびに／または、ピストンおよびカートリッジの可能な限り完全にマッチする接触表面によって、実現され得る。

しかし、高い力および大きい接触面積は、また、ピストンとカートリッジとの間の増加した摩擦につながる。たとえば、吐出開口部、ノズル、および／または、混合先端部を通して、媒体（それは、通常、かなりの粘度を有している）を強く押すことから生じる可能性のある押し返しの圧力に加えて、高い摩擦は、ピストンの移動によって媒体をディスペンスするためにピストンに加えられることとなる必要な力を増加させる。

したがって、ディスペンスすることを促進させるために、ピストンとカートリッジのスライド表面（それに沿って、ピストンの吐出移動の間にピストンがスライドする）との間の摩擦が、緊密なシールを犠牲にすることなく低減され得るということが望ましい。

文献ＤＥ３６２４６３８Ａ１は、請求項１のプリアンブルの特徴を有するカートリッジを開示している。

本発明の目的は、ピストンの移動によってディスペンスされ得るディスペンス可能な媒体のためのカートリッジであって、カートリッジは、ピストンを移動させるために必要とされる力が低減されるが、ピストンとカートリッジとの間の緊密なシールは維持されるように適合されている、カートリッジを提供することである。

本目的は、請求項１によるカートリッジによって解決される。

カートリッジは、ディスペンス可能な媒体によって充填可能であり、または、ディスペンス可能な媒体によって充填され、ディスペンス可能な媒体は、カートリッジの中に受け入れ可能な、または、カートリッジの中に受け入れられている、ピストンの移動によってディスペンスされ得る。カートリッジは、ピストンの前記移動の間に、ピストンがそれに沿ってスライドするためのスライド表面を有している。とりわけ、スライド表面は、ピストンの外側表面と相互作用するカートリッジの内側表面である。たとえば、カートリッジは、少なくとも本質的に中空の円筒形状の形態を有することが可能であり、スライド表面が、この形態の内周表面になっている。しかし、カートリッジは、代替的に、円形断面とは別の断面を備えた形態を有することが可能である。任意のケースでは、ピストンの外側断面形状は、優先的には、カートリッジのそれぞれの内側断面形状に相補的になっている。

本発明の本質的な態様は、スライド表面が、特に、微細構造体なしのスライド表面を有する従来のカートリッジに関する摩擦と比較して、ピストンとスライド表面との間の摩擦を低減させるための微細構造体を有しているということである。とりわけ、微細構造体は、微細構造体がないが概して同様の種類のスライド表面と比較して、ピストンとスライド表面との間の接触面積が低減されるようになっている。

微細構造体は、とりわけ、マイクロスケールでのスライド表面の構造的特徴を表しており、これらの構造的特徴は、特定のパターン、特に、特有の、規則的な、および／または周期的なパターンにしたがって形成されている。前記マイクロスケールは、一般的に、ナノメートルからミリメートルのオーダーの構造体を含み、優先的には、マイクロメートルのオーダーの構造体を含む。たとえば、単一の構造エレメントの寸法（高さ／深さ、幅、長さ）、近隣の構造エレメント同士の間の距離、および／または、微細構造体の構造エレメントの配置の周期性は、サブマイクロメートルから数十マイクロメートルのオーダーになっていることが可能である。

とりわけ、微細構造体に起因して、スライド表面は、平坦ではなく、特に、ピストンの対応する表面に対して完全に相補的ではなく、ピストンは、ピストンの対応する表面によって、スライド表面に沿ってスライドし、ピストンのこの対応する表面は、通常、かなり平坦であるか、または、シーリング・リップの一部である。したがって、微細構造体は、ピストンに直接的に接触しているスライド表面の割合を低減させる。これは、微細構造体の他の可能性のある効果に加えて、ピストンとカートリッジとの間の摩擦の低減につながることが可能である。

また、低減された摩擦のために、ピストンとカートリッジとの間の接触面積を低減させることは、一般的に、センチメートル以上のオーダーの巨視的なスケールでカートリッジのスライド表面を構造化することによって実現され得る。しかし、スライド表面の巨視的な構造は、スライド表面におけるピストンの抵抗につながる可能性があり、それは、想定されるように、ピストンを移動させるための力を減少させるというよりもむしろ、この力を増加させることを結果として生じさせる可能性がある。そのうえ、そのようなスケールで接触面積を低減させるときには、接触部を通る漏出のリスクが増加する。その理由は、とりわけ、マクロ構造において、ピストンとスライド表面との間の通路が形成される可能性があり、その通路を通って、たとえば、空気、湿分、または、さらには、カートリッジの中に含有されている媒体までもが、貫通することができる可能性があるからである。

しかし、マイクロスケールでスライド表面を構造化することによって、接触面積をかなり低減させ、それによって、ピストンおよびカートリッジがもはや互いに密封して接触しない程度にそれらを互いから解除することなく、同時に、ピストンとカートリッジとの間の摩擦をかなり低減させることが可能であるということは、本発明の発見である。

微細構造体は、異なる手段によって異なる材料で形成され得る。たとえば、微細構造体は、自己組織化の結果であることが可能である。それは、残りのカートリッジを別々の層として生産した後に、または、アブレーションなどのような後続の処理によって、スライド表面に適用され得る。または、それは、カートリッジと一緒に形成され得る。とりわけ、射出成形によってカートリッジを形成するために使用されるモールド・コアは、相補的な微細構造体を有することが可能であり、微細構造体が、成形をすると直ちに、必然的にスライド表面の中に埋め込まれるようになっている。そのようなモールド・コアの微細構造体は、たとえば、レーザー・アブレーションによって生成され得り、レーザー・アブレーションは、マイクロスケールでの形状および配置の正確な形成を可能にする。

実施形態によれば、カートリッジは、ポリプロピレン、ポリアミド、およびポリブチレンテレフタレートのうちの１つを含む。これらの材料は、特に、それらの機械的な強度、弾性係数、化学的不活性、拡散緊密性、および／または加工性に関して、カートリッジの中に通常使用されるさまざまな異なるディスペンス可能な媒体と組み合わせて、カートリッジに十分に適している。そのうえ、これらの材料とともに、カートリッジは、射出成形によって形成され得り、射出成形は、カートリッジ生産の簡単で効果的な方法である。とりわけ、これらの材料は、材料の表面の中の微細構造体の形成を可能にする。

そのうえ、ピストンは、好ましくは、ポリプロピレン、ポリアミド、および低密度ポリエチレンのうちの１つを含む。ピストンは、シーリング・リップを有することが可能であり、シーリング・リップによって、ピストンは、ピストンがカートリッジの中に受け入れられているときに、カートリッジのスライド表面に接触しており、また、カートリッジの中に含有されているディスペンス可能な媒体をディスペンスするためのピストンの移動の間に、スライド表面に沿ってスライドする。このシーリング・リップは、とりわけ、ピストンのコアよりも可撓性であることが可能であり、シーリング・リップがカートリッジの中のピストンのタイトフィットを確実にするようになっている。ピストンがシーリング・リップを有する場合には、好ましくは、少なくともピストンのシーリング・リップは、ポリプロピレン、ポリアミド、および低密度ポリエチレンのうちの１つを含む。カートリッジに関して述べられている材料と同様に、これらの材料は、特に、ピストンの生産および機能に関して有利である。しかし、ピストンに最も適切な材料は、とりわけ、ピストンがそれとともに使用されるカートリッジのそれぞれの材料に依存し得る。

本発明によるカートリッジの微細構造体は、複数の突出部によって形成されており、複数の突出部は、スライド表面に対して垂直の方向に画定されるそれぞれの突出部の高さと、高さに対して、および、ピストンのスライド方向に対して、垂直の方向に画定されるそれぞれの突出部の幅と、を備えている。とりわけ、前記突出部は、スライド表面のそうでなければ平坦な平面から延在している。次いで、個々の突出部の高さは、その平面からの突出部の最大延在に少なくとも本質的に対応している。微細構造体の個々の突出部の幅は、特に、突出部の高さに対しておよびスライド方向に対して垂直の方向に沿って、突出部の最大延在として定義される。このスライド方向は、所定の方向に関連しており、この方向に関して、スライド表面は、ピストンがそれに沿ってスライドするように適合されている。したがって、カートリッジの中に受け入れられるピストンは、ディスペンス可能な媒体をディスペンスするために移動させられるときに、スライド表面に沿ってスライド方向にスライドすることとなる。

突出部の高さおよび幅は、ピストンとカートリッジのスライド表面との間の接触部における摩擦および緊密性に重大な影響を及ぼす。とりわけ、高さは、ピストンとスライド表面との間で効果的な力に影響を与えることが可能であり、一方、幅は、特に、スライド表面に対するピストンの実際の接触面積に影響を与えることが可能である。接触の緊密性は、高さおよび幅の両方によって、ならびに、たとえば、突出部の間隔（ピッチ）などのようなさらなるパラメーターによって、影響を与えられ得る。好ましくは、突出部の高さは、突出部の幅よりも小さくなっており、とりわけ、突出部の幅の半分よりも小さくなっており、それは、低減された摩擦と十分な緊密性との間の適正なバランスにつながることが可能である。

実施形態によれば、突出部は、おおよそ０．２μｍからおおよそ５μｍの間の高さ、および／または、おおよそ１μｍからおおよそ５０μｍの間の幅を有している。好ましくは、突出部は、おおよそ０．２５μｍからおおよそ２．５μｍの間の高さ、および／または、おおよそ４μｍからおおよそ１５μｍの間の幅を有している。とりわけ、突出部は、おおよそ０．５μｍからおおよそ１．５μｍの間の高さ、および／または、おおよそ６μｍからおおよそ１２μｍの間の幅を有している。これらの範囲、ならびに、とりわけ、高さおよび幅の範囲の所与の組み合わせは、本発明の目的に対して特に有利であるということが判明した。

ここで、および、以下では、特定の高さおよび幅の範囲は、微細構造体の個々の突出部の高さおよび幅に対応している。所与の範囲は、すべての突出部がこの範囲の中のそれぞれの高さまたは幅を有するということを意味しているが、これは、必ずしも、すべての突出部が同じ高さまたは幅を共有するということを意味しているわけでもない。実際に、突出部の高さまたは幅は、所与の範囲の中で変化することが可能である。しかし、一般的に、すべての突出部が同じ高さおよび／または幅を少なくとも本質的に有するということが好適である。

実施形態によれば、突出部は、スライド表面の少なくとも一部にわたって規則的に配置されており、とりわけ、２次元のブラベー（Ｂｒａｖａｉｓ）格子で配置されている。一般的に、突出部は、また、無秩序にまたは少なくとも非周期的に配置され得るが、好ましくは、それらは、非周期的なパターンにしたがって配置されている。このように、摩擦および緊密性に関連するスライド表面の特性は、スライド表面の全体にわたって少なくとも本質的に均質である。

一般的に、微細構造体のすべての突出部は、同じ形状を有している必要はない。たとえば、微細構造体は、突出部の異なるグループを含むことが可能であり、同じグループの突出部は、同じ形状を有しており、異なるグループの突出部は、異なる形状を有している。これらのグループは、必ずしも、互いから空間的に分離されているわけではないが、間欠的に配置され得る。このように、異なる形状の利点が組み合わせられ得る。しかし、好ましくは、微細構造体のすべての突出部は、同じ形状を有している。その理由は、これが、たとえば、微細構造体を作り出すことを容易にすることが可能であるからである。

実施形態によれば、突出部は、少なくとも本質的に円形のベースを有している。とりわけ、突出部は、少なくとも本質的に球形ドームとして形成されている。そのような形状は、比較的に、作り出すのに簡単である。また、その対称性に起因して、形状は、ピストンのスライド方向に対して間違って配向されることができない。上述のように、好ましくは、突出部の高さは、その幅よりも小さい。特に、突出部の高さは、その幅の半分以下である。したがって、突出部が球形ドームとして形成されている場合には、突出部の幅は、球形ドームの直径よりも小さくなっていることが可能であり、特に、球形ドームの円形ベースの直径に対応している。

円形ベースを備えた突出部は、一般的に、不規則的に、または、好ましくは規則的に、さまざまな異なる方式で配置され得る。しかし、優先的には、そのような突出部は、面心長方格子で、とりわけ、六角形の格子で配置されており、それは、密度の高い突出部のパッキングを可能にする。特に、突出部は、突出部の円形ベースに関して、均一なサークル・パッキングにしたがって配置されており、とりわけ、六角形のサークル・パッキングにしたがって配置されているということが好適である。

スライド表面の材料に関して、および、スライド表面の中に形成される突出部の寸法に関して、さまざまな構成をテストする中で、さまざまな組み合わせが、十分な緊密性を維持するにもかかわらず、それぞれのピストンとスライド表面との間の摩擦のかなりの低減を実現するのにとりわけ適切であるということが証明された。以下の実施形態は、そのような有利な組み合わせの例を与えている。

実施形態によれば、スライド表面は、ポリプロピレンを含み、突出部は、おおよそ０．５μｍからおおよそ２．５μｍの間の高さ、および、おおよそ４μｍからおおよそ１２μｍの間の幅を有している。

別の実施形態によれば、スライド表面は、ポリアミドを含み、突出部は、おおよそ０．５μｍからおおよそ１．５μｍの間の高さ、および、おおよそ１μｍからおおよそ８μｍの間の幅を有している。

さらなる実施形態によれば、スライド表面は、ポリブチレンテレフタレートを含み、突出部は、おおよそ０．５μｍからおおよそ２．５μｍの間の高さ、および、おおよそ１μｍからおおよそ１０μｍの間の幅を有している。

さらなる別の実施形態によれば、スライド表面は、ポリブチレンテレフタレートを含み、突出部は、おおよそ３μｍの高さ、おおよそ１０μｍの幅を有している。そのような実施形態では、ピストンは、好ましくは、ポリアミドを含む。

円形ベースを有する突出部を備えた微細構造体の他に、他の形状を有する突出部を備えた微細構造体も所望の効果につながることが可能である。とりわけ、代替的な実施形態によれば、突出部は、スライド方向に沿って延在する少なくとも本質的に細長い形態を有している。これは、特に、スライド方向の突出部の延在（すなわち、突出部の長さ）が、突出部の幅よりも大きいということ、とりわけ、実質的に大きいということ、たとえば、幅の少なくとも２倍であるということ、好ましくは、突出部の幅の少なくとも１０倍であるということを意味している。そのうえ、突出部の長さは、微細構造体の長手方向の延在の全体にわたって延在することが可能である。そのような場合では、突出部の長さは、突出部の幅よりも約３桁も大きくなっていることが可能である。

実施形態によれば、突出部は、円柱セグメントとして少なくとも本質的に形成されており、円柱セグメントの円柱軸線は、スライド方向に対して平行になっている。そのような円柱セグメントの断面形状は、円形セグメントであり、円形セグメントは、３６０°未満にわたって延在する円弧と、円弧の端部同士を接続する弦とによって画定されている。次いで、弦は、とりわけ、スライド表面の平面の中に存在しているが、円弧（ひいては、円柱セグメント）は、そこから突出している。そのような突出部の幅は、最大で円柱セグメントの直径に等しい。突出部の高さが円柱セグメントの直径の半分よりも小さい場合には、その幅は、前記弦の長さに対応している。

突出部が、スライド方向に沿って延在する少なくとも本質的に細長い形態を有しているときに、スライド表面は、好ましくは、ポリアミドを含み、突出部は、好ましくは、おおよそ１μｍの高さ、および、おおよそ１２μｍの幅を有している。そのうえ、このケースでは、ピストンは、優先的には、低密度ポリエチレンを含む。そのような構成は、過度の漏れやすさもなく、ピストンとスライド表面との間のかなり低減された摩擦につながるということが判明した。突出部の長さは、特に、数十マイクロメートルから数百ミリメートルのオーダーであることが可能であり、たとえば、１０ｍｍまたは２０ｍｍであることが可能である。

微細構造体が同じ種類の突出部だけを有しているということは、必要ではない。とりわけ、異なる種類の突出部、たとえば、上記に説明されている両方の種類の突出部（それぞれ、少なくとも本質的に円形のベースを有しているか、または、スライド方向に沿って延在する少なくとも本質的に細長い形態を有している）が、単一の微細構造体の中に混合され得る。実施形態によれば、微細構造体は、突出部の第１のグループ、および、突出部の第２のグループによって形成されており、第１のグループの突出部は、少なくとも本質的に円形のベースを有しており、第２のグループの突出部は、スライド方向に沿って延在する少なくとも本質的に細長い形態を有している。

それぞれの突出部の形状から独立して、カートリッジの特定のセクションに微細構造体を制限することが好適である可能性がある。実施形態によれば、カートリッジは、第１の端部から第２の端部へカートリッジ軸線に沿って延在する細長い形態を有しており、ピストンは、第１の端部を通して受け入れられており、ピストンは、第２の端部に向けてピストンに駆動力を加えることによって、第２の端部を通してディスペンス可能な媒体をディスペンスするためのものであり、微細構造体は、カートリッジ軸線に関して、スライド表面の長手方向の領域の中だけに形成されており、長手方向の領域は、カートリッジ軸線に沿って少なくともピストンの長手方向の延在だけ、カートリッジの第１の端部から間隔を置いて配置されている。

カートリッジのチャンバーの中に含有されているディスペンス可能な媒体が実際にディスペンスされるかなり前に、ピストンがカートリッジの中に受け入れられるということは、カートリッジにはよく見られることである。そのような場合では、実際に媒体をディスペンスする前に、ピストンは、少なくとも最初のうちは、カートリッジの第１の端部においてチャンバーをシールする役割を果たす。このために、ピストンは、通常、ピストンがそれを通して挿入される、カートリッジの第１の端部の近くに位置付けされている。そのような初期状態では、ピストンは、好ましくはすでに、カートリッジのスライド表面に緊密な接触をしており、カートリッジから媒体をディスペンスすることが、カートリッジの第２の端部に向けてピストンを押すことによって容易に開始させられ得るようになっている。ピストンが次いでそれに沿ってスライドするスライド表面の微細構造体に起因して、ピストンとスライド表面との間の摩擦が低減され、ひいては、ピストンを移動させるために必要な駆動力が低減される。

