JP4918030B2 - シリンジ及びシリンジを製造する方法 - Google Patents

Description

［発明の分野］
本発明は、包括的にシリンジに関し、より詳細には、保管のために凍結しており、使用直前に凍結状態から融解される流体を分注するシリンジに関する。

［発明の背景］
予混合した硬化性液体、エポキシ、ペースト、チキソトロープ液体、及び接着剤等の凍結した流体を収容しているシリンジは、例えば半導体及び光電子パッケージングが挙げられるがこれに限定されない用途において使用される。カートリッジ、バレル、チューブ、又は貯留部等、従来的な言い方でも呼ばれるシリンジは、凍結した流体を融解後に分注する。接着剤とペーストとの予混合により、個々の成分を取り扱わずに済むとともに計量しなくて済み、それら成分の混合に伴う煩雑さがなく、品質を確保するために混合の前後に試験を行わずに済み、有害な原材料を取り扱うために従業員を訓練せずに済み、また、有害な廃棄物を廃棄する必要がなくなる。シリンジは、室温で流体を充填され、流体の凝固点以下の温度で凍結され、約−４０℃〜約−８０℃の（すなわちドライアイスでの）温度で製造業者から断熱容器で出荷される。エンドユーザは凍結したシリンジ及び流体を流体の凝固点未満の温度で低温フリーザ内に保管する。低温保管は、作動寿命を延ばし、経時変化を遅らせ、且つ硬化を防止するため、流体の保存寿命が延びる。エンドユーザは、シリンジから流体を分注する直前にシリンジ及び流体を周囲温度に加温する。流体を分注した後、シリンジは廃棄される。

このような凍結した流体を収容しているシリンジは、凍結状態から融解したときに凍結融解ボイド形成として知られる現象を被る可能性がある。特に、凍結した流体及びシリンジはそれぞれ、凍結時に直径が縮む、すなわち収縮する。シリンジ及び流体を形成する材料の異なる熱膨張係数から異なる収縮が生じる。融解の際、シリンジの側壁は、シリンジの内部に保持されている凍結した流体の塊よりも早く温まる。シリンジの側壁及び凍結した流体の塊は同時には融解しないため、側壁が先に膨張し、凍結した流体から引き離れる。この分離により、凍結した流体の塊と側壁との間に空気で満たされた空間が生じる。流体が融解してシリンジの側壁の任意の領域を再湿潤するにつれて、気泡又はエアポケットが流体領域で囲まれ、次いで流体と側壁との間に捕捉される。凍結融解によるボイドと呼ばれることもある捕捉されたエアポケットは、流体の分注能力に悪影響を及ぼす。空気で満たされたボイドが加わった流体を分注することは、テーリング（尾ひき）、ボタ落ち、ボイド分注、及び重量のばらつき等の不統一性を与えてしまう。

流体によっては、凍結融解によるボイドが流体充填シリンジの大部分に形成されることが見られるものもある。流体のタイプに応じて、ボイドは、シリンジプランジャ付近に移動することによって自己軽減する場合があり、また、プランジャの周縁を越えて後方に通過する場合がある。他の流体によっては、ボイドは定位置にあるまま自己軽減しないものもある。その場合、ボイドを分注してしまう可能性を回避するためにシリンジを丸ごと使用せずに廃棄するか、又はボイドを分注しないようにしつつシリンジから流体を慎重に分注する。後者の状況では、流体の一部のみが分注され、シリンジは最終的に、シリンジ内部に残存している未使用の流体とともに廃棄される。

したがって、凍結融解によるボイドの発生を低減又は最小限にとどめる流体用シリンジを提供することが望ましいであろう。

［発明の概要］
本発明の一実施の形態によれば、シリンジは、内向き面を有する側壁を有するバレルを備える。側壁の一部は、分注前に凍結融解したときにボイド形成しやすい硬化性ペースト及び／又は接着剤等の流体を収容する貯留部を形成する。貯留部を形成する側壁の部分の内向き面は、融解した流体内でのボイド形成を有意に低減するのに有効な表面粗さを有して粗加工される。

