DE102005006332A1

DE102005006332A1 - Langgestrecktes Gut, insbesondere für die Medizintechnik

Info

Publication number: DE102005006332A1
Application number: DE102005006332A
Authority: DE
Inventors: Manfred Hauser; Heribert Hembach
Original assignee: HEW Kabel CDT GmbH and Co KG
Current assignee: HEW Kabel CDT GmbH and Co KG
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2006-08-24
Also published as: ATE448552T1; EP1691374A1; DE502005008479D1; EP1691374B1

Abstract

Bei einem langgestreckten Gut, wie elektrische Kabel (1), Schläuche und dgl., insbesondere für die Anwendung in der Medizintechnik, mit oder bestehend aus einer äußeren Hülle (3) aus einem Silikonkautschuk, ist die Hülle (3) mit Metallseifen angereichert (Fig. 1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft langgestrecktes Gut, wie elektrische Kabel, Schläuche und dergleichen, insbesondere für die Anwendung in der Medizintechnik, mit oder bestehend aus einer äußeren Hülle aus einem Silikonkautschuk.

Kabel oder Leitungen der gattungsgemäßen Art sind auch in der Medizintechnik seit langem bekannt. Hochflexible Kabel und Leitungen werden vor allem als Anschluss- oder Versorgungsleitungen überall dort eingesetzt, wo der Verbraucher bei der Inbetriebnahme Dreh- oder Schwenkbewegungen auszuführen hat. So wird z.B. im medizinischen Bereich eine möglichst freie Bewegbarkeit der durch elektrische Energie versorgten Mess-, Steuer- oder Behandlungsgeräte gefordert. Diese Forderung besteht ebenso für einadrige, z. B. koaxiale Versorgungsleitungen für chirurgische Instrumente als auch für die vieladrigen, an den Enden z. B. mit Messköpfen versehenen Datenkabeln, die der medizinischen Untersuchung dienen (DE-PS 36 36 621).

Insbesondere in den Fällen, wo die elektrischen Kabel oder auch z. B. Beatmungsschläuche wegen der gewünschten Flexibilität und der Möglichkeit mehrfacher Sterilisation mit einem Außenmantel aus Silikonkautschuk ausgestattet sind, erweist sich der an der Außenfläche befindliche oder die Außenfläche des flexiblen Gutes bildende sonst vorteilhafte Silikonkautschuk wegen seiner oberflächlichen Klebrigkeit oder Haftfähigkeit als weniger geeignet. Besonders auffallend treten diese Eigenschaften hervor, wenn die bekannten Kabel oder Schläuche bei medizinischen Untersuchungen mit der menschlichen Haut in Berührung kommen. Versuche, die Silikonkautschuk-Oberfläche gleitfähig zu machen, etwa durch Bepudern mit Talkum oder Benetzen mit einem Fettlöser, etwa mit einer Pril-Lösung, haben nicht zu einer dauerhaften Lösung geführt. Das aufgebrachte Talkum-Puder wird bei Benutzung der elektrischen Leitung oder des Schlauches abgewischt, das Puder staubt und verschmutzt die an Kabel oder Leitungen oder auch die an Schläuche angeschlossenen medizinischen Geräte.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die insbesondere für die angesprochenen Zwecke vorteilhaft eingesetzten Silikonkautschuke so zu ertüchtigen, daß deren nachteilige Haft- oder Klebefähigkeit dauerhaft vermieden ist.

Erreicht wird dies gemäß der Erfindung dadurch, daß die Silikonkautschuk-Hülle, der Mantel eines elektrischen Kabels oder einer Leitung bzw. die Schlauchwandung, mit Metallseifen angereichert ist. Nachteilige Auswirkungen auf die vorteilhaften Eigenschaften des Silikonkautschuks sind nicht erkennbar, die nachteilige Klebrigkeit der Oberfläche eines aus diesem Werkstoff hergestellten langgestreckten Gutes ist jedoch dauerhaft vermieden. Darüberhinaus sind sonst gegenüber dem Silikonkautschuk auftretende allergische Hautreaktionen ausgeschlossen.

Die Metallseifen können in Durchführung der Erfindung Mischungsbestandteile des Silikonkautschuks sein, sie können aber auch in die Oberfläche des Gutes integriert, also von Außen auf die Oberfläche aufgebracht sein.

Besonders vorteilhaft ist es in Weiterführung des Erfindungsgedankens jedoch, wenn die Metallseifen zum einen Mischungsbestandteil des Silikonkautschuks sind, zum anderen sich aber auch zusätzlich auf der Oberfläche des Gutes befinden. Wie die Praxis zeigt, ergibt diese Kombination des gleichzeitigen Vorhandenseins von Metallseifen sowohl in der Silikonkautschukmischung als auch auf der Oberfläche des hieraus gefertigten langgestreckten Gutes besonders günstige, bleibende Gleiteigenschaften.

Als für die Erfindung geeignet haben sich Metallseifen auf der Basis von Metallstearaten erwiesen, beispielsweise Aluminium-, Barium-, Zink-, Zinn oder Calcium- bzw. Magnesiumstearat. Aus der Vielzahl auch sonst noch geläufiger Metallstearate haben sich das Calciumstearat sowie das Magnesiumstearat als für die Zwecke der Erfindung am vorteilhaftesten erwiesen.

Eine andere Möglichkeit zur Durchführung der Erfindung ist die, Metallseifen aus der Gruppe der Palminate, der Oleate oder der Ricinoleate zu verwenden oder auf das 12-Hydroxistearat, das Naphtenat, auf das Tallat oder ähnliche zurückzugreifen, um die oberflächliche Klebrigkeit oder Haftfähigkeit des Silikonkautschuks dauerhaft zu reduzieren oder ganz auszuschalten.

Zur Lösung des der Erfindung zugrunde liegenden Problems enthält der erfindungsgemäß verwendete Silikonkautschuk 0,1 bis 3,0 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Gew.% Metallseifen. Der Silikonkautschuk selbst kann vorteilhaft ein kaltvernetzender 2-Komponenten Silikonkautschuk sein. Die chemische Basis solcher Silikonkautschuke, das sind Siliconpolymere, besteht aus linearen Siliconölen mit Hydroxi-, Vinyl- oder anderen reaktiven Gruppen. Diese Polymere lassen sich z. B. schon bei Raumtemperatur auf unterschiedliche Weise vernetzen, wobei mehr oder weniger weitmaschige Strukturen mit ausgeprägtem elastischen Verhalten entstehen. Solche 2-Komponenten bei Raumtemperatur vernetzende Silikonkautschuke sind z. B. als so genannte RTV-2 Silikonkautschuke im Handel. Bei der möglichen Kondensationsvernetzung dieser Silikonpolymere reagiert ein α,ω-Dihydroxipolydimethylsilan reversibel mit Kieselsäureestern in Anwesenheit von Katalysatoren, wie z. B. Dibutylzinndilaurat, unter Abspaltung von Essigsäure. Die Additionsvernetzung dagegen beruht auf der Addition von Si-H an Doppelbindungen. Dabei werden bekanntlich Salze und Komplexe des Platins, Palladiums oder Rhodiniums als Katalysatoren verwendet. Wesentlich für beide Vernetzungssysteme ist, dass bei der jeweiligen Vernetzungsreaktion umweltschädliche Reaktionsprodukte nicht entstehen. Dabei hat die Additionsvernetzung noch den besonderen Vorteil, dass die Vernetzungsreaktion für den Silikonkautschuk praktisch schrumpffrei erfolgt. Für die Zwecke der Erfindung hat sich daher ein solches Silikonpolymer als besonders vorteilhaft erwiesen.

Geeignet zur Durchführung der Erfindung ist aber auch ein platinvernetzender 1-Komponenten Silikonkautschuk, wie er beispielsweise unter dem Handelsnamen ELASTOSIL der Firma Wacker-Chemie bekannt ist. Auch bei diesem Silikonpolymer werden durch die Vernetzungsreaktion keinerlei umweltschädliche Spaltprodukte freigesetzt.

Zur Verstärkung der genannten Silikonkautschuke und zur Gewährleistung einer hohen chemischen Reinheit für die insbesondere in der Medizintechnik eingesetzten erfindungsgemäßen Produkte hat es sich in Weiterführung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, dem Silikonpolymer als feinteilige Zusatzkomponente pyrogene Kieselsäure zuzumischen.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Gutes. Dabei werden die genannten Metallseifen der Silikonkautschukmischung zugesetzt, diese Mischung wird kalt, d.h., bei Raumtemperatur oder wenig darüber, z.B. bei 25° bis 35°C, zur äußeren Kabel- oder Leitungsumhüllung oder zum Schlauch geformt und anschließend wird die ausgeformte Mischung vernetzt. Die Vernetzungstemperatur beträgt beispielsweise 180° bis 220°C.

Man kann abweichend hiervon aber auch so vorgehen, dass die Silikonkautschukmischung kalt zur äußeren Kabel- oder Leitungsumhüllung oder zum Schlauch geformt und auf die Oberfläche dieses Gutes Metallseifen aufgebracht werden. Schließlich wird die ausgeformte Mischung einem Vernetzungsprozess unterworfen. Das Aufbringen der als Feststoffteilchen vorliegenden Metallseifen auf das Gut erfolgt durch oberflächlichen Auftrag, beispielsweise durch Hindurchführen des noch unvernetzten Gutes durch einen an sich bekannten Puderkasten und durch ein anschließendes Abstreifen überschüssigen Materials. Man kann aber auch so vorgehen, dass die als feinteilige Feststoffe vorliegenden Metallseifen elektrostatisch auf die Oberfläche des Gutes aufgetragen werden.

Ein besonders vorteilhaftes Herstellungsverfahren ergibt sich jedoch dadurch, dass die Metallseifen der Silikonkautschukmischung zugesetzt und diese Mischung kalt, bei Raumtemperatur oder wenig darüber, zur äußeren Kabel- oder Leitungshülle oder zum Schlauch geformt wird. Anschließend werden auf die äußere Oberfläche des Gutes erneut Metallseifen in feinteiliger Form aufgetragen, bevor schließlich die ausgeformte Mischung vernetzt wird. Bei dieser Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in besonders hohem Maße die Klebrigkeit der Silikonkautschuk Oberfläche reduziert bzw. unterbunden. Die Dicke des äußeren Materialauftrages an feinteiligen Metallseifen liegt in allen Fällen lediglich im μ-Bereich.

Die Erfindung sei an Hand der in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Die 1 zeigt eine hochflexible, mit Silikonkautschuk isolierte Aderleitung 1, wie sie beispielsweise auch in der Medizintechnik Anwendung findet. Der Litzenleiter 2 ist hierbei von der Hülle 3 aus dem nach der Erfindung durch Zugabe von Calciumstearat ertüchtigten Silikonkautschuk umschlossen. Diese Hülle, die gleichzeitig elektrische Isolierung und Mantel ist und bei der medizinischen Behandlung von Patienten Hautberührung hat, weist an der Oberfläche, beispielsweise durch eine Bepuderung vor der Vernetzung des Silikonpolymers feinteiliges Calciumstearat auf. Eine durch Augenschein erkennbare und messbare Beschichtung ist an der erfindungsgemäß behandelten Leitung nicht erkennbar. Auch nach den in der Medizintechnik, und hier vor allem in Operationsbereichen, notwendigen wiederholten Sterilisationsbehandlungen solcher Leitungen bei Temperaturen um die 140°C behält die erfindungsgemäß ausgebildete Leitung 1 ihren gleitfähigen Charakter bei.
Eine flexible Geräteanschlussleitung für die Medizintechnik veranschaulicht die 2. Die Seele dieser Anschlussleitung 4 besteht aus drei mit einem Fluorkunststoff, beispielsweise PFE, das ist ein Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer, isolierten Litzenleitern 5. Die Isolierung ist mit 6 bezeichnet, die aus den Litzenleitern 5 und der Isolierung 6 bestehenden Adern sind miteinander verseilt und von einem sogenannten Innenmantel 7, zweckmäßig ebenfalls aus einem geeigneten Fluorpolymer, z.B. aus dem oben erwähnten PFE oder aus einem TFA/PFA, d.h. einem Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether-Copolymerisat, umschlossen. Die Verwendung von extrudierfähigen Fluorpolymeren hat sich wegen der Häufigkeit notwendiger Sterilisationsbehandlungen und der hierbei auftretenden erhöhten Temperaturen in der Medizintechnik als besonders vorteilhaft erwiesen. Das Geflecht 8, beispielsweise aus Kevlarfäden, dient als Zugkräfte aufnehmendes Element im Kabelaufbau, bevor der erfindungsgemäße Mantel 9, bestehend aus einem Polydimethylsiloxan mit Vinyl-Gruppen, pyrogener Kieselsäure, Magnesiumstearat und diversen Additiven, aufgebracht wird. Nach dem Aufbringen dieser Mischung auf das Geflecht 8 erfolgt eine Bedeckung des Mantels 9 z.B. mit einem feinteiligen Magnesiumstearat, dass in die Oberfläche des noch unvernetzten Mantels 9 integriert wird. Anschließend erfolgt die Vernetzung des Mantelmaterials bei Temperaturen von beispielsweise 25° bis 35°C.
Die 3 schließlich zeigt einen verformbaren Schlauch für die Medizintechnik. Dieser Schlauch dient hier zum Zuführen und/oder Abführen flüssiger Substanzen, aber auch zum Führen von Beatmungsluft zu einem Patienten. Dabei können im Innern des Schlauches Stützelemente, wie Stege und dergleichen, vorgesehen sein, der Schlauch kann aber auch, wie bekannt, mit Außenrippen versehen sein. Diese Elemente dienen unter anderem dazu, ein Abknicken des Schlauches 9 und damit ein Verschließen des das Medium führenden langgestreckten Hohlraumes 11 zu unterbinden. Selbstverständlich können auch Heizelemente zur Temperierung des geführten Mediums vorgesehen sein, beispielsweise entsprechend EP 0556 561 .
Der Schlauch 10 ist, ebenso wie die Mäntel 3 und 9 der Ausführungsbeispiele nach den 1 und 2, aus einem handelsüblichen Silikonpolymer hergestellt, in diesem Fall z. B. aus einem kaltvernetzenden 2-Komponenten Silikonkautschuk, der zur Vermeidung von schädlichen Nebenprodukten bei der Vernetzungsreaktion additionsvernetzend ist. Der Mischung selbst sind auch wieder in Durchführung der Erfindung pyrogene Kieselsäure und Calcium- oder Magnesiumstearat in einer Menge von 0,1 bis 3,0 Gew.% beigegeben. Nach der für Silikonpolymere üblichen Extrusion des Schlauches 10 erfolgt das oberflächliche Aufbringen der Metallseifen, im vorliegenden Ausführungsbeispiel des Calcium- oder Magnesiumstearats in feinteiliger Form. Auch hier zeigt die Schlauchoberfläche, ebenso wie die Kabeloberfläche entsprechend den 1 und 2, eine gegenüber nicht behandelten oder mit Talkum bzw. Seifen (Pril) behandelten Silikon-Oberflächen eine deutlich verminderte Reibung, etwa auf menschlicher Haut, ebenso wie eine reduzierte oder beseitigte allergische Hautreaktion.

Claims

Langgestrecktes Gut, wie elektrische Kabel, Schläuche und dergl., insbesondere für die Anwendung in der Medizintechnik, mit oder bestehend aus einer äußeren Hülle aus einem Silikonkautschuk, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülle mit Metallseifen angereichert ist.
Langgestrecktes Gut nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallseifen Mischungsbestandteile des Silikonkautschuks sind.
Langgestrecktes Gut nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallseifen die Oberfläche des Gutes bedecken.
Langgestrecktes Gut nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, dass die Metallseifen Mischungsbestandteile des Silikonkautschuks sind und zusätzlich die Oberfläche des Gutes bedecken.
Langgestrecktes Gut nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass Metallseifen auf der Basis von Metallstearaten verwendet sind.
Langgestrecktes Gut nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallstearate Calcium- oder Magnesiumstearate sind.
Langgestrecktes Gut nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass als Metallseifen das Palminat, das Oleat, das Ricinoleat, das 12-Hydroxystearat, das Naphthenat, das Tallat oder ähnliche dienen.
Langgestrecktes Gut nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Silikonkautschuk der Hülle 0.1 bis 3,0 Gew.%, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Gew.%, Metallseifen enthält.
Langgestrecktes Gut nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Silikonkautschuk ein kaltvernetzender 2-Komponenten Silikonkautschuk ist.
Langgestrecktes Gut nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der kaltvernetzende 2-Komponenten Silikonkautschuk ein additionsvernetzender Silikonkautschuk ist.
Langgestrecktes Gut nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Silikonkautschuk ein platinvernetzender 1-Komponenten Silikonkautschuk ist.
Langgestrecktes Gut nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass der Silikonkautschuk pyrogene Kieselsäure enthält.
Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Gutes nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallseifen der Silikonkautschukmischung zugesetzt werden, diese Mischung kalt zur äußeren Kabel- oder Leitungsumhüllung oder zum Schlauch geformt und anschließend die ausgeformte Mischung vernetzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Gutes nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonkautschukmischung kalt zur äußeren Kabel- oder Leitungsumhüllung oder zum Schlauch geformt wird, dass auf die Oberfläche dieses Gutes Metallseifen aufgebracht werden und dass schließlich die ausgeformte Mischung vernetzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Gutes nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallseifen der Silikonkautschukmischung zugesetzt werden, dass diese Mischung kalt zur äußeren Kabel- oder Leitungsumhüllung oder zum Schlauch geformt wird und dass auf die äußere Oberfläche diese Gutes zusätzlich Metallseifen aufgebracht werden, bevor anschließend die ausgeformte Mischung vernetzt wird.
Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Gutes nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die als Feststoffe vorliegenden Metallseifen auf das Gut durch oberflächliches Aufbringen und anschließendes Abstreifen überschüssigen Materials aufgetragen werden.
Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Gutes nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die als Feststoffe vorliegenden Metallseifen auf die Oberfläche des Gutes elektrostatisch aufgetragen werden.
Verfahren zur Herstellung eines langgestreckten Gutes nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Materialauftrages auf die Oberfläche des Gutes im μ-Bereich liegt.