TW202539587A - 具有客製化轉變溫度及厚度的多層牙科器具 - Google Patents

Abstract

本案說明揭示一種改善的牙科器具及聚合片材組合物。該聚合片材組合物對於製作具有多個外層的牙科器具很有用，所述外層係由增高玻璃轉變溫度(Tg)大於110 ℃的材料組成。在多層器具中，該等外層可具有增高的Tg並結合相較於一內彈性層具更大的厚度。

Description

具有客製化轉變溫度及厚度的多層牙科器具

[相關申請案交叉參照]

本申請案主張美國臨時專利申請案，於2024年2月5日申請的第63/549,687號，發明名稱為「具有客製化轉變溫度及厚度的多層牙科器具(MULTI-LAYER DENTAL APPLIANCE WITH CUSTOMIZED TRANSITION TEMPERATURES AND THICKNESSES)」之優先權，其內容通過引用整體併入本文供參考。

本發明揭露了聚合片材形式的組合物。該等聚合片材可用於例如牙科器具，並且由賦予柔韌性、強度及對片材製成的裝置抗污性之多個層所構成。

在此需要一種能夠促成齒顎矯正牙齒移動、穩定牙齒位置或保護牙齒免受潛在外部破壞力之改善的齒顎矯正及牙科器具。現有的材料和產品由單層材料、雙層材料或三層材料構成，其功能有限且可能有性能缺陷。矯正器是套在牙齒上的塑膠外殼，並設計成用於對牙齒施加平移力或旋轉力。準確移動牙齒的矯正器能力受到有效彈性模數、彈性、硬度以及抵抗蠕變與應力鬆弛的能力之限制。附加上，矯正器通常還應具有抗染色及抗環境應力裂開之能力。

多個用於保護牙齒的器具（例如運動護齒套及牙夾）具有相互矛盾的要求。一方面，器具應該能夠消散衝擊力；另一方面，器具應該很薄，不會干擾人們牙齒的自然咬合或妨礙說話。

在本發明之一態樣中，提供一種聚合片材組合物，其包含配置於兩外層之間的彈性內層。兩外層為聚酯或共聚酯，玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間。彈性內層為聚酯或共聚酯，其特性黏度約為1.0至1.3 dL/g，在60/40 (wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5 g/100 ml的濃度於25 ℃下測定。具有較高特性黏度的聚酯或共聚酯樹脂通常具有更佳的共擠能力及更堅固的片材結構，諸如更佳的抗衝擊性。於研究中發現，這種聚合片材組合物提供強度、柔韌性及耐用性的最佳組合，透過保持一致施力、抵抗隨時間的變形以及承受環境壓力和染色，確保齒顎矯正和牙科應用中的有效性能。在一些具體實施例中，聚合片材組合物具有約0.4至約0.5的剛度D值。在一些具體實施例中，每個外層的厚度大於彈性內層的厚度。在一些具體實施例中，聚合片材組合物為三層組合物，其中三層的厚度比為11:8:11、12:6:12、13:4:13、或14:2:14。相較於習知材料，這類多層結構顯著提高性能。具體說明的厚度比將像似模數、彈性及硬度等的關鍵特性最佳化，這對於有效牙齒移動和持久耐用性非常重要。較硬的外層可抵抗染色和環境應力裂開，同時保持功能和美觀。

在一些具體實施例中，兩外層材料是不同，其中每個外層聚酯或共聚酯材料的玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間。每個不同外層的Tg可相同或相似或不同。

在一些具體實施例中，該聚合片材組合物為三層組合物，其中三層的厚度比不對稱，例如12:8:10、13:6:11、14:4:12、或15:2:13等，有利於提供增強的方向性/可控的彎曲行為。

在一些具體實施例中，兩外層中的至少一者為具有玻璃轉變溫度(Tg)在約80 ℃至約190 ℃之間的兩材料之共混物，從而產生具有約110 ℃至約130 ℃或較高Tg的共混材料。在一些具體實施例中，兩材料的共混物降低聚合片材組合物的拉伸滯後損失（拉伸疲勞）性能，並改善在重複拉伸-釋放事件期間對週期性變形的抵抗力。這可提高包含此片材組合物的器具之壽命及穩定性能，因為在長時間使用期間仍能保持其形狀和施力能力。

在一些具體實施例中，所有層的組合厚度為約250微米至約2,000微米；這在靈活性和耐用性之間提供平衡，確保器具既讓佩戴者感到舒適，又足夠堅固以施加有效的齒顎矯正治療所需之力量。在一些具體實施例中，兩外層具有約0.45至約0.50的剛度D值。在一些具體實施例中，聚合片材組合物更包括兩中間層，其中每個中間層配置於彈性內層與兩外層中的一者之間，這有助於最大限度減少/防止最外層與內層之間的介面處裂開。

在一些具體實施例中，兩中間層各自的玻璃轉變溫度低於其相鄰外層的玻璃轉變溫度，這有利導致改善的疲勞性能和耐久性或可持續性。在一些具體實施例中，兩中間層各自的厚度小於其相鄰外層的厚度，並且有利充當介面改質劑。

在一些具體實施例中，與一或多個牙齒共形的牙科器具（諸如牙齒維持器）由本文所述的多層片材組合物製成。

在另外態樣中，本發明有關一種用於重新定位患者的一或多個牙齒的牙齒矯正器，其由聚合片材組合物形成，其包含配置於兩外層之間的彈性內層。兩外層為聚酯或共聚酯，玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間，並且彈性內層為聚酯或共聚酯，其特性黏度約為1.0至1.3 dL/g，在60/40 (wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5 g/100 ml的濃度於25 ℃下測定。在一些具體實施例中，聚合片材組合物具有約0.4至約0.5的剛度D值。在一些具體實施例中，每個兩外層的厚度大於彈性內層的厚度。在一些具體實施例中，聚合片材組合物為三層組合物，三層的厚度比為11:8:11、12:6:12、13:4:13、或14:2:14。在一些具體實施例中，兩外層中的至少一者為兩材料的共混物，其玻璃轉變溫度(Tg)在約80℃至約190℃之間。在一些具體實施例中，該共混物降低聚合片材組合物的拉伸滯後損失（拉伸疲勞）性能，並改善在重複拉伸-釋放事件期間對週期性變形的抵抗力。在一些具體實施例中，所有層的組合厚度為約250微米至約2,000微米。在一些具體實施例中，兩外層具有約0.45至約0.50的剛度D值。在一些具體實施例中，牙齒矯正器亦包括配置於彈性內層與兩外層中的一者之間的兩中間層。在一些具體實施例中，兩中間層各自的玻璃轉變溫度低於其相鄰外層的玻璃轉變溫度。在一些具體實施例中，兩中間層各自的厚度小於其相鄰外層的厚度。

在另外態樣中，本發明係關於一種形成用於重新定位患者的一或多個牙齒之牙齒矯正器之方法，其包括：共擠出聚合片材組合物，以及在患者齒列模型上熱成型聚合片材組合物以形成牙齒矯正器。聚合片材組合物的共擠出層包括配置於兩外層之間的彈性內層。兩外層為聚酯或共聚酯，玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間，並且彈性內層為聚酯或共聚酯，其特性黏度約為1.0至1.3 dL/g，在60/40 (wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5 g/100 ml的濃度於25 ℃下測定。在一些具體實施例中，每個兩外層的厚度大於彈性內層的厚度。在一些具體實施例中，聚合片材組合物為三層組合物，三層的厚度比為11:8:11、12:6:12、13:4:13或14:2:14。在一些具體實施例中，兩外層中的至少一者為兩種材料的共混物，其玻璃轉變溫度(Tg)在約80 ℃至約190 ℃之間。在一些具體實施例中，該共混物降低聚合片材組合物的拉伸滯後損失（拉伸疲勞）性能，並改善在重複拉伸-釋放事件期間對週期性變形的抵抗力。

在另外的態樣中，本發明係關於一種形成用於重新定位患者的一或多個牙齒之牙齒矯正器之方法，其包括共擠出具有五層的聚合片材組合物。所述五層包括一第一外層；一第二外層；一相鄰於該第一外層的第一中間層；一相鄰於該第二外層的第二中間層；及一位於該第一中間層與該第二中間層之間的內層。第一和第二外層為聚酯或共聚酯，其玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間。彈性內層為包括聚酯或共聚酯的彈性層，具有特性黏度約為1.0至1.3 dL/g，在60/40 (wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5 g/100ml的濃度於25 ℃下決定。第一和第二中間層各自的玻璃轉變溫度低於其相鄰外層的玻璃轉變溫度。

參考說明書的其餘部分，其包含圖式及申請專利範圍，將明白本發明的其他特徵及優點。以下將參考附圖詳細說明本發明的進一步特徵及優點、以及本發明許多具體實施例的結構和操作。在圖式中，相同參考標號表示相同或功能類似的元件。

本發明關於可包括例如透明牙齒矯正器的牙科器具。在矯正治療計劃的過程中，牙齒矯正器通常會配戴一段時間（例如7至14天），然後更換成一副新的。多層材料及牙科器具製造技術的實例可在美國專利第11,541,643號、美國專利第11,325,358號、美國專利第10,987,907號、美國專利第10,870,263號、美國專利第10,549,511號及國際申請案PCT/US2018/035384中找到，其內容通過引用整個併入本文供參考。

在治療計劃的每個期間或階段中，通常持續7至14天，器具會不斷變形並至少略微失去力量。然而，需要這種力量將牙齒推到預定的位置。通常，在牙科器具（包括多層系統）中實現更佳力道的多個方法之一是採用較高模數材料。這類較高模數材料轉變成變得更硬器具，從而給患者添加疼痛。材料的硬度通常會導致患者在配戴新矯正器的最初數小時或數天內感到疼痛。然而，材料硬度較低不必然會導致矯正器的效果較差，因為矯正器的有效性隨時間與推移力量有關，而不是與硬度有關。

根據本發明的一具體實施例，多層矯正器材料可包括具有一或多個剛性外層（硬-軟-硬排列）的柔性中間層，其中更剛性外層具有比以前所使用外層材料較高之玻璃轉變溫度(Tg)。再者，在一些具體實施例中，剛性外層可具有比該較軟中間層更大的厚度。

例如，商標Zendura FLX™的Bay Materials產品由等同厚度（密耳）層（比例為10:10:10）構成，並使用Tg約110 ℃的外層材料。根據本發明的一具體實施例，建構三層材料，例如，三層的厚度比為11:8:11，且外層的Tg大於110 ℃（例如，Tg≥120 ℃）。較厚外剛性層與具有較高Tg的外層之組合令人驚訝，導致隨時間有顯著較高的力保持值。

再者，在一些具體實施例中，多層材料可經由多層共擠型製程來生成，消除擠出層壓產品中觀察到的夾帶氣泡和缺陷。多層共擠也消除一製程步驟，因此降低製程成本並提供更有效率、更簡化的製程。再者，在一些具體實施例中，多層材料的所有層均可由共聚酯材料製成，從而實現未來產品的完全可回收性。

根據一些具體實施例，已發現，具有由擁有較高玻璃轉變溫度的聚合物所製成之外層的多層聚合物材料可生成齒顎矯正器具，諸如牙齒矯正器，其在配戴期間具有更大的力保持力。一此示例性聚合物包括例如Tritan MP200™共聚酯，其Tg為約120 ℃。在其他具體實施例中，含有Tg ＞ 110 ℃的聚合物材料之材料結構可提供本文所述增強力保持特性。在一些具體實施例中，用於多層聚合物結構的外層之合適聚合物材料可包括具有以下Tg溫度範圍的聚合物或聚合物共混物：約110 ℃至200 ℃、115 ℃至200 ℃、115 ℃至190 ℃、115 ℃至180 ℃、115 ℃至170 ℃、115 ℃至160 ℃、115 ℃至150 ℃、115 ℃至140 ℃、115 ℃至130 ℃、120 ℃至200 ℃、120 ℃至190 ℃、120 ℃至180 ℃、120 ℃至170 ℃、120 ℃至160 ℃、120 ℃至150 ℃、120 ℃至140 ℃、120 ℃至130 ℃、和120 ℃至125 ℃。

玻璃轉變溫度高於110 ℃的聚合物材料在用作多層牙科器具的外層時，可在患者配戴時提供較高的力保持力，部分原因是與玻璃轉變溫度較低的材料相比，其玻璃轉變溫度高於患者口腔內的溫度。令人驚訝的是，即使Tg較高的材料剛度較低，也能觀察到這種力保持方面的優勢。因此，本發明的額外好處可包括具有較高的力保持特性和更低的剛度（這意味著患者的初始疼痛更低）之牙科器具。

在一特定示例性具體實施例中，使用三層聚合片材產生齒顎矯正器具，該聚合片材包括Tritan MP200共聚酯（Tg約為120 ℃）作為外層，以及共聚酯彈性體（例如Ecdel 9967™）作為內層。在此示例性具體實施例中，三層聚合片材的總厚度約為750微米。生成的牙齒矯正器在配戴過程中比其他矯正器具有更大的力保持力。

在另外示例性具體實施例中，使用三層聚合片材產生齒顎矯正器具，該聚合片材包括Tritan MP200共聚酯（Tg約為120 ℃）作為外層，以及共聚酯彈性體（例如Ecdel 9967™）作為內層。在此示例性具體實施例中，三層聚合物片材的總厚度約為750微米，其中該層厚度比包括11:8:11、12:6:12、和13:4:13（亦即，外層比內層厚，厚度比分別為所示的比率）。研究發現，使用具有較高Tg和更大厚度（相對於內層）的外層材料可使牙齒矯正器在配戴過程中保持更大力量。

在一些具體實施例中，外層和內層材料和結構的選擇（其中複合剛度（其整合各個層的模數和厚度）無單位值）係落在中等剛度範圍內（例如，在約0.4至約0.6之間），轉化為有效的齒顎矯正器具，而不會在應用和移除期間給患者帶來額外的不適或疼痛。相較之下，基於其他常見材料（諸如PETG、PCTG以及硬質熱塑性聚氨酯）的矯正器之剛度值在約0.6至約0.8的範圍內，從而導致患者的疼痛和不適感增加。

圖1為根據本發明的一具體實施例之具有外層101比內層103厚的三層片材之剖面示意圖。在一些具體實施例中，外層101可包括相同或不同的材料，並且每層可由一或多個材料、混合物或合金組成。同樣，在一些具體實施例中，內層103可為單一材料或多個材料或多個合金的混合物。在一些具體實施例中，該等層101、103各自可由單層或多層組成。

在圖1所示的示例性具體實施例中，外層101比內層103厚，且其厚度比可在約10:10:10至約4:1:4的範圍內。例如，所示具體實施例對應於11:8:11的厚度比。外層101可包含Tg高於110 ℃的聚合材料（諸如共聚酯），且內層103可包含彈性體材料（也可為共聚酯，例如Ecdel 9967™）。研究發現，使用Tg 高於110 ℃且厚度比內層更厚的外層材料，可使牙齒矯正器在配戴過程中保持更大的力量。

圖2為根據本發明的一具體實施例之具有外層201比內層203厚的三層片材之剖面示意圖。在一些具體實施例中，外層201可包括相同或不同的材料，並且每層可由一或多種材料、混合物或合金組成。同樣，在一些具體實施例中，內層203可為單一材料或多個材料或多個合金的混合物。在一些具體實施例中，該等層201、203各自可由單層或多層組成。

在圖2所示的示例性具體實施例中，外層201比內層203厚，且可對應於12:6:12 （2:1:2）的厚度比。外層201可包含Tg高於110 ℃的聚合材料（例如共聚酯），內層203可包含彈性體材料（也可為共聚酯，例如Ecdel 9967™）。研究發現，使用Tg 高於110 ℃且厚度比內層更厚的外層材料，可使牙齒矯正器在配戴過程中保持更大的力量。

圖3為根據本發明的一具體實施例之具有比內層303厚的剛性外層301以及中間層304的五層片材之剖面示意圖。在此示例性具體實施例中，揭示一種五層聚合片材，其包括由具有不同玻璃轉變溫度的材料所製成之外層301和中間層304，這導致改善的疲勞性能和高力保持率。在一實例具體實施例中，外層301包括玻璃轉變溫度大於110 ℃的更剛性共聚酯材料，內層303包括彈性體（可為共聚酯）材料，且中間層304包括玻璃轉變溫度低於外層301的剛性共聚酯材料（例如，Tg約80℃至約110 ℃之間）。如圖3所示，不同的層可包括不同的厚度比。例如，在一些具體實施例中，這五層的厚度比可為例如9:2:8:2:9，總厚度約為750微米。在此實例中，最外層與中間層之間的厚度比可為例如10:1、9:2、8:3、7:4、或6:5，其中在此實例中的該中間層恆定為8。相較於較厚的最外層，使用具有稍低Tg的較薄中間層可在剛度與高Tg外層與彈性內層之間提供一介面層。在一些具體實施例中，5層材料結構可具有不對稱的厚度比。

根據一些具體實施例，可使用所有共聚酯材料來製造根據圖3所示設計的五層聚合材料。在這種示例性具體實施例中，外層301可由Tritan MP200材料（Tg約為120 ℃）製成，中間層304可由Tritan MP100™材料（Tg約為110 ℃）製成，並且內層303可由Ecdel 9967™（聚酯彈性體）製成。如上所述，五層中的每一層都可有不同的厚度比。在一些具體實施例中，最外剛性層301的厚度可大於或等於層301+304的組合厚度之一半。使用比外層301薄的中間層304，在外層301與彈性內層303之間提供介面改質劑。表 1

聚合物1	聚合物2	聚合物1	聚合物2	Tg1-Tg2	聚合物1	聚合物2	E2-E1%
301	304	Tg1 ℃	Tg2 ℃	ΔTg ℃	擊穿E%	擊穿E%	ΔEB
MP100	PETG	110	80	30	125	250	125
MP100	PCTG	110	85	25	125	200	75
MP200	MP100	120	110	10	95	125	30
MP200	DA001	120	87	33	95	150	55
MP200	PCTG	120	85	35	95	200	105
MP200	PETG	120	80	40	95	250	155
PC	MP100	150	110	40	120	125	5
PC	PETG	150	80	70	120	250	130
PESU	MP100	180	110	70	80	125	45
PESU	PETG	180	80	100	80	250	170

可用於外層301（聚合物1）和中間層304（聚合物2）的材料範例如上表1所示。優選上，最外層Tg1約180 ℃至約110 ℃，中間層Tg2約110 ℃至約80 ℃，其中差值(Tg1-Tg2)約10 ℃至約100 ℃。此外，在一些具體實施例中，中間層304具有比最外層301更大的斷裂伸長率(%)，其中斷裂伸長率差(EB2% - EB1%) 為約5%至約170%。

在一些具體實施例中，聚合物2材料可具有比聚合物1更低的降伏伸長率。由於斷裂伸長率值較高，使得聚合物2仍將充當有益的中間層。中間外層的優勢可透過分層設計（最多5層或更多，取決於共擠能力）或混合設計來實現。

表2中的DA001代表一有用Tritan™等級聚合物材料的實例。

圖4為根據本發明的一具體實施例之具有不同外層材料玻璃轉變溫度(Tg)的三層材料之應力鬆弛資料圖表。

圖4顯示具有Ecdel 9967™（共聚酯彈性體）內彈性層和增加的Tg外層之三層層壓板的48小時應力鬆弛行為：110 ℃、120 ℃、150 ℃、和190 ℃。圖4中測試的四種材料之全部三層厚度基本上相等（亦即厚度比為10:10:10）。從圖4可看出，具有外層Tg增加的層壓板可隨時間提供更大的力保持力。

下表2顯示一系列三層層壓板的結果特性，其中外層具有不斷增加的Tg值，內層為Ecdel 9967™共聚酯。每層厚度為10密耳，提供厚度比(10:10:10)的層壓板，總厚度約750微米。外層使用的五種材料包括Medstar^TM、Tritan MP100^TM、Tritan MP200^TM、聚碳酸酯(PC)、聚醚碸(PESU)。表 2

	材料 1	材料 2	材料 3	材料 4	材料 5
外層1	Medstar	MP100	MP200	PC	PESU
內層	Ecdel 9967	Ecdel 9967	Ecdel 9967	Ecdel 9967	Ecdel 9967
外層2	Medstar	MP100	MP200	PC	PESU
結構(層厚度，密耳)	10:10:10	10:10:10	10:10:10	10:10:10	10:10:10
外層，標稱Tg ℃	85	110	120	150	190
拉伸屈服強度E%	4.71	5.49	5.86	5.28	5.31
拉伸斷裂強度E%	160	99.8	77.5	64.4	22.3
拉伸應力@降伏，psi	4391	4464	4638	6045	7791
拉伸強度，psi	5242	5378	5003	6270	7733
拉伸彈性模數，psi	132,837	124628	127,487	172,977	205,325
拉伸最大負載，lbf	40.6	42.4	40	49.2	61.4
彎曲模數，psi	217,255	200,892	196,833	263,166	328,951
彎曲強度，psi	8,063	7,904	7,882	10,626	14,052
彎曲降伏強度，%	5.18	6.01	5.42	6.1	6.1
褲形撕裂，平均N/mm	187	186	110	61	17
SR 在 5%Ɛ/37C DI-H2O 下壓制， 0.76 mm
初始力，g	3363	3021	2968	4291	5421
1小時gf	1072	1559	1651	3223	4217
24小時gf	436	1089	1251	2842	3762
48小時gf	353	1015	1182	2589	3670
力保持率，24小時/1小時	0.41	0.70	0.76	0.88	0.89
SR 在 D=2.54 mm/37C DI-H2O ， -TF'd- 浸泡 ， 0.69-0.70 mm
初始力，g		2138	2185	3118
1小時gf		1392	1476	2365
24小時gf		1043	1174	2061
48小時gf			1103	1899
力保持率，24小時/1小時		0.75	0.80	0.87

