KR102641577B1 - 프로파일 연결부 - Google Patents

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KR102641577B1
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지앤펑 장
레이첼 제트. 파이텔
지앤 엘. 딩
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생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 코포레이션
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Abstract

연결부는: 열경화성 재료를 포함하는 제 1 중합체 재료를 포함하는 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일; 및 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고, 제 2 프로파일은 제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제 1 단부 및 제 2 단부는 제 1 단부와 제 2 단부의 계면에서 접합 재료 없이 동시에 접합된다.

Description

프로파일 연결부
본 발명은 일반적으로 연결 및 살균 연결을 제공하는 방법에 관한 것이다.
많은 산업 분야에서 유체의 전달 및 제거를 위해 살균 연결부를 사용한다. 살균 연결은 의료 산업 및 제약 산업과 같은 다양한 산업 분야에서 사용될 수 있기 때문에 일반적으로 무독성, 유연성, 열 안정성, 낮은 화학 반응성을 갖고 다양한 크기로 생산할 수 있는 열가소성 및 열경화성 엘라스토머가 사용된다. 많은 경우에 살균 유체 연결을 생성하기 위해 두 개의 다른 프로파일을 연결하는 것이 바람직하다.
본 발명의 배경이 되는 기술은 미국 공개특허공보 제2016/0146392호 및 유럽 등록특허공보 제1 656 414호에 개시되어있다.
불행히도, 열경화성 엘라스토머 재료와 많은 경우에 두 개의 다른 폴리머 재료와 같은 두 개의 다른 재료로 용접부를 효과적으로 제공하는 것은 어렵다. 예를 들어, 실리콘 엘라스토머는 용융될 수 없는 열경화성 물질이므로 기존의 고온 방법으로 용접할 수 없다. 또한, 특히 두 개의 프로파일을 용접할 때 무균 상태를 유지하는 것은 어려운 일이다.
따라서, 2개의 프로파일 사이에 용접을 제공하는 개선된 살균 연결 및 방법이 요망된다.
일 실시예에서, 연결부는 열경화성 재료를 포함하는 제 1 중합체 재료를 포함하는 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일; 및 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고, 제 2 프로파일은 제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제 1 단부 및 제 2 단부는 제 1 단부와 제 2 단부의 계면에서 접합 재료 없이 동시에 접합된다.
다른 실시예에서, 살균 연결부를 제공하는 방법은: 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일을 제공하는 단계, 상기 제 1 프로파일은 제 1 중합체 재료를 포함하고; 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 제공하고, 제 2 프로파일은 제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하는 단계; 표면 활성화 처리를 제공하는 단계; 및 계면에서 제 1 단부를 제 2 단부에 동시에 접합하고 제 1 프로파일의 처리된 표면과 제 2 프로파일의 처리된 표면 사이에 살균 연결을 제공하기 위해 제 1 단부를 제 2 단부에 직접 접촉시키는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 연결부는 열경화성 재료를 포함하는 제 1 중합체 재료를 포함하는 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일; 및 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고, 제 2 프로파일은 제 2 열경화성 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제 1 단부 및 제 2 단부는 제 1 단부와 제 2 단부의 계면에서 접합 재료 없이 동시에 접합된다.
추가 실시예에서, 살균 연결은 열경화성 재료를 포함하는 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일; 및 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고, 제 2 프로파일은 제 2 열경화성 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제 1 단부와 제 2 단부는 계면에서 동시에 접합된다.
또 다른 실시예에서, 연결부는 실리콘 재료를 포함하는 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일; 및 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고, 제 2 프로파일은 제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제 1 단부 및 제 2 단부는 제 1 단부와 제 2 단부의 계면에서 접합 재료 없이 동시에 접합된다.
또 다른 실시예에서, 살균 연결은: 실리콘 재료를 포함하는 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일; 및 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고, 제 2 프로파일은 제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제 1 단부 및 제 2 단부는 제 1 단부와 제 2 단부의 계면에서 접합 재료 없이 동시에 접합된다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조함으로써 당업자에게 더 잘 이해될 수 있고, 그 수많은 특징 및 이점이 명백해질 수 있다.
도 1A 및 도 1B는 예시적인 연결의 예시를 포함한다.
다른 도면에서 동일한 참조 기호를 사용하는 것은 유사하거나 동일한 항목을 나타낸다.
도면과 함께 다음 설명은 여기에 개시된 발명을 이해하는 것을 돕기 위해 제공된다. 다음 논의는 발명의 특정 구현 및 실시예에 초점을 맞춘다. 이 초점은 발명을 설명하는 것을 돕기 위해 제공되며 발명의 범위나 적용 가능성에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "포함하다", "포함하는", "구성한다", "구성하는", "가지다", "갖는" 또는 이들의 다른 변형은 개방형 용어이며 "포함하나, 이에 국한되지는 않는다." 이러한 용어는 "본질적으로 구성되는" 및 "구성되는"보다 제한적인 용어를 포함한다. 일 실시예에서, 특징들의 목록을 포함하는 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 그러한 특징들로만 제한되지 않고, 명시적으로 열거되지 않거나 그러한 방법, 물품 또는 장치에 고유하지 않은 다른 특징들을 포함할 수 있다. 또한, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "또는"은 배타적 논리합이 아닌 포함 또는 포함을 나타낸다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 다음 중 하나에 의해 충족된다. A는 참(또는 존재)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음), A는 거짓(또는 존재하지 않음), B는 참(또는 존재) , 그리고 A와 B는 모두 참(또는 현재)이다.
또한, "a" 또는 "an"의 사용은 여기에 설명된 요소 및 구성요소를 설명하는 데 사용된다. 이것은 단지 편의를 위해 그리고 본 발명의 범위에 대한 일반적인 의미를 제공하기 위해 수행된다. 이 설명은 달리 의미하는 것이 분명하지 않는 한 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 읽어야 하고 단수는 복수도 포함하거나 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 예를 들어, 여기에서 단일 항목이 설명될 때 단일 항목 대신 둘 이상의 항목이 사용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 항목이 여기에 설명된 경우 단일 항목이 하나 이상의 항목을 대체할 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 재료, 방법 및 예는 예시일 뿐이며 제한하려는 의도가 아닙니다. 여기에 설명되지 않은 범위 내에서 특정 재료 및 처리 작업에 관한 많은 세부 사항은 관습적이며 참조 서적 및 구조 기술 및 해당 제조 기술 내의 기타 소스에서 찾을 수 있다. 달리 명시되지 않는 한, 모든 측정값은 약 25°C에서 이루어진다. 예를 들어, 점도 값은 달리 표시되지 않는 한 25°C에서 이루어진다.
본 발명은 일반적으로 연결부에 관한 것이다. 연결부는 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일을 포함하고, 제 1 프로파일은 제 1 중합체 재료를 포함한다. 살균 연결부는 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고, 제 2 프로파일은 제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함한다. 제 1 단부와 제 2 단부의 경계면에서 제 1 단부와 제 2 단부를 동시에 접합함으로써 연결부가 제공된다. 일 실시예에서, 동시 접합은 표면 활성화 처리를 통해 제공된다. 특정 실시예에서, 연결부는 계면에서 접합 재료 없이 제공된다.
표면 활성화 처리는 제 1 프로필의 제 1 단부가 직접 접촉할 때 제 2 프로필의 제 2 단부과 동시에 화학적으로 결합된다. 임의의 표면 활성화 처리가 구상되고 제 1 프로파일, 제 2 프로파일, 또는 이들의 조합의 표면에 대한 임의의 처리 입력 에너지를 포함한다. 일 실시예에서, 처리 입력 에너지는 파동 조사, 특정 조사, 또는 이들의 조합으로 이루어진다. 일 실시예에서, 파동 조사는 전파, 마이크로파, 적외선, 가시광선, 자외선, x-선, 감마선, 또는 이들의 조합과 같이 고려되는 임의의 파동 조사를 포함한다.
특정 실시예에서, 파동 조사는 마이크로파, 자외선, x-선, 감마선, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일 실시예에서, 입자 조사는 알파 방사선, 베타 방사선, 하전 이온, 중성자 방사선, 또는 이들의 조합을 포함한다. 다른 실시예에서, 입자 조사는 코로나 처리, 이온 처리, 플라즈마 처리, 또는 이들의 조합을 포함한다. 표면 활성화 처리는 효과적인 용접을 제공하고, 특정 실시예에서 두 프로파일 사이의 밀봉을 제공한다. 밀봉의 효능은 동시 접합의 계면에서 유리한 기계적 및 물리적 특성을 제공한다. 예를 들어, 동시 접합은 실시예에서 추가로 기재된 바와 같이 건조 및 습윤 조건하에서 약 30분 동안 적어도 1psi, 예컨대 적어도 5psi, 예컨대 적어도 10psi, 예컨대 적어도 15psi, 또는 심지어 적어도 20psi 공기 압력의 밀봉 완전성 압력 테스트를 견딘다. 일 실시예에서, 동시 접합은 벌크의 인장 강도와 비교하여 적어도 약 10%, 예컨대 적어도 약 15%, 예컨대 적어도 약 25%, 또는 심지어 적어도 약 50%의 인장 강도를 유지한다. 제 1 프로파일의 재료 또는 제 2 프로파일의 벌크 재료. 단, 비교는 인장 강도가 더 낮은 벌크 재료와 비교한다. 여기에서 "벌크 재료"의 측정값은 처리되는 표면의 어떤 부분도 아닌 재료의 임의의 샘플링에 대해 얻은 평균 측정값을 나타낸다. 특정 실시예에서, 동시 접합은 실시예에 기재된 인장 테스트를 통해 제 1 프로파일과 제 2 프로파일 사이의 인장 강도가 약 10psi 이상, 예를 들어 약 50psi 이상, 또는 심지어 300psi 이상이다. 한 예에서, 동시 접합은 제 1 프로파일의 벌크 재료 또는 제 2 프로파일의 벌크 재료의 파단 신율과 비교하되, 단, 파단 신율이 더 낮은 벌크 재료에 비해 적어도 약 10%, 예컨대 적어도 약 15%, 예컨대 적어도 약 25%, 또는 심지어 적어도 약 50%의 파단 신율을 유지한다. 또한, 동시 접합은 실시예에 기재된 인열 테스트를 통해 약 5ppi 이상, 예컨대 약 50ppi 이상, 또는 심지어 약 100ppi 이상, 및 심지어 약 200ppi 이상의 인열 강도를 갖는다. 또 다른 실시예에서, 동시 접합은 실시예에서 박리 테스트 조건을 통해 기재된 바와 같이 약 5ppi 이상, 예를 들어 약 15ppi 이상, 또는 심지어 약 50ppi 이상의 계면에서의 접착력을 갖는다.
일 실시예에서, 표면 처리는 그것이 처리하는 표면에 살균을 제공하고, 즉 처리된 표면을 살균한다. 본원에 사용된 "처리된 표면"은 표면 활성화 처리에 노출된 임의의 표면을 지칭한다. 일 실시예에서, "무균 제공"은 사전 살균된 제 1 프로필 및/또는 사전 살균된 제 2 프로필에 대한 살균을 유지하는 것을 포함한다. 특정 실시예에서, 표면 활성화 처리는 제 1 프로파일과 제 2 프로파일 사이, 예를 들어 제 1 프로파일의 처리된 표면과 제 2 프로파일의 처리된 표면 사이에 살균 연결을 제공한다.
일 실시예에서, 임의의 프로파일이 구상된다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 프로파일은 적어도 하나의 루멘을 갖는다. 특정 실시예에서, 프로파일은 유체가 제 1 프로파일과 제 2 프로파일 사이를 통과하여 흐를 수 있도록 적어도 2개의 루멘 사이에 유체 연결을 제공한다. 예를 들어, 프로파일은 커넥터, 튜브, 포트, 호스, 노즐, 맨드릴, 바늘, 플러그 등이다. 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일은 동일하거나 상이할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일은 둘 다 튜브이다. 다른 실시예에서, 제 1 프로파일은 튜브이고 제 2 프로파일은 플러그이다. 다른 실시예에서, 제 1 프로파일은 튜브이고 제 2 프로파일은 포트이다. 예에서, 제 1 프로파일 및/또는 제 2 프로파일은 단일 균질 중합체 재료일 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 프로파일 및/또는 제 2 프로파일은 예를 들어, 하나보다 많은 별개의 중합체 층을 포함하는 다층 복합 재료일 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 프로파일은 제 1 중합체 재료를 포함한다. 모든 폴리머 재료가 구상된다. 일 실시예에서, 제 1 중합체 재료는 열가소성 엘라스토머, 열경화성 엘라스토머, 또는 이들의 조합을 포함한다. 특정 실시예에서, 제 1 중합체 재료는 열가소성 엘라스토머이고 폴리스티렌, 폴리에스테르, 실리콘 공중합체, 실리콘 열가소성 가황물, 코폴리에스테르, 폴리아미드, 플루오로중합체, 폴리올레핀, 폴리에테르-에스테르 공중합체, 열가소성 우레탄, 폴리에테르아미드 블록(PEBA) 공중합체, 폴리아미드 공중합체, 스티렌 블록 공중합체, 폴리카보네이트, 열가소성 가황물, 아이오노머, 폴리옥시메틸렌(POM), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 아세탈, 아크릴, a 폴리비닐 클로라이드(PVC), 블렌드, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일 실시예에서, 제 1 중합체 재료는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀과 블렌딩된 스티렌 블록 공중합체를 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 중합체 물질은 플루오로중합체이다. 예시적인 플루오로중합체는 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF)와 헥사플루오로프로필렌(HFP)의 공중합체, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 플루오르화 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로프로필 비닐 에테르(PFA)의 공중합체, 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로메틸 비닐 에테르(MFA)의 공중합체, 에틸렌과 테트라플루오로에틸렌의 공중합체(ETFE), 에틸렌과 클로로트리플루오로에틸렌의 공중합체(ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 테트라플루오로에틸렌을 포함하는 삼원공중합체, 헥사플루오로프로필렌, 및 비닐리덴플루오라이드(THV), 폴리비닐 플루오라이드(PVF, 예를 들어, Tedlar™), 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 및 에틸렌의 삼원공중합체, 임의의 블렌드, 임의의 합금, 또는 이들의 조합을 포함한다.
특정 실시예에서, 제 1 중합체 물질은 폴리올레핀을 포함한다. 전형적인 폴리올레핀은 단일중합체, 공중합체, 삼원공중합체, 합금, 또는 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 펜텐, 메틸 펜텐, 옥텐, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 단량체로부터 형성된 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 예시적인 폴리올레핀은 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 중밀도 폴리에틸렌(MDPE), 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 초저밀도 폴리에틸렌(VLDPE), 에틸렌 프로필렌 공중합체, 에틸렌 부텐 공중합체, 폴리프로필렌(PP), 폴리부텐, 폴리부틸렌, 폴리펜텐, 폴리메틸펜텐, 폴리스티렌, 에틸렌 프로필렌 고무(EPR), 에틸렌 옥텐 공중합체, 이들의 블렌드, 이들의 혼합물 등을 포함한다. 폴리올레핀은 올레핀계 랜덤 공중합체, 올레핀계 충격 공중합체, 올레핀계 블록 공중합체, 올레핀계 특수 엘라스토머, 올레핀계 특수 플라스토머, 이들의 블렌드, 이들의 혼합물 등을 추가로 포함한다. 예에서, 폴리올레핀은 폴리에틸렌을 포함한다. 예에서, 폴리올레핀은 폴리프로필렌을 포함한다. 특정 예에서, 폴리올레핀은 랜덤 프로필렌 공중합체이다. 한 실시예에서, 폴리올레핀은 감마 안정화된 폴리프로필렌이다.
추가 예에서, 제 1 중합체 재료는 예를 들어, 이중블록, 삼중블록, 폴리블록, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 다중블록 공중합체를 포함하는 스티렌 블록 공중합체를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 스티렌 블록 공중합체는 AB 유닛을 갖는 블록 공중합체이다. 전형적으로, A 유닛은 스티렌, 알파-메틸스티렌, 파라-메틸스티렌, 파라-부틸 스티렌 또는 이들의 조합과 같은 알케닐 아렌이다. 특정 실시예에서, A 유닛은 스티렌이다. 한 실시예에서, B 유닛은 부타디엔, 이소프렌, 에틸렌, 부틸렌, 프로필렌, 또는 이들의 조합과 같은 알켄을 포함한다. 특정 실시예에서, B 유닛은 에틸렌, 이소프렌 또는 이들의 조합이다. 예시적인 스티렌 블록 공중합체는 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS), 스티렌-이소프렌-스티렌(SIS), 스티렌-에틸렌 부틸렌-스티렌(SEBS), 스티렌-에틸렌 프로필렌-스티렌(SEPS), 스티렌-에틸렌-에틸렌-부타디엔-스티렌( SEEBS), 스티렌-에틸렌-에틸렌-프로필렌-스티렌(SEEPS), 스티렌-이소프렌-부타디엔-스티렌(SIBS), 또는 이들의 조합과 같은 삼중 블록 스티렌계 블록 공중합체(SBC)을 포함한다. 일 실시예에서, 스티렌 블록 공중합체는 포화되고, 즉 임의의 자유 올레핀 이중 결합을 함유하지 않는다. 한 실시예에서, 스티렌 블록 공중합체는 하나 이상의 자유 올레핀계 이중 결합, 즉 불포화 이중 결합을 함유한다. 특정 실시예에서, 스티렌 블록 공중합체는 스티렌-에틸렌 기재 공중합체, 스티렌 이소프렌 기재 공중합체, 이들의 블렌드 또는 조합이다.
일 실시예에서, 제 1 폴리머 재료는 열경화성 엘라스토머이다. 모든 열경화성 엘라스토머가 구상된다. 특정 실시예에서, 열경화성 엘라스토머는 실리콘 엘라스토머, 다인 엘라스토머, 부틸 고무, 천연 고무, 폴리우레탄 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 블렌드, 또는 이들의 조합. 의료/제약 적용을 위한 모든 고무가 구상된다. 특정 실시예에서, 제 1 폴리머 재료는 실리콘 엘라스토머를 포함한다.
일반적인 실리콘 엘라스토머는 실리콘 매트릭스 성분을 포함한다. 예시적인 실리콘 매트릭스 성분은 폴리오가노실록산을 포함한다. 폴리오가노실록산은 폴리알킬실록산, 폴리아릴실록산, 또는 이들의 조합을 포함한다. 임의의 합리적인 폴리알킬실록산이 구상된다. 폴리알킬실록산은 예를 들어 디메틸실록산, 디에틸실록산, 디프로필실록산, 메틸에틸실록산, 메틸프로필실록산 또는 이들의 조합과 같은 전구체로 형성된 실리콘 중합체를 포함한다. 특정 실시예에서, 폴리알킬실록산은 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 폴리디알킬실록산을 포함한다. 특정 실시예에서, 폴리알킬실록산은 실리콘 수소화물-함유 폴리디메틸실록산과 같은 실리콘 수소화물-함유 폴리알킬실록산이다. 추가 실시예에서, 폴리알킬실록산은 비닐-함유 폴리디메틸실록산과 같은 비닐-함유 폴리알킬실록산이다. 비닐 기는 폴리알킬실록산의 말단 블록, 폴리알킬실록산의 사슬 상의, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 실리콘 매트릭스 성분은 수소화물-함유 폴리알킬실록산 및 비닐-함유 폴리알킬실록산의 조합이다.
일 실시예에서, 제 1 폴리머 재료는 열경화성 엘라스토머, 보다 구체적으로 디엔 엘라스토머이다. 디엔 엘라스토머는 에틸렌, 프로필렌 및 디엔 단량체(EPDM)의 공중합체, 열가소성 EPDM 복합체, 또는 이들의 조합일 수 있다. 예시적인 디엔 단량체는 부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 공액 디엔; 5 내지 약 25개의 탄소 원자를 포함하는 비공액 디엔, 예컨대 1,4-펜타디엔, 1,4-헥사디엔, 1,5-헥사디엔, 2,5-디메틸-1,5-헥사디엔, 1,4- 옥타디엔 등; 시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 시클로옥타디엔, 디시클로펜타디엔 등과 같은 고리형 디엔; 1-비닐-1-시클로펜텐, 1-비닐-1-시클로헥센 등의 비닐 환상 엔류; 3-메틸비시클로-(4,2,1)-노나-3,7-디엔 등과 같은 알킬비시클로노나디엔; 메틸테트라하이드로인덴 등의 인덴류; 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 5-부틸리덴-2-노르보르넨, 2-메탈릴-5-노르보르넨, 2-이소프로페닐-5-노르보르넨, 5-(1,5-헥사디에닐)-2-와 같은 알케닐 노르보르넨 노르보르넨, 5-(3,7-옥타디에닐)-2-노르보르넨 등; 3-메틸트리시클로(5,2,1,02,6)-데카-3,8-디엔 등의 트리시클로디엔; 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
제 1 중합체 재료의 조성에 따라, 제 1 중합체 재료는 임의의 합리적인 첨가제의 첨가와 함께 임의의 전구체와 같은 임의의 합리적인 성분으로 형성될 수 있다. 추가 첨가제는 촉매, 충전제, 가소제, 윤활제, 산화방지제, 착색제, 광학적으로 투명한 전도성 첨가제, 접착 촉진제, 열 안정제, 산 제거제, UV 안정제, 가공 보조제, 또는 이들의 조합를 포함하나 이에 제한되지는 않는다. 특정 실시예에서, 전구체, 촉매, 충전제, 가소제, 윤활제, 산화방지제, 착색제, 광학적으로 투명한 전도성 첨가제, 접착 촉진제, 열 안정제, 산 제거제, UV 안정제, 가공 보조제와 같은 추가 첨가제, 또는 이들의 조합은 선택된 제 1 중합체 재료 및 제 1 프로파일에 대해 원하는 최종 특성에 의존한다.
중합체 물질의 가교를 개시할 수 있는 임의의 합리적인 촉매가 구상된다. 예시적인 촉매는 열 경화, IR 방사선 경화, e-빔 경화, 또는 이들의 조합일 수 있는 촉매를 포함한다. 촉매는 선택한 폴리머 재료에 따라 다르다. 촉매는 트리알릴 시아누레이트(TAC), 트리알릴 이소시아누레이트(TAIC), 또는 이들의 조합과 같은 가교 촉진제와 조합하여 사용될 수도 있고 사용되지 않을 수도 있다. 일 실시예에서, 첨가제는 임의의 합리적인 접착 촉진제를 포함한다. 인접 층의 접착을 촉진하는 임의의 합리적인 접착 촉진제가 구상되고 인접 층에 의존한다. 예시적인 윤활제는 실리콘 오일, 왁스, 슬립 보조제, 블록 방지제 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 예시적인 윤활제는 실리콘 그라프트된 폴리올레핀, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 왁스, 올레산 아미드, 에루카미드, 스테아레이트, 지방산 에스테르 등, ??또는 이들의 임의의 조합을 추가로 포함한다. 예시적인 항산화제는 페놀계, 장애 아민 항산화제를 포함한다. 예시적인 충전제는 탄산칼슘, 활석, 황산바륨, 비스무트 옥시클로라이드, 이들의 임의의 조합 등과 같은 방사선 불투과성 충전제를 포함한다. 한 실시예에서, 충전제는 관능화된 충전제를 포함한다. 예시적인 작용화된 충전제는 예를 들어 제 2 중합체 물질과 화학적 결합을 형성하는 작용성 모이어티를 갖는 베이스 충전제를 포함한다. 실리카 충전제, 흄드 실리카 충전제, 석영, 유리 충전제, 알루미늄(Al2O(OH)), 알루미노-규산염, 무기 산화물, 수지 충전제, 카본 블랙, 흑연, 그래핀, 탄소 나노튜브(CNT ), 풀러렌 또는 이들의 조합. 특정 실시예에서, 관능화된 충전제는 실리카 충전제를 포함한다. 제 2 중합체 물질에 대한 접착 친화성을 갖는 임의의 기능적 모이어티가 구상된다. 관능화된 모이어티는 예를 들어 베이스 충전제에 부착된 실란이고, 여기서 실란은 아크릴 관능기, 에폭시 관능기, 클로로 관능기, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일 실시예에서, 임의의 합리적인 실란이 구상되고, 예를 들어 트리메톡시실란, 트리에톡시실란, 또는 이들의 조합과 같은 알콕시실란을 포함한다. 한 실시예에서, 작용화된 충전제는 베이스 충전제에 부착된 실리콘-수소화물이다. 특정 실시예에서, 실리콘-수소화물은 트리메틸실록시-말단화된다. 기능적 모이어티로서 존재할 때, 제 1 중합체 재료와 제 2 중합체 재료 사이에 증가된 접착 결합을 제공하기 위해 임의의 합리적인 양의 기능화된 충전제가 구상된다. 한 실시예에서, 작용화된 충전제는 제 1 중합체 재료와 제 2 중합체 사이에 응집 결합을 형성하며, 즉 두 재료 사이의 결합이 실패하기 전에 제 1 프로파일 및/또는 제 2 프로파일의 구조적 완전성이 실패하는 응집 파괴가 발생한다. 예시적인 실시예에서, 작용화된 충전제는 중합체 물질과 혼합되어 중합체 물질의 매트릭스에 함유된 작용화된 충전제의 균질한 혼합물을 형성한다. 한 실시예에서, 작용화된 충전제는 중합체 물질과 반응성 및 공유 결합을 형성하거나 형성하지 않을 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 작용화된 충전제는 중합체 물질과 반응성 및 공유 결합을 형성하지 않는다. 예시적인 가소제는 시트레이트, 프탈레이트, 트리멜리테이트, 1,2-시클로헥산 디카르복실산 디이소노일 에스테르(DINCH), 아디페이트, 중합체 가소제, 피마자유, 피마자유 유도체, 광유, 에폭시화 대두유 등과 같은 대두유, 이와 유사한 것 또는 이들의 임의의 조합과 같은 임의의 공지된 가소제를 포함한다.
전형적으로, 추가 첨가제는 중합체 물질의 총 중량의 약 70중량% 이하, 예를 들어 중합체 물질의 총 중량의 약 60중량% 이하, 예를 들어 약 50중량% 이하의 양으로 중합체 물질의 총 중량의 약 40중량% 이하, 또는 심지어 중합체 물질의 총 중량의 약 30중량% 이하이의 양으로 존재할 수 있다. 선택적인 실시예에서, 중합체 물질은 촉매, 윤활제, 충전제, 가소제, 산화방지제, 착색제, 접착 촉진제, 열 안정제, 산 제거제, UV 안정제, 가공 보조제, 또는 이들의 조합과 같은 추가 첨가제가 실질적으로 없을 수 있다. 본원에 사용된 "실질적으로 없는"은 중합체 물질의 총 중량의 약 1.0 중량% 미만, 또는 심지어 약 0.1 중량% 미만을 지칭한다.
제 2 프로필이 추가로 포함된다. 제 2 프로파일은 제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일 실시예에서, 제 2 중합체 재료는 제 1 중합체 재료에 대해 기재된 바와 같은 열가소성 엘라스토머, 열경화성 엘라스토머, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일 실시예에서, 제 1 중합체 재료 및 제 2 중합체 재료는 동일한 중합체 재료이다. 다른 실시예에서, 제 1 중합체 재료 및 제 2 중합체 재료는 상이한 중합체 재료이다. 예를 들어, 연결은 실리콘 탄성중합체, 스티렌 블록 공중합체, 폴리비닐 클로라이드, 플루오로중합체, 폴리올레핀, 폴리카보네이트, 디엔 공중합체, 블렌드인 제 1 중합체 재료와 제 2 중합체 재료의 임의의 조합 또는 이들의 조합 사이에 있을 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 중합체 재료 및/또는 제 2 중합체 재료는 실리콘 엘라스토머, 폴리올레핀과 블렌드된 스티렌 블록 공중합체, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 불소화 에틸렌 프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로프로필 비닐 에테르(PFA)의 공중합체, 폴리에틸렌, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 디엔 공중합체, 블렌드, 또는 이들의 조합을 포함한다. 일 실시예에서, 제 1 중합체 재료 및/또는 제 2 중합체 재료는 실리콘 엘라스토머, 폴리올레핀과 블렌딩된 스티렌 블록 공중합체, 또는 이들의 조합이다. 일 실시예에서, 제 2 프로파일은 금속을 포함한다. 모든 금속이 상상된다. 특정 실시예에서, 제 2 프로파일은 스테인리스 스틸이다.
도 1A는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 프로파일(100) 및 제 2 프로파일(200)을 도시한 도면이다. 전형적으로, 제 1 프로파일(100) 및 제 2 프로파일(200)은 임의의 상업적으로 이용가능한 프로파일이다. 특정 실시예에서, 제 1 프로파일(100)은 외부 직경(104) 및 내부 직경(106)을 갖는 몸체(102)를 포함하는 튜브의 형태이다. 내부 직경(106)은 몸체(102)의 중공 보어(108)를 형성할 수 있다. 중공 보어(108) 유체 흐름을 위한 튜브의 중심 루멘을 정의한다. 또한, 몸체(102)는 제 1 중합체 재료를 포함하는 단일 층으로 예시된다. 몸체(102)는 외경(104)과 내경(106) 사이의 차이에 의해 측정되는 벽 두께(110)를 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 몸체(102)의 외부 직경(104)은 약 0.025인치 내지 약 5.0인치, 예컨대 약 0.15인치 내지 약 2.0인치이다. 외부 직경(104)은 위에서 언급된 최소값과 최대값 중 임의의 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일 실시예에서, 몸체(102)의 내부 직경(106)은 약 0.005인치 내지 약 4.0인치, 예컨대 약 0.06인치 내지 약 1.0인치이다. 내경(106)은 위에서 언급된 최소값과 최대값 중 임의의 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 벽 두께(110)는 약 0.02인치 내지 약 4.0인치, 예컨대 약 0.05인치 내지 약 1.0인치, 또는 심지어 약 0.1인치 내지 약 0.5인치이다. 벽 두께(110)는 위에서 언급된 최소값과 최대값 중 임의의 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 튜브로 도시되어 있지만, 제 1 프로파일(100)은 약 0.05인치 내지 약 1.0인치, 또는 심지어 약 0.1인치 내지 약 0.5인치와 같은 약 0.02인치 내지 약 4.0인치의 두께를 갖는 구상되는 임의의 구성일 수 있다. 두께는 위에서 언급된 최소값과 최대값 중 임의의 값 사이의 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 몸체(102)는 제 1 단부(112)를 갖는다.
비록 도 1에 도시된 예시적인 실시예에서 몸체(102)의 축방향에 수직인 내부 보어(108)의 단면이 있지만. 도 1A는 원형 형상을 갖고, 몸체(102)의 축 방향에 수직인 내부 보어(108)의 단면은 상상되는 임의의 단면 형상을 가질 수 있다.
특정 실시예에서, 제 2 프로파일(200)은 튜브의 형태이고 외경(204) 및 내경(206)을 갖는 몸체(202)를 포함할 수 있다. 내경(206)은 몸체(202)의 중공 보어(208)를 형성할 수 있다. 보어(208)는 유체 흐름을 위한 튜브의 중앙 루멘을 정의한다. 또한, 몸체(202)는 제 2 중합체 재료를 포함하는 단일 층으로 예시된다. 몸체(202)는 외경(204)과 내경(206) 사이의 차이에 의해 측정되는 벽 두께(210)를 포함할 수 있다.
특정 실시예에서, 몸체(102)의 외경(204)은 약 0.025인치 내지 약 5.0인치, 예컨대 약 0.15인치 내지 약 2.0인치이다. 외부 직경(204)은 위에서 언급된 최소값과 최대값 중 임의의 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 일 실시예에서, 몸체(202)의 내경(206)은 약 0.005인치 내지 약 4.0인치, 예컨대 약 0.06인치 내지 약 1.0인치이다. 내경(206)은 위에서 언급된 최소값과 최대값 중 임의의 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 벽 두께(210)는 약 0.02인치 내지 약 4.0인치, 예컨대 약 0.05인치 내지 약 1.0인치, 또는 심지어 약 0.1인치 내지 약 0.5인치이다. 벽 두께(210)는 위에서 언급된 최소값과 최대값 중 임의의 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 튜브로 예시되어 있지만, 제 2 프로파일(200)은 약 0.05인치 내지 약 1.0인치, 또는 심지어 약 0.1인치 내지 약 0.5인치와 같이 약 0.02인치 내지 약 4.0인치의 두께를 갖는 것으로 구상되는 임의의 구성일 수 있다. 두께는 위에서 언급된 최소값과 최대값 중 임의의 값 사이의 범위 내에 있을 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 몸체(202)는 제 2 단부(212)를 갖는다.
비록 도 1A에 도시된 예시적인 실시예에서 몸체(202)의 축 방향에 수직인 내부 보어(208)의 단면은 원형 형상을 갖지만, 몸체(202)의 축 방향에 수직인 내부 보어(208)의 단면은 상상되는 임의의 단면 형상을 가질 수 있다.
제 1 프로파일(100) 및 제 2 프로파일(200) 모두에 대한 단일 층 튜브로 예시되어 있지만, 임의의 수의 층이 구상된다. 예를 들어, 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일은 1개의 층, 2개의 층, 3개의 층, 또는 더 많은 수의 층을 포함한다. 또한, 실질적으로 동일한 내경, 외경 및 두께를 갖는 두 개의 튜브로 예시되어 있지만, 제 1 프로파일(100) 및 제 2 프로파일(200)은 동일하거나 상이한 구성을 가질 수 있다. 존재하는 층의 수와 무관하게, 제 1 프로파일(100) 및 제 2 프로파일(200)의 외부 직경 및 내부 직경은 도 1에 정의된 단일 층 튜브(100, 200)에 대해 정의된 바와 같은 임의의 값을 가질 수 있다. 1A. 레이어 수는 살균 연결에 필요한 최종 속성에 따라 다릅니다. 또한, 단일 루멘, 즉 제 1 프로파일(100) 및 제 2 프로파일(200) 모두에 대한 중공 보어(108, 208)로 도시되어 있지만, 임의의 수의 루멘이 구상된다. 예를 들어, 제 1 프로파일 및/또는 제 2 프로파일은 복수의 루멘을 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 프로파일(100), 제 2 프로파일(200), 또는 이들의 조합은 다른 층을 더 포함할 수 있다. 다른 층은 예를 들어 중합체 층, 강화 층, 접착 층, 배리어 층, 내화학성 층, 금속 층, 이들의 임의의 조합 등을 포함한다. 추가 레이어가 구상되고 선택한 재료에 따라 다릅니다. 일 실시예에서, 임의의 수의 중합체 층이 구상된다.
일 실시예에서, 연결을 제공하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 제 1 단부(112)를 갖는 제 1 프로파일(100)을 제공하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 제 2 단부(212)를 갖는 제 2 프로파일(200)을 제공하는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 적어도 제 1 프로파일(100), 제 2 프로파일(200), 또는 이들의 조합이 절단된다. 특정 실시예에서, 제 1 단부(112) 및 제 2 단부(212)는 외부 솔기(114)를 갖는 표면 활성화 처리를 통해 함께 동시에 결합된다. 예를 들어, 표면 활성화 처리는 표면을 처리하기 위해 제공된다. 제 1 단부(112)와 제 2 단부(212)의 표면, 제 1 단부(112) 및 제 2 단부(212)는 제 1 단부(112)를 제 2 단부(212)에 동시에 접합하기 위해 직접 접촉하도록 배치된다. 일반적으로, 100뉴턴 미만의 압축력 (N)은 인접하는 제 1 단부(112) 및 제 2 단부(212)에 적용된다. 특정 실시예에서, 제 1 단부(112)는 벽을 가로지르는 단면과 완전하고 직접적으로 접촉하는 벽 두께(110)를 가로지르는 단면을 갖는다. 특정 실시예에서, 제 1 프로파일(100), 제 2 프로파일(200), 또는 이들의 조합은 바람직한 밀봉을 제공하기에 바람직한 표면 거칠기를 갖는다. 예를 들어, 제 1 프로파일(100)의 벽 두께(110)를 가로지르는 단면, 제 2 프로파일의 벽 두께(210)를 가로지르는 단면, 또는 이들의 조합은 MarSurf M 300C 모바일 거칠기 측정 기기에 의해 측정시 약 20 ㎛ 미만, 예를 들어 약 5 ㎛ 미만, 예를 들어 약 1 ㎛ 미만, 또는 심지어 약 0.5 ㎛ 미만의 Ra를 갖는다. 예에서 표면 활성화 처리는 처리된 표면의 표면 거칠기를 최소한으로 변경한다. 일 실시예에서, 제 1 프로파일의 처리된 표면의 표면 거칠기와 제 2 프로파일의 처리된 표면의 표면 거칠기는 제 1 프로파일의 미처리된 표면 및 제 2 프로파일의 미처리된 표면과 비교하여 약 5% 미만, 예컨대 약 2% 미만, 또는 심지어 약 1% 미만만큼 변경된다.
계면은 추가로 유리한 물리적 및 화학적 특성을 갖는다. 일 실시예에서, 계면은 실시예에서 인장 테스트에 의해 설명된 바와 같이 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일의 벌크 재료의 적어도 2%, 적어도 10%, 또는 심지어 적어도 35%의 기계적 강도를 가진다. 예를 들어, 인터페이스에는 접착 실패 또는 응집 실패의 실패 모드가 있다. 이론에 구속되지는 않지만, 표면 활성화 처리는 일치 결합을 제공하기 위해 분자 수준에서 적어도 원자를 여기시킨다. 예를 들어, 계면은 XPS를 통한 제 1 프로파일의 벌크 재료 및 제 2 프로파일의 벌크 재료와 비교하여 약 2% 초과, 예컨대 약 5% 초과, 예컨대 약 10% 초과, 또는 심지어 약 15% 초과의 산소 원자 농도를 갖는다. 예를 들어, 계면은 XPS를 통한 제 1 프로파일의 벌크 재료 및 제 2 프로파일의 벌크 재료와 비교하여 약 2% 초과, 예컨대 약 5% 초과, 예컨대 약 10% 초과, 또는 심지어 약 15% 초과의 질소 원자 농도를 갖는다. 특정 실시예에서, 계면은 제 1 프로파일의 벌크 재료 및 제 2 프로파일의 벌크 재료와 비교하여 더 높은 원자가의 원소를 갖는다. 또한, 계면에서의 표면 장력은 약 20 mN/m(milliNewton per meter) 초과, 예를 들어 약 22 mN/m 초과, 또는 심지어 약 25 mN/m 초과와 같이 예. 예를 들어, 처리된 표면은 약 20mN/m 초과, 예를 들어 약 22mN/m 초과, 또는 심지어 약 25mN/m 초과의 표면 장력을 갖는다. 특히, 표면 장력은 하기 실시예의 표면 에너지 테스트에 기재된 바와 같이 적어도 약 1mM/m, 적어도 약 3mM/m, 또는 심지어 적어도 약 10mM/m 동안 연결을 위한 처리된 계면 및/또는 처리된 표면에서 증가된다.
일 실시예에서, 동시 접합(114)은 결합 단부(112, 212)가 인접하는 원주 밀봉이다. 특정 실시예에서, 접합된 단부(112 및 212)는 중공 보어(108 및 208)를 통한 유체 흐름을 유지한다. 동시 접합은 제 1 프로파일(100)과 제 2 프로파일(200) 사이에 유리한 밀봉을 제공한다. 일반적으로, 계면은 접합이 실질적으로 없다. 재료. 모든 결합 재료에는 접착 특성을 제공하는 추가 재료와 같이 예상되는 모든 외부 접착 재료가 포함된다. 또한, 인터페이스에는 동적 공유 케미스트리와 같은 가역 케미스트리가 실질적으로 없다. 본 명세서에 사용된 "동적 공유 케미스트리"는 원래의 화합물과 다른 새로운 화합물을 형성하는 화학 반응을 의미한다. 예시적인 화학 반응은 알돌 반응, 딜스-알더 반응, 이민 형성, 아민 형성 및 이황화 교환을 포함한다. 또한, 표면 활성화는 처리된 벌크의 온도를 증가시켜 벌크 재료의 분해 온도를 초과하지 않는다.
특정 실시예에서, 제 1 프로파일(100)과 제 2 프로파일(200) 사이에 살균 연결이 제공된다. 실시예에서, 적어도 제 1 프로파일(100), 제 2 프로파일(200), 또는 이들의 조합은 동시 접합 이전에 살균된다. 일 실시예에서, 표면 활성화 처리는 제 1 프로파일(100)과 제 2 프로파일(200) 사이에 살균 연결을 제공하거나 사전 살균된 제 1 프로파일(100) 및/또는 사전 살균된 제 2 프로파일(200)의 살균성을 적어도 유지한다. 표면 활성화 처리는 제 1 프로파일(100)의 처리된 표면과 제 2 프로파일(200)의 처리된 표면 사이에 살균 연결을 제공하거나 적어도 사전 살균된 제 1 프로파일(100)의 처리된 표면 및/또는 일 실시예에서, 표면 활성화 처리는 제 1 프로파일(100)의 처리된 표면, 제 2 프로파일(200)의 처리된 표면, 또는 이들의 조합을 살균한다. 도시되지는 않았지만, 표면 활성화 처리는 처리된 영역 대 처리되지 않은 영역의 경계면에서 가시적인 차이를 제공하기 위해 사용될 수 있다. 가시적 차이는 봉인이 달성되었거나 봉인이 더 이상 존재하지 않을 때 시각적 지표로 유리할 수 있다.
기재된 바와 같이, 표면 활성화 처리는 일 실시예에서 코로나 처리, 플라즈마 처리, 이온 처리, 또는 이들의 조합을 포함한다. 예를 들어, 코로나 처리는 대기를 이온화하여 제 1 프로필과 제 2 프로필의 표면을 활성화한다. 일 실시예에서, 표면 활성화 처리는 예를 들어 불활성 가스 플라즈마, 산소 함유 플라즈마, 질소 함유 플라즈마, 불소 함유 플라즈마, 또는 이들의 조합과 같은 플라즈마 처리를 포함한다. 일 실시예에서, 표면 활성화 처리는 헬륨, 네온, 산소, 아르곤, 질소, 압축 공기, 암모니아, 또는 이들의 조합과 같은 가스를 이온화하는 플라즈마 처리를 포함한다. 일 실시예에서, 표면 활성화 처리는 산소, 아르곤, 질소, 압축 공기, 암모니아, 또는 이들의 조합과 같은 가스를 이온화하는 플라즈마 처리를 포함한다. 제 1 프로파일(100) 및 제 2 프로파일(200)에 대한 살균 조건 뿐만 아니라 결합을 제공하는 표면 활성화 처리의 임의의 조건이 구상된다. 예를 들어, 플라즈마 처리는 1분 미만과 같이 2분 미만 동안 제공되며, 예를 들어 45초 미만, 예를 들어 30초 미만, 또는 심지어 10초 미만이다. 특정 실시예에서, 표면 활성화 처리 전후의 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일의 추출 프로파일은 실질적으로 동일하며, 이는 표면 활성화 처리 전후에 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일의 화학적 조성이 변경되지 않았음을 나타낸다. 또한, 표면 활성화 처리 전후의 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일에서 미립자의 변화는 +/- 5%, 예컨대 +/- 15%, 또는 심지어 +/- 50%이다. 일 실시예에서, 프로파일은 여러 번 표면 처리될 수 있다. 예를 들어, 방법은 계면에서 동시 접합을 분리하고, 추가 표면 활성화 처리를 제공하고, 계면에서 제 1 단부를 제 2 단부에 동시적으로 결합하기 위해 제 1 단부를 제 2 단부에 직접 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다.
표면 처리는 제 1 프로파일(100) 및 제 2 프로파일(200)에 살균을 제공하기 때문에 추가 살균 공정이 필요하지 않다. 또한, 표면 활성화 처리는 동시 접합에 접착제, 프라이머, 화학적 처리 또는 이들의 조합이 실질적으로 없는 효과적인 밀봉을 제공한다. 전력과 시간에 의존하는 모든 에너지는 제 1 프로필과 제 2 프로필의 표면을 활성화하는 것으로 생각된다. 예를 들어, 전력 출력은 약 5초 동안 약 480와트이다.
일 실시예에서, 보강재(미도시)가 외부 솔기(114)를 보강하는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 보강재는 동시 접합의 외부 솔기의 적어도 일부를 둘러싸는 고정 장치이다. 특정 실시예에서, 일치 결합의 전체 외부 솔기를 둘러싸는 체결 장치. 예를 들어, 클램프, 폴리머 테이프, 오버몰딩된 폴리머, 접착제, 또는 이들의 조합과 같은 임의의 고정 장치가 구상된다. 특정 실시예에서, 고정 장치는 실리콘 테이프와 같은 폴리머 테이프이다. 실리콘 테이프는 접착력이 있을 수 있다. 또 다른 실시예에서, 중합체 테이프 사이의 표면은 동시 접합에 인접한 외부 표면에 대한 중합체 테이프의 접착력을 향상시키기 위해 표면 처리된다. 예를 들어, 폴리머 테이프의 표면이 처리된다. 다른 실시예에서, 외부 솔기의 외부 표면이 처리된다. 특정 실시예에서, 중합체 테이프 사이의 표면은 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일의 접합 및 살균에 대해 기재된 표면 활성화 처리로 표면 처리된다. 접합/용접을 위한 표면 활성화 처리로 표면 처리와 동시에 또는 후속적으로 중합체 테이프를 표면 처리하는 임의의 순서가 구상된다.
예시적인 실시예에서, 동시 접합을 갖는 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일은 결합된 연결이 요구되는 다양한 응용에서 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 살균 연결이 달성된다. 유리하게는 그리고 특정 실시예에서, 표면 활성화 처리는 살균된 연결을 유지하면서 아직 접합/용접되지 않은 다수의 중합체 재료를 접합 및 살균하는 방법을 제공한다. 특히, 동시 접합의 살균 특성은 살균이 필요한 모든 응용 분야에 유용한다. 예를 들어, 프로필의 동시 접합은 FDA, ADCF, USP Class VI, NSF, 유럽 약전 준수, 미국 약전(USP) 준수, USP 물리화학적 준수, 일본 약전, 의료 기기의 생체 적합성을 평가하기 위한 ISO 10993 표준 및 기타 규제 승인에 대한 가능성을 가진다. 특정 실시예에서, 프로파일은 비-세포독성, 비-용혈성, 비-발열성, 동물-유래 성분-비함유, 비-돌연변이원성, 비-정균성, 비-진균성, 또는 이들의 임의의 조합이다.
일 실시예에서, 살균 연결을 제공하는 방법은 산업, 의료 응용, 건강 관리, 생물약제학, 식수, 식품 및 음료 응용, 유제품 응용, 실험실 응용, FDA 응용 등과 같은 응용에서 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 살균 연결을 제공하는 방법은 식품 및 음료 처리 장비의 유체 전달 튜브, 의료 및 건강 관리의 유체 전달 튜브, 바이오제약 제조 장비 및 의료용 연동 펌프 튜브와 같은 응용 분야, 실험실 및 생물 약제 응용 프로그램에 사용될 수 있다.
특정 실시예에서, 용기, 반응기, 저장소, 탱크, 또는 백과 같은 유체 소스는 제 1 프로파일 및/또는 제 2 프로파일에 결합된다. 제 1 프로필 및/또는 제 2 프로필은 펌프, 피팅, 밸브, 디스펜서 또는 다른 용기, 반응기, 저장소, 탱크 또는 백과 맞물릴 수 있다. 예에서, 제 1 프로파일 및/또는 제 2 프로파일은 물 용기에 결합될 수 있고 디스펜서 피팅을 가질 수 있다. 다른 예에서, 제 1 프로파일 및/또는 제 2 프로파일은 유체 백에 결합되고 밸브에 결합될 수 있다. 추가 예에서, 프로파일은 용기에 결합되고, 펌프에 결합되고, 제 2 용기에 결합될 수 있다.
많은 상이한 양태 및 실시예가 가능하다. 이러한 측면 및 실시예 중 일부가 여기에 설명되어 있다. 본 명세서를 읽은 후, 숙련된 기술자는 이러한 양태 및 실시예가 단지 예시적이며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 실시예는 아래 나열된 항목 중 임의의 하나 이상에 따를 수 있다.
실시예 1. 연결부에 있어서, 열경화성 재료를 포함하는 제 1 중합체 재료를 포함하는 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일; 및 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고, 제 2 프로파일은 제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제 1 단부 및 제 2 단부는 제 1 단부와 제 2 단부의 계면에서 접합 재료 없이 동시에 접합된다.
실시예 2. 살균 연결을 제공하는 방법에 있어서, 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일을 제공하는 단계 - 상기 제 1 프로파일은 제 1 중합체 재료를 포함함 -; 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 제공하고, 제 2 프로파일은 제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하는 단계; 표면 활성화 처리를 제공하는 단계; 및 계면에서 제 1 단부를 제 2 단부에 동시에 접합하고 제 1 프로파일의 처리된 표면과 제 2 프로파일의 처리된 표면 사이에 살균 연결을 제공하기 위해 제 1 단부를 제 2 단부에 직접 접촉시키는 단계를 포함한다.
실시예 3. 선행 실시예중 어느 하나에 있어서, 계면은 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일의 벌크 재료의 적어도 2%, 적어도 10%, 또는 심지어 적어도 35%의 기계적 강도를 갖는다.
실시예 4. 선행 실시예들 중 어느 하나의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 상기 제 1 폴리머 재료와 상기 제 2 폴리머 재료는 동일한 폴리머 재료이다.
실시예 5. 실시예 1-3의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 제 1 폴리머 재료와 제 2 폴리머 재료는 서로 다른 폴리머 재료이다.
실시예 6. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 살균 연결을 제공하는 방법에 있어서, 제 1 중합체 재료가 열가소성 재료, 열경화성 재료, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 7. 실시예 6의 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 열가소성 재료가 폴리스티렌, 폴리에스테르, 실리콘 공중합체, 실리콘 열가소성 가황물, 코폴리에스테르, 폴리아미드, 플루오로중합체, 폴리올레핀, 폴리에테르-에스테르, 공중합체, 열가소성 우레탄, 폴리에테르아미드 블록 공중합체, 폴리아미드 공중합체, 스티렌 블록 공중합체, 폴리카보네이트, 열가소성 가황물, 아이오노머, 폴리옥시메틸렌(POM), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 아세탈, 아크릴 , 폴리염화비닐(PVC), 블렌드, 또는 이들의 조합을를 포함한다.
실시예 8. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 살균 연결을 제공하는 연결 또는 방법에 있어서, 제 1 중합체 재료의 열경화성 재료가 실리콘 엘라스토머, 디엔 엘라스토머, 부틸 고무, 천연 고무, 폴리우레탄 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 이들의 블렌드 또는 조합을 포함한다.
실시예 9. 선행 실시예들 중 어느 하나의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 제 2 중합체 재료가 열가소성 재료, 열경화성 재료, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 10. 실시예 9의 살균 연결부를 제공하는 연결 또는 방법에 있어서, 열가소성 재료가 폴리스티렌, 폴리에스테르, 실리콘 공중합체, 실리콘 열가소성 가황물, 코폴리에스테르, 폴리아미드, 플루오로중합체, 폴리올레핀, 폴리에테르-에스테르 공중합체, 열가소성 우레탄, 폴리에테르아미드 블록 공중합체, 폴리아미드 공중합체, 스티렌 블록 공중합체, 폴리카보네이트, 열가소성 가황물, 이오노머, 폴리옥시메틸렌(POM), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 아세탈, 아크릴, 폴리염화비닐(PVC), 블렌드, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 11. 실시예 9의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 열경화성 재료는 실리콘 엘라스토머, 디엔 엘라스토머, 부틸 고무, 천연 고무, 폴리우레탄 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 블렌드 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 12. 선행 실시예들 중 어느 하나의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 제 1 프로파일은 실리콘 탄성중합체 튜브를 포함하고 제 2 프로파일은 실리콘 탄성중합체 튜브를 포함한다.
실시예 13. 실시예 1 내지 실시예 11의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 제 1 프로파일은 실리콘 탄성중합체를 포함하고 제 2 프로파일은 스티렌 블록 공중합체와 폴리올레핀의 블렌드를 포함한다.
실시예 14. 선행 실시예들 중 어느 하나의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 제 1 프로파일, 제 2 프로파일, 또는 이들의 조합은 튜브, 포트, 커넥터, 호스, 바늘, 노즐, 플러그 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 15. 선행 실시예들 중 어느 하나의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 동시 접합은 원주방향 밀봉부이다.
실시예 16. 선행하는 실시예들 중 임의의 것의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 제 1 프로파일은 제 1 루멘을 포함하고 제 2 프로파일은 제 2 루멘을 포함한다.
실시예 17. 실시예 16의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 제 1 내강, 제 2 내강, 또는 이들의 조합은 복수의 내강을 포함한다.
실시예 18. 선행하는 실시예들 중 임의의 것의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 동시 결합은 건조 및 습윤 상태에서 약 30분 동안 1psi 이상, 예를 들어 5psi 이상, 10psi 이상, 15psi 이상, 또는 심지어 20psi 이상의 공기 압력과 같은 밀봉 무결성 압력 테스트를 견뎌낸다.
실시예 19. 선행하는 실시예들 중 임의의 것의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 동시 접합은 더 낮은 인장 강도를 갖는 벌크 재료에 대한 비교로 제 1 프로파일의 벌크 재료 또는 제 2 프로파일의 벌크 재료의 인장 강도와 비교하여 적어도 약 10%, 예컨대 적어도 약 15%, 예컨대 적어도 약 25%, 또는 적어도 약 50%의 인장 강도를 유지한다.
실시예 20. 선행하는 실시예들 중 임의의 실시예의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 동시 접합이 더 낮은 파단 신율을 갖는 벌크 재료에 대한 비교로 제 1 프로파일의 벌크 재료 또는 제 2 프로파일의 벌크 재료의 파단 신율과 비교하여 적어도 약 10%, 예컨대 적어도 약 15%, 예컨대 적어도 약 25%, 또는 심지어 적어도 약 50%의 파단 신율을 유지한다.
실시예 21. 선행하는 실시예들 중 임의의 실시예의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 동시 접합은 약 5ppi 이상, 예를 들어 약 50ppi 이상, 또는 심지어 약 100ppi 이상, 및 심지어 약 200ppi 이상의 인열 강도를 갖는다.
실시예 22. 선행하는 실시예들 중 임의의 실시예의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 동시 접합이 계면에서 적어도 약 5ppi, 예컨대 적어도 약 15ppi, 또는 심지어 적어도 약 50ppi의 접합 가도를 가진다.
실시예 23. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 연결에 있어서, 동시 접합이 표면 활성 처리를 통해 제공된다.
실시예 24. 선행하는 실시예들 중 임의의 실시예의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 표면 활성화 처리는 파동 조사, 입자 조사, 또는 이들의 조합으로 제 1 프로파일, 제 2 프로파일, 또는 이들의 조합의 표면에 대한 입력 에너지를 처리하는 것을 포함한다.
실시예 25. 실시예 24의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 파동 조사는 마이크로파, 자외선, x-선, 감마선, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 26. 실시예 24의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 입자 조사는 알파 방사선, 베타 방사선, 하전 이온, 중성자 방사선, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 27. 실시예 24의 살균 연결부를 제공하는 연결 또는 방법에 있어서, 입자 조사가 코로나 처리, 이온 처리, 플라즈마 처리, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 28. 선행하는 실시예 중 어느 하나의 살균 연결부를 제공하는 연결 또는 방법에 있어서, 제 1 프로파일이 약 0.02인치 내지 약 4.0인치, 예를 들어 약 0.05인치 내지 약 1.0인치, 또는 심지어 약 0.1인치 내지 약 0.5인치의 두께를 갖는다.
실시예 29. 선행하는 실시예 중 어느 하나의 살균 연결부를 제공하는 연결 또는 방법에 있어서, 제 2 프로파일이 약 0.02인치 내지 약 4.0인치, 예를 들어 약 0.05인치 내지 약 1.0인치, 또는 심지어 약 0.1인치 내지 약 0.5인치의 두께를 갖는다.
실시예 30. 실시예 28 및 29의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 제 1 프로파일과 제 2 프로파일은 동일한 두께를 갖는다.
실시예 31. 실시예 28 및 29의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일은 상이한 두께를 갖는다.
실시예 32. 선행 실시예 중 어느 하나의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 동시 접합은 제 1 프로파일과 제 2 프로파일 사이의 인장 강도가 약 10 psi 이상, 예를 들어 약 50 psi 이상, 또는 적어도 300psi 이상이다.
실시예 33. 이전 실시예 중 어느 하나의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 연결은 바이오팜 응용, FDA 응용, 의료 응용, 실험실 응용, 또는 이들의 조합에 사용된다.
실시예 34. 실시예 34 중 어느 한 실시예의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 체결 장치가 동시 결합의 외부 솔기의 적어도 일부를 둘러싼다.
실시예 35.실시예 34의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 고정 장치가 클램프, 폴리머 테이프, 오버몰딩된 폴리머, 접착제, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 36. 실시예 35의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 폴리머 테이프가 실리콘 테이프를 포함한다.
실시예 37. 실시예 36의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 실리콘 테이프의 표면은 동시 결합의 외부 솔기에 접착되기 전에 표면 활성화 처리에 노출된다.
실시예 38. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 살균 연결을 제공하는 연결 또는 방법에 있어서, 인터페이스가 접착 실패의 실패 모드를 갖는다.
실시예 39. 선행 실시예들 중 어느 하나의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 제 1 프로파일의 처리된 표면의 표면 거칠기와 제 2 프로파일의 처리된 표면의 표면 거칠기가 제 1 프로파일의 미처리된 표면 및 제 2 프로파일의 미처리된 표면과 비교하여 약 5% 미만, 예컨대 약 2% 미만, 또는 심지어 약 1% 미만만큼 변경된다.
실시예 40. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 살균 연결을 제공하는 연결 또는 방법에 있어서, 인터페이스가 응집 실패의 실패 모드를 갖는다.
실시예 41. 선행하는 실시예들 중 임의의 것의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, XPS를 통한 제 1 프로파일의 벌크 재료 및 제 2 프로파일의 벌크 재료와 비교하여 인터페이스가 약 2% 초과, 예컨대 약 5% 초과, 예컨대 약 10% 초과, 또는 약 15% 초과의 산소 원자 농도를 갖는다.
실시예 42. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 살균 연결을 제공하는 연결 또는 방법에 있어서, 인터페이스가 제 1 프로파일의 벌크 재료 및 제 2 프로파일의 벌크 재료에 비해 더 높은 원자가를 갖는다.
실시예 43. 선행 실시예 중 임의의 것의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 계면에서 약 20mN/m 초과, 예를 들어 약 22mN/m 초과, 또는 심지어 약 25mN/m 초과의 표면 장력을 가진다.
실시예 44. 선행 실시예 중 임의의 것의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 처리된 표면에서 약 20mN/m 초과, 예를 들어 약 22mN/m 초과, 또는 심지어 약 25mN/m 초과의 표면 장력을 가진다.
실시예 45. 선행하는 실시예들 중 임의의 것의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 적어도 약 1 mN/m, 적어도 약 3 mN/m, 또는 심지어 적어도 약 10 mN/m 동안 연결을 위한 처리된 계면 및/또는 처리된 표면에서 표면 장력 증가를 갖는다.
실시예 46. 실시예 45의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 제 1 프로파일, 제 2 프로파일, 또는 이들의 조합은 실리콘 엘라스토머를 포함한다.
실시예 47. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 살균 연결을 제공하는 방법에 있어서, 계면에 접합 재료가 실질적으로 없다.
실시예 48. 선행 실시예 중 임의의 것의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 계면에 임의의 동적 공유 케미스트리 물질이 실질적으로 없다.
실시예 49. 실시예 2-48의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 표면 활성화가 처리된 벌크의 온도를 증가시켜 벌크 재료의 분해 온도를 초과하지 않는다.
실시예 50. 실시예 23에 있어서, 표면 활성화 처리가 제 1 프로파일의 처리된 표면과 제 2 프로파일의 처리된 표면의 살균 연결부를 제공한다.
실시예 51. 선행하는 실시예 중 임의의 것의 연결부 또는 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 처리된 및/또는 접합된 영역 대 미처리된 및/또는 접합되지 않은 영역의 경계면에서 가시적인 차이를 더 포함한다.
실시예 52. 선행하는 실시예들 중 어느 하나의 살균 연결부를 제공하는 방법에 있어서, 표면 활성화 처리 전후의 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일의 추출 프로파일이 동일하다.
실시예 53. 선행하는 실시예 중 어느 하나의 살균 연결을 제공하는 방법에 잇어서, 표면 활성화 처리 전후에 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일에서 미립자의 변화가 +/- 5%, 예를 들어 +/- 15% 또는 심지어 +/- 50%이다.
실시예 54. 실시예 2-53의 살균 연결을 제공하는 방법에 있어서, 동시 접합을 단절시키는 단계를 더 포함하고; 추가적인 표면 활성화 처리를 제공하는 단계; 및 제 1 단부를 제 2 단부에 직접 접촉시켜 계면에서 제 1 단부를 제 2 단부에 동시에 접합시키는 단계를 포함한다.
실시예 55. 연결부에 있어서: 열경화성 재료를 포함하는 제 1 중합체 재료를 포함하는 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일; 및 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고, 제 2 프로파일은 제 2 열경화성 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제 1 단부 및 제 2 단부는 제 1 단부와 제 2 단부의 계면에서 접합 재료 없이 동시에 접합된다.
실시예 56. 살균 연결부에 있어서: 열경화성 재료를 포함하는 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일; 및 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고, 제 2 프로파일은 제 2 열경화성 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제 1 단부와 제 2 단부는 계면에서 동시에 접합된다.
실시예 57. 실시예 55-56의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 계면은 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일의 벌크 재료의 적어도 2%, 적어도 10%, 또는 심지어 적어도 35%의 기계적 강도를 갖는다.
실시예 58. 실시예 55-57의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일과 제 2 프로파일은 동일한 열경화성 재료이다.
실시예 59. 실시예 55-57의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일과 제 2 프로파일은 서로 다른 열경화성 재료이다.
실시예 60. 실시예 55-59의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일의 열경화성 재료는 실리콘 탄성중합체, 디엔 탄성중합체, 부틸 고무, 천연 고무, 폴리우레탄 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 이들의 블렌드 또는 조합을 포함한다.
실시예 61. 실시예 55-60의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 2 프로파일의 제 2 열경화성 재료는 실리콘 엘라스토머, 디엔 엘라스토머, 부틸 고무, 천연 고무, 폴리우레탄 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 이들의 블렌드 또는 조합을 포함한다.
실시예 62. 실시예 55-61의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일은 실리콘 탄성중합체 튜브를 포함하고 제 2 프로파일은 실리콘 탄성중합체 튜브를 포함한다.
실시예 63. 실시예 55-62의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일, 제 2 프로파일, 또는 이들의 조합은 튜브, 포트, 커넥터, 호스, 바늘, 노즐, 플러그, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 64. 실시예 55-63의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 접합은 원주방향 시일(circumferential seal)이다.
실시예 65. 실시예 55-64의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일은 제 1 루멘을 포함하고 제 2 프로파일은 제 2 루멘을 포함한다.
실시예 66. 실시예 65의 연결부 또는 살균 연결부에 있서, 제 1 루멘, 제 2 루멘, 또는 이들의 조합은 복수의 루멘을 포함한다.
실시예 67. 실시예 55-66의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 접합은 동시 결합은 건조 및 습윤 상태에서 약 30분 동안 1psi 이상, 예를 들어 5psi 이상, 10psi 이상, 15psi 이상, 또는 심지어 20psi 이상의 공기 압력과 같은 밀봉 무결성 압력 테스트를 견뎌낸다.
실시예 68. 실시예 55-67의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 결합은 인장 강도가 더 낮은 벌크 재료에 대한 제 1 프로파일 또는 제 2 두 번째 프로파일의 벌크 재료의 인장 강도와 비교하여 적어도 약 10%, 예컨대 적어도 약 15%, 예컨대 적어도 약 25%, 또는 심지어 적어도 약 50%의 인장 강도를 유지한다.
실시예 69. 실시예 55-68의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 접합은 더 낮은 파단 신율을 갖는 벌크 재료에 대한 제 1 프로파일의 벌크 재료 또는 제 2 프로파일의 벌크 재료의 파단 신율과 비교하여 적어도 약 10%, 예컨대 적어도 약 15%, 예컨대 적어도 약 25%, 약 50% 이상, 또는 심지어 100%의 파단 신율을 유지한다.
실시예 70. 실시예 55-69의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 약 5ppi 이상, 예를 들어 약 50ppi 이상, 또는 심지어 약 100ppi 이상, 및 심지어 약 200ppi 이상의 인열 강도를 갖는다.
실시예 71. 실시예 55-70의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 결합은 계면에서 적어도 약 5ppi, 예컨대 적어도 약 15ppi, 또는 심지어 적어도 약 50ppi의 접착력을 갖다.
실시예 72. 실시예 55-71의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 결합은 표면 활성화 처리를 통해 제공된다.
실시예 73. 실시예 72의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 표면 활성화 처리는 파동 조사, 입자 조사, 또는 이들의 조합으로 제 1 프로파일, 제 2 프로파일, 또는 이들의 조합의 표면에 대한 입력 에너지를 처리하는 것을 포함한다.
실시예 74. 실시예 73의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 상기 파동 조사는 마이크로파, 자외선, x-선, 감마선, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 75. 실시예 73의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 입자 조사는 알파 방사선, 베타 방사선, 하전 이온, 중성자 방사선, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 76. 실시예 73의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 입자 조사는 코로나 처리, 이온 처리, 플라즈마 처리, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 77. 실시예 55-76의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일은 약 0.02인치 내지 약 4.0인치, 예를 들어 약 0.05인치 내지 약 1.0인치, 또는 심지어 약 0.1인치 내지 약 0.5인치의 두께를 갖는다.
실시예 78. 실시예 55-77의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 2 프로파일은 약 0.02인치 내지 약 4.0인치, 예컨대 약 0.05인치 내지 약 1.0인치, 또는 심지어 약 0.1인치 내지 약 0.5인치의 두께를 갖다.. .
실시예 79. 실시예 77 및 78의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일과 제 2 프로파일이 동일한 두께를 갖는다
실시예 80. 실시예 77 및 78의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일과 제 2 프로파일은 상이한 두께를 갖는다.
실시예 81. 실시예 55-80의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 접합은 제 1 프로파일과 제 2 프로파일 사이의 인장 강도가 약 10psi 이상, 예를 들어 약 50psi 이상, 또는 심지어 300psi 이상이다.
실시예 82. 실시예 55-81의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 연결은 바이오팜 응용, FDA 응용, 의료 응용, 실험실 응용, 또는 이들의 조합에 사용된다.
실시예 83. 실시예 55-82의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 체결 장치가 동시 결합의 외부 솔기의 적어도 일부를 둘러싸는 것이다.
실시예 84. 실시예 83의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 고정 장치가 클램프, 폴리머 테이프, 오버몰드 폴리머, 접착제, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 85. 실시예 84의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 폴리머 테이프가 실리콘 테이프를 포함한다.
실시예 86. 실시예 85의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 실리콘 테이프의 표면은 동시 결합의 외부 솔기에 접착되기 전에 표면 활성화 처리에 노출되어 있다.
실시예 87. 실시예 55-86의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 계면은 접착 실패의 실패 모드를 갖는다.
실시예 88. 실시예 55-87의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일의 처리된 표면의 표면 거칠기 및 제 2 프로파일의 처리된 표면의 표면 거칠기는 제 1 프로파일의 미처리 표면 및 제 2 프로파일의 미처리 표면과의 비교하여 약 2% 미만, 또는 심지어 약 1% 미만과 같이 약 5% 미만만큼 변화한다.
실시예 89. 실시예 55-88의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 인터페이스는 응집성 실패의 실패 모드를 갖는다.
실시예 90. 실시예 55-89의 연결부 또는 살균 연결에 있어서, 계면은 XPS를 통한 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일의 벌크 재료와 비교하여 약 2% 초과, 예컨대 약 5% 초과, 예컨대 약 10% 초과, 또는 심지어 약 15% 초과의 산소 원자 농도를 갖는다.
실시예 91. 실시예 55-90의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일의 벌크 재료 및 제 2 프로파일의 벌크 재료와 비교하여 더 높은 원자가를 갖는다.
실시예 92. 실시예 55-91의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 계면에서 표면 장력이 약 20mN/m 초과, 예를 들어 약 22mN/m 초과, 또는 심지어 약 25mN/m 초과이다.
실시예 93. 실시예 55-92의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 처리된 표면에서 표면 장력이 약 20mN/m 초과, 예를 들어 약 22mN/m 초과, 또는 심지어 약 25mN/m 초과이다.
실시예 94. 실시예 55-93의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 적어도 약 1 mN/m, 적어도 약 3 mN/m, 또는 심지어 약 10mN/m 이상의 연결부을 위한 처리된 계면 및/또는 처리된 표면에서 표면 장력 증가를 갖는다.
실시예 95. 실시예 94의 연결부에 있어서, 제 1 프로파일, 제 2 프로파일, 또는 이들의 조합은 실리콘 엘라스토머를 포함한다.
실시예 96. 실시예 56의 살균 연결부에 있어서, 계면에 접합 재료가 실질적으로 없다.
실시예 97. 실시예 55-96의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 계면에 어떠한 동적 공유 케미스트리도 실질적으로 존재하지 않는다.
실시예 98. 실시예 72의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 표면 활성화는 처리된 벌크의 온도를 증가시켜 벌크 재료의 분해 온도를 초과하지 않는다.
실시예 99. 실시예 72의 연결부에 있어서, 표면 활성화 처리가 제 1 프로파일의 처리된 표면과 제 2 프로파일의 처리된 표면의 살균 연결을 제공한다.
실시예 100. 실시예 55-99의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 처리 영역 및/또는 접합 영역 대 비처리 영역 및/또는 비접합 영역의 경계면에서 가시적인 차이를 더 포함한다.
실시예 101. 연결부에 있어서: 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일 - 상기 제 1 프로파일은 실리콘 재료를 포함함 -; 및 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고, 제 2 프로파일은 제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제 1 단부 및 제 2 단부는 제 1 단부와 제 2 단부의 계면에서 접합 재료 없이 동시에 접합된다.
실시예 102. 살균 연결부에 있어서: 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일 - 상기 제 1 프로파일은 실리콘 재료를 포함함 -; 및 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고, 제 2 프로파일은 제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하고, 제 1 단부 및 제 2 단부는 제 1 단부와 제 2 단부의 계면에서 접합 재료 없이 동시에 접합된다.
실시예 103. 실시예 101-102의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 계면은 제 1 프로파일 및 제 2 벌크 재료의 적어도 2%, 적어도 10%, 또는 심지어 적어도 35%의 기계적 강도를 갖는다.
실시예 104. 실시예 101-103의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일은 동일한 중합체 재료이다.
실시예 105. 실시예 101-103의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일 및 제 2 프로파일은 상이한 중합체 재료이다.
실시예 106. 실시예 101-105의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 2 중합체 재료는 열가소성 재료, 열경화성 재료, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시 형태 107. 실시 형태 106의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 열가소성 재료는 폴리스티렌, 폴리에스테르, 실리콘 공중합체, 실리콘 열가소성 가황물, 코폴리에스테르, 폴리아미드, 플루오로중합체, 폴리올레핀, 폴리에테르-에스테르 공중합체, 열가소성 우레탄, 폴리에테르아미드 블록 공중합체, 폴리아미드 공중합체, 스티렌 블록 공중합체, 폴리카보네이트, 열가소성 가황물, 아이오노머, 폴리옥시메틸렌(POM), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 아세탈, 아크릴, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 블렌드, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 108. 실시예 106의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 열경화성 재료는 실리콘 엘라스토머, 디엔 엘라스토머, 부틸 고무, 천연 고무, 폴리우레탄 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 블렌드 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 109. 실시예 101-108의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일은 실리콘 탄성중합체 튜브를 포함하고 제 2 프로파일은 실리콘 탄성중합체 튜브를 포함한다.
실시예 110. 실시예 101-108의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일은 실리콘 엘라스토머를 포함하고 제 2 프로파일은 스티렌 블록 공중합체와 폴리올레핀의 블렌드를 포함한다.
실시예 111. 실시예 101-110의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 프로파일은 배관, 포트, 커넥터, 호스, 바늘, 노즐, 플러그, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 112. 실시예 101-111의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 결합은 원주 시일(circumferential seal)이다.
실시예 113. 실시예 101-112의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일은 제 1 루멘을 포함하고 제 2 프로파일은 제 2 루멘을 포함한다.
실시예 114. 실시예 113의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 루멘, 제 2 루멘, 또는 이들의 조합은 복수의 루멘을 포함한다.
실시예 115. 실시예 101-114의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 일치 결합은 건조하고 습한 조건에서 약 30분 동안 적어도 1psi, 예컨대 적어도 5psi, 예컨대 적어도 10psi, 예컨대 적어도 15psi 또는 적어도 20psi 기압의 밀봉 완전성 압력 테스트를 견딘다.
실시예 116. 실시예 101-115의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 결합은 더 낮은 인장 강도를 갖는 벌크 재료에 대해 제 1 프로파일의 벌크 재료 또는 제 2 프로파일의 벌크 재료의 인장 강도와 비교하여 적어도 약 10%, 예컨대 적어도 약 15%, 예컨대 적어도 약 25%, 또는 심지어 적어도 약 50%의 인장 강도를 유지한다.
실시예 117. 실시예 101-116의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 결합은 더 낮은 파단 신율을 갖는 벌크 재료에 대해 제 1 프로파일의 벌크 재료 또는 제 2 프로파일의 벌크 재료의 파단 신율과 비교하여 적어도 약 10%, 예컨대 적어도 약 15%, 예컨대 적어도 약 25%, 또는 심지어 적어도 50%의 파단 신율을 유지한다.
실시예 118. 실시예 101-117의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 결합은 약 5ppi 이상, 예를 들어 약 50ppi 이상, 또는 심지어 약 100ppi 이상, 및 심지어 약 200ppi 이상의 인열 강도를 갖는다.
실시예 119. 실시예 101-118의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 결합은 계면에서 적어도 약 5ppi, 예컨대 적어도 약 15ppi, 또는 심지어 적어도 약 50ppi의 접착력을 갖는다.
실시예 120. 실시예 101-119의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 결합은 표면 활성화 처리를 통해 제공된다.
실시예 121. 실시예 120의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 표면 활성화 처리는 파동 조사, 입자 조사, 또는 이들의 조합으로 제 1 프로파일, 제 2 프로파일, 또는 이들의 조합의 표면에 대한 입력 에너지를 처리하는 것을 포함한다.
실시예 122. 실시예 121의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 파동 조사는 마이크로파, 자외선, x-선, 감마선, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 123. 실시예 121의 연결부 또는 살균 연결부에서, 입자 조사는 알파 방사선, 베타 방사선, 하전 이온, 중성자 방사선, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 124. 실시예 121의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 입자 조사는 코로나 처리, 이온 처리, 플라즈마 처리, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 125. 실시예 101-124의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일은 약 0.02인치 내지 약 4.0인치, 예를 들어 약 0.05인치 내지 약 1.0인치, 또는 심지어 약 0.1인치 내지 약 0.5인치의 두께를 갖는다. .
실시예 126. 실시예 101-125의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 2 프로파일은 약 0.02인치 내지 약 4.0인치, 예를 들어 약 0.05인치 내지 약 1.0인치, 또는 심지어 약 0.1인치 내지 약 0.5인치의 두께를 갖는다.
실시예 127. 실시예 125 및 126의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일과 제 2 프로파일은 동일한 두께를 갖는다.
실시예 128. 실시예 125 및 126의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일과 제 2 프로파일은 서로 다른 두께를 갖는다.
실시예 129. 실시예 101-128의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 동시 결합은 제 1 프로파일과 제 2 프로파일 사이의 인장 강도가 약 10psi 이상, 예를 들어 약 50psi 이상, 또는 심지어 300psi 이상이다.
실시예 130. 실시예 101-129의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 연결은 바이오팜 응용, FDA 응용, 의료 응용, 실험실 응용, 또는 이들의 조합에 사용된다.
실시예 131. 실시예 101-130의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 체결 장치가 동시 결합의 외부 솔기의 적어도 일부를 둘러싼다.
실시예 132. 실시예 131의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 고정 장치는 클램프, 폴리머 테이프, 오버몰딩된 폴리머, 접착제, 또는 이들의 조합을 포함한다.
실시예 133. 실시예 132의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 중합체 테이프가 실리콘 테이프를 포함한다.
실시예 134. 실시예 133의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 실리콘 테이프의 표면은 동시 결합의 외부 솔기에 접착되기 전에 표면 활성화 처리에 노출되어 있다.
실시예 135. 실시예 101-134의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 계면은 접착 실패의 실패 모드를 갖는다.
실시예 136. 실시예 101-135의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제1 프로파일의 처리된 표면의 표면 거칠기 및 제2 프로파일의 처리된 표면의 표면 거칠기는 제 1 프로파일의 미처리 표면 및 제2 프로파일의 미처리 표면과 비교하여 약 2% 미만, 또는 심지어 약 1% 미만과 같이 약 5% 미만만큼 변화한다. .
실시예 137. 실시예 101-136의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 인터페이스는 응집성 실패의 실패 모드를 갖는다.
실시예 138. 실시예 101-137의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 계면은 XPS를 통한 제 1 프로파일의 벌크 재료 및 제 2 프로파일의 벌크 재료와 비교하여 약 2% 초과, 예컨대 약 5% 초과, 예컨대 약 10% 초과, 또는 심지어 약 15% 초과의 산소 원자 농도를 갖는다.
실시예 139. 실시예 101-138의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 제 1 프로파일의 벌크 재료 및 제 2 프로파일의 벌크 재료와 비교하여 더 높은 원자가를 갖는다.
실시예 140. 실시예 101-139의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 계면에서 표면 장력이 약 20mN/m 초과, 예를 들어 약 22mN/m 초과, 또는 심지어 약 25mN/m 초과이다.
실시예 141. 실시예 101-140의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 처리된 표면에서 표면 장력이 약 20mN/m 초과, 예를 들어 약 22mN/m 초과, 또는 심지어 약 25mN/m 초과이다.
실시예 142. 실시예 101-141의 연결부 또는 살균 연결부에 잇어서, 적어도 약 1 mN/m, 적어도 약 3 mN/m, 또는 심지어는 약 10mN/m 이상의 연결부을 위한 처리된 계면 및/또는 처리된 표면에서 증가된 표면 장력을 갖는다.
실시예 143. 실시예 142의 연결부에 있어서, 제 2 프로파일은 실리콘 엘라스토머를 포함한다.
실시예 144. 실시예 101-143의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 계면은 어떠한 동적 케미스트리도 실질적으로 포함하지 않는다.
실시예 145. 실시예 120의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 표면 활성화는 처리된 벌크의 온도를 증가시켜 벌크 재료의 분해 온도를 초과하지 않다.
실시예 146. 실시예 101의 연결부에 있어서, 살균 연결부가 제공된다.
실시예 147. 실시예 101-146의 연결부 또는 살균 연결부에 있어서, 처리 및/또는 접합 영역 대 비처리 영역 및/또는 비접합 영역의 경계면에서 가시적 차이를 추가로 포함한다.
여기에 설명된 개념은 청구범위에 설명된 개시 내용의 범위를 제한하지 않는 다음 예에서 추가로 설명된다. 하기 실시예는 본 발명의 방법 및 조성물을 더 잘 개시하고 교시하기 위해 제공된다. 그것들은 단지 예시적인 목적을 위한 것이며, 뒤따르는 청구범위에 언급된 바와 같이 본 발명의 정신과 범위에 실질적으로 영향을 미치지 않으면서 사소한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음을 인지해야 한다.
예시
용접 및 파열 테스트를 위한 일반적인 절차:
용접: 두 개의 튜브를 플라즈마 아래에 놓고 단면을 특정 시간 동안 플라즈마에 노출시킨다. 그런 다음 처리 직후에 튜브를 정렬하고 부드러운 압축력(100N 미만이지만 단부가 완전히 접촉해야 함)을 적용하여 "용접"한다.
튜빙 후처리: 용접된 튜빙은 파열 압력 테스트를 위해 압축 공기에 연결하기 전에 일정 기간 동안 주위 온도와 압력에서 보관된다.
파열 테스트 압력 절차
압력은 테스트시의 압력을 조절하는 레귤레이터, 압축 공기 공급관에 접속을 통해 제공된다. 테스트되는 용접된 튜빙의 한 단부는 적절한 피팅 실리콘 튜브 보강 브레이드를 사용하여 레귤레이터에 연결된다. 테스트되는 용접된 튜빙의 다른 단부는 압력 게이지에 연결된다. 전체 튜빙은 테스트 중에 물에 담겨진다. 튜빙의 고장(조인트의 파열 또는 튜빙의 파열)은 물 탱크의 기포로 쉽게 표시할 수 있다. 테스트가 시작되면 약 2psi/s의 속도로 조절기를 제어하여 압력이 증가한다. 테스트 중 가장 높은 압력이 기록된다. 전체 과정은 또한 비디오로 기록되며 테스트 후 모든 판독 값이 올바른지 확인한다.
테스트의 표준 작동 절차:
1. 용접된 튜브를 테스트 장치에 연결한다.
2. 압력 테스트 장치를 평평한 표면에 놓는다.
3. 물탱크에 테스트편이 잠길 만큼 충분한 물을 채운다.
4. 압력 테스트 장치를 깨끗하고 건조한 압축 공기 공급 장치에 연결한다.
5. 테스트할 튜브에 대한 올바른 다중 바브 피팅 크기를 결정한다. 약간 큰 가시 피팅은 튜브가 가시 피팅에서 누출되지 않는 한 허용된다.
6. 시편의 양쪽 단부를 가시 피팅에 설치하고 적어도 1개의 집타이로 고정한다.
7. 물 탱크에서 기포가 관찰될 때까지 장치에 천천히 압력(~ 2psi/s)을 가한다.
8. 필요에 따라 테스트를 반복하기 위해 기구를 세척하고 건조시키며, 일반적으로 하나의 조건에 대해 적어도 3개의 샘플을 테스트한다.
두 가지 다른 파열 유형이 기록된다.
1) 여기서 튜브는 압축 공기의 압력이 증가함에 따라 팽창하고, 가장 높은 압력의 조인트에서 파열된다.(여기서는 유형 A 파열이라고 함)
2) 압축 공기의 압력이 증가함에 따라 튜브가 팽창하고 튜브 재료가 항복하면 튜브가 부풀어 오른다. 그러나 압력이 떨어지면 조인트에서 튜브가 파손되고 파열 압력은 테스트 중 최고 압력보다 낮다.(여기서는 유형 B 파열이라고 함)
테스트 1 :
재료: 50 쇼어 A 경도계 실리콘 튜빙 "용접"과 동일한 50 쇼어 A 경도계 실리콘 튜빙(1/2인치 ID, 3/4인치 OD). 결과는 표 1에서 볼 수 있다.
플라즈마 처리 시간(초) 주변 조건에서의 보관 시간 테스트 중 최고 압력(psi) 파열 유형
1-1* 5 1 분 25 A
1-2* 5 3 분 25 A
1-3* 5 5 분 31.5 A
1-4* 5 15 분 32 A
1-5 5 2 시간 34.6 ± 0.6 A
1-6# 5 2 시간 38 B
1-7* 5 2 일 34 A
1-8 10 2 시간 32.8 ± 0.9 A
1-9 15 2 시간 31.3 ± 1 A
1-10(컨트롤) - - 40.5 A
* - 이 조건에서 하나의 샘플만 테스트한다. 나머지 테스트에서는 최소 2개의 샘플이 테스트된다.
# - 동시 결합은 실리콘 테이프 층으로 강화된다(플라즈마 유도 접착으로 포장).
테스트 2 :
다음 재료가 테스트된다. A 65 쇼어 A 경도계 실리콘 튜빙과 동일한 65 쇼어 A 경도계 실리콘 튜빙(1/2인치 ID, 3/4인치 OD)을 사용한 "용접". 결과는 표 2에서 볼 수 있다.
플라즈마 처리 시간(초) 주변 조건에서의 보관 시간 테스트 중 최고 압력(psi) 파열 유형
2-1* 5 2시간 50.5 A
2-2*# 5 2시간 49 B
2-3(컨트롤) - - 66 A
* - 이 조건에서 하나의 샘플만 테스트한다. 나머지 테스트에서는 최소 3개의 샘플이 테스트된다.
# - 조인트는 실리콘 테이프 층으로 강화된다(플라즈마 유도 접착으로 감싸기).
테스트 3 :
다음 재료가 테스트된다: C-Flex 튜빙(1/2인치 ID, ¾인치 OD)이 있는 실리콘 튜빙 "용접". 실리콘 튜브의 Shore A 경도계는 표 3에 나와 있다. 결과는 표 3에서 볼 수 있다.
실리콘에서 플라즈마 처리 시간(초) C-플렉스에서 플라즈마 처리 시간(초) 주변 조건에서의 보관 시간 테스트 중 최고 압력(psi) 파열 유형
3-1* 50 5 5 2시간 23 A
3-2* 50 5 15 2시간 21.5 A
3-3* # 65 5 50 2시간 245 A
* - 이 조건에서 하나의 샘플만 테스트한다. 나머지 테스트에서는 최소 3의 샘플이 테스트된다.
# - 조인트는 실리콘 테이프 층으로 강화된다(플라즈마 유도 접착으로 감싸기).
인장 테스트 - 비 ASTM 표준
플라즈마 처리 조건은, 최대 응력, 인장 강도와 함께 표 4에, 다음과 같은 절차에 의해 측정한다.
샘플 준비: 있는 그대로의 튜빙/대조군의 경우 튜빙을 ~ 4-5인치 길이로 자른다. 용접 튜빙의 경우 용접 후 튜빙은 용접 라인이 중간에 위치하는 ~ 4-5인치이다.
양쪽 단부가 그립에 들어가도록 Instron 인장 테스트기에 튜브를 놓는다. 그립 사이의 가스는 2인치로 설정되어 그립이 튜브 샘플을 단단히 잡고 있는지 확인한다.
튜브가 파손될 때까지 20인치/분의 속도로 인장 기계로 샘플을 당기고, 그립을 20인치 간격으로 당기거나, 기계의 최대 인장 범위에 도달할 때까지 샘플을 당긴다.
인장 기계에서 샘플을 제거하고 시각적 실패를 검사한다. 튜브 단면의 링 면적을 기준으로 강도를 계산한다.
모든 경도계는 쇼어 A이다. 대조 샘플은 튜브가 절단되지 않은 튜브이다.
튜빙 A 튜빙 B A 튜빙에서의 플라즈마 처리 시간(초) B 튜빙에서의 플라즈마 처리 시간(초) 최대 변형률(%) 최대 인장 강도(psi)
1 50 듀로 실리콘 C-플렉스 #1 5 20 43 ± 2 134 ± 5
2* 65 듀로 실리콘 C-플렉스 #1 5 20 22 106
3* 50 듀로 실리콘 C-플렉스 #1 5 35 45 133
4* 65 듀로 실리콘 C-플렉스 #1 5 35 28 127
5* 65 듀로 실리콘 C-플렉스 #1 5 50 48 103
6 65 듀로 실리콘 65 듀로 실리콘 5 5 25 ± 2 112 ± 8
7# 65 듀로 실리콘 65 듀로 실리콘 5 5 73 ± 50 215 ± 84
8 50 듀로 실리콘 50 듀로 실리콘 5 5 47 ± 6 116 ± 11
9# 50 듀로 실리콘 50 듀로 실리콘 5 5 283 ± 32 345 ± 38
10& 50 듀로 실리콘 컨트롤 > 581 ± 60 > 581 ± 50
11& 65 듀로 실리콘 컨트롤 > 811 ± 8 > 893 ± 4
12 C-플렉스 #1 컨트롤 > 1332 > 824
13 C-플렉스 #1 열 용접 98 266
14 C-플렉스 #1 C-플렉스 #1 60 60 35 137
15 C-플렉스 #2 컨트롤
16 C-플렉스 #2 열 용접 520 2510
17 C-플렉스 #2 C-플렉스 #2 60 60 35 40
* - 이 조건에서 하나의 샘플만 테스트한다. 휴식 상태의 테스트를 위해 최소 3개의 샘플이 테스트된다.
# - 조인트는 실리콘 테이프 층으로 강화된다(플라즈마 유도 접착으로 감싸기).
& - 대조 샘플은 튜브 중간에서 파손되지 않았으며 샘플이 클램프에서 미끄러지거나 클램핑으로 인한 결함에서 파손될 때 테스트가 종료된다.
동일한 인장 테스트 조건이 인열 강도와 기계적 강도를 결정하는 데 사용된다. 인열 강도에 대한 결과는 표 5에서 볼 수 있다.
65 duro 실리콘 컨트롤 언컷 튜브 65 duro 실리콘에 용접된 65 duro 실리콘 플라즈마
인열 강도(ppi) 897 281
파열 압력 테스트 - 처리 매개변수의 영향:
재료: 50 duro 실리콘 튜빙 "용접"과 동일한 50 duro 실리콘 튜빙(1/2인치 ID, ¾인치 OD)
파열 압력 테스트는 용접 후 최소 2시간 후에 수행된다. 결과는 표 6에서 볼 수 있다.
파열 압력(psi) 아르곤 흐름(SLPM)
2.8 -3.0 6.0 -6.3 15.0-15.3
처리 시간 5 29.6 ± 1.7 32.3 ± 0.4 18.3 ± 5.5
10 34.6 ± 0.6 32.8 ± 0.9 31.3 ± 1
15 33.3 ± 1.7 33.6 ± 1 29.3 ± 0.9
표면 장력은 다음 조건을 통해 테스트된다 .
C-Flex 및 실리콘 튜빙의 용접 절차 조건 및 결과에 대한 플라즈마 노출 후 플라즈마 용접 표면 에너지는 다음과 같다.
테스트된 재료에 대한 설명은 표 7에 나와 있다.
참조 설명
C-플렉스 컨트롤 대조군 C-플렉스 샘플(플라즈마 없음)
C-플렉스 플라즈마 용접 플라즈마 용접 마크에 인접한 C-플렉스
실리콘 컨트롤 제어 실리콘 샘플(플라즈마 없음)
실리콘 플라즈마 용접 플라즈마 용접 마크에 인접한 실리콘
ASTM D7334-08, "접촉각 측정 향상에 의한 코팅, 기질 및 안료의 표면 습윤성에 대한 표준 실행"이 따른다. 이 방법은 표면의 젖음성을 특성화하기 위한 접촉각 측정을 다룬다. 두 가지 다른 용매가 사용된다: 물과 디요오도메탄(MI).
사용된 기기는 자동 액체 디스펜서를 사용하여 샘플에 용매 한 방울(부피 = ~1μL)을 배치하는 Kruss 모바일 표면 분석기이다. 물과 MI 방울을 평행하게 놓고 표면에 침전시킨다. 두 접촉각의 값은 방울 모양 분석을 사용하여 결정된다. 각 샘플 표면에서 각 용매 5방울 이상을 테스트한다.
분석을 위해 각 용매의 분산 성분과 극성 성분을 모두 활용하여 시료의 표면 에너지 성분을 결정하는 Owens-Wendt 방법이 사용된다. 방법에 대한 방정식은 다음과 같다.
여기서: : 샘플에 대한 액체 방울의 접촉각의 코사인;
: 액체의 표면장력;
: 액체의 표면장력의 분산성분;
: 액체 표면장력의 극성 성분;
: 시료 표면 에너지의 분산 성분;
: 시료 표면 에너지의 극성 성분.
방정식은 선형 방정식 에 맞다. 각 방울의 평균 접촉각과 액체 표면 장력 성분을 사용하여 선형 회귀를 피팅함으로써 샘플의 표면 에너지 성분이 결정된다.
접촉각 측정 및 표면 에너지 계산은 아래 표 8, 표 9, 표 10 및 표 11에 나와 있다.
대조 샘플의 접촉각 측정
샘플 측정
ID 평균 물 CA(°) STD 평균 MI CA(°) STD
C-플렉스 컨트롤 100.4 2.6 56.8 8.8
실리콘 컨트롤 101.6 5.7 98.5 3.6
시간 경과에 따른 접촉각 측정
샘플 측정
ID 평균 물 CA(°) 평균 MI CA(°)
플라즈마 처리 후 일 0 68 131 0 68 131
C-플렉스 플라즈마 용접 72.4 ± 13.2 69.6 ± 9.3 88.1 ± 4.8 44.3 ± 6.1 44.5 ± 5.7 43.9 ± 5.5
실리콘 플라즈마 용접 93.9 ± 6.5 95.1 ± 8.2 89.5 ± 4.6 73.0 ± 3.8 72.8 ± 12.8 65.9 ± 6.3
표면 에너지 계산
샘플 표면 에너지
ID 표면 자유 에너지 [mN/m] STD 분산 [mN/m] STD 극성 [mN/m] STD
C-플렉스 컨트롤 30.8 5.5 30.4 5.0 0.3 0.4
실리콘 컨트롤 13.6 3.5 9.2 1.3 4.4 2.2
표면 에너지 계산
샘플 표면 에너지
ID 표면 자유 에너지 [mN/m] 분산 [mN/m] 극성 [mN/m]
플라즈마 처리 후 일 0 68 131 0 68 131 0 68 131
C-플렉스 플라즈마 용접 44.4 ± 9.3 45.6 ± 7.6 39.2 ± 4.1 37.4 ± 3.3 37.3 ± 3.0 37.6 ± 2.9 7.0 ± 6.0 8.3 ± 4.5 1.6 ± 1.1
실리콘 플라즈마 용접 24.3 ± 4.2 22.1 ± 9.9 28.7 ± 5.4 21.2 ± 2.1 18.9 ± 6.7 25.2 ± 3.6 3.0 ± 2.1 3.2 ± 3.2 3.5 ± 1.8
Sharpie 영구 마커를 사용하여 실리콘 플라즈마 용접으로 표면 장력을 테스트한다. 처리하기 전에 표면이 젖지 않는다. 처리 후 표면이 젖을 수 있다.
박리 테스트 조건은 다음과 같다.:
접착 강도는 다음 절차에 따라 측정된다. 샘플 준비: 두께가 ~1/16인치인 두 개의 실리콘 슬래브를 적층하고 플라즈마로 용접한다. 용접된 실리콘 슬래브는 ¼인치 너비의 조각으로 절단된다. 그런 다음 용접된 슬래브를 각 슬래브를 잡고 인스트론에 넣고 T자/180도 박리로 박리한다. 박리력은 9.9 ± 3.9ppi이다.
추출 프로파일은 다음과 같이 결정된다.: 대조 실리콘 튜브 및 용접된 실리콘 튜브는 70°C에서 24시간 동안 50% 물과 50% 에탄올을 사용하여 추출된다. 그런 다음 가스 크로마토그래프/질량 분석을 사용하여 추출 프로필을 분석한다. 특히, 플라즈마 용접은 실리콘 튜브와 같은 재료의 추출 프로파일을 실질적으로 변경하지 않는다. 예를 들어, 실리콘 컨트롤과 플라즈마 용접된 실리콘을 비교할 때 플라즈마 용접은 실록산의 추출을 증가시키지 않는다.
일반적인 설명이나 예에서 위에 설명된 모든 활동이 필요한 것은 아니며, 특정 활동의 일부가 필요하지 않을 수 있으며, 설명된 것 외에 하나 이상의 추가 활동이 수행될 수 있다. 또한 활동이 나열되는 순서가 반드시 수행되는 순서는 아니다.
이점, 다른 이점, 및 문제에 대한 해결책은 특정 실시예와 관련하여 위에서 설명되었다. 그러나 이점, 장점, 문제에 대한 솔루션 및 이점, 장점 또는 솔루션이 발생하거나 더욱 두드러질 수 있는 모든 기능(들)은 일부 또는 모든 청구항의 중요, 필요 또는 필수 기능으로 해석되어서는 안된다.
본 명세서에 기술된 실시예의 명세서 및 예시는 다양한 실시예의 구조에 대한 일반적인 이해를 제공하기 위한 것이다. 사양 및 예시는 여기에 설명된 구조 또는 방법을 사용하는 장치 및 시스템의 모든 요소 및 특징에 대한 철저하고 포괄적인 설명으로 제공되지 않는다. 별도의 실시예가 단일 실시예에서 조합되어 제공될 수도 있고, 역으로 간결함을 위해 단일 실시예의 맥락에서 설명된 다양한 특징이 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수도 있다. 또한 범위에 명시된 값에 대한 참조에는 해당 범위 내의 모든 값이 포함된다. 본 명세서를 읽은 후에만 숙련된 기술자에게 많은 다른 실시예가 명백할 수 있다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 구조적 대체, 논리적 대체, 또는 다른 변경이 이루어질 수 있도록 다른 실시예가 사용 및 본 발명으로부터 유도될 수 있다. 따라서, 본 개시는 제한적이기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (15)

  1. 연결부에 있어서:
    열경화성 실리콘 엘라스토머를 포함하는 제 1 중합체 재료를 포함하는, 제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일; 및
    제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하는, 제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 포함하고,
    여기서 상기 제 2 중합체 재료는 열경화성 재료, 열가소성 재료 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 열가소성 재료는 폴리스티렌, 폴리에스테르, 실리콘 공중합체, 실리콘 열가소성 가황물, 코폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리에테르-에스테르 공중합체, 열가소성 우레탄, 폴리에테르아미드 블록 공중합체, 폴리아미드 공중합체, 스티렌 블록 공중합체, 폴리카보네이트, 열가소성 가황물, 아이오노머, 폴리옥시메틸렌(POM), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 아세탈, 아크릴, 폴리염화비닐(PVC), 블렌드, 또는 이들의 조합을 포함하고,
    제 1 단부 및 제 2 단부는 제 1 단부와 제 2 단부의 계면에서 접합 재료 없이 동시에 접합되어 동시 접합(coincidental bond)을 형성하는, 연결부.
  2. 제 1항에 있어서, 제 2 중합체 재료는 열경화성 재료를 포함하는, 연결부.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 열경화성 재료는 실리콘 엘라스토머, 디엔 엘라스토머, 부틸 고무, 천연 고무, 폴리우레탄 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 블렌드, 또는 이들의 조합을 포함하는, 연결부.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 열경화성 재료는 실리콘 엘라스토머를 포함하는, 연결부.
  5. 제 1항에 있어서, 제 1 프로파일은 실리콘 엘라스토머 튜브를 포함하고 제 2 프로파일은 실리콘 엘라스토머 튜브를 포함하는, 연결부.
  6. 제 1항에 있어서, 제 1 프로파일, 제 2 프로파일, 또는 이들의 조합은 배관, 포트, 커넥터, 호스, 바늘(needle), 노즐, 플러그, 또는 이들의 조합을 포함하는, 연결부.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 동시 접합은 원주 밀봉인, 연결부.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 동시 접합은 표면 활성화 처리를 통해 제공되는, 연결부.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 표면 활성화 처리는 파동 조사, 입자 조사, 또는 이들의 조합으로 제 1 프로파일, 제 2 프로파일, 또는 이들의 조합의 표면에 대한 입력 에너지를 처리하는 것을 포함하는, 연결부.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 파동 조사는 마이크로파, 자외선, x-선, 감마선, 또는 이들의 조합을 포함하는, 연결부.
  11. 제 9항에 있어서, 입자 조사는 알파 방사선, 베타 방사선, 하전 이온, 중성자 방사선, 또는 이들의 조합을 포함하는, 연결부.
  12. 제 9항에 있어서, 입자 조사는 코로나 처리, 이온 처리, 플라즈마 처리, 또는 이들의 조합을 포함하는, 연결부.
  13. 살균(sterile) 연결부를 제공하는 방법에 있어서,
    제 1 단부를 갖는 제 1 프로파일을 제공하는 단계로서, 상기 제 1 프로파일은 열경화성 실리콘 엘라스토머를 포함하는 제 1 중합체 재료를 포함하는, 단계;
    제 2 단부를 갖는 제 2 프로파일을 제공하는 단계로서, 상기 제 2 프로파일은 제 2 중합체 재료, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하고, 여기서 상기 제 2 중합체 재료는 열경화성 재료, 열가소성 재료 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 열가소성 재료는 폴리스티렌, 폴리에스테르, 실리콘 공중합체, 실리콘 열가소성 가황물, 코폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리올레핀, 폴리에테르-에스테르 공중합체, 열가소성 우레탄, 폴리에테르아미드 블록 공중합체, 폴리아미드 공중합체, 스티렌 블록 공중합체, 폴리카보네이트, 열가소성 가황물, 아이오노머, 폴리옥시메틸렌(POM), 아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌(ABS), 아세탈, 아크릴, 폴리염화비닐(PVC), 블렌드, 또는 이들의 조합을 포함하는, 단계;
    표면 활성화 처리를 제공하는 단계; 및
    제 1 단부를 제 2 단부에 직접 접촉시켜 계면에서 제 1 단부를 제 2 단부에 동시에 접합하고 제 1 프로파일의 처리된 표면과 제 2 프로파일의 처리된 표면 사이에 살균 연결을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 표면 활성화 처리는 파동 조사, 입자 조사, 또는 이들의 조합으로 제 1 프로파일, 제 2 프로파일, 또는 이들의 조합의 표면에 대한 입력 에너지를 처리하는 단계를 포함하는, 방법.
  15. 제 13항에 있어서, 제 2 중합체 재료의 열경화성 재료는 실리콘 엘라스토머, 디엔 엘라스토머, 부틸 고무, 천연 고무, 폴리우레탄 고무, 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 스티렌 부타디엔 고무, 블렌드 또는 이들의 조합을 포함하는, 방법.
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