しかし、前記初期状態においてピストンに接触しているその長手方向の領域の中でも、スライド表面が微細構造化されている場合には、ピストンとスライド表面の前記領域との間の静的な長期の圧力が、ピストンのシーリング・リップ、または、スライド表面の微細構造体を損傷させる可能性がある。とりわけ、スライド表面の材料は、特に、それがプラスチックを含有する場合には、圧力下で流れ始める可能性がある。この効果または他の圧力関連の効果は、この領域の中のスライド表面を水平にすることが可能である。したがって、好ましくは、スライド表面の前記長手方向の領域の中に微細構造体は形成されていない。

したがって、前記領域の長手方向の延在、すなわち、前記領域のカートリッジ軸線の方向の延在は、ピストンの長手方向の延在に少なくとも本質的に対応しているか、または、それよりも大きくなっていることが可能である。この文脈において、ピストンの長手方向の延在は、実際にカートリッジの中へ差し込まれており、カートリッジをその第１の端部において詰まらせるピストンのその一部の長手方向の延在を表しており、特に、カートリッジのスライド表面と接触しているピストン・ジャケットまたはシーリング・リップの長手方向の延在を表している。ピストン・ロッドなどは、存在する場合には、ピストンの前記長手方向の延在に寄与しない。

また、本発明は、充填されたカートリッジに関し、すなわち、上記に説明されている実施形態のうちの少なくとも１つの特徴を有しており、ディスペンス可能な媒体によって充填されている、カートリッジに関する。

また、本発明の目的は、カートリッジ、とりわけ、上記に説明されている実施形態のうちの少なくとも１つによるカートリッジを生産するための方法であって、方法は、カートリッジのスライド表面の微細構造体（形成されることとなる）に相補的な微細構造体を有するモールド・コアを使用して、射出成形によってカートリッジを形成するステップを含む、方法によって解決される。特に、そのような相補的な微細構造体は、上記に説明されているような突出部に対応する窪み部を含むことが可能である。

モールド・コアの（相補的な）微細構造体は、とりわけ、レーザー・アブレーションによって形成され得る。レーザーを使用することは、マイクロスケールの正確さでモールド・コアから除去される個々の窪み部の形状および位置に対する信頼性の高い制御を可能にする。微細構造体を有する適切なモールド・コアが形成されると、微細構造化されたスライド表面を備えたカートリッジが、高いスループットおよび十分な精度で、同じモールド・コアから繰り返し生産され得る。

以下において、本発明は、図を参照して、例示的にさらに説明されている。

カートリッジの実施形態の概略図である。 カートリッジの異なる実施形態のスライド表面のそれぞれの微細構造体の詳細の概略図である。 カートリッジの異なる実施形態のスライド表面のそれぞれの微細構造体の詳細の概略図である。 カートリッジのさらなる実施形態のスライド表面の微細構造体の詳細の概略図である。 ディスペンス可能な媒体によって充填されている、図１によるカートリッジの概略図である。

図１において、カートリッジ１１の実施形態が、概略図で示されている。カートリッジ１１は、射出成形によって形成されており、また、本質的に円筒形状の形態を有し、とりわけ、たとえば約０．０２°のわずかなコニシティ（ｃｏｎｉｃｉｔｙ）を備えており、生産の間にモールド・コア（図示せず）からのカートリッジ１１の分離を促進させる。カートリッジ１１は、第１の端部１３（図１の右側にある）から第２の端部１５（図１の左側にある）へカートリッジ軸線Ａに沿って延在している。

カートリッジ１１は中空になっており、チャンバー１７が、カートリッジ１１の内側に形成されるようになっており、カートリッジ１１は、ディスペンス可能な媒体（図示せず）によって事前に充填されているか、または、ディスペンス可能な媒体によって充填可能である。第１の端部１３において、カートリッジ１１は、受け入れ開口部１９を有しており、受け入れ開口部１９を通して、ディスペンス可能な媒体が、カートリッジ１１の中へ充填され得り、また、受け入れ開口部１９を通して、ピストン２１が受け入れられ得る。ピストン２１は、また、本質的に円筒形状の形態をしており、カートリッジ１１の内径に対応する外径を有している。その外周部において、ピストン２１は、シーリング・リップ（図示せず）を有しており、シーリング・リップは、連続的にタイトフィットにチャンバー１７をシールするために、カートリッジ１１の第１の端部１３に向けてわずかに変化するカートリッジ１１の内径にピストン２１の外径が適合するような程度に、可撓性になっている。

ピストン２１は、初期状態で示されており、初期状態では、ピストン２１が、カートリッジ１１の中に受け入れられており、最大体積においてチャンバー１７をシールしている。この初期状態から開始して、ピストン２１は、スライド方向に移動させられ得り、スライド方向は、第２の端部１５に向けて、カートリッジ軸線Ａに沿った移動に対応しており、チャンバー１７の体積を低減させ、したがって、チャンバー１７の中に含有されている媒体を、カートリッジ１１の第２の端部における吐出開口部２３を通して、カートリッジ１１から外へ押す。

そのようなピストン２１の移動の間に、ピストン２１、特に、ピストン２１の前記シーリング・リップは、カートリッジ１１のスライド表面２５に沿ってスライドし、スライド表面２５は、カートリッジ１１の内周表面である。スライド表面２５の（カートリッジ軸線Ａに対して）長手方向の領域２７において、微細構造体２９が、スライド表面２５の中に形成されており、ピストン２１と前記長手方向の領域２７の中のスライド表面２５との間の接触面積を低減させるようになっている。この微細構造化の結果として、ピストン２１とスライド表面２５との間の摩擦（スライド摩擦および静止摩擦のうちの少なくとも１つ、優先的には、両方）が低減される。長手方向の領域２７の一方の端部または両方の端部に隣接して、スライド表面には微細構造体が設けられていてもよく、または設けられていなくてもよい。フロント充填のために、少なくとも、微細構造体のない、吐出開口部２３に隣接しているスライド表面２５の領域を有することが、有利である可能性がある。この領域は、空のカートリッジ１１（充填する前）の中のピストン２１の位置を画定しており、また、ピストンは、カートリッジ１１が充填される前に長時間にわたってこの位置に留まる可能性があるので、この領域を構造化されないようにさせることは有利である可能性がある。カートリッジ１１の第１の端部１３に隣接するスライド表面の領域は、有利には、フロント充填およびバック充填の両方のために構造化されていなくてもよい。ピストン２１は、カートリッジ１１の保管の間にこの領域に留まっており、この領域を構造化されないようにさせることは有利である可能性がある。

図２ａおよび図２ｂならびに図３は、カートリッジ１１の異なる実施形態の微細構造体２９の詳細を示している。

図２ａおよび図２ｂの微細構造体２９は、第１のタイプの微細構造体２９に関して例示目的のためのものであり、第１のタイプの微細構造体２９は、少なくとも本質的に円形のベースを備えた規則的に配置されている突出部３１を含む。示されている微細構造体２９の突出部３１は、スライド表面２５の平面３３から突出する球形ドームとして形成されている。突出部３１の高さＴは、その幅よりも小さくなっており、その幅は、突出部３１の円形ベースの直径Ｄに対応しており、約１０μｍである。

図２ａおよび図２ｂの微細構造体２９は、とりわけ、それらのそれぞれの配置パターンに関して異なっている。図２ａに示されている微細構造体２９では、突出部３１は、六角形のサークル・パッキングにしたがって高密度に配置されており、一方、図２ｂに示されている微細構造体２９では、配置は、より密度が小さくなっている。その理由は、突出部３１が、同様に、六角形の格子で、または、少なくとも面心長方格子で配置されているが、互いから間隔を置いて配置されているからであり、ここで、パターンの隣接ラインの突出部３１同士の間のピッチＶｘは、同じラインの突出部３１のピッチＡｘのちょうど半分になっている。格子が六角形である場合には、ライン・ピッチＡｙは、そのうえ、それぞれのラインの中の突出部３１のピッチＡｘに等しくなっている。

六角形のパターンは、少なくとも巨視的なスケールで、高い程度の対称性を有しており、したがって、極めて高い程度の等方性を有している。これにかかわらず、図２ａおよび図２ｂに示されているタイプの微細構造体２９は、それぞれ、好ましくは、それぞれのパターンのラインがスライド方向に対してまたはカートリッジ軸線Ａに対して平行になるように配向されている。これは、図２ａおよび図２ｂに該当する。その理由は、スライド方向およびカートリッジ軸線Ａの方向が、両方とも、図に示されているｘ軸に対して平行になっているからである。

図３に示されている微細構造体２９は、図２ａおよび図２ｂの微細構造体２９よりも等方性が低い。その理由は、微細構造体２９のこのタイプの突出部３１’は、少なくとも本質的に細長い形態を有しており、したがって、回転非対称になっているからである。この非対称性に起因して、微細構造体２９の配向は、ピストン２１とカートリッジ１１のスライド表面２５との間の摩擦に影響を与えることが可能である。好ましくは、図３に示されている微細構造体２９の突出部３１’は、スライド方向に対して垂直の方向に規則的な間隔Ａｙによって、カートリッジ軸線Ａ（これは、図３に示されているｘ軸に対応している）に対して平行のスライド方向に沿って延在している。

