CN107569768A - 多层管材 - Google Patents
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Abstract
包括内层、外层和中间层的管材,其中该内层和外层包含聚氨酯,该中间层包含乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,该丙烯酸酯共聚物中两种或更多种的共聚物或者其两种或更多种的混合物。
Description
本申请是基于申请号为201380043375.X、申请日为2013年7月2日、发明名称为“多层管材”的中国专利申请的分案申请。
发明领域
本发明涉及聚合物管材,其典型地通过共挤出方法形成,该管材具有不同的聚合物材料的多个层。
发明背景
包含聚合物材料的管材被用于许多工业和商业应用中,包括医学领域。根据所需性能和预期的应用,使用了多种符合FDA要求的塑料。在管材被用于输送流体来用于人类患者的体内治疗或者用于传输任何流体(其中该流体本身或该流体所含的组分需要进行分离和包含在管内,并且不穿过管壁浸出)的情况中,选择具有可选性能的聚合物材料会是一个考虑因素。
聚氯乙烯(PVC)是最广泛使用的塑料之一。虽然结构稳定且容易成型为所需形状,但是通常使用增塑剂制备PVC,该增塑剂可以从PVC基质中迁移出来进入体液,并且具有其他不是理想地适宜于医学治疗应用的性能。同样地,由于塑化的PVC管材的固有性能,会引起用于医用治疗中的药物和其他含水流体成分潜在地吸收到PVC管的侧壁上。Schmitt(“Schmitt”)的美国专利4,627,844,其公开内容在此全部引入作为参考,公开了一种三层管,并包括在由Tekni-Plex,Inc公司的Natvar Division以商标“SUREPATH151”出售的商品中。如Schmitt所公开的,将PVC外层和低密度聚乙烯(LDPE)流体接触内层与乙烯乙酸乙烯酯共聚物(EVA)的中间结合层共挤出。聚氨酯是PVC的潜在替代物,如共同拥有和共同待决的美国序列号13/354,029和13/586,288中所公开的。其他管材构型在美国专利7,647,949、美国专利4,211,741和美国专利公布2007/0119511中公开,其公开内容在此全部引入作为参考。独立权利要求前序部分的现有技术的例子基于US2009286028和US2009087606中给出的。
发明内容
根据本发明,提供一种管材、管或管状装置,其包括至少三层聚合物材料的同心层,该同心层包括包含热塑性聚氨酯的聚合物材料内层和外层,和包含聚合物材料(其包含含有丙烯酸酯的聚合物)的中间层,该中间层位于内层和外层之间,并且将内层和外层通过粘附机理例如化学粘附而结合在一起,无需另外的粘合剂或粘结剂层。该内层和外层每个所包含的聚氨酯的结构、分子量、结晶度、纯度、单体单元含量、支化度、链长、添加剂含量、无机物含量和物理性能例如伸长率、熔点、耐蠕变性和硬度可以相同或不同。
将聚合物材料层一起共挤出来形成管材,以使得外层和内层粘附到中间层,因此全部三层彼此粘附。该管材形成中空沟道、钻孔或通道,其由作为管材的壁的聚合物层径向环绕并限定。
管或管材特别适于输送含水流体例如医用治疗和应用中所用的流体。可选地,管或管材可以用于引导、传输和输送液态和气态非含水和含水流体,包括有机材料例如醚、醇、烃、胺、醛、酮、酰胺、羧酸和酯,和非含水流体例如氧、二氧化碳、一氧化碳、氦、氖、氩、氪、氙、氡、氢、氮等,和任意前述中两种或更多种彼此的混合物或者前述中一种或多种与含水流体一起的混合物。
优选内层和外层的聚合物材料包含聚氨酯热塑性弹性体材料(“TPU”),和该中间层包含乙烯丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物(AEMA),所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物。
在一个实施方案中,该中间层优选的厚度基本上大于内层和外层的合计厚度。图1中,中间层的横截面厚度T2典型地范围是管10的总横截面壁厚度(即内层的厚度T1加上中间层的厚度T2加上外层的厚度T3)的约5%-约98%,和更典型地约10%-约85%。中间层的厚度T2可以是管壁总横截面厚度的约5%-约30%,或者在另一实施方案中是约31%-约60%,和在又一优选的实施方案中是约61%-约98%。通过增加中间层沿着管壁的厚度,并因此增加管的中间层的聚合物材料的体积与内层和外层的聚合物材料的体积之比,能够获得明显更低的成本和/或其他益处。例如,在中间层的聚合物材料是软乙烯丙烯酸乙酯(EEA)和/或乙烯丙烯酸甲酯(EMA)的情况中,这些材料提供了与热塑性聚氨酯弹性体(TPU)良好的粘附性,和保持了在高应力和高温条件下管的耐脱层性,但是没有内层和外层所包含的热塑性聚氨酯弹性体昂贵。通常,对于总壁厚度大于或等于2.54mm(0.100英寸)的管来说,热塑性聚氨酯的内层和外层的总壁厚度(T1加上T2)应当是该管的总壁厚(T1加上T2加上T3)的至少约2%,对于总壁厚大于1.295mm(0.051英寸)但是总壁厚低于2.54mm(0.100英寸)的管来说,是总壁厚的至少约3%,和对于总壁厚大于2.54mm(0.010英寸)但是等于或低于1.27mm(0.050英寸)的管来说,是总壁厚的至少5%,目的是提供在典型的管材应用中所需的必要的柔软度和弹性以及机械性能。
因此,可以想到的是在一个实施方案中,管的侧壁的大部分体积将由EEA或EMA材料制成,并且TPU内层和外层将是尽可能薄的,从而仍然充当流体接触层(内层)和充当可以结合到不同配件(鲁尔接头等)的外层。
参考图1、2,在一个实施方案中,管10(其具有沿着纵向管轴A延伸的长度L)具有内和外聚氨酯层3、1(其厚度T1、T3是约0.00635mm-约0.635mm(约0.00025-约0.025英寸))和中间丙烯酸酯共聚物层2(其厚度T2是约0.203mm-3.048mm(约0.008-约0.120英寸))。层1、2、3共同形成了管状壁,其包围和限定了中心流体流道20。
乙烯丙烯酸乙酯(EEA)共聚物、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)共聚物和酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯(AEMA)共聚物是弹性体性质的,并且具有优异的目视透明度。在一种典型的共挤出方法中,将TPU和EEA或EMA或AEMA通过模头熔融挤出,来形成管状成形的挤出物,其然后穿过常规的水浴或水真空槽冷却,并且其随后卷绕或切割成特定长度供使用。EEA、EMA、AEMA或其共聚物的弹性和柔软度水平通过在共聚方法中,与乙烯一起使用的丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯共聚单体的量来控制。通过这样的共挤出方法制造的所得三层管以整料方式起作用,这是因为在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变,在沿着管的纵轴A以拉伸方式张紧或伸展之后,它们恢复到接近于它们的初始形状和尺寸,并且在约60℃的水中浸没约36小时之后,任意层之间没有任何可见的脱层。
聚合物材料优选“无污染物”,这意味着它们不包含多于非显著量的潜在地不需要的材料(通常低于约0.5wt%,和优选低于约0.2wt%)和/或在管材的正常使用过程中将含水(或非含水)流体输送至人类受试者或者从人类受试者输送走时,防止不需要的材料浸出或漏出到三层中的一层或其他层会与之接触的水溶液或其他流体介质中,所述不需要的材料例如是增塑剂、催化剂、单体、金属、盐类、离子或其他对人类来说潜在地不需要的物质,所述流体例如是胰岛素、化疗药物或其他潜在地不稳定的药物水悬浮液。中间层防止了在相对低至中等应力或应变的条件下,外层和内层从该中间层的脱层。另外,中间层作为阻挡层防止污染物从外层浸出或漏出到或者穿过内层进入管的中空孔道或通道。
根据本发明的一个方面,提供了一种包括内层、外层和中间层的管,其中该内层包含热塑性聚氨酯,该外层包含热塑性聚氨酯,和该中间层包含乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物。
内层和外层优选每个包含大于约90重量%的芳族或脂族聚醚基聚氨酯。中间层可以包含大于约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,或者大于约90重量%的前述中两种或更多种的混合物或共聚物。
内层和外层中的一个或两个可以包含聚丁二醇基聚氨酯。
乙烯丙烯酸甲酯共聚物典型地包含至少约19.5重量%的丙烯酸甲酯含量。
乙烯丙烯酸乙酯共聚物典型地包含至少约19.5重量%的丙烯酸乙酯含量。
在本发明的另一方面,提供了一种用于输送含水流体的医用管,其包括:包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的内层,包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的外层,和位于外层和内层之间的中间层,该中间层包含大于约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物。
在本发明的另一方面,提供了用于输送非含水流体的管,其包括:包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的内层,包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的外层,和位于外层和内层之间的中间层,该中间层包含大于约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物。在这样的实施方案中,非含水流体可以包含液态或气态流体,其包括有机材料例如醚、醇、烃、胺、醛、酮、酰胺、羧酸和酯,和非含水流体例如氧、二氧化碳、一氧化碳、氦、氖、氩、氪、氙、氡、氢、氮等,和任意前述中两种或更多种彼此的混合物或者前述中一种或多种与含水流体一起的混合物。
在本发明的另一方面,提供了一种用于输送含水流体的医用管,其包括:包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的内层,包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的外层,和位于内层和外层之间的中间层,该中间层包含至少约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物,其中该管在60℃的水中浸没36小时后没有可见的脱层。
在本发明的另一方面,提供了一种用于输送含水流体的医用管,其包括:包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的内层,包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的外层,和包含至少约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物的中间层,其中该管在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变时没有可见的脱层,和其中该管在60℃的水中浸没36小时后没有可见的脱层。
在本发明的另一方面,提供了一种形成医用管的方法,该医用管包括外层、内层和位于外层和内层之间的中间层,该方法包括:选择第一和第二聚合物材料,每个包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯;选择第三聚合物材料,其在共挤出和冷却第一和第二聚合物材料时,易于连接和粘附到所述材料上;共挤出所选择的第一、第二和第三聚合物材料以形成一定构造的医用管材,该构造使得内层和外层包含第一聚合物材料和该中间层包含至少约90重量%的第二聚合物材料。在这样的方法中,该第一聚合物材料优选包含大于约90重量%的芳族或脂族聚醚基聚氨酯。
进一步根据本发明,提供了一种形成流体传输管的方法,其包括:
选择包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的第一材料,
选择包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的第二材料,
选择第三材料,其包含大于约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物,
形成管,其包括第一材料的内层、第二材料的外层和第三材料的中间层,
其中中间层将内层和外层粘附在一起;
其中该管具有被内层、中间层和外层包围的中心流体流道。
在这样的方法中,该形成步骤典型地包括将第一、第二和第三材料同时共挤出,以形成横截面厚度为约0.00635mm-约0.635mm(约0.00025-约0.025英寸)的内层和外层,和形成横截面厚度为约0.203mm-3.048mm(约0.008英寸-约0.120英寸)的中间层。
该形成步骤可以包括将该第一、第二和第三材料共挤出,以使得该中间层是合计的内层、外层和中间层的总横截面厚度的约5%-约98%。
该形成步骤可以包括将该第一、第二和第三材料共挤出,以使得该中间层是合计的内层、外层和中间层的总横截面厚度的约10%-约85%。
该形成步骤可以包括将该第一、第二和第三材料共挤出,以使得该中间层是合计的内层、外层和中间层的总横截面厚度的约61%-约98%。
在本发明的另一方面,提供了一种将含水流体输送至受试者的方法,其包括:选择包括内层、外层和中间层的管,其中该内层和外层包含大于约90重量%的一种或多种热塑性聚氨酯,和该中间层包含乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物;其中该管具有被所述层包围的中心流体流道;该含水流体经引导通过所述管的中心流体流道,和将经引导通过该中心流体流道的含水流体输送入受试者的血管中。在这样的方法中,该选择步骤优选包括将外层、内层和中间层共挤出以形成该管,以使得中间层包含至少约90重量%的所述丙烯酸酯共聚物中的一种或多种。
在本发明的另一实施方案中,这样的方法能够引导和输送液态和气态非含水流体,其包括有机材料例如醚、醇、烃、胺、醛、酮、酰胺、羧酸、酯等,和流体材料例如氧、二氧化碳、一氧化碳、氦、氖、氩、氪、氙、氡、氢、氮等,以及全部前述中两种或更多种彼此的混合物或者前述中一种或多种与含水流体一起的混合物。
最优选地,当在约5mm/秒(12英寸/分钟)的牵引速率,在约72°F和约50%相对湿度的周围环境条件,使用Lloyd LR5K plus机械测试仪在轴向长度上沿着它的轴将管材牵引约50.8mm(2英寸)来测量时,前述管或管材的内层、中间层和外层在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变时没有可见的彼此脱层,该管材10的断裂点是约57-62MPa和约1000-1050%。
最优选地,在经过在60℃水中浸没36小时,和随后经过通过将所述管从它在横截面条件的正圆手工压挤来机械平坦化成为平坦的或卵形横截面形状或条件之后,全部前述管或医用管材没有可见的脱层。
优选前述管或医用管材具有中心轴向流体流道,含水流体经引导通过该流道,该内层具有与含水流体接触的径向内壁表面,该外层和内层在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变,抵抗与中间层的脱层。
最优选地,该中间层充当了阻挡层,抑制、防止或显著减少可移动结构部分例如单体、短链聚合物、离子、水、小有机分子、金属、增塑剂、催化剂等在外层和内层之间移动,或者从外层移动到内层或中心流道中,或者从中心流道或内层移动到外层中。
在本发明的另一方面,提供了一种输送非含水流体的方法,其包括:
选择包括内层、外层和中间层的管,其中内层和外层包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯,和中间层包含乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物;
其中该管具有被所述层包围的中心流体流道;
引导非含水流体传输通过该管的中心流体流道,和
将经引导通过该中心流体流道的非含水流体输送至用于接受该流体的预选的贮存器。
在这样的方法中,该流体优选包括液态或气态非含水流体,其选自醚、醇、烃、胺、醛、酮、酰胺、羧酸、酯、氧、二氧化碳、一氧化碳、氦、氖、氩、氪、氙、氡、氢和氮,和前述中两种或更多种彼此的混合物或者前述中一种或多种与含水流体一起的混合物。
该管优选在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变没有可见的脱层。
在本发明的另一方面,提供了一种将所选流体输送至所选贮存器的方法,其包括:
选择包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的第一材料,
选择包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的第二材料,
选择第三材料,其包含大于约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物,
形成包括第一材料的内层、第二材料的外层和第三材料的中间层的管,
其中该中间层将该内层和外层粘附在一起;
其中该管具有被内层、中间层和外层所包围的中心流体流道;
引导该流体通过该管的中心流体流道,和
将经引导通过该中心流体流道的流体输送至用于接受该流体的所选贮存器。
在这里所述的本发明的全部实施方案和方面中,内层和外层分别包含的聚氨酯聚合物或材料的结构、分子量、结晶度、纯度、单体单元含量、支化度、链长、无机物含量和物理性能例如伸长率、熔点、耐蠕变性和硬度可以相同或可以不同。
本发明的实施方案包括:
1.管,其具有包括内层、外层和中间层的壁,其中该内层包含热塑性聚氨酯,该外层包含热塑性聚氨酯,该中间层包含乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物。
2.根据实施方案1所述的管,其中该内层和外层每个包含大于约90重量%的芳族或脂族聚醚基聚氨酯,该中间层包含大于约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种。
3.根据实施方案2所述的管,其中该内层和外层中的一个或两个包含聚丁二醇基聚氨酯。
4.根据实施方案3所述的管,其中该乙烯丙烯酸乙酯共聚物包含至少约19.5重量%的丙烯酸乙酯含量。
5.根据实施方案3所述的管,其中该乙烯丙烯酸甲酯共聚物包含至少约19.5重量%的丙烯酸甲酯含量。
6.根据实施方案1所述的管,其中在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变,该内层和外层没有可见地与中间层脱层。
7.根据实施方案1所述的管,其中当在60℃的水中浸没36小时时,该管没有可见的脱层。
8.根据实施方案1所述的管,其中该管具有中心轴向流体流道,含水流体经引导通过该流道,该内层具有与该含水流体接触的径向内壁表面,该外层和内层在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变,抵抗与中间层的脱层。
9.根据实施方案8所述的管,其中在60℃的水中浸没36小时后,该管没有可见的脱层。
10.根据实施方案1所述的管,其中该中间层占壁厚的约5%-约98%。
11.根据实施方案1所述的管,其中该中间层占壁厚的约10%-约85%。
12.根据实施方案1所述的管,其中该中间层占壁厚的约61%-约98%。
13.根据实施方案1所述的管,其中该中间层的厚度是约0.008英寸-约0.120英寸,该内层和外层每个的厚度是约0.00025英寸-约0.025英寸。
14.根据实施方案10所述的管,其中该中间层的厚度是约0.008英寸-约0.120英寸,该内层和外层每个的厚度是约0.00025英寸-约0.025英寸。
15.根据实施方案11所述的管,其中该中间层的厚度是约0.008英寸-约0.120英寸,该内层和外层每个的厚度是约0.00025英寸-约0.025英寸。
16.根据实施方案12所述的管,其中该中间层的厚度是约0.008英寸-约0.120英寸,该内层和外层每个的厚度是约0.00025英寸-约0.025英寸。
17.形成流体传输管的方法,其包括:
选择第一材料,其包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯,
选择第二材料,其包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯,
选择第三材料,其包含大于约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物,
形成管,其包括该第一材料的内层、该第二材料的外层和该第三材料的中间层,
其中该中间层将该内层和外层粘合在一起;
其中该管具有被该内层、中间层和外层所包围的中心流体流道。
18.根据实施方案17所述的方法,其中该形成步骤包括将该第一、第二和第三材料同时共挤出,以形成横截面厚度为约0.00025-约0.025英寸的该内层和外层,和形成横截面厚度为约0.008英寸-约0.120英寸的该中间层。
19.根据实施方案17所述的方法,其中该形成步骤包括将该第一、第二和第三材料共挤出,以使得该中间层是合计的该内层、外层和中间层的总横截面厚度的约5%-约98%。
20.根据实施方案17所述的方法,其中该形成步骤包括将该第一、第二和第三材料共挤出,以使得该中间层是合计的该内层、外层和中间层的总横截面厚度的约10%-约85%。
21.根据实施方案17所述的方法,其中该形成步骤包括将该第一、第二和第三材料共挤出,以使得该中间层是合计的该内层、外层和中间层的总横截面厚度的约61%-约98%。
22.用于输送含水流体的医用管,其包括:
包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的内层,
包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的外层,和
位于该外层和内层之间的中间层,其包含大于约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物。
23.根据实施方案22所述的医用管,其中在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变,该内层和外层没有可见地与中间层脱层。
24.根据实施方案23所述的管,其中在60℃的水中浸没36小时之后,该管没有可见的脱层。
25.根据实施方案22所述的管,其中该内层和外层每个包含大于约90重量%的芳族或脂族聚醚基聚氨酯。
26.根据实施方案25所述的管,其中该芳族聚醚基聚氨酯包含聚丁二醇基聚氨酯。
27.用于输送含水流体的医用管,其包括:
包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的内层,
包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的外层,和
位于该内层和外层之间的中间层,其包含至少约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物,
其中在60℃的水中浸没36小时之后,所述管没有可见的脱层。
28.根据实施方案27所述的医用管,其中在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变,该管没有可见的脱层。
29.将含水流体输送至受试者的方法,其包括:
选择包括内层、外层和中间层的管,其中该内层和外层每个包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯,该中间层包含乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物;
其中该管具有被所述层包围的中心流体流道;
引导含水流体通过该管的该中心流体流道,和
将经引导通过该中心流体流道的该含水流体输送入该受试者的血管中。
30.用于输送非含水流体的管,其包括:
包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的内层,
包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的外层,和,
位于该内层和外层之间的中间层,其包含至少约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物,
其中在60℃的水中浸没36小时之后,所述管没有可见的脱层。
31.根据实施方案30所述的方法,其中该流体包括液态或气态非含水流体,其选自醚、醇、烃、胺、醛、酮、酰胺、羧酸、酯、氧、二氧化碳、一氧化碳、氦、氖、氩、氪、氙、氡、氢和氮,以及前述中两种或更多种彼此的混合物和前述中一种或多种与含水流体一起的混合物。
32.根据实施方案30所述的方法,其中在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变,该管没有可见的脱层。
33.输送非含水流体的方法,其包括:
选择包括内层、外层和中间层的管,其中该内层和外层包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯,该中间层包含乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物;
其中该管具有被所述层包围的中心流体流道;
引导该非含水流体通过该管的该中心流体流道,和
将经引导通过该中心流体流道的该非含水流体输送至用于接受该流体的预选的贮存器。
34.根据实施方案33所述的方法,其中该流体包括液态或气态非含水流体,其选自醚、醇、烃、胺、醛、酮、酰胺、羧酸、酯、氧、二氧化碳、一氧化碳、氦、氖、氩、氪、氙、氡、氢和氮,以及前述中两种或更多种彼此的混合物和前述中一种或多种与含水流体一起的混合物。
35.根据实施方案33所述的方法,其中在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变,该管没有可见的脱层。
36.将所选流体输送至所选贮存器的方法,其包括:
选择包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的第一材料,
选择包含大于约90重量%的热塑性聚氨酯的第二材料,
选择第三材料,其包含大于约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物,
形成管,其包括该第一材料的内层、该第二材料的外层和该第三材料的中间层,
其中该中间层将该内层和外层粘附在一起;
其中该管具有被该内层、中间层和外层包围的中心流体流道;
引导该流体通过该管的该中心流体流道,和
将经引导通过该中心流体流道的该流体输送至用于接受该流体的该所选贮存器。
附图说明
附图显示了本发明的一个或多个实施方案,其作为本发明的实施例来显示,其中:
图1是三层管的示意性透视图,其显示了被分开的外层和中间层,以更好地显示管材的构造和布置;
图2是沿着图1所示的管10的线2-2所取的横截面图。
具体实施方式
图1中显示了根据本发明的一种共挤出的三层管材10的实施方案,其包括外层1和内层3,每个分别包含至少约90重量%的聚氨酯材料,典型地为聚丁二醇基聚氨酯,其一个例子是Lubrizol TPUPellethane 2363-90AE。该管材或管10包括中间层2,其包含乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者这些丙烯酸酯基化合物或组合物中两种或更多种的混合物。合适的乙烯丙烯酸乙酯共聚物的一个例子是Dow Amplify EA 103(乙烯丙烯酸乙酯含量是约19.5重量%)。合适的乙烯丙烯酸甲酯共聚物的例子是Westlake MA SP2268(乙烯丙烯酸甲酯含量是约24重量%)、Westlake MA SP2220(乙烯丙烯酸甲酯含量是约20重量%)。合适的酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物的一个例子是Westlake Tymax GA 7001(酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯)。
如图1所示,聚氨酯外层1具有径向朝内的表面S1,其结合和粘附到中间丙烯酸酯共聚物层2的径向朝外的表面S2。类似地,内层3具有径向朝外的表面S4,其结合和粘附到中间丙烯酸酯共聚物层2的径向朝内的表面S3。中间层2粘附到外层1和内层3,以使得当管10经受高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变时,层1和3保持粘附到层2和彼此粘附,所述应力和应变通过在约5mm/秒(12英寸/分钟)的牵引速率,在约72°F和约50%相对湿度的周围环境条件,使用Lloyd LR5K plus机械测试仪在轴向长度L上沿着它的轴A将管材10的长度牵引约50.8mm(2英寸)来测量,该管材10的断裂点是约57-62MPa和约1000-1050%的应变。在经过在60℃水中浸没36小时,和随后经过通过将该管从它在横截面条件的正圆手工压挤来机械平坦化成为平坦的或卵形横截面形状或条件之后,这样的管材10的层1、2、3没有可见的脱层。
如图1和2所示,层1、2、3形成了结构稳定的壁,其包围和围绕着中空流体通道20,流体经引导通过该通道和在轴向A方向上流动,与内层3的径向朝内的表面S5接触。中间层2将内层3和外层1粘合和保持在一起。
内层3提供了径向内的流体接触表面S5,内层3的厚度典型地在约0.00635mm-约0.635mm(约0.00025英寸-约0.025英寸)的横截面厚度T1范围内。中间层2的横截面厚度T2是约0.203mm-3.048mm(约0.008英寸-约0.120英寸)。外层1典型的横截面厚度T3是约0.00635mm-约0.635mm(约0.00025英寸-约0.025英寸)。
聚氨酯弹性体(TPU)典型地是多元醇和异氰酸酯的反应产物,并且通常包括硬和软链段区域的组合。可以使用芳族聚醚基TPU或脂族聚醚基TPU,例如聚丁二醇基聚氨酯。优选地,TPU包括获自马萨诸塞州威尔明顿的Lubrizol Corporation的Pellethane 2363-80AE系列例如Lubrizol TPU Pellethane 2363-90AE。
管材10、20每个层各自的厚度可以通过例如“Tri Die”挤出设备中所用的挤出工具来控制,该挤出设备由佛罗里达州克利尔沃特的General Cable Company的GencaDivision制造。选择该挤出设备,以提供沿着全部三层1、2、3的基本上整个轴向长度L的层1、2、3的均匀厚度。
选择层1、2、3所包含的聚合物材料,以使得沿着和围绕管材的轴A在视觉上是清澈或透明的和手动挠性的。还选择该聚合物材料,以在经过环氧乙烷(EtO)和γ辐射消毒处理之后,保持管材10的整体性(即不发生脱层)和它的透明度或透明性。
前述说明书目的是说明而非限制本发明的范围,本领域技术人员将理解,通过上面的说明书可以预期其等价物和可以对其进行改变和调整,而不脱离本发明的主旨,全部这样的等价物、改变和调整落入其权利要求书的范围内。
Claims (15)
1.管,其具有包括内层、外层和中间层的壁,其中该内层和外层每个包含大于约90重量%的芳族或脂族聚醚基热塑性聚氨酯,该中间层包含乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物。
2.根据权利要求1所述的管,其中该中间层包含大于约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的管,其中该内层和外层中的一个或两个包含聚丁二醇基聚氨酯。
4.根据权利要求3所述的管,其中该乙烯丙烯酸乙酯共聚物包含至少约19.5重量%的丙烯酸乙酯含量,或者该乙烯丙烯酸甲酯共聚物包含至少约19.5重量%的丙烯酸甲酯含量。
5.根据权利要求1所述的管,其中(i)在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变,该内层和外层没有可见地与中间层脱层,或者(ii)当在60℃的水中浸没36小时时,该管没有可见的脱层。
6.根据权利要求1所述的管,其中该管具有中心轴向流体流道,含水流体经引导通过该流道,该内层具有与该含水流体接触的径向内壁表面,该外层和内层在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变,抵抗与中间层的脱层,任选地其中在60℃的水中浸没36小时后,该管没有可见的脱层。
7.根据权利要求1所述的管,其中该中间层占壁厚的约5%-约98%,或者占壁厚的约10%-约85%,或者占壁厚的约61%-约98%。
8.根据权利要求1或7所述的管,其中该中间层的厚度是约0.008英寸-约0.120英寸,该内层和外层每个的厚度是约0.00025英寸-约0.025英寸。
9.输送非含水流体的方法,其包括:
选择包括内层、外层和中间层的管,其中该内层和外层每个包含大于约90重量%的芳族或脂族聚醚基热塑性聚氨酯,该中间层包含乙烯丙烯酸乙酯共聚物或乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物,所述丙烯酸酯中两种或更多种的共聚物或者前述中两种或更多种的混合物;
其中该管具有被所述层包围的中心流体流道;
引导该非含水流体通过该管的该中心流体流道,和
将经引导通过该中心流体流道的该非含水流体输送至用于接受该流体的预选的贮存器。
10.根据权利要求9所述的方法,其中该流体包括液态或气态非含水流体,其选自醚、醇、烃、胺、醛、酮、酰胺、羧酸、酯、氧、二氧化碳、一氧化碳、氦、氖、氩、氪、氙、氡、氢和氮,以及前述中两种或更多种彼此的混合物或者前述中一种或多种与含水流体一起的混合物。
11.根据权利要求9所述的方法,其中(i)在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变,该管没有可见的脱层,(ii)当在60℃的水中浸没36小时时,该管没有可见的脱层。
12.根据权利要求9所述的方法,其中该中间层包含大于约90重量%的乙烯丙烯酸乙酯共聚物、乙烯丙烯酸甲酯共聚物或酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物中的一种或多种,任选地其中该内层和外层中的一个或两个包含聚丁二醇基聚氨酯,进一步任选地其中该乙烯丙烯酸乙酯共聚物包含至少约19.5重量%的丙烯酸乙酯含量,或者该乙烯丙烯酸甲酯共聚物包含至少约19.5重量%的丙烯酸甲酯含量。
13.根据权利要求9所述的方法,其中该内层具有与该含水流体接触的径向内壁表面,该外层和内层在高至约55MPa的应力和高至约900-950%的应变,抵抗与中间层的脱层,任选地其中在60℃的水中浸没36小时后,该管没有可见的脱层。
14.根据权利要求9所述的方法,其中该中间层占壁厚的约5%-约98%,或者占壁厚的约10%-约85%,或者占壁厚的约61%-约98%。
15.根据权利要求9或14所述的方法,其中该中间层的厚度是约0.008英寸-约0.120英寸,该内层和外层每个的厚度是约0.00025英寸-约0.025英寸。
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