DE4202228C2 - Verfahren zum Verkleben eines Schlauches aus schwer klebbarem Kunststoff mit einem rohrförmigen Ansatz eines Adapters aus Kunststoff - Google Patents

Verfahren zum Verkleben eines Schlauches aus schwer klebbarem Kunststoff mit einem rohrförmigen Ansatz eines Adapters aus Kunststoff

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 genannten Art.
Bekannte, im medizinischen Bereich verwendete Schläu­ che aus Kunststoff werden aus Weich-PVC hergestellt. Die­ ser ist billig und einfach zu verarbeiten. Die Schläuche lassen sich gut verkleben. In der Regel genügt für die Verklebung von Schläuchen aus Weich-PVC die Benetzung der Teile mit einem Lösungsmittel.
Aus vornehmlich ökologischen, teilweise auch medizini­ schen Gründen wird zunehmend versucht, das PVC durch ande­ re Werkstoffe zu ersetzen. Da kaum einer der klassischen Werkstoffe die vorteilhaften Eigenschaften des PVC ohne weiteres erreicht, werden viele Polymerblends als PVC-Er­ satz angeboten, die teilweise Substanzen enthalten, die ein einfaches Verkleben des Kunststoffes unmöglich machen. Diese Werkstoffanteile sind zumeist Polyolefine, wie etwa Polyäthylen, Polypropylen oder Äthylenvinylacetat, oder aber synthetische thermoplastische Elastomere.
Diese Werkstoffe sind von organischen Lösungsmitteln nicht anlösbar und lassen sich auf Grund ihrer teilweise energiearmen Oberflächen auch mit herkömmlichen Klebstof­ fen nicht zufriedenstellend verkleben.
Aus EP 0450330 A1 ist ein Verfahren der betreffenden Art bekannt, um Schläuche z. B. aus Polyäthylen in Adapter einzukleben. Hierzu wird das Schlauchende thermisch ange­ formt, dann in einen Adapter eingeführt, und durch Vergie­ ßen des Spaltes zwischen Schlauch und Adapter mit einem füllenden Klebstoff wird eine Verbindung hergestellt, die nur formschlüssig ist. Daher stößt bei größeren Schlauch­ durchmessern zunehmend die Zugfestigkeit und die Druckfe­ stigkeit dieser Klebeverbindung an ihre Grenzen. Außerdem ist die Verarbeitung dieser Klebeverbindung insofern schwierig, als es wenig Klebstoffe gibt, die von ihren mechanischen Eigenschaften her für diesen Verklebungsfall geeignet sind, die einen hinreichenden Füllungsgrad bei geringem Schwund aufweisen und die gleichzeitig noch schnell abbinden, letztere Eigenschaft ist für die ratio­ nelle Verfahrenstechnik notwendig.
Ein weiterer Nachteil des beschriebenen Verfahrens liegt darin, daß durch das thermische Anformen des Schlau­ ches ein zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich wird.
Aus der Literatur (Thieme, K., "Auch Polyolefine kön­ nen jetzt rasch und sicher geklebt werden", der Zuliefer­ markt, Nov. 1989, Hanser Verlag München) ist auch ein Ver­ fahren bekannt, mit dem sich derartige Problemwerkstoffe mit sich selbst oder anderen Werkstoffen verkleben lassen.
