EA 014763B1 20110228 Номер и дата охранного документа EA200801749 20070115 Регистрационный номер и дата заявки EP06075292.0 20060126 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок EP2007/000582 20070115 Номер международной заявки (PCT) WO2007/085429 20070802 Номер публикации международной заявки (PCT) EAB1 Код вида документа EAb21101 Номер бюллетеня [RU] БЕСКОНЕЧНОЕ ПРОФИЛИРОВАННОЕ ИЗДЕЛИЕ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ Название документа [8] D01F 6/04, [8] B29C 43/00, [8] B29C 55/00 Индексы МПК [NL] Мариссен Рулоф, [NL] Остером Роджер, [NL] Туниссен Виллбрордус Мария Эгидиус Сведения об авторах [NL] ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. (NL) Сведения о патентообладателях [NL] ДСМ АйПи АССЕТС Б.В. (NL) Сведения о заявителях US 6277773 B1 WO 2004053212 A GB 2253420 A US 6148597 A US 4876774 A US 5540990 A US 5456722 A Цитируемые документы
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea000014763b*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

В изобретении предложено бесконечное профилированное изделие, включающее, по меньшей мере, частично расплавленные нити и/или штапельное волокно из полиолефина сверхвысокой молекулярной массы. Также заявлен способ изготовления бесконечного профилированного изделия намоткой волокна (i) из полиолефина сверхвысокой молекулярной массы вокруг пары колёс (2, 3) для формирования петли нагреванием волокна до температуры ниже точки плавления, при которой волокна частично расплавляются, и растяжением петли увеличением расстояния между колёсами при вращении колёс.


Формула

[0001] Бесконечное профилированное изделие, включающее, по меньшей мере, частично сплавленные нити из полиолефина сверхвысокой молекулярной массы или штапельного волокна либо их комбинацию.

[0002] Изделие по п.1, характеризующееся тем, что оно является кольцом или петлёй.

[0003] Изделие по пп.1 и 2, характеризующееся тем, что его плотность составляет по меньшей мере 70% максимально достижимой плотности.

[0004] Изделие по пп.1-3, характеризующееся тем, что длина его окружности составляет 10-10000 мм.

[0005] Изделие по пп.1-4, характеризующееся тем, что его толщина составляет 0,1-30 мм.

[0006] Изделие по пп.1-5, характеризующееся тем, что полиолефином является полиэтилен.

[0007] Способ изготовления бесконечного профилированного изделия по пп.1-6, согласно которому наматывают волокно из одной или более нитей из полиолефина сверхвысокой молекулярной массы или штапельного волокна либо их комбинации вокруг пары колёс для формирования петли, нагревают волокно до температуры ниже точки плавления, при которой нити и/или штапельное волокно, по меньшей мере, частично расплавляются, растягивают петли увеличением расстояния между колёсами при вращении колёс.

[0008] Способ по п.7, характеризующийся тем, что волокно из одной или более нитей нагревают до температуры 145-160 °С.

[0009] Способ по п.7, характеризующийся тем, что степень вытяжки составляет по меньшей мере 1,2.

[0010] Средство для фиксации имплантата, содержащее бесконечное профилированное изделие по пп.1-6.


Полный текст патента

Изобретение относится к бесконечному профилированному изделию. Бесконечные профилированные изделия вообще известны и включают, например, кольца, петли и круглые стропы.

Кольца изготавливают, например, из металла, такого как, например, алюминий и сталь, или также могут быть отформованы из пластмассы, например нейлона. Петли и круглые стропы часто изготавливают из волокон.

Во многих случаях бесконечные профилированные изделия используются как соединяющие элементы. Например, можно использовать кольцо как соединяющийся элемент для двух или более концов каната прикреплением конца каната к кольцу. В случае петли или круглого стропа можно связать два объекта, например, прикреплением петли или круглого стропа к обоим объектам, например, завязыванием узлов или обматыванием петли вокруг объекта.

Бесконечные профилированные изделия во многих случаях используются для передачи усилия или должны быть способны противостоять действию сил. Очень важно, чтобы изделия были очень хорошо приспособленными к этому при всех условиях, часто в течение долгого времени, никоим образом не ломаясь или не повреждаясь.

Задачей изобретения является создание бесконечных профилированных изделий с очень хорошей способностью к передаче усилий.

Неожиданно очень подходящие бесконечные профилированные изделия получаются, если профилированное изделие включает нити, по меньшей мере, частично расплавленного полиолефина сверхвысокой молекулярной массы и/или штапельное волокно.

Плавление нитей полиолефина сверхвысокой молекулярной массы известно само по себе давно и описано, например, в US 6277773, WO 2004/053212, US 6148597 и 4876774. Однако эти документы относятся не к бесконечным профилированным изделиям, а к изделиям, подобным леске, пруткам, брускам и тканям. Документы не дают никаких указаний на бесконечные профилированные изделия настоящего изобретения.

Бесконечные профилированные изделия в соответствии с изобретением универсальны и по этой причине подходят для многих применений. Они могут быть изготовлены, например, с различным диаметром и толщиной, с низкой степенью расплавления или высокой степенью расплавления нитей и/или штапельного волокна и т.д. для приспособления изделия для его предназначенного использования.

В случае частично сплавленных нитей и/или штапельного волокна структура нитей и штапельного волокна всё ещё частично присутствует в бесконечном профилированном изделии в соответствии с изобретением, так как нити и штапельное волокно только сплавлены вместе частью их поверхности. В случае низкой степени расплавления всё ещё можно даже разъединить нити и штапельное волокно, просто изгибая бесконечное профилированное изделие или расщепляя частично сплавленные нити и/или штапельное волокно в бесконечном профилированном объекте, применяя расщепляющую силу, например, ножом. В случае увеличения степени расплавления процент поверхности нити или штапельного волокна, которые сплавлены с другой нитью или штапельным волокном, увеличивается и, наконец, нити и/или штапельное волокно сплавляются по всей их поверхности, и структура нитей и/или штапельного волокна в бесконечном профилированном изделии в соответствии с изобретением также почти или полностью исчезает. С увеличение степени расплавления увеличивается плотность бесконечного профилированного изделия в соответствии с изобретением. Предпочтительно плотность бесконечного профилированного изделия составляет по меньшей мере 70% максимально достижимой плотности, более предпочтительно по меньшей мере 80%, ещё более предпочтительно по меньшей мере 90%, ещё более предпочтительно по меньшей мере 95%, ещё более предпочтительно по меньшей мере 98%, ещё более предпочтительно по меньшей мере 99%, ещё более предпочтительно по меньшей мере 99,5%, наиболее предпочтительно по меньшей мере 99,9%.

Максимальная достижимая плотность является плотностью материала, использованного для изготовления бесконечного профилированного изделия, которая означает плотность полимерного материала нитей и/или штапельного волокна, если изделие состоит из нитей и/или штапельного волокна, или плотность, рассчитанную на основании долей и плотностей различных материалов, если изделие включает нити и/или штапельное волокно и также один или более других материалов.

Предпочтительно профилированные изделия в соответствии с изобретением включают по меньшей мере 90 мас.% нитей полиолефина сверхвысокой молекулярной массы и/или штапельного волокна, более предпочтительно по меньшей мере 95 мас.%, ещё более предпочтительно по меньшей мере 98 мас.%, ещё более предпочтительно по меньшей мере 99 мас.%, ещё более предпочтительно по меньшей мере 99,9 мас.% Наиболее предпочтительно бесконечное изделие состоит, по меньшей мере, из частично сплавленных нитей и/или штапельного волокна.

Длина окружности бесконечного профилированного изделия составляет, например, 10-10000 мм. Предпочтительно длина окружности составляет по меньшей мере 20 мм, более предпочтительно по меньшей мере 30 мм. Предпочтительно длина окружности не более 5000 мм, более предпочтительно не более 1000 мм. Толщина бесконечного профилированного изделия при измерении основной части, по меньшей мере, частично сплавленных нитей и/или штапельного волокна составляет, например, 0,1-30 мм. Предпочтительно толщина составляет по меньшей мере 0,2 мм, более предпочтительно по меньшей мере 0,5 мм, ещё более предпочтительно по меньшей мере 0,5 мм. Предпочтительно толщина составляет не более 20 мм, более предпочтительно не более 10 мм.

В одном предпочтительном осуществлении толщина менее 3 мм, более предпочтительно менее 2 мм, ещё более предпочтительно менее 1,5 мм, так чтобы бесконечное профилированное изделие было довольно гибким и могло использоваться в качестве устройства фиксации имплантата.

Ещё в одном предпочтительном осуществлении толщина составляет по меньшей мере 10 мм, более предпочтительно по меньшей мере 15 мм, ещё более предпочтительно по меньшей мере 20 мм, так чтобы изделие было очень подходящим для подъёма тяжелых грузов, например, в качестве круглых строп или в качестве внутренней части круглых строп, эти круглые стропы включают внутренние части и чехол для защиты внутренней части.

При изготовлении бесконечного профилированного изделия в соответствии с изобретением в качестве исходного материала используются нити из полиолефина сверхвысокой молекулярной массы и/или штапельное волокно. Эти нити и/или штапельное волокно известны специалистам в данной области техники. Нити имеют удлинённую форму, длина которой больше, чем поперечные размеры ширины и толщины. Предпочтительно, чтобы предел прочности на разрыв нитей составлял по меньшей мере 1,2 гПа и модуль упругости при растяжении по меньшей мере 40 гПа. Штапельное волокно может быть изготовлено из нитей методами, известными специалистам в данной области техники.

Гомополимеры и сополимеры полиэтилена и полипропилена являются особенно подходящими в качестве полиолефинов для изготовления нити и/или волокна из полиолефина сверхвысокой молекулярной массы. Кроме того, используемые полиолефины могут содержать небольшие количества одного или более других полимеров, в частности другие алкен-1-полимеры.

Предпочтительно, чтобы нити и/или штапельные волокна из полиолефина сверхвысокой молекулярной массы, используемые для изготовления бесконечного профилированного изделия в соответствии с изобретением, были из линейного полиэтилена высокой молекулярной массы со средневесовой молекулярной массой по меньшей мере 400000 г/моль.

Линейный полиэтилен в описании означает полиэтилен, имеющий менее одной боковой цепи на 100 атомов С, предпочтительно менее 1 боковой цепи на 300 атомов С.

Предпочтительно используются полиэтиленовые нити, полученные способом формования геля, как описано, например, в GB 2042414, 2051667, ЕР 0205960 и WO 01/73173 А1. Этот способ, по существу, включает получение раствора полиолефина с высокой внутренней вязкостью, формование нитей из раствора при температуре выше температуры растворения, охлаждение нити ниже температуры гелирования так, чтобы происходило гелирование, и растягивание нитей до, в ходе или после удаления растворителя.

Форма поперечного сечения нитей может быть выбрана формой отверстия для вытягивания нити.

Предпочтительно используется комплексная нить. Более предпочтительно используется комплексная нить из линейного полиэтилена сверхвысокой молекулярной массы с внутренней вязкостью по меньшей мере 5 дл/г, определённой в декалине при 135 °С, и денье-титром по меньшей мере 50 денье, с прочностью на разрыв по меньшей мере 25, более предпочтительно по меньшей мере 30, ещё более предпочтительно по меньшей мере 32, ещё более предпочтительно по меньшей мере 34 сН/децитекс и модулем упругости при растяжении по меньшей мере 1000 сН/децитекс.

Внутренняя вязкость определяется в соответствии с РТС-179 (Hercules Inc. Rev. Apr., 29, 1982) при 135 °С, времени растворения 16 ч, антиоксидантом является DPBC, в количестве 2 г/л в растворе, и вязкость измеряют при различных концентрациях и экстраполируют на нулевую концентрацию.

Предпочтительно в качестве исходного материала для бесконечного профилированного изделия изобретения используются только нити.

Изобретение также относится к способу изготовления бесконечного профилированного изделия в соответствии с изобретением наматыванием нити или одной или более ниток, содержащих нити и/или штапельное волокно из полиолефина сверхвысокой молекулярной массы вокруг пары колес для формирования петли, нагревая волокна до температуры ниже точки плавления нитей и или штапельного волокна, при которой нити и/или штапельное волокно, по меньшей мере, частично расплавляются и растяжением петли увеличивая расстояние между колесами при вращении колёс.

Предпочтительно каждое из колёс содержит углубление для удержания нити или одну или более ниток. Таким путём нить или одна или более ниток направляются по колесам. Лучшие результаты получаются, если обе оси колёс находятся в одном направлении и колёса, и петля находятся в одной плоскости.

В случае нитей из полиэтилена сверхвысокой молекулярной массы и/или штапельного волокна температура нитей и/или волокна может составлять 145-160 °С. Для получения высокой степени сплавления нитей и/или штапельного волокна, не прибегая к риску расплавления и потери свойств нитей и/или штапельного волокна, температура предпочтительно составляет 148-157 °С, наиболее предпочтительно 150-154 °С.

Поскольку расстояние между колёсами увеличено, нить или одна или более ниток вытягиваются. Предпочтительно кратность вытяжки нити или одной или более ниток составляет по меньшей мере 1,2, более предпочтительно по меньшей мере 1,4, наиболее предпочтительно по меньшей мере 1,6. Предпочтительно кратность вытяжки нити или одной или более ниток не более 3,0, более предпочтительно не более 2,5. Кратность вытяжки является отношением между длиной окружности профилированного изделия после вытяжки и длиной окружности петли наматываемой вокруг колёс перед вытяжкой.

В одном осуществлении использованы частично вытянутые нити из полиолефина сверхвысокой молекулярной массы. В этом случае можно применить высокую кратность вытяжки при изготовлении бесконечного профилированного изделия, например по меньшей мере 3,0, предпочтительно по меньшей мере 4,0, для получения высокой прочности, высокомодульных нитей, но также и высокой степенью расплавления.

Расстояние между колёсами предпочтительно увеличивают применением усилия по меньшей мере к одному из колёс. Скорость перемещения нити или одной или более ниток по колесам может быть между 5 мм в секунду для бесконечного профилированного изделия с длиной окружности 10 и 1000 мм в секунду для бесконечного профилированного изделия с длиной окружности по меньшей мере 10000 мм.

Вытяжка нити или одной или более ниток может проходить в течение 1-10 мин, предпочтительно 2-4 мин.

Степень расплавления нитей и/или штапельного волокна может быть увеличена, например, увеличением температуры или увеличением времени вытяжки и/или кратности вытяжки.

Дополнительный предпочтительный способ изготовления бесконечных профилированных изделий в соответствии с изобретением включает стадии

наматывания нити или одной или более ниток из полиолефина сверхвысокой молекулярной массы вокруг шпильки;

размещения шпильки в форме, включающей полуформы с выточкой для размещения шпильки и гнездо формы для изготовления бесконечного профилированного изделия только вокруг шпильки;

нагревания нити или одной или более ниток;

закрытия формы для формирования профилированного изделия в гнезде формы.

Применения бесконечного профилированного изделия в соответствии с изобретением включают кольца, например, как часть рыболовных сетей, круглых стропов для поднятия тяжёлых грузов, или медицинские устройства, например ортопедические устройства для фиксаций перелома костей, закрытия грудины, фиксации имплантата и т.д.

В предпочтительном осуществлении бесконечное профилированное изделие является устройством или частью устройства фиксации имплантата. Устройство фиксации имплантата описано в US 6533802 В2. Такие устройства фиксации имплантата используются, например, при восстановлении передней крестообразной связки в коленном суставе. Часто используемая процедура состоит в фиксации одного конца имплантата в бедренной кости близко к коленному суставу, часто в высверленном канале в кости, и другого конца имплантата в большеберцовой кости близко к коленному суставу, также часто в высверленном канале в кости. Также используются другие способы фиксации устройства фиксации имплантата. Проблема известного устройства фиксации имплантата состоит в том, что петля в устройстве имеет умеренную жёсткость, которая замедляет или даже останавливает процесс заживления после операции.

Неожиданно, если используется бесконечное профилированное изделие в соответствии с изобретением, получен лучший процесс заживления. Кроме того, толщина петли может быть очень низкой без потери прочности и жёсткости так, что может использоваться высверленный канал в кости меньшего диаметра. Кроме того, из-за относительно высокой жёсткости при изгибе бесконечного профилированного изделия по сравнению с известными устройствами, изготовленными без свободных нитей, облегчается обращение с устройством фиксации имплантата.

Бесконечное профилированное изделие в этом случае может иметь толщину 0,5-2,5 мм, предпочтительно 1-2 мм и длину окружности 20-200 мм, предпочтительно 40-150 мм.

В другом предпочтительном применении бесконечное профилированное изделие в соответствии с изобретением является соединительным кольцом в грузовых сетях при использовании для авиационных грузов. В этом случае бесконечное профилированное изделие может иметь толщину 4-10 мм и длину окружности 50-400 мм.

Изобретение далее будет описано со ссылками на чертежи, на которых

фиг. 1 - схематическое изображение устройства для изготовления бесконечных профилированных изделий в соответствии с изобретением, включающего два вращающихся колеса;

фиг. 2 - поперечное сечение колёс с углублениями различной формы;

фиг. 3 - некоторые возможные бесконечные профилированные изделия в соответствии с изобретением.

Фиг. 1 является схематическим представлением устройства для изготовления бесконечного профилированного изделия в соответствии с изобретением, включающего колеса 2 и 3, из которых одно колесо приводится в движение электромотором (7). Вокруг колес наматывается нитка из полиэтилена (1) сверхвысокой молекулярной массы, например наматыванием Dyneema ™ SK 75, 1760 децитекс, колеса включают углубление по своему периметру для фиксации волокна. Устройство помещают в печь (6) так, чтобы оно могло использоваться при температуре, достаточно высокой для плавления нити в волокнах. Колесо 2 установлено на фиксированной стойке (4), и колесо 3 установлено на подвижной стойке (5), которая оттягивается с силой F в обозначенном направлении в плоскости листа.

На фиг. 2 представлено поперечное сечение колёс с различной формой углубления, поперечное сечение по А-А фиг. 2а. На фиг. 2b - колесо, подходящее для изготовления бесконечного профилированного изделия, имеющего плоскую или прямоугольную форму.

На фиг. 2с представлено колесо с треугольным углублением с острым углом. С использованием этого колеса может быть получена быстрая и высокая степень расплавления нитей и/или штапельного волокна. Угол подобного углубления на фиг. 2d менее острый.

На фиг. 3 представлены некоторые возможные бесконечные профилированные изделия в соответствии с изобретением. На фиг. 3а представлено кольцо, и на фиг. 3b представлена петля.