突出部３１’は、円柱セグメントとして形成されており、円柱セグメントは、平坦な側部がスライド表面２５の平面３３の中にある状態で横たわっており、スライド方向に対して（ひいては、カートリッジ軸線Ａに対して）平行な円柱軸線を有している。突出部３１’の高さＴは、その幅Ｗの半分よりもわずかに小さくなっており、その幅Ｗは、約１２μｍである。スライド方向に対して平行な方向の突出部３１’の長さＬｘは、幅Ｗの約１０倍であるが、それは、特に、カートリッジ軸線Ａに関して微細構造体２９全体の長手方向の延在と同じ桁数で、はるかに大きくなっていることが可能であり、それは、数センチメートルになることが可能である。

スライド表面２５に微細構造体２９を提供すること、とりわけ、例示的に上記に示されて説明されている２つのタイプの微細構造体２９のうちの１つを提供することは、ピストン２１とカートリッジ１１のスライド表面２５との間の摩擦を低減させる簡単で効果的な様式であり、ピストン２１によるチャンバー１７の緊密なシールを過度に損なうことなく、カートリッジ１１からの媒体の吐出を促進させる。

図４は、ディスペンス可能な媒体３５によって充填されている図１のカートリッジ１１を示している。そのような事前に充填されるカートリッジ１１では、微細構造体２９は、ピストン２１とスライド表面２５との間の摩擦を低減させ、ピストン２１およびカートリッジ１１がもはや互いに密封して接触しない程度にそれらを互いから解除することなく、同時に、吐出開口部２３を通して媒体３５をディスペンスすることを促進させるようになっている。したがって、カートリッジ１１は、とりわけ、媒体３５をディスペンスするために適しているだけではなく、媒体３５を（部分的にまたは完全に）ディスペンスすることが実際に望まれるときまで、媒体３５を貯蔵するためにも適している。それにもかかわらず、望ましくない媒体３５の漏出、乾燥、または、媒体３５と環境酸素もしくは湿分との化学反応が防止される。

１１ カートリッジ
１３ 第１の端部
１５ 第２の端部
１７ チャンバー
１９ 受け入れ開口部
２１ ピストン
２３ 吐出開口部
２５ スライド表面
２７ 長手方向の領域
２９ 微細構造体
３１、３１’ 突出部
３３ 平面
３５ ディスペンス可能な媒体
Ａ カートリッジ軸線

Claims (15)

1. ディスペンス可能な媒体（３５）によって充填可能な、または、前記ディスペンス可能な媒体（３５）によって充填される、カートリッジであって、前記カートリッジは、前記カートリッジ（１１）の中に受け入れ可能な、または、前記カートリッジ（１１）の中に受け入れられている、ピストン（２１）の移動によって、前記媒体（３５）をディスペンスするためのものであり、
   前記カートリッジ（１１）は、前記ピストン（２１）の前記移動の間に、前記ピストン（２１）がそれに沿ってスライドするためのスライド表面（２５）を有しており、
   前記スライド表面（２５）は、前記ピストン（２１）と前記スライド表面（２５）との間の摩擦を低減させるための微細構造体（２９）を有している、カートリッジにおいて、
   前記微細構造体（２９）は、複数の突出部（３１、３１’）によって形成されており、複数の突出部（３１、３１’）は、前記スライド表面（２５）に対して垂直の方向に画定されるそれぞれの突出部（３１、３１’）の高さと、前記突出部（３１、３１’）の前記高さに対して、および、前記ピストン（２１）のスライド方向に対して、垂直の方向に画定されるそれぞれの突出部（３１、３１’）の幅と、を備えていることを特徴とする、カートリッジ。
2. 前記カートリッジ（１１）は、ポリプロピレン、ポリアミド、およびポリブチレンテレフタレートのうちの１つを含み、
   とりわけ、前記ピストン（２１）、特に、前記ピストン（２１）のシーリング・リップは、ポリプロピレン、ポリアミド、および低密度ポリエチレンのうちの１つを含む、請求項１に記載のカートリッジ。
3. 前記突出部（３１、３１’）の前記高さは、前記突出部（３１、３１’）の前記幅よりも小さい、請求項１または２に記載のカートリッジ。
4. 前記突出部（３１、３１’）は、おおよそ０．２μｍからおおよそ５μｍの間の高さ、および／または、おおよそ１μｍからおおよそ５０μｍの間の幅を有しており、
   優先的には、前記突出部（３１、３１’）は、おおよそ０．２５μｍからおおよそ２．５μｍの間の高さ、および／または、おおよそ４μｍからおおよそ１５μｍの間の幅を有しており、
   とりわけ、前記突出部（３１、３１’）は、おおよそ０．５μｍからおおよそ１．５μｍの間の高さ、および／または、おおよそ６μｍからおおよそ１２μｍの間の幅を有している、請求項１から３のいずれか一項に記載のカートリッジ。
5. 前記突出部（３１、３１’）は、前記スライド表面（２５）の少なくとも一部にわたって規則的に配置されており、とりわけ、２次元のブラベー格子で配置されている、請求項１から４のいずれか一項に記載のカートリッジ。
6. 前記突出部（３１）は、少なくとも本質的に円形のベースを有しており、
   とりわけ、前記突出部（３１）は、少なくとも本質的に球形ドームとして形成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のカートリッジ。
7. 前記突出部（３１）は、均一なサークル・パッキングにしたがって配置されており、とりわけ、六角形のサークル・パッキングにしたがって配置されている、請求項６に記載のカートリッジ。
8. 前記スライド表面（２５）は、ポリプロピレンを含み、前記突出部（３１）は、おおよそ０．５μｍからおおよそ２．５μｍの間の高さ、および、おおよそ４μｍからおおよそ１２μｍの間の幅を有している、請求項６または７に記載のカートリッジ。
9. 前記スライド表面（２５）は、ポリアミドを含み、前記突出部（３１）は、おおよそ０．５μｍからおおよそ１．５μｍの間の高さ、および、おおよそ１μｍからおおよそ８μｍの間の幅を有している、請求項６または７に記載のカートリッジ。
10. 前記スライド表面（２５）は、ポリブチレンテレフタレートを含み、前記突出部（３１）は、おおよそ０．５μｍからおおよそ２．５μｍの間の高さ、および、おおよそ１μｍからおおよそ１０μｍの間の幅を有している、請求項６または７に記載のカートリッジ。
11. 前記スライド表面（２５）は、ポリブチレンテレフタレートを含み、前記突出部（３１）は、おおよそ３μｍの高さ、おおよそ１０μｍの幅を有しており、
    とりわけ、前記ピストン（２１）は、ポリアミドを含む、請求項６または７に記載のカートリッジ。
12. 前記突出部（３１’）は、前記スライド方向に沿って延在する少なくとも本質的に細長い形態を有しており、
    とりわけ、前記突出部（３１’）は、円柱セグメントとして少なくとも本質的に形成されており、前記円柱セグメントの前記円柱軸線は、前記スライド方向に対して平行になっている、請求項１から１１のいずれか一項に記載のカートリッジ。
13. 前記スライド表面（２５）は、ポリアミドを含み、前記突出部（３１’）は、おおよそ１μｍの高さ、および、おおよそ１２μｍの幅を有しており、とりわけ、前記ピストン（２１）は、低密度ポリエチレンを含む、請求項１２に記載のカートリッジ。
14. 前記カートリッジ（１１）は、第１の端部（１３）から第２の端部（１５）へカートリッジ軸線（Ａ）に沿って延在する細長い形態を有しており、前記ピストン（２１）は、前記第１の端部（１３）を通して受け入れ可能であり、または、前記第１の端部（１３）を通して受け入れられており、前記ピストン（２１）は、前記第２の端部（１５）に向けて前記ピストン（２１）に駆動力を加えることによって、前記第２の端部（１５）を通して前記ディスペンス可能な媒体（３５）をディスペンスするためのものであり、
    前記微細構造体（２９）は、前記カートリッジ軸線（Ａ）に関して、前記スライド表面（２５）の長手方向の領域（２７）の中だけに形成されており、前記長手方向の領域（２７）は、前記カートリッジ軸線（Ａ）に沿って少なくとも前記ピストン（２１）の長手方向の延在だけ、前記カートリッジ（１１）の前記第１の端部（１３）から間隔を置いて配置されている、請求項１から１３のいずれか一項に記載のカートリッジ。
15. 請求項１から１４のいずれか一項に記載のカートリッジ（１１）を生産する方法であって、前記方法は、
    前記カートリッジ（１１）の前記スライド表面（２５）の前記微細構造体（３１、３１’）に相補的な微細構造体を有するモールド・コアを使用して、射出成形によって前記カートリッジ（１１）を形成するステップを含み、
    とりわけ、前記モールド・コアの前記微細構造体は、レーザー・アブレーションによって形成される、方法。

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