close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY5743

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
BY (11) 5743
(13) C1
(19)
7
(51) A 61H 39/00,
(12)
A 61C 13/20
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
БЕСПОЛИВИНИЛХЛОРИДНАЯ МНОГОСЛОЙНАЯ ТРУБКА ДЛЯ
МЕДИЦИНСКИХ ЦЕЛЕЙ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
(21) Номер заявки: 960757
(22) 1996.09.13
(31) 195 34 455.3 (32) 1995.09.16 (33) DE
(46) 2003.12.30
(71) Заявитель: Фрезениус АГ (DE)
(72) Авторы: ХАЙЛЬМАНН, Клаус; НИКОЛА, Томас (DE)
(73) Патентообладатель: Фрезениус АГ (DE)
BY 5743 C1
(57)
1. Бесполивинилхлоридная многослойная трубка для медицинских целей, состоящая,
по крайней мере, из двух слоев, из которых основной слой А из первой пластмассы соединен с, по крайней мере, одним соединительным слоем В из второй пластмассы, отличающаяся тем, что первая пластмасса содержит, по крайней мере, один полимер, который
выдерживает высокотемпературную стерилизацию при температуре большей или равной
121 °С без деформации, имеет показатель твердости по Шору D меньше или равный 32 и
остаточное напряжение при температуре большей или равной 121 °С, достаточное для получения прессовой посадки в месте подсоединения, и из нее можно образовывать кольцо
или петлю диаметром до 60 мм без перегиба, а вторая пластмасса содержит, по крайней
мере, один полимер, который в ходе высокотемпературной стерилизации при температуре
121 °С проявляет тенденцию к растеканию под воздействием прижимного усилия, возникающего при прессовой посадке, и который имеет показатель твердости по Шору А
меньше или равный 65, при этом первая пластмасса размерностабильна при температуре
большей или равной 121 °С, а вторая пластмасса не является размерностабильной при
этой температуре.
2. Трубка по п. 1, отличающаяся тем, что полимеры, размерностабильные при температуре большей или равной 121 °С, составляют превалирующую массовую часть первой
пластмассы и/или полимеры, теряющие размерную стабильность при температуре 121 °С,
составляют превалирующую массовую часть второй пластмассы.
Фиг. 1
BY 5743 C1
3. Трубка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что основной слой А размерностабилен
при температуре большей или равной 121 °С, а соединительный слой В не является размерностабильным под воздействием прижимного усилия при температуре 121 °С.
4. Трубка по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что имеет одну из следующих
последовательностей слоев ВА, АВ или ВАВ, если отсчет вести от внутренней стороны к
наружной.
5. Трубка по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что трубка дополнительно имеет,
по крайней мере, один прозрачный периферийный слой С из третьей пластмассы в качестве крайнего слоя, который является либо внутренним, либо внешним.
6. Трубка по п. 5, отличающаяся тем, что самым внутренним или самым внешним
слоем является соединительный слой В, а соответствующим противолежащим крайним
внешним слоем является периферийный слой С.
7. Трубка по п. 5 или 6, отличающаяся тем, что имеет следующую последовательность слоев: ВАС, CAB, CBAB или ВАВС, если отсчет вести от внутренней стороны к
наружной.
8. Трубка по п. 7, отличающаяся тем, что имеет последовательность слоев ВАС или
CAB, в зависимости от применения трубки.
9. Трубка по любому из пп. 5-8, отличающаяся тем, что третья пластмасса содержит,
по крайней мере, один полимер, который размерностабилен при температуре большей или
равной 121 °С.
10. Трубка по п. 9, отличающаяся тем, что третья пластмасса проявляет размерную
стабильность при температуре большей или равной 121 °С.
11. Трубка по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что слои соединены друг с
другом без дополнительного связующего.
12. Трубка по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что слои, в основном, не содержат пластификаторов, антиадгезивов, антистатиков и других наполнителей.
13. Трубка по любому из пп. 5-12, отличающаяся тем, что пластмасса каждого из
слоев А, В и/или С дополнительно содержит до 40 вес. %, относительно 100 вес. % состава пластмассы, используемой для образования одного или обеих смежных слоев.
14. Трубка по любому из пп. 1-13, отличающаяся тем, что пластмассы для всех слоев
выбираются таким образом, что они в основном состоят из полиолефина или пластмасс на
его основе.
15. Трубка по любому из пп. 1-14, отличающаяся тем, что толщина основного слоя А
равна 900-980 мкм.
16. Трубка по любому из пп. 1-15, отличающаяся тем, что толщина соединительного
слоя В равна 10-50 мкм.
17. Трубка по любому из пп. 5-16, отличающаяся тем, что толщина периферийного
слоя С равна 10-50 мкм.