Dieses Verfahren besteht darin, daß mit einer Vorbe­ handlung mit einem Primer die Oberfläche des schwer kleb­ baren Werkstoffes aktiviert wird. Nach dem Antrocknen des Primers wird der Werkstoff dann mit einem Acrylat-Kleb­ stoff verklebt. Diese Methode erreicht Festigkeiten, die mit anderen Klebemethoden bei derartigen Werkstoffen bis­ lang nicht erreichbar waren. Für die Verklebung von medi­ zinischen Schläuchen weist sie aber Nachteile auf. Die übliche Verklebung mit Lösungsmitteln ist zwar verfahrens­ technisch sehr einfach, da die Lösungsmittel gleichzeitig als Gleitmittel zwischen Schlauch und Ansatz wirken, je­ doch hat der Acrylat-Klebstoff, der in diesem Fall verwen­ det wird, keinerlei schmierende Wirkung, so daß das Auf­ schieben eines Schlauches auf einen leicht übermaßigen Ansatz eines Adapters sehr schwierig oder fast unmöglich wird. Die erreichbaren Druckbeständigkeiten solcher Art geklebter Schlauchverbindungen sind auch sehr begrenzt. Sie liegen weit unter den Druckbeständigkeiten der Schlauchmaterialien.
Durch DE 32 22 659 A1 ist ein Verfahren bekannt, mit dem Kunststoffdichtungsbahnen quellverschweißt werden. Auf die zu verschweißenden Kunststoffdichtungsbahnen wird ein Lösungsmittel aufgebracht. Danach werden die Bahnen gegen­ einander gedrückt und so die Quellverschweißung bewirkt. Während oder nach einem abrollenden Auftragen des Lösungs­ mittels erfolgt ein Vorwärmen bzw. Trocknen. Dieses be­ kannte Verfahren ist auf die Verbindung eines Endes eines Schlauches aus schwer klebbarem Kunststoffmaterial mit einem Ansatz, Rohrende oder Adapter nicht übertragbar, weil das Erwärmen während oder nach dem Auftragen des Lö­ sungsmittels nicht möglich ist und ein nachträgliches Er­ wärmen auch zu einem Anquellen der tieferliegenden Schich­ ten des Kunststoffes führen würde, wodurch dessen mechani­ sche Gesamteigenschaften beeinträchtigt werden würden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfah­ ren der betreffenden Art anzugeben, das das Verkleben ei­ nes Schlauches, insbesondere eines medizinischen Kathe­ ters, aus schwer klebbarem Kunststoff mit einem rohrförmigen Ansatz, eines Adapters ermöglicht, welcher ebenfalls aus schwer klebbarem Material bestehen kann. Außerdem soll das Ver­ fahren einfach und die erzielbare Klebfestigkeit groß sein.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehren ge­ löst.
Dieser Lehre liegt der Gedanke zugrunde, die grund­ sätzlich bekannte Anwendung eines Lösungsmittels zur Ver­ besserung der Klebung so anzuwenden, daß eine Verklebung eines Endes eines Schlauches aus schwer klebbarem Kunst­ stoff mit einem rohrförmigen Ansatz eines Adapters möglich ist. Dabei berücksichtigt die Erfindung, daß es für eine Anlö­ sung der zu verklebenden Kunststoffoberfläche bzw. der zu verklebenden Kunststoffoberflächen normalerweise einer längeren Quellzeit bedarf, wodurch der Kunststoff in sei­ ner Gesamtheit so an Festigkeit verlieren würde, daß aus ihm hergestellte Schläuche oder Adapter nicht mehr hand­ habbar sind oder gar ihre Form verlieren. Erfindungsgemäß erfolgt eine Erwärmung vor dem Aufbringen des Lösungsmit­ tels. Dadurch wird die Anlösung durch das nachfolgend auf­ gebrachte Lösungsmittel beschleunigt, gleichzeitig jedoch zusammen mit dem damit verbundenen Anquellen auf die Kle­ beoberfläche beschränkt. Die tiefer liegenden Schichten des Kunststoffes werden nicht wesentlich beeinträchtigt, so daß auch die mechanischen Gesamteigenschaften nicht verlorengehen.
Das Lösungsmittel verbessert die Gleitfähigkeit beim Aufschieben des Schlauchendes, jedoch ist seine Menge, da ein Eindringen in tieferliegende Schichten nicht erfolgt, gering, so daß ein nachfolgendes Aufquellen der tieferlie­ genden Schichten nicht erfolgt. Das trägt zur Erhaltung der mechanischen Eigenschaften des Kunststoffes bei.
