專利名稱：導管的熱梯度斜切的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及方便注射的導管斜面端頭的制作方法，尤其涉及體表靜脈導管斜面端頭的成形方法。
人們早已知道體表插入導管上的斜面端頭可使導管插入病人體內(nèi)的過程變得更為容易。靜脈注射導管可用于將血液、血漿、藥物或其它流體注入病人體內(nèi)，也可用于抽血或允許類似更細導管的其它物質(zhì)通過皮膚開口處插入。由初始原材料制做導管時是由管材切割或擠壓成形。管材或擠壓成形的導管通常具有圓鈍粗糙的端頭，有可能在插入時引起外傷。因此，許多體表插入導管從末稍向上一定距離內(nèi)是一斜面，比如可以使用3度的斜錐形和在各種針頭的一個很短的部分上采用一個27°斜錐形末端，以使最初的插入就像一根帶有導管的針穿入病人體內(nèi)那樣容易。
現(xiàn)代技術(shù)中，已有許多使導管端頭成為錐形的方法為人所知。如美國專利4661300，冠名為“靜脈導管無毛刺制尖法及其裝置”，該專利展示一種模壓法，此法中，導管的一端在模壓過程中即被剪去。美國專利5397512；5425903以及5484422展示了用激光使導管端形成斜面尖頭的方法，該法中，3度錐形最初已在導管上形成，然后通過激光接觸導管腐蝕其表面形成27度錐形。
本發(fā)明涉及在一模具內(nèi)提供熱梯度用于導管尖端成形。該熱梯度為模具的第一部分提供較高溫度，致使導管聚合材料溶化并流動。第二部分溫度較低，使流經(jīng)的聚合材料變得更粘稠或開始再硬化，并起攔壩作用防止聚合材料的進一步流動。
為做到這一點，需用一根芯棒或針來固定并支撐被加工導管。內(nèi)部結(jié)構(gòu)為錐形的端子模頭被加熱。端頭模子的外形可提供足夠熱量融化導管并可快速冷卻。以使模具的至少一個部分冷卻。該模具裝在一支承架內(nèi)向芯棒或針棒移動。芯棒或針棒移動穿過整個模子直至穿出，被加熱的模子起軟化導管管材的作用，然后被冷卻，使管材充填整個模子內(nèi)空間?？杉磿r使用集中風冷快速冷卻材使其產(chǎn)生必要的粘度變化保證內(nèi)部模型的充分充填。外形提供的熱梯度產(chǎn)生在模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上。這樣，就可使材料被加熱成流體并被快速冷卻以充填模子內(nèi)空間。端頭模子可用兩種或多種帶有不同熱導率的材料構(gòu)成，以可能的方式為多種塑料提供熱梯度達到在模子內(nèi)停止流動的效果。另外，集中加熱可提供熱源的精確定位，這就可以使模子的整個內(nèi)空間得到充填而無任何毛刺。
我們將參照附圖描述本發(fā)明，其中

圖1是用于端頭作業(yè)的模具和芯棒的橫截面圖；圖2是用本發(fā)明操作程序加工過端頭的導管之橫截面圖；圖3是部分放大橫截面圖，顯示本發(fā)明加工時所用模具之端頭部位；以及圖4是本發(fā)明另一實施例的橫截面圖。
作為正規(guī)的導管成形操作的一部分，形成一個預型件，它具有一個以套管形式連接在向遠端延伸的、欲置入病人體內(nèi)的管狀部位上。這種沒有斜面端頭的預型件就是本發(fā)明操作的對象。預型件被插在同心柱銷上?？趶綖?0號的導管，需用0.0282英寸的柱銷插入該導管內(nèi)并突出于導管末端。柱銷最好由不銹鋼或其它可精確加工至所需尺寸型狀的金屬材料制成。優(yōu)選地柱銷材料應比模具材料軟一些，這樣可減少對模具的損害和磨損。在至少一個本發(fā)明實施例中，導管1和柱銷2相互基本為一個整體同時移動。
模具3至少有兩個部分，高溫部4和低溫部5，兩者用陶瓷隔離體6隔開。高溫部4優(yōu)選地應用不銹鋼或其它傳導金屬做成，要根據(jù)特性以及熱傳導和熱滯留(即比熱)選擇模具材料。隔離體6(圖4)最好是陶瓷，目的是減少或防止從高溫部4到低溫部5的熱傳導。低溫部5應由陶瓷(圖1)或諸如含6％鋁、4％釩的鈦合金(圖4)制成，其尺寸的選擇應使其熱質(zhì)量低于高溫部4。
低溫部5有一限定的開口7，柱銷2穿其而過。如使用0.0282英寸的柱銷，開口直徑應為0.0285英寸，以便為柱銷提供間隙，保證塑料在模具推進時空氣和氣體的流通。高溫部內(nèi)表面8在那里形成了柱表面9和錐表面10。錐表面10形成錐度為3度的圓錐形，這樣，在制模時就在管材末端形成一個平緩的錐度。低溫部5可由陶瓷制成，這樣可免去隔離陶瓷隔離體。
低溫部內(nèi)表面11形成一個截頭圓錐形表面12，形成在導管末端所需的27度錐體?，F(xiàn)在可以看到當柱銷2在模3中到位時，柱銷2的外表面與柱表面9、錐表面10和12一起構(gòu)成一個形狀，其空間構(gòu)成理想的導管末端構(gòu)造。就是說，模具的內(nèi)表面和柱銷的外表面構(gòu)成了將要生成的導管管壁。
模具3有一錐形外表面13。如圖1所見，面13在靠近低溫部5處有一略微下降的部分。加熱塊14用來加熱模具。塊14做為一個大熱源，目的是把熱快速傳給模具。模具3被放入內(nèi)側(cè)具有適合的錐面的加熱塊內(nèi)，模具的外表面13接觸加熱塊，因而接受加熱塊對模具的熱傳導。低溫部5與加熱塊的間隙5A防止或大量減少了從加熱塊到模具的這一部分的熱傳導。如果低溫部由陶瓷制成，間隙5A仍有好處，但在圖4實施例中，5A更顯有利。人們很容易看出，一旦模具被加熱至恰當溫度，高溫部已接收來自加熱塊的部分熱傳導，而低溫部也已接收減弱了的或很少一點由加熱塊傳來的熱。這樣模具就形成從高濕部4到低溫部5有一個溫度梯度的狀態(tài)。圖中顯示模具與加熱塊在制模操作時是相接觸的。實際應用中，在插入導管允許模具冷卻以重新固化聚合物之前，它們是分離的。在全部制模操作完成后，模具與加熱塊重新接觸加熱為下一制模操作做準備。
在一氟化乙烯丙烯聚合物導管優(yōu)選實施例中，高溫部約為華氏575-650度，而低溫部約小于華氏100度。之后，柱銷2被插入模具。在一優(yōu)選實施例中，柱銷已套上導管1，當其穿過模具伸出模具末端(即靠近低溫部的端部)時，管材被壓入由柱銷、柱表面9、錐表面10，錐表面12限定的空間。導管用類似氟化乙烯丙烯聚合物或聚氨甲基酸脂等熱塑材料制成。就氟化乙烯丙烯聚合材料而言，其軟化溫度為華氏550度，因而高溫部被加熱至華氏575-650度。當接觸或接近此高溫部時，導管1軟化并開始流動。正如所見，流動并不見得是液體狀，而是一種可塑狀態(tài)并因加熱和材料的軟化而易于材料的塑性變形。當導管進入模具空間時，流動的管材沿錐表面10流動并與其相貼直至接觸內(nèi)表面11。內(nèi)表面11比內(nèi)表面10有更足夠的低溫使管材開始再硬化或至少比在高溫部時更具粘性。這樣，接觸到內(nèi)表面11的材料開始起攔壩作用防止材料進一步流動，并使模具得到充分充填而沒有多余的毛刺。
柱銷2的尺寸要小于開口7，在其通過開口7時要留有細微間隙。此間隙可使模具內(nèi)管材前方的氣體排出。但制模材料不會泄出內(nèi)表面11，因為較涼爽溫度致使流動的管材變得更加粘稠，使管材通過模端細微間隙泄出幾乎不可能。
顯而易見，我們只能提供模具的高溫部和低溫部的形狀而不是它們不同的材料(得用戶自己定)。比如說，在低溫部可以插入散熱片以促進模具在該區(qū)的冷卻，而高溫部有很大的熱質(zhì)量提供熱儲備，從而降低其冷卻能力。這樣，低溫部被冷卻區(qū)將提供與被熱能包圍的高溫部的溫度梯度以產(chǎn)生流動熱塑材料的阻抑效果。
在一替換實施例中，柱銷2可永遠置于模具內(nèi)，或從末稍端進入并穿過模具。此后，導管材料末端穿過柱銷頭從而將導管置于柱銷上，沿柱銷滑動直至接觸模具內(nèi)表面并在模內(nèi)進一步推進到模具內(nèi)，使軟化材料從高溫部向低溫部流動。在最終導管產(chǎn)品成形后，柱銷可通過模具頂部(相對于導管插放入的模具的遠端)抽出，導管在銷抽出之前或之后均可從模具中取出。
我們已結(jié)合優(yōu)選實施例對本發(fā)明做了介紹。所附權(quán)利要求書實指本發(fā)明。盡管對上述優(yōu)選實施例中描述的內(nèi)容，人們可以做多種變動，但這些變動仍與所附權(quán)利要求書的精神和涉及范圍相一致。
權(quán)利要求
1.在導管上形成斜面端的處理過程，包括A)安置一根管狀導管柱銷，使其穿過導管端頭伸出；B)加熱一模具，該模具內(nèi)表面構(gòu)成理想的導管外端頭表面，所述被加熱模具有一高溫區(qū)和位于其末端的低溫區(qū)；C)將所述柱銷和導管插入所述模具，使所述柱銷至少到達所述模腔的末端形成至少部分地被所述柱銷和所述模具表面限定的一個空間；D)繼續(xù)推進所述導管進入所述空間，所述高溫區(qū)致使所述導管材料軟化并流動直至所述材料接觸所述低溫區(qū)，所述導管材料在這里停止流動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于所述模具的加熱是通過溫度高于所述模具的加熱塊與所述模具外表面接觸將熱傳至所述模具實現(xiàn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過程，其特征在于所述模具的所述高溫區(qū)用第一種材料制成，所述低溫區(qū)用熱導率較低的第二種材料制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過程，其特征在于所述模具的形狀設計成使加熱塊對所述低溫區(qū)的熱傳送低于其對所述高溫區(qū)的熱傳導。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過程，其特征在于所述模具形狀設計成使所述低溫區(qū)冷卻快于所述高溫區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的過程，其特征在于所述模具所述高溫區(qū)與所述加熱塊接觸，而所述低溫區(qū)不接觸加熱塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于所述柱銷和所述導管可從所述模具中取出。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過程，其特征在于先從所述模具取出所述柱銷，然后取出所述導管。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的過程，其特征在于所述模具在所述高溫區(qū)和低溫區(qū)之間有一隔離區(qū)。
10.在導管上形成斜面端頭的處理過程，包括A)加熱一模具，該模具內(nèi)表面可形成理想的導管端頭外表面，所述模具具有從那里伸出的一個柱銷以在其上接納所述導管，所述被加熱的模具有一高溫區(qū)和在其末端的低溫區(qū)；B)將所述柱銷插入管狀導管，推動所述導管進入模具；C)繼續(xù)推動所述導管進入所述模具，所述高溫區(qū)致使所述導管材料軟化并流動直至所述材料接觸所述低溫區(qū)，所述導管材料在這里停止流動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過程，其特征在于所述模具的加熱是通過溫度高于所述模具的加熱塊與所述模具外表面接觸，將熱傳至所述模具實現(xiàn)的。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過程，其特征在于所述模具的所述高溫區(qū)用第一種材料制成，所述低溫區(qū)用熱導率較低的第二種材料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過程，其特征在于所述模具的所述高溫區(qū)用第一種材料制成，制成所述低溫區(qū)的第二種材料比熱較低。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的過程，其特征在于所述模具的形狀設計成使加熱塊對所述低溫區(qū)的熱傳送低于其對所述高溫區(qū)的熱傳導。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的過程，其特征在于所述模具形狀設計成使所述低溫區(qū)冷卻快于所述高溫區(qū)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的過程，其特征在于在加熱期間，所述模具以所述高溫區(qū)與所述加熱塊接觸，而所述低溫區(qū)不接觸加熱塊。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過程，其特征在于所述導管在此之后從所述模具中取出。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過程，其特征在于先從所述模具取出所述柱銷，然后取出所述導管。
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過程，其特征在于所述模具在所述高溫區(qū)和所述低溫區(qū)之間有一隔離體。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的過程，其特征在于一冷卻氣流吹向模具使模具冷卻并使導管再固化。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的過程，其特征在于冷卻氣流至少集中于低溫部分的某一區(qū)域。
全文摘要
介紹了一種導管端頭成型處理過程,在此過程中,具有一內(nèi)表面可形成理想的導管端頭外表面的模具有兩個不同溫度區(qū),第一個高溫區(qū)大致位于導管末端,而低溫區(qū)在高溫區(qū)末端,將需端頭整形的導管放在芯棒或針軸上,模具被加熱,當將導管和芯棒插入模具時,導管材料軟化并開始在模具內(nèi)流動,高溫區(qū)提供軟化管材所需熱量,管材流至低溫區(qū),在低溫區(qū),低溫致使管材變得更粘稠或重新固化,在變得更加粘稠后,管材在最末端起攔壩作用防止材料的再流動,進而消除自模具端部的泄出。
文檔編號A61M25/00GK1195609SQ9712088
公開日1998年10月14日 申請日期1997年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月13日
發(fā)明者J·D·菲爾德, R·阿斯特羅姆 申請人:莊臣及莊臣醫(yī)藥有限公司