本発明のさらに別の実施の形態では、分注前に凍結融解したときにボイド形成しやすい流体を分注するシリンジを製造する方法が提供される。当該方法は、シリンジの側壁が中子と接触する内向き面を有して中子の周りに形成されるように、金型内部の中子の周りにシリンジを成形することを含む。当該方法は、中子のリブが内向き面内に長さ方向の溝を形成するようにシリンジを中子から分離させることをさらに含み、当該溝は、凍結融解したときの流体内でのボイド形成を有意に低減するのに有効である。

本発明のシリンジは、温度が上昇し、凍結した流体を融解したときに、シリンジの側壁の粗い内表面が、凍結した流体と当該内表面との間の接着を増大させるため、ボイド形成をなくすか又は有意に低減する。結果として、凍結／融解によるボイドに起因する分注能力の問題を被ることのない使用可能なシリンジの収率が増大するが、この理由は、凍結した流体からの側壁の分離又は剥離が起こらないか又は少なくとも有意に低減するからである。ボイド形成をなくすか又は少なくとも有意に低減するのに必要とされる表面粗さのレベルは、シリンジの側壁の可撓性が増すと下がり得る。側壁の可撓性は、特に変数、すなわち側壁を形成する材料及び側壁の厚さによって決まるであろう。

このようにして、ボイド形成をなくすか又は有意に低減することによって、流体の分注能力が高まる。本発明のシリンジは、エンドユーザが特別に取り扱う必要なく使用され、使用後に廃棄されることができる。シリンジ内部に捕捉されたエアポケットをなくすか又は有意に低減することによって、より少ない数のシリンジしか廃棄する必要がなく、且つ／又は分注能力を損なうボイドを生じる危険性がなくなるか又は有意に低減される。

本発明の種々の目的、利点、及び利点は、例示的な実施形態の添付図面及びそれらの説明から明らかとなるであろう。

本明細書中に組み込まれるとともに本明細書の一部を成す添付図面は、本発明の実施形態を示し、上記に挙げた本発明の概説とともに、下記に挙げる実施形態の詳細な説明は、本発明の原理を説明するのに役立つ。

［好適な実施形態の詳細な説明］
図１及び図２を参照すると、シリンジ１０は概して、長手方向軸線１８に沿って中心に位置する内向き内表面１６を有するほぼ筒状の側壁１４を有するバレル１２を備える。側壁１４のテーパ状円錐台領域２０が、ノズル２４の内側に位置する段付き径流体出口２２に向かって先細りになっており、ルアーテーパオリフィスとして示されている。ノズル２４は適当な分注先端（図示せず）のハブと嵌合するようになっている。バレル１２の内側にはワイパ又はピストン２６が設けられており、ワイパ又はピストン２６は側壁１４と締まり嵌めして貯留部２８を画定し、貯留部２８は、硬化性液体、ペースト、又は接着剤等の或る容積の流体３０で充填されると満たされる。貯留部２８は側壁１４で囲まれており、貯留部２８内に保持されている流体３０が、ピストン２６の前端及び内表面１６を湿潤させる。貯留部２８の最大容積は通常、１ｃｍ^３〜７５ｃｍ^３の範囲で様々であり得る。耳部すなわちフランジ３２ａ、ｂが流体出口２２とは反対側のバレル１２の後端に位置する。シリンジノズル２４、及び先端のハブ内の相補的なテーパ状の受面が、標準的なルアーフィッティングとなり得る。シリンジ１０用の一般的な構成材料は、ポリプロピレン及びポリエチレン、並びにこれら及び他の重合体のブレンド及び共重合体が挙げられるがこれらに限定されない重合体である。

ピストン２６の湿潤されていない後端は、後方の開口３４からアクセス可能である。開口３４はバレル１２とほぼ同じ断面形状を有するため、実質的にバレル１２の連続部又は終端部となり、その開口端は長手方向軸線１８に対して垂直なバレル１２の断面に適切にほぼ相応する。貯留部２８内の流体３０を流体出口２２に向けて駆動するようにピストン２６が前進する際、いかなる流体３０も開口３４に向かってピストン２６を後方に通過して漏れることがあるとしてもほとんどないように、ピストン２６の周縁は内表面１６との流体シールを提供する。内表面１６とのピストン２６の締まり嵌めは、流体出口２２に向けてピストン２６を前進させる力がなくなるか又は中断すると、ピストン２６から流体３０へ伝わるいかなる圧力も迅速に解放されるように調整され得る。

図１及び図２を続けて参照すると、バレル１２の内表面１６は、流体３０によって湿潤される当該表面１６の接触面積を増大させるように作用する複数の特徴部４０を有する。好適な実施形態では、特徴部４０は鋸歯又は溝の形態を有する。貯留部２８の内部の流体３０の一部が特徴部４０を満たす。接触面積の増大により、融解の際、凍結した流体３０と内表面１６との間に作用する接着力が増大する。接触面積の増大は、かかる流体３０を保持するのに使用される従来のシリンジの平均表面粗さを上回る平均表面粗さを有する粗い内表面１６によって達成される。通常の従来のシリンジの平均表面粗さは約０．１マイクロメートルであると考えられ、これは粗加工されていないシリンジ表面を呈する。表面粗さは、表面特徴部の垂直高さすなわちＲ_ａの中心線平均粗さとして求められ得る。内表面１６の表面粗さは、例えば表面形状測定法が挙げられるがこれに限定されない種々の技法によって測定され得る。特徴部４０は、流体３０内でのボイド形成を防止するか又は少なくとも有意に低減するのに有効なレベルの表面粗さを提供する。

特徴部４０は先尖状すなわち「Ｖ」字状の溝として図２に示されているが、本発明はそれに限定されない。代替的な各種実施形態では、溝付き特徴部４０は、二重傾斜（同一の溝の２つの勾配）、丸みのある「Ｕ」字状、角ばった「Ｕ」字状、半球状、細長状、丸みのある「Ｖ」字状、三日月状又は「Ｃ」字状、「Ｉ」字状等、長手方向軸線１８に対する各平行線から見た断面形状が挙げられるがこれらに限定されない多数の形状又は広範の形状及びサイズのいずれかとすることができる。理論に縛られることは望まないが、鋭端を特徴とする断面形状が、凍結した流体３０と溝付き特徴部４０との間の接着力作用を増大させることができると考えられる。網状の交差部及び／又は相互接続される特徴部４０等、全ての適した幾何学形状又は角度が本発明の範囲内にあるものと意図される。

溝で表される特徴部４０は、ピストン２６と流体出口２２との間の内表面１６の湿潤した部分の全長及び円周に延びていてもよく、又は、代替的に、内表面１６全体よりも短く延在していてもよい。例えば、特徴部４０は、表面１６の長さに沿った不連続帯域に限られていてもよく、又は、代替的に、表面１６の全長に及ぶが表面１６の周上で間隔を開けた所定角度の円弧に限定されてもよい。特徴部４０は、各特徴部４０のうち長手方向軸線１８から最も遠い地点と、各対応する特徴部４０のうち長手方向軸線１８に最も近い地点との間の平均直線距離として半径方向に測定された平均深さ又は勾配ｄを有する。特徴部４０は、ランダム若しくは列状の特徴部４０、又は寸法が徐々に変化する特徴部４０等、種々の異なる形状であってもよい。特徴部４０は、円周方向、螺旋方向、及び長手方向が挙げられるがこれらに限定されない任意の方向を有していてもよい。図示の実施形態では、特徴部４０は、長手方向に交差しないようにシリンジ１０の長手方向軸線１８に対して平行に整列し、このような平行な特徴部４０は、側壁１４の外周に対して均一に離間している。

図１及び図２を再び参照すると、融解の際の側壁１４と凍結した流体３０の塊との接触を維持するにあたり特徴部４０が関与している表面粗さのレベルは、特に変数、すなわち、貯留部２８を満たしている流体３０の特性（例えば粘性、レオロジー等）及び側壁１４の可撓性に応じて決まると考えられる。側壁１４の可撓性は、特に因子、すなわち、内表面１６と外側側壁面との間で測定された厚みｔ、構成材料、及び特徴部４０がもたらす表面粗さのレベルに応じて決まる。理論に縛られることは望まないが、側壁１４の可撓性の増大は、ボイド形成をなくすか又は有意に低減するのに有効な側壁１４の粗加工レベル（すなわち平均表面粗さ）を下げると考えられ、そのため、使用可能なシリンジ１０の収率が高まる。側壁がポリプロピレンから形成される場合、側壁１４が破裂に耐えるであろう最小側壁厚は、分注の際に見られる約３．４４７５×１０^５Ｐａの通常の最大流体圧に対し約０．３８１ミリメートルであると考えられる。

