JP2015520264A - 熱可塑性エラストマーチューブ材料ならびにこれを製造および使用する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
熱可塑性エラストマー成分が、いくつかのドメインを有する熱可塑性エラストマー相のマトリックス中に配置されており、また、熱可塑性エラストマー成分のドメインの少なくとも約50%のアスペクト比が約1.5以下である熱可塑性エラストマーチューブ。
約50重量%以下のポリオレフィン成分と
を含む熱可塑性エラストマーチューブであって、
熱可塑性エラストマーチューブの引張強度が少なくとも約1000psi(約6.89MPa)である熱可塑性エラストマーチューブ。
熱可塑性エラストマーチューブを介して流体を分配するポンプと
を含む装置。
二軸スクリュー押出機で出発原料を混合し、二軸スクリュー押出機産出物を供給するステップと、
二軸スクリュー押出機産出物をポンプに供給するステップと、
ポンプの産出物をダイに供給し、熱可塑性エラストマーチューブを形成するステップと
を含む方法。
マトリックス中に配置された熱可塑性エラストマー成分と
を有する熱可塑性エラストマーチューブ材料であって、
外径の標準偏差が、長さにわたって、中空体の平均外径の約1.5%以下である、
熱可塑性エラストマーチューブ材料。
熱可塑性エラストマーチューブ材料は、本明細書の実施形態に記載する方法に従って形成する。具体的には、約18重量%〜約20重量%のポリプロピレン、約35.5重量%〜37.5重量%のスチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、約42.5重量%〜約45重量%の鉱油を含み、残りが添加剤、例えばシリコン改質剤である混合物を、二軸スクリュー押出機に直接添加する。混合物は二軸スクリュー押出機で混合および加熱し、溶融物を形成する。二軸スクリュー押出機の温度プロフィールは、約150℃〜約180℃の範囲内の温度を含む。二軸スクリュー押出機内の溶融物の最高温度は、約168℃〜約173℃の範囲内である。加えて、二軸スクリュー押出機は、約490回転/分(rpm)〜約510rpmの範囲内の速度、約37%〜約41%の範囲内のトルクで作動させる。溶融物は、二軸スクリュー押出機から1つまたは複数のフィルター装置を経由して歯車ポンプに送る。歯車ポンプの速度は、約19rpm〜約21rpmの範囲内である。次いで、溶融物を押し出し、水浴で冷却する。歯車ポンプからダイおよびマンドレルへの溶融物の産出量は、約18lb/hr〜約22lb/hr(約8.16kg/hr〜約9.98kg/hr)の範囲内である。物理的特性は、本明細書に記載する技術に従って測定する。
熱可塑性エラストマーチューブ材料は、本明細書の実施形態に記載する方法に従って形成する。具体的には、約19重量%〜約21重量%のポリプロピレン、約34重量%〜36重量%のスチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、約44重量%〜約46重量%の鉱油を含み、残りが添加剤、例えばシリコン改質剤である混合物を、二軸スクリュー押出機に直接添加する。混合物は二軸スクリュー押出機で混合および加熱し、溶融物を形成する。二軸スクリュー押出機の温度プロフィールは、約150℃〜約180℃の範囲内の温度を含む。二軸スクリュー押出機内の溶融物の最高温度は、約168℃〜約173℃の範囲内である。加えて、二軸スクリュー押出機は、約490回転/分(rpm)〜約510rpmの範囲内の速度、約32%〜約36%の範囲内のトルクで作動させる。溶融物は、二軸スクリュー押出機から1つまたは複数のフィルター装置を経由して歯車ポンプに送る。歯車ポンプの速度は、約19rpm〜約21rpmの範囲内である。次いで、溶融物を押し出し、水浴で冷却する。歯車ポンプからダイおよびマンドレルへの溶融物の産出量は、約18lb/hr〜約22lb/hr(約8.16kg/hr〜約9.98kg/hr)の範囲内である。物理的特性は、本明細書に記載する技術に従って測定する。
熱可塑性エラストマーチューブ材料は、本明細書の実施形態に記載する方法に従って形成する。具体的には、実施例1と同一成分を有する混合物を用いて、従来の方法に従ってチューブ材料を形成する。従来の方法では、混合物はリボンブレンダーで調合し、二軸スクリュー押出機を用いて混合および溶融し、ペレット状にする。次いで、ペレットを再度二軸スクリュー押出機で溶融し、その後でペレット状にする。二軸スクリュー押出機の速度は約590rpm〜約610rpmの範囲内で、トルクが約44%〜約48%の範囲内である。二軸スクリュー押出機の温度プロフィールは、約160℃〜約180℃の範囲内の温度を含み、最高溶融温度が約215℃〜約220℃の範囲内である。二軸スクリュー押出機の産出量は、約290lb/hr〜約310lb/hr(約131.52kg/hr〜約140.59kg/hr)の範囲内である。ペレットの第2群を一軸スクリュー押出機に添加し、溶融した後、押し出してチューブ材料を形成する。一軸スクリュー押出機は、約96rpm〜約103rpmの範囲内の速度、約30%〜約34%の範囲内のトルクで作動させる。一軸スクリュー押出機の温度プロフィールは、約160℃〜約190℃の範囲内の温度を含み、最高溶融温度が約190℃〜約194℃の範囲内である。一軸スクリュー押出機の産出量は、形成されるチューブ材料の寸法に応じて異なる。物理的特性は、本明細書に記載する技術に従って測定する。
Claims (63)
- マトリックス中に配置された熱可塑性エラストマー成分を含む熱可塑性エラストマーチューブであって、
前記熱可塑性エラストマー成分が、いくつかのドメインを有する熱可塑性エラストマー相の前記マトリックス中に配置されており、また、前記熱可塑性エラストマー成分のドメインの少なくとも約50%のアスペクト比が約1.5以下である熱可塑性エラストマーチューブ。 - 前記アスペクト比が約1.4以下、約1.2以下、約0.9以下、少なくとも約0.5、少なくとも約0.8、または少なくとも約1.3である、請求項1に記載の熱可塑性エラストマーチューブ。
- 前記マトリックスが、ポリオレフィン成分のいくつかのドメインを有するポリオレフィン相を含み、前記ポリオレフィン成分のドメインの少なくとも約50%のアスペクト比が約1.5以下である、請求項1または2に記載の熱可塑性エラストマーチューブ。
- 少なくとも1つの重合部分を含む熱可塑性エラストマー成分を含む熱可塑性エラストマーチューブであって、前記重合部分の分子量が、前記重合部分の未処理サンプルの分子量の少なくとも約70%である熱可塑性エラストマーチューブ。
- 前記重合部分の分子量が、前記重合部分の未処理サンプルの分子量の約95%以下、前記重合部分の未処理サンプルの分子量の約85%以下、前記重合部分の未処理サンプルの分子量の少なくとも約75%、前記重合部分の未処理サンプルの分子量の少なくとも約80%、または前記重合部分の未処理サンプルの分子量の少なくとも約90%である、請求項4に記載の熱可塑性エラストマーチューブ。
- 前記重合部分の分子量が、約275,000以下、約230,000以下、約210,000以下、約190,000以下、約175,000以下、少なくとも約120,000、少なくとも約135,000、少なくとも約150,000、または少なくとも約165,000である、請求項4または5に記載の熱可塑性エラストマーチューブ。
- 前記重合部分の未処理サンプルの分子量が、約300,000以下、約255,000以下、約210,000以下、約180,000以下、少なくとも約150,000、少なくとも約165,000、少なくとも約175,000、または少なくとも約185,000である、請求項4〜6のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブがポリオレフィン成分をさらに含む、請求項4〜7のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ。
- 少なくとも約20重量%の、スチレンを含む熱可塑性エラストマー成分と、
約50重量%以下のポリオレフィン成分と
を含む熱可塑性エラストマーチューブであって、
前記熱可塑性エラストマーチューブの引張強度が少なくとも約1000psi(約6.89MPa)である熱可塑性エラストマーチューブ。 - 少なくとも約20重量%の、スチレンを含む熱可塑性エラストマー成分と、約50重量%以下のポリオレフィン成分とを含む熱可塑性エラストマーチューブであって、引張強度が少なくとも約1000psi(約6.89MPa)である熱可塑性エラストマーチューブと、
前記熱可塑性エラストマーチューブを介して流体を分配するポンプと
を含む装置。 - 前記熱可塑性エラストマーチューブおよび前記ポンプが、患者に流体を供給する医療機器を含む、請求項10に記載の装置。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブの引張強度が、約2150psi(約14.82MPa)以下、約2100psi(約14.48MPa)以下、約1950psi(約13.44MPa)以下、約1850psi(約12.76MPa)以下、少なくとも約1000psi(約6.89MPa)、少なくとも約1750psi(約12.07MPa)、少なくとも約1800psi(約12.41MPa)、または少なくとも約1900psi(約13.1MPa)である、請求項9〜11のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブまたは装置。
- いくつかの出発原料を二軸スクリュー押出機に供給するステップであって、前記出発原料が熱可塑性エラストマーを含むステップと、
前記二軸スクリュー押出機で前記出発原料を混合し、二軸スクリュー押出機産出物を供給するステップと、
前記二軸スクリュー押出機産出物をポンプに供給するステップと、
ポンプの産出物をダイに供給し、熱可塑性エラストマーチューブを形成するステップと
を含む方法。 - 前記二軸スクリュー押出機で前記いくつかの出発原料を加熱し、溶融物を形成するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 前記溶融物の温度が約230℃以下、約205℃以下、約195℃以下、約190℃以下、約185℃以下、または約175℃以下、または約160℃以下である、請求項14に記載の方法。
- 前記いくつかの出発原料の第1の部分が固体材料を含み、前記いくつかの出発原料の第2の部分が液体材料を含み、前記いくつかの出発原料の第3の部分が気体材料、またはそれらの組み合わせを含む、請求項13〜15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ダイの投入時の圧力が、規定投入圧力と約10%以下、前記規定投入圧力と約8%以下、前記規定投入圧力と約6%以下、前記規定投入圧力と約4%以下、または前記規定投入圧力と約2%以下の差がある、請求項13〜16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポンプの産出物を、1つまたは複数のろ過装置を経由して前記ダイおよびマンドレルに供給する、請求項13〜17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブを冷却するステップをさらに含む、請求項13〜18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポンプの産出物を前記ダイに供給した後に前記熱可塑性エラストマーチューブを冷却する、請求項19に記載の方法。
- 水浴を用いて前記熱可塑性エラストマーチューブを冷却する、請求項19または20に記載の方法。
- 前記水浴を、真空タンク内で、大気に開放して、またはその両方で処理する、請求項21に記載の方法。
- 前記出発原料を調合するステップの後に、前記出発原料を前記二軸スクリュー押出機に供給するステップをさらに含む、請求項13〜22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記二軸スクリュー押出機が歯車ポンプによって駆動される、請求項13〜23のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ポンプが容積式ポンプである、請求項13〜24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記容積式ポンプが溶融ポンプである、請求項25に記載の方法。
- 前記ポンプが一軸スクリュー押出機である、請求項13〜26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記一軸スクリュー押出機の直径に対する長さの比(L/D)が、約24以下、約16以下、または約8以下である、請求項27に記載の方法。
- 1つまたは複数の出発原料を、1つまたは複数の液体噴射ポンプを用いて前記二軸スクリュー押出機に供給するステップをさらに含む、請求項13〜28のいずれか一項に記載の方法。
- 1つまたは複数の出発原料を、前記二軸スクリュー押出機に連結された1つまたは複数のフィーダーを用いて前記二軸スクリュー押出機に供給するステップをさらに含む、請求項13〜29のいずれか一項に記載の方法。
- 前記出発原料の少なくとも一部を、サイドフィーダーを用いて前記二軸スクリュー押出機に供給するステップをさらに含む、請求項13〜30のいずれか一項に記載の方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブが熱可塑性エラストマー成分とポリオレフィン成分とを含む、請求項13〜31のいずれか一項に記載の方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブの100%引張弾性率が、約510psi(約3.52MPa)以下、約500psi(約3.45MPa)以下、約475psi(約3.28MPa)以下、約450psi(約3.1MPa)以下、約430psi(約2.96MPa)以下、少なくとも約400psi(約2.76MPa)、少なくとも約425psi(約2.93MPa)、少なくとも約460psi(約3.17MPa)、または少なくとも約470psi(約3.24MPa)である、請求項1〜12、または32のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブの300%引張弾性率が、約700psi(約4.83MPa)以下、約675psi(約4.65MPa)以下、約650psi(約4.48MPa)以下、約625psi(約4.31MPa)以下、少なくとも約600psi(約4.14MPa)、少なくとも約630psi(約4.34MPa)、少なくとも約660psi(約4.55MPa)、または少なくとも約680psi(約4.69MPa)である、請求項1〜12、32、または33のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブのGraves引裂き強度が、約270pli(約472.77N/cm)以下、約260pli(約455.26N/cm)以下、約235pli(約411.49N/cm)以下、約225pli(約393.98N/cm)以下、少なくとも約180pli(約276.66N/cm)、少なくとも約200pli(約350.2N/cm)、少なくとも約220pli(約385.22N/cm)、または少なくとも約250pli(約437.75N/cm)である、請求項1〜12、または32〜34のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブの破裂圧が、約100psi(約0.69MPa)以下、約95psi(約0.66MPa)以下、約85psi(約0.59MPa)以下、約75psi(約0.52MPa)以下、少なくとも約65psi(約0.45MPa)、少なくとも約70psi(約0.48MPa)、少なくとも約80psi(約0.55MPa)、または少なくとも約90psi(約0.62MPa)である、請求項1〜12、または32〜35のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブの混合エンタルピーが、約21J/g以下、約20J/g以下、約17.5J/g以下、約16J/g以下、少なくとも約15J/g、少なくとも約16.5J/g、少なくとも約18J/g、または少なくとも約19J/gである、請求項1〜12、または32〜36のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブのショアA硬さが、約80以下、約75以下、約65以下、約50以下、少なくとも約40、少なくとも約45、少なくとも約55、少なくとも約60、または少なくとも約70である、請求項1〜12、または32〜37のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマー成分が複数の重合体の混合物を含む、請求項3、8、9〜12、または32〜38のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマー成分が共重合体を含む、請求項3、8、9〜12、または32〜39のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記共重合体がブロック共重合体を含む、請求項40に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記ブロック共重合体が、スチレンを含むブロック共重合体の複数の調合物の混合物を含む、請求項41に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記ブロック共重合体が、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン/ブタジエン−スチレンブロック共重合体、水素化ブロック共重合体、またはそれらの組み合わせを含む群から選択される、請求項41または42に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記水素化ブロック共重合体が、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン(SEBS)ブロック共重合体、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン(SEPS)ブロック共重合体、スチレン−エチレン−エチレン/プロピレン−スチレン(SEEPS)ブロック共重合体、またはそれらの組み合わせを含む、請求項43に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマー成分が、ポリエーテルエステルブロック共重合体、熱可塑性ポリアミドエラストマー、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、熱可塑性ポリオレフィンエラストマー、熱可塑性加硫物、ポリオレフィンプラストマー、オレフィンベースの共重合体、オレフィンベースの三量体、可撓性ポリ塩化ビニル、またはそれらの組み合わせを含む群から選択される、請求項3、8、9〜12、または32〜42のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブが、約60重量%以下の熱可塑性エラストマー成分、約55重量%以下の熱可塑性エラストマー成分、約40重量%以下の熱可塑性エラストマー成分、少なくとも約25重量%の熱可塑性エラストマー成分、少なくとも約30重量%の熱可塑性エラストマー成分、または少なくとも約45重量%の熱可塑性エラストマー成分を含む、請求項3、8、9〜12、または32〜45のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブが、約45重量%以下のポリオレフィン成分、約40重量%以下のポリオレフィン成分、約35重量%以下のポリオレフィン成分、約25重量%以下のポリオレフィン成分、少なくとも約10重量%のポリオレフィン成分、少なくとも約15重量%のポリオレフィン成分、少なくとも約20%のポリオレフィン成分、または少なくとも約30重量%のポリオレフィン成分を含む、請求項3、8、9〜12、または32〜46のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記ポリオレフィン成分がポリオレフィンの複数の調合物の混合物を含む、請求項3、8、9〜12、または32〜47のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記ポリオレフィン成分がポリプロピレンを含む、請求項3、8、9〜12、または32〜48のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブが可塑剤を含む、請求項1〜49のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記可塑剤が鉱油である、請求項50に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブが、約70重量%以下の鉱油、約60重量%以下の鉱油、約45重量%以下の鉱油、約35重量%以下の鉱油、少なくとも約20重量%の鉱油、少なくとも約40重量%の鉱油、または少なくとも約50重量%の鉱油を含む、請求項51に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブが1つまたは複数の添加剤を含む、請求項1〜52のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記1つまたは複数の添加剤が、シリコン改質剤、安定剤、硬化剤、潤滑剤、着色剤、充填剤、発泡剤、追加的な重合体、またはそれらの任意の組み合わせを含む群から選択される、請求項53に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブが、内孔を有し、さらに、内径、外径および長さを有する中空体を含む、請求項1〜54のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記内径が、約25mm以下、約20mm以下、約10mm以下、少なくとも約0.5mm、少なくとも約5mm、または少なくとも約15mmである、請求項55に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記外径が、約40mm以下、約30mm以下、約25mm以下、約10mm以下、少なくとも約5mm、少なくとも約15mm、または少なくとも約20mmである、請求項55または56に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブの壁厚が、約17mm以下、約15mm以下、約12mm以下、約10mm以下、少なくとも約0.5mm、少なくとも約2mm、少なくとも約5mm、または少なくとも約7mmである、請求項55〜57のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブの長さが、約100cm以下、約80cm以下、約65cm以下、約55cm以下、少なくとも約5cm、少なくとも約25cm、少なくとも約35cm、または少なくとも約45cmである、請求項55〜58のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブが、約800m以下、約650m以下、約400m以下、約200m以下、約75m以下、少なくとも約10m、少なくとも約35m、少なくとも約50m、少なくとも約125m、少なくとも約350m、または少なくとも約500mの長さを有する熱可塑性エラストマーチューブ材料から形成される、請求項1〜59のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 前記熱可塑性エラストマーチューブが複数の層を有する、請求項1〜60のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマーチューブ、装置、または方法。
- 内径、外径、および長さを有する中空体と、
マトリックス中に配置された熱可塑性エラストマー成分と
を有する熱可塑性エラストマーチューブ材料であって、
前記外径の標準偏差が、前記長さにわたって、前記中空体の平均外径の約1.5%以下である、
熱可塑性エラストマーチューブ材料。 - 前記長さが、約50m以下、約30m以下、約30m以下、少なくとも約10m、少なくとも約15m、少なくとも約25m、または少なくとも約40mである、請求項62に記載の熱可塑性エラストマーチューブ材料。
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