表2中所描述外層材料的Tg範圍為85 ℃至190 ℃，結構為10:10:10。隨著外層Tg從110 ℃升高至190 ℃，撕裂性能從186 N/mm降低至110 N/mm，再降低至61 N/mm，最後降低至17 N/mm。三層片材的撕裂目標大於60 N/mm，優選大於100 N/mm。

初始應力鬆弛(SR)力(g)通常與材料的剛度或模數及其抗彎曲能力有關。然而，隨時間的推移，力保持比初始剛度更重要。如表1所示，Medstar材料的Tg約為85 ℃，相較於共聚酯材料（Tritan MP100和MP200），其為一種更硬且模數較高的材料，但隨時間的推移，其力保持會下降。保持力比（24小時/1小時）從41%增加至70%、76%、88%、和89%，與外層材料的Tg呈現明顯的趨勢。

表3顯示一些具有不同結構的750微米層壓板之比較數據。材料3和6-8均為30密耳三層層壓板，Tritan MP200 (Tg = 120 ℃)作為外層，且Ecdel 9967共聚酯彈性體作為內層。材料3的厚度比為10:10:10；材料6的厚度比為11:8:11；材料7的厚度比為12:6:12，並且材料8的厚度比為13:4:13。材料9為單層Tritan MP200，厚度約750微米（約30密耳）。表 3

熱壓材料	材料 3	材料 6	材料 7	材料 8	材料 9
外層1	MP200	MP200	MP200	MP200
內層	Ecdel 9967	Ecdel 9967	Ecdel 9967	Ecdel 9967	MP200
外層2	MP200	MP200	MP200	MP200
結構	101010	11811	12612	13413	30
外層，標稱 Tg ℃	120	120	120	120	120
拉伸降伏強度E%	5.9	5.9	6.1	5.9	6.1
拉伸斷裂強度E%	78	79	96	86	86
拉伸應力@降伏，psi	4638	5030	5359	5633	6624
拉伸強度，psi	5003	5494	6334	6399	6600
拉伸彈性模數，psi	127487	157435	155100	172485	209015
彎曲模數，psi	196,833	216,967	224,476	233,557	205,263
彎曲強度，psi	7,882	8074	8,604	8,587	8,856
褲形撕裂，平均N/mm	110	195	93	106	19.5
SR 在 5%Ɛ/37C DI-H2O 下壓制， 0.76 mm
初始力，g	2968	3041	3130	3123	3708
1小時gf	1651	1776	1793	1780	2514
24小時gf	1251	1321	1294	1312	2005
48小時gf	1182	1250	1234	1246	1915
力保持率，24小時/1小時	0.76	0.74	0.72	0.74	0.80
SR 在 D=2.54 mm/37C DI-H2O ， -TF'd- 浸泡 ， 0.69-0.70 mm
初始力，g	2185	2823	1957	2517	2816
1小時gf	1476	1980	1374	1736	1990
24小時gf	1174	1573	1093	1373	1600
48小時gf	1103	1472	1030	1296	1520
力保持率，24小時/1小時	0.80	0.79	0.80	0.79	0.80

如表3所示，令人驚訝的是，在10:10:10（材料3）與11:8:11（材料6）結構之間的撕裂性能從110 N/mm增加至230 N/mm。儘管接下來兩組材料7和材料8的撕裂值較低，分別為93和106 N/mm，但與單層材料9（30密耳MP200單層）的19.5 N/mm相比，這些撕裂值仍然是可接受。

在壓制樣品的應力鬆弛測試中，相較於10:10:10結構（材料3），11:8:11結構（材料6）呈現出較高的24小時和48小時保持力（1321g對1251g，1250g對1182g）。接下來的兩組12:6:12和13:4:13相對於10:10:10結構顯示出稍大的力量。11:8:11結構也呈現出在熱成型浸泡樣品中良好的24小時和48小時力保持率，在2.54毫米的恆定偏轉下進行測試。表3也顯示所有使用具有較高Tg外層的結構均能提高力保持率。

表4顯示在37 ℃去離子水中，在2.54 mm的相等彎曲撓度下進行應力鬆弛測試之後的一週力保持率(g)相關數據。表 4

		材料 10	材料 11	材料 12	材料 6
	外層1		MP100	MP100	MP200
	內層	RPU	PUE	PUE	Ecdel 9967
	外層2		MP100	MP100	MP200
	結構	30	10:10:10	10:15:10	11:8:11
外層，Tg ℃	95	110	110	120
天	分	力，g	力，g	力，g	力，g
0	0	3206	2302	3308	2823
0.0417	60	1910	1500	1996	1980
1	1440	1054	1164	1511	1573
2	2880	874	1084	1411	1472
3	4320	779	1032	1348	1405
4	5760	717	1009	1302	1355
5	7200	684	976	1272	1322
6	8640	641	950	1235	1289
7	10080	608	937	1200	1269

表4測試樣本包括四種材料的熱成型片材（材料10、11、12和6），其中材料10為30密耳厚（熱成型前）的硬質聚氨酯單層結構，材料11為30密耳3層（10:10:10結構）材料，聚氨酯彈性體(50D)內層夾在Tritan MP100外層之間；材料12為35密耳3層(10:15:10)材料，聚氨酯彈性體(50D)內層夾在Tritan MP100外層之間。材料6為30密耳3層(11:8:11)材料，內層為Ecdel 9967，外層為Tritan MP200。每個片材均在Biostar™ VII設備中於矩形聚碳酸酯塊上進行熱成型，最高溫度為428F。成型部件的頂部平面被切掉並用於測試。將成型的測試部件在37℃的去離子水中浸泡48 小時進行預處理。

在進行應力鬆弛測試（恆定撓度為2.54毫米）之前浸泡48小時後，採用11:8:11結構的材料6呈現出更有利的7天力保持率。由於材料12的總厚度較大（35密耳對30密耳），因此在該組中材料12記錄的初始力最大。經過最初的24小時和7天測試，材料12的力降至材料6的力以下。材料6呈現出比材料11更大的力保持率。材料10顯示最少7天的力保持率。這些結果總結在表4中，並在圖5中進行說明。

圖5為根據本發明的一具體實施例之描述具有不同外層玻璃轉變溫度的三層材料力保持率圖表。從圖5中也可明顯看出，材料6在七天內具有最大力保持率，同時與材料10和12相比，其初始力較低。初始力的減少意味著患者初始疼痛減少，同時仍能隨著時間推移提供更佳的力保持率。

由三層（兩面層及一核心層）所組成殼體的剛度D可根據下面的線性夾層理論方程式計算，如公式(1)所示。公式(1)綜合模數、厚度及多個層的位置（內層或外層）。對於面板和單位寬度相同的夾層梁，D值係根據公式(1)計算出，其中E^f=外層模數，E^c=芯層模數，f=面板層厚度，並且2h=核心層厚度。

公式(1)：

以下表5顯示根據公式(1)計算出的不同三層結構和單層產品之剛度值D。初始負載(g)值取自在具有37 ℃水浴的Instron機器上所執行之應力鬆弛測試。測試在30密耳（約750微米）的試樣上執行。表 5

材料	剛度 D	負載 I (g)
PUE-MP100-PUE	0.3325	1956
材料11	0.4608	3006
材料2	0.4612	3252
Tritan MP100	0.4772	3465
材料1 (101010)	0.4786	3272
材料6 (11811)	0.4866	3041
材料7 (12612)	0.4916	3130
材料8 (13413)	0.4941	3123
材料9：Tritan MP200	0.4952	3708
PCTG (Medstar)	0.5875	3884
PETG (Eastar 6763)	0.6303	3956
材料10 (RPU)	0.6831	4244
PC (Lexan 3412)	0.7429	4803
材料12	0.7025	3409

在表5中，計算出的剛度按遞增值排序，並對應各種30密耳（約750微米）單層產品以及三層片材的初始力（負載，g）。所有基於MP100或MP200作為外層的共聚酯三層產品（總厚度也約為750微米），其包含材料2和材料5，均顯示出在約0.46至約0.50的緊密範圍內之剛度值，以及對應約3,000至約3,300 gf之間的中等初始力值（不包括單層MP100和MP200）。

表5的第一列顯示三層產品，其結構為3:25:3，基於包括聚氨酯彈性體（硬度約65D）的外層及一MP100內層（約25密耳或635微米），在表5中稱為PUE-MP100-PUE。此第一結構對應於軟-硬-軟結構最低剛度約為0.3325。將這些軟-硬-軟材料的結構改為1:28:1，可將剛度增加至約0.39。

請即參考表5，PCTG和PETG共聚酯類型呈現出高剛度值（分別為0.5875和0.6303），這是因為其具有固有的高模數特性，大於MP100和MP200。因此，這些材料會產生很大的初始力，這通常意味著患者在配戴由這些材料製成的矯正器時會感到更痛。材料12剛度（10:15:10結構）由於其總厚度較大（35密耳（約889 微米）而對應至約0.7025的高值；然而，相較於其他堅硬產品，其產生的初始力相對較低。

圖6為根據本發明具體實施例描述單板與三層板的剛度(D)與初始力(g)之間關聯性的曲線圖。在37 ℃水中以5%應變進行應力鬆弛測試期間計算初始力(g)。如圖6所示，初始負載(g)最高的材料對應於剛度最高的材料。因此，降低初始負載（可導致剛度降低）可能對減輕患者配戴矯正器時的初始疼痛有幫助。

圖6說明初始產品力對剛度的一般相依性。該圖另說明材料2和材料5產品運行的獨特中等剛度負載窗口（特別突顯）。材料5的成分和結構設計使其剛度略有增加（相較於10:10:10），同時產生顯著增強的力保持特性。

表6顯示材料6和材料13的機械性能、拉伸滯後和應力鬆弛性能。材料6包括具有11:8:11結構的三層材料，其具有作為外層的MP200及作為彈性內層的Ecdel 9967。

材料13對應於具有11:8:11結構的三層材料，其中外層包括MP200和MP100的混合物，且內層為Ecdel 9967。在此特定具體實施例中，外層包括75%-25%的MP200和MP100之混合物。在一些具體實施例中，（多個）外層材料可在擠出之前混合。

在一些具體實施例中，外層材料可依MP200：MP100（99：1至1：99）的不同混合比進行混合，例如95%：5%、90%：10%、85%：15%、80%：20%、75%：25%、70%：30%、65%：35%、60%：40%、55%：45%、50%：50%，較佳具有較高Tg的材料具有較大比例的共混物，以實現較高的力保持性能。對於熟習該項技藝者來說顯而易見的是，共混可包括將兩種樹脂材料（例如，尚未熔化）以相同或不同的速率混合在一起以產生共混材料，隨後擠出共混樹脂。

在一些具體實施例中，兩外層中的至少一者為具有玻璃轉變溫度(Tg)在約80 ℃至約190 ℃之間的兩材料之共混物，從而產生具有所需Tg（例如＞110℃）的所需共混材料。本文描述Tritan MP200 (75%)和MP100 (25%)的共混物範例，然而，熟習該項技藝者應該清楚，可按照前述各種示範共混比來共混其他聚酯或共聚酯材料，以實現共混材料所需的Tg性能。例如，不同的Tritan等級材料可與其他Tritan等級材料或其他材料混合在一起。同樣地，其他非Tritan級聚酯或共聚酯也可混合在一起。其他材料的範例可包括Skygreen^TM（SK Chemicals開發的共聚酯）或SK Chemical公司所生產的Ecozen T120和Ecozen T110共聚酯材料。熟習該項技藝者將明白有用聚酯材料或共聚酯材料之其他範例。

相較於材料6，材料13的拉伸疲勞性能有了顯著改善，並且在應力鬆弛性能沒有明顯損失的情況下獲得改善。表 6

材料編號	材料 6	材料 13
外層1	Tritan MP200	MP200/MP100(75/25)
內層（更清晰的Ecdel）	Ecdel 9967	Ecdel 9967
外層2	Tritan MP200	MP200/MP100(75/25)
結構	11811	11811
外層，標稱Tg ℃	120	114
拉伸強度，psi	5,494	4,869
拉伸彈性模數，psi	157,435	137,086
彎曲模數，psi	216,967	197,725
彎曲強度，psi	8,074	8,604
拉伸滯後壽命循環	1,210	10,000
循環至50%拉伸滯後	1,200	10,000
5%Ɛ、37C去離子水中的應力鬆弛
厚度，mm	0.77	0.77
初始力，g	3041	3031
1小時	1776	1795
24小時	1321	1315
48小時	1250	1230
力保持率，24小時/1小時	0.74	0.73

拉伸滯後

進行附加的實驗來探索替代方法和結構，以獲得較高的力保持率和改善的拉伸疲勞（拉伸滯後）性能。在測量三層片材的拉伸疲勞性能的方法上，拉伸滯後測試以0-3%應變、每分鐘2英吋的速率進行10,000個循環，如本文所述。

因此，確定並比較三種不同材料的拉伸疲勞性能：材料3、材料6及材料13，如圖7-9所示。

圖7顯示材料3中拉伸應力(psi)與拉伸應變的關係圖，該材料在室溫下以每分鐘2英吋的速度在0至3%的應變之間進行10,000個循環。材料3對應於具有10:10:10結構的三層材料，使用當成外層的MP200及當成內層的Ecdel 9967。

圖8顯示材料6中拉伸應力(psi)與拉伸應變的關係圖，該材料在室溫下以每分鐘2英吋的速度在0至3%的應變之間進行10,000個循環。材料6對應於具有11:08:11結構的三層材料，其含有當成外層的MP200及當成內層的Ecdel 9967。

圖9顯示材料13中的拉伸應力(psi)與拉伸應變的關係圖，該材料在室溫下以每分鐘2英吋的速度在0與3%應變之間進形10,000個循環。材料13對應於具有11:8:11結構的三層材料，其中外層包括MP200和MP100的混合物，且內層為Ecdel 9967。在此特定具體實施例中，外層包括75%/25%的MP200和MP100之混合物。在其他具體實施例中，可將不同百分比的這些材料混合在一起，以實現具有客製化Tg值（以及客製化剛度和模數值）的外層材料。

前述測試方法用來評估材料3的拉伸滯後(%)（參見表3），如圖7所示。該材料進行10,000個循環，並在測試結束時顯示54%的拉伸滯後(TH%)。

在類似的測試中，材料6僅進行1210個循環以達到100%TH，並因樣品破裂而失效。圖8說明材料6的TH行為。MP200-Ecdel-MP200系統中的10:10:10與11:8:11結構之間的這種TH性能差異表明，隨著Ecdel彈性體內層厚度從10密耳減小到8密耳及/或MP200外層厚度增加，彈性有所損失。

令人驚訝發現到，透過在外層使用不同Tg ℃材料（Tg1和Tg2）的共混物（保持Ecdel 9967內層不變），可恢復11:8:11三層系統中的TH行為，以進行10,000個循環，其中Tg1＞ Tg2且Tg1佔共混物組成的≥50%。

例如，在表6的材料13中，Tritan MP200 (Tg 120 ℃)和Tritan MP100 (Tg 110 ℃)的(75%/25%)混合物當成外層，且Ecdel 9967當成內層。圖9顯示材料13的TH結果，該結果清楚呈現拉伸疲勞性能有實質改善。

圖10為根據本發明的一具體實施例之描述三種材料的拉伸滯後(%)與循環計數之關係圖。圖10中比較的三種材料包括材料3、材料6及材料13。測試在室溫下進行，在0-3%的應變下以每分鐘2英吋的速度進行10,000個循環。

如前文所討論，材料3符合於有10:10:10結構的三層材料，其包含MP200當成外層，Ecdel 9967當成內層。材料6符合於有11:8:11結構的三層材料，其包含MP200當成外層，Ecdel 9967當成內層。材料13對應於具有11:8:11結構的三層材料，其中外層包括MP200和MP100的75%/25%混合物，且內層為Ecdel 9967。

本文所揭露的技術和材料可隨時間提供增加的力保持率和減少的應力鬆弛。這些好處與所揭露新材料的多種特性有關，其包含外層的Tg增加，以及與彈性內層相比更厚的外層（例如，厚度比為11:8:11、12:6:12、13:4:13等）。

當多層材料外層的Tg增加時，會發現力保持方面有特別的好處。除此之外，較厚的外層也能提升性能。在一些具體實施例中，增加的Tg和增加的外層厚度之組合可提供較高的性能。在一些具體實施例中，在較厚的外層和內層之間使用薄的中間層或使用混合的外層也可提高性能。

高模數材料較硬，因此通常會給患者帶來更大的痛苦。因此，PETG材料通常很硬，而且很痛。PETG的Tg為80，但其模數比MP100、MP200等共聚酯材料高。然而，MP200的Tg足夠高，因此比PETG更堅固。這是因為口腔內部溫度37 ℃與PETG的Tg (80 ℃)非常接近，因此會變弱。Tg較高時模數受口腔溫度的影響較小。

定義

在描述所揭示具體實施例的全文中（尤其是在文後申請專利範圍的全文中），除非本文另有說明或者與文中有明顯矛盾，否則用語「一」及「該」及類似參考係構成涵蓋單數個及複數個。除非另有說明，否則用語「包含」、「具有」、「內含」和「含有」應解釋為開放式術語（亦即，意指「包括但不限於」）。術語「連接」應構成部分或全部包含在、附接到或接合在一起，即使有任何介入。「基於」用詞應理解為開放形式，且不以任何方式進行限制，並且在適當情況下應解釋或以其他方式理解為「至少部分基於」。除非另外指出，否則本文中數值範圍的引用僅旨用作分別參考範圍內的每個單獨值的簡寫方法，且每一個別值係併入說明書中，就好像其在本文中所個別敘述。除非本文另外指出或者與本文明顯矛盾，否則本文描述的所有方法都可以任何合適的順序執行。除非另外要求，否則本文所使用的任何及所有實例或示例性用言（例如，「諸如」）僅旨在更佳闡明本發明，並且不對本發明範圍構成限制。本說明書中的任何用語都不應解釋為表明任何未主張保護元件對本發明的實踐至關重要。

本文所使用的術語「牙科器具」係指安置在受試者牙齒內或牙齒上的任何裝置。牙科器具包括但不限於牙齒矯正器、假牙、固定器、打鼾/氣道器、美容器、治療器、保護器（例如護齒器）和習慣矯正器。

本文所使用的術語「彎曲模數」是指材料的剛度及/或材料在彎曲時抵抗變形的能力。材料的彎曲模數越高，其抗彎曲能力越強。對於等向性材料，在任何方向上測量的彈性模數都相同。

本文所使用的術語「硬度」係指蕭氏硬度計(Shore hardness scale)，除非另有說明，否則均根據ASTM D2240進行測量。硬度計測量金屬腳或針進入材料表面的深度。有不同的硬度計尺度，但通常使用蕭氏A和蕭氏D。與硬度值較低的材料相比，硬度值較高的材料會較硬。蕭氏硬度和模數通常相關，如果透過本技藝中描述的方法僅已知一值，則可透過近似法進行轉換。

本文所使用的表述「模數」、「楊氏模數」和「彈性模數」係指材料的剛度及/或材料對拉伸的抵抗力。材料的模數越高，剛性越高。材料的彎曲模數和彈性模數可相同或不同。對於聚合物，可按照ASTM D 638規定測量機械性能（包括彈性模數和其他性能）。彎曲模數可透過ASTM D790中列出的測試來測量，並使用每面積力的單位。除非另有說明，否則「模數」是指彈性模數。

關於聚合片材外層的術語「橫向恢復力」係指相對於固定在適當位置的另外層已平移的一層可能施加之力。如果外層彼此獨立移動，如果不加以限制，其隨後將回到原來的位置。

「平移力」係指將外層從其中立位置移開已知距離所需的力，以已知位移下的每平方厘米牛頓(N/cm²)來測量，其中面積(cm²)計算為外層的重疊面積。可透過準備已知重疊的測試樣品並將外層相對於彼此移位已知距離來進行測量，例如，透過使用機械力測試儀（例如，Instron材料測試儀）施加0.04 MPa/min的力。記錄在不同位移下所測量的力。對於彈性材料，橫向平移力和橫向恢復力相同。

本文所使用的術語「剪切力」係指施加於由彈性材料連接的兩表面之平移力。

本文使用的術語「牙殼」係指適合於牙齒並且以可拆卸方式安置在牙齒上的聚合物牙殼。

本文所使用的術語「防污」係指設計為防污的材料。

本文使用的術語「熱塑性聚合物」係指在特定溫度以上變得柔韌或可塑，並且在冷卻時固化的聚合物，前提是熱和壓力不會化學分解該聚合物。

術語「牙齒」包括天然牙齒，其含有已通過填充物或牙冠修補的天然牙齒、植牙、作為固定在一或多個天然牙齒或植牙上的牙橋或其他配件之一部分的人造牙齒，以及作為可拆卸配件之一部分的人造牙齒。

在以下說明中，描述各種具體實施例。為了解釋的目的，描述具體的配置和細節，以提供對具體實施例的透徹理解。然而，熟習該項技藝者將明白，不用這些特定細節也可實施該等具體實施例。再者，可省略或簡化眾所周知的特徵，以免模糊所描述的具體實施例。

具體實施例

在一些具體實施例中，外層可包含聚酯或共聚酯、聚氨酯、聚醯胺、聚烯烴、（甲基）丙烯酸聚合物、聚碳酸酯、聚醚碸、乙烯基聚合物（例如聚氯乙烯）或含氟聚合物。

在一些具體實施例中，內層可包含共聚酯彈性體、聚氨酯彈性體、聚酯彈性體、苯乙烯彈性體、聚醯胺彈性體、矽氧烷彈性體、聚醚彈性體、聚烯烴彈性體、烯烴共聚物、丙烯酸彈性體或氟彈性體。

在一些具體實施例中，內層材料在25 ℃下的22小時壓縮變形小於約35%、30%、25%、20% 10%，小於35%、34%、33%、32%、31%、30%、29%、28%、27%、26%、25%、24%、23%、22%、21%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、或10%。相反於在彈性體作為外層的文獻US 9,655,693 B2研究結果上，發明人發現較低的壓縮變形比較高的壓縮變形更有效。

在一些具體實施例中，片材具有約250微米至約2,000微米、約300微米至約1900微米、約400微米至約1750微米或約500微米至約1500微米的總厚度。

在一些具體實施例中，外層的組合厚度為約25微米至約1000微米、50微米至750微米、100微米至750微米、250微米至750微米或250微米至約600微米。

在一些具體實施例中，外層的Tg介於約110 ℃與180 ℃之間，內層的Tg或熔點介於約-30 ℃與206 ℃之間，並且熔化熱介於約5焦耳/g至約20焦耳/g之間，或5焦耳/g至15焦耳/g之間。

應理解的是，兩或多個具體實施例的元素可任意組合。

在一些具體實施例中，可熱成型的聚合物片材由至少兩外層和一中間層組成，其中一或多個外層包含共聚酯或兩不同共聚酯的共混物，其包含70摩爾%至100摩爾%對苯二甲酸殘基的二羧酸組分；及二醇組分組成，其包含(i)0至95%乙二醇、(ii)5摩爾%至50摩爾%的2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二醇殘基、和(ii)50摩爾%至95摩爾%的1,4-環己烷二甲醇殘基、及(iii)0至1%的具有三或多個羥基的多元醇，其中二醇殘基(i)、(ii)和(iii)的摩爾%之總和為100摩爾%，且共聚酯的玻璃轉變溫度Tg為80℃至150℃。在此具體實施例的一些態樣中，可熱成型的聚合片材包括一中間層，該中間層包含芳香族聚醚聚氨酯，該聚氨酯具有約A90至D55的蕭氏硬度和小於35%的壓縮永久變形，其中外層與內層之間的層間剝離強度大於每2.5公分50 N。

在一些具體實施例中，與一或多個牙齒共形的牙科器具係由前述微晶聚醯胺或共聚酯製成。

材料

施工方法

多層片材可透過多種方式製備，其包含但不限於熱層壓或冷層壓、黏合劑層壓、熔融層壓、共擠出或多層擠出，或其他已知方法。

在一些具體實施例中，牙科器具可由多層片材製成，並透過共擠出製備，如以下五個共擠出範例所述及所示。

範例1-4

3層ABA材料（材料6，表6：MP200-Ecdel 9967-MP200），厚度（密耳）比為11:8:11，在具有進料塊和片材模頭的中試規模(Pilot scale)共擠生產線中擠出。將構成外層的MP200樹脂送入擠出機A。將構成內層的Ecdel 9967送入擠出機B。表7總結範例1-5的外層(MP200)和內層(Ecdel 9967)之擠出溫度(℃)。將範例1-4的三層擠出片材在三滾柱組（頂滾柱、中滾柱和下滾柱）上於四種不同溫度下進行淬火。範例1，三滾柱淬火溫度為20 ℃/20 ℃/16 ℃；範例2淬火溫度為37 ℃/37 ℃/30 ℃；範例3淬火溫度為50 ℃/50 ℃/40 ℃；範例4淬火溫度為60 ℃/60 ℃/50 ℃。在範例1-4中，片材總厚度控制在30密耳(0.76 mm)。表 7

	範例1	範例1	範例2	範例2	範例3	範例3	範例4	範例4	範例5	範例5
	擠出機A (外層)	擠出機B (內層)	擠出機A (外層)	擠出機B (內層)	擠出機A (外層)	擠出機B (內層)	擠出機A (外層)	擠出機B (內層)	擠出機A (混合外層)	擠出機B (內層)
區域1	270	230	270	230	270	230	270	230	270	230
區域2	275	235	276	235	276	235	277	236	276	235
區域3	280	235	281	236	280	235	281	235	281	236
區域4	280	240	281	240	281	239	281	240	281	240
區域5	280	240	280	240	280	240	280	240	280	240
模頭	275	-	274	-	275	-	276	-	274	-
頂滾柱	20C	-	37C	-	50C	-	60C	-	37C	-
中滾柱	20C	-	37C	-	50C	-	60C	-	37C	-
底滾柱	16C	-	30C	-	40C	-	50C	-	30C	-

範例5

採用樹脂共混物MP200/MP100(75/25 wt%)的3層ABA材料（在表6中也稱為材料13）用於外層A和Ecdel 9967內層，厚度（密耳）比為11:8:11，在具有進料塊和片材模頭的中試規模共擠出生產線中進行擠出。將構成外層的MP200/MP100 (75/25)樹脂共混物送入擠出機A。將構成內層的Ecdel 9967送入擠出機B。表7總結MP200/MP100（共混物外層）和Ecdel 9967（內層）的擠出溫度。將三層擠出片材在三滾柱堆上以37 ℃/37 ℃/30 ℃的溫度進行淬火。片材總厚度控制在30密耳（0.76毫米）。

表8總結範例1-5的共擠出材料之性能。如表8所示，所有3層共擠出材料均由MP200外層和Ecdel 9967組成，外層厚度目標為279 µm，內層厚度目標為203 µm，均呈現出優異的層厚度。如預期，增加冷卻滾柱溫度（淬火溫度）會導致片材霧度增加，且dB顏色（黃色）的變化較小。令人驚訝的是，範例1-5的材料呈現出相似的彎曲模數(MPa)值，這表明該體積特性不受冷卻滾柱溫度變化(20 ℃ – 60 ℃)的影響。在37C去離子水中進行24小時管包覆測試後，範例1-5的所有拱形材料均完好無損，並呈現出良好的彈性恢復(＞70%)。20C冷卻的樣品（範例1）呈現出最高的回收率，為84%。然而，其也比高溫（37 ℃-60 ℃冷卻滾柱溫度）的對應部件呈現出更多裂縫。範例1-5的所有樣品在5%應變下進行48小時應力鬆弛測試時也呈現出相似的力保持特性。

也許範例5（共混外層）的材料與範例2（相似的淬火溫度37 ℃）間之主要明顯差異為玻璃轉變溫度較低（116.2 ℃至118.8 ℃）。表 8

	範例1	範例2	範例3	範例4	範例5
初始外層1厚度（數字），µm	285	287	291	288	287
初始內層厚度（數字），µm	203	203	190	195	211
初始外層2厚度（數字），µm	279	274	289	284	285
初始所有層厚度（數字），µm	767	764	770	766	783
DSC Heat1 Tg C	118	118.8	117.5	118.6	116.2
片狀霧度，%	3.2	5.5	10.8	12.9	8.1
片材透明度，%	91.8	91.3	90.6	90.1	90.8
片材清晰度，%	99.6	99.5	99.6	99.5	99.7
LAB顏色，dB	1.51	1.53	2.24	2.54	2.17
模數，MPa	1581	1559	1559	1570	1569
彈性恢復率，%	84	75	77	79	71
抗龜裂性	普通 - 不佳	良好	良好	良好	良好
力保持力（SR在5%Ɛ/37C去離子水）
初始力，gf	3410	3332	3486	3419	3393
1小時，gf	1584	1503	1675	1642	1585
24小時，gf	1105	1124	1168	1150	1144
48小時，gf	1034	1066	1105	1070	1067
24小時/1小時	0.70	0.75	0.70	0.70	0.72

表9總結範例1-5的熱成型共擠出材料之四種特性：在熱成型平板中測試三種特性，在熱成型矯正器中測試一種特性。所有五個實例可輕易在牙齒模型上進行熱成型，從而產生非常好的透明矯正器，並且可輕易從模型上取下。

熱成型片材的厚度範圍為0.68毫米 - 0.69毫米，霧度介於2.4%至13.4%之間。熱成型浸泡樣品的應力鬆弛性能均具有良好的低初始力2559 gf – 2949 gf，以及24小時或48小時後出色的力保持率。

表9總結範例1-5的熱成型共擠出材料性能。表 9

	範例1	範例2	範例3	範例4	範例5
熱成型片材厚度，mm	0.68	0.69	0.68	0.68	0.69
熱成型片材霧度，%	2.4	5.4	11.2	13.4	8.8
熱成型片材透明度，%	91.5	91.7	90.7	89.6	91.0
熱成型片材清晰度，%	99.4	99.5	99.5	99.5	99.6
熱成型矯正器	非常好	非常好	非常好	非常好	非常好
力保持力（SR在D=2.54/37C去離子水）
熱成型部件在測試前在37C去離子水中浸泡48小時。
厚度，mm	0.69	0.71	0.70	0.70	0.70
初始力，gf	2559	2942	2813	2949	2816
1小時，gf	1464	1725	1596	1672	1594
24小時，gf	1106	1334	1200	1272	1212
48小時，gf	1020	1220	1115	1195	1106
24小時/1小時	0.76	0.77	0.75	0.76	0.76

在形成齒顎矯正器具之前，可對片材進行充分準備，或者可使用一系列個別熱成型步驟來生產多層器具。

可以使用Great Lakes Orthodontics提供的「Biostar」壓力成型機，按照業界常用的程序對片材進行熱成型，以生產測試樣本或牙科器具。替代上，也可使用滾柱式熱成型機、真空成型機或其他已知的熱成型技術來進行熱成型。熱成型可採用不同的條件、形式或模型來改變拉伸比及部件厚度。多層器具可透過一或多個3D列印製程或透過順序浸塗、噴塗、粉末塗層或用於生產薄膜、薄片和3D結構的類似製程來製造。材料

可用於外層的示例性材料包括：Tritan MP200：一種由三種單體製成的共聚酯：對苯二甲酸二甲酯(DMT)、環己烷二甲醇(CHDM)和2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)，來自田納西州金斯波特的Eastman Chemicals公司。Tritan MP100：一種由三種單體製成的共聚酯：對苯二甲酸二甲酯(DMT)、環己烷二甲醇(CHDM)和2,2,4,4-四甲基-1,3-環丁二醇(TMCD)，來源田納西州金斯波特的Eastman Chemicals公司。Eastar 6763 (PETG)：CHDM改質PET共聚酯，來源伊士曼化工公司(Eastman Chemicals)；Medstar(PCTG)：乙二醇改質PCT共聚酯，來源Eastman Chemicals。Lexan 3412(PC)：聚碳酸酯，來源Sabic（原GE Plastics）。Udel 1708HC(PESU)：聚醚碸，高透明度等級，來源Solvay。

可用於內層的示例性材料包括：Ecdel 9967：共聚酯彈性體，來源Eastman Chemicals。Ecdel 9966：共聚酯彈性體，來源Eastman Chemicals。Ecdel 9965：共聚酯彈性體，來源Eastman Chemicals。Texin RxT50D (PUE 50D)：聚氨酯彈性體，硬度50D，來自Covestro。

表10顯示用於外層的示例性聚合物之性質。表 10

	Tritan MP100	Tritan MP200	Medstar	Eastar 6763	Lexan 104	Udel 1708HC
	共聚酯	共聚酯	PCTG	PETG	PC	PESU
比重，g/cc	1.19	1.19	1.23	1.27	1.20	1.19
固有黏度，dL/g (Eastman)。	0.69-0.75	0.61-0.67	0.71	0.73-0.77
熔融指數，g/10'min./260℃/ 2.16kg	7.1	5.4		28.5	10.5	7.0
DSC熱2，玻璃轉變溫度，Tg ℃	110	120	87	80	149	190
蕭氏硬度D	79.5	79.8	76.4	109R*	80.6
斷裂伸長率，%	120	90	230	250	73	65
拉伸彈性模數，MPa	1462	1500	1700	1900	1808	1713
彎曲模數，MPa	1500	1510	1700	1830	1850	2358

* 洛氏硬度，109

內層所使用的示例性共聚酯彈性體之性能如表11所示。表 11

	ECDEL 9967	ECDEL 9966	ECDEL 9965
比重，g/cc	1.13	1.13	1.13
固有黏度，dL/g (Eastman)	1.20-1.26	1.13-1.19	1.02-1.08
熔融指數，g/10'min./230℃/ 2.16kg	12.3	21.5	43.4
DSC熱2，熔融溫度，Tm C°	206	204	209
DSC熱2，熔融溫度，Tm C° (Eastman)	200	202	207
蕭氏硬度D	52.6	51.2	55.0
斷裂伸長率，%	444	382	367
拉伸彈性模數，MPa	176	168	182

三層層壓板的製備，材料1-12。

30密耳厚的三層層壓板透過兩製程步驟製備：首先，在加熱的Carver Press中，將預乾燥的樹脂熱壓成6” × 6”的金屬框架，厚度匹配，周圍環繞兩層鐵氟龍離型膜和兩塊金屬板，從而生產不同厚度的薄片，用作外層或內層。所有樹脂均在真空爐中根據以下指定的乾燥溫度預乾燥五小時。表12和13總結製造不同厚度片材的樹脂重量(g)及壓制條件。表 12

外層片材	材料1	材料2、11、12	材料3	材料4	材料5
	Medstar	MP100	MP200	PC	PESU
乾燥溫度	66C	88C	88C	120C	140C
片材厚度，密耳	10	10	10	10	10
樹脂重量，g	7.62	7.37	7.37	7.43	7.37
壓機溫度，F	520	520	520	540	600
最大壓力，噸	8	8	8	10	10
總壓制時間	6	6	6	6	6
轉移到冷壓機2：
冷卻態夾緊溫度，F	120	120	120	150	150
夾緊壓力，噸	8	8	8	10	10

表 13

內層片材	材料1、5	材料11	材料12
	Ecdel 9967	RxT50D	RxT50D
乾燥溫度	66C	90C	90C
片材厚度，密耳	10	10	15
樹脂重量，g	7.00	7.12	10.78
壓機溫度，F	464	430	430
最大壓力，噸	8	8	8
總壓制時間	6	6	6
轉移到冷壓機2：
冷卻態夾緊溫度，F	80	80	80
夾緊壓力，噸	8	8	8

在第二步驟中，透過在加熱的Carver壓機中於指定溫度、壓力和時間下熱壓一10密耳的內層材料，該內層材料夾在兩個10密耳的外層材料之間，置於30密耳的金屬框架中，周圍環繞兩鐵氟龍離型膜及兩金屬板，從而製備材料1-12的30密耳三層層壓板，如下表14和15所述。表 14

	材料1	材料2	材料3	材料4	材料5
外層1	Medstar	MP100	MP200	PC	PESU
內層	Ecdel 9967	Ecdel 9967	Ecdel 9967	Ecdel 9967	Ecdel 9967
外層2	Medstar	MP100	MP200	PC	PESU
結構	101010	101010	101010	101010	101010
熱壓層壓1：
層壓溫度，F	464	464	464	500	520
3分鐘，在壓力1之下	0-2噸	0-2噸	0-2噸	0-2噸	0-2噸
1分鐘，在壓力2之下	5噸	5噸	5噸	5噸	5噸
轉移到冷壓機2：
冷壓夾在	120F	120F	120F	150F	150F
夾緊壓力	5噸	5噸	5噸	5噸	5噸
夾緊時間	3分鐘	3分鐘	3分鐘	3分鐘	3分鐘

表 15

	材料6	材料7	材料8	材料9	材料10	材料11	材料12	材料13
外層1	MP200	MP200	MP200			MP100	MP100	MP200/MP100
內層	Ecdel 9967	Ecdel 9967	Ecdel 9967	MP200	RPU	PUE 50D	PUE 50D	Ecdel 9967
外層2	MP200	MP200	MP200			MP100	MP100	MP200/MP100
結構	11811	12612	13413	30	30	101010	101510	11811
熱壓層壓1：
層壓溫度，F	464	464	464	520	430	430	430	464
3分鐘，在壓力1之下	0-2噸	0-2噸	0-2噸	0-2噸	0-2噸	0-2噸	0-2噸	0-2噸
1分鐘，在壓力2之下	5噸	5噸	5噸			5噸	5噸	5噸
2分鐘，在壓力3之下				6噸	6噸
2分鐘，在壓力4之下				10噸	10噸
轉移到冷壓機2：
冷壓夾在	120F	120F	120F	150F	150F	120F	120F	120F
夾緊壓力	5噸	5噸	5噸	5噸	5噸	5噸	5噸	5噸
夾緊時間	3分鐘	3分鐘	3分鐘	3分鐘	3分鐘	3分鐘	3分鐘	3分鐘

材料9為30密耳單層Tritan MP200片材，透過將22克乾燥的MP200樹脂熱壓在6” × 6” × 0.030”框架中，在520 F的溫度下以10噸最大壓力進行熱壓而製備。

材料10為30密耳厚的硬質聚氨酯單層片材，透過將22克乾燥的Isoplast 2530樹脂（來自Lubrizol）熱壓在6” × 6” × 0.030”框架中，在430F溫度下以10噸最大壓力進行熱壓製備。

材料11和12為透過熱壓機層壓生產的三層片材，溫度為430 F，最大壓力為5噸，如表15所示。

材料13採用Tritan MP200/MP100混合物（75/25 wt%）作為外層，中間夾有Ecdel 9967內層，厚度比為11:8:11。

材料13的生成分為以下三個步驟：首先，將37.5克乾燥的Tritan MP200樹脂和12.5克Tritan MP100樹脂混合，製備共聚酯混合物(MP200/MP100)，然後在60 cc Brabender混合器中於260 ℃的溫度下以60 rpm滾筒速度混合該混合物五分鐘。將7.72克混合共混物放入6” × 6”框架中熱壓，製成厚度為11密耳的薄片，當成外層。以類似方式壓制第二11密耳厚的混合共混物片材，作為第二外層。

在第二步驟中，將5.6克Ecdel 9967樹脂於464 °F的溫度下壓制在6 × 6 × 0.008英吋框架中，如表3所述，以生產當成內層的8密耳薄片。

在第三步驟中，將兩張11密耳厚的MP200/MP100(75/25)混合片材組裝在8密耳厚的Ecdel 9967片材上方和下方，置於6” × 6” × 0.030”的框架中，在464°F的溫度下以最大壓力5噸持續一分鐘對堆疊材料進行層壓，以生產三層層壓板，即表15中的材料13。

熱成型

將所有30密耳層壓材料1-13號（10號除外：單層MP200和11號：單層RPU）沖壓成125 mm圓形部件，並在Biostar VII壓力成型機（可從Great Lakes Orthodontics獲得）中進行熱成型。在尺寸為63.5 mm × 63.5 mm × 10 mm高的方塊上進行熱成型，並使用平坦成型的頂部表面進行測試。不同類型的材料在特定溫度、加熱時間、壓力和冷卻時間下進行熱成型，如表16所示。表 16

		溫度	加熱時間	壓力	冷卻
	類型	C	秒	psi	秒
1號材料	Medstar-Ecdel	220	25	64	60
2、3、6-8、13號材料	MP-Ecdel	220	45	64	60
11-12號材料	MP-PUE	220	45	64	60
9號材料	MP200	220	45	64	60
10號材料	RPU	220	50	64	60
材料4	PC-Ecdel	230	70	64	60

也可使用這些條件對牙齒或其他模型進行熱成型，以製造矯正器、固定器或其他器具。

測試總結

拉伸和伸長率。

拉伸性能根據ASTM D638-14測試方法進行測試。測試樣本以IV型沖模進行模切。在具有Blue Hill Universal軟體的Instron機器上進行測試。將樣本夾在夾具之間，以每分鐘兩英寸的橫梁速度拉動，直到樣本斷裂。拉伸模數(MPa)由應力-應變曲線線性部分的斜率決定。降伏伸長率(%)、斷裂伸長率(%)、降伏應力(MPa)和拉伸強度(MPa)等性能均由應力-應變曲線決定。

彎曲模數

三點彎曲性能根據ASTM D790-17測試方法進行測試。模切厚度為0.76毫米、尺寸為25.4毫米 × 50.8毫米的矩形樣本，並在跨度為16毫米的彎曲夾具上進行測試。彎曲試驗以6.04毫米/分鐘的應變速率進行，總應變為10%。彎曲模數(MPa)係根據應力-應變曲線線性部分的斜率來確定。將最大彎曲應力(MPa)記錄為彎曲強度(MPa)。

褲形撕裂

褲形撕裂性能根據ASTM D1938-02測試方法進行測試。1英吋 × 3英吋測試樣本經過模切，具有2 英吋中間開口。褲形撕裂測試在Instron機器上進行，拉伸速率為每分鐘250毫米，總長度為50毫米。測量最大撕裂力(N)，並確定撕裂強度(N/mm)。

硬度

材料硬度測試依據ASTM D2240測試方法，採用蕭氏D硬度計。使用厚度為6.35毫米、尺寸為76毫米 × 76毫米的壓縮成型部件當成測試樣本。測試樣本在測試前需在環境室溫下放置24小時。測試在室溫下手動進行，初始最大登錄硬度記錄為蕭氏D硬度值。

霧度、透明度和清晰度

根據ASTM D1003-13測試方法測試霧度%、透明度%和清晰度%屬性。在室溫下，使用Byk haze-gardi設備對尺寸為50.8 × 50.8毫米的0.76毫米測試樣本進行測試。

層厚度

使用具有Application Suite X軟體(LAS X)的Leica DMS300數位顯微鏡系統，以測量多層元件中的個別層厚度(µm)。以約280倍的放大倍率測量外層1、2（上層和下層）和內層厚度(µm)。

DSC熱性能

差示掃描量熱儀(DSC)熱性能包括玻璃轉變溫度，Tg ℃、熔融溫度，Tm℃和熔化焓(J/g)以及結晶焓(J/g)，根據ASTM D3418測試方法進行測量。DSC測試在TA儀器型號Q2000上運行，三個循環：加熱/冷卻/加熱，加熱速率為每分鐘10℃，且冷卻速率為每分鐘10℃。Tg ℃值取自於第二次加熱。

顏色LAB

LAB顏色性能根據ASTM D2244測試方法進行測試。Byk-Gardner色度計：使用Spectro-guide球面光澤度儀測量材料之間的色差dL、dA、dB。使用光澤的白色瓷磚作為標準參考。0.76毫米透明測試樣本，尺寸為25.4毫米 × 50.8毫米，表面光滑，在光澤白色瓷磚上進行測試，並測量反射顏色。在CIE LAB系統中，L是物體的亮度；A是綠-紅色度分量，B是藍-黃色度分量。

彈性恢復率

這是一內部測試，又稱「管包覆測試」，用於測量材料包覆一PVC管並浸泡在37C去離子(DI)水中24小時後的彈性恢復性能。在該測試中，一厚度為0.76毫米、尺寸為1.0英寸 × 4.0英寸的矩形條狀樣本纏繞在一外徑為48.5毫米的PVC管之一半周圍，並用C型夾夾住兩端。夾持的樣本浸入37C去離子水中24小時。浸泡時間結束後，將樣本移至室溫，並使其恢復24小時。彈性恢復率確定為帶材彎曲末端之間的恢復距離百分比，其中100%恢復率是平整帶材末端之間的距離。回收的條帶也經過檢驗，看是否有細小的裂痕。

拉伸滯後

根據ASTM D638-17測試方法，在Instron機器上測試三層片材的拉伸疲勞性能，透過測量多個循環變形後的拉伸滯後（損失）。對於測試樣本，使用Pioneer Die-tecs Punch沖壓4.5英吋IV型拉伸棒。拉伸滯後試驗以每分鐘2英吋的速率、0-3%應變進行10,000個循環，如下所述。在預循環類別中，選擇10,000個循環。部件係以每分鐘2英吋的速度在最小0%和最大3%應變Ɛ之間循環。以每秒10次讀數的速率收集數據。收集的數據包括時間（毫秒）、最小和最大拉伸應變(%)以及拉伸應力(psi)；力（磅）為選擇性。循環應力(psi)資料在0至3%應變之間連續繪製，持續10,000個循環或直到部件失效（斷裂）。

拉伸滯後(%)使用以下公式計算：

TH (%) = 100*((σi*Ɛi) - (σn*Ɛn))/(σi*Ɛi)

其中，σi = 初始（第1循環）最大應力(psi)；Ɛi = 初始最大應變(3.00/100)；σn = 循環(n)時的最大應力，psi；Ɛn = 循環 (n) 時的最大應變，即（3.00 - 損失應變/100）。

應力鬆弛

應力鬆弛測試在Instron機器上進行，該機器具有一可控溫水浴、三點彎曲夾具，支撐跨度為16毫米，加載鼻半徑為2毫米。將尺寸為25.4毫米 × 50.8毫米的0.76毫米測試樣本置於室溫下24小時後進行測試。應力鬆弛測試在5%應變下於37C去離子水中進行48小時。將試驗樣本放置在夾具支架上，浸入37C去離子水中，以每分鐘36.3kg的速率加載，約5秒內達到5%的應變。測試樣本在恆定5%應變下保持48小時或更長時間。5%應變時的最大力(g)記錄為初始力(g)。監測力的衰減，並每2秒記錄一次，持續48小時或測試結束。對不同材料在37C去離子水中5%應變下的48小時應力鬆弛結果進行比較。列出初始力(g)、60分鐘力(g)、24小時和48小時力。力保持率以力比(24小時 gf)/(1小時gf) 來測定及比較。

熱成型形狀的應力鬆弛測試

前所述，熱成型方形的頂部平面切掉並沖壓成25.4毫米 × 50.8毫米的矩形樣本。測試樣本的典型厚度為0.68毫米-0.70毫米。在測試應力鬆弛性能之前，將熱成型測試樣本在去離子水中浸泡48小時。採用與未修改的0.76毫米樣本類似之測試設定，對熱成型浸泡樣本進行應力鬆弛測試。然而，對於熱成型浸泡部件，以每分鐘31.8公斤的降低速率施加負載，並以2.54毫米的恆定撓度進行48小時測試。

本文所述的片材和材料可當成具有優異尺寸穩定性、衝擊緩衝及恢復力的可熱成型材料。這些片材可轉換成多種類型的口腔器具，例如用於移動牙齒、用作具有改善抗衝擊性的運動護齒器以及用作齒顎矯正保持器。相對於目前可用材料和器具，本文描述材料和器具的改善特性包括但不限於更大靈活性，從而改善最終使用者的舒適度、改善牙齒移動結果、更強的抗污漬和應力裂開性能以及優異的美觀性，所有這些促成了受試者更一致性配戴。

實例：

實例1：一種聚合片材組合物，其包含：一彈性內層，其配置於兩外層之間，其中該等兩外層為玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間的聚酯或共聚酯，以及其中該彈性內層由聚酯或共聚酯組成，其特性黏度約為1.0至1.3 DL/g，在60/40 (wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5 g/100ml的濃度在25 ℃下測定。

實例2：如實例1所述之聚合片材組合物，其中該聚合片材組合物具有約0.4至約0.5的剛度D值。

實例3：如先前實例中任一項所述之聚合片材組合物，其中該等兩外層之每一者的厚度大於該彈性內層的厚度。

實例4：如前述實例中任一項所述之聚合片材組合物，其中該聚合片材組合物為三層組合物，且該三層的厚度比為11:8:11、12:6:12、13:4:13、或14:2:14。

實例5：如前述實例中任一項所述之聚合片材組合物，其中該等兩外層中的至少一者為兩材料的共混物，其玻璃轉變溫度(Tg)在約80 ℃至約190℃之間。

實例6：如前述實例中任一項所述之聚合片材組合物，其中該等共混物降低該聚合片材組合物的拉伸滯後損失（拉伸疲勞）性能，並改善在重複拉伸-釋放事件期間對週期性變形的抵抗力。

實例7：如前述實例中任一項所述之聚合片材組合物，包含所有層的組合厚度為約250微米至約2,000微米。

實例8：如前述實例中任一項所述之聚合片材組合物，其中該等兩外層的剛度值D為約0.45至約0.5。

實例9：如前述實例中任一項所述之聚合片材組合物，更包含兩中間層，其中每個中間層配置於該彈性內層與該等兩外層中的一者之間。

實例10：如前述實例中任一項所述之聚合片材組合物，其中該等兩中間層各自的玻璃轉變溫度低於其相鄰外層的玻璃轉變溫度。

實例11：如前述實例中任一項所述之聚合片材組合物，其中該等兩中間層各自的厚度小於其相鄰外層的厚度。

實例12：一種用於重新定位患者的一或多個牙齒之牙齒矯正器，其由聚合片材組合物形成，其包含：一彈性內層，其配置位兩外層之間，其中該等兩外層為玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間的聚酯或共聚酯，以及其中該彈性內層由聚酯或共聚酯組成，其特性黏度為1.0至1.3 DL/g，在60/40 (wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5 g/100ml的濃度在25 ℃下測定。

實例13：如實例12所述之牙齒矯正器，其中該聚合片材組合物具有約0.4至約0.5的剛度D值。

實例14：如實例12至13中任一項所述之牙齒矯正器，其中該等兩外層之每一者的厚度大於該彈性內層的厚度。

實例15：如實例12至14中任一項所述之牙齒矯正器，其中該聚合片材組合物為三層組合物，該三層的厚度比為11:8:11、12:6:12、13:4:13、或14:2:14。

實例16：如實例12至15中任一項所述之牙齒矯正器，其中該等兩外層中的至少一者為兩材料的共混物，其玻璃轉變溫度(Tg)在約80 ℃至約190 ℃之間。

實例17：如實例12至16中任一項所述之牙齒矯正器，其中該等共混物降低該聚合片材組合物的拉伸滯後損失（拉伸疲勞）性能，並改善在重複拉伸-釋放事件期間對週期性變形的抵抗力。

實例18：如實例12至17中任一項所述之牙齒矯正器，其包含所有層的組合厚度為約250微米至約2,000微米。

實例19：如實例12至18中任一項所述之牙齒矯正器，其中該等兩外層的剛度值D為約0.45至約0.5。

實例20：如實例12至19中任一項所述之牙齒矯正器，其更包含兩中間層，其中每個中間層配置於該彈性內層與該等兩外層中的一者之間。

實例21：如實例12至20中任一項所述之牙齒矯正器，其中該等兩中間層各自的玻璃轉變溫度低於其相鄰外層的玻璃轉變溫度。

實例22：如實例12至21中任一項所述之牙齒矯正器，其中該等兩中間層各自具有厚度小於其相鄰外層的厚度。

實例23：一種形成用於重新定位患者的一或多個牙齒之牙齒矯正器之方法，其包含：共擠出聚合片材組合物，其包含：一彈性內層，其配置於兩外層之間，其中該等兩外層為玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間的聚酯或共聚酯，以及其中該彈性內層由聚酯或共聚酯組成，其特性黏度約為1.0至1.3 DL/g，在60/40 (wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5 g/100ml的濃度在25 ℃下測定；及將該聚合片材組合物熱成型於患者齒列模型上，以形成該牙齒矯正器。

實例24：如實例23所述之方法，其中該等兩外層中之每一者的厚度大於該彈性內層的厚度。

實例25：如實例23至24中任一項所述之方法，其中該聚合片材組合物為三層組合物，該三層的厚度比為11:8:11、12:6:12、13:4:13、或14:2:14。

實例26：如實例23至25中任一項所述之方法，其中該等兩外層中的至少一者為兩材料的共混物，其玻璃轉變溫度(Tg)在約80℃至約190℃之間。

實例27：如實例23至26中任一項所述之方法，其中該等共混物降低該聚合片材組合物的拉伸滯後損失（拉伸疲勞）性能，並改善在重複拉伸-釋放事件期間對週期性變形的抵抗力。

實例28：一種形成用於重新定位患者的一或多個牙齒之牙齒矯正器之方法，其包含：共擠出具有五層的聚合片材組合物，該等五層包括：一第一外層；一第二外層；一第一中間層，其相鄰於該第一外層；一第二中間層，其相鄰於該第二外層；及一內層，其介於該第一中間層與該第二中間層之間，其中該第一和第二外層為聚酯或共聚酯，具有玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間，該內層為含有聚酯或共聚酯的彈性層，具有特性黏度約為1.0至1.3 DL/g，在60/40 (wt/wt)苯酚/四氯乙烷中以0.5 g/100ml的濃度於25 ℃下決定，以及所述第一和第二中間層各自的玻璃轉變溫度低於其相鄰外層的玻璃轉變溫度。

本文引用包括出版物、專利申請案和專利的所有參考文獻通過引用併入本文供參考，如同每個參考文獻單獨且具體指出通過引用併入本文並在此全文闡述。

在描述本發明標的之全文中（尤其是文後申請專利範圍的全文）中，除非本文另有說明或者與文中有明顯矛盾，否則用語「一」、「該」及「至少一」及類似參考係構成涵蓋單數個及複數個。在一或多個項目的清單接續的用語「至少一者」（例如，「 A及B之至少一者」）應理解為從所列舉項目（A或B）中選定的一項目，或所列舉項目（A及B）中之兩或多者的任意組合，除非本文另有說明或者與文中有明顯矛盾。除非另有說明，否則用語「包含」、「具有」、「內含」及「含有」應解釋為開放式用語（亦即，意指「包括但不限於」）。除非另外指出，否則本文中數值範圍的引用僅旨用作分別參考範圍內的每個單獨值的簡寫方法，且每一個別值係併入說明書中，就像在本文中所個別敘述。除非本文另外指出或者與本文明顯矛盾，否則本文描述的所有方法都可以任何合適順序執行。除非另外要求，否則本文所使用的任何及所有實例或示例性用語（例如，「諸如」）僅旨在更佳闡明本發明，並且不對本發明範圍構成限制。本說明書中的任何用語都不應解釋為表明任何未主張保護元件對本發明的實踐至關重要。

本文描述某些具體實施例。通過閱讀前述說明，熟習該項技藝者將變得明白這些實施例的變化。發明人期望熟習該項技藝者適當採用這類變化，並且發明人希望以不同於本文具體描述之方式實踐該等具體實施例。因此，本發明包括適用法律所允許文後申請專利範圍中所引用標的之所有修改及等同項。再者，除非本文另外指出或與本文明顯矛盾，否則在其所有可能變化中的前述元件的任何組合涵蓋在本發明內。

1、2:聚合物3、6、7、8、9、10、11、12、13:材料101、201、301:外層103、203、303:內層304:中間層A、B:擠出機D:剛度值

實施方式將參考附圖進行描述。說明中不同實例所使用相同參考標號表示類似或相同的項目。

圖1為根據本發明具體實施例之具有外層比內層厚的三層片材之剖面示意圖。

圖2為根據本發明具體實施例之具有外層比內層厚的三層片材之另外剖面示意圖。

圖3為根據本發明具體實施例之具有比內層厚的剛性外層以及中間層的五層片材之剖面示意圖。

圖4為根據本發明具體實施例之具有不同外層玻璃轉變溫度(Tg)的三層材料之應力鬆弛資料圖表。

圖5為根據本發明具體實施例描述之具有不同外層玻璃轉變溫度的三層材料之隨時間的力保持率圖表。

圖6為根據本發明具體實施例之描述剛度與初始力之間關聯性的曲線圖。

圖7至圖9根據本發明具體實施例之顯示數個三層材料的拉伸應力與拉伸應變比較圖。

圖10為根據本發明具體實施例之描述三種材料的拉伸滯後(%)與循環計數之關係圖。

應明白，圖1至圖10所示的結構及特性為具體實例，並不旨在限制可使用的結構及測試之範疇。根據替代具體實施例，還可執行其他材料、結構和步驟順序。例如，替代實施例可包含多個附加層，該等層可包括連接層、顏料、光學添加劑或增強劑，並可使用技藝中所知任何方式建構，諸如平板擠出、多層片材共擠出、共擠出吹膜、壓延、層壓及黏著劑黏貼。在一些具體實施例中，結構（或聚合物片材）和裝置可透過3D列印或浸塗製成。熟習該項技藝者將明白及理解該等結構的許多變化、修改及替代。

因此規格與圖式僅供參考而不是限制。不過有證據顯示，在不悖離申請專利範圍內所揭露廣泛精神及範疇下，可進行許多修改與變更。

其他變型都在本發明的精神內。如此，雖然所揭示實施例可進行各種修改及其他結構，但是在圖式中所示及在此所述特定具體實施例。然而，應瞭解，無意將本發明限制於特定形式，相反地，本發明將涵蓋在如文後申請專利範圍所界定，在本發明的精神及範疇內的所有修改、替代結構及等同物。

101:外層

103:內層

Claims (28)

1. 一種聚合片材組合物，包括：一彈性內層，配置於兩外層之間，其中該等兩外層為玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間的聚酯或共聚酯，以及其中該彈性內層由特性黏度約1.0至1.3 DL/g的聚酯或共聚酯組成。
2. 如請求項1所述之聚合片材組合物，其中該聚合片材組合物具有約0.4至約0.5的剛度D值。
3. 如請求項1所述之聚合片材組合物，其中該等兩外層之每一者的厚度大於該彈性內層的厚度。
4. 如請求項3所述之聚合片材組合物，其中該聚合片材組合物為三層組合物，該三層的厚度比為11:8:11、12:6:12、13:4:13、或14:2:14。
5. 如請求項1所述之聚合片材組合物，其中該等兩外層中的至少一者為兩材料的共混物，其玻璃轉變溫度(Tg)在約80 ℃至約190 ℃之間。
6. 如請求項5所述之聚合片材組合物，其中該等共混物降低該聚合片材組合物的拉伸滯後損失（拉伸疲勞）性能，並改善在重複拉伸-釋放事件期間對週期性變形的抵抗力。
7. 如請求項1所述之聚合片材組合物，包括所有層的組合厚度為約250微米至約2,000微米。
8. 如請求項1所述之聚合片材組合物，其中該等兩外層的剛度值D為約0.45至約0.50。
9. 如請求項1所述之聚合片材組合物，更包括兩中間層，其中每個中間層配置於該彈性內層與該等兩外層中的一者之間。
10. 如請求項9所述之聚合片材組合物，其中該等兩中間層各自的玻璃轉變溫度低於一相鄰外層的玻璃轉變溫度。
11. 如請求項9所述之聚合片材組合物，其中該等兩中間層各自的厚度小於一相鄰外層的厚度。
12. 一種用於重新定位患者的一或多個牙齒之牙齒矯正器，其由聚合片材組合物形成，包括：一彈性內層，配置於兩外層之間，其中該等兩外層為玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間的聚酯或共聚酯，以及其中該彈性內層由特性黏度約1.0至1.3 DL/g的聚酯或共聚酯組成。
13. 如請求項12所述之牙齒矯正器，其中該聚合片材組合物具有約0.4至約0.5的剛度D值。
14. 如請求項12所述之牙齒矯正器，其中該等兩外層之每一者的厚度大於該彈性內層的厚度。
15. 如請求項14所述之牙齒矯正器，其中該聚合片材組合物為三層組合物，該三層的厚度比為11:8:11、12:6:12、13:4:13、或14:2:14。
16. 如請求項12所述之牙齒矯正器，其中該等兩外層中的至少一者為兩材料的共混物，其玻璃轉變溫度(Tg)在約80 ℃至約190 ℃之間。
17. 如請求項16所述之牙齒矯正器，其中該等共混物降低該聚合片材組合物的拉伸滯後損失（拉伸疲勞）性能，並改善在重複拉伸-釋放事件期間對週期性變形的抵抗力。
18. 如請求項12所述之牙齒矯正器，其包含所有層的組合厚度為約250微米至約2,000微米。
19. 如請求項12所述之牙齒矯正器，其中該等兩外層的剛度值D為約0.45至約0.50。
20. 如請求項12所述之牙齒矯正器，其更包含兩中間層，其中每個中間層配置於該彈性內層與該等兩外層中的一者之間。
21. 如請求項20所述之牙齒矯正器，其中該等兩中間層各自的玻璃轉變溫度低於一相鄰外層的玻璃轉變溫度。
22. 如請求項20所述之牙齒矯正器，其中該等兩中間層各自的厚度小於一相鄰外層的厚度。
23. 一種形成用於重新定位患者的一或多個牙齒之牙齒矯正器之方法，包括：共擠出聚合片材組合物，包括：一彈性內層，配置於兩外層之間，其中該等兩外層為玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間的聚酯或共聚酯，以及其中該彈性內層由特性黏度約1.0至1.3 DL/g的聚酯或共聚酯組成；以及將該聚合片材組合物熱成型於患者齒列模型上，以形成該牙齒矯正器。
24. 如請求項23所述之方法，其中該等兩外層之每一者的厚度大於該彈性內層的厚度。
25. 如請求項24所述之方法，其中該聚合片材組合物為三層組合物，該三層的厚度比為11:8:11、12:6:12、13:4:13、或14:2:14。
26. 如請求項23所述之方法，其中該等兩外層中的至少一者為兩材料的共混物，其玻璃轉變溫度(Tg)在約80 ℃至約190 ℃之間。
27. 如請求項26所述之方法，其中該等共混物降低該聚合片材組合物的拉伸滯後損失（拉伸疲勞）性能，並改善在重複拉伸-釋放事件期間對週期性變形的抵抗力。
28. 一種形成用於重新定位患者的一或多個牙齒之牙齒矯正器之方法，包括：共擠出具有五層的聚合片材組合物，該等五層包括：一第一外層；一第二外層；一第一中間層，其相鄰於該第一外層；一第二中間層，其相鄰於該第二外層；及一內層，其介於該第一中間層與該第二中間層之間，其中該第一和第二外層為聚酯或共聚酯，具有玻璃轉變溫度在約110 ℃至約130 ℃之間，該內層為含有聚酯或共聚酯的彈性層，具有特性黏度約為1.0至1.3 DL/g，以及該第一和第二中間層各自的玻璃轉變溫度低於其相鄰外層的玻璃轉變溫度。