CN104185759A - 有机硅管材及其制备和使用方法 - Google Patents

有机硅管材及其制备和使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了有机硅管道结构,所述有机硅管道结构成型为具有特定的尺寸精确度。在一个实施例中,有机硅管道结构可包括具有内孔的经挤出的中空本体。所述经挤出的中空本体可具有内径、外径和至少大约20m的长度。所述经挤出的中空本体也可具有尺寸精确度,所述尺寸精确度通过如下衡量:在所述长度上,所述内径的标准偏差不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.8%。在一个实施例中,可切割所述有机硅管道结构,以形成多个有机硅管道。

Description

有机硅管材及其制备和使用方法
背景技术
许多工业使用管材来分配流体或去除流体。例如,在医疗工业中,使用管材来将含有营养物或药物的流体递送至患者。管材也可用于医疗应用中,以从患者去除流体并排出在一些操作中所产生的流体。在某些应用中,预期在特定时间段内递送或去除指定量的流体。
在许多情况中,医疗和药物工业使用有机硅管材用于流体的递送和去除,因为相比于由其他材料制得的管材,有机硅管材无毒、柔性、热稳定、具有低化学反应性,并可以以多种尺寸制得。例如,有机硅管材可与肠内泵和输液泵一起使用,以将营养物、药物、流体等提供至患者。
使用有机硅管材的医疗装置预期以指定速率递送或去除流体。举例而言,肠内泵预期在特定时间段内将所选量的营养流体递送至患者,如50mL/小时。联接至医疗装置的有机硅管材的尺寸可影响由装置泵送的流体的流速。因此,医疗和药物工业受益于提供高水平的尺寸精度的成本有效的管材解决方法。
典型地,有机硅管材通过两种过程(挤出或模制)中的一者形成。在挤出过程中,可流动原料被迫使通过冲模,然后凝固。现有的挤出过程具有有限的过程控制,尽管它们可获得尺寸精确的管材的有限长度,但无法获得延长的长度。
管道形成的另一方法是模制。然而,模制管道具有可能不利的物理赝像,如在模具部件接触时形成的分型线和/或结合线。另外,用于形成模制管道的过程可能昂贵且缺乏柔性。因此,由于模制过程的花费和缺乏柔性和/或通过这些过程制得的可见赝像的不希望的出现,管材制造者可能不愿意使用模制过程来制备有机硅管材。另外,模制通常无法形成长的管材长度,如大约数米和以上。
提供尺寸精确的管材的一些之前的尝试在如下专利和专利申请中描述。
美国专利申请公布No.2001/0022411描述了通过将心轴浸入多种浴中而形成的导管或其他结构,如软管、气球等。结构可由硅橡胶制得,并可具有多个层。该申请描述了具有优选厚度为0.35mm±0.06mm(0.0175英寸±0.0025英寸)的外涂层和0.89mm±0.1mm(0.035英寸±0.004英寸)的优选内层尺寸的导管。
美国专利申请公布No.2003/0030165描述了制备用于血管内程序的医疗导管和管材。材料优选为热塑性的。管材的近侧部分和远侧部分具有不同的硬度,并可由不同的材料形成。导管通过使用熔体泵挤出而形成,所述熔体泵优选为活塞泵。使管材的外径达到最小,并使内径达到最大。内径的所需尺寸公差为约0.0005英寸,外径的所需尺寸公差为约0.001英寸。
美国专利申请公布No.2003/0132552描述了由如下体系形成的管材:所述体系比较测得尺寸与储存目标尺寸以产生反馈,从而调节过程变量。熔体由可热挤出的材料组成。±1微米的容错是基于每秒由激光测量仪获取的测量数和挤出速度。
美国专利申请公布No.2006/0255497描述了由挤出过程形成的热塑性管材。通过使用位于定径装置的入口处的辊在管道上施加压力而产生管材的容差。对于直径为100mm的管道,厚度波动被描述为0.1mm。
美国专利申请公布No.2011/0005661描述了由多个环形元件形成的医疗管材,所述多个环形元件熔合在一起。所述过程包括围绕心轴缠绕不锈钢丝。可围绕绕线圈外径设置有机硅管道。内径的容差可保持至0.001英寸或更小,并具有可相比的外径的容差。内径可为0.026英寸至0.75英寸。
美国专利No.5759647描述了一种通过注射成型热塑性合成树脂而形成的管状制品。所述管道可具有数cm至超过1米的长度和小于1mm至数cm的壁厚。在一些情况中,管道可具有2mm的壁厚,且最大壁厚差为0.1mm或0.2mm。
美国专利No.6508972描述了使用齿轮泵经由挤出而形成的橡胶管材。切割所述管材以形成垫片。所述系统的目的在于制备外径与内径偏差±0.005英寸的垫片。
美国专利No.5948332描述了挤出而形成管材的热塑性材料。提供在挤出过程中改变管材温度的加热元件。温度的调节可在管道在心轴上移动时将特定压力施加至管材上,以产生优选均匀的壁厚。
美国专利No.5820607描述了一种具有由药理活性物质围绕的中空内层的多层管道。层中的一个或多个可包含有机硅。药理活性物质可悬浮于一个层中,并迁移至管道的外表面、管道的内表面,或上述两者。可将管道挤出或模制,且优选控制装置的总体直径。外径的例子包括3.175mm和1.7mm,内径的例子包括1.981mm和0.8mm,层厚的例子为0.1mm至3mm。
美国专利申请公布No.2008/0248226描述了多层管道,所述多层管道使用可热缩含氟聚合物内衬形成,并在所述内衬上挤出弹性体覆盖物,如具有有机硅配方的覆盖物。所述内衬被糊料挤出。管道的总厚度可在3密耳至约50密耳之间,内衬的厚度可在1密耳至约20密耳之间。测试所述管道的寿命长度和拉伸模量。
尽管上述文献中的一些描述了某些尺寸的所需容差,但现有技术不完全允许高水平的过程控制。另外,在前述现有技术文献中描述的技术未在延长的管材长度内或者相对于指定量的管道获得某些尺寸容差,当然未在延长的管材或来自管材的管道节段内获得某些尺寸容差。
附图说明
通过参照附图,本公开可更好地得以理解,且本公开的许多特征和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。
图1为根据一个实施例的制备有机硅管道的过程的流程图。
图2为用以制备有机硅管道的挤出系统的一个实施例的图示。
图3为根据一个实施例的经挤出的有机硅管道结构的视图。
图4为根据一个实施例的经挤出的有机硅管道的批组(lot)的视图。
图5为联接至根据一个实施例的经挤出的有机硅管道的医疗装置的图示。
图6为根据本文描述的实施例而形成的有机硅管材的内径的多次测量的图。
图7为根据常规过程而形成的有机硅管材的内径的多次测量的图。
不同图中的相同附图标记的使用表示类似或相同的项目。
具体实施方式
通过结合附图的如下描述以协助理解本文公开的教导。如下讨论集中于教导的具体实施和实施例。提供该焦点以协助描述教导,且该焦点不应被解释为对教导的范围或适用性的限制。
本公开一般涉及经挤出的有机硅管道,特别地涉及具有特定尺寸精确度的有机硅管材。在一个实施例中,有机硅管道结构可包括具有内孔的经挤出的中空本体。经挤出的中空本体也可具有内径、外径和至少大约20m的长度。在一个实施例中,经挤出的中空本体可具有如下中的至少一者的测得尺寸精确度:(i)在长度上,内径的标准偏差不大于经挤出的中空本体的平均内径的大约0.6%,和(ii)在长度上,经挤出的中空本体的壁厚的标准偏差不大于经挤出的中空本体的平均壁厚的大约1.1%。在某些情况中,可切割有机硅管道结构,以形成多个有机硅管道。在其他情况中,有机硅管道结构可包括由一定长度的有机硅管材形成的有机硅管道。在一个特定实施例中,由有机硅管道结构形成的有机硅管道可联接至泵,所述泵经由有机硅管道分配流体。在一个示例性实施例中,泵可包括于医疗装置中,所述医疗装置经由有机硅管道将流体分配至患者。
在另一实施例中,一种批组包括多个有机硅管道,每个有机硅管道包括经挤出的中空本体,所述经挤出的中空本体具有内径、外径和长度。在一些情况中,所述批组中的管道数量的至少大约95%的内径的标准偏差不大于全部管道数量的平均内径的大约0.6%。在其他情况中,所述批组中的管道数量的至少大约95%的壁厚的标准偏差不大于全部管道数量的平均壁厚的大约1.1%。
图1为根据一个实施例的制备有机硅管道的过程100的流程图。在102处,过程100包括通过挤出系统接收有机硅材料。一个示例性的有机硅材料包括有机硅聚合物基质,如聚烷基硅氧烷。预期任何合理的聚烷基硅氧烷。聚烷基硅氧烷可使用前体制得,所述前体例如环状硅氧烷、直链硅氧烷、二甲基硅氧烷、二苯基硅氧烷、卤代硅氧烷,或它们的任意组合。在一个实例中,聚烷基硅氧烷可为用于高稠度硅橡胶(HCR)配方中的胶,即聚合物基质。挤出系统可包括可用于形成有机硅管材的多个装置。例如,挤出系统可包括一个或多个挤出装置、一个或多个热处理装置、一个或多个测量装置、一个或多个后加工装置,或它们的任意组合。
在104处,过程100包括挤出有机硅材料以形成经挤出的构件。在一个实施例中,可通过将有机硅材料提供至冲模和心轴而形成经挤出的构件。在一些情况中,可在将有机硅材料提供至冲模和心轴之前加热和混合有机硅材料。
在106处,过程100包括热处理经挤出的构件,以形成具有中空本体的有机硅管材,所述中空本体具有内孔和特定的尺寸精确度。在一个实施例中,经挤出的构件的热处理可包括使经挤出的构件经受一个或多个固化操作。
在108处,过程100包括测量有机硅管材的尺寸。在一个实施例中,可使用激光传感器、X射线装置或上述两者来测量有机硅管材的尺寸。另外,有机硅管材的尺寸可沿着管材本体的多个点测量。在某些情况中,有机硅管材的尺寸可以以特定的间隔测量,如至少每0.5秒,至少每1.5秒,至少每5秒,至少每10秒,或至少每20秒。在一个特定实施例中,可测量有机硅管材的中空本体的外径。在另一实施例中,可测量有机硅管材的壁厚。此外,可测量有机硅管材的内径。
在一些情况中,有机硅管材的尺寸的测量可作为反馈信息提供至控制系统。基于反馈信息,控制系统可调节挤出系统的参数,以保持有机硅管材的尺寸精确度。
在110处,有机硅管材可经历一个或多个后加工操作。举例而言,有机硅管材可包括有机硅管道结构,所述有机硅管道结构被切割成多个具有指定长度的有机硅管道。在一个实施例中,有机硅管道的至少95%可具有指定尺寸精确度。在一些情况中,尺寸精确度可通过如下衡量:在一定长度的有机硅管道结构上,有机硅管道结构的内径的标准偏差不大于有机硅管道结构的平均内径的大约0.6%。在某些实施例中,内径的标准偏差可不大于平均内径的大约0.5%,不大于平均内径的大约0.4%,不大于平均内径的大约0.2%,或不大于平均内径的大约0.08%。
另外,尺寸精确度可通过如下衡量:在管道长度上,有机硅管道结构的壁厚的标准偏差不大于管道的平均壁厚的大约1.1%。在特定实施例中,壁厚的平均偏差可不大于平均壁厚的大约0.8%,不大于平均壁厚的大约0.6%,不大于平均壁厚的大约0.4%,不大于平均壁厚的大约0.2%,或不大于平均壁厚的大约0.08%。
图2为用以制备有机硅管道的挤出系统200的一个实施例的图示。在一个特定实施例中,挤出系统200可实施过程100,以形成具有指定尺寸精确度的有机硅管道结构。
挤出系统200可包括挤出机202,如单螺杆挤出机。挤出机202可熔化和/或混合进料材料204。进料材料204可为可成型为管材的有机硅材料。在一个实施例中,进料材料204可以以固体(如丸粒、条带、粉末等)的形式提供至单螺杆挤出机202。另外,进料材料204可包括多种组分的混合物(如多种硅氧烷聚合物)以用于形成有机硅管材。
在某些情况中,特定的添加剂可作为进料材料204的一部分而进料至单螺杆挤出机202。在一个实施例中,添加剂可包括一种或多种填料。在一些情况中,一种或多种填料可包括SiO2。另外,一种或多种填料可占进料材料204的不大于大约80重量%。在一些实施例中,一种或多种填料可占进料材料204的不大于大约55重量%,占进料材料204的不大于大约35重量%,占进料材料204的不大于大约28重量%,占进料材料204的不大于大约21重量%,占进料材料204的不大于大约14重量%,或占进料材料204的不大于大约6重量%。此外,一种或多种填料可占进料材料204的至少大约0.5重量%,占进料材料204的至少大约4重量%,占进料材料204的至少大约9重量%,或占进料材料204的至少大约18重量%。应了解,一种或多种填料可占进料材料204的在上述值中的任意者之间的范围内的量。
在另一实施例中,进料材料204可包括固化包,如铂固化包或过氧化物固化包。在一个特定实施例中,固化包可包括催化剂、引发剂、抑制剂、乙烯基聚合物、氢化物、一种或多种载体材料,或它们的组合。通常,当根据ASTM D926-80工序A使用Precision Scientific Plasticity测试仪在70°F下测试3分钟时,进料材料204在未固化态下具有约1.0mm至约6.0mm的塑性。在一个实施例中,固化包的材料可占进料材料204的至少大约0.1重量%。在另一实施例中,固化包的材料可占进料材料204的不大于大约99.9重量%。在某些实施例中,固化包的材料可占进料材料204的不大于大约55重量%,占进料材料204的不大于大约38重量%,占进料材料204的不大于大约26重量%,占进料材料204的不大于大约18重量%,或占进料材料204的不大于大约11重量%。另外,固化包的材料可占进料材料204的至少大约0.25重量%,占进料材料204的至少大约1.5重量%,占进料材料204的至少大约7重量%,占进料材料204的至少大约14重量%,占进料材料204的至少大约22重量%,或占进料材料204的至少大约44重量%。应了解,固化包可占进料材料204的在上述值中的任意者之间的范围内的量。
挤出机202联接至齿轮泵206。在一个实施例中,齿轮泵206的齿轮可具有双螺旋设计。齿轮泵206可使用500至2000psi之间范围内,如700psi至1700psi的抽吸压力操作。在一些实施例中,齿轮泵206的抽吸压力可不大于大约1550psi,不大于大约1380psi,或不大于大约1090psi。另外,齿轮泵206可使用1000至4000psi之间的范围内,如1500psi至4000psi的排出压力操作。在一个实施例中,齿轮泵206的排出压力可不大于大约3400psi,不大于大约2700psi,或不大于大约2500psi。
特别注意齿轮泵结合挤出机的使用。典型的先前的过程流依赖于挤出机的使用。然而,通过实验发现,根据某些实施例,挤出机与齿轮泵的组合运行良好。
挤出系统200可以以至少大约5m/min,至少大约22m/min,至少大约30m/min,至少大约40m/min,或至少大约50m/min的速度操作。另外,挤出系统200的速度可为有限的,如不大于大约200m/min,不大于大约150m/min,或不大于大约90m/min。应了解,挤出系统200的速度可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。
挤出系统202也可包括冲模和心轴208。尽管冲模和心轴208显示为与挤出机202分离,但在一些实施例中,冲模和心轴208可为挤出机202的部件。在一个特定实施例中,冲模的成型段长度(land length)与经由挤出系统200形成的有机硅管材的本体的壁厚的比例可不大于大约6∶1,不大于大约5∶1,或不大于大约4∶1。
根据某些实施例,挤出以减少百分比(draw down percentage)DD%操作。DD%与管道的外径和冲模空隙的外径的差异%相关。该参数受到多个参数的影响,包括冲模流(die flow)和线速度。先前的过程集中于相当大的DD%(如大约20-30%),而其他过程使用最小的DD%(如0-2%)。相反,本文的实施例可使用大约3至15%,5至13%,如5至10%,或7至10%的DD%。
在使用冲模和心轴208形成具有内孔的经挤出的构件之后,可使经挤出的构件经受热处理210,以形成具有经挤出的中空本体的有机硅管材,所述经挤出的中空本体具有内孔。热处理210可包括一个或多个固化过程、一个或多个干燥过程,或它们的组合。固化提供具有约20至约90的肖氏A硬度的有机硅管材。例如,挤出系统200可包括一个或多个烘箱(例如红外(IR)烘箱、空气烘箱)、一个或多个浴(例如盐水浴),或它们的组合,以固化经挤出的构件。一个或多个IR烘箱可在特定的峰值波长下操作。在某些情况中,第一IR烘箱的峰值波长可不同于第二IR烘箱的峰值波长。在一个实施例中,经挤出的构件可经受热处理210达指定的时间段。在一个特定实施例中,有机硅管材可在第一IR烘箱中经受固化达第一时间段,然后在第二IR烘箱中经受固化达第二时间段,所述第二时间段不同于所述第一时间段。在一个特定实施例中,使用短波长IR烘箱。短波长意指峰值波长低于4微米,通常低于3微米,如在大约0.6至2.0微米的范围内,如0.8至1.8微米。通常,中波长和更长波长的IR烘箱的特征在于大约4至8微米或甚至更高的峰值波长。
不希望受限于任何特定的理论,据信短波长IR烘箱的使用可特别地用于某些实施例。据推理,短波长IR烘箱可用于快速固化存在于外表面处的材料,以有助于防止后挤出变形。
经固化的有机硅管材可经历后加工212。在一个实施例中,后加工212可包括将有机硅管材切割成多个具有特定长度的有机硅管道。在一些情况中,可聚集多个有机硅管道以形成有机硅管道的批组。在另一实施例中,后加工212可包括将有机硅管材缠绕成管材的线圈。
挤出系统200也可包括控制系统214,所述控制系统214包括一个或多个计算装置。控制系统214可将信号提供至挤出系统200的部件中的一个或多个,以指定部件的操作条件。例如,控制系统214可基于有机硅管道的尺寸的测量而调节挤出系统200的速度。在另一实例中,控制系统214可基于有机硅管道的尺寸的测量而调节挤出系统200的一个或多个热处理装置的温度。此外,控制系统200可基于有机硅管道的尺寸的测量而调节齿轮泵206的抽吸压力。
在某些情况中,由控制系统214提供的信号可至少部分基于由挤出系统200的一个或多个传感器提供的反馈信息。在一些实施例中,一个或多个传感器可为挤出系统200的部件的部分,如泵206的压力传感器、提供热处理210的部件的温度传感器,或它们的组合。在其他实施例中,一个或多个传感器(如激光测量仪或X射线装置)可设置于挤出系统200的部件之间,以测量提供热处理210的部件与进行后加工212的部件之间的有机硅管材的尺寸。另外,一个或多个传感器可设置于冲模和心轴208与提供热处理210的部件之间,以测量有机硅管材的尺寸。在某些实施中,由传感器测得的尺寸可表示未经后固化的有机硅管材的尺寸。未经后固化的有机硅管材可指在经历热处理210之后未经受另外的固化操作的有机硅管材。
在图2所示的示例性实施例中,组织挤出系统200,使得挤出系统200的一个或多个部件以竖直构造设置。例如,设置挤出机202、冲模和心轴208和热处理210的部件,以竖直挤出有机硅管材。在一个特定实施例中,可通过在向上方向上挤出有机硅材料204而形成有机硅管材。
挤出系统200可操作而形成特定数量的有机硅管道或具有指定尺寸精确度的特定长度的有机硅管材,所述指定尺寸精确度无法通过常规有机硅管道制造过程获得。特别地,通过扩展实验,已发现挤出系统的部件和操作参数的特定组合和设置形成尺寸精确的管材,所述尺寸精确的管材为具有常规挤出系统和过程流无法获得的尺寸控制的管材。多个特征可单独使用或组合(包括子组合)使用:(i)将齿轮泵联接至挤出机,(ii)在所述范围内的抽吸压力和排出压力的组合,(iii)设置挤出系统,从而在竖直向上方向上挤出管材,(iv)使用短波长IR烘箱,和/或(v)使用特定的DD%值。应注意,先前的过程通常不依赖于挤出机和齿轮泵的组合,因此,在这种先前过程中所考虑的仅有的压力为排出(输出)压力,因为不存在待设定的抽吸压力。应强调,挤出系统的部件的设置和部件的操作参数实际上是经验性的,是实验和扩展开发努力的结果。
图3为根据一个实施例的经挤出的有机硅管道结构300的视图。在一个特定实施例中,可根据相对于图1之前描述的过程100,并通过相对于图2之前描述的挤出系统200而形成有机硅管道结构300。因此,有机硅管道结构300具有指定尺寸精确度,通过使用挤出系统200来实施过程100,从而产生所述指定尺寸精确度。
有机硅管道结构300可包括本体302,所述本体302具有外径304和内径306。内径306可形成本体302的中空孔308。另外,本体302可包括壁厚310,所述壁厚310由外径304与内径306之间的差异测得。此外,本体302可具有长度312。
在一个特定实施例中,外径304可为至少大约4mm,至少大约8mm,或至少大约11mm。另外,外径304可不大于大约9mm,不大于大约12mm,或不大于大约15mm。应了解,外径304可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。
在另一实施例中,本体302的内径306可为至少大约2mm,至少大约4mm,或至少大约6mm。此外,内径306可不大于大约5mm,不大于大约7mm,或不大于大约9mm。应了解,内径306可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。
在另一实施例中,本体302的长度312可为至少大约22m,至少大约26m,至少大约34m,或至少大约45m。在另一实施例中,长度312可为至少大约30m,至少大约50m,至少大约100m,或至少大约125m。长度312通常受限于实际考虑(如储存和运输长的长度),或受限于有限的制备操作的客户需要(如20m或100m)。在另一实施例中,长度312可为至少大约30m,至少大约50m,至少大约100m,或至少大约125m。
尽管在图3所示的示例性实施例中垂直于本体302的轴向方向的内孔306的横截面具有圆形形状,但垂直于本体302的轴向方向的内孔306的横截面可具有方形形状、三角形形状,或矩形形状。也应注意,有机硅管道结构300不含通过模制过程而形成的管道上所存在的视觉缺陷中的任意者。例如,有机硅管道结构300不包括任何分型线。另外,本体302的一个或多个端部(如远端314、近端316或上述两者)不存在结合线。
此外,尽管图3所示的示例性实施例的有机硅管道结构300具有包括中空孔308的单个内腔,但在其他实施例中,有机硅管道结构300可具有多个内腔。另外,所述多个内腔的各自的内腔中的每一个可具有内径。在一个实施例中,所述多个内腔的至少一个各自的内腔的内径在长度312上具有标准偏差,所述标准偏差不大于至少一个各自的内腔的平均内径的大约0.8%。
图4为根据一个实施例包括多个经挤出的有机硅管道402的批组400的视图。应了解,尽管图4所示的批组400包括特定数量的管道402,但批组400可包括任意数量的管道402。例如,在一个实施例中,批组400中的经挤出的有机硅管道402的数量可为至少大约10,至少大约45,至少大约110,或至少大约170。在另一实施例中,批组400中的经挤出的有机硅管道402的数量可不大于大约750,不大于大约500,不大于大约380,不大于大约275,不大于大约210,或不大于大约155。应了解,批组400中的经挤出的有机硅管道402的数量可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。
另外,批组400的有机硅管道402的长度可为至少大约8cm,至少大约16cm,或至少大约24cm。批组400的有机硅管道402的长度可不大于大约40cm,不大于大约30cm,或不大于大约20cm。应了解,批组400中的有机硅管道402的长度可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。
在一个实施例中,可由根据相对于图1之前描述的过程100,并通过相对于图2之前描述的挤出系统200而制造的有机硅管道结构形成批组400的有机硅管道402中的每一个。因此,在一些情况中,单独管道402中的每一个可具有指定尺寸精确度,通过使用挤出系统200来实施过程100,从而产生所述指定尺寸精确度。在一个特定实施例中,批组400的经挤出的有机硅管道402的尺寸精确度可通过如下衡量:有机硅管道402的数量的至少大约97%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道402的平均内径的大约0.6%,管道402的数量的至少大约99%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道402的平均内径的大约0.6%,管道402的数量的至少大约99.5%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道402的平均内径的大约0.6%,管道402的数量的至少大约99.9%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道402的平均内径的大约0.6%,或管道402的数量的至少大约99.99%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道402的平均内径的大约0.6%。在另一实施例中,批组400的经挤出的有机硅管道402的尺寸精确度可通过如下衡量:管道402的数量的至少大约97%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道402的平均壁厚的大约1.1%,管道402的数量的至少大约99%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道402的平均壁厚的大约1.1%,管道402的数量的至少大约99.5%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道402的平均壁厚的大约1.1%,管道402的数量的至少大约99.9%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道402的平均壁厚的大约1.1%,或管道402的数量的至少大约99.99%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道402的平均壁厚的大约1.1%。
前述标准偏差百分比特别适用于一定范围的管道内径,特别是约2.0至25.0mm,如2.0至20.0mm,2.5至20mm,和3.0至20mm的ID范围。应注意,通常,对于较大直径的管材,如2.5mm或更高,如3.0mm或更高的那些管材,特别难以获得低标准偏差百分比。因此,本发明的实施例与较大直径的管材特别相关。
图5为联接至根据一个实施例的经挤出的有机硅管道502的医疗装置500的图示。有机硅管道502可由图3的有机硅管道结构300形成,或者有机硅管道502可为图4的批组400的有机硅管道中的一者。在一个实施例中,医疗装置500可包括泵,以经由有机硅管道502将流体分配至患者。在一个实施例中,医疗装置500可包括蠕动泵、输液泵、亲和泵(affinity pump)、肠内泵,或它们的组合。
有机硅管道502可有助于将指定量的流体提供至患者。例如,可设定一个或多个控件(如控件504)以提供进入患者的流体的指定流速。由于有机硅管道502的尺寸精确度,可将在与经由控件504所指定的量相关的特定容差内的一定量的流体分配至患者。
在一个实施例中,流体的流速可为至少大约0.1mL/hr.,至少大约100mL/hr.,至少大约400mL/hr.,或至少大约700mL/hr.。在另一实施例中,流体的流速可不大于大约1500mL/hr.,不大于大约1200mL/hr.,不大于大约900mL/hr.,或不大于大约500mL/hr.。应了解,流速可在上述最小值和最大值中的任意者之间的范围内。
实施例可根据如下所列的项目中的任意一个或多个。第一组项目如下:
项目1.一种有机硅管道结构,其包括:具有内孔的经挤出的中空本体,所述经挤出的中空本体具有内径、外径和至少大约20m的长度;其中在所述长度上,所述内径的标准偏差不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.6%。
项目2.一种设备,其包括:由有机硅管道结构形成的有机硅管道和泵,所述有机硅管道结构包括具有内孔的经挤出的中空本体,所述经挤出的中空本体具有内径、外径和至少大约20m的长度,其中在所述长度上,所述内径的标准偏差不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.6%;所述泵用以经由所述有机硅管道而分配流体。
项目3.根据项目2所述的设备,其中所述有机硅管道和泵构成医疗装置,以将流体提供至患者。
项目4.一种方法,其包括:提供医疗装置,以及使用所述医疗装置将流体分配至患者,所述医疗装置包括泵和由有机硅管道结构形成的有机硅管道,所述有机硅管道结构包括具有内孔的经挤出的中空本体,所述经挤出的中空本体具有内径、外径和至少大约20m的长度,其中在所述长度上,所述内径的标准偏差不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.6%。
项目5.根据项目2至4中任一项所述的设备或方法,其中所述泵为蠕动泵。
项目6.根据项目2至5中任一项所述的设备或方法,其中所述泵为输液泵、亲和泵或肠内泵。
项目7.根据项目2至6中任一项所述的设备或方法,其中所述流体的流速为至少大约0.1mL/hr.,至少大约100mL/hr.,至少大约400mL/hr.,或至少大约700mL/hr.。
项目8.根据项目2至6中任一项所述的设备或方法,其中所述流体的流速不大于大约1500mL/hr.,不大于大约1200mL/hr.,不大于大约900mL/hr.,或不大于大约500mL/hr.。
项目9.一种方法,其包括:通过挤出系统接收有机硅材料;以及通过所述挤出系统由所述有机硅材料形成有机硅管道结构,所述有机硅管道结构包括具有内孔的本体,所述本体具有内径、外径和至少大约20m的长度,其中在所述长度上,所述内径的标准偏差不大于经挤出的中空本体的平均内径的大约0.6%。
项目10.根据项目9所述的方法,其中由所述有机硅材料形成有机硅管道结构包括:挤出所述有机硅材料以形成经挤出的构件;以及固化所述经挤出的构件以形成有机硅管道。
项目11.根据项目9或10所述的方法,其中所述挤出系统的一个或多个部件以竖直构造设置。
项目12.根据项目11所述的方法,其中所述有机硅材料在向上方向上竖直挤出。
项目13.根据项目11至12中任一项所述的方法,其中所述挤出系统包括至少一个固化设备。
项目14.根据项目13所述的方法,其中所述至少一个固化设备包括一个或多个红外(IR)烘箱。
项目15.根据项目10所述的方法,其还包括将经挤出的构件提供至第一IR烘箱达指定的时间段,并将经挤出的构件提供至第二IR烘箱达另外的指定的时间段。
项目16.根据项目15所述的方法,其中在将所述经挤出的构件提供至所述第一IR烘箱之后,将所述经挤出的构件提供至第二IR烘箱。
项目17.根据项目10所述的方法,其中所述挤出系统包括齿轮泵。
项目18.根据项目17所述的方法,其中至少部分基于所述齿轮泵的一定范围的排出压力而使用特定范围的抽吸压力来操作所述齿轮泵。
项目19.根据项目18所述的方法,其中所述齿轮泵的排出压力的范围至少部分基于有机硅材料的组成、本体的长度、有机硅材料的粘度、挤出系统的速度,或它们的任意组合。
项目20.根据项目17所述的方法,其中所述齿轮泵的齿轮具有双螺旋设计。
项目21.根据项目10至20中任一项所述的方法,其中所述挤出系统的速度为至少大约2m/min.,至少大约22m/min.,至少大约40m/min.,至少大约80m/min.,或至少大约110m/min.。
项目22.根据项目10至20中任一项所述的方法,其中所述挤出系统的速度不大于大约200m/min.,不大于大约150m/min.,不大于大约90m/min.,不大于大约60m/min.,不大于大约30m/min.,或不大于大约12m/min.。
项目23.根据项目10至22中任一项所述的方法,其中所述挤出系统包括具有冲模和心轴的挤出机。
项目24.根据项目23所述的方法,其中所述冲模的成型段长度与所述本体的壁厚的比例不大于大约6∶1,不大于大约5∶1,或不大于大约4∶1。
项目25.根据项目23或24所述的方法,其中所述挤出机为单螺杆挤出机。
项目26.根据项目10至16中任一项所述的方法,其还包括确定所述本体的特定点处的外径。
项目27.根据项目26所述的方法,其中使用激光传感器或X射线传感器确定所述本体的特定点处的外径。
项目28.根据项目26或27所述的方法,其中以特定间隔确定所述本体的特定点处的外径。
项目29.根据项目28所述的方法,其中所述特定间隔为至少大约每0.5秒,至少大约每1.5秒,至少大约每5秒,至少大约每10秒,或至少大约每20秒。
项目30.根据项目26至29中任一项所述的方法,其还包括基于所述本体的特定点处的外径而调节所述挤出机系统的齿轮泵的抽吸压力,基于所述本体的特定点处的外径而调节所述挤出机系统的速度,基于所述本体的特定点处的外径而调节所述挤出机系统的一个或多个IR烘箱的温度,或它们的任意组合。
项目31.根据项目9至30中任一项所述的方法,其还包括在后固化所述有机硅管道结构之前测量所述有机硅管道结构的一个或多个尺寸。
项目32.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中所述内径的标准偏差在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.5%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.4%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.2%,或在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.08%。
项目33.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中所述经挤出的中空本体的壁厚的标准偏差在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约1.1%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.8%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.6%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.4%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.2%,或在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.08%。
项目34.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中垂直于所述本体的轴向方向的内孔的横截面具有圆形形状、方形形状、三角形形状,或矩形形状。
项目35.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中所述本体的长度为至少大约22m,至少大约26m,至少大约34m,或至少大约45m。
项目36.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中所述本体的长度不大于大约100m,不大于大约82m,不大于大约68m,或不大于大约53m。
项目37.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中所述本体的内径为至少大约2mm,至少大约4mm,或至少大约6mm。
项目38.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中所述本体的内径不大于大约5mm,不大于大约7mm,或不大于大约9mm。
项目39.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中所述本体的外径为至少大约4mm,至少大约8mm,或至少大约11mm。
项目40.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中所述本体的外径不大于大约9mm,不大于大约12mm,或不大于大约15mm。
项目41.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中所述有机硅管道包含聚合物,所述聚合物包括环状硅氧烷、直链硅氧烷、二甲基硅氧烷、二乙基硅氧烷、二苯基硅氧烷、卤代硅氧烷,或它们的任意组合。
项目42.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中所述有机硅管道的本体的远端和所述有机硅管道的本体的近端不含结合线。
项目43.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中将所述有机硅管道结构切割成多个有机硅管道。
项目44.根据项目43所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中所述多个有机硅管道包括管道的批组的至少一部分。
项目45.根据前述项目中任一项所述的有机硅管道结构、设备或方法,其中所述有机硅管道结构包括多个内腔,所述多个内腔中的每个内腔具有各自的内径,且所述多个内腔中的至少一个内腔的各自的内径在所述长度上具有不大于所述至少一个内腔的平均内径的大约0.8%的标准偏差。
项目46.一种包括多个有机硅管道的批组,每个有机硅管道包括具有内径、外径和长度的经挤出的中空本体,其中管道数量的至少大约95%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%。
项目47.根据项目46所述的批组,其中有机硅管道的数量为至少大约10,至少大约45,至少大约110,或至少大约170。
项目48.根据项目46或47所述的批组,其中有机硅管道的数量不大于大约750,不大于大约500,不大于大约380,不大于大约275,不大于大约210,或不大于大约155。
项目49.根据项目46至48中任一项所述的批组,其中每个有机硅管道的长度不大于大约40cm,不大于大约30cm,或不大于大约20cm。
项目50.根据项目46至49中任一项所述的批组,其中每个有机硅管道的长度为至少大约8cm,至少大约16cm,或至少大约24cm。
项目51.根据项目46至50中任一项所述的批组,其中管道数量的至少大约97%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%,管道数量的至少大约99%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%,管道数量的至少大约99.5%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%,管道数量的至少大约99.9%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%,或管道数量的至少大约99.99%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.8%。
项目52.根据项目46至51中任一项所述的批组,其中管道数量的至少大约95%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,管道数量的至少大约97%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,管道数量的至少大约99%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,管道数量的至少大约99.5%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,管道数量的至少大约99.9%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,或管道数量的至少大约99.99%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%。
项目53.根据项目46至52中任一项所述的批组,其中所述多个有机硅管道中的一个或多个有机硅管道由权利要求1至45中任一项所述的有机硅管道结构形成。
项目54.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构、方法或设备,其中一个或多个管道具有至少约2.0mm,如至少约2.5mm,如至少约3.0mm,或约2.0至25.0mm,如2.0至20.0mm,2.5至20mm和3.0至20mm的标称直径。
另一组项目如下所述:
项目1.一种有机硅管道结构,其包括:
具有内孔的经挤出的中空本体,所述经挤出的中空本体具有内径、外径和至少大约20m的长度;
其中在所述长度上,所述内径的标准偏差不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.6%。
项目2.一种方法,其包括:
由挤出系统接收有机硅材料;和
通过所述挤出系统由所述有机硅材料形成有机硅管道结构,所述有机硅管道结构包括经挤出的中空本体,所述经挤出的中空本体具有内孔,所述本体具有内径、外径和至少大约20m的长度,其中在所述长度上,所述内径的标准偏差不大于经挤出的中空本体的平均内径的大约0.6%。
项目3.根据权利要求2所述的方法,其中形成有机硅管道结构包括:挤出所述有机硅材料以形成经挤出的构件;以及固化所述经挤出的构件以形成有机硅管道。
项目4.根据权利要求2或3所述的方法,其中所述有机硅管道结构被竖直挤出。
项目5.根据权利要求4所述的方法,其中所述有机硅材料在向上方向上被竖直挤出。
项目6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法,其中所述挤出系统包括至少一个固化设备。
项目7.根据权利要求6所述的方法,其中所述至少一个固化设备包括红外(IR)烘箱。
项目8.根据权利要求7所述的方法,其中所述IR烘箱具有小于约4微米的峰值波长。
项目9.根据权利要求2-8中任一项所述的方法,其中所述挤出系统包括联接至挤出机的齿轮泵。
项目10.根据权利要求9所述的方法,其中所述挤出系统在500至2000psi范围内的抽吸压力和1000至4000psi范围内的排出压力下操作。
项目11.根据权利要求9所述的方法,其中所述齿轮泵的齿轮具有双螺旋设计。
项目12.根据权利要求2至11中任一项所述的方法,其中所述挤出系统的速度为至少大约2m/min.,至少大约22m/min.,至少大约30m/min.,至少大约40m/min.,或至少大约50m/min.。
项目13.根据权利要求2所述的方法,其中所述挤出系统包括具有冲模和心轴的挤出机。
项目14.根据权利要求13所述的方法,其中所述冲模的成型段长度与所述本体的壁厚的比例不大于大约6∶1,不大于大约5∶1,或不大于大约4∶1。
项目15.根据权利要求2-14中任一项所述的方法,其中所述挤出系统在约5至13%范围内,如5至10%或7至10%的减少%(DD%)下操作。
项目16.根据权利要求2-15中任一项所述的方法,其还包括确定特定位置处的外径,在成型过程中所述经挤出的中空本体经过所述特定位置。
项目17.根据权利要求16所述的方法,其中使用激光传感器或X射线传感器确定所述外径。
项目18.根据权利要求16或17所述的方法,其中以预定间隔确定所述特定位置处的外径。
项目19.根据权利要求18所述的方法,其中所述预定间隔不大于每0.5秒,不大于每1.5秒,不大于每5秒,不大于每10秒,或不大于每20秒。
项目20.根据权利要求9-10中任一项所述的方法,其还包括基于所述本体的外径而调节所述挤出机系统的抽吸压力,基于所述本体的特定点处的外径而调节所述挤出机系统的速度,基于所述本体的特定点处的外径而调节所述挤出机系统的一个或多个IR烘箱的温度,或它们的任意组合。
项目21.根据权利要求2至20中任一项所述的方法,其还包括在后固化所述有机硅管道结构之前测量所述有机硅管道结构的一个或多个尺寸。
项目22.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中在所述长度上所述内径的标准偏差不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.5%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.4%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.2%,或在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.08%。
项目23.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述经挤出的中空本体的壁厚的标准偏差在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约1.1%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.8%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.6%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.4%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.2%,或在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.08%。
项目24.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中垂直于所述本体的轴向方向的内孔的横截面具有圆形形状、方形形状、三角形形状,或矩形形状。
项目25.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述本体的长度为至少大约30m,至少大约50m,至少大约100m,或至少大约125m。
项目26.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述本体的内径为至少大约2.0mm,至少大约2.5mm,或至少大约3.0mm。
项目27.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述本体的外径为至少大约4mm,至少大约8mm,或至少大约11mm。
项目28.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述有机硅管道包含聚合物,所述聚合物包括环状硅氧烷、直链硅氧烷、二甲基硅氧烷、二乙基硅氧烷、二苯基硅氧烷、卤代硅氧烷,或它们的任意组合。
项目29.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述有机硅管道的本体的远端和所述有机硅管道的本体的近端不含结合线。
项目30.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中将所述有机硅管道结构切割成多个有机硅管道。
项目31.根据权利要求30所述的有机硅管道结构或方法,其中所述多个有机硅管道包括管道的批组的至少一部分。
项目32.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述有机硅管道结构包括多个内腔,所述多个内腔中的每个内腔具有各自的内径,且所述多个内腔中的至少一个内腔的各自的内径在所述长度上具有不大于所述至少一个内腔的平均内径的大约0.8%的标准偏差。
项目33.一种包括多个有机硅管道的批组,每个有机硅管道包括具有内径、外径和长度的经挤出的中空本体,其中管道数量的至少大约95%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%。
项目34.根据权利要求33所述的批组,其中有机硅管道的数量为至少大约10,至少大约45,至少大约110,或至少大约170。
项目35.根据权利要求33至34中任一项所述的批组,其中每个有机硅管道的长度为至少大约8cm,至少大约16cm,或至少大约24cm。
项目36.根据权利要求33至35中任一项所述的批组,其中管道数量的至少大约97%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%,管道数量的至少大约99%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%,管道数量的至少大约99.5%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%,管道数量的至少大约99.9%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%,或管道数量的至少大约99.99%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.8%。
项目37.根据权利要求33至36中任一项所述的批组,其中管道数量的至少大约95%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,管道数量的至少大约97%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,管道数量的至少大约99%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,管道数量的至少大约99.5%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,管道数量的至少大约99.9%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,或管道数量的至少大约99.99%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%。
项目38.根据权利要求33至37中任一项所述的批组,其中所述多个有机硅管道中的一个或多个有机硅管道由权利要求1至45中任一项所述的有机硅管道结构形成。
项目39.根据权利要求1-32中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述经挤出的中空本体具有至少约2.0mm,如至少约2.5mm,如至少约3.0mm,或约2.0至25.0mm,如2.0至20.0mm,2.5至20mm和3.0至20mm的标称直径。
项目40.一种方法,其包括:提供包括泵和来自根据权利要求30所述的多个有机硅管道的有机硅管道的医疗装置;以及使用所述医疗装置将流体分配至患者。
项目41.一种设备,其包括:来自根据权利要求30所述的多个有机硅管道的有机硅管道,以及联接至所述管道以分配包含于管道中的流体的泵。
项目42.根据权利要求41所述的设备,其中所述泵包括医疗装置,以将流体提供至患者。
项目43.根据权利要求40-42中任一项所述的设备或方法,其中所述泵为蠕动泵。
项目44.根据权利要求40-42中任一项所述的设备或方法,其中所述泵为输液泵、亲和泵或肠内泵。
项目45.根据权利要求40-44中任一项所述的设备或方法,其中所述流体的流速为至少大约0.1mL/hr.,至少大约100mL/hr.,至少大约400mL/hr.,或至少大约700mL/hr.。
项目46.根据权利要求40-45中任一项所述的设备或方法,其中所述流体的流速不大于大约1500mL/hr.,不大于大约1200mL/hr.,不大于大约900mL/hr.,或不大于大约500mL/hr.。
本文描述的概念将在如下实例中进一步描述,所述实例不限制权利要求书中所述的本公开的范围。
实例
实例1
使用有机硅挤出线而形成根据实例1的有机硅管材。所述挤出线配备与设计用于橡胶的齿轮泵组合的单螺杆挤出机。挤出机-齿轮泵组合配备竖直挤出十字头,所述竖直挤出十字头含有减少比(DDR)为1.08的尖端和冲模(tip and die)。对于1.08的DDR,DD%对应于8%。挤出线也配备两个IR烘箱。第一(底部)烘箱为短波长IR烘箱,其具有1-1.2μm(微米)的峰值波长,并设定至41kW的设置。第二(顶部)烘箱为竖直中波长至长波长IR电阻型固化烘箱,其具有4-7μm(微米)之间的IR峰值波长,并设定至1300°F的温度设置。挤出线配备内联x射线测量系统,所述内联x射线测量系统测量产品的外径、内径、壁厚和同心度/偏心度。整个挤出线经由SCADA系统(监视控制与数据采集)控制,所述SCADA系统用于在线监测和自动化调节。管材以120fpm(英尺/分钟)的速率制得。
通过Sikora X射线6035装置在管材形成过程中大约每秒进行管材的内径和壁厚的测量。设置有Sikora X射线装置的房间的温度为大约68至72°F之间。Sikora X射线装置具有大约5微米的分辨率。图6示出了根据对应于本文的其他实施例的样品而形成的管材的内径的测量,报道的数据表示根据各种实施例而获得的尺寸精确的水平。
另外,计算具有特定组成和标称尺寸的有机硅管材的样品的内径和壁厚的标准偏差。样品1使用高稠度硅橡胶(HCR)制得。特别地,样品1为经过氧化物固化的聚二甲基硅氧烷(PDMS)有机硅配方,其在其固化态下的肖氏A硬度在大约47至53的范围内。当根据ASTM D926-80工序A使用精密Scientmc Plasticity测试仪在70°F下测试3分钟时,样品1在其未固化态下具有2.33mm的塑性。样品2使用高稠度硅橡胶(HCR)制得。特别地,样品2为经铂固化的PDMS有机硅配方,其在其固化态下的肖氏A硬度在大约47至53的范围内。当根据ASTM D926-80工序A使用Precision ScientmcPlasticity测试仪在70°F下测试3分钟时,样品2在其未固化态下具有2.16mm的塑性。样品3使用高稠度硅橡胶(HCR)制得。特别地,样品3为经铂固化的PDMS有机硅配方,其在其固化态下的肖氏A硬度在大约32至38的范围内。当根据ASTM D926-80工序A使用Precision Scientmc Plasticity测试仪在70°F下测试3分钟时,样品3在其未固化态下具有1.74mm的塑性。基于在200英尺的管材上进行的100次测量,计算样品1-3的标准偏差。表1表示了每个样品的标称内径、每个样品的标称内径附近的标准偏差,和每个各自样品的由标准偏差表示的标称内径的百分比。表2表示了样品1-3的标称壁厚、标称壁厚附近的壁厚的标准偏差,和由标准偏差表示的标称壁厚的百分比。
表1
表2
实例2
使用常规有机硅挤出线形成有机硅管材。所述挤出线配备单螺杆橡胶挤出机,所述单螺杆橡胶挤出机配备竖直挤出十字头,所述竖直挤出十字头含有减少比(DDR)为1.01的尖端和冲模。对于1.01的DDR,DD%对应于1%。所述挤出线也配备竖直中波长至长波长IR电阻型固化烘箱,所述竖直中波长至长波长IR电阻型固化烘箱具有4-7μm(微米)之间的IR峰值波长,并设定至1300°F的温度设置。所述挤出线配备内联激光测量系统,以测量产品的外径。管材以95fpm(英尺/分钟)的速率制得。
通过Sikora X射线装置在管材形成过程中大约每秒进行管材的内径和壁厚的测量。设置有Sikora X射线装置的房间的温度为大约68至72°F之间。Sikora X射线装置具有大约5微米的分辨率。图7示出了管材的内径的测量。
发现来自实例2的样品具有在0.63%至1.7%的范围内的偏离标称的内径标准偏差%,尽管一些样品更高。也发现对于16米样品,那些样品具有在超过1.1%并至多2.9%的范围内的壁厚偏差%,尽管一些样品更高。然而,对于16米样品,存在单个样品测量为0.83%。
此外,对于用于形成实例1的有机硅管材的过程和用于形成实例2的有机硅管材的过程(常规过程),计算对于样品1的组成的内径和壁厚的加工能力(Cp)。基于0.002英寸的容差计算Cp。表3表示了根据实例1和实例2的过程而形成的样品1的内径和壁厚的Cp
表3
名称 C p
实例1过程内径 3.13
实例1过程壁厚 6.26
实例2过程内径 1.23
实例2过程壁厚 2.73
实例1过程的较高的Cp值表明实例1过程的变化低于实例2过程的变化。通过图6和图7的检查,根据实例1过程形成的样品1的较低的内径变化是显而易见的。特别地,在图6中不存在在图7所示的许多观察所出现的偏离标称值的变化。因此,相比于实例2的常规过程,通过实例1过程所制得的有机硅管材的尺寸精确度得以改进。
应注意,不需要如上在一般性描述或实例中所述的所有活动,可能不需要具体活动的一部分,以及除了所述的那些之外可进行一种或多种另外的活动。此外,活动列出的顺序并不必需是进行活动的顺序。
益处、其他优点和问题的解决方法已关于具体实施例如上进行描述。然而,益处、优点、问题的解决方法和可能使任何益处、优点或解决方法出现或变得更明显的任何特征不应被解释为任何权利要求或所有权利要求的关键、所需或必要特征。
本文描述的实施例的详述和显示旨在提供对各个实施例的结构的一般理解。详述和显示不旨在充当使用本文所述的结构或方法的装置和系统的全部元件和特征的穷举全面的描述。分开的实施例也可在单个实施例中组合提供,相反,为了简明而在单个实施例的情况下描述的各个特征也可分开提供或以任何亚组合提供。此外,对范围中所述的值的引用包括在该范围内的每一个值。仅在阅读本说明书之后,许多其他实施例对于本领域技术人员而言是显而易见的。其他实施例可使用并衍生自本公开,从而可在不偏离本公开的范围的情况下进行结构替换、逻辑替换或另一改变。因此,本公开应被视为示例性的而非限制性的。

Claims (46)

1.一种有机硅管道结构,其包括:
具有内孔的经挤出的中空本体,所述经挤出的中空本体具有内径、外径和至少大约20m的长度;
其中在所述长度上,所述内径的标准偏差不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.6%。
2.一种方法,其包括:
由挤出系统接收有机硅材料;和
通过所述挤出系统由所述有机硅材料形成有机硅管道结构,所述有机硅管道结构包括经挤出的中空本体,所述经挤出的中空本体具有内孔,所述本体具有内径、外径和至少大约20m的长度,其中在所述长度上,所述内径的标准偏差不大于经挤出的中空本体的平均内径的大约0.6%。
3.根据权利要求2所述的方法,其中形成有机硅管道结构包括:
挤出所述有机硅材料以形成经挤出的构件;和
固化所述经挤出的构件以形成有机硅管道。
4.根据权利要求2或3所述的方法,其中所述有机硅管道结构被竖直挤出。
5.根据权利要求4所述的方法,其中所述有机硅材料在向上方向上被竖直挤出。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法,其中所述挤出系统包括至少一个固化设备。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述至少一个固化设备包括红外(IR)烘箱。
8.根据权利要求7所述的方法,其中所述IR烘箱具有小于约4微米的峰值波长。
9.根据权利要求2-8中任一项所述的方法,其中所述挤出系统包括联接至挤出机的齿轮泵。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述挤出系统在500至2000psi范围内的抽吸压力和1000至4000psi范围内的排出压力下操作。
11.根据权利要求9所述的方法,其中所述齿轮泵的齿轮具有双螺旋设计。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的方法,其中所述挤出系统的速度为至少大约2m/min.,至少大约22m/min.,至少大约30m/min.,至少大约40m/min.,或至少大约50m/min.。
13.根据权利要求2所述的方法,其中所述挤出系统包括具有冲模和心轴的挤出机。
14.根据权利要求13所述的方法,其中所述冲模的成型段长度与所述本体的壁厚的比例不大于大约6∶1,不大于大约5∶1,或不大于大约4∶1。
15.根据权利要求2-14中任一项所述的方法,其中所述挤出系统在约5至13%范围内,如5至10%或7至10%的减少%(DD%)下操作。
16.根据权利要求2-15中任一项所述的方法,其还包括确定特定位置处的外径,在成型过程中所述经挤出的中空本体经过所述特定位置。
17.根据权利要求16所述的方法,其中使用激光传感器或X射线传感器确定所述外径。
18.根据权利要求16或17所述的方法,其中以预定间隔确定所述特定位置处的外径。
19.根据权利要求18所述的方法,其中所述预定间隔不大于每0.5秒,不大于每1.5秒,不大于每5秒,不大于每10秒,或不大于每20秒。
20.根据权利要求9-10中任一项所述的方法,其还包括基于所述本体的外径而调节所述挤出机系统的抽吸压力,基于所述本体的特定点处的外径而调节所述挤出机系统的速度,基于所述本体的特定点处的外径而调节所述挤出机系统的一个或多个IR烘箱的温度,或它们的任意组合。
21.根据权利要求2至20中任一项所述的方法,其还包括在后固化所述有机硅管道结构之前测量所述有机硅管道结构的一个或多个尺寸。
22.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中在所述长度上所述内径的标准偏差不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.5%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.4%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.2%,或在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均内径的大约0.08%。
23.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述经挤出的中空本体的壁厚的标准偏差在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约1.1%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.8%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.6%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.4%,在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.2%,或在所述长度上不大于所述经挤出的中空本体的平均壁厚的大约0.08%。
24.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中垂直于所述本体的轴向方向的内孔的横截面具有圆形形状、方形形状、三角形形状,或矩形形状。
25.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述本体的长度为至少大约30m,至少大约50m,至少大约100m,或至少大约125m。
26.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述本体的内径为至少大约2.0mm,至少大约2.5mm,或至少大约3.0mm。
27.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述本体的外径为至少大约4mm,至少大约8mm,或至少大约11mm。
28.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述有机硅管道包含聚合物,所述聚合物包括环状硅氧烷、直链硅氧烷、二甲基硅氧烷、二乙基硅氧烷、二苯基硅氧烷、卤代硅氧烷,或它们的任意组合。
29.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述有机硅管道的本体的远端和所述有机硅管道的本体的近端不含结合线。
30.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中将所述有机硅管道结构切割成多个有机硅管道。
31.根据权利要求30所述的有机硅管道结构或方法,其中所述多个有机硅管道包括管道的批组的至少一部分。
32.根据前述权利要求中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述有机硅管道结构包括多个内腔,所述多个内腔中的每个内腔具有各自的内径,且所述多个内腔中的至少一个内腔的各自的内径在所述长度上具有不大于所述至少一个内腔的平均内径的大约0.8%的标准偏差。
33.一种包括多个有机硅管道的批组,每个有机硅管道包括具有内径、外径和长度的经挤出的中空本体,其中管道数量的至少大约95%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%。
34.根据权利要求33所述的批组,其中有机硅管道的数量为至少大约10,至少大约45,至少大约110,或至少大约170。
35.根据权利要求33至34中任一项所述的批组,其中每个有机硅管道的长度为至少大约8cm,至少大约16cm,或至少大约24cm。
36.根据权利要求33至35中任一项所述的批组,其中管道数量的至少大约97%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%,管道数量的至少大约99%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%,管道数量的至少大约99.5%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%,管道数量的至少大约99.9%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.6%,或管道数量的至少大约99.99%的内径的标准偏差不大于全部数量的管道的平均内径的大约0.8%。
37.根据权利要求33至36中任一项所述的批组,其中管道数量的至少大约95%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,管道数量的至少大约97%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,管道数量的至少大约99%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,管道数量的至少大约99.5%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,管道数量的至少大约99.9%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%,或管道数量的至少大约99.99%的壁厚的标准偏差不大于全部数量的管道的平均壁厚的大约1.1%。
38.根据权利要求33至37中任一项所述的批组,其中所述多个有机硅管道中的一个或多个有机硅管道由权利要求1至45中任一项所述的有机硅管道结构形成。
39.根据权利要求1-32中任一项所述的有机硅管道结构或方法,其中所述经挤出的中空本体具有至少约2.0mm,如至少约2.5mm,如至少约3.0mm,或约2.0至25.0mm,如2.0至20.0mm,2.5至20mm和3.0至20mm的标称直径。
40.一种方法,其包括:
提供包括泵和来自根据权利要求30所述的多个有机硅管道的有机硅管道的医疗装置;以及
使用所述医疗装置将流体分配至患者。
41.一种装置,其包括:
来自根据权利要求30所述的多个有机硅管道的有机硅管道;和
联接至所述管道以分配包含于所述管道中的流体的泵。
42.根据权利要求41所述的设备,其中所述泵包括医疗装置,以将流体提供至患者。
43.根据权利要求40-42中任一项所述的设备或方法,其中所述泵为蠕动泵。
44.根据权利要求40-42中任一项所述的设备或方法,其中所述泵为输液泵、亲和泵或肠内泵。
45.根据权利要求40-44中任一项所述的设备或方法,其中所述流体的流速为至少大约0.1mL/hr.,至少大约100mL/hr.,至少大约400mL/hr.,或至少大约700mL/hr.。
46.根据权利要求40-45中任一项所述的设备或方法,其中所述流体的流速不大于大约1500mL/hr.,不大于大约1200mL/hr.,不大于大约900mL/hr.,或不大于大约500mL/hr.。
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