18. Способ изготовления бесполивинилхлоридной многослойной трубки для медицинских целей, из пластмассовой многослойной пленки, состоящей, по крайней мере, из двух
слоев, в которых первая пластмасса для образования основного слоя А и вторая пластмасса для образования, по крайней мере, одного соединительного слоя В, связанного с первым, коэкструдируются заодно, а получаемая многослойная пленка образует по сути
коаксиальную и цилиндрическую многослойную трубку, отличающийся тем, что первая
пластмасса содержит, по крайней мере, один полимер, который выдерживает без деформации высокотемпературную стерилизацию при температуре большей или равной 121 °С,
имеет показатель твердости по Шору D меньше или равный 32, остаточное напряжение
при температуре большей или равной 121 °С, достаточное для получения прессовой посадки в месте подсоединения, и из нее можно образовывать кольцо или петлю диаметром
до 60 мм без перегиба, а вторая пластмасса содержит, по крайней мере, один полимер, который при высокотемпературной стерилизации при температуре 121 °С проявляет тенденцию к растеканию под воздействием прижимного усилия, возникающего при
2
BY 5743 C1
прессовой посадке, и который имеет показатель твердости по Шору А меньше или равный
65, при этом первая пластмасса размерностабильна при температуре большей или равной
121 °С, а вторая пластмасса не является размерностабильной при этой температуре.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что третью пластмассу также коэкструдируют для образования, по крайней мере, одного периферийного слоя С, имеющего повышенную прозрачность, низкую кристалличность, а также размерностабильность при температуре большей 121 °С, при этом периферийный слой С формируют на одной из двух
крайних сторон.
20. Способ по п. 18, отличающийся тем, что слои в пластмассе, используемые для
многослойной трубки формируют в соответствии с одной из следующих последовательностей: ВА, АВ или ВАВ, если отсчет вести от внутренней стороны к наружной.
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что слои в пластмассе, используемые для
многослойной трубки формируют в соответствии с одной из следующих последовательностей: ВАС, CAB, CBAB или ВАВС, если отсчет вести от внутренней стороны к наружной.
22. Способ по любому из пп. 18-19, отличающийся тем, что пластмассы, используемые для бесполивинилхлоридной многослойной трубки, выбирают так, что основной слой
А и любой дополнительный периферийный слой С размерностабильны при температуре
большей или равной 121 °С, а соединительный слой В не является размерностабильным
при этой температуре.
23. Способ по одному из пп. 18-22, отличающийся тем, что пластмассы, используемые для формирования бесполивинилхлоридной многослойной трубки, выбирают так, что
все слои бесполивинилхлоридной многослойной трубки в основном состоят из полиолефинов или полимеров на их основе.
24. Способ по одному из пп. 18-23, отличающийся тем, что все слои трубки дополнительно содержат до 40 вес. % материала смежного слоя или слоев.
25. Способ по одному из пп. 18-24, отличающийся тем, что после изготовления трубку закаливают в воде.
26. Трубка по пп. 1-17, отличающаяся тем, что ее используют в качестве трубопровода при диализе, инфузии или искусственном питании.
27. Трубка по пп. 1-17, отличающаяся тем, что ее используют в качестве трубки для
крови.
(56)
DE 2831034 A1, 1979.
US 4948643 A, 1990.
WO 93/23093 A1.
Данное изобретение относится к бесполивинилхлоридным многослойным трубкам для
медицинских целей, в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения, к способу производства таких бесполивинилхлоридных многослойных трубок, в соответствии с пунктом
18 формулы изобретения, а также к применению таких многослойных пленок.
Известный уровень описан в нижеперечисленных документах:
WO-A-92/11820
(1),
DE-A-28 31 034
(2),
US-A-4,948,643
(3),
ЕР-А-0 136 848
(4),
DE-PS-44 04 041
(5),
DE-OS-42 19 071
(6),
DE-OS-39 14 998
(7) и
WO-A-93/23093
(8).
3
BY 5743 C1
Например, известны описанные в (1) бесполивинилхлоридные материалы и однослойные трубки из них, имеющие только один слой. В данном документе предлагается материал трубки для медицинских целей, состоящий из смеси полиуретена и сложного
полиэфира, который можно подвергать стерилизации автоклавированием, а также термосклеивать, склеивать и сплавлять высокочастотным методом. Описанный материал трубки
не содержит бис-(2-этилгексил)фталата-пластификатора поливинилхлорида и фталата, который обладает канцерогенными свойствами. Однако в качестве пластификатора этот материал дополнительно содержит некоторое количество сложного лимоннокислого эфира
(бутирилтригексил цитрат) и иные технологические вспомогательные вещества, например, внутренние или внешние замасливатели. Хотя термопластичная пластмасса, описанная в (1), может обрабатываться известными способами формообразования - экструзией,
выдувным или литьевым формованием, она, в основном, предназначена для использования в качестве материала для медицинских мешочков или для разъемов из поливинилхлорида. И только с этими "обычными" поливинилхлоридными материалами она проявляет
удовлетворительную совместимость, в частности, она может быть подвергнута термо- или
высокочастотному склеиванию.
В (2) описаны бесполивинилхлоридные пластмассовые составы, пригодные для производства трубок для перекачивания крови или медицинских растворов. В частности,
предлагаются пластмассовые составы, содержащие от 10 до 40 вес. % полиолефина, в основном, состоящего из звеньев пропилена, от 40 до 85 вес. % блоксополимера, полученного из элементарных звеньев полиэтилена или полибутилена в качестве центрального блока
и полистирола в качестве краевых блоков, от 10 до 40 вес. % полимерного пластификатора
на основе полиэтилена и, дополнительно, антиоксиданта. Хотя описанные материалы обладают гибкостью, чрезвычайной теплостойкостью, требуемой мягкостью и могут быть
использованы для медицинских целей, а также весьма высокой способностью решения
проблемы старения, вызываемых пластификаторами с малым молекулярным весом, их
прочность и жесткость оставляют желать лучшего. Любое повышение жесткости данного
однослойного материала за счет увеличения доли пропилена приведет, в частности, к
снижению показателей жесткости и гибкости готового изделия - трубки или мешочка.
В (3) представлены многослойные трубки для медицинских трубопроводов. Описаны
трехслойные трубки, внешний слой которых выполнен на основе этиленвинилацетата
(ЭВА), а внутренний слой - поливинилхлорида (ПВХ). Из-за недостаточной адгезии между внутренним и внешним слоями, в качестве центрального слоя коэкструдируется с двумя другими материалами связующий слой, состоящий из винилацетатов и акрилатов.
Пластмассы с описанной выше структурой слоев, в частности, пригодны для применения
в качестве соединительных элементов, разъемов, или трубок для медицинских мешочков
из ЭВА (обеспечивает совместимость внешнего слоя с мешочком) и позволяют ввести
трубку-мембрану из ПВХ и надежно закрепить ее в соединительном элементе или в трубке за счет, например, склеивания с помощью растворителя.
С медицинской точки зрения многослойные трубки, описанные в (2), имеют ряд недостатков в силу того, что ПВХ слой содержит значительное количество кислых эфиров
тримеллитовой кислоты в качестве пластификаторов, которые могут быть канцерогенны.
В (4) описаны многослойные трубки, которые могут рассматриваться в качестве потенциальной замены ПВХ трубок для медицинских применений. Однако в них полностью
использование ПВХ не исключено, фактически они требуют его применения в качестве
компонента материала или смеси для промежуточного или внутреннего слоя.
В частности, в (4) рассматриваются трехслойные трубки для медицинских целей.
Внутренний слой этих трубок состоит из сополимера этилена и пропилена, полипропилена, сложного сополиэфира, полученного из простого полиэфира, и полиэтилентерефталата, полиуретана, поливинилхлорида или смеси сложного сополиэфира и сополимера
этилена и винилацетата.
4
BY 5743 C1
Промежуточный слой может состоять из линейного полиэтилена низкой плотности
(ЛПЭНП), сополимера этилена и винилацетата (ЭВАС), модифицированного ЭВАС, сополимера этилена и метилакрилата (ЭМАС), модифицированного ЭМАС, ПВХ или смеси
вышеупомянутых.
Внешний слой образован из полипропилена, сополимера этилена и пропилена или модифицированного сополимера этилена и пропилена.
Выбор этих материалов для промежуточного слоя, главным образом, определен способностью этих материалов придавать необходимую гибкость законченной структуре многослойной трубки. Критерием выбора материала внутреннего слоя является термостойкость,
достаточная, чтобы получаемая трубка могла быть автоклавирована, а выбор материала
внешнего слоя, в основном, определяется необходимостью обеспечить относительно стойкое
ультразвуковое, термо- или высокочастотное склеивание с поликарбонатным разъемом.
Кроме того, что в трубках, описанных в (4), полностью не исключается применение
ПВХ и в них обеспечена совместимость с поликарбонатом, они еще в меньшей степени
пригодны к склеиванию с другими новыми и обладающими большими преимуществами
материалами на основе полипропилена для мешочков или разъемов.
Более того, гибкий центральный слой, описанный в (4), обычно является самым толстым
слоем, который часто вызывает неадекватную жесткость готовой трубки. Таким образом,
обычно, а не только дополнительно, экструдированные трубки необходимо подвергать
облучению, чтобы получить возможность осуществления высокотемпературной стерилизации за счет радиационного сшивания. А это довольно сложная операция.
В (5) описан полимерный материал для медицинских приборов. Описаны силанпривитые полиэтилены очень низкой плотности (ПЭОНП) или полиэтилены ультра низкой плотности (ПЭУНП), которые были структурированы с последующим использованием влаги, чтобы получить, например, прозрачные, стойкие к перегибам и стерилизуемые
трубки, в частности, методом экструзии.
Необходимым условием возможности осуществления паровой стерилизации готового
изделия является высокая температура структурирования. Хотя материал и является очевидной заменой ПВХ, получаемые однослойные трубки не в состоянии образовывать хорошую и непосредственную связь со вставкой в ходе простой высокотемпературной
стерилизации без нарушения размерной стабильности.
В документе (6) описаны утилизируемые радиационно-стерилизуемые инфузионные и
трансфузионные наборы, в которых все компоненты изготовлены из термопластичных
или эластопластичных гомополимеров, сополимеров или блок-сополимеров на основе полиолефинов.
В частности, в (6) представлены соединительные трубки из ЛПЭНП или линейного
ПЭОНП, но не исключается применение ЭВА или специальных иономеров.
Эти трубки соединяются путем применения органических растворителей, таких как
циклогексан. Их также можно термосплавить ультразвуком или склеить клеями, твердеющими под воздействием света или ультрофиолета.
Документ (7) относится к системам вливания или переливания крови. В целях адекватной утилизации, все компоненты этих систем выполнены из одного полимера, сополимера или блок-сополимера без применения ПВХ. Используемые полимерные материалы
основаны на полимерах стирола.
Документ (8) касается бесполивинилхлоридных коэкструдируемых многослойных
трубок для медицинских целей, основной слой которых состоит из смеси полиамида и ЭВА.
Внешний слой наносится на этот внутренний основной слой при помощи связующего
слоя.
Связующий слой, в основном, состоит из сложного сополиэфира и сополимера СЭБС,
возможно ПП и ЭВА. Выбор материалов говорит о том, что описываемая трубка имеет
недостатки, вызванные применением ЭВА, сложного сополиэфира или полиамида.
5
BY 5743 C1
В свете того, что вышеописанные реализации несовершенны, задачей данного изобретения является создание такой трубки для медицинских целей, которая может быть совместима с различными материалами разъемов и мешочков, в частности на основе
полипропилена или поликарбоната. Задачей данного изобретения является также достижение прочного соединения с новыми материалами трубок без применения дополнительных связующих или тому подобных средств. Кроме того, новая многослойная трубка
должна быть достаточно гибкой, эластичной и мягкой и, одновременно, в максимально
возможной степени, устойчивой к перегибам, относительно размерностабильной и термостабильной. Наконец, при контакте с растворами, обычно применяемыми в медицине,
трубка также не должна выделять никаких вредных веществ в эти жидкости и, в частности, должна быть инертной относительно медицинских растворов. Задачей данного изобретения является также способ производства такой многослойной трубки.
Эти и другие цели, не изложенные подробно, достигаются посредством бесполивинилхлоридной многослойной трубки для медицинских целей, особенности которой описаны в отличительной части п. 1 формулы изобретения. Частные разработки даны в
пунктах, зависимых от п. 1 формулы изобретения. Способ, согласно изобретению, описан
п. 18, а пп. 26 и 27 защищают применение бесполивинилхлоридной многослойной трубки
в соответствии с изобретением.
Такая бесполивинилхлоридная многослойная трубка для медицинских целей состоит
из, по крайней мере, двух слоев, из которых основной слой А из первой пластмассы
склеивается с, по крайней мере, одним соединительным слоем В из второй пластмассы.
При этом первая пластмасса содержит, по крайней мере, один полимер, который без деформации выдерживает высокотемпературную стерилизацию при температуре больше
или равной 121 °С, имеет показатель твердости по Шору D меньше или равный 32 и остаточное напряжение при температуре больше или равной 121 °С, достаточное для получения прессовой посадки в месте подсоединения, и из нее можно выполнить кольцо или
петлю диаметром до 60 мм без перегиба, а вторая пластмасса содержит, по крайней мере,
один полимер, который в ходе высокотемпературной стерилизации при температуре
121 °С проявляет тенденцию к растяжению под воздействием прижимного усилия, возникающего при прессовой посадке, и который имеет показатель твердости по Шору А
меньше или равный 65, при этом первая пластмасса размерностабильна при температурах
больших или равных 121 °С, а вторая пластмасса при этой температуре не является
размерностабильной. Это позволяет получить гибкую трубку, которая прозрачна по окончании высокотемпературной стерилизации, обладает достаточной прочностью при перегибах и может быть пережата трубными зажимами или тому подобными средствами.
Кроме того, бесполивинилхлоридная трубка, согласно данному изобретению, дополнительно обладает способностью обеспечивать прочное герметичное соединение с медицинским
мешочком или разъемом чрезвычайно просто в ходе возможной высокотемпературной
стерилизации.
Данное изобретение основывается, наряду с другими, на концепции адаптирования
слоев различных пластмасс друг к другу в материале многослойной трубки таким образом, что, по крайней мере, один слой, выступающий в качестве основного, придает материалу трубки достаточную тепловую стабильность, а, по крайней мере, еще один слой,
выступающий в качестве соединительного или связующего, обеспечивает образование
прочного и герметичного соединения с мешочком, вводом, разъемом или другой трубкой
без необходимости прибегать к использованию дополнительных клеев, герметиков, или
герметизирующих композиций, или вспомогательных веществ, или иных способов склеивания (высокочастотным способом или т.п. )
В контексте данного изобретения термин "стерилизация" принят для обозначения
процесса уничтожения или инактивирования (вирусов) всех микроорганизмов, включая
находящиеся в покое весьма стойкие формы, когда трубки должны, в частности, выдер6
BY 5743 C1
живать стерилизацию в автоклавах паром высокого давления при, по крайней мере, температуре 121 °С, что соответствует давлению приблизительно на одну атмосферу выше
атмосферного, так называемое автоклавирование, или обработку в автоклаве, без всяких
нарушений.
В контексте данного изобретения термин "пластмасса" принят для обозначения материалов, в основном, состоящих из макромолекулярных органических соединений, где
пластмассы также известны как полимеры, в частности, включая гомополимеры и сополимеры (статистические, блок и/или привитые полимеры) и смеси вышеупомянутых.
Размерная стабильность в ходе высокотемпературной стерилизации является одним
главным критерием выбора и ввода полимера в пластмассу и, следовательно, в определенный функциональный слой многослойной бесполивинилхлоридной трубки для медицинских целей.
В этой связи пластмасса полагается размеростабильной, если образец трубки длиной
не менее 10 мм, внутренним диаметром 5 мм и наружным диаметром 7 мм, выдерживает
стерилизацию горячим паром температурой 121 °С при нагреве в течение не менее 15 мин,
выдержки не менее 15 мин и охлаждении не менее 10 мин, без видимых изменений, например "сплющивания" или "овальности".
Температурой, в смысле температуры размягчения полимеров или пластмасс, по данному изобретению является температура паровой стерилизации, а именно 121 °С. Так как
основной слой содержит полимер, обладающий размерной стабильностью и, таким образом, тепловой стойкостью в отношении деформации даже при температурах выше 121 °С,
то в значительной степени исключена возможность свободно протекающего размягчения
основного слоя или достижение им жидкого состояния в ходе паровой стерилизации, в то
время, как полимер пластмассы соединительного слоя, достигающий состояния свободно
протекающего размягчения при компрессионном давлении при 121 °С, позволяет достичь
размягчение соединительного слоя при стандартных условиях паровой стерилизации.
Следовательно, может быть образовано соединение в точке контакта с подсоединяемым
элементом без неуправляемого изменения формы трубки.
Указанные температуры относятся в каждом случае к величине давления в ходе паровой стерилизации, т.е. приблизительно на 1 атмосферу выше атмосферного. Следует, однако, понимать, что зависимость температуры размягчения от величины давления в
диапазоне от стандартного давления до давления выше атмосферного, требуемого для
проведения паровой стерилизации, вообще пренебрежительно мала.
В зависимости от желаемой функции бесполивинилхлоридной трубки по данному
изобретению, может быть эффективным размещение специального слоя В, способного
образовывать соединение, на внешней, внутренней, либо как на внешней, так и на внутренней стороне. Бесполивинилхлоридная многослойная трубка по данному изобретению
также предпочтительно отличается последовательностью слоев ВА, АВ или ВАВ, в каждом случае ведя отсчет от внутренней стороны наружу.
В первом случае трубка по данному изобретению, например, может быть надета на
разъем из подходящего материала таким образом, что внутренний слой трубки находится
в контакте с внешней поверхностью разъема. Во втором случае трубка по данному изобретению предназначена для размещения в полом предмете, внутренняя поверхность которого
изготовлена из материала, подходящего для образования соединения. Согласно данному
изобретению, оба способа подсоединения возможны альтернативно либо одновременно
тогда, когда в бесполивинилхлоридной многослойной трубке имеются два соединительных слоя (внешний и внутренний). Для соединения с разъемом, соединительный слой
предпочтителен внутри, а для соединения с, например, мешочком, соединительный слой
предпочтителен с внешней стороны.
Дополнительно к вышеописанным основному и соединительному слоям в предпочтительном варианте реализации данного изобретения бесполивинилхлоридная многослойная
7
BY 5743 C1
трубка имеет еще функциональный слой, а именно, по крайней мере, один дополнительный прозрачный периферийный слой С из третьей пластмассы. Этот слой С может быть
либо внешним, либо внутренним.
Периферийный слой обеспечивает многослойной трубке улучшенные свойства и качества поверхности в смысле липкости, матовости, малого коэффициента трения, прозрачности и характеристик склеивания.
В принципе, слой С может выступать как завершающий слой либо внутри, либо снаружи. Однако, согласно данному изобретению, предпочтительно, чтобы в случае, когда
соединительный слой В является внешним или внутренним периферийным слоем, соответствующим противоположным периферийным слоем был слой С.
В наиболее преимущественной разработке, по крайней мере, дополнительный периферийный слой С выполнен так, чтобы образовывать трубку с губками (рис. 2). Соответственно,
реализациями бесполивинилхлоридных многослойных трубок, весьма предпочтительными в соответствии с этим изобретением, являются такие, которые характеризуются последовательностью слоев ВАС/САВ/СВАВ или ВАВС, в каждом случае ведя отсчет от
внутренней стороны наружу. Внутренний слой должен быть совместим с раствором, протекающим через трубку.
Для того, чтобы обеспечить вышеупомянутые характеристики слоя С, в следующей
преимущественной реализации покровный слой С состоит из третьей пластмассы, которая
содержит, по крайней мере, один полимер с температурой теплового сопротивления деформированию больше 121 °С.
В предпочтительных бесполивинилхлоридных трубках по данному изобретению первая
пластмасса для основного слоя преобладающе содержит синтетический изопреновый каучук
или пропилен плотностью 0,9 г/см3, а вторая пластмасса для соединительного слоя преобладающе содержит сополимер полиэтилена или синтетический каучук с Mw 100000 г/моль.
Такое сочетание для каждого основного слоя А и соединительного слоя или слоев В обеспечивает многие требуемые характеристики. Следующие полимеры преимущественно используются для решения задач данного изобретения. Процентное содержание приводится
в весовых процентных единицах.
Покровный слой: Толщина 10-50 мкм;
40 % - 60 % ССППП (РР23М 10 cs 264, REXENE) и
60 % - 40 % СИС (HVS 3, Kuraray); или Tuftec H 1052 (Asahi).
Основной слой: Толщина 900-980 мкм при толщине стенки трубки приблизительно 1 мм;
50-100 % СИС (HVS/3, Kuraray) и
50-0 % ССППП (РР 23 March, 1996 10 cs 264, REXENE); - полипропилен:
показатель твердости по Шору D ≤ 32, ρ = 0,9 г/см3; (например, Adflex 100 G, Himont,
содержание каучука до 50 %, например ПИБ, стирол/этилен/бутилкаучук, стирол/этилен/пропиленкаучук, СИС).
Соединительный слой: Толщина 10-50 мкм;
100 % СЭБС (PR 3415, Wittenburg)
100 %СЭПС (Septon 2277, Kuraray) или
50-100 % сополимер ПЭ (Engage XU58.000 52, DOW) и
0-50 % СЭБС/СЭБ (Kraton G 1726, Shell);
Принятые сокращения:
ПИБ - полиизобутилен
ССППП - статистический сополимер полипропилена
СИС - стирол/изопрен/стирол
СЭБС - стирол/этилен/бутилен/стиролкаучук
СЭБ - стирол/этилен/бутилкаучук
СЭПС - стирол/этилен/пропилен/стиролкаучук.
Относительно адгезии между слоями из материалов А, В и С можно утверждать, что
этот показатель в принципе нормальный. Адгезию, однако, можно повысить за счет того,
8
BY 5743 C1
что каждый из слоев А, В и/или С бесполивинилхлоридных многослойных трубок дополнительно будет содержать в пластмассе, из которой он изготовлен, до 40 вес. % относительно 100 вес. % состава, как описано и определено выше, пластмассы, из которой
изготовлен один или оба смежных слоя. Еще один промежуточный слой из полимерных
материалов смежных слоев также приводит к положительному результату.
Такой "медиатор" или замена материала заметно увеличивает общую совместимость
слоев, из которых образована трубка, без ухудшения других характеристик.
