CN110178067A - 具有毛细管结构的导管 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种导管(10)。所述导管(10)包含(i)环形壁(66),所述环形壁由聚合物材料构成,所述环形壁(66)限定环形通路;(ii)多个通道(68),所述多个通道沿所述环形壁(66)的内表面(62)的长度延伸;以及(iii)滑动材料,所述滑动材料定位在所述通道(68)中,所述滑动材料在所述通道(68)中形成毛细管结构(70),并且所述毛细管结构(70)从所述环形壁(66)径向向内突出。
Description
背景技术
本公开涉及具有毛细管结构的导管。
电缆安装过程中长期存在的问题是当电缆被拉入且通过导管时产生的高张力。安装期间高张力的主要原因是导管和/或电缆护套中包含的高摩擦系数(COF)材料。已经尝试将低COF材料结合到导管中,如通过混合方法。然而,已经发现通过混合方法将低COF材料结合到导管中会损害导管的机械性能。进一步,此方法需要昂贵的高负荷的低COF材料。还尝试在导管的内表面中共挤出低COF材料。然而,一层低COF材料的共挤出通常需要连接层以在导管材料与共挤出的低COF材料之间产生键合。此方法还需要高负荷的低COF材料。
本领域认识到需要一种包含低COF材料的导管,所述导管在电缆安装期间减小张力,而不损害导管的机械性能。本领域还认识到需要一种包含小负荷的低COF材料的导管,使得导管比通过混合方法生产的导管便宜。
发明内容
本公开提供了一种导管。在一个实施例中,所述导管包含:
(i)环形壁,所述环形壁由聚合物材料构成,所述环形壁限定环形通路;
(ii)多个通道,所述多个通道沿所述环形壁的内表面的长度延伸;以及
(iii)滑动材料,所述滑动材料定位在所述通道中,所述滑动材料在所述通道中形成毛细管结构,并且所述毛细管结构从所述环形壁径向向内突出。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的导管的透视图。
图1A是根据本公开的实施例的沿图1的线1A-1A截取的导管的横截面视图。
图2是根据本公开的另一个实施例的导管的透视图。
图2A是根据本公开的实施例的沿图2的线2A-2A截取的导管的横截面视图。
图3A是根据本公开的实施例的导管的横截面视图。
图3B是根据本公开的另一个实施例的导管的横截面视图。
图3C是根据本公开的另一个实施例的导管的横截面视图。
图3D是根据本公开的另一个实施例的导管的横截面视图。
图4是根据本公开的实施例的用于制造导管的模具组合件的透视剖视图。
图5是根据本公开的实施例的导管内的涂覆导体的透视图。
图5A是根据本公开的实施例的沿图5的线5A-5A截取的导管内的涂覆导体的横截面视图。
定义和测试方法
任何情况下提及的元素周期表是指1990到1991年CRC出版公司(CRC Press,Inc.)公布的元素周期表。通过用于对各组进行编号的新编号方案提及此表中的元素的族。
为了美国专利实践的目的,任何提及的专利、专利申请或出版物的内容,特别是关于各定义的公开(限度是不能与本公开中具体提供的任何定义不一致)和本领域的一般知识,通过引用以其整体并入(或其等效美国版本也如此通过引用并入)。
本文公开的数值范围包含来自上限值和下限值、并包含上限值和下限值的所有的值。对于含有确切值(例如1或2;或3到5;或6;或7)的范围,包含任何两个确切值之间的任何子范围(例如1到2;2到6;5到7;3到7;5到6等)。
除非相反地陈述、由上下文暗示或在本领域中惯用,否则所有份数和百分比都以重量计,并且所有测试方法都是截至本公开的存档日期的现行方法。
摩擦系数(COF)根据ASTM D1894测量。用于COF确定的基材是DOW HDPE DGDB-2480NT,这是可从美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(The Dow Chemical Company,Midland,MI,USA)商购的高密度聚乙烯。
术语“组合物”是指包括组合物的材料的混合物,以及由组合物的材料形成的反应产物和分解产物。
术语“包括”、“包含”、“具有”和其衍生词并不旨在排除任何额外组分、步骤或程序的存在,无论所述组分、步骤或程序是否具体地公开。为了避免任何疑问,除非相反地陈述,否则通过使用术语“包括”所要求的所有组合物可以包含任何额外添加剂、佐剂或化合物,无论聚合或以其它方式。相反,术语“基本上由……组成”从任何随后列举的范围中排除任何其它组分、步骤或程序,除对可操作性来说并非必不可少的那些之外。术语“由……组成”排除没有具体叙述或列出的任何组分、步骤或程序。除非另外陈述,否则术语“或”是指单独列出的以及以任何组合列出的成员。单数形式的使用包含复数形式的使用,并且反之亦然。
“导体”是用于传导热、光和/或电的一根或多根导线、或一根或多根纤维。导体可以是单根导线/纤维或多根导线/纤维,并且可以呈股状形式或管状形式。合适导体的非限制性实例包含碳和如银、金、铜和铝等各种金属。导体还可以是由玻璃或塑料制成的光纤。导体可以或可以不安置在保护护套中。“电缆”是一种导体,其中两根或更多根导线或两根或更多根光纤任选地在共同的绝缘覆盖物中结合到一起。覆盖物内单根导线或纤维可以是裸露的、覆盖的或绝缘的。组合电缆可能含有电线和光纤两者。电缆可以设计用于低电压、中电压和/或高电压应用。电缆可以是具有光纤、金属线(如铜线)和其组合的通信电缆。电缆设计的非限制性实例在USP 5,246,783;6,496,629;以及6,714,707中示出,每个通过引用并入本文。