Hinzu kommt, daß erfindungsgemäß eine Aufkrempelung der Stirnkante des Endes des Schlauches bewirkt wird, so daß ein kleiner Wulst entsteht, der nach Einführen des Schlauchendes in den Raum zwischen dem rohrförmigen Ansatz des Adapters und der ihn umgebenden zylindrischen Wandung formschlüssig gefangen ist. Dadurch wird die Anpressung der Klebeverbindung erhöht. Die Herstellung des Wulstes erfolgt durch die Erwärmung des Schlauches, kann erfin­ dungsgemäß aber auch durch das Anlösen im Stirnkantenbe­ reich erfolgen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird nach dem Aufschieben des Endes des Schlauches auf den rohrförmigen Ansatz der Raum zwischen der zylindrischen Wandung und dem Ende des Schlauches mit einem Kunststoff ausgegossen. Da­ durch wird die Haftung der Klebeverbindung unterstützt und außerdem der Wulst formschlüssig hintergriffen.
Erfindungsgemäß durchgeführte Verklebungen sind sehr scherfest. Als besonders geeignet erwiesen hat sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Verklebung folgender Kunst­ stoffkombinationen: elastomer modifiziertes PP gegen ABS, EVA gegen PMMA, EVA-PE-Blend gegen PMMA, EVA gegen EVA, EVA-PE-Blend gegen EVA-PE-Blend.
Beispiel 1
Das Ende eines Schlauches aus einem der zuvor angege­ benen Kunststoffe wird unmittelbar vor dem Montieren kurz­ fristig mit Heißluft einer Temperatur von 20 bis 100% über der Schmelztemperatur des Werkstoffes beaufschlagt. Dadurch kommt es bei Schläuchen aus derartigen Werkstoffen zum Auswärtskrempeln der Schnittkante, da die von der Ver­ streckung nach Extrusion eingefrorenen Spannungen sich unter der Wärmeeinwirkung lösen. Temperatur und Einwir­ kungszeit werden dabei so bemessen, daß der Schlauch sich um etwa seine halbe bis ganze Wandstärke nach außen krem­ pelt. Direkt danach wird der Schlauch mit Tetrahydrofuran (THF), Cyclohexan, Methylenchlorid oder einem ähnlichen Lösungsmittel benetzt und in eine Aufnahme eines Adapters eingeschoben. Dabei kommt es unter dem Montageschub zu einem weiteren Aufquellen des Schlauchendes in der Aufnah­ me und durch das Anlösen des Adapterwerkstoffes zu einer teils kraftschlüssigen, teils formschlüssigen Verbindung zwischen den beiden Teilen. Diese Verbindung weist insbe­ sondere bei elastomermodifizierten Polypropylenen bei ge­ eigneter Gestaltung des Adapters Druckfestigkeiten auf, die im Bereich der Druckfestigkeit des Schlauchmaterials liegen.
Beispiel 2
Das Ende des Schlauches wird wie bei dem Verfahren nach dem Beispiel 1 vor der Montage kurz mit Heißluft be­ handelt. Sofort danach wird es mit einem Primer zur Vor­ behandlung schwer verklebbarer Materialien benetzt. Dieser Primer, der als Lösungsmittel Heptan enthält, ist gleich­ zeitig Gleitmittel für das Aufschieben des Schlauches auf den Adapter. Nach dem Aufschieben des Schlauches auf einen rohrförmigen Ansatz des Adapters wird der nach außen offe­ ne Spaltraum zwischen Schlauch und einer äußeren Wandung des Adapters mit einem dünnflüssigen Acrylat verfüllt. Da­ durch ergibt sich gegenüber dem Verfahren nach Beispiel 1 eine größere formschlüssige Komponente der Verklebung.
Die erreichten Druckfestigkeiten und Zