(57)【要約】  本発明は、液体ポリマー材料からポリマー製カニューレを射出成形するための装置および方法を提供する。本方法は、加圧された液体ポリマーを金型キャビティ中およびオーバーフロー中に注入するステップと、固化する液体ポリマー中を通過してオーバーフロー中まで加圧された作動流体を強制的に送り込むことで導管を形成するステップとを含む。本発明は、ポリマー材料から物品を流体補助射出成形するための金型であって、針部を含む導管部を有するキャビティと；液体ポリマーが進入するための流路と；加圧された流体が進入するための流路と；導管部と連通するオーバーフローとを画定する少なくとも２つの部品を含む金型を提供する。この金型は複数のキャビティを含むことができる。好ましくはオーバーフローの容積は、導管部の容積以上の容積である。好ましくはこの金型は、金型から形成された物品のカニューレ部からオーバーフローを分離する分離手段を含む。
2010520088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマー材料の流体補助射出成形用金型であって：
針部を含む導管部と；
液体ポリマー進入用流路と；
加圧された流体の進入用流路と；
前記導管部と連通したオーバーフローとを有するキャビティを画定する少なくとも２つの部品を含む、金型。
【請求項２】
複数のキャビティをさらに含む、請求項１に記載の金型。
【請求項３】
前記オーバーフロー部の容積が前記導管部の容積以上の容積である、請求項１または２に記載の金型。
【請求項４】
前記金型中に形成された物品のカニューレ部からオーバーフロー部を分離するための分離手段をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型。
【請求項５】
前記分離手段が機械的手段である、請求項４に記載の金型。
【請求項６】
前記機械的手段が切断手段である請求項５に記載の金型。
【請求項７】
前記切断手段が回転ナイフである、請求項６に記載の金型。
【請求項８】
液体ポリマー材料から物品を形成する方法であって：
オーバーフローを有する金型のキャビティ中に加圧した液体ポリマーを注入して前記キャビティおよび前記オーバーフローの一部を液体ポリマーで満たすステップと；
固化するポリマー中に加圧された流体を注入して前記ポリマー中に導管を形成し、前記加圧された流体によって液体ポリマーを前記オーバーフロー中に押し込むステップと；
前記ポリマーを固化させるステップと；
前記物品を前記金型から取り外すステップとを含む、方法。
【請求項９】
前記物品を前記金型から取り外す前に、前記オーバーフロー中の固化したポリマーを除去することによって前記導管中に孔を形成するステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
液体ポリマー材料から物品を形成する方法であって：
オーバーフローを有する金型のキャビティ中に加圧した液体ポリマーを注入して、前記キャビティおよび前記オーバーフローの一部を液体ポリマーで満たすステップと；
固化するポリマー中に加圧された流体を注入して前記ポリマー中に導管を形成し、前記加圧された流体によって液体ポリマーを前記オーバーフロー中に押し込むステップと；
前記ポリマーを固化させるステップと；
前記物品を前記金型から取り外すステップとを含む、方法。
【請求項１１】
前記オーバーフロー中への前記ポリマーの流入が制限される、請求項８〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
図面を参照しながら本明細書に記載されるポリマー材料の流体補助射出成形用金型。
【請求項１３】
図面を参照しながら本明細書に記載されるポリマー材料の流体補助射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カニューレ、特にポリマー製カニューレの製造分野に関し、特に、ポリマー製カニューレの流体補助射出成形のための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
物体、特に生物の中または外に流体を移動させるために使用される、特に使い捨てで使用されるカニューレは、ポリマー材料から成形できることが当技術分野において周知である。スティーブンス（Ｓｔｅｖｅｎｓ）、スミス（Ｓｍｉｔｈ）、およびバートレット（Ｂａｒｔｌｅｔｔ）は、米国特許第５，６２０，６３９号明細書（以降‘６３９号特許と記載し、この記載内容は参照として本明細書に援用される）に皮下針の製造方法を記載している。‘６３９号特許に開示されている方法は、液体ポリマーと、液体ポリマーを収容する金型中の流路内部から液体ポリマーを移動させる作動流体との性質を好都合に利用している。‘６３９号特許の作動流体は好都合にはガスであり、それによってカニューレ部と、シリンジに接続するための取り付けハブ部とを含む一体型の「針」を確実に形成することができ、このカニューレは、リザーバーと対象物との間で流体が通過する導管を画定する。針の取り付けハブ部は、針部の延長部であることを含めて多くの形態をとることができる。このカニューレは、導管部、保持部、および遠位部または入口部を含み、このカニューレは流体送達口として知られる開口部を含む。保持部は、カニューレを保持する手段を提供する機能と、限定するものではないが、送達される流体のリザーバーの提供などの他の機能とを有することができる。針は、医療用の流体を移動させるために使用されることを特徴とするカニューレであるが、多くの用途でカニューレとして機能する多くの異なる種類の物品が存在する。
【０００３】
カニューレなどの小型の物品に流体補助射出成形を使用する方法は、物品の形成に使用される密閉されたダイまたは金型中に必要な小さな制限されたキャビティ中に注入される液体ポリマーの体積を非常に正確に計量供給することに依拠している。一方で、たとえば、注入される液体ポリマーの体積が少なすぎると、その結果として物品が不完全となりうる。他方、注入される液体ポリマーの体積が多すぎると、カニューレの連続的導管を形成するポリマーの内部に十分な液体を作動流体が移動させることができなくなる場合がある。いずれの例においても、形成された物品はその意図する用途に適していない場合があり、特に医療用では、性能仕様に適合していないために廃棄が必要となる。
【０００４】
‘６３９号特許の方法は、少ない数たとえば４〜８個のキャビティを有する金型の各キャビティに１ショットの液体ポリマーを効率的に使用して各キャビティ中に１つのカニューレを形成することが示されている。しかし、当技術分野において周知の他のカニューレ製造方法に対して費用対効果があり安価となるために、カニューレの大規模製造が必要となる。理想的には、カニューレの射出成形用の金型は、多数のキャビティを含み、そのそれぞれがカニューレの所望の形状に成形されており、そのため、金型への液体ポリマーの１サイクルの注入（１ショット）によって、それぞれが性能仕様に適合する多くの正確に成形されたカニューレが製造される。米国特許第６，７６７，４９６号明細書に教示されているものなどのカニューレの他の射出成形方法も周知である。いずれの方法も、ポリマーの流動の制御に関する欠点を有する。
【０００５】
１ショットで多くのカニューレを製造するための好都合な方法の１つは、複数のランナー供給部と流体連通している金型の中央の供給点に液体ポリマーを注入することであり、各ランナーは一連のキャビティの１つの供給し、各キャビティはカニューレの形状を有する。わずかに過剰の液体ポリマーをキャビティに注入できることが当技術分野において周知であり、過剰の材料は、オーバーフローからキャビティを出ることができ、このオーバーフローは「スピルオーバー」とも呼ばれ、空気中に開放されているか、または流れに対する抵抗が非常にわずかとなっている。
【０００６】
液体ポリマーは非常に高い粘度を有する。射出成形には非常に高い圧力が必要であり、ポリマーの流体補助射出成形において、より多くの液体ポリマーが固化したポリマー層を通過して、オーバーフロー中に押し込まれ、加圧された作動流体自体がオーバーフローに入って貫通した導管を形成するという所望の結果が得られるように、作動流体も高圧下で金型中に強制的に送り込む必要がある。特徴として、このようなオーバーフローに到達した高圧の作動流体は、液体ポリマーから出て行くときに高速で送り出される。この方法は金型中の複数の流路には適していない。金型中に多数のキャビティが存在する場合、加圧された作動流体がポリマーを出るときに急激に流れ出すことによって、最悪の場合カニューレが破壊されるか、または大部分に欠陥のあるカニューレが形成されうる。この方法は、カニューレの表面を機械的に損傷する場合があり、その損傷は顕微鏡観察下で観察可能である。遊離した微小材料が誤って被験者に送達されたり、流体源から集まったりすると、このような損傷によって汚染が生じうる。
【０００７】
流体補助射出成形において従来技術の方法を使用して１つの成形サイクルで製造される多くのカニューレが必要な規格を実現するためには、ショット量（注入される液体ポリマーの総量）が、金型中のすべてのキャビティの全容積と一致する必要がある。たとえば、汎用の皮下針では、取り付けハブを有するカニューレ１つ当たり約１００ｍｇが必要である。したがって、３２個のキャビティを有する金型では、１ショットの約３ｇの液体ポリマーと供給システムが閉じ込める一部の材料とが必要となる。この方法の信頼性のためには、各キャビティ中に注入される液体ポリマー量が数ミリグラム単位まで制御される必要があり、各キャビティが常に、最高の製品品質を実現するのに好適な液体ポリマー量を受け取るために、あるショットと次のショットとの液体ポリマーの全体積のばらつきが１％未満となるべきである。現行方法を使用して送達される液体ポリマーのこのような厳しい許容範囲のため、所望の製品の一貫性を実現することは困難である。
【０００８】
カニューレの遠位部付近の金型中のキャビティの細部の再現の信頼性が改善された、カニューレを成形するための方法および装置が必要とされている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は内部に通じる内腔を有するカニューレを形成するための液体ポリマーの流体補助射出成形のステップを示している。
【図２】図２ａはカニューレの流体補助射出成形用金型の第１の長手方向断面を示している。図２ｂは図２ａの長手方向断面に対して垂直に取った長手方向断面を示している。
【図３】図３ａは長手方向断面におけるキャビティ中への液体ポリマーの早期の進入を示している。図３ｂは図３ａの長手方向断面に対して垂直に取った長手方向断面を示している。
【図４】図４ａは長手方向断面におけるキャビティおよびオーバーフローの中への液体ポリマーの終了を示している。図４ｂは図４ａの長手方向断面に対して垂直に取った長手方向断面を示している。
【図５】図５ａは長手方向断面における、金型内に注入された流体が進行して液体ポリマーをさらにキャビティおよびオーバーフローに送り込まれる様子を示している。図５ｂは図５ａの長手方向断面に対して垂直に取った長手方向断面を示している。
【図６】図６ａは長手方向断面における、作動流体によって十分な液体ポリマーが移動して、オーバーフローが満たされ、作動流体がオーバーフローに入って、それを通過するポリマー導管部を有するキャビティが形成された後を示している。図６ｂは図６ａの長手方向断面に対して垂直に取った長手方向断面を示している。
【図７】図７ａは長手方向断面における、オーバーフロー中のポリマーがポリマー導管部から切断又は分離され、開口部または孔が形成される様子を示している。図７ｂは図７ａの長手方向断面に対して垂直に取った長手方向断面を示している。
【図８】図８ａは長手方向断面における、完全に形成されたポリマー製カニューレを取り出すための金型の部品の分離を示している。図８ｂは図８ａの長手方向断面に対して垂直に取った長手方向断面を示している。
【図９】図９ａは長手方向断面における、ピンバルブおよびオーバーフローを有するカニューレ成形用金型を示している。図９ｂは長手方向断面における、ポペットバルブおよびオーバーフローを有するカニューレ成形用金型を示している。
【図１０】図１０はいずれの末端にも孔を有する両頭針用の金型を示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的の１つは、１サイクルの流体補助射出成形で多数のカニューレを製造するために使用される金型から製造されるカニューレの信頼性および一貫性を改善するための装置および方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一態様において、本発明は、液体ポリマー材料から物品を形成する方法であって、オーバーフローを有する金型のキャビティ内に加圧された液体ポリマーを注入して、キャビティとオーバーフローの一部とを液体ポリマーで満たすステップと；固化するポリマー中に加圧された流体を注入してポリマー中に導管を形成し、加圧された流体によって液体ポリマーをオーバーフロー中に押し込むステップと；ポリマーを固化させるステップと；金型から物品を取り出すステップとを含む方法を提供する。好ましくは本発明の方法は、金型から物品を取り出すステップの前に、オーバーフロー中の固化したポリマーを除去することによって導管内に孔を形成するステップをさらに含む。好ましくはポリマーのオーバーフローへの流入は制限される。
【００１２】
本方法は、カニューレが意図される用途または使用に依存した種々の粘度のポリマーなどのあらゆる好適なポリマーの使用を含んでいる。たとえば、好適なポリマーは、熱可塑性ポリマーとして知られる種類、または熱硬化性ポリマーとして知られる種類のものであってよいし、皮下針用のＬＣＰおよびカテーテル用のゴムを含むこともできる。
【００１３】
別の一態様においては、本発明は、ポリマー材料から物品を流体補助射出成形するための金型であって、針部を含む導管部を有するキャビティと；液体ポリマーが進入するための流路と；加圧された流体が進入するための流路と；導管部と連通するオーバーフローとを画定する少なくとも２つの部品を含む金型を提供する。本発明の金型は複数のキャビティを含むことができる。好ましくはオーバーフローの容積は、導管部の容積以上の容積である。好ましくは本発明の金型は、金型中に形成された物品のカニューレ部からオーバーフローを分離するための分離手段を含む。好ましくはこの分離手段は機械的手段である。好ましくはこの機械的手段は切断手段である。より好ましくはこの切断手段は回転ナイフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の目的は、本明細書に記載の実施形態および図面を参照することで最もよく理解できる。本発明は、図面中に示された実施形態に限定されるものではなく、示されていないが本明細書に添付の特許請求の範囲内にある実施形態も含んでいることを、当業者には理解されよう。
【００１５】
図１は、本発明の方法を示す概略図である。図２から８は、本発明の方法の一実施形態およびその方法を実施するために好適な装置を示している。図９および１０は、本発明の範囲内の別の実施形態を示している。図１は、中に通じる内腔を有するカニューレなどの物品が流体補助射出成形によって形成される射出の一態様を含むステップを概略的に示している。第１のステップ５０において、液体ポリマーを受け入れる準備のできた金型中の少なくとも１つのキャビティ中に適量の液体ポリマーが注入される。第２のステップにおいて、少なくとも１つのキャビティが十分な液体ポリマーで満たされ、それによってキャビティが完全に満たされ、過剰の材料がオーバーフローに入る５１。第３のステップにおいては、作動流体がキャビティ中に注入され５２、これによって固化するポリマーの内部がオーバーフロー中に押し込まれ、それにより内腔が形成される。第４のステップにおいては、オーバーフロー中の固化したポリマーがオーバーフローとキャビティとの間の界面で除去され５３、好都合には前ステップで形成された導管の内腔と連続する孔が形成される。最終ステップ５４においては、少なくとも１つの孔を有するカニューレが金型から取り出される。本発明の方法は、少なくとも１ショットの液体ポリマーから少なくとも１つのカニューレを形成することには限定されず、数個のカニューレ形成キャビティにつながる経路中に１つの供給源から注入される１ショットの液体ポリマーから複数のカニューレを形成することも含んでいる。本発明の方法は、複数の経路中に複数ショットの液体ポリマーを使用することもでき、各経路から数個のカニューレ形成キャビティに供給される。さらに、少なくとも１つのカニューレは、用途の必要に応じて第１のポリマーおよび第２のポリマーおよびさらなるポリマーなどの複数ショットの液体ポリマーから形成することができる。選択されるポリマーは、射出成形に適した種類のポリマーから選択することができる。本発明の方法は、金型中に配置することができる他の材料を液体ポリマーと連結するステップをさらに含む。
【００１６】
図２ａおよび２ｂは、本発明の実施に使用することができる金型１を示しており、この金型は長手方向断面であり、金型（斜線部分）は部品７、８を有し、これらは作業のために配置された場合に、第１の末端の保持および入口部４と第２の末端の針部５とに連通している導管部３を有する部品の形状を有するキャビティ２を形成する。この金型は、針部の中にあり、導管部３と連通するオーバーフロー部６も含んでいる。この金型は、キャビティ２に液体ポリマー９に供給するための流路１０を含む。この金型は、カニューレの長さ方向に孔または内腔を形成して、完成物品中に物質を送達する導管を形成するために、加圧した作動流体を進入させる流路１２も含む。
【００１７】
図２ａは、一方向で液体ポリマーを受け取る位置の空の金型１を示しており、図２ｂは、空の金型の段のある表面である別の長手方向断面を示しており、これはＡ−Ａで示される破線によって画定される段を有する表面に沿って取られており、この表面の向きは、約四分の一回転しており、すなわち、図２ａの空の金型の長手方向横断面の表面の向きに対してほぼ垂直である。図２ｂの向きによって、オーバーフロー６の別の図が示され、オーバーフロー６の中心コアを形成する金型材料を含む金型のさらなる部分１１が示されている。図２ｂの金型の向きによって、見え方が異なるために、加圧作動流体送達流路１２も異なる円として示されている。
【００１８】
図面中に示されるキャビティ容積２およびオーバーフロー６の粗体比率は代表的なものであり、固定されるものではないことを理解されたい。好ましくは、オーバーフローの容積は、大型カニューレの場合のカニューレ部の容積とほぼ同じであり、非常に細い針のカニューレ部の容積の数倍である。
【００１９】
図３ａおよび３ｂは、流体補助射出成形物品の形成方法の第１のステップにおける、図２ａおよび２ｂに示される金型のキャビティ２中に注入されるときの、液体ポリマー９の早期の進入を黒色で示している。図３ａおよび３ｂの見え方は図２と同様に、図３ａは図２の金型１の長手方向横断面であり、図３ｂは、図２ａに示されるＡ−Ａと同様の線によって画定される段を有する表面を含んでいる。液体ポリマー９は、入口流路１０から入り、流路１０は第１の金型部分７の面と第２の金型部分８の面との間に形成される。前述のように向きおよび見え方が異なるために図３ｂでは流路１０を見ることができない。
【００２０】
図４ａおよび４ｂは、図２および３と同じ金型の断面を示しているが、液体ポリマー９がキャビティ２を完全に満たしオーバーフロー６の一部も満たしている物品の形成のより後のステップにおける金型を示している。このオーバーフローはあらゆる好適な形状をとることができ、たとえば添付の図面に示されるような円筒形であってもよいが、たとえば、タブ（長方形）の形状であってもよい。図４ｂに示されるようにオーバーフロー６を満たす液体ポリマーはオーバーフロー中で連続した材料であることを理解されたい。
【００２１】
図５ａおよび５ｂは、本発明の方法のさらなるステップを示しており、作動流体は、流体流路１２を介して固化する液体ポリマー１６中に押し込まれて、オーバーフロー６までつながるカニューレ部および導管３の内腔１４を形成しており、オーバーフローには多量の液体ポリマー１３が残っている。導管の内腔１４を形成する流路に作動流体を使用することで、液体ポリマー９がオーバーフロー６中に押し込まれ、カニューレの遠位部５より後方の場所１５でオーバーフロー６に入る。
【００２２】
図６ａおよび６ｂは、図２から５と同じ向きを示しており、ポリマーの流体補助射出成形を使用した物品の形成方法のさらなるステップの長手方向横断面（図６ａ）と、ほぼ四分の一回転した表面、または垂直な見え方（図６ａに対する図６ｂ）である。この段階では、内腔１４は連続しており、キャビティの長さ方向を通って固化したポリマー１６の導管３が形成されており、この導管は針の遠位部５中には延在していない。内腔はオーバーフロー６ともつながっている。多量の固化したポリマー１３はオーバーフロー中に残留しており、導管３の固化したポリマー１６とつながっている。
【００２３】
この方法は、この段階で形成された物品を金型から取り出すステップを含む。好ましくは、物品を金型から取り出す前のさらなるステップで、多量の固化したポリマー１３が導管３から分離される。固化した後の、オーバーフロー部６中の過剰のポリマー１３は、図７ａおよび７ｂに示される好適な手段１７によって好都合に分離することができる。固化したポリマーの導管からの分離によって、カニューレの針部５の後方の導管３中に開口部または孔１８が形成される。好ましくは、この手段は機械的手段である。好ましくはこの機械的手段は回転ナイフである。好ましくは分離手段は金型内に配置される。この方法によって、環１９（孔）の開口部１８において当技術分野で周知の従来方法よりも平滑で清浄な表面が好都合に得られる。
【００２４】
この方法の最後のステップにおいて、物品が金型から分離される。液体ポリマーが固化して固化ポリマー１６で構成される単一の物品となった後で、第１の金型部分７および第２の金型部分８が引き離される。固化したポリマー１３の一部は金型のオーバーフロー部の中に残留してもよく、その場合、取り出しステップまたはその他のステップによって辞去されるまで分離手段１７は金型１中には組み込まれない。
【００２５】
本発明の方法において、カニューレ１を形成するキャビティは液体ポリマー９で満たされる。このキャビティは、カニューレに取り込まれて隣接するオーバーフロー６を含む。本発明は、１つのキャビティ中に側方孔などの複数の孔のための２つ以上のオーバーフローを有する方法および装置を含んでいる。液体ポリマーがカニューレ中に注入され、導管部３を通って、オーバーフロー６中に入り、そのためオーバーフローは最初は液体ポリマー９によって部分的に満たされる。加圧された作動流体１１が金型１に入ることで、導管部中のすべての液体ポリマー９が固化したポリマー層を通過してオーバーフローを満たす。取り囲まれてくびれたオーバーフローが含まれることで、１つの金型中の複数のキャビティ中、および同じキャビティ中への連続した複数の注入の間での、カニューレを通過する内腔の形成の信頼性および再現性が好都合に制御される。オーバーフローは、好ましくは導管部の容積と同等の容積を有するが、同幹部の容積よりもはるかに大きくてもよく、それによって導管部全体を確実に満たしやすくなり、さらに金型から漏れることなく液体ポリマーを移動させる作動流体のための確実な大きさの空間が残り、それによってすべてのキャビティで針の中に一貫した管が形成される。したがってオーバーフローによって、液体ポリマーの体積のばらつきに対する許容範囲が広くなる。液体ポリマーを注入した後で、加圧した作動流体を金型中に注入することで、強制的に液体ポリマーが、金型と接触する固化ポリマー層の中を通過してオーバーフロー中に入り、それによってカニューレの中を通る環が形成される。
【００２６】
オーバーフローの形状は、針の先端などのカニューレの遠位部中の細部を「詰まらせる」のに十分な圧力低下が生じるように、液体ポリマーの流れに対して抵抗性が得られる形状となるべきである。好ましい形状は、中央にコアピンを有する円筒形オーバーフローであり、それによってカニューレの末端またはその付近に連結したポリマーの長くて薄い「カラー」が形成される。この薄さによって、カニューレの末端および遠位部の付近の細部を「詰まらせる」圧力増加を生じさせる流動抵抗性が導管部に沿って得られる。上記長さによって、液体ポリマーの体積のばらつきにある程度の許容範囲が得られながら、流動抵抗性が維持される。「カラー」の直径は、プロセスのばらつきに対する抵抗性が要求される導管部に対して実質的な容積が得られるように、カニューレの直径の数倍の大きさであってもよい。次に、金型中の回転ナイフによって、「アイスクリームすくい」のようにオーバーフローを切断することができ、そのような切断によってオーバーフローのずれが回避される。オーバーフローはカニューレから分離する必要があるので、相互連結部が薄く切り欠きを有するべきであり、そのため切断すると、その切り口は可能な限り接近し、清浄で、確実となる。
【００２７】
金型中の分割線または少なくとも継ぎ目は、たとえば皮下針を製造する必要がある場合に、カニューレの遠位部の鋭い端部または先端に配置するべきである。分割線は、金型の開閉が行われる箇所である。継ぎ目は、金型の２つの部品を分離することができるが、製造中は接触した状態を保つことができる箇所である。非常に鋭い端部および先端を形成するために、液体ポリマーが、これらの線の付近に形成される非常に制限された空間に進入できると好都合である。
【００２８】
本発明の方法は自己制御されると最も好都合である。各キャビティに送達される非常に小さい体積の作動流体は、あらかじめ設定したり規定したりする必要がない。その代わり、ある一定の高圧下で、各キャビティは、各オーバーフローを満たし終わるのに必要な作動流体を受け取る。すなわち、本発明の方法の驚くべき利点として、第１に、供給される液体ポリマーの体積は正確であるが、作動流体はオーバーフローを満たすのに必要かつ十分な量の液体ポリマーを移動させるのみであり、第２に、複数のキャビティ間および連続する複数のショット間の液体ポリマーの体積のばらつきとは無関係に作動流体がこの機能を果たすことが挙げられる。
【００２９】
最も好ましくは、本方法は、先端および端部などのキャビティ中の最終的な細部を「詰まらせる」ために上流付近の孔および遠位部全体に十分な圧力を発生させその圧力を維持するために、ポリマーおよび作動流体の注入全体で連続し十分な流動抵抗製が得られるように、オーバーフローがくびれていることを含んでいる。オーバーフロー中の圧力勾配は、導管部と同等となるべきである。
【００３０】
好ましくは、金型は、キャビティ中に作動流体の流入を案内し制御するために、各キャビティ用のバルブを含む。好ましくは、本発明の方法は、液体ポリマーおよび加圧された流体のキャビティ中への送達の制御を容易にするバルブの使用を含む。バルブの例を図９ａおよび９ｂに示している。図９ｂ中、金型１のハブ形成部分２０はピンバルブ２１を含む。あるいはハブ形成部分は、図９ａに示すようなポペットピン２２を含むことができる。好ましくは、ピンは付勢手段２３により位置が付勢される。好ましくは、この付勢手段は図９ａおよび９ｂに示されるばねである。好ましいばね搭載ポペットピン手段は好都合には、作動流体流路１２を金型１の側面２４または末端２５のいずれかに向けることができる。
【００３１】
ポペットバルブを含む実施形態においては、ポペットピンを有する入口１２が必ずカニューレ内部まで延在する必要がある。出口（孔）の大きさと同様の小さな入口を有するカニューレの場合、ポペットは、カニューレの末端またはカニューレの付近に連結されたキャビティ内で動作することができ、後に、オーバーフローと同様にカニューレから切り落として中を通る導管を形成することができる。一例として、図１０は、たとえば両端部に１つの孔を有するように形成することが可能な両頭針を示している。この入口は、最初に満たされ次にカニューレを満たすポペットピンを有する円筒形キャビティを含む。概念的には、これは図２から９と同等の配列であるが、入口および出口が切断されることが異なる。
【００３２】
本発明の方法の実施において、圧力下の作動流体は、ポペットピン２２の外側にそって流れ、ポペットピン上の固化したポリマー層を突破して、液体ポリマーに入る。固化ポリマー層の内側に入ると、作動流体は液体ポリマーを加圧しながら、固化した層の内部にとどまる。ポペットピンのわずかな移動によって、作動流体の流入が促進される。ポペットを通過する作動流体のタイミングおよび初期流速は自己制御される。液体ポリマーの射出圧は、作動流体の圧力よりもはるかに高いため、作動流体は、数十秒持続するポリマー注入中のあらゆる時点で加圧することができ、液体ポリマーはポペットのゲートを通過することができない。計量された全ショットの液体ポリマーが送達され、ポリマーからの圧力によって遮断された作動流体と同じ圧力までその圧力が低下すると、ポペットピンは前方に移動し始めて、ポペットピン周囲に環状開口部が形成され、すでに十分に加圧された作動流体は、抵抗によって決定された安定した流速でポリマーに穏やかに入り込み、より多くの液体ポリマーが導管部を介してオーバーフロー内に押し込まれる。高圧の作動流体が減圧されたポリマー中に急激に入り込んで、カニューレの入口部を損傷することはないし、速すぎるとおよびポリマーがゲートに入り込み、遅すぎると導管部の固化ポリマー層が厚くなりすぎるという、ポリマー注入に対して百分の数秒の精度でちょうど適切な時点でゲートを機械的に作動させることによるタイミングの問題もない。
【００３３】
あるいは、このような環状の入口の形成は、間隙が入口へのポリマーの進入を制限するのに十分な小ささであれば、図９ｂおよび９ｃに示されるピン２２を使用して行うことができる。図９ｂは、ピンが依然として固定されている配置を示している。図９ｃは、作動流体の加圧によりピン２２が後方に移動する配置を示している。別の一実施形態においては、図９ａに示されるものと類似の配置である場合に、ピンが前方に移動することができる。ピンの後方への移動が本発明の実施には適しているが、その移動が作動流体の加圧によって開始する必要があるので、これらは自己制御の同じ利点は有さない。前方に移動するピンおよび固定されたピンの両方は自己制御されるが、図９ａに示される実施形態のポペットピン２２の場合ほどには作動流体による固化ポリマー層の通過を促進しない場合がある。
【図１】
2010520088.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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