根据ASTM D792测量密度。结果以克(g)每立方厘米(g/cc或g/cm3)记录。
“乙烯基聚合物”是含有超过50摩尔%的聚合的乙烯单体(按可聚合单体的总量计)以及任选地可以含有至少一种共聚单体的聚合物。乙烯基聚合物包含乙烯均聚物和乙烯共聚物(意指衍生自乙烯和一种或多种共聚单体的单元)。术语“乙烯基聚合物”和“聚乙烯”可以互换使用。乙烯基聚合物(聚乙烯)的非限制性实例包含低密度聚乙烯(LDPE)和线性聚乙烯。线性聚乙烯的非限制性实例包含线性低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、极低密度聚乙烯(VLDPE)、多组分乙烯基共聚物(EPE)、乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物(也称为烯烃嵌段共聚物(OBC))、单位点催化的线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)、基本线性或线性塑性体/弹性体、中密度聚乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)。通常,可以使用非均相催化剂体系(如齐格勒-纳塔催化剂)、均相催化剂体系(包括如茂金属、非金属茂金属中心、杂芳基、杂价芳氧基醚、膦亚胺和其它等第4族转变金属和配体结构),在气相流化床反应器、液相淤浆工艺反应器或液相溶液工艺反应器中生产聚乙烯。非均相和/或均相催化剂的组合还可以用于单反应器或双反应器配置中。
“乙烯塑性体/弹性体”是基本上线性的或线性的含有均相短链支化分布的乙烯/α-烯烃共聚物,所述均相短链支化分布包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种C3-C10α-烯烃共聚单体,或至少一种C4-C8α-烯烃共聚单体或至少一种C6-C8α-烯烃共聚单体的单元。乙烯塑性体/弹性体的密度为0.870g/cc、或0.880g/cc、或0.890g/cc到0.900g/cc、或0.902g/cc、或0.904g/cc、或0.909g/cc、或0.910g/cc、或0.917g/cc。乙烯塑性体/弹性体的非限制性实例包含AFFINITYTM塑性体和弹性体(可从陶氏化学公司(The Dow ChemicalCompany)获得)、EXACTTM塑性体(可从埃克森美孚化工公司(ExxonMobil Chemical)获得)、TafmerTM(可从三井(Mitsui)获得)、NexleneTM(可从SK化工有限公司(SK Chemicals,Co.)获得)和LuceneTM(可从乐金化学公司(LG Chem Ltd.)获得)。
“高密度聚乙烯”(或“HDPE”)是乙烯均聚物或乙烯/α-烯烃共聚物,其具有至少一种C4-C10α-烯烃共聚单体或C4α-烯烃共聚单体,并且密度大于0.94g/cc、或0.945g/cc、或0.95g/cc、或0.955g/cc到0.96g/cc、或0.97g/cc、或0.98g/cc。HDPE可以是单峰共聚物或多峰共聚物。“单峰乙烯共聚物”是在示出分子量分布的凝胶渗透色谱(GPC)中具有一个不同的峰的乙烯/C4-C10α-烯烃共聚物。合适的HDPE的非限制性实例是CONTINUUMTM DGDA-2490KB,可从陶氏化学公司获得。
“护套”是导体上的涂层。护套可以与导体直接接触。替代性地,在护套与导体之间可以存在一个或多个中间层。
“线性低密度聚乙烯”(或“LLDPE”)是含有非均相短链支化分布的线性乙烯/α-烯烃共聚物,所述非均相短链支化分布包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种C3-C10α-烯烃共聚单体或至少一种C4-C8α-烯烃共聚单体,或至少一种C6-C8α-烯烃共聚单体的单元。与常规LDPE相比,LLDPE的特征在于很少,如果有的话,的长链支化。LLDPE的密度为0.916g/cc到0.925g/cc。LLDPE的非限制性实例包含TUFLINTM线性低密度聚乙烯树脂(可从陶氏化学公司获得)、DowlexTM聚乙烯树脂(可从陶氏化学公司获得)和MARLEXTM聚乙烯(可从雪佛龙菲利斯(Chevron Phillips)获得)。
“低密度聚乙烯”(或“LDPE”)是乙烯均聚物,或包括至少一种C3-C10α-烯烃或C3-C4α-烯烃的乙烯/α-烯烃共聚物,其密度为0.915g/cc到0.925g/cc并且含有具有宽分子量分布(MWD)的长链支化。LDPE通常通过高压自由基聚合(管式反应器或具有自由基引发剂的高压釜)生产。LDPE的非限制性实例包含MarFlexTM(雪佛龙菲利斯)、LUPOLENTM(莱昂德尔巴塞尔工业公司(LyondellBasell))、以及来自北欧化工(Borealis)、英力士(Ineos)、埃克森美孚和其它的LDPE产品。
“中密度聚乙烯”(或“MDPE”)是乙烯均聚物或包括至少一种C3-C10α-烯烃或C3-C4α-烯烃的乙烯/α-烯烃共聚物,其密度为0.926g/cc到0.940g/cc。
如本文所用,熔化温度或“Tm”(参考所绘制的DSC曲线形状,也称为熔融峰)通常如USP 5,783,638中所述由用于测量聚烯烃的熔点或峰值的DSC(差示扫描量热法)技术测量。应当注意的是,包括两种或更多种聚烯烃的许多共混物将具有多于一个熔点或峰,许多单独聚烯烃将仅包括一个熔点或峰。
“多组分乙烯基共聚物”(或“EPE”)包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种C3-C10α-烯烃共聚单体、或至少一种C4-C8α-烯烃共聚单体或至少一种C6-C8α-烯烃共聚单体的单元,如专利参考文献USP 6,111,023;USP 5,677,383;以及USP 6,984,695中所述。EPE树脂的密度为0.905g/cc、或0.908g/cc、或0.912g/cc、或0.920g/cc到0.926g/cc、或0.929g/cc、或0.940g/cc、或0.962g/cc。EPE树脂的非限制性实例包含ELITETM增强聚乙烯(可从陶氏化学公司获得)、ELITE ATTM先进技术树脂(可从陶氏化学公司获得)、SURPASSTM聚乙烯(PE)树脂(可从诺瓦化学(Nova Chemicals)获得)和SMARTTM(可从SK化工有限公司获得)。
“多峰乙烯共聚物”是在示出分子量分布的GPC中具有至少两个不同的峰的乙烯/C4-C10α-烯烃共聚物。多峰包含具有两个峰(双峰)的共聚物以及具有多于两个峰的共聚物。HDPE的非限制性实例包含DOWTM高密度聚乙烯(HDPE)树脂(可从陶氏化学公司获得)、ELITETM增强聚乙烯树脂(可从陶氏化学公司获得)、CONTINUUMTM双峰聚乙烯树脂(可从陶氏化学公司获得)、LUPOLENTM(可从莱昂德尔巴塞尔工业公司获得),以及来自北欧化工、英力士和埃克森美孚的HDPE产品。
“烯烃基聚合物”或“聚烯烃”是含有多于50摩尔%聚合烯烃单体(按可聚合单体的总量计)并且任选地可以含有至少一种共聚单体的聚合物。烯烃基聚合物的非限制性实例包含乙烯基聚合物和丙烯基聚合物。
“聚合物”是通过使呈聚合形式提供构成聚合物的多个和/或重复“单元”或“单体单元”的无论相同或不同类型的单体聚合而制备的化合物。因此,通用术语聚合物包涵术语均聚物,其通常用于指仅由一种类型的单体制备的聚合物,并且术语共聚物通常用于指由至少两种类型的单体制备的聚合物。它还包涵所有形式的共聚物,例如,无规共聚物、嵌段共聚物等。术语“乙烯/α-烯烃聚合物”和“丙烯/α-烯烃聚合物”表示如上所述分别将乙烯或丙烯与一种或多种额外的可聚合α-烯烃单体聚合制备的共聚物。应注意,尽管聚合物经常称作由一种或多种特定单体“制成”,“基于”特定的单体或单体类型,“含有”特定的单体含量等,但在此上下文中,术语“单体”应理解为指特定单体的聚合遗留物,而不是未聚合的物种。一般而言,本文的聚合物指基于聚合形式的对应的单体的“单元”。
“丙烯基聚合物”是含有超过50摩尔%的聚合的丙烯单体(按可聚合单体的总量计)以及任选地可以含有至少一种共聚单体的聚合物。
“护套”是一个通用术语,并且当相对于电缆使用时,它包含绝缘覆盖物或层、保护套等。
“超低密度聚乙烯”(或“ULDPE”)和“极低密度聚乙烯”(或“VLDPE”)各自是含有非均相短链支化分布的线性乙烯/α-烯烃共聚物,所述非均相短链支化分布包括衍生自乙烯的单元和衍生自至少一种C3-C10α-烯烃共聚单体、或至少一种C4-C8α-烯烃共聚单体、或至少一种C6-C8α-烯烃共聚单体的单元。ULDPE和VLDPE各自的密度为0.885g/cc或0.90g/cc到0.915g/cc。ULDPE和VLDPE的非限制性实例包含ATTANETM超低密度聚乙烯树脂(可从陶氏化学公司获得)和FLEXOMERTM极低密度聚乙烯树脂(可从陶氏化学公司获得)。
具体实施方式
本公开提供了一种导管。在一个实施例中,导管包含由聚合物材料构成的环形壁,环形壁限定环形通路。导管还包含沿环形壁的内表面的长度延伸的多个通道,以及定位在通道中的滑动材料。滑动材料在通道中形成毛细管结构,并且毛细管结构从环形壁径向向内突出。
在一个实施例中,涂覆导体安置在导管中。
如本文所用,“导管”是具有环形壁的细长管状结构。环形壁限定了延伸通过导管的环形通路。环形壁可以是或可以不是单层结构,或多层结构。图1示出了具有限定了环形通路61的环形壁66的导管60。如涂覆导体等制品可以延伸穿过环形通路61,或者以其它方式安置在所述环形通路内。环形壁66具有相对的表面-外表面64和内表面62-如图1所示。
环形壁66由聚合物材料构成。合适的聚合物材料的非限制性实例包含聚烯烃(如乙烯基聚合物和丙烯基聚合物)、聚氯乙烯(“PVC”)和其组合。在一个实施例中,聚合物材料是乙烯基聚合物、丙烯基聚合物、PVC或其组合。
在一个实施例中,聚合物材料包含乙烯基聚合物。合适的乙烯基聚合物(聚乙烯)的非限制性实例包含低密度聚乙烯(LDPE)和线性聚乙烯。合适的线性聚乙烯的非限制性实例包含线性低密度聚乙烯(LLDPE)、多组分乙烯基共聚物(EPE)、乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物(也称为烯烃嵌段共聚物(OBC))、单位点催化的线性低密度聚乙烯(m-LLDPE)、基本上线性的聚乙烯、或线性聚乙烯、乙烯基塑性体/弹性体、中密度聚乙烯(MDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)和其组合。
在一个实施例中,聚合物材料是MDPE。
在一个实施例中,聚合物材料是HDPE。
在一个实施例中,聚合物材料包含丙烯基聚合物。合适的丙烯基聚合物的非限制性实例包含丙烯均聚物、无规丙烯共聚物、丙烯抗冲共聚物、丙烯/α-烯烃共聚物和其组合。
在一个实施例中,聚合物材料包含丙烯均聚物。
在另一个实施例中,聚合物材料包含丙烯/α-烯烃共聚物。合适的α-烯烃包含但不限于C4-C20α-烯烃或C4-C10α-烯烃。合适的α-烯烃的非限制性实例包含1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯和1-辛烯。
在一个实施例中,聚合物材料包含聚氯乙烯(“PVC”)。
聚合物材料可以包含或可以不包含添加剂。合适的添加剂的非限制性实例包含抗氧化剂、着色剂、紫外线(UV)吸收剂或稳定剂、抗粘连剂、阻燃剂、增容剂、增塑剂、填料、加工助剂、交联剂(例如过氧化物)和其组合。
在一个实施例中,聚合物材料包含抗氧化剂。合适的抗氧化剂的非限制性实例包含酚类抗氧化剂、硫代基抗氧化剂、磷酸盐基抗氧化剂和肼基金属钝化剂。在另外的实施例中,聚合物材料包含抗氧化剂,如IRGANOX 1035,按聚合物材料的总重量计,以0.1wt%或0.2wt%到0.3wt%的量存在。
在一个实施例中,聚合物材料包含填料。合适的填料的非限制性实例包含氧化锌、硼酸锌、钼酸锌、硫化锌、如有机粘土等粘土、炭黑、碳酸钙、玻璃纤维和其组合。填料可以具有或可以不具有阻燃性质。
在一个实施例中,聚合物材料包含加工助剂。合适的加工助剂的非限制性实例包含油、有机酸(如硬脂酸)和有机酸的金属盐(如硬脂酸锌)。
环形壁可以包括本文所公开的两个或更多个实施例。
1.多个通道
在图1中,导管10包含沿环形壁66的内表面的长度L延伸的多个通道。导管60具有沿环形壁66的内表面62的长度L延伸的多个通道68。“通道”是环形壁66的聚合物材料中的细长空隙。每个通道68是聚合物材料中的小凹槽,所述通道沿环形壁66的内表面62的长度L延伸。当环形壁66是多层结构时,环形壁66的内表面62是最内层的内表面。通道的深度不延伸到环形壁66的外表面64。如图3A–3D所示,从横截面视图看,每个通道68由围绕通道的周长延伸的通道壁69形成。通道壁69由形成环形壁66的聚合物材料形成。
每个通道68可以沿环形壁66的内表面62的整个长度L延伸,或者可以沿环形壁66的内表面62的长度L的一部分延伸。在一个实施例中,每个通道68沿环形壁66的内表面62的整个或基本上整个长度L延伸。在另一个实施例中,每个通道68沿环形壁66的内表面62的长度L的一部分延伸。在一个实施例中,每个通道68沿环形壁66的内表面62的长度L的50%、或60%、或70%到80%、或90%、或95%、或99%或100%延伸。通道68可以连续地或间歇地延伸环形壁的内表面62的长度L。
在一个实施例中,所述多个通道68沿环形壁66的内表面62的长度L以图案延伸。合适的图案的非限制性实例包含平行、螺旋、正弦曲线和其组合。在一个实施例中,一个或多个通道68可以相交或以其它方式彼此接触。在另外的实施例中,通道68以十字交叉图案相交。
在一个实施例中,所述多个通道68沿环形壁66的内表面62的长度L以平行图案延伸。如本文所用,术语“平行”是指沿环形壁66的内表面62的长度L在相同方向上延伸的通道,所述通道关于纵轴X维持平行朝向,如图1所示。平行通道彼此不相交。图1和1A描绘了平行通道68。
在一个实施例中,所述多个通道68沿环形壁66的内表面62的长度L以螺旋图案延伸。如本文所用,术语“螺旋”是指沿环形壁66的内表面62上和周围的长度L以螺旋方式延伸且不相交的通道。图2和2A描绘了螺旋通道68。
在一个实施例中,所述多个通道68沿环形壁66的内表面62的长度L以正弦图案(未示出)延伸。如本文所用,术语“正弦”是指沿环形壁66的内表面62的长度L以波浪方式延伸的通道。在另外的实施例中,正弦图案由非相交的通道68构成。
在一个实施例中,一个或多个通道可以相交或以其它方式彼此接触。在另外的实施例中,通道以十字交叉图案相交。
通道68沿内环形壁62以间隔开的方式布置。在一个实施例中,通道68彼此各自间隔开相等的距离。
在一个实施例中,导管60包含2个、或3个、或4个、或5个、或6到7个、或8个、或9个、或10个、或11个、或12个、或13个、或14个、或15个、或16个、或18个、或20个、或30个、或40个、或50个通道68。在另一个实施例中,导管60包含2个、或4到8个、或10个、或15个、或20个、或30个、或40个、或50个通道68。在另一个实施例中,导管60包含至少2个通道68。
所述多个通道可以包括本文所公开的两个或更多个实施例。
2.滑动材料
滑动材料定位在通道中的每一个通道中。“滑动材料”是具有低摩擦系数(COF)的组合物。“低摩擦系数”是0.02到0.15的COF。在一个实施例中,滑动材料的COF为0.02、或0.04、或0.06、或0.07、或0.08、或0.09、或0.10到0.13、或0.14、或0.15。
合适的滑动材料的非限制性实例包含硅树脂、脂肪酸酰胺、增塑剂、有机胺、二元酯、硬脂酸盐、硫酸盐、脂肪酸、矿物油、植物油、氟化有机树脂、石墨、二硫化钨、二硫化钼和其组合。滑动材料可以还包含或不包含聚合物材料。聚合物材料可以是本文所公开的任何聚合物材料。在一个实施例中,聚合物材料是乙烯基聚合物、丙烯基聚合物、聚酰胺(如尼龙)或其组合。
在一个实施例中,滑动材料是硅树脂。“硅树脂”是通常包括硅氧烷基单体残基重复单元的聚合物。“硅氧烷”是具有以下结构(I)的单体残基重复单元:
其中R1和R2各自独立地为氢或烃基部分。“烃基”是通过从烃中除去氢原子形成的单价基团(例如烷基,如乙基,或芳基,如苯基)。在一个实施例中,硅氧烷单体残基可以是具有相同或不同的烷基、芳基、烷芳基或芳烷基部分的任何二烷基、二芳基、二烷芳基或二芳烷基硅氧烷。在一个实施例中,R1和R2中的每一个独立地为C1到C20、或C1到C12、或C1到C6烷基、芳基、烷芳基或芳烷基部分。在各个实施例中,R1和R2可以具有相同或不同数目的碳原子。在各个实施例中,R1和R2中的每一个的烃基是饱和的且任选地直链的烷基。此外,这种实施例中的烷基对于R1和R2中的每一个可以是相同的。适用于R1和R2的烷基的非限制性实例包含甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基、异丁基、叔丁基、或其两种或更多种的组合。合适的硅树脂的非限制性实例包含聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚(乙基-甲基硅氧烷)和其组合。合适的硅树脂的非限制性实例还包含国际公开第WO2014/172105号中所公开的硅树脂,其公开内容通过引用以其整体并入本文。
在一个实施例中,滑动材料是脂肪酸酰胺。“脂肪酸酰胺”是具有以下结构(II)的分子:
其中R是C3到C27烷基部分。在一个实施例中,R是C11到C25或C15到C23烷基部分。在另一个实施例中,R是C21烷基部分。R可以是饱和的、单不饱和的或多不饱和的。在一个实施例中,R是单不饱和的。合适的脂肪酸酰胺的非限制性实例包含芥酸酰胺、油酰胺、棕榈酰胺、硬脂酰胺和山嵛酸酰胺。另外,脂肪酸酰胺可以是两种或更多种脂肪酸酰胺的混合物。在一个实施例中,脂肪酸酰胺是芥酸酰胺。合适的脂肪酸酰胺的非限制性实例还包含国际公开第WO 2014/172105号中所公开的脂肪酸酰胺。
在一个实施例中,滑动材料是硬脂酸盐。合适的硬脂酸盐的非限制性实例包含硬脂酸锌、硬脂酸铅、硬脂酸钙和其组合。
在一个实施例中,滑动材料是硫酸盐。合适的硫酸盐的非限制性实例是硫酸锌。
在一个实施例中,滑动材料是脂肪酸。合适的脂肪酸的非限制性实例包含棕榈酸、硬脂酸和其组合。
在一个实施例中,滑动材料是氟化有机树脂。“氟化有机树脂”是选自以下的一种或多种氟化单体的聚合物:四氟乙烯、偏二氟乙烯和三氟氯乙烯。
合适的市售滑动材料的非限制性实例包含MB50-314(其为HDPE聚合物中超高分子量羟基封端的聚二甲基硅氧烷的50:50母料)和MB50-002(其为LDPE聚合物中超高分子量硅氧烷聚合物的50:50母料),各自可从美国密西根州米德兰市道康宁公司(Dow CorningCorporation,Midland,MI,USA)获得。
在一个实施例中,按滑动材料的总重量计,滑动材料包含10wt%、或20wt%、或30wt%到40wt%、或45wt%、或50wt%、或55wt%、或60wt%、或70wt%、或75wt%、或80wt%、或90wt%、或100wt%的硅树脂、脂肪酸酰胺、增塑剂、有机胺、二元酯、硬脂酸盐、硫酸盐、脂肪酸、矿物油、植物油、氟化有机树脂、石墨、二硫化钨、二硫化钼或其组合。在另一个实施例中,按滑动材料的总重量计,滑动材料包含10wt%、或20wt%、或30wt%到40wt%、或45wt%、或50wt%、或55wt%、或60wt%、或70wt%、或75wt%、或80wt%、或90wt%、或99wt%的硅树脂、脂肪酸酰胺、增塑剂、有机胺、二元酯、硬脂酸盐、硫酸盐、脂肪酸、矿物油、植物油、氟化有机树脂、石墨、二硫化钨、二硫化钼或其组合;和相互量的聚合物材料,或1wt%、或10wt%、或20wt%、或25wt%、或30wt%、或40wt%、或54wt%、或50wt%、或55wt%、或60wt%到70wt%、或80wt%、或90wt%的聚合物材料。
滑动材料可以包含或可以不包含添加剂。添加剂可以是本文所公开的任何添加剂。
滑动材料可以包括本文所公开的两个或更多个实施例。
3.毛细管结构
滑动材料在通道中形成毛细管结构。“毛细管结构”是具有高度、宽度和深度并且由滑动材料构成的构造。换言之,毛细管结构是三维结构。每个毛细管结构70从环形壁66径向向内突出,如图1、2和3A–3D所示。“从环形壁径向向内突出”的毛细管结构具有向内延伸超过环形壁的内表面的部分。替代性地,毛细管结构70中的一个或多个毛细管结构可以与环形壁66的内表面62共同延伸。
毛细管结构70具有横截面形状。毛细管结构70的合适的横截面形状的非限制性实例包含椭圆、多边形和其组合。
在一个实施例中,毛细管结构70具有多边形横截面形状。“多边形”是由至少三个边限定的闭合平面图。多边形可以是正多边形,或具有三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个或更多个边的不规则多边形。合适的多边形形状的非限制性实例包含三角形、正方形、矩形、菱形、梯形、平行四边形、六边形和八边形。图3B描绘了具有三角形横截面形状的毛细管结构70b。图3C描绘了具有梯形横截面形状的毛细管结构70c。图3D描绘了具有菱形横截面形状的毛细管结构70d。
在一个实施例中,毛细管结构70具有椭圆横截面形状。“椭圆”是平面曲线,使得其周长中的每个点与两个固定点,焦点的距离之和相等。椭圆的中心是连接两个焦点的线段的中点。椭圆具有长轴(穿过中心的最长直径)。短轴是穿过中心的最短线。椭圆中心是长轴和短轴的交点。“圆”是椭圆的特定形式,其中两个焦点位于相同的位置(在圆的中心)。椭圆形状的非限制性实例包含圆、椭圆形和卵形。图3A描绘了具有圆横截面形状的毛细管结构70a。
在一个实施例中,毛细管结构70具有圆形、三角形、梯形、菱形和其组合的横截面形状。
与毛细管结构70(例如,70a、70b、70c、70d)的横截面形状相比,通道68具有相互的横截面形状,如图3A–3D所示。具有与毛细管结构“相互的横截面形状”的通道具有适于收纳毛细管结构的一部分的构造。例如,通道68a具有与毛细管结构70a的圆形横截面形状匹配的弧形的相互横截面形状,如图3A所示。在一个实施例中,毛细管结构70锚固在环形壁66内,使得每个毛细管结构70的横截面形状的最宽点定位在环形壁66内。图3A–3D示出了毛细管结构70,其中每个毛细管结构70的横截面形状的最宽点定位在环形壁66内。
每个毛细管结构70沿相应通道68的长度延伸。在一个实施例中,毛细管结构70沿通道68的全部或基本上全部的长度延伸。
每个毛细管结构70具有一定体积。毛细管结构的“体积”等于毛细管结构的横截面形状的面积乘以毛细管结构的长度。在一个实施例中,5%、或10%、或15%、或20%、或25%到30%、或35%、或40%、或45%、或小于50%、或50%体积的每个毛细管结构70从环形壁66径向向内突出。在一个实施例中,5%、或10%、或15%、或20%、或25%到30%、或35%、或40%、或45%、或小于50%、或50%体积的每个毛细管结构70从环形壁66径向向内突出,并且相互量,或50%、或小于50%、或55%、或60%、或65%、或70%到75%、或80%、或85%、或90%、或95%体积的每个毛细管结构70定位在环形壁66的通道68内。
毛细管结构70的数量等于或以其它方式对应于通道68的数量。在一个实施例中,导管60包含2个、或3个、或4个、或5个、或6个到7个、或8个、或9个、或10个、或11个、或12个、或13个、或14个、或15个、或16个、或18个、或20个、或30个、或40个、或50个毛细管结构70。在另一个实施例中,导管60包含2个、或4个到8个、或10个、或15个、或20个、或30个、或40个、或50个毛细管结构70。在另一个实施例中,导管60包含至少2个毛细管结构70。
在一个实施例中,每个毛细管结构70粘附到相应的通道68。每个毛细管结构通过单独的共挤出或与毛细管结构横截面形状与通道的相互横截面形状的匹配结构配对相结合的方式粘附到其相应的通道。
在一个实施例中,环形壁66和滑动材料是共挤出的,如下所述。
在一个实施例中,由滑动材料形成的每个毛细管结构70还涂覆有滑动材料(下文称为“滑动涂层”)。滑动涂层可以是本文所公开的任何滑动材料。滑动涂层可以是与滑动材料相同的材料,或者是与滑动材料不同的材料。
毛细管结构可以包括本文所公开的两个或更多个实施例。
在一个实施例中,导管60包含:
(i)环形壁66,所述环形壁由作为乙烯基聚合物(如MDPE)、丙烯基聚合物、PVC或其组合的聚合物材料构成,所述环形壁66限定环形通路61;
(ii)2个、或3个、或4个、或5个、或6到7个、或8个、或9个、或10个、或11个、或12个、或13个、或14个、或15个、或16个、或18个、或20个、或30个、或40个、或50个通道68,所述通道沿环形壁66的内表面62的长度L延伸;以及
(iii)滑动材料,所述滑动材料是硅树脂、脂肪酸酰胺、增塑剂、有机胺、二元酯、硬脂酸盐、硫酸盐、脂肪酸、矿物油、植物油、氟化有机树脂、石墨、二硫化钨、二硫化钼或其组合,滑动材料定位在通道68中并且在通道68中形成毛细管结构70,
其中毛细管结构70从环形壁66径向向内突出。在一个实施例中,毛细管结构70具有椭圆、多边形或其组合的横截面形状。在另一个实施例中,5%、或10%、或15%、或20%、或25%到30%、或35%、或40%、或45%、或小于50%、或50%体积的每个毛细管结构70从环形壁66径向向内突出。在一个实施例中,滑动材料还包含如乙烯基聚合物(例如,LDPE)等聚合物材料。
在一个实施例中,导管60包含:
(i)环形壁66,所述环形壁由MDPE构成,所述环形壁66限定环形通路61;
(ii)2个、或4个到8个、或10个、或15个或20个通道68,所述通道沿环形壁66的内表面62的长度L延伸;以及
(iii)滑动材料,所述滑动材料含有定位在通道68中的硅树脂和LDPE,滑动材料在通道68中形成毛细管结构70,其中毛细管结构70从环形壁66径向向内突出。在一个实施例中,毛细管结构70具有圆形、三角形、梯形、菱形或其组合的横截面形状。在另一个实施例中,5%、或10%、或15%、或20%、或25%到30%、或35%、或40%、或45%、或小于50%、或50%体积的每个毛细管结构70从环形壁66径向向内突出。
在一个实施例中,导管60的厚度为1mm、或2mm到3mm、或5mm、或10mm、或15mm、或20mm、或25mm、或30mm。
导管可以包括本文所公开的两个或更多个实施例。
在一个实施例中,通过使用螺旋缠绕或十字头心轴组合件,如图4中所示的螺旋缠绕心轴组合件共挤出聚合物材料和滑动材料而制成导管60。图4描绘了心轴组合件100,其设置有便于在导管环形壁中形成通道的特征。心轴组合件100包含壳体102、锥形尖端106、聚合物材料入口112和滑动材料入口114。壳体102包含(i)沿壳体的长度和壳体102的纵向中心线轴延伸的壳体管状通道104;(ii)环绕壳体管状通道104的流体环形通道116;以及(iii)与流体环形通道116流体连通的流体环118,所述流体环118定位在壳体的一个端部处。锥形尖端106具有宽端106a和窄端106b。尖端106的宽端106a附接到壳体102的流体环118定位的端部。尖端106包含沿尖端106的长度和尖端106的纵向中心线轴延伸的尖端管状通道108。尖端106还包含多个尖端流体通道110,其中每个尖端流体通道110与流体环118流体连通。尖端106具有与尖端流体通道110流体连通的喷嘴(未示出),所述喷嘴定位在尖端106的端部处并延伸超过所述尖端的窄端106b。壳体管状通道104和尖端管状通道108彼此开放连通。聚合物材料入口112与流体环形通道116流体连通,使得进给到心轴组合件中的聚合物材料流动到流体环形通道116中,如图4中的箭头A所示。聚合物材料流动通过流体环形通道116,直到它围绕喷嘴流动并形成环形壁。滑动材料入口114与所述多个尖端流体通道110流体连通,使得进给到心轴组合件中的滑动材料流动到尖端流体通道110中,如图4中的箭头B所示。当聚合物材料形成环形壁66时,滑动材料通过喷嘴离开尖端流体通道110进入到聚合物材料中。因为喷嘴延伸超过尖端106的锥体的端部,来自喷嘴的滑动材料进入聚合物材料并且随着聚合物材料和滑动材料固化,(i)在环形壁中形成通道并且(ii)形成滑动材料的毛细管结构。
在一个实施例中,用于生产涂覆导体的方法包含(i)将聚合物材料加热到至少聚合物材料的熔融温度,(ii)将滑动材料加热到至少滑动材料的熔融温度,(iii)并且然后共挤出聚合物材料和滑动材料以形成具有通道的环形壁,所述通道含有由滑动材料形成的毛细管结构。聚合物材料和滑动材料各自处于可挤出状态。
在一个实施例中,用于生产本导管的方法利用如在于2016年11月29日提交的美国临时专利申请第62/427,358号中所公开的用于生产电缆护套的方法,其公开内容通过引用以其整体并入本文。
4.安置在导管中的涂覆导体
在一个实施例中,涂覆导体安置在导管中。图5和5A描绘了导管60中的涂覆导体10。
在一个实施例中,涂覆导体10包含导体2和导体上的涂层。涂层定位在导体上。涂层可以完全或部分地覆盖或以其它方式围绕或包住导体。涂层可以是围绕导体的唯一部件。替代性地,涂层可以是包住金属导体的多层护套或护套的一层。在一个实施例中,涂层直接接触导体。在另一个实施例中,涂层直接接触围绕导体的绝缘层。
在一个实施例中,涂层是导体的最外层护套14。图5和5A描绘了具有用于导体2的护套14的涂覆导体10。涂覆导体10包含处于导体2与护套14之间的绝缘层16。护套14直接接触围绕导体2的绝缘层16。
涂层由聚合物材料形成。聚合物材料可以是本文先前所公开的任何聚合物材料。
在一个实施例中,涂覆导体10包含位于涂覆导体10的外表面12上的滑动材料。
在一个实施例中,涂覆导体是具有由滑动材料构成的毛细管结构的涂覆导体,所述毛细管结构从涂层径向向外突出,如于2017年1月31日提交的美国临时专利申请第62/452,719号中所公开的,其公开内容通过引用以其整体并入本文。
在一个实施例中,涂覆导体包含:
导体;以及
所述导体上的涂层,所述涂层具有:
(i)环形壁,所述环形壁由聚合物材料构成,所述环形壁围绕所述导体的至少一部分;
(ii)多个通道,所述多个通道沿所述环形壁的外表面的长度延伸;以及
(iii)滑动材料,所述滑动材料定位在所述通道中,所述滑动材料在所述通道中形成毛细管结构,并且所述毛细管结构从所述环形壁径向向外突出。
聚合物材料可以是本文先前所公开的任何聚合物材料。滑动材料可以是本文先前所公开的任何滑动材料。
在一个实施例中,涂覆导体是光纤电缆、通信电缆(如电话电缆或局域网(LAN)电缆)、电力电缆、用于消费性电子产品的布线、用于蜂窝电话和/或计算机的充电器线、计算机数据线、电源线、电器布线材料、家庭内部布线材料和消费性电子配件线。
在一个实施例中,导管60的毛细管结构70中的至少一个毛细管结构与涂覆导体10的外表面12直接接触。在另一个实施例中,导管60的毛细管结构70中的至少两个毛细管结构与涂覆导体10的外表面12直接接触。图5A描绘了安置在导管60中的涂覆导体10,其中毛细管结构70中的两个毛细管结构与涂覆导体10的外表面12直接接触。
涂覆导体的外表面12可以或可以不与导管60的内表面62接触。在一个实施例中,涂覆导体10的外表面12不与导管60的内表面62接触。径向突出的毛细管结构防止导管60的内表面62接触涂覆导体10的外表面12。
不受特定理论的限制,据信由从环形壁66径向向内突出的低COF滑动材料形成的毛细管结构70减小了当涂覆导体10被拉入并且穿过导管60时产生的张力。毛细管结构70减小了与涂覆导体10接触的环形壁66的表面积。以这种方式,低COF滑动材料与涂覆导体接触。通过(i)最小化涂覆导体与导管之间的接触表面积和(ii)由低COF滑动材料制成的毛细管结构提供的润滑效果来减小张力或摩擦。减小的张力或摩擦改善了涂覆导体的安装容易性、减少了涂覆导体通过导管的安装时间以及减少安装期间对涂覆导体和导管的损坏。
不受特定理论束缚,还认为由低COF滑动材料形成毛细管结构70使用比对比导管更低的滑动材料负载,其中(i)滑动材料与聚合物材料混合以形成环形壁,(ii)用滑动材料涂覆环形壁,如喷涂。低COF滑动材料的较低负载是有利的,因为低COF滑动材料是昂贵的。更进一步,锚固在环形壁66内的毛细管结构70避免了对用于将聚合物材料粘合到滑动材料上的连接层的需求。
导管可以包括本文所公开的两个或更多个实施例。
借助于实例而非限制,提供了本公开的实例。
实例
通过使用图4中所描绘的心轴组合件共挤出生产图1的导管60。导管60具有由是MDPE的聚合物材料构成的环形壁66。环形壁66限定环形通路61。十五个通道68沿环形壁66的内表面62的长度延伸。通道68沿环形壁66的内表面62的长度以平行图案延伸。是MB50-002(其为LDPE聚合物中的超高分子量硅氧烷聚合物的50:50母料,可从美国密西根州米德兰市道康宁公司获得)的滑动材料在通道68中共挤出。滑动材料在通道68中形成毛细管结构70。毛细管结构70具有圆形横截面形状70a,如图1和3A所示。毛细管结构70从环形壁66径向向内突出。每个毛细管结构70的5%到50%体积从环形壁66的内表面62径向向内突出。
尤其期望的是,本公开不限于本文所含有的实施例和说明,但是包含那些实施例的修改形式,所述修改形式包含在以下权利要求书的范围内出现的实施例的部分和不同实施例的要素的组合。
Claims (15)
1.一种导管,其包括:
(i)环形壁,所述环形壁由聚合物材料构成,所述环形壁限定环形通路;
(ii)多个通道,所述多个通道沿所述环形壁的内表面的长度延伸;以及
(iii)滑动材料,所述滑动材料定位在所述通道中,所述滑动材料在所述通道中形成毛细管结构,并且所述毛细管结构从所述环形壁径向向内突出。
2.根据权利要求1所述的导管,其中每个毛细管结构都粘附到通道上。
3.根据权利要求1到2中任一项所述的导管,其中所述环形壁和所述滑动材料共挤出。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的导管,其中所述通道沿所述环形壁的所述内表面的所述长度以一定图案延伸,所述图案选自平行图案、螺旋图案、正弦图案或其组合。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的导管,其中每个毛细管结构具有选自由以下组成的组的横截面形状:椭圆和多边形。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的导管,其中所述导管包括2到20个通道。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的导管,其中每个毛细管结构具有一定体积,并且每个毛细管结构的所述体积的5%到50%从所述环形壁径向向内突出。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的导管,其中所述滑动材料选自由以下组成的组:硅树脂、脂肪酸酰胺、增塑剂、有机胺、二元酯、硬脂酸盐、硫酸盐、脂肪酸、矿物油、植物油和其组合。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的导管,其中所述滑动材料包括硅树脂。
10.根据权利要求8到9中任一项所述的导管,其中所述滑动材料进一步包括乙烯基聚合物。
11.根据权利要求1到10中任一项所述的导管,其中所述聚合物材料选自由以下组成的组:乙烯基聚合物、丙烯基聚合物、聚氯乙烯(PVC)和其组合。
12.根据权利要求1到11中任一项所述的导管,其中每个毛细管结构具有一定体积,并且每个毛细管结构的所述体积的5%到50%从所述环形壁径向向内突出;并且
所述聚合物材料包括中密度聚乙烯(MDPE);并且
所述滑动材料包括硅树脂和低密度聚乙烯(LDPE)。
13.根据权利要求1到12中任一项所述的导管,其中涂覆导体被安置在所述导管中。
14.根据权利要求13所述的导管,其中所述毛细管结构中的至少一个毛细管结构与所述涂覆导体直接接触。
15.根据权利要求13到14中任一项所述的导管,其中所述涂覆导体包括:
导体;以及
所述导体上的涂层,所述涂层包括:
(i)环形壁,所述环形壁由聚合物材料构成,所述环形壁围绕所述导体的至少一部分;
(ii)多个通道,所述多个通道沿所述环形壁的外表面的长度延伸;以及
(iii)滑动材料,所述滑动材料定位在所述通道中,所述滑动材料在所述通道中形成毛细管结构,并且所述毛细管结构从所述环形壁径向向外突出。
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