TWI724837B - 用以形成微針產品之模具結構 - Google Patents

Abstract

本發明係一種用以形成微針產品之模具結構，能應用至一注料成型系統上，包括一本體部、複數個鑲件部與至少一頂出部，其中，該本體部的頂面凹設有複數道凹槽，各該鑲件部能活動地組裝至對應的各該凹槽中，且其至少一側面會凹設有複數個缺口，當各該鑲件部處於對應凹槽後，該缺口與凹槽槽壁間會形成一針錐狀成形槽，以供填充熔化成型材料，並於成型材料凝固後能形成微針產品的針部，又，各該鑲件部非對應缺口的外壁，則會抵接至各該凹槽之槽壁；該頂出部會連接至各該鑲件部，且當該頂出部受力朝上位移時，其會帶動該鑲件部一同朝上位移，使得各該缺口脫離對應凹槽，進而令各該缺口中凝固的成型材料一同脫離對應之各該凹槽，如此，該模具結構不僅能大量生產高品質的微針產品，且能使微針產品輕易完成脫模，而不會損害到其上的微針態樣。

Description

用以形成微針產品之模具結構

本發明係關於模具結構，尤指一種用以生產微針產品，且其上具有頂出部以方便脫模的模具結構。

查，微針貼片(microneedle patch，簡稱MNP)是一種結合經皮輸送與針劑注射雙方優點的經皮藥物遞送系統(Transdermal drug delivery systems，簡稱TDDS)，其是利用微米級的針尖直接刺穿皮膚角質層，以形成複數個微孔道，並藉由該等微孔道來輸送藥物，同時，由於微針貼片的穿刺深度有限，而不會碰觸到位於真皮層的神經系統，因此，不會產生皮下注射的疼痛感，而能將胜肽、疫苗、大分子藥物...等透過皮膚而傳送至人體內。

目前微針貼片大致可分為固體型微針(solid microneedle)、塗布型微針(coated microneedle)、中空微針(hollow microneedle)與溶解型微針(dissolvable microneedle)等種類，茲簡單說明如後，固體型微針是由金屬、陶瓷或矽等材料製成微針，其是先在皮膚上刺穿形成微孔道後，再敷上藥物貼片或藥膏，令藥物能慢慢地被輸送至人體內；塗布型微針則是將藥物外塗於微針表面，以在微針刺穿皮膚角質層後，令藥物溶解於人體組織液中而輸送至人體內；中空微針是將藥物經由微針的中空通道輸入至人體中；溶解型微針則是將藥物混合於微針中，並待微針刺穿皮膚角質層後，使微針針尖溶化於人體組織液中，進而令藥物一同溶解並輸入至人體中。

承上，為能使微針刺穿皮膚角質層，其需具有一定的機械強度，一般來說，微針的最小機械強度為每針0.058牛頓(N/needle)，其形狀通常為圓錐形、金字塔形、釘形或子彈型...等，且長度約在200~900微米之間，才足以於通過角質層後，不會碰觸到神經而生產痛感。以溶解型微針的加工方式來說，其普遍分為兩類，一是鼓風拉伸風乾法(Droplet-born Air Blowing，簡稱DAB)，另 一是製模/脫模反覆成形的技術，但實際使用上，前述加工方式存有針尖較鈍、公模生產不便、母模脫模不易、排除氣泡困難、不易生產正三角錐體...等問題；至於以金屬製成的固體型微針，業者需耗費大量的加工時間，及提升機台的修整精密度，才足以形成所需的微針造形；前述情況，導致了市面上未見大量、高品質之MNP產品，故，如何有效解決前述問題，以提供使用者更為良好的微針產品，即成為本發明之一重要課題。

按，隨著塑性材料所具有的機械性質(如：耐熱性、電性、化學性、光學性)不斷提高，且其尚有大量生產、加工容易之優點，因此，申請人特別發想出採用塑性材料製成微針產品，惟，由於微針產品的針尖直徑普遍小於10微米，故在射出成型後的脫模上存有難度，容易對微針的外觀造成損傷，故，申請人憑藉著多年來專業從事模具設計、加工的豐富實務經驗，且秉持精益求精的研究精神，在經過長久的努力研究與實驗後，終於研發出本發明之一種用以形成微針產品之模具結構，期藉由本發明之問世，能提供使用者更佳的使用經驗，以獲得市場青睞。

本發明之一目的，係提供一種用以形成微針產品之模具結構，其能應用至一注料成型系統上，且包括一本體部、複數個鑲件部與至少一頂出部，其中，該本體部的頂面凹設有複數道凹槽，各該鑲件部能活動地組裝至對應的各該凹槽中，且其至少一側面會凹設有複數個缺口，當各該鑲件部處於對應凹槽後，該缺口與凹槽槽壁間會形成一針錐狀成形槽，以供填充熔化成型材料(如：塑膠、矽膠...等)，並於成型材料凝固後能形成微針產品的針部，又，各該鑲件部非對應缺口的外壁，則會抵接至各該凹槽之槽壁；該頂出部會連接至各該鑲件部，且當該頂出部受力朝上位移時，其會帶動該鑲件部一同朝上位移，使得各該缺口脫離對應凹槽，進而令各該缺口中凝固的成型材料一同脫離對應之各該凹槽，如此，該模具結構不僅能大量生產高品質的微針產品，且能使微針產品輕易完成脫模，而不會損害到其上的微針態樣。

為便 貴審查委員能對本發明目的、技術特徵及其功效，做更進一步之認識與瞭解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

本發明係一種用以形成微針產品之模具結構，係應用至一注料成型系統(如：射出成型機台、熱壓機...等)上，其中，該注料成型系統包含注料裝置(或澆道裝置)與至少一成型模具(即，本發明的模具結構)，且該注料裝置的一射嘴能將熔化成型材料(如：塑膠、矽膠...等)注入至該成型模具中，以形成業者所需的外觀造型(例如，微針產品)。惟，由於本發明主要是針對模具結構的相關構造進行改良，以能迅速且便利地製造微針產品，故，只要該模具結構具有後述構造，並能適用於射出成型製程中，無論其是如何結合至注料裝置，均為本發明所稱之模具結構。

承上，請參閱第1及2圖所示，在一實施例中，該模具結構1是用來生產微針貼片2的產品，其包括一本體部11、複數個鑲件部13與至少一頂出部15，為方便說明，係以第1圖之上方作為元件之上方(頂側)位置，第1圖之下方作為元件之下方(底側)位置，惟，前述方向僅為方便說明元件間的配置關係，不涉及實際安裝與使用的方向與位置。又，該本體部11能組裝至注料成型系統的一座體E1中，其頂面凹設有複數道凹槽111，且相鄰之凹槽111間會分別形成一間隔板113，在該實施例中，該等間隔板113的頂面高度會低於該本體部11的頂面高度(但不以此為限)，以形成一板體空間110，在該模具結構1被注入熔化成型材料，且該熔化成型材料凝固後，位於前述板體空間110中的成型材料即可形成該微針貼片2的板體21。惟，在本發明之其它實施例中，業者亦可在該本體部11的頂面，另行疊加其它模具，用以生產與形成前述板體21，合先陳明。

復請參閱第1及2圖所示，各該鑲件部13能活動地組裝至對應的凹槽111中，且其至少一側面會凹設有複數個缺口130，該等缺口130會連通至該鑲件部13的頂面，在該實施例中，該鑲件部13的頂面高度會等於(或鄰近於)該間隔板113的頂面高度，且其相對兩側面都凹設有複數個缺口130，該等缺口130由下往上的凹陷深度會逐漸增加(如第3圖所示)，當該鑲件部13被置入對應的凹槽111時，其非對應缺口130的外壁會抵接至該凹槽111之槽壁，在此特別聲明者，前述所稱「凹槽111之槽壁」包含了間隔板113的側壁以及本體部11的內壁。又，該缺口130與該凹槽111之槽壁間，會分別形成一針錐狀成形槽130A，在該針錐狀成形槽130A被注入熔化成型材料，且該熔化成型材料凝固後，便會形成微針貼片2的針部23。

另外，復請參閱第3圖所示，各該凹槽111鄰近頂端的相對兩槽壁面，會分別形成一第一傾斜面112，且同一凹槽111的該二第一傾斜面112會由下往上地逐漸遠離，在該實施例中，該第一傾斜面112之傾斜角度θ1能為0度至15度間，但不以此為限。又，各該鑲件部13鄰近頂端的相對兩側面，會分別形成一第二傾斜面132，且同一鑲件部13的該二第二傾斜面132會由下往上地逐漸遠離，在該實施例中，該第二傾斜面132之傾斜角度θ2能為0度至15度間，當該鑲件部13被置入凹槽111後，該第二傾斜面132會貼靠與抵接至對應的第一傾斜面112，意即，該第二傾斜面132與第一傾斜面112兩者會相匹配，同時，透過前述傾斜面112、132的設計，能夠使該鑲件部13被置入凹槽111後，被限位於預定位置，避免該鑲件部13過度落入凹槽111中，舉例來說，當鑲件部13的整體長度較短時，其被置入凹槽111後，在其底端尚未收到凹槽111之槽底的情況下，便會受到各該傾斜面112、132的限位影響，而無法下落，進而令該缺口130與凹槽111之槽壁間所形成的針錐狀成形槽130A，能符合業者預期態樣與長度，如此，業者僅需調整第一傾斜面112與第二傾斜面132的傾斜角度θ1、θ2，便能夠形成各種造形的針錐狀成形槽130A，進而製作出所需的微針態樣。

再者，復請參閱第1及2圖所示，該頂出部15能連接至各該鑲件部13，在該實施例中，該頂出部15係位在鄰近該本體部11側方位置，且能組裝於座體E1中，其自頂面朝下凹設有複數道開口150，各該鑲件部13能分別嵌入至對應的開口150內，以被該頂出部15帶動而隨著該頂出部15位移。在此特別一提者，本發明之頂出部15並不侷限於第1圖所繪製態樣，只要其能夠帶動鑲件部13位移，並達成後敘功效，即屬本發明所稱之頂出部15，合先陳明。又，復請參閱第3圖所示，當各該鑲件部13處於對應凹槽111中，且其上形成了板體空間110與複數個針錐狀成形槽130A後，注料裝置的射嘴便能將熔化成型材料注入該本體部11，以填滿該板體空間110與該等針錐狀成形槽130A，進而形成微針貼片2的態樣(如第4圖所示)，俟成型材料凝固至預定硬度後，該頂出部15能受力朝上位移，同時，該頂出部15會帶動該等鑲件部13一同朝上位移，直至各該缺口130脫離對應的凹槽111為止，在前述情況下，微針貼片2會隨著該等鑲件部13而上移，且其針部23亦會脫離凹槽111，並外露出來，如此，由於該針部23僅有局部區域附著於鑲件部13上，其餘區域都已呈懸空狀，故工作人員能輕易地取下該微針貼片2，且在前述脫模過程中，不易對微針貼片2的針部23造成損傷，有效提高生產上的良率與效率。

此外，由於針部23的尖端較為細長，意即，該針錐狀成形槽130A的底部會較為狹長，因此，當熔化成型材料被注入針錐狀成形槽130A時，若處於該針錐狀成形槽130A底部的空氣未能排出，則會阻礙熔化成型材料填滿針錐狀成形槽130A底部，導致針部23的長度與形狀不符需求，進而影響最後成形之微針貼片2的品質。故，為了使熔化成型材料被注入針錐狀成形槽130A時，能夠盡量地填滿該針錐狀成形槽130A，請參閱第6圖所示，在該鑲件部13對應於缺口130的下方外壁，會與該凹槽111之槽壁間存有縫隙S，前述縫隙S的形成方式如下： (1) 由人工製作成該縫隙S； (2) 一般來說，金屬元件的粗糙表面會有細微突起物，前述細微突起物並不易或無法由肉眼察覺，但是，當兩個金屬元件貼合時，彼此間會因前述細微突起物而形成空隙，因此，本發明的鑲件部13與本體部11相組裝時，其間會自然形成該縫隙S。

承上，復請參閱第5及6圖所示，該縫隙S是無法供熔化成型材料通過，在該實施例中，該縫隙S之寬度能為亞微米(submicro)，因此，熔化成型材料因受自身高黏度影響，而無法流入該縫隙S中。又，該模具結構1還包括至少一抽氣部17，在該實施例中，該抽氣部17會由該本體部11的下方進行抽氣，以使對應於該針錐狀成形槽130A之下方的縫隙S區域形成負壓，此時，該縫隙S會對上方的熔化成型材料產生吸力，以迫使該針錐狀成形槽130A中的熔化成型材料朝下移動，但該熔化成型材料無法流入縫隙S，進而能填滿該針錐狀成形槽130A的底部，令微針貼片2的針部23能符合產品需求。

按，以上所述，僅係本發明之較佳實施例，惟，本發明所主張之權利範圍，並不侷限於此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露之技術內容，可輕易思及之等效變化，均應屬不脫離本發明之保護範疇。

[習知]

無

[本發明]

1:模具結構

11:本體部

110:板體空間

111:凹槽

112:第一傾斜面

113:間隔板

13:鑲件部

130:缺口

130A:針錐狀成形槽

132:第二傾斜面

15:頂出部

150:開口

17:抽氣部

2:微針貼片

21:板體

23:針部

E1:座體

S:縫隙

θ1、θ2:傾斜角度

第1圖係本發明之模具結構的爆炸示意圖；第2圖係本發明之模具結構的組裝示意圖；第3圖係本發明之模具結構的剖面示意圖；第4圖係本發明之模具結構被注入熔化成型材料的剖面示意圖；第5圖係本發明之模具結構於脫模狀態的示意圖；第6圖係本發明之鑲件部與凹槽槽壁的局部放大示意圖；及第7圖係本發明之模具結構包含抽氣部之示意圖。

1:模具結構

11:本體部

110:板體空間

111:凹槽

113:間隔板

13:鑲件部

130:缺口

15:頂出部

150:開口

Claims (8)

1. 一種用以形成微針產品之模具結構，應用至一注料成型系統上，包括： 一本體部，其頂面凹設有複數道凹槽； 複數個鑲件部，各該鑲件部係活動地組裝至對應的各該凹槽中，各該鑲件部的至少一側面，凹設有複數個缺口，在各該鑲件部處於各該凹槽的狀態下，各該缺口與各該凹槽之槽壁間會分別形成一針錐狀成形槽，以供填充熔化成型材料，並於成型材料凝固後形成微針產品的針部，各該鑲件部非對應缺口的外壁，則會抵接至各該凹槽之槽壁；及 至少一頂出部，係連接至各該鑲件部，在各該頂出部受力朝上位移的狀態下，各該頂出部會帶動各該鑲件部一同朝上位移，使得各該缺口脫離對應之各該凹槽，進而令各該缺口中凝固的成型材料一同脫離對應之各該凹槽。
2. 如請求項1所述之模具結構，其中，各該凹槽鄰近頂端的相對兩槽壁面，分別形成一第一傾斜面，且同一凹槽的該二第一傾斜面，係由下往上地逐漸遠離。
3. 如請求項2所述之模具結構，其中，各該鑲件部鄰近頂端的相對兩側面，分別形成一第二傾斜面，且同一鑲件部的該二第二傾斜面，係由下往上地逐漸遠離。
4. 如請求項1至3任一項所述之模具結構，其中，在各該鑲件部處於各該凹槽的狀態下，各該鑲件部對應缺口的下方外壁，會與各該凹槽之槽壁間存有縫隙，前述縫隙無法供熔化成型材料通過。
5. 如請求項4所述之模具結構，尚包括至少一抽氣部，該抽氣部能對該本體部進行抽氣，以使對應於該針錐狀成形槽之下方的縫隙區域形成負壓，進而迫使該針錐狀成形槽中的熔化成型材料填滿該針錐狀成形槽的底部。
6. 如請求項5所述之模具結構，其中，該縫隙之寬度係為亞微米。
7. 如請求項5所述之模具結構，其中，該第一傾斜面之傾斜角度為0度至15度間。
8. 如請求項7所述之模具結構，其中，該第二傾斜面之傾斜角度為0度至15度間。

Images