使用の際、続けて図１〜図３を参照すると、シリンジ１０の貯留部２８は通常、室温又は周囲温度で、後方の開口３４から流体３０を導入し、次いでピストン２６を挿入することによって、又はピストン２６の後方移動により流体出口２２から貯留部２８に流体３０を吸入することによって、或る容積の流体３０で充填される。流体３０の部分は特徴部４０を満たし、特徴部４０の個々の傾斜側壁を湿潤する。シリンジ１０は、流体３０の凝固点以下の温度で冷蔵環境に置かれ、耐用年数を延ばすのに適した温度で無期限に保管される。典型的な流体３０の場合、シリンジ１０は約−４０℃〜−約８０℃の範囲の温度で凍結及び保管されるが、本発明はそのような範囲の温度に限定されない。

側壁１４及び流体３０は、流体３０が熱膨張係数差によりその凝固点以下に凍結すると程度を異にして収縮する。使用直前に、シリンジ１０は冷蔵環境から取り出され、凍結した流体３０を融解する目的で周囲温度に加温される。例えば、シリンジ１０は流体３０が周囲温度に加温されるのに十分な時間の間、卓上に置かれてもよい。内表面１６のうち、凍結した流体３０と接触する領域は、特徴部４０からもたらされる表面粗さを増加させることによって増大する。接触面積の増大により、側壁１４が融解すると内表面１６と凍結した流体３０の塊との間の接着が増大する。結果として、先に融解する側壁１４は引き離されない（すなわち剥離、離脱、又は分離しない）か、又は少なくとも凍結した流体３０の塊から著しく引き離されにくい。代わりに、凍結した流体３０は、側壁１４が融解する際に内表面１６に付着したままである。凍結した流体３０が融解する際、内表面１６は、気泡又はボイド内の空気を捕捉することなく、融解した流体３０によって湿潤される。したがって、シリンジ１０は、ボイド形成を防止するか又は少なくとも有意に低減することで、有用なシリンジ１０の収率を改善する。

図３を特に参照すると、融解した流体３０は、半導体パッケージ又は光電子パッケージ等の製品上にシリンジ１０から分注される。このため、シリンジ１０は、アダプタ４２によって、マイクロプロセッサをベースとするタイマ／コントローラを通常含む空気圧作動式ディスペンサ（図示せず）と連結される。アダプタ４２はアーム４４ａ、４４ｂを有し、フランジ３２ａ、ｂと機械的に連結し、後方の開口３４に挿入されるプラグ４５を有する。プラグ４５は内表面１６との密封係合を有する。空気圧が導管４６内に部分的に通路を介してタイマ／コントローラから供給され、アダプタ４２とピストン２６との間の、バレル１２の内側の空間に、プラグ４５内に及ぶ。この空間を十分な空気圧で加圧すると、流体３０が呈する耐水圧、及び出口２２へ向けて前進するピストン２６の摩擦吸着が克服される。ピストン２６が前進すると、流体３０の量が出口２２に対して出入りするように駆動される。ピストン２６とプラグ４５との間のヘッドスペースの加圧が、分注の際に律動的に行われてもよい。

シリンジ１０は、流動性を有するとともに使用又は分注前に凍結融解したときにボイド形成をしやすい液体等の任意の流体３０を分注するのに用いられ得る。この種の流体３０として、予混合した硬化性液体、エポキシ、ペースト、チキソトロープ（せん断減粘性）液体、接着剤、及び０．００１Ｐａ．ｓ〜１，０００Ｐａ．ｓの範囲の粘性を有する液体が挙げられる。シリンジ１０内に凍結状態で保管するのに適しているとともに、凍結融解したときにボイド形成しやすい例示的な液体として、硬化性液体、ペースト、及び接着剤、例えば、Ablestik Laboratories社（カリフォルニア州、ランチョ・ドミンゲス所在）、Dymax Corporation（コネチカット州、トリリントン所在）、及びHenkel Loctite Corporation（ドイツ、デュッセルドルフ所在）から市販されている、半導体、微小電子、及び光電子のパッケージング用のものが挙げられるが、これらに限定されない。

同様の符号が図２での同様の特徴を指すとともに、本発明の代替的な一実施形態による図２Ａを参照すると、特徴部４０のそれぞれが隣接し合う特徴部４０間に画定された放射状ランドすなわち辺縁４１に関して凹み又は窪みとすることができる。各ランド４１は長手方向軸線１８に対して一定の半径が測定されるバレル表面１６の一部を呈する。本発明は、ランド４１が、リブ７４（図６）で刻み目を付けた後での内表面１６の材料の弾性回復に起因し得ることが意図される。代替的に、リブ７４を内表面１６の材料に限られた距離しか刻み込まないようにしてもよい。特徴部４０は、流体３０におけるボイド形成を防止するか又は少なくとも有意に低減するのに有効なレベルの表面粗さを与え、それによって、有用なシリンジ１０の収率が改善される。

同様の符号が図２Ａでの同様の特徴を指すとともに、本発明の代替的な実施形態による図２Ｂを参照すると、内表面１６が、特徴部４０とともに、凹凸、窪み、突出、へこみ、突起、又は表面形状の任意の他の急峻な変化を呈するランド４１上に特徴部４３をさらに有してもよい。特徴部４３は、流体３０の量だけ湿潤又は充填することが可能な凹状位置を画定することによって、表面粗さ、及び貯留部２８（図１）内の流体３０との接触面積を増大する。湿潤する表面又は接触面積が増大することによって、凍結した流体３０の塊と内表面１６との間に作用する接着力が増大する。特徴部４０及び４３は、流体３０内のボイド形成を防止するか又は少なくとも有意に低減するのに有効なレベルの表面粗さを与え、それにより、有用なシリンジ１０の収率が改善される。本発明はまた、特徴部４３がさらなる別の代替実施形態における特徴部４０の傾斜壁に重ねられてもよいことを意図する。本発明のさらなる別の実施形態では、特徴部４０は、特徴部４３だけが内表面１６の表面粗さに関与するように省略されてもよい。

本発明の例示的な実施形態によれば、シリンジ１０の側壁１４は、ポリプロピレンから構成され、約０．４８２６ミリメートル〜約０．６３５ミリメートルの範囲の厚さを有していてもよい。内表面１６は、約２．５μｍ〜約５．１μｍの範囲の表面粗さ（Ｒ_ａ）を有していてもよく、その場合、特徴部４３は、総表面粗さに対して約１．４μｍ〜約１．８μｍ関与し、特徴部４０は、総表面粗さに対して残りの関与を成す。

同様の符号が図１及び図２での同様の特徴を指すとともに、代替的な一実施形態による図４を参照すると、シリンジ４８は、後方の開口３４ａに近接した耳部すなわちフランジはないが、その他はシリンジ１０と同様のバレル１２ａを有する。シリンジ４８の最大容積は様々であるが、典型的な容積は、約７３．９３４ミリリットル〜約９４６．３５２ミリリットルの範囲である。流体出口２２ａが画成されているノズル２４ａは、適した先端（図示せず）のハブと嵌合するようになっている。シリンジ４８の内表面１６ａは、シリンジ１０の内表面１６に関して上述したとともに図２、図２Ａ、及び図２Ｂで説明したように、特徴部４０及び／又は特徴部４３を特徴とする表面粗さ（図示せず）を有する。

図５及び図６を参照すると、特徴部４０及び／又は特徴部４３は、射出成形機５０からの射出の際等、複数の異なる技法によって側壁１４の内表面１６に形成され得る。射出成形機５０は、加熱バレル５２と、バレル５２内で加熱された溶融ポリマー５６を融解、混合、且つ金型５８へ圧送するために用いられるスクリュー５４とを備える。ペレット又は粉体の形態の固体高分子樹脂５９がホッパ６０からバレル５２に送り込まれ、ヒータ６２からの伝導により伝達された熱によって融解して、溶融ポリマーを形成する。任意の軸線方向の往復動とともにスクリュー５４の回転により、溶融ポリマー５６を混合及び射出する。任意に、射出成形機５０は、溶融ポリマーを金型５８へ射出するのに空気圧作動式ラム又はプランジャ６１に依存し得る。スクリュー駆動される溶融ポリマーは、ノズル６４に収束し、スプルーブシュを介して金型５８の内側の網状の通路６９に射出される。移動プラテン６６及び固定プラテン６８から構成される型締めユニットが、ポリマー射出の際に金型５８を合わせて保持する。

金型中子７０は、長手方向リブ７４を呈する先端領域７２を有する。中子７０は、連続したシリンジ１０を形成する次の成形サイクルに再使用される非消耗性部品である。溶融ポリマー５６は、網状の通路６９から金型５８と中子７０との間に画定される空きスペースに供給される。空きスペースの形状は、シリンジ１０の最終形状に類似している。先端領域７２のリブ７４は、中子７０の外表面７６の狭幅帯域にのみ沿って延在し、ほぼ均一の角度間隔で円周方向に隔置している。リブ７４は、例えばレーザ加工により表面７６に直接形成されてもよく、或いは、他の場合では表面が平滑な中子７０に固着される別体の金属バンドに形成されてもよい。

シリンジ１０の内表面１６の特徴部４３を作り出すために、中子７０の表面７６は、凹凸、窪み、突出、へこみ、突出、又は表面形状の任意の他の急峻な変化を呈する表面特徴部７７をさらに有し得る。表面特徴部７７から内表面１６に転写されたシリンジ１０の特徴部４３の得られる形状は類似していてもよく、或いは、中子７０の表面特徴部７７の外観に関連していてもよい。例えば、表面特徴部４３は、対応する表面特徴部７７の深さよりも浅くてもよい。表面特徴部４３は、特徴部４０と組み合わさると、内表面１６を特徴とする表面粗さを総じて画定する。

表面特徴部７７は、例えば、放電加工（ＥＤＭ）による表面テクスチャ（表面ざらつき）として、中子７０の表面７６に形成されてもよい。表面特徴部７７を形成する例示的な一表面テクスチャは、約０．１１４３ミリメートルの平均特徴深さを有するＭＴ−１１０５０表面テクスチャ（Ｍｏｌｄ−Ｔｅｃｈ（登録商標）Worldwide製）である。本発明は、成形シリンジ１０が中子７０から取り出されたときに特徴部４０が形成されないように中子７０からリブ７４を省いてもよいことを意図する。このような状況では、表面特徴部７７のみが中子７０に呈され、したがって、特徴部４３のみが内表面１６に形成される。特定のいくつかの実施形態では、中子７０は、中子７０からのシリンジ１０の取り外しにより特徴部４３を平滑にしないように又は他の場合では改変することのないように折り畳み可能に作られることができる。表面テクスチャのレベルの変更により、表面特徴部７７の寸法を変更してもよく、したがって、内表面１６に転写される特徴部４３の寸法を増減してもよい。

図７〜図９を参照すると、シリンジ１０を冷却し凝固させた後、中子７０を金型５８から引き抜き、シリンジ１０を中子７０から取り外すか又は分離する。取り外しは、フランジ３２ａ、ｂを治具７１と接触させ、シリンジ１０が中子７０から摺動するように治具７１を移動させることによって行うことができる。シリンジ１０が中子７０から取り外される際に先端領域７２と表面１６との間に密接が維持される。この密接は、シリンジ１０を担持する長さに沿った中子７０のほぼ均一な直径に起因する。シリンジ１０が中子７０から取り外される際、リブ７４が、リブ７４に相補的な又はそれと同様の形状及び寸法の特徴部４０とともにその長さに沿って側壁１４の内表面１６に刻み付けられる。結果として、先端領域７２のリブ７４の形状は、シリンジ１０の側壁１４の内表面１６と同一の広がりを持つ帯域に対して長手方向に延在しているとともに周方向に離間した特徴部４０として転写される。シリンジ１０内の刻み付けられた特徴部４０は、中子７０の隣接するリブ７４間の溝の深さに等しいか又はそれに比例するほぼ均一な勾配又は深さを有する。シリンジ１０は、中子７０から取り外されたときに室温より高温とすることができ、そのため、特徴部４０を形成するのに役立つ。シリンジ１０に取り付けられたランナ７９も取り外すことができる。ピストン２６（図１）は、貯留部２８への流体３０の充填前又は充填後に、バレル１２の開いた後方端に挿入される。

このようにして特徴部４０を形成することは、塵埃を生じない、問題とならない量の塵埃しか生じない、又は分注プロセスに有害な影響を及ぼさない微細な（例えば、流体流路の最小直径の制約を通過するほど十分に微細な）塵埃を生じる、比較的清浄な作業である。具体的には、内表面１６に刻みを付けることによって特徴部４０が形成されたリブ７４は、シリンジ１０が中子７０から取り外されると、構成ポリマーを移動させるか、又は群にカットされる。表面１６から材料を除去して特徴部４０を形成し、それにより、汚染物又は塵埃を生じさせるほかの溝形成又は粗加工プロセスとは対照的である。

本発明の代替的な実施形態では、側壁１４の内表面１６は、流体３０と側壁１４との接着を増大させるのに適した任意の特徴により粗加工又はテクスチャ加工され得る。これらの代替的な実施形態の特徴部は、特徴部４０及び／又は特徴部４３とは外観、形状、及びサイズが異なり得る。例えば、この特徴部は、ブラシ又は他の剛毛物をバベル１２内に挿入し摺動動作により往復及び回転させて内表面１６をテクスチャ加工すること等により、ランダムな形状にされてもよい。別の例として、内表面１６は、サンドブラスト処理又はビーズブラスト処理されてもよい。特徴部の生成から生じる任意の塵埃又は汚染物は、形成後の洗浄作業によって取り除かれ得る。本発明の他の実施形態では、表面１６はプラズマに晒されてもよく、このプラズマにより、プラズマ処理の特定の特性に応じて表面特性を化学的に変更及び／又は物理的に変更してもよい。本発明のさらに他の実施形態では、表面１６はエッチング液を用いての化学エッチングにより粗加工されることができる。

本発明の代替的な一実施形態によれば、同様の符号が図１及び図２での同様の特徴を指す図１０を参照すると、分注プロセスの際、シリンジ１０のバレル１２の外側の周りにジャケット又は圧力スリーブ８０が配置され得る。通常、スリーブ８０及び側壁１４は同心状に配され、間に支持内面を画定する同一の広がりを持つ円筒面で接する。スリーブ８０の使用により、出口２２に向けて流体３０を付勢する力をピストン２６に加えることによって非圧縮性流体３０が加圧されるときに、流体分注の際にシリンジ１０内に生じる外向きの力により側壁が崩壊する危険性が減る。

手持ち式用ガン等の機械式アクチュエータのプランジャラム９０が、後方シリンジ開口３４に挿入され、ピストン２６の後端に結合される。アクチュエータの前方の動きがプランジャラム９０及びピストン２６を前進させ、それにより、シリンジ１０の出口２２に向けて流体３０を前方へ駆動させる。当業者には、図３に関して上述したように、ピストン２６の上方のスペースに与えられる空気圧を使用して、シリンジ１０が保持している流体３０を分注することができることが理解されるであろう。

スリーブ８０の使用は、側壁１４が、側壁の崩壊を受ける可能性のある厚みを有する場合に適している。他の強化構造及び装置も本発明によって意図される。特徴部４０（図２、図２Ａ、図２Ｂ）及び／又は特徴部４３（図２Ｂ）を導入する結果として、側壁の厚みが減ることになり得る。

本発明を各種実施形態の説明により示すとともに、これら実施形態をかなり詳細に説明してきたが、この用途に制限せず、又はいずれにしても添付の特許請求の範囲をこのような詳細に限定することを意図しない。さらなる利点及び変更は当業者には容易に明らかであろう。したがって、本発明は、そのより広範な態様において、特定の詳細、代表的な方法、及び図示し説明した例示的な実施例に限定されない。したがって、本願の包括的な発明概念の精神又は範囲から逸脱せずにかかる詳細から逸脱を行うことができる。

流体が充填されたシリンジの側面図である。 図１のシリンジのバレルの内表面の一部分の線２−２に概して沿った拡大図である。 本発明の代替的な実施形態による、図２と同様の図である。 本発明の代替的な実施形態による、図２及び図２Ｂと同様の図である。 シリンジをタイマコントローラと空気圧式に結合するのに有効なアダプタを有する図１のシリンジの側面図である。 本発明の代替的な実施形態によるシリンジの側面図である。 図１のシリンジを形成するのに適した射出成形装置の概略的な断面図である。 図５の中子の一部の拡大図である。 図５の金型の分解図である。 図７と同様の別の分解図である。 成形後の中子から抜かれているシリンジの断面図である。 本発明の代替的な実施形態によるシリンジの部分断面の側面図である。

Claims (19)

1. 分注前に凍結融解したときにボイド形成しやすい流体を分注するシリンジであって、
   内向き面を有する側壁からなるバレルを備え、
   前記側壁の一部分は、流体を収容する貯留部を画定しており、前記側壁の前記一部分の前記内向き面は、前記側壁の前記一部分の前記内向き面と流体との間のボイド形成を低減するために有効な、前記シリンジの軸線方向に延在した複数の溝を有することを特徴とするシリンジ。
2. 前記側壁の前記内向き面は、ほぼ長手方向軸線を中心としており、前記溝は前記長手方向軸線にほぼ平行に整列していることを特徴とする請求項１に記載のシリンジ。
3. 前記溝は、実質的に前記バレルの長さに沿って延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリンジ。
4. 前記溝は、流体によって湿潤される前記内向き面の接触面積を増大させる断面形状を有することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のシリンジ。
5. 前記溝は、
   ａ）二重傾斜
   ｂ）丸みのあるＵ字状
   ｃ）角ばったＵ字状
   ｄ）半球状
   ｅ）細長状
   ｆ）Ｖ字状
   ｇ）丸みのあるＶ字状
   ｈ）三日月形状、及び
   ｉ）Ｉ字状
   の断面形状のうち１つを有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のシリンジ。
6. 前記溝の間にある前記側壁の前記内向き面の表面は、流体によって湿潤される前記表面の接触面積を増大させるようにテクスチャ加工されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載のシリンジ。
7. 前記表面のテクスチャは、
   （ａ）０．１マイクロメートルよりも大きい中心線平均粗さ、
   （ｂ）約２．５マイクロメートルよりも大きい中心線平均粗さ、又は
   （ｃ）約２．５マイクロメートル〜約５．１マイクロメートルの中心線平均粗さ
   のうち少なくとも１つを有することを特徴とする請求項６に記載のシリンジ。
8. 前記側壁の前記一部分は、可撓性を有し、前記溝は、該側壁の前記一部分の該可撓性と協働してボイド形成を低減する中心線平均粗さを有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載のシリンジ。
9. 前記側壁の前記一部分は、ポリプロピレンから形成され、約０．４８２６ミリメートル〜約０．６３５ミリメートルの範囲の厚みを有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載のシリンジ。
10. 前記貯留部に充填されている流体を分注する際に、前記側壁を囲んで配置することが可能な圧力スリーブを有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか一項に記載のシリンジ。
11. 前記貯留部内に凍結した流体を有することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のシリンジ。
12. 分注前に凍結融解したときにボイド形成しやすい流体を分注するシリンジを製造する方法であって、
    金型内の中子に内向き面が接触した状態でシリンジの側壁が中子を中心に形成されるように、中子の周りにシリンジを形成すること、及び
    流体が凍結融解したときの内向き面と流体との間のボイド形成を有意に低減するのに有効な、前記シリンジの軸線方向に延在した複数の溝を、中子のリブによって、内向き面に長さ方向に形成するように、中子からシリンジを分離すること
    を含むことを特徴とする方法。
13. 前記シリンジを形成することは、
    シリンジの内向き面と接触する少なくともリブ上に重ねて中子上に表面特徴部を設けること、及び
    中子上の表面特徴部の複製を内向き面へ転写すること
    を含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記中子に表面特徴部を設けることは、
    中子にテクスチャを施すこと
    を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 中子を抜くことによってシリンジの溝が形成されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
16. 中子の先端領域の周りに長さ方向の複数のリブを設けることを含み、
    シリンジから中子を抜く際に、シリンジの内向き面に刻みを付けることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
17. 流体貯留部を有するシリンジを製造する方法であって、
    先端領域の周りに配置された長さ方向の複数のリブを有する中子の周りにシリンジを射出成形するステップと、
    流体が凍結融解したときの内向き面と流体との間のボイド形成を低減するのに有効な、前記シリンジの軸線方向に延在した複数の溝を、リブによって流体貯留部に沿って刻み付けるように、シリンジから中子を引き抜くステップと
    を含むことを特徴とする方法。
18. 前記中子を引き抜くステップの前に、中子からテクスチャ加工面を流体貯留部へ転写するステップを含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記溝は、
    ａ）二重傾斜
    ｂ）Ｖ字状
    ｃ）Ｕ字状
    ｄ）半球状
    ｅ）三日月状、及び
    ｆ）Ｉ字状
    の形状のうち１つを有して形成されていることを特徴とする請求項１２ないし１８のいずれか一項に記載の方法。

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