Другой существенной и предпочтительной особенностью изобретения является то, что
для бесполивинилхлоридной многослойной трубки пластмассы для всех слоев выбираются
таким образом, что они, в основном, состоят из гомополимеров полиолефина или сополимеров полиолефина, или из их модификации (например, СЭБС). Особенно удивительным
оказалось то, что данное изобретение впервые делает возможным создать бесполивинилхлоридную многослойную трубку, состоящую исключительно из материалов, удовлетворяющих требованиям защиты окружающей среды, и в то же время позволяющих
непосредственно образовывать соединения с разъемами в ходе паровой стерилизации и
одновременно выполняют все требования, предъявляемые к трубкам для медицинских
применений.
Что касается геометрических форм, то трубки могут выпускаться любой требуемой и
стандартной толщины и размеров. Бесполивинилхлоридная многослойная трубка по данному изобретению предпочтительно состоит из более чем 96-98 вес. %, относительно всего объема материала трубки, основного слоя А. Сами отдельные слои предпочтительно
имеют следующие показатели толщины: основной слой А более 900 мкм, соединительный
слой В 10-50 мкм и соединительный слой 10-50 мкм.
Данное изобретение также представляет способ изготовления бесполивинилхлоридных многослойных трубок для медицинских целей, из пластмассовой многослойной пленки, состоящей из, по крайней мере, двух слоев, в которой первая пластмасса для
образования основного слоя А и вторая пластмасса для образования, по крайней мере, одного соединительного слоя, склеенного с первым, коэкструдируются заодно и образуют
по сути коаксиальную и цилиндрическую многослойную трубку. Данный способ отличается тем, что используется первая пластмасса, которая выдерживает без деформации высокотемпературную стерилизацию при температуре больше или равной 121 °С, имеет
показатель твердости по Шору D меньше или равный 32, остаточное напряжение при температуре больше или равной 121 °С, достаточное для получения прессовой посадки в месте подсоединения, и из которой можно образовать кольцо или петлю диаметром до 60 мм
без перегиба, а используемая вторая пластмасса содержит, по крайней мере, один полимер, который в ходе высокотемпературной стерилизации при температуре 121 °С проявляет тенденцию к растяжению под воздействием прижимного усилия, возникающего при
прессовой посадке, и который имеет показатель твердости по Шору А меньше или равный
65, при этом первая пластмасса размерностабильна при температурах больших или равных 121 °С, а вторая пластмасса не является размерностабильной при этой температуре.
Формообразование реализуется методами, известными специалистам в этой области,
например, вакуумным способом. Особо важной чертой данного изобретения является
возможность коэкструдирования заодно двух или более слоев в целях сочетания в трубке
двух или более желаемых свойств различных компонентов для улучшения ее качества.
При этом коэкструдирование позволяет, при соответствующем подборе экструдеров,
реализовать выпуск заказных бесполивинилхлоридных многослойных трубок, полностью
избежав использования связующих и, тем не менее, контролируя получение требуемых
характеристик и других дополнительных важных характеристик трубки, таких как газо- и
водопроницаемость, прочность, сплавляемость, прозрачность и термостойкость.
Подбор совместно коэкструдируемых материалов слоя является чрезвычайно важным
обстоятельством. Пластмассы или слои предпочтительно подбирают такими, чтобы все
слои бесполивинилхлоридной многослойной трубки, в основном, состояли из гомополи9
BY 5743 C1
меров полиолефина и/или сополимеров полиолефина, или из полимеров на их основе таких, как например, модификаций полиолефинов (например, СЭБС).
Хотя коэкструдирование таких материалов известно в принципе, на основании сегодняшнего опыта невозможно было предсказать возможность прямого производства многослойных трубок такой сложности, как по данному изобретению. То, что это оказалось
возможным в рамках данного изобретения было совершенно неожиданным, т.к. на практике, наоборот, часто обнаруживалось, что даже основываясь на иногда приводимых в
таблицах свойствах полимеров, например, сведениях о композитной адгезии, результат не
всегда был успешным. Это означает, что достижение указанной цели путем простого выбора материалов из известных невозможно для многослойных коэкструдируемых трубок.
Особенно трудно регулирование степени вязкости расплава при коэкструдировании каучуков, таких как полиизобутилен (ПИБ) с полипропиленом (ПП).
Еще более предпочтительным в способе по данному изобретению является то, что для
получения бесполивинилхлоридной многослойной трубки пластмассы выбираются так,
что все слои трубки дополнительно содержат до 40 вес. % материала смежного слоя или
слоев. Таким образом, в известной мере становится возможным скорректировать малую
адгезию между двумя смежными слоями. По завершении самого процесса формообразования полученная трубка может далее быть подвергнута обработке обычными методами.
Предпочтительна водная закалка трубки после формообразования. Такая закалка "замораживает" аморфное состояние для получения оптимального композитного свойства повышенную гибкость и адекватную жесткость, - но, кроме этого, закалка расплава повышает прозрачность трубки, т.к. не позволяет сформироваться зонам кристаллизации.
Это ведет к малой степени кристалличности, и, как следствие, к повышенной прозрачности и прочности.
Бесполивинилхлоридные многослойные трубки по данному изобретению чрезвычайно
пригодны для применения в медицине. Все материалы многослойной трубки выбирают
такими, чтобы трубка была прозрачна, изгибоустойчива и гибка, наряду с этим она может
подвергаться высокотемпературной стерилизации и, в силу того, что обладает свойством
проявлять сжимающее усилие, образовывать прочное, бактериостойкое соединение с
разъемом. Более того, бесполивинилхлоридная многослойная пленка по данному изобретению также и биосовместима. Удалось избежать использования ПВХ, который всегда
содержит некоторые пластификаторы, а также связующих, которые могут диффундировать через слои пластика.
В силу своих превосходных характеристик и свойств, бесполивинилхлоридные многослойные трубки по данному изобретению особенно предпочтительны в качестве трубопроводов для подачи жидкостей при диализе, вливании или искусственном питании. Для
этого удобным является наличие губки для подсоединения к подающему объему, по крайней мере, в области подсоединения.
Совместимость материала соединительного слоя многослойной трубки по данному
изобретению с отводами медицинских мешочков (в основном, из полипропилена) и/или
обычно применяемыми в медицине элементами подсоединения к, например, разъемам из
полипропилена, является особым преимуществом. Разъемы или мешочки могут иметь
шероховатую поверхность, с которой бесполивинилхлоридная многослойная трубка по
данному изобретению сопрягается таким образом, что внутренняя поверхность бесполивинилхлоридной многослойной трубки с соединительным слоем В образует прессовую
посадку на шероховатую внешнюю поверхность разъема или мешочка (или ввода мешочка).
Образование хорошего и надежного подсоединения обеспечивается за счет свойств
поверхности частей, изготовленных из полипропилена, и текучести соединительного слоя
В трубки под воздействием нагревания, например, при паровой стерилизации, поскольку
10
BY 5743 C1
материал соединительного слоя затекает в неровности поверхности разъема или ввода
мешочка. Соединение еще более улучшается, если пластмассы, используемые в производстве соединительного слоя В трубки, смешиваются с 1-40 вес. %, относительно 100 вес. %
материала соединительного слоя, пластмассы, из которой изготовлены разъемы или ввод
мешочка. Соединение может быть улучшено за счет придания поверхности шероховатости. Другие преимущества и особенности изобретения можно уяснить с помощью примеров, которые демонстрируются со ссылками на прилагаемые рисунки.
На фигурах показано:
фиг. 1 - сечение трубки, изготовленной из бесполивинилхлоридной многослойной
пленки по данному изобретению;
фиг. 2 - сечение трубки с губками, изготовленной в соответствии с данным изобретением. На рисунках показана трехслойная трубка 1 по данному изобретению. На примере осуществления изобретения, показанном на рис. 1, в трубке 1 внешний слой 2
является периферийным слоем С из смеси СЭБС, СЭПС, ПП и СИС или смеси
ПП/стирол/этилен/бутилен/(пропилен) каучука, СЭБС и/или СЭПС.
Основным слоем А является слой 3, который составляет наибольшую долю объема
стенки трубки. Подходящими материалами, наряду с другими, являются стирол/этилен/бутилен каучук с ПП, полиизопрен (ПИП) с ПП, СЭПС с ПП, ПП и СИС с ПП.
Соединительный слой 4 состоит из СЭБС с СЭБС/СЭБ (Kraton G 1726 и Kraton G
1652, Shell) и сополимера ПЭ (Engage XU58000, 52 DOW) с СЭБС/СЭБ (Kraton G 1726,
Shell), СЭПС/СЭП (Septon 2277, Kuraray). Здесь СЭБС (Kraton G 1726) - это СЭБС с малым молекулярным весом и содержащий, по крайней мере, 20 % диблоков, тогда как
СЭБС (Kraton G 1652) - это СЭБС с высоким молекулярным весом и не содержащий заметных количеств диблоков.
Величины размерной стабильности, модуля упругости и твердости слоев А, В и С
приведены в таблице.
Основной слой А
Соединительный слой
Периферийный слой
*
Модуль упругости
Твердость по Шору
≤ 80 Н/мм2
≤ 80 Н/мм2
< 1000 Н/мм2 ,
D ≤ 32
А ≤ 65
< R90*
Точка размягчения
под действием тепла
> 121 °С
< 121 °С
> 121 °С
- Твердость по Роквеллу, ср. ДИН 10109-1.
Другие преимущества и реализации могут быть поняты из нижеследующей формулы
изобретения.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
219 Кб
Теги
by5743, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа