KR20120042748A - 코팅된 표면 검사를 위한 가스제거 방법 - Google Patents

코팅된 표면 검사를 위한 가스제거 방법 Download PDF

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KR20120042748A
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KR1020117028713A
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토마스 이 피스크
존 퍼거슨
조나단 알 프리드맨
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씨브이 홀딩스 엘엘씨
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Abstract

코팅 공정의 생성물을 검사하는 방법이 제공된다. 거기서, 적어도 하나의 휘발성 종을 코팅된 표면으로부터 코팅된 표면과 인접한 가스 공간으로의 배출이 측정되며, 그 결과는 동일한 시험 조건하에서 측정된 적어도 하나의 기준 대상에 대한 결과와 비교된다. 따라서, 코팅의 존부 및/또는 코팅의 물리적 및/또는 화학적 성질을 알아낼 수 있다. 상기 방법은 임의의 코팅된 물품들, 예컨대 용기들의 검사에 유용하다. 또한, 유기실리콘 전구체로부터 제작된 PECVD 코팅들, 특히 차단성 코팅들의 검사에 대한 응용도 개시된다.

Description

코팅된 표면 검사를 위한 가스제거 방법{OUTGASSING METHOD FOR INSPECTING A COATED SURFACE}
본 발명은 생물학적으로 활성인 화합물 또는 혈액을 저장하기 위한 코팅된 용기들의 제작의 기술 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 용기의 코팅을 위한 용기 처리 시스템인 용기의 코팅 및 검사를 위한 용기 처리 시스템에 관한 것이고, 용기 처리 시스템을 위한 휴대용 용기 지지대에 관한 것이고, 용기의 내부 표면을 코팅하기 위한 플라즈마 강화 화학적 증착 기구에 관한 것이고, 용기의 내부 표면 코팅 방법에 관한 것이고, 용기의 코팅 및 검사 방법에 관한 것이고, 용기 처리 방법에 관한 것이고, 용기 처리 시스템의 용도에 관한 것이고, 컴퓨터 판독가능한 매체에 관한 것이며, 프로그램 구성요소에 관한 것이다.
코팅 공정의 생성물을 검사하는 방법이 제공된다. 거기서, 적어도 하나의 휘발성 종을 코팅된 표면으로부터 코팅된 표면과 인접한 가스 공간으로의 배출이 측정되며, 그 결과는 동일한 시험 조건하에서 측정된 적어도 하나의 기준 대상에 대한 결과와 비교된다. 따라서, 코팅의 존부 및/또는 코팅의 물리적 및/또는 화학적 성질을 알아낼 수 있다. 상기 방법은 임의의 코팅된 물품들, 예컨대 용기들의 검사에 유용하다. 또한, 유기실리콘 전구체로부터 제작된 PECVD 코팅들, 특히 차단성 코팅들의 검사에 대한 응용도 개시된다.
또한, 본 개시물은 예를 들면, 정맥 천자 및 다른 의학 시료 수집, 약학적 제제 저장 및 전달 및 다른 목적들을 위해 사용된 복수개의 동일한 용기들인 용기들의 처리를 위한 향상된 방법들에 관한 것이다. 그러한 용기들은 이러한 목적들을 위해 대량으로 사용되며, 제작에 상대적으로 경제적이어야 하고 저장 및 사용시에 고도로 신뢰성이 있어야 한다.
예를 들면, 진공된 혈액 수집 튜브들은 의학적 분석을 위해 환자로부터 채혈하는데 사용된다. 상기 튜브들은 진공된 상태로 판매된다. 환자의 혈액은 양쪽을 사용하는 피하주사 바늘의 한쪽 끝을 환자의 혈관에 삽입하여 상기 진공된 혈액 수집 튜브의 클로저(closure)를 상기 양쪽을 사용하는 바늘의 다른쪽 끝으로 꿰뚫어서 튜브의 내부로 통하게 된다. 상기 진공된 혈액 수집 튜브내의 진공으로 인하여 상기 진공된 혈액 수집 튜브로 통한 바늘을 통해 채혈하여(또는 더 정확하게는 환자의 혈압이 혈액을 밀어낸다), 상기 튜브 내에서 압력을 증가시켜서 혈액이 흐르도록 하는 압력차를 감소시킨다. 통상적으로, 혈액 흐름은 상기 튜브가 상기 바늘로부터 제거되거나 상기 압력차가 너무 적어 흐름을 지지하지 못할 때까지 계속된다.
진공 혈액 수집 튜브들은 사용전에 상기 튜브들을 효율적이고 간편하게 배분 및 저장을 용이하게 하는 실질적인 저장 수명(shelf life)을 가져야 한다. 예를 들면, 1년의 저장 수명이 바람직하며, 18 개월, 24 개월 또는 36 개월과 같이 점차 더 긴 저장 수명들도 일부 경우에 바람직하다. 바람직하게는, 결함이 있는 튜브들의 거의 적게(최적으로는 전혀) 공급되지 않으면서, 전체 저장 수명 동안에 상기 튜브는 적어도 분석에 충분한 혈액을 뽑을 수 있는데 필요한 정도로 충분히 진공된 상태를 유지한다(공통 기준은 상기 튜브가 원래 흡입된 부피의 적어도 90%를 유지한다).
결함이 있는 튜브는 상기 튜브를 사용하는 사혈 전문의가 충분한 혈액을 채혈하는데 실패하도록 할 것 같다. 상기 사혈 전문의는 이후 충분한 혈액 시료를 얻기 위하여 하나 이상의 다른 튜브들을 얻어서 사용할 필요가 있다.
다른 예로서, 예비충진된 주사기들은 상기 주사기가 사용전에 충진될 필요가 없도록 공통적으로 준비되고 판매된다. 다른 예들을 들자면, 상기 주사기는 식염수, 주사용 염료 또는 약학적으로 활성인 제제로 예비충진될 수 있다.
통상적으로, 상기 예비충진된 주사기는 캡을 사용하여 원위단에서 캡핑되며, 주사기의 뽑혀진 플런저에 의하여 근위단에서 폐쇄된다. 상기 예비충진된 주사기는 사용전에 멸균 포장으로 포장될 수 있다. 상기 예비충진된 주사기를 사용하기 위하여, 상기 포장과 캡을 제거하고, 선택적으로 피하주사 바늘 또는 다른 전달 수도(conduit)가 배럴의 원위단에 부착되고, 상기 전달 수도 또는 주사기는 사용 위치로 이동되며(피하주사 바늘을 환자의 혈관으로 삽입하거나 상기 주사기의 내용물들로 헹구기 위해 장치로 삽입하는 것과 같이), 플런저는 상기 배럴 내에서 전진하여 상기 배럴의 내용물들을 주입하게 된다.
예비충진된 주사기들을 제작하는데 있어서 한가지 중요한 고려사항은 상기 주사기의 내용물들이 바람직하게는 수명 기간 동안에 상기 주사기를 채우는 물질을 포함하는 배럴 벽으로부터 이를 분리하는 것이 중요한 실질적인 수명을 가지고 있어서, 상기 베럴로부터 예비충진된 내용물들로 물질을 걸러내거나 그 반대를 실행하는 것을 회피할 것이라는 사항이다.
이러한 용기들은 상당수는 비싸고 대량으로 사용되기 때문에, 특정한 용도를 위해, 제작 비용을 금지된 수준으로 증가시키지 않으면서 필요한 저장 수명을 신뢰성있게 얻는 것이 유용할 것이다. 또한, 특정한 용도를 위해 파손될 수 있고 제작에 비용이 많이 드는 유리 용기로부터 보통 사용에서는 거의 파손되지 않으며(파손된다고 해도 유리 튜브에서와 같이 용기의 잔류물에서 뾰쪽한 조각들을 형성하지 않는) 플라스틱 용기쪽으로 선호하여 바꾸는 것도 바람직하다. 유리 용기는 유리가 더 가스 밀폐가 되고 처리되지 않은 플라스틱들보다는 예비 충진된 내용물들에 비활성이기 때문에 선호된다. 또한, 전통적으로 사용해 왔기 때문에, 유리가 의학 시료 또는 약학적 제제 등에 접촉하는 경우 상대적으로 해가 없다고 알려져 있기 때문에, 쉽게 받아들여진다.
주사기들을 고려하는 경우 다른 고려사항으로는 플런저가 베럴 속으로 압축되는 경우에 일정한 속도 및 일정한 힘으로 이동할 수 있도록 하는 것이다. 이 목적을 위해서, 베럴 및 플런저 어느 하나 또는 양쪽 모두에 있어서 윤활성 코팅이 바람직하다.
가능한 관련 특허들의 비한정적 목록으로는 미국 특허 6,068,884 및 4,844,986호 및 미국을 포함한다. 공개 출원20060046006 및 20040267194 호.
본 발명의 목적은 코팅된 용기의 향상되게 제작하는 것이다.
하기에서, 방법들과 그 방법들에 따라 제작된 장치들이 기술되며, 상기 방법들은 하기에 더 기술된 용기 처리 시스템에 의하여 수행될 수 있으며 상기 장치들은 이 시스템에 의하여 제작될 수 있다.
본 발명은 표면, 예를 들면 용기의 내부 표면을 유기실리콘 전구체로부터 PECVD에 의하여 제작된 코팅으로 코팅하는 방법을 제공한다. 또한, 본 발명은 이로 인해 생성된 코팅, 상기 코팅으로 코팅된 용기 및 예컨대, 윤활성 코팅, 소수성 코팅 또는 차단성 코팅과 같은 코팅의 용도를 제공한다. 또한, 본 발명을 수행하는 기구 및 일부 장치들이 제공된다. 또한, 본 발명은 상기 코팅을 위한 검사 방법, 특히 상기 검사를 위해 코팅된 표면에 의하여 휘발성 종의 가스제거를 이용하는 방법을 제공한다.
PECVD 코팅 방법
본 발명은 플라즈마 강화 화학적 기상 증착 처리(PECVD)에 의하여 코팅을 제조하는 방법 및 예를 들면, 용기의 내부 표면을 코팅하는 방법에 관한 것이다.
유기실리콘 화합물 가스, 선택적으로는 산화 가스 및 선택적으로는 탄화수소 가스를 포함하는 반응 혼합물과 같이, 표면, 예를 들면, 내부 용기 표면이 제공된다.
상기 표면은 상기 반응 혼합물과 접촉되어 있다. 플라즈마는 상기 반응 혼합물에서 형성된다. 바람직하게는, 상기 플라즈마는 비-중공 음극 플라즈마이거나, 동일한 조건의 다른 표현으로는, 상기 플라즈마는 중공 음극 플라즈마가 실질적으로 존재하지 않는다. 상기 코팅은 상기 표면의 적어도 일 부분상, 예컨대, 상기 용기 벽의 일 부분상에 증착된다.
상기 방법은 다음과 같이 수행된다.
전구체가 제공된다. 바람직하게는, 상기 전구체는 유기실리콘 화합물(아래에서 "유기실리콘 전구체"라고도 표시된다), 더 바람직하게는 선형 실록산, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 폴리실세스퀴옥산, 알킬 트리메톡시실란, 이러한 전구체들 중 어느 하나의 아자 유사체(예컨대, 선형 실록사잔, 모노사이클릭 실록사잔, 폴리사이클릭 실록사잔, 폴리실세스퀴옥사잔) 및 이 전구체들 중 임의의 2 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 유기실리콘 화합물이다. 상기 전구체는 PECVD에 의하여 코팅을 형성하기에 효과적인 조건하에서 기판에 도포된다. 따라서, 상기 전구체는 중합되고, 교차결합되고, 부분적으로 또는 전체적으로 산화되거나 이들 중 임의의 조합이 된다.
본 발명의 일 측면에 있어서, 코팅은 윤활성 코팅이고, 즉, 코팅되지 않은 기판보다 더 낮은 마찰 저항을 갖는 표면을 형성한다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 코팅은 예컨대, 코팅된 표면과 접촉한 조성물의 성분들의 침전을 보다 덜 발생하게 하는 예를 들면 소수성 코팅과 같은 패시베이션 코팅이다. 그러한 소수성 코팅은 코팅되지 않은 것보다는 더 낮은 젖음 장력을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 윤활성 코팅은 패시베이션 코팅 및 그 반대일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 있어서, 상기 코팅은 예를 들면, SiOx 코팅과 같은 차단 코팅이다. 통상적으로, 상기 차단막은 가스 또는 액체에 대한 것으로서, 바람직하게는 수증기, 산소 및/또는 공기에 대한 것이다. 또한, 상기 차단막은 상기 차단성 코팅으로 코팅된 용기 내부, 예컨대, 혈액 수집 튜브 내부에서 진공을 만들어내고/내거나 유지하기 위하여 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 방법은 유기실리콘 전구체로부터 PECVD에 의하여 제작된 하나 이상의 다른 코팅들의 도포를 포함할 수 있다. 다른 선택적 추가 단계는 상기 SiOx 코팅을 필수적으로 산소로 구성되어 있으며 휘발성 실리콘 화합물이 근본적으로 존재하지 않는 공정 가스로 후처리하는 단계이다.
윤활성 코팅
특정한 일 측면에서, 본 발명은 윤활성 코팅을 제공한다.
유리하게는, 이 코팅은 상기 PECVD 방법 및 상술한 전구체들을 사용하여 제작된다.
예를 들면, 본 발명은 하기 단계들을 포함하는, 기판 표면상의 코팅의 윤활성을 설정하는 방법을 제공한다:
(a) 상기 기판 표면 부근에 유기실리콘 전구체 및 선택적으로 산소(O2)를 포함하는 가스 반응물질을 제공하는 단계; 및
(b) 상기 가스 반응물질로부터 플라즈마를 생성하여 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(PECVD)에 의해 상기 기판 표면상에 코팅을 형성하는 단계,
코팅의 윤활성은 가스 반응물질 내의 산소(O2)와 유기실리콘 전구체의 비를 설정하고/하거나 플라즈마를 생성하기 위해 사용되는 전력을 설정함으로써 설정된다.
상기 윤활성 코팅용으로 바람직한 전구체는 모노사이클릭 실록산, 예를 들면, 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS)이다.
이로인해 코팅된 표면은 상기 코팅되지 않은 기판보다 더 낮은 마찰 저항을 갖는다. 예를 들면, 상기 코팅된 표면은 주사기 베럴 및/또는 주사기 플런저의 내부인 경우에, 상기 윤활성 코팅은 브레이크아웃(breakout) 힘 또는 플런저 활동력, 또는 상기 윤활성 코팅이 없는 경우에 필요한 해당 힘보다 더 낮은 양쪽 모두의 힘을 제공하는데 효과적이다.
상기 윤활성 코팅으로 코팅된 물품은 벽, 바람직하게는 내부 벽상에 윤활성 코팅, 예컨대, 주사기 베럴, 또는 표면과 접촉하는 용기상에 상기 코팅을 갖는 용기 부분 또는 용기 캡, 예컨대, 주사기 플런저 또는 용기 캡을 갖는 용기일 수 있다.
일 측면에 있어서, 상기 윤활성 코팅은 예를 들면, w는 1이고, x는 w로서 1이고, x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 약 2 내지 약 9이며, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 9인 식 SiwOxCyHz를 가질 수 있다.
패시베이션, 예를 들면 소수성 코팅
본 발명에 따른 패시베이션 코팅은 예를 들면, 소수성 코팅이다.
상기 패시베이션, 예를 들면, 소수성 코팅용으로 바람직한 전구체는 선형 실록산, 예를 들면, 헥사메틸디실록산(HMDSO)이다.
본 발명에 따른 패시베이션 코팅은 상기 용기내에 함유된 화합물 또는 조성물에 미치는 코팅되지 않은 표면의 기계적 및/또는 화학적 영향을 방지하거나 감소시킨다. 예를 들면, 상기 표면과 접촉하는 조성물의 화합물 또는 성분의 침전 및/또는 응고 또는 혈소판 활성화는 방지되거나 감소된다, 예컨대, 혈액 응고 또는 혈소판 활성화 또는 인슐린의 침전 또는 수용성 유체에 의한 코팅되지 않은 표면의 젖음이 방지된다.
본 발명의 특정한 일 측면은 예를 들면, w는 1이고, x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 약 2 내지 약 9이며, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 9인 식 SiwOxCyHz를 갖는 소수성 코팅을 갖는 표면이다.
상기 패시베이션 코팅으로 코팅된 물품은 벽, 바람직하게는 내부 벽상에 코팅, 예컨대, 튜브 또는 표면과 접촉하는 용기상에 상기 코팅을 갖는 용기 부분 또는 용기 캡, 예컨대, 용기 캡을 갖는 용기일 수 있다.
용기의 코팅
용기가 PECVD를 사용하는 상기 방법에 의하여 코팅되는 경우, 상기 코팅 방법은 몇가지 단계들을 포함한다. 개방단, 폐쇄단 및 내부 표면을 갖는 용기가 제공된다. 적어도 하나의 가스 반응물질은 상기 용기 내에 도입된다. 플라즈마는 상기 용기의 내부 표면상에 상기 반응물질의 반응 생성물, 즉, 코팅을 형성하는데 효과적인 조건하에서 상기 용기 내에 형성된다.
바람직하게는, 상기 방법은 본 명세서에 기술된 바와 같이 용기 지지대 상에 상기 용기의 개방단을 안착시키고, 상기 용기 지지대와 상기 용기의 내부 사이에 밀봉된 연통이 이루어지도록 하여 수행된다. 이러한 바람직한 측면에 있어서, 상기 가스 반응물질은 상기 용기 지지대를 통해 상기 용기 속으로 도입된다. 본 발명의 특히 바람직한 측면에 있어서, 용기 지지대, 내부 전극, 외부 전극 및 전원 공급기를 포함하는 플라즈마 강화 화학적 기상 증착(PECVD) 장치는 본 발명에 따른 코팅 방법을 위해 사용된다.
상기 용기 지지대는 처리하기 위해 안착된 위치에서 용기를 수용하는 포트를 갖는다. 상기 내부 전극은 용기 지지대상에 안착된 용기 내에 수용되도록 위치된다. 상기 외부 전극은 상기 용기 지지대 상에 안착된 용기를 수용하도록 위치된 내측부를 갖는다. 상기 전원 공급기는 상기 내부 및/또는 외부 전극들에 교류 전류를 공급하여 상기 용기 지지대 상에 안착된 용기 내에서 플라즈마를 형성한다. 통상적으로, 상기 전원 공급기는 상기 내부 전극이 접지되어 있는 동안에 상기 외부 전극에 교류 전류를 공급한다. 본 실시예에서, 상기 용기는 플라즈마 반응 챔버를 정의한다.
본 발명의 특정한 일 측면에서, 앞 문단에서 기술된 PECVD 장치는 폐쇄된 챔버를 정의하기 위하여 상기 포트상에 안착된 용기의 내부로 또는 내부로부터 가스를 전달하기 위한, 진공원을 필수적으로 포함하지는 않는 가스 배기구(gas drain)를 포함한다.
본 발명의 다른 특정한 일 측면에서, 상기 PECVD 장치는 용기 지지대, 제 1 그리퍼, 상기 용기 지지대상의 시트(seat), 반응물질 공급기, 플라즈마 생성기 및 용기 배출 장치를 포함한다.
상기 용기 지지대는 용기의 개방단에 안착하도록 구성되어 있다. 상기 제 1 그리퍼는 용기의 폐쇄단을 선택적으로 지지하고 풀어주며, 상기 용기의 폐쇄단을 쥐고 있는 동안에 상기 용기 지지대 부근에 상기 용기를 이송하도록 구성되어 있다. 상기 용기 지지대는 상기 용기 지지대 및 상기 제 1 용기의 내부 공간 사이에 밀봉된 연통이 이루어지도록 구성된 시트를 갖는다.
상기 반응물질 공급기는 상기 용기 지지대를 통해 상기 제 1 용기 내에서 적어도 하나의 가스 반응물질을 도입하도록 작동가능하게 연결되어 있다. 상기 플라즈마 생성기는 상기 제 1 용기의 내부 표면상에서 반응물질의 반응 생성물을 형성하기에 효과적인 조건하에서 상기 제 1 용기 내에서 플라즈마를 형성하도록 구성되어 있다.
상기 용기 배출 장치는 상기 용기 지지대로부터 상기 제 1 용기를 탈착시키도록 제공된다. 상기 제 1 그리퍼 또는 다른 그리퍼인 그리퍼는 상기 용기 지지대로부터 상기 제 1 용기를 축 방향으로 이송시키고 상기 제 1 용기를 배출하도록 구성되어 있다.
본 발명의 특정한 일 측면에서, 상기 방법은 용기, 예를 들면, 일반적으로 튜브형 용기의 제한된 개구부의 내부 표면을 PECVD로 코팅하기 위한 것이다. 상기 용기는 외부 표면, 루멘을 정의하는 내부 표면, 내경을 갖는 더 큰 개구부 및, 내부 표면에 의해 정의되고 더 큰 개구부 내경보다 더 작은 내경을 갖는 제한된 개구부를 포함한다. 루멘 및 처리 용기 개구부를 갖는 처리 용기가 제공된다. 상기 처리 용기 개구부는 상기 용기의 제한된 개구부와 연결되어 처리되는 용기의 루멘과 상기 제한된 개구부를 통해 처리 용기 루멘 사이에서 연통이 되도록 한다. 처리될 용기의 루멘과 처리중인 용기 루멘 내에서 적어도 부분적인 진공을 이끌어낸다. PECVD 반응물질은 상기 제 1 개구부를 통해, 이후 처리되는 상기 용기의 루멘을 통해, 이후 상기 제한된 개구부를 통해 유동하여 상기 처리중인 용기 루멘으로 흘러간다. 상기 제한된 개구부의 내부 표면상에 PECVD 반응 생성물의 코팅을 증착시키는데 효과적인 조건 하에서 상기 제한된 개구부와 인접한 곳에서 플라즈마가 생성된다.
코팅된 용기 및 용기 부분들
본 발명은 상술한 방법에 의한 코팅, 상기 코팅으로 코팅된 표면 및 예를 들면, 상기 코팅으로 코팅된 용기를 제공한다.
상기 코팅으로 코팅된 표면, 예컨대, 용기벽 또는 그 부분은 유리 또는 중합체, 바람직하게는 열가소성 중합체, 더 바람직하게는 폴리카보네이트, 올레핀 중합체, 사이클릭 올레핀 공중합체 및 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 중합체일 수 있다. 예를 들면, 그것은 사이클릭 올레핀 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리프로필렌이다.
본 발명의 특정한 일 측면에 있어서, 상기 용기 벽은 적어도 하나의 외부 중합체 층에 의하여 둘러싸여진 내부 중합체 층을 갖는다. 상기 중합체들은 동일하거나 상이할 수 있다. 예컨대, 사이클릭 올레핀 공중합체(COC) 수지(예컨대, 수증기 차단막을 정의)의 중합체 층들 중의 하나인 다른 중합체 층은 폴리에스테르 수지의 층이다. 그러한 용기는 COC 및 폴리에스테르 수지 층들을 동심원 사출 노즐들을 통해 사출 성형틀 속으로 도입하는 공정에 의해 제작될 수 있다.
본 발명의 코팅된 용기는 속이 비워져 있고, 진공이거나 화합물 또는 조성물로 (예비)충진될 수 있다.
본 발명의 특정한 일 측면은 패시베이션 코팅, 예를 들면, 상술한 소수성 코팅을 갖는 용기이다.
본 발명의 특정한 또 다른 측면은 상술한 윤활성 코팅을 갖는 표면이다. 그것은 벽, 바람직하게는 내부 벽상에 윤활성 코팅, 예컨대, 주사기 베럴, 또는 표면과 접촉하는 용기상에 상기 코팅을 갖는 용기 부분 또는 용기 캡, 예컨대, 주사기 플런저 또는 용기 캡을 갖는 용기일 수 있다.
본 발명의 특정한 일 측면은 플런저, 주사기 베럴 및 이러한 주사기 부분들 중 하나 또는 양쪽 상에, 바람직하게는 상기 주사기 베럴의 내부 벽상에 상기 정의된 바와 같은 윤활성 코팅을 포함하는 주사기이다. 상기 주사기 베럴은 상기 플런저를 활강가능하게 수용하는 내부 표면을 갖는 베럴을 포함한다. 상기 윤활성 코팅은 상기 주사기 베럴의 내부 표면상 또는 상기 베럴과 접촉하는 플런저 표면상 또는 상기 표면들 양쪽 모두상에 제공될 수 있다. 상기 윤활성 코팅은 브레이크아웃 힘 또는 상기 베럴 내에서 상기 플런저를 이동시키는데 충분한 플런저 활동력을 감소시키는데 효과적이다.
본 발명의 특정한 다른 측면은 앞선 단락에서 정의된 바와 같이 윤활성 코팅으로 코팅된 주사기 베럴이다.
상기 코팅된 주사기 베럴의 특정한 일 측면에서, 상기 주사기 베럴은 루멘을 정의하고 플런저를 활강가능하게 수용하는 내부 표면을 갖는 베럴을 포함한다. 상기 주사기 베럴은 유리하게는 열가소성 물질로 제작된다. 윤활성 코팅은 플라즈마 강화 화학 증착법(PECVD)에 의하여 상기 베럴 내부 표면, 플런저 또는 양쪽 모두에 도포된다. 용질 리테이너는 표면 처리에 의하여 상기 윤활성 코팅, 상기 열가소성 물질 또는 양쪽 모두의 여과를 감소시키는 데 효과적인 양으로 상기 윤활성 코팅상에서 상기 루멘으로 도포된다. 상기 윤활성 코팅 및 용질 리테이너는 브레이크아웃 힘 또는 플런저 활동력, 또는 상기 윤활성 코팅 및 용질 리테이너가 없는 경우에 필요한 해당 힘보다 더 낮은 양쪽 모두의 힘을 제공하는데 효과적인 상대적 양으로 구성되고 존재한다.
본 발명의 또 다른 측면은 플런저, 주사기 베럴 및 내부 및 외부 코팅들을 포함하는 주사기이다. 상기 베럴은 상기 플런저를 활강가능하게 수용하는 내부 표면 및 외부 표면을 갖는다. 윤활성 코팅은 상기 내부 표면상에 있으며, x는 약 1.5 내지 약 2.9인 SiOX의 추가 차단성 코팅은 상기 베럴의 내부 표면상에 제공될 수 있다. 예컨대, 수지 또는 다른 SiOx 코팅의 차단성 코팅은 상기 베럴의 외부 표면상에 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면은 플런저, 주사기 베럴 및 루어 핏팅(Luer fitting)을 포함하는 주사기이다. 상기 주사기 베럴은 상기 플런저를 활강가능하게 수용하는 내부 표면을 갖는다. 상기 루어 핏팅은 내부 표면에 의하여 정의된 내부 통로를 갖는 루어 테이퍼를 포함한다. 상기 루어 핏팅은 상기 주사기 베럴로부터 분리된 구성요소로 형성되고 커플링에 의하여 상기 주사기 베럴에 접합된다. 루어 테이퍼의 내부 통로는, x가 약 1.5 내지 약 2.9인 SiOX의 차단성 코팅을 갖는다.
본 발명의 다른 측면은 피스톤과 푸시 로드(push rod)를 포함하는, 주사기용 플런저이다. 상기 피스톤은 정면, 대략 실린더형인 주사기 베럴 내에서 이동가능하게 안착하도록 구성된 측면 및 후위 부위를 갖는다. 상기 플런저는 그 측면 상에 본 발명에 따른 윤활성 코팅을 갖는다. 상기 푸시 로드는 상기 피스톤의 후위 부위와 맞물리며 주사기 베럴에서 상기 피스톤을 전진시키도록 구성되어 있다. 상기 플런저는 SiOx 코팅을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 하나의 개구부만을 갖는 용기, 즉, 화합물 또는 조성물을 수집하거나 저장하는 용기이다. 특정한 일 측면에서 그러한 용기는 튜브, 예컨대, 시료 수집 튜브, 예컨대 혈액 수집 튜브이다. 상기 튜브는 클로저, 예컨대, 캡 또는 스토퍼로 폐쇄될 수 있다. 그러한 캡 또는 스토퍼는 상기 튜브와 접촉하는 표면상에 본 발명에 따른 윤활성 코팅을 포함할 수 있고/있거나 상기 튜브의 루멘과 접하는 표면상에 본 발명에 따른 패시베이션 코팅을 포함할 수 있다. 특정한 일 측면에 있어서, 그러한 스토퍼 또는 그 일 부분은 탄성 물질로 제작될 수 있다.
그러한 스토퍼는 하기와 같이 제작될 수 있다: 상기 스토퍼는 실질적으로 진공된 챔버 내에 위치한다. 유기실리콘 화합물 가스, 선택적으로는 산화 가스 및 선택적으로는 탄화수소 가스를 포함하는 반응 혼합물이 제공된다. 플라즈마는 상기 스토퍼와 접촉하는 상기 반응 혼합물에서 형성된다. 코팅은 상기 스토퍼의 적어도 일 부분상에 증착된다.
본 발명의 다른 측면은 본 발명에 따른 차단성 코팅을 갖는 용기이다. 상기 용기는 일반적으로 튜브형이며 열가소성 물질로 제작될 수 있다. 상기 용기는 입구, 그리고 벽에 의해 적어도 부분적으로 경계짓는 루멘을 가진다. 상기 벽은 상기 루멘과 계면하는 내부 표면을 가진다. 바람직한 일 측면에 있어서, 상기 정의된 바와 같이 SiOx로 제작된, 적어도 하나의 기본적으로 연속적인 차단성 코팅은 상기 벽의 내부 표면상에 도포된다. 상기 차단성 코팅은 상기 용기 내에서 적어도 24 개월의 저장 수명 동안에 최초 진공 수준의 적어도 90%, 선택적으로는 95%를 유지하는데 효과적이다. 상기 용기의 입구를 덮고 상기 용기의 루멘을 주위 공기로부터 분리시키는 클로저가 제공된다.
또한, 본 명세서에서 기술된 유기실리콘 전구체를 사용하는 상기 PECVD 제작 코팅 및 PECVD 코팅 방법은 차단성 코팅, 소수성 코팅, 윤활성 코팅 또는 이들 중 일 이상을 형성하기 위한 도관 또는 큐베트를 코팅하는데 유용하다. 큐베트는 원형 또는 사각형 단면의 작은 튜브로서, 한 쪽 말단이 밀봉되어 있고, 중합체, 유리 또는 용융 석영(자외선 용)으로 제작되어 있으며 분광 시험용 시료를 지지하도록 설계되어 있다. 최선의 큐베트는 분광 판독에 영향을 줄 수 있는 불순물들이 없이 가능한한 투명하다. 시험관 처럼 큐베트는 대기에 개방되어 있거나 밀봉할 수 있는 캡을 가질 수 있다. 본 발명의 PECVD가 적용된 코팅은 매우 얇고, 투명하며, 광학적으로는 광택이 없어서, 큐베트 또는 그 내용물들의 광학적 시험과는 간섭하지 않을 수 있다.
(예비)충진된 코팅 용기
본 발명의 일 특이적인 측면은 그 루멘내에 화합물 또는 조성물로 예비충진되거나 이들로 충진되기 위해 사용되는, 상술한 바와 같은 코팅된 용기이다. 상기 화합물 조성물은 하기 사항일 수 있다
(i)생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물, 바람직하게는 약제, 더 바람직하게는 인슐린 또는 인슐린을 포함하는 조성물; 또는
(ii) 생물학적 유체, 바람직하게는 체액, 더 바람직하게는 혈액 또는 혈액 분획물(예컨대, 혈액 세포들); 또는
(iii) 상기 용기에서 다른 화합물 또는 조성물과 직접 혼합을 위한 화합물 또는 조성물, 예컨대, 시트르산염 또는 시트르산염 함유 조성물과 같이, 혈액 수집 튜브에서 혈액 응고 또는 혈소판 활성화를 방지하기 위한 화합물.
일반적으로, 본 발명의 코팅된 용기는 코팅되지 않은 용기 물질 표면의 기계적 및/또는 화학적 영향에 민감한 화합물 또는 조성물을 수집하거나 저장하는데 특히 유용하고, 바람직하게는 상기 용기의 내부 표면과 접촉시 상기 조성물의 화합물 또는 성분의 침전 및/또는 응고 또는 혈소판 활성화를 방지하거나 감소시키는데 특히 유용하다.
예컨대, 본 발명의 소수성 코팅으로 제공된 벽을 가지고 수용성 시트르산 나트륨 시약을 함유하는 세포 제조 튜브는 혈액을 수집하고 혈액 응집을 방지하거나 감소시키는데 적당하다. 상기 수용성 시트르산 나트륨 시약은 상기 튜브로 도입된 혈액의 응고를 억제하는데 효과적인 양으로 상기 튜브의 루멘에 제공된다.
본 발명의 특정한 일 측면은 혈액을 수집/수용하는 용기 또는 혈액 함유 용기이다. 상기 용기는 벽을 가진다; 상기 벽은 루멘을 정의하는 내부 표면을 가진다. 상기 벽의 내부 표면은 본 발명의 소수성 코팅을 적어도 부분적으로 갖는다. 상기 코팅은 단분자 두께 정도 정도로 얇거나 약 1000 nm 정도의 두께일 수 있다. 상기 용기에 수집되거나 저장된 혈액은 바람직하게는 상기 코팅과 접촉하고 있는 루멘 내에 배치된 환자의 혈관계로 돌아오도록 생존가능한 것이다. 상기 코팅은 동일 유형의 코팅되지 않은 벽과 비교하여, 내부 표면에 노출된 혈액의 응고 또는 혈소판 활성화를 감소시키는데 효과적이다.
본 발명의 다른 측면은 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 벽을 포함하는 인슐린 함유 용기이다. 상기 내부 표면은 본 발명의 소수성 코팅을 적어도 부분적으로 갖는다. 상기 코팅은 내부 표면상에서 단분자 두께 내지 약 1000 nm 두께일 수 있다. 인슐린 또는 인슐린을 포함하는 조성물은 상기 코팅과 접촉하고 있는 루멘 내에 제공된다. 선택적으로, 상기 코팅은 코팅이 없는 동일한 표면과 비교하여, 내부 표면과 접촉하는 인슐린으로부터 침전 형성을 감소시키는데 효과적이다.
따라서, 본 발명은 코팅 방법, 코팅된 생성물 및 상기 생성물의 용도에 관한 하기 실시예들을 제공한다:
(1) 하기 단계들을 포함하는, 기판 표면상의 코팅의 윤활성을 설정하는 방법
(a) 상기 기판 표면 부근에 유기실리콘 전구체 및 선택적으로 O2를 포함하는 가스 반응물질을 제공하는 단계; 및
(b) 상기 가스 반응물질로부터 플라즈마를 생성하여 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(PECVD)에 의해 상기 기판 표면상에 코팅을 형성하는 단계,
코팅의 윤활성은 가스 반응물질 내의 O2와 유기실리콘 전구체의 비를 설정하고/하거나 플라즈마를 생성하기 위해 사용되는 전력을 설정함으로써 설정된다.
(2) 하기 단계들을 포함하는, 기판상의 소수성 코팅을 제조하는 방법
(a) 상기 기판 표면 부근에 유기실리콘 전구체 및 선택적으로 O2를 포함하는 가스 반응물질을 제공하는 단계; 및
(b) 상기 가스 반응물질로부터 플라즈마를 생성하여 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(PECVD)에 의해 상기 기판 표면상에 코팅을 형성하는 단계,
상기 코팅의 소수성 특성은 가스 반응물질 내의 O2와 유기실리콘 전구체의 비를 설정하고/하거나 플라즈마를 생성하기 위해 사용되는 전력을 설정함으로써 설정된다.
(3) 원자비 C: O는 증가되고/되거나 원자비 Si:O는 상기 유기실리콘 전구체의 합계 공식과 비교하여 감소되는 합산 공식에 의하여 특징되는 코팅을 생성하는 (1) 또는 (2)의 방법
(4) 제 (1) 항 내지 제 (3) 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 산소 (O2)는 상기 가스 반응물질에 대한 부피-부피 비로 0:1 내지 5:1, 선택적으로는 0:1 내지 1:1, 선택적으로는 0:1 내지 0.5:1, 선택적으로는 0:1 내지 0.1:1, 바람직하게는 적어도 근본적으로 산소가 상기 가스 반응물질내에 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 방법.
(5) 제 (1) 항 내지 제 (4) 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 가스 반응물질은 1 부피% 미만의 O2, 특히 0.5 부피% 미만의 O2을 포함하고, 가장 바람직하게는 O2가 없는 것을 특징으로 하는 방법.
(6) 제 (1) 항 내지 제 (5) 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 플라즈마는 비중공 음극 플라즈마인 것을 특징으로 하는 방법.
(7) 제 (1) 항 내지 제 (6) 항 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판은 0.5 내지 50 mL, 바람직하게는 1 내지 10 mL, 더 바람직하게는 0.5 내지 5 mL, 가장 바람직하게는 1 내지 3 mL의 공극 부피를 갖는 루멘을 갖는 용기의 내부 벽인 것을 특징으로 하는 방법.
(8) (1) 내지 (7)중 어느 하나의 방법.
(i) 상기 플라즈마는 상기 기판 표면상에 코팅을 형성하기에 충분한 전력이 공급된 전극들, 0.1 내지 25 W, 바람직하게는 1 내지 22 W, 더 바람직하게는 3 내지 17 W, 더욱 더 바람직하게는 5 내지 14 W, 가장 바람직하게는 7 내지 11 W, 특히 8 W의 전력이 공급된 전극들을 사용하여 생성된다; 및/또는
(ii) 상기 전력 대 상기 플라즈마 부피의 비율은 10 W/ml, 바람직하게는 5 W/ml 내지 0.1 W/ml, 더 바람직하게는 4 W/ml 내지 0.1 W/ml, 가장 바람직하게는 2 W/ml 내지 0.2 W/ml 이다.
(9) 하기 단계들을 포함하는, 기판 표면상의 코팅을 제조하는 방법
(a) 상기 기판 표면 부근에 유기실리콘 전구체 및 선택적으로 O2를 포함하는 가스 반응물질을 제공하는 단계; 및
(b) 감압 하에서 상기 가스 반응물질로부터 비중공 음극 플라즈마를 생성하여 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(PECVD)에 의해 상기 기판 표면상에 코팅을 형성하는 단계,
상기 코팅의 물리적 및 화학적 특성은 가스 반응물질 내의 O2와 유기실리콘 전구체의 비를 설정하고/하거나 플라즈마를 생성하기 위해 사용되는 전력을 설정함으로써 설정된다.
(10) 예를 들면, 본 발명은 하기 단계들을 포함하는, 기판 표면상의 코팅의 윤활성을 설정하는 방법을 제공한다:
(a) 상기 기판 표면 부근에 유기실리콘 전구체 및 O2를 포함하는 가스 반응물질을 제공하는 단계; 및
(b) 감압 하에서 상기 가스 반응물질로부터 비중공 음극 플라즈마를 생성하여 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(PECVD)에 의해 상기 기판 표면상에 코팅을 형성하는 단계,
상기 코팅의 차단성은 가스 반응물질 내의 O2와 유기실리콘 전구체의 비를 설정하고/하거나 플라즈마를 생성하기 위해 사용되는 전력을 설정함으로써 설정된다.
(11) 제 (10) 항에 따른 방법
(i) 상기 플라즈마는 상기 기판 표면상에 코팅을 형성하기에 충분한 전력이 공급된 전극들, 바람직하게는 8 내지 500 W, 바람직하게는 20 내지 400 W, 더 바람직하게는 35 내지 350 W, 더욱 더 바람직하게는 44 내지 300 W, 가장 바람직하게는 44 내지 70 W의 전력이 공급된 전극들을 사용하여 생성된다; 및/또는
(ii) 상기 전력 대 상기 플라즈마 부피의 비율은 5 W/ml 이하, 바람직하게는 6 W/ml 내지 150 W/ml, 더 바람직하게는 7 W/ml 내지 100 W/ml, 가장 바람직하게는 7 W/ml 내지 20 W/ml 이다.
(12) 제 (10) 항 또는 제 (11) 항에 있어서, 상기 O2는 가스 반응물질에 대한 부피:부피비 1: 으로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법 1 내지 100: 1 상기 실리콘 함유 전구체와 비교하여, 바람직하게는 5:의 비율로 1 내지 30: 1, 더욱 바람직하게는 10:의 비율로 1 내지 20: 1, 더욱 바람직하게는 15:의 비율로 1.
(13) 제 (1) 항 내지 제 (12) 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기실리콘 전구체는 선형 실록산, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 폴리세스퀴옥산, 선형 실라잔, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실라잔, 폴리실세스퀴아잔, 알킬 트리메톡시실록산 및 이 화합물들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법, 바람직하게는 선형 또는 모노사이클릭 실록산이다.
(14) 제 (1) 항 또는 제 (2) 항에 있어서, 상기 유기실리콘 전구체는 모노사이클릭 실록산, 바람직하게는 OMCTS인 것을 특징으로 하는 방법.
(15) 제 (2) 항 또는 제 (10) 항에 있어서, 상기 유기실리콘 전구체는 선형 실록산, 바람직하게는 HMDSO인 것을 특징으로 하는 방법.
(16) 제 (1) 항 내지 제 (15) 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PECVD는 6 sccm 이하, 바람직하게는 2.5 sccm 이하, 더 바람직하게는 1.5 sccm, 가장 바람직하게는 1.25 sccm 이하의 유기실리콘 전구체의 유량으로 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
(17) 제 (1) 항 내지 제 (16) 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 폴리카보네이트, 올레핀 중합체, 사이클릭 올레핀 공중합체 및 폴리에스테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 중합체이고, 바람직하게는 사이클릭 올레핀 공중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리프로필렌인 것을 특징으로 하는 방법.
(18) 제 (1) 항 내지 제 (17) 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판 표면은 적어도 하나의 개구부 및 내부 표면을 갖는 용기의 내부 표면의 일부 또는 전부이고, 상기 가스 반응물질은 상기 용기의 내부 루멘을 충진하며 상기 플라즈마는 상기 용기의 내부 루멘의 일부 또는 전부에서 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
(19) 제 (1) 항 내지 제 (18) 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마는 무선주파수에서, 바람직하게는 10 kHz 내지 300 MHz 미만, 더 바람직하게는 1 내지 50 MHz, 더욱 더 바람직하게는 10 내지 15 MHz 및 가장 바람직하게는 13.56 MHz의 주파수에서 전력을 받은 전극들을 사용하여 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
(20) 제 (1) 항 내지 제 (19) 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마는 감압하에서 생성되고 상기 감압은 300 mTorr 미만, 바람직하게는 200 mTorr 미만, 더 바람직하게는 100 mTorr 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
(21) 제 (1) 항 내지 제 (20) 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PECVD 증착 시간은 1 내지 30 초, 바람직하게는 2 내지 10 초, 더 바람직하게는 3 내지 9 초인 것을 특징으로 하는 방법.
(22) 제 (1) 항 내지 제 (21) 항 중 어느 한 항에 있어서, 이로 인해 생성된 코팅은 1 내지 100 nm, 바람직하게는 20 내지 50 nm 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
(23) 선행항들 중 어느 한 항의 방법에 의하여 획득될 수 있는 코팅.
(24) 제 (23) 항에 있어서, 윤활성 및/또는 소수성 코팅인 것을 특징으로 하는 코팅.
(25) 제 (24) 항에 있어서, 탄소 대 산소의 원자비는 상기 유기실리콘 전구체에 비하여 증가되고/되거나 산소 대 실리콘의 원자비는 상기 유기실리콘 전구체에 비하여 감소되는 것을 특징으로 하는 코팅.
(26) 제 (23) 항 내지 제 (25) 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전구체는 옥타메틸시클로테트라실록산이며 상기 코팅은 동일한 PECVD 반응 조건하에서 HMDSO로부터 제작된 코팅의 밀도보다 더 큰 밀도를 갖는 것을 특징으로 하는 코팅.
(27) 제 (24) 항 내지 제 (26) 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은
(i) 상기 코팅되지 않은 표면보다 더 낮은 마찰 저항을 가지며, 바람직하게는 상기 마찰 저항은 상기 코팅되지 않은 표면과 비교하여 적어도 25%, 더 바람직하게는 적어도 45%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 60% 만큼 감소되는 것을 특징으로 한다.
(28) 제 (24) 항 내지 제 (27) 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은
(i) 상기 코팅되지 않은 표면보다 더 낮은 젖음 장력, 바람직하게는 20 내지 72 dyne/cm의 젖음 장력, 더 바람직하게는 30 내지 60 dyne/cm의 젖음 장력, 더 바람직하게는 30 내지 40 dyne/cm, 바람직하게는 34 dyne/cm의 젖음 장력을 가지고/가지거나;
(iv) 상기 코팅되지 않은 표면보다 더 소수성이다.
(29) 제 (23) 항 내지 제 (28) 항 중 어느 한 항에 따른 코팅으로 그 내부 표면의 적어도 일부분 상에 코팅된 용기, 바람직하게는 다음과 같은 용기
(i) 시료 수집 튜브, 특히 혈액 수집 튜브; 또는
(ii) 바이알; 또는
(iii) 주사기 또는 주사기 부분, 특히 주사기 베럴 또는 주사기 플런저; 또는
(iv) 파이프; 또는
(v) 큐베트.
(30) 제 (29) 항에 있어서, x는 1.5 내지 2.9인SiOx의 적어도 하나의 층을 더 포함하되,
(i) 상기 코팅은 상기 SiOx 층 및 상기 기판 표면 사이 또는 그 반대로 위치하거나,
(ii) 상기 코팅은 2 개의 SiOx 층들 사이 또는 그 반대로 위치하거나,
(iii) SiOx 및 상기 코팅의 층들은 SiwOxCyHz 내지 SiOx의 경사 복합체이거나 그 반대인 것을 특징으로 하는 코팅된 용기.
(31) 제 (29) 항 내지 제 (30) 항 중 어느 한 항에 있어서, 그 외부 표면상에 적어도 하나의 다른 층, 바람직하게는 플라스틱 또는 SiOx로 이루어진 다른 차단막을 포함하고, x는 1.5 내지 2.9인 것을 특징으로 하는 코팅된 용기.
(32) 제 (29) 항 내지 제 (31) 항 중 어느 한 항에 있어서, 그 루멘에 화합물 또는 조성물, 바람직하게는 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물 또는 생물학적 유체, 더 바람직하게는 (i) 시트르산염 또는 시트르산 함유 조성물, (ii) 약제, 특히 인슐린 또는 인슐린 함유 조성물 또는 (iii) 혈액 또는 혈액 세포를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅된 용기.
(33) 제 (29) 항 내지 제 (32) 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전구체는 실록산이고, 더 바람직하게는 모노사이클릭 실록산이고, 더욱 더 바람직하게는 옥타메틸시클로테트라실록산인 것을 특징으로 하는, 제 1 항의 방법에 따라 제작된 주사기 베럴인 코팅된 용기로서, (a) 단계에서 상기 가스 반응물질에는 실질적으로 어떠한 O2 가스도 제공되지 않고, 상기 코팅된 베럴을 통해 플런저를 이동시키는 힘은 코팅되지 않은 주사기 베럴에 비하여 적어도 25%, 더 바람직하게는 적어도 45%, 더욱 더 바람직하게는 적어도 60% 만큼 감소되는 것을 특징으로 하는 코팅된 용기.
(34) w는 1, x는 0.5 내지 2.4이고, y는 0.6 내지 3이며, z는 2 내지 9인 SiwOxCyHz의 합계 공식을 갖는 코팅의 용도
(i) 코팅되지 않은 표면보다 더 낮은 마찰 저항을 갖는 윤활성 코팅; 및/또는
(ii) 상기 코팅되지 않은 표면보다 더 소수성인 소수성 코팅인 것을 특징으로 하는 코팅의 용도.
(35) 제 (34) 항에 있어서, 상기 코팅은 제 (24) 항 내지 제 (28) 항 중 어느 한 항에서 정의된 코팅인 것을 특징으로 하는 용도.
(36) 제 (34) 항 또는 제 (35) 항에 있어서, 상기 코팅은 상기 코팅되지 않은 표면 및/또는 HMDSO를 전구체로서 사용하는 제 (1) 항의 방법에 따라 코팅된 표면과 비교하여, 상기 코팅과 접촉하는 화합물 또는 조성물의 성분의 침전을 방지하거나 감소시키고, 특히, 인슐린 침전 또는 혈액 응고를 방지하거나 감소시키는 것을 특징으로 하는 용도.
또한, 상기 방법에 의해 코팅된 용기 및 상기 코팅된 용기 내에 담겨지거나 수납된 화합물 또는 조성물을 코팅되지 않은 용기 물질 표면의 기계적 및/또는 화학적 영향으로부터 보호하는 상기 용기의 용도가 제공된다.
(38) 제 (37) 항에 있어서, 상기 화합물 또는 조성물은 하기와 같은 용도
(i) 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물, 바람직하게는 약제, 더 바람직하게는 인슐린 침전이 감소되거나 방지되는 인슐린 또는 인슐린을 포함하는 조성물; 또는
(ii) 생물학적 유체, 바람직하게는 체액, 더 바람직하게는 혈액 응고 및/또는 혈소판 활성화가 감소되거나 방지되는 혈액 또는 혈액 분획물.
(39) 상기 코팅된 용기내에 담겨진 약제 또는 진단제; 및/또는 피하주사 바늘, 양쪽이 말단인 바늘 또는 다른 전달 수도; 및/또는 지시서를 추가로 포함할 수 있는, 본 발명에 따른 코팅된 용기를 포함하는 의료 또는 진단 키트.
본 발명은 다음과 같은 실시예들을 더 제공한다:
I. 다중 처리 스테이션 및 다중 용기 지지대를 갖는 용기 처리과정 시스템
본 발명의 일 측면에 따라서, 제 1 처리 스테이션, 제 2 처리 스테이션, 용기 지지대 및 컨베이어 배열을 포함하는 시스템인, 용기의 코팅을 위한 용기 처리 시스템이 제공된다. 상기 제 1 처리 스테이션은 예를 들면, 상기 용기의 내부 표면의 검사 또는 코팅인, 제 1 처리를 수행하도록 구성된다. 상기 제 2 처리 스테이션은 상기 제 1 처리 스테이션으로부터 기반하며 예를 들면, 상기 용기의 내부 표면의 검사 또는 코팅인, 제 2 처리를 수행하도록 구성된다. 상기 용기 지지대는 상기 제 1 처리 스테이션과 상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하는(검사하고/하거나 코팅하고/하거나 검사하는) 상기 용기의 개구부를 수용하고 안착하도록 구성된 용기 포트를 포함한다. 상기 컨베이어 배열은 제 1 처리 스테이션으로부터 제 1 처리를 한 이후에 상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 안착된 용기의 내부 표면의 제 2 처리를 위한 제 2 처리 스테이션으로 상기 용기 지지대 및 상기 안착된 용기를 이송하기 위해 맞춰져 있다.
본 명세서에서, 용기들은 혈액, 뇨 또는 다른 시료들을 수집하거나 저장하는 시료 튜브들, 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 저장하거나 전달하는 주사기들, 생물학적 물질 또는 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 저장하는 바이알들, 생물학적 물질 또는 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 수송하는 도관들 및 생물학적 물질 또는 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 지지하는 큐베트들을 포함하지만, 여기에 한정되지 않는 임의의 유형의 용기를 포함하는 것으로 광의적으로 정의된다.
아래에 기술된 용기들은 모두 아래에 기술된 처리 시스템들 또는 장치 중 하나를 사용하여 처리된다. 즉, 장치 또는 처리 시스템에 대하여 아래에 기술되어 있는 특징들도 방법 단계들로서 수행될 수 있으며 그렇게 처리된 용기에 영향을 줄 수 있다.
큐베트는 원형 또는 사각형 단면의 작은 튜브로서, 한 쪽 말단이 밀봉되어 있고, 플라스틱, 유리 또는 용융 석영(자외선 용)으로 제작되어 있으며 분광 시험용 시료를 지지하도록 설계되어 있다. 최선의 큐베트는 분광 판독에 영향을 줄 수 있는 불순물들이 없이 가능한한 투명하다. 시험관 처럼 큐베트는 대기에 개방되어 있거나 밀봉할 수 있는 캡을 가질 수 있다.
"상기 용기의 내부"라는 용어는 혈액을 저장하거나, 다른 예시적인 실시예에 따라, 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 저장하는데 사용될 수 있는 용기의 내부에 있는 중공 공간을 지칭한다.
처리라는 용어는 코팅 단계 및/또는 검사 단계 또는 예를 들면, 최초 검사 단계 이후에 코팅이 수행되고 이후 제 2 또는 심지어 제 3 또는 제 4 검사가 수행되는 것과 같이 일련의 코팅 및 검사 단계들을 포함할 수 있다. 상기 제 2, 제 3 및 제 4 검사는 동시에 수행될 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 용기 지지대는 상기 안착된 용기의 내부 공간으로부터 가스를 회수하는 진공 덕트를 포함하되, 상기 용기 지지대는 상기 용기를 처리하는데 어떠한 다른 진공 챔버도 필요하지 않도록 상기 안착된 용기의 내부에 진공을 유지하도록 맞춰져 있다. 즉, 상기 용기 지지대는 상기 안착된 용기와 함께 상기 용기의 내부 공간에서 진공을 제공하도록 맞춰져 있는 진공 챔버를 형성한다. 이 진공은 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(PECVD) 또는 다른 화학적 기상 증착 단계들과 같은 특정한 처리 단계를 위해 중요한 것이다. 또한, 상기 용기 내부의 진공은 예를 들면, 상기 벽의 기체제거 속도 또는 상기 벽의 전기 전도도를 측정함으로써 특히, 상기 용기 벽의 내부 표면의 코팅과 같이 상기 용기 벽의 특정한 검사를 수행하는데 중요할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 제 1 처리는 30 초 이하로 수행된다. 또한, 제 2 처리는 30 초 이하로 수행된다.
따라서, 용기의 신속한 제작을 가능하게 하는, 용기 코팅용 용기 처리 시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 제 1 처리 및/또는 제 2 처리는 상기 용기의 내부 공간를 검사한 이후에 상기 내부 공간의 코팅을 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기 지지대는 상기 용기의 내부로 가스를 전달하는 가스 입력 포트를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 시스템은 코팅 결함이 검출되는 경우에 상기 용기를 자동으로 재처리하도록 맞춰져 있다. 예를 들면, 상기 용기 처리 시스템 및 특히, 상기 용기 지지대는 예를 들면, 광학 검출기들과 같은 상이한 검출기들, 압력 프로브들, 가스 검출기들, 전기적 측정을 위한 전극들 등의 배열을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 예를 들어 하나 이상의 상기 처리 스테이션인 상기 처리 시스템은 상기 용기 내지 상기 용기 지지대를 수송하고/하거나 상기 용기를 상기 용기 지지대로부터 제거하는 하나 이상의 그리퍼들을 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기 지지대는 상기 용기의 내부로 가스를 전달하는 가스 입력 포트를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기 처리 시스템은 코팅 결함이 검출되는 경우에 상기 용기를 자동으로 재처리하도록 맞춰져 있다.
상기 용기의 내부 공간으로 전달된 가스는 상기 용기의 내부 공간을 PECVD 코팅하는데 유용할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 제 1 처리 및/또는 제 2 처리는 상기 용기의 내부 공간를 코팅하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 제 1 처리 스테이션 및/또는 제 2 처리 스테이션은 상기 용기의 내부 공간를 코팅하는 PECVD 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 시스템은 상기 안착된 용기의 적어도 상부 부분을 둘러싸는 외부 전극을 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기 내에서 상대 전극을 제공하는 전기적 전도 프로브를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 제 1 처리 및/또는 제 2 처리는 결함 여부를 알아보기 위해 상기 용기의 내부 표면을 검사하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 시스템은 결함 여부를 알아보기 위해 상기 용기의 내부 공간을 검사하기 위한 상기 제 1 처리 스테이션 및/또는 제 2 처리 스테이션의 용기 포토를 통해 상기 용기로 삽입되도록 맞춰져 있는 제 1 검출기를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기 처리 시스템은 결함 여부를 알아보기 위해 상기 용기의 내부 표면을 검사하기 위한 용기 외부에 위치한 제 2 검출기를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 제 1 검출기 및/또는 제 2 검출기는 상기 용기에 장착된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 지지대는 상기 용기를 형성하기 위한 성형 틀을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 , 상기 및 아래에 기술된 용기 처리 시스템을 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 저장하기 위한 주사기, 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 저장하기 위한 바이알, 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 이송하기 위한 도관 또는 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 피펫하기 위한 피펫에 사용하는 용도가 기술되어 있다.
또한, 상기 용기 처리 시스템은 용기의 검사를 위해 구성될 수 있으며, 특히, 결함 여부를 알아보기 위해 용기의 제 1 검사를 수행하고, 상기 용기의 내부 표면에 제 1 코팅을 도포하고, 이후 결함 여부를 알아보기 위해 상기 코팅된 용기의 내부 표면의 제 2 검사를 수행하도록 맞춰질 수 있다 . 또한, 상기 시스템은 상이한 검사를 수행하는 동안 획득한 데이터를 평가하도록 맞춰질 수 있으며, 상기 제 2 검사 및 상기 데이터 평가는 30 초 미만이 걸린다.
본 발명의 다른 측면에 따르며, 결함 여부를 알아보기 위해 용기의 제 1 검사, 용기의 내부 표면에 제 1 코팅의 도포를 수행하고, 결함 여부를 알아보기 위해 코팅된 용기의 내부 표면의 제 2 검사를 수행하고 검사하는 동안에 획득한 데이터를 평가하도록 구성된 처리 스테이션 배열을 포함하는 용기의 코팅 및 검사를 위한 용기 처리 시스템으로서, 상기 제2검사 및 데이터 평가는 30초 미만인 것을 특징으로 하는 용기의 코팅 및 검사를 위한 용기 처리 시스템이 제공된다.
또한, 상기 제 1 코팅의 도포는 제 1 또는 제 2 처리라고 칭해질 수 있으며, 상기 코팅된 용기의 내부 표면의 제 2 검사를 수행하는 단계는 제 2 처리라고 칭할 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 처리 스테이션 배열은 상기 제 1 검사를 수행하는 제 1 처리 스테이션, 상기 안착된 용기의 내부 표면에 상기 제 1 코팅의 도포를 수행하고 상기 제 2 검사를 수행하는 제 1 처리 스테이션을 포함한다. 또한, 상기 처리 스테이션 배열은 상기 제 1 처리 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면의 제 1 코팅을 검사하고 도포하기 위한 상기 용기의 개구부를 수용하고 안착하도록 구성된 용기 포트를 갖는 용기 지지대를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 처리 스테이션 배열은 상기 제 1 처리 스테이션으로부터 이격되어 있고, 상기 제 2 검사를 수행하고 제 2 코팅을 도포하며 상기 제 2 코팅 이후에 제 3 검사를 수행하도록 구성된 제 2 처리 스테이션을 더 포함한다. 또한, 상기 처리 시스템은 상기 제 1 코팅을 도포한 이후에 상기 제 1 처리 스테이션으로부터 상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 안착된 용기의 내부 표면으로 상기 제 2 코팅의 도포를 위해 상기 상기 제 2 처리 스테이션으로 상기 용기 지지대 및 상기 안착된 용기를 이송하기 위한 컨베이어 배열을 포함한다. 상기 용기 지지대의 용기 포트는 상기 제 1 처리 스테이션과 상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면을 코팅하고 검사하는 상기 용기의 개구부를 수용하고 안착하도록 구성되어 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 용기 지지대는 상기 안착된 용기의 내부 공간으로부터 가스를 회수하는 진공 덕트를 포함하되, 상기 용기 지지대는 상기 용기를 코팅하고 검사하는데 어떠한 다른 진공 챔버도 필요하지 않도록 상기 안착된 용기의 내부에 진공을 유지하도록 맞춰져 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 각각의 검사는 30 초 이하로 수행된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기 처리 시스템은 코팅 결함이 검출되는 경우에 상기 용기를 자동으로 재처리하도록 맞춰져 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 제 1 처리 스테이션 및/또는 제 2 처리 스테이션은 상기 용기의 내부 표면의 코팅 도포를 위한 PECVD 장치를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 코팅은 차단성 코팅이되, 상기 시스템은 차단막의 존재 여부를 확인하도록 맞춰져 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 제 2 코팅은 윤활성 코팅이되, 상기 시스템은 상기 윤활성 코팅(즉, 윤활성 층)의 존재 여부를 확인하도록 맞춰져 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 제 1 코팅은 차단성 코팅이되, 상기 시스템은 상기 차단 및 윤활성 코팅의 존재 여부를 확인하도록 맞춰져 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 시스템은 상기 차단막과 상기 윤활성 층이 존재 여부를 적어도 6-시그마 수준의 확실성으로 확인하도록 맞춰져 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 제 1 검사 및/또는 제 2 검사는 코팅된 용기로부터 가스의 가스제거 속도를 측정하는 단계, 상기 코팅의 도포를 광학적인 모니터링을 수행하는 단계, 상기 코팅된 용기의 내부 표면의 광학적 매개변수들을 측정하는 단계, 및 상기 코팅된 용기의 전기적 특성을 측정하는 단계 중 적어도 하나를 포함한다.
해당 측정 데이터는 이후 프로세서에 의하여 분석될 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 처리 시스템은 가스제거 속도를 측정하는 제 1 검출기 및/또는 확산 속도를 측정하는 제 2 검출기 및/또는 광학적 매개변수들을 측정하는 제 3 검출기 및/또는 전기적 매개변수들을 측정하는 제 4 검출기를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 제 1 코팅 및/또는 상기 제 2 코팅은 100 nm 두께 미만이다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기 처리 시스템은 검사하는 동안에 획득한 프로세서를 더 포함한다.
본 발명의 일 측면은 제 1 처리 스테이션, 제 2 처리 스테이션, 복수개의 용기 지지대들 및 컨베이어를 포함하는 용기 처리 시스템이다. 상기 제 1 처리 스테이션은 개구부를 갖는 용기 및 내부 표면을 정의하는 벽을 처리하도록 맞춰져 있다. 상기 제 2 처리 스테이션은 상기 제 1 처리 스테이션으로부터 이격되어 있으며 개구부를 갖는 용기 및 내부 표면을 정의하는 벽을 처리하도록 맞춰져 있다.
상기 용기 지지대의 적어도 일부, 선택적으로는 모두는 용기 포트는 상기 제 1 처리에서 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하는 상기 용기의 개구부를 수용하고 안착하도록 구성된 용기 포트를 포함한다. 상기 컨베이어는 제 1 처리 스테이션으로부터 상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 안착된 용기의 내부 표면의 처리를 위한 제 2 처리 스테이션으로 일련의 상기 용기 지지대 및 안착된 용기를 이송하기 위해 구성되어 있다.
II. 용기 지지대
II.A. 특정 밀폐 방식을 인용하지 않는 용기 지지대
상기 용기 처리 시스템의 휴대용 용기 지지대로서, 상기 용기의 내부 표면은 코팅되고 결함 여부를 알아보기 위해 검사되며 상기 용기는 상기 용기 처리 시스템의 제 1 처리 스테이션으로부터 제 2 처리 스테이션으로 이송되며, 상기 용기 지지대는 상기 용기의 개구부를 안착시키도록 구성되며 상기 제 1 처리 스테이션 및 상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하기 위한 용기 지지대는 용기를 지지하도록 맞춰질 수 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 휴대용 용기 지지대는 외부 가스 공급기 또는 배출구를 수용하는 제 2 포트 및 상기 용기 포트상에 안착된 용기의 개구부와 상기 제 2 포트 사이에서 가스를 통과시키는 덕트를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 휴대용 용기 지지대는 무게가 2.25 kg 미만이다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기 지지대는 상기 안착된 용기의 내부로부터 용기 포트를 통해 가스를 회수하는 진공 덕트 및 외부 진공 포트를 포함하되, 상기 용기 지지대는 상기 용기를 처리하는데 어떠한 다른 진공 챔버도 필요하지 않도록 상기 안착된 용기의 내부에 진공을 유지하도록 맞춰져 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기 지지대는 상기 안착된 용기의 내부로부터 용기 포트를 통해 가스를 회수하는 진공 덕트 및 외부 진공 포트를 포함하되, 상기 용기 지지대는 상기 용기를 처리하는데 어떠한 다른 진공 챔버도 필요하지 않도록 상기 안착된 용기의 내부에 진공을 유지하도록 맞춰져 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 외부 진공 포트는 또한 가스를 전달하는 상기 진공 포트 내에 포함되어 있는 가스 입력 포트를 상기 안착된 용기의 내부로 통합한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기의 처리는 상기 안착된 용기의 내부 표면을 코팅하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기 지지대는 열가소성 물질로 필수적으로 제작된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 휴대용 용기 지지대는 상기 용기의 실린더형 벽을 수용하는 실린더형 내부 표면, 상기 실린더형 내부 표면 내에서 이와 동축인 제 1 환상 홈 및 상기 제 1 환상 홈내에 배치되고 상기 용기 지지대 내에서 상기 안착된 용기 사이에 밀봉을 제공하는 제 1 O-링을 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 휴대용 용기 지지대는 상기 안착된 용기의 개방된 말단이 지지될 수 있는 둥근 실린더형 내부 표면에 인접한 방사상으로 연장하는 접합부를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 휴대용 용기 지지대는 상기 실린더형 내부 표면 내에서 이와 동축이며 상기 제 1 환상 홈으로부터 축방향으로 이격된 제 2 환상 홈을 더 포함한다. 또한, 상기 용기 지지대는 상기 용기 지지대에서 상기 안착된 용기 사이에서 밀봉을 제공하는 상기 제 2 환상 홈에 배치된 제 2 O-링를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기 지지대는 결함 여부를 알기 위해 상기 안착된 용기의 내부 표면의 검사용 용기 포트를 통해 용기의 내부 공간을 조사하기 위한 제 1 검출기를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 용기 지지대는 상기 용기를 형성하기 위한 성형 틀을 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 용기의 코팅을 위한 상기 용기 처리 시스템은 상기 및 아래에 기술된 용기 지지대를 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 휴대용 용기 지지대는 용기 포트, 제 2 포트, 덕트 및 이동가능한 하우징을 포함한다. 상기 용기 포트는 서로 연통하는 관계인 용기 개구부를 안착시키도록 구성되어 있다. 상기 제 2 포트는 외부 가스 공급기 또는 배출구를 수용하도록 구성되어 있다. 상기 용기 포트상에 안착된 용기 개구부와 상기 제 2 포트 사이에서 하나 이상의 가스를 통과시키도록 구성되어 있다. 상기 용기 포트, 제 2 포트 및 덕트는 상기 이동가능한 하우징에 실질적으로 견고하게 부착되어 있다. 선택적으로, 상기 휴대용 용기 지지대는 5 파운드 미만의 무게가 나간다.
본 발명의 다른 측면은 용기 포트, 진공 덕트, 진공 포트 및 이동가능한 하우징을 포함하는 휴대용 용기 지지대이다. 상기 용기 포트는 밀봉된 서로 연통하는 관계인 용기 개구부를 수용하도록 구성되어 있다. 상기 진공 덕트는 상기 용기 포트상에 안착된 용기로부터 가스를 회수하도록 구성되어 있다. 상기 진공 포트는 상기 진공 덕트 및 외부 진공원 사이에서 연통하도록 구성되어 있다. 상기 진공원은 상기 진공 덕트보다 더 낮은 압력의 펌프 또는 가스통 또는 발라스트 탱크일 수 있다. 상기 용기 포트, 진공 덕트 및 진공 포트는 상기 이동가능한 하우징에 실질적으로 견고하게 부착되어 있다. 선택적으로, 상기 휴대용 용기 지지대는 5 파운드 미만의 무게가 나간다.
II.B. 밀봉 배열을 포함하는 용기 지지대.
본 발명의 또 다른 측면은 그 개방된 말단에 인접한 실질적으로 실린더형 벽을 갖는 용기의 개방된 말단을 수용하는 용기 지지대이다. 상기 용기 지지대는 대략 실린더형 내부 표면(예를 들면, 둥근 실린더형 내부 표면), 환상 홈 및 O-링을 가질 수 있다. 본 명세서 전반에 걸쳐서 둥글거나 원형의 개구부들 또는 단면들을 갖는 것으로 명기된 용기들은 예시적일 뿐이며, 본 개시물 또는 청구항의 범위를 한정하지 않는 것으로 이해할 것이다. 만약 상기 용기가 예를 들면, 상기 용기가 큐베트인 곳에서 일반적인 원형이 아닌 개구부 또는 단면을 갖는다면, 상기 용기 지지대의 "둥근" 실린더형 표면은 원형이 아닐 수 있으며, 달리 특이적으로 요구할 때를 제외하고는, 상기 원형이 아닌 단면에 가스킷 또는 밀봉하도록 형상의 실과 같은 원형이 아닌 밀봉 구성요소를 이용하여 밀봉될 수 있다. 또한, "실린더형"은 원형 단면 실린더를 요구하지 않으며, 예를 들면, 모서리가 둥근 사각형과 같은 다른 단면 형상들을 포함한다.
상기 일반적인 실린더형 내부 표면은 상기 용기 실린더형 벽을 수용하도록 크기가 만들어져 있다.
상기 환상 홈은 상기 대략 실린더형 내부 표면 내에서 이와 동축으로 배치되어 있다. 상기 제 1 환상 홈은 상기 대략 실린더형 내부 표면에서 개구부 및 상기 대략 실린더형 내부 표면으로부터 방사상으로 이격된 바닥 벽을 갖는다.
상기 O-링은 상기 제 1 환상 홈에 배치된다. 상기 제 1 환상 홈에 대하여, 상기 O-링은 상기 개구부를 통해 방사상으로 보통 연장하고 상기 대략 실린더형 내부 표면에 의하여 수용된 용기에 의하여 방사상 외부로 눌려지도록 크기가 만들어져 있다. 이 배열은 상기 용기 및 상기 제 1 환상 홈 사이에서 밀봉을 형성한다.
본 발명의 다른 측면에 따르며, 결함 여부를 알아보기 위해 용기의 내부 표면의 제 1 검사는 상기 용기의 내부 표면에 코팅이 도포된 이후에 수행되는, 용기의 코팅 및 검사 방법이 제공된다. 이후, 결함 여부를 알아보기 위해 상기 코팅된 용기의 내부 표면의 제 2 검사가 수행되고, 이후 상기 제 1 및 제 2 검사 도중에 획득한 데이터의 평가가 수행되며, 상기 제 2 검사 및 상기 데이터 평가는 30 초 미만이 걸린다.
본 발명의 다른 측면에 따르며, 상기 용기의 내부 표면이 상기 용기 포트를 통해 코팅된 이후에, 상기 용기의 개구부가 용기 지지대의 용기 포트상에 안착되어 있는 용기 처리 방법이 제공된다. 이후, 상기 코팅은 상기 용기 포트를 통해 상기 코팅의 결함 여부를 검사하게 된다. 이를 수행한 이후에, 상기 용기는 상기 제 1 처리 스테이션으로부터 제 2 처리 스테이션으로 이송되며, 상기 안착된 용기는 상기 용기 지지대에 의하여 코팅, 검사 및 이송하는 동안에 지지된다.
III. 용기 이송 방법-용기 지지대 상에 안착된 용기 처리
III.A. 용기 지지대를 처리 스테이션으로 수송하는 단계
본 발명의 다른 측면은 용기 처리 방법이다. 제 1 처리 스테이션 및 상기 제 1 처리 스테이션으로부터 이격되어 있는 제 2 처리 스테이션은 용기 처리를 위해 제공된다. 개구부 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 용기가 제공된다. 용기 포트를 포함하는 용기 지지대가 제공된다. 상기 용기의 개구부는 상기 용기 포트상에 안착된다. 상기 안착된 용기의 내부 표면은 상기 제 1 처리 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 처리된다. 상기 용기 지지대 및 안착된 용기는 상기 제 1 처리 스테이션으로부터 상기 제 2 처리 스테이션으로 수송된다. 상기 안착된 용기의 내부 표면은 상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 처리된다.
III.B. 처리 장치를 용기 지지대로 또는 그 반대로 수송하는 단계.
본 발명의 다른 측면은 일부 부분들을 포함하는 용기 처리 방법이다. 제 1 처리 장치 및 제 2 처리 장치는 용기 처리를 위해 제공된다. 개구부 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 용기가 제공된다. 용기 포트를 포함하는 용기 지지대가 제공된다. 상기 용기의 개구부는 상기 용기 포트상에 안착된다.
상기 제 1 처리 장치는 상기 용기 지지대와 작동가능하게 맞물리거나 그 반대 상태로 이동된다. 상기 안착된 용기의 내부 표면은 상기 제 1 처리 장치를 이용한 상기 용기 포트를 통해 처리된다.
이후, 상기 제 2 처리 장치는 상기 용기 지지대와 작동가능하게 맞물리거나 그 반대 상태로 이동된다. 상기 제 2 처리 장치를 사용하여 상기 용기 포트를 통한 상기 안착된 용기의 내부 표면.
III.C. 튜브를 처리 스테이션으로 왕복 수송하는 그리퍼를 사용하는 단계
본 발명의 또 다른 측면은 일부 단계들을 포함하는, 제 1 용기의 플라즈마 강화 화학적 기상 증착법(PECVD) 처리 방법이다. 개방단, 폐쇄단 및 내부 표면을 갖는 제 1 용기가 제공된다. 적어도 제 1 그리퍼는 상기 제 1 용기의 폐쇄단을 선택적으로 잡고 풀어주도록 구성되어 있다. 상기 제 1 용기의 폐쇄단은 상기 제 1 그리퍼를 사용하여 쥐어져 있으며, 상기 제 1 그리퍼를 사용하여 상기 제 1 용기의 개방단으로 안착하도록 구성된 용기 지지대 부근으로 이송된다. 이후, 상기 제 1 그리퍼는 상기 제 1 용기를 축상으로 전진시키고 상기 용기 지지대상에 그 개방단을 안착시켜, 상기 용기 지지대 및 상기 제 1 용기의 내부 사이에서 밀봉된 연통이 이루어지도록 사용된다.
적어도 하나의 가스 반응물질은 상기 용기 지지대를 통해 상기 제 1 용기 내에 도입된다. 상기 제 1 용기의 내부 표면상에서 반응물질의 반응 생성물을 형성하기에 효과적인 조건하에서 상기 제 1 용기 내에서 플라즈마가 형성된다.
이후, 상기 제 1 용기는 상기 용기 지지대로부터 탈착되며, 상기 제 1 그리퍼 또는 다른 그리퍼를 사용하여, 상기 제 1 용기는 상기 용기 지지대로부터 축방향으로 이송된다. 이후, 상기 제 1 용기는 상기 용기 지지대로부터 축방향으로 이송하는데 사용되는 상기 그리퍼로부터 풀려나간다.
IV. 용기 제작용 PECVD 장치
IV.A. 용기 지지대, 내부 전극, 반응 챔버로서 용기를 포함하는 PECVD 장치
본 발명의 다른 측면에 따르면, 용기의 내부 표면을 코팅하는 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD) 기구가 제공된다. 상기 PECVD 장치는 상기 용기 처리 시스템의 일부일 수 있으며, 상기 및 아래에 기술된 지지대와 같이, 상기 용기 포트를 통해 안착된 용기의 내부 표면을 처리하기 위한 용기의 제 1 개구부를 수용하고 안착하도록 구성된 용기 포트를 포함하는 용기 지지대를 포함한다. 또한, 상기 PECVD 장치는 상기 안착된 용기의 내부 공간 내에서 배열된 내부 전극 및 상기 안착된 용기를 수용하는 내부 부분을 갖는 외부 전극을 포함한다. 또한, 전원 공급기는 상기 용기 내에서 플라즈마를 생성하기 위해 제공되며, 상기 안착된 용기 및 상기 용기 지지대는 플라즈마 반응 챔버를 정의하도록 맞춰져 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 PECVD 장치는 상기 안착된 용기의 내부 공간을 진공시키는 진공원을 더 포함하되, 상기 용기 포트 및 상기 안착된 용기는 진공 챔버를 정의하도록 맞춰져 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 PECVD 장치는 반응물질 가스원으로부터 상기 용기의 내부 공간으로 반응 가스를 공급하는 가스 공급기를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 가스 공급기는 상기 내부 전극의 원위 부위에 위치되어 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 내부 전극은 상기 안착된 용기까지 동심원으로 연장하도록 위치된 원위 부위를 갖는 프로브이다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 외부 전극은 실린더형 섹션을 가지며 상기 안착된 용기 주위로 동심원으로 연장한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 PECVD 장치는 상기 용기의 폐쇄 말단을 선택적으로 지지하고 배출하며, 상기 용기를 상기 용기 지지대의 부근으로 이송하기 위해, 상기 용기의 폐쇄 말단을 움켜잡는 그리퍼를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 PECVD 장치는 중공 음극 플라즈마가 실질적으로 없는 용기의 내부 공간에서 플라즈마를 형성하도록 맞춰져 있다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 PECVD 장치는 결함 여부를 알기 위해 상기 용기의 내부 표면의 검사용 용기 포트를 통해 용기의 내부 공간을 조사하기 위한 검출기를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 PECVD 장치는 상기 용기의 제 2 제한된 개구부와 연결하기 위한 처리 용기 개구부를 갖는 처리 용기에 있어서, 반응 가스가 상기 용기의 내부 공간으로부터 상기 처리 용기로 흘러가도록 하는 것을 특징으로 하는 처리 용기를 더 포함한다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 내부 전극의 원위단은 상기 안착된 용기의 제 1의 더 큰 개구부로부터 제 2 제한된 개구부까지의 거리의 1/2 미만에 위치된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 상기 내부 전극의 원위단은 상기 안착된 용기의 제 1의 더 큰 개구부 외부에 위치된다.
또한, 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하기 위한 용기 지지대의 용기 포트상에 상기 용기의 개구부를 수용하고 안착되는, 용기의 내부 표면의 코팅 방법이 제공된다. 이후, 내부 전극은 가스 공급기가 상기 내부 전극의 원위 부분에 위치된 이후에 상기 안착된 용기의 내부 공간 내에서 배열된다. 또한, 상기 안착된 용기를 외부 전극의 내부 부분에 수용된다. 상기 용기 지지대내에서 상기 안착된 용기는 플라즈마 반응 챔버를 정의하도록 맞춰져 있다.
특히, 진공 챔버는 상기 용기 포트에 의하여 정의될 수 있으며 가스는 외부 진공 챔버가 코팅에 필요하지 않도록 상기 안착된 용기의 내부 공간으로부터 회수된다.
다른 단계에서, 상기 안착된 용기의 내부 공간내에 플라즈마가 형성되며 코팅 물질은 상기 안착된 용기의 내부 표면상에 증착된다.
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따르면, 처리 용기 개구부를 상기 용기의 제한된 개구부와 연결시켜 반응 가스를 상기 용기의 내부 공간으로부터 상기 처리 용기로 흐르도록 한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면 , 상기 및 아래에 기술된 용기 처리 시스템을 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 저장하기 위한 주사기, 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 저장하기 위한 바이알, 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 이송하기 위한 도관 또는 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 지지하기 위한 큐베트를 제작 하는 용도.
본 발명의 다른 측면은 용기 지지대, 내부 전극, 외부 전극 및 전원 공급기를 포함하는 PECVD 장치이다.
상기 용기 지지대는 처리하기 위해 안착된 위치에서 용기를 수용하는 포트를 갖는다. 상기 내부 전극은 용기 지지대상에 안착된 용기 내에 수용되도록 위치된다. 상기 외부 전극은 상기 용기 지지대 상에 안착된 용기를 수용하도록 위치된 내측부를 갖는다. 상기 전원 공급기는 상기 내부 및 외부 전극들에 교류 전류를 공급하여 상기 용기 지지대 상에 안착된 용기 내에서 플라즈마를 형성한다. 상기 용기는 플라즈마 반응 챔버를 정의한다.
본 발명의 또 다른 측면은 앞 문단에서 기술된 PECVD 장치로서, 폐쇄된 챔버를 정의하기 위하여 상기 포트상에 안착된 용기의 내부로 또는 내부로부터 가스를 전달하기 위한, 진공원을 필수적으로 포함하지는 않는 가스 배기구을 포함하는 PECVD 장치이다.
IV.B. 튜브를 코팅 스테이션으로 왕복 수송하는 그리퍼를 사용하는 PECVD 장치
본 발명의 다른 측면은 개방단, 폐쇄단 및 내부 공간을 갖는 제 1 용기의 PECVD 처리를 위한 장치이다. 상기 장치는 용기 지지대, 제 1 그리퍼, 상기 용기 지지대상의 시트, 반응물질 공급기, 플라즈마 생성기 및 용기 배출 장치를 포함한다.
상기 용기 지지대는 용기의 개방단에 안착하도록 구성되어 있다. 상기 제 1 그리퍼는 용기의 폐쇄단을 선택적으로 지지하고 풀어주며, 상기 용기의 폐쇄단을 쥐고 있는 동안에 상기 용기 지지대 부근에 상기 용기를 이송하도록 구성되어 있다. 상기 용기 지지대는 상기 용기 지지대 및 상기 제 1 용기의 내부 공간 사이에 밀봉된 연통이 이루어지도록 구성된 시트를 갖는다.
상기 반응물질 공급기는 상기 용기 지지대를 통해 상기 제 1 용기 내에서 적어도 하나의 가스 반응물질을 도입하도록 작동가능하게 연결되어 있다. 상기 플라즈마 생성기는 상기 제 1 용기의 내부 표면상에서 반응물질의 반응 생성물을 형성하기에 효과적인 조건하에서 상기 제 1 용기 내에서 플라즈마를 형성하도록 구성되어 있다.
상기 용기 배출 장치는 상기 용기 지지대로부터 상기 제 1 용기를 탈착시키도록 제공된다. 상기 제 1 그리퍼 또는 다른 그리퍼인 그리퍼는 상기 용기 지지대로부터 상기 제 1 용기를 축 방향으로 이송시키고 상기 제 1 용기를 배출하도록 구성되어 있다.
V. PECVD 방법들
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하기 위한 용기 지지대상에 상기 용기의 개구부를 수용하고 안착되는, 용기의 내부 표면의 코팅(및/또는 검사) 방법이 제공된다. 처리라는 용어는 코팅 단계 또는 일부 코팅 단계들 또는 심지어 일련의 코팅 및 검사 단계들을 가리킬 수 있다.
또한, 상기 안착된 용기의 내부 표면의 제 1 처리는 제 1 처리 스테이션에서 상기 용기 지지대의 용기 포트를 통해 수행된다. 이후, 상기 용기 지지대 및 상기 안착된 용기는 상기 제 1 처리 스테이션에서 제 1 처리를 한 이후에 제 2 처리 스테이션으로 수송된다. 이후, 상기 제 2 처리 스테이션에서, 상기 안착된 용기의 내부 표면의 제 2 처리는 상기 용기 지지대의 용기 포트를 통해 수행된다.
V.A. 중공 음극 플라즈마가 실질적으로 없는 플라즈마를 사용한 SiO x 차단성 코팅을 도포하기 위한 PECVD
본 발명의 다른 측면은 표면상에서, 바람직하게는 용기의 내부상에 SiOx의 차단성 코팅을 도포하는 방법으로서, 이 식에서 x는 약 1.5 내지 약 2.9이고, 또는 약 1.5 내지 약 2.6이고, 또는 약 2인, 차단성 코팅 도포 방법이다. 상기 방법은 일부 단계들을 포함한다.
예컨대, 유기실리콘 화합물 가스, 선택적으로는 산화 가스 및 선택적으로는 탄화수소 가스를 포함하는 플라즈마 형성 가스를 포함하는 반응 혼합물로서, 표면, 예컨대, 용기 벽이 제공된다.
플라즈마는 음극 중공 플라즈마가 실질적으로 없는 상기 반응 혼합물에서 형성된다. 상기 용기 벽은 반응 혼합물과 접촉되고, SiOx의 코팅은 상기 용기 벽의 적어도 일 부분상에 증착된다.
V.B. 용기(주사기 모세관)의 제한된 개구부를 코팅하는 PECVD
본 발명의 다른 측면은 PECVD에 의하여 처리되는 일반적으로 튜브형 용기의 제한된 개구부의 내부 표면을 코팅하는 방법이다. 상기 방법은 이러한 단계들을 포함한다.
일반적으로 튜브형 용기가 제공되어 처리된다. 상기 용기는 외부 표면, 루멘을 정의하는 내부 표면, 내경을 갖는 더 큰 개구부 및, 내부 표면에 의해 정의되고 더 큰 개구부 내경보다 더 작은 내경을 갖는 제한된 개구부를 포함한다.
루멘 및 처리 용기 개구부를 갖는 처리 용기가 제공된다. 상기 처리 용기 개구부는 상기 용기의 제한된 개구부와 연결되어 처리되는 용기의 루멘과 상기 제한된 개구부를 통해 처리 용기 루멘 사이에서 연통이 되도록 한다.
처리될 용기의 루멘과 처리중인 용기 루멘 내에서 적어도 부분적인 진공을 이끌어낸다. PECVD 반응물질은 상기 제 1 개구부를 통해, 이후 처리되는 상기 용기의 루멘을 통해, 이후 상기 제한된 개구부를 통해 유동하여 상기 처리중인 용기 루멘으로 흘러간다. 상기 제한된 개구부의 내부 표면상에 PECVD 반응 생성물의 코팅을 증착시키는데 효과적인 조건 하에서 상기 제한된 개구부와 인접한 곳에서 플라즈마가 생성된다.
V.C. 윤활성 코팅을 도포하는 방법
본 발명의 또 다른 측면은 기판상에 윤활성 코팅을 도포하는 방법이다. 상기 방법은 다음과 같이 수행된다.
전구체가 제공된다. 상기 전구체는 바람직하게는 유기실리콘 화합물, 더 바람직하게는 선형 실록산, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 폴리실세스퀴옥산, 또는 이 전구체들 중 2 이상의 조합이다. 다른 전구체들, 예컨대, 주기율표 체게의 III족 및 IV족 금속들을 포함하는 유기금속 전구체들도 고려된다. 상기 전구체는 코팅을 형성하기에 효과적인 조건하에서 기판에 도포된다. 상기 코팅은 중합되거나 교차결합되거나 양쪽 모두 되어, 본 명세서에 정의된 바와 같이, 처리되지 않은 기판보다 더 낮은 "플런저 활동력" 또는 "브레이크아웃 힘"을 갖는 윤활성 표면을 형성한다.
VI. 용기 검사
VI.A. 예비코팅 및 후코팅 검사를 포함하는 용기 처리
본 발명의 또 다른 측면은 개구부를 갖는 용기 및 내부 표면을 정의하는 벽을 처리하는 용기 처리 방법이다. 상기 방법은 결함 여부를 알아보기 위해 제공된 상기 용기의 내부 표면을 검사하고; 상기 제공된 용기를 검사한 이후에 상기 용기의 내부 표면에 코팅을 도포하고; 그리고 결함 여부를 알아보기 위해 상기 코팅을 검사함으로써 수행된다.
본 발명의 다른 측면은 상기 성형된 용기를 검사한 이후에 상기 용기에 차단성 코팅이 도포되고, 상기 차단성 코팅을 도포한 이후에 결함 여부를 알아보기 위해 상기 용기의 내부 표면이 검사되는 용기 처리 방법이다.
V.I.B. 예컨대, 차단막을 통해 용기 벽의 가스제거를 검출함으로써 수행되는 용기 검사
본 발명의 다른 측면은 코팅된 물품에 의하여 가스제거된 휘발성 종을 측정함으로써 코팅을 검사하는 방법("가스제거 방법")이다. 상기 방법은 코팅이 기판의 표면에 도포되어 코팅된 표면을 형성하는 코팅 공정의 생성물을 검사하는데 사용될 수 있다. 특히, 상기 방법은 소정의 기준을 만족하지 않는 코팅된 생성물들 또는 손상된 코팅 생성물들을 구별하고 제거하기 위하여 코팅 공정에 대한 인라인 공정 제어로 사용될 수 있다.
일반적으로, "휘발성 종"은 시험 조건에서의 가스 또는 증기이고, 바람직하게는 공기, 질소, 산소, 수증기, 휘발성 코팅 성분들, 휘발성 기판 성분들 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 공기, 질소, 산소, 수증기 또는 이들의 조합이다. 상기 방법은 단지 하나 이상의 휘발성 종들을 측정하는데 사용될 수 있으며, 바람직하게는 복수개의 다양한 휘발성 종이 단계 (c)에서 측정되고, 더 바람직하게는 실질적으로 상기 검사 대상으로부터 배출된 모든 휘발성 종들은 단계 (c)에서 측정된다.
상기 가스제거 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다:
(a) 생성물을 검사 대상으로 제공하는 단계;
(c) 상기 검사 대상으로부터 상기 코팅된 표면과 인접한 가스 공간으로 적어도 하나의 휘발성 종의 방출을 측정하는 단계; 및
(d) 동일한 시험 조건 하에서 측정된 적어도 하나의 기준 대상에 대하여 (c) 단계의 결과를 (c) 단계의 결과와 비교하여, 상기 코팅의 존재 또는 부재 및/또는 상기 코팅의 물리적 및/또는 화학적 특성을 측정하는 단계.
상기 기체제거 방법에 있어서, 측정되어야 할 상기 코팅의 물리적 및/또는 화학적 특성은 차단 효과, 습윤 장력 및 그 조성으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 바람직하게는 차단 효과인 것을 특징으로 한다.
유리하게는, 단계 (c)는 상기 코팅된 표면과 인접한 가스 공간에서 적어도 하나의 휘발성 종의 질량 유량 또는 부피 유량을 측정함으로써 수행된다.
바람직하게는, 상기 기준 대상(i)은 코팅되지 않은 기판; 또는 (ii) 기준 코팅으로 코팅된 기판이다. 이는 예컨대, 알려진 특성을 갖는 코팅과 비교하여, 예컨대, 상기 가스제거 방법이 코팅의 존재 또는 부재(이후 상기 기준 대상은 코팅되지 않은 기판일 수 있다)를 결정하거나 상기 코팅의 특성을 결정하는데 사용되는지의 여부에 의존한다. 상기 코팅의 동일성을 특이적인 코팅으로 결정하기 위하여, 기준 코팅도 통상적인 선택일 수 있다.
또한, 상기 가스제거 방법은 코팅된 표면을 통해 압력 차등이 제공되고 상기 압력 차등이 없을 때보다 더 높은 상기 휘발성 종의 질량 유량 또는 부피 유량이 구현될 수 있도록 상기 코팅된 표면과 인접한 가스 공간에서 대기압을 변화시키는 단계인 단계 (b)를 단계 (a) 및 단계 (c) 사이의 추가 단계로서 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 휘발성 종은 상기 압력 차등의 더 낮은 측면의 방향으로 이동할 것이다. 만약 상기 코팅된 대상이 용기이면, 상기 코팅된 용기 벽으로부터 상기 휘발성 종의 가스 제거 상태를 측정하기 위하여 상기 용기 루멘과 외부 사이의 압력 차등이 설정된다. 상기 압력 차등 은 예컨대, 상기 용기 내의 가스 공간을 적어도 부분적으로 진공시켜 제공될 수 있다. 이 경우에, 상기 용기의 루멘으로 가스제거되는 휘발성 종은 측정될 수 있다.
만약 진공이 적용되어 압력 차등을 생성한다면, 상기 측정은 상기 기판의 코팅된 표면과 진공원 사이에 개재된 측정 셀을 이용하여 수행될 수 있다.
일 측면에 있어서, 상기 검사 대상은 단계 (a)의 휘발성 종, 바람직하게는 상기 검사 대상의 물질 상으로 또는 그 내부로 상기 휘발성 종의 흡착 또는 흡수를 가능하게 하기 위하여, 바람직하게는 공기, 질소, 산소, 수증기 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 휘발성 종과 접촉될 수 있다. 이후, 상기 검사 대상으로부터 상기 휘발성 종의 후속적인 배출은 단계 (c)에서 측정된다. 상이한 물질들(예컨대, 상기 코팅 및 상기 기판 등)이 상이한 흡착 및 흡수 특징을 가지므로, 이는 코팅의 존재와 특징들의 결정을 단순화시킬 수 있다.
상기 기판은 중합체 화합물, 바람직하게는 폴리에스테르, 폴리올레핀, 사이클릭 올레핀 공중합체, 폴리카보네이트 또는 이들의 조합이다.
본 발명의 문맥에 있어서, 상기 가스제거 방법에 의하여 특징된 코팅은 예컨대, 본 명세서에 기술된 유기실리콘 전구체들로부터 통상적으로 PECVD에 의하여 제조된 코팅이다. 본 발명의 특정한 측면에 있어서 (i) 상기 코팅은 차단성 코팅이고, 바람직하게는 x가 약 1.5 내지 약 2.9인 SiOx 층이며; 및/또는 (ii) 상기 코팅은 상기 코팅된 기판의 윤활성 및/또는 표면 장력을 개질하는 코팅이고, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9인 SiwOxCyHz의 층이다.
상기 가스제거 방법에 의하여 그 생성물이 검사되는 코팅 공정이 진공 조건하에서 수행되는 PECVD 코팅인 경우, 이후의 가스제거 측정은 PECVD용으로 사용되는 진공을 깨뜨리지 않고 수행될 수 있다.
측정된 상기 휘발성 종은 상기 코팅으로부터 배출된 휘발성 종, 상기 기판으로부터 배출된 휘발성 종 또는 양쪽 모두의 조합일 수 있다. 일 측면에 있어서, 상기 휘발성 종은 상기 코팅으로부터 배출된 휘발성 종이고, 바람직하게는 휘발성 코팅 성분이며, 상기 검사는 상기 코팅의 존재, 특성 및/또는 조성을 측정하기 위해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법. 다른 측면에 있어서, 상기 휘발성 종은 상기 기판으로부터 배출된 휘발성 종이며, 상기 검사는 상기 코팅의 존재 및/또는 상기 코팅의 차단 효과를 측정하기 위해 수행된다.
본 발명의 가스제거 방법은 용기 벽상에 코팅의 존재 및 특징들을 측정하는데 특히 적합하다. 따라서, 상기 코팅된 기판은 상기 코팅 공정 중에 그 내부 또는 외부 표면상에 적어도 부분적으로 코팅된 벽을 갖는 용기일 수 있다. 예를 들면, 상기 코팅은 상기 용기 벽의 내부 표면상에 제공된다.
상기 코팅의 존부를 구별하고/하거나 상기 코팅의 물리적 및/또는 화학적 특성을 측정하는데 효과적인 조건은 1 시간 미만, 또는 1 분 미만, 또는 50 초 미만 또는 40 초 미만, 또는 30 초 미만, 또는 20 초 미만, 또는 15 초 미만, 또는 10 초 미만, 또는 8 초 미만, 또는 6 초 미만, 또는 4 초 미만, 또는 3 초 미만, 또는 2 초 미만, 또는 1 초 미만의 시험 지속기간을 포함할 수 있다.
상기 기준 대상과 상기 검사 대상 사이에 배출 속도 및/또는 측정된 휘발성 종의 종류에 대하여 그 차이를 증가시키기 위하여, 상기 휘발성 종의 배출 속도는 주변 압력 및/또는 온도 및/또는 습도를 변경함으로써 변화될 수 있다.
특정한 일 측면에 있어서, 상기 가스 제거는 마이크로캔틸레버 측정 기법을 이용하여 측정된다. 예컨대, 상기 측정은 하기를 수행하여 이루어질 수 있다.
(i) (a) 가스제거된 물질이 존재하는 경우, 상이한 형상으로 이동 또는 변화되는 특성을 갖는 적어도 하나의 마이크로캔틸레버를 제공하는 단계;
(b) 상기 마이크로캔틸레버를 상이한 형상으로 이동하거나 변화하게 하는데 효과적인 조건하에서 상기 마이크로캔틸레버를 상기 가스제거된 물질에 노출시키는 단계; 및
(c) 바람직하게는, 상기 마이크로캔틸레버를 상기 가스제거에 노출하기 전후에 형상을 변화시키는 상기 마이크로캔틸레버의 일 부분으로부터 예컨대, 레이저 빔과 같은 에너지 입사 빔을 반사하고, 상기 캔틸레버로부터 이격된 지점에서 이렇게 반사된 빔의 편향을 측정하고; 또는 하기와 같이 하여 이동 또는 상이한 형상을 검출하는 단계
(ii) (a) 가스제거된 물질이 존재하는 경우, 상이한 주파수에서 공명하는 적어도 하나의 마이크로캔틸레버를 제공하는 단계;
(b) 상기 마이크로캔틸레버를 상이한 주파수에서 공명하게 하는데 효과적인 조건하에서 상기 마이크로캔틸레버를 상기 가스제거된 물질에 노출시키는 단계; 및 (c) 조화 진동 센서를 사용하여 상이한 공명 주파수를 검출하는 단계.
또한, 상기 가스제거 방법을 수행하는 장치, 예를 들면 상술한 마이크로캔틸레버를 포함하는 장치가 고려된다.
본 발명의 가스제거 방법을 이용하여, 예를 들면 증기를 제거하는 물질상의 차단성 막이 검사되는데, 상기 검사 방법은 몇가지 단계들을 갖는다. 가스를 제거하고 적어도 하나의 부분적인 차단성 막을 갖는 물질의 시료가 제공된다. 본 발명의 특정한 일 측면에 있어서, 가스제거하는 물질의 적어도 일부가 상기 차단막의 고압 측면상에 존재하도록 압력 차등이 상기 차단막에 걸쳐 제공된다. 상기 차단막을 통과하는 가스제거된 가스가 측정된다. 만약 압력 차등이 존재하면, 상기 측정은 상기 차단막의 더 낮은 압력 측면상에서 선택적으로 수행된다.
VII. PECVD 처리된 용기들
VII.A.1.a.i. 유기실리콘 전구체로부터 증착된 소수성 코팅
본 발명의 다른 측면은 예컨대, 상기 내부 벽상에 소수성 코팅을 갖는 용기 내에서 유기실리콘 전구체로부터 증착된 소수성 코팅이다. 상기 코팅은 하기 단계들로 제작된 유형의 것이다.
유기금속 화합물, 바람직하게는, 유기실리콘 화합물, 더 바람직하게는 선형 실록산, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 폴리실세스퀴옥산, 알킬 트리메톡시실란, 선형 실라잔, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실라잔, 폴리실세스퀴아잔 또는 이 전구체들 중 임의의 2 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물인 유기금속 화합물인 전구체가 제공된다. 또한, III족 또느 IV족의 금속을 포함하는 유기금속 화합물들은 전구체로서 고려될 수 있다.
상기 전구체는 코팅을 형성하기에 효과적인 조건하에서 기판에 도포된다. 상기 코팅은 중합되거나 교차결합되거나 양쪽 모두 되어, 본 명세서 처리되지 않은 기판보다 더 높은 접촉각을 갖는 소수성 표면을 형성한다.
이로인해 생성된 코팅은 합계 공식을 가질 수 있다: w는 1이고, x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 약 2 내지 약 9이며, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 9인 SiwOxCyHz
본 명세서 전반에 걸쳐 사용된 w, x, y 및 z의 수치들은 하나의 분자에서 원자들의 수에 대한 제한이라기 보다는 실험식(예컨대, 코팅에 대해)에서 비율로 이해되어야 한다. 예를 들면, Si4O4C8H24의 분자식을 갖는 옥타메틸시클로테트라실록산은 최대 공통 인수인 4로 분자식에 있는 w, x, y 및 z의 각각을 나누어서 이르게 된 하기[용어선정은 우리가 교체함.] 실험식으로 기재될 수 있다: Si1O1C2H6 또한, w, x, y 및 z의 수치들은 정수에 한정되지 않는다. 예를 들면, Si3O2C8H24의 분자식인 (어사이클릭) 옥타메틸트리실록산은 Si1O0.67C2.67H8으로 환원될 수 있다.
VII.A.1.b. 유기실리콘 전구체로부터 증착된 소수성 코팅으로 코팅된 벽을 갖는 시트르산염 혈액 튜브
본 발명의 다른 측면은 소수성 코팅으로 제공된 벽을 가지고 수용성 시트르산 나트륨 시약을 함유하는 세포 제조 튜브이다.
상기 벽은 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 열가소성 물질로 제작된다.
상기 소수성 코팅은 상기 튜브의 내부 표면상에 제공된다. 상기 소수성 코팅은 유기금속 화합물, 바람직하게는, 유기실리콘 화합물, 더 바람직하게는 선형 실록산, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 폴리실세스퀴옥산, 알킬 트리메톡시실란, 선형 실라잔, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실라잔, 폴리실세스퀴아잔 또는 이 전구체들 중 임의의 2 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 화합물인 유기금속 화합물을 제공함으로써 제작된다. PECVD는 내부 표면상에 코팅을 형성하는데 사용된다. 이로인해 생성된 코팅은 하기 구조를 가질 수 있다: w는 1이고, x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 약 2 내지 약 9이며, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 9인 SiwOxCyHz.
상기 수용성 시트르산 나트륨 시약은 상기 튜브로 도입된 혈액의 응고를 억제하는데 효과적인 양으로 상기 튜브의 루멘에 제공된다.
VII.A.1.c. SiO x 차단성 코팅된 이중벽 플라스틱 용기-COC, PET, SiO x 층들
본 발명의 다른 측면은 루멘을 적어도 부분적으로 감싸는 벽을 갖는 용기이다. 상기 벽은 외부 중합체 층에 의하여 둘러싸여진 내부 중합체 층을 갖는다. 상기 중합체 층들 중 하나는 수증기 차단막을 정의하는 사이클릭 올레핀 공중합체(COC) 수지의 적어도 0.1 mm 두께인 층이다. 상기 중합체 층들 중 하나는 폴리에스테르 수지의 적어도 0.1 mm 두께인 층이다.
상기 벽은 Six의 산소 차단 막으로서, 이 식에서 x는 약 1.5 내지 약 2.9이고, 또는 약 1.5 내지 약 2.6이고, 또는 약 2로서, 약 10 내지 약 500 옹스트롬의 두께를 갖는 산소 차단 막을 포함한다.
VII.A.1.d. 이중벽 플라스틱 용기를 제작하는 방법-COC, PET, SiO x 층들
본 발명의 다른 측면은 외부 중합체 층, COC로 제작된 하나의 층 및 폴리에스테로로 제작된 다른 층으로 둘러싸인 내부 중합체 층을 갖는 벽을 갖는 용기를 제작하는 방법이다. 상기 용기는 COC 및 폴리에스테르 수지 층들을 동심원 사출 노즐들을 통해 사출 성형틀 속으로 도입하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제작된다.
다른 선택적인 단계는 PECVD에 의하여 상기 용기로 비정질 탄소 코팅을 내부 코팅 및 외부 코팅 또는 상기 코팅들 사이에 위치한 층간 코팅으로 도포하는 단계이다.
선택적인 추가 단계는 SiOx가 전과 같이 정의되며 용기 벽의 내부에 SiOx 차단막을 도포하는 단계이다. 다른 선택적인 추가 단계는 상기 SiOx 막을 필수적으로 산소로 구성되어 있으며 휘발성 실리콘 화합물이 근본적으로 존재하지 않는 공정 가스로 후처리하는 단계이다.
선택적으로, 상기 SiOx 코팅은 적어도 부분적으로 실라잔 공급 가스로부터 형성될 수 있다.
VII.A.1.e. 유리로 제작된 차단성 코팅
본 발명의 다른 측면은 용기, 차단성 코팅 및 클로저(closure)를 포함하는 용기이다. 상기 용기는 일반적으로 튜브형이며 열가소성 물질로 제작된다. 상기 용기는 입구 및 루멘과 계면하는 내부 표면을 갖는 벽에 의해 적어도 부분적으로 경계되는 루멘을 갖는다. 상기 벽의 내부 표면상에 유리로 제작된, 적어도 하나의 기본적으로 연속적인 차단성 코팅이 있다. 클로저는 상기 입구를 덮으며 상기 용기의 루멘을 주변 공기로부터 분리한다.
본 발명의 관련된 일 측면은 상기 차단성 코팅이 소다 석회 유리 또는 보로실리케이트 유리 또는 다른 유형의 유리로 제작된, 앞 문단에 기술된 용기이다.
VII.A.2. 스토퍼들
VII.A.2.a. 윤활성 코팅을 진공 챔버 내의 스토퍼에 도포하는 방법
본 발명의 다른 측면은 탄성 스토퍼상에 코팅, 예를 들면, 상기 정의된 윤활성 코팅을 도포하는 방법이다. 예를 들면, 스토퍼는 실질적으로 진공된 챔버 내에 위치한다. 플라즈마 형성 가스, 예컨대, 유기실리콘 화합물 가스, 선택적으로는 산화 가스 및 선택적으로는 탄화수소 가스를 포함하는 반응 혼합물이 제공된다. 플라즈마는 상기 스토퍼와 접촉하는 상기 반응 혼합물에서 형성된다. 윤활성 코팅, 예컨대, w는 1이고, 이 식에서 x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9이며, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 9인 SiwOxCyHz의 코팅은 상기 스토퍼의 적어도 일 부분상에 증착된다.
VII.A.2.b. III 족 또는 IV 족 원소 및 탄소의 코팅을 PECVD에 의하여 스토퍼상에 도포하는 단계
본 발명의 다른 측면은 탄성 스토퍼상에 탄소 및 III 족 또는 IV 족의 하나 이상의 원소들을 포함하는 조성물의 코팅을 도포하는 방법이다. 상기 방법을 수행하기 위하여, 스토퍼는 진공된 챔버 내에 위치한다.
III 족 원소(예컨대, Al), IV 족 원소(예컨대, Si, Sn) 또는 이들 중 2 이상의 조합의 가스원을 갖는 플라즈마 형성 가스를 포함하는 반응 혼합물이 증착 챔버내에 제공된다. 선택적으로는, 상기 반응 혼합물은 산화 가스를 포함하고 선택적으로는 하나 이상의 C-H 결합들을 갖는 가스 화합물을 포함한다. 플라즈마는 상기 혼합물에서 형성되며, 상기 스토퍼는 상기 반응 혼합물과 접촉한다. III 족 원소 또는 화합물, IV 족 원소 또는 화합물 또는 이들 중 2 이상의 조합의 코팅이 상기 스토퍼의 적어도 일 부분상에 증착된다.
VII.A.3. 24 개월 동안 95% 진공을 유지하는데 효과적인 차단성 코팅을 갖는 스토퍼된 플라스틱 용기
본 발명의 다른 측면은 용기, 차단성 코팅 및 클로저(closure)를 포함하는 용기이다. 상기 용기는 일반적으로 튜브형이며 열가소성 물질로 제작된다. 상기 용기는 입구, 그리고 벽에 의해 적어도 부분적으로 경계짓는 루멘을 가진다. 상기 벽은 상기 루멘과 계면하는 내부 표면을 가진다. 적어도 하나의 기본적으로 연속적인 차단성 코팅이 상기 벽의 내부 표면상에 도포된다. 상기 차단성 코팅은 상기 용기 내에서 적어도 24 개월의 저장 수명 동안에 최초 진공 수준의 적어도 90%, 선택적으로는 95%를 유지하는데 효과적이다. 상기 용기의 입구를 덮고 상기 용기의 루멘을 주위 공기로부터 분리시키는 클로저가 제공된다.
VII.B.1.a 유기금속 전구체로부터 증착된 윤활성 코팅으로 코팅된 베럴을 갖는 주사기
본 발명의 또 다른 측면은 유기실리콘 전구체로부터 제작된 윤활성 코팅을 갖는 용기이다. 또한, 본 명세서에서 정의된 다른 유기금속 전구체가 고려될 수 있다.
상기 코팅은 하기 공정에 의해 제작된 유형일 수 있다.
유기금속 전구체, 바람직하게는, 유기실리콘 전구체, 더 바람직하게는 선형 실록산, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 폴리실세스퀴옥산, 선형 실라잔, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실라잔, 폴리실세스퀴아잔 또는 이 전구체들 중 2 이상의 임의의 조합인 전구체가 제공된다.
상기 전구체는 코팅을 형성하기에 효과적인 조건하에서 기판에 도포된다. 상기 코팅은 중합되거나 교차결합되거나 양쪽 모두 되어, 처리되지 않은 기판보다 더 낮은 플런저 활동력 또는 브레이크아웃 힘을 갖는 윤활성 표면을 형성한다.
본 발명의 또 다른 측면은 플런저, 주사기 베럴 및 윤활성 층을 포함하는 주사기이다. 상기 주사기 베럴은 상기 플런저를 활강가능하게 수용하는 내부 표면을 갖는다. 상기 윤활성 층은 상기 주사기 베럴의 내부 표면상에 제공되고 본 명세서에 정의된 유기실리콘 전구체로부터 제작된 SiwOxCyHz 윤활성 층의 코팅을 포함한다. 상기 윤활성 층은 1000 nm 두께 미만이며 상기 베럴 내에서 상기 플런저를 이동시키는데 필요한 브레이크아웃 힘 또는 플런저 활동력을 감소시키는데 효과적이다.
본 발명의 다른 측면은 주사기 베럴의 내부 벽상의 윤활성 코팅이다. 상기 코팅은 하기 물질들 및 조건들을 이용하는 PECVD 공정으로부터 생성된다. 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 또는 이들 중 2 이상의 조합으로부터 선택된 사이클릭 전구체가 채용된다. 적어도 근본적으로 어떠한 산소도 상기 공정에 첨가되지 않는다. 코팅 형성을 유도하는데 충분한 플라즈마 생성 전원 입력이 제공된다. 여기에 채용된 물질 및 조건은 상기 주사기 베럴을 통해 이동하는 주사기 플런저 활동력 또는 브레이크아웃 힘을 코팅되지 않은 주사기 베럴에 대해 적어도 약 25% 만큼 감소시키는데 효과적이다.
이로인해 생성된 코팅은 하기의 공식을 가질 수 있다: w는 1이고, x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 약 2 내지 약 9이며, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 9인 SiwOxCyHz.
VII.B.1.a.i. 윤활성 코팅: SiO x 차단막, 윤활성 층, 표면 처리.
본 발명의 다른 측면은 루멘을 정의하는 베럴을 포함하고 플런저를 활강가능하게 수용하는 주사기이다. 상기 주사기 베럴은 열가소성 계열 물질로 제작될 수 있다. 윤활성 코팅은 예컨대, PECVD에 의해 상기 베럴 내부 표면, 플런저 또는 양쪽 모두에 도포된다. 상기 윤활성 코팅은 유기실리콘 전구체로부터 제작될 수 있으며, 1000 nm 미만의 두께일 수 있다. 표면 처리는 상기 윤활성 코팅, 상기 열가소성 계열 물질 또는 양쪽 모두가 루멘으로 여과되는 것을 감소시키는데 효과적인, 즉, 상기 표면상에 용질 리테이너를 형성하는데 효과적인 양으로 상기 윤활성 코팅상에 수행된다. 상기 윤활성 코팅 및 용질 리테이너는 브레이크아웃 힘 또는 플런저 활동력, 또는 상기 윤활성 코팅 및 용질 리테이너가 없는 경우에 필요한 해당 힘보다 더 낮은 양쪽 모두의 힘을 제공하는데 효과적인 상대적 양으로 구성되고 존재한다.
VII.B.1.b SiO X 코팅된 내부 및 차단막이 코팅된 외부가 있는 베럴을 갖는 주사기
본 발명의 또 다른 측면은 플런저, 베럴 및 내부 및 외부 차단 코팅들을 포함하는 주사기이다. 상기 벽은 루멘을 정의하는 열가소성 계열 물질로 제작된다. 상기 베럴은 상기 플런저를 활강가능하게 수용하는 내부 표면 및 외부 표면을 갖는다. 이 식에서 x는 약 1.5 내지 약 2.9이고, 또는 약 1.5 내지 약 2.6이고, 또는 약 2인, SiOx의 차단성 코팅이 상기 베럴의 내부 표면상에 제공된다. 수지의 차단성 코팅은 상기 베럴의 외부 표면상에 제공된다.
VII.B.1.c SiO x 코팅된 내부 및 차단막이 코팅된 외부가 있는 베럴을 갖는 주사기의 제작 방법
본 발명의 또 다른 측면은 플런저, 베럴 및 내부 및 외부 차단 코팅들을 포함하는 주사기의 제작 방법이다. 상기 플런저를 활강가능하게 수용하는 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 베럴이 제공된다. 이 식에서 x는 약 1.5 내지 약 2.9이고, 또는 약 1.5 내지 약 2.6이고, 또는 약 2인, SiOx의 차단성 코팅이 PECVD에 의하여 상기 베럴의 내부 표면상에 제공된다. 수지의 차단성 코팅은 상기 베럴의 외부 표면상에 제공된다. 상기 플런저 및 베럴은 주사기를 제공하도록 조립된다.
VII.B.2 플런저들
VII.B.2.a 차단막이 코팅된 피스톤 정면을 이용
본 발명의 다른 측면은 피스톤과 푸시 로드(push rod)를 포함하는, 주사기용 플런저이다. 상기 피스톤은 정면, 대략 실린더형인 주사기 베럴 내에서 이동가능하게 안착하도록 구성된 측면 및 후위 부위를 갖는다. 상기 정면은 차단 코팅을 갖는다. 상기 푸시 로드는 후위 부위와 맞물리며 주사기 베럴에서 상기 피스톤을 전진시키도록 구성되어 있다.
VII.B.2.b. 측면과 서로 접촉하는 윤활성 코팅을 이용
본 발명의 또 다른 측면은 피스톤, 윤활성 코팅 및 푸시 로드를 포함하는, 주사기용 플런저이다. 상기 피스톤은 정면, 대략 실린더 형태의 측면 및 후위 부위를 갖는다. 상기 측면은 주사기 베럴 내에서 이동가능하게 안착하도록 구성되어 있다 상기 윤활성 코팅은 상기 측면과 서로 접촉한다. 상기 푸시 로드는 상기 피스톤의 후위 부위와 맞물리며 주사기 베럴에서 상기 피스톤을 전진시키도록 구성되어 있다.
VII.B.3. 두 부분으로 된 주사기 및 루어 핏팅
본 발명의 또 다른 측면은 플런저, 주사기 베럴 및 루어 핏팅(Luer fitting)을 포함하는 주사기이다. 상기 주사기 베럴은 상기 플런저를 활강가능하게 수용하는 내부 표면을 갖는다. 상기 루어 핏팅은 내부 표면에 의하여 정의된 내부 통로를 갖는 루어 테이퍼를 포함한다. 상기 루어 핏팅은 상기 주사기 베럴로부터 분리된 구성요소로 형성되고 커플링에 의하여 상기 주사기 베럴에 접합된다. 루어 테이퍼의 내부 통로는, 이 식에서 x는 약 1.5 내지 약 2.9이고, 또는 약 1.5 내지 약 2.6이고, 또는 약 2인, SiOx의 차단성 코팅을 갖는다.
VII.B.4. 인 시츄 중합 유기실리콘 전구체에 의하여 제작된 윤활성 코팅
VII.B.4.a. 공정에 의한 생성물 및 윤활성
본 발명의 또 다른 측면은 유기실리콘 전구체로부터 제작된 윤활성 코팅이다. 이 코팅은 하기 공정에 의해 제작된 유형에서 온 것이다.
유기금속 전구체, 바람직하게는, 유기실리콘 전구체, 바람직하게는 선형 실록산, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 폴리실세스퀴옥산, 선형 실라잔, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실라잔, 폴리실세스퀴아잔 또는 이 전구체들 중 2 이상의 임의의 조합으로부터 선택된 전구체가 제공된다. 상기 전구체는 코팅을 형성하기에 효과적인 조건하에서 기판에 도포된다. 상기 코팅은 중합되거나 교차결합되거나 양쪽 모두 되어, 처리되지 않은 기판보다 더 낮은 플런저 활동력 또는 브레이크아웃 힘을 갖는 윤활성 표면을 형성한다.
이로인해 생성된 코팅은 하기 구조를 가질 수 있다: w는 1이고, x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 약 2 내지 약 9이며, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 9인 SiwOxCyHz.
VII.B.4.b. 공정에 의한 생성물 및 분석 특성
본 발명의 또 다른 측면은 유기금속 전구체, 바람직하게는, 유기실리콘 전구체, 더 바람직하게는 선형 실록산, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 폴리실세스퀴옥산, 선형 실라잔, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실라잔, 폴리실세스퀴아잔 또는 이 전구체들 중 2 이상의 임의의 조합인 전구체로부터 PECVD에 의해 증착된 윤활성 코팅이다. 상기 코팅은 X선 반사율(XRR)에 의하여 측정된 바와 같이 1.25에서 1.65 g/cm3 사이의 밀도를 갖는다.
또한, 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 스칸듐, 이트륨 또는 란타늄과 같은 III 족 또는 실리콘, 게르마늄, 주석, 납, 티타늄, 지르코늄, 하프, 토륨 또는 이들 중 2 이상의 임의의 조합의 금속을 포함하는 유기금속 전구체의 용도도 고려될 수 있다. 또한, 다른 휘발성 유기 화합물들도 고려될 수 있다. 그러나, 유기실리콘 화합물들은 본 발명을 수행하는데 바람직하다.
본 발명의 또 다른 측면은 유기금속 전구체, 바람직하게는, 유기실리콘 전구체, 더 바람직하게는 선형 실록산, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 폴리실세스퀴옥산, 선형 실라잔, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실라잔, 폴리실세스퀴아잔 또는 이 전구체들 중 2 이상의 임의의 조합을 포함하는 공급 가스로부터 PECVD에 의해 증착된 윤활성 코팅이다. 또한, III 족 또는 IV 족의 금속을 포함하는 전구체의 용도도 고찰될 수 있다.
상기 코팅은 가스 크로마토그래피/질량 분광계에 의하여 측정된 바와 같이, 반복하는 -(Me)2SiO-모이어티들을 포함하는 하나 이상의 올리고머들을 가스제거 구성요소로서 갖는다. 선택적으로는, 상기 코팅은 실시예 VII.B.4.a 또는 VII.B.4.b 중 어느 하나의 제한들을 충족한다.
본 발명의 또 다른 측면은 유기금속 전구체, 바람직하게는, 유기실리콘 전구체, 더 바람직하게는 선형 실록산, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 폴리실세스퀴옥산, 선형 실라잔, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실라잔, 폴리실세스퀴아잔 또는 이 전구체들 중 2 이상의 임의의 조합을 포함하는 공급 가스로부터 PECVD에 의해 증착된 윤활성 코팅이다. 상기 코팅은 X-선 광전자 분광법(XPS)에 의해 측정된 바와 같이, 100% 탄소, 산소 및 실리콘, 50% 미만의 탄소 및 25%를 초과하는 실리콘으로 정규화된 원자 농도를 갖는다. 선택적으로는, 상기 코팅은 실시예 VII.B.4.a 또는 VII.B.4.b 중 어느 하나의 제한들을 충족한다.
또한, III 족 또는 IV 족의 금속을 포함하는 유기금속 전구체의 용도도 고려될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 유기실리콘 전구체, 바람직하게는, 모노사이클릭 실록산, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실라잔 또는 이 전구체들 중 2 이상의 임의의 조합을 포함하는 공급 가스로부터 PECVD에 의해 증착된 윤활성 코팅이다. 상기 코팅은 X-선 광전자 분광법(XPS)에 의해 측정된 바와 같이, 탄소, 산소 및 실리콘의 100%로 정규화되고, 상기 공급 가스에 대한 원자식에서 탄소의 원자 농도를 초과하는, 탄소의 원자 농도를 갖는다. 선택적으로는, 상기 코팅은 실시예 VII.B.4.a 또는 VII.B.4.b의 제한들을 충족한다.
본 발명의 다른 측면은 유기실리콘 전구체, 바람직하게는, 모노사이클릭 실록산, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실라잔 또는 이 전구체들 중 2 이상의 임의의 조합을 포함하는 공급 가스로부터 PECVD에 의해 증착된 윤활성 코팅이다. 상기 코팅은 X-선 광전자 분광법(XPS)에 의해 측정된 바와 같이, 탄소, 산소 및 실리콘의 100%로 정규화되고, 상기 공급 가스에 대한 원자식에서 실리콘의 원자 농도의 미만인, 실리콘의 원자 농도를 갖는다. 선택적으로는, 상기 코팅은 실시예 VII.B.4.a 또는 VII.B.4.b의 제한들을 충족한다.
VII.C.1. 유기실리콘 전구체로부터 증착된 코팅을 갖는, 생존가능한 혈액을 포함하는 용기
본 발명의 또 다른 측면은 혈액 함유 용기이다. 상기 용기는 벽을 가진다; 상기 벽은 루멘을 정의하는 내부 표면을 가진다. 상기 벽의 내부 표면은 상술한 적어도 하나의 부분적인 소수성 코팅이되, 바람직하게는 SiwOxCyHz의 소수성 코팅, 바람직하게는, w는 1이고, 이 식에서 x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9이며, 더 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 약 9인, 소수성 코팅을 갖는다. 상기 코팅은 단분자 두께 정도 정도로 얇거나 약 1000 nm 정도의 두께일 수 있다. 상기 용기는 상기 SiwOxCyHz 코팅과 접촉하고 있는 루멘 내에 배치된 환자의 혈관계로 돌아올 수 있는 생존가능한 혈액을 포함한다.
VII.C.2. 유기실리콘 전구체로부터 증착된 코팅은 용기 벽상에서 응고 또는 혈소판 활성화를 감소시킨다
본 발명의 다른 측면은 벽을 갖는 용기이다. 상기 벽은 루멘을 정의하는 내부 표면을 가지며, 적어도 하나의 부분적인 패시베이션, 예컨대, PECVD에 의하여 유기실리콘 전구체로부터 제작된 소수성 코팅, 바람직하게는 SiwOxCyHz의 코팅, 바람직하게는, w는 1이고, 이 식에서 x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9이며, 더 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 약 9인, 소수성 코팅을 갖는다. 상기 코팅의 두께는 내부 표면상에서 단분자 두께 내지 약 1000 nm 두께이다. 상기 코팅은 동일 유형의 코팅되지 않은 벽과 비교하여, 시트르산 나트륨 첨가제로 처리되고 내부 표면에 노출된 혈장의 혈소판 활성화를 감소시키는데 효과적이다. 상기 코팅은 동일 유형의 코팅되지 않은 벽과 비교하여, 내부 표면에 노출된 혈액의 응고를 감소시키는데 효과적이다.
VII.C.3. 생존가능한 혈액을 포함하며, III 족 또는 IV 족 금속 원소의 코팅을 갖는 용기
본 발명의 다른 측면은 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 벽을 갖는 혈액 함유 용기이다. 상기 내부 표면은 탄소, 하나 이상의 III 족 금속들, 하나 이상의 IV 족 금속들 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함하는 조성물의 적어도 부분적인 코팅을 갖는다. 상기 코팅의 두께는 내부 표면상에서 단분자 두께 이상 내지 약 1000 nm 이하까지의 두께이다. 상기 용기는 상기 코팅과 접촉하고 있는 루멘 내에 배치된 환자의 혈관계로 돌아올 수 있는 생존가능한 혈액을 포함한다.
VII.C.4 III 족 또는 IV 족 원소의 코팅은 상기 용기 내에서 혈액의 응고 또는 혈소판 활성화를 감소시킨다
선택적으로는, 상기 선행 문단의 용기에서, III 족 또는 IV 족 원소의 코팅은 상기 용기 벽의 내부 표면에 노출된 혈액의 응고 또는 혈소판 활성화를 감소시키는데 효과적이다.
VII.D.1. 유기실리콘 전구체로부터 증착된 코팅을 갖는, 인슐린을 포함하는 용기
본 발명의 다른 측면은 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 벽을 포함하는 인슐린 함유 용기이다. 상기 내부 표면은 PECVD에 의하여 유기실리콘 전구체로부터 제작된 적어도 부분적인 패시베이션 코팅, 바람직하게는 SiwOxCyHz의 코팅, 바람직하게는, w는 1이고, 이 식에서 x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9이며, 더 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 약 9인, 패시베이션 코팅을 갖는다. 상기 코팅은 내부 표면상에서 단분자 두께 내지 약 1000 nm 두께일 수 있다. 인슐린은 상기 SiwOxCyHz 코팅과 접촉하고 있는 루멘 내에 배치된다.
VII.D.2. 유기실리콘 전구체로부터 증착된 코팅은 용기 내에 인슐린 침전을 감소시킨다
선택적으로, 앞 문단의 용기에서, SiwOxCyHz의 코팅은 SiwOxCyHz의 코팅이 없는 동일한 표면과 비교하여, 내부 표면과 접촉하는 인슐린으로부터 침전 형성을 감소시키는데 효과적이다.
VII.D.3. III 족 또는 IV 족 원소의 코팅을 갖는, 인슐린을 포함하는 용기
본 발명의 다른 측면은 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 벽을 포함하는 인슐린 함유 용기이다. 상기 내부 표면은 탄소, 하나 이상의 III 족 원소들, 하나 이상의 IV 족 원소들 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함하는 조성물의 적어도 부분적인 코팅을 갖는다. 상기 코팅은 내부 표면상에서 단분자 두께 내지 약 1000 nm 두께일 수 있다. 인슐린은 상기 코팅과 접촉하고 있는 루멘 내에 제공된다.
VII.C.4 III 족 또는 IV 족 원소의 코팅은 상기 용기 내에서 혈액의 응고 또는 혈소판 활성화를 감소시킨다
선택적으로, 앞 문단의 용기에서, 탄소, 하나 이상의 III 족 원소들, 하나 이상의 IV 족 원소들 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함하는 조성물의 코팅은 상기 코팅이 없는 동일한 표면과 비교하여, 내부 표면과 접촉하는 인슐린으로부터 침전의 형성을 감소시키는데 효과적이다.
VII.E. 큐베트
또한, 본 명세서에서 기술된, PECVD 코팅 방법 등은 차단성 코팅, 소수성 코팅, 윤활성 코팅 또는 이들 중 일 이상을 형성하기 위한 큐베트를 코팅하는데 유용하다. 큐베트는 원형 또는 사각형 단면의 작은 튜브로서, 한 쪽 말단이 밀봉되어 있고, 플라스틱, 유리 또는 용융 석영(자외선 용)으로 제작되어 있으며 분광 시험용 시료를 지지하도록 설계되어 있다. 최선의 큐베트는 분광 판독에 영향을 줄 수 있는 불순물들이 없이 가능한한 투명하다. 시험관 또는 시료 수집 튜브 처럼, 큐베트는 대기에 개방되어 있거나 밀봉할 수 있는 캡을 가질 수 있다. 본 발명의 PECVD가 적용된 코팅은 매우 얇고, 투명하며, 광학적으로는 광택이 없어서, 큐베트 또는 그 내용물들의 광학적 시험과는 간섭하지 않을 수 있다.
VII.F. 바이알
또한, 본 명세서에서 기술된, PECVD 코팅 방법 등은 코팅, 예를 들면, 차단성 코팅 또는 소수성 코팅, 또는 이들 코팅들 중 하나의 조합을 형성하기 위한 바이알을 코팅하는데 유용하다. 바이알은 특히, 액체, 분말 또는 동결건조된 분말과 같은 약제를 저장하는데 사용되는 작은 용기 또는 병이다. 또한, 이들은 예컨대, 분석 크로마토그래피에서 자동시료주입기 장치에 사용하기 위한 시료 용기일 수 있다. 바이알은 튜브 형상 또는 목이 있는 병 모양의 형상을 가질 수 있다. 상기 병은 주로 둥근 바닥을 갖는 시험관 또는 시료 수집 튜브와는 달리 주로 평평하다. 바이알은 예를 들면, 플라스틱(예컨대, 폴리프로필렌, COC, COP)으로 제작될 수 있다.
컴퓨터-판독가능한 매체 및 프로그램 구성요소
또한, 용기 처리 시스템의 프로세서에 의하여 실행되는 경우, 상기 프로세스가 상기 또는 하기 언급된 방법 단계들을 수행하도록 하는, 용기의 코팅 및/또는 검사를 위한 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 컴퓨터-판독가능한 매체가 제공된다.
또한, 용기 처리 시스템의 프로세서에 의하여 실행되는 경우, 상기 프로세스가 상기 또는 하기 언급된 방법 단계들을 수행하도록 하는, 용기의 코팅 및/또는 검사를 위한 프로그램 구성요소가 제공된다.
본 발명의 다른 측면들은 이 개시물 및 첨부한 도면들로부터 명백할 것이다.
도 1은 본 개시물의 일 실시예에 따른 용기 처리 시스템을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 개시물의 일 실시예에 다른 코팅 스테이션에서 용기 지지대의 간략한 단면도이다.
도 3은 본 개시물의 다른 일 실시예에 따른 도 2와 유사한 도면이다.
도 4는 상기 용기 지지대의 다른 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 5는 상기 용기 지지대의 다른 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 6은 용기 검사 장치의 도 2와 유사한 도면이다.
도 7은 다른 용기 검사 장치의 도 2와 유사한 도면이다.
도 8은 도 2의 단면선 A-A따라 취한 단면이다.
도 9는 도 8에 도시된 구조의 다른 실시예이다.
도 10은 CCD 검출기를 채용하는, 본 개시물의 다른 실시예에 따른 코팅 스테이션에 있어서 용기 지지대 도 2와 유사한 도면이다.
도 11은 도 6의 해당 부분들과 비교하여 반전되어 있는 광원 및 검출기의 도 10과 유사한 상세도이다.
도 12는 플라즈마를 생성하기 위해 마이크로파 에너지를 채용하는, 본 개시물의 또 다른 실시예에 따른 코팅 스테이션에 있어서 용기 지지대의 도 2와 유사한 도면이다.
도 13은 상기 용기가 상기 공정 스테이션에서 상기 용기 지지대상에 안착될 수 있는, 본 개시물의 또 다른 실시예에 따른 코팅 스테이션에 있어서 용기 지지대의 도 2와 유사한 도면이다.
도 14는 전극이 코일로서 구성될 수 있는, 본 개시물의 또 다른 실시예에 따른 코팅 스테이션에 있어서 용기 지지대의 도 2와 유사한 도면이다.
도 15는 용기를 코팅 스테이션에서 왕복 이동하는 튜브 수송기(transport)를 채용하는, 본 개시물의 다른 실시예에 따른 코팅 스테이션에 있어서 용기 지지대의 도 2와 유사한 도면이다.
도 16은 공정 스테이션에서 용기를 위치시키고 지지하기 위하여, 도 15에 도시된 것과 같은 용기 수송 시스템의 작동을 보여주는 개략적인 도면이다.
도 17은 본 개시물의 일 측면에 따른 용기를 형성하기 위한 성형틀 및 몰드 캐비티(mold cavity)를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 18은 본 개시물의 일 측면에 따른 용기 코팅 장치가 제공된, 도 17의 몰드 캐비티를 보여주는 개략적인 도면이다.
도 19는 본 개시물의 일 측면에 따른 다른 용기 코팅 장치가 제공된, 도 17과 유사한 도면이다.
도 20은 예비충진된 주사기로 사용하기 위해 맞춰진 주사기와 캡(cap)의 펼쳐진 길이방향 단면도이다.
도 21은 본 개시물의 일 측면에 따른 코팅 스테이션에 있어서 캡핑된 주사기 베럴 및 용기 지지대를 보여주는 도 2와 일반적으로 유사한 도면이다.
도 22는 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 코팅 스테이션에 있어서 캡핑되지 않은 주사기 베럴 및 용기 지지대를 보여주는 도 21과 일반적으로 유사한 도면이다.
도 23은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 클로저를 갖는 혈액 수집 튜브 조립체의 사시도이다.
도 24는 도 23의 상기 혈액 수집 튜브 및 클로저 조립체의 단편 단면이다.
도 25는 도 23 및 24의 클로저의 탄성 인서트의 고립된 단면이다.
도 26은 주사기 베럴들 및 다른 용기들을 처리하기 위한 본 발명의 다른 실시예의 도 22와 유사한 도면이다.
도 27은 도 26의 처리 용기의 확대된 상세도이다.
도 28은 다른 처리 용기의 개략도이다.
도 29는 코팅을 통해 물질의 가스제거를 보여주는 개략도이다.
도 30은 용기와 진공원 사이에 개재된 측정 셀을 사용하여, 용기에서 상기 용기의 내부로 가스제거 및 상기 가스제거의 측정을 수행하게 하는 시험 셋업(set-up)을 보여주는 간략한 단면도이다.
도 31은 다수개의 용기들을 위한 도 30의 상기 시험 셋업상에 측정된 가스제거 질량 유량의 플롯이다.
도 32는 도 31에 도시된 종말점 데이터의 통계 분석을 보여주는 바 그래프이다.
도 33은 본 발명의 다른 실시예에 따른 주사기 베럴 및 가스 수용 부피의 조합을 보여주는 길이방향 단면이다.
도 34는 전극 연장부를 포함하는 본 발명의 다른 실시예의 도 34와 유사한 도면이다.
도 35는 도 34의 원위 가스 공급 개구부들 및 연장 전극을 보여주는, 도 34의 단면선 35 - 35로부터 취한 도면이다.
도 36은 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 이중벽 혈액 수집 튜브 조립체의 사시도이다.
도 37은 다른 실시예를 보여주는 도 22와 유사한 도면이다.
도 38은 또 다른 실시예를 보여주는 도 22와 유사한 도면이다.
도 39는 또 다른 실시예를 보여주는 도 22와 유사한 도면이다.
도 40은 또 다른 실시예를 보여주는 도 22와 유사한 도면이다.
도 41은 도 40의 실시예의 평면도이다.
도 42는 용기 지지대상에 용기를 안착시키기 위해 예를 들면, 도 1, 2, 3, 6-10, 12-16, 18, 19, 33 및 37-41의 실시예들과 사용가능한 다른 밀봉 배열의 단편적인 상세 길이방향 단면이다. 도 또한, 42는 예를 들면, 도 2, 3, 6-10, 12-22, 26-28, 33- 34, 및 37-41의 실시예들과 사용가능한 다른 주사기 베럴 구조물을 보여준다.
도 43은 도 42에 도시된 밀봉 배열의 다른 확대된 상세도이다.
도 44는 예를 들면, 도 1, 2, 3, 8, 9, 12-16, 18-19, 21-22, 33, 37-43, 46-49, 및 52-54의 실시예들과 사용가능한 다른 가스 전달 튜브/내부 전극의 도 2와 유사한 도면이다.
도 45는 예를 들면, 도 1, 2, 3, 6-10, 12-16, 18, 19, 21, 22, 26, 28, 33-35, 및 37-44의 실시예들과 사용가능한 용기 지지대를 위한 다른 구조물이다.
도 46은 완전히 전진한 위치에 있는 가스 전달 튜브를 보여주는, 일련의 가스 전달 튜브들 및 상기 가스 전달 튜브들을 용기 지지대로 삽입하고 제거하는 메커니즘의 개략적인 단면도이다.
도 47은 중간 위치에 있는 가스 전달 튜브를 보여주는, 도 46과 유사한 도면이다.
도 48은 후진된 위치에 있는 가스 전달 튜브를 보여주는, 도 46과 유사한 도면이다. 도 46 내지 48의 일련의 가스 전달 튜브들은 및 내부 전극 드라이브(530) 예를 들면,도 1, 2, 3, 8, 9, 12-16, 18-19, 21-22, 26-28, 33-35, 37-45, 49 및 52-54의 실시예들과 사용가능하다. 도 46-48의 메커니즘은 예를 들면, 도 6 및 7의 용기 검사 장치의 프로브들뿐만 아니라, 도 2, 3, 8, 9, 12-16, 18-19, 21-22, 26-28, 33-35, 37-45, 49, 및 52-54의 상기 가스 전달 튜브 실시예들과 사용가능하다.
도 49은 용기 검사 장치의 도16 처리되는 용기들및 청소 반응기를 PECVD 코팅 장치로 전달하는 메커니즘을 도시하는. 도 49의 메커니즘은 예를 들면, 도 1, 9, 15 및 16의 용기 검사 장치와 사용가능하다.
도 50은 두 부분으로 된 주사기 베럴 및 루어 락 핏팅의 펼쳐진 도면이다. 상기 주사기 베럴은 도 1-22, 26-28, 33-35, 37-39, 44, 및 53-54의 용기 처리 및 검사 장치와 사용가능하다.
도 51은 도 50의 두 부분으로 된 주사기 베럴 및 루어 락 핏팅의 조립도이다.
도 52는 플랜지(flange) 또는 플랜저 스탑들(flanger stops)(440)을 갖지 않는, 처리되고 있는 주사기 베럴을 보여주는, 도 42와 유사한 도면이다. 상기 주사기 베럴은 도 1-22, 26-28, 33-35, 37-39, 44, 및 53-54의 용기 처리 및 검사 장치와 사용가능하다.
도 53은 용기들을 처리하는 조립체의 개략도이다. 상기 조립체는 도 1-3, 8-9, 12-16, 18-22, 26-28, 33-35, 및 37-49의 장치들과 사용가능하다.
도 54는 도 53의 실시예의 개략적인 도면이다.
도 55는 플라즈마 스크린을 포함하는 본 발명의 실시예의 도 2와 유사한 개략적인 도면이다.
도 56은 독자적인 가스 공급기들 및 가스 전달 튜브들을 용기 지지대로 삽입하고 제거하는 메커니즘을 갖는 일련의 가스 전달 튜브들의 간략한 단면도이다.
도 57은 실시예 19에서 측정된 가스제거 질량 유량의 플롯이다.
도 58은 도 4와 유사한 선형 랙(rack)을 도시한다.
도 59는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용기 처리 시스템을 간략히 도시한 것이다.
도 60은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용기 처리 시스템을 간략히 도시한 것이다.
도 61은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용기 처리 시스템의 처리 스테이션을 도시한 것이다.
도 62는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 휴대용 용기 지지대를 도시한 것이다.
몇몇 실시예들이 도시되어 있는 첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 더 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 많은 다른 형태들로 실시될 수 있으며 여기에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 오히려, 이러한 실시예들은 청구의 범위에서 사용한 언어에 의해 나타내어진 전체 범위를 갖는, 본 발명의 예들이다. 유사한 번호들은 명세서 전체에 걸쳐서 해당되는 유사한 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 맥락에서, 하기 정의들 및 약어들이 사용된다:
RF는 무선 주파수이고; sccm은 분당 표준 입방 센티미터이다.
본 발명의 맥락에서 "적어도"라는 용어는 상기 용어를 따르는 정수와 "같거나 초과하는"을 의미한다. "포함하는"이라는 단어는 다른 구성요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, "하나" 또는 "한"이라는 부정 관사는 달리 지시하지 않는 한 복수형을 배제하지 않는다.
"제 1 " 및 "제 2" 또는 유사한 참조, 예컨대, 처리 스테이션 또는 처리 장치는 존재하고 있는 최소 숫자의 처리 스테이션 또는 장치를 지칭하지만, 처리 스테이션 및 장치의 순서 또는 전체 숫자를 반드시 나타내는 것은 아니다. 이러한 용어들은 처리 스테이션들의 숫자 또는 개별 스테이션들에서 수행되는 특정 처리를 제한하지 않는다.
본 발명의 목적을 위해, "유기실리콘 전구체"는 산소 원자 및 유기 탄소 원자(적어도 하나의 수소 원자에 결합된 탄소 원자인 유기 탄소 원자)에 연결된 4가 실리콘 원자인
Figure pct00001
의 결합을 적어호 하나 갖는 화합물이다. PECVD 장치에서 수증기로 공급될 수 있는 전구체로 정의된 휘발성 유기실리콘 전구체는 바람직한 유기실리콘 전구체이다. 바람직하게는, 상기 유기실리콘 전구체는 선형 실록산, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 폴리실세스퀴옥산, 알킬 트리메톡시실란, 선형 실라잔, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실라잔, 폴리실세스퀴아잔, 이 전구체들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.
본 발명의 맥락에서, "근본적으로 산소가 없는" 또는 (동의어로) "실질적으로 산소가 없는"이 일부 실시예들에서 가스 반응물질에 더해진다. 이는 일부 잔존하는 대기압 산소는 반응 공간에서 존재할 수 있으며, 앞선 단계에서 공급되고 완전히 소모되지 않은 잔존 산소가 여기에 근본적으로 산소가 없는 것으로 정의된, 반응 공간에서 존재할 수 있다. 특히 가스 반응물질이 1 부피% 미만의 O2, 더 바람직하게는 0.5 부피% O2, 및 더욱 더 바람직하게는 가스 반응물질이 O2가 없다면 필수적으로 산소가 가스 반응물질 내에 존재하지 않는 것이고, 만약 산소가 가스 반응물질에 첨가되지 않거나 산소가 PECVD 도중에 전혀 존재하지 않으면, 이 또한 "필수적으로 산소가 없는"이라는 범위 내에 있는 것이다.
본 발명의 맥락에서 "용기"는 적어도 하나의 개구부, 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 임의의 형태의 용기일 수 있다. 본 발명의 맥락에서 "적어도"라는 용어는 상기 용어를 따르는 정수와 "같거나 초과하는"을 의미한다. 따라서, 본 발명의 맥락에서 용기는 하나 이상의 개구부들을 갖는다. 시료 튜브(하나의 개구부) 또는 주사기 베럴(두 개의 개구부들)의 개구부들과 같이, 하나 또는 두 개의 개구부들이 바람직하다. 만약 상기 용기가 두 개의 개구부들을 갖는다면, 이들은 동일하거나 상이한 크기일 수 있다. 만약 하나를 초과하는 개구부가 있다면, 하나의 개구부는 본 발명에 따른 PECVD 코팅 방법을 위한 가스 입구에 사용될 수 있는 반면에, 나머지 개구부들은 캡핑되거나 개방된다. 본 발명에 따른 용기는 예컨대, 혈액 또는 뇨와 같은 생물학적 유체들을 수집하거나 저장하는 시료 튜브, 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물, 예컨대, 약제 또는 약학적 조성물을 저장하거나 전달하는 주사기(또는 그 부품, 예를 들면, 주사기 베럴), 예컨대, 생물학적 물질 또는 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 저장하는 바이알, 예컨대, 생물학적 물질 또는 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 수송하는 도관과 같은 파이프, 또는 생물학적 물질 또는 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물을 지지하는 것과 같이, 유체들을 지지하는 큐베트일 수 있다.
용기는 임의의 유형일 수 있으며, 그 개방단들 중 적어도 하나에 인접한 실질적으로 실린더 형상의 벽을 갖는 용기가 바람직하다. 일반적으로, 상기 용기의 내부 벽은 예컨대, 시료 튜브 또는 주사기 베럴에서와 같이 실린더형의 형상이다. 시료 튜브들 및 주사기들 또는 그 부품들(예를 들면, 주사기 베럴들)은 특히 바람직하다.
본 발명의 맥락에서 "소수성 코팅"은 상기 코팅이 코팅되지 않은 해당 표면과 비교하여, 상기 코팅으로 코팅된 표면의 젖음 장력을 낮추는 것을 의미한다. 따라서, 소수성은 코팅되지 않은 기판 및 코팅 양쪽 모두의 기능이다. 동일한 사항이 적절히 변형되어 "소수성"이라는 용어가 사용되는 다른 문맥들에 적용된다. "친수성"이라는 용어는 그 반대, 즉, 젖음 장력이 기준 시료에 비하여 증가되는 것을 의미한다. 본 발명의 문맥에 있어서 특정한 소수성 코팅은 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이며, z는 2 내지 약 9인 SiwOxCyHz의 실험 또는 합계 공식을 갖는 코팅일 수 있다.
"젖음 장력"은 표면의 소수성 또는 친수성에 대한 특정한 척도이다. 본 발명의 맥락에서 바람직한 젖음 장력 측정 방법은 ASTM D 2578이거나, ASTM D 2578에 기술된 방법의 변형이다. 이 방법은 정확히 2 초 동안 플라스틱 필름 표면을 적시는데 가장 가까운 용액을 측정하기 위해 표준 젖음 장력 용액들(다인(dyne) 용액들이라고 함)을 사용한다. 이것은 필름의 젖음 장력이다. 여기에 사용된 절차는 기판들이 평평한 플라스틱 필름들이 아니고, PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작되고 튜브 내부를 소수성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 코팅된(대조군들 제외) 튜브들이라는 점에서, ASTM D 2578과는 변형된 것이다 (실시예 9 참조).
본 발명에 따른 "윤활성 코팅"은 코팅되지 않은 표면보다 더 낮은 마찰 저항을 갖는 코팅이다. 즉, 코팅되지 않은 기준 표면과 비교하여 코팅된 표면의 마찰 저항을 감소시킨다. "마찰 저항"은 정지 마찰 저항 및/또는 운동 마찰 저항일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예들 중 하나는 윤활성 코팅으로 코팅된 주사기 부품, 예컨대, 주사기 베럴 또는 플런저이다. 본 바람직한 실시예에서, 본 발명의 맥락에서의 적절한 정지 마찰 저항이란 본 명세서에 정의된 브레이크아웃 힘이며, 본 발명의 맥락에서 적절한 운동 마찰 저항이란 본 명세서에 정의된 플런저 활동력이다. 예를 들면, 본 명세서에 정의되고 측정된 플런저 활동력은 코팅이 임의의 주사기 또는 주사기 부품, 예컨대, 주사기 베럴의 내부 벽에 도포되는 경우에 본 발명의 맥락에서 윤활성 코팅의 존부 및 윤활 특징을 결정하는데 적당하다. 브레이크아웃 힘은 예비충진된 주사기, 즉, 코팅 이후에 충진되고 플런저가 다시 이동되기("브로큰 아웃(broken out)"되어야만 되는) 전에 일정 시간, 예컨대, 몇달 또는 심지어 몇년 동안 저장될 수 있는 주사기에 미치는 코팅 효과의 평가에 특히 적당한 것이다.
본 발명의 맥락에서 "플런저 활동력"은 흡인 또는 배분이 이루어지는 동안에, 주사기 베럴 내에서 플런저의 이동을 유지하는데 필요한 힘이다. 이는 본 명세서에 기술되고 업계에 공지된 ISO 7886-1:1993 시험을 이용하여 유리하게 측정될 수 있다. 업계에서 자주 사용하는 "플런저 활동력"과 동의어는 "플런저 힘" 또는 "미는 힘(pushing force)"이다.
본 발명의 맥락에서 "브레이크아웃 힘"은 주사기 내, 예를 들면, 예비충진된 주사기 내에서 플런저를 이동시키는데 필요한 최초의 힘이다.
"플런저 활동력"과 "브레이크아웃 힘" 뿐만 아니라 이들의 측정 방법들은 본 설명 이후의 부분에서 더 상세히 기술되어 있다.
"활강가능하게"는 플런저가 주사기 베럴내에서 활강하는 것을 의미한다.
본 발명의 맥락에서, "실질적으로 견고한"은 조립된 부재들(아래에서 더 설명되는, 포트들, 덕트 및 하우징)이 상기 조립된 부재들 중 어느 하나가 나머지 다른 것들에 대하여 현저히 변위되지 않으면서, 상기 하우징을 조작하여 하나의 단위로 이동될 수 있는 것을 의미한다. 구체적으로, 상기 부재들 중 어느 것도 정상적인 사용시에는 상기 부품들 사이에서 실질적인 상대 운동을 하도록 하는 호스 등에 의하여 연결되지 않는다. 이러한 부품들의 실질적으로 견고한 관계를 제공하면 용기 지지대 상에 안착된 용기의 위치가 하우징에 고정된 이 부품들의 위치들만큼 알수 있게 되고 정확해진다.
하기에서, 본 발명을 수행하는 장치가 먼저 기술되고, 이어서 본 발명에 따른 코팅 방법들, 코팅과 코팅된 용기들 및 용도들이 기술될 것이다.
I. 다중 처리 스테이션 및 다중 용기 지지대를 갖는 용기 처리과정 시스템
I. 제 1 처리 스테이션, 제 2 처리 스테이션, 복수개의 용기 지지대들 및 컨베이어를 포함하는 용기 처리 시스템이 고려된다. 상기 제 1 처리 스테이션은 개구부를 갖는 용기 및 내부 표면을 정의하는 벽을 처리하도록 맞춰져 있다. 상기 제 2 처리 스테이션은 상기 제 1 처리 스테이션으로부터 이격되어 있으며 개구부를 갖는 용기 및 내부 표면을 정의하는 벽을 처리하도록 맞춰져 있다.
I. 상기 용기 지지대의 적어도 일부, 선택적으로는 모두는 용기 포트는 상기 제 1 처리에서 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하는 상기 용기의 개구부를 수용하고 안착하도록 구성된 용기 포트를 포함한다. 상기 컨베이어는 제 1 처리 스테이션으로부터 상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 안착된 용기의 내부 표면의 처리를 위한 제 2 처리 스테이션으로 일련의 상기 용기 지지대 및 안착된 용기를 이송하기 위해 구성되어 있다.
I. 우선 도 1을 참조하면, 일반적으로 20으로 표시된 용기 처리 시스템이 도시되어 있다. 상기 용기 처리 시스템은 처리 장치들로 더 광범위하게 고려되는 처리 스테이션들을 포함할 수 있다. 상기 도시된 실시예의 용기 처리 시스템(20)은 (처리 스테이션 또는 장치로 간주될 수 있는) 사출 성형기(22), 추가적인 처리 스테이션들 또는 장치들(24, 26, 28, 30, 32, 및 34) 및 (처리 스테이션 또는 장치로 간주될 수 있는) 아웃풋(36)을 포함할 수 있다. 최소한도에서, 상기 시스템(20)은 적어도 제 1 처리 스테이션, 예를 들면, 스테이션(28), 및 제 2 처리 스테이션, 예를 들면, 30, 32 또는 34를 갖는다.
I. 예시된 실시예에서 처리 스테이션들(22 내지 36) 중 하나는 제 1 처리 스테이션일 수 있고, 임의의 다른 처리 스테이션은 제 2 처리 스테이션 등일 수 있다.
I. 도 1에 도시된 실시예는 하기 8 개 처리 스테이션들 또는 장치들을 포함할 수 있다: 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 및 36. 상기 예시적인 용기 처리 시스템(20)은 사출 성형기(22), 사후-성형 검사 스테이션(24), 사전-코팅 검사 스테이션(26), 코팅 스테이션(28), 사후-코팅 검사 스테이션(30), 코팅의 두께를 측정하는 광학원 전달 스테이션(32), 결함 여부를 알아보기 위해 코팅을 검사하는 광학원 전달 스테이션(34) 및 아웃풋 스테이션(36)을 포함한다.
I. 상기 시스템(20)은 용기들을 상기 사출 성형기(22)로부터 용기 지지대(38)로 이동시키는 전달 메커니즘(72)을 포함할 수 있다. 상기 전달 메커니즘(72)은 예를 들면, 상기 용기들(80)을 발견하고, 이동하고, 집고, 전달하고, 방향잡고, 안착시키고 배출시켜 이들을 상기 용기 형성 기계(22)로부터 제거하고 (38)과 같은 상기 용기 지지대들상에 이들을 설치하는 로보트 팔로 구성될 수 있다.
I. 또한, 상기 시스템은 (80)과 같은 안착된 용기의 내부 표면을 처리하는 단계 이후에, (66)과 같은 하나 이상의 용기 지지대들로부터 상기 용기를 제거하는 처리 스테이션(74)에서 전달 메커니즘을 포함할 수 있다(도 1). 따라서, 상기 용기들(80)은 상기 용기 지지대(66)로부터 일반적으로 36으로 표시된, 포장, 저장 또는 다른 적당한 영역 또는 공정 단계로 이동가능하다. 상기 전달 메커니즘(72)은 예를 들면, 상기 용기들(80)을 발견하고, 이동하고, 집고, 전달하고, 방향잡고, 안착시키고 배출시켜 이들을 상기 용기 지지대들(38)로부터 제거하고 상기 스테이션(36)에서 다른 장비상에 이들을 설치하는 로보트 팔로 구성될 수 있다.
I. 도 1에 도시된 처리 스테이션들 또는 장치들(32, 34 및 36)은 상기 개별 용기들(80)이 (64)와 같은 상기 용기 지지대들로부터 제거된 이후에, 코팅 및 검사 시스템(20)의 아래로 하나 이상의 적절한 단계들을 선택적으로 수행한다. 상기 스테이션들 또는 장치들(32, 34 및 36)의 기능들의 일부 비한정적인 예들은 다음을 포함한다:
상기 처리되고 검사된 용기들을 컨베이어상에 놓아 다른 처리 장치로 이동시키는 단계;
상기 용기들에 화학물질들을 첨가하는 단계; 상기 용기들을 캡핑하는 단계;
상기 용기들을 적절한 처리 랙들 내에 위치시키는 단계;
상기 용기들을 포장하는 단계; 및
상기 포장된 용기들을 살균하는 단계.
I. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 용기 처리 시스템(20)은 각각 38에서 68인 복수개의 용기 지지대들(또는 "퍽들" 이들이 일부 실시예들에서 하키 퍽을 닮았으므로) 및 일반적으로 끝이 없는 밴드(70)로 표기된, 하나 이상의 용기 지지대들(38 내지 68) 및 따라서, (80)과 같은 용기들을 상기 처리 스테이션들(22, 24, 26, 28, 30, 32, 34 및 36)로 왕복 수송하는 컨베이어를 포함할 수 있다.
I. 상기 처리 스테이션 또는 장치(22)는 상기 용기들(80)을 형성하는 장치일 수 있다. 고려되는 하나의 장치(22)는 사출 성형기일 수 있다. 또 다른 고려되는 장치(22)는 중공(blow) 성형기일 수 있다. 또한, 진공 성형기, 인출 성형기, 절단 또는 밀링기, 유리 또는 다른 인출 성형가능한 물질들을 인출하는 유리 인출 성형기 또는 다른 유형의 용기 형성 기계들도 고려된다. 선택적으로, 상기 용기 형성 스테이션(22)은 이미 형성된 용기들을 구할 수 있으므로, 생략될 수 있다.
II. 용기 지지대
II.A. 휴대용 용기 지지대들(38 내지 68)은 상기 용기가 처리되는 동안에 개구부를 갖는 용기를 지지하고 이동하도록 제공된다. 상기 용기는 용기 포트, 제 2 포트, 덕트 및 이동가능한 하우징을 포함한다.
II.A. 상기 용기 포트는 서로 연통하는 관계인 용기 개구부를 안착시키도록 구성되어 있다. 상기 제 2 포트는 외부 가스 공급기 또는 배출구를 수용하도록 구성되어 있다. 상기 용기 포트상에 안착된 용기 개구부와 상기 제 2 포트 사이에서 하나 이상의 가스를 통과시키도록 구성되어 있다. 상기 용기 포트, 제 2 포트 및 덕트는 상기 이동가능한 하우징에 실질적으로 견고하게 부착되어 있다. 선택적으로, 상기 휴대용 용기 지지대는 5 파운드 미만의 무게가 나간다. 경량 용기 지지대의 장점은 하나의 처리 스테이션에서 다른 스테이션으로 더 용이하게 수송될 수 있다는 것이다.
II.A. 상기 용기 지지대의 특정 실시예들에서, 상기 덕트는 특이적으로는 진공 덕트이며 상기 제 2 포트는 특이적으로는 진공 포트이다. 상기 진공 덕트는 상기 용기 포트상에 안착된 용기로부터 가스를 회수하도록 구성되어 있다. 상기 진공 포트는 상기 진공 덕트 및 외부 진공원 사이에서 연통하도록 구성되어 있다. 상기 용기 포트, 진공 덕트 및 진공 포트는 상기 이동가능한 하우징에 실질적으로 견고하게 부착되어 있다.
II.A. 실시예 II.A 및 II.A.1.의 상기 용기 지지대들은 예를 들면, 도2 에 도시되어 있다. 상기 용기 지지대(50)는 용기(80)의 개구부를 수용하고 안착시키도록 구성된 용기 포트(82)를 갖는다. 안착된 용기(80)의 내부 표면은 상기 용기 포트(82)를 통해 처리될 수 있다. 상기 용기 지지대(50)는 상기 용기 포트(92)상에 안착된 용기로부터 가스를 회수하는 덕트, 예를 들면, 진공 덕트(94)를 포함할 수 있다 . 상기 용기 지지대는 상기 진공 덕트(94) 및, 상기 진공 펌프(98)와 같은 외부 진공원 사이에서 연통하는 제 2 포트, 예를 들면, 진공 포트(96)를 포함할 수 있다. 상기 용기 포트(92) 및 진공 포트(96)는 상기 용기 포트(82)의 내부 또는 외부 실린더형 벽 및 상기 용기(80)의 내부 또는 외부 실린더형 벽 사이에 예를 들면, O-링 지지 실들, 각각 (100) 및 (102)인 밀봉 구성용소들을 가져, 상기 포트를 통해 연통이 가능하게 하면서 상기 용기(80) 또는 외부 진공원(98)과 실을 수용하고 형성할 수 있다. 또한,가스킷 또는 다른 밀봉 방식들도 사용될 수 있다.
II.A. (50)과 같은 상기 용기 지지대는 임의의 물질, 예를 들면, 열가소성 물질 및/또는 전기적으로 비전도성인 물질로 제작될 수 있다. 또한, (50)과 같은 용기 지지대는 전기적으로 전도성인 물질로 부분적으로 또는 주로 제작되고, 특히 상기 용기 포트(92), 진공 덕트(94) 및 진공 포트(96)에 의하여 정의되는 통로들에서 전기적으로 비전도성인 물질과 대항할 수 있다. 상기 용기 지지대(50)에 적합한 물질들의 예들은 다음과 같다: 폴리아세탈, 예를 들면, 델라웨어 주 Wilmington 소재 E. I. 듀퐁 데 네무어스 회사가 판매하는 Delrin？ 아세탈 물질; 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 예를 들면, 델라웨어 주 Wilmington 소재 E. I. 듀퐁 데 네무어스 회사가 판매하는 Teflon？ PTFE; 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE); 고밀도 폴리에틸렌(HDPE); 또는 업계에 공지되거나 새롭게 발견된 다른 물질들.
II.A. 또한, 도2는 예를 들면 (50)인 용기 지지대가 상기 포트(92)에 접근하거나 안착되는 경우 상기 용기(80)를 중심잡게 하는 고리(116)를 가질 수 있다.
용기 지지대들의 어레이
II.A. 생산 시스템을 통해 부품들을 처리, 검사 및/또는 이동시키는 또 다른 접근법은 용기 지지대들의 어레이를 사용하는 것일 수 있다. 상기 어레이들은 개별 퍽들로 구성될 수 있거나 장치들이 적재되는 고체 어레이일 수 있다. 어레이는 하나 이상의 장치, 선택적으로는 많은 장치들이 동시에 시험되고, 이동되거나 처리/코팅되도록 할 수 있다. 상기 어레이는 예를 들면, 함께 그룹되어 선형 랙을 형성하는 1차원적이거나 텁(tub) 또는 트레이(tray)와 유사한 2차원적일 수 있다.
II.A. 도 4, 5 및 58은 세가지 어레이 접근법들을 도시한다. 도 4는 상기 장치들 또는 용기들(80)이 적재되는 고체 어레이(120)를 도시한다. 이 경우에, 상기 장치들 또는 용기들(80)은 이들이 상기 생산 공정을 통해 이동되고 개별 용기 지지대들로 이동될 수 있다고 하더라도, 고체 어레이로서 생산 공정을 통해 이동할 수 있다. 단일 용기 지지대(120)는 한 단위로서 이동하는 (80)과 같은 안착된 용기들의 어레이를 이동시키기 위한 (122)와 같은 복수개의 용기 포트들을 갖는다. 본 실시예에서, (96)과 같은 복수개의 개별 진공 포트들은 진공원들의 어레이(98)를 수용하도록 제공될 수 있다. 또한, (96)과 같은 모든 용기 포트들에 연결된 단일 진공 포트가 제공될 수 있다. 또한, (108)과 같은 복수개의 가스 입력 프로브들이 어레이에 제공될 수 있다. 가스 입력 프로브들 또는 진공원들의 어레이들은 장착되어 한 단위로서 이동하여 (80)과 같은 다수의 용기들을 동시에 처리할 수 있다. 또한, (122)와 같은 복수개의 용기 포트들은 처리 스테이션에서 한번에 한 줄 이상으로, 또는 개별적으로 처리될 수 있다. 상기 어레이에서 장치들의 숫자는 단일 단계에서 성형되는 장치들의 숫자 또는 작동 도중에 효율을 가능하게 할 수 있는 다른 시험들 또는 단계들과 관련될 수 있다. 어레이를 처리/코팅하는 경우, 전극들이 함께 커플링되어(하나의 대형 전극을 형성하고) 또는 자신의 전력 공기와의 개별 전극들일 수 있다. 상기 모든 접근법들은 (전극의 기하학적 구조, 주파수 등의 관점에서) 여전히 적용가능할 수 있다.
II.A. 도 5에서, 개별 퍽들 또는 용기 지지대들(상기에서 다뤄짐)은 이들을 외부 프레임(130)으로 둘러쌈으로서 함께 어레이 속으로 가져가게 된다. 이러한 배열은 이를 원하는 경우에, 도 4의 고체 어레이의 장점들을 제공하며, 또한, 상기 용기들(80)이 다른 어레이들에서 또는 단독으로 처리되는 다른 처리 단계들을 위해 상기 어레이가 해체되도록 한다.
II.A. 도 58은 도 4와 유사한 선형 랙(rack)을 도시한다. 만약 선형 랙이 사용되면, 상기 설명된 것 이외에, 다른 옵션은 처리 스테이션을 통해 단일 파일 형식으로 상기 랙을 수송하여, 상기 용기들을 직렬로 처리한다.
II.B. O-링 배열을 포함하는 용기 지지대
II.B. 도 42 및 43은 각각 용기 지지대상에 용기를 안착시키기 위한 도 2, 3, 6, 7, 19, 12, 13, 16, 18, 19, 30 및 43의 용기 지지대 실시예들과 사용가능한, 대체적인 실링 배열로 제공되는 용기 지지대(450)의 단편적인 상세 길이방향 단면 및 상세도이다. 도 42를 참조하면, 상기 용기, 예를 들면, 상기 용기 지지대(450)상에 안착된 주사기 베럴(438)은 대략 실린더형 측벽(454)뿐만 아니라 일반적으로 환상(및 공통적으로 모서리를 깍아내거나 둥근) 립(452)에 의하여 정의된 후위 개구부(442)를 갖는다. 의료 체액 수집 튜브는 공통적으로 동일한 유형의 립(452)을 갖지만, 플랜지(440)가 없어서, 대신에 상기 용기 지지대(450)상에 안착될 수 있다.
II.B. 도시된 실시예에서 상기 용기 지지대(450)는 상기 도시된 실시예에서 가이드 표면 역할을 하여 상기 주사기 베럴(438)의 대략 실린더형인 측벽(454)을 수용하는 대략 실린더형인 내부 표면(456)을 포함한다. 또한, 상기 벽은 상기 주사기 베럴(438)이 상기 용기 지지대(450)상에 안착되는 경우 상기 환상 립(452)이 접합하게 되는 일반적으로 환상 접합부(458)에 의하여 정의된다. 상기 내부 표면(456)에 형성된 일반적으로 환상 포켓 또는 홈(460)은 밀봉 구성요소, 예를 들면, O-링(462)을 지탱하도록 제공된다. 상기 포켓(460)의 방사상 깊이는 상기 밀봉 구성요소, 예를 들면 O-링(462)(도 42에 도시됨)의 방사상 단면보다 작으며, 바람직하게는 상기 O-링(462)의 내경이 상기 환상 립(452)의 외경보다 약간 더 작다.
II.B. 이러한 상대적 치수들은 (438)과 같은 용기가 도 에서 도시된 바와 같이 안착되는 경우, 도 42에 도시된 바와 같이, 적어도 상기 포켓(460)의 외부 벽(464)과 상기 주사기 베럴(438)의 대략 실린더형 측벽(454) 사이에서 상기 O-링(462)의 방사상 단면이 수평으로 압축하도록 한다. 이 압축은 상기 O-링(462)의 베어링 표면들을 평평하게 하여, 적어도 상기 포켓(460)의 외부 벽(464)과 상기 주사기 베럴(438)의 대략 실린더형 측벽(454) 사이에서 실을 형성하게 된다.
II.B. 상기 포켓(460)은 선택적으로는, O-링(462)의 수치들과 관련하여, 상단 및 하단 벽들(468 및 466)을 상기 O-링(462)의 해당 방사상 단면 직경만큼 멀리 이격시켜 상기 하단 및 상단 벽들(466 및 468)과 상기 측벽(454) 사이에서 둘 이상의 실들을 형성하도록 제작될 수 있다. 상기 O-링(462)은 상기 외부 벽(464)과 상기 포켓(460)의 대략 실린더형 측벽(454) 사이에서 압착되는 경우, 그 복원력으로 인하여 도 43에 도시된 바와 같이 위 아래로 확장하여, 상기 상단 및 하단 벽들(466 및 464)과 맞물리게 되고 이들에 대해 평평하게 된다. 선택적으로는, 상기 O-링(462)은 수직 및 수평으로 변형되어 정상적으로는 둥근 단면을 사각형으로 만드는 경향이 있다. 또한, 상기 접합부(458)에 안착된 환상 립(452)은 상기 후위 개구부(442)를 통하여 도입되거나 이와 인접한 PECVD 공정 반응물질들 및 다른 가스들의 흐름을 제한할 것이다.
II.B. 이러한 선택적인 구조의 결과로서, 도 43에 도시된 바와 같이, 상기 O-링(462)의 하부 우측 모서리에 있는 갭만이 상기 O-링들의 외부에 있게 되어, 상기 용기(438)의 내부로 도입되거나 내부에서 생성되는 공정 가스들, 플라즈마 등에 노출되게 된다. 이 구조는 PECVD 증착물들의 원하지 않는 축적 및 플라즈마 내에서 활성화된 화학종에 의한 공격으로부터 상기 O-링(462) 및 인접한 표면들(상기 측벽(438)의 외부 표면으로서)을 보호한다. 또한, 상기 용기(438)는 다른 도면들의 일부에서 도시된 바와 같이, 상기 O-링에 대해 직접적으로 상기 환상 립(452)의 접합 좌석(butt seat)에 의해 제공되는 탄성 표면들과는 달리, 상기 접합부(458)의 단단한 표면에 의하여 더 적극적으로 장소가 정해진다. 또한, 상기 O-링(462)의 주 원주(major circumference) 주변의 각각의 부분들에 작용하는 힘들은 상기 용기(438)가 임의의 실질적인 로킹(rocking)에 대해 조여짐에 따라, 더 고르게 분포된다.
II.B. 또한, 상기 포켓(460)은 도 43에 도시된 접합부(458) 위에 바닥 벽(466)과 함께 형성될 수 있다. 다른 실시예에서, 축상으로 이격된 하나 이상의 포켓(460)은 이중 또는 더 높은 수준의 실을 제공하고 상기 접합부(458)에 대하여 안착되는 경우 로킹에 대해 상기 용기(438)를 더 조여지도록 제공될 수 있다.
II.B. 도 45는 예를 들면, 도1, 2, 3, 6-10, 12-16, 18, 19, 21, 22, 26, 28, 33-35, 및 37-44 의 실시예들과 사용가능한 용기 지지대(482)를 위한 다른 구조물이다. 상기 용기 지지대(482)는 조인트(488)에서 함께 접합된 상부 부위(484) 및 베이스(486)를 포함한다. 실링 구성요소, 예를 들면, O-링(490)(이것의 우측면은 잘려져 있어 이를 지탱하는 포켓이 설명되도록 하고 있다)은 상기 조인트(488)에서 상기 상부 부위(484) 및 베이스(486) 사이에서 포획된다. 도시된 실시예에서, 상기 O-링(490)은 상기 상부 부위(484)가 상기 베이스(486)에 연결되는 경우 환상 포켓(492) 내에 수용되어 상기 O-링에 위치하게 된다.
II.B. 이 실시예에서, 상기 O-링(490)은 포획되고, 상기 상부 부위(484) 및 상기 베이스(486)가 연결되는 경우, 이 경우에 나사들(498 및 500)에 의하여 방사상으로 연장하는 접합부 표면(494) 및 상기 포켓(492)을 부분적으로 정의하는 상기 방사상으로 연장하는 벽(496)에 대하여 지탱하게 된다. 따라서, 상기 O-링(490)은 상기 상부 부위(484) 및 베이스(486) 사이에 안착한다. 또한, 상기 상부 부위(484) 및 상기 베이스(486) 사이에서 포획된 O-링(490)은 상기 용기(80)(이 도면에서는 다른 특징들이 도시되는 경우 명료함을 위해 제거되었음)를 수용하고, 도42 에서 상기 용기 후위 개구부(442) 주위의 상기 O-링 밀봉 배열과 유사한, 상기 용기(80) 개구부 주위에 상기 용기 포트(502)의 제 1 O-링 실을 형성한다.
II.B. 이 실시예에서, 비록 필수적인 것은 아니지만, 상기 용기 포트(502)는 상기 제 1 O-링(490) 실 및 제 2 축상으로 이격된 O-링(504) 실 양쪽 모두를 갖는데, 각각은 상기 용기 포트(502)와 (80)과 같은 용기 사이에 밀봉을 위해 (80)과 같은 용기의 외경(도 43에서 측벽(454)과 유사)을 수용하도록 크기 조절된 (506)과 같은 내경을 갖는다. 상기 O-링들(490 및 504) 사이의 공간은 두 개의 축상으로 이격된 지점들에서 (80)과 같은 용기에 대한 지지를 제공하여, (80)과 같은 용기가 상기 O-링들(490 및 504) 또는 상기 용기 포트(502)에 대하여 뒤틀리는 것을 방지한다. 이 실시예에서, 비록 필수적인 것은 아니지만, 방사상으로 연장되는 접합부 표면(494)은 상기 O-링(490 및 506) 실들 가까이 위치되고 상기 진공 덕트(508)를 둘러싸고 있다.
III. 용기 이송 방법-용기 지지대 상에 안착된 용기 처리
III.A. 용기 지지대를 처리 스테이션으로 수송하는 단계
III.A. 도 1, 2 및 10은 용기(80)를 처리하는 방법을 보여준다. 상기 방법은 다음과 같이 수행될 수 있다.
III.A. 개구부(82) 및 내부 표면(88)을 정의하는 벽(86)을 갖는 용기(80)가 제공될 수 있다. 일 실시예로서, 상기 용기(80)는 (22)와 같은 성형틀 내에 형성되고 이후 이로부터 제거될 수 있다. 선택적으로는, 상기 용기를 상기 성형틀로부터 제거한 후 60 초 이내 또는 30 초 이내, 또는 25 초 이내, 또는 20 초 이내, 또는 15 초 이내, 또는 10 초 이내, 또는 5 초 이내, 또는 3 초 이내, 또는 1 초 이내 또는 용기(80)를 처리하는 도중에 이를 뒤틀리게 하지 않고 상기 용기(80)가 이동될 수 있도록 하자마자(고온에서 제작되어, 이로부터 점진적으로 냉각된다고 가정하자), 상기 용기 개구부(82)는 상기 용기 포트(92)상에 안착될 수 있다. 상기 용기(80)를 상기 성형틀(22)로부터 상기 용기 포트(92)로 제빨리 이동시키면 상기 표면(88)에 도달할 수 있는 먼지 또는 다른 불순물들을 줄이고 상기 차단성 코팅 또는 다른 유형의 코팅(90)의 접착을 막거나 방지하게 된다. 또한, 상기 용기(80)가 제작된 이후에 상기 용기(80)상에 진공을 재빨리 뽑으면 뽑을수록, 미세입자 불순물들이 상기 내부 표면(88)에 부착할 가능성이 더 낮아진다.
III.A. 용기 포트(92)를 포함하는 (50)과 같은 용기 지지대가 제공될 수 있다. 상기 용기(80)의 개구부(82)는 상기 용기 포트(92)상에 안착될 수 있다. 상기 용기 포트(92)상에 상기 용기(80)의 개구부(82)를 안착시키기 이전, 안착 도중 또는 안착 이후에, (40)과 같은 상기 용기 지지대(예를 들면, 도 6)는 이송되어 하나 이상의 상기 베어링 표면들(220 내지 240)과 맞물려서 (24)와 같은 처리 장치 또는 스테이션에 대하여 상기 용기 지지대(40)에 위치할 수 있다.
III.A. 도 6에 도시된 스테이션(24)에 의해 도시된 바와 같이, (24 내지 34)와 같은 하나, 하나 이상 또는 모든 처리 스테이션들은 (24)와 같은 처리 스테이션 또는 장치에서 상기 안착된 용기(80)의 내부 표면(88)을 처리하는 동안 (40)과 같은 하나 이상의 용기 지지대들을 소정의 위치에서 지지하도록 하는, 하나 이상의 베어링 표면들(220, 222, 224, 226, 228, 230, 232, 234, 236, 238, 또는 240)과 같은 베어링 표면을 포함할 수 있다. 이러한 베어링 표면들은 예를 들면, 상기 용기가 처리되는 동안에 (40)과 같은 용기 지지대를 가이드하고 위치시키는 트랙들 또는 가이드들과 같은 정지 또는 이동 구조의 일부분 일 수 있다. 예를 들면, 상기 아래방향으로 향하는 베어링 표면들(222 및 224)은 상기 용기 지지대(40)에 위치하여, 프로브(108)가 상기 용기 지지대(40)로 삽입되는 경우에 상기 용기 지지대(40)가 윗 방향으로 이동하지 못하도록 반응 표면으로 작용한다. 상기 반응 표면(236)은 진공원(98)(도 2)이 상기 진공 포트(96)상에 안착되는 동안에 상기 용기 지지대에 위치하고 상기 용기 지지대(40)가 좌측으로 이동하는 것을 방지한다. 상기 베어링 표면들(220, 226, 228, 232, 238 및 240)은 유사하게는 상기 용기 지지대(40)에 위치하여 처리되는 동안에 수평 이동을 방지한다. 상기 베어링 표면들(230 및 240)은 유사하게는 (40)과 같은 상기 용기 지지대에 위치하여 수직으로 위치를 이탈하여 이동하는 것을 방지한다. 따라서, 제 1 베어링 표면, 제 2 베어링 표면, 제 3 베어링 표면 등은 24 내지 34와 같은 처리 스테이션들 각각에 제공될 수 있다.
III.A. 상기 안착된 용기(80)의 내부 표면(88)은 일례로 차단 도포 또는 도2 에 도시된 다른 유형의 코팅 스테이션(28)일 수 있는 상기 제 1 처리 스테이션에서 상기 용기 포트(92)를 통해 처리될 수 있다. 상기 용기 지지대(50) 및 안착된 용기(80)는 상기 제 1 처리 스테이션(28)으로부터 상기 제 2 처리 스테이션, 예를 들면, 상기 처리 스테이션(32)으로 수송된다. 상기 안착된 용기(80)의 내부 표면(88)은 (32)와 같은 상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 용기 포트(92)를 통해 처리될 수 있다.
III.A. 상기 방법들 중 하나는 상기 제 2 처리 스테이션 또는 장치에서 상기 안착된 용기(80)의 내부 표면(88)을 처리한 이후에 (66)과 같은 용기 지지대로부터 상기 용기(80)를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
III.A. 상기 방법들 중 하나는 상기 제거 단계 이후에, 개구부(82)를 갖는 제 2 용기(80)와 내부 표면(88)을 정의하는 벽(86)을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다. (80)과 같은 상기 제 2 용기의 개구부(82)는 (38)과 같은 다른 용기 지지대의 용기 포트(92)상에 안착될 수 있다. 상기 안착된 용기(80)의 내부 표면은 (24)와 같은 상기 제 1 처리 스테이션 또는 장치에서 상기 용기 포트(92)를 통해 처리될 수 있다. (38)과 같은 상기 용기 지지대 및 안착된 제 2 용기(80)는 상기 제 1 처리 스테이션 또는 장치(24)로부터 (26)과 같은 상기 제 2 처리 스테이션으로 수송될 수 있다. 상기 안착된 제 2 용기(80)는 상기 제 2 처리 스테이션 또는 장치(26)에 의해 상기 용기 포트(92)를 통해 처리될 수 있다.
III.B. 처리 장치를 용기 지지대로 또는 그 반대로 수송하는 단계.
III.B. 또한, 상기 처리 스테이션들은 더 광범하게는 처리 장치들일 수 있으며, 상기 용기 지지대들은 상기 처리 장치들에 대하여 전달될 수 있고, 상기 처리 장치들은 상기 용기 지지대들에 대하여 이동될 수 있거나, 각각의 배열의 일부가 주어진 시스템에 제공될 수 있다. 또 다른 배열에서, 상기 용기 지지대들은 하나 이상의 스테이션들로 이동될 수 있으며, 하나 이상의 처리 장치는 상기 스테이션들 중 적어도 하나에서 또는 그 근처에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 처리 장치들과 처리 스테이션들 사이에 1 대 1 대응이 항상 있는 것은 아니다.
III.B. 일부 부분들을 포함하는 용기 처리 방법이 고려된다. 프로브(108)(도 2)와 같은 제 1 처리 장치 및 광원(170)(도 10)과 같은 제 2 처리 장치가 (80)과 같은 용기들을 처리하기 위해 제공된다. 내부 표면(88)을 정의하는 벽(86) 및 개구부(82)를 갖는 용기(80)가 제공된다. 용기 포트(92)를 포함하는 용기 지지대(50)가 제공된다. 상기 용기(80)의 개구부(82)는 상기 용기 포트(92)상에 안착된다.
III.B. 상기 프로브(108)와 같은 상기 제 1 처리 장치는 상기 용기 지지대(50)와 작동가능하게 맞물려 이동하거나 그 반대 상태로 될 수 있다. 상기 안착된 용기(80)의 내부 표면(88)은 상기 제 1 처리 장치 또는 프로브(108)를 이용한 상기 용기 포트(92)를 통해 처리된다.
III.B. (170)과 같은 제 2 처리 장치(도 10)는 상기 용기 지지대(50)와 작동가능하게 맞물려 이동하거나 그 반대 상태로 될 수 있다. 상기 안착된 용기(80)의 내부 표면(88)은 광원(170)과 같은 제 2 처리 장치를 사용하여 상기 용기 포트(92)를 통해 처리된다.
III.B. 선택적으로는, 임의의 수의 다른 처리 단계들이 제공될 수 있다. 예를 들면, 제 3 처리 장치(34)는 용기들(80)을 처리하기 위해 제공될 수 있다. 상기 제 3 처리 장치(34)는 상기 용기 지지대(50)와 작동가능하게 맞물려 이동하거나 그 반대 상태로 될 수 있다. 안착된 용기(80)의 내부 표면은 상기 제 3 처리 장치(34)를 사용하여 상기 용기 포트(92)를 통해 처리될 수 있다.
III.B. 용기를 처리하는 다른 방법에 있어서, 개구부(82) 및 내부 표면(88)을 정의하는 벽(86)을 갖는 용기(80)가 제공될 수 있다. 용기 포트(92)를 포함하는 (50)과 같은 용기 지지대가 제공될 수 있다. 상기 용기(80)의 개구부(82)는 상기 용기 포트(92)상에 안착될 수 있다. 상기 안착된 용기(80)의 내부 표면(88)은 일례로 차단 또는 도2 에 도시된 다른 유형의 코팅 장치(28)일 수 있는 상기 제 1 처리 스테이션에서 상기 용기 포트(92)를 통해 처리될 수 있다. 상기 용기 지지대(50) 및 안착된 용기(80)는 상기 제 1 처리 장치(28)로부터 상기 제 2 처리 장치, 예를 들면, 도 1 및 10에 도시된 상기 처리 장치(34)로 수송된다. 상기 안착된 용기(80)의 내부 표면(88)은 이후 (34)와 같은 제 2 처리 장치에 의하여 상기 용기 포트(92)를 통해 처리될 수 있다.
III.C. 튜브를 코팅 스테이션으로 왕복 수송하는 그리퍼를 사용하는 단계
III.C. 또 다른 실시예는 일부 단계들을 포함하는 제 1 용기의 PECVD 처리 방법이다. 개방단, 폐쇄단 및 내부 표면을 갖는 제 1 용기가 제공된다. 적어도 제 1 그리퍼는 상기 제 1 용기의 폐쇄단을 선택적으로 잡고 풀어주도록 구성되어 있다. 상기 제 1 용기의 폐쇄단은 상기 제 1 그리퍼를 사용하여 쥐어져 있으며, 상기 제 1 그리퍼를 사용하여 상기 제 1 용기의 개방단으로 안착하도록 구성된 용기 지지대 부근으로 이송된다. 이후, 상기 제 1 그리퍼는 상기 제 1 용기를 축상으로 전진시키고 상기 용기 지지대상에 그 개방단을 안착시켜, 상기 용기 지지대 및 상기 제 1 용기의 내부 사이에서 밀봉된 연통이 이루어지도록 사용된다.
III.C. 적어도 하나의 가스 반응물질은 상기 용기 지지대를 통해 상기 제 1 용기 내에 도입된다. 상기 제 1 용기의 내부 표면상에서 반응물질의 반응 생성물을 형성하기에 효과적인 조건하에서 상기 제 1 용기 내에서 플라즈마가 형성된다.
III.C. 이후, 상기 제 1 용기는 상기 용기 지지대로부터 탈착되며, 상기 제 1 그리퍼 또는 다른 그리퍼를 사용하여, 상기 제 1 용기는 상기 용기 지지대로부터 축방향으로 이송된다. 이후, 상기 제 1 용기는 상기 용기 지지대로부터 축방향으로 이송하는데 사용되는 상기 그리퍼로부터 풀려나간다.
III.C. 도 16 및 49를 참조하면, 직렬 컨베이어(538)는 본 명세서에 기술된 바와 같이 상기 장치 및 공정을 통해 (204)와 같은 복수개의 그리퍼들을 지지하고 수송하는데 사용될 수 있다. 상기 그러퍼들(204)은 상기 직렬 컨베이어(538)와 작동가능하게 연결되며 일련의 적어도 두 개의 용기들(80)을 상기 용기 지지대(48)의 부근으로 연속으로 수송하고 본 명세서에 기술된 바와 같이 클리닝 방법의 다른 단계들을 수행하도록 구성된다.
IV. 용기 제작용 PECVD 장치
IV.A. 용기 지지대, 내부 전극, 반응 챔버로서 용기를 포함하는 PECVD 장치
IV.A. 다른 실시예는 용기 지지대, 내부 전극, 외부 전극 및 전원 공급기를 포함하는 PECVD 장치이다. 상기 용기 지지대상에 안착된 용기는 선택적으로는 진공 챔버일 수 있는 플라즈마 반응 챔버를 정의한다. 선택적으로는, 진공원, 반응물질 가스원, 가스 공급 또는 이들 중 둘 이상의 조합이 공급될 수 있다. 선택적으로는, 폐쇄된 챔버를 정의하기 위하여, 진공원을 필수적으로 포함하는 것은 아닌 가스 배기구가 제공되어 상기 포트상에 안착된 용기의 내부로 또는 내부로부터 가스를 전달한다.
IV.A. 상기 PECVD 장치는 상기 플라즈마 반응 챔버가 진공 챔버로서 기능할 필요가 없는 경우에, 대기압 PECVD를 위해 사용될 수 있다.
IV.A. 도 2에 도시된 실시예에서, 상기 용기 지지대(50)는 상기 용기 포트상에 안착된 용기로 가스를 전달하는 가스 입력 포트(104)를 포함한다. 상기 가스 입력 포트(104)는 상기 프로브(108)가 상기 가스 입력 포트(104)를 통해 삽입되는 경우에 실린더형 프로브(108)에 대하여 안착할 수 있는, 적어도 하나의 O-링(106) 또는 직렬로 연결된 두 개의 O-링들 또는 직렬로 연결된 세 개의 O-링들에 의하여 제공된 활강 실을 갖는다. 상기 프로브(108)는 원위단(110)에서 가스 전달 포트로 연장하는 가스 입력 수도일 수 있다. 도시된 실시예의 원위단(110)은 하나 이상의 PECVD 반응물질들 및 다른 공정 가스들을 제공하는 용기(80)로 깊이 삽입될 수 있다.
IV.A. 선택적으로는, 도 2에 도시된 실시예에서, 또는 더 일반적으로는 도 1-5, 8, 9, 12-16, 18, 19, 21, 22, 26-28, 33-35, 37-49, 또는 52-55의 실시예들과 같은 임의의 개시된 실시예 및 도 55에 특이적으로 개시된 바와 같이, 플라즈마 스크린(610)은 상기 용기(80) 내에서 형성된 플라즈마를 일반적으로는 상기 플라즈마 스크린(610) 위의 부피까지 한정하도록 제공될 수 있다. 상기 플라즈마 스크린(610)은 전도성, 다공성 물질로서, 이의 몇몇 예들은 강철솜, 다공성 소결 금속 또는 전도성 물질로 코팅된 세락믹 물질 또는 금속(예를 들면, 황동) 또는 다른 전도성 물질로 제작된 유공성 플레이트 또는 디스크이다. 일례는 상기 가스 입구(108)를 통과하도록 크기 조절된 중심 구멍들을 가지며 0.04 인치(1 mm) 이격된 0.02 인치(0.5 mm) 인, 중심-대-중심 구멍들로서, 상기 구멍들은 상기 디스크의 표면적의 일부로서 22% 개방된 면적을 제공하는 구멍들을 갖는, 한 쌍의 금속 디스크이다.
IV.A. 특히, 상기 프로브(108)가 상대 전극으로서 기능하는 실시예들에 대하여, 상기 플라즈마 스크린(610)은 처리되는 상기 튜브, 주사기 베럴 또는 다른 용기(80)의 개구부(82)에서 또는 그 부근에서 상기 가스 입구(108)와 긴밀한 접촉을 할 수 있다. 또한, 바람직하게는 상기 가스 입구(108)와 공통의 전위를 갖는 상기 플라즈마 스크린(610)은 접지될 수 있다. 상기 플라즈마 스크린(610)은 상기 용기 지지대(50) 및 예를 들면, 상기 진공 덕트(94), 상기 가스 입력 포트(104), 상기 O-링(106)의 부근, 상기 진공 포트(96), 상기 O-링(102) 및 상기 가스 입구(108)에 인접한 다른 장치에서 플라즈마를 감소시키거나 제거한다. 동시에, 상기 플라즈마 스크린의 다공성은 가스들, 공기 등이 상기 용기(80)로부터 나와 상기 진공 포트(96) 및 하류 장치로 흘러가게 한다.
IV.A. 도 3에 도시된 코팅 스테이션(28)에서, 상기 용기 지지대(112)는 각각 상기 용기 포트(92)상에 안착된 용기(80)로 (상기 프로브(108) 통해) 가스를 전달하고 상기 용기 포트(92)상에 안착된 용기로부터 (상기 진공원(98)을 통해) 가스를 인출하는, 상기 용기 포트(92)와 연통하고 있는 복합 가스 입력 포트 및 진공 포트(96)를 포함한다. 이 실시예에서, 상기 가스 입력 프로브(108) 및 진공원(98)은 복합 프로브로서 제공될 수 있다. 상기 두 프로브들은 원하는 경우, 한 단위로서 또는 분리시켜서 전진될 수 있다. 이 배열은 제 3 실(106)에 대한 필요를 제거하며 전체에 걸쳐서 지지 실들을 사용하게 한다. 지지 실은 예를 들면, 상기 용기(80) 내에서 진공을 뽑아내어서 축방향 힘을 적용하여 상기 O-링들을 변형시킴으로써 상기 용기(80) 및 진공원(98)을 명확히 안착시켜, 상기 O-링의 반대측상에 상기 실링 표면에 있는 임의의 이물질들의 존재로 인해 남겨진 임의의 갭을 폐쇄하도록 한다. 도 3의 실시예에서, 상기 용기(80) 및 진공원(98)에 의하여 상기 용기 지지대(112)상에 가해진 축방향 힘들은 반대쪽으로 향하며, 상기 용기(80) 및 상기 용기 지지대(112)를 함께 지탱하고 각각의 지지 실들을 유지하도록 한다.
IV.A. 도 13은 상기 용기(80)가 상기 공정 스테이션에서 상기 용기 지지대(48)상에 안착될 수 있는, 본 개시물의 또 다른 실시예에 따른 코팅 스테이션에 있어서 용기 지지대의 도 2와 유사한 도면이다. 이것은 (48)과 같은 용기 지지대와 함께 이동하지 않는 용기(80)를 처리하는데 사용될 수 있거나, 상기 안착된 용기(80)가 상기 시스템(20)에 의하여 다른 장치로 이동되기 전에 (48)과 같은 용기 지지대에 우선 안착하는 차단 또는 다른 유형의 코팅 스테이션(28)에 사용될 수 있다.
IV.A. 도 13은 도 2 및 9의 U자형 전극에 대한 대안으로서 50 Hz 내지 1 GHz의 주파수에 적합한 실린더형 전극(160)을 보여준다. 상기 용기 지지대(또는 전극)는 상기 전극을 아래로 이동하거나 상기 용기 지지대를 위로 이동시켜 활성화 하기 이전에 제자리로 이동될 수 있다. 또한, 수직 평면에서 상기 용기 지지대 및 전극의 이동은 조개껍데기(상기 용기 지지대는 제자리에서 처리/코팅 준비가 되는 경우 반대측면으로부터 함께 올 수 있는 두 개의 실린더들)와 같은 구조의 전극(160)을 만들어서 방지할 수 있다. IV.A. 선택적으로는, 코팅 스테이션(28)에서, 진공원(98)은 진공이 뽑혀지고 가스가 프로브(108)를 통해 도입되는 동안에 공정은 (28)과 같은 코팅 스테이션을 통해 튜브가 이동되는 연속 공정이라면, 상기 용기 지지대의 이동 중에 유지될 수 있는 퍽 또는 용기 지지대(50)를 갖는 실을 발생시킨다. 또한, 상기 퍽 또는 용기 지지대(50)가 정지 위치로 이동되며, 이때 상기 프로브(108)가 장치로 밀어져서 이후 상기 펌프 또는 진공원(98)이 상기 진공 포트(96)에서 커플링되고 활성화되어 진공을 발생시키는 정지 공정을 이용할 수 있다. 일단 상기 프로브(108)가 제자리에 있고 진공이 발생하면, 상기 퍽 또는 용기 지지대(50) 및 상기 튜브 또는 다른 용기(80)와는 무관한 외부 고정 전극(160)과 튜브 또는 용기(80)의 내부에서 플라즈마가 수립될 수 있다.
IV.A. 도 53은 예를 들면, 도 1, 2, 3, 6-10, 12-16, 18, 19, 21, 22, 26-28, 30, 33-35, 37-44 및 52의 실시예들과 사용가능한 코팅 스테이션(28)의 다른 선택적인 상세사항들을 도시한다. 또한, 상기 코팅 스테이션(28)은 압력 센서(152)로 이어지는 진공 라인(576)에서 주 진공 밸브(574)를 가질 수 있다. 수동 바이패스 밸브(578)는 바이패스 라인(580) 내에 제공된다. 배기 밸브(582)는 배기구(404)에서 흐름을 제어한다.
IV.A. PECVD 가스원(144)으로부터 나오는 유량은 주 반응물질 공급 라인(586)을 통해 유량을 조절하는 주 반응물질 가스 밸브(584)에 의해 제어된다. 상기 가스원(144)의 하나의 성분은 유기실리콘 액체 저장조(588)이다. 상기 저장조(588)의 내용물들은 원하는 유량을 제공하는 적당한 길이로 제공되는 유기실리콘 모세관 라인(590)을 통해 회수된다. 유기실리콘 증기의 유량은 유기실리콘 차단 밸브(592)에 의하여 제어된다. 압력은 예를 들면, 대기압에 의존하지 않는(그리고 그 내에서 변동하는) 반복성 유기실리콘 액체 전달을 수립하기 위해 압력 라인(618)에 의하여 공간 부분(614)으로 연결된 압축 공기와 같은 압력원(616)으로부터 0 내지 15 psi(0 내지 78 cm. Hg) 범위의 압력이, 상기 액체 저장조(588)의 공간 부분(614)으로 가해진다. 상기 저장조(588)는 밀봉되고 상기 모세관 연결(620)은 상기 저장조(588)의 바닥에 있어서 순 유기실리콘 액체(상기 공간 부분(614)으로부터 압축된 가스가 아닌)만이 상기 모세관 튜브(590)를 통해 흐르도록 한다. 상기 유기실리콘 액체는 상기 유기실리콘 액체가 증발하여, 유기실리콘 증기를 형성하는 것이 필요하거나 원하는 경우, 선택적으로는 주위 온도 이상으로 가열될 수 있다. 산소는 질량 흐름 제어기(598)에 의하여 제어되는 산소 공급 라인(596)을 통하고 산소 차단 밸브(600)와 함께 제공되는 산소 탱크(594)로부터 제공된다.
IV.A. 도 7의 실시예에서, 상기 스테이션 또는 장치(26)는 상기 진공 포트(96)상에 안착하도록 맞처진 진공원(98), 상기 프로브(108)에 연결된 측면 채널(134) 또는 양쪽 모두(도시된 바와 같이)를 포함할 수 있다. 상기 도시된 실시예에서, 상기 측면 채널(134)은 프로브 포트(138) 및 진공 포트(140) 사이의 유량을 조절하는 차단 밸브(136)를 포함한다. 상기 도시된 실시예에서, 상기 선택 밸브(136)는 적어도 두 가지 상태들을 갖는다: 상기 포트들(138 및 140)이 연결되어, 가스 흐름을 위한 두 개의 평행한 통로들(따라서, 펌핑 속도를 증가시키거나 펌핑 노력을 감소시키는) 진공 상태 및 상기 포트들(138 및 140)이 분리된 단절 상태. 선택적으로는, 상기 선택 밸브(136)는 가스원(144)으로부터 PECVD 반응 및 공정 가스들을 도입하기 위해 PECVD 가스 입력 포트(142)와 같은 제 3 포트를 가질 수 있다. 이러한 수단은 동일한 진공 공급 및 프로브(108)로 하여금 누출 또는 침투 시험 및 차단 또는 다른 유형의 코팅 도포 양쪽 모두에 사용될 수 있도록 한다.
IV.A. 상기 도시된 실시예들에서, 상기 진공원(98)으로의 (146)과 같은 진공 라인도 차단 밸브(148)를 포함할 수 있다. 상기 차단 밸브들(136 및 148)은 상기 프로브(108)와 진공원(98)이 (44)와 같은 용기 지지대에 연결되지 않은 경우 닫혀질 수 있어서, 상기 측면 채널(134) 및 상기 진공 라인(146)이 하나의 용기 지지대(44)로부터 다른 지지대로 이동되는 경우 상기 용기(80)로부터 상기 밸브들(136 및 148)의 측면상에 진공배기 될 필요가 없다. 상기 프로브(108)를 상기 가스 입력 포트(104)로부터 축상으로 제거하는 것이 용이하도록 하기 위하여, 상기 포트(96)에 대한 진공 라인(146)의 위치와는 무관한 상기 프로브(108)의 축상 이동을 가능하도록 플렉서블 라인(150)이 제공될 수 있다.
IV.A. 도 또한, 7은 임의의 실시예 - 밸브(406)에 의하여 제어되는 주변 공기로의 배기구(404)와 사용가능한 다른 선택적인 특징을 보여준다. 상기 밸브(406)는 상기 용기 지지대(44)로부터 상기 용기(80)를 배출하는지, 진공원(98)으로부터 상기 진공 포트(96)에서 상기 용기 지지대(44)를 방출하는지, 또는 선택적으로는 양쪽 모두이든지 간에, 상기 밸브(406)는 상기 용기(80)를 처리한 이후 급히 진공을 깨뜨리도록 개방될 수 있다.
IV.A. (또 도 7을 참조하여) 도시된 실시예에서, 상기 프로브(108)도 압력 게이지(152)에 연결될 수 있으며 상기 용기(80)의 내부(154)와 연통하여, 상기 용기(80) 내에서 압력이 측정될 수 있도록 한다.
IV.A. 도 1의 장치에서, 상기 용기 코팅 스테이션(28)은 예를 들면, 도2 에 도시된 바와 같이 용기(80)의 내부 표면(88)상에 SiOx 차단 코팅 또는 다른 유형의 코팅(90)을 증착시키는데 적합한 조건하에서 작동되는, 아래에서 더 설명되는 PECVD 장치일 수 있다 .
IV.A. 특히, 도 1 및 2를 참조하면, 상기 처리 스테이션(28)은 처리 도중에 상기 용기(80)내에서 플라즈마를 생성하는 전기장을 제공하는 무선 주파수 전원 공급기(162)에 의하여 공급된 전극(160)을 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 상기 프로브(108)는 전기적으로 전도성이며 접지되어 있어서, 상기 용기(80) 내에서 상대 전극을 제공한다. 또한, 임의의 실시예에서, 상기 외부 전극(160)은 접지될 수 있으며 상기 프로브(108)은 상기 전력 공급기(162)에 직접 연결될 수 있다.
IV.A. 도 2의 실시예에서, 상기 외부 전극(160)은 도 2 및 8에 도시된 바와 같이 일반적으로 실린더형일 수 있거나 도 2 및 9(도 8 및 9는 도 2의 단면선 A-A를 따라 취한 단면의 다른 실시예이다)에 도시된 바와 같이 일반적으로 U자형의 긴 채널일 수 있다. 각각의 도시된 실시예는 (164) 및 (166)과 같은 하나 이상의 측벽들과 선택적으로는, 상단(168)을 가지며, 이 모두는 상기 용기(80) 주위로 가까이 배치되어 있다.
IV.A., IV.B. 도 12 내지 19는 앞에서 기술된 바와 같이 용기 코팅 스테이션 또는 장치(28)의 다른 변형들을 도시한다. 이러한 변형체들 중 하나 이상은 도 1 내지 5에 도시된 용기 코팅 스테이션 또는 장치(28)을 대체할 수 있다.
IV.A. 도 12는 1 GHz를 초과하는 주파수들에서 (동일한 용기 지지대 및 가스 입구를 사용하는 앞에서 기술된 바와 같은 동일한 방식으로) 사용될 수 있는 다른 전극 시스템을 도시한다. 이 주파수들에서,전력 공급기로부터 나온 전기 에너지는 에너지를 흡수하거나 에너지를 공명하는 캐비티에 연결되어 있는 하나 이상의 파동가이드들을 통해 튜브의 내부로 전도될 수 있다. 에너지를 공명시키면 가스와 커플링되도록 한다. 상기 용기(80)는 그 공명 지점을 변화시키는 캐비티와 상호작용하여, 코팅 및/또는 처리를 위한 플라즈마를 생성하므로, 다른 캐비티들은 다른 주파수들과 (80)과 같은 용기들과 사용하도록 제공될 수 있다.
IV.A. 도 12는 마이크로파를 파장가이드(192)를 통해 플라즈마가 생성될 수 있는 용기(80) 내에서 용기를 적어도 부분적으로 둘러싸는 마이크로파 캐비티(194)로 향하게 하는 마이크로파 전력 공급기(190)를 포함할 수 있다. 상기 마이크로파 캐비티(194)는 상기 마이크로파들의 주파수와 가스들의 부분 압력들 및 선택과 관련하여, 마이크로파들을 흡수하고 상기 플라즈마-생성 가스와 커플링하도록 튜닝될 수 있다. 도 13에서, 도시된 실시예들 중 어느 하나뿐만 아니라, 상기 용기(80)에 흡집을 내거나 손상을 주는 것을 피하기 위해 상기 용기(80)와 캐비티(194)(또는 전극, 검출기 또는 다른 둘러싸고 있는 구조) 사이에 작은 갭(196)이 남아있을 수 있다. 또한, 도 13에서, 상기 마이크로파 캐비티(194)는 평평한 말단 벽(198)을 가져서, 갭(196)이 폭으로는 균일하지 않는데, 특히 상기 말단 벽(198)의 원형 모서리의 반대편이 그러하다. 선택적으로는, 상기 말단(198)은 굽어져서 실질적으로 균일한 갭 196.IV.A.2를 제공할 수 있다. 도 44는 예를 들면, 도 1, 2, 3, 8, 9, 12-16, 18-19, 21-22, 33, 37-43, 46-49, 및 52-54의 실시예들과 사용가능한 다른 가스 전달 튜브/내부 전극의 도 2와 유사한 도면이다. 도 44에 도시된 바와 같이, 상기 내부 전극(470)의 원위부(472)는 상기 내부 전극 내에서 내부 통로(476)를 둘러싸는 늘어진 다공성 측벽(474)를 포함한다. 상기 내부 통로(476)은 상기 용기(80) 외부로 연장하는 내부 전극(470)의 근위부(478)에 의하여 가스 공급기(144)로 연결된다. 또한, 상기 내부 전극(470)의 원위단(480)은 선택적으로 다공성일 수 있다. 상기 다공성 측벽(474) 및 만약 존재하는 경우의 다공성 원위단(480)의 다공성으로 인하여 상기 가스 공급기(144)로부터 공급된 반응물질 가스의 적어도 일 부분이 상기 통로(476)로부터 측면으로 빠져나와 반응물질 가스를 상기 용기(80)의 내부 표면(88)의 인접한 부위로 공급하게 된다. 이 실시예에서, 상기 다공성 측벽(474)의 다공성 부위는, 비록 못 미치게 연장하여, 상기 내부 전극(470)의 길이의 일 부분만 빠진다고 하더라도, 상기 용기(80) 내에서 상기 내부 전극(470)의 전체 길이에 걸쳐 연장하게 된다. 본 명세서의 어딘가 다른 곳에서 지시된 바와 같이, 상기 내부 전극(470)은 상기 용기(80)의 길이에 대하여, 도 44에 도시된 것보다 더 길거나 짧을 수 있으며, 상기 다공성 부위는 연속적이거나 불연속적일 수 있다.
IV.A. 상기 내부 전극(470)의 외경은 상기 용기의 측면으로 인접한 내경의 적어도 50%, 또는 적어도 60%, 또는 적어도 70%, 또는 적어도 80%, 또는 적어도 90%, 또는 적어도 95%일 수 있다. 상기 용기(80)의 내경과 관련하여, 특히 상기 전극(470)이 상기 용기(80)와 동심원을 이룬다면, 더 큰 직경을 갖는 내부 전극(470)을 채용하게 되면, 상기 내부 전극(470)의 외부 및 상기 용기(80)의 인접한 내부 표면(88) 사이의 거리를 줄여서, 플라즈마를 더 좁은 영역으로 가두게 되어, 그 내부에서 플라즈마가 더 균일할 수 있다. 또한, 더 큰 직경을 갖는 내부 전극(470)을 채용하게 되면, 형성된 내부 표면(88)과 비교하여 단일한 지점으로부터 흐르는 것과는 반대로, 최초 반응 지점과 매우 가까운, 내부 전극(88)의 길이를 따라 근접하게 이격된 지점들에서 플라즈마로 신선한 가스들이 도입됨에 따라, 상기 내부 표면(80)을 따라 반응물질 가스 및/또는 캐리어 가스를 더 균일하게 분포하게 한다.
IV.A. 실선으로 도시된, 하나의 고려되는 배열에서, 전력 공급기(162)는 상기 전극(200)을 따라 임의의 지점에 있을 수 있는 전극(200)으로의 하나의 전력 연결을 가지며, 상기 프로브(108)은 접지될 수 있다. 이러한 구성에 있어서, 용량성 부하가 사용되어 상기 용기(80) 내에서 플라즈마를 생성할 수 있다. 가상선(실선으로 도시된 연결들을 제거한)으로 도시된 다른 고려되는 배열에서, 상기 전력 공급기(162)의 개별 리드들이 편의상 본 명세서에서 ＂전극＂으로 불릴 수 있는, 상기 코일(200)의 개별 말단들에 연결된다. 이러한 구성에 있어서, 유도성 부하가 사용되어 상기 용기(80) 내에서 플라즈마를 생성할 수 있다. 또한, 다른 실시예에서 유도성 및 용량성 부하들의 조합도 사용될 수 있다.
IV.A. 도 46 내지 48은 내부 전극들이기도 한,(108)과 같은 (도 2에서도 도시된) 둘 이상의 가스 전달 튜브들(510 및 512)의 어레이를 도시한다. 상기 어레이는 선형 또는 회전식일 수 있다. 회전식 어레이는 상기 전극들이 주기적으로 재사용되도록 한다.
IV.A. 또한, 도 46 내지 48은 (50) 또는 (48)과 같은 하나 이상의 용기 지지대들로부터 그리고 이들 속으로 상기 가스 전달 튜브들/내부 전극들(108, 510, 및 512)를 삽입하고 제거하는 내부 전극 익스텐더(extender) 및 리트랙터(retractor)(514)를 도시한다. 이러한 특징들은 가스 전달 튜브들을 사용하기 위한 선택적인 수단이다.
IV.A. 도시된 실시예에서, 도 46 내지 48뿐만 아니라 도 53을 참조하면, 내부 전극들(108, 510 및 512)은 각각 플렉서블 호스들(516, 518 및 520)에 의하여 차단 밸브들(522, 524 및 526)을 통해 공통의 가스 공급기(144)로 연결된다. (상기 플렉서블 호스들은 도 46 내지 48에서 느슨한 부분들을 생략함으로써 단축되었다). 도 56을 간단히 참조하면, 상기 플렉서블 호스들(516, 518 및 520)은 교대로 독립된 가스원들(144)에 연결될 수 있다. (108)과 같은 내부 전극을 연장하고 축소하도록 메커니즘(514)이 제공된다. 상기 내부 전극 익스텐더 및 리트랙터는 상기 용기 지지대에 대하여 완전히 전진한 위치, 중간 위치 및 축소된 위치 사이에서 내부 전극을 이동시키도록 구성되어 있다.
IV.A. 도 46 및 56에서, 상기 내부 전극(108)은 상기 용기 지지대(50) 및 용기(80) 내에서 작동 위치로 연장되며, 그 차단 밸브(522)는 열려있다. 또한,도46 작동하지 않는 내부 전극들(510 및 512)은 축소되어 있으며 이들의 차단 밸브들(524 및 526)은 폐쇄되어 있다. 도시된 실시예에서, 상기 작동하지 않는 내부 전극들(510 및 512) 중 하나 이상은 전극 청소 장치 또는 스테이션(528) 내에 배치되어 있다. 하나 이상의 전극들은 청소될 수 있으며, 선택적으로 나머지들은 상기 스테이션(528) 내에서 교체될 수 있다. 상기 청소 작동들은 비한정 예로서 증착물들을 제거하는 화학적 반응 또는 용매 처리, 증착물들을 물리적으로 제거하는 밀링(milling) 또는 축적된 증착물들을 근본적으로 태워 버리는 플라즈마 처리를 포함할 수 있다.
IV.A. 도 47에서, 작동중인 내부 전극(108)이 상기 용기(80) 밖에서 축소되어 그 원위단이 상기 용기 지지대(50) 내에서 머물러 있고 그 밸브(522)가 폐쇄되어 있는 반면에, 상기 작동하지 않는 내부 전극들(510 및 512)은 전과 같다. 이 조건에서, 상기 용기(80)는 제거될 수 있으며, 새로운 용기는 상기 용기들(80)이 제거되고 교체되는 동안에 상기 전극(108)을 건드리는 위험이 없이 상기 용기 지지대(50)상에 안착될 수 있다. 상기 용기(80)가 제거된 이후에, 상기 내부 전극(108)은 도 46 및 56의 위치로 전진될 수 있으며 상기 차단 밸브(522)는 다시 열려서 전과 같이 동일한 내부 전극(108)을 사용하여 새로운 용기(80)의 코팅을 시작할 수 있다. 따라서, 일련의 상기 용기들(80)이 상기 용기 지지대(50)상에 안착되고 이로부터 제거되는 배열에 있어서, 상기 용기(80)가 설치되어 있거나, 상기 내부 전극(108)이 사용 중인 스테이션에서 상기 용기 지지대(50)로부터 제거됨에 따라, 상기 내부 전극(108)은 연장되고 부분적으로는 수회 축소될 수 있다.
IV.A. 도 48에서, 상기 용기 지지대(50) 및 그 용기(80)는 새로운 용기 지지대(48) 및 다른 용기(80)로 교체되었다. 도 1를 참조하면, 이러한 유형의 실시예에서, 각각의 용기(80)는 (50) 또는 (48)과 같은 그 용기 지지대 상에 머물러 있으며 (108)과 같은 내부 전극은 그 용기 지지대가 코팅 스테이션으로 이름에 따라 각각의 용기로 삽입된다.
IV.A. 또한, 도 48에서, 상기 내부 전극들(108, 510 및 512)은 모두 완전히 축소되어 있으며, 내부 전극들(108, 510 및 512)의 어레이는 도 47의 각자의 위치들과 비교하여, 상기 용기 지지대(48) 및 전극 청소 스테이션에 대하여 오른쪽으로 이동되어 있어서, 상기 내부 전극(108)은 그 위치를 벗어나 있으며 상기 내부 전극(510)은 상기 용기 지지대(48)에 대한 위치로 이동되어 있다.
IV.A. 내부 전극들의 어레이의 이동은 상기 용기 지지대들의 이동과는 무관할 수 있다는 것을 알아야 할 것이다. 이들은 새로운 용기 지지대 및/또는 새로운 내부 전극으로 동시에 또는 독립적으로 전환하도록 함께 또는 각자 이동될 수 있다.
IV.A. 도 46 내지 48은 내부 전극들이기도 한,(108)과 같은 (도 2에서도 도시된) 둘 이상의 가스 전달 튜브들(510 및 512)의 어레이를 도시한다. 상기 어레이는 선형 또는 회전식일 수 있다. 회전식 어레이는 상기 전극들이 주기적으로 재사용되도록 한다.
IV.A. 도 또한, 46 내지 48은 (50) 또는 (48)과 같은 하나 이상의 용기 지지대들로부터 그리고 이들 속으로 상기 가스 전달 튜브들/내부 전극들(108, 510, 및 512)를 삽입하고 제거하는 내부 전극 익스텐더(extender) 및 리트랙터(retractor)(514)를 도시한다. 이러한 특징들은 가스 전달 튜브들을 사용하기 위한 선택적인 수단이다.
IV.A. 도시된 실시예에서, 도 46 내지 48뿐만 아니라 도 53을 참조하면, 내부 전극들(108, 510 및 512)은 각각 플렉서블 호스들(516, 518 및 520)에 의하여 차단 밸브들(522, 524 및 526)을 통해 공통의 가스 공급기(144)로 연결된다. (상기 플렉서블 호스들은 도 46 내지 48에서 느슨한 부분들을 생략함으로써 단축되었다). (108)과 같은 내부 전극을 연장하고 축소하도록 메커니즘(514)이 제공된다. 상기 내부 전극 익스텐더 및 리트랙터는 상기 용기 지지대에 대하여 완전히 전진한 위치, 중간 위치 및 축소된 위치 사이에서 내부 전극을 이동시키도록 구성되어 있다.
IV.A. 도 46 및 56에서, 상기 내부 전극(108)은 상기 용기 지지대(50) 및 용기(80) 내에서 작동 위치로 연장되며, 그 차단 밸브(522)는 열려있다. 또한, 도 46 및 56에서, 작동하지 않는 내부 전극들(510 및 512)은 축소되어 있으며 이들의 차단 밸브들(524 및 526)은 폐쇄되어 있다. 도시된 실시예에서, 상기 작동하지 않는 내부 전극들(510 및 512)은 전극 청소 장치 또는 스테이션(528) 내에 배치되어 있다. 일부 전극들은 청소될 수 있으며, 선택적으로 나머지들은 상기 스테이션(528) 내에서 교체될 수 있다. 상기 청소 작동들은 비한정 예로서 증착물들을 제거하는 화학적 반응 또는 용매 처리, 증착물들을 물리적으로 제거하는 밀링(milling) 또는 축적된 증착물들을 근본적으로 태워 버리는 플라즈마 처리를 포함할 수 있다.
IV.A. 도 47에서, 작동중인 내부 전극(108)이 상기 용기(80) 밖에서 축소되어 그 원위단이 상기 용기 지지대(50) 내에서 머물러 있고 그 밸브(522)가 폐쇄되어 있는 반면에, 상기 작동하지 않는 내부 전극들(510 및 512)은 전과 같다. 이 조건에서, 상기 용기(80)는 제거될 수 있으며, 새로운 용기는 상기 용기들(80)이 제거되고 교체되는 동안에 상기 전극(108)을 건드리는 위험이 없이 상기 용기 지지대(50)상에 안착될 수 있다. 상기 용기(80)가 제거된 이후에, 상기 내부 전극(108)은 도 46 및 56의 위치로 전진될 수 있으며 상기 차단 밸브(522)는 다시 열려서 전과 같이 동일한 내부 전극(108)을 사용하여 새로운 용기(80)의 코팅을 시작할 수 있다. 따라서, 일련의 상기 용기들(80)이 상기 용기 지지대(50)상에 안착되고 이로부터 제거되는 배열에 있어서, 상기 용기(80)가 설치되어 있거나, 상기 내부 전극(108)이 사용 중인 스테이션에서 상기 용기 지지대(50)로부터 제거됨에 따라, 상기 내부 전극(108)은 연장되고 부분적으로는 수회 축소될 수 있다.
IV.A. 도 48에서, 상기 용기 지지대(50) 및 그 용기(80)는 새로운 용기 지지대(48) 및 다른 용기(80)로 교체되었다. 도 1를 참조하면, 이러한 유형의 실시예에서, 각각의 용기(80)는 (50) 또는 (48)과 같은 그 용기 지지대 상에 머물러 있으며 (108)과 같은 내부 전극은 그 용기 지지대가 코팅 스테이션으로 이름에 따라 각각의 용기로 삽입된다.
IV.A. 또한, 도 48에서, 상기 내부 전극들(108, 510 및 512)은 모두 완전히 축소되어 있으며, 내부 전극들(108, 510 및 512)의 어레이는 도 47의 각자의 위치들과 비교하여, 상기 용기 지지대(48) 및 전극 청소 스테이션에 대하여 오른쪽으로 이동되어 있어서, 상기 내부 전극(108)은 그 위치를 벗어나 있으며 상기 내부 전극(510)은 상기 용기 지지대(48)에 대한 위치로 이동되어 있다.
IV.A. 내부 전극들의 어레이의 이동은 상기 용기 지지대들의 이동과는 무관할 수 있다는 것을 알아야 할 것이다. 이들은 새로운 용기 지지대 및/또는 새로운 내부 전극으로 동시에 또는 독립적으로 전환하도록 함께 또는 각자 이동될 수 있다.
IV.A. 둘 이상의 내부 전극들(108, 510 및 512)의 어레이는 유용한데, 이는 개별 조합된 가스 전달 튜브들/내부 전극들(108, 510 및 512)이 일부 경우들에 있어서 중합된 반응물질 가스들 또는 일부 다른 유형의 증착물들이 (80)과 같은 일련의 용기들을 코팅하는데 사용됨에 따라 이들을 축적시킬 경향이 있기 때문이다. 상기 증착물들은 코팅 속도 또는 이로인해 생긴 균일도를 손상시키는 지점까지 축적될 수 있는데, 이는 바람직하지 않을 수 있다. 균일한 공정을 유지하기 위하여, 상기 내부 전극들은 주기적으로 사용 중지, 교체 또는 청소될 수 있으며, 새롭거나 청소된 전극이 사용될 수 있다. 예를 들면, 도 46에서 도 48로 가면, 상기 내부 전극(108)은 내부 코팅을 새로운 용기에 도포하도록 상기 용기 지지대(48) 및 상기 용기(80)로 용이하게 연장되는 신규 또는 재조정된 내부 전극(510)으로 교체되었다.
IV.A. 따라서, 내부 전극 드라이브(530)는 연장된 위치에서 축소된 위치로 제 1 내부 전극(108)을 이동시키고, 상기 제 1 내부 전극(108)을 제 2 내부 전극(510)으로 교체하며 상기 제 2 내부 전극(510)을 연장된 위치로 전진시키기 위해(전극의 교체를 제외하고는 도 46 및 56과 유사) 상기 내부 전극 익스텐더 및 리트릭터(514)와 연결되어 작동가능하다.
IV.A. 도 46 내지 48의 일련의 가스 전달 튜브들은 및 내부 전극 드라이브(530) 예를 들면,도 1, 2, 3, 8, 9, 12-16, 18-19, 21-22, 26-28, 33-35, 37-45, 49 및 52-54의 실시예들과 사용가능하다. 도 46-48의 연장 및 축소 메커니즘(514)은 예를 들면, 도 6 및 7의 용기 검사 장치의 프로브들뿐만 아니라, 도 2, 3, 8, 9, 12-16, 18-19, 21-22, 26-28, 33-35, 37-45, 49, 및 52-54의 상기 가스 전달 튜브 실시예들과 사용가능하다.
IV.A 도 2에 도시된 전극(160)은 그 길이로 페이지쪽으로 "U"자 채널과 같이 형상될 수 있으며, 상기 퍽 또는 용기 지지대(50)는 상기 처리/코팅 공정 도중에 활성화된(전력 공급된) 전극을 통해 이동할 수 있다. 외부 및 내부 전극들이 사용되기 때문에, 이러한 장치는 전력 공급기(162)로부터 상기 U 채널 전극(160)으로 적용된, 50 Hz에서 1 GHz 사이의 주파수를 사용할 수 있다. 프로브(108)는 전기 회로를 완성하도록 접지되어, 전류가 상기 용기(80)의 내부에 있는 저압 가스(들)를 통해 흐르게 할 수 있다. 상기 전류는 플라즈마를 생성하여 상기 장치의 내부 표면(88)의 선택적 처리 및/또는 코팅을 가능하게 한다.
IV.A 또한, 도 2의 전극은 펄스 전력 공급기에 의하여 전력 공급될 수 있다. 펄싱으로 인하여 반응 가스들의 고갈을 가능하게 하며 이후 상기 가스들의 활성화 및 (재)고갈이 일어나기 이전에 부산물들의 제거를 가능하게 한다. 펄스 전력 시스템은 통상적으로 전기장 (및 따라서 플라즈마)이 존재하는 시간의 양을 측정하는 듀티 사이클(duty cycle)에 의하여 특징된다. 파워-온(power-on) 시간은 파워-오프(power-off) 시간에 상대적이다. 예를 들면, 10%의 듀티 사이클은 전력이 90%의 시간 동안 오프 상태인 사이클의 10%의 파워 온 시간에 해당할 수 있다. 특정 실시예로서, 상기 전력은 0.1 초 동안 온 상태이고 1 초 동안 오프 상태일 수 있다. 펄스 파워 시스템은 오프-시간이 처리 시간의 증가를 초래하기 때문에, 주어진 전원 공급기(162)에 대하여 유효 전력 공급을 감소시킨다. 상기 시스템이 펄스되는 경우, 이로 인한 코팅은 매우 순수할 수 있다(부산물 또는 오염물이 전혀 없다). 펄스된 시스템들의 다른 결과는 원자 층 증착(ALD)을 달성할 수 있는 가능성이다. 이 경우에, 상기 듀티 사이클은 파워-온 시간이 원하는 물질의 단일층 증착이 이루어지도록 조정될 수 있다. 이와 같은 방식으로, 단일 원자층은 각각의 사이클에서 증착되는 것으로 고려된다. 이러한 접근법은 (비록 중합체 표면상에서 증착에 요구되는 온도에서, 온도가 바람직하게는 낮게 유지되고(<100℃) 낮은 온도 코팅들이 비정질일 수 있다고 하여도) 매우 순수하고 매우 구조적인 코팅을 생성할 수 있다.
IV.A. 외부 전극 대신에 마이크로파 캐비티를 채용하는 다른 코팅 스테이션이 도 12에 개시되어 있다. 가해진 에너지는 예를 들면, 2.45 GHz인 마이크로파 주파수일 수 있다.
IV.B. 튜브를 코팅 스테이션으로 왕복 수송하는 그리퍼를 사용하는 PECVD 장치
IV.B. 다른 실시예는 앞에서 기술된 바와 같은 그리퍼를 채용하는, 용기의 PECVD 처리를 위한 장치이다. 도 15 및 16은 개방단(82), 폐쇄단(84) 및 상기 표면(88)에 의해 정의된 내부 표면을 갖는 제 1 용기(80)의 PECVD 처리시에 (202)로 일반적으로 표시되는 장치를 도시한다. 이 실시예는 용기 지지대(48), 적어도 제 1 그리퍼(204)(이 실시예에서, 예를 들면, 흡입(suction) 컵), 상기 용기 지지대(48)상에서 용기 포트(92)에 의하여 정의된 시트(seat), 반응물질 공급기(144), 전극들(108 및 160)에 의하여 제시된 플라즈마 생성기, (534)와 같은 배기 밸브일 수 있는 용기 배출 장치 및 동일한 그리퍼(204) 또는 제 2 그리퍼(선택적으로, 제 2 그리퍼(204))를 포함한다.
IV.B. 상기 그리퍼들 중 어느 하나로 도시된 바와 같은, 제 1 그리퍼(204)는 용기(80)의 폐쇄단(84)을 선택적으로 지지하고 풀어주도록 구성되어 있다. 상기 제 1 그리퍼(204)는 상기 용기의 폐쇄단(84)을 쥐고 있는 동안에 상기 용기 지지대(48) 부근에 상기 용기를 이송할 수 있다. 도시된 실시예에서, 이송 기능은 상기 그리퍼들(204)이 직렬로 부착되어 있는 직렬 컨베이어(538)에 의하여 용이해진다.
IV.B. 상기 용기 지지대(48)는 다른 실시예들과 연계하여 앞에서 기술되었으며, 용기(80)의 개방단(82)에 안착하도록 구성되어 있다. 상기 용기 포트(92)에 의하여 정의된 시트는 다른 실시예들과 연계하여 앞에서 기술되었으며, 상기 용기 지지대는 상기 용기 지지대(48) 및 상기 제 1 용기, 이 경우 상기 용기들(80) 중 어느 하나의 내부 공간 사이에 밀봉된 연통이 이루어지도록 구성되어 있다. 상기 반응물질 공급기(144)는 다른 실시예들과 연계하여 앞에서 기술되었으며, 상기 용기 지지대(48)를 통해 상기 제 1 용기(80) 내에서 적어도 하나의 가스 반응물질을 도입하도록 작동가능하게 연결되어 있다. 상기 전극들(108 및 160)에 의하여 정의된 상기 플라즈마 생성기는 다른 실시예들과 연계하여 앞에서 기술되었으며, 상기 제 1 용기의 내부 표면상에서 반응물질의 반응 생성물을 형성하기에 효과적인 조건하에서 상기 제 1 용기 내에서 플라즈마를 형성하도록 구성되어 있다.
IV.B. 상기 용기 배출 장치(534), 또는 상기 안착된 용기(80) 내에서 반응물질 가스, 캐리어 가스 또는 압축 질소 또는 공기와 같은 비싼 가스를 도입하는 것과 같은 다른 수단들은 상기 용기 지지대(48)로부터 상기 제 1 용기(80)를 탈착시키는데 사용될 수 있다.
IV.B. 상기 그리퍼들은 상기 용기 지지대(48)로부터 상기 제 1 용기(80)를 축 방향으로 이송시키고 이후 상기 그리퍼(48) 및 상기 용기 말단(84) 사이에서 흡입을 배출시킴으로써 상기 제 1 용기를 배출하도록 구성되어 있다.
IV.B. 도 또한, 15 및 16은 일부 단계들을 포함하는 제 1 용기의 PECVD 처리 방법을 도시한다. 개방단(82), 폐쇄단(84) 및 내부 표면(88)을 갖는 제 1 용기(80)가 제공된다. 상기 제 1 용기(80)의 폐쇄단(84)을 선택적으로 지지하고 풀어주도록 구성된 적어도 제 1 그리퍼(204)가 제공된다. 상기 제 1 용기(80)의 폐쇄단(84)은 상기 제 1 그리퍼(204)를 사용하여 쥐어져 있으며, 이에 의하여 상기 제 1 용기의 개방단으로 안착하도록 구성된 용기 지지대(48) 부근으로 이송된다. 도 16의 실시예에서, 2 개의 용기 지지대들(48)이 제공되어, 상기 용기들(80)이 한 번에 두 개씩 상기 용기 지지대들(48)상으로 전진되고 안착되게 하여 유효 생산 속도를 배증시킨다. 이후, 상기 제 1 그리퍼(204)는 상기 제 1 용기(80)를 축상으로 전진시키고 상기 용기 지지대(48)상에 그 개방단(82)을 안착시켜, 상기 용기 지지대(48) 및 상기 제 1 용기의 내부 사이에서 밀봉된 연통이 이루어지도록 사용된다. 다음으로, 적어도 하나의 가스 반응물질은 선택적으로는 이전 실시예들에 대해 설명된 바와 같이, 상기 용기 지지대를 통해 상기 제 1 용기 내에 도입된다.
IV.B. 계속하면, 선택적으로는 이전 실시예들에 대해 설명된 바와 같이, 상기 제 1 용기의 내부 표면상에서 반응물질의 반응 생성물을 형성하기에 효과적인 조건하에서 상기 제 1 용기 내에서 플라즈마가 형성된다. 상기 제 1 용기는 이전 실시예들에 대해 설명된 바와 같이, 상기 용기 지지대로부터 탈착된다. 이전 실시예들에 대해 설명된 바와 같이, 상기 제 1 그리퍼 또는 다른 그리퍼가 선택적으로 사용되어 상기 용기 지지대로부터 상기 제 1 용기를 축 방향으로 이송시킨다. 이후, 상기 제 1 용기는 선택적으로는 이전 실시예들에 대해 설명된 바와 같이, 상기 용기 지지대로부터 축방향으로 이송하는데 사용되는 상기 그리퍼로부터 풀려나간다.
IV.B. 본 방법에 따라 수행될 수 있는 다른 선택적인 단계들은 상기 제 1 용기와는 다른 반응 용기로서, 개방단 및 내부 공간을 갖는 반응 용기를 제공하는 단계, 용기 지지대상에 상기 반응 용기의 개방단을 안착시키는 단계, 상기 용기 지지대 및 상기 반응 용기의 내부 공간 사이에서 밀봉된 연통을 이루는 단계를 포함한다. PECVD 반응물질 통로는 상기 내부 공간 내에서 제공될 수 있다. 상기 반응물질 수도로부터 PECVD 반응 생성물의 증착물의 적어도 일 부분을 제거하는데 효과적인 조건 하에서 상기 반응 용기의 내부 공간내에서 플라즈마가 생성될 수 있다. 이러한 반응 조건들은 앞에서 설명된 실시예와 연계하여 설명되었다. 이후, 상기 반응 용기는 상기 용기 지지대로부터 탈착되며, 상기 용기 지지대로부터 이송된다.
IV.B. 본 방법의 임의의 실시예에 따라 수행될 수 있는 다른 선택적인 단계들은 다음의 단계들을 포함한다:
적어도 제 2 그리퍼를 제공하는 단계;
적어도 제 1 및 제 2 그리퍼들을 직렬 컨베이어로 작동가능하게 연결시키는 단계;
개방단, 폐쇄단 및 내부 표면을 갖는 제 2 용기를 제공하는 단계;
상기 제 2 용기의 폐쇄단을 선택적으로 지지하고 풀어주도록 구성된 그리퍼를 제공하는 단계;
상기 그리퍼를 사용하여 상기 제 2 용기의 폐쇄단을 잡는 단계;
상기 그리퍼를 사용하여, 상기 제 2 용기의 개방단으로 안착하도록 구성된 용기 지지대 부근으로 상기 제 2 용기를 이송하는 단계;
상기 그리퍼를 사용하여, 상기 제 2 용기를 축상으로 전진시키고 상기 용기 지지대상에 그 개방단을 안착시켜, 상기 용기 지지대 및 상기 제 2 용기의 내부 사이에서 밀봉된 연통이 이루어지도록 하는 단계;
적어도 하나의 가스 반응물질을 상기 용기 지지대를 통해 상기 제 2 용기 내에 도입하는 단계;
상기 제 2 용기의 내부 표면상에서 반응물질의 반응 생성물을 형성하기에 효과적인 조건하에서 상기 제 2 용기 내에서 플라즈마를 형성하는 단계;
상기 용기 지지대로부터 상기 제 2 용기를 탈착시키는 단계; 및
상기 제 2 그리퍼 또는 다른 그리퍼를 사용하여, 상기 용기 지지대로부터 상기 제 2 용기를 축 방향으로 이송시키는 단계; 및
상기 용기 지지대로부터 축방향으로 이송하는데 사용되는 상기 그리퍼로부터 상기 제 2 용기를 배출하는 단계.
IV.B. 도 16은 생산 라인/시스템을 통해 이동할 수 있는 (이 예에서) 시료 수집 튜브의 말단을 쥐고 있는 흡입 컵 유형의 장치를 사용하는 예이다. 여기에 도시된 상기 구체적인 예는 코팅/처리의 (상기 및 아래에서 기술된 바와 같이 가능한 많은 단계들 중) 하나의 가능한 단계이다. 상기 튜브는 코팅 단계/영역으로 이동할 수 있으며 상기 튜브는 상기 용기 지지대 및 (이 예에서) 실린더형 전극으로 하강될 수 있다. 이후, 상기 용기 지지대, 시료 수집 튜브 및 흡입 컵은 상기 전극이 전력공급되고 처리/코팅이 일어나는 다음 단계로 함께 이동할 수 있다. 상기 유형의 전극들 중 어느 하나는 이 예에서 이용될 수 있다.
IV.B. 따라서, 도 15 및 16은 도 13과 유사한 코팅 스테이션(28)에서, 상기 용기(80)를 상기 코팅 스테이션(28)으로 왕복 이동시키는 것으로 일반적으로 (202)로 표시된 용기 수송기를 채용한다. 상기 용기 수송기(202)는 상기 도시된 수송기(202)에서 흡입 컵일 수 있는 그립(204)과 함께 제공될 수 있다. 또한, 접착 패드, 활성 진공원(상기 그립으로부터 공기를 뽑아내는 펌프를 사용하여, 진공을 능동적으로 진공을 만들어 낸다) 또는 다른 수단이 그립으로 채용될 수 있다. 상기 용기 수송기(202)는 예를 들면, 상기 용기(80)를 코팅을 위해 위치시키는 용기 포트(92)에서 안착된 위치로 상기 용기(80)를 하강시키는데 사용될 수 있다. 또한, 상기 용기 수송기(202)는 상기 스테이션(28)에서 처리가 완료될 수 있는 이후에 상기 용기(80)를 상기 용기 포트(92)로부터 상승시키는데 사용될 수 있다. 또한, 상기 용기 수송기(202)는 상기 용기(80) 및 용기 수송기(48)가 함께 스테이션으로 전진되기 이전에 상기 용기(80)를 안착시키는데 사용될 수 있다. 또한, 상기 용기 수송기는 상기 용기 포트(92)상에서 그 시트에 대항하여 상기 용기(80)를 향하도록 하는데 사용될 수 있다. 또한, 도 15가 상기 용기(80)를 위로부터 수직으로 상승하는 것을 보여주는 것으로 방향잡을 수 있다고 하더라도, 상기 용기 수송기(202)는 상기 용기(80)의 아래에 있고 이를 아래로부터 지지하는 반전된 배향성일 수 있거나 반전된 배향성을 고려할 수 있다.
IV.B. 도 16은 흡입 컵(204)과 같은 용기 수송기들(202)이 하나의 스테이션으로부터 다음 스테이션으로 수평으로 상기 용기들(80)을 전달할뿐만 아니라 (또는 그 대신에) (28)과 같은 스테이션으로 또는 이를 벗어나 수직으로 전달하는 방법의 실시예를 도시한다. 상기 용기들(80)은 임의의 배향성으로 상승되고 수송될 수 있다. 도 따라서, 16은 일부 단계들을 포함하는 제 1 용기(80)의 PECVD 처리 방법을 제시한다.
IV.B. 도 13의 실시예에서, 상기 외부 전극(160)은 일반적으로 개방단들이 있는 실린더형일 수 있으며, 정지될 수 있다. 상기 용기(80)는 개구부(82)가 상기 용기 포트(96)상에 안착될 때까지 상기 외부 전극(160)을 통해 전진될 수 있다. 이 실시예에서, 상기 프로브(108)는 상기 포트(104) 및 상기 프로브(108) 사이에서 상대적인 운동을 하게 하는 와이핑 실(wiping seal)과는 반대로, 선택적으로는 영구적 성형되거나 아니면 가스 입력 포트(104)로 고정될 수 있다.
IV.B. 도 14는 전기 에너지를 50Hz 내지 1GHz의 플라즈마로 커플링시키는 다른 대안을 도시한다. 이는 위치로 하강될 수 있는 코일 또는 (장치를 사용하여) 위치로 올려질 수 있는 용기 지지대로 구성될 수 있다. 코일된 전극들은 유도성 커플링 장치들이라고 칭해지며 상기 플라즈마가 생성될 수 있는 장치의 내부로 자기적 구성요소를 부여할 수 있다.
IV.B. 프로브(108)는 도 2 및 도 13에서 다뤄진 바와 같이 사용될 수 있다. 상기 용기 지지대 또는 위에서 다뤄진 용기 지지대(48)의 다른 측면들은 동일한 상태를 유지할 수 있다.
IV.B. 예를 들면, 도 49가 도시하는 바와 같이, 개방단(540) 및 상기 내부 표면(542)에 의해 정의된 내부 공간을 갖는, 상기 제 1 용기(80)와는 상이한 반응 용기(532)가 제공될 수 있다. 상기 용기들(80)과 같이, 상기 반응 용기(532)는 상기 용기 지지대(48)상에서 그 개방단(540)을 가지며 상기 용기 지지대(48) 및 상기 반응 용기의 내부 공간(542) 사이에서 밀봉된 연통이 있도록 할 수 있다.
IV.B. 도 49은 용기 검사 장치의 도16 처리되는 용기들(80) 및 청소 반응기(532)를 PECVD 코팅 장치로 전달하는 메커니즘을 도시하는. 이 실시예에서, 내부 전극(108)은 선택적으로는 상기 용기 지지대(48)로부터 이를 제거하지 않고 청소될 수 있다.
IV.B. 도 49는 상기 반응 용기가 앞에서 기술된 바와 같이 코팅을 위해 제공된 용기(80) 대신에 상기 용기 지지대(48)상에 안착되는 경우에 상기 반응 용기(532)의 내부 공간(542) 내에서 자리잡도록 앞에서 기술된 PECVD 반응물질 수로(108)가 위치된다는 것을 보여준다. 도 49는 상기 수로(108)가 내부 원위단 뿐만 아니라 외부 부위를 갖는다고 할지라도, 이 구성의 반응물질 수로(108)를 도시한다. 이는 본 목적에 적합하며 상기 반응물질 수로(108)가 상기 용기(80 또는 532)로 적어도 부분적으로 연장한다면 본 청구범위를 만족시킨다.
IV.B. 도시된 바와 같은 49의 메커니즘은 예를 들면, 적어도 도 1 및 15 내지 16의 실시예들과 사용가능하다. 또한, 상기 청소 반응기(532)는 다른 실시예에서 (48)과 같은 용기 지지대상에서 안착되고 수송되는 단순 용기로서 제공될 수 있다. 이 구성에 있어서, 상기 청소 반응기(532)는 적어도 도 1 내지 3, 8, 9, 12 내지 15, 18, 19, 21, 22, 26 내지 28, 33 내지 35, 37 내지 48 및 52 내지 54의 장치와 함께 사용될 수 있다.
IV.B. 상기 전극들(108 및 160)에 의하여 정의된 플라즈마 생성기는 PECVD 반응 생성물의 증착물의 적어도 일부를 상기 반응물질 수로(108)로부터 제거하는데 효과적인 조건 하에서 상기 반응 용기(532)의 내부 공간 내에서 플라즈마를 형성하기 위해 구성될 수 있다. 상기 내부 전극 및 가스원(108)은 전도성 튜브, 예를 들면, 금속성 튜브일 수 있으며, 상기 반응 용기(532)는 세라믹, 석영, 유리 또는 열가소성 용기보다 더 많은 열을 견딜 수 있는 다른 물질들과 같은 임의의 적당한, 바람직하게는 열-저항성 물질로 제작될 수 있다고 위에서 생각된다. 또한, 상기 반응 용기(532)의 물질은 바람직하게는 화학적이거나 반응 생성물들의 증착물들을 제거하기 위해 상기 반응 용기에 사용되는 조건들에 저항하는 플라즈마일 수 있다. 선택적으로는, 상기 반응 용기(532)는 전기적으로 전도성인 물질로 제작될 수 있으며 그 자체로 상기 반응물질 수로(108)로부터 증착물들을 제거하는 목적을 위한 특수-목적 외부 전극으로 작용한다. 또 다른 대안으로서, 상기 반응 용기(532)는 상기 외부 전극(160)상에서 안착되는 캡으로 구성될 수 있는 데, 이 경우 상기 외부 전극(160)은 바람직하게는 상기 용기 지지대(48)상에 안착되어 폐쇄된 청소 반응 챔버를 정의하게 된다.
IV.B. 상기 반응물질 수로(108)로부터 PECVD 반응 생성물의 증착물의 적어도 일부를 제거하는데 효과적인 반응 조건들은 산소 또는 오존(독자적으로 생성되거나 플라즈마 장치에 의하여 생성됨)과 같은 산화 반응물질의 실질적인 부분의 도입, 코팅들의 증착을 위해 사용되는 것보다 더 높은 전력 수준, 코팅들의 증착을 위해 사용되는 것보다 더 긴 사이클 시간 또는 상기 반응 수로(108)상에서 발견되는 원하지 않는 유형의 증착물을 제거하는데 알려진 다른 수단들을 포함한다는 것이 고려된다. 다른 예를 들면, 기계적 밀링도 원하지 않는 증착물들을 제거하는데 사용될 수 있다. 또는, 용매들 또는 다른 작용제들이 상기 반응물질 수로(108)를 통해 강제로 방해물들을 제거할 수 있다. 이러한 조건들은 반응 용기(532)가 상기 용기(80)의 정상적인 사용에 적합할 필요가 없기 때문에, 코팅되는 용기들(80)이 견딜 수 있는 것보다 더 가혹할 수 있다. 그러나, 선택적으로는, 용기(80)가 반응 용기로서 사용될 수 있으며, 상기 증착물 제거 조건들이 너무 가혹하다면, 반응 용기로 채용된 용기(80)는 다른 실시예에서 폐기될 수 있다.
V. 용기를 제작하는 PECVD 방법들
V.1 PECVD 코팅용 전구체들
본 발명의 PECVD 코팅용 전구체는 유기금속 전구체로 광범위하게 정의된다. 유기 실리콘 전구체는 유기 잔기들, 예컨대 탄화수소, 아미노카본(aminocarbon) 또는 옥시카본(oxycarbon) 잔기들을 갖는, 주기율표의 III족 및/또는 IV족 금속 원소들의 화합물들을 포괄하는 것으로 본 명세서에서 모든 목적들을 위해 정의된다. 제시된 것과 같이 정의된 유기금속 화합물들은 실리콘 또는 다른 III족/IV족 금속 원자들에 직접 결합되거나 선택적으로는 산소 또는 질소 원자들을 통해 결합된 유기 모이어티들을 갖는 임의의 전구체를 포함한다. 주기율표의 III족의 해당 원소들은 붕소, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 탈륨, 스칸듐, 이트륨 및 란타늄이며, 알루미늄 및 붕소가 바람직하다. 주기율표의 IV족의 해당 원소들은 실리콘, 게르마늄, 주석, 납, 티타늄, 지르코늄, 하프늄 및 토륨이며, 실리콘 및 주석이 바람직하다. 또한, 다른 휘발성 유기 화합물들도 고려될 수 있다. 그러나, 유기실리콘 화합물들은 본 발명을 수행하는데 바람직하다.
"유기실리콘 전구체"는 본 명세서 전반에 걸쳐 하기 연결들 중 적어도 하나를 갖는 화합물로 광범위하게 정의된, 유기실리콘 전구체가 바람직하다:
Figure pct00002
또는
Figure pct00003
바로 위 제 1 구조는 하나의 산소 원자 및 유기 탄소 원자(유기 탄소 원자는 적어도 하나의 산소 원자에 결합된 탄소 원자이다)에 연결된 4가 실리콘 원자이다. 바로 위 제 2 구조는 하나의 -NH- 결합 및 유기 탄소 원자(유기 탄소 원자는 적어도 하나의 산소 원자에 결합된 탄소 원자이다)에 연결된 4가 실리콘 원자이다. 바람직하게는, 상기 유기실리콘 전구체는 선형 실록산, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 폴리실세스퀴옥산, 선형 실라잔, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실라잔, 폴리실세스퀴아잔 및 이 전구체들 중 2 이상의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 또한, 상기 바로 위 두 개의 공식들은 아닐지라도, 알킬 트리메톡시실란이 전구체로서 고려된다.
산소-함유 전구체(예컨대, 실록산)가 사용되는 경우, 소수성 또는 윤활성 코팅을 형성하는 조건하에서 PECVD로부터 얻을 수 있는 대표적인 예상되는 실험식은 SiwOxCyHz로서, w는 1이고, 이 식에서 x는 약 0.5 내지 약 1이고, y는 약 2 내지 약 3이고, z는 6 내지 9인 반면에, 차단성 코팅을 형성하는 조건하에서 PECVD로부터 얻을 수 있는 대표적인 예상되는 실험 조성물은 SiOx로서, 이 식에서 x는 약 1.5 내지 약 2.9이다. 질소-함유 전구체(예컨대, 실라잔)가 사용되는 경우, 예상되는 조성물은 Siw*Nx*Cy*Hz*이다. 즉, 본 발명에 따른 SiwOxCyHz에 있어서, 산소(O)는 질소(N)로 대체되고, 지수들은 산소 O에 비해 N의 더 높은 가수로 맞춰진다(2 대신에 3). 후자는 실록산에서 w, x, y 및 z 대 그 아자(aza) 대응물에 있어서 해당 지수들의 비율을 일반적으로 따를 것이다. 본 발명의 특정한 일 측면에 있어서, Siw*Nx*Cy*Hz*는 w*, y* 및 z*는 실록산 대응물들에서와 동일하게 정의되지만, 수소들의 갯수에 있어서 선택적으로 편차가 있다.
상기 실험식을 갖는 전구체 시작 물질의 일 유형은 선형 실록산, 예를 들면 다음의 식을 갖는 물질이다:
Figure pct00004

각각의 R은 알킬, 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 비닐, 알카인 등으로부터 독립적으로 선택되며, n은 1, 2, 3, 4, 또는 그 이상이며, 바람직하게는 2 이상이다. 고려되는 선형 실록산들의 일부 예들은
헥사메틸디실록산(HMDSO),
옥타메틸트리실록산,
데카메틸테트라실록산,
도데카메틸펜타실록산,
또는 이들의 2 이상의 조합들이다. 또한, 상기 구조에서 -NH-가 산소 원자로 치환된 유사한 실라잔들은 유사한 코팅들을 제작하는데 유용하다. 고려되는 선형 실라잔들의 일부 예들은 옥타메틸트리실라잔, 데카메틸테트라실라잔 또는 이들의 2 이상의 조합들이다.
V.C. 전구체 시작 물질의 다른 유형은 선형 실록산, 예를 들면 다음의 구조식을 갖는 물질이다:
Figure pct00005

여기서, R은 선형 구조로 정의되며 "a"는 3 내지 약 10이거나 유사한 모노사이클릭 실라잔들이다. 고려되는 헤테로-치환 및 미치환 모노사이클릭 실록산들 및 실라잔들의 일부 예들은 다음을 포함한다
1,3,5-트리메틸-1,3,5-트리스(3,3,3-트리플루오로프로필)메틸]시클로트리실록산
2,4,6,8-테트라메틸-2,4,6,8-테트라비닐시클로테트라실록산,
펜타메틸시클로펜타실록산,
펜타비닐펜타메틸시클로펜타실록산,
헥사메틸시클로트리실록산,
헥사페닐시클로트리실록산,
옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS),
옥타페닐시클로테트라실록산,
데카메틸시클로펜타실록산
도데카메틸시클로헥사실록산,
메틸(3,3,3,-트리플루오로프로플)시클로실록산,
다음과 같은 시클로 유기실라잔들도 고려된다,
옥타메틸시클로테트라실라잔,
1,3,5,7-테트라비닐-1,3,5,7-테트라메틸시클로테트라실라잔 헥사메틸시클로트리실라잔,
옥타메틸시클로테트라실라잔,
데카메틸시클로펜타실라잔,
도데카메틸시클로헥사실라잔 또는 이들의 2 이상의 임의의 조합들.
V.C. 전구체 시작 물질의 다른 유형은 예를 들면, 다음의 구조식들 중 하나를 갖는 물질인 폴리사이클릭 실록산이다:
여기서, Y는 산소 또는 질소일 수 있고, E는 실리콘이며, Z는 수소 원자 또는 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 비닐, 알카인 등과 같은 알킬인 유기 치환체이다. 각각의 Y가 산소인 경우, 왼쪽에서 오른쪽으로 가는 각각의 구조들은 실라트란, 실콰실라트란 및 실프로아트란이다. Y가 질소인 경우, 각각의 구조들은 아자실라트란, 아자실콰시아트란 및 아자실프로아트란이다.
V.C. 폴리사이클릭 실록산 전구체 시작 물질의 다른 유형은 RSiO1.5의 실험식 및 하기 구조식의 폴리실세스퀴옥산이다:
Figure pct00006

각각의 R은 수소 원자 또는 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 비닐, 알카인 등과 같은 알킬인 유기 치환체이다. 이러한 종류의 시판되는 2 가지 물질들은 각각의 R이 메틸인 SST-eM01 폴리(메틸실세스퀴옥산) 및 R 기들의 90%가 메틸이고, 10%가 수소 원자들인 SST-3MH1.1 폴리(메틸-히드리도실세스퀴옥산)이다. 이 물질은 예를 들면, 테트라하이드로퓨란의 10% 용액에서 이용될 수 있다. 또한, 이러한 것들의 둘 이상의 조합들도 고려된다. 고려된 전구체의 다른 예들은 각각의 Y가 산소이고 Z는 메틸인 CAS 번호 2288-13-3인 메틸실라트란, 메틸아자실라트란, 각각의 R이 선택적으로는 메틸일 수 있는 SST-eM01 폴리(메틸실세스퀴옥산), R 기들의 90%가 메틸이고 10%가 수소 원자들인 SST-3MH1.1 폴리(메틸-히드리도실세스퀴옥산) 또는 이들의 둘 이상의 조합이다.
V.C. 또한, 상기 구조에서 -NH-가 산소 원자로 치환된 유사한 폴리실세스퀴아잔들은 유사한 코팅들을 제작하는데 유용하다. 고찰된 폴리실세스퀴아잔들의 예들은 각각의 R이 메틸인 폴리(메틸실세스퀴아잔) 및 R 기들의 90%가 메틸이고, 10%가 수소 원자들인 폴리(메틸-히드리도실세스퀴아잔)이다. 또한, 이러한 것들의 둘 이상의 조합들도 고려된다.
V.C. 본 발명에 따른 윤활성 코팅을 위해 특별히 고려되는 하나의 전구체는 예를 들면, 옥타메틸시클로테트라실록산인 모노사이클릭 실록산이다.
본 발명에 따른 소수성 코팅을 위해 특별히 고려되는 하나의 전구체는 예를 들면, 옥타메틸시클로테트라실록산인 모노사이클릭 실록산이다.
본 발명에 따른 차단성 코팅을 위해 특별히 고려되는 하나의 전구체는 예를 들면, HMDSO인 선형 실록산이다.
V.C. 본 발명에 따른 코팅 방법들 중 어느 하나에 있어서, 상기 도포 단계는 선택적으로는 상기 전구체를 증발시키고 이를 기판 근처에 제공함으로써 수행될 수 있다. 예컨대, OMCTS는 주로 이를 PECVD 장치에 적용하기 이전에 이를 약 50℃로 가열하여 증발된다.
V.2 일반적인 PECVD 방법
본 발명의 맥락에서, 다음의 단계들을 포함하는 하기 PECVD 방법이 일반적으로 적용된다:
(a) 상기 기판 표면 부근에 본 명세서에 정의된 바와 같은 전구체, 바람직하게는 유기실리콘 전구체 및 선택적으로 O2 를 포함하는 가스 반응물질을 제공하는 단계; 및
(b) 상기 가스 반응물질로부터 플라즈마를 생성하여 플라즈마 강화 화학 기상 증착법(PECVD)에 의해 상기 기판 표면상에 코팅을 형성하는 단계.
상기 방법에 있어서, 코팅 특징은 하나 이상의 하기 조건들에 의하여 유리하게 설정된다: 플라즈마 특성, 플라즈마가 적용된 압력, 플라즈마를 생성하는데 적용된 전원, 가스 반응물질에서 O2의 존재 및 상대적 양, 플라즈마 부피 및 유기실리콘 전구체. 바람직하게는, 코팅 특성은 가스 반응물질에서 O2의 존재 및 상대적 양 및/또는 플라즈마를 생성하는데 적용된 전원에 의하여 설정된다.
본 발명의 모든 실시예들에서, 플라즈마는 바람직한 측면에서 비-중공-음극 플라즈마이다.
다른 바람직한 측면에 있어서, 상기 플라즈마는 (주변 또는 대기압과 비교하여) 감압에서 생성된다. 바람직하게는, 상기 감압은 300 mTorr 미만, 더 바람직하게는 200 mTorr 미만, 더욱 더 바람직하게는 100 mTorr 미만이다.
바람직하게는, 상기 PECVD는 전구체를 포함하는 가스 반응물질을 마이크로파의 주파수 또는 무선 주파수 및 바람직하게는 무선 주파수에서 전력을 받은 전극들과 함께 전류를 가함으로써 수행된다. 또한, 본 발명의 실시예를 수행하는데 바람직한 무선 주파수는 "RF 주파수"라고 할 것이다. 본 발명을 수행하는 통상적인 무선 주파수 범위는 10 kHz 내지 300 MHz 미만, 더 바람직하게는 1 내지 50 MHz, 더욱 더 바람직하게는 10 내지 15 MHz이다. 13.56 MHz의 주파수가 가장 바람직한데, 이는 PECVD 작업을 수행하기 위한 정부가 승인한 주파수이다.
마이크로파 원천에 대해 RF 전원을 사용하는 몇가지 장점들이 있다: RF가 더 낮은 전원을 작동하기 때문에, 상기 기판/용기의 가열이 더 낮다. 본 발명의 중심은 플라스틱 기판들상에 플라즈마 코팅을 주는 것이기 때문에, 더 낮은 처리 온도는 기판의 용융/왜곡을 방지하는데 바람직하다. 마이크로파 PECVD를 사용하는 경우 기판이 과열하는 것을 방지하기 위하여, 파이크로파 PECVD는 전력을 펄스하여 짧은 버스트(short bursts)에 적용된다. 전원 펄싱은 코팅을 위한 사이클 시간을 늘리는데, 이는 본 발명에서는 바람직하지 않다. 또한, 마이크로파 주파수가 높으면 높을수록 플라스틱 기판에서 잔류 수분, 올리고머들 및 다른 물질들과 같은 휘발성 물질들의 가스제거(offgassing)를 유발할 수 있다. 이러한 가스제거는 PECVD 코팅을 간섭할 수 있다. PECVD를 위해 마이크로파를 사용하는데 있어서 주요한 우려사항은 기판으로부터 코팅이 박리되는 것이다. 박리는 코팅층을 증착시키기 이전에 마이크로파들이 기판의 표면을 변하게 하기 때문에 발생하는 것이다. 박리가 발생하는 가능성을 줄이기 위해, 상기 코팅 및 상기 기판 사이에 양호한 결합을 이루기 위하여 마이크로파 PECVD를 위한 계면 코팅층들이 개발되었다. RF PECVD에 있어서는 박리의 위험이 없는 계면 코팅층이 요구되지 않는다. 최종적으로, 본 발명에 따른 윤활성 코팅 및 소수성 코팅은 더 낮은 전력을 사용하여 유리하게 적용된다. RF 전원은 더 낮은 전원에서 작동하며 마이크로파 전원보다는 PECVD 공정에 대하여 더 나은 제어를 제공한다. 그럼에도 불구하고, 비록 바람직하지는 않지만, 마이크로파 전원은 적절한 공정 조건하에서 사용가능하다.
또한, 본 명세서에 기술된 모든 PECVD 방법들에 대하여, 플라즈마를 생성하는 사용된 전원(와트)과 플라즈마가 생성된 루멘의 부피 사이에는 특정한 상관관계가 있다. 통상적으로, 상기 루멘은 본 발명에 따라 코팅된 용기의 루멘이다. RF 전원은 동일한 전극 시스템이 채용된다면 용기의 부피로 스케일링되어야 한다. 일단 기체 반응물질의 조성, 예를 들면, 전구체 대 O2의 비율 및 전원을 제외한 PECVD 코팅 방법의 다른 모든 매개변수들이 일단 설정되면, 용기의 형상이 유지되고 그 부피만이 변하는 경우에 이들은 통상적으로 변하지 않는다. 이러한 경우, 전원은 직접적으로 부피에 비례할 것이다. 따라서, 본 설명에서 제공된 전원 대 부피 비율들로부터 시작하여, 동일한 형상이지만 크기는 상이한 용기에서 동일하거나 유사한 코팅을 달성하기 위하여 적용되어야 하는 전원은 쉽게 찾을 수 있다. 적용되는 전원에 미치는 용기 형상의 영향은 주사기 베럴들에 대한 실시예와 비교하여 튜브들에 대한 실시예들의 결과들로 도시된다.
본 발명의 임의의 코팅에 대하여, 플라즈마는 기판 표면상에 코팅을 형성하기에 충분한 전원으로 전력을 받은 전극들을 사용하여 생성된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법에서 윤활성 코팅 또는 소수성 코팅에 대해, 플라즈마는 바람직하게는 (i) 0.1 내지 25 W, 바람직하게는 1 내지 22 W, 더 바람직하게는 3 내지 17 W, 더욱 더 바람직하게는 5 내지 14 W, 가장 바람직하게는 7 내지 11 W, 예를 들면, 8 W의 전력이 공급된 전극들을 사용하고/하거나 (ii) 전력 대 플라즈마 부피의 비가 10 W/ml, 바람직하게는 5 W/ml 내지 0.1 W/ml, 더 바람직하게는 4 W/ml 내지 0.1 W/ml, 가장 바람직하게는 2 W/ml 내지 0.2 W/ml인 전극들을 사용하여 생성된다. 차단성 코팅 또는 SiOx 코팅에 대해, 플라즈마는 바람직하게는 (i) 8 내지 500 W, 바람직하게는 20 내지 400 W, 더 바람직하게는 35 내지 350 W, 더욱 더 바람직하게는 44 내지 300 W, 가장 바람직하게는 44 내지 70 W의 전력이 공급된 전극들을 사용하고/하거나 (ii) 전력 대 플라즈마 부피의 비가 5 W/ml 이상, 바람직하게는 6 W/ml 내지 150 W/ml, 더 바람직하게는 7 W/ml 내지 100 W/ml, 가장 바람직하게는 7 W/ml 내지 20 W/ml인 전극들을 사용하여 생성된다.
또한, 상기 용기 형상은 PECVD 코팅에 대해 사용된 가스 입구의 선택에 영향을 줄 수 있다. 특정한 측면에 있어서, 주사기는 개방된 튜브 입구로 코팅될 수 있으며, 튜브는 상기 튜브속으로 연장되는 작은 구멍들을 갖는 가스 입구로 코팅될 수 있다.
또한, PECVD에 사용되는 전원(와트)은 코팅 특성에 영향을 준다. 통상적으로, 전원을 증가하면 코팅의 차단성을 증가시킬 것이고, 전원을 감소하면 코팅의 윤활성 및 소수성을 증가시킬 것이다. 예컨대, 약 3 ml의 부피를 갖는 주사기 베럴의 내부 벽상의 있는 코팅에 대하여, 30 W 미만의 전력은 압도적으로 차단성 코팅인 코팅으로 이어지는 반면에, 30 W를 초과하는 전원은 압도적으로 윤활성 코팅인 코팅으로 이어질 것이다(실시예 참조).
코팅성을 결정하는 다른 매개변수는 플라즈마를 생성하는데 사용된 가스 반응물질에서 O2 (또는 다른 산화제) 대 전구체(예컨대, 유기실리콘 전구체)의 비율이다. 통상적으로, 가스 반응물질에서 O2 함량이 증가하면 코팅의 차단성이 증가되며, O2 함량이 감소하면 코팅의 윤활성 및 소수성이 증가된다. 따라서, 본 발명의 PECVD 코팅 방법은 상기 방법에 의하여 제조된 코팅의 윤활성, 코팅의 소수성 및 코팅의 차단성을 설정하는데 사용될 수 있다.
만약 윤활성 코팅을 원한다면, O2는 상기 가스 반응물질에 대한 부피-부피 비로 바람직하게는 0:1 내지 5:1, 더 바람직하게는 0:1 내지 1:1, 더욱 더 바람직하게는 0:1 내지 0.5:1, 또는 더욱 더 바람직하게는 0:1 내지 0.1:1로 존재한다. 가장 유리하게는, 상기 가스 반응물질에서 근본적으로 어떠한 산소도 존재하지 않는다. 따라서, 상기 가스 반응물질은 1 부피% 미만의 O2, 특히 0.5 부피% 미만의 O2을 포함하고, 가장 바람직하게는 O2가 없다. 이는 소수성 코팅에도 동일하게 적용된다.
이와는 달리, 차단성 또는 SiOx 코팅을 원한다면, O2는 상기 실리콘 함유 전구체와 비교하여 바람직하게는 상기 가스 반응 물질에 대한 부피: 부피 비가 1: 1 내지 100: 1, 바람직하게는 5: 1 내지 30: 1, 더욱 바람직하게는 10: 1 내지 20: 1, 더욱 바람직하게는 15:1의 비율로 존재한다.
V.A. 중공 음극 플라즈마가 실질적으로 없는 플라즈마를 사용한 SiO x 차단성 코팅을 도포하기 위한 PECVD
V.A. 특이적인 실시예는 실리콘, 산소 및 선택적으로는 다른 원소들을 포함하는 코팅으로서 본 명세서에 정의된(특정한 경우에 달리 특정되지 않으면) SiOx의 차단성 코팅을 도포하는 방법으로서, 이 식에서 실리콘 원자들에 대한 산소의 비인 x는 약 1.5 내지 약 2.9이고, 또는 약 1.5 내지 약 2.6이고, 또는 약 2인, 차단성 코팅 도포 방법이다. x의 이러한 다른 정의들은 본 명세서에서 용어 SiOx의 사용에 적용된다. 차단성 코팅은 용기, 예를 들면, 시료 수집 튜브, 주사기 베럴 또는 다른 유형의 용기의 내부에 도포된다. 상기 방법은 일부 단계들을 포함한다.
V.A. 예컨대, 유기실리콘 화합물 가스, 선택적으로는 산화 가스 및 선택적으로는 탄화수소 가스를 포함하는 플라즈마 형성 가스를 포함하는 반응 혼합물로서, 용기 벽이 제공된다.
V.A. 플라즈마는 음극 중공 플라즈마가 실질적으로 없는 상기 반응 혼합물에서 형성된다. 상기 용기 벽은 반응 혼합물과 접촉되고, SiOx의 코팅은 상기 용기 벽의 적어도 일 부분상에 증착된다.
V.A. 특정 실시예에서, 코팅되는 용기의 부분 전체를 통해 균일한 플라즈마의 생성이 바람직한데, 이는 특정 예에서 산소에 대하여 더 나은 차단을 제공하는 SiOx 코팅을 생성하는 것을 알 수 있기 때문이다. 균일한 플라즈마는 (규칙적인 플라즈마보다 더 높은 방출 세기를 가지며 상기 규칙적인 플라즈마의 더 균일한 세기를 저지하는 더 높은 세기의 국부적인 영역으로 표시되는) 중공 음극 플라즈마의 실질적인 양을 포함하지 않는 규칙적인 플라즈마를 의미한다.
V.A. 중공 음극 효과는 공통의 음극에 대하여 동일한 음극 전위로 서로 대향하는 전도성 표면들의 한 쌍에 의하여 생성된다. 만약 (압력 및 가스 유형에 의존하여) 스페이싱이 이루어져 공간 전하 쉬스들(sheaths)이 겹친다면, 전자들이 쉬스 영역을 가로질러 전위 구배에 의하여 가속됨에 따라 반대 벽 쉬스들의 반사 전위들 사이에서 전자들이 요동치기 시작하여 다수가 충돌하게 된다. 상기 전자들은 매우 높은 이온화 및 높은 이온 밀도 플라즈마들로 이어지는 공간 전하 쉬스 중복에서 갇혀진다. 이러한 현상은 중공 음극 효과라고 기술된다. 당업자는 전체에 걸쳐서 균일한 플라즈마를 형성하거나 다양한 정도의 중공 음극 플라즈마를 포함하는 플라즈마를 형성하기 위하여 전력 수준 및 가스들의 공급 속도 또는 압력과 같은 처리 조건들을 변화시킬 수 있다.
V.A. 예를 들면, 앞에서 기술된 도 12의 장치를 사용하는, 다른 방법에 있어서, 마이크로파 에너지는 PECVD 공정에서 플라즈마를 생성하는데 사용될 수 있다. 그러나, 처리 조건들은 열가소성 용기에 적용되는 마이크로파 에너지가 물 분자들을 여기(진동)시킴에 따라 상이해 질 것이다. 모든 플라스틱 물질들에서는 소량의 물이 있기 때문에, 마이크로파들은 플라스틱을 가열할 것이다. 플라스틱이 가열함에 따라, 장치 외부의 대기압에 대한 장치 내부의 진공에 의하여 생성된 큰 원동력은 내부 표면(88)에 물질들을 자유롭게 모으거나 용이하게 탈착하여, 여기서 이들이 휘발성이 되거나 표면에 용이하게 결합될 것이다. 용이하게 결합된 물질들은 이후 (플라즈마로부터 증착된) 후속 코팅들이 장치의 플라스틱 내부 표면(88)에 부착하는 것을 방지할 수 있는 계면을 형성할 것이다.
V.A. 이러한 코팅 방지 효과가 일어나지 않게 하는 하나의 방법으로서, 후속 코팅들이 부착될 수 있는 캡을 생성하는 매우 낮은 전원(상기 예에서는 2.45 GHz에서 5 내지 20 와트)에서 코팅이 증착될 수 있다. 이는 2-단계 코팅 공정(및 2 개의 코팅층들)으로 이어진다. 상기 예에서, (상기 캐핑 층에 대한) 최초 가스 유량들은 대략 2 내지 10 초 동안 5 내지 20 와트의 공정 전력으로 2 sccm("분당 표준 평방 센티미터") HMDSO 및 20 sccm 산소로 변할 수 있다. 이후, 가스들은 상기 예에서의 유량들로 조정될 수 있으며 전원 수준은 예컨대, 35 내지 50 W로 증가하여, 이 식에서 x는 약 1.5 내지 약 2.9이고, 또는 약 1.5 내지 약 2.6이고, 또는 약 2인 SiOx 코팅이 증착될 수 있다. 더 높은 전원의 SiOx 코팅 증착 도중에 물질들이 용기 내부 표면(88)으로 이동하지 않도록 하는 것을 제외하고는, 특정 실시예에서 캡핑층은 기능성을 거의 제공하지 않거나 기능성을 전혀 제공하지 않을 수 있다는 것을 주목하라. 또한, 더 낮은 주파수들은 분자 종들을 여기(진동)시키지 않기 때문에, 장치 벽들에서 용이하게 탈착된 물질들의 이동은 통상적으로 더 낮은 주파수들에서 문제가 되지 않는다는 것을 주목하라.
V.A. 상술한 코팅 방지 효과가 일어나지 않도록 하는 다른 방법으로서, 상기 용기(80)를 건조시켜 마이크로파 에너지를 적용하기 이전에 침투한 수분을 제거할 수 있다. 상기 용기(80)의 탈수 또는 건조는 예를 들면, 전기 히터 또는 강제 공기 가열을 이용하는 것과 같이 상기 용기(80)를 가열하여 수행될 수 있다. 또한, 상기 용기(80)의 탈수 또는 건조는 상기 용기(80)의 내부 또는 상기 용기(80)의 내부와 접촉하는 가스를 건조제에 노출시켜 수행될 수 있다. 또한, 진공 건조와 같은 용기를 건조시키는 다른 수단들도 사용될 수 있다. 이러한 수단들은 도시된 하나 이상의 스테이션들 또는 장치들에서 또는 개별 스테이션 또는 장치에 의하여 수행될 수 있다.
V.A. 또한, 상술한 코팅 방지 효과는 수지의 수분 함량을 최소화하기 위해 상기 용기들(80)이 성형되는 수지의 선택 또는 처리에 의하여 해결될 수 있다.
V.B. 용기(주사기 모세관)의 제한된 개구부를 코팅하는 PECVD
V.B. 도 26 및 27은 PECVD에 의하여 예를 들면, 주사기 베럴(250)의 제한된 정면 개구부(294)인 처리되는 일반적으로 튜브형 용기(250)의 제한된 개구부(294)의 내부 표면(292)을 코팅하는 방법 및 일반적으로 (290)으로 표시되는 장치를 도시한다. 앞에서 기술된 공정은 상기 제한된 개구부(294)를 처리 용기(296)에 연결시켜 변경되고 선택적으로는 특정한 다른 변경들을 가하여 변경된다.
V.B. 처리되는 상기 일반적으로 튜브형인 용기(250)는 외부 표면(298), 루멘을 정의하는 내부 또는 내부 표면(254), 내경을 갖는 더 큰 개구부(302) 및, 내부 표면(292)에 의해 정의되고 더 큰 개구부(302)의 내경보다 더 작은 내경을 갖는 제한된 개구부(294)를 포함한다.
V.B. 처리 용기(296)는, 비록 다른 실시예들에서 처리 도중에 선택적으로는 폐쇄되는 제 2 개구부가 제공될 수 있지만, 루멘(304)과 선택적으로는 유일한 개구부인 처리 용기 개구부(306)를 갖는다. 상기 처리 용기 개구부(306)는 처리되는 상기 용기(250)의 제한된 개구부(294)와 연결되어 처리되는 상기 용기(250)의 루멘(300)과 상기 제한된 개구부(294)를 통해 처리 용기 루멘 사이에서 연통이 이루어지게 된다.
V.B. 처리되는 용기(250)의 루멘(300) 및 처리 용기(296)의 루멘(304) 내에서 적어도 부분적인 진공을 이끌어낸다. PECVD 반응물질은 상기 제 1 개구부(302)를 통해, 이후 처리되는 상기 용기(250)의 루멘(300)을 통해, 이후 상기 제한된 개구부(294)를 통해 상기 가스원(144)(도 7 참조)으로부터 상기 처리 용기(296)의 루멘(304)으로 흘러가게 된다.
V.B. 원위단(314)에 인접하여 복수개의 원위 개구불들이 제공될 수 있으며 내부 통로(310)와 연통하는 다른 실시예에서, 상기 PECVD 반응물질은 내부 통로(310), 근위단(312), 원위단(314) 및 원위 개구부(316)를 갖는 일반적으로 튜브형인 내부 전극(308)을 제공하여 상기 용기(250)의 더 큰 개구부(302)를 통해 도입될 수 있다. 상기 전극(308)의 원위단은 처리되는 상기 용기(250)의 더 큰 개구부(302)에 인접하거나 그 속에 위치될 수 있다. 반응물질 가스는 상기 전극(308)의 원위 개구부(316)를 통해 은 처리되는 상기 용기(250)의 루멘(300) 속으로 공급될 수 있다. 상기 반응물질은 상기 PECVD 반응물질을 도입하기 이전에 최초로 이루어진 진공보다 더 높은 압력에서 상기 PECVD 반응물질이 제공되는 정도로 상기 제한된 개구부(294)를 통해 이후 루멘(304)으로 흘러갈 것이다.
V.B. 상기 제한된 개구부(294)의 내부 표면상에 PECVD 반응 생성물의 코팅을 증착시키는데 효과적인 조건 하에서 상기 제한된 개구부(294)와 인접한 곳에서 플라즈마가 생성된다. 도 26에 도시된 실시예에서, 상기 플라즈마는 RF 에너지를 일반적으로 U자형 외부 전극(160)에 제공하고 상기 내부 전극(308)을 접지시켜 생성된다. 또한, 상기 전극들로의 공급 및 접지 연결들도 바뀔 수 있는데, 비록 이러한 역전으로 인해 처리되는 상기 용기(250) 및 따라서 내부 전극(308)도 상기 플라즈마가 생성되는 동안에 상기 U자형 외부 전극을 통해 이동한다면 복잡성을 도입할 수 있다고 하더라도 그러하다.
V.B. 적어도 일부 처리되는 동안에 상기 용기(250)에서 생성된 플라즈마(318)는 상기 제한된 개구부(294) 및/또는 상기 처리 용기 루멘(304) 내부에서 생성된 중공 음극 플라즈마를 포함할 수 있다. 중공 음극 플라즈마(318)의 생성은 상기 제한된 개구부(294)에서 차단성 코팅을 성공적으로 도포하는 능력에 기여할 수 있는데, 비록 본 발명이 이 작동 이론의 정확성 또는 적용가능성에 따라 제한된다고 해도 그러하다. 따라서, 하나의 고찰되는 작동 모드에서, 상기 처리는 상기 용기(250) 및 가스 입구 전체를 통해 균일한 플라즈마를 생성하는 조건하에서 그리고 예를 들면, 부분적으로는 상기 제한된 개구부(294)에 인접하여 중공 음극 플라즈마를 생성하는 조건하에서 수행될 수 있다.
V.B. 상기 처리는 본 명세서에서 설명되고 도면들에서 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마(318)는 상기 주사기 루멘(300) 및 상기 제한된 개구부(294)를 전체를 통해 실질적으로 연장하는 조건하에서 바람직하게 작동된다. 또한, 상기 플라즈마(318)는 상기 주사기 루멘(300), 상기 제한된 개구부(294) 및 상기 처리 용기(296)의 루멘(304) 전체를 통해 실질적으로 연장한다. 이는 상기 용기(250)의 내부(254)의 균일한 코팅을 원한다는 것을 가정한 것이다. 다른 실시예들에서, 비균일성 플라즈마를 원할 수 있다.
V.B. 상기 플라즈마(318)는 처리 도중에 상기 주사기 루멘(300) 및 상기 제한된 개구부(294) 전체를 통해 실질적으로 균일한 색상을 가지며, 바람직하게는 상기 주사기 루멘(300), 상기 제한된 개구부(294) 및 상기 처리 용기(296)의 루멘(304) 전체를 통해 실질적으로 균일한 생각을 갖는 것이 일반적으로 바람직하다. 바람직하게는, 상기 플라즈마가 상기 주사기 루멘(300) 및 상기 제한된 개구부(294) 전체를 통해, 그리고 바람직하게는 상기 처리 용기(296)의 루멘(304) 전체를 통해 실질적으로 안정하다.
V.B. 이 방법에서 단계들의 순서는 결정적이라고 고려되지는 않는다.
V.B. 도 26 및 27의 실시예에서, 상기 제한된 개구부(294)는 제 1 핏팅(332)을 가지며 상기 처리 용기 개구부(306)는 상기 제 1 핏팅(332)으로 안착되어 상기 처리 용기(296)의 루멘(304)과 처리되는 상기 용기(250)의 루멘(300) 사이에서 연통이 이루어지도록 맞춰진 제 2 핏팅(334)을 갖는다.
V.B. 도 26 및 27의 실시예에서, 상기 제한된 개구부(294)는 제 1 핏팅(332)을 가지며 상기 처리 용기 개구부(306)는 상기 제 1 핏팅(332)으로 안착되어 상기 처리 용기(296)의 루멘(304)과 처리되는 상기 용기(250)의 루멘(300) 사이에서 연통이 이루어지도록 맞춰진 제 2 핏팅(334)을 갖는다. 상기 핏팅들중 하나로서, 이 경우에 숫 루어 락 핏팅(332)은 나사선이 있는 내부 표면과 축상으로 접하면서, 일반적으로 환형 제 1 접합부(338)를 갖는 로킹 고리(336)를 포함하며, 나머지 다른 핏팅(334)은 상기 핏팅들(332 및 334)이 맞물리는 경우에 상기 제 1 접합부(338)와 마주하는 축상으로 향하는, 일반적으로 환형 제 2 접합부(340)를 포함한다.
V.B. 도시된 실시예에서, 예를 들면, O-링(342)인 실은 상기 제 1 및 제 2 핏팅들(332 및 334) 사이에 위치될 수 있다. 예를 들면, 환형 실은 상기 제 1 및 제 2 접합부들(338 및 340) 사이에서 맞물릴 수 있다. 또한, 상기 암 루어 핏팅(334)은 상기 로킹 고리(336)의 나사선이 있는 내부 표면과 맞물려서 상기 제 1 및 제 2 핏팅들(332 및 334) 사이에서 O-링(342)을 고정하는 도그들(344)을 포함한다. 선택적으로는, 처리되는 상기 용기(250)의 루멘(300)과 상기 제한된 개구부(294)를 통해 처리 용기(304) 루멘 사이에서 형성된 연통은 적어도 실질적으로는 누출이 방지된 것이다.
V.B. 다른 옵션으로서, 상기 루어 록 핏팅들(332 및 334) 중 어느 하나 또는 양쪽 모두는 예를 들면, 스테인레스 스틸과 같은 전기적으로 전도성인 물질로 제작될 수 있다. 상기 제한된 개구부(294)를 형성하거나 이와 인접한 이 구조 물질은 상기 제한된 개구부(294)에서 플라즈마의 형성에 기여할 수 있다.
V.B. 상기 처리 용기(296)의 루멘(304)의 바람직한 부피는 코팅하기를 원하는 생성물 표면들로부터 반응물질 유량의 상당량을 다른 곳으로 돌리지 않을 소량의 부피와 (상기 제한된 개구부(294)를 가로질러 압력 차이를 감소시켜) 흐름 속도를 바람직하지 않은 값으로 감소시키기에 충분하게 상기 루멘(304)을 채우기 이전에 상기 제한된 개구부(294)를 통해 전체 반응물질 가스 흐름 속도를 지지할 큰 부피 사이에서 트레이드-오프(trade-off)인 것으로 생각된다. 일 실시예에서, 상기 루멘(304)의 고려되는 부피는 처리되는 상기 용기(250)의 루멘(300)의 부피의 3 배 미만 또는 처리되는 상기 용기(250)의 루멘(300)의 부피의 2 배 미만 또는 처리되는 상기 용기(250)의 루멘(300)의 부피 미만 또는 처리되는 상기 용기(250)의 루멘(300)의 부피의 50% 미만 또는 처리되는 상기 용기(250)의 루멘(300)의 부피의 25% 미만이다. 또한, 각각의 루멘들의 부피들의 다른 유효 관계들도 고려된다.
V.B. 본 발명자들은 특정 실시예들에서 코팅의 균일성이 상기 용기(250)에 대하여 전극(308)의 원위단을 재위치시켜 향상될 수 있어서, 앞의 도 에서 도시된 내부 전극의 위치로서 상기 용기(250)의 루멘(300)에 까지 침투되지 않는다는 것을 알게 되었다. 예를 들면, 비록 특정 실시예들에서 상기 원위 개구부(316)는 상기 제한된 개구부(294)에 인접하여 위치될 수 있다고 하더라도, 다른 실시예들에서는 상기 원위 개구부(316)는 반응물질 가스를 공급하는 동안에 처리되는 용기의 더 큰 개구부(302)로부터 상기 제한된 개구부(294)까지에 이르는 거리의 7/8 미만, 선택적으로는 상기 거리의 3/4 미만, 선택적으로는 절반 미만으로 위치될 수 있다. 또한, 상기 원위 개구부(316)는 반응물질 가스를 공급하는 동안에 처리되는 용기의 더 큰 개구부로부터 상기 제한된 개구부(294)까지에 이르는 거리의 40% 미만, 30% 미만, 20% 미만, 15% 미만, 10% 미만, 8% 미만, 6% 미만, 4% 미만, 2% 미만, 또는 1% 미만에 위치될 수 있다.
V.B. 또한, 상기 전극(308)의 원위단은 상기 용기(250)의 내부와 연통하고 상기 반응물질 가스를 공급하는 도중에 처리되는 상기 용기(250)의 더 큰 개구부(302)의 약간 내부 또는 외부로 위치되거나 같은 높이로 위치될 수 있다. 처리되는 상기 용기(250)에 대하여 상기 원위 부위(316)의 위치 맞추기는 여러 위치들에서 이를 시험하여 특정 치수들 및 처리의 다른 조건들에 대하여 최적화될 수 있다. 주사기 베럴들(250)을 처리하기 위해 고려되는 전극(308)의 특정한 하나의 위치는 더 큰 개구부(302) 상에 상기 용기 루멘(300)으로 약 4분의 1 인치(약 6 mm) 침투하는 원위단(314)과의 위치이다.
V.B. 본 발명자들은 비록 요구조건은 아니라고 할지라도, 상기 전극(308)의 적어도 원위단(314)을 상기 용기(250) 내에 두어 전극으로서 적절하게 기능할 것을 고려하고 있다. 놀랍게도, 상기 용기(250)에서 생성된 상기 플라즈마(318)는 더 균일해 질수 있어, 이전에 채용된 것과는 달리 상기 전극(308)이 상기 루멘(300)으로 덜 침투되면서, 상기 제한된 개구부(294)를 통해 상기 처리 용기 루멘(304)으로 연장될 수 있다. 폐쇄단 용기를 처리하는 것과 같이, 다른 배열들을 이용하여, 상기 전극(308)의 원위단(314)은 보통 이 입구보다 상기 용기의 폐쇄단에 더 가깝게 위치된다.
V.B. 또한, 도 33의 예에 대하여 도시된 바와 같이, 상기 전극(308)의 원위단(314)은 상기 제한된 개구부(294)에서 또는 상기 제한된 개구부(294)를 넘어서, 예를 들면, 상기 처리 용기 루멘(304) 내에서 위치될 수 있다. 상기 제한된 개구부(294)를 통해 가스 흐름을 향상시키기 위해 상기 처리 용기(296)를 형성하는 것과 같이 다양한 수단들이 선택적으로 제공될 수 있다.
V.B. 도 34 및 35에 도시된, 다른 대안으로서, 복합 내부 전극 및 가스 공급기 튜브(398)는 선택적으로는 더 큰 개구부(302) 근처에 위치된, (400)과 같은 원위 가스 공급 개구부들 및 선택적으로는 상기 제한된 개구부(294)에 인접한 원위단으로 연장하고 선택적으로는 상기 처리 용기(324)로 더 연장하는, 상기 원위 가스 공급 개구부들(400)의 원위부를 연장하는 연장 전극(402)을 가질 수 있다. 이 구조는 상기 제한된 개구부(294)에 인접한 내부 표면(292) 내에서 플라즈마의 형성을 용이하게 하는 것으로 고려된다.
V.B. 또 다른 고려된 일 실시예에서, 도 26에서와 같이 내부 전극(308)은 처리 도중에 이동하게 되어, 예를 들면 처음에는 상기 처리 용기 루멘(304)으로 연장되고, 이후 공정이 진행됨에 따라 가까운 쪽으로 점진적으로 물러나오게 될 수 있다. 이 수단은 선택된 처리 조건하에서 상기 용기(250)가 길이가 길며 상기 내부 전극의 이동으로 인하여 상기 내부 표면(254)의 더 균일한 처리를 용이하게 하는 경우 특히 고려되는 수단이다. 이러한 수단을 사용하여, 가스 공급 속도, 진공 배출 속도, 상기 외부 전극(160)에 적용된 전기 에너지, 상기 내부 전극(308)을 인출하는 속도 또는 다른 인자들과 같은 처리 조건들은 공정이 진행되어 상기 공정을 처리되는 용기의 다른 부분들로 맞춰줌에 따라 변경될 수 있다.
V.B. 이 명세서에 기술된 다른 공정들에서와 같이, 처리되는 일반적으로 튜브형 용기(250)의 더 큰 개구부는 처리되는 상기 용기(250)의 더 큰 개구부(302)를 상기 용기 지지대(320)의 포트(322)상에 안착시킴으로서 용기 지지대(320)상에 용이하게 위치될 수 있다. 이후, 상기 내부 전극(308)은 처리되는 용기(250)의 루멘(300) 내에서 적어도 부분적인 진공을 이끌어내기 이전에 상기 용기 지지대(320)상에 안착된 용기(250) 내에서 위치될 수 있다.
V.B. 도 28에 도시된 다른 실시예에서, 도 26에 도시된 바와 같이, 처리되는 상기 용기(250)에 고정된 제 1 개구부(306) 및 상기 용기 지지대(320) 내에서 진공 포트(330)와 연통하는 제 2 개구부(328)를 갖는 수로의 형태인 처리 용기(324)가 제공될 수 있다. 이 실시예에서, 상기 PECVD 처리 가스들은 상기 용기(250) 속으로 흘러가고, 이후 상기 제한된 개구부(294)를 통해 상기 처리 용기(324) 속으로 흘러가고, 이후 진공 포트(330)를 통해 되돌아 올 수 있다. 선택적으로는, 상기 용기(250)는 PECVD 반응물질들을 가하기 이전에 양쪽의 개구부들(294 및 302)을 통해 진공될 수 있다.
V.B. 또한, 도 22에 도시된 바와 같이, 상기 베럴(250)의 후단(256)에서 개구부를 통해 상기 원천(144)으로부터 반응물질들을 도입하고 상기 베럴의 선단(260)에서 개구부를 통해 흡인하는 진공원(98)을 사용하여 진공을 도출함으로써 이 식에서 x는 약 1.5 내지 약 2.9, 또는 약 1.5 내지 약 2.6, 또는 약 2인 SiOx의 내부 코팅, PECVD 코팅의 차단 또는 다른 유형을 갖는 캐핑되지 않은 주사기 베럴(250)이 제공될 수 있다 예를 들면, 상기 진공원(98)은 상기 주사기 베럴(250)의 선단(260)상에 안착된 제 2 핏팅(266)을 통해 연결될 수 있다. 이러한 수단을 사용하여, 상기 반응물질들은 (비록 그 방향성이 중요한 것은 아니지만 도 22에 도시된 바와 같이 윗방향인) 한쪽 방향으로 흐를 수 있으며, 상기 주사기 베럴(250) 내에서 배기된 가스로부터 공급 가스를 분리하는 프로브를 통해 반응물질들을 전달할 필요가 없다. 또한, 다른 배열에서는 상기 주사기 베럴(250)의 선단 및 후단들(260 및 256)은 코팅 장치에 대하여 반대로 될 수 있다. 상기 프로브(108)는 간단히 전극으로 작용할 수 있고, 이 실시예에서는 튜브형 또는 고체 막대일 수 있다. 이전과 같이, 상기 내부 표면(254) 및 상기 프로브(108) 사이의 분리는 적어도 상기 주사기 베럴(250)의 길이 대부분에 걸쳐서 균일할 수 있다.
V.B. 도 37은 보여주는 도 22는 상기 핏팅(266)이 상기 플레이트 전극들(414 및 416)과는 무관하며 여기에 부착되어 있지 않은 다른 실시예를 보여주고 있다. 상기 핏팅(266)은 상기 주사기 베럴(250)의 해당 핏팅에 고정되도록 맞춰져 있는 루어 록 핏팅을 가질 수 있다. 이 실시예는 진공 수로(418)가 용기 지지대(420) 및 부착된 용기(250)가 코팅 단계 동안에 상기 전극들(414 및 416) 사이에서 이동하는 동안에 상기 전극(416) 상으로 이동하도록 하는 실시예이다.
V.B. 도 38은 또 다른 실시예를 보여주는 도22는 상기 주사기 베럴(250)의 선단(260)이 열려 있으며 상기 주사기 베럴(250)은 상기 용기 지지대(424)상에 안착된 진공 챔버(422)에 의하여 둘러싸여 있는 또 다른 실시예를 보여주고 있다. 일 실시예에서, 주사기 베럴(250) 및 진공 챔버(422) 내의 압력들(P1)은 대략 동일하며, 상기 진공 챔버(422) 내의 진공은 선택적으로는 상기 주사기 베럴(250)의 선단(260)을 통해 도출된다. 공정 가스들이 상기 주사기 베럴(250) 속으로 흘러가는 경우, 이들은 전극(160)이 전류를 받아서 코팅을 형성하는 시간에 정상 조성물이 상기 주사기 베럴(250) 내에서 제공될 때까지 상기 주사기 베럴(250)의 선단(260)을 통해 흘러간다. 상기 주사기 베럴(250)에 대해 상기 진공 챔버(422)의 더 큰 부피 및 상기 주사기 베럴(250) 내에서 상대 전극(426)의 위치로 인하여, 선단(260)을 통과하는 공정 가스들이 상기 진공 챔버(422)의 벽들 상에서 실질적으로 증착물들을 형성하지 않을 것이라고 생각된다.
V.B. 도 39는 또 다른 실시예를 보여주는 도22는 상기 주사기 베럴(250)의 후위 플랜지가 용기 지지대 및, 실린더형 전극 또는 (160)으로 표시된 플레이트 전극들의 쌍 및 진공원(98)이 고정되어 있는 전극 조립체(430) 사이에서 클램프되어 있는 또 다른 실시예를 보여주고 있다. 상기 주사기 베럴(250)의 외부에서 둘러싸여 (432)로 전체적으로 표시된 부피는 이 실시예에서는 상기 부피(432)를 진공시키는데 필요한 펌핑 및 PECVD 공정을 작동하는 상기 주사기 베럴(250)의 내부를 최소화하기 위해 상대적으로 축소한 것이다.
V.B. 도 40은 또 다른 실시예를 보여주는 도 22 및 도 41은 압력 P1/P2의 비율이 압력 균형조절 밸브(434)를 제공하여 원하는 수준에서 유지되는 도 38에 대한 대안으로서 또 다른 실시예를 보여주는 평면도이다. P1은 PECVD 공정 동안에 P2보다 더 낮은 진공, 즉, 더 높은 압력일 수 있어서, 폐기 공정 가스들 및 부산물들이 상기 주사기 베럴(250)의 선단(260)을 통과해서 소진될 것이라고 생각된다. 또한, 상기 진공 챔버(422) 역할을 하는 개별 진공 챔버 수로(436)의 제공으로 인하여 개별 진공 펌프의 사용으로 더 큰 폐쇄된 부피(432)의 진공을 더 신속하게 해준다.
V.B. 도 41은 도 40의 실시예의 평면도이며, 또한, 도 40으로부터 제거된 전극(160)을 도시한다.
V.C. 윤활성 코팅을 도포하는 방법
V.C. 다른 실시예는 유기실리콘 전구체로부터 유도된 윤활성 코팅의 도포방법이다. ＂윤활성 코팅＂ 또는 이와 유사한 용어는 코팅되지 않은 표면에 대하여 코팅된 표면의 마찰 저항을 감소시키는 코팅으로 일반적으로 정의된다. 만약 코팅된 대상물이 주사기(또는 주사기 부품, 예컨대, 주사기 베럴) 또는 코팅된 표면과 슬라이딩 접촉을 하는 플런저 또는 이동가능한 부품을 일반적으로 포함하는 임의의 다른 품목이라면, 상기 마찰 저항은 두 개의 주된 측면들-브레이크아웃 힘 및 플런저 활동력을 갖는다.
플런저 슬라이딩 힘 시험은 주사기 내에서 상기 플런저의 슬라이딩 마찰 계수의 특별한 시험으로서, 이는 평평한 표면상에서 일반적으로 측정된 슬라이딩 마찰 계수와 연관된 수직항력이 상기 플런저 또는 다른 슬라이딩 구성요소와 상기 튜브 또는 상기 튜브가 슬라이딩하는 다른 용기 사이의 피트를 표준화시켜 처리된다는 사실을 설명하는 것이다. 주로 측정되는 슬라이딩 마찰 계수와 연관된 평행력은 본 명세서에 기술된 바와 같이 측정된 플런저 슬라이딩 힘에 필적할 만하다. 플런저 슬라이딩 힘은 예를 들면, ISO 7886-1:1993 시험에서 제공된 바와 같이 측정될 수 있다.
또한, 상기 플런저 슬라이딩 힘 테스트는 장치 및 절차에 관한 적당한 변이들에 의하여 다른 유형의 마찰 저항, 예를 들면, 튜브 내에서 스토퍼를 지탱하는 마찰을 측정하도록 맞춰질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 플런저는 클로저에 의하여 교체될 수 있으며 상기 클로저를 제거하거나 삽입하는 발거력(withdrawing force)는 플런저 슬라이딩 힘의 대응으로 측정될 수 있다.
또한, 상기 플런저 슬라이딩 힘 대신에, 상기 브레이크아웃 힘이 측정될 수 있다. 브레이크아웃 힘은 주사기 베럴 내에서 이동하는 정지된 플런저를 시동하는데 요구되는 힘 또는 안착된 정지 클러저를 탈착시키고 그 이동을 개시하는데 요구되는 필적할 만한 힘이다. 상기 브레이크아웃 힘은 0 또는 낮은 값에서 시동하는 플런저에 힘을 가하여 측정되며, 상기 플런저가 이동하기 시작할 때까지 증가한다. 상기 브레이크아웃 힘은 예비충진된 주사기 플런저가 개재된 윤활제를 밀어 내버리거나 상기 플런저 및 상기 베럴 사이에서 상기 윤활제의 분해로 인해 상기 베럴에 부착된 이후에, 주사기의 저장과 함께 증가하는 경향이 있다. 상기 브레이크아웃 힘은 상기 플런저를 박차고 나오기 위해 극복되고 플런저가 이동하기 시작하도록 하는데 필요한 플런저와 베럴 사이에서의 부착에 대해 업계에서 사용하는 용어인, "스틱션(sticktion)"을 극복하는데 요구되는 힘이다.
V.C. 선택적으로는 다른 부품들에 슬라이딩으로 접촉되는 표면들에서와 같이 윤활성 코팅으로 용기 전체 또는 일부를 코팅하는 일부 설비들로 인하여 스토퍼의 삽입 또는 제거 또는주사기에서 피스톤 또는 시료 튜브에서의 스토퍼와 같은 슬라이딩 구성요소의 통행을 용이하게 한다. 상기 용기는 유리 또는 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 사이클릭 올레핀 공중합체(COC)와 같은 중합체 물질, 폴리프로필렌과 같은 올레핀 또는 다른 물질들로 제작될 수 있다. PECVD에 의하여 윤활성 코팅을 도포하면 스프레이, 침지 또는 도포되는 유기실리콘 또는 PECVD 공정에 의해 증착되는 것보다 훨씬 많은 양으로 일반적으로 도포되는 다른 윤활제로 상기 용기 벽 또는 클로저를 코팅할 필요를 회피하거나 감소시킬 수 있다.
V.C. 상기 실시예들 중 어느 하나 V.C.에 있어서, 플라즈마, 선택적으로는 비-중공-음극 플라즈마는 선택적으로 기판 부근에서 형성될 수 있다.
V.C. 실시예들 중 어느 하나 V.C.에 있어서, 상기 전구체는 선택적으로는 산소가 실질적으로 부재한 가운데 제공될 수 있다. V.C. 실시예들 중 어느 하나 V.C.에 있어서, 상기 전구체는 선택적으로는 캐리어 가스가 실질적으로 부재한 가운데 제공될 수 있다. V.C. 실시예들 중 어느 하나 V.C.에 있어서, 상기 전구체는 선택적으로는 질소가 실질적으로 부재한 가운데 제공될 수 있다. V.C. 실시예들 중 어느 하나 V.C.에 있어서, 상기 전구체는 선택적으로는 1 Torr 절대 압력 미만에서 제공될 수 있다.
V.C. 실시예들 중 어느 하나 V.C.에 있어서, 상기 전구체는 선택적으로는 플라즈마 방출 부근에서 제공될 수 있다.
V.C. 실시예들 중 어느 하나 V.C에 있어서, 상기 코팅은 선택적으로는 기판에 1 내지 5000 nm, 또는 10 내지 1000 nm 또는 10 내지 200 nm 또는 20 내지 100 nm 두께의 두께로 도포될 수 있다. 이것과 다른 코팅들의 두께는 예를 들면, 투과 전자 현미경(TEM)으로 측정될 수 있다.
V.C. 상기 TEM은 예를 들면, 다음과 같이 수행될 수 있다. 시료들은 집속 이온빔(FIB) 단면 절단을 위해 두 가지 방식으로 제조될 수 있다. 시료들은 우선 탄소 박막(50 내지 100 nm 두께)으로 코팅된 이후에 K575X 에미테크(Emitech) 코팅 시스템을 이용하여 백금 스퍼터링 층(50 내지 100 nm 두께)으로 코팅될 수 있거나, 시료들은 보호성 스퍼터링된 Pt 층으로 직접 코팅될 수 있다. 상기 코팅된 시료들은 FEI FIB200 FIB 시스템에 놓일 수 있다. 플래티늄 추가막은 관심영역에 대하여 30kV 갈륨 이온빔을 주사하는 동안 유기금속가스를 주입함으로써 FIB 증착할 수 있다. 각 시료에 대한 관심영역은 주사기 베럴 길이의 1/2 아래의 위치로 선택될 수 있다. 길이 대략 15 ㎛("마이크로미터") , 폭 2 ㎛ 및 깊이 15 ㎛로 측정되는 얇은 단면들은 독점적인 인-시츄 FIB 리프트-아웃 기법을 사용한 다이 표면으로부터 추출될 수 있다. 상기 단면들은 FIB-증착된 백금을 사용하는 200 메쉬 구리 TEM 그리드에 부착될 수 있다. 넓이 약 8 ㎛로 측정되는 각각의 섹션에서의 하나 또는 두 개의 윈도우들은 상기 FEI FIB의 갈륨 이온빔을 이용하여 전자 투명도로 얇아질 수 있다.
V.C. 제조된 시료들의 단면 이미지 분석은 투과 전자 현미경(TEM) 또는 주사 투과 전자 현미경(STEM) 또는 양쪽 모두를 사용하여 수행될 수 있다. 모든 이미지 데이타는 디지털로 기록될 수 있다. STEM 이미지를 위해, 얇은 호일들을 갖는 그리드가 히타치(Hitachi) HD2300 전용 STEM으로 옮겨질 수 있다. 주사 투과된 전자 이미지들은 원자수 대비 모드(ZC) 및 전달된 전자 모드(TE)에서 적당히 확대하여 획득될 수 있다. 하기와 같은 도구 세팅들을 사용할 수 있다.
Figure pct00007
V.C. TEM 분석을 위해, 시료 그리드들은 히타치 HF2000 투과 전자 현미경으로 옮겨질 수 있다. 투과된 전자 이미지들은 적당히 확대하여 획득될 수 있다. 영상 획득 도중에 사용된 적절한 도구 세팅들은 아래에 주어진 것들일 수 있다.
Figure pct00008
V.C. 실시예들 중 어느 하나 V.C.에 있어서, 기판은 유리 또는 중합체, 예를 들면, 폴리카보네이트 중합체, 올레핀 중합체, 사이클릭 올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 중합체, 폴리에스테르 중합체, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체 또는 이들 중 임의의 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다.
V.C. 실시예들 중 어느 하나 V.C.에 있어서, PECVD는 선택적으로는 상기 정의된 바와 같은 RF 주파수, 예를 들면, 10 kHz 내지 300 MHz 미만, 더 바람직하게는 1 내지 50 MHz, 더욱 더 바람직하게는 10 내지 15 MHz 및 가장 바람직하게는 13.56 MHz의 주파수에서 전력을 받은 전극들을 사용하여 상기 전구체를 포함하는 가스 반응물질에 전력을 가하여 수행될 수 있다.
V.C. 실시예들 중 어느 하나 V.C에 있어서, 플라즈마는 윤활성 코팅을 형성하기에 충분한 전력으로 공급된 전극들을 사용하여 상기 전구체를 포함하는 가스 반응물질에 전력을 가하여 생성될 수 있다. 선택적으로는, 플라즈마는 0.1 내지 25 W, 바람직하게는 1 내지 22 W, 더 바람직하게는 3 내지 17 W, 더욱 더 바람직하게는 5 내지 14 W, 가장 바람직하게는 7 내지 11 W, 특히, 8 W의 전력이 공급된 전극들을 사용하여 상기 전구체를 포함하는 가스 반응물질에 전력을 가하여 생성된다. 상기 전력 대 플라즈마 부피의 비가 10 W/ml일 수 있고, 바람직하게는 5 W/ml 내지 0.1 W/ml이고, 더 바람직하게는 4 W/ml 내지 0.1 W/ml이고, 가장 바람직하게는 2 W/ml 내지 0.2 W/ml이다. 이러한 전력 수준들은 PECVD 플라즈마가 생성되는 1 내지 3 mL의 공 부피(void volume)를 갖는 유사한 형상의 주사기들 및 시료 튜브들과 용기들에 윤활성 코팅들을 도포하는데 적합하다. 더 크거나 더 작은 대상물들에 대하여 적용된 전력은 기판의 크기에 대해 공정을 스케일링 함에 따라 증감할 것이라고 생각된다.
V.C. 선택적으로는, 생성물로 고찰되는 하나의 생성물은 실시예들 중 임의의 하나 이상인 V.C.의 방법에 의해 처리되는 베럴을 갖는 주사기일 수 있다.
V.D. 액체-도포코팅들
V.D. 본 명세서에 개시된 바와 같이 PECVD 도포 코팅 또는 다른 PECVD 처리와 연계하여 사용할 수 있는 적당한 코팅의 차단 또는 다른 유형의 다른 예는 직접 또는 SiwOxCyHz, SiOx, 윤활성 코팅 또는 양쪽 모두의 하나 이상의 개재하는 PECVD-적용 코팅들을 사용함으로써 제조되는, 액체 차단, 윤활제, 표면 에너지 테일러링 또는 용기의 내부 표면에 도포된 다른 유형의 코팅(90)일 수 있다.
V.D. 또한, 선택적으로는 적당한 액체 차단 또는 다른 유형의 코팅들(90)은 예를 들면, 액체 단량체 또는 다른 중합성 또는 경화성 물질을 상기 용기(80)의 내부 표면에 도포하고, 상기 액체 단량체를 경화, 중합 또는 교차결합시켜 고체 중합체를 형성하여 도포될 수 있다. 또한, 적당한 액체 차단 또는 다른 유형의 코팅들(90)은 상기 표면(88)에 용매-분산된 중합체를 도포하고 상기 용매를 제거함으로써 제공될 수 있다.
V.D. 상기 방법들 중 어느 하나는 처리 스테이션 또는 장치(28)에서 상기 용기 포트(92)를 통해 용기(80)의 내부(88)상에 코팅(90)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 대한 한 가지 예는 예를 들면, 경화성 단량체, 예비중합체, 또는 중합체 분산액의 액체 코팅을 용기(80)의 내부 표면(88)에 도포하고 이를 경화시켜 상기 용기(80)의 내용물들을 그 내부 표면(88)으로부터 물리적으로 분리하는 필름을 형성하는 단계이다. 선행 기술은 중합체 코팅 기술을 플라스틱 혈액 수집 튜브들의 코팅에 적합한 것으로 기술하고 있다. 예를 들면, 본 명세서에 참고로 포함되어 있는, 미국 특허 제 6,165,566호에 기재된 아크릴 및 폴리비닐리덴 클로라이드(PVdC) 코팅 물질들과 코팅 방법들이 선택적으로 사용될 수 있다.
V.D. 또한, 상기 방법들 중 어느 하나는 용기(80)의 외부 벽상에 코팅을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 선택적으로는, 상기 코팅은 차단 코팅, 선택적으로는 산소 차단 코팅 또는 선택적으로는 수분 차단 코팅일 수 있다. 적당한 코팅의 일례는 수분 차단 및 산소 차단막 양쪽 모두로 기능하는, 폴리비닐리덴 클로라이드이다. 선택적으로는, 상기 차단 코팅은 수계 코팅으로 도포될 수 있다. 선택적으로는, 상기 코팅은 상기 용기를 이에 침지하고, 이를 상기 용기상에 스프레이하거나 다른 수단들에 의하여 도포될 수 있다. 또한, 상술한 외부 차단 코팅을 갖는 용기도 고려된다.
VI. 용기 검사
VI. 도 1에 도시된 하나의 스테이션 또는 장치는 용기 벽을 통해 공기압 손실 또는 질량 흐름 속도 또는 부피 흐름 속도를 측정하거나 용기 벽의 가스제거와 같이, 결함여부를 위해 용기(80)의 내부 표면을 검사하도록 구성될 수 있는 처리 스테이션 또는 장치(30)이다. 상기 장치(30)는 도시된 실시예에서, 상기 스테이션 또는 장치(30)에 도달되기 이전에 차단 또는 다른 유형의 코팅이 상기 스테이션 또는 장치(28)에 의하여 도포되기 때문에, 상기 장치(30)에 의하여 제공된 더 나은 성능(주어진 공정 조건들 하에서 누출 또는 침투가 더 적게 일어남)으로 인하여 상기 용기가 검사를 통과하도록 요구될 수 있다는 것을 제외하고는, 장치(26)와 유사하게 작동할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 코팅된 용기(80)의 검사는 상기 장치 또는 스테이션(26)에서 동일한 용기(80)의 검사와 비견될 수 있다. 상기 스테이션 또는 장치(30)에서 누출 또는 침투가 적은 것은 최소한의 정도로 기능하는 것이다.
VI. 2 개의 다른 스테이션들에서 또는 2 개의 다른 장치들에 의하여 측정되는 용기(80)의 동일성은 상기 용기 지지대들(38 내지 68)의 각각에 대해 바 코드, 다른 마크들 또는 무선 주파수 식별(RFID) 장치 또는 마커와 같은 개별 식별 특징들을 확인하고 도1 에 도시된 무한 컨베이어 주위로 둘 이상의 다른 지점들에서 측정된 용기들의 동일성을 매치시켜 확인될 수 있다. 용기 지지대들은 재사용될 수 있기 때문에, 새로운 용기(80)가 상기 용기 지지대(40)상에 안착된 직후에, 이들은 컴퓨터 데이터베이스 또는 도 1에 있는 용기 지지대(40)의 위치에 도달되기 때문에 다른 데이터 저장 구조에 등록되고, 예를 들면, 이들이 도 1의 용기 지지대(66)의 위치에 도달되거나 도달된 이후에 상기 공정의 말미 또는 근처에 상기 데이터 레지스터로부터 제거될 수 있으며, 상기 처리된 용기(80)는 이송 메커니즘(74)에 의하여 제거된다.
VI. 상기 처리 스테이션 또는 장치(32)는 예를 들면, 결함 여부를 알아보기 위해 상기 용기에 도포된 차단 또는 다른 유형의 코팅이 된 용기를 검사하기 위해 구성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 스테이션 또는 장치(32)는 상기 코팅의 두께 측정으로서, 상기 코팅의 광학원 전달을 측정한다. 적절하게 도포된다면, 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅은 추가로 물질이 도포된다고 하더라도, 더 균일한 표면을 제공하기 때문에 상기 용기(80)를 더 투명하게 할 수 있다.
VI. 또한, 상기 코팅(90)의 내부로 바운싱 되는 에너지파(상기 용기 내부(154) 내에서 대기와 간섭함)와 상기 용기(80)의 내부 표면(88)을 바운싱하는 에너지파(상기 코팅(90)의 외부와 간섭함) 사이에서 이동 거리에서 차이를 측정하기 위해 간섭 측정을 이용하는 것과 같이, 상기 코팅의 두께를 측정하는 다른 측정법들도 고려된다. 공지된 바와 같이, 이동 거리서의 차이는 시험 조건들에 대하여, 각각의 파들의 도착 시간을 고정밀도로 측정하여 직접적으로 측정될 수 있거나 어떤 파장의 입사 에너지가 보강 또는 상쇄되는 지를 측정하여 간접적으로 측정될 수 있다.
VI. 코팅의 완전성을 검사하기 위하여 수행될 수 있는 다른 측정 기법은 상기 장치상에서 타원 측정법이다. 이 경우, 편광 레이저 빔이 상기 용기(80)의 내부 또는 외부로부터 투사될 수 있다. 내부로부터 투사된 레이저 빔의 경우, 상기 레이저 빔은 대각선으로 표면으로 향해질 수 있으며 이후 투과되거나 반사된 빔은 측정될 수 있다. 빔 편광성의 변화가 측정될 수 있다. 장치 표면상의 코팅 또는 처리는 상기 레이저 빔의 편광화에 영향(변화)을 주기 때문에, 편광성의 변화는 원하는 결과일 수 있다. 상기 편광성의 변화는 상기 표면상에 코팅 또는 처리가 존재한다는 직접적인 결과이며 변화량은 처리 또는 코팅의 양과 관련되어 있다.
VI. 만약 편광된 빔이 상기 장치의 외부로부터 투사된다면, 검출기는 내부에 위치되어 상기 빔의 투과된 성분 (및 상기 측정된 바와 같이 편광성)을 측정할 수 있다. 또한, (장치 내부상예) 상기 처리/코팅 사이의 계면으로부터 상기 빔의 반사점에 해당할 수 있는 위치에 있는 장치의 외부에 검출기가 놓일 수 있다. 이후, 편광성 변화(들)는 상술한 바와 같이 측정될 수 있다.
VI. 상술한 바와 같이 광학 특성 및/또는 누출 속도를 측정하는 것에 더하여, 다른 프로브들 및/또는 장치들은 상기 장치의 내부 속으로 삽입될 수 있으며 검출 장치를 사용하여 측정이 이루어질 수 있다. 이 장치는 측정 기법 또는 방법에 의하여 제한되지 않는다. 기계적, 전기적 또는 자기적 특성 또는 임의의 다른 물리적, 광학적 또는 화학적 특성을 채용하는 다른 시험 방법들이 활용될 수 있다.
VI. 플라즈마 처리 셋업 도중에, 선택적으로는 광학 검출 시스템을 사용하여 플라즈마 환경의 독특한 화학적 기호에 해당하는 플라즈마 방출 스펙트럼(파장 및 세기 프로파일)을 기록하는데 사용될 수 있다. 이 특징적인 방출 스펙트럼은 코팅이 도포되고 처리되었다는 확인을 제공한다. 또한, 상기 시스템은 처리되는 각각의 부품에 대한 실시간 정밀 측정과 데이타 보존 도구를 제공할 수 있다.
VI. 상기 방법들 중 어느 하나는 (24, 26, 30, 32 또는 34)와 같은 처리 스테이션에서 결함여부를 알아보기 위하여 용기(80)의 내부 표면(88)을 검사하는 단계를 포함할 수 있다. 검사는 상기 용기 포트(92)를 통해 상기 용기(80)로 검출 프로브(172)를 삽입하고 상기 프로브(172)를 사용하여 상기 용기 내부 표면(88) 또는 차단 또는 다른 유형의 코팅(90)의 상태를 검출함으로써 상기 스테이션들(24, 32 및 34)에서 검사가 수행될 수 있다. 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 용기 벽(86) 및 용기 내부 표면(88)을 통해 안쪽으로 에너지를 복사하고 상기 프로브(172)로 에너지를 검출함으로써 검사가 수행될 수 있다. 또한, 상기 용기 내부 표면(88)으로부터의 복사를 반사하고 상기 용기(80) 내부에 위치된 검출기를 사용하여 에너지를 검출함으로써 검사가 수행될 수 있다. 또한, 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들에서 상기 용기 내부 표면(88)의 상태를 검출함으로써 검사가 수행될 수 있다.
VI. 상기 방법들 중 어느 하나는 용기가 최초에 진공이 되고 그 벽이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅(90)이 상기 용기 내에서 압력이 1 년의 수명 동안에 주변 대기압의 20% 이상으로 증가되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기 내부 표면(88) 전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 상기 검사 단계를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
VI. 상기 방법들 중 어느 하나는 용기당 30 초 이하, 또는 용기당 25 초 이하, 또는 용기당 20 초 이하, 또는 용기당 15 초 이하, 또는 용기당 10 초 이하, 또는 용기당 5 초 이하, 또는 용기당 4 초 이하, 용기당 3 초 이하, 또는 용기당 2 초 이하, 또는 용기당 1 초 이하의 경과 시간 내에서 상기 검사 단계를 수행하는 단계를 포함할 수 있다. 이는 예를 들면, 도 7에 도시된 바와 같이, 전체 용기(80)에 대하여 하나의 측정법을 포함할 수 있는, 차단 또는 다른 유형의 코팅된 용기 벽의 유효성을 측정하거나 전하 커플링된 장치를 도 6, 10 및 11에 도시되거나 대체될 수 있는 검출기(172)로 사용하는 것과 같이, 검사되는 검사되는 지점들의 많은 수 또는 심지어 전부를 검사함으로써 가능할 수 있다. 상기 후자 단계는 매우 짧은 전체 시간에 상기 용기 내부 표면(88)상에서 수많은 밀접하게 이격된 위치들에서 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅을 검출하는데 사용될 수 있다.
VI. 상기 방법의 임의의 실시예에서, 필요한 경우 다중점 용기 검사는 상기 용기(80)가 하류로 이동하는 동안에, 전하 커플링된 장치(172)를 사용하여 데이터를 수집하고, 금방 검사된 용기(80)를 수송하며 그 직후에 상기 수집된 데이터를 처리함으로써 더 용이하게 될 수 있다. 상기 용기(80)에서 결함이 데이터 처리로 인한 것으로 나중에 확인된다면, 결함이 있는 용기(80)는 (34)와 같은 검출 스테이션의 일 지점 하류에서 라인을 벗어나 이동될 수 있다(도 10).
VI. 상기 실시예들 중 어느 하나에서, 상기 검사 단계는 용기가 최초에 진공이 되고 그 벽(86)이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 용기(80) 내에서 최초 진공 수준(즉, 압력 대 주변의 최초 감소)이 적어도 12 개월 또는 적어도 18 개월 또는 적어도 2년의 수명 동안에 주변 대기압의 20% 이상, 선택적으로는 15%, 선택적으로는 10%, 선택적으로는 5%, 선택적으로는 2% 이상으로 감소되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기(80) 내부 표면(88) 전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 상기 검사 단계가 수행될 수 있다.
VI. 상기 최초 진공 수준은 높은 진공, 즉, 10 Torr 미만의 잔류 압력, 또는 20 Torr 미만의 양압(즉, 완전 진공에 대한 여분의 압력)과 같은 더 낮은 진공, 또는 양압 50 Torr 미만, 또는 100 Torr 미만, 또는 150 Torr 미만, 또는 200 Torr 미만, 또는 250 Torr 미만, 또는 300 Torr 미만, 또는 350 Torr 미만, 또는 380 Torr 미만일 수 있다. 예를 들면, 진공된 혈액 수집 튜브들의 최초 진공 수준은 많은 경우에 있어서 사용되는 시험 튜브의 유형, 따라서 제조시에 상기 튜브에 첨가되는 시약의 유형 및 적절한 양에 의하여 결정된다. 상기 최초 진공 수준은 상기 튜브 내에서 시약 충전과 결합하기 위하여 정확한 혈액 부피를 뽑아내도록 공통적으로 설정되어 있다.
VI. 상기 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅(90) 검사 단계는 용기가 최초에 진공이 되고 그 벽이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅(90)이 상기 용기 내에서 압력이 적어도 1 년의 수명 동안에 주변 대기압의 15% 이상 또는 10% 이상으로 증가되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기 내부 표면(88) 전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 수행될 수 있다.
VI.A. 예비코팅 및 후코팅 검사를 포함하는 용기 처리
VI.A. 또 다른 실시예는 개구부 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 성형된 플라스틱 용기를 처리하는 용기 처리 방법이다. 상기 방법은 상기 용기의 내부 표면가 성형되었는지 여부를 검사하거나 결함 여부를 알아보기 위해 코팅 직전에 검사하고; 상기 용기를 성형되었는지 검사한 이후에 상기 용기의 내부 표면에 코팅을 도포하고; 그리고 결함 여부를 알아보기 위해 상기 코팅을 검사함으로써 수행된다.
VI.A. 다른 실시예는 상기 용기가 성형되었는지 검사한 이후에 상기 용기에 차단성 코팅이 도포되고, 상기 차단성 코팅을 도포한 이후에 결함 여부를 알아보기 위해 상기 용기의 내부 표면이 검사되는 용기 처리 방법이다.
VI.A. 일 실시예에서, (코팅을 도포하는 스테이션 또는 장치(28)로서 기능할 수 있는) 스테이션 또는 장치(26)는 기압 용기 검사를 위해 다음과 같이 사용될 수 있다. 상기 밸브들(136 및 148) 중 어느 하나 또는 양쪽 모두가 열린채로, 상기 용기(80)는 원하는 정도, 바람직하게는 10 Torr 미만과 같은 매우 낮은 압력, 선택적으로는 1 Torr 미만으로 진공될 수 있다. 상기 밸브들(136 및 148) 중 어느 것이나 최초에 열려있는 것은 이후 폐쇄되어, 상기 용기(80) 및 압력 게이지(152)의 진공 내부(154)를 주변 조건 및 진공원(98)으로부터 분리시킨다. 용기 벽을 통한 가스의 유입 또는 상기 벽의 물질로부터 가스제거 및/또는 상기 용기 벽상의 코팅으로 인한 것이든 간에, 측정 시간에 걸쳐서 압력 변화는 이후 감지되고 상기 용기 지지대(44) 상에 상기 용기(80) 속으로 주위 가스의 유입 속도를 계산하는데 사용될 수 있다. 본 목적을 위해, 가스제거는 선택적으로는 적어도 부분적인 진공에서 흡착되거나 폐색된 가스들 또는 수증기가 상기 용기 벽으로부터 배출되는 것으로 정의된다.
VI.A. 다른 선택적인 변형은 대기압보다 더 높은 압력에서 주위 가스를 제공하는 것일 수 있다. 이는 차단 또는 다른 유형의 층을 통해 가스 전달 속도를 증가시켜, 더 낮은 주변 압력이 제공되는 것보다 더 짭은 시간에 측정할 수 있는 차이를 제공할 수 있다. 또한, 가스는 대기압보다 더 높은 압력에서 상기 용기(80) 속으로 도입되어 상기 벽(86)을 통한 전달 속도를 다시 더 증가시킬 수 있다.
VI.A. 선택적으로, 상기 스테이션에서 또는 상기 장치(26)에 의한 용기 검사는 상기 용기(80) 내 또는 외부에서 기판에 대하여 상류 측상에서 헬륨과 같은 검사 가스를 제공하고 이를 하류 측상에서 검출함으로써 변경될 수 있다. 또한, 수소와 같은 저분자량 가스 또는 산소 또는 질소와 같은 저비용의 이용가능한 가스는 검사 가스로 사용될 수 있다.
VI.A. 헬륨은 불안전한 차단 또는 다른 유형의 코팅 또는 누출 실을 지나서 통과함에 따라, 보통의 공기에서 질소 및 산소와 같은 보통의 주위 가스들보다 훨씬 더 빨리 누출 또는 침투 검출 속도를 증가시킬 수 있는 검사 가스로 고려된다. 헬륨은 (1) 비활성으로서, 어느 정도로 기판에 의해 흡착되지 않고, (2) 쉽게 이온화되지 않아서, 그 분자들이 그 전자들과 핵 사이에서 높은 수준의 인력으로 인하여 매우 밀집해 있으며, (3) 질소(분자량 28) 및 산소(분자량 32)와는 반대로 4의 분자량을 가져서, 상기 분자들을 더 밀집하게 하고 다공성 기판 또는 갭을 용이하게 통과하도록 하기 때문에, 많은 고체 기판들 또는 작은 갭들을 통한 높은 이전 속도를 갖는다. 이러한 인자들로 인하여, 헬륨은 많은 다른 가스들보다 훨씬 더 빨리 주어진 침투성을 갖는 장벽을 통해 이동할 것이다. 또한, 대기는 자연상에는 극히 적은양의 헬륨을 함유하기 때문에, 헬륨이 추가로 존재하는 것이 특히, 헬륨이 상기 용기(80) 내에 도입되고 누출 및 침투를 측정하기 위하여 상기 용기(80) 외부에서 검출된다면, 상대적으로 검출이 용이할 수 있다. 헬륨은 기판의 압력 강하 상류에 의하여 검출되거나 기판을 통과하는 하류 가스의 분광학적 분석과 같은 다른 수단들에 의하여 검출될 수 있다.
VI.A. O2 형광 검출로부터 산소 농도를 측정함으로써 대기압 용기 검사의 예는 다음과 같다.
VI.A. 여기 원천(오션 옵틱스 USB-LS-450 펄스 청색 LED), 섬유 조립체(오션 옵틱스 QBIF6000-VIS-NIR), 분광계(USB4000-FL 형광 분광계), 산소 센스 프로브(오션 옵틱스 FOXY-R) 및 진공원에 연결된 어뎁터(VFT-1000-VIS-275 등)를 통한 진공 공급기가 사용된다. 주위 공기를 제거하기 위하여 진공이 적용될 수 있으며, 상기 용기가 정의된 압력에 있는 경우, 주위 공기로부터 상기 용기를 재충진하기 위해 누출되거나 침투된 산소의 함량은 검출 시스템을 사용하여 측정될 수 있다. 코팅된 튜브는 상기 코팅되지 않은 튜브를 대체하며 O2 농도 측정을 할 수 있다. 상기 코팅된 튜브는 상이 코팅된 튜브상에서 차등 O2 표면 흡수(SiOx 표면 대 코팅되지 않은 PET 또는 유리 표면) 및/또는 상기 표면으로부터 O2 확산 속도에서 변화로 인하여 상기 코팅되지 않은 시료와는 다른 대기 산소 함유량을 재연가능하게 보여줄 것이다. 검출 시간은 1 초 미만일 수 있다.
VI.A. 이러한 대기압 방법들은 감지된 특이적인 가스(헬륨 검출 또는 다른 가스들이 고려될 수 있다) 또는 특이적인 장치 또는 배열에 한정되는 것으로 고려되어서는 안 된다.
VI.A. 또한, 상기 처리 스테이션 또는 장치(34)는 결함 여부를 알아보기 위해 차단 또는 다른 유형의 코팅을 검사하기 위해 구성될 수 있다. 도 1 및 10의 실시예에서, 1 및 10에서, 상기 처리 스테이션 또는 장치(34)는 이번에는 차단 또는 다른 유형의 코팅(90)상에서 수많은 밀접하게 이격된 위치들에서 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅(90)의 적어도 일 부분 또는 실질적으로 전체 차단 또는 다른 유형의 코팅(90)의 특성을 스캔하거나 따로 측정할 의도로 수행하는 다른 광학적 검사일 있다. 상기 수많은 밀접하게 이격된 위치들은 모든 경우에서 또는 상기 표면의 적어도 부분상에 평균적으로 예를 들면, 약 1 마이크론, 또는 약 2 마이크론, 또는 약 3 마이크론, 또는 약 4 마이크론, 또는 약 5 마이크론, 또는 약 6 마이크론 또는 약 7 마이크론 이격될 수 있어서, 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅(90)의 일부 또는 모든 작은 부분들을 따로 측정하게 된다. 일 실시예에서, 상기 코팅의 각각의 작은 면적을 따로 스캔하는 것은 개별적인 핀홀들 또는 다른 결함들을 발견하고, 너무 얇거나 다공성인 코팅인 있는 큰 면적과 같이, 더 일반적인 결함들로부터 핀홀 결함들의 국부적인 효과들을 구별하는데 유용할 수 있다.
VI.A. 상기 스테이션 또는 장치(34)에 의한 검사는 복사 또는 광원(170) 또는 임의의 다른 적당한 무선 주파수, 마이크로파, 적외선, 가시 광선, 자외선, x-선 또는 전자 빔 원천을 예를 들면, 용기 포트(92)를 통해 상기 용기(80)로 삽입시키고 상기 용기 내부 표면의 상태, 예를 들면, 차단 코팅(90)을 검출하고, 검출기를 사용하여 복사 원천으로부터 전달된 복사선을 검출함으로써 수행될 수 있다.
VI.A. 또한, 상기 용기 지지대 시스템은 장치를 시험하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 가스 전달 포트(110)를 갖는, 도 2의 프로브(108)는 광원(170)(도 )에 의하여 교체될 수 있다. 상기 광원(170)은 튜브 내부를 조사할 수 있으며, 이후 투과 또는 다른 특성들을 측정하여 상기 튜브의 외부에서 후속적인 시험을 완료할 수 있다. 상기 광원(170)은 비록 진공과 실들이 반드시 요구되는 것은 아니라고 할지라도, 상기 프로브(108)는 퍽 또는 용기 지지대(62)로 밀어들어가는 것과 동일한 방식으로 튜브의 내부로 연장될 수 있다. 상기 광원(170)은 광학 섬유 원천, 레이저, (LED와 같은) 점원(point source) 또는 임의의 다른 복사원일 수 있다. 상기 원천은 원자외선(100nm)으로부터 원적외선(100 마이크론)에 이르는 하나 이상의 주파수들 및 그 사이의 모든 주파수들에서 복사할 수 있다. 사용될 수 있는 원천에 관해서는 제한이 없다.
VI.A. 구체적인 예로서, 도 10 참조. 도 10에서, 상기 튜브 또는 용기(80)는 상기 퍽 또는 용기 지지대(62) 내에 위치되며 상기 프로브(108)의 후위에 광원(170)은 상기 튜브로 삽입되었다. 이 경우, 상기 광원(170)은 용기(80)의 외부를 둘러싸는 검출기(172)에 의하여 수신되는 충분한 세기를 갖는 청색 LED 원천일 수 있다. 상기 광원(170)은 예를 들면, 그 내부 표면(176) 상에서 (174)와 같은 화소들의 어레이를 포함하는 3 차원 전하-커플링된-장치(CCD)일 수 있다. (174)와 같은 화소들은 차단 또는 다른 유형의 코팅(90) 및 용기 벽(86)을 통해 복사되는 조명을 받고 이를 검출한다. 이 실시예에서, 검출기(172)는 도 2의 전극(164) 및 용기(80)의 분리보다는 용기(80)에 대하여 더 큰 내경을 가지며, 반원 상단 부분 대신에 폐쇄단(84)에 인접한 실린더형 상단 부분을 갖는다. 외부 검출기(172)는 상기 용기(80)로부터 더 작은 방사상 갭 및 상기 폐쇄단(84)에 인접한 상단 부분에서 더 균일한 크기의 갭을 가질 수 있다. 이는 예를 들면, 상기 용기(80)가 밀봉된 경우, 상기 폐쇄단(84) 및 상기 검출기(172)의 상단에 대하여 곡률의 중심을 제공함으로써 수행될 수 있다. 이러한 변화는 비록 어느 하나의 변화가 적당하다고 고려된다고 하더라도, 상기 용기(80)의 굽은 폐쇄단(84)의 더 균일한 검사를 제공할 수 있다.
VI.A. 광원을 점등하기 이전에, CCD를 측정하고 이로인해 얻어진 값은 (후속 측정들로부터 차감될 수 있는) 백그라운드로서 저장된다. 이후, 상기 광원(170)은 점등되고 CCD를 사용하여 측정한다. 이후, 이로인한 측정은 전체 광 투과 (및 평균 코팅 두께를 측정하기 위해 코팅되지 않은 튜브와 비교하여) 및 결함 밀도(상기 CCD의 각각의 구성요소 상에 개별 광전자 수들을 취하여 이들을 역치와 비교함으로써-만약 광전자 수가 더 낮으면, 그 때 이는 충분한 광선이 투과되지 않은 것에 해당한다)를 계산하는데 사용될 수 있다. 낮은 광 투과는 코팅이 전혀되지 않았거나 너무 얇게 코팅된 결과일 수 있다-이는 튜브상에 코팅에 있어서 결함이다. 낮은 광전자 수를 갖는 인접 구성요소들의 숫자를 측정함으로써, 결함 크기가 추정될 수 있다. 결함들의 크기와 숫자를 합하여, 튜브의 질이 해결될 수 있거나, 상기 광원(170)으로부터 복사의 주파수에 특이적일 수 있는 다른 특성들이 측정될 수 있다.
VI.A. 도 10의 실시예에서, 에너지는 코팅(90) 및 용기 벽(86)을 통하는 것과 같이, 용기 내부 표면을 통해 외부로 복사될 수 있으며, 상기 용기 외부에 위치한 검출기(172)를 사용하여 검출될 수 있다. 다양한 유형의 검출기들(172)이 사용될 수 있다.
VI.A. 차단 또는 다른 유형의 코팅(90) 및 용기 벽(80)을 통해 전달되는 광원(170)으로부터 오는 입사 복사선은 (주어진 지점에서 용기 벽(80)에 수직인 기준선과 비교하여) 더 낮은 입사각에 대하여 더 클 수 있기 때문에, 용기 벽(86)을 통해 법선상에 있는 (174)와 같은 화소들은 하나 이상의 화소가 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅의 주어진 부분을 통해 통과하는 빛의 일부를 받을 수 있다고 하더라도, 인접하는 화소들보다 더 많은 복사선을 받을 것이며, 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅(90) 및 용기 벽(80)의 주어진 일 부분 이상으로 통과하는 빛은 (174)와 같은 특정 화소에 의해 수신될 것이다.
VI.A. 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅(90) 및 용기 벽(86)의 특정 부위를 통해 관통하는 복사선을 검출하기 위해 (174)와 같은 화소들의 해상도는 CCD를 두게 되어 증가되어 (174)와 같은 화소들의 어레이는 상기 용기 벽(86)과 매우 가깝게 되며 그 윤곽들에 밀접하게 순응하게 된다. 또한, 상기 해상도는 상기 용기(80)의 내부를 조명하기 위하여, 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이 더 작거나 필수적으로 점 광원을 선택함으로써 증가될 수 있다. 또한, 더 작은 화소들을 사용하게 되면 CCD에서 화소들의 어레이의 해상도를 향상시킬 것이다.
VI.A. 도 6에서, 점광원(132)(레이저 또는 LED)은 막대기 또는 프로브의 말단에 위치된다. ("점원"은 모든 방향으로 광학 섬유 복사 광선에 대하여 작은 LED 또는 확산 팁에 의하여 생성될 수 있는 것과 같이, 수학적 점을 닮은 소형 부피의 원천으로부터 발산하는 빛 또는 레이저에 의하여 전달된 가간섭광과 같은 작은-단면 빔으로 발산되는 빛을 의미한다.) 상기 점광원(132)은 차단 또는 다른 유형의 코팅(90) 및 용기 벽(80)의 특징들이 측정되는 동안에, 정지해 있거나 예를 들면, 축상으로 이동할 수 있는 것과 같이 이동가능할 수 있다. 만약 이동할 수 있다면, 상기 점광원(132)은 장치(튜브)(80)의 내부의 위 아래로 이동될 수 있다. 상술한 것과 유사한 방식으로, 용기(80)의 내부 표면(88)은 스캐닝될 수 있으며 코팅의 완전성을 측정하기 위하여 외부 검출기 장치(134)에 의하여 후속 측정이 이루어질 수 있다. 이러한 접근법의 장점은 선형으로 편광되거나 특정한 방향성이 있는 유사한 집속광원이 사용될 수 있다는 것이다.
VI.A. 상기 점광원(132)의 위치는 (174)와 같이 상기 화소들에 지수로 표시될 수 있어서, 상기 검출기들의 조명은 상기 검출기가 상기 코팅(90)의 특정한 부분에 대하여 수직인 때에 측정될 수 있다. 도 10의 실시예에서, 용기(80)의 폐쇄단(84)의 (존재하는 경우) 곡선과 매치되는 굽은 말단을 갖는 실린더형 검출기(172)는 실린더형 용기(80)의 특징들을 검출하는데 사용될 수 있다.
VI.A. 도 10을 참조하여, 검사 스테이션 또는 장치(24 또는 34)는 광선 또는 다른 복사원(170) 및 검출기(172)의 위치들을 반전시켜 변경될 수 있어서, 빛은 용기 벽(86)을 통해 용기(80)의 외부로부터 내부로 복사한다는 것을 알아야 할 것이다. 만약 이 수단이 선택된다면, 일 실시예에서 입사 광선 또는 다른 복사선의 균일한 원천은 통합 구형 광원(186)의 벽(184)을 통해 용기를 개구부(182) 속으로 삽입하여 제공될 수 있다. 통합 구형 광원은 상기 용기(80)의 외부 및 상기 통합 원 내부의 원천(170)으로부터 광선 또는 복사선을 분산시킬 것이기 때문에, 상기 용기(80)의 벽(86)의 각각의 지점들을 통해 관통하는 빛은 상대적으로 균일할 것이다. 이는 상이한 형상들을 갖는 벽(86)의 부분들에 관한 구조물들에 의해 유발되는 왜곡을 감소시킬 경향이 있다.
VI.A. 도 11의 실시예에서, 상기 검출기(172)는 상기 용기(80)의 차단 또는 다른 유형의 코팅(90) 또는 내부 표면에 밀접하게 순응하는 것으로 나타날 수 있다. 상기 검출기(172)는 차단 또는 다른 유형의 코팅(80)과 상기 용기 벽(86)의 동일한 측면상에 존재할 수 있기 때문에, 이러한 근접성은 이 실시예에서, 상기 검출기(172)가 바람직하게는 차단 또는 다른 유형의 코팅(90)에 대하여 정확하게 위치되어 어느 하나가 나머지 다른 것에 대해 서로 마찰하여 상기 코팅 또는 CCD 어레이 중 어느 하나를 손상시키는 것을 회피할 수 있다고 하더라도, (174)와 같은 화소들의 해상도를 증가시킬 경향이 있다. 또한, 상기 코팅(90)에 바로 인접하여 상기 검출기(172)를 두게 되면 도 10의 실시예에서 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅(90)을 통해 빛 또는 다른 복사선이 통과한 이후에 발생하는, 상기 용기 벽(86)에 의한 굴절 효과를 감소시킬 수 있어서, 검출되는 신호는 상기 용기(80)의 국부적 형상 및 광선 또는 다른 복사선의 입사각에 따라 차등적으로 굴절될 수 있게 된다.
VI.A. 또한, 다른 차단 또는 다른 유형의 코팅 검사 기법들 및 장치들이 사용될 수 있다. 예를 들면, 형광 측정법들은 장치상에 처리/코팅을 특성화하는데 사용될 수 있다. 도 10 및 6에 기술된 동일한 장치를 사용하여, 상기 벽(86)의 중합체 물질 및/또는 상기 벽(86)의 중합체 물질에서 도판트와 상호작용할 수 있는 광원(132 또는 170)(또는 다른 복사원)이 선택될 수 있다. 검출 시스템과 커플링되는 경우, 이것은 결함, 두께 및 다른 성능 인자들을 포함하는 다양한 특성들을 특성화하는데 사용될 수 있다.
VI.A. 또 다른 검사예는 처리/코팅 및/또는 중합체 그 자체를 특성화하는데 x-선들을 사용하는 것이다. 도 10 또는 6에서, 상기 광원은 x-복사원으로 교체될 수 있으며 외부 검출기는 x-선 세기를 측정하기 위한 유형일 수 있다. 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅의 원소 분석은 이 기법을 이용하여 수행될 수 있다.
VI.A. 상기 스테이션(22)에서와 같이 장치(80)를 성형한 이후에, 임의의 후속 처리 또는 코팅을 불완전하게 하고 무용하게 할 수 있는 몇가지 잠재적인 문제들이 일어날 수 있다. 이러한 문제들을 위해 코팅 하기 이전에 상기 장치들을 검사한다면, 상기 장치들은 원하는 결과(또는 결과들)를 보장할 고도로 최적화되고, 선택적으로는 최대 6-시그마 제어 프로세스로 코팅될 수 있다.
VI.A. 처리 및 코팅을 간섭할 수 있는 일부 잠재적인 문제들은 (생성되는 코팅된 품목의 특성에 따라) 다음과 같은 사항을 포함한다:
VI.A. 1. 높은 밀도의 미립자 오염 결함들(예를 들면, 가장 큰 크기가 각각 10 마이크로미터 이상) 또는 더 적은 밀도의 크기가 큰 미립자 오염(예를 들면, 가장 큰 크기가 각각 10 마이크로미터 이상).
VI.A. 2. 화학적 또는 다른 표면 오염(예를 들면, 실리콘 몰드 방출 또는 오일).
VI.A. 3. 많은 수/대량의 급격한 피크들 및 밸리들(valleys)에 의해 특성화되는, 높은 표면 거칠기 또한, 이것은 100 nm 미만인 평균 거칠기(Ra)를 정량화하여 특성화될 수 있다.
VI.A. 4. 진공이 생성되지 않도록 하는 구멍과 같이 장치에 생기는 임의의 결함.
VI.A. 5. 실을 생성하는데 사용될 장치의 표면상에 있는 임의의 결함(예를 들면, 시료 수집 튜브의 개방단).
VI.A. 6. 처리 또는 코팅 도중에 두께를 통해 커플링하는 전력을 방해하거나 변경할 수 있는 대형 벽 두께 비균일성.
VI.A. 7. 상기 차단 또는 다른 유형의 코팅을 무용하게 할 다른 결함들.
VI.A. 상기 처리/코팅 조작에서 매개변수들을 사용하여 상기 처리/코팅 조작이 성공적이도록 하기 위하여, 장치는 하나 이상의 상기 잠재적인 문제들 또는 다른 문제들의 존재 여부에 대하여 예비 검사될 수 있다. 앞에서, 장치(38 내지 68)과 같은 퍽 또는 용기 지지대)를 지지하고 이를 다양한 시험들 및 처리/코팅 조작을 포함하는 생산 공정을 통해 이동시키는 장치가 개시되었다. 실시할 수 있는 일부 시험들은 장치가 처리/코팅을 위해 적절한 표면을 갖기 위해 실행될 수 있다. 이들은 다음을 포함한다:
VI.A. 1. 광학 검사, 예를 들면, 상기 장치를 통한 복사선의 투과, 상기 장치의 내부 또는 외부로부터 복사선의 반사, 상기 장치에 의한 복사선의 흡수 또는 상기 장치에 의한 복사선과의 간섭.
VI.A. 2. 디지털 검사 - 예를 들면, 구체적인 길이 및 형상(예를 들면, 시료 수집 튜브의 개방단이 기준에 대하여 얼마나 "둥글고" 또는 평평하거나 정확하게 형상되었는지)을 측정할 수 있는 디지털 카메라를 사용함.
VI.A. 3. 진공 누출 체크 또는 압력 시험.
VI.A. 4. 장치의 음속(초음속) 시험.
VI.A. 5. X-선 분석.
VI.A. 6. 상기 장치의 전기 전도도(플라스틱 튜브 물질 및 SiOx는 상이한 전기 저항을 갖는다 - 예를 들면, 벌크 물질로서 석영에 대하여 1020 Ohm-cm 정도의 크기 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 대하여 1014 Ohm-cm 정도의 크기).
VI.A. 7. 상기 장치의 열 전도도(예를 들면, 벌크 물질로서 석영의 열 전도도는 약 1.3 W-°K/m인 반면에, 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 열 전도도는 0.24 W-°K/m이다).
VI.A. 8. 아래에 기술된 바와 같이, 선택적으로 기체제거 기준선을 측정하기 위해 후-코팅 검사 하에서 측정될 수 있는 용기 벽의 기체제거.
VI.A. 상기 시험은 도 에 도시된 바와 같이 스테이션(24)에서 수행될 수 있다. 6. 이 도면에서, 상기 장치(예를 들면, 시료 수집 튜브(80)는 제자리에 둘 수 있으며 광원(132)(또는 다른 원천)은 상기 장치 및 상기 장치의 외부에 위치된 적절한 검출기(134) 속으로 삽입되어 원하는 결과를 측정할 수 있다.
VI.A. 진공 누출 검출의 경우, 상기 용기 지지대 및 장치는 상기 튜브에 삽입된 진공 펌프 및 측정 장치에 커플링될 수 있다. 또한, 본 명세서의 어딘가에 설명된 바와 같이 시험을 수행할 수 있다.
VI.A. 처리 스테이션 또는 장치(24)는 시각 검사 스테이션일 수 있으며, 용기의 내부 표면(88), 그 외부 표면(118) 또는 그 표면들(88 및 118) 사이에 용기 벽(86)의 내부 중 하나 이상을 결함여부를 알아보기 위해 검사하도록 구성될 수 있다. 특히, 상기 용기가 검사를 위해 사용된 유형의 복사선 및 파장에 투명하거나 반투명하다면, 상기 외부 표면(118), 내부 표면(88) 또는 용기 벽(86)의 검사는 상기 용기(80)의 외부로부터 수행될 수 있다. 필요하다면, 상기 내부 표면(88)의 검사는 상기 용기(80)에 삽입된 광학 섬유 프로브를 용기 포트(92)를 통해 제공하여 용이하게 될 수 있으며, 따라서 상기 용기(80) 내부의 상황은 상기 용기(80) 외부로부터 얻을 수 있다. 예를 들면, 이러한 환경에서는 내시경 또는 보스코프를 사용할 수 있다.
VI.A. 도 6에 도시된 다른 수단은 용기(80) 내에 광원(132)을 삽입할 수 있는 것이다. 6 can be to insert a 광원 132 within a 용기 80. 용기 벽(86)을 통해 전달된 빛 및 상기 빛에 의하여 드러난 상기 용기(80)의 인공물들은 검출기 측정 장치(134)를 사용하여 상기 용기(80) 외부로부터 검출될 수 있다. 이러한 스테이션 또는 장치(24)는 예를 들면, 상기 벽(86) 내에서 용기 포트(96) 상에 적절하게 안착되지 않은 미정렬된 용기들(80) 또는 눈으로 볼 수 있는 왜곡, 불순물 또는 다른 결함을 갖는 용기들(80)을 검출 및 정정하거나 제거하는데 사용될 수 있다. 또한, 상기 용기(80)의 시각 검사는 기계적 검사를 대신하거나 기계적 검사에 더하여, 상기 용기(80)를 관찰하는 작업자에 의하여 수행될 수 있다.
VI.A. 도 7에 더 상세히 도시된 처리 스테이션 또는 장치(26)는 선택적으로는 결함여부를 알아보기 위해 용기(80)의 내부 표면(88)을 검사하도록 구성될 수 있으며, 예를 들면, 베럴 또는 다른 유형의 코팅이 제공되기 이전에 수행될 수 있는 용기 벽(86)을 통한 가스 압력 손실을 측정하도록 구성될 수 있다. 이 시험은 상기 용기(80)의 내부를 압축하거나 진공시키고, 상기 용기(80)의 내부(154)를 분리하여 압력이 실 주위로 누출 또는 용기 벽을 통한 가스의 침투 없이 일정하게 유지되고 이러한 문제들로부터 축적되는 시간당 압력 변화를 측정함으로써 차단 코팅(90)의 두 측면들 사이에 압력 차이를 생성하여 수행될 수 있다. 이러한 측정은 용기 벽(86)을 통해 들어오는 임의의 가스를 드러나게 할 뿐만 아니라 상기 용기의 입구(82) 및 상기 O-링 또는 다른 실(100) 사이에서 누출 실을 측정할 수 있게 하는데, 이는 상기 용기(80)의 정렬 또는 상기 실(100)의 기능에 문제가 있음을 나타내는 것일 수 있다. 어느 경우에던지, 튜브가 안착이 잘 되지 않는 것은 교정될 수 있거나 프로세싱 라인으로부터 뽑아온 튜브는 적절한 프로세싱 진공 수준을 달성하거나 유지하려는 시도 및 오작동하는 실을 통해 인출된 공기에 의하여 프로세스 가스들의 희석을 방지에 있어서 시간을 줄이게 된다.
VI.A. 상기 시스템들은 복수개의 단계들을 포함하는 제작 및 검사 방법으로 통합될 수 있다.
VI.A. 도 앞에서 기술된 바와 같이 1은 한가지 가능한 방법의 단계들의 간략한 배치(비록 본 발명은 단일 개념 또는 접근법으로 한정된다)를 보여준다. 우선, 용기(80)는 스테이션에서 또는 장치(24)에 의해 시각적으로 검사되며, 이는 상기 용기(80)의 크기 측정을 포함할 수 있다. 만약 어떠한 결함들이라도 발견된다면, 상기 장치 또는 용기(80)는 거부되며 (38)과 같은 퍽 또는 용기 지지대는 결함여부를 알아보기 위하여 검사되고, 리사이클링 되거나 제거된다.
VI.A. 다음으로, 용기 지지대(38) 및 안착된 용기(80)의 조립체의 누출 속도 또는 다른 특징들이 스테이션(26)에서 시험되고 코팅 이후엔 비교를 위해 저장된다. 이후, 상기 퍽 또는 용기 지지대(38)는 예를 들면, 코팅 단계(28)로 이동한다. 상기 장치 또는 용기(80)는 예를 들면, 13.56 MHz의 전원 공급 주파수에서 SiOx 또는 다른 차단막 또는 다른 유형의 코팅으로 코팅된다. 일단 코팅되면, 상기 용기 지지대는 그 누출 속도 또는 다른 특징들에 대해 재시험된다(이는 시험 스테이션(26) 또는 (30)과 같은 이중 또는 유사한 스테이션에서 제 2 시험으로 수행될 수 있다 - 이중 스테이션을 이용하면 시스템 작업 처리량을 증가시킬 수 있다).
VI.A. 상기 코팅 측정은 코팅되지 않은 측정과 비교될 수 있다. 이러한 값들의 비율이 허용가능한 전체 코팅 성능을 나타내는 사전 설정된 필요 수준을 넘어선다면, 상기 용기 지지대 및 장치는 계속 이동한다. 광학 시험 스테이션(32)은 예를 들면, 청색 광원 및 외부 통합 구형 검출기와 함께 따라가서 튜브를 통해 전달되는 전체 빛을 측정하게 된다. 상기 값은 장치가 거부되거나 추가로 코팅되기 위해 리사이클링되는 사전 설정된 한계를 초월하도록 요구될 수 있다. 다음으로(거부되지 않는 장치들을 위해), 제 2 광학 시험 스테이션(34)이 사용될 수 있다. 이 경우에, 점 광원이 상기 튜브 또는 용기(80)의 내부로 삽입되고 용기의 외부에서 튜브형 CCD 검출기 어레이와 함께 측정이 이루어지는 동안에 천천히 뽑혀질 수 있다. 이후, 데이터를 컴퓨터로 분석하여 결함 밀도 분포를 측정한다. 상기 측정에 기반하여, 장치는 최종 포장을 위해 승인되거나 거부된다.
VI.A. 상기 데이터는 선택적으로는 최대 6-시그마 품질을 보장하는 통계 공정 제어 기법들을 이용하여, (예를 들면, 전자적으로) 기록되고 플로팅될 수 있다.
VI.B. 차단막을 통해 용기 벽의 가스제거를 검출함으로써 수행되는 용기 검사
VI.B. 다른 실시예는 몇가지 단계들을 갖는 증기를 기체제거하는 물질상에 차단 또는 다른 유형의 층을 검사하는 방법이다. 가스를 제거하고 적어도 하나의 부분적인 차단성 막을 갖는 물질의 시료가 제공된다. 선택적으로는, 가스제거하는 물질의 적어도 일 부분이 상기 차단막의 고압 측면상에 존재하도록 압력 차등이 상기 차단막을 가로질러 제공될 수 있다. 다른 옵션에서, 가스제거된 가스는 압력 차이를 제공하지 않으면서 확산되도록 할 수 있다. 가스제거된 가스가 측정된다. 만약 압력 차등이 상기 차단막을 가로질러 제공된다면, 상기 가스제거는 상기 차단막의 고압 또는 저압 측면상에서 측정될 수 있다.
VI.B. 또한, 상기 내부 코팅의 유효성 측정(상기 적용됨)은 (코팅 이전에) 장치의 벽내에 특이적인 종 또는 흡착된 물질들의 확산 속도를 측정하여 이루어질 수 있다. 코팅되지 않은(미처리) 튜브와 비교할 경우, 이런 유형의 측정은 상기 코팅 또는 처리의 차단 또는 다른 유형의 특성의 직접적인 측정 또는 상기 코팅 또는 처리의 존부를 제공할 수 있다. 차단 막 이외에 또는 차단 막 대신에, 검출되는 코팅 또는 처리는 윤활성 층, 소수성 층, 장식 코팅 또는 기판의 기체제거를 증가시키거나 감소시켜 이를 변경하는 다른 유형의 층들일 수 있다.
VI.B. 도 2의 용기 지지대를 사용하고 다시 도 7을 참조하는 구체적인 예로서, 장치 또는 용기(80)는 퍽 또는 용기 지지대(44) 속으로 삽입될 수 있다(또한, 코팅/처리와 같은 다른 동작으로부터 이동하는 (44)와 같은 퍽 또는 용기 지지대에서 이동되는 안착된 용기(80)상에서 상기 시험이 수행될 수 있다). 상기 용기 지지대가 차단 시험 영역으로 이동하게 되면, 측정 튜브 또는 프로브(108)는 (비록 측정 튜브가 튜브 안쪽까지 연장할 필요가 없다고 하더라도, 코팅을 위해 가스 튜브와 유사한 방식으로) 내부로 삽입될 수 있다. 밸브들(136 및 148)은 양쪽 모두 열려있을 수 있으며 튜브의 내부는 진공될 수 있다(진공이 생성됨).
VI.B. 원하는 측정 압력에 도달하게 되면, 밸브들(136 및 148)이 폐쇄될 수 있으며 압력 게이지(152)는 압력을 측정하기 시작할 수 있다. 특정 압력(시작 압력보다 더 높음)이 도달되는 시간을 측정하거나 주어진 시간 이후에 측정된 도달된 압력을 측정하여, 튜브, 용기 지지대, 펌프 채널 및 내부 부피에 연결되어 있지만 밸브 (1 및 2)에 의하여 분리되는 다른 모든 부품들의 상승 속도(또는 누출-속도)가 측정될 수 있다. 이후, 이 값이 코팅되지 않은 튜브와 비교된다면, 2 가지 측정들의 비율(코팅된 튜브 값을 코팅되지 않은 튜브 값으로 나눔)은 상기 튜브의 코팅된 표면을 통한 누출 속도를 측정할 수 있게 된다. 이러한 측정 기법은 용기 지지대, 펌프 채널 및 내부 부피에 연결되어 있지만 밸브 (1 및 2)(튜브/장치 제외)에 의해 분리된 다른 모든 부품들의 내부 부피를 최소화하여 이 표면들로부터 가스 침투 또는 가스제거의 영향을 최소화할 것을 요구할 수 있다.
VI.B. 본 개시물에서는 "침투", "누출" 및 "표면 확산" 또는 "가스제거" 사이에 구별이 이루어져 있다.
용기를 참조하여 본 명세서에 사용된 "침투"는 도 29의 경로(350)를 따라 용기의 외부로부터 내부로 또는 그 반대로 또는 그 경로의 반대로, 벽(346) 또는 다른 장애물을 통해 물질이 횡단하는 것을 의미한다.
가스제거는 도 29의 벽(346) 또는 코팅(348) 내부로부터 바깥쪽으로 가스 분자(354 또는 357 또는 359)와 같은 흡수되거나 흡착된 물질이 예를 들면, (만약 존재한다면) 코팅(348) 그리고 상기 용기(358)(도 29에서 오른쪽으로)로 이동하는 것을 의미한다. 또한, 가스제거는 상기 벽(346)의 밖으로 나와 (354 또는 357)과 같은 물질이 도 29에 도시된 바와 같이 왼쪽으로 가서 도시된 바와 같이 용기(357)의 외부로 이동하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 가스제거는 예를 들면, 상기 용기 코팅(90)의 노출된 표면으로부터 가스 분자(355)와 같이, 품목의 표면으로부터 흡착된 물질의 제거를 의미할 수 있다.
누출은 클로저 및 클로저와 함께 폐쇄된 용기의 벽 사이를 통과함으로써, 장애물의 표면을 통해 또는 그것을 벗어나기 보다는 벽(346) 및 코팅(348)에 의하여 제시된 장애물 주위로 물질이 이동하는 것을 의미한다.
VI.B. 침투는 갭/결함이 없으며 누출 또는 가스제거와 관련되지 않은 물질을 통한 가스 이동의 속도를 나타내는 것이다. 도 29를 참조하면, 용기 벽 또는 차단 코팅(348)을 갖는 다른 기판(346)을 보여주는 에서, 침투는 양쪽 층들을 통한 경로(350)를 따라 기판(346) 및 코팅(348) 전체를 통해 가스가 횡단하는 것이다. 침투는 열역학적으로서 상대적으로 느린 공정으로 간주된다.
VI.B. 침투 측정은 침투 가스가 플라스틱 품목의 부서지지 않은 벽을 완전히 통과하여야 하기 때문에 매우 느린 것이다. 진공된 혈액 수집 튜브들의 경우에 있어서, 벽을 통한 가스의 침투 측정은 시간에 따라 용기가 진공을 상실하는 경향성의 직접적인 표시로 통상적으로 사용되지만, 보통은 6일의 시험 기간을 필요로 하는 극단으로 느린 측정이라서 온-라인 코팅 검사를 지지할 만큼 충분히 빠르지 않다. 그러한 시험은 일반적으로 용기들의 시료의 오프-라인 시험을 위해 사용된다.
VI.B. 또한, 침투 시험은 두꺼운 기판상에 얇은 코팅의 차단 유효성을 그다지 민감하게 측정하는 측정이 아니다. 모든 가스 흐름이 코팅 및 기판 양쪽 모두를 통한 것이기 때문에, 두꺼운 기판을 통한 흐름에 변화가 있으면 그 자체로 코팅의 차단 유효성으로 인한 것이 아닌 변화를 도입할 것이다.
VI.B. 본 발명자들은 코팅의 차단 특성을 측정하는 - 코팅을 통해 용기 벽에서 신속히 분리된 공기 또는 다른 가스 또는 휘발성 구성성분들의 가스제거를 측정하는 훨씬 더 신속하고 잠재적으로 더 민감한 방법을 발견하였다. 가스 또는 휘발성 구성성분들은 사실은 검출되는 하나 이상의 특이적인 물질을 기체제거 하거나 이로부터 선택될 수 있는 임의의 물질일 수 있다. 상기 구성성분들은 산소, 질소, 공기, 이산화탄소, 수증기, 헬륨, 알콜류, 케톤류, 탄화수소류, 코팅 전구체들, 기판 성분들, 휘발성 유기실리콘류와 같은 코팅 제조의 부산물들, 코팅된 기판 제조의 부산물들, 우연히 존재하거나 기판을 스파이크하여 도입된 다른 구성성분들 또는 이들 중 어느 하나의 혼합물들 또는 조합들을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.
표면 확산 및 기체제거는 동의어이다. 각각의 용어는 용기의 벽과 같이, 벽(346)에 최초로 흡착되거나 흡수되고 벽을 갖는 용기 내에서 (도 29의 화살표에 의해 지시된 공기 이동을 생성하는) 진공을 뽑아내는 것과 같은 일부 모티브가 되는 힘에 의하여 인접한 공간으로 통과하여 상기 벽의 밖에서 유체를 상기 용기의 내부로 강제로 이동시키는 유체를 의미한다. 가스제거 또는 확산은 운동성이 있는 상대적으로 신속한 공정으로 간주된다. 경로(350)를 따른 침투에 실질적으로 저항성을 갖는 벽(346)에 대하여 가스제거는 상기 벽(346) 및 상기 차단막(348) 사이의 계면(356)과 가장 가까운, (354)와 같은 분자들을 신속하게 몰아내는 것으로 생각된다. 이러한 차등 가스제거는 가스제거로 도시된 계면(356) 근처의 (354)와 같은 대량의 분자들에 의하여 그리고 계면(356)으로부터 더 멀리 떨어져 있으며 가스제거로 도시되어 있지 않은 (358)과 같은 대량의 다른 분자들에 의하여 제시된다.
VI.B. 따라서, 또 다른 방법이 몇가지 단계들을 포함하는, 증기를 기체제거하는 물질상에 차단막을 검사하기 위해 고려된다. 가스를 가스제거하고 적어도 하나의 부분적인 차단성 막을 갖는 물질의 시료가 제공된다. 가스제거하는 물질의 적어도 일 부분이 상기 차단막의 고압 측면상에 최초로 존재하도록 압력 차등이 상기 차단막을 가로질러 제공된다. 시험 도중에 상기 차단막의 저압 측면으로 수송되는 기체제거된 가스는 차단막이 존재하는지 또는 그것이 차단막으로 얼마나 유효한지의 정보를 결정하기 위해 측정된다.
VI.B. 이 방법에 있어서, 가스를 기체제거하는 물질은 중합체 화합물, 열가소성 화합물 또는 양쪽 특성들을 갖는 하나 이상의 화합물들을 포함할 수 있다. 가스를 기체제거하는 물질은 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르를 포함할 수 있다. 가스를 기체제거하는 물질은 폴리올레핀, 두 가지 예로서, 폴리프로필렌, 사이클릭 올레핀 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 가스를 기체제거하는 물질은 두 가지 상이한 물질들의 복합체로서, 이들 중 적어도 하는 증기를 기체제거할 수 있다. 하나의 예는 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 이중층 구조이다. 다른 예는 사이클릭 올레핀 공중합체 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 이중층 구조이다. 이러한 물질들과 복합체들은 예시적인 것이다; 임의의 적당한 물질 또는 물질들의 조합이 사용될 수 있다.
VI.B. 선택적으로는, 가스를 기체제거하는 물질은 외부 표면과 내부 표면을 가지며, 상기 내부 표면이 루멘을 둘러싸는 벽을 갖는 용기의 형태로 제공된다. 이 실시예에서, 상기 차단막은 선택적으로는 상기 용기 벽상, 선택적으로는 상기 용기 벽의 내부 표면상에 제공된다. 또한, 상기 차단막은 상기 용기 벽의 외부 표면상에 제공될 수 있다. 선택적으로는, 가스를 기체제거하는 물질은 필름의 형태로 제공될 수 있다.
VI.B. 상기 차단막은 현재 기술된 차단막들 중 임의의 것의 전체 또는 부분적인 코팅일 수 있다. 상기 차단막은 500 nm 두께 미만, 또는 300 nm 두께 미만, 또는 100 nm 두께 미만, 또는 80 nm 두께 미만, 또는 60 nm 두께 미만, 또는 50 nm 두께 미만, 또는 40 nm 두께 미만, 또는 30 nm 두께 미만, 20 nm 두께 미만, 또는 10 nm 두께 미만, 또는 5 nm 두께 미만일 수 있다.
VI.B. 코팅된 벽의 경우에, 본 발명자들은 확산/기체제거는 코팅 완전성을 측정하는데 사용될 수 있다는 것을 알게 되었다. 선택적으로는, 상기 용기의 루멘 또는 내부 공간을 적어도 부분적으로 진공시켜 압력 차등이 상기 차단막을 가로질러 제공될 수 있다. 이는 예를 들면, 상기 루멘을 덕트를 통해 진공원에 연결시켜 상기 루멘을 적어도 부분적으로 진공시켜 수행될 수 있다. 예를 들면, 주위 공기에 노출된 용기의 코팅되지 않은 PET 벽(346)은 진공이 뽑혀진 이후에 어느 정도의 시간 동안 그 내부 표면으로부터 일정수의 산소 및 (354)와 같은 다른 가스 분자들을 기체제거할 것이다. 만약 동일한 PET 벽이 차단성 코팅(348)으로 내부상에 코팅된다면, 상기 차단 코팅은 이 기체제거를 중단, 지연 또는 감소시킬 것이다. 이는 예를 들면, 플라스틱 표면보다 더 적게 가스제거를 하는 SiOx 차단성 코팅(348)에 대해서 사실이다. 코팅되고 코팅되지 않은 PET 벽들 사이에서 기체제거의 차등을 측정함으로써, 기체제거된 물질에 대한 코팅(348)의 차단 효과는 신속하게 측정될 수 있다.
VI.B. 만약 차단 코팅(348)이 알려지거나 이론적인 구멍, 크랙, 갭 또는 불충분한 두께 또는 밀도 또는 조성물의 면적들로 인하여 불완전하다고 하면, 상기 PET 벽은 이러한 불완전성을 통해 우선적으로 기체제거되어, 기체제거의 전체 양을 증가시킬 것이다. 수집된 기체의 제 1 원천은 상기 품목의 외부로부터 온 것이 아닌, 상기 코팅에 바로 옆의 플라스틱 품목의 (하부)표면에 있는 용해된 가스 또는 증기화가능한 구성성분들로부터 나온 것이다. 기초 수준을 벗어나 기체제거하는 양(예를 들면, 불완전성이 전혀 없이 또는 최소한도로 획득할 수 있는 불완전도 또는 평균 및 허용가능한 정도의 불완전도로 표준 코팅에 의하여 통과되거나 배출된 양)은 코팅의 완전성을 측정하는 다양한 방법들에서 측정될 수 있다.
VI.B. 상기 측정은 예를 들면, 상기 루멘 및 상기 진공원 사이를 연통하는 기체제거 측정 셀을 제공함으로써 수행될 수 있다.
VI.B. 상기 측정 셀은 상이한 측정 기법들 중 하나를 수행할 수 있다. 적당한 측정 기법의 하나의 예는 마이크로-흐름 기법이다. 예를 들면, 기체제거된 물질의 질량 흐름 속도가 측정될 수 있다. 상기 측정은 분자 흐름 작동 모드에서 수행될 수 있다. 예시적인 측정으로는 시간 간격당 차단막을 통해 기체제거된 가스의 부피의 측정이 있다.
VI.B. 상기 차단막의 저압 측면상에서 기체제거된 가스는 상기 차단막의 존부를 구별하는데 효과적인 조건 하에서 측정될 수 있다. 선택적으로는, 상기 차단막의 존부를 구별하는데 효과적인 조건은 1 분 미만, 또는 50 초 미만 또는 40 초 미만, 또는 30 초 미만, 또는 20 초 미만, 또는 15 초 미만, 또는 10 초 미만, 또는 8 초 미만, 또는 6 초 미만, 또는 4 초 미만, 또는 3 초 미만, 또는 2 초 미만, 또는 1 초 미만의 시험 지속기간을 포함한다.
VI.B. 선택적으로는, 상기 차단막의 존부재의 측정은 상기 확인된 시간 간격들 중 어느 하나 내에서 확실성의 적어도 6-시그마 수준으로 확인될 수 있다.
VI.B. 선택적으로는, 상기 차단막의 저압 측면상에서 기체제거된 가스는 차단막이 없는 동일한 물질과 비교하여, 상기 차단막의 차단 향상 인자(BIF)를 측정하는데 효과적인 조건 하에서 측정된다. BIF는 예를 들면, 동일한 용기들이 있는 2 개의 그룹들을 제공하고, 하나의 용기 그룹에 차단막을 첨가하고, 차단막을 갖는 용기들상에 (분당 또는 다른 적당한 척도의 기체제거 속도와 같은) 차단 특성을 시험하고, 차단막이 결여된 용기들상에 동일한 시험을 수행하고 차단막이 있는 물질과 차단막이 없는 물질의 특성의 비율을 취하여 측정될 수 있다. 예를 들면, 상기 차단막을 통한 기체제거의 속도가 차단막이 없는 기체제거 속도의 3분의 1이라면, 상기 차단막은 3의 BIF를 갖는다.
VI.B. 선택적으로는, 기체제거된 공기의 경우에 질소 및 산소 양쪽 모두와 같이 하나 이상의 유형의 가스가 존재하는 경우에 있어서, 복수개의 상이한 가스들의 기체제거가 측정될 수 있다. 선택적으로는, 상기 기체제거된 가스들의 실질적으로 모두 또는 모두의 기체제거는 측정될 수 있다. 선택적으로는, 상기 기체제거된 가스들의 실질적으로 모두 또는 모두의 기체제거는 모든 가스들의 조합된 질량 유속과 같은 물리적인 측정을 사용하여 동시에 측정될 수 있다.
VI.B. 시료로부터 기체제거된 (산소 또는 헬륨과 같은) 개별 가스 종들의 숫자 또는 부분압의 측정은 대기압 시험보다 더 신속하게 수행될 수 있지만, 시험 속도는 상기 기체제거의 일 부분만이 상기 측정된 종일 정도로 감소된다. 예를 들면, 산소와 질소가 대기의 약 4:1의 비율로 상기 PET 벽으로부터 기체제거되지만, 산소 기체제거만이 측정된다면, 용기 벽으로부터 기체제거된 모든 종들을 측정하는 시험을 동일하게 민감한 시험으로서 5회 정도 실시할 필요가 있다(충분한 통계적 질의 결과를 얻기 위해 검출되는 분자수로 환산함).
VI.B. 주어진 민감도 수준에 대하여, 표면으로부터 기체제거되는 모든 종들의 부피를 차지하는 방법은 산소 원자들과 같은 특이적인 종의 기체제거를 측정하는 시험보다 훨씬 더 신속하게 원하는 신뢰 수준을 제공할 것이라고 생각된다. 결국, 인-라인 측정을 위해 실제적인 효용성을 갖는 기체제거 데이터가 생성될 수 있다. 선택적으로는, 이러한 인-라인 측정은 제작된 모든 용기에 대하여 수행될 수 있어서, 특이하거나 분리된 결함들의 수를 감소시켜 잠재적으로는 이들을 제거할 것이다(적어도 측정시에).
VI.B. 실제 측정에 있어서, 겉으로 보이는 기체제거 양을 변화시키는 인자는 상기 기체제거 시험에서 진공이 뽑혀짐에 따라 진공 수용체상에 안착된 용기의 실과 같은 불안전한 실을 빠져나가는 누출이다. 누출은 품목의 고체 벽을 우회하는 유체, 예를 들면, 혈액 튜브 및 그 클로저 사이, 주사기 플런저 및 주사기 베럴 사이, 용기 및 그 캡 사이 또는 용기 입구 및 상기 용기 입구가 안착되어(불안전하거나 잘못 안착된 실로 인하여) 있는 실 사이를 흐르는 유체를 의미한다. ＂누출＂이라는 단어는 주로 플라스틱 품목에 있는 개구부를 통해 가스/가스의 이동을 나타내는 것이다.
VI.B. 누출 및 (필요하다면 주어진 상황에서) 침투는 기체제거의 기본 수준으로 인자화될 수 있어서, 허용가능한 시험 결과는 용기가 진공 수용체사에 적당히 안착되고(그 안착된 표면이 손상되지 않으며 적절히 형성되고 위치됨), 용기 벽이 침투가 허용할 수 없는 수준을 지탱하지 않아서(용기 벽이 손상되지 않으며 적절히 형성됨) 그리고 코팅이 충분한 차단 완전성을 갖도록 보장한다.
VI.B. 기체제거는 대기압 측정(최초 진공이 뽑혀진 이후에 주어진 시간에 용기 내에서 압력 변화를 측정함)에 의하거나 시료로부터 기체제거된 가스의 부분압 또는 유속을 측정함으로써 다양하게 측정될 수 있다. 분자 흐름 작동 모드에서 질량 유속을 측정하는 장비를 사용할 수 있다. 마이크로-플로우 테크놀로지(Micro-Flow Technology)를 채용하는 이런 유형의 상업적으로 이용가능한 장비의 예는 인디애나주, 인디애나폴리스 소재 ATC 사로부터 구입할 수 있다. 이러한 공지된 장비의 설명을 더 보려면, 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제 5861546, 6308556, 6584828 및 EP1356260호를 참조. 또한, 코팅되지 않은 튜브들로부터 차단막이 코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 튜브들을 매우 신속하고 신뢰성있게 구별짓는 기체제거 측정의 일례를 보여준다.
VI.B. 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제작된 용기에 대하여, 마이크로흐름 속도는 SiOx 코팅된 표면 대 코팅되지 않은 표면에 대해 상이하다. 예를 들면, 이 명세서에서 작업예 8에서는, 도31 에 도시된 바와 같이, 시험이 30 초 동안 실행된 이후에 PET에 대한 마이크로흐름 속도는 8 또는 이상이었다. 코팅되지 않은 PET에 대한 이러한 속도는 도31 에 다시 도시된 바와 같이, 시험이 30 초 동안 실행된 이후에 6 마이크로그램 미만이었던 SiOx-코팅된 PET에 대한 측정된 속도보다 훨씬 더 높았다.
VI.B. 유속에서의 이러한 차이에 대한 한가지 가능한 설명은 코팅되지 않은 PET는 대략 0.7 퍼센트 평형 수분을 함유한다는 것이다; 이러한 높은 수분 함유량은 관찰된 높은 마이크로흐름 속도를 유발하는 것으로 간주된다. SiOx-코팅된 PET 플라스틱을 사용하여, SiOx 코팅은 코팅되지 않은 PET 표면보다 더 높은 수준의 표면 수분을 가질 수 있다. 그러나, 시험 조건하에서, 차단 코팅은 수분이 벌크 PET 플라스틱으로부터 더 탈착하는 것을 방지하여, 마이크로흐름 속도가 더 낮아진다고 간주된다. 상기 코팅되지 않은 PET 플라스틱 대 SiOx 코팅된 PET로부터 산소 또는 질소의 마이크로흐름 속도도 구별가능할 것으로 예상된다.
VI.B. PET 튜브에 대한 상기 시험의 변경은 다른 물질들을 사용하는 경우 적절할 수 있다. 예를 들면, 폴리올레핀 플라스틱류는 수분 함유량이 거의 없는 경향이 있다. 낮은 수분 함유량을 갖는 폴리올레핀의 예는 평형 수분 함유량(0.01 퍼센트) 및 PET에 대한 것보다 훨씬 낮은 수분 침투 속도를 갖는, TOPAS？ 사이클릭 올레핀 공중합체(COC)이다. COC의 경우, 코팅되지 않은 COC 플라스틱은 SiOx 코팅된 COC 플라스틱과 유사하거나 심지어 이 보다 낮은 마이크로흐름 속도를 가질 수 있다. 이는 상기 SiOx-코팅의 더 높은 표면 수분 함유량 및 코팅되지 않은 COC 플라스틱 표면의 더 낮은 평형 벌크 수분 함유량 및 더 낮은 침투 속도로 인한 것일 가능성이 높다. 이는 코팅되지 않고 코팅된 COC 품목들의 구별을 더 어렵게 한다.
본 발명은 시험되어야 할 COC 물품(코팅되지 않은 것과 코팅된 것)의 표면을 수분에 노출시키면 코팅되지 않은 플라스틱과 SiOx 코팅된 COC 플라스틱 사이에서 향상되고 일관된 마이크로흐름 분리로 나타난다는 것을 보여준다. 이는 본 명세서의 실시예 19 및 도 57에 도시되어 있다. 상기 수분 노출은 제어된 상대 습도 룸에서 또는 온화한(가습기) 또는 냉한(기화기) 수분 원천에 직접 노출에서와 같이 35% 내지 100%에 이르는 상대 습도에 단순 노출일 수 있으며, 후자가 더 선호된다.
VI.B. 본 발명의 유효함 및 범위는 이 이론의 정확성에 따라 제한되지 않는 반면에, 코팅되지 않은 COC 플라스틱의 수분 도핑 또는 스파이킹은 이미 포화된 SiOx-코팅된 COC 표면에 대한 수분 또는 다른 기체제거가 가능한 함유량을 증가시키는 것처럼 보인다. 또한, 이는 산소, 질소, 또는 예를 들면 공기와 같은 다른 혼합물들을 포함하는 다른 가스들에 코팅되고 코팅되지 않은 튜브들을 노출시켜 수행될 수 있다.
VI.B 따라서, 기체제거된 가스를 측정하기 이전에, 차단막은 물, 예를 들면, 수증기와 접촉될 수 있다. 수증기는 예를 들면, 차단막을 35% 내지 100%, 또는 40% 내지 100%, 또는 40% 내지 50%의 상대 습도의 공기와 접촉시켜 제공될 수 있다. 물 대신에 또는 물에 더하여, 차단막은 산소, 질소 또는 산소 및 질소의 혼합물, 예를 들면, 주위 공기와 접촉될 수 있다. 접촉 시간은 10 초 내지 1 시간, 또는 1 분 내지 30 분, 또는 5 분 내지 25 분, 또는 10 분 내지 20 분일 수 있다.
또한, 기체제거하는 벽(346)은 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이 벽(346)의 왼쪽을 상기 벽(346)으로 기체유입하고 이후 도 29에 도시된 바와 같이 왼쪽 또는 오른쪽 중 어느 하나로 기체제거하는 물질에 노출시켜 차단층(348)과 반대되는 측면으로부터 스파이크되거나 보충될 수 있다. 기체유입하고에 의하여 왼쪽으로부터 벽 또는 (346)과 같은 다른 물질을 스파이킹한 이후, 스파이크된 물질을 오른쪽으로부터(또는 그 반대로) 기체제거를 측정하는 것은 코팅을 통해 제시된 가스가 측정되는 때에 벽을 통해 전체 경로(350)를 이동하는 물질과는 반대로, 스파이크된 물질이 기체제거가 측정되는 때에 상기 벽(346) 내에 존재하기 때문에 침투 측정과는 구별된다. 기체유입은 상기 코팅(348)이 도포되기 이전에 일 실시예로서, 그리고 상기 코팅(348)이 도포된 이후 및 기체제거를 위해 시험되기 이전에 다른 실시예로서 오랜 시간에 걸쳐서 일어날 수 있다.
VI.B. 코팅되지 않은 플라스틱 및 SiOx 코팅된 플라스틱 사이에서 마이크로흐름 반응의 분리를 증가시키는 다른 가능한 방법은 측정 압력 및/또는 온도를 바꾸는 것이다. 기체제거를 측정하는 경우 압력을 증가시키거나 온도를 감소시키는 것은 코팅되지 않은 COC에서 보다 SiOx 코팅된 COC에서 물 분자들의 상대적인 결합을 더 많이 일어나게 할 수 있다. 따라서, 배출된 가스는 0.1 Torr 내지 100 Torr, 또는 0.2 Torr 내지 50 Torr, 또는 0.5 Torr 내지 40 Torr, 또는 1 Torr 내지 30 Torr, 또는 5 Torr 내지 100 Torr, 또는 10 Torr 내지 80 Torr, 또는 15 Torr 내지 50 Torr의 압력으로 측정될 수 있다. 배출된 가스는 0℃ 내지 50℃, 또는 0℃ 내지 21℃, 또는 5℃ 내지 20℃의 온도에서 측정될 수 있다.
VI.B. 본 개시물의 임의의 실시예에서, 기체제거를 측정하기 위해 고찰되는 다른 방법은 마이크로캔틸레버 측정 기법을 채용하는 것이다. 그러한 기법은 잠재적으로는 10-12 g.(피코그램) 내지 10-15 g.(펨토그램)의 크기로 기체제거에서 더 적은 질량 차이의 측정을 가능하게 하는 것으로 생각된다. 이러한 더 적은 질량 검출은 1 초, 선택적으로는 0.1 초 미만, 선택적으로는 마이크로 초로 다른 코팅들뿐만 아니라 코팅된 표면 대 코팅되지 않은 표면의 차이를 가능하게 한다.
VI.B. 일부 경우에 있어서, 마이크로캔틸레버(MCL) 센서들은 기체제거되거나 분자들의 흡수로 인하여 형상을 굽히거나 또는 움직히거나 변화시켜 제공된 물질의 존재에 대응할 수 있다. 일부 경우에 있어서, 마이크로캔틸레버(MCL) 센서들은 공명 주파수에서 쉬프팅으로 인하여 대응할 수 있다. 다른 경우에 있어서, 상기 MCL 센서들은 이러한 양쪽 방식으로 또는 다른 방식으로 변화할 수 있다. 이들은 가스 환경, 액체 또는 진공과 같은 상이한 환경들에서 작동될 수 있다. 기체에서는, 마이크로캔틸레버 센서들은 인공 코로서 작동될 수 있는데, 이에 의하여 8 가지 중합체-코팅된 실리콘 캔틸레버들의 마이크로제작 어레이의 벤딩 패턴은 용매, 향미료 및 음료수와는 다른, 증기의 특성이 있다. 또한, 임의의 기술에 의해 작동되는, 임의의 다른 유형의 전자코(electronic nose)의 용도도 고려된다.
압저항, 압전 및 용량성 접근법들을 포함한, 일부 MCL 전자 설계들이 적용되며 화학물질들에 노출시에 상기 MCL들의 운동, 형상 변화 또는 주파수 변화를 측정하는 것으로 고찰된다.
VI.B. 기체제거를 측정하는 한가지 구체적인 예는 다음과 같이 수행될 수 있다. 가스제거된 물질이 존재하는 경우, 상이한 형상에 이동 또는 변경의 특성을 갖는 적어도 하나의 마이크로캔틸레버가 제공된다. 상기 마이크로캔틸레버를 상이한 형상으로 이동하거나 변화하게 하는데 효과적인 조건하에서 상기 마이크로캔틸레버를 상기 가스제거된 물질에 노출된다. 이후, 이동 또는 상이한 형상이 검출된다.
VI.B. 일 예로, 상기 마이크로캔틸레버를 상기 가스제거에 노출하기 전후에 형상을 이동시키거나 변화시키는 상기 마이크로캔틸레버의 일 부분으로부터 에너지 입사 빔을 반사하고, 상기 캔틸레버로부터 이격된 지점에서 이렇게 반사된 빔의 편향을 측정하여 이동 또는 상이한 형상을 검출할 수 있다. 바람직하게는, 상기 형상은 주어진 조건하에서 빔이 편향하는 양은 빔의 반사점으로부터 측정점의 거리에 비례하기 때문에 캔틸레버로부터 이격된 지점에서 측정된다.
VI.B. 에너지 입사 빔의 일부 적당한 예들은 광자 빔, 전자 빔 또는 이들 중 둘 이상의 조합이다. 또한, 2 이상의 다른 빔들은 상이한 입사 및/또는 반사된 경로들을 따라 상기 MCL로부터 반사되어 하나 이상의 관점으로부터 이동 또는 형상 변화를 결정할 수 있다. 에너지 입사 빔의 특이적으로 고찰되는 한가지 유형은 레이저 빔과 같은 간섭성 광자들의 빔이다. 본 명세서에 서술된 ＂광자＂는 그 자체로 입자 또는 광자 에너지뿐만 아니라 파동 에너지를 포함하는 것으로 함축적으로 정의된다.
VI.B. 측정의 다른 예는 공명 주파수에서 변화를 수행하는데 유효한 양으로 환경 물질을 만나는 경우 공명 주파수에서 변화의 특정한 MCL들의 특성을 이용한다. 이러한 유형의 측정은 다음과 같이 수행될 수 있다. 가스제거된 물질이 존재하는 경우, 상이한 주파수에서 공명하는 적어도 하나의 마이크로캔틸레버가 제공된다. 상기 마이크로캔틸레버를 상이한 주파수에서 공명하게 하는데 효과적인 조건하에서 상기 마이크로캔틸레버를 상기 기체제거된 물질에 노출시킬 수 있다. 이후, 상이한 공명 주파수는 임의의 적절한 수단에 의하여 검출된다.
VI.B. 일례로, 상이한 공명 주파수는 상기 마이크로캔틸레버에 에너지를 입력하여 상기 마이크로캔틸레버를 기체제거에 노출시키기 이전 및 이후에 공명하도록 유도함으로써 검출될 수 있다. 기체제거에 노출하기 이전 및 이후에 상기 MCL의 공명 주파수들 사이에 차이들이 측정된다. 또한, 공명 주파수에서 차이를 측정하는 대신에, 충분한 농도 또는 양의 기체제거된 물질이 존재하는 경우에 특정한 공명 주파수를 갖는 것으로 알려진 MCL이 제공될 수 있다. 상이한 공명 주파수 또는 충분한 양의 기체제거된 물질이 존재하는 것을 신호하는 공평 주파수는 조화 진동 센서를 사용하여 검출된다.
기체제거를 측정하는 MCL 기술의 일례로, MCL 장치는 용기 및 진공 펌프에 연결된 석영 진공 튜브로 통합될 수 있다. 상업적으로 이용가능한 압저항 캔틸레버, 휘트스톤 브리지 회로, 양성 피드백 제어기, 여기성 압전소자 및 위상 고정 루프(PLL) 복조기를 사용하는 조화 진동 센서를 구성할 수 있다. 예컨대,
Hayato Sone, Yoshinori Fujinuma and Sumio Hosaka Picogram Mass Sensor Using Resonance Frequency Shift of Cantilever, Jpn. J. Appl. Phys. 43 (2004) 3648;
Hayato Sone, Ayumi Ikeuchi, Takashi Izumi1, Haruki Okano2 and Sumio Hosaka Femtogram Mass Biosensor Using Self-Sensing Cantilever for Allergy Check, Jpn. 43 (2006) 2301) 참조.
검출용으로 상기 MCL을 제조하기 위하여, 상기 마이크로캔틸레버의 한쪽 측면은 젤라틴으로 코팅될 수 있다. 예컨대,Hans Peter Lang, Christoph Gerber, STM and AFM Studies on (Bio)molecular Systems: Unravelling the Nanoworld, Topics in Current Chemistry, Volume 285/2008 참조. 진공 코팅된 용기 표면으로부터 탈착하는 수증기는 젤라틴과 결합하여, 상기 캔틸레버의 표면으로부터 레이저 편향으로 측정된 바와 같이, 상기 캔틸레버가 굽어지고 그 공명 주파수는 변하게 된다. 코팅되지 않은 용기 대 코팅된 용기의 질량에서의 변화는 몇 초만에 변화할 수 있으며 재연성이 높은 것으로 고찰된다. 캔틸레버 기술과 연계하여 상기에서 인용된 품목들은 기제제거된 종들을 검출하고 정량하는데 사용될 수 있는 구체적인 MCL들 및 장비 배열들을 개시하기 위하여 본 명세서에 참고로 포함된다.
수분 검출용(인산) 또는 산소 검출용의 다른 코팅들은 상술한 젤라틴 코팅을 대신하여 또는 이에 더하여 MCL들에 도포될 수 있다.
VI.B. 또한, 현재 고찰되는 기체제거 시험 셋업들 중 어느 하나는 SiOx 코팅 스테이션과 조합될 수 있다고 고찰된다. 그러한 배열에 있어서, 측정 셀(362)은 바이패스(386)와 같이 PECVD에 대하여 주 진공 채널을 사용하여, 상기에 도시된 바와 같을 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도 30의 (362)로 일반적으로 표시된 측정 셀은 상기 바이패스 채널(386)이 주 진공 덕트(94)로 구성되고 상기 측정 셀(362)이 측면 채널인 (50)과 같은 용기 지지대에 통합될 수 있다.
VI.B. 상기 측정 셀(362)과 상기 용기 지지대(50)와의 이러한 조합은 선택적으로는 PECVD에 사용된 진공을 깨뜨리지 않으면서 기체제거 측정이 수행되도록 한다. 선택적으로는, PECVD용 진공 펌프는 짧지만, 바람직하게는 코팅 단계 이후에 남아있는 잔류 반응물질 가스들의 일부 또는 모두를 펌핑하는데 표준화된 시간 동안 작동될 것이다(1 Torr 미만으로 펌프 다운되며, 펌프 다운 하기 이전에 소량의 공기, 질소 산소 또는 다른 가스가 왈칵 쏟아져 나오거나 공정 가스들을 희석시키도록 하는 다른 옵션을 가짐). 이는 용기를 코팅하고 존재 및 차단 수준을 위해 코팅을 시험하는 조합된 공정들을 촉진시킬 것이다.
VI.B. 또한, 본 명세서를 검토한 이후에, 기체제거 측정 및 다른 모든 기술된 차단 측정 기법들은 차단막의 유효성을 측정하는 것 이외 또는 이에 더하여 많은 목적들을 위해 사용될 수 있다는 것을 알 것이다. 일례로, 용기 벽들의 기체제거 정도를 측정하기 위하여 코팅되지 않거나 코팅된 용기들에 대하여 시험이 이루어질 수 있다. 이 시험은 예를 들면, 특정량 미만을 기체제거하는데 코팅되지 않은 중합체가 필요한 경우에 이루어질 수 있다.
VI.B. 다른 예를 들면, 이러한 기체제거 측정들 및 다른 모든 기술된 차단 측정 기법들은 정지 시험 또는 필름이 상기 측정 셀을 횡단함에 따라 필름의 기체제거에 있어서 변화를 측정하는 인-라인 시험으로서 차단 코팅되거나 코팅되지 않은 필름들에 대하여 이용될 수 있다. 상기 시험은 알루미늄 코팅들 또는 EVOH 차단 코팅들 또는 포장 필름들의 층들과 같은 다른 유형의 코팅들의 연속성 또는 차단 유효성을 측정하는데 이용될 수 있다.
VI.B. 이러한 기체제거 측정 및 다른 모든 기술된 차단 측정 기법들은 용기 벽의 외부에 도포되고 상기 용기 벽의 내부로 기체제거하기 위해 시험되는 차단막과 같은 측정 셀과 반대되는,용기 벽, 필름 등의 측면에 도포된 차단막의 유효성을 측정하는데 사용될 수 있다. 이 경우에 있어서, 차단 코팅을 통한 침투 이후에 기판 필름 또는 벽을 통한 침투를 위한 흐름 차등일 것이다. 이러한 측정은 아주 얇거나 다공성인 필름 또는 벽과 같은 기판 필름 또는 벽이 침투성인 경우에 특히 유용할 것이다.
VI.B. 이러한 기체제거 측정 및 다른 모든 기술된 차단 측정 기법들은 용기 벽, 필름 등의 내부 층인 차단막의 유효성을 판단하는데 이용될 수 있으며, 이 경우, 측정 셀은 차단막보다, 측정 셀로부터 더 멀리 떨어진 층 또는 층들의 차단막을 통한 기체 제거에 추가하여 측정 셀에 인접한 층을 통한 임의의 기체제거를 검출할 것이다.
VI.B. 이러한 기체제거 측정 및 다른 모든 기술된 차단 측정 기법들은 차단막이 물질의 임의의 부분상에 존재하지 않는다면 부분적으로 차단막 코팅된 물질의 기체제거 정도를 예상되는 기체제거 양의 비율로 측정하는 바와 같이, 기체제거하는 물질 상에서 차단 물질의 패턴의 커버리지의 퍼센티지를 측정하는데 사용될 수 있다.
VI.B. 본 명세서에 있는 임의의 기체제거 시험 실시예와 함께 사용될 수 있는, 용기의 기체제거를 위한 시험 속도를 증가시키는데 사용될 수 있는 한가지 시험 기법은 플런저 또는 클로저를 용기로 삽입하여 시험되는 용기의 일 부분의 공극 부피를 감소시켜 용기의 공극 부피를 감소시키는 것이다. 공극 부피를 감소시켜 용기가 주어진 진공 수준으로 더 신속하게 펌프 다운되도록 하여, 시험 간격을 줄인다.
VI.B. 현재 기술된 기체제거 측정법 및 다른 모든 기술된 차단막 측정 기법들에 대한 많은 다른 응용법들은 이 명세서를 검토하는 당업자가 이를 검토한 이후에 명백해 질 것이다.
VII. PECVD 처리된 용기들
VII. 적어도 2 nm, 또는 적어도 4 nm, 또는 적어도 7 nm, 또는 적어도 10 nm, 또는 적어도 20 nm, 또는 적어도 30 nm, 또는 적어도 40 nm, 또는 적어도 50 nm, 또는 적어도 100 nm, 또는 적어도 150 nm, 또는 적어도 200 nm, 또는 적어도 300 nm, 또는 적어도 400 nm, 또는 적어도 500 nm, 또는 적어도 600 nm, 또는 적어도 700 nm, 또는 적어도 800 nm, 또는 적어도 900 nm의 두께에 도포되는 SiOx 코팅일 수 있는(예를 들면, 도 2에 도시된) 차단 코팅(90)을 갖는 용기들이 코찰된다. 상기 코팅은 최대 1000 nm, 또는 900 nm 정도, 또는 800 nm 정도, 또는 700 nm 정도, 또는 600 nm 정도, 또는 500 nm 정도, 또는 400 nm 정도, 또는 300 nm 정도, 또는 200 nm 정도, 또는 100 nm 정도, 또는 90 nm 정도, 또는 적어도 80 nm 정도, 또는 70 nm 정도, 또는 60 nm 정도, 또는 50 nm 정도, 또는 40 nm 정도, 또는 30 nm, 또는 20 nm 정도, 또는 10 nm 정도, 또는 5 nm 정도의 두께일 수 있다. 상기에 표시된 최소 두께 중 어느 하나로 이루어진 특이적인 두께 범위에 더하여 상기에 표시된 최대 두께 중 어느 하나 이상이 명시적으로 고찰된다. 상기 SiOx 또는 다른 코팅의 두께는 예를 들면, 투과 전자 현미경(TEM)으로 측정될 수 있으며, 그 조성은 X-선 광전자 분광법(XPS)으로 측정될 수 있다.
VII. 상기 코팅을 침투하지 않도록 하는 물질의 선택과 상기 도포된 SiOx 코팅의 특성은 차단 효능에 영향을 줄 수 있다고 생각된다. 예를 들면, 침투되지 않도록 공통적으로 의도된 물질 중 두 가지 예들로는 산소 및 물/수증기이다. 공통적으로는 물질들이 나머지 다른 것보다는 하나에 더 좋은 차단막이다. 이는 부분적으로는 산소가 물이 투과되는 것과는 다른 메커니즘에 의하여 코팅을 통해 투과되기 때문에 그러한 것으로 여겨진다.
VII. 산소 투과는 두께, 크랙의 존재 및 코팅의 다른 물리적 상세사항들과 같은 코팅의 물리적 특징들에 의하여 영향받는다. 이와 반면에, 수분 투과는 물리적 인자들 이상인 화학적 인자들, 예컨대, 코팅을 이루는 물질에 의하여 통상적으로 영향받는 것으로 여겨진다. 또한, 본 발명자들은 이러한 화학적 인자들 중 적어도 하나는 코팅에 있어서 OH 모이어티들의 실질적인 농도로서, 이는 차단막을 통한 물의 투과 속도를 더 높일 것이라고 간주한다. SiOx 코팅은 종종 OH 모이어티들을 포함하므로, OH 모이어티들을 높은 비율로 포함하는 물리적으로 정상적인 코팅은 물보다는 산소에 대한 차단이 더 양호하다. 비정질 탄소 또는 다이아몬드 유사 탄소(DLC)와 같은 물리적으로 정상적인 탄소계 차단막은 통상적으로 SiOx가 그러한 것보다 물에 대해 차단이 더 양호한데, 이는 통상적으로는 탄소계 차단막이 OH 모이어티들의 농도가 더 낮기 때문이다.
VII. 그러나, 다른 인자들은 산소 차단 효능 및 유리와 석영에 대한 밀접한 화학적 유사와 같은 SiOx 코팅에 대한 선호로 이어진다. 유리 및 석영은 (용기의 기본 물질로 사용되는 경우) 용기에 공통적으로 담겨진 많은 물질들에 대한 실질적인 비활성성 뿐만 아니라 산소 및 물 투과에 대하여 매우 높은 차단막을 제시하는 것으로 오래동안 알려진 두 물질들이다. 따라서, 상이하거나 다른 유형의 코팅을 선택하여 수투과 차단막으로 작용하기 보다는 SiOx 코팅의 수증기 투과 속도(WVTR)와 같은 수성 차단 특성을 최적화하는 것이 일반적으로 바람직하다.
VII. SiOx 코팅의 WVTR을 향상시키기 위해 고려되는 몇가지 방법들은 다음과 같다.
VII. 증착된 코팅에서 OH 모이어티들에 대한 유기 모이어티들(탄소 및 산소 화합물들)의 농도 비율은 증가될 수 있다. 이는 예를 들면, (산소 공급 속도를 증가시키거나 하나 이상의 다른 구성성분들의 공급 속도를 낮춤으로써) 공급 가스들에서 산소의 비율을 증가시킴으로써 수행될 수 있다. OH 모이어티들의 입사가 더 낮은 것은 실리콘 원천에서 산소 공급과 수소의 반응 정도를 증가시켜 PECVD 배출구에서 휘발성 수분을 더 생성하고 코팅에 가둬지거나 통합된 OH 모이어티들의 농도를 감소시키는 것 때문인 것으로 여겨진다.
VII. 플라즈마 생성 전력 수준을 올리고, 전원을 더 오래동안 적용하거나 양쪽 모두를 수행하여 PECVD 공정에서 더 높은 에너지가 가해될 수 있다. 가해진 에너지의 증가는 처리되는 용기를 뒤틀리게 하는 경향이 있기 때문에, 플라스틱 튜브 또는 다른 장치를 코팅하는데 사용되는 경우 튜브가 플라즈마 생성 전력을 흡수할 정도로 신중하게 다루어야 한다. 이는 RF 전원이 본 출원의 맥락에서 선호되기 때문이다. 냉각 시간에 의하여 분리된 일련의 둘 이상의 펄스들에서 에너지를 채용하고, 에너지를 가하는 동안에 상기 용기들을 냉각시키고, 단기간에 코팅을 도포하고(따라서 코팅을 더 얇게하고), 코팅을 위해 선택된 기본 물질에 의해 최소한도로 흡수되는 도포된 코팅의 주파수를 선택하고/하거나 각각의 에너지 적용 단계들 사이의 시간과 함께, 하나 이상의 코팅을 도포함으로써 의료 장치들의 뒤틀림은 감소되거나 제거될 수 있다. 예를 들면, 공정 가스를 계속 공급하는 동안에, 1 밀리초 동안 가동하고, 99 밀리초 동안 가동을 중단하는 듀티 사이클로 고 전원 펄싱이 이용될 수 있다. 이후, 펄스들 사이에서 계속 흐름에 따라, 공정 가스는 냉매이다. 다른 대안으로는 자석을 첨가하여 플라즈마를 한정함으로써 전원 에플리케이터(power applicator)를 재조정하고, 유효 전원 에플리케이션(가열 또는 원하지 않는 코팅으로 이어지는 수력과 반대로, 실제적으로는 코팅을 조금씩 하게는 전원)을 증가시킨다. 이 수단으로 인하여 가해진 에너지의 전체 와트-시간당 더 많은 코팅 형성 에너지의 적용으로 이어진다. 예를 들면, 미국 특허 제5,904,952호 참조.
VII. 앞에서 증착된 코팅으로부터 OH 모이어티들을 제거하기 위해 코팅의 산소 후처리를 이용할 수 있다. 또한, 이 처리는 잔류 휘발성 유기실리콘 화합물들 또는 실리콘들을 제거하거나 상기 코팅을 산화시켜 다른 SiOx를 형성한다고 생각된다.
VII. 플라스틱 기본 물질 튜브는 예열될 수 있다.
VII. 헥사메틸디실라잔(HMDZ)와 같은 다른 실리콘의 휘발성 원천은 실리콘 공급의 일부 또는 전부로 사용될 수 있다. 이러한 화합물은 공급 가스에서 산소 모이어티들을 가지고 있지 않기 때문에, HMDZ로 가는 공급 가스를 변화시키면 문제를 해결할 것이라고 고찰된다. HMDSO-원천 코팅에서 OH 모이어티들 중 하나의 원천은 미반응 HMDSO에 존재하는 산소 원자들의 적어도 일부의 수소첨가라는 것이 고찰된다.
VII. SiOx와 혼합된 탄소계 코팅과 같은 복합 코팅이 사용될 수 있다. 이는 예를 들면, 반응 조건들을 변화시키거나 공급 가스에 유기실리콘계 화합물뿐만 아니라 알칸, 알켄 또는 알카인과 같은 치환 또는 미치환 탄화수소를 첨가하여 수행될 수 있다. 예를 들면, 관련 부분으로 언급된 미국특허 제5,904,952호 참조하면: ＂예를 들면, 프로필렌과 같은 저급 탄화수소를 포함하면 탄소 모이어티를 제공하고, 증착된 필름들의 대부분의 특성(광 투과는 제외)을 향상시기며 결합 분석을 하면 상기 필름이 특성상 이산화규소라는 것을 나타낸다. 그러나, 메탄, 메탄올 또는 아세틸렌의 사용으로 인하여 특성상 실리콘인 필름들을 생성하게 된다. 가스 흐름에 미량의 가스성 질소를 포함시키면 증착된 필름들에서 질소 모이어티들을 제공하고 증착 속도를 증가시키고, 유리상에서 투과 및 반사 광학 특성들을 향상시키며 N2의 양 변화에 대응하여 굴절율을 변화시킨다. 가스 흐름에 산화 질소를 첨가하면 증착 속도를 증가시키고 광학 특성들을 향상시키지만, 필름 경도를 감소시킬 경향이 있다.＂
VII. 다이아몬드-유사 탄소(DLC) 코팅은 증착된 제 1 또는 유일한 코팅으로서 형성될 수 있다. 이는 예를 들면, 반응 조건들을 변화시키거나 PECVD 공정에 메탄, 수소 및 헬륨을 공급하여 수행될 수 있다. 이러한 반응 공급물들은 산소를 가지고 있지 않기 때문에, OH 모이어티들이 형성될 수 없다. 일례로서, SiOx 코팅은 튜브 또는 주사기 베럴의 내부상에 도포될 수 있으며 외부 DLC 코팅은 튜브 또는 주사기 베럴의 외부 표면상에 도포될 수 있다. 또는, SiOx 및 DLC 코팅들은 양쪽 모두 내부 튜브 또는 주사기 베럴 코팅의 단일층 또는 복수층들로서 도포될 수 있다.
VII. 도 2를 참조하면, 차단 또는 다른 유형의 코팅(90)은 내부 표면(88)을 통해 용기(80) 속으로 대기 가스들이 투과되는 것을 감소시킨다. 또한, 차단 또는 다른 유형의 코팅(90)은 내부 표면(88)과 용기(80)의 내용물들이 접촉하는 것을 감소시킨다. 상기 차단막 또는 다른 유형의 코팅은 예를 들면, SiOx, 비정질(예를 들면, 다이아몬드 유사) 탄소 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
VII. 본 명세서에 기술된 임의의 코팅은 예를 들면, 플라스틱 표면인 표면을 코팅하는데 사용될 수 있다. 또한, 이것은 예를 들면, 가스 또는 액체에 대한 차단막으로서, 바람직하게는 수증기, 산소 및/또는 공기에 대한 차단막으로서 사용될 수 있다. 또한, 코팅된 표면은 표면이 코팅되지 않는다면 화합물 또는 조성물에 대해 가질 수 있는 기계적 및/또는 화학적 효과를 방지하거나 감소시키는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 인슐린 침전 또는 혈액 응고 또는 혈소판 활성화 같은 화합물 또는 조성물의 침전을 방지하거나 감소시킬 수 있다.
VII.A. 진공된 혈액 수집 용기들
VII.A.1. 튜브들
VII.A.I. 도 2를 참조하면, (80)과 같은 용기들의 더 상세한 사항들이 도시되어 있다. 상기 도시된 용기(80)는 폐쇄단(84)과는 반대로, 용기의 한쪽 말단에 개구부(82)를 갖는 일반적으로 튜브형일 수 있다. 또한, 상기 용기(80)는 내부 표면(88)을 정의하는 벽(86)을 갖는다. 상기 용기(80)의 일례는 의료 실험실에서 사용을 위해 환자의 혈액의 정맥 천자 시료를 받는 사혈 전문의에 의하여 통상적으로 사용되는 것과 같이, 진공된 혈액 수집 튜브와 같은 의료 시료 튜브이다.
VII.A.1. 상기 용기(80)는 예를 들면, 열가소성 물질로 제작될 수 있다. 적절한 열가소성 물질의 일부 예들은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리프로필렌 또는 사이클릭 폴리올레핀 중합체와 같은 폴리올레핀이다.
VII.A.1. 상기 용기(80)는 사출 성형, 중공 성형, 가공(machining), 튜빙 스탁(tubing stock)으로부터 제작과 같은 임의의 적절한 방법 또는 다른 적절한 수단에 의하여 제작될 수 있다. PECVD는 SiOx의 내부 표면상에 코팅을 형성하는데 사용될 수 있다.
VII.A.1. 진공된 혈액 수집 튜브로 사용을 의도한다면, 상기 용기(80)는 바람직하게는 760 Torr의 외부 압력 또는 대기압 및 다른 코팅 공정 조건들에 노출되는 경우 실질적으로 변형없이 실질적으로 전체 내부 진공을 견디기에 충분히 강할 수 있다. 열가소성 용기(80)에서, 적절한 크기와 코팅 공정의 처리 온도보다 더 높은 유리 전이 온도를 갖는 적절한 물질들로 제작된 용기(80), 예를 들면, 그 직경과 물질에 대하여 충분한 벽 두께를 갖는 실린더형 벽(86)을 제공함으로써 이러한 특성이 제공될 수 있다.
VII.A.1. 시료 수집 튜브들 및 주사기들과 같은 의료 용기들 또는 컨테이너들은 상대적으로 소형이며 상대적으로 두꺼운 벽들을 주변 대기압에 의하여 압착되지 않으면서 진공될 수 있도록 하는, 사출 성형된다. 따라서, 이들은 탄산 음료수 병들 또는 다른 대형 또는 얇은 벽 플라스틱 컨테이너들보다 더 강하다. 진공된 용기로 사용을 위해 설계된 시료 수집 튜브들이 보관하는 동안에 완전 진공을 견뎌내도록 제작되어 있기 때문에, 이들은 진공 챔버로서 사용될 수 있다.
VII.A.1. 용기를 그 자신의 진공 챔버들로 맞추게 되면 용기들을 통상적으로 매우 낮은 압력에서 수행되는 PECVD 처리를 위한 진공 챔버에 위치시킬 필요가 없을 수 있다. 용기를 그 자신의 진공 챔버로서 사용하게 되면 (개별 진공 챔버로부터 부품들의 로딩과 언로딩이 필요하지 않기 때문에) 처리 시간이 더 빨라지며 장비 구성을 단순화시킬 수 있다. 또한, 특정한 실시예들에 대하여, 장치를 지지하고(가스 튜브들 및 다른 장치로의 정렬을 위해), 장치를 밀봉하며(용기 지지대를 진공 펌프에 부착시켜 진공을 생성시킬 수 있도록) 성형과 후속 처리 단계들 사이에 장치를 이동시킬 용기 지지대가 고려된다.
VII.A.1. 진공된 혈액 수집 튜브로 사용되는 용기(80)는 공기 또는 다른 대기 가스의 상당한 부피를 상기 튜브(클로저를 우회시킴으로써)로 누출시키지 않거나 그 수명 기간 동안 벽(86)을 통해 침투시키지 않으면서, 의도된 용도를 위해 유용한 감압으로 내부적으로 진공되는 동안에, 외부 대기압을 견대낼 수 있어야 한다. 상기 성형된 용기(80)가 이러한 요구조건을 충족할 수 없다면, 이는 내부 표면(88)을 차단 또는 다른 유형의 코팅(90)으로 코팅하여 처리될 수 있다. 시료 수집 튜브들 및 주사기 베럴들과 같은) 이러한 장치들의 내부 표면을 처리하고/하거나 코팅하여 기존의 중합체 장치들보다 나은 장점들을 제공할 다양한 특성들을 제공하고/하거나 기존 유리 제품들을 모방하는 것이 바람직하다. 또한, 처리 또는 코팅 이전 및/또는 이후에 장치들의 다양한 특성들을 측정하는 것이 바람직하다.
VII.A.1.a. 유기실리콘 전구체의 인 시츄 중합에 의하여 제작된 유기실리콘 전구체로부터 증착된 코팅
VII.A.1.a. 1 내지 5000 nm, 선택적으로는 10 내지 1000 nm, 선택적으로는 10 내지 200 nm, 선택적으로는 20 내지 100 nm 두께의 기판상 또는 기판 부근에 상기 기술된 전구체들 중 어느 하나를 도포하고 PECVD 공정에서 상기 코팅을 교차결합하거나 중합하여(또는 양쪽 모두 다 실행하여) 윤활 표면을 제공하는 단계를 포함하는, 기판, 예를 들면, 주사기의 베럴의 내부상에 윤활성 코팅을 도포하는 공정이 고찰된다. 또한, 이 공정에 의하여 도포된 코팅은 새로운 것으로 고찰된다.
VII.A.1.a. PECVD에 의하여 도포된, w는 1이고, 이 식에서 x는 약 0.5 내지 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9이며, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 약 9인 SiwOxCyHz의 코팅은 소수성 코팅으로서의 유용성을 더 갖는다. 이런 종류의 코팅들은 이들이 윤활성 코팅들로서 기능하느냐의 여부에 상관없이, 소수성인 것으로 고찰된다. 해당 코팅되거나 코팅되지 않은 표면과 비교하여, 표면의 젖음 장력을 낮춘다면 코팅 또는 처리는 ＂소수성＂인 것으로 정의된다. 따라서, 소수성은 코팅되지 않은 기판 및 처리 양쪽 모두의 함수이다.
코팅의 소수성 정도는 그 조성, 특성 또는 증착 방법을 변경하여 변화할 수 있다. 예를 들면, 탄화수소 함유량을 거의 갖지 않거나 전혀 갖지 않는 SiOx의 코팅은 본 명세서에 정의된 바와 같은 치환체 수치를 갖는 SiwOxCyHz의 코팅보다 더 친수성이다. 일반적으로 말해서, 실리콘 함유량에 비하여 중량비, 부피비 또는 몰비 어느 것으로 상기 코팅의 C-Hx(예컨대, CH, CH2 또는 CH3) 모이어티 함유량이 높으면 높을수록 상기 코팅의 소수성이 더 높다.
적어도 4 nm, 또는 적어도 7 nm, 또는 적어도 10 nm, 또는 적어도 20 nm, 또는 적어도 30 nm, 또는 적어도 40 nm, 또는 적어도 50 nm, 또는 적어도 100 nm, 또는 적어도 150 nm, 또는 적어도 200 nm, 또는 적어도 300 nm, 또는 적어도 400 nm, 또는 적어도 500 nm, 또는 적어도 600 nm, 또는 적어도 700 nm, 또는 적어도 800 nm, 또는 적어도 900 nm의 두께를 갖는 소수성 코팅은 매우 얇을 수 있다. 상기 코팅은 최대 1000 nm, 또는 900 nm 정도, 또는 800 nm 정도, 또는 700 nm 정도, 또는 600 nm 정도, 또는 500 nm 정도, 또는 400 nm 정도, 또는 300 nm 정도, 또는 200 nm 정도, 또는 100 nm 정도, 또는 90 nm 정도, 또는 적어도 80 nm 정도, 또는 70 nm 정도, 또는 60 nm 정도, 또는 50 nm 정도, 또는 40 nm 정도, 또는 30 nm, 또는 20 nm 정도, 또는 10 nm 정도, 또는 5 nm 정도의 두께일 수 있다. 상기에 표시된 최소 두께 중 어느 하나로 이루어진 특이적인 두께 범위에 더하여 상기에 표시된 최대 두께 중 어느 하나 이상이 명시적으로 고찰된다.
VII.A.1.a. 그러한 소수성 코팅에 대하여 가지는 유용성 중 하나는 튜브 내에서 수집된 혈액으로부터 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제작된 열가소성 튜브 벽을 분리하는 것이다. 상기 소수성 코팅은 상기 튜브의 내부 표면상의 친수성 SiOx 코팅의 상부에 도포될 수 있다. 상기 SiOx 코팅은 열가소성 튜브의 차단 특성을 향상시키고 상기 소수성 코팅은 튜브관과 혈액 접촉 표면의 표면 에너지를 변화시킨다. 소수성 코팅은 본 명세서에 확인된 전구체들로부터 선택된 전구체를 제공하여 제작될 수 있다. 예를 들면, 상기 소수성 코팅 전구체는 헥사메틸디실록산(HMDSO) 또는 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS)를 포함할 수 있다.
VII.A.1.a. 소수성 코팅을 위한 다른 용도는 유리 셀 제조 튜브를 제조하는 것이다. 상기 튜브는 루멘을 정의하는 벽, 유리 벽의 내부 표면에서 소수성 코팅을 가지며, 시트르산염 시약을 함유한다. 소수성 코팅은 본 명세서에서 어딘가에 확인된 전구체들로부터 선택된 전구체를 제공하여 제작될 수 있다. 다른 예를 들면, 상기 소수성 코팅 전구체는 헥사메틸디실록산(HMDSO) 또는 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS)를 포함할 수 있다. 소수성 코팅들에 대한 다른 원천 물질은 R은 수소 원자 또는 예를 들면, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 비닐, 알카인, 에폭시드 등과 같은 유기 치환체인 식:
R-Si(OCH3)3
의 알킬 트리메톡시실란이다. 또한, 이러한 것들의 둘 이상의 조합들도 고려된다.
VII.A.1.a. 상술한 알킬 트리메톡시실란 전구체를 사용하여, 산 또는 염기 촉매작용 및 가열을 조합하면 상기 전구체를 응축하여(ROH 부산물들을 제거하여) 선택적으로는 다른 방법을 통해 더 교차결합될 수 있는 교차결합된 중합체들을 형성할 수 있다. 구체적인 일례는 Shimojima et. al. J. Mater. Chem., 2007, 17, 658-663에 의한 것이다.
VII.A.1.a. SiwOxCyHz의 코팅은 특히, 표면 코팅이 코팅 공정의 말미에 액체 유기실록산 화합물이라면, 윤활성 표면을 제공하기 위하여 상기 용기(80)의 내부 표면(88)에 SiOx 차단 코팅을 도포한 이후에 후속 코팅으로서 도포될 수 있다.
VII.A.1.a. 선택적으로, SiwOxCyHz의 코팅이 도포된 이후에, 상기 PECVD 공정 이후에 후-경화될 수 있다. UV-개시된 (자유 라디칼 또는 양이온), 전자-빔(E-빔) 및 열 및 UV-경화성 용도를 위한 신규한 시클로지방족 실록산류의 개발(Ruby Chakraborty 논문, 캔 2008)에 기술된 바와 같은 열을 포함하는 복사선 경화 접근법들이 이용될 수 있다.
VII.A.1.a. 윤활성 코팅을 제공하는 다른 접근법은 윤활되는 열가소성 용기를 사출 성형하는 경우 실리콘 이형제(demolding agent)를 사용하는 것이다. 예를 들면, 성형 공정 도중에 인-시츄 열 윤활성 코팅 형성을 일으키는 상기 이형제들 및 잠재성 단량체들 중 어느 하나가 사용될 수 있다는 것이 고찰된다. 또는, 상술한 단량체들은 동일한 결과를 달성하기 위하여 전통적인 이형제들로 도핑될 수 있다.
VII.A.1.a. 특히, 아래에서 더 기술되는 바와 같이 주사기 베럴의 내부 표면에 대해 윤활성 코팅이 고려된다. 주사기 베럴의 윤활 내부 표면은 주사기를 작동하는 동안에 베럴에서 플런저를 전진시키는데 필요한 플런저 활동력 또는 예비충진된 주사기 플런저가 개재된 윤활제를 밀어 내버리거나 예를 들면, 상기 플런저 및 상기 베럴 사이에서 상기 윤활제의 분해로 인해 상기 베럴에 부착된 이후에, 플런저를 이동시키는데 필요한 브레이크아웃 힘을 감소시킬 수 있다. 본 명세서의 어딘가에서 설명된 바와 같이, w는 1이고, 이 식에서 x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9인 SiwOxCyHz의 코팅도 상기 용기(80)의 내부 표면(88)에 도포되어 SiOx의 후속 코팅의 접착을 향상시킬 수 있다.
VII.A.1.a. 따라서, 상기 코팅(90)은 SiOx의 층 및 w는 1이고, 이 식에서 x는 약 0.5 내지 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9이며, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 약 9인 SiwOxCyHz의 층을 포함할 수 있다. SiwOxCyHz의 층은 SiOx의 층과 용기의 내부 표면 사이에 증착될 수 있다. 또한, SiOx의 층은 SiwOxCyHz의 층과 용기의 내부 표면 사이에 증착될 수 있다. 또한, 이 두개의 코팅 조성물들 사이에서 교대로 또는 누진적인 3개 이상의 층들이 사용될 수 있다. SiOx의 층은 다른 물질로 된 적어도 하나의 개재층이 있으면서, SiwOxCyHz의 층과 인접하게 또는 멀리 떨어져서 증착될 수 있다. SiOx의 층은 용기의 내부 표면에 인접하게 증착될 수 있다. 또한, SiwOxCyHz의 층은 용기의 내부 표면에 인접하게 증착될 수 있다.
VII.A.1.a. SiOx 및 SiwOxCyHz의 인접한 층들을 위해, 본 명세서에 고찰되는 다른 수단은 w는 1이고, 이 식에서 x는 약 0.5 내지 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9이며, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 약 9인 SiwOxCyHz 대 SiOx의 경사 복합체이다. 경사 복합체는 SiwOxCyHz 및 SiOx의 분리된 층들 사이에서 중간물질 조성의 전이 또는 계면을 갖는 SiwOxCyHz 및 SiOx의 분리된 층들이거나 이들 사이에서 중간물질 조성의 중간물질 구별 층을 갖는 SiwOxCyHz 및 SiOx의 분리된 층들 또는 정상 방향으로 코팅을 경험하면서, SiwOxCyHz의 조성물로부터 SiOx와 더 유사한 조성물로 연속적으로 또는 단계적으로 변화하는 단일 층일 수 있다.
VII.A.1.a. 상기 구배 복합체에서 구배는 어느 한 방향으로 갈 수 있다. 예를 들면, 상기 조성물 SiwOxCyHz는 상기 기판에 직접 도포되고 조성물로부터 SiOx의 표면으로 점차 변화할 수 있다. 또는한, SiOx의 조성물은 상기 기판에 직접 도포되고 SiwOxCyHz의 표면으로부터의 조성물로 점차 변화할 수 있다. 하나의 조성물의 코팅이 다른 것보다 상기 코팅에 부착되기에 더 나아서, 더 잘-부착하는 조성물이, 예를 들면, 기판에 직접 도포된다면, 구배 코팅이 특히 고려된다. 구배 코팅의 거리가 더 먼 부분들은 구배 코팅의 인접 부분보다 기판과 덜 융화될 수 있는데, 이는 임의의 지점에서 상기 코팅이 특성이 점진적으로 변화하여, 코팅의 거의 동일한 깊이에서 인접한 지점들은 거의 동일한 조성을 가지며, 실질적으로 상이한 깊이에서 물리적으로 더 넓게 구분된 부분들은 더 다양한 특성들을 가질 수 있다는 것이 고찰된다. 또한, 물질 전이에 대항하여 또는 기판으로부터 더 나은 차단막을 형성하는 코팅 부분은 품질이 더 떨어지는 차단막을 형성하는 더 먼쪽의 코팅 부분이 상기 차단막에 의하여 제지되거나 방해받게 되는 물질로 오염되지 않도록 방지하기 위하여 기판에 직접 대항할 수 있다는 것이 고찰된다.
VII.A.1.a. 상기 코팅은 구배되는 대신에, 선택적으로는 조성물의 실질적인 구배없이 하나의 층과 다음 층 사이에서 급격한 전이를 가질 수 있다. 그러한 코팅들은 예를 들면, 층을 비-플라즈마 상태에서 정상 상태 흐름으로 생성하는 기체들을 제공하고, 이후 상기 시스템을 짧은 플라즈마 방전으로 전력을 주어 기판상에 코팅을 형성하여 제조될 수 있다. 후속 코팅을 도포하려고 하면, 계면에서 점진적인 전이가 있다고 해도 거의 없이 이전의 코팅을 위한 가스들은 제거되고 다음번 코팅을 위한 가스들은 플라즈마를 활성화하고 다시 기판 또는 그 최외곽의 이전 코팅의 표면상에 다른 층을 형성하기 이전에 정상-상태로 도포된다.
VII.A.1.b. 유기실리콘 전구체로부터 증착된 소수성 코팅으로 코팅된 벽을 갖는 시트르산염 혈액 튜브
VII.A.1.b. 다른 실시예는 내부 표면상에 소수성 코팅으로 제공된 벽을 가지고 수용성 시트르산 나트륨 시약을 함유하는 세포 제조 튜브이다. 또한,상기 소수성 코팅은 상기 튜브의 내부 표면상의 친수성 SiOx 코팅의 상부에 도포될 수 있다. 상기 SiOx 코팅은 열가소성 튜브의 차단 특성을 향상시키고 상기 소수성 코팅은 튜브관과 혈액 접촉 표면의 표면 에너지를 변화시킨다.
VII.A.1.b. 상기 벽은 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 열가소성 물질로 제작된다.
VII.A.1.b. 실시예 VII.A.1.b에 따른 혈액 수집 튜브는 본 명세서에서 설명된 바와 같이 도포된, 산소 차단막으로 작용하고 열가소성 물질로 제작된 진공된 혈액 수집 튜브의 수명을 연장시키는, 상기 튜브의 내부 표면상에 SiOx의 제 1 층을 가질 수 있다. w는 1이고, 이 식에서 x는 약 0.5 내지 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9이며, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 약 9인 SiwOxCyHz의 제 2 층은 상기 튜브의 내부 표면상에 차단 막상에 도포되어 소수성 표면을 제공할 수 있다. 상기 코팅은 동일 유형의 코팅되지 않은 벽과 비교하여, 시트르산 나트륨 첨가제로 처리되고 내부 표면에 노출된 혈장의 혈소판 활성화를 감소시키는데 효과적이다.
VII.A.1.b. PECVD는 다음과 같은 구조를 갖는 내부 표면상에 코팅을 형성하는데 사용된다: SiwOxCyHz. 종래 시트르산염 혈액 수집 튜브들과는 달리, SiwOxCyHz의 소수성 층을 갖는 혈액 수집 튜브는 종래와 같이 도포되어 상기 튜브의 표면을 소수성으로 만드는 것과 같이, 상기 용기 벽상에서 실리콘상에 베이킹된 코팅을 필요로 하지 않는다.
VII.A.1.b. 예를 들면, HMDSO 또는 OMCTS와 같은 동일한 전구체 및 상이한 PECVD 반응 조건들을 이용하여 양쪽 층들이 도포될 수 있다.
VII.A.1.b. 이후, 시트르산 나트륨 항응고 시약이 상기 튜브 내에 제공되고 진공되며 클로저로 밀봉되어 진공된 혈액 수집 튜브를 생성하게 된다. 상기 시약의 구성성분들 및 제법은 당업자에게 공지되어 있다. 상기 수용성 시트르산 나트륨 시약은 상기 튜브로 도입된 혈액의 응고를 억제하는데 효과적인 양으로 상기 튜브의 루멘에 제공된다.
VII.A.1.c. SiO x 차단성 코팅된 이중벽 플라스틱 용기-COC, PET, SiO x 층들
VII.A.1.c. 다른 실시예는 루멘을 적어도 부분적으로 감싸는 벽을 갖는 용기이다. 상기 벽은 외부 중합체 층에 의하여 둘러싸여진 내부 중합체 층을 갖는다. 상기 중합체 층들 중 하나는 수증기 차단막을 정의하는 사이클릭 올레핀 공중합체(COC) 수지의 적어도 0.1 mm 두께인 층이다. 상기 중합체 층들 중 하나는 폴리에스테르 수지의 적어도 0.1 mm 두께인 층이다.
VII.A.1.c. 상기 벽은 약 10 내지 약 500 옹스트롬의 두께를 갖는 SiOx의 산소 차단막을 포함한다.
VII.A.1.c. 도 36에 도시된 일 실시예에서, 상기 용기(80)는 각각 동일하거나 상이한 물질들로 제작된 내부 벽(408) 및 외부 벽(410)을 갖는 이중벽 용기일 수 있다. 이러한 유형의 특정한 일 실시예는 상기 내부 표면(412)에 대하여 앞에서 기술된 바와 같이 SiOx 코팅이 있는,사이클릭 올레핀 공중합체(COC)로 성형된 하나의 벽과 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리에스테르로부터 성형된 다른 벽으로 제작될 수 있다. 필요하다면, 타이 코팅 또는 층이 내부 및 외부 벽들 사이에 삽입되어 이들 사이의 부착을 촉진할 수 있다. 이 벽 구조의 장점은 다른 특성들을 갖는 벽들이 결합하여 각각의 벽의 개별 특성들을 갖는 복합체를 형성할 수 있다는 것이다.
VII.A.1.c. 일례로서, 상기 내부 벽(408)은 SiOx 차단막으로 상기 내부 표면(412)상에 코팅된 PET로 제작될 수 있으며, 상기 외부 벽(410)은 COC로 제작될 수 있다. 본 명세서의 어딘가에 도시된 바와 같이, SiOx로 코팅된 PET는 뛰어난 산소 차단막인 반면에, COC는 수증기에 대한 뛰어난 차단막으로서, 낮은 수증기 투과 속도(WVTR)를 제공한다. 이러한 복합체 용기는 산소 및 수증기 양쪽 모두에 대해 우수한 장벽 특성들을 가질 수 있다. 이 구조는 예를 들면, 제작된 바와 같이 수용성 시약을 함유하고 실질적인 수명을 갖는 진공된 의료 시료 수집 튜브에 대하여 고찰되며, 따라서, 이 튜브는 그 수명을 유지하는 동안에 그 복합체 벽을 통하여 수증기를 외부로 전달하거나 산소 또는 다른 가스들을 내부로 전달시키는 것을 방지하는 차단막을 가져야 한다.
VII.A.1.c. 다른 일례로, 상기 내부 벽(408)은 SiOx 차단막으로 상기 내부 표면(412)상에 코팅된 COC로 제작될 수 있으며, 상기 외부 벽(410)은 PET로 제작될 수 있다. 이 구조는 예를 들면, 제작된 바와 같이 수용성 멸균 유체를 함유하는 예비충진된 주사기에 대하여 고찰된다. 상기 SiOx 차단막은 산소가 벽을 통해 주사기로 들어가는 것을 방지할 것이다. COC 내부 벽은 물과 같은 다른 물질들의 유입 또는 유출을 방지하여, 상기 수용성 멸균 유체에 있는 물이 벽 물질로부터 나온 물질들을 상기 주사기로 걸러지는 것을 방지하게 된다. 또한, 상기 COC 내부 벽은 상기 수용성 멸균 유체로부터 도출된 물이 상기 주사기 밖으로 통과하는 것을 방지하여(수용성 멸균 유체를 원하지 않을만큼 농축시키는 것)으로 고찰되며 상기 주사기 외부의 멸균되지 않은 물 또는 다른 유체들이 주사기 속으로 유입하고 상기 내용물들이 멸균되지 않게 하는 것을 방지할 것이다. 또한, COC 내부 벽은 주사기의 내부 벽에 대한 플런저의 브레이킹 힘 또는 마찰을 감소시키는데 유용한 것으로 고찰된다.
VII.A.1.d. 이중벽 플라스틱 용기를 제작하는 방법-COC, PET, SiO x 층들
VII.A.1.d. 다른 실시예는 외부 중합체 층, COC로 제작된 하나의 층 및 폴리에스테로로 제작된 다른 층으로 둘러싸인 내부 중합체 층을 갖는 벽을 갖는 용기를 제작하는 방법이다. 상기 용기는 COC 및 폴리에스테르 수지 층들을 동심원 사출 노즐들을 통해 사출 성형틀 속으로 도입하는 단계를 포함하는 공정에 의해 제작된다.
VII.A.1.d. 다른 선택적인 단계는 PECVD에 의하여 상기 용기로 비정질 탄소 코팅을 내부 코팅 및 외부 코팅 또는 상기 코팅들 사이에 위치한 층간 코팅으로 도포하는 단계이다.
VII.A.1.d. 선택적인 추가 단계는 SiOx가 전과 같이 정의되며 용기 벽의 내부에 SiOx 차단막을 도포하는 단계이다. 다른 선택적인 추가 단계는 상기 SiOx 막을 필수적으로 산소로 구성되어 있으며 휘발성 실리콘 화합물이 근본적으로 존재하지 않는 공정 가스로 후처리하는 단계이다.
VII.A.1.d. 선택적으로, 상기 SiOx 코팅은 적어도 부분적으로 실라잔 공급 가스로부터 형성될 수 있다.
VII.A.1.d. 도 36에 도시된 용기(80)는 예를 들면, 제 1 성형 캐비티에서 내부 벽을 사출 성형하고, 이후 상기 제 1 성형 캐비티로부터 제 2의 더큰 성형 캐비티로 중심 및 성형된 내부 벽을 이동한 이후에, 상기 제 2 성형 캐비티 내에서 내부 벽에 대하여 외부 벽을 성형함으로써 안에서 바깥으로 제작될 수 있다. 선택적으로는, 타이 층(tie layer)은 상기 타이 층상으로 외부 벽을 과도 성형하기 이전에 성형된 내부 벽의 외부 표면에 제공될 수 있다.
VII.A.1.d. 또한, 도 36에 도시된 용기(80)은 예를 들면, 성형 캐비티에 제 1 코어를 삽입하고, 상기 성형 캐비티 내에 외부 벽을 사출 성형하고, 이후 상기 성형된 제 1 벽으로부터 상기 제 1 중심을 제거하고 크기가 더 작은 제 2 중심을 삽입한 이후에, 상기 성형 캐비티 내에서 여전히 남아있는 외부 벽에 대하여 내부 벽을 사출 성형함으로써 안에서 바깥으로 제작될 수 있다. 선택적으로는, 타이 층은 상기 타이 층상으로 내부 벽을 과도 성형하기 이전에 성형된 외부 벽의 내부 표면에 제공될 수 있다.
VII.A.1.d. 또한, 도 36에 도시된 용기(80)은 2 개의 샷 금형으로 제작될 수 있다. 이는 예를 들면, 내부 노즐로부터 상기 내부 벽에 대한 물질 및 상기 외부 벽에 대한 물질을 동심원의 외부 노즐로부터 사출 성형하여 수행될 수 있다. 선택적으로는, 타이 층은 상기 내부 및 최부 노즐들 사이에 배치된 제 3 의 동심 노즐로부터 제공될 수 있다. 상기 노즐들은 각각의 벽 물질들을 동시에 공급할 수 있다. 유용한 하나의 수단은 내부 노즐을 통해 상기 내부 벽 물질을 공급하기 직전에 외부 노즐을 통해 외부 벽 물질을 공급하기 시작하는 것이다. 중간물질 동심원 노즐이 있다면, 흐름 순서는 외부 노즐로 시작하여 중간물질 노즐로 계속하여 이후 내부 노즐로 부터 시작할 수 있다. 또한, 공급 시작 순서는 앞선 설명과 비교하여 반대 순서로, 내부 노즐로부터 시작하여 바깥쪽으로 작업할 수 있다.
VII.A.1.e. 유리로 제작된 차단성 코팅
VII.A.1.e. 다른 실시예는 용기, 차단성 코팅 및 클로저를 포함하는 용기이다. 상기 용기는 일반적으로 튜브형이며 열가소성 물질로 제작된다. 상기 용기는 입구 및 루멘과 계면하는 내부 표면을 갖는 벽에 의해 적어도 부분적으로 경계되는 루멘을 갖는다. 상기 벽의 내부 표면상에 유리로 제작된, 적어도 하나의 기본적으로 연속적인 차단성 코팅이 있다. 클로저는 상기 입구를 덮으며 상기 용기의 루멘을 주변 공기로부터 분리한다.
VII.A.1.e. 또한, 용기(80)는 소다 석회 유리, 보로실리케이트 유리 또는 다른 유리 제형들과 같은 의료 또는 실험실 응용에 사용되는 임의의 유형의 유리로 제작될 수 있다. 또한, 임의의 물질로 제작된, 임의의 형상 또는 크기를 갖는 다른 용기들이 시스템(20)에서 사용될 것으로 고찰된다. 유리 용기를 코팅하는 하나의 기능은 상기 유리로부터 진공된 혈액 수집 튜브에서 시약 또는 혈액과 같은 용기의 내용물들로,고의적으로 또는 예를 들면, 나트륨, 칼슘 등과 같은 불순물들로서 유리 내에 이온들의 유입을 감소시킬 수 있다는 것이다. 다른 부품들에 슬라이딩으로 접촉되는 표면들에서와 같이 유리 용기 전체 또는 일부를 코팅하는 다른 기능으로 인하여 코팅에 윤활성을 제공하여 예를 들면, 스토퍼의 삽입 또는 제거 또는 주사기에서 피스톤과 같은 슬라이딩 구성요소의 통행을 용이하게 한다. 유리 용기를 코팅하는 또 다른 이유는 시약 또는 혈액과 같이, 상기 용기에 대한 의도된 시료가 상기 용기의 벽에 들러붙거나 상기 용기의 벽과 접촉하는 혈액의 응고 속도 증가를 방지하는 것이다.
VII.A.1.e.i. 관련된 일 실시예는 상기 차단성 코팅이 소다 석회 유리 또는 보로실리케이트 유리 또는 다른 유형의 유리로 제작된, 앞선 문단에 기술된 용기이다.
VII.A.2. 스토퍼들
VII.A.2. 도 23 내지 25는 주변 환경으로부터 루멘(274)를 분리하는 클로저(270)를 갖는, 진공된 혈액 수집 튜브일 수 있는 용기(268)를 도시한다. 상기 클로저(270)는 상기 용기(268)의 루멘(274)에 노출된 내부-대향 표면(272) 및 상기 용기 벽(280)의 내부 표면(278)과 접촉하는 벽-접촉 표면(276)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 상기 클로저(270)는 스토퍼(282) 및 쉴드(284)의 조립체이다.
VII.A.2.a. 윤활성 코팅을 진공 챔버 내의 스토퍼에 도포하는 방법
VII.A.2.a. 다른 실시예는 (282)와 같은 탄성 스토퍼상에 코팅을 도포하는 방법이다. 상기 용기(268)로부터 분리된 상기 스토퍼(282)는 실질적으로 진공된 챔버 내에 위치한다. 플라즈마 형성 가스, 예컨대, 유기실리콘 화합물 가스, 선택적으로는 산화 가스 및 선택적으로는 탄화수소 가스를 포함하는 반응 혼합물이 제공된다. 플라즈마는 상기 스토퍼와 접촉하는 상기 반응 혼합물에서 형성된다. w는 1이고, 이 식에서 x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9이며, 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 약 9인 SiwOxCyHz의 코팅은 상기 스토퍼의 적어도 일 부분상에 증착된다.
VII.A.2.a. 도시된 실시예에서, 상기 클로저(270)의 벽-접촉 표면(276)은 윤활성 코팅(286)으로 코팅된다.
VII.A.2.a. 일부 실시예에서, SiwOxCyHz의 코팅은 상기 스토퍼의 금속 이온 구성성분과 같거나 또는 상기 용기 벽의 하나 이상의 구성성분들이 상기 용기 루멘으로의 투과를 감소시키는데 효과적이다. 스토퍼(282)를 제작하는데 유용한 유형의 특정한 탄성 조성물들은 미량의 하나 이상의 금속 이온들을 포함한다. 이러한 이온들은 때때로 루멘(274)으로 이동하거나 특히 상기 시료 용기(268)가 미량 금속 분석을 위해 시료를 수집하는데 사용되는 것이라면 실질적인 양으로 상기 용기 내용물들과 접촉할 수는 없어야 한다. y와 z가 낮거나 0인 상대적으로 거의 양이 없는 유기물 함량을 포함하는 코팅들은 본 명세서에서 금속 이온 차단막으로 특히 유용한 것으로 고찰된다. 금속 이온 차단막으로서 실리카에 대하여, 예를 들면, 본 명세서에 참고로 모두 포함된, Anupama Mallikarjunan, Jasbir Juneja, Guangrong Yang, Shyam P. Murarka, and Toh-Ming Lu, The Effect of Interfacial Chemistry on Metal Ion Penetration into Polymeric Films, Mat. Res. Soc. Symp. Proc., Vol. 734, pp. B9.60.1 to B9.60.6 (Materials Research Society, 2003); 미국 특허 제5578103 및 6200658호 및 유럽 특허출원 제EP0697378A2호를 참조. 그러나, 일부 유기 함량은 더 탄성인 코팅을 제공하고 상기 스토퍼(282)의 탄성 표면에 코팅을 부착하는데 유용할 수 있다고 고찰된다.
VII.A.2.a. 일부 실시예에서, SiwOxCyHz의 코팅은 제 1층 또는 내부 층(288)이 상기 탄성체 스토퍼(282)와 간섭하고 상기 스토퍼(282)의 하나 이상의 구성성분들이 상기 용기 루멘으로의 투과를 감소시키는데 효과적인 제 1 및 제 2 층들을 갖는 물질로 이루어진 복합체일 수 있다. 상기 제 2 층(286)은 상기 용기의 내부 벽(280)과 간섭할 수 있으며 상기 스토퍼(282)가 상기 용기(268) 상에 안착되거나 그 내부에 있는 경우 상기 스토퍼(282) 및 상기 용기의 내부 벽(280) 사이에서 마찰을 감소시키는데 효과적이다. 그러한 복합체들은 본 명세서의 어딘가에 주사기 코팅들과 연계하여 기술되어 있다.
VII.A.2.a. 또한, 상기 제 1 및 제 2 층들(288 및 286)은 농후화된 특성들의 코팅에 의해 정의되는데, 여기서 y 및 z의 값들이 제 2 층에서보다 제 1 층에서 더 크다.
VII.A.2.a. SiwOxCyHz의 코팅은 예를 들면, 앞에서 기술된 바와 같이 실질적으로 PECVD에 의하여 도포될 수 있다. SiwOxCyHz의 코팅은 예를 들면, 0.5에서 5000 nm(5 내지 50,000 옹스트롬) 두께, 또는 1에서 5000 nm 두께, 또는 5에서 5000 nm 두께, 또는 10에서 5000 nm 두께, 또는 20에서 5000 nm 두께, 또는 50에서 5000 nm 두께, 또는 100에서 5000 nm 두께, 또는 200에서 5000 nm 두께, 또는 500에서 5000 nm 두께, 또는 1000에서 5000 nm 두께, 또는 2000에서 5000 nm 두께, 또는 3000에서 5000 nm 두께, 또는 4000에서 10,000 nm 두께일 수 있다.
VII.A.2.a. 훨씬 더 두꺼운(일 마이크론 이상) 종래 스프레이 도포된 실리콘 윤활제들 대 플라즈마 도포된 윤활성 층들에 대하여 특정한 장점들이 고찰된다. 플라즈마 코팅은 스프레이 되거나 마이크론-코팅된 실리콘들보다 혈액 속으로 이동하는데 있어서 더 낮은 이동 포텐셜을 가지고 있는데, 이는 플라즈마 코팅된 물질의 양이 훨씬 적으며 이는 코팅된 표면에 더 밀접하게 도포되고 제자리에 더 잘 결합될 수 있기 때문이다.
VII.A.2.a. PECVD에 의하여 도포된 바와 같이, 나노코팅들은 플라즈마 코팅이 더 매끄러운 표면을 제공할 경향이 있기 때문에, 마이크론 코팅보다 인접한 표면의 슬라이딩 또는 인접한 유체의 흐름에 더 낮은 저항성을 제공하는 것으로 고찰된다.
VII.A.2.a. 또 다른 실시예는 탄성 스토퍼상에 SiwOxCyHz의 코팅을 도포하는 방법이다. 상기 스토퍼는, 예를 들면, 앞에서 기술된 용기를 폐쇄하는데 사용될 수 있다. 상기 방법은 일부 단계들을 포함한다. 스토퍼는 실질적으로 진공된 챔버내에 제공된다. 플라즈마 형성 가스, 예컨대, 유기실리콘 화합물 가스, 선택적으로는 산화 가스 및 선택적으로는 탄화수소 가스를 포함하는 반응 혼합물이 제공된다. 플라즈마는 상기 반응 혼합물에서 형성된다. 상기 스토퍼는 반응 혼합물과 접촉되고, 상기 스토퍼의 적어도 일부분 상에 SiwOxCyHz의 코팅을 증착하게 된다.
VII.A.2.a. 이러한 방법을 수행하는데 있어서, 더 큰 수의 y와 z를 얻기 위하여, 상기 반응 혼합물은 상기 및 아래에서 더 기술된 바와 같이, 탄화수소 가스를 포함할 수 있는 것으로 고찰된다. 선택적으로는, y 및 z의 더 낮은 값들 또는 x의 더 높은 값들이 고려된다면, 상기 반응 혼합물은 산소를 포함할 수 있다. 또한, 특히, 산화를 감소시키고 y 및 z의 값들을 증가시키기 위하여, 상기 반응 혼합물은 근본적으로 산화 가스가 없을 수 있다.
VII.A.2.a. 스토퍼(282)와 같은 스토퍼의 특정한 실시예들을 코팅하는 방법을 실행하는데 있어서, 상기 반응 혼합물을 스토퍼의 함몰부분들에 투사하는 것은 불필요한 것으로 고찰된다. 예를 들면, 상기 스토퍼(282)의 벽-접촉 및 내부 대향 표면들(276 및 272)는 기본적으로 볼록하여서 (282)와 같은 복수개의 스토퍼들을 단일한 실질적으로 진공된 반응 챔버에서 찾아서 처리될 수 있는 배치 공정에 의하여 용이하게 처리된다. 또한, 일부 실시예들에서, 코팅들(286 및 288)은 스토퍼(282)의 물질이 이 기능을 상당히 수행할 수 있기 때문에, 용기(268)의 내부 표면(280)상에서 차단 코팅으로서 산소 또는 물에 대한 차단막이 강력하다고 제시할 필요는 없는 것으로 고찰된다.
VII.A.2.a. 상기 스토퍼 및 스토퍼 코팅 공정의 많은 변형이 고찰된다. 상기 스토퍼(282)는 플라즈마와 접촉될 수 있다. 또한, 플라즈마는 스토퍼(282)의 상류에 형성되어, 플라즈마 생성물을 생성하며, 상기 플라즈마 생성물은 스토퍼(282)와 접촉될 수 있다. 상기 플라즈마는 반응 혼합물을 전자기 에너지 및/또는 마이크로파 에너지로 여기시켜 형성될 수 있다.
VII.A.2.a. 반응 혼합물의 변화가 고찰된다. 플라즈마 형성 가스는 비활성 가스를 포함할 수 있다. 상기 비활성 가스는, 예를 들면, 아르곤 또는 헬륨, 또는 본 개시물에 기술된 다른 가스들일 수 있다. 상기 유기실리콘 화합물 가스는 HMDSO, OMCTS, 본 개시물에 언급된 다른 유기실리콘 화합물들 중 어느 하나 또는 이들 중 2 이상의 조합이거나 이를 포함할 수 있다. 산화 가스는 산소 또는 본 개시물에 언급된 다른 가스들 또는 이들 중 2 이상의 조합일 수 있다. 탄화수소 가스는 예를 들면, 메탄, 메탄올, 에탄, 에틸렌, 에탄올, 프로판, 프로필렌, 프로판올, 아세틸렌 또는 이들 중 2 이상의 조합일 수 있다.
VII.A.2.b. III 족 또는 IV 족 원소 및 탄소의 코팅을 PECVD에 의하여 스토퍼상에 도포하는 단계
VII.A.2.b. 다른 실시예는 탄성 스토퍼상에 탄소 및 III 족 또는 IV 족의 하나 이상의 원소들을 포함하는 조성물의 코팅을 도포하는 방법이다. 상기 방법을 수행하기 위하여, 스토퍼는 진공된 챔버 내에 위치한다.
VII.A.2.b. III 족 원소, IV 족 원소 또는 이들 중 2 이상의 조합의 가스원을 갖는 플라즈마 형성 가스를 포함하는 반응 혼합물이 증착 챔버내에 제공된다. 선택적으로는, 상기 반응 혼합물은 산화 가스를 포함하고 선택적으로는 하나 이상의 C-H 결합들을 갖는 가스 화합물을 포함한다. 플라즈마는 상기 혼합물에서 형성되며, 상기 스토퍼는 상기 반응 혼합물과 접촉한다. III 족 원소 또는 화합물, IV 족 원소 또는 화합물 또는 이들 중 2 이상의 조합의 코팅이 상기 스토퍼의 적어도 일 부분상에 증착된다.
VII.A.3. 24 개월 동안 95% 진공을 유지하는데 효과적인 차단성 코팅을 갖는 스토퍼된 플라스틱 용기
VII.A.3. 다른 실시예는 용기, 차단성 코팅 및 클로저를 포함하는 용기이다. 상기 용기는 일반적으로 튜브형이며 열가소성 물질로 제작된다. 상기 용기는 입구, 그리고 벽에 의해 적어도 부분적으로 경계짓는 루멘을 가진다. 상기 벽은 상기 루멘과 계면하는 내부 표면을 가진다. 적어도 하나의 기본적으로 연속적인 차단성 코팅이 상기 벽의 내부 표면상에 도포된다. 차단 코팅은 실질적인 수명을 제공하는데 효과적이다. 상기 용기의 입구를 덮고 상기 용기의 루멘을 주위 공기로부터 분리시키는 클로저가 제공된다.
VII.A.3. 도 23 내지 25를 참조하면, 진공된 혈액 수집 튜브 또는 다른 용기와 같은 용기(268)가 도시되어 있다.
VII.A.3. 이 실시예에서, 상기 용기는 적어도 하나의 기본적으로 연속적인 차단 코팅 및 클로저를 갖는 일반적으로 튜브형인 용기이다. 상기 용기는 입구 및 루멘과 계면하는 내부 표면을 갖는벽에 의해 적어도 부분적으로 경계짓는 루멘을 갖는다. 상기 차단성 코팅은 벽의 내부 표면상에 증착되며, 적어도 24 개월, 선택적으로는 적어도 30 개월, 선택적으로는 적어도 36 개월의 저장 수명 동안에 용기의 최초 진공 수준의 적어도 95%, 또는 적어도 90%를 유지하는데 효과적이다. 클로저는 용기의 입구를 덮으며 상기 용기의 루멘을 주변 공기로부터 분리한다.
VII.A.3. 클로저, 예를 들면, 도면에 도시된 클로저(270) 또는 다른 유형의 클로저는 부분 진공을 유지하고/하거나 시료를 포함하며 시료가 산소 또는 오염물질들에 노출되는 것을 제한하거나 방지하기 위하여 제공된다. 도 23 내지 25는 미국 특허 제6,602,206호에 있는 도면들을 기초로 하지만, 본 발견은 그것 또는 다른 특정한 유형의 클로저에 한정되는 것은 아니다.
VII.A.3. 상기 클로저(270)는 상기 용기(268)의 루멘(274)에 노출된 내부-대향 표면(272) 및 상기 용기 벽(280)의 내부 표면(278)과 접촉하는 벽-접촉 표면(276)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 상기 클로저(270)는 스토퍼(282) 및 쉴드(284)의 조립체이다.
VII.A.3. 도시된 실시예에서, 스토퍼(282)는 벽-접촉 표면(276) 및 내부 표면(278)을 정의하는 반면에, 용기(268)가 개방되고 공기가 안팎으로 들어와서 압력 차이를 동일 하게 하는 경우에 용기(268)의 내부와 외부에서 압력 차이로 인하여, 쉴드는 대개 또는 전체적으로는 스토퍼된 용기(268)의 외부에 있고, 스토퍼(282)에 대한 그립을 유지하고 제공하며, 클로저(270)를 제거하는 자가 용기(268)로부터 배출된 임의의 내용물들에 노출되지 않도록 한다.
VII.A.3. 또한, 용기 벽(280) 및 상기 스토퍼의 벽 접촉 표면(276)상의 코팅들은 조정될 수 있다는 것이 고찰된다. 스토퍼는 윤활성 실리콘 층으로 코팅될 수 있으며, 예를 들면 PET 또는 유리로 제작된 용기 벽(280)은 더 경도가 높은 SiOx 층 또는 가장 바닥의 SiOx 층 및 윤활성 오버코트로 코팅될 수 있다.
VII.B. 주사기들
VII.B. 앞의 설명은 대개는 혈액 수집 튜브 또는 더 일반적으로는 시료 접수 튜브(80)와 같이 한쪽 끝이 영구히 폐쇄된 튜브에 차단 코팅을 도포하는 단계를 다룬다. 장치는 그러한 장치에 한정되지 않는다.
VII.B. 도 20 내지 22에 도시된, 적절한 용기의 다른 예는 의료용 주사기(252)용 주사기 베럴(250)이다. 그러한 주사기들(252)은 의료 기술에 사용되기 위하여 때때로 식염수, 약학적 제제 등으로 예비충진되어 공급된다. 또한, 예비충진된 주사기들(252)은 상기 예비충진된 주사기(252)의 내용물들이 상기 주사기의 플라스틱, 예를 들면, 저장중의 상기 주사기 베럴(250)의 플라스틱과 접촉하지 않도록 상기 내부 표면(254) 상의 SiOx 차단막 또는 다른 유형의 코팅으로부터 혜택을 받는 것으로 생각된다. 차단 또는 다른 유형의 코팅은 플라스틱의 탈색 구성성분들이 내부 표면(254)을 통해 상기 베럴의 내용물들로 변색하는 것을 회피하는데 사용될 수 있다.
VII.B. 일반적으로 성형된 주사기 베럴(250)은 플런저(258)를 받아들이는 후단(256) 및 피하 주사,노즐 또는 주사기의 내용물들을 배분하거나 물질을 주사기(252)로 받아들일 목적의 튜빙을 받아들이는 전단(260) 양쪽 모두에서 개방될 수 있다. 그러나, 전단(260)은 선택적으로는 캐핑될 수 있으며 플런저(258)는 선택적으로는 상기 예비충진 주사기(252)가 사용되기 이전에 제자리에 맞춰져서 양쪽 말단 모두에서 베럴(250)을 폐쇄할 수 있다. 캡은 상기 캡(262)이 제거되고 (선택적으로는) 피하 주사 또는 다른 전달 수로가 전단(260)상에 맞춰져서 상기 주사기(252)를 사용 목적으로 제조하게 될 때까지 상기 주사기 베럴(250) 또는 조립된 주사기를 처리하는 목적으로 또는 예비충진된 주사기(252)를 저장하는 동안에 제자리에 유지하도록 설치될 수 있다.
VII.B.1. 조립체들
VII.B.1. 또한, 도 42는 예를 들면, 도 2, 3, 6-10, 12-22, 26-28, 33- 34, 및 37-41의 실시예들과 사용가능며 그 도면의 용기지지대(45)과 함께 사용하기에 적합한 다른 주사기 베럴 구조물을 보여준다.
VII.B.1. 도 50은 분해도이며 도 51은 주사기의 조립된 도면이다. 주사기 베럴은 도1-22, 26-28, 33-35, 37-39, 44, 및 53-54 의 용기 처리 및 검사 장치로 처리될 수 있다.
VII.B.1. 캡(262)의 설치로 인해 상기 베럴(250)을 앞에서 도시된 장치에서 내부 표면(254)상에서 SiOx 차단 층 또는 다른 유형의 코팅이 제공될 수 있는 폐쇄단 용기가 되도록 하여, 선택적으로는 상기 캡의 내부(264)상에 코팅을 제공하고 상기 캡 내부(264) 및 상기 베럴 선단(260) 사이의 계면을 연결시켜 준다. 이 용도를 위해 맞춰진 적당한 장치는 예를 들면, 도 21에 도시되어 있으며, 도 의 용기(80)를 캐핑된 주사기 베럴(250)로 대체한 것을 제외하고, 도 2와 유사하다. VII.B.
VII.B.1 도. 52는 플랜지(flange) 또는 플랜저 스탑들(flanger stops)(440)을 갖지 않는, 처리되고 있는 주사기 베럴을 보여주는, 도 42와 유사한 도면이다. 상기 주사기 베럴은 도 1-22, 26-28, 33-35, 37-39, 44, 및 53-54의 용기 처리 및 검사 장치와 사용가능하다.
VII.B.1.a. 유기실리콘 전구체로부터 코팅된 윤활성 코팅으로 코팅된 베럴을 갖는 주사기
VII.B.1.a. 또 다른 실시예는 다음의 공정으로 제작된 유형인 SiwOxCyHz의 윤활성 코팅을 갖는 용기이다.
VII.B.1.a. 상기 정의된 바와 같이 전구체가 제공된다.
VII.B.1.a. 상기 전구체는 코팅을 형성하기에 효과적인 조건하에서 기판에 도포된다. 상기 코팅은 중합되거나 교차결합되거나 양쪽 모두 되어, 처리되지 않은 기판보다 더 낮은 플런저 활동력 또는 브레이크아웃 힘을 갖는 윤활성 표면을 형성한다.
VII.B.1.a. 실시예들 중 어느 하나 VII 또는 서브-파트들 각각에 대하여, 선택적으로는 도포 단계가 상기 전구체를 증발시키고 이를 기판 근처에 제공함으로써 수행된다.
VII.B.1.a. 상기 실시예들 중 어느 하나 VII.A.1.a.i, 선택적으로는 플라즈마, 선택적으로는 비-중공-음극 플라즈마는 기판 부근에서 형성된다. 선택적으로는, 상기 전구체는 산소가 실질적으로 부재한 가운데 제공된다. 선택적으로는, 상기 전구체는 캐리어 가스가 실질적으로 부재한 가운데 제공된다. 선택적으로는, 상기 전구체는 질소가 실질적으로 부재한 가운데 제공된다. 선택적으로는, 상기 전구체는 1 Torr 미만의 절대 압력에서 제공된다. 선택적으로는, 상기 전구체는 선택적으로는 플라즈마 방출 부근에서 제공된다. 선택적으로는, 전구체의 반응 생성물이 기판에 1 내지 5000 nm, 또는 10 내지 1000 nm 또는 10 내지 200 nm 또는 20 내지 100 nm 두께의 두께로 도포된다. 선택적으로는, 상기 기판은 유리를 포함한다. 선택적으로는, 기판은 중합체, 선택적으로는 폴리카보네이트 중합체, 선택적으로는 올레핀 중합체, 선택적으로는 사이클릭 올레핀 공중합체, 선택적으로는 폴리프로필렌 중합체, 선택적으로는 폴리에스테르 중합체, 선택적으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체를 포함한다.
선택적으로는, 플라즈마는 예를 들면, 상기 정의된 바와 같은 RF 주파수, 예를 들면, 10 kHz 내지 300 MHz 미만, 더 바람직하게는 1 내지 50 MHz, 더욱 더 바람직하게는 10 내지 15 MHz 및 가장 바람직하게는 13.56 MHz의 주파수에서 전력을 받은 전극들을 사용하여 상기 전구체를 포함하는 가스 반응물질에 전력을 가하여 생성된다.
선택적으로는, 플라즈마는 0.1 내지 25 W, 바람직하게는 1 내지 22 W, 더 바람직하게는 3 내지 17 W, 더욱 더 바람직하게는 5 내지 14 W, 가장 바람직하게는 7 내지 11 W, 특히, 8 W의 전력이 공급된 전극들을 사용하여 상기 전구체를 포함하는 가스 반응물질에 전력을 가하여 생성된다. 상기 전력 대 플라즈마 부피의 비가 10 W/ml일 수 있고, 바람직하게는 5 W/ml 내지 0.1 W/ml이고, 더 바람직하게는 4 W/ml 내지 0.1 W/ml이고, 가장 바람직하게는 2 W/ml 내지 0.2 W/ml이다. 이러한 전력 수준들은 PECVD 플라즈마가 생성되는 1 내지 3 mL의 공 부피(void volume)를 갖는 유사한 형상의 주사기들 및 시료 튜브들과 용기들에 윤활성 코팅들을 도포하는데 적합하다. 더 크거나 더 작은 대상물들에 대하여 적용된 전력은 기판의 크기에 대해 공정을 스케일링 함에 따라 증감할 것이라고 생각된다.
VII.B.1.a 다른 실시예는 주사기 베럴의 내부 벽상의 윤활성 코팅이다. 상기 코팅은 하기 물질들 및 조건들을 이용하는 PECVD 공정으로부터 생성된다. 윤활성 코팅들에 대하여 이 명세서에서 어딘가에 정의된 바와 같이, 모노사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실록산, 또는 이들 중 2 이상의 조합으로부터 선택된 사이클릭 전구체가 바람직하게는 채용된다. 적당한 사이클릭 전구체의 일예는 선택적으로는 다른 전구체 물질들과 임의의 비율로 혼합되는 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS)을 포함한다. 선택적으로는,사이클릭 전구체는 필수적으로 옥타메티시클로테트라실록산(OMCTS)로 구성되어 있는데,이는 이로인하여 생성된 윤활성 코팅의 기본적이고 신규한 특성들을 즉,코팅된 표면의 플런저 활동력 또는 브레이크아웃 힘을 감소와 같이,변화시키지 않는 양으로 존재할 수 있다는 것을 의미하는 것이다.
VII.B.1.a 적어도 근본적으로 어떠한 산소도 상기 공정에 첨가되지 않는다. 잔존하는 대기압 산소는 주사기 베럴 내에 존재할 수 있으며, 앞선 단계에서 공급되고 완전히 소모되지 않은 잔존 산소가 여기에 근본적으로 산소가 없는 것으로 정의된, 주사기 베렐에서 존재할 수 있다. 어떠한 산소도 상기 공정에 첨가되지 않는다면, 이것 또한 ＂근본적으로 산소가 없는＂의 범위 내에 있다.
VII.B.1.a 충분한 플라즈마 생성 전원 입력, 예를 들면, 본 명세서의 하나 이상의 작업예들에서 성공적으로 사용되거나 본 명세서에 기술된 임의의 전원 수준은 코팅 형성을 코팅 형성을 유도하는데 제공된다.
VII.B.1.a 여기에 채용된 물질 및 조건은 상기 주사기 베럴을 통해 이동하는 주사기 플런저 활동력 또는 브레이크아웃 힘을 코팅되지 않은 주사기 베럴에 대해 적어도 약 25%,또는 적어도 45%, 또는 적어도 60%, 또는 60% 이상 감소시키는데 효과적이다. 20 내지 95 퍼센트, 또는 30 내지 80 퍼센트, 또는 40 내지 75 퍼센트, 또는 60 내지 70 퍼센트의 플런저 활동력 또는 브레이크 힘 감소 범위가 고찰된다.
VII.B.1.a. 다른 실시예는 내부 벽상에서 하기 구조를 갖는 소수성 코팅을 갖는 용기이다: w, x, y 및 z는 앞에서 정의된 SiwOxCyHz. 상기 코팅은 유사한 조성의 윤활제 코팅에 대하여 설명된 바와 같이 제조되지만, 처리되지 않은 기판보다 더 높은 접촉각을 갖는 소수성 표면을 형성하는데 효과적인 조건하에서 제조된다.
VII.B.1.a. 상기 실시예들 중 어느 하나 VII.A.1.a.ii에 대하여, 선택적으로는 기판은 유리 또는 중합체를 포함한다. 선택적으로는 상기 유리는 보로실리케이트 유리이다. 상기 중합체는 선택적으로는 폴리카보네이트 중합체, 선택적으로는 올레핀 중합체, 선택적으로는 사이클릭 올레핀 공중합체, 선택적으로는 폴리프로필렌 중합체, 선택적으로는 폴리에스테르 중합체, 선택적으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체이다.
VII.B.1.a. 다른 실시예는 플런저, 주사기 베럴 및 윤활성 층을 포함하는 주사기이다. 상기 주사기 베럴은 상기 플런저를 활강가능하게 수용하는 내부 표면을 갖는다. 상기 윤활성 층은 상기 주사기 베럴의 내부 표면상에 제공되고 SiwOxCyHz 윤활성 층의 코팅을 포함한다. 상기 윤활성 층은 1000 nm 두께 미만이며 상기 베럴 내에서 상기 플런저를 이동시키는데 필요한 브레이크아웃 힘 또는 플런저 활동력을 감소시키는데 효과적이다. 또한, 플런저 활동력의 감소는 베럴 내에서 플런저의 활강 마찰 계수의 감소 또는 플런저 힘의 감소로 표현된다; 이 용어들은 본 명세서에 동일한 의미를 갖는 것으로 간주된다.
VII.B.1.a. 도 50 내지 51의 주사기(544)는 플런저(546) 및 주사기 베럴(548)을 포함한다. 주사기 베럴(548)은 플런저(546)를 활강가능하게 받아들이는 내부 표면(552)을 갖는다. 또한, 주사기 베럴(548)의 내부 표면(552)은 SiwOxCyHz의 윤활제 코팅(554) 코팅을 포함한다. 상기 윤활성 층은 1000 nm 두께 미만, 선택적으로는 500 nm 두께 미만, 선택적으로는 200 nm 두께 미만, 선택적으로는 100 nm 두께 미만, 선택적으로는 50 nm 두께 미만이며, 저장 이후에 플런저의 접착을 극복하는데 필요한 브레이크아웃 힘 또는 플런저 활동력이 풀린 이후에 상기 베럴 내에서 상기 플런저를 이동시키는데 필요한 플런저 활동력을 감소시키는데 효과적이다. 윤활성 코팅은 코팅되지 않은 표면의 플런저 활동력 또는 브레이크아웃 힘을 갖는 것으로 특성화된다.
VII.B.1.a. 어느 유형의 전구체들 중 어느 하나는 단독으로 또는 이들 중 둘 이상의 조합으로 사용되어 윤활성 코팅을 제공할 수 있다.
VII.B.1.a. 진공 공정들을 활용하는 것에 더하여, 낮은 온도 대기(비-진공) 플라즈마 공정도 바람직하게는 헬륨 또는 아르곤과 같은 비-산화 대기에서 전구체 단량체 증기 전달을 통해 분자 이온화 및 증착을 유도하는데 활용될 수 있다. 또한, 열 CVD는 플래쉬(flash) 열분해 증착을 통해 이루어진 것으로 고려될 수 있다.
VII.B.1.a. 상기 접근법들은 표면 코팅 및 교차결합 메커니즘들이 동시에 발생할 수 있다는 점에서 진공 PECVD와 유사하다.
VII.B.1.a. 본 명세서에 기술된 임의의 코팅 또는 코팅들에 대하여 고찰되는 또 다른 수단은 용기의 내부(88) 전체에 걸쳐서 균일하게 도포되지 않은 코팅이다. 예를 들면, 폐쇄단(84)에서 용기 내부의 반원 부분과 비교하여, 상이하거나 다른 코팅이 용기 내부의 실린더형 부분에 선택적으로 도포될 수 있거나, 이와 반대일 수 있다. 이 수단은 플런저 피스톤 또는 클로저가 활강하는 베럴의 실린더형 부분의 일부 또는 모두에 윤활성 표면이 제공되고 어딘가에는 제공되지 않는, 아래에 기술된 주사기 베럴 또는 시료 수집 튜브에 대하여 특히 고찰된다.
VII.B.1.a. 선택적으로는, 전구체는 산소가 존재, 실질적으로 존재 또는 부재시에, 질소가 존재, 실질적으로 존재 또는 부재시에, 또는 캐리어 가스가 존재, 실질적으로 존재 또는 부재시에 제공될 수 있다. 고려되는 일 실시예에서, 전구체 홀로 기판에 전달되고 PECVD를 거쳐 코팅을 도포하고 경화한다.
VII.B.1.a. 선택적으로는,상기 전구체는 1Torr 미만의 절대 압력에서 제공될 수 있다.
VII.B.1.a. 선택적으로는, 상기 전구체는 플라즈마 방출 부근에서 제공될 수 있다.
VII.B.1.a. 선택적으로는, 전구체의 반응 생성물이 1 내지 5000 nm, 또는 10 내지 1000 nm, 또는 10 내지 200 nm, 또는 20 내지 100 nm의 두께로 기판에 도포될 수 있다.
VII.B.1.a. 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 기판은 유리 또는 중합체, 예를 들면, 폴리카보네이트 중합체, 올레핀 중합체(예를 들면, 사이클릭 올레핀 공중합체 또는 폴리프로필렌 중합체), 또는 폴리에스테르 중합체(예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 중합체)의 하나 이상을 포함할 수 있다.
VII.B.1.a. 상기 실시예들 중 어느 하나에서, 플라즈마는 본 명세서에서 정의된 바와 같이, RF 주파수에서 전원공급된 전극들을 사용하여 상기 전구체를 함유하는 가스 반응물질에 전력을 가하여 생성된다.
VII.B.1.a. 상기 실시예들 중 어느 하나에서, 플라즈마는 윤활성 코팅을 생성하는데 충분한 전력으로 공급된 전극들을 사용하여 상기 전구체를 함유하는 가스 반응물질에 전력을 가하여 생성된다. 선택적으로는, 플라즈마는 0.1 내지 25 W, 바람직하게는 1 내지 22 W, 더 바람직하게는 3 내지 17 W, 더욱 더 바람직하게는 5 내지 14 W, 가장 바람직하게는 7 내지 11 W, 특히, 8 W의 전력이 공급된 전극들을 사용하여 상기 전구체를 포함하는 가스 반응물질에 전력을 가하여 생성된다. 상기 전력 대 플라즈마 부피의 비가 10 W/ml일 수 있고, 바람직하게는 5 W/ml 내지 0.1 W/ml이고, 더 바람직하게는 4 W/ml 내지 0.1 W/ml이고, 가장 바람직하게는 2 W/ml 내지 0.2 W/ml이다. 이러한 전력 수준들은 PECVD 플라즈마가 생성되는 1 내지 3 mL의 공 부피(void volume)를 갖는 유사한 형상의 주사기들 및 시료 튜브들과 용기들에 윤활성 코팅들을 도포하는데 적합하다. 더 크거나 더 작은 대상물들에 대하여 적용된 전력은 기판의 크기에 대해 공정을 스케일링 함에 따라 증감할 것이라고 생각된다.
VII.B.1.a. 코팅은 상기 코팅을 중합하거나 교차결합하거나 양쪽 모두를 수행함으로써 경화되어 처리되지 않은 기판보다 더 낮은 플런저 활동력 또는 브레이크아웃 힘을 갖는 윤활성 표면을 형성할 수 있다. 경화는 PECVD와 같은 도포 공정 도중에 발생할 수 있거나 다른 처리에 의하여 수행되거나 적어도 완수될 수 있다.
VII.B.1.a. 비록 본 명세서에서 플라즈마 증착이 코팅 특징들을 보여주기 위하여 사용되었다고 하더라도, 기본 기판에 부착된 고체 필름을 여전히 탈착하는 동안에 시작 물질의 화학적 조성물이 최대한 보존되는 한 다른 증착 방법들이 사용될 수 있다.
VII.B.1.a. 예를 들면, 코팅 물질은 코팅을 스프레이하거나 기판을 코팅이 순수한 전구체 이거나 용매-희석된 전구체인 코팅으로 침지하여 (더 얇은 코팅의 기계적 증착을 가능하게하여)(액체 상태로부터) 주사기 베럴상으로 도포될 수 있다. 바람직하게는, 상기 코팅은 열 에너지, UV 에너지, 전자 빔 에너지, 플라즈마 에너지 또는 이들의 임의의 조합을 이용하여 교차결합될 수 있다.
VII.B.1.a. 또한, 상술한 바와 같이 실리콘 전구체를 표면상으로 도포하고 이후 별도의 경화 공정을 수행하는 것도 고찰된다. 도포 및 경화 조건들은 TriboGlide？ 상표하에서 수행되는 공정인,예비-코팅된 폴리플루오로알킬 에테르류의 대기압 플라즈마 경화에 사용되는 조건들과 유사할 수 있다. 이 공정의 더 상세한 사항들은 http://www.triboglide.com/process.htm에서 찾을 수 있다.
VII.B.1.a. 그러한 공정에서, 코팅되는 부품의 부분은 선택적으로는 대기압 플라즈마로 예비-처리될 수 있다. 이 예비처리는 다음 단계에서 스프레이되는 윤활제에 수용되도록 표면을 세정하고 활성화한다.
VII.B.1.a. 상기 전구체들 중 어느 하나 또는 중합된 전구체인 경우, 윤활 유체는 이후 처리되는 표면으로 스프레이된다. 예를 들면, IVEK 정밀 배분 기술을 이용하여 유체를 정확히 분무하고 균일한 코팅을 생성할 수 있다.
VII.B.1.a. 이후 상기 코팅은 다시 대기압 플라즈마 장을 이용하여, 부품에 결합되거나 교차결합된다. 이 모두는 코팅을 고정화하고 윤활제의 성능을 향상시킨다.
VII.B.1.a. 선택적으로, 대기압 플라즈마는 용기 내에서 주변 공기로부터 생성될 수 있는데, 이 경우 가스 공급과 진공 도출 장비는 필요하지 않다. 그러나, 바람직하게는 플라즈마가 생성되는 도중에 용기가 적어도 실질적으로 폐쇄되어 전원 요구를 최소화하고 용기 외부의 표면 또는 물질과 플라즈마의 접촉을 방지한다.
VII.B.1.a.i. 윤활성 코팅: SiO x 차단, 윤활성 층, 표면 처리.
표면 처리
VII.B.1.a.i. 다른 실시예는 루멘을 정의하는 베럴을 포함하고 플런저를 활강가능하게 수용하는, 즉, 내부 표면과 슬라이딩 접촉하도록 플런저를 수용하는, 내부 표면을 주사기이다.
VII.B.1.a.i. 상기 주사기 베럴은 열가소성 계열 물질로 제작될 수 있다.
VII.B.1.a.i. 선택적으로, 상기 베럴의 내부 표면은 본 명세서의 어딘가에 기술된 바와 같이 SiOx 차단막으로 코팅된다.
VII.B.1.a.i. 윤활성 코팅은 상기 베럴 내부 표면, 플런저 또는 양쪽 모두에, 또는 앞에서 도포된 SiOx 차단막에 도포된다. 윤활성 층은 실시예 VII.B.1.a 또는 본 명세서의 어딘가에 설명된 바와 같이 제공되고, 도포되며 경화될 수 있다.
VII.B.1.a.i. 예를 들면, 상기 윤활성 코팅은 임의의 실시예에서 PECVD에 의하여 도포될 수 있다. 상기 윤활성 코팅은 유기실리콘 전구체로부터 증착되며, 1000 nm 미만의 두께이다.
VII.B.1.a.i. 표면 처리는 상기 윤활성 코팅, 상기 열가소성 계열 물질 또는 양쪽 모두를 여과하거나 추출가능한 것을 감소시키는데 효과적인 양으로 상기 윤활성 코팅상에 수행된다. 따라서, 처리된 표면은 용질 리테이너로서 작용할 수 있다. 이러한 표면 처리는 피부 코팅, 예컨대, 적어도 1 nm 두께 및 100 nm 미만,또는 50 nm 두께 미만, 또는 40 nm 두께 미만, 또는 30 nm 두께 미만, 또는 20 nm 두께 미만, 또는 10 nm 두께 미만, 또는 5 nm 두께 미만, 또는 3 nm 두께 미만, 또는 2 nm 두께 미만, 또는 1 nm 두께 미만, 또는 0.5 nm 두께 미만인 피부 코팅를 얻을 수 있다.
본 명세서에 사용된 ＂여과＂는 용기 벽과 같은 기판으로부터 예를 들면, 주사기와 같은 용기의 내용물들 속으로 전이된 물질을 가리킨다. 통상적으로, 여과가능물들은 의도된 내용물들로 용기를 저장하고, 이후 상기 내용물들을 분석하여 상기 용기 벽으로부터 의도된 내용물들 속으로 어떤 물질이 여과되는지를 결정함으로써 측정된다. ＂추출＂은 시험 조건 항에서 기판으로부터 추출 매질로 어떤 물질이 제거될 수 있는 지 결정하기 위하여, 용기의 의도된 내용물들이 아닌 용매 또는 분산매를 도입함으로써 기판으로부터 제거되는 물질을 가리킨다.
VII.B.1.a.i. 용질 리테이너로 되는 표면 처리는 선택적으로는 본 명세서의 앞에서 정의된 바와 같이 각각, SiOx 또는 SiwOxCyHz 코팅일 수 있다. 일 실시예에서,표면 처리는 SiOx 또는 SiwOxCyHz의 PECVD 증착에 의하여 적용될 수 있다. 선택적으로는, 상기 표면 처리는 윤활성 층을 생성하는데 사용되는 것보다 더 높은 전원 또는 강한 산화 조건, 또는 양쪽 모두를 이용하여 적용되어, 경도가 더 강하고, 더 얇은 연속적인 용질 리테이너(539)를 제공할 수 있다. 표면 처리는 윤활성 코팅에서 100 nm 깊이 미만, 선택적으로는 20 nm 깊이 미만, 선택적으로는 10 nm 깊이 미만, 선택적으로는 5 nm 깊이 미만, 선택적으로는 3 nm 깊이 미만, 선택적으로는 1 nm 깊이 미만, 선택적으로는 0.5 nm 깊이 미만,선택적으로는 0.1에서 50 nm 깊이 사이일 수 있다.
VII.B.1.a.i. 상기 용질 리테이너는 기판을 포함하여, 기저 윤활성 및 다른 층들에 대하여 낮은 용질 여과 성능을 필요한 만큼 제공하는 것으로 고찰된다. 이 리테이너는 크기가 큰 용질 분자들 및 올리고머들(예를 들면, HMDSO, OMCTS, 그 단편들 및 예를 들면, "여과가능한 리테이너"와 같이, 윤활제로부터 유도된 이동상 올리고머들과 같은 실록산 모노머들)에 대한 용질 리테이너일 필요가 있고 가스(O2/N2/CO2/수증기) 차단막일 필요는 없다. 그러나, 용질 리테이너도 가스 차단막(예컨대, 본 발명에 따른 SiOx 코팅)일 수 있다. 진공 또는 대기압-계열 PECVD 공정들에 의하여 가스 차단 성능 없이도 양호한 여과가능한 리테이너를 생성할 수 있다. 상기 ＂여과가능성 차단막＂은 충분히 얇아서, 주사기 플런저 운동시에 플런저가 ＂용질 리테이너＂를 용이하게 침투하여 슬라이딩 플런저 니플을 윤활성 코팅 바로 아래로 노출시켜 처리되지 않은 기판보다 더 낮은 플런저 활동력 또는 브레이크아웃 힘을 갖는 윤활성 표면을 형성하게 된다.
VII.B.1.a.i. 다른 실시예에서, 표면 처리는 표면을 플라즈마 환경에서 산소에 노출시킴으로써 이전에 도포된 윤활성 층의 표면을 산화시켜 수행될 수 있다. 본 명세서에 기술된 SiOx 코팅을 형성하는 플라즈마 환경이 이용될 수 있다. 또한, 대기압 플라즈마 조건들은 산소가 풍부한 환경에서 채용될 수 있다.
VII.B.1.a.i. 형성된다고 하더라도, 윤활성 층 및 용질 리테이너는 선택적으로는 동시에 경화될 수 있다. 다른 실시예에서, 윤활성 층은 적어도 부분적으로 경화되고, 선택적으로는 완전히 경화되며, 경화 이후에 표면 처리가 제공, 적용될 수 있으며, 용질 리테이너는 경화될 수 있다.
VII.B.1.a.i. 상기 윤활성 코팅 및 용질 리테이너는 브레이크아웃 힘, 플런저 활동력, 또는 상기 윤활성 코팅 및 표면 처리가 없는 경우에 필요한 해당 힘보다 더 낮은 양쪽 모두의 힘을 제공하는데 효과적인 상대적 양으로 구성되고 존재한다. 즉, 용질 리테이너의 두께 및 조성은 아래에 있는 윤활성 코팅이 플런저를 윤활하는 동안에 윤활성 층으로부터 주사기의 내용물들로 물질의 여과를 감소시킨다. 용질 리테이너는 용이하게 풀어지며 플런저가 이동하는 경우 윤활성 층이 여전히 기능하여 플런저를 윤활할 만큼 충분히 얇은 것으로 고찰된다.
VII.B.1.a.i. 고찰되는 일 실시예에서, 윤활성 및 표면 처리는 베럴 내부 표면상에 적용될 수 있다. 고찰되는 다른 실시예에서, 윤활성 및 표면 처리는 플런저상에 적용될 수 있다. 고찰되는 또 다른 실시예에서, 윤활성 및 표면 처리는 베럴 내부 표면 및 플런저상에 적용될 수 있다. 이러한 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 주사기 베럴의 내부상에 선택적인 SiOx 차단 층이 존재하거나 부재할 수 있다.
VII.B.1.a.i. 고찰되는 하나의 실시예는 다중층, 예컨대, 주사기 베럴의 내부 표면에 도포되는 구성인 3중 층이다. 층 1은 산화 대기압에서 HMDSO, OMCTS 또는 양쪽 모두의 PECVD로 제조된 SiOx 가스 차단층일 수 있다. 그러한 대기는 예를 들면, 본 명세서에 기술된 PECVD 코팅 장치에 HMDSO 및 산소 가스를 공급함으로써 제공될 수 있다. 층(2)은 비-산화 대기에서 적용된 OMCTS를 이용한 윤활성 층일 수 있다. 그러한 비-산화 대기는 예를 들면, 본 명세서에 기술된 PECVD 코팅 장치에 HMDSO를 선택적으로는 산소가 실질적으로 또는 완전히 부재한 채로 공급함으로써 제공될 수 있다. 후속 용질 리테이너는 SiOx 또는 SiwOxCyHz의 박막을 형성하는 처리에 의하여, OMCTS 및/또는 HMDSO를 사용하는 더 높은 전원 및 산소를 사용한 용질 리테이너로서 형성될 수 있다.
VII.B.1.a.i. 특정한 이러한 다중층 코팅들은 적어도 어느 정도 다음과 같은 선택적인 장점들 중 하나 이상을 가지는 것을 고찰된다. 용질 리테이너가 내부 실리콘을 한정할 수 있으며 주사기의 내용물들 또는 어딘가로 이동하는 것을 방지하여, 주사기의 전달가능한 내용물들에 실리콘 입자들이 덜 존재하게 되고 윤활성 코팅 및 주사기의 내용물들 사이에서 상호작용에 대한 기회가 줄어들게 되므로, 이들은 실리콘을 다루는데 있어서 보고된 곤란한 점을 해결할 수 있다. 또한, 이들은 윤활점으로부터 윤활성 층을 멀리 이동하는 문제를 해결할 수 있어서, 주사기 베럴 및 플런저 사이에서 계면을 향상시키게 된다. 예를 들면, 브레이크 프리 힘은 감소될 수 있으며 이동중인 플런저 상에 끌어당김을 감소시킬 수 있거나 선택적으로는 양쪽 모두 감소시킬 수 있다.
VII.B.1.a.i. 용질 리테이너가 파손되는 경우, 용질 리테이너는 계속해서 윤활성 코팅 및 주사기 베럴에 부착하여, 입자들이 주사기의 전달가능하는 내용물에 비말동반되는 것을 억제할 수 있다.
VII.B.1.a.i. 또한, 이러한 특정 코팅들은 특히 차단 코팅, 윤활성 코팅 및 표면 처리가 동일한 장치, 예를 들면, 도시된 PECVD 장치에 적용된다면 제작상의 장점들을 제공할 것이다. 선택적으로, 상기 SiOx 차단 코팅, 윤활성 코팅 및 표면 처리 모두는 하나의 PECVD 장치 내에서 적용되어, 필요한 취급량을 현저하게 감소시킬 수 있다.
다른 장점들은 동일한 전구체들을 사용하고 공정을 변화시켜 차단 코팅, 윤활성 코팅 및 용질 리테이너를 형성함으로써 획득할 수 있다. 예를 들면, SiOx 가스 차단막은 높은 전원/높은 O2 조건하에서 OMCTS 전구체를 사용하여 도포될 수 있으며, 이어서 낮은 전원 및/또는 산소가 실질적으로 또는 완전히 존재하지 않는 가운데 OMCTS 전구체를 사용하여 도포된 윤활성막을 도포하고 중간 정도의 전원과 산소 하에서 OMCTS 전구체를 사용하여 표면 처리를 완료할 수 있다.
VII.B.1.b SiO X 코팅된 내부 및 차단막이 코팅된 외부가 있는 베럴을 갖는 주사기
VII.B.1.b. 도 50에 도시된 또 다른 실시예는 플런저(546), 베럴(548) 및 내부 및 외부 차단 코팅들(554 및 602)를 포함하는 주사기(544)이다. 상기 베럴(548)은 루멘(604)을 정의하는 열가소성 계열 물질로 제작될 수 있다. 상기 베럴(548)은 상기 플런저를 활강가능하게 수용하는 내부 표면(552) 및 외부 표면(606)을 가질 수 있다. x는 약 1.5 내지 약 2.9인 SiOx의 차단 코팅(554)은 상기 베럴(548)의 내부 표면(552)상에 제공될 수 있다. 수지의 차단성 코팅(602)은 상기 베럴(548)의 외부 표면(606)상에 제공될 수 있다.
VII.B.1.b. 임의의 실시예에서, 열가소성 계열 물질은 선택적으로는 폴리올레핀, 예를 들면, 폴리프로필렌 또는 사이클릭 올레핀 공중합체(예를 들면, TOPAS？ 상표명으로 시판되는 물질), 폴리에스테르, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 예를 들면, 비스페놀 A 폴리카보네이트 열가소성 물질 또는 기타 물질들을 포함할 수 있다. 이러한 물질들 중 어느 하나를 외부 층으로서 그리고 이러한 물질들 중 동일하거나 상이한 하나를 내부 층으로 갖는 복합체 주사기 베럴들이 고찰된다. 또한, 본 명세서의 어딘가에 기술된 복합체 주사기 베럴들 또는 시료 튜브들의 물질 조합 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
VII.B.1.b. 임의의 실시예에서, 수지는 선택적으로는 폴리비닐리덴 클로라이드를 동종중합체 또는 공중합체 형태로 포함할 수 있다. 예를 들면, PvDC 동종중합체들(속명: 사란(Saran)) 또는 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제 6,165,566호에 기술된 공중합체들이 채용될 수 있다. 선택적으로는, 수지가 라텍스 또는 다른 분산액의 형태로 베럴의 외부 표면상에 도포될 수 있다.
VII.B.1.b. 임의의 실시예에서, 상기 주사기 베럴(548)은 상기 플런저와 SiOx의 차단성 코팅 사이에 배치된 윤활성 코팅을 선택적으로 포함할 수 있다. 적절한 윤활성 코팅들은 본 명세서에 기술되어 있다.
VII.B.1.b. 임의의 실시예에서, 상기 윤활성 코팅은 PECVD에 의하여 선택적으로 도포될 수 있으며 SiwOxCyHz의 조성을 갖는 물질을 선택적으로 포함할 수 있다.
VII.B.1.b. 임의의 실시예에서, 주사기 베럴(548)은 표면 처리는 상기 윤활성 코팅, 상기 열가소성 계열 물질의 구성성분들 또는 양쪽 모두를 루멘(604)으로 여과하는 것을 감소시키는데 효과적인 양으로 상기 윤활성 코팅을 다루는 표면 처리를 포함할 수 있다.
VII.B.1.b SiO X 코팅된 내부 및 차단막이 코팅된 외부가 있는 베럴을 갖는 주사기의 제작 방법
VII.B.1.c. 또 다른 실시예는 플런저, 베럴 및 내부 및 외부 차단 코팅들을 포함하는 파트 VII.B.1.b의 실시예들 중 어느 하나에 기술된 주사기의 제작 방법이다. 상기 플런저를 활강가능하게 수용하는 내부 표면 및 외부 표면을 갖는 베럴이 제공된다. SiOx의 차단성 코팅은 PECVD에 의하여 상기 베럴의 내부 표면상에 제공된다. 수지의 차단성 코팅은 상기 베럴의 외부 표면상에 제공된다. 상기 플런저 및 베럴은 주사기를 제공하도록 조립된다.
VII.B.1.c. 수용성 라텍스로 플라스틱 물품의 효과적인 코팅(균일한 젖음)을 위해, 상기 라텍스의 표면 장력을 플라스틱 기판에 매칭시키는 것이 유용한 것으로 고찰된다. 이는 예를 들면, 라텍스의 표면 장력을 (계면활성제들 또는 용매들)로 감소시키고/감소시키거나 플라스틱 물품의 코로나 예비처리 및/또는 플라스틱 물품의 화학적 프라이밍을 독립적으로 또는 조합하여 수행하는 몇몇 접근법들에 의하여 수행될 수 있다.
VII.B.1.c. 선택적으로는, 수지는 라텍스를 베럴의 외부 표면상에 딥 코팅하고, 라텍스를 베럴의 외부 표면상에 스프레이 코팅하거나 양쪽 모두를 통해 도포되어, 향상된 가스 및 증기 차단 성능을 제공하는 플라스틱 계열 물품들을 제공할 수 있다. 향상된 가스 차단 성능 대 라미네이트되지 않은 플라스틱 물품을 제공하는 폴리비닐리덴 클로라이드 플라스틱 라미네이트 물품들이 제작될 수 있다.
VII.B.1.c. 임의의 실시예에서, 수지는 선택적으로는 열 경화될 수 있다. 수지는 선택적으로는 물을 제거하여 경화될 수 있다. 수지를 열 경화하고, 수지를 부분 진공 또는 낮은 습도 환경에 노출시키고, 수지를 촉매적으로 경화시키거나 다른 수단들에 의하여 물이 제거될 수 있다.
VII.B.1.c. 효과적인 열 경화 스케줄은 최종적으로 건조시켜 PvDC 결정화가 되도록 하여, 차단 성능을 제공하는 것으로 고찰된다. 1차 경화는 물론 열가소성 계열 물질의 열 내성에 따라, 예를 들면, 180 내지 310℉(82 내지 154℃)의 고온에서 수행될 수 있다. 상기 1차 경화 이후에 차단 성능은 선택적으로는 최종 경화 이후에 도달하는 최종 차단 성능의 약 85%일 수 있다.
VII.B.1.c. 최종 경화는 (2 주와 같은) 긴 시간 동안 약 65 내지 75℉ (18 내지 24℃)와 같은 주변 온도로부터 4 시간과 같은 짧은 시간 동안에 122℉ (50℃)와 같은 고온에 이르는 온도에서 수행될 수 있다.
VII.B.1.c. 우수한 차단 성능 이외에 PvDC-플라스틱 라미네이트 물품들은 선택적으로는 무색 투명성, 양호한 광택, 내마모성, 인쇄 적성 및 기계적 변형 저항과 같은 하나 이상의 바람직한 특성들을 제공하는 것으로 고찰된다.
VII.B.2 플런저들
VII.B.2.a 차단막이 코팅된 피스톤 정면을 이용
VII.B.2.a. 다른 실시예는 피스톤과 푸쉬 로드를 포함하는 주사기용 플런저이다. 상기 피스톤은 정면, 대략 실린더형인 주사기 베럴 내에서 이동가능하게 안착하도록 구성된 측면 및 후위 부위를 갖는다. 상기 정면은 차단 코팅을 갖는다. 상기 푸시 로드는 후위 부위와 맞물리며 주사기 베럴에서 상기 피스톤을 전진시키도록 구성되어 있다.
VII.B.2.b. 측면과 서로 접촉하는 윤활성 코팅을 이용
VII.B.2.b. 또 다른 실시예는 피스톤, 윤활성 코팅 및 푸쉬 로드를 포함하는 주사기용 플런저이다. 상기 피스톤은 정면, 대략 실린더 형태의 측면 및 후위 부위를 갖는다. 상기 측면은 주사기 베럴 내에서 이동가능하게 안착하도록 구성되어 있다 상기 윤활성 코팅은 상기 측면과 서로 접촉한다. 상기 푸시 로드는 상기 피스톤의 후위 부위와 맞물리며 주사기 베럴에서 상기 피스톤을 전진시키도록 구성되어 있다.
VII.B.3. 두 부분으로 된 주사기 및 루어 핏팅
VII.B.3. 다른 실시예는 플런저, 주사기 베럴 및 루어 핏팅을 포함하는 주사기이다. 상기 주사기는 상기 플런저를 활강가능하게 수용하는 내부 표면을 갖는 베럴을 포함한다. 상기 루어 핏팅은 내부 표면에 의하여 정의된 내부 통로를 갖는 루어 테이퍼를 포함한다. 상기 루어 핏팅은 상기 주사기 베럴로부터 분리된 구성요소로 형성되고 커플링에 의하여 상기 주사기 베럴에 접합된다. 루어 테이퍼의 내부 통로는 SiOx의 차단성 코팅을 갖는다.
VII.B.3. 도 50 내지 51를 참조하면, 주사기(544)는 선택적으로는 보조 루어 테이퍼(미도시, 종래)상에 설치된 카눌라(cannula)를 수용하는 루어 테이퍼(558)를 포함하는 루어 핏팅(556)을 포함할 수 있다. 상기 루어 테이퍼(558)는 내부 표면(562)에 의하여 정의된 내부 통로(560)를 갖는다. 상기 루어 핏팅(556)은 선택적으로는 상기 주사기 베럴(548)로부터 분리된 구성요소로 형성되고 커플링(564)에 의하여 상기 주사기 베럴(548)에 접합된다. 도 50 및 51에 도시된 바와 같이, 이 경우에 커플링(564)은 베럴(548)에 적어도 실질적으로는 누출 방지 방식으로 루어 핏팅을 고정하도록 함께 꽉 물리는 숫 부품(566) 및 암 부품(568)을 갖는다. 루어 테이퍼의 내부 표면(562)은 SiOx의 차단 코팅(570)을 포함할 수 있다. 상기 차단 코팅은 100 nm 두께 미만일 수 있으며 루어 핏팅의 내부 통로로 산소의 유입을 감소시키는데 효과적이다. 상기 차단 코팅은 루어 핏팅이 주사기 베럴에 연결되기 이전에 도포될 수 있다. 또한, 도 50 내지 51의 주사기는 테이퍼(558) 상에 카눌라의 보조 루어 테이퍼를 잠글 수 있도록 내부에 나사선이 나있는 선택적인 로킹 고리(572)를 갖는다.
VII.B.4. 윤활제 조성물들 - 유기실리콘 전구체를 인 시츄 중합하여 제작된 유기실리콘 전구체로부터 증착된 윤활성 코팅
VII.B.4.a. 공정에 의한 생성물 및 윤활성
VII.B.4.a. 또 다른 실시예는 윤활성 코팅이다. 이 코팅은 하기 공정에 의해 제작된 유형일 수 있다.
VII.B.4.a. 본 명세서에 언급된 전구체들 중 어느 하나는 단독으로 또는 조합되어 사용될 수 있다. 상기 전구체는 코팅을 형성하기에 효과적인 조건하에서 기판에 도포된다. 상기 코팅은 중합되거나 교차결합되거나 양쪽 모두 되어, 처리되지 않은 기판보다 더 낮은 플런저 활동력 또는 브레이크아웃 힘을 갖는 윤활성 표면을 형성한다.
VII.B.4.a. 다른 실시예는 윤활성 코팅의 도포방법이다. 유기실리콘 전구체는 코팅을 형성하기에 효과적인 조건하에서 기판에 도포된다. 상기 코팅은 중합되거나 교차결합되거나 양쪽 모두 되어, 처리되지 않은 기판보다 더 낮은 플런저 활동력 또는 브레이크아웃 힘을 갖는 윤활성 표면을 형성한다.
VII.B.4.b. 공정에 의한 생성물 및 분석 특성
VII.B.4.b. 본 발명의 또 다른 측면은 유기금속 전구체, 바람직하게는, 유기실리콘 전구체, 바람직하게는 선형 실록산, 선형 실라잔, 모노사이클릭 실록산, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실라잔 또는 이들 중 2 이상의 임의의 조합을 포함하는 공급 가스로부터 PECVD에 의해 증착된 윤활성 코팅이다. 상기 코팅은 X선 반사율(XRR)에 의하여 측정된 바와 같이 1.25에서 1.65 g/cm3 사이, 선택적으로는 1.35에서 1.55 g/cm3, 선택적으로는 1.4에서 1.5 g/cm3, 선택적으로는 1.44에서 1.48 g/cm3 사이의 밀도를 갖는다.
VII.B.4.b. 본 발명의 또 다른 측면은 유기금속 전구체, 바람직하게는, 유기실리콘 전구체, 바람직하게는 선형 실록산, 선형 실라잔, 모노사이클릭 실록산, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실라잔 또는 이들 중 2 이상의 임의의 조합을 포함하는 공급 가스로부터 PECVD에 의해 증착된 윤활성 코팅이다. 상기 코팅은 가스 크로마토그래피/질량 분광계에 의하여 측정된 바와 같이, 반복하는 -(Me)2SiO-모이어티들을 포함하는 하나 이상의 올리고머들을 가스제거 구성요소로서 갖는다. 선택적으로는, 상기 코팅은 실시예 VII.B.4.a 또는 VII.B.4.b 중 어느 하나의 제한들을 충족한다. 선택적으로는, 가스 크로마토그래피/질량 분광계에 의하여 측정된 코팅 기체제거 성분은 트리메틸실란올이 실질적으로 존재하지 않는다.
VII.B.4.b. 선택적으론, 상기 코팅 기체제거 성분은 하기 시험 조건들을 사용하는 가스 크로마토그래피/질량 분광계에 의하여 측정된 바와 같이, 반복하는 -(Me)2SiO-모이어티들을 포함하는 올리고머들의 적어도 10 ng/시험일 수 있다:
GC 칼럼: 30m X 0.25mm DB-5MS(J&W Scientific),
0.25 ㎛ 필름 두께
유량: 1.0 ml/분, 균일 흐름 모드
검출기: 질량 선택 검출기(MSD)
주사 모드: 분할 주사(10:1 분할비)
기체제거 조건들: 1½" (37mm) 챔버, 85℃에서 3 시간 동안 퍼지,
유속 60 ml/min
오븐 온도: 10℃/min의 속도로 40℃ (5 분) 내지 300℃;
300℃에서 5 분 동안 유지.
VII.B.4.b. 선택적으로는, 기체제거 성분은 반복하는 -(Me)2SiO- 모이어티들을 포함하는 올리고머들의 적어도 20 ng/시험을 포함할 수 있다.
VII.B.4.b. 선택적으로는, 공급 가스는 모노사이클릭 실록산, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실라잔 또는 이들 중 2 이상의 임의의 조합, 예를 들면, 모노사이클릭 실록산, 모노사이클릭 실라잔 또는 이들 중 2 이상의 임의의 조합을 포함한다.
VII.B.4.b. 임의의 실시예의 윤활성 코팅은 투과 전자 현미경(TEM)으로 측정된, 1에서 500 nm, 선택적으로는 20에서 200 nm, 선택적으로는 20에서 100 nm, 선택적으로는 30에서 100 nm 사이의 두께를 가질 수 있다.
VII.B.4.b. 본 발명의 다른 측면은 모노사이클릭 실록산, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실라잔 또는 이들 중 2 이상의 임의의 조합을 포함하는 공급 가스로부터 PECVD에 의해 증착된 윤활성 코팅이다. 상기 코팅은 X-선 광전자 분광법(XPS)에 의해 측정된 바와 같이, 탄소, 산소 및 실리콘의 100%로 정규화되고, 상기 공급 가스에 대한 원자식에서 탄소의 원자 농도를 초과하는, 탄소의 원자 농도를 갖는다. 선택적으로는, 상기 코팅은 실시예 VII.B.4.a 또는 VII.B.4.b의 제한들을 충족한다.
VII.B.4.b. 선택적으로는, 탄소의 원자 농도는 (실시예 15에서 XPS 조건들을 근거로 계산됨) 1 내지 80 원자 퍼센트, 또는 10 내지 70 원자 퍼센트, 또는 20 내지 60 원자 퍼센트, 또는 30 내지 50 원자 퍼센트, 또는 35 내지 45 원자 퍼센트, 또는 37 내지 41 원자 퍼센트만큼 증가한다.
VII.B.4.b. 본 발명의 다른 측면은 모노사이클릭 실록산, 모노사이클릭 실라잔, 폴리사이클릭 실록산, 폴리사이클릭 실라잔 또는 이들 중 2 이상의 임의의 조합을 포함하는 공급 가스로부터 PECVD에 의해 증착된 윤활성 코팅이다. 상기 코팅은 X-선 광전자 분광법(XPS)에 의해 측정된 바와 같이, 탄소, 산소 및 실리콘의 100%로 정규화되고, 상기 공급 가스에 대한 원자식에서 실리콘의 원자 농도의 미만인, 실리콘의 원자 농도를 갖는다. 선택적으로는, 상기 코팅은 실시예 VII.B.4.a 또는 VII.B.4.b의 제한들을 충족한다.
VII.B.4.b. 선택적으로는, 실리콘의 원자 농도는 (실시예 15에서 XPS 조건들을 근거로 계산됨) 1 내지 80 원자 퍼센트, 또는 10 내지 70 원자 퍼센트, 또는 20 내지 60 원자 퍼센트, 또는 30 내지 55 원자 퍼센트, 또는 40 내지 50 원자 퍼센트, 또는 42 내지 46 원자 퍼센트만큼 증가한다.
VII.B.4.b. 또한, VII.B.4 절에 인용된 임의의 둘 이상의 특성들의 조합을 갖는 윤활성 코팅들이 명시적으로 고찰된다.
VII.C. 용기 일반
VII.C. 본 명세서에서 기술되고 본 명세서에 기술된 방법에 따라 제조된, 코팅된 용기 또는 컨테이너는 화합물 또는 조성물의 수용 및/또는 저장 및/또는 전달을 위해 사용될 수 있다. 상기 화합물 또는 조성물은 예를 들면, 공기-민감성, 산소-민감성, 습도에 민감하고/하거나 기계적 영향들에 민감하다. 이는 생물학적으로 활성인 화합물 또는 조성물, 예를 들면, 인슐린 또는 인슐린을 포함하는 조성물과 같은 약제일 수 있다. 다른 측면에서, 생물학적 유체, 바람직하게는 체액, 예를 들면, 혈액 또는 혈액 분획물일 수 있다. 본 발명의 특정 측면들에 있어서, 상기 화합물 또는 조성물은 예를 들면, 혈액(기증자로부터 수증자로의 수혈 또는 환자로부터 그 환자로 다시 혈액의 재도입) 또는 인슐린과 같이, 주사되는 제품을 이를 필요로 하는 피검자에게 투여되는 제품이다.
VII.C. 또한, 본 명세서에서 기술되고 본 명세서에 기술된 방법에 따라 제조된, 코팅된 용기 또는 컨테이너는 코팅되지 않은 용기 물질의 표면의 기계적 및/또는 화학적 영향으로부터 그 내부 공간에 담겨진 화합물 또는 조성물을 보호하는데 사용될 수 있다. 예를 들면, 인슐린 침전 또는 혈액 응고 또는 혈소판 활성화 같이, 상기 화합물 또는 상기 조성물의 성분의 침전 및/또는 응고 또는 혈소판 활성화를 방지하거나 감소시키는데 사용될 수 있다.
VII.C. 또한, 예를 들면, 상기 용기를 둘러싸는 환경으로부터 하나 이상의 화합물들이 용기의 내부 공간으로 유입되는 것을 방지하거나 감소시켜 용기의 외부의 환경으로부터 그 내부에 담겨진 화합물 또는 조성물을 보호하는데 사용될 수 있다. 그러한 환경 화합물은 가스 또는 액체, 예를 들면, 산소, 공기 및/또는 수증기를 포함하는 대기압 가스 또는 액체일 수 있다.
VII.C. 또한, 본 명세서에 기술된 바와 같이 코팅된 용기는 진공되고 진공된 상태로 저장될 수 있다. 예를 들면, 코팅은 코팅되지 않은 해당 용기와 비교하여 진공을 더 잘 유지하게 한다. 이 실시예의 일 측면에서, 코팅된 용기는 혈액 수집 튜브이다. 또한, 상기 튜브는 예를 들면, EDTA 또는 헤파린과 같이, 혈액 응고 또는 혈소판 활성화를 방지는 작용제를 포함할 수 있다.
VII.C. 상술한 실시예들 중 어느 하나는 예를 들면, 약 1 cm 내지 약 200 cm, 선택적으로는 약 1 cm 내지 약 150 cm, 선택적으로는 약 1 cm 내지 약 120 cm, 선택적으로는 약 1 cm 내지 약 100 cm, 선택적으로는 약 1 cm 내지 약 80 cm, 선택적으로는 약 1 cm 내지 약 60 cm, 선택적으로는 약 1 cm 내지 약 40 cm, 선택적으로는 약 1 cm 내지 약 30 cm의 길이를 갖는 용기를 제공하고 이를 아래에 기술된 바와 같이 프로브 전극으로 처리하여 제작될 수 있다. 특히, 상기 범위에서 길이가 더 긴 것에 대하여, 프로브와 용기 사이의 상대 운동은 코팅 형성 동안에 유용할 수 있다는 것이 고찰된다. 이는 예를 들면, 프로브에 대하여 용기를 이동시키거나 용기에 대하여 프로브를 이동시켜 수행될 수 있다.
VII.C. 이러한 실시예들에서, 상기 코팅은 일부 실시예들에서 용기는 진공된 혈액 수집 튜브의 높은 차단 완전성을 요구하지 않기 때문에, 차단 코팅에 대하여 선호될 수 있는 것보다 더 얇거나 덜 완벽할 수 있다고 고찰된다.
VII.C. 앞의 실시예들 중 어느 하나의 선택적인 특징은 중심축을 갖는다.
VII.C. 앞의 실시예들 중 어느 하나의 선택적인 특징으로서, 용기 벽은 벽을 파손시키지 않으면서, 적어도 실질적으로는 직선 내지 상기 용기의 외경의 100 배 길이 정도의 중심축에서 굽은 반경의 범위에 걸쳐 20℃에서 적어도 1회 휘어질 만큼 충분히 가요성이다.
VII.C. 앞의 실시예들 중 어느 하나의 선택적인 특징으로서, 중심축에서 굽은 반경은 상기 용기의 외경의 90 배 정도, 또는 80 배 정도, 또는 70 배 정도, 또는 60 배 정도, 또는 50 배 정도, 또는 40 배 정도, 또는 30 배 정도, 또는 20 배 정도, 또는 10 배 정도, 또는 9 배 정도, 또는 8 배 정도, 또는 7 배 정도, 또는 6 배 정도, 또는 5 배 정도, 또는 4 배 정도, 또는 3 배 정도, 또는 2 배 정도, 또는 상기 용기의 외경 정도이다.
VII.C. 앞의 실시예들 중 어느 하나의 선택적인 특징으로서, 용기 벽은 가요성 물질로 제작된 유체-접촉 표면일 수 있다.
VII.C. 앞의 실시예들 중 어느 하나의 선택적인 특징으로서, 용기 루멘은 펌프의 유체 흐름 통로일 수 있다.
VII.C. 앞의 실시예들 중 어느 하나의 선택적인 특징으로서, 용기는 의료용으로 상태가 양호한 혈액을 유지하도록 맞춰진 혈액 백(blood bag)일 수 있다.
VII.C., VII.D. 앞의 실시예들 중 어느 하나의 선택적인 특징으로서 중합체 물질은 2가지 예들로서 실리콘 탄성체 또는 열가소성 폴리우레탄 또는 혈액 또는 인슐린과 접촉하기에 적합한 임의의 물질일 수 있다.
VII.C., VII.D. 선택적인 일 실시예에서, 용기는 적어도 2 mm, 또는 적어도 4 mm의 내경을 갖는다.
VII.C. 앞의 실시예들 중 어느 하나의 선택적인 특징으로서, 용기는 튜브이다.
VII.C. 앞의 실시예들 중 어느 하나의 선택적인 특징으로서, 루멘은 적어도 두 개의 개방단들을 갖는다.
VII.C.1. 유기실리콘 전구체로부터 증착된 코팅을 갖는, 생존가능한 혈액을 포함하는 용기
VII.C.1. 또 다른 실시예는 혈액 함유 용기이다. 그러한 용기의 몇몇 비한정 예들은 혈액 수혈 백, 시료가 수집되어 있는 혈액 시료 수집 용기, 심장-폐 기계의 튜빙, 가요성 벽으로 된 혈액 수집 백 또는 수술 도중에 환자의 혈액을 수집하고 이 혈액을 환자의 맥관구조로 재도입하는데 사용되는 튜빙이다. 만약 상기 용기가 혈액 펌프용 펌프를 포함한다면, 특히 적절한 펌프는 원심 펌프 또는 연동 펌프이다. 상기 용기는 벽을 가진다; 상기 벽은 루멘을 정의하는 내부 표면을 가진다. 상기 벽의 내부 표면은 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9이며, 더 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 9인 SiwOxCyHz의 적어도 부분적인 코팅을 갖는다. 상기 코팅은 단분자 두께 정도 정도로 얇거나 약 1000 nm 정도의 두께일 수 있다. 상기 용기는 상기 SiwOxCyHz 코팅과 접촉하고 있는 루멘 내에 배치된 환자의 혈관계로 돌아올 수 있는 생존가능한 혈액을 포함한다.
VII.C.1. 일 실시예는 벽을 포함하고 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 혈액 함유 용기이다. 내부 표면은 SiwOxCyHz의 적어도 부분적인 코팅을 갖는다. 또한, 상기 코팅은 x가 본 명세서에서 정의된 바와 같은 SiOx을 포함하거나 필수적으로 SiOx로 구성될 수 있다. 상기 코팅의 두께는 내부 표면상에서 단분자 두께 내지 약 1000 nm 두께의 범위에 있다. 상기 용기는 상기 SiwOxCyHz 코팅과 접촉하고 있는 루멘 내에 배치된 환자의 혈관계로 돌아올 수 있는 생존가능한 혈액을 포함한다.
VII.C.2. 유기실리콘 전구체로부터 증착된 코팅은 용기에서 혈액의 응고 또는 혈소판 활성화를 감소시킨다
VII.C.2. 다른 실시예는 벽을 갖는 용기이다. 상기 벽은 루멘을 정의하는 내부 표면을 가지며 바람직하게는 w, x, y 및 z는 앞에서 정의된 바와 같고: w는 1이고, x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9이며, 더 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 약 9인 SiwOxCyHz의 적어도 부분적인 코팅을 갖는다. 상기 코팅의 두께는 내부 표면상에서 단분자 두께 내지 약 1000 nm 두께이다. 상기 코팅은 SiwOxCyHz로 코팅되지 않은 동일 유형의 벽과 비교하여, 내부 표면에 노출된 혈액의 응고 또는 혈소판 활성화를 감소시키는데 효과적이다.
VII.C.2. SiwOxCyHz 코팅의 혼합으로 인하여 변형되지 않은 중합체 또는 SiOx 표면과 접촉하고 있는 특성들과 비교해 보면, 상기 혈액의 접착성 또는 응고 형성 경향을 감소시킬 것으로 생각된다. 이 특성은 심장 수술하는 동안에 심장-폐 기계를 사용하는 경우에, 혈액이 환자로부터 제거되고 이후 환자로 복귀될 것을 요구하는 유형의 수술을 경험하는 환자에게서 헤파린의 필요한 혈액 농도를 감소시켜서, 혈액을 헤파린으로 처리하는 필요를 감소시키거나 이러한 필요를 잠재적으로 제거하는 것으로 고찰된다. 이는 헤파린의 사용으로 유래하는 출혈 합병증을 감소시킴으로써 그러한 용기를 통해 혈액의 통행을 포함하는 수술의 합병증을 감소시킬 것이라고 고찰된다.
VII.C.2. 다른 실시예는 벽을 포함하고 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 혈액 함유 용기이다. 내부 표면은 코팅의 두께가 단분자 두께 내지 상기 내부 표면상에서 약 1000 nm 두께이고, 상기 코팅은 내부 표면에 노출된 혈액의 응고 또는 혈소판 활성화를 감소시키는데 효과적인 SiwOxCyHz의 적어도 부분적인 코팅을 갖는다.
VII.C.3. 생존가능한 혈액을 포함하며, III 족 또는 IV 족 원소의 코팅을 갖는 용기
VII.C.3. 다른 실시예는 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 벽을 갖는 혈액 함유 용기이다. 상기 내부 표면은 하나 이상의 III 족 원소들, 하나 이상의 IV 족 원소들 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함하는 조성물의 적어도 부분적인 코팅을 갖는다. 상기 코팅의 두께는 내부 표면상에서 단분자 두께 이상 내지 약 1000 nm 이하까지의 두께이다. 상기 용기는 상기 코팅과 접촉하고 있는 루멘 내에 배치된 환자의 혈관계로 돌아올 수 있는 생존가능한 혈액을 포함한다.
VII.C.4 III 족 또는 IV 족 원소의 코팅은 상기 용기 내에서 혈액의 응고 또는 혈소판 활성화를 감소시킨다
VII.C.4. 선택적으로는, 상기 선행 문단의 용기에서, III 족 또는 IV 족 원소의 코팅은 상기 용기 벽의 내부 표면에 노출된 혈액의 응고 또는 혈소판 활성화를 감소시키는데 효과적이다.
VII.D. 약학적 전달 용기들
VII.D. 본 명세서에서 기술된, 코팅된 용기 또는 컨테이너는 상기 용기 내에 담겨진 화합물 또는 조성물이 상기 용기를 둘러싸는 환경으로 빠져 나가는 것을 방지하거나 감소시키는 데 사용될 수 있다.
또한, 상세한 설명 및 청구의 범위 중 어느 한 부분으로부터 명백한, 본 명세서에 기술된 코팅 및 용기의 다른 용도들이 고찰된다.
VII.D.1. 유기실리콘 전구체로부터 증착된 코팅을 갖는, 인슐린을 포함하는 용기
VII.D.1. 다른 실시예는 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 벽을 포함하는 인슐린 함유 용기이다. 상기 내부 표면은 바람직하게는 w, x, y 및 z가 앞에서 정의된바와 같고: w는 1이고, x는 약 0.5 내지 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9이며, 더 바람직하게는 w는 1이고, x는 약 0.5 내지 1이고, y는 약 2 내지 약 3이며, z는 6 내지 약 9인 SiwOxCyHz의 적어도 부분적인 코팅을 갖는다. 상기 코팅은 내부 표면상에서 단분자 두께 내지 약 1000 nm 두께일 수 있다. 인슐린은 상기 SiwOxCyHz 코팅과 접촉하고 있는 루멘 내에 배치된다.
VII.D.1. 또 다른 실시예는 벽을 포함하며 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 인슐린 함유 용기이다. 내부 표면은 코팅의 두께가 단분자 두께 내지 상기 내부 표면상에서 약 1000 nm 두께인 SiwOxCyHz의 적어도 부분적인 코팅을 갖는다. 인슐린, 예를 들면, 인간에게 사용하기 위해 FDA 승인된 약학적 인슐린은 상기 SiwOxCyHz 코팅과 접촉하고 있는 루멘 내에 배치된다.
VII.D.1. 변형되지 않은 중합체 표면과 접촉하고 있는 특성들과 비교해 보면, SiwOxCyHz 코팅의 혼합으로 인하여 인슐린 펌프의 전달 튜브 내에서 상기 인슐린의 접착성 또는 응고 형성 경향을 감소시킬 것으로 생각된다. 이 특성은 고체 침전물을 제거하기 위하여 인슐린을 전달 튜브를 통하여 여과시킬 필요성을 감소하거나 잠재적으로 제거하는 것으로 고찰된다.
VII.D.2. 유기실리콘 전구체로부터 증착된 코팅은 용기 내에 인슐린 침전을 감소시킨다
VII.D.2. 선택적으로, 앞 문단의 용기에서, SiwOxCyHz의 코팅은 SiwOxCyHz의 코팅이 없는 동일한 표면과 비교하여, 내부 표면과 접촉하는 인슐린으로부터 침전 형성을 감소시키는데 효과적이다.
VII.D.2. 또 다른 실시예는 벽을 포함하고 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 용기이다. 내부 표면은 SiwOxCyHz의 적어도 부분적인 코팅을 포함한다. 상기 코팅의 두께는 내부 표면상에서 단분자 두께 내지 약 1000 nm 두께의 범위에 있다. 상기 코팅은 내부 표면과 접촉하는 인슐린으로부터 침전 형성을 감소시키는데 효과적이다.
VII.D.3. III 족 또는 IV 족 원소의 코팅을 갖는, 인슐린을 포함하는 용기
VII.D.3. 다른 실시예는 루멘을 정의하는 내부 표면을 갖는 벽을 포함하는 인슐린 함유 용기이다. 상기 내부 표면은 탄소, 하나 이상의 III 족 원소들, 하나 이상의 IV 족 원소들 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함하는 조성물의 적어도 부분적인 코팅을 갖는다. 상기 코팅은 내부 표면상에서 단분자 두께 내지 약 1000 nm 두께일 수 있다. 인슐린은 상기 코팅과 접촉하고 있는 루멘 내에 제공된다.
VII.C.4 III 족 또는 IV 족 원소의 코팅은 상기 용기 내에서 혈액의 응고 또는 혈소판 활성화를 감소시킨다
VII.D.4. 선택적으로, 앞 문단의 용기에서, 탄소, 하나 이상의 III 족 원소들, 하나 이상의 IV 족 원소들 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함하는 조성물의 코팅은 상기 코팅이 없는 동일한 표면과 비교하여, 내부 표면과 접촉하는 인슐린으로부터 침전의 형성을 감소시키는데 효과적이다.
작업예
실시예 0: 튜브 및 주사기 베럴을 형성하고 코팅하는 기본 프로토콜들
이하 작업예들에서 시험된 용기들은 개별 실시예들에서 달리 지시된 바를 제외하고는, 하기 예시적인 프로토콜들에 따라 형성되고 코팅되었다. 하기 기본적인 프로토콜들에서 주어진 특정한 매개변수 수치들, 예컨대, 전력 및 공정 가스 흐름은 통상적인 수치들이다. 매개변수 수치들이 이러한 통상적인 수치들과 비교하여 변하였던 경우, 이는 후속 작업예들에서 표시될 것이다. 동일한 사항이 공정 가스의 유형과 조성에 적용된다.
COC 튜브를 형성하기 위한 프로토콜(예컨대, 실시예 1, 19에서 사용됨)
진공 혈액 수집 튜브들로 흔히 사용되는 유형과 크기의 사이클릭 올레핀 공중합체(COC) 튜브들("COC 튜브들")은 아래와 같은 치수들을 가지면서, 독일 Frankfurt am Main 주 Hoechst AG로부터 구입할 수 있는 Topas？ 8007-04 사이클릭 올레핀 공중합체(COC) 수지로부터 사출성형되었다: 길이 75 mm, 외경 13 mm 및 0.85 mm 벽 두께로, 각각은 약 7.25 cm3의 부피와 폐쇄되고 둥근 말단을 갖는다.
PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜(예컨대, 실시예 2, 4, 8, 9, 10에서 사용됨)
진공 혈액 수집관으로 통상적으로 사용되는 유형의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 튜브("PET 튜브")는 다음과 같은 치수를 갖는, COC 관을 형성하는 프로토콜에 사용되는 동일한 성형틀에서 사출 성형된다: 길이 75 mm, 외경 13 mm 및 0.85 mm 벽 두께로, 각각은 약 7.25 cm3의 부피와 폐쇄되고 둥근 말단을 갖는다.
튜브 내부를 SiO x 로 코팅하기 위한 프로토콜(예컨대, 실시예 1, 2, 4, 8, 9, 10, 18, 19에서 사용됨)
도 2에 도시된 바와 같이, 특이적으로 고찰되는 실시예인 도 45의 실링 메카니즘을 갖는 장치가 사용되었다. 용기 지지대(50)는 미국 윌밍턴 델라웨어 주 소재 E.I. du Pont de Neumours 사로부터 구입가능한 Delrin？ 아세탈 수지로 제작되었으며, 1.75 인치(44 mm) 의 외경과 1.75 인치(44 mm)의 높이를 갖는다. 용기 지지대(50)는 장치가 전극(160)의 안팎으로 이동하게 하는 Delrin？ 구조에 수납되었다.
전극(160)은 Delrin？ 쉴드를 가지며 구리로 제작되었다. 상기 Delrin？ 쉴드는 구리 전극(160)의 외부 주위에서 균일하다. 전극(160)은 대략 3 인치(76 mm) 높이(내부)로 측정되고 넓이가 대략 0.75 인치(19 mm)였다.
용기(80)로 사용된 튜브는 튜브의 외부 주위로 Viton？ O-링들(490, 504)(Viton？ 미국 윌밍턴 델라웨어 소재, Dupont Performance Elastomers LLC의 상표명이다)을 사용하여 용기 지지대(50) 기본 실링으로 삽입되었다(도 45). 튜브(80)는 연장된(정지한) 1/8-인치(3-mm.) 직경 황동 프로브 또는 상대 전극(108)상에 실링 위치로 조심스럽게 이동되었으며 구리 플라즈마 스크린에 대하여 밀쳐졌다.
구리 플라즈마 스크린(610)은 튜브의 외경에 적합하도록 절단된 천공 구리 호일 물질(미국 일리노이 주 시카고 시 K&S Engineering, 부품 #LXMUW5 구리 메쉬)이며, 튜브 삽입을 위한 스탑(stop)으로 작용하는 방사상으로 연장하는 접합부 표면(494)에 의하여 제자리에서 지탱하였다(도 참조 45). 상기 구리 메쉬 두 조각들은 황동 프로브 또는 상대 전극(108) 주위로 꼭 들어맞아서, 전기 접촉이 양호하게 유지되도록 하였다.
황동 프로브 또는 상대 전극(108)은 튜브의 내부로 대략 70 mm 연장하며 #80 와이어의 어레이(직경 = 0.0135 인치 또는 0.343 mm)를 가졌다. 황동 프로브 또는 상대 전극(108)은 용기 지지대(50)의 바닥에 있는 Swagelok？ 핏팅(미국 솔론 오하이오 주 소재 Swagelok 사로부터 구입가능함)을 통해 연장되고, 용기 지지대(50) 기본 구조를 통해 연장하였다. 황동 프로브 또는 상대 전극(108)은 RF 매칭 네트워크의 케이징에 접지되었다.
가스 전달 포트(110)는 튜브의 길이를 따라 프로브 또는 상대 전극(108)에서 12 개 홀들(4면의 각각에 3 개씩 서로 90 도 방향이다) 이며 가스 전달 포트(110)의 말단을 막고 있는 알루미늄 캡에 있는 2 개의 홀들이다. 가스 전달 포트(110)는 배출용 수동 볼 밸브, 열전쌍 압력 게이지 및 진공 펌핑 라인에 연결된 우회 밸브를 통합하는 Swagelok？ 핏팅들로 구성된 스테인레스 강 조립체에 연결되었다. 또한, 공정 가스들, 산소 및 헥사메틸디실록산(HMDSO)이 (공정 압력하에서) 가스 전달 포트(110)를 통해 튜브의 내부로 흘러가도록 하는 가스 전달 포트(110)에 연결되었다.
가스 시스템은 산소를 90 sccm에서 (또는 특정예를 위해 보고된 특정 흐름에서) 공정으로 제어가능하게 흘러가게 하기 위한 Aalborg？ GFC17 질량 유량계(부품 # EW-32661-34, 미국 일리노이 주 배링턴 소재 Cole-Parmer Instrument 사) 및 길이 49.5 인치(1.26 m)의 폴리에테르 에테르 케톤("PEEK") 모세관(외경, "OD" 1/16-인치(1.5-mm.), 내경, "ID" 0.004 인치(0.1 mm))로 구성되었다. PEEK 모세관 말단은 액체 헥사메틸디실록산("HMDSO", 런던 소재 Johnson Matthey PLC 사로부터 구입가능한 Alfa Aesar？ 부품 번호 L16970, NMR 급)으로 삽입되었다. 액체 HMDSO는 공정 도중에 튜브 내의 더 낮은 압력으로 인하여 상기 모세관을 통해 흡인되었다. 이후 상기 HMDSO는 저압 영역으로 들어감에 따라 모세관의 배출구에서 증기로 기화되었다.
이 지점을 지나는 액체 HMDSO의 응축이 일어나지 않게 하기 위하여, (산소를 포함하는) 가스 흐름은 Swagelok？ 3-웨이 밸브를 통해 처리용 튜브의 내부로 흘러들어가지 않는 경우 펌핑 라인으로 전환되었다. 튜브가 일단 설치되면, 진공 펌프 밸브는 용기 지지대(50) 및 튜브의 내부로 개방되었다.
Alcatel 회전식 진공 펌프 및 블로워(blower)는 진공 펌프 시스템을 포함하였다. 펌핑 시스템으로 인하여 튜브의 내부는 공정 가스들이 표시된 속도로 흐르는 동안에 200 mTorr 미만의 압력으로 감소되도록 하였다.
기본 진공 수준에 일단 도달되면, 용기 지지대(50) 조립체는 전극(160) 조립체로 이동되었다. 가스 스트림(산소 및 HMDSO 증기)은 (펌핑 라인으로부터 가스 전달 포트(110)로 가는 3-웨이 밸브를 조절하여) 황동 가스 전달 포트(110)로 흘러들었다. 튜브 내부의 압력은 진공을 조절하는 밸브 근처의 펌핑 라인에 설치된 용량식 마노미터(MKS)에 의하여 측정된 바와 같이 대략 300 mTorr 였다. 상기 튜브 압력에 더하여, 가스 전달 포트(110) 및 가스 시스템 내부의 압력도 가스 시스템에 연결된 열전쌍 진공 게이지를 사용하여 측정되었다. 이 압력은 통상적으로 8 Torr 미만이었다.
가스가 튜브의 내부로 일단 흘러들어 가면, RF 전원 공급기는 고정된 전원 수준으로 작동되었다. ENI ACG-6 600 와트 RF 전원 공급기는 대략 50 와트의 고정된 전원 수준에서 (13.56 MHz로) 사용되었다. 출력 전원은 코팅 장치가 장동하는 동안에 전원 공급기의 RF 출력에 연결된 Bird Corporation Model 43 RF 와트 계량기를 사용하여 이것과 다음 모든 프로토콜들 및 실시예들에서 보정되었다. 전원 공급에 대한 다이알 세팅과 출력 전원 사이에 다음과 같은 관계가 발견되었다: RF 전원 출력 = 55 x 다이알 세팅. 본 출원에 대한 우선권 출원들에서, 인자 100이 사용되었는데, 이는 부정확한 것이었다. RF 전원 공급기는 ENI ACG-6 RF 전원 공급기의 50 ohm 출력 임피던스로 (튜브 내에서 생성된) 플라즈마의 복소 임피던스와 매칭시키는 COMDEL CPMX1000 오토 매칭에 연결되었다. 순방향 전력은 50 와트 (또는 특정 실시예에 대하여 보고된 특정량)였고 반사 전력은 0 와트여서 가해진 전력은 튜브의 내부로 전달되었다. RF 전원 공급기는 실험실 타이머 및 5 초(또는 특정 실시예에 대하여 보고된 특정한 시간 주기)로 설정된 시간에 대한 전력에 의하여 제어되었다. RF 전원이 개시되면, 튜브의 내부에 균일한 플라즈마가 확립되었다. 플라즈마는 RF 전원이 타이머에 의해 종료될 때까지 총 5 초 동안 유지되었다. 플라즈마는 튜브 표면의 내부상에 대략 20 nm 두께 (또는 특정예에서 보고된 특정한 두께)의 실리콘 옥사이드 코팅을 생성하였다.
코팅 이후에, 가스 흐름은 진공 라인으로 다시 되돌아 갔으며 진공 밸브는 폐쇄되었다. 이후, 배기 밸브가 개방되어, 튜브의 내부를 대기압(대략 760 Torr)으로 돌려 놓았다. 이후, 튜브는 (전극(160) 조립체로부터 용기 지지대(50) 조립체를 이동시킨 후) 용기 지지대(50) 조립체로부터 조심스럽게 제거되었다.
튜브 내부를 소수성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜(예컨대, 실시예 9에서 사용됨)
도 2에 도시된 바와 같이, 특이적으로 고찰되는 실시예인 도 45의 실링 메카니즘을 갖는 장치가 사용되었다. 용기 지지대(50)는 미국 윌밍턴 델라웨어 주 소재 E.I. du Pont de Neumours 사로부터 구입가능한 Delrin？ 아세탈 수지로 제작되었으며, 1.75 인치(44 mm) 의 외경과 1.75 인치(44 mm)의 높이를 갖는다. 용기 지지대(50)는 장치가 전극(160)의 안팎으로 이동하게 하는 Delrin？ 구조에 수납되었다.
전극(160)은 Delrin？ 쉴드를 가지며 구리로 제작되었다. 상기 Delrin？ 쉴드는 구리 전극(160)의 외부 주위에서 균일하다. 전극(160)은 대략 3 인치(76 mm) 높이(내부)로 측정되고 넓이가 대략 0.75 인치(19 mm)였다.
용기(80)로 사용된 튜브는 튜브의 외부 주위로 Viton？ O-링들(490, 504)(Viton？ 미국 윌밍턴 델라웨어 소재, Dupont Performance Elastomers LLC의 상표명이다)을 사용하여 용기 지지대(50) 기본 실링으로 삽입되었다(도 45). 튜브(80)는 연장된(정지한) 1/8-인치(3-mm.) 직경 황동 프로브 또는 상대 전극(108)상에 실링 위치로 조심스럽게 이동되었으며 구리 플라즈마 스크린에 대하여 밀쳐졌다.
구리 플라즈마 스크린(610)은 튜브의 외경에 적합하도록 절단된 천공 구리 호일 물질(미국 일리노이 주 시카고 시 K&S Engineering, 부품 #LXMUW5 구리 메쉬)이며, 튜브 삽입을 위한 스탑(stop)으로 작용하는 방사상으로 연장하는 접합부 표면(494)에 의하여 제자리에서 지탱하였다(도 참조 45). 상기 구리 메쉬 두 조각들은 황동 프로브 또는 상대 전극(108) 주위로 꼭 들어맞아서, 전기 접촉이 양호하게 유지되도록 하였다.
황동 프로브 또는 상대 전극(108)은 튜브의 내부로 대략 70 mm 연장하며 #80 와이어의 어레이(직경 = 0.0135 인치 또는 0.343 mm)를 가졌다. 황동 프로브 또는 상대 전극(108)은 용기 지지대(50)의 바닥에 있는 Swagelok？ 핏팅(미국 솔론 오하이오 주 소재 Swagelok 사로부터 구입가능함)을 통해 연장되고, 용기 지지대(50) 기본 구조를 통해 연장하였다. 황동 프로브 또는 상대 전극(108)은 RF 매칭 네트워크의 케이징에 접지되었다.
가스 전달 포트(110)는 튜브의 길이를 따라 프로브 또는 상대 전극(108)에서 12 개 홀들(4면의 각각에 3 개씩 서로 90 도 방향이다) 이며 가스 전달 포트(110)의 말단을 막고 있는 알루미늄 캡에 있는 2 개의 홀들이다. 가스 전달 포트(110)는 배출용 수동 볼 밸브, 열전쌍 압력 게이지 및 진공 펌핑 라인에 연결된 우회 밸브를 통합하는 Swagelok？ 핏팅들로 구성된 스테인레스 강 조립체에 연결되었다. 또한, 공정 가스들, 산소 및 헥사메틸디실록산(HMDSO)이 (공정 압력하에서) 가스 전달 포트(110)를 통해 튜브의 내부로 흘러가도록 하는 가스 전달 포트(110)에 연결되었다.
가스 시스템은 산소를 60 sccm에서 (또는 특정예를 위해 보고된 특정 흐름에서) 공정으로 제어가능하게 흘러가게 하기 위한 Aalborg？ GFC17 질량 유량계(부품 # EW-32661-34, 미국 일리노이 주 배링턴 소재 Cole-Parmer Instrument 사) 및 길이 49.5 인치(1.26 m)의 폴리에테르 에테르 케톤("PEEK") 모세관(외경, "OD" 1/16-인치(1.5-mm.), 내경, "ID" 0.004 인치(0.1 mm))로 구성되었다. PEEK 모세관 말단은 액체 헥사메틸디실록산("HMDSO", 런던 소재 Johnson Matthey PLC 사로부터 구입가능한 Alfa Aesar？ 부품 번호 L16970, NMR 급)으로 삽입되었다. 액체 HMDSO는 공정 도중에 튜브 내의 더 낮은 압력으로 인하여 상기 모세관을 통해 흡인되었다. 이후 상기 HMDSO는 저압 영역으로 들어감에 따라 모세관의 배출구에서 증기로 기화되었다.
이 지점을 지나는 액체 HMDSO의 응축이 일어나지 않게 하기 위하여, (산소를 포함하는) 가스 흐름은 Swagelok？ 3-웨이 밸브를 통해 처리용 튜브의 내부로 흘러들어가지 않는 경우 펌핑 라인으로 전환되었다. 튜브가 일단 설치되면, 진공 펌프 밸브는 용기 지지대(50) 및 튜브의 내부로 개방되었다.
Alcatel 회전식 진공 펌프 및 블로워(blower)는 진공 펌프 시스템을 포함하였다. 펌핑 시스템으로 인하여 튜브의 내부는 공정 가스들이 표시된 속도로 흐르는 동안에 200 mTorr 미만의 압력으로 감소되도록 하였다.
기본 진공 수준에 일단 도달되면, 용기 지지대(50) 조립체는 전극(160) 조립체로 이동되었다. 가스 스트림(산소 및 HMDSO 증기)은 (펌핑 라인으로부터 가스 전달 포트(110)로 가는 3-웨이 밸브를 조절하여) 황동 가스 전달 포트(110)로 흘러들었다. 튜브 내부의 압력은 진공을 조절하는 밸브 근처의 펌핑 라인에 설치된 용량식 마노미터(MKS)에 의하여 측정된 바와 같이 대략 270 mTorr 였다. 상기 튜브 압력에 더하여, 가스 전달 포트(110) 및 가스 시스템 내부의 압력도 가스 시스템에 연결된 열전쌍 진공 게이지를 사용하여 측정되었다. 이 압력은 통상적으로 8 Torr 미만이었다.
가스가 튜브의 내부로 일단 흘러들어 가면, RF 전원 공급기는 고정된 전원 수준으로 작동되었다. ENI ACG-6 600 와트 RF 전원 공급기는 대략 39 와트의 고정된 전원 수준에서 (13.56 MHz로) 사용되었다. RF 전원 공급기는 ENI ACG-6 RF 전원 공급기의 50 ohm 출력 임피던스로 (튜브 내에서 생성된) 플라즈마의 복소 임피던스와 매칭시키는 COMDEL CPMX1000 오토 매칭에 연결되었다. 순방향 전력은 39 와트 (또는 특정 실시예에 대하여 보고된 특정량)였고 반사 전력은 0 와트여서 가해진 전력은 튜브의 내부로 전달되었다. RF 전원 공급기는 실험실 타이머 및 7 초(또는 특정 실시예에 대하여 보고된 특정한 시간 주기)로 설정된 시간에 대한 전력에 의하여 제어되었다. RF 전원이 개시되면, 튜브의 내부에 균일한 플라즈마가 확립되었다. 플라즈마는 RF 전원이 타이머에 의해 종료될 때까지 총 7 초 동안 유지되었다. 플라즈마는 튜브 표면의 내부상에 대략 20 nm 두께 (또는 특정예에서 보고된 특정한 두께)의 실리콘 옥사이드 코팅을 생성하였다.
코팅 이후에, 가스 흐름은 진공 라인으로 다시 되돌아 갔으며 진공 밸브는 폐쇄되었다. 이후, 배기 밸브가 개방되어, 튜브의 내부를 대기압(대략 760 Torr)으로 돌려 놓았다. 이후, 튜브는 (전극(160) 조립체로부터 용기 지지대(50) 조립체를 이동시킨 후) 용기 지지대(50) 조립체로부터 조심스럽게 제거되었다.
COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜(예컨대, 실시예 3, 5, 11 내지 18, 20에서 사용됨)
각각 2.8 mL 전체 부피(루어 핏팅 제외) 및 루어 어뎁터 유형의 명목 1 mL 전달 부피 또는 플런저 변이를 갖는, 주사기 베럴들("COC 주사기 베럴들"), CV 홀딩스 부품 11447은 독일 Frankfurt am Main 주 Hoechst AG로부터 구입할 수 있는 Topas？ 8007-04 사이클릭 올레핀 공중합체(COC) 수지로부터 사출 성형되는데, 다음과 같은 수치를 갖는다: 전체 길이 약 51 mm, 8.6 mm 내부 주사기 베럴 직경 및 실린더형 부위에서 1.27 mm 벽 두께, 한쪽 끝에 성형된 통합 9.5 밀리미터 길이 바늘 모세관 루어 어뎁터 및 다른쪽 끝에 성형된 두 개의 핑거 플란지들이 있음.
COC 주사기 베럴 내부를 SiO x 로 코팅하기 위한 프로토콜(예를 들면, 실시예 3, 5, 18에서 사용됨)
사출 성형된 COC 주사기 베럴은 SiOx로 내부가 코팅되었다. 도 45의 실링 메카니즘을 갖는 도 2에 도시된 장치는 COC 주사기 배럴의 바닥에서 접합 실링을 갖는 COC 주사기 배럴을 유지하도록 변경되었다. 또한, 스테인레스 스틸 루어 핏팅 및 COC 주사기 베럴(도 26에 도시)의 말단을 밀봉하는 폴리프로필렌 캡으로부터 제작되어, COC 주사기 베럴의 내부가 진공되도록 하였다.
용기 지지대(50)는 Delrin？로부터 제작되었으며, 1.75 인치(44 mm)의 외경 및 1.75 인치(44 mm)의 높이를 갖는다. 용기 지지대(50)는 장치가 전극(160)의 안팎으로 이동하게 하는 Delrin？ 구조에 수납되었다.
전극(160)은 Delrin？ 쉴드를 가지며 구리로 제작되었다. 상기 Delrin？ 쉴드는 구리 전극(160)의 외부 주위에서 균일하다. 전극(160)은 대략 3 인치(76 mm) 높이(내부)로 측정되고 넓이가 대략 0.75 인치(19 mm)였다. COC 주사기 베럴은 Viton？ O-링들로 베이스 실링되어 용기 지지대(50)로 삽입되었다.
COC 주사기 베럴은 연장된(정지한) 1/8-인치(3-mm.) 직경 황동 프로브 또는 상대 전극(108)상에 실링 위치로 조심스럽게 이동되었고 구리 플라즈마 스크린에 대하여 밀쳐졌다. 구리 플라즈마 스크린은 COC 주사기 베럴의 외경에 적합하도록 절단된 천공 구리 호일 물질(K&S Engineering, 부품 #LXMUW5 구리 메쉬)이며, COC 주사기 베럴 삽입을 위한 스탑으로 작용하는 접합부 표면(494)에 의하여 제자리에서 지탱하였다. 상기 구리 메쉬 두 조각들은 황동 프로브 또는 상대 전극(108) 주위로 꼭 들어맞아서, 전기 접촉이 양호하게 유지되도록 하였다.
황동 프로브 또는 상대 전극(108)은 COC 주사기 베럴의 내부로 대략 20 mm 연장하며 그 말단에서 개방되었다. 황동 프로브 또는 상대 전극(108)은 용기 지지대(50)의 바닥에 있는 Swagelok？ 핏팅을 통해 연장되고, 용기 지지대(50) 기본 구조를 통해 연장하였다. 황동 프로브 또는 상대 전극(108)은 RF 매칭 네트워크의 케이징에 접지되었다.
가스 전달 포트(110)는 배출용 수동 볼 밸브, 열전쌍 압력 게이지 및 진공 펌핑 라인에 연결된 우회 밸브를 통합하는 Swagelok？ 핏팅들로 구성된 스테인레스 강 조립체에 연결되었다. 또한, 공정 가스들, 산소 및 헥사메틸디실록산(HMDSO)이 (공정 압력하에서) 가스 전달 포트(110)를 통해 COC 주사기 베럴의 내부로 흘러가도록 하는 가스 전달 포트(110)에 연결되었다.
가스 시스템은 산소를 90 sccm에서 (또는 특정예를 위해 보고된 특정 흐름에서) 공정으로 제어가능하게 흘러가게 하기 위한 Aalborg？ GFC17 질량 유량계(Cole-Parmer 부품 # EW-32661-34) 및 길이 49.5 인치(1.26 m)의 PEEK 모세관(OD 1/16-인치(3-mm.) ID 0.004 인치(0.1 mm))로 구성되었다. 상기 PEEK 모세관 말단은 액체 헥사메틸디실록산(Alfa Aesar？ 부품 번호 L16970, NMR 급)으로 삽입되었다. 액체 HMDSO는 공정 도중에 COC 주사기 베럴 내의 더 낮은 압력으로 인하여 상기 모세관을 통해 흡인되었다. 이후 상기 HMDSO는 저압 영역으로 들어감에 따라 모세관의 배출구에서 증기로 기화되었다.
이 지점을 지나는 액체 HMDSO의 응축이 일어나지 않게 하기 위하여, (산소를 포함하는) 가스 흐름은 Swagelok？ 3-웨이 밸브를 통해 처리용 COC 주사기 베럴의 내부로 흘러들어가지 않는 경우 펌핑 라인으로 전환되었다.
COC 주사기 베럴이 일단 설치되면, 진공 펌프 밸브는 용기 지지대(50) 및 COC 주사기 베럴의 내부로 개방되었다. Alcatel 회전식 진공 펌프 및 블로워(blower)는 진공 펌프 시스템을 포함하였다. 펌핑 시스템으로 인하여 COC 주사기 베럴의 내부는 공정 가스들이 표시된 속도로 흐르는 동안에 150 mTorr 미만의 압력으로 감소되도록 하였다. 더 낮은 펌핑 압력은 튜브에 반대로 COC 주사기 베럴을 사용하여 달성될 수 있는데, 이는 COC 주사기 베럴은 훨씬 적은 내부 부피를 가지기 때문이다.
기본 진공 수준에 일단 도달되면, 용기 지지대(50) 조립체는 전극(160) 조립체로 이동되었다. 가스 스트림(산소 및 HMDSO 증기)은 (펌핑 라인으로부터 가스 전달 포트(110)로 가는 3-웨이 밸브를 조절하여) 황동 가스 전달 포트(110)로 흘러들었다. COC 주사기 베럴 내부의 압력은 진공을 조절하는 밸브 근처의 펌핑 라인에 설치된 용량식 마노미터(MKS)에 의하여 측정된 바와 같이 대략 200 mTorr 였다. 상기 COC 주사기 베럴 압력에 더하여, 가스 전달 포트(110) 및 가스 시스템 내부의 압력도 가스 시스템에 연결된 열전쌍 진공 게이지를 사용하여 측정되었다. 이 압력은 통상적으로 8 Torr 미만이었다.
가스가 COC 주사기 베럴의 내부로 일단 흘러들어 가면, RF 전원 공급기는 고정된 전원 수준으로 작동되었다. ENI ACG-6 600 와트 RF 전원 공급기는 대략 39 와트의 고정된 전원 수준에서 (13.56 MHz로) 사용되었다. RF 전원 공급기는 ENI ACG-6 RF 전원 공급기의 50 ohm 출력 임피던스로 (COC 주사기 베럴 내에서 생성된) 플라즈마의 복소 임피던스와 매칭시키는 COMDEL CPMX1000 오토 매칭에 연결되었다. 전력이 COC 주사기 베럴의 내부로 전달되도록 순방향 전력은 30 와트 (또는 무슨 수치든지 작업예에 보고된다)였고 반사 전력은 0 와트였다. RF 전원 공급기는 실험실 타이머 및 5 초(또는 특정 실시예에 대하여 보고된 특정한 시간 주기)로 설정된 시간에 대한 전력에 의하여 제어되었다.
RF 전원이 개시되면, COC 주사기 베럴의 내부에 균일한 플라즈마가 확립되었다. 플라즈마는 RF 전원이 타이머에 의해 종료될 때까지 총 5 초(또는 특정 실시예에서 표시된 다른 코팅 시간) 동안 유지되었다. 플라즈마는 COC 주사기 베럴 표면의 내부상에 대략 20 nm 두께 (또는 특정예에서 보고된 특정한 두께)의 실리콘 옥사이드 코팅을 생성하였다.
코팅 이후에, 가스 흐름은 진공 라인으로 다시 되돌아 갔으며 진공 밸브는 폐쇄되었다. 이후, 배기 밸브가 개방되어, COC 주사기 베럴의 내부를 대기압(대략 760 Torr)으로 돌려 놓았다. 이후, COC 주사기 베럴은 (전극(160) 조립체로부터 용기 지지대(50) 조립체를 이동시킨 후) 용기 지지대(50) 조립체로부터 조심스럽게 제거되었다.
COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜(예컨대, 실시예 11, 12, 15 내지 18, 20에서 사용됨)
앞에서 확인된 COC 주사기 베럴들은 윤활성 코팅으로 코팅된 내부였다. 도 2에 도시된 바와 같이, 특이적으로 고찰되는 실시예인 도 45의 실링 메카니즘을 갖는 장치가 사용되었다 는 COC 주사기 베럴의 바닥에서 접합 실링을 갖는 COC 주사기 베럴을 유지하는 것으로 개질되었다. 또한, 스테인레스 스틸 루어 핏팅 및 COC 주사기 베럴(도 26에 도시)의 말단을 밀봉하는 폴리프로필렌 캡으로부터 제작되어, COC 주사기 베럴의 내부가 진공되도록 하였다. 부나(Buna)-N O-링을 루어 핏팅상에 설치하면 진공 기밀 실(vacuum tight seal)을 가능하게 하여, COC 주사기 베럴의 내부가 진공되도록 하였다.
용기 지지대(50)는 Delrin？로부터 제작되었으며, 1.75 인치(44 mm)의 외경 및 1.75 인치(44 mm)의 높이를 갖는다. 용기 지지대(50)는 장치가 전극(160)의 안팎으로 이동하게 하는 Delrin？ 구조에 수납되었다.
전극(160)은 Delrin？ 쉴드를 가지며 구리로 제작되었다. 상기 Delrin？ 쉴드는 구리 전극(160)의 외부 주위에서 균일하다. 전극(160)은 대략 3 인치(76 mm) 높이(내부)로 측정되고 넓이가 대략 0.75 인치(19 mm)였다. COC 주사기 베럴은 핑거 플란지(flange)들의 바닥 및 COC 주사기 베럴의 립 부근의 Viton？ O-링들로 베이스 실링되어 용기 지지대(50)로 삽입되었다.
COC 주사기 베럴은 연장된(정지한) 1/8-인치(3-mm.) 직경 황동 프로브 또는 상대 전극(108)상에 실링 위치로 조심스럽게 이동되었고 구리 플라즈마 스크린에 대하여 밀쳐졌다. 구리 플라즈마 스크린은 COC 주사기 베럴의 외경에 적합하도록 절단된 천공 구리 호일 물질(K&S Engineering, 부품 #LXMUW5 구리 메쉬)이며, COC 주사기 베럴 삽입을 위한 스탑으로 작용하는 접합부 표면(494)에 의하여 제자리에서 지탱하였다. 상기 구리 메쉬 두 조각들은 황동 프로브 또는 상대 전극(108) 주위로 꼭 들어맞아서, 전기 접촉이 양호하게 유지되도록 하였다.
프로브 또는 상대 전극(108)은 (달리 표시되지 않으면) COC 주사기 베럴의 내부로 대략 20 mm 연장하며 그 말단에서 개방되었다. 황동 프로브 또는 상대 전극(108)은 용기 지지대(50)의 바닥에 있는 Swagelok？ 핏팅을 통해 연장되고, 용기 지지대(50) 기본 구조를 통해 연장하였다. 황동 프로브 또는 상대 전극(108)은 RF 매칭 네트워크의 케이징에 접지되었다.
가스 전달 포트(110)는 배출용 수동 볼 밸브, 열전쌍 압력 게이지 및 진공 펌핑 라인에 연결된 우회 밸브를 통합하는 Swagelok？ 핏팅들로 구성된 스테인레스 강 조립체에 연결되었다. 또한, 공정 가스인 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS)(또는 특정 실시예에 대하여 보고된 특정 공정 가스)이 (공정 압력하에서) 가스 전달 포트(110)를 통해 COC 주사기 베럴의 내부로 흘러가도록 하는 가스 전달 포트(110)에 가스 시스템이 연결되었다.
가스 시스템은 상기 OMCTS를 약 100℃으로 가열시키는 상업적으로 구입가능한 Horiba VC1310/SEF8420 OMCTS 10SC 4CR 가열된 질량 흐름 기화 시스템으로 구성되었다. 상기 Horiba 시스템은 1/16 인치(1.5 mm)의 내경을 갖는 1/8-인치(3-mm) 외경 PFA 튜브를 통해 액체 옥타메틸시클로테트라실록산(Alfa Aesar？ 부품 번호 A12540, 98%)에 연결되었다. OMCTS 유량은 1.25 sccm(또는 특정 실시예에 대하여 보고된 특정 유기실리콘 전구체 흐름)으로 설정되었다. 이 지점을 지나는 기화된 HMDSO 흐름의 응축이 일어나지 않게 하기 위하여, 가스 흐름은 Swagelok？ 3-웨이 밸브를 통해 처리용 COC 주사기 베럴의 내부로 흘러들어가지 않는 경우 펌핑 라인으로 전환되었다.
COC 주사기 베럴이 일단 설치되면, 진공 펌프 밸브는 용기 지지대(50) 및 COC 주사기 베럴의 내부로 개방되었다. Alcatel 회전식 진공 펌프 및 블로워(blower)는 진공 펌프 시스템을 포함하였다. 펌핑 시스템으로 인하여 COC 주사기 베럴의 내부는 공정 가스들이 표시된 속도로 흐르는 동안에 100 mTorr 미만의 압력으로 감소되도록 하였다. 이 경우에 전체 공정 가스 유량이 더 낮기 때문에, 튜브 및 이전 COC 주사기 베럴 실시예들과 비교하여 더 낮은 압력을 얻을 수 있었다.
기본 진공 수준에 일단 도달되면, 용기 지지대(50) 조립체는 전극(160) 조립체로 이동되었다. 가스 스트림(OMCTS 증기)은 (펌핑 라인으로부터 가스 전달 포트(110)로 가는 3-웨이 밸브를 조절하여) 황동 가스 전달 포트(110)로 흘러들었다. COC 주사기 베럴 내부의 압력은 진공을 조절하는 밸브 근처의 펌핑 라인에 설치된 용량식 마노미터(MKS)에 의하여 측정된 바와 같이 대략 140 mTorr 였다. 상기 COC 주사기 베럴 압력에 더하여, 가스 전달 포트(110) 및 가스 시스템 내부의 압력도 가스 시스템에 연결된 열전쌍 진공 게이지를 사용하여 측정되었다. 이 압력은 통상적으로 6 Torr 미만이었다.
가스가 COC 주사기 베럴의 내부로 일단 흘러들어 가면, RF 전원 공급기는 고정된 전원 수준으로 턴온되었다. ENI ACG-6 600 와트 RF 전원 공급기는 대략 7.5 와트의 고정된 전원 수준(또는 특정 실시예에서 표시된 다른 전원 수준)에서 (13.56 MHz로) 사용되었다. RF 전원 공급기는 ENI ACG-6 RF 전원 공급기의 50 ohm 출력 임피던스로 (COC 주사기 베럴 내에서 생성된) 플라즈마의 복소 임피던스와 매칭시키는 COMDEL CPMX1000 오토 매칭에 연결되었다. 순방향 전력은 30 와트였고 반사 전력은 0 와트여서 전력 7.5 와트(또는 주어진 실시예에서 전달된 다른 전력 수준)가 COC 주사기 베럴의 내부로 전달되었다. RF 전원 공급기는 실험실 타이머 및 10 초(또는 특정 실시예에서 지정된 상이한 시간)로 설정된 시간에 대한 전력에 의하여 제어되었다.
RF 전원이 개시되면, COC 주사기 베럴의 내부에 균일한 플라즈마가 확립되었다. 플라즈마는 RF 전원이 타이머에 의해 종료될 때까지 전체 코팅 시간 동안 유지되었다. 플라즈마는 COC 주사기 베럴 표면의 내부상에 윤활성 코팅을 생성하였다.
코팅 이후에, 가스 흐름은 진공 라인으로 다시 되돌아 갔으며 진공 밸브는 폐쇄되었다. 이후, 배기 밸브가 개방되어, COC 주사기 베럴의 내부를 대기압(대략 760 Torr)으로 돌려 놓았다. 이후, COC 주사기 베럴은 (전극(160) 조립체로부터 용기 지지대(50) 조립체를 이동시킨 후) 용기 지지대(50) 조립체로부터 조심스럽게 제거되었다.
COC 주사기 베럴 내부를 HMDSO 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜(예컨대, 실시예 12, 15, 16, 17에서 사용됨)
또한, COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜은 OMCTS를 HMDSO로 대체하는 것을 제외하고는 HMDSO 코팅을 도포하기 위하여 사용되었다.
실시예 1
V. 다음의 시험에서, 헥사메틸디실록산(HMDSO)은 도 2의 PECVD 장치로 가는 유기실리콘("O-Si") 피드로 사용되어 COC 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 기술된 바와 같이 사이클릭 올레핀 공중합체(COC) 튜브의 내부 표면상에 SiOx 코팅을 도포하였다. 증착 조건은 튜브 내부를 SiOx로 코팅하기 위한 프로토콜 및 표 1에 정리되어 있다. 대조군은 차단 코팅이 도포되지 않은 튜브와 동일한 유형이었다. 이후, 코팅되고 코팅되지 않은 튜브들이 산소 투과 속도(OTR) 및 그 수증기 투과 속도(WVTR)에 대하여 시험되었다.
V. 표 1을 참조하면, 코팅되지 않은 COC 튜브는 0.215 cc/튜브/일의 OTR을 가졌다. 14 초 동안 PECVD를 거친 튜브들(A 및 B)은 평균 0.0235 cc/튜브/일의 OTR을 가졌다. 이 결과들은 상기 SiOx 코팅은 9.1의 코팅되지 않은 튜브에 대한 산소 전달 BIF를 제공하였다는 것을 보여준다. 즉, 상기 SiOx 차단성 코팅은 상기 튜브를 통한 산소 전달을 상기 코팅이 없을 때의 수치의 9 분의 1 미만으로 감소시켰다.
V. 7 초 동안 PECVD를 거친 튜브(C)는 0.026의 OTR을 가졌다. 이 결과는 상기 SiOx 코팅은 8.3의 코팅되지 않은 튜브에 대한 OTR BIF를 제공하였다는 것을 보여준다. 즉, 7초 내에 도포된 상기 SiOx 차단성 코팅은 상기 튜브를 통한 산소 전달을 상기 코팅이 없을 때의 수치의 8 분의 1 미만으로 감소시켰다.
V. 또한, COC 튜브들 상에 동일한 차단성 코팅들의 상대적인 WVTR들이 측정되었다. 코팅되지 않은 COC 튜브는 0.27 mg/튜브/일의 WVTR을 가졌다. 14 초 동안 PECVD를 거친 튜브들(A 및 B)은 평균 0.10 mg/튜브/일의 OTR을 가졌다. 7 초 동안 PECVD를 거친 튜브(C)는 0.10 mg/튜브/일의 WVTR을 가졌다. 이 결과는 상기 SiOx 코팅은 약 2.7의 코팅되지 않은 튜브에 대한 수증기 전달 차단 향상 인자(WVTR BIF)를 제공하였다는 것을 보여준다. 이는 상기 코팅되지 않은 COC 튜브가 이미 매우 낮은 WVTR을 가지기 때문에, 놀라운 결과였다.
실시예 2
V. PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작된, 일련의 PET 튜브들은 표 2에 보고된 조건하에서 SiOx로 튜브 내부를 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 SiOx로 코팅되었다. 대조군들은 PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작되었지만, 코팅되지 않은 채로 남았다. 상기 튜브들의 OTR 및 WVTR 시료들은 각각의 튜브의 개방된 말단을 알루미늄 어댑터로 에폭시 실링하여 제조되었다.
동일한 유형의 코팅된 PET 튜브들을 사용하는 개별 시험에서, 다양한 길이를 갖는 기계적 스크래치들이 내부 코팅을 통한 강철 바늘을 사용하여 유도되었으며, OTR BIF가 시험되었다. 대조군들은 코팅되지 않은 채로 남겨지거나 유도된 스크래치 없이 동일한 유형의 코팅된 튜브였다. OTR BIF는 감소되는 반면에 코팅되지 않은 튜브들 상에서 여전히 향상되었다(표 2A).
V. 튜브들은 OTR에 대하여 아래와 같이 시험되었다. 각각의 시료/어댑터 조립체는 MOCON？ Oxtran 2/21 산소 투과성 기구상에 핏팅되었다. 시료들은 다음과 같은 시험 조건 하에서 투과 속도 정상 상태(1 내지 3 일)로 평형화되도록 하였다:
시험 가스: 산소
시험 가스 농도: 100%
시험 가스 습도: 0% 상대 습도
시험 가스 압력: 760 mmHg
시험 온도: 23.0℃ (73.4℉)
캐리어 가스: 98% 질소, 2% 산소
캐리어 가스 습도: 0% 상대 습도
V. OTR은 표 2에서 2 가지 측정값들의 평균으로 보고된다.
V. 튜브들은 WVTR에 대하여 아래와 같이 시험되었다. 시료/어댑터 조립체는 MOCON？ Permatran- W 3/31 수증기 투과성 기구상에 핏팅되었다. 시료들은 다음과 같은 시험 조건 하에서 투과 속도 정상 상태(1 내지 3 일)로 평형화되도록 하였다:
시험 가스: 수증기
시험 가스 농도: 해당사항 없음
시험 가스 습도: 100% 상대 습도
시험 가스 온도: 37.8(℃) 100.0(℉)
캐리어 가스: 건조 질소
캐리어 가스 습도: 0% 상대 습도
WVTR은 표 2에서 2 가지 측정값들의 평균으로 보고된다.
실시예 3
일련의 주사기 베럴들은 COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작되었다. 상기 주사기 베럴들은 SiOx로 코팅된 차단막이거나 표 3에 표시된 바와 같이 변형된 SiOx로 COC 주사기 베럴 내부를 코팅하기 위한 프로토콜에서 보고된 조건하에 있지 않았다.
상기 주사기 베럴들의 OTR 및 WVTR 시료들은 각각의 주사기 베럴의 개방된 말단을 알루미늄 어댑터로 에폭시 실링하여 제조되었다. 또한, 주사기 베럴 모세관 말단들은 에폭시로 밀봉되었다. 주사기-어댑터 조립체들은 다시 MOCON？ Oxtran 2/21 산소 투과성 기구 및 MOCON？ Permatran- W 3/31 수증기 투과성 기구를 사용하여, PET 튜브 시료들과 동일한 방식으로 OTR 또는 WVTR에 대하여 시험되었다. 상기 결과들은 표 3에 보고되어 있다.
실시예 4
화학적 분석(ESCA) 표면 분석을 위한 x-선 광전자 분광법(XPS)/전자 분광법을 이용한 플라즈마 코팅들의 조성 측정
V.A. PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작되고 튜브 내부를 SiOx로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 코팅된 PET 튜브들은 절반으로 절단되어 내부 튜브 표면을 노출시켰으며, 이후 이를 X-선 광전자 분광법(XPS)을 이용하여 분석되었다.
V.A. XPS 데이터는 상대 민감도 인자들 및 단일 층을 띄는 모델을 이용하여 정량화되었다. 분석 부피는 분석 면적(스폿 크기 또는 조리개 크기) 및 정보의 깊이의 곱이다. 광전자들은 X-선 침투 깊이(통상적으로 수 마이크론) 내에서 생성되지만, 3 가지 최상부 전자 탈출 깊이 내에 있는 광전자들만이 검출된다. 탈출 깊이는 15 내지 35Å 정도의 크기인데, 이는 약 50 내지 100Å의 분석 깊이에 이른다. 통상적으로, 신호의 95%는 이 깊이 내에서 유래한다.
V.A. 표 5는 검출된 구성성분들의 원자 비들을 제공한다. XPS에 대하여 사용된 분석 매개변수들은 다음과 같다:
도구: PHI Quantum 2000
X-선 원천: 단색 Alka 1486.6eV
수용각 +23°
이륙각 45°
분석 면적 600㎛
전하 보정 C1s 284.8 eV
이온 건 조건들 Ar+, 1 keV, 2 x 2 mm 래스터
스퍼터 속도 15.6Å/분 (SiO2 당량)
V.A. XPS는 산소 또는 헬륨을 검출하지 않는다. 주어진 수치들은 검출된 구성성분들을 사용하여 실험 숫자(마지막 줄)에 대하여 Si = 1로, 그리고 코팅되지 않은 폴리에틸렌 테레프탈레이트 계산 및 실시예에 대하여 O = 1로 정규화된다. 검출 한계들은 대략 0.05 내지 1.0 전자 퍼센트이다. 또한, 주어진 값들은 100% Si + O + C 원자들로 정규화된다.
V.A. 발명예는 상기 코팅의 불완전 산화로 일부 잔류 탄소가 있는 SiOx 조성을 나타내는, 2.4의 Si/O 비율을 갖는다. 이 분석은 본 발명에 따라 폴리에틸렌 테레프탈레이트 튜브에 도포된 SiOx 차단막의 조성을 보여주는 것이다.
V.A. 표 4는 하기 방법에 따라 TEM을 사용하여 측정된 SiOx 시료들의 두께를 보여준다. 시료들은 K575X 에미텍 코팅 시스템을 사용하여 시료들을 플래티넘의 스퍼터링된 층(50 내지 100 nm 두께)으로 코팅함으로써 집속 이온빔(FIB)에 대하여 제조되었다. 상기 코팅된 시료들은 FEI FIB200 FIB 시스템에 놓였다. 플래티늄 추가막은 관심영역에 대하여 30kV 갈륨 이온빔을 주사하는 동안 유기금속가스를 주입함으로써 FIB 증착되었다. 각 시료에 대한 관심영역은 튜브 길이의 1/2 아래의 위치로 선택하였다. 길이 대략 15 ㎛("마이크로미터") , 폭 2 ㎛ 및 깊이 15 ㎛로 측정되는 얇은 단면들은 독점적인 인-시츄 FIB 리프트-아웃(in-situ FIB lift-out) 기법을 사용한 다이 표면으로부터 추출되었다. 상기 단면들은 FIB-증착된 백금을 사용하는 200 메쉬 구리 TEM 그리드에 부착되었다. 넓이 약 8 ㎛로 측정되는 각각의 섹션에서의 하나 또는 두 개의 윈도우들은 상기 FEI FIB의 갈륨 이온빔을 이용하여 전자 투명도로 얇아졌다.
V.C. 제조된 시료들의 단면 이미지 분석은 투과 전자 현미경(TEM)을 사용하여 수행되었다. 이미징 데이타는 디지털로 기록되었다.
시료 그리드들은 히타치 HF2000 투과 전자 현미경으로 옮겨졌다. 투과된 전자 이미지들은 적당히 확대하여 획득되었다. 영상 획득 도중에 사용된 적절한 도구 세팅들은 아래에 주어져 있다.
Figure pct00009

실시예 5
플라즈마 균일성
V.A. COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작된 COC 주사기 베럴들은 COC 주사기 베럴 내부를 SiOx로 코팅하기 위한 프로토콜을 이용하여 처리되고 아래와 같이 변형되었다. 3 가지 상이한 플라즈마 생성 모드들은 (250)과 같은 주사기 베럴들을 SiOx 필름들로 코팅하는 것의 여부에 대하여 시험되었다. V.A. 모드 1에서, 중공 음극 플라즈마 점화는 가스 입구(310), 제한된 영역(292) 및 처리 용기 루멘(304) 내에서 생성되었으며, 통상의 또는 비-중공-음극 플라즈마는 용기 루멘(300)의 나머지 부분에서 생성되었다.
V.A. 모드 2에서, 중공 음극 플라즈마 점화는 제한된 영역(292) 및 처리 용기 루멘(304) 내에서 생성되었으며, 통상의 또는 비-중공-음극 플라즈마는 용기 루멘(300) 및 가스 입구(310)의 나머지 부분에서 생성되었다.
V.A. 모드 3에서, 통상의 또는 비-중공-음극 플라즈마는 정체 용기 루멘(300) 및 가스 입구(310)에서 생성되었다. 이는 전원을 최대로 올려서 중공 음극 점화를 퀸칭(quenching)함으로써 수행되었다. 표 6은 이러한 모드들을 달성하는데 사용된 조건들을 보여준다.
V.A. 이후 주사기 베럴들(250)은 루테늄 옥사이드 염색 기법에 노출되었다. 염색은 차아염소산 나트륨 표백제 및 Ru(III) 염화 수화물로부터 이루어졌다. Ru(III) 염화 수화물 0.2 g을 바이알에 넣었다. 표백제 10 ml를 첨가하여 상기 Ru(III) 염화 수화물이 용해될 때까지 완전히 혼합하였다.
V.A. 각각의 주사기 베럴은 플라스틱 루어 실로 밀봉되었고 염색 혼합물 3 방울이 각각의 주사기 베럴에 첨가되었다. 이후 상기 주사기 베럴들은 알루미늄 테잎으로 밀봉되고 30 내지 40 분 동안 방치되었다. 시험되는 주사기 베럴들의 각각의 세트에서, 적어도 하나의 코팅되지 않은 주사기 베럴이 염색되었다. 주사기 베럴들은 제한된 영역(292)이 위를 향하면서 저장되었다.
V.A. 상기 염색을 기초로 다음과 같은 결론들이 도출되었다:
V.A. 1. 상기 염색으로 인하여 0.25 시간 내의 노출로 코팅되지 않은(또는 불충분하게 코팅된) 영역들을 공격하기 시작하였다.
V.A. 2. 상기 제한된 영역(292)에서 점화로 인하여 상기 제한된 영역(292)의 SiOx 코팅이 이루어졌다.
V.A. 3. 가스 입구(310) 또는 제한된 영역(292) 어느 하나에서 중공 음극 플라즈마 점화 없이 실시한 시험에 의하여 최고의 주사기 베럴이 생성되었다. 아마도 염색 누출로 인하여 제한된 개구부(294)만이 염색되었다.
V.A. 4. 염색은 균일성 작업을 유도하는 양호한 정성적 도구이다.
V.A. 상기 모든 사항을 바탕으로, 우리는 다음과 같이 결론지었다:
V.A. 1. 시험 조건 하에서, 가스 입구(310) 또는 제한된 영역(292) 어느 하나에서 중공 음극 플라즈마는 코팅의 균일도가 떨어졌다.
V.A. 2. 가스 입구(310) 또는 제한된 영역(292) 어느 하나에서 중공 음극 플라즈마 점화 없이 최고의 균일도가 달성되었다.
실시예 6
반사율 측정으로부터 얻은 간섭 패턴들 - 예언적 실시예
VI.A. UV-가시광선 원천(오션 광학 DH2000-BAL 중수소 텅스텐 200 내지 1000nm), 섬유 광학 반사 프로브(대약 3mm 프로브 영역을 갖는 에미터/컬렉터 오션 광학 조합 QR400-7 SR/BX), 소형 검출기(오션 광학 HR4000CG UV-NIR 분광계) 및 랩탑 컴퓨터 상에서 투과도/파장 그래프에 분광계 신호를 전환하는 소프트웨어를 사용하여, 코팅되지 않은 PET 튜브 벡톤 디킨슨(Franklin Lakes, 미국 뉴저지 주 소재) 제품 번호 366703 13x75 mm(첨가제 없음)는 튜브의 내부 원주 주위 및 튜브의 내벽을 따라 길이방향의 양쪽 모두로 프로브를 사용하여(튜브의 중심선으로부터 방사상으로 빛을 방출하고 수집하여, 코팅된 표면에 수직인 프로브를 사용하여) 스캐닝되는데, 관찰할 수 있는 간섭 패턴은 관찰되지 않았다. 이후, 벡톤 디킨슨 제품 번호 366703 13x75 mm(첨가제 없음) SiOx 플라즈마-코팅된 BD 366703 튜브는 20 나노미터 두께 SiO2 코팅으로 코팅되는데, 이는 튜브 내부를 SiOx로 코팅하기 위한 프로토콜에서 기술된 바와 같다 이 튜브는 코팅되지 않은 튜브와 유사한 방식으로 스캐닝된다. 특정 파장들은 보강되고 나머지들은 주기 패턴에서 상쇄되는 뚜렷한 간섭 패턴이 코팅된 튜브에 대해 관찰되는데, 이는 PET 튜브 상에 코팅의 존재를 나타내는 것이다.
실시예 7
인테그레이팅 구속 검출로부터 강화된 빛 투과
VI.A. 사용된 장비는 제논(Xenon) 광원(오션 광학 HL-2000-HP-FHSA - 20W 출력 할로겐 램프원(185 내지 2000 nm)), PET 튜브를 그 내부로 수용하도록 가공된 인테그레이팅 구속 검출기(오션 광학 ISP-80-8-I) 및 빛 투과원 및 빛 수용체 섬유 광학원들(QP600-2-UV-VIS - 600um 프리미엄 광학 섬유, UV/VIS, 2m)을 갖는 HR2000+ES 강화된 민감도 UV.VIS 분광계 및 신호 전환 소프트웨어(SPECTRASUITE - 교차-플랫폼 분광법 작동 소프트웨어)였다. PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작된 코팅되지 않은 PET 튜브는 TEFZEL 튜브 지지대(퍽)상으로 삽입되고 인터그레이팅 구속으로 삽입되었다. 흡광도 모드에서 Spectrasuite 소프트웨어를 사용하여, (615nm에서) 흡광도가 0으로 설정되었다. PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작되고 튜브 내부를 SiOx로 코팅하기 위한 프로토콜(표 16에서 변화된 것은 제외)에 따라 코팅된 SiOx 코팅된 튜브는 이후 퍽(puck)상에 설치되고, 인테그래이팅 구속으로 삽입되며 615 nm 파장에서 흡광도 기록되었다. 데이터는 표 16에 기록되어 있다.
상기 SiOx 코팅된 튜브들을 사용하여, 상기 코팅되지 않은 물품에 대한 흡광도의 증가가 관찰되었다; 코팅 시간의 증가는 흡광도 증가로 나타났다. 측정은 1 초 미만이 경과되었다.
VI.A. 이러한 분광학적 방법들은 수집 모드(예를 들면, 반사율 대. 투과율 대. 흡수율), 적용된 복사선의 주파수 또는 유형 또는 다른 매개변수들에 의하여 제한되는 것으로 간주되어서는 안 된다.
실시예 8
PET 상에서의 기체제거 측정법
VI.B. 미국 특허 제6,584,828 호의 도 15로부터 채용한 현재 도 30은 (362)로 일반적으로 표시된 마이크로-플로우 기술 측정 셀의 상류 말단상에 실(360)을 사용하여 안착된 PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작된 PET 튜브(358)의 벽 내부상에 SiOx로 튜브 내부를 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 도포된 SiOx 차단 코팅(348)을 통해 기체제거를 측정하는 작업예에서 사용된 시험 세트-업의 개략도이다.
VI.B. 진공 펌프(364)는 제 2 생성 IMGS 센서,(10 μ/분 전체 범위), 절대 압력 센서 범위: 0 내지 10 Torr, 보정된 범위에서 +/- 5% 판독의 흐름 측정 불확실성을 가져 (PC를 사용한) 자동 데이터 획득을 위한 Leak-Tek 프로그램 및 누출 흐름 대 시간의 신호/플랏(plot)을 채용하는 상업적으로 구입가능한 측정 셀(362)(누출 시험 도구 모델 ME2가 있는 지능형 가스 누출 시스템)의 하류 말단에 연결되었다. 이 장비는 ATC 사에 의하여 공급되며, 벽들로부터 용기(358)속으로 기체제거된 증기의 질량 유속 측정을 위한 측정 셀(362)을 통해 PET 용기(358)의 내부로부터 가스를 화살표 방향으로 이끌어 가도록 구성되어 있다.
VI.B. 여기에 간략하게 도시되고 기술된 측정 셀(362)는 비록 이 정보가 실제 사용되는 장비의 작동과는 약간 벗어날 수 있다고 하여도, 실질적으로 아래와 같이 작동하는 것으로 이해되었다. 상기 셀(362)은 기체제거된 흐름이 향하게 되는 원뿔형 통로(368)를 갖는다. 압력은 상기 통로(368)를 따라 길이 방향으로 이격된 2 개의 측면 구멍들(370 및 372)에서 시작되며 부분적으로는 격판들(378 및 380)에 의하여 형성된 챔버들(374 및 376)로 공급된다. 각각의 챔버들(374 및 376)에 축적된 압력들은 각각의 격판들(378 및 380)을 편향한다. 이러한 편향은 격판들(378 및 380)의 전도성 표면들과 (382 및 384)와 같은 근처의 전도성 표면들 사이의 전기용량의 변화를 측정함으로써 적절하게 측정된다. 시험을 수행하기 위한 원하는 진공 수준에 도달될 때까지 측정 셀(362)를 우회시켜 바이패스(386)가 선택적으로 제공되어 최초 펌프-다운을 가속할 수 있다.
VI.B. 이 시험에 사용된 용기들의 PET 벽들(350)은 1 mm 두께 정도였으며, 코팅(348)은 20 nm(나노미터) 두께 정도였다. 따라서, 벽(350) 대 코팅(348) 두께 비는 50,000:1 정도였다
VI.B. 용기 실(360)을 포함하는 측정 셀(362)을 통한 유량을 측정하기 위하여, 용기(358)와 크기와 구조에서 실질적으로 동일한 15 개의 유리 용기들이 1 Torr의 내부 압력까지 펌프 다운된 용기 실(360)상에 계속적으로 안착되었으며, 이후 전기용량 데이터는 측정 셀(362)을 사용하여 수집되었고 ＂기체제거＂ 유량으로 전환되었다. 시험은 각각의 용기에 대하여 2 회 수행되었다. 제 1 실행 이후에, 질소를 사용하여 진공이 해소되었으며 용기는 회복 시간 동안에 제 2 실행으로 진행하기 이전에 평형에 도달하도록 하였다. 유리 용기는 기체제거를 거의 하지 않는 것으로 여겨지고 그 벽을 통한 침투가 불가능하기 때문에, 이러한 측정은 적어도 압도적으로는 측정 셀(362) 내에서 용기의 누출 및 연결의 양의 표시인 것으로 이해되며, 진정한 기체제거 또는 침투가 있다고 한다면 거의 반영하지 않는다. 상기 결과들은 표 7에 있다.
VI.B. 도 31의 플롯들(390)의 무리는 앞에서 언급된 표 7의 제 2 실행 데이터에 해당하는 개별 튜브들의 분당 마이크로그램으로 표시된 ＂기체제거＂ 유량을 보여준다. 상기 플롯들에 대한 유량은 시간에 따라 실질적으로 증가하지 않으며, 도시된 다른 유량들보다 훨씬 낮기 때문에, 유량은 누출에 기인한 것이다.
VI.B. 표 8 및 도 31의 플롯들(392)의 군은 PET 튜브 형성을 위한 프로토콜에 따라 제작된 코팅되지 않은 튜브들에 대한 유사한 데이터를 보여준다.
VI.B. 코팅되지 않은 튜브들에 대한 이러한 데이터는 훨씬 높은 유량들을 보여준다: 그 증가는 용기 벽의 내부 영역상 또는 그 안에서 가스들의 기체제거 흐름에 기인한 것이다. 용기들 사이에서 작은 차이들에 대한 시험의 민감도를 보여주고/주거나 용기들이 시험 장치상에 어떻게 안착되어 있는지를 보여주는, 용기들 사이에는 어떠한 퍼짐이 있다.
VI.B. 표 9 및 도 31의 플롯들(394 및 396)의 군들은 PET 튜브 형성을 위한 프로토콜에 따라 제작된 PET 튜브의 벽(346)의 내부상에 SiOx으로 PET 튜브 내부를 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 도포된 SiOx 차단 코팅(348)에 대한 유사한 데이터를 보여준다.
VI.B. 본 예의 SiOx 코팅된, 사출 성형된 PET 튜브들에 대한 곡선들(394)의 군(family)은 유량이 코팅되지 않은 PET 튜브들에 대한 것보다 이 시험에서 일관되게 더 낮기 때문에, 상기 SiOx 코팅이 상기 PET 용기 벽들로부터 가스제거를 제한하기 위한 차단막으로 작용한다는 것을 보여준다. (상기 SiOx 코팅 자체는 가스제거가 거의 안되는 것으로 간주된다.) 각각의 용기들에 대한 곡선들(394) 사이의 분리는 이 시험이 상기 코팅들이 상이한 튜브들에 미치는 SiOx의 약간 상이한 차단 효과를 구별하기에 충분히 민감하다는 것을 나타낸다. 상기 군(394)에서 이러한 퍼짐은 크게는 상기 SiOx 코팅들 간에 가스 기밀유지에 있어서 변화에 기인하는데, 이는 상기 PET 용기 벽들 간에 가스제거에 있어서 변화 또는 시팅 인테그리티(seating integrity)에 있어서 변화(더 기밀한 곡선들의 군(392)을 가짐)에 역행하는 것이다. 시료 2 및 4에 대한 상기 2개의 곡선들은 아래에 도시되어 있으며, 다른 데이터와 차이가 나는 것은 이 튜브들의 SiOx 코팅들이 결함이 있는 것을 보여주고 있다고 간주되는 것이다. 이는 현재 시험이 다르게 처리되고 있거나 손상된 시료들을 아주 명백하게 분리할 수 있다는 것을 보여준다.
VI.B. 앞에서 언급된 표 8과 9 및 도 32를 참조하면, 데이터는 위의 제 1 및 제 3 표준 편차들 및 아래의 중간값(평균)의 중간값 및 수치들을 찾기 위해 데이터는 통계적으로 분석되었다. 이러한 수치들은 도 32에 플롯팅되어 있다.
VI.B. 우선, 이 통계 분석은 코팅된 PET 튜브들을 제시하는 표 9의 시료들(2 및 4)은 중간값으로부터 +3 표준 편차들 이상인 명백한 분리자들(outliers)이다. 그러나, 이러한 분리자들은 그 유량이 코팅되지 않은 PET 튜브들의 유량들로부터 여전히 명백하게 구별(훨씬 낮음)되기 때문에, 일정한 차단 유효성을 갖는 것으로 보여진다.
VI.B. 또한, 이러한 통계적 분석은 나노-두께 차단 코팅의 차단 유효성을 아주 신속하고 정확히 분석하며 코팅된 튜브들을 코팅되지 않은 튜브들(현재 코팅 두께에서 인간의 감각을 사용하여서는 구별이 불가능한 것으로 여겨진다)과 구별하는 기체제거 측정의 강력함을 보여준다. 도 32를 참조하면, 상단 바 그룹에 도시된, 평균 이상의 3 표준 편차로 기체제거 수준을 보이는 코팅된 PET 용기는 하단 바 그룹에 도시된, 평균 이하의 3 표준 편차로 기체제거 수준을 보이는 코팅되지 않은 PET 용기보다 기체제거가 덜 되었다. 이 데이터는 6σ (식스시그마)를 벗어나는 확실성 수준으로 상기데이터에 대한 중첩을 보이지 않는다.
VI.B. 이 시험의 성공을 바탕으로 하여, 이러한 PET 용기들 상에 SiOx 코팅의 존부재는 특히, 더 많은 수의 시료들에 대하여 통계자료들이 생성됨에 따라, 이 작업예보다 더 짧은 시험에서 검출될 수 있다고 고찰된다. 이는 예를 들면, T = 11 초에서 발원하여 약 1 초의 시험 지속시간을 보여주는, 15 개 용기들의 시료들에 대한 T = 12 초의 시간에서 조차도 평탄한 명백히 분리된 플롯들의 군들로부터 명백하다.
VI.B. 또한, 이 데이터로부터 기초하여, 유리 또는 유리와 동등한 차단 유효성에 접근하는 SiOx 코팅된 PET 용기들에 대한 차단 유효성은 상기 SiOx 코팅을 최적화함으로써 획득될 수 있다는 것이 고찰된다.
실시예 9
젖음 장력 - 플라즈마 코팅된 PET 튜브 실시예들
VII.A.1.a.ii. 젖음 장력 측정 방법은 ASTM D 2578에 기술된 방법의 변형이다. 젖음 장력은 표면의 소수성 또는 친수성에 대한 특이적인 척도이다. 이 방법은 정확히 2 초 동안 플라스틱 필름 표면을 적시는데 가장 가까운 용액을 측정하기 위해 표준 젖음 장력 용액들(다인(dyne) 용액들이라고 함)을 사용한다. 이것은 필름의 젖음 장력이다.
VII.A.1.a.ii. 여기에 사용된 절차는 기판들이 평평한 플라스틱 필름들이 아니고, PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작되고 튜브 내부를 소수성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 코팅된(대조군들 제외) 튜브들이라는 점에서, ASTM D 2578과는 변형된 것이다. 또한, 실리콘 코팅된 유리 주사기(Luer-lok？ tip으로 벡톤 디킨슨 Hypak？ PRTC 유리 예비충전가능한 주사기)(1 mL)도 시험되었다. 이 시험의 결과들은 표 10에 수록되어 있다.
놀랍게도, 코팅되지 않은 PET 튜브들의 플라즈마 코팅(40 다인/cm)은 플라즈마 공정 조건들을 변형함으로써, 동일한 헥사메틸디실록산(HMDSO) 공급 가스를 사용하여 더 높은(더 친수성인) 또는 더 낮은(더 소수성인) 에너지 표면들을 달성할 수 있다. 튜브 내부를 SiOx로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 제작된 얇은(대략 20 내지 40 나노미터) SiOx 코팅(표들에서는 데이터 미도시)은 소수성 벌크 유리 기판들로서 유사한 습윤성을 제공한다. 튜브 내부를 소수성 코팅로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 제작된 얇은(약 100 나노미터) 소수성 코팅(표들에서는 데이터 미도시)은 소수성 실리콘 유체들로서 유사한 습윤성을 제공한다.
실시예 10
가속된 노화를 통한 튜브들의 진공 보유 연구
VII.A.3 노화 가속으로 인하여 장기 수명 제품들의 더 신속한 평가를 제공하게 된다. 진공 보유여부에 대하여 혈액 튜브들의 노화 가속은 미국 특허 제5,792,940호, 칼럼 1, 11 내지 49 라인에 기술되어 있다.
VII.A.3 3 가지 유형의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 13x75 mm(0.85 mm 두께 벽들) 성형된 튜브들이 시험되었다:
Hemogard？ 시스템 적색 스토퍼 및 무색 가드[상업적 대조군]으로 밀봉된 벡톤 디킨슨 제품 번호 366703 13x75 mm(첨가제 없음) 튜브(수명 545 일 또는 18 개월);
동일한 유형의 Hemogard？ 시스템 적색 스토퍼 및 무색 가드[내부 대조군]으로 밀봉된 PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작된 PET 튜브들; 및
PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작되고, 튜브 내부를 SiOx으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 코팅되며, 동일한 유형의 Hemogard？ 시스템 적색 스토퍼 및 무색 가드[발명 표본]으로 밀봉된, 사출 성형된 PET 13x75 mm 튜브들.
VII.A.3 BD 상업 대조군은 수용된 바와 같이 사용되었다. 상기 내부 대조군 및 발명 시료들은 진공되고 스토퍼 시스템으로 캐핑되어 밀봉한 이후에 튜브 내부에 원하는 부분 압력(진공)을 제공하였다. 모든 시료들은 3 갤론(3.8 L) 304 SS 폭 입구 압력 용기(Sterlitech 번호 740340)으로 위치되었다. 압력 용기는 48psi (3.3기압, 2482 mm.Hg)로 압력이 가해졌다. (a) 증가하는 시간 간격으로 3 내지 5 개의 표본들을 제거하고, (b) 물이 1 리터 플라스틱 병 저장조로부터 20 게이지 혈액 수집 어댑터를 통해 진공된 튜브들로 흡입되도록 하며 (c) 물 흡입 이전 및 이후 질량 변화를 측정하여 물 부피 흡입 변화 측정이 이루어졌다.
VII.A.3 결과들은 표 11상에 나타나 있다.
VII.A.3 정규화된 평균 부패 속도는 질량에서 시간 변화를 압축화 일수 및 최초 질량 흡입[질량 변화/(일수x최초 질량)]으로 나누어서 계산된다. 또한, 10% 손실로 가속화된 시간(개월)이 계산된다. 양쪽 데이터는 표 12에 수록되어 있다.
VII.A.3 이 데이터는 상업적인 대조군 및 코팅되지 않은 내부 대조군이 동일한 진공 손실 속도를 가지며, 놀랍게도 PET 내부 벽상에 SiOx 코팅의 혼입으로 인하여 진공 유지 시간을 2.1 인자 만큼 향상시킨다는 것을 나타낸다.
실시예 11
윤활성 코팅
VII.B.1.a. 아래의 물질들은 이 시험에 사용되었다:
Luer-lok？ tip으로 상업적인(BD Hypak？ PRTC) 유리 예비충전가능한 주사기들(약 1 mL)
COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작된 COC 주사기 베럴들;
벡톤 디킨슨 제품 번호 306507(식염수 예비충진된 주사기들로서 획득됨)로부터 취한 탄성체 팁들을 갖는 상업적인 플라스틱 주사기 플런저들;
정상적인 식염수 용액(벡톤 디킨슨 제품 번호 306507 예비충진된 주사기들로부터 취함);
어드밴스드 포스 게이지(Advanced Force Gauge)를 갖는 Dilon 시험 스탠드(모델 AFG-50N)
주사기 지지대 및 드레인 지그(drain jig)(상기 Dilon 시험 스탠드에 맞도록 제작됨)
VII.B.1.a. 아래의 절차는 이 시험에 사용되었다.
VII.B.1.a. 상기 지그는 Dilon 시험 스탠드상에 설치되었다. 플랫폼 프로브 운동은 6 인치/분(2.5 mm/초)로 조절되었으며 상단 및 하단 스탑 위치들이 설정되었다. 상기 스톱 위치들은 내용물이 빈 주사기 및 베럴을 사용하여 확인되었다. 상업적인 식염수-충진 주사기들은 라벨링되고, 플런저들이 제거되며 식염수 용액은 재사용을 위해 주사기 베럴들의 개방단들을 통해 배출되었다. 여분의 플런저들은 COC 및 유리 베럴들과 함께 사용되기 위하여 동일한 방식으로 획득되었다.
VII.B.1.a. 주사기 플런저들은 COC 주사기 베럴들에 삽입되어 각각의 플런저의 제 2 수평 성형점은 주사기 베럴 립(팁 말단으로부터 약 10 mm)과 평행해졌다. 다른 주사기 및 바늘 조립체를 사용하여, 시험 주사기들은 모세관 말단을 통해 모세관 최상단에 식염수 용액 2 내지 3 밀리리터로 충진되었다. 주사기의 측면들은 플런저/유체 계면에서 그리고 상기 벽을 따라 큰 공기 방울들을 제거하기 위해 가볍게 두드려졌으며, 임의의 공기 방울들은 플런저를 수직 방향으로 유지하는 동안에 주사기 밖으로 조심스럽게 밀려나갔다.
VII.B.1.a. 각각의 충진된 주사기 베럴/플런저 조립체는 주사기 지그로 설치되었다. 시험 스탠드상의 스위치를 눌러 이동중인 금속 해머를 플런저 쪽으로 전진시켜 시험을 시작을 하였다. 이동하는 금속 해머가 플런저의 상부와 접촉하는 5 mm 이내에 있다면, 딜론 모듈상의 데이터 버튼을 반복적으로 태핑(tap)하여 데이터 버튼이 각각 눌려서 내려가는 때에 주사기 플런저와 최초로 접촉하기 전부터 플런저가 주사기 베럴의 정면 벽과 접촉하여 멈춰설 때까지 힘을 기록하였다.
VII.B.1.a. 모든 벤치마크(benchmark) 및 코팅된 주사기 베럴들은 5 회 반복(각각의 반복에 대하여는 새로운 플런저와 베럴을 사용하여) 작동되었다.
VII.B.1.a. COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작된 COC 주사기 베럴들은 COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅되고, 조립되고 식염수로 채워지며 윤활성 코팅을 위한 이 실시예에서 상술한 바와 같이 시험되었다. COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 사용된 폴리프로필렌 챔버로 인하여 상기 OMCTS 증기(및 만약 첨가된다면 산소 - 표 13 참조)가 주사기 베럴을 및 주사기 모세관을 통해 폴리프로필렌 챔버로 흘러들어가게 하였다(이 경우에 비록 윤활성 코팅은 주사기의 모세관 부분에서 필요하지 않을 수 있다). 일부 상이한 코팅 조건들은 앞에서 언급된 표 13에 도시된 바와 같이 시험되었다. 모든 증착물들은 동일한 생산 배치로부터 COC 주사기 베럴들 상에서 완성되었다.
이후 코팅된 시료들은 이 실시예의 프로토콜에 따라 플런저 활동력을 이용하여 시험되었으며 표 13에 그 결과들이 영국단위 및 미터법 힘 단위로 표기하였다. 상기 데이터는 낮은 전력과 산소가 없으면 COC 및 코팅된 COC 주사기들에 대한 최저 플런저 활동력을 제공하였다는 것을 명백히 보여주고 있다. 산소가 더 낮은 전력(6 W)(더 낮은 전력이 바람직한 조건이다)에서 첨가되는 경우, 플런저 활동력은 1.09 lb, 0.49 kg(전원 = 11 W)에서 2.27 lb., 1.03 kg으로 증가한다는 것에 주목하라. 이는 산소의 첨가는 최저로 가능한 플런저 활동력을 달성하는데 바람직하지 않을 수 있다는 것을 나타낸다.
VII.B.1.a. 또한, 최고의 플런저 활동력(전원 = 11 W, 플런저 활동력 = 1.09 lb, 0.49 kg)은 절단성(breakability) 및 더 값비싼 제조 공정과 같은 유리 주사기 문제점들을 회피하는 반면에 실리콘 코팅된 유리의 현재 공업 표준(활동력 = 0.58 lb, 0.26 kg)에 가까이 있다는 것을 주목하라. 최적화를 더 수행하면, 실리콘 성능이 있는 현재 유리가 갖는 값 이상의 수치를 달성할 것이라고 예상된다.
VII.B.1.a. COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 COC 주사기 베럴들을 코팅하여 시료들을 제작하였다. 본 명세서에 기술의 다른 실시예는 예를 들면, COC 주사기 베럴 내부를 SiOx로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 도포된 SiOx와 같은 다른 얇은 필름 코팅상에 윤활성 층을 도포하는 것이다.
실시예 12
향상된 주사기 베럴 윤활성 코팅
VII.B.1.a. 플라스틱 플런저를 사용하여 모세관 구멍을 통해 주사기로부터 0.9 퍼센트 식염수 탑재물을 배출하는데 소요되는 힘은 내부 벽-코팅된 주사기들에 대하여 측정되었다.
VII.B.1.a. COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작된 3 가지 유형의 COC 주사기 베럴들이 시험되었다: 내부 코팅을 갖지 않은 제 1 유형[코팅되지 않은 대조군], COC 주사기 베럴 내부를 HMDSO 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 헥사메틸디실록산(HMDSO)계 플라즈마 코팅된 내부벽 코팅을 갖는 다른 유형[HMDSO 대조군] 및 COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 도포된 옥타메틸시클로테트라실록산[OMCTS-집중예] 계 플라즈마 코팅된 내부벽 코팅을 갖는 제 3 유형. BD 생성물 벡톤 디킨슨 제품 번호 306507로부터 취한 탄성체 팁들을 갖는 새로운 플라스틱 플런저들은 모든 실시예들에 대하여 시험되었다. 또한, 제품 번호 306507의 식염수도 사용되었다.
VII.B.1.a. 주사기 베럴 내부 벽들을 코팅하는 플라즈마 코팅 방법 및 장치는 이 출원의 다른 실험 섹션들에서 기술되어 있다. HMDSO-계열 및 OMCTS-계열 코팅들에 대한 특정한 코팅 매개변수들은 COC 주사기 베럴 내부를 HMDSO 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜, COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜 및 표 14에 수록되어 있다.
VII.B.1.a. 플런저는 주사기 베럴로 약 10 밀리미터 정도 삽입되며, 개방된 주사기 모세관을 통해 분리된 식염수-충진된 주사기/바늘 시스템을 사용하여 실험 주사기의 수직 충진이 있게 된다. 실험 주사기가 모세관 구멍으로 충진되는 경우, 주사기는 내부 벽들에 들러붙은 공기 방울들이 모세관 구멍을 통해 배출되고 상승하도록 태핑된다.
VII.B.1.a. 충진된 실험 주사기 베럴/플런저 조립체는 가정용 중공 금속 지그로 수직으로 들어가서, 주사기 조립체가 핑거 플랜지들에서 지그 상에 지지된다. 상기 지그는 바닥에 드레인 튜브를 가지며 어드밴스드 포스 게이지(모델 AFG-50N)를 사용하여 Dilon 시험 스탠드 상에 장착된다. 상기 시험 스탠드는 분당 6 인치(152 밀리미터)의 속도로 아래쪽으로 수직으로 이동하는 금속 해머를 갖는다. 금속 해머는 모세관을 통한 식염수 용액을 배출하는 연장된 플런저와 접촉한다. 플런저가 주사기 베럴/모세관 계면과 일단 접촉하면, 실험은 중단된다.
VII.B.1.a. 금속 해머/연장된 플런저가 아래쪽으로 이동하는 동안에, 상기 포스 게이지상에 측정된 바와 같이 해머상에 부여된 저항력은 전자 스프레드쉬트상에 기록된다. 스프레드쉬트 데이터로부터 각각의 실험에 대한 최대 힘이 확인된다.
VII.B.1.a. 표 14는 각각의 실시예에 대하여 반복 코팅된 COC 주사기 베럴들로부터 최대 힘 평균 및 코팅된 주사기 베럴 최대 힘 평균을 코팅되지 않은 최대 힘 평균으로 나눠서 측정된 정규화된 최대 힘을 수록하고 있다.
VII.B.1.a. 이 데이터는 모든 OMCTS-계열 내부 벽 플라즈마 코팅된 COC 주사기 베럴들(발명예 C,E,F,G,H)은 코팅되지 않은 COC 주사기 베럴들(코팅되지 않은 대조예들 A 및 D)보다 훨씬 낮은 플런저 활동력과 놀랍게도 HMDSO-계열 내부 벽 플라즈마 코팅된 COC 주사기 베럴들(HMDSO 대조예 B)보다 훨씬 낮은 플런저 활동력을 입증한다는 것을 나타내고 있다. 더 놀라운 것은, 실리콘 옥사이드(SiOx) 가스 차단 코팅 상에 OMCTS 계열 코팅을 하게되면 플런저 활동력(sliding force)을 매우 낮게 유지하게 된다(집중예 F). 최고의 플런저 활동력은 실시예 C(전력 = 8, 플런저 활동력 = 1.1 lb, 0.5 kg)였다. 이는 절단성 및 더 값비싼 제조 공정과 같은 유리 주사기 문제점들을 회피하는 반면에 실리콘 코팅된 유리의 현재 공업 표준(활동력 = 0.58 lb, 0.26 kg)에 매우 가까이 있다는 것을 주목하라. 최적화를 더 수행하면, 실리콘 성능이 있는 현재 유리가 갖는 값 이상의 수치를 달성할 것이라고 예상된다.
실시예 13
외부 코팅으로 COC 주사기 베럴의 제작 - 예언적 실시예
VII.B.1.c. COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜에 따라 형성된 COC 주사기 베럴은 양 말단들에서 1회용 클로저들을 사용하여 밀봉된다. 캐핑된 COC 주사기 베럴은 Daran？ 8100 Saran 라텍스(Owensboro 특수 플라스틱)의 배스(bath)를 통과한 것이다. 이 라텍스는 조성물의 표면 장력을 32 dyne/cm로 줄이기 위하여 5 퍼센트 이소프로필 알코올을 포함한다. 상기 라텍스 조성물은 COC 주사기 베럴의 외부를 완전히 적신다. 30 초 동안 배수한 이후에, 코팅된 COC 주사기 베럴은 각각의 강제 대기 오븐들에서 25 초 동안 275℉ (135℃)(라텍스 융합) 및 4 시간 동안 122℉ (50℃)(최종 경화)를 포함하는 가열 스케줄에 노출된다. 이로인하여 생성된 PvDC 필름은 1/10 밀(2.5 마이크론) 두께이다. COC 주사기 베럴 및 PvDC-COC 라미네이트 COC 주사기 베럴은 MOCON 브랜드 Oxtran 2/21 산소 투과성 기구 및 Permatran- W 3/31 수증기 투과성 기구를 사용하여 OTR 및 WVTR에 대하여 측정된다.
VII.B.1.c. 예상되는 OTR 및 WVTR 수치들은 라미네이트에 대하여 예상된 차단 향상 인자(BIF)를 보여주는 표 15에 수록되어 있다.
실시예 15
PECVD 적용 OMCTS 및 HMDSO 코팅들의 원자 조성물들
VII.B.4. COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작되고, (COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라) OMCTS로 코팅되거나 COC 주사기 베럴 내부를 HMDSO 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 HMDSO로 코팅된 COC 주사기 베럴 시료들이 제공된다. OMCTS 또는 HMDSO로 부터 유도된 코팅들의 원자 조성물들은 X-선 광전자 분광법(XPS)을 이용하여 특성화되었다.
VII.B.4. XPS 데이터는 상대 민감도 인자들 및 단일 층을 띄는 모델을 이용하여 정량화되었다. 분석 부피는 분석 면적(스폿 크기 또는 조리개 크기) 및 정보의 깊이의 곱이다. 광전자들은 X-선 침투 깊이(통상적으로 수 마이크론) 내에서 생성되지만, 3 가지 최상부 전자 탈출 깊이 내에 있는 광전자들만이 검출된다. 탈출 깊이는 15 내지 35 Å 정도의 크기인데, 이는 약 50 내지 100 Å의 분석 깊이에 이른다. 통상적으로, 신호의 95%는 이 깊이 내에서 유래한다.
VII.B.4. 하기 분석 매개변수들이 사용되었다:
도구: PHI Quantum 2000
X-선 원천: 단색 Alka 1486.6eV
수용각 +23°
이륙각 45°
분석 면적 600 ㎛
전하 보정 C1s 284.8 eV
이온 건 조건들 Ar+, 1 keV, 2 x 2 mm 래스터
스퍼터 속도 15.6 Å/분 (SiO2 당량)
VII.B.4. 표 17은 검출된 구성성분들의 원자 농도들을 제공한다. XPS는 산소 또는 헬륨을 검출하지 않는다. 주어진 값들은 검출된 구성성분들을 사용하여 100 퍼센트로 정규화된다. 검출 한계들은 대략 0.05 내지 1.0 전자 퍼센트이다.
VII.B.4.b. 표 17의 코팅 조성물 결과 및 계산된 시작 단량체 전구체 원소 퍼센트로부터 상기 HMDSO-계열 코팅의 탄소 원자 퍼센트는 시작 HMDSO 단량체 탄소 원자 퍼센트 대비 감소되는 반면에(54.1%에서 44.4%로 감소), 놀랍게도 OMCTS-계열 코팅 탄소 원자 퍼센트는 OMCTS 단량체 탄소 원자 퍼센트 대비 증가 되었다(34.8%에서 48.4%로 상승), 이는 다음과 같이 계산되는 39 원자%의 증가이다:
100%[(48.4/34.8)-1]=39 원자%.
또한, HMDSO-계열 코팅의 실리콘 원자 퍼센트는 시작 HMDSO 단량체 실리콘 원자 퍼센트 대비 거의 변화되지 않는 반면에(21.8%에서 22.2%로), 놀랍게도 OMCTS-계열 코팅의 실리콘 원자 퍼센트는 OMCTS 단량체 실리콘 원자 퍼센트 대비 현저히 감소되었다(42.0%에서 23.6%로 감소), 이는 44 원자%의 감소이다. 탄소 및 실리콘 변화를 이용하여, OMCTS 단량체 대 코팅 거동은 보통의 전구체 단량체들(예컨대, HMDSO)에서 관찰되는 거동과는 같은 방향으로 가지 않는다. 예컨대, Hans J. Griesser, Ronald C. Chatelier, Chris Martin, Zoran R. Vasic, Thomas R. Gengenbach, George Jessup J. Biomed. Mater. (Appl Biomaster)53: 235-243, 2000 참조.
실시예 16
플라즈마 코팅들로부터 나온 휘발성 성분들(＂기체제거＂)
VII.B.4. COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작되고, (COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라) OMCTS로 코팅되거나 (COC 주사기 베럴 내부를 HMDSO 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라) HMDSO로 코팅된 COC 주사기 베럴 시료들이 제공된다. 기체제거 가스 크로마토그래피/질량 분석계(GC/MS) 분석을 이용하여 OMCTS 또는 HMDSO 코팅들로부터 방출된 휘발성 성분들을 측정하였다.
VII.B.4. 주사기 베럴 시료들(절반으로 절단된 길이의 COC 주사기 베럴들 4개)은 동적 헤드스페이스(headspace) 시료추출 시스템(CDS 8400 자동-시료채취기)의 1½"(37 mm) 직경 챔버들 중 하나에 놓였다. 시료 분석을 하기 앞서, 시스템 블랭크가 분석되었다. 상기 시료는 표 18에 설명된 데이터를 생성하는 다음의 매개변수들을 사용하여, Agilent 7890A 가스 크로마토그래피/Agilent 5975 질량 분석기상에서 분석되었다:
GC 칼럼: 30m X 0.25mm DB-5MS(J&W Scientific),
0.25 ㎛ 필름 두께
유량: 1.0 ml/분, 균일 흐름 모드
검출기: 질량 선택 검출기(MSD)
주사 모드: 분할 주사(10:1 분할비)
기체제거 조건들: 1½" (37mm) 챔버, 3 시간 동안 퍼지됨
85℃, 유량 60 ml/min
오븐 온도: 10℃/min의 속도로 40℃ (5 분) 내지 300℃;
300℃에서, 5 분 동안 유지.
표 18의 기체제거 결과들은 시험된 HMDSO-계열 및 OMCTS-계열 윤활성 코팅들 사이의 조성 차이를 명백히 나타내었다. HMDSO 계열 조성물들은 트리메틸실란올[(Me)3SiOH]를 가스제거 하였지만, 반복하는 -(Me)2SiO-모이어티들을 함유하는 측정된 더 많은 올리고머들을 가스제거 하지 않은 반면에, OMCTS 계열 조성물들은 측정된 트리메틸실란올[(Me)3SiOH]을 가스제거 하지 않았고, 반복하는 -(Me)2SiO- 모이어티들을 함유하는 더 많은 올리고머들을 가스제거하였다. 이 시험은 HMDSO-계열 코팅들을 OMCTS-계열 코팅들과 구별하는데 유용할 수 있다고 고찰된다.
하기 이론의 범위 또는 정확도에 따라 본 발명을 한정하지 않으면서, 이 결과는 각각의 실리콘 원자가 3 개의 메틸기들에 결합되어 있는 HMDSO의 어사이클릭(acyclic) 구조 대 각각의 실리콘 원자에 결합된 메틸기들이 2 개만 있는 OMCTS의 사이클릭 구조를 고려함으로써 설명될 수 있다고 고찰된다. OMCTS는 이미 올리고머들인 반복하는 -(Me)2SiO- 모이어티들을 갖는 이중라디칼을 형성하는 개환 반응에 의하여 반응하는 것으로 고찰되며, 응축하여 더 높은 올리고머들을 형성할 수 있다. 반면에, HMDSO는 적어도 하나의 O-Si 결합을 분해하여, (Me)3SiOH로 재응축하는 단일한 O-Si 결합을 함유하는 하나의 단편과 [(Me)3Si]2로 재응축하는 O-Si 결합을 함유하지 않는 다른 단편을 남겨놓는 반응을 하는 것으로 고찰된다.
OMCTS의 사이클릭 특성은 더 높은 MW 올리고머들을 기체제거한(26 ng/시험) 이러한 개환된 모이어티들의 개환 및 응축으로 이어진다고 간주된다. 반면에, HMDSO-계열 코팅들은 HMDSO로부터 상대적으로 저-분자량 단편들을 제공하지 않는 것으로 간주된다.
실시예 17
X-선 반사율(XRR)을 사용한 플라즈마 코팅들의 밀도 측정
사파이어 위트니스(witness) 시료들(0.5 x 0.5 x 0.1 cm)은 PET 튜브들의 형성을 위한 프로토콜에 따라 제작된 분리된 PET 튜브들의 내부 벽들에 접착되었다. 사파이어 위트니스-함유 PET 튜브들(모두 2배 전원으로 벗어나고 있는, COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라)은 OMCTS 또는 HMDSO로 코팅되었다. 이후, 코팅된 사파이어 시료들은 제거되었으며 X-선 반사율(XRR) 데이터는 파라볼라 다중층 입사 빔 단색화 장치 및 평형 판 회절 빔 시준기로 장치된 PANalytical X＇Pert 회절계상에서 획득되었다. 2 개의 층 SiwOxCyHz 모델은 임계각 측정 결과들로부터 코팅 밀도를 측정하는데 사용되었다. 이 모델은 진정한 SiwOxCyHz 코팅을 분리하는 최선의 접근법을 제공하는 것으로 고찰된다. 상기 결과들은 표 19에 있다.
실시예 15의 결과들을 보여주는 표 17로부터, HMDSO 대비 OMCTS의 더 낮은 산소(28%) 및 더 높은 탄소(48.4%) 조성물은 원자 질량 고려사항들 및 원자가수(산소 = 2; 탄소 = 4) 양쪽 모두로 인하여 OMCTS는 더 낮은 밀도를 가져야 하는 것을 의미할 것이다. 놀랍게도, XRR 밀도 결과들은 그 반대가 관찰될 것이라고 보여주는데, 즉, OMCTS 밀도는 HMDSO 밀도보다 더 높다는 것이다.
하기 이론의 범위 또는 정확도에 따라 본 발명을 한정하지 않으면서, 각각의 HMDSO-계열 및 OMCTS-계열 코팅들의 형성에 있어서 반응 메커니즘에 근본적인 차이가 있다는 것이 고찰된다. HMDSO 단편들은 아주 용이하게 응집하고 반응하여 나노입자들을 형성하는데, 이후 이들이 표면상에 증착하고 표면상에서 더 반응할 수 있는 반면에, OMCTS는 밀집한 가스상 나노입자들을 형성할 가능성이 더 낮다. OMCTS 반응종들은 원래 OMCTS 단량체와 더 유사한 형태로 표면상에서 응축하여 전체적으로는 밀도가 더 낮은 코팅이 될 수 있는 가능성이 높다.
실시예 18
PECVD 적용 코팅들의 두께 균일성
COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작되고, 각각 COC 주사기 베럴 내부를 SiOx로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 SiOx 또는 COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 OMCTS-계열 윤활성 코팅으로 코팅된 COC 주사기 베럴들의 시료들이 제공된다. 또한, PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작되고, 각각 튜브 내부를 SiOx로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 SiOx로 코팅되고 이로 코팅되지 않으며 가속 에이징 시험을 거치게 되는 PET 튜브들의 시료들이 제공되었다. 투과 전자 현미경(TEM)을 사용하여 시료들상에 PECVD-적용된 코팅들의 두께를 측정하였다. 앞에서 기록한 실시예 4의 TEM 절차가 사용되었다. 이 실시예에서 사용된 SiOx 및 윤활성 코팅 프로토콜에 의하여 기술된 방법 및 장치는 표 20에 도시된 바와 같이 균일한 코팅을 보여주었다.
실시예 19
COC 상에서의 기체제거 측정법
VI.B. COC 튜브들은 COC 튜브를 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작되었다. 상기 튜브들 중 일부는 튜브 내부를 SiOx로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 SiOx의 내부 차단 코팅이 제공되며, 나머지 COC 튜브들은 코팅되지 않았다. 또한, 유사한 치수들을 갖는 상업적인 유리 혈액 수집 벡톤 디킨슨 13x75 mm 튜브들이 상기와 같이 제공되었다. 상기 튜브들은 45% 상대 습도 및 70℉ (21℃)에서 주변 공기를 포함하는 방에서 약 15 분 동안 저장되었으며, 아래와 같은 시험은 동일한 주변 상대 습도에서 수행되었다. 상기 튜브들은 실시예 8의 하기 ATC 마이크로흐름 측정 절차 및 장비(제 2 생성 IMFS 센서,(10 μ/분 전체 범위), 절대 압력 센서 범위: 0 내지 10 Torr, 보정된 범위에서 +/- 5% 판독의 흐름 측정 불확실성을 가져 (PC를 사용한) 자동 데이터 획득을 위한 Leak-Tek 프로그램 및 누출 흐름 대 시간의 신호/플랏을 채용하는 누출 시험 도구 모델 ME2가 있는 지능형 가스 누출 시스템)를 기체제거하기 위해 시험되었다. 현재의 경우, 각각의 튜브는 1 mm Hg의 압력에서 22-초 벌크 수분 탈가스 단계를 거치고, 2 초 동안 질소 가스를 사용하여 (760 밀리미터 Hg로) 압축된 이후에, 상기 질소 가스가 펌프 다운되며 마이크로흐름 측정 단계는 1 밀리미터 Hg 압력에서 약 1 분 동안 수행되었다.
VI.B. 상기 결과는 실시예 8에 생성된 도 31과 유사한 도 57에 도시되어 있다. 도 57에서, 코팅되지 않은 COC 튜브들에 대한 플롯들은 (630)에 있고, SiOx 코팅된 COC 튜브들에 대한 플롯들은 (632)에 있으며, 대조군으로 사용된 유리 튜브들에 대한 플롯들은 (634)에 있다. 또한, 기체제거 측정은 약 4 초에 시작하며, 몇 초 후에 코팅되지 않은 COC 튜브들에 대한 플롯들(630) 및 SiOx 차단 코팅된 튜브들에 대한 플롯들(632)은 명백히 분기되었는데, 이는 차단 코팅된 튜브들과 코팅되지 않은 튜브들 사이에서 급격한 차이가 있음을 보여주는 것이다. 코팅되지 않은 COC(60 초에서 >2 마이크로그램) 대 SiOx-코팅된 COC(60 초에서 1.6 마이크로미터 미만)의 일관된 분리가 실현되었다.
실시예 20
윤활성 코팅
VII.B.1.a. COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작된 COC 주사기 베럴들은 COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 제작된 COC 주사기 베럴들은 COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 윤활성 코팅으로 코팅되었다. 상기 결과들은 표 21에 제공된다. 상기 결과들은 산소가 부재하는 경우 전원 수준이 8 와트에서 14 와트로 증가하는 경향은 코팅의 윤활성을 향상시켰다는 것을 보여준다. 전력 및 유량들이 있는 다른 실험들은 다른 윤활성 향상을 제공할 수 있다.
실시예 21
윤활성 코팅 - 가설적 실시예
사출 성형된 사이클릭 올레핀 공중합체(COC) 플라스틱 주사기 베럴들은 COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜에 따라 제작된다. 일부는 코팅되지 않으며("대조군") 나머지들은 COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜에 따라 PECVD 윤활성 코팅된다("윤활된 주사기"). 상기 윤활된 주사기들 및 대조군들은 베럴에서 플런저의 이동을 개시하는 힘(브레이크아웃 힘) 및 Genesis Packaging Automated Syringe Force Tester, Model AST를 사용하여 베럴에서 플런저의 이동을 유지하는 힘(플런저 활동력)을 측정하기 위하여 시험된다.
상기 시험은 ISO 7886-1:1993 시험의 개질된 버전이다. 하기 절차는 각각의 시험에 이용된다. 벡톤 디킨슨 제품 번호 306507(식염수 예비충진된 주사기들로서 획득됨)로부터 취한 탄성체 팁들을 갖는 새로운 플라스틱 플런저는 주사기 조립체로부터 제거된다. 상기 탄성체 팁은 깨끗한 건조 압축 공기로 건조된다. 이후 탄성체 팁 및 플라스틱 플런저는 주사기 베럴의 바닥과 같은 높이에 위치되어 있는 플런저와 함께 시험되는 COC 플라스틱 주사기 베럴에 삽입된다. 이후, 충진된 주사기들은 시험되는 상태에 도달하는데 필요한 대로 조절된다. 예를 들면, 시험 목적이 상기 주사기들을 3 개월 동안 저장한 이후에 주사기들의 브레이크아웃 힘에 미치는 윤활제 코팅의 영향을 알아보는 것이라면, 상기 주사기들은 원하는 상태를 달성하기 위하여 3 개월 동안 저장된다.
상기 주사기는 Genesis Packaging Automated Syringe Force Tester로 설치된다. 시험기는 제작자 사양에 따라 시험 시작시에 보정된다. 시험기 입력 변수들은 속도 = 100mm/분, 범위 = 10,000이다. 상기 시험기의 시작 버튼을 누른다. 상기 시험이 완료시에, (베럴에서 플런저의 이동을 개시하는) 브레이크아웃 힘 및 (이동을 유지하는) 플런저 활동력이 측정되며, 대조군 주사기들에 대한 것보다 윤활된 주사기들에 대하여 실질적으로 더 낮은 것을 알게 된다.
도 59는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용기 처리 시스템(20)을 도시한다. 상기 용기 처리 시스템(20)은 특히, 제 1 처리 스테이션(5501) 및 제 2 처리 스테이션(5502)을 포함한다. 그러한 처리 스테이션들에 대한 실시예들은 예를 들면, 도 1에서 참조 번호(24, 26, 28, 30, 32 및 34)로 도시되어 있다.
상기 제 1 용기 처리 시스템(5501)은 안착된 용기(80)를 지지하는 용기 지지대(38)를 포함한다. 비록 도 59가 혈액 튜브(80)를 도시하고 있지만, 상기 용기는 주사기 몸체, 바이알, 도관, 예를 들면, 피펫일 수 있다. 상기 용기는 예를 들면, 유리 또는 플라스틱으로 제작될 수 있다. 플라스틱 용기인 경우, 상기 제 1 처리 스테이션은 플라스틱 용기를 성형하는 성형틀을 포함할 수 있다.
상기 제 1 처리 스테이션에서 제 1 처리(처리는 용기의 성형, 결함 여부를 알아보기 위해 용기의 제 1 검사, 용기의 내부 표면의 코팅 및 특히, 내부 코팅의 결함 여부를 알아보기 위해 용기의 제 2 검사를 포함할 수 있다) 이후에, 상기 용기 지지대(38)는 용기(82)와 함께 제 2 용기 처리 스테이션(5502)으로 이송된다. 이러한 이송은 컨베이어 배열(70, 72, 74)에 의하여 수행된다. 예를 들면, 그리퍼 또는 일부 그리퍼들은 용기/지지대 조합을 다음번 처리 스테이션(5502)으로 이동시키기 위하여 용기 지지대(38) 및/또는 용기(80)를 잡기 위하여 제공될 수 있다. 또한, 용기만이 지지대 없이 이동될 수 있다. 그러나, 지지대가 컨베이어 배열에 의하여 수송될 수 있도록 개조되는 경우 지지대를 용기와 함께 이동시키는 것이 유리할 수 있다.
도 60은 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 용기 처리 시스템(20)을 도시한다. 또한, 2 개의 용기 처리 스테이션들(5501, 5502)이 제공된다. 또한, 직렬로 배열되며, 용기가 처리, 즉, 검사 및/또는 코팅되는 다른 용기 처리 스테이션들(5503, 5504)이 제공된다.
용기는 스탁으로부터 왼쪽 처리 스테이션(5504)으로 이동될 수 있다. 또한, 상기 용기는 제 1 처리 스테이션(5504) 내에서 성형될 수 있다. 어느 경우에 있어서, 성형, 검사 및/또는 코팅과 같은 제1 용기 처리가 처리 스테이션(5504)에서 수행되며, 이후 제 2 검사가 수행될 수도 있다. 이후, 상기 용기는 컨베이어 배열(70, 72, 74)을 통해 다음번 처리 스테이션(5501)으로 이동된다. 통상적으로, 상기 용기는 용기 지지대와 함께 이동된다. 제 2 처리는 제 2 처리 스테이션(5501)에서 수행되며, 이후 용기 및 지지대는 제 3 처리가 수행되는 다음번 처리 스테이션(5502)으로 이동된다. 이후, 상기 용기는 (다시 지지대와 함께) 제 4 처리를 위해 제 4 처리 스테이션(5503)으로 이동되며, 이후 저장소로 컨베이어로 전달된다.
각각의 코팅 단계 또는 성형 단계 또는 용기를 조작하는 다른 단계 이전 및 이후에, 전체 용기, 용기의 일부 및 특히 용기의 내부 표면의 검사는 수행될 수 있다. 각각의 검사의 결과는 데이터 버스(5507)를 통해 중앙 처리 단위(5505)로 전달될 수 있다. 각각의 처리 스테이션은 상기 데이터 버스(5507)에 연결되어 있다. 중앙 제어 및 조절 단위의 형태로 개조될 수 있는 프로세서(5505)는 검사 데이터를 처리하고, 데이터를 분석하며 최종 처리 단계가 성공적인지의 여부를 결정한다.
최종 처리 단계가 성공적이지 않은 것으로 결정된다면, 코팅이 예를 들면, 홀들을 포함하거나 코팅 표면이 규칙적이거나 충분히 매끄럽지 않은 것으로 결정되기 때문에, 용기는 다음번 용기 처리 스테이션으로 들어가지 않지만 공정으로부터 제거되거나(컨베이어 섹션들(7001, 7002, 7003, 7004) 참조) 재 처리를 위하여 다시 컨베이어로 이동된다.
프로세서(5505)는 제어 또는 조절 매개변수들을 입력하는 사용자 인터페이스(5506)에 연결된다.
도 61은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용기 처리 시스템의 처리 스테이션(5501)을 도시한 것이다. 상기 스테이션은 용기의 내부 표면을 코팅하는 PECVD 장치(5701)를 포함한다. 또한, 몇몇 검출기들(5702 내지 5707)이 시각 검사를 위해 제공된다. 그러한 검출기들은 예를 들면, CCD 카메라, 가스 검출기 또는 압력 검출기와 같은 광학 검출기들로서 전자적 측정을 수행하기 위한 전극들일 수 있다.
도 62는 몇몇 검출기들(5702, 5703, 5704) 및 가스 입력 포트(108, 110)가 있는 전극과 함께, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 용기 지지대(38)를 도시한다.
상기 전극 및 검출기(5702)는 용기가 지지대(38)상에 안착되는 경우 용기(80)의 내부 공간으로 이동되도록 맞춰질 수 있다.
예를 들면, 안착된 용기(80) 외부에 배열된 광학 검출기들(5703, 5704)을 이용하거나 심지어 용기(80)의 내부 공간 내부에 배열된 광학 검출기(5707)를 이용하면,특히 코팅 단계 도중에 광학 검사를 수행할 수 있다.
상기 검출기들은 다른 파장들이 코팅 공정 도중에 검출될 수 있도록 컬러 필터들을 포함할 수 있다. 프로세싱 유닛(5505)은 광학 데이터를 분석하며 코팅이 소정의 화실성 수준으로 성공적인지의 여부를 결정한다. 코팅이 아마도 성공적이지 않다고 결정되면, 각각의 용기는 처리 시스템으로부터 분리되거나 재처리된다.
본 발명은 도면들 및 선행하는 상세한 설명에서 상세히 예시되고 기술된 반면에, 그러한 도면 및 설명은 도면설명되거나 예시적인 것으로서, 한정적인 것은 아닌것으로 간주되어야 한다; 본 발명은 개시된 실시예들에 한정되지 않는다. 개시된 실시예들에 대한 다른 변형들은 도면들, 개시물 및 첨부된 청구의 범위들의 연구로부터 청구된 발명을 실행하는 당업자에 의하여 이해되고 수행될 수 있다. 청구의 범위에서, "포함하는"이라는 단어는 다른 구성요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, "하나" 또는 "한"이라는 부정 관사는 복수형을 배제하지 않는다. 특정한 조치들이 상호 다른 종속항들에서 인용된다는 사실만으로는 이러한 조치들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 지시하지는 않는다. 청구의 범위에서 임의의 참조 부호들은 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
코팅된 COC 튜브 OTR 및 WVTR 측정
코팅 ID 전력(와트) O-Si O-Si 유량
(sccm)		 O2흐름 (sccm) 시간(초) OTR
(cc/튜브.일)		 WVTR
(mg/튜브.일)
번호코팅 0.215 0. 27
A 50 HMDSO 6 90 14 0.023 0. 07
B 50 HMDSO 6 90 14 0.024 0. 10
C 50 HMDSO 6 90 7 0.026 0. 10
코팅된 PET 튜브 OTR 및 WVTR 측정
코팅 ID 전력(와트) O-Si O-Si 흐름(sccm) O2
흐름(sccm)		 시간(초) OTR
(cc/
튜브.
일)		 WVTR
(mg/
튜브.
일)
코팅되지 않은 대조군 0.0078 3.65
SiOx 50 HMDSO 6 90 3 0.0035 1.95
표 2 계속
Figure pct00010

[표 2A]
기계적 스크래치 결함들이 있는 코팅된 PET 튜브 OTR
Figure pct00011
코팅된 COC COC 주사기 베럴 OTR 및 WVTR 측정
실시예 주사기
코팅 		O-Si
조성물 		전력
(와트) 		O-Si
유량
(sccm) 		O 2
유량
(sccm) 		코팅
시간
(초) 		OTR
(cc/
베럴.
일) 		WVTR
(mg/
베럴.
일) 		BIF
(OTR) 		BIF
(WVTR)
A 코팅되지 않은 대조군 0.032 0.12
B SiOx 발명예 HMDSO ４４ 6 90 7 0.025 0.11 1.3 1.1
C SiOx 발명예 HMDSO ４４ 6 105 7 0.021 0.11 1.5 1.1
D SiOx 발명예 HMDSO ５０ 6 90 7 0.026 0.10 1.2 1.2
E SiOx 발명예 HMDSO ５０ 6 90 14 0.024 0.07 1.3 1.7
F SiOx 발명예 HMDSO ５２ 6 97.5 7 0.022 0.12 1.5 1.0
G SiOx 발명예 HMDSO 61 6 105 7 0.022 0.11 1.4 1.1
H SiOx 발명예 HMDSO 61 6 １２０ 7 0.024 0.10 1.3 1.2
I SiOx 발명예 HMDZ ４４ 6 90 7 0.022 0.10 1.5 1.3
J SiOx 발명예 HMDZ 61 6 90 7 0.022 0.10 1.5 1.2
K SiOx 발명예 HMDZ 61 6 105 7 0.019 0.10 1.7 1.2
TEM으로 검출한 SIOx 코팅 두께(나노미터)
시료 O-Si 두께(nm) 전력(와트) HMDSO 유량(sccm) 산소 유량(sccm)
발명예 A HMDSO 25 내지 50 39 6 60
발명예 B HMDSO 20 내지 35 39 6 90
검출된 원소들의 원자비율(괄호: 퍼센트 농도, 검출된 성분들의 100%로 정규화됨)
시료 플라즈마 코팅 Si O C
코팅되지 않은 PET 튜브- 비교예 - 0.08 (4.6) 1 (31.5) 2.7 (63.9)
폴리에틸렌 테레프탈레이트(계산됨) - 1 (28.6) 2.5 (71.4)
코팅된 PET 튜브- 발명예 SiOx 1 (39.1) 2.4 (51.7) 0.57 (9.2)
중공 음극 플라즈마 점화의 정도
시료 전력 시간 중공 음극 플라즈마 점화 염색 결과
A 25 와트 7 초 가스 입구(310)에서는 점화되지 않으며, 제한된 부분(292)에서 점화 양호
B 25 와트 7 초 가스 입구(310) 및 제한된 부분(292)에서 점화 불량
C 8 와트 9 초 가스 입구(310)에서는 점화되지 않으며, 제한된 부분(292)에서 점화 우수
D 30 와트 5 초 가스 입구(310) 또는 제한된 부분(292)에서 점화되지 않음 매우 우수
유리 튜브들을 사용하여 유량
유리 튜브 작업 #1(㎍/분) 작업 #2(㎍/분) 평균(㎍/분)
1 1.391 1.453 1.422
2 1.437 1.243 1.34
3 1.468 1.151 1.3095
4 1.473 1.019 1.246
5 1.408 0.994 1.201
6 1.328 0.981 1.1545
7 파손됨 파손됨 파손됨
8 1.347 0.909 1.128
9 1.171 0.91 1.0405
10 1.321 0.946 1.1335
11 1.15 0.947 1.0485
12 1.36 1.012 1.186
13 1.379 0.932 1.1555
14 1.311 0.893 1.102
15 1.264 0.928 1.096
평균 1.343 1.023 1.183
최대 1.473 1.453 1.422
최소 1.15 0.893 1.0405
최대-최소 0.323 0.56 0.3815
표준 편차 0.097781 0.157895 0.1115087
유리 튜브들을 사용하여 유량
코팅되지 않은
PET		 작업 #1(㎍/분) 작업 #2(㎍/분) 평균(㎍/분)
1 10.36 10.72 10.54
2 11.28 11.1 11.19
3 11.43 11.22 11.325
4 11.41 11.13 11.27
5 11.45 11.17 11.31
6 11.37 11.26 11.315
7 11.36 11.33 11.345
8 11.23 11.24 11.235
9 11.14 11.23 11.185
10 11.1 11.14 11.12
11 11.16 11.25 11.205
12 11.21 11.31 11.26
13 11.28 11.22 11.25
14 10.99 11.19 11.09
15 11.3 11.24 11.27
평균 11.205 11.183 11.194
최대 11.45 11.33 11.345
최소 10.36 10.72 10.54
최대-최소 1.09 0.61 0.805
표준 편차 0.267578 0.142862 0.195121
SiOx 코팅된 PET 튜브들에 대한 유량
코팅된
PET		 작업 #1(㎍/분) 작업 #2(㎍/분) 평균(㎍/분)
1 6.834 6.655 6.7445
2 9.682 9.513 분리물들
3 7.155 7.282 7.2185
4 8.846 8.777 분리물들
5 6.985 6.983 6.984
6 7.106 7.296 7.201
7 6.543 6.665 6.604
8 7.715 7.772 7.7435
9 6.848 6.863 6.8555
10 7.205 7.322 7.2635
11 7.61 7.608 7.609
12 7.67 7.527 7.5985
13 7.715 7.673 7.694
14 7.144 7.069 7.1065
15 7.33 7.24 7.285
평균 7.220 7.227 7.224
최대 7.715 7.772 7.7435
최소 6.543 6.655 6.604
최대-최소 1.172 1.117 1.1395
표준 편차 0.374267 0.366072 0.365902
코팅된 튜브 및 코팅되지 않은 튜브의 젖음 장력 측정
실시예 튜브 코팅 젖음 장력
(다인/cm)
참조 코팅되지 않은 유리 72
발명예 SiOX 프로토콜에 따라 SiOX 로 코팅된 PET 튜브 60
비교예 코팅되지 않은 PET 40
발명예 소수성 코팅 프로토콜에 따라 코팅된 PET 튜브 34
비교예 유리(+실리콘 유체) 유리 주사기, 부품 번호 30
물 질량 드로우(DRAW)(그램)
압축화 시간(일)
튜브 0 27 46 81 108 125 152 231
BD PET(상용 대조군) 3.0 1.9 1.0
코팅되지 않은 PET(내부 대조군) 4.0 3.1 2.7
SiOx-코팅된 PET(발명예) 4.0 3.6 3.3
계산된 정규 평균 진공 감소 속도 및 10% 진공 손실에 걸린 시간
튜브 정규화된 평균 감소 속도(델타 mL/최초 mL.일) 10% 손실에 걸린 시간(개월)- 가속
BD PET
(상용 대조군)		 0.0038 0.9
코팅되지 않은 PET
(내부 대조군)		 0.0038 0.9
SiOx-코팅된 PET(발명예) 0.0018 1.9
윤활성 코팅을 갖는 주사기 베럴, 영국단위
시료 전력,(와트) O-Si 흐름,(sccm) O2 흐름, (sccm) 시간(초) 평균 힘, (lb.) 표준 편차
실리콘을 갖는 유리 코팅 없음 코팅 없음 코팅 없음 코팅 없음 0.58 0.03
코팅되지 않은 COC 코팅 없음 코팅 없음 코팅 없음 코팅 없음 3.04 0.71
A 11 6 0 7 1.09 0.27
B 17 6 0 14 2.86 0.59
C 33 6 0 14 3.87 0.34
D 6 6 90 30 2.27 0.49
코팅되지 않은 COC - - - - 3.9 0.6
COC 상의 SiOx 4.0 1.2
E 11 1.25 0 5 2.0 0.5
F 11 2.5 0 5 2.1 0.7
G 11 5 0 5 2.6 0.6
H 11 2.5 0 10 1.4 0.1
I 22 5 0 5 3.1 0.7
J 22 2.5 0 10 3.3 1.4
K 22 5 0 5 3.1 0.4
[표 13]
윤활성 코팅을 갖는 주사기 베럴, 미터 단위
Figure pct00012

HMDSO- 및 OMCTS-계열 플라즈마 코팅들의 플런저 활동력 측정
실시예 상세한 설명 단량체 코팅
시간
( 초) 		코팅
Si-O 유량(sccm) 		코팅
전력
(와트) 		최대
힘
(lb, kg.) 		정규화된
최대 힘
A 코팅되지 않은 대조군 3.3, 1.5 1.0
B HMDSO 코팅 HMDSO 7 6 8 4.1, 1.9 1.2
C OMCTS 윤활성 코팅 OMCTS 7 6 8 1.1, 0.5 0.3
D 코팅되지 않은 대조군 3.9, 1.8 1.0
E OMCTS 윤활성 코팅 OMCTS 7 6 11 2.0, 0.9 0.5

F

이중층 코팅
1 COC 주사기 베럴 + SiO x

2 OMCTS 윤활성 코팅
14




7
6




6
５０




8





2.5, 1.1





0.6

G
OMCTS 윤활성 코팅
OMCTS
5
1.25
11
2, 0.9
0.5

H
OMCTS 윤활성 코팅
OMCTS
10
1.25
11
1.4, 0.6
0.4
OTR 및 WVTR 측정(예언적)
시료 OTR
(cc/베럴.일)		 WVTR
(그램/베럴.일)
COC 주사기- 비교예 4.3 X 3.0 Y
PvDC-COC 라미네이트 COC 주사기- 발명예 X Y
SiOx 코팅된 PET 튜브들의(코팅되지 않은 PET 튜브로 정규화됨)의 광학 흡수율
시료 코팅 시간 평균 흡수율(615 nm에서) 모사 표준 편차
참조(코팅되지 않은) - 0.002 내지 0.014 4
발명 A 3 초 0.021 8 0.001
발명 B 2 x 3 초 0.027 10 0.002
발명 C 3 x 3 초 0.033 4 0.003
원자 농도(괄호: 퍼센트, 검출된 성분들의 100%로 정규화됨)
시료 플라즈마 코팅 Si O C
HMDSO-계열 코팅된 COC COC 주사기 베럴 SiwOxCy 0.76 (22.2) 1 (33.4) 3.7 (44.4)
OMCTS-계열 코팅된 COC 주사기 베럴 SiwOxCy 0.46 (23.6) 1 (28) 4.0 (48.4)
HMDSO 단량체- 계산됨 Si2OC6 2 (21.8) 1 (24.1) 6 (54.1)
OMCTS 단량체- 계산됨 Si4O4C8 1 (42) 1 (23.2) 2 (34.8)
주사기 기체제거로부터 나온 휘발성 성분들
코팅 단량체 Me3SiOH (ng/시험) 차수가 높은 SiOMe 올리고머들(ng/시험)
코팅되지 않은 COC 주사기- 비교예 코팅되지 않은 ND ND
HMDSO-계열 코팅된 COC 주사기- 비교예 HMDSO 58 ND
OMCTS-계열 코팅된 COC 주사기 베럴- 발명예 OMCTS ND 26
XRR 측정으로부터 플라즈마 코팅 밀도
시료 층 밀도 g/cm3
HMDSO-계열 코팅된 사파이어- 비교예 SiwOxCyHz 1.21
OMCTS-계열 코팅된 사파이어- 발명예 SiwOxCyHz 1.46
TEM에 의한 ＰＥＣＶＤ 코팅들의 두께
시료 ID TEM
두께 I		 TEM
두께 II		 TEM
두께 III
COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜; COC 주사기 베럴 내부를 SiOx로 코팅하기 위한 프로토콜 164 nm 154 nm 167 nm
COC 주사기 베럴을 형성하기 위한 프로토콜; COC 주사기 베럴 내부를 OMCTS 윤활성 코팅으로 코팅하기 위한 프로토콜 55 nm 48nm 52 nm
PET 튜브를 형성하기 위한 프로토콜; 튜브 내부를 SiO
x로 코팅하기 위한 프로토콜 		28 nm 26 nm 30 nm
PET 튜브를 형성(코팅되지 않은) 하기 위한 프로토콜
-- -- --
OMCTS 윤활성 코팅 성능(영국단위)
시료 평균 플러저 힘(파운드)* 퍼센트 힘 감소(대 코팅되지 않은) 전력(와트) OMCTS 흐름(sccm)
비교(코팅 없음) 3.99 -- - -
시료 A 1.46 63% 14 0.75
시료 B 1.79 55% 11 1.25
시료 C 2.09 48% 8 1.75
시료 D 2.13 47% 14 1.75
시료 E 2.13 47% 11 1.25
시료 F 2.99 25% 8 0.75
* 4회 반복의 평균
[표 21]
표 21: OMCTS 윤활성 코팅 성능(미터 단위)
Figure pct00013
상기 힘 측정은 4 개 시료들의 평균이다.
예를 들면, 도 59 내지 62를 참조한 하기 목록에서, 본 발명의 예시적인 실시예들이 기술되어 있다. "청구항" 또는 "청구항들"이라는 용어사용이 하기 목록에 사용되지만, 하기 목록은 예시적인 실시예들을 가르키는 것이지 청구항들을 가리키는 것은 아니라는 것을 주목하여야 한다.
I. 다중 처리과정을 갖는 용기 처리 시스템
스테이션 및 다중 용기 지지대
1. 용기 처리 시스템(20)에 있어서,
개구부 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 용기를 처리하도록 구성된 제 1 처리 스테이션(5501, 24, 26, 28, 30);
상기 제 1 처리 스테이션으로붙 이격되고 개구부 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 용기를 처리하도록 구성된 제 2 처리 스테이션(5502, 24, 26, 28, 30);
복수개의 용기 지지대들(38)로서, 각각의 용기 지지대는 상기 제 1 처리 스테이션에서 용기 포트를 통해 안착된 용기의 내부 표면을 처리하기 위한 용기의 개구부를 수용하고 안착하도록 구성된 용기 포트(92)를 포함하는 용기 지지대들(38); 및
상기 제 2 처리 스테이션에서 용기 포트를 통해 안착된 용기의 내부 표면을 처리하기 위해 상기 제 1 처리 스테이션으로부터 제 2 처리 스테이션으로 일련의 용기 지지대들 및 안착된 용기들을 수송하기 위한 컨베이어(70, 72, 74)를 포함하는 용기 처리 시스템(20).
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 처리 스테이션들로부터 이격되고 개구부 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 용기를 처리하도록 구성된 제 3 처리 스테이션(5503)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 컨베이어는 상기 제 3 처리 스테이션에서 용기 포트를 통해 안착된 용기의 내부 표면을 처리하기 위해 상기 제 2 처리 스테이션으로부터 제 3 처리 스테이션으로 일련의 용기 지지대들 및 안착된 용기들을 수송하도록 구성된 것을 특징으로 하는 발명.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 용기 지지대들은 하나 이상의 용기 포트들상에 안착된 용기로부터 가스를 뽑아내기 위한 진공 덕트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 용기 지지대들은 상기 진공 덕트 및 외부 진공원 사이에서 연통하는 진공 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 진공 포트들은 외부 진공원에 대하여 실을 수용하고 형성하는 O-링을 갖는 것을 특징으로 하는 발명.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 용기 지지대들은 하나 이상의 용기 포트들상에 안착된 용기로 가스를 전달하기 위한 가스 입구 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 용기 지지대들은 하나 이상의 용기 포트들과 연통하되, 각각 하나 이상의 용기 포트들상에 안착된 용기로 가스를 전달하고 용기로부터 가스를 뽑아 내기 위한 복합체 가스 입구 포트 및 진공 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 용기 지지대들은 열가소성 물질로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 용기 포트들은 상기 용기 개구부대하여 실을 수용하고 형성하는 밀봉 구성요소를 갖는 것을 특징으로 하는 발명.
10a. 제 10 항에 있어서, 상기 밀봉 구성요소는 O-링인 것을 특징으로 하는 발명.
11. 제 1 항 내지 제 10a 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 결함여부를 알아보기 위하여 용기의 내부 표면을 검사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 용기의 내부 표면에 코팅을 도포하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 결함여부를 알아보기 위해 코팅을 검사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
14. 제 176 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 용기 벽을 통해 공기 압력 손실을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 상기 처리 스테이션에서 안착된 용기의 내부 표면을 처리하면서 소정의 위치에서 하나 이상의 용기 지지대들을 지지하기 위한 베어링 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 다른 처리 스테이션은 상기 다른 스테이션에서 안착된 용기의 내부 표면을 처리하면서 소정의 위치에서 하나 이상의 용기 지지대들을 지지하기 위한 제 2 베어링 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 다른 처리 스테이션은 상기 다른 스테이션에서 하나 이상의 용기 포트들을 통해 안착된 용기의 내부 표면을 처리하면서 소정의 위치에서 하나 이상의 용기 지지대들을 지지하기 위한 제 3 베어링 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 처리 스테이션들로부터 이격되되, 용기들을 처리하기 위한 제 3 처리 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
19. 제 18 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 처리 스테이션들로부터 이격되되, 용기들을 처리하기 위한 제 4 처리 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
20. 제 19 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 처리 스테이션들로부터 이격되되, 용기들을 처리하기 위한 제 5 처리 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
21. 제 20 항에 있어서, 상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 및 제 5 처리 스테이션들로부터 이격되되, 용기들을 처리하기 위한 제 6 처리 스테이션을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 처리 스테이션으로부터 상기 제 3 처리 스테이션으로 하나 이상의 용기 지지대들 및 안착된 용기들을 수송하기 위한 컨베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
23. 제 22 항에 있어서, 상기 제 3 처리 스테이션으로부터 상기 제 4 처리 스테이션으로 하나 이상의 용기 지지대들 및 안착된 용기들을 수송하기 위한 컨베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
24. 제 1항 내지 23 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 4 처리 스테이션으로부터 상기 제 5 처리 스테이션으로 하나 이상의 용기 지지대들 및 안착된 용기들을 수송하기 위한 컨베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
25. 제 1항 내지 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 5 처리 스테이션으로부터 상기 제 6 처리 스테이션으로 하나 이상의 용기 지지대들 및 안착된 용기들을 수송하기 위한 컨베이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
26. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서 하나 이상의 용기 포트들을 통해 용기의 내부상에 코팅을 형성하기 위한 코터기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
27. 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 PECVD 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
28. 제 27 항에 있어서,
상기 PECVD 장치는 용기 지지대상에 안착된 용기의 내부와 유체 연통으로 수용되도록 위치된 내부 전극;
상기 용기 지지대상에 안착된 용기를 수용하도록 위치된 내부 부분을 갖는 외 전극;
상기 용기 지지대상에 안착된 용기 내에서 플라즈마를 형성하는 내부 및 외부 전극들에 교류를 공급하는 전력 공급기;
진공 챔버를 정의하는 용기에 있어서, 상기 용기의 내부를 진공시키는 진공원;
반응물질 가스원; 및
상기 반응물질 가스 원으로부터 상기 용기 지지대상에 안착된 용기로 반응물질 가스를 공급하는 가스 공급기를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
29. 제 28 항에 있어서, 상기 내부 전극은 상기 용기로 연장하는 것을 특징으로 하는 발명.
30. 제 28 항에 있어서, 상기 내부 전극은 상기 용기의 외부에 위치되는 것을 특징으로 하는 발명.
31. 제 28 항 또는 제 30 항에 있어서, 상기 내부 전극은 상기 용기 지지대 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 발명.
32. 제 28 항에 있어서, 상기 내부 전극은 상기 용기 지지대 상에 안착된 용기까지 일반적으로는 동심원으로 연장하도록 위치된 원위부를 갖는 프로브인 것을 특징으로 하는 발명.
33. 제 28 항 또는 제 32 항에 있어서, 상기 가스 공급기는 상기 내부 전극의 원위부에 있는 것을 특징으로 하는 발명.
34. 제 28 항, 제 32 항 또는 제 33 항에 있어서, 상기 내부 전극 내에 반응물질 가스원 및 상기 반응물질 가스원으로부터 상기 내부 전극의 원위부로 반응물질 가스를 전달하기 위한 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
35. 제 34 항에 있어서, 상기 내부 전극의 원위부는 상기 내부 전극 내에서 상기 통로부터 측면으로 상기 반응물질 가스의 적어도 일 부분을 방출하기 위하여 상기 통로를 감싸는 늘어진 다공성 측벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
36. 제 35 항에 있어서, 상기 내부 전극의 외경은 상기 용기의 측면으로 인접한 내경에 적어도 50% 정도의 크기인 것을 특징으로 하는 발명.
37. 제 35 항에 있어서, 상기 내부 전극의 외경은 상기 용기의 측면으로 인접한 내경에 적어도 60% 정도의 크기인 것을 특징으로 하는 발명.
38. 제 35 항에 있어서, 상기 내부 전극의 외경은 상기 용기의 측면으로 인접한 내경에 적어도 70% 정도의 크기인 것을 특징으로 하는 발명.
39. 제 35 항에 있어서, 상기 내부 전극의 외경은 상기 용기의 측면으로 인접한 내경에 적어도 80% 정도의 크기인 것을 특징으로 하는 발명.
40. 제 35 항에 있어서, 상기 내부 전극의 외경은 상기 용기의 측면으로 인접한 내경에 적어도 90% 정도의 크기인 것을 특징으로 하는 발명.
41. 제 35 항에 있어서, 상기 내부 전극의 외경은 상기 용기의 측면으로 인접한 내경에 적어도 95% 정도의 크기인 것을 특징으로 하는 발명.
42. 제 28 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 전극 내에 반응물질 캐리어 가스원 및 상기 캐리어 가스원으로부터 상기 내부 전극의 원위부로 상기 캐리어 가스를 전달하기 위한 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
43. 제 28 항 내지 제 42 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 지지대로부터 내부 전극을 삽입하고 제거하기 위한 내부 전극 익스텐더 및 리트랙터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
44. 제 28 항 내지 제 43 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 2 개의 내부 전극들의 어레이를 더 포함하되, 상기 내부 전극 익스텐더 및 리트랙터는 용기 지지대로부터 상기 어레이의 내부 전극을 삽입하고 제거하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
45. 제 44 항에 있어서, 상기 내부 전극 익스텐더 및 리트랙터는 상기 용기 지지대에 대하여 완전히 전진한 위치, 중간 위치 및 축소된 위치 사이에서 내부 전극을 이동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
46. 제 44 항 또는 제 45 항에 있어서, 제 1 내부 전극을 그 연장된 위치로부터 그 축소된 위치로 제거하고, 상기 제 1 내부 전극을 제 2 내부 전극으로 교체하며 상기 제 2 내부 전극을 그 연장된 위치로 전진시키기 위한 상기 내부 전극 익스텐더 및 리트랙터와 연결되어 작동할 수 있는 내부 전극 드라이브르 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
47. 제 28, 제 32 항, 제 33 항, 제 34 항 또는 제 42 항에 있어서, 상기 외부 전극은 대략 실린더형이며 상기 용기 지지대 상에 안착된 용기 주변으로 일반적으로는 동심원으로 연장하도록 위치된 것을 특징으로 하는 발명.
48. 제 28 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 전극은 말단 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
49. 제 48 항에 있어서, 상기 외부 전극과 상기 용기 지지대상에 안착된 용기의 원위단 사이에 정의된 갭은 기본적으로 균일한 것을 특징으로 하는 발명.
50. 제 28 항 내지 제 49 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 전극과 상기 용기 지지대상에 안착된 용기 사이에 정의된 갭은 기본적으로 균일한 것을 특징으로 하는 발명.
51. 제 1 항 내지 제 50 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 내부 표면의 상태를 검출하기 위한 처리 스테이션에서 하나 이상의 용기 포트들을 통해 상기 용기에 삽입되도록 구성된 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
52. 제 1 항 내지 제 51 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 외부의 처리 스테이션에 위치된 검출기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
53. 제 1 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서, 검출기에 의한 검출을 위해 상기 용기 벽 및 용기 내부 표면을 통해 안쪽으로 에너지를 향하게 하기 위한 처리 스테이션에서 에너지 원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
54. 제 1 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 벽과 반대로 에너지를 향하게 하고 상기 벽 표면상의 적어도 하나의 코팅 및 상기 벽 표면으로부터 에너지를 반사하기 위한 처리 스테이션에서 에너지 원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
55. 제 1 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어서, 검출기에 의한 검출을 위해 상기 용기 벽 및 용기 내부 표면을 통해 안쪽으로 에너지를 향하게 하기 위한 처리 스테이션에서 에너지 원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
56. 제 1 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서, 용기 개구부를 통해 용기로 삽입하도록 구성된 에너지 원을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
57. 제 51 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출기는 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들에서 상기 용기 내부 표면의 상태를 검출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 발명.
58. 제 51 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출기는 상기 에너지 원으로부터 에너지를 수용하도록 위치되는 것을 특징으로 하는 발명.
59. 제 1 항 내지 제 58 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리한 이후에 하나 이상의 용기 지지대들로부터 상기 용기를 제거하기 위한 처리 스테이션에서 피커(picker)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
II. 용기 지지대
II.A.
60. 용기가 처리되는 동안에 개구부를 갖는 상기 용기를 잡고 전달하기 위한 휴대용 용기 지지대에 있어서,
상호 연통하는 관계에 있는 용기 개구부를 안착하도록 구성된 용기 포트;
외부 가스 공급 또는 배기를 수용하도록 구성된 제 2 포트;
상기 용기 포트상에 안착된 용기 개구부 및 상기 제 2 포트 사이에서 하나 이상의 가스들을 관통하기 위한 덕트; 및
상기 용기 포트, 제 2 포트 및 덕트가 실질적으로 견고하게 부착된 전달가능한 하우징을 포함하되;
상기 휴대용 용기 지지대는 5 파운드 미만의 무게가 나가는 것을 특징으로 하는 휴대용 용기 지지대.
II.B.
61. 용기가 처리되는 동안에 개구부를 갖는 상기 용기를 잡고 전달하기 위한 휴대용 용기 지지대에 있어서,
밀봉된 상호 연통하는 관계에 있는 용기 개구부를 수용하도록 구성된 용기 포트;
상기 용기 포트상에 안착된 용기로부터 상기 용기 포트를 통해 가스를 뽑아내는 진공 덕트;
상기 용기 덕트 및 외부 진공원 사이에서 연통하도록 구성된 진공 포트; 및
상기 용기 포트, 진공 덕트 및 진공 포트가 실질적으로 견고하게 부착된 전달가능한 하우징을 포함하되;
상기 휴대용 용기 지지대는 5 파운드 미만의 무게가 나가는 것을 특징으로 하는 휴대용 용기 지지대.
62. 제 61 항에 있어서, 상기 용기 포트는 용기 개구부에 대항하여 실을 수용하고 형성하는 밀봉 구성요소를 갖는 것을 특징으로 하는 발명.
62a. 제 61 항에 있어서, 상기 밀봉 구성요소는 O-링인 것을 특징으로 하는 발명.
63. 제 61 항 내지 제 62a 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 진공 포트는 외부 진공원에 대하여 실을 수용하고 형성하는 O-링을 갖는 것을 특징으로 하는 발명.
64. 제 61 항 내지 제 63 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입구 포트는 가스 입구에 대하여 실을 수용하고 형성하는 O-링을 갖는 것을 특징으로 하는 발명.
65. 제 61 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 포트는 상기 용기 포트상에 안착된 용기로 가스를 전달하기 위한 상기 용기 포트와 연통하는 가스 입구 포트로서 기능하도록 더 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
66. 제 61 항 내지 제 65 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징은 열가소성 물질로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
67. 제 61 항 내지 제 66 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전달가능한 하우징에 실질적으로 견고하게 부착되며 가스를 상기 용기 포트상에 안착된 용기로 전달하도록 구성된 가스 입구 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
II.C. 밀봉 배열을 포함하는 용기 지지대.
68. 개방된 말단에 인접한 실질적으로 실린더형 벽을 갖는 용기의 개방된 말단을 수용하기 위한 용기 지지대에 있어서,
상기 용기 실린더형 벽을 수용하도록 크기조절된 대략 실린더형인 내부 표면;
상기 대략 실린더형 내부 표면 내에서 동축인 제 1 환상 홈에 있어서, 상기 제 1 환상 홈은 상기 대략 실린더형 내부 표면에서 개구부 및 상기 대략 실린더형 내부 표면으로부터 방사상으로 이격된 바닥 벽을 갖는 것을 특징으로 하는 제 1 환상 홈; 및
상기 제 1 환상 홈에 배치되며 상기 제 1 환상 홈과의 관계에 있어서, 상기 개구부를 통해 방사상으로 보통 연장하고 상기 대략 실린더형 내부 표면에 의하여 수용되는 용기에 의하여 방사상으로 바깥쪽으로 눌려져서 상기 용기와 상기 제 1 환상 홈의 바닥 벽 사이에 밀봉을 형성하는 제 1 밀봉 구성요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 지지대.
68a. 제 68 항에 있어서, 상기 밀봉 구성요소는 O-링인 것을 특징으로 하는 용기 지지대.
69. 제 68 항에 있어서, 상기 용기의 개방된 말단이 지지될 수 있는 대략 실린더형 내부 표면에 인접한 방사상으로 연장하는 접합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 지지대.
70. 제 68 항 또는 제 69 항에 있어서, 상기 개구부 및 상기 제 1 환상 홈의 바닥 벽 사이에 배치된 제 1 상부 및 하부 측벽들로서, 상기 제 1 측벽들은 상기 제 1 O-링이 용기에 의하여 바깥쪽으로 방사상으로 눌려지는 경우에 상기 제 1 O-링에 대하여 지지하도록 위치된 제 1 측벽들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 지지대.
71. 제 68 항 내지 제 70 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 O-링은 응력을 받지 않는 경우 상기 제 1 일반적으로 환상 홈의 방사상 깊이보다 더 큰 단면 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 용기 지지대.
72. 제 68 항 내지 제 71 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 대략 실린더형 내부 표면 내에서 동축이며 상기 제 1 환상 홈으로부터 축상으로 이격된 제 2 환상 홈에 있어서, 상기 대략 실린더형 내부 표면에서 개구부 및 상기 대략 실린더형 내부 표면으로부터 방사상으로 이격된 바닥 벽을 갖는 제 2 환상 홈; 및
상기 제 2 환상 홈에 배치되며 상기 제 2 환상 홈과에 관계에서 상기 개구부를 통해 방사상으로 보통 연장하고 상기 대략 실린더형 내부 표면에 의하여 수용된 용기에 의하여 바깥쪽으로 방사상으로 눌려져서 상기 용기와 상기 환상 홈의 바닥 벽 사이에 밀봉을 형성하는 제 2 O-링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 지지대.
73. 제 72 항에 있어서, 상기 개구부 및 상기 제 2 환상 홈의 바닥 벽 사이에 배치된 제 1 상부 및 하부 측벽들로서, 상기 제 2 측벽들은 상기 제 2 O-링이 용기에 의하여 바깥쪽으로 방사상으로 눌려지는 경우에 상기 제 2 O-링에 대하여 지지하도록 위치된 제 2 측벽들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 지지대.
74. 제 72 항 내지 제 73 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 O-링은 응력을 받지 않는 경우 상기 제 1 일반적으로 환상 홈의 방사상 깊이보다 더 큰 단면 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 용기 지지대.
75. 제 69 항 내지 제 74 항 중 어느 한 항에 있어서, 접합부를 대향하는 개구부를 갖는 용기 지지대 내에 안착된 용기 내에 진공을 뽑아내기 위해 위치된 상기 접합부 내의 진공원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 지지대.
76. 제 69 항 내지 제 75 항 중 어느 한 항에 있어서, 접합부를 대향하는 개구부를 갖는 용기 지지대 내에 안착된 용기의 내부와 연통하기 위해 위치된 상기 접합부 내의 공정 가스원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용기 지지대.
III. 용기 이송 방법-용기 지지대 상에 안착된 용기 처리
III.A. 용기 지지대를 처리 스테이션으로 수송하는 단계
77. 용기를 처리하는 방법에 있어서,
용기를 처리하기 위한 제 1 처리 스테이션을 제공하는 단계;
상기 용기들을 처리하기 위해 상기 제 1 처리 스테이션으로부터 이격된 제 2 처리 스테이션을 제공하는 단계;
개구부 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 용기를 제공하는 단계;
용기 포트를 포함하는 용기 지지대를 제공하는 단계;
상기 용기의 개구부를 상기 용기 포트상에 안착하는 단계;
상기 제 1 처리 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하는 단계;
상기 제 1 처리 스테이션으로부터 상기 제 2 처리 스테이션으로 상기 용기 지지대 및 안착된 용기를 수송하는 단계; 및
상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하는 단계를 포함하는 용기를 처리하는 방법:
78. 제 77 항에 있어서, 상기 용기는 일반적으로 튜브형인 것을 특징으로 하는 발명.
79. 제 77 항 또는 제 78 항에 있어서, 상기 개구부는 상기 용기의 일 말단에 있는 것을 특징으로 하는 발명.
80. 제 77 항 내지 제 79 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 열가소성 물질로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
81. 제 77 항 내지 제 80 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
82. 제 77 항 내지 제 80 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 폴리올레핀으로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
83. 제 77 항 내지 제 80 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 폴리프로필렌으로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
84. 제 77 항 내지 제 83 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 유리로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
85. 제 77 항 내지 제 84 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 보로실리케이트 유리로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
86. 제 77 항 내지 제 85 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 소다-석회 유리로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
87. 제 77 항 내지 제 86 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 석영 유리로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
88. 제 77 항 내지 제 87 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 760 Torr의 외부 압력에 노출되는 경우 변형없이 실질적으로 전체 내부 진공을 견디기에 충분히 강한 것을 특징으로 하는 발명.
89. 제 77 항 내지 제 88 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 이를 사출 성형하여 제공되는 것을 특징으로 하는 발명.
90. 제 77 항 내지 제 88 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 이를 중공 성형하여 제공되는 것을 특징으로 하는 발명.
91. 제 77 항 내지 제 90 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 튜브의 말단을 폐쇄함으로써 제공되는 것을 특징으로 하는 발명.
92. 제 77 항 내지 제 91 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 지지대는 상기 용기 포트상에 안착된 용기로부터 가스를 뽑아내기 위한 진공 덕트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
93. 제 92 항에 있어서, 상기 용기 지지대는 상기 진공 덕트 및 외부 진공원 사이에서 연통하는 진공 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
94. 제 93 항에 있어서, 상기 진공 포트는 외부 진공원에 대하여 실을 수용하고 형성하는 O-링을 갖는 것을 특징으로 하는 발명.
95. 제 77 항 내지 제 94 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 지지대는 상기 용기 포트상에 안착된 용기로 가스를 전달하기 위한 가스 입구 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
96. 제 77 항 내지 제 95 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 지지대는 상기 용기 포트와 연통하되, 각각 상기 용기 포트상에 안착된 용기로 가스를 전달하고 용기로부터 가스를 뽑아 내기 위한 복합체 가스 입구 포트 및 진공 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
97. 제 77 항 내지 제 96 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 지지대는 열가소성 물질로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
98. 제 77 항 내지 제 97 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 지지대는 조인트에서 함께 결합된 상부 부위 및 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
99. 제 98 항에 있어서, 상기 조인트에서 상기 상부 부위 및 베이스 사이에 포획되어 있으며, 상기 조인트를 밀봉하기 위한 O-링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
100. 제 77 항 내지 제 99 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 상부 부위 및 베이스 사이에 포획된 상기 O-링은 상기 용기를 수용하며 상기 용기 개구부 주위에 밀봉을 형성하는 것을 특징으로 하는 발명.
101. 제 77 항 내지 제 100 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 포트는 제 1 및 제 2 축상으로 이격된 O-링들을 포함하되, 그 각각은 상기 용기 포트 및 용기 사이에서 밀봉하기 위한 용기의 외경을 수용하도록 크기조절된 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 발명.
102. 제 77 항 내지 제 101 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 포트는 상기 O-링들의 근처에 있으며 상기 진공 덕트를 둘러싸는 방사상으로 연장하는 접합부 표면을 갖는 것을 특징으로 하는 발명.
103. 제 77 항 내지 제 102 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 결함여부를 알아보기 위하여 용기의 내부 표면을 검사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
104. 제 77 항 내지 제 103 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 용기의 내부 표면에 코팅을 도포하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
105. 제 77 항 내지 제 104 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 용기의 내부 표면에 차단 또는 다른 유형의 코팅을 도포하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
106. 제 77 항 내지 제 105 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 결함여부를 알아보기 위해 코팅을 검사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
107. 제 77 항 내지 제 106 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 결함여부를 알아보기 위해 차단 코팅을 검사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
108. 제 77 항 내지 제 107 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 용기 벽을 통해 공기 압력 손실을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
109. 제 77 항 내지 제 108 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션은 상기 처리 스테이션에서 안착된 용기의 내부 표면을 처리하면서 소정의 위치에서 상기 용기 지지대를 지지하기 위한 베어링 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
110. 제 109 항에 있어서, 상기 용기의 개구부를 상기 용기 포트상에 안착시킨 이후에, 상기 용기 지지대가 상기 베어링 표면과 맞물리도록 이동되는 것을 특징으로 하는 발명.
111. 제 77 항 내지 제 110 항 중 어느 한 항에 있어서, 다른 처리 스테이션은 상기 다른 스테이션에서 안착된 용기의 내부 표면을 처리하면서 소정의 위치에서 상기 용기 지지대를 지지하기 위한 제 2 베어링 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
112. 제 110 항에 있어서, 상기 용기의 개구부를 상기 용기 포트상에 안착시킨 이후에, 상기 용기 지지대가 상기 베어링 표면과 맞물리도록 이동되는 것을 특징으로 하는 발명.
113. 제 77 항 내지 제 112 항 중 어느 한 항에 있어서, 다른 처리 스테이션은 상기 다른 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하면서 소정의 위치에서 상기 용기 지지대를 지지하기 위한 제 3 베어링 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
114. 제 113 항에 있어서, 상기 용기의 개구부를 상기 용기 포트상에 안착시킨 이후에, 상기 용기 지지대가 상기 베어링 표면과 맞물리도록 이동되는 것을 특징으로 하는 발명.
115. 제 77 항 내지 제 114 항 중 어느 한 항에 있어서,
용기들을 처리하기 위한 상기 제 1 및 제 2 처리 스테이션들로부터 이격된 제 3 처리 스테이션을 제공하는 단계;
상기 용기 지지대 및 안착된 용기를 상기 제 2 처리 스테이션으로부터 상기 제 3 처리 스테이션으로 수송하는 단계; 및
상기 제 3 처리 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
116. 제 77 항 내지 제 115 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서 상기 용기의 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
117. 제 77 항 내지 제 116 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 용기의 내부상에 코팅을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
118. 제 77 항 내지 제 117 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서의 상기 처리는 결함여부를 알아보기 위하여 용기의 내부 표면을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
119. 제 118 항에 있어서, 검사는 검출 프로브를 상기 용기 포트를 통해 상기 용기로 삽입하고 상기 프로브를 사용하여 상기 용기 내부 표면의 상태를 검출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
120. 제 119 항에 있어서, 상기 용기 벽 및 용기 내부 표면을 통해 에너지를 안쪽으로 방사하고 상기 프로브로 상기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
121. 제 119 항 내지 제 120 항에 있어서, 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들에서 상기 용기 내부 표면의 상태를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
122. 제 118 항 내지 제 121 항 중 어느 한 항에 있어서, 검사는 상기 용기 포트를 통해 복사원을 상기 용기로 삽입하고 검출기를 사용하여 상기 복사원으로부터 복사선을 검출하여 상기 용기 내부 표면의 상태를 검출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
123. 제 118 항 내지 제 122 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 표면을 통해 에너지를 바깥쪽으로 방사하고 상기 용기 외부에 위치된 검출기로 상기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
124. 제 120 항 내지 제 123 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 표면으로부터 상기 복사선을 반사하고 상기 용기 내부에 위치된 검출기로 상기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
125. 제 118 항 내지 제 124 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들에서 상기 용기 내부 표면의 상태를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
126. 제 77 항 내지 제 125 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서의 상기 처리는 용기의 내부 표면에 코팅을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
127. 제 77 항 내지 제 126 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서의 상기 처리는 용기의 내부 표면에 차단 코팅을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
128. 제 77 항 내지 제 127 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서의 상기 처리는 용기의 내부 표면에 액체 차단 코팅을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
129. 제 77 항 내지 제 128 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서의 상기 처리는 결함여부를 알아보기 위하여 용기의 내부 표면상에 코팅을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
130. 제 77 항 내지 제 129 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서의 상기 처리는 결함여부를 알아보기 위하여 용기의 내부 표면상에 차단 코팅을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
131. 제 77 항 내지 제 130 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서의 상기 처리는 결함여부를 알아보기 위하여 용기의 내부 표면상에 액체로 도포된 코팅을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
132. 제 126 항 내지 제 131 항 중 어느 한 항에 있어서, 검출 프로브를 상기 용기 포트를 통해 상기 용기로 삽입하고 상기 프로브를 사용하여 상기 코팅의 상태를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
133. 제 127 항 내지 제 132 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 벽을 통해 에너지를 안쪽으로 방사하고 상기 프로브로 상기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
134. 제 127 항 내지 제 133 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들에서 상기 코팅의 상태를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
135. 제 129 항 내지 제 134 항 중 어느 한 항에 있어서, 용기가 최초에 진공이 되고 그 벽이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 코팅이 상기 용기 내에서 압력이 1 년의 수명 동안에 주변 대기압의 20% 이상으로 증가되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기 내부 표면전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 상기 검사 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
136. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 단계는 용기당 30 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
137. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 단계는 용기당 25 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
138. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 단계는 용기당 20 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
139. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 단계는 용기당 15 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
140. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 단계는 용기당 10 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
141. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 5 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
142. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 3 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
143. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 2 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
144. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 1 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
145. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 30 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
146. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 25 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
147. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 20 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
148. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 15 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
149. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 10 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
150. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 8 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
151. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 7 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
152. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 6 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
153. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 5 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
154. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 4 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
155. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 3 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
156. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 용기가 최초에 진공이 되고 그 벽이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 용기가 적어도 18 개월의 수명 동안에 주변 대기압의 20% 이상으로 증가되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기 내부 표면전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 상기 검출 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
157. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 용기가 최초에 진공이 되고 그 벽이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 용기가 적어도 2 년의 수명 동안에 주변 대기압의 20% 이상으로 증가되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기 내부 표면전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 상기 검출 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
158. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 용기가 최초에 진공이 되고 그 벽이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 용기가 1 년의 수명 동안에 주변 대기압의 15% 이상으로 증가되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기 내부 표면전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 상기 검출 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
159. 제 129 항 내지 제 135 항 중 어느 한 항에 있어서, 용기가 최초에 진공이 되고 그 벽이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 용기가 1 년의 수명 동안에 주변 대기압의 10% 이상으로 증가되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기 내부 표면전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 상기 검출 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
160. 제 129 항 내지 제 159 항 중 어느 한 항에 있어서, 검사는 상기 용기 포트를 통해 복사원을 상기 용기로 삽입하고 검출기를 사용하여 상기 복사원으로부터 복사선을 검출하여 상기 용기의 상태를 검출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
161. 제 129 항 내지 제 160 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 및 용기 벽을 통해 에너지를 바깥쪽으로 방사하고 상기 용기 외부에 위치된 검출기로 상기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
162. 제 120 항 내지 제 161 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 용기 벽으로부터 상기 복사선을 반사하고 상기 용기 내부에 위치된 검출기로 상기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
163. 제 129 항 내지 제 162 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들에서 상기 코팅의 상태를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
164. 제 129 항 내지 제 163 항 중 어느 한 항에 있어서, 결함여부를 알아보기 위하여 상기 용기의 내부 표면상의 코팅을 검사하는 단계는 상기 차단 코팅된 용기 벽의 공기압 차단 유효성을 측정하여 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
165. 제 117 항 내지 제 164 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 그 내부 표면을 통해 상기 용기로 대기 가스들의 투과를 감소시키는 것을 특징으로 하는 발명.
166. 제 117 항 내지 제 165 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 상기 용기의 내용물들이 상기 내부 표면과의 접촉을 감소시키는 것을 특징으로 하는 발명.
167. 제 117 항 내지 제 166 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은, 이 식에서 x는 약 1.5 내지 약 2.9이고, 또는 약 1.5 내지 약 2.6이고, 또는 약 2인, SiOx를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
168. 제 77 항 내지 제 167 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리한 이후에 상기 용기 지지대로부터 상기 용기를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
169. 제 168 항에 있어서,
상기 제거 단계 이후에 개구부 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 제 2 용기를 제공하는 단계; 및
상기 제 2 용기의 개구부를 상기 용기 포트상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
170. 제 168 항 내지 제 169 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 처리 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 제 2 용기의 내부 표면을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
171. 제 168 항 내지 제 170 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 처리 스테이션으로부터 상기 제 2 처리 스테이션으로 상기 용기 지지대 및 안착된 용기를 수송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
172. 제 168 항 내지 제 171 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 처리 스테이션에서 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 제 2 용기를 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
173. 제 77 항 내지 제 172 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 60 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
174. 제 77 항 내지 제 173 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 30 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
175. 제 77 항 내지 제 174 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 25 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
176. 제 77 항 내지 제 175 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 20 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
177. 제 77 항 내지 제 176 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 15 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
178. 제 77 항 내지 제 177 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 10 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
179. 제 77 항 내지 제 178 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 5 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
180. 제 77 항 내지 제 179 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 3 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
181. 제 77 항 내지 제 180 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 1 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
III.B. 처리 장치를 용기 지지대로 또는 그 반대로 수송하는 단계.
182. 용기를 처리하는 방법에 있어서,
용기들을 처리하기 위한 제 1 처리 스테이션을 제공하는 단계;
상기 용기들을 처리하기 위한 제 2 처리 스테이션을 제공하는 단계;
개구부 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 용기를 제공하는 단계;
용기 포트를 포함하는 용기 지지대를 제공하는 단계;
상기 용기의 개구부를 상기 용기 포트상에 안착하는 단계;
상기 제 1 처리 장치를 상기 용기 지지대와 작동가능하게 맞물리거나 그 반대 상태로 이동하는 단계;
상기 제 1 처리 장치를 이용하여 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하는 단계;
상기 제 2 처리 장치를 상기 용기 지지대와 작동가능하게 맞물리거나 그 반대 상태로 이동하는 단계; 및
상기 제 2 처리 장치를 사용하여 상기 용기 포트를 통한 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하는 단계 포함하는 용기를 처리하는 방법.
183. 제 182 항에 있어서,
용기들을 처리하기 위한 제 3 처리 장치를 제공하는 단계;
상기 제 3 처리 장치를 상기 용기 지지대와 작동가능하게 맞물리거나 그 반대 상태로 이동하는 단계; 및
상기 제 3 처리 장치를 사용하여 상기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
184. 제 182 항 또는 제 183 항에 있어서, 상기 용기는 일반적으로 튜브형인 것을 특징으로 하는 발명.
185. 제 182 항 내지 제 184 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 개구부는 상기 용기의 일 말단에 있는 것을 특징으로 하는 발명.
186. 제 182 항 내지 제 185 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 열가소성 물질로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
187. 제 182 항 내지 제 186 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
188. 제 182 항 내지 제 187 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 폴리올레핀으로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
189. 제 182 항 내지 제 186 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 폴리프로필렌으로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
190. 제 182 항 내지 제 189 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 760 Torr의 외부 압력에 노출되는 경우 변형없이 실질적으로 전체 내부 진공을 견디기에 충분히 강한 것을 특징으로 하는 발명.
191. 제 182 항 내지 제 190 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 이를 사출 성형하여 제공되는 것을 특징으로 하는 발명.
192. 제 182 항 내지 제 191 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 이를 중공 성형하여 제공되는 것을 특징으로 하는 발명.
193. 제 182 항 내지 제 192 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 지지대는 상기 용기 포트상에 안착된 용기로부터 가스를 뽑아내기 위한 진공 덕트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
194. 제 193 항에 있어서, 상기 용기 지지대는 상기 진공 덕트 및 외부 진공원 사이에서 연통하는 진공 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
195. 제 194 항에 있어서, 상기 진공 포트는 외부 진공원에 대하여 실을 수용하고 형성하는 O-링을 갖는 것을 특징으로 하는 발명.
196. 제 182 항 내지 제 195 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 지지대는 상기 용기 포트상에 안착된 용기로 가스를 전달하기 위한 가스 입구 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
197. 제 182 항 내지 제 196 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 지지대는 상기 용기 포트와 연통하되, 각각 상기 용기 포트상에 안착된 용기로 가스를 전달하고 용기로부터 가스를 뽑아 내기 위한 복합체 가스 입구 포트 및 진공 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
198. 제 182 항 내지 제 197 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 지지대는 열가소성 물질로 제작되는 것을 특징으로 하는 발명.
199. 제 182 항 내지 제 198 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 포트는 용기 개구부에 대하여 실을 수용하고 형성하는 O-링을 갖는 것을 특징으로 하는 발명.
200. 제 182 항 내지 제 199 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 장치는 결함여부를 알아보기 위하여 용기의 내부 표면을 검사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
201. 제 182 항 내지 제 200 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 장치는 용기의 내부 표면에 코팅을 도포하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
202. 제 182 항 내지 제 201 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 장치는 결함여부를 알아보기 위해 코팅을 검사하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
203. 제 182 항 내지 제 202 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 장치는 용기 벽을 통해 공기 압력 손실을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 발명.
204. 제 182 항 내지 제 203 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 장치는 상기 처리 장치로 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하면서 소정의 위치에서 상기 용기 지지대를 지지하기 위한 베어링 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
205. 제 204 항에 있어서, 상기 용기의 개구부를 상기 용기 포트상에 안착시킨 이후에, 상기 용기 지지대가 상기 베어링 표면과 맞물리도록 이동되는 것을 특징으로 하는 발명.
206. 제 182 항 내지 제 205 항 중 어느 한 항에 있어서, 다른 처리 장치는 상기 처리 장치로 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하면서 소정의 위치에서 상기 용기 지지대를 지지하기 위한 제 2 베어링 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
207. 제 206 항에 있어서, 상기 용기의 개구부를 상기 용기 포트상에 안착시킨 이후에, 상기 용기 지지대가 상기 베어링 표면과 맞물리도록 이동되는 것을 특징으로 하는 발명.
208. 제 182 항 내지 제 207 항 중 어느 한 항에 있어서, 다른 처리 장치는 상기 다른 처리 장치로 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하면서 소정의 위치에서 상기 용기 지지대를 지지하기 위한 제 3 베어링 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
209. 제 208 항에 있어서, 상기 용기의 개구부를 상기 용기 포트상에 안착시킨 이후에, 상기 용기 지지대가 상기 베어링 표면과 맞물리도록 이동되는 것을 특징으로 하는 발명.
210. 제 182 항 내지 제 209 항에 있어서,
용기들을 처리하기 위한 상기 제 1 및 제 2 처리 스테이션들로부터 이격된 제 3 처리 스테이션을 제공하는 단계;
상기 용기 지지대 및 안착된 용기를 상기 제 2 처리 장치로부터 상기 제 3 처리 장치로 수송하는 단계; 및
상기 제 3 처리 장치를 사용하여 상기 용기 포트를 통한 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
211. 제 182 항 내지 제 210 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서 상기 용기의 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
212. 제 182 항 내지 제 211 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 장치에서 상기 용기 포트를 통해 용기의 내부상에 코팅을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
213. 제 182 항 내지 제 212 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서의 상기 처리는 결함여부를 알아보기 위하여 용기의 내부 표면을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
214. 제 213 항에 있어서, 검사는 검출 프로브를 상기 용기 포트를 통해 상기 용기로 삽입하고 상기 프로브를 사용하여 상기 용기 내부 표면의 상태를 검출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
215. 제 214 항에 있어서, 상기 용기 벽 및 용기 내부 표면을 통해 에너지를 안쪽으로 방사하고 상기 프로브로 상기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
216. 제 214 항 또는 제 215 항에 있어서, 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들에서 상기 용기 내부 표면의 상태를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
217. 제 213 항 내지 제 216 항 중 어느 한 항에 있어서, 검사는 상기 용기 포트를 통해 복사원을 상기 용기로 삽입하고 검출기를 사용하여 상기 복사원으로부터 복사선을 검출하여 상기 용기 내부 표면의 상태를 검출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
218. 제 213 항 내지 제 217 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 표면을 통해 에너지를 바깥쪽으로 방사하고 상기 용기 외부에 위치된 검출기로 상기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
219. 제 215 항 내지 제 216 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 표면으로부터 상기 복사선을 반사하고 상기 용기 내부에 위치된 검출기로 상기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
220. 제 213 항 내지 제 219 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들에서 상기 용기 내부 표면의 상태를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
221. 제 182 항 내지 제 220 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 장치에서의 상기 처리는 용기의 내부 표면에 코팅을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
222. 제 182 항 내지 제 221 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 장치에서의 상기 처리는 용기의 내부 표면에 액체로 도포된 코팅을 도포하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
223. 제 182 항 내지 제 222 항 중 어느 한 항에 있어서, 처리 스테이션에서의 상기 처리는 결함여부를 알아보기 위해 용기의 내부 표면상에 코팅을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
224. 제 221 항 내지 제 223 항 중 어느 한 항에 있어서, 검출 프로브를 상기 용기 포트를 통해 상기 용기로 삽입하고 상기 프로브를 사용하여 상기 코팅의 상태를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
225. 제 221 항 내지 제 224 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 벽을 통해 에너지를 안쪽으로 방사하고 상기 프로브로 상기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
226. 제 221 항 내지 제 225 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들에서 상기 코팅의 상태를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
227. 제 223 항 내지 제 131 항 중 어느 한 항에 있어서, 용기가 최초에 진공이 되고 그 벽이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 용기가 1 년의 수명 동안에 주변 대기압의 20% 이상으로 증가되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기 내부 표면전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 상기 검출 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
228. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 단계는 용기당 30 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
229. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 단계는 용기당 25 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
230. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 단계는 용기당 20 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
231. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 단계는 용기당 15 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
232. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검사 단계는 용기당 10 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
233. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 30 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
234. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 25 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
235. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 20 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
236. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 15 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
237. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 검사 단계는 용기당 10 초 이하의 경과 시간 내에서 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
238. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 용기가 최초에 진공이 되고 그 벽이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 용기가 적어도 18 개월의 수명 동안에 주변 대기압의 20% 이상으로 증가되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기 내부 표면전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 상기 검출 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
239. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 차단 코팅이 최초에 진공이 되고 그 벽이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 차단 코팅 적어도 2 년의 수명 동안에 주변 대기압의 20% 이상으로 증가되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기 내부 표면전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 상기 검출 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
240. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 차단 코팅이 최초에 진공이 되고 그 벽이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 차단 코팅이 1 년의 수명 동안에 주변 대기압의 15% 이상으로 증가되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기 내부 표면전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 상기 검출 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
241. 제 223 항 내지 제 227 항 중 어느 한 항에 있어서, 차단 코팅이 최초에 진공이 되고 그 벽이 주변 대기에 노출되는 경우, 상기 차단 코팅이 1 년의 수명 동안에 주변 대기압의 10% 이상으로 증가되는 것을 방지하기에 효과적이라는 것을 결정하기 위하여 상기 용기 내부 표면전체를 통해 충분한 숫자의 위치들에서 상기 검출 단계를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
242. 제 223 항 내지 제 241 항 중 어느 한 항에 있어서, 검사는 상기 용기 포트를 통해 복사원을 상기 용기로 삽입하고 검출기를 사용하여 상기 복사원으로부터 복사선을 검출하여 상기 코팅의 상태를 검출함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
243. 제 223 항 내지 제 242 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 용기 벽을 통해 에너지를 바깥쪽으로 방사하고 상기 용기 외부에 위치된 검출기로 상기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
244. 제 223 항 내지 제 243 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅 및 용기 벽으로부터 상기 복사선을 반사하고 상기 용기 내부에 위치된 검출기로 상기 에너지를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
245. 제 223 항 내지 제 244 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들에서 상기 코팅의 상태를 검출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
246. 제 223 항 내지 제 245 항 중 어느 한 항에 있어서, 결함여부를 알아보기 위하여 상기 용기의 내부 표면상의 코팅을 검사하는 단계는 상기 코팅된 용기 벽의 공기압 차단 유효성을 측정하여 수행되는 것을 특징으로 하는 발명.
247 제 212 항 내지 제 246 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 그 내부 표면을 통해 상기 용기로 대기 가스들의 투과를 감소시키는 것을 특징으로 하는 발명.
248. 제 212 항 내지 제 247 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 상기 용기의 내용물들이 상기 내부 표면과의 접촉을 감소시키는 것을 특징으로 하는 발명.
249. 제 212 항 내지 제 248 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은, 이 식에서 x는 약 1.5 내지 약 2.9이고, 또는 약 1.5 내지 약 2.6이고, 또는 약 2인, SiOx, 원소 탄소, 불소 계열 물질, w는 1이고, x는 약 0.5 내지 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이며 z는 2 내지 약 9인 SiwOxCyHz 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
250. 제 182 항 내지 제 249 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 처리 장치를 사용하여 상기 안착된 용기의 내부 표면을 처리하면서 상기 용기 지지대로부터 상기 용기를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
251. 제 250 항에 있어서, 더 포함하는 발명:
상기 제거 단계 이후에 개구부 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 제 2 용기를 제공하는 단계; 및
상기 제 2 용기의 개구부를 상기 용기 포트상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
252. 제 250 항 내지 제 251 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 처리 장치를 사용하여 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 제 2 용기의 내부 표면을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
253. 제 250 항 내지 제 252 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 처리 스테이션으로부터 상기 제 2 처리 스테이션으로 상기 용기 지지대 및 안착된 용기를 수송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
254. 제 250 항 내지 제 253 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 처리 장치를 사용하여 상기 용기 포트를 통해 상기 안착된 제 2 용기를 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
255. 제 182 항 내지 제 254 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 60 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
256. 제 182 항 내지 제 255 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 30 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
257. 제 182 항 내지 제 256 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 25 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
258. 제 182 항 내지 제 257 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 20 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
259. 제 182 항 내지 제 258 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 15 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
260. 제 182 항 내지 제 259 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 10 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
261. 제 182 항 내지 제 260 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 5 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
262. 제 182 항 내지 제 261 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 3 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
263. 제 182 항 내지 제 262 항 중 어느 한 항에 있어서, 성형틀 내에 상기 용기를 형성하고, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거하며, 상기 성형틀로부터 상기 용기를 제거한 후 1 초 이내에 상기 용기 개구부를 상기 용기 포트 상에 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
III.C. 튜브를 코팅 스테이션으로 왕복 수송하는 그리퍼를 사용하는 단계
264. 제 1 용기의 PECVD 처리 방법에 있어서,
개방단, 폐쇄단 및 내부 표면을 갖는 제 1 용기를 제공하는 단계;
상기 제 1 용기의 폐쇄단을 선택적으로 잡고 풀어주도록 구성된 적어도 제 1 그리퍼를 제공하는 단계;
상기 그리퍼를 사용하여 상기 제 1 용기의 폐쇄단을 잡는 단계;
상기 제 1 그리퍼를 사용하여, 상기 제 1 용기의 개방단으로 안착하도록 구성된 용기 지지대 부근으로 상기 제 1 용기를 이송하는 단계;
상기 제 1 그리퍼를 사용하여, 상기 제 1 용기를 축상으로 전진시키고 상기 용기 지지대상에 그 개방단을 안착시켜, 상기 용기 지지대 및 상기 제 1 용기의 내부 사이에서 밀봉된 연통이 이루어지도록 하는 단계;
적어도 하나의 가스 반응물질을 상기 용기 지지대를 통해 상기 제 1 용기 내에 도입하는 단계;
상기 제 1 용기의 내부 표면상에서 반응물질의 반응 생성물을 형성하기에 효과적인 조건하에서 상기 제 1 용기 내에서 플라즈마를 형성하는 단계;
상기 용기 지지대로부터 상기 제 1 용기를 탈착시키는 단계; 및
상기 제 1 그리퍼 또는 다른 그리퍼를 사용하여, 상기 용기 지지대로부터 상기 제 1 용기를 축 방향으로 이송시키는 단계; 및
상기 용기 지지대로부터 축방향으로 이송하는데 사용되는 상기 그리퍼로부터 상기 제 1 용기를 배출하는 단계를 포함하는 제 1 용기의 PECVD 처리 방법.
265. 제 264 항에 있어서,
상기 제 1 용기와는 상이한 반응 용기로서, 개방단 및 내부 공간을 갖는 반응 용기를 제공하는 단계;
상기 용기 지지대상에 상기 반응 용기의 개방단을 안착시켜, 상기 용기 지지대 및 상기 반응 용기의 내부 공간 사이에서 밀봉된 연통을 수립하는 단계;
PECVD 반응물질 수도를 상기 내부 공간 내에서 제공하는 단계;
상기 반응물질 수도로부터 PECVD 반응 생성물의 증착물의 적어도 일 부분을 제거하는데 효과적인 조건 하에서 상기 반응 용기의 내부 공간내에서 플라즈마를 형성하는 단계;
상기 용기 지지대로부터 상기 제 1 용기를 탈착시키는 단계; 및
상기 용기 지지대로부터 상기 반응 용기를 수송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
266. 제 264 항 또는 제 265 항에 있어서, 더 포함하는 발명.
적어도 제 2 그리퍼를 제공하는 단계;
적어도 제 1 및 제 2 그리퍼들을 직렬 컨베이어로 작동가능하게 연결시키는 단계;
개방단, 폐쇄단 및 내부 표면을 갖는 제 2 용기를 제공하는 단계;
상기 제 2 용기의 폐쇄단을 선택적으로 지지하고 풀어주도록 구성된 그리퍼를 제공하는 단계;
상기 그리퍼를 사용하여 상기 제 2 용기의 폐쇄단을 잡는 단계;
상기 그리퍼를 사용하여, 상기 제 2 용기의 개방단으로 안착하도록 구성된 용기 지지대 부근으로 상기 제 2 용기를 이송하는 단계;
상기 그리퍼를 사용하여, 상기 제 2 용기를 축상으로 전진시키고 상기 용기 지지대상에 그 개방단을 안착시켜, 상기 용기 지지대 및 상기 제 2 용기의 내부 사이에서 밀봉된 연통이 이루어지도록 하는 단계;
적어도 하나의 가스 반응물질을 상기 용기 지지대를 통해 상기 제 2 용기 내에 도입하는 단계;
상기 제 2 용기의 내부 표면상에서 반응물질의 반응 생성물을 형성하기에 효과적인 조건하에서 상기 제 2 용기 내에서 플라즈마를 형성하는 단계;
상기 용기 지지대로부터 상기 제 2 용기를 탈착시키는 단계; 및
상기 제 2 그리퍼 또는 다른 그리퍼를 사용하여, 상기 용기 지지대로부터 상기 제 2 용기를 축 방향으로 이송시키는 단계; 및
상기 용기 지지대로부터 축방향으로 이송하는데 사용되는 상기 그리퍼로부터 상기 제 2 용기를 배출하는 단계.
IV. 용기 제작용 PECVD 장치
IV.A. 용기 지지대, 내부 전극, 반응 챔버로서 용기를 포함하는 PECVD 장치
267. PECVD 장치에 있어서,
처리를 위해 안착된 위치에서 용기를 수용하는 포트를 갖는 용기 지지대;
용기 지지대상에 안착된 용기 내에 수용되도록 위치되는 내부 전극;
상기 용기 지지대 상에 안착된 용기를 수용하도록 위치된 내측부를 갖는 외부 전극; 및
상기 전원 공급기는 상기 내부 및 외부 전극들 중 적어도 하나에 교류 전류를 공급하여 상기 용기 지지대 상에 안착된 플라즈마 반응 챔버를 정의하는 용기 내에서 플라즈마를 형성하는 전원 공급기를 포함하는 PECVD 장치.
268. 제 267 항에 있어서, 상기 내부 전극은 상기 용기 지지대상에 안착된 용기로 일반적으로 동심원으로 연장하는 위치에 있는 원위부를 갖는 프로브인 것을 특징으로 하는 발명.
268a. 제 267 항 또는 제 268 항에 있어서, 반응물질 가스원 및 상기 반응물질 가스원으로부터 반응 가스를 상기 용기 지지대상에 안착된 용기로 공급하는 가스 공급기를 더 포함하는 것을 특징으로 발명.
269. 제 268a 항에 있어서, 상기 가스 공급기는 상기 내부 전극의 원위부에 있는 것을 특징으로 하는 발명.
270. 제 268a 항 또는 제 269 항에 있어서, 상기 내부 전극 내에 상기 반응물질 가스원으로부터 상기 내부 전극의 원위부로 반응물질 가스를 전달하기 위한 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
271. 제 267 항 내지 제 270 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 내부 전극 내에 캐리어 가스원 및 상기 캐리어 가스원으로부터 상기 내부 전극의 원위부로 캐리어 가스를 전달하기 위한 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
272. 제 267 항 내지 제 271 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 전극은 대략 실린더형이며 상기 용기 지지대 상에 안착된 용기 주변으로 일반적으로는 동심원으로 연장하도록 위치된 것을 특징으로 하는 발명.
273. 제 267 항 내지 제 272 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 전극은 말단 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
274. 제 273 항에 있어서, 상기 말단 캡과 상기 용기 지지대상에 안착된 용기의 원위단 사이에 정의된 갭은 기본적으로 균일한 것을 특징으로 하는 발명.
275. 제 267 항 내지 제 274 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 외부 전극과 상기 용기 지지대상에 안착된 용기 사이에 정의된 갭은 기본적으로 균일한 것을 특징으로 하는 발명.
276. 제 117 항 내지 제 167 항 또는 212 항 내지 제 168 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은, w는 1이고, 이 식에서 x는 약 0.5 내지 약 2.4이고, y는 약 0.6 내지 약 3이며, z는 약 2 내지 약 9인, SiOx의 층 및 SiwOxCyHz의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
278. 제 276 항 또는 제 277 항에 있어서, 상기 SiwOxCyHz의 층은 상기 용기의 내부 표면상에 증착된 SiOx의 층상에 증착된 것을 특징으로 하는 발명.
279. 제 276 항 또는 제 277 항에 있어서, 상기 SiOx의 층은 상기 SiwOxCyHz의 층 및 상기 용기의 내부 표면 사이에 증착된 것을 특징으로 하는 발명.
280. 제 276 항 내지 제 279 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiOx의 층은 상기 SiwOxCyHz의 층 부근에 증착된 것을 특징으로 하는 발명.
281. 제 276 항 내지 제 280 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiOx의 층은 상기 용기의 내부 표면 부근에 증착된 것을 특징으로 하는 발명.
282. 제 276 항 내지 제 280 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiwOxCyHz의 층은 상기 용기의 내부 표면 부근에 증착된 것을 특징으로 하는 발명.
283. 제 280 항 내지 제 282 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiOx 및 SiwOxCyHz의 층들은 SiwOxCyHz 내지 SiOx의 경사 복합체인 것을 특징으로 하는 발명.
284. 제 267 항 내지 제 283 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기는 클로저를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
285. 제 284 항에 있어서, 상기 클로저는 상기 용기의 루멘에 노출된 내부-대향 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
286. 제 284 항 또는 제 285 항에 있어서, 상기 클로저는 상기 용기 벽의 내부 표면과 접촉하는 벽-접촉 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
287. 제 284 항 내지 제 286 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클로저는 스토퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
288. 제 287 항에 있어서, 상기 클로저는 스토퍼를 갖는 쉴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
289. 제 287 항 또는 제 288 항에 있어서, 상기 스토퍼는 상기 용기 벽의 내부 표면과 접촉하는 벽-접촉 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
290. 제 284 내지 제 289 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스토퍼는 상기 용기의 루멘에 노출된 내부-대향 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
290a. 제 267 항 내지 제 290 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용기 지지대상에 안착된, 진공 챔버를 정의하는 용기로부터 가스를 제거하기 위해 진공원을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발명.
291. 제 284 항 내지 제 290a 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 클로저의 벽-접촉 표면과 접촉하는 용기 벽의 일 부분이 SiwOxCyHz의 윤활성 코팅으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 발명.
301. 제 284 항 내지 제 300 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiwOxCyHz의 코팅은 PECVD에 의하여 도포되는 것을 특징으로 하는 발명.
302. 제 291 항 내지 제 301 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiwOxCyHz의 코팅은 0.5에서 5000 nm 사이의 두께인 것을 특징으로 하는 발명.
303. 제 291 항 내지 제 301 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiwOxCyHz의 코팅은 100에서 5000 nm 사이의 두께인 것을 특징으로 하는 발명.
304. 제 291 항 내지 제 301 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiwOxCyHz의 코팅은 200에서 5000 nm 사이의 두께인 것을 특징으로 하는 발명.
305. 제 291 항 내지 제 301 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiwOxCyHz의 코팅은 500에서 5000 nm 사이의 두께인 것을 특징으로 하는 발명.
306. 제 291 항 내지 제 301 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiwOxCyHz의 코팅은 1000에서 5000 nm 사이의 두께인 것을 특징으로 하는 발명.
307. 제 291 항 내지 제 301 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiwOxCyHz의 코팅은 2000에서 5000 nm 사이의 두께인 것을 특징으로 하는 발명.
308. 제 291 항 내지 제 301 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiwOxCyHz의 코팅은 3000에서 5000 nm 사이의 두께인 것을 특징으로 하는 발명.
309. 제 291 항 내지 제 301 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 SiwOxCyHz의 코팅은 4000에서 10,000 nm 사이의 두께인 것을 특징으로 하는 발명.
310. PECVD 장치에 있어서,
처리를 위해 안착된 위치에서 용기를 수용하는 포트를 갖는 용기 지지대;
용기 지지대상에 안착된 용기 내에 수용되도록 위치되는 내부 전극;
상기 용기 지지대 상에 안착된 용기를 수용하도록 위치된 내측부를 갖는 외부 전극;
상기 용기 지지대상에 안착된 용기 내에서 플라즈마를 형성하는 내부 및 외부 전극들에 교류를 공급하는 전력 공급기;
밀폐된 챔버를 정의하도록 상기 포트 상에 안착된 용기의 내벽으로 또는 내벽으로부터 가스를 전달하는 가스 배기구;
반응 가스원; 및
상기 반응물질 가스 원으로부터 상기 용기 지지대상에 안착된 용기로 반응물질 가스를 공급하는 가스 공급기를 포함하는 PECVD 장치.
IV.B. 튜브를 코팅 스테이션으로 왕복 수송하는 그리퍼를 사용하는 PECVD 장치
311. 개방단, 폐쇄단 및 내부 공간을 갖는 제 1 용기의 PECVD 처리를 위한 장치에 있어서,
용기의 개방단에 안착하도록 구성된 용기 지지대;
용기의 폐쇄단을 선택적으로 지지하고 풀어주며, 상기 용기의 폐쇄단을 쥐고 있는 동안에 상기 용기 지지대 부근에 상기 용기를 이송하도록 구성된 제 1 그리퍼;
상기 용기 지지대는 상기 용기 지지대 및 상기 제 1 용기의 내부 공간 사이에 밀봉된 연통이 이루어지도록 구성된, 상기 용기 지지대상의 시트;
상기 용기 지지대를 통해 상기 제 1 용기 내에서 적어도 하나의 가스 반응물질을 도입하도록 작동가능하게 연결된 반응물질 공급기;
상기 제 1 용기의 내부 표면상에서 반응물질의 반응 생성물을 형성하기에 효과적인 조건하에서 상기 제 1 용기 내에서 플라즈마를 형성하도록 구성된 플라즈마 생성기;
상기 용기 지지대로부터 상기 제 1 용기를 탈착시키는 용기 배출기; 및
상기 제 1 그리퍼 또는 다른 그리퍼인 그리퍼는 상기 용기 지지대로부터 상기 제 1 용기를 축 방향으로 이송시키고 상기 제 1 용기를 배출하도록 구성된, 상기 제 1 그리퍼 또는 다른 그리퍼인 그리퍼를 포함하는 장치.
312. 제 311 항에 있어서,
상기 제 1 용기와는 다른 반응 용기로서, 개방단 및 내부 공간을 가지며 용기 지지대상에 상기 반응 용기의 개방단을 안착시키고 상기 용기 지지대 및 상기 반응 용기의 내부 공간 사이에서 밀봉된 연통을 이루도록 구성된 반응 용기; 및
상기 반응 용기가 상기 용기 지지대상에 안착되는 경우에 상기 반응 용기의 내부 공간 내에서 자리잡도록 위치된 PECVD 반응물질 수도를 더 포함하되,
상기 플라즈마 생성기는 상기 반응물질 수도로부터 PECVD 반응 생성물의 증착물의 적어도 일 부분을 제거하는데 효과적인 조건 하에서 상기 반응 용기의 내부 공간내에서 플라즈마를 형성하기 위해 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 발명.
313. 제 311 항 또는 제 312 항에 있어서,
그리퍼들을 수송하도록 구성된 직렬 컨베이어; 및
용기의 폐쇄단을 선택적으로 지지하고 풀어주며, 상기 용기의 폐쇄단을 쥐고 있는 동안에 상기 용기 지지대 부근에 상기 용기를 이송하도록 구성된 제 2 그리퍼를 더 포함하되,
상기 제 1 및 제 2 그리퍼들은 상기 직렬 컨베이어에 작동가능하게 연결되며 일련의 적어도 2 개의 용기들을 상기 용기 지지대의 부근으로 연속적으로 수송하고, 상기 용기들의 개방단들을 상기 용기 지지대상에 안착시키고, 상기 용기 지지대 및 상기 제 2 용기의 내부 사이에서 밀봉된 연통을 이루고, 상기 용기 지지대로부터 상기 용기들을 축방향으로 수송하며 상기 용기들을 상기 그리퍼들로부터 방출하도록 구성된 것을 특징으로 하는 발명.
V.B. 용기(주사기 모세관)의 제한된 개구부를 코팅하는 PECVD
316. PECVD에 의하여 처리되는 일반적으로 튜브형 용기의 제한된 개구부의 내부 표면을 코팅하는 방법에 있어서,
외부 표면, 루멘을 정의하는 내부 표면, 내경을 갖는 더 큰 개구부, 및 내부 표면에 의해 정의되고 상기 더 큰 개구부 내경보다 더 작은 내경을 갖는 제한된 개구부를 포함하는 일반적으로 튜브형인 용기를 제공하여 처리되는 단계;
루멘 및 처리 용기 개구부를 갖는 처리 용기를 제공하는 단계;
상기 처리중인 용기 개구부를 상기 처리되는 용기의 제한된 개구부와 연결하여 상기 처리되는 용기의 루멘 및 처리 용기 루멘 사이에서 상기 제한된 개구부를 통해 연통이 이루어지도록 하는 단계;
상기 처리되는 용기의 루멘 및 상기 처리중인 용기 루멘 내에서 적어도 부분적인 진공을 이끌어내는 단계;
PECVD 반응물질을 상기 제 1 개구부를 통해, 이후 상기 처리되는 상기 용기의 루멘을 통해, 이후 상기 제한된 개구부를 통해 유동하여 상기 처리중인 용기 루멘으로 흘러가게 하는 단계; 및
상기 제한된 개구부의 내부 표면상에 PECVD 반응 생성물의 코팅을 증착시키는데 효과적인 조건 하에서 상기 제한된 개구부와 인접한 곳에서 플라즈마를 생성하는 단계를 포함하는 방법.
317. 제 316 항에 있어서, 상기 처리되는 용기는 주사기 베럴인 것을 특징으로 하는 방법.
318. 제 316 항 또는 제 317 항에 있어서, 상기 제한된 개구부는 제 1 핏팅을 가지며 상기 처리중인 용기 개구부는 상기 제 1 핏팅에 안착되어 상기 처리중인 용기 루멘 및 상기 처리되는 용기의 루멘 사이에서 연통을 이루도록 맞춰진 제 2 핏팅을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
319. 제 318 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 핏팅들은 루어 락 핏팅들인 것을 특징으로 하는 방법.
320. 제 319 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 핏팅들 중 적어도 하나는 전기적으로 전도성인 물질로 제작된 것을 특징으로 하는 방법.
321. 제 299 항, 제 319 항 또는 제 320 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 핏팅들 중 적어도 하나는 전기적으로 전도성인 물질로 제작된 것을 특징으로 하는 방법.
322. 제 299 항, 제 319 항, 제 320 항 또는 제 299a2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 핏팅들 중 적어도 하나는 스테인레스 스틸로 제작된 것을 특징으로 하는 방법.
323. 제 319 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 핏팅들 각각은 숫 및 암 핏팅들인 것을 특징으로 하는 방법.
324. 제 299 항, 제 319 항 또는 제 323 항에 있어서, 상기 제 1 핏팅 및 제 2 핏팅 사이에 위치된 밀봉을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
325. 제 324 항에 있어서, 상기 밀봉은 O-링인 것을 특징으로 하는 방법.
326. 제 319 항, 제 323 항, 제 324 항 또는 제 325 항에 있어서, 상기 핏팅들이 맞물리는 경우에 상기 핏팅들 중 하나는 나사선을 가지며 축상으로 향하는 일반적으로 환형인 제 1 접합부를 정의하는 로킹 고리를 포함하며 나머지 핏팅은 축상으로 향하는, 상기 제 1 접합부와 대향하는 일반적으로 환형인 제 2 접합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
327. 제 326 항에 있어서, 상기 제 1 접합부 및 제 2 접하부 사이에 맞물린 환형 밀봉을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
328. 제 316 항 내지 제 318 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리되는 용기의 루멘 및 상기 제한된 개구부를 통해 처리중인 용기 루멘 사이에서 형성된 연통은 적어도 실질적으로는 누출이 방지된 것을 특징으로 하는 방법.
329. 제 316 내지 제 328 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부를 통한 PECVD 반응물질의 흐름은 내부 통로, 근위단, 원위단 및 상기 원위단에 인접한 원위 개구부를 갖는 일반적으로 튜브형인 내부 전극을 제공하고 상기 내부 통로와 연통하는 단계;
상기 전극의 원위단을 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부 주변 또는 더 큰 개구부로 삽입하는 단계; 및
반응물질 가스를 상기 전극의 원위 개구부를 통해 상기 처리되는 용기의 루멘속으로 공급하는 단계에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
330. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부로부터 상기 제한된 개구부까지의 거리의 1/2 미만에 위치된 것을 특징으로 하는 방법.
331. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부로부터 상기 제한된 개구부까지의 거리의 40% 미만에 위치된 것을 특징으로 하는 방법.
332. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부로부터 상기 제한된 개구부까지의 거리의 30% 미만에 위치된 것을 특징으로 하는 방법.
333. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부로부터 상기 제한된 개구부까지의 거리의 20% 미만에 위치된 것을 특징으로 하는 방법.
334. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부로부터 상기 제한된 개구부까지의 거리의 15% 미만에 위치된 것을 특징으로 하는 방법.
335. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부로부터 상기 제한된 개구부까지의 거리의 10% 미만에 위치된 것을 특징으로 하는 방법.
336. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부로부터 상기 제한된 개구부까지의 거리의 8% 미만에 위치된 것을 특징으로 하는 방법.
337. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부로부터 상기 제한된 개구부까지의 거리의 6% 미만에 위치된 것을 특징으로 하는 방법.
338. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부로부터 상기 제한된 개구부까지의 거리의 4% 미만에 위치된 것을 특징으로 하는 방법.
339. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부로부터 상기 제한된 개구부까지의 거리의 2% 미만에 위치된 것을 특징으로 하는 방법.
340. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부로부터 상기 제한된 개구부까지의 거리의 1% 미만에 위치된 것을 특징으로 하는 방법.
341. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부내에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
342. 제 329 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 반응물질 가스를 공급하면서 상기 처리되는 용기의 더 큰 개구부 외부에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
343. 제 329 항 내지 제 342 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극의 원위단은 상기 제한된 개구부의 원위부에 위치되는 것을 특징으로 하는 방법.
344. 제 329 항 내지 제 343 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극은 PECVD 반응 생성물의 증착이 있는 동안에 축방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
345. 제 316 항 내지 제 344 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마는 상기 주사기 루멘 및 상기 제한된 개구부 전체를 통해 실질적으로 연장하는 것을 특징으로 하는 방법.
346. 제 316 항 내지 제 345 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마는 상기 주사기 루멘, 상기 제한된 개구부 및 상기 처리중인 용기 루멘 전체를 통해 실질적으로 연장하는 것을 특징으로 하는 방법.
347. 제 316 항 내지 제 346 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마는 상기 주사기 루멘 및 상기 제한된 개구부 전체를 통해 실질적으로 균일한 색상을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
348. 제 316 항 내지 제 347 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마는 상기 주사기 루멘, 상기 제한된 개구부 및 상기 처리중인 용기 루멘 전체를 통해 실질적으로 균일한 색상을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
349. 제 316 항 내지 제 348 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마는 상기 주사기 루멘 및 상기 제한된 개구부 전체를 통해 실질적으로 안정적인 것을 특징으로 하는 방법.
350. 제 316 항 내지 제 349 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마는 상기 주사기 루멘, 상기 제한된 개구부 및 상기 처리중인 용기 루멘 전체를 통해 실질적으로 안정적인 것을 특징으로 하는 방법.
351. 제 316 항 내지 제 350 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리중인 용기의 용기 개구부는 유일한 개구부인 것을 특징으로 하는 방법.
352. 제 316 항 내지 제 351 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리중인 용기 루멘의 부피는 상기 처리되는 용기(250)의 루멘(300)의 부피의 3 배 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
353. 제 316 항 내지 제 352 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리중인 용기 루멘의 부피는 상기 처리되는 용기의 루멘의 부피의 2 배 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
354. 제 316 항 내지 제 353 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리중인 용기 루멘의 부피는 상기 처리되는 용기의 루멘의 부피 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
355. 제 316 항 내지 제 354 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리중인 용기 루멘의 부피는 상기 처리되는 용기(250)의 루멘(300)의 부피의 50% 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
356. 제 316 항 내지 제 355 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리중인 용기 루멘의 부피는 상기 처리되는 용기(250)의 루멘(300)의 부피의 25% 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
357. 제 316 항 내지 제 356 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 처리되는 용기(250)의 루멘(300) 내에서 적어도 부분적인 진공을 도출하기 이전에 용기 지지대상에서 처리되는 일반적으로 튜브형의 용기의 더 큰 개구부를 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
358. 제 357 항에 있어서, 상기 용기 지지대의 포트상에서 처리되는 상기 용기의 더 큰 개구부를 안착시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
359. 제 357 항 또는 제 358 항에 있어서, 상기 처리되는 용기 내에 내부 전극을 위치시켜 상기 용기 지지대상에 안착되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
360. 제 357 항, 제 358 항 또는 제 359 항에 있어서, 상기 용기 지지대상에 안착되는 동안에 상기 처리되는 용기를 수용하도록 위치된 내부 부분을 갖는 외부 전극에 대하여 상기 처리되는 용기를 위치시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
361. 제 357 항, 제 358 항, 제 359 항 또는 제 330 항에 있어서, 상기 외부 전력에 교류를 공급하는 전력 공급기에 전력을 가하여 상기 용기 지지대상에 안착된 처리되는 상기 용기 내에서 플라즈마를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
362. 제 361 항에 있어서, 상기 내부 전극을 접지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
363. 제 357 항, 제 358 항, 제 359 항, 제 360 항 또는 제 361 항에 있어서, 진공 챔버를 정의하는 상기 처리되는 용기의 내부를 진공시키는 진공원을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
364. 제 363 항에 있어서, 상기 처리되는 용기를 둘러싸는 제 2 진공 챔버를 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
365. 제 364 항에 있어서, 상기 용기의 내부는 상기 제 2 진공 챔버보다 더 낮은 진공 수준에서 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
366. 제 363 항에 있어서, 상기 처리중인 용기는 상기 용기 지지대내의 진공 포트와 연통하는 수도인 것을 특징으로 하는 방법.
367. 제 357 항 내지 제 366 항 중 어느 한 항에 있어서, 반응물질 가스원 및 상기 반응물질 가스원으로부터 반응 가스를 상기 용기 지지대상에 안착된 용기로 공급하는 가스 공급기를 더 포함하는 것을 특징으로 발명.
VI. 용기 검사
VI.A. 예비코팅 및 후코팅 검사를 포함하는 용기 처리
399. 개구부 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 성형된 플라스틱 용기를 처리하는 용기 처리 방법에 있어서,
결함 여부를 알아보기 위하여 성형된 상기 용기의 내부 표면을 검사하는 단계;
상기 성형된 용기의 검사 단계 이후에 상기 용기의 내부 표면에 코팅을 도포하는 단계; 및
결함 여부를 알아보기 위하여 상기 코팅을 검사하는 단계를 포함하는 방법.
400. 개구부 및 내부 표면을 정의하는 벽을 갖는 성형된 플라스틱 용기를 처리하는 용기 처리 방법에 있어서,
결함 여부를 알아보기 위하여 성형된 상기 용기의 내부 표면을 검사하는 단계;
상기 성형된 용기의 검사 단계 이후에 상기 용기에 차단 코팅을 도포하는 단계; 및
상기 차단 코팅을 도포하는 단계 이후에 결함 여부를 알아보기 위하여 상기 용기의 내부 표면을 검사하는 단계를 포함하는 방법.
401. 제 400 항에 있어서, 상기 성형된 용기의 내부 표면은 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들에서 검사되는 것을 특징으로 하는 발명.
402. 제 400 항 또는 제 401 항에 있어서, 상기 차단 코팅을 도포하는 단계 이후에 상기 용기의 내부 표면은 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들에서 검사되는 것을 특징으로 하는 발명.
403. 제 400, 제 401 항 또는 제 402 항에 있어서, 상기 용기 내부 표면상에 수많은 가깝게 이격된 위치들은 상기 성형된 용기상에서 위치 및 검사되고, 상기 차단 코팅으로 코팅되며 상기 차단 코팅을 도포한 이후에 재검사되는 것을 특징으로 하는 발명.
V.I.B. 차단막을 통해 용기 벽의 가스제거를 검출함으로써 수행되는 용기 검사
404. 증기를 가스제거하는 물질상에 차단성 막을 검사하는 방법에 있어서,
가스를 제거하고 적어도 하나의 부분적인 차단성 막을 갖는 물질의 시료를 제공하는 단계; 및
상기 가스제거된 가스를 측정하는 단계를 포함하는 차단성 막을 검사하는 방법.
405. 제 404 항에 있어서, 상기 가스를 제거하는 물질은 중합체 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.
406. 제 404 항 또는 제 405 항에 있어서, 상기 가스를 제거하는 물질은 열가소성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
407. 제 404 항 내지 제 406 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스를 제거하는 물질은 폴리에스테르를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
408. 제 404 항 내지 제 407 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스를 제거하는 물질은 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
409. 제 404 항 내지 제 408 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스를 제거하는 물질은 폴리올레핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
410. 제 404 항 내지 제 409 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스를 제거하는 물질은 폴리프로필렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
411. 제 404 항 내지 제 410 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스를 제거하는 물질은 사이클릭 올레핀 공중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
411a. 제 404 항 내지 제 411 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스제거된 가스를 측정하기 이전에 상기 차단성 막을 물과 접촉시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
411b. 제 404 항 내지 제 411 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스제거된 가스를 측정하기 이전에 상기 차단성 막을 물과 접촉시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
411c. 제 404 항 내지 제 411 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스제거된 가스를 측정하기 이전에 상기 차단성 막을 35% 내지 100%의 상대 습도인 공기와 접촉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
411d. 제 404 항 내지 제 411 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스제거된 가스를 측정하기 이전에 상기 차단성 막을 40% 내지 100%의 상대 습도인 공기와 접촉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
411e. 제 404 항 내지 제 411 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스제거된 가스를 측정하기 이전에 상기 차단성 막을 40% 내지 50%의 상대 습도인 공기와 접촉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
411f. 제 404 항 내지 제 411 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스제거된 가스를 측정하기 이전에 상기 차단성 막을 산소와 접촉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
411g. 제 404 항 내지 제 411 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스제거된 가스를 측정하기 이전에 상기 차단성 막을 질소와 접촉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
411h. 제 411a 항 내지 제 411g 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 시간은 10 초 내지 1 시간인 것을 특징으로 하는 방법.
411i. 제 411a 항 내지 제 411g 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 시간은 1 분 내지 30 분인 것을 특징으로 하는 방법.
411j. 제 411a 항 내지 제 411g 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 시간은 5 분 내지 25 분인 것을 특징으로 하는 방법.
411k. 제 411a 항 내지 제 411g 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접촉 시간은 10 분 내지 20 분인 것을 특징으로 하는 방법.
411l. 제 404 항 내지 제 411k 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체제거된 가스는 0.1 Torr 내지 100 Torr 압력에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
411m. 제 404 항 내지 제 411k 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체제거된 가스는 0.2 Torr 내지 50 Torr 압력에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
411n. 제 404 항 내지 제 411k 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체제거된 가스는 0.5 Torr 내지 40 Torr 압력에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
411o. 제 404 항 내지 제 411k 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체제거된 가스는 1 Torr 내지 30 Torr 압력에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
411p. 제 404 항 내지 제 411k 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체제거된 가스는 5 Torr 내지 100 Torr 압력에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
411q. 제 404 항 내지 제 411k 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체제거된 가스는 10 Torr 내지 80 Torr 압력에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
411r. 제 404 항 내지 제 411k 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체제거된 가스는 15 Torr 내지 50 Torr 압력에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
411s. 제 404 항 내지 제 411r 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체제거된 가스는 0℃ 내지 50℃ 온도에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
411t. 제 404 항 내지 제 411r 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체제거된 가스는 0℃ 내지 21℃ 온도에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
411u. 제 404 항 내지 제 411r 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체제거된 가스는 5℃ 내지 20℃ 온도에서 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
412. 제 404 내지 제 411u 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스 기체제거한 물질은 외부 표면 및 루멘을 둘러싸는 내부 표면을 갖는 벽을 갖는 용기의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
413. 제 412 항에 있어서, 상기 차단성 막은 상기 용기 벽의 내부 표면상에 제공되는 것을 특징으로 하는 방법l.
414. 제 412 항 또는 제 413 항에 있어서, 압력 차이는 상기 루멘을 적어도 부분적으로 진공함으로써 상기 차단성 막을 가로질러 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
415. 제 412 항 내지 제 414 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 루멘을 적어도 부분적으로 진공시키는 진공원으로의 덕트를 통해 상기 루멘을 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
416. 제 415 항에 있어서, 상기 루멘 및 상기 진공원을 연통하는 기체제거 측정 셀을 제공하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
417. 제 404 항 내지 제 416 항 중 어느 한 항에 있어서, 측정은 시간 간격당 상기 차단성 막을 통해 기체제거된 물질의 부피를 측정함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
418. 제 404 항 내지 제 417 항 중 어느 한 항에 있어서, 측정은 마이크로-흐름 기술을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
419. 제 404 항 내지 제 418 항 중 어느 한 항에 있어서, 측정은 기체제거된 물질의 질량 유량을 측정함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
420. 제 404 항 내지 제 419 항 중 어느 한 항에 있어서, 측정은 분자 흐름 작동 모드에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
420a. 제 404 항 내지 제 420 항 중 어느 한 항에 있어서, 측정은
가스제거된 물질이 존재하는 경우, 상이한 형상으로 이동 또는 변화되는 특성을 갖는 적어도 하나의 마이크로캔틸레버를 제공하는 단계;
상기 마이크로캔틸레버를 상이한 형상으로 이동하거나 변화하게 하는데 효과적인 조건하에서 상기 마이크로캔틸레버를 상기 가스제거된 물질에 노출시키는 단계; 및
이동 또는 상이한 형상을 검출하는 단계에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
420b. 제 420a 항에 있어서, 상기 상이한 형상은 상기 마이크로캔틸레버를 상기 가스제거에 노출하기 전후에 형상을 변화시키는 상기 마이크로캔틸레버의 일 부분으로부터 에너지 입사 빔을 반사하고, 상기 캔틸레버로부터 이격된 지점에서 이렇게 반사된 빔의 편향을 측정하여 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
420c. 제 420b 항에 있어서, 상기 에너지 입사 빔은 광자 빔, 전자 빔 및 이들 중 둘 이상의 조합으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
420d. 제 420b 항에 있어서, 상기 에너지 입사 빔은 광자 빔인 것을 특징으로 하는 방법.
420e. 제 420b 항에 있어서, 상기 에너지 입사 빔은 레이저 빔인 것을 특징으로 하는 방법.
420f. 제 404 항 내지 제 420 항 중 어느 한 항에 있어서, 측정은
가스제거된 물질이 존재하는 경우, 상이한 주파수에서 공명하는 적어도 하나의 마이크로캔틸레버를 제공하는 단계;
상기 마이크로캔틸레버를 상이한 주파수에서 공명하게 하는데 효과적인 조건하에서 상기 마이크로캔틸레버를 상기 기체제거된 물질에 노출시키는 단계; 및
상기 상이한 공명 주파수를 검출하는 단계에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
420g. 제 420f 항에 있어서, 상기 상이한 공명 주파수는 상기 마이크로캔틸레버에 에너지를 입력하여 상기 마이크로캔틸레버를 기체제거에 노출시키기 전후에 공명하도록 유도하고 상기 마이크로캔틸레버를 기체제거에 노출시키기 전후에 상기 공명 주파수들 사이에서 차이를 측정함으로써 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
420h. 420g 항에 있어서, 상기 상이한 공명 주파수는 조화 진동 센서를 사용하여 검출되는 것을 특징으로 하는 방법.
421. 제 404 항에 있어서, 상기 가스를 기체제거한 물질은 필름의 형태로 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
422. 제 404 항 내지 제 421 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 상기 기체제거 물질의 표면상의 코팅 전부 또는 일부인 것을 특징으로 하는 방법.
425. 제 404 항 내지 제 424 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 x가 약 1.5 내지 약 2.9인 SiOx를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
426. 제 404 항 내지 제 425 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 x가 약 1.5 내지 약 2.9인 SiOx로 필수적으로 이루어진 것을 특징으로 하는 방법.
427. 제 404 항 내지 제 426 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 500 nm 미만의 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
428. 제 404 항 내지 제 427 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 300 nm 미만의 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
429. 제 404 항 내지 제 428 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 100 nm 미만의 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
430. 제 404 항 내지 제 429 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 80 nm 미만의 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
431. 제 404 항 내지 제 430 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 60 nm 미만의 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
432. 제 404 항 내지 제 431 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 50 nm 미만의 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
433. 제 404 항 내지 제 432 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 40 nm 미만의 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
434. 제 404 항 내지 제 433 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 30 nm 미만의 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
435. 제 404 항 내지 제 434 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 20 nm 미만의 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
435. 제 404 항 내지 제 435 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 10 nm 미만의 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
437. 제 404 항 내지 제 436 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단성 막은 5 nm 미만의 두께인 것을 특징으로 하는 방법.
438. 제 404 항 내지 제 437 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기체제거된 가스의 측정은 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
439. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 1 분 미만의 시험 지속시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
440. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 50 초 미만의 시험 지속시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
441. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 40 초 미만의 시험 지속시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
442. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 30 초 미만의 시험 지속시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
443. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 20 초 미만의 시험 지속시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
444. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 15 초 미만의 시험 지속시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
445. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 10 초 미만의 시험 지속시간간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
446. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 8 초 미만의 시험 지속시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
447. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 6 초 미만의 시험 지속시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
448. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 4 초 미만의 시험 지속시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
449. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 3 초 미만의 시험 지속시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
450. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 2 초 미만의 시험 지속시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
451. 제 438 항에 있어서, 상기 차단성 막의 존부를 구별하기에 효과적인 조건은 1 초 미만의 시험 지속시간을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
452. 제 438 항 내지 제 451 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단막의 존부재의 측정은 상기 확실성의 적어도 6-시그마 수준으로 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
453. 제 438 항 내지 제 452 항에 있어서, 상기 측정은 상기 확실성의 적어도 6-시그마 수준으로 확인되는 것을 특징으로 하는 방법.
454. 제 404 항 내지 제 453 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 차단막의 저압 측면상에서 상기 기제제거된 가스 측정은 차단성 막 없는 동일한 물질과 비교하여 상기 차단성 막의 차단 향상 인자를 측정하기에 효과적인 조건하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
455 제 404 항 내지 제 454 항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 상이한 가스들의 기체제거가 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
456 제 404 항 내지 제 455 항 중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 모든 상기 기체제거된 가스들의 기체제거가 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
457 제 404 항 내지 제 456 항 중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 모든 상기 기체제거된 가스들의 기체제거가 동시에 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
458 제 404 항 내지 제 457 항 중 어느 한 항에 있어서, 실질적으로 모든 상기 기체제거된 가스들의 기체제거가 동시에 측정되는 것을 특징으로 하는 방법.
20 용기 처리 시스템
22 사출 성형기
24 시각 검사 스테이션
26 검사 스테이션（사전－코팅）
28 코팅 스테이션
30 검사 스테이션（사후－코팅）
32 광원 전송 스테이션（두께）
34 광원 전송 스테이션（결함）
36 아웃풋(Output)
38 용기 지지대
40 용기 지지대
42 용기 지지대
44 용기 지지대
46 용기 지지대
48 용기 지지대
50 용기 지지대
52 용기 지지대
54 용기 지지대
56 용기 지지대
58 용기 지지대
60 용기 지지대
62 용기 지지대
64 용기 지지대
66 용기 지지대
68 용기 지지대
70 컨베이어
72 전달 메커니즘（작동중）
74 전달 메커니즘（작동 중단）
80 용기
82 개구부
84 폐색단
86 벽
88 내부 표면
90 차단 코팅
92 용기 포트
94 진공 덕트
96 진공 포트
98 진공원
100 Ｏ－링（９２의）
102 Ｏ－링（９６의）
104 가스 입력 포트
106 Ｏ－링（１００의）
108 프로브（상대 전극）
110 가스 전달 포트（１０８의）
112 용기 지지대（도 ３）
114 하우징（５０ 또는 １１２의）
116 고리（ｃｏｌｌａｒ）
118 외부 표면（８０의）
120 용기 지지대（어레이）
122 "용기 포트 (도 4, 58)"
130 프레임(도5)
132 광원
134 사이드 채널
136 차단 밸브
138 프로브 포트
140 진공 포트
142 ＰＥＣＶＤ 가스 입력 포트
144 ＰＥＣＶＤ 가스원
146 진공 라인（９８까지）
148 차단 밸브
150 플랙서블 라인（１３４의）
152 압력 게이지
154 용기의 내부 ８０
160 전극
162 전력 공급기
164 측벽（１６０의）
166 측벽（１６０의）
168 폐색단（１６０의）
170 광원（도 １０）
172 검출기
174 픽셀（１７２의）
176 내부 표면（１７２의）
182 아퍼추어（１８６의）
184 벽（１８６의）
186 적분구
190 마이크로파 전력 공급기
192 도파관
194 마이크로파 캐비티
196 갭
198 상단（１９４의）
200 전극
202 튜브 수송
204 흡입컵
208 몰드 중심
210 몰드 캐비티
212 몰드 캐비티 라이너
220 베어링 표면(도 2)
222 베어링 표면(도 2)
224 베어링 표면(도 2)
226 베어링 표면(도 2)
228 베어링 표면(도 2)
230 베어링 표면(도 2)
232 베어링 표면(도 2)
234 베어링 표면(도 2)
236 베어링 표면(도 2)
238 베어링 표면(도 2)
240 베어링 표면(도 2)
250 주사기 베럴
252 주사기
254 내부 표면（２５０의）
256 후단（２５０의）
258 플런저（２５２의）
260 전단（２５０의）
262 캡
264 내부 표면（２６２의）
266 핏팅
268 용기
270 클로저
272 내부 대향 표면
274 루멘
276 벽－접촉 표면
278 내부 표면（２８０의）
280 용기 벽
282 스토퍼
284 쉴드
286 윤활성 코팅
288 차단성 코팅
290 코팅 장치， 예를 들면， ２５０
292 내부 표면（２９４의）
294 제한 개구부（２５０의）
296 처리 용기
298 외부 표면（２５０의）
300 루멘（２５０의）
302 대형 개구부（２５０의）
304 처리 용기 루멘
306 처리 용기 개구부
308 내부 전극
310 내부 통로（３０８）
312 근위단（３０８의）
314 원위단（３０８의）
316 원위 개구부（３０８의）
318 플라즈마
320 용기 서포트(support)
322 포트（３２０의）
324 처리 용기（수도 타입）
326 용기 개구부（３２４의）
328 제 ２ 개구부（３２４의）
330 진공 포트（３２８ 수용）
332 제 １ 핏팅（숫 루어 테이퍼）
334 제 ２ 핏팅（암 루어 테이퍼）
336 락킹 고리（３３２의）
338 제 １ 접합부（３３２의）
340 제 ２ 접합부（３３２의）
342 Ｏ－링
344 꺽쇠（Ｄｏｇ）
346 벽
348 코팅（３４６상）
350 침투 경로
352 진공
354 가스 분자
355 가스 분자
356 계면（３４６과 ３４８ 사이）
357 가스 분자
358 ＰＥＴ 용기
359 가스 분자
360 밀봉
362 측정셀
364 진공 펌프
366 화살표들
368 원뿔형 통로
370 천공기
372 천공기
374 챔버
376 챔버
378 격판
380 격판
382 전도 표면
384 전도 표면
386 바이패스
390 플롯（유리 튜브）
392 플롯（ＰＥＴ 미코팅）
394 주 플롯（ＳｉＯ２ 코팅됨）
396 분리물들（ＳｉＯ２ 코팅됨）
398 내부 전극 및 가스 공급 튜브
400 원위 개구부
402 연장 상대 전극
404 배출구(도 ７)
406 밸브
408 내부벽(도 36)
410 외부벽(도 36)
412 내부 표면(도 36)
414 플레이트 전극(도 37)
416 플레이트 전극(도 37)
418 진공 수도
420 용기 지지대
422 진공 챔버
424 용기 지지대
426 상대 전극
428 용기 지지대（도 39）
430 전극 조립체
432 430에 의해 둘러싸인 부피
434 압력 균형조절 밸브
436 진공 챔버 수도
438 주사기 베럴(도 42)
440 플랜지(438의)
442 후위 개구부（438의）
444 베럴 벽（438의）
450 용기 지지대（도 42）
452 환상 립
454 대략 실린더형인 측벽（438의）
456 대략 실린더형인 내부 표면（450의）
458 접합부
460 포켓
462 Ｏ－링
464 외부 벽（460의）
466 바닥 벽（460의）
468 상부 벽（460의）
470 내부 전극(도 44)
472 원위 부위(470의)
474 다공성 측벽（472의）
476 내부 통로（472의）
478 근위 부위(470의)
480 원위단（470의）
482 용기 지지대 몸체
484 상단 부위(482의)
486 기저 부위(482의)
488 조인트（484와 486 사이）
490 Ｏ－링
492 환상 포켓
494 방사상으로 연장하는 접합부 표면
496 방사상으로 연장하는 벽
498 스크류
500 스크류
502 용기 포트
504 제 2 Ｏ－링
506 내경(490의)
508 진공 덕트(482의)
510 내부 전극
512 내부 전극
514 삽입 및 제거 메커니즘
516 플렉서블 호스
518 플렉서블 호스
520 플렉서블 호스
522 밸브
524 밸브
526 밸브
528 전극 클리닝 스테이션
530 내부 전극 드라이브
532 클리닝 반응기
534 배출구 밸브
536 제 2 그리퍼
538 컨베이어
539 용질 리테이너
540 개방단（532의）
542 내부 공간(532의)
544 주사기
546 플런저
548 몸체
550 베럴
552 내부 표면（550의）
554 코팅
556 루어 핏팅
558 루어 테이퍼
560 내부 통로（558의）
562 내부 표면
564 커플링
566 숫 부분(564의)
568 암 부분(564의)
570 차단 코팅
572 로킹 고리
574 주 진공 밸브
576 진공 라인
578 수동 바이패스 밸브
580 바이패스 라인
582 배출구 밸브
584 주 반응물질 가스 밸브
586 주 반응물질 공급 라인
588 유기실리콘 액체 저장조
590 유기실리콘 공급 라인(모세관)
592 유기실리콘 차단 밸브
594 산소 탱크
596 산소 공급 라인
598 유량 제어기
600 산소 차단 밸브
602 주사기 외부 차단 코팅
604 루멘
606 베럴 외부 표면
610 플라즈마 스크린
612 플라즈마 스크린 캐비티
614 공간 부분
616 압력원
618 압력 라인
620 모세관 연결
630 코팅되지 않은 COC에 대한 플롯들
632 SiOx 코팅되지 않은 COC에 대한 플롯들
634 유리에 대한 플롯들
5501 제 1 처리 스테이션
5502 제 2 처리 스테이션
5503 제 3 처리 스테이션
5504 제 4 처리 스테이션
5505 프로세서
5506 사용자 인터페이스
5507 버스
5701 ＰＥＣＶＤ 장치
5702 제 1 검출기
5703 제 2 검출기
5704 검출기
5705 검출기
5706 검출기
5707 검출기
7001 컨베이어 출구 브랜치
7002 컨베이어 출구 브랜치
7003 컨베이어 출구 브랜치
7004 컨베이어 출구 브랜치

Claims (24)

  1. 코팅이 기판의 표면에 도포되어 코팅된 표면을 형성하는 코팅 공정의 생성물을 검사하는 방법으로서,
    (a) 생성물을 검사 대상으로 제공하는 단계;
    (c) 상기 검사 대상으로부터 상기 코팅된 표면과 인접한 가스 공간으로 하나 이상의 휘발성 종의 방출을 측정하는 단계; 및
    (d) (c) 단계의 결과를 동일한 시험 조건 하에서 측정된 하나 이상의 기준 대상에 대한 (c) 단계의 결과와 비교하여, 상기 코팅의 존재 또는 부재 및/또는 상기 코팅의 물리적 및/또는 화학적 특성을 측정하는 단계
    를 포함하는 코팅 공정의 생성물을 검사하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 차단 효과, 습윤 장력 및 그 조성으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 바람직하게는 차단 효과인 상기 코팅의 물리적 및/또는 화학적 특성을 측정하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 (c)는 상기 코팅된 표면과 인접한 가스 공간에서 하나 이상의 휘발성 종의 질량 유량 또는 부피 유량을 측정함으로써 수행되는 것인 방법.
  4. 제1항 또는 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    (i) 상기 기준 대상은 코팅되지 않은 기판이거나:
    (ii) 상기 기준 대상은 기준 코팅으로 코팅된 기판인 것인 방법.
  5. 제1항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (a) 및 (c) 사이에 추가적인 단계로서
    (b) 상기 코팅된 표면을 통해 압력 차등이 제공되고 상기 압력 차등이 없을 때보다 더 높은 상기 휘발성 종의 질량 유량 또는 부피 유량이 실현될 수 있도록 상기 코팅된 표면과 인접한 가스 공간에서 대기압을 변화시키는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 측정은 상기 기판의 코팅된 표면과 진공원 사이에 개재된 측정 셀을 이용하여 수행되는 것인 방법.
  7. 제1항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,상기 휘발성 종은 시험 조건에 있는 가스 또는 증기이고, 바람직하게는 공기, 질소, 산소, 수증기, 휘발성 코팅 성분들, 휘발성 기판 성분들 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 공기, 질소, 산소, 수증기 또는 이들의 조합인 것인 방법.
  8. 제1항 또는 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 바람직하게는 상기 검사 대상의 물질 상으로 또는 그 내부로 상기 휘발성 종의 흡착 또는 흡수를 가능하게 하기 위하여, 상기 검사 대상은 단계 (a)의 휘발성 종, 바람직하게는 공기, 질소, 산소, 수증기 및 이들의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 휘발성 종과 접촉하고; 그리고 상기 검사 대상으로부터 상기 휘발성 종의 이후 배출이 단계 (c)에서 측정되는 것인 방법.
  9. 제1항 또는 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 복수개의 다양한 휘발성 종이 단계 (c)에서 측정되고, 바람직하게는 실질적으로 상기 검사 대상으로부터 배출된 모든 휘발성 종들이 단계 (c)에서 측정되는 것인 방법.
  10. 제1항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 중합체 화합물, 바람직하게는 폴리에스테르, 폴리올레핀, 사이클릭 올레핀 공중합체, 폴리카보네이트 또는 이들의 조합인 것인 방법.
  11. 제1항 또는 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 유기실리콘 전구체로부터 PECVD에 의하여 제조된 코팅인 것인 방법.
  12. 제1항 또는 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    (i) 상기 코팅은 차단성 코팅이고, 바람직하게는 SiOx(여기서, x는 약 1.5 내지 약 2.9임) 층이고/이거나
    (ii) 상기 코팅은 상기 코팅된 기판의 윤활성 및/또는 표면 장력을 개질하는 코팅이고, 바람직하게는 SiwOxCyHz(여기서, w는 1이고, x는 약 0.5 내지 2.4이며, y는 약 0.6 내지 약 3이고, z는 2 내지 약 9임)의 층인 것인 방법.
  13. 제1항 또는 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 휘발성 종은 상기 코팅으로부터 배출된 휘발성 종이고, 바람직하게는 휘발성 코팅 성분이며, 상기 검사는 상기 코팅의 존재, 특성 및/또는 조성을 측정하기 위해 수행되는 것인 방법.
  14. 제1항 또는 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 휘발성 종은 상기 기판으로부터 배출된 휘발성 종이며, 상기 검사는 상기 코팅의 존재 및/또는 상기 코팅의 차단 효과를 알아내기 위해 수행되는 것인 측정 방법.
  15. 제1항 또는 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 상기 코팅 공정 동안에 그 내부 또는 외부 표면상에 적어도 부분적으로 코팅된 벽을 갖는 용기이며, 바람직하게는 상기 코팅은 상기 용기 벽의 내부 표면상에 존재하는 것인 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 코팅된 용기 벽으로부터 상기 휘발성 종의 기체 제거 상태를 측정하기 위하여 상기 용기 루멘과 외부 사이의 압력 차등이 설정되는 것인 방법.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 용기 내의 가스 공간을 적어도 부분적으로 진공시켜 상기 압력 차등을 제공하는 것인 방법.
  18. 제1항 또는 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅의 존부를 구별하고/하거나 상기 코팅의 물리적 및/또는 화학적 특성을 알아내는데 효과적인 조건은 1 시간 미만, 또는 1 분 미만, 또는 50 초 미만 또는 40 초 미만, 또는 30 초 미만, 또는 20 초 미만, 또는 15 초 미만, 또는 10 초 미만, 또는 8 초 미만, 또는 6 초 미만, 또는 4 초 미만, 또는 3 초 미만, 또는 2 초 미만, 또는 1 초 미만의 시험 지속기간을 포함하는 것인 방법.
  19. 제1항 또는 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 주변 압력 및/또는 온도 및/또는 습도를 변경함으로써 상기 휘발성 종의 배출 속도를 변화시켜, 상기 측정된 휘발성 종의 배출 속도 및/또는 종류에 관하여 기준 대상 및 검사 대상 간의 차이를 증가시키는 것인 방법.
  20. 제1항 또는 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 소정의 기준을 만족하지 않는 코팅된 생성물들 또는 손상된 코팅 생성물들을 구별하고 제거하기 위하여 코팅 공정에 대한 인라인 공정 제어로 사용되는 것인 방법.
  21. 제1항 또는 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 진공 조건하에서 수행되는 PECVD코팅이며 이후의 가스제거 상태의 측정은 PECVD를 위해 사용되는 진공상태를 깨뜨리지 않고 수행되는 것인 방법.
  22. 제1항 또는 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 측정은 마이크로캔틸레버 측정 기법을 이용하여 수행되는 것인 방법.
  23. 제22항에 있어서, 측정은
    (i) (a) 가스제거된 물질이 존재하는 경우, 상이한 형상으로 변화 또는 이동되는 특성을 갖는 하나 이상의 마이크로캔틸레버를 제공하는 단계; 및
    (b) 상기 마이크로캔틸레버를 상이한 형상으로 변화하거나 이동하게 하는데 효과적인 조건하에서 상기 마이크로캔틸레버를 상기 가스제거된 물질에 노출시키는 단계; 및
    (c) 바람직하게는, 상기 마이크로캔틸레버를 상기 가스제거에 노출하기 전후에 형상을 변화시키는 상기 마이크로캔틸레버의 일 부분으로부터 예컨대, 레이저 빔과 같은 에너지 입사 빔을 반사하고, 상기 캔틸레버로부터 이격된 지점에서 이렇게 반사된 빔의 편향을 측정함으로써 이동 또는 상이한 형상을 검출하는 단계, 또는
    (ii) (a) 가스제거된 물질이 존재하는 경우, 상이한 주파수에서 공명하는 하나 이상의 마이크로캔틸레버를 제공하는 단계;
    (b) 상기 마이크로캔틸레버를 상이한 주파수에서 공명하게 하는데 효과적인 조건하에서 상기 마이크로캔틸레버를 상기 가스제거된 물질에 노출시키는 단계; 및
    (c) 예컨대 조화 진동 센서를 사용하여 상이한 공명 주파수를 검출하는 단계
    에 의하여 실시되는 것인 방법.
  24. 제20항 내지 제23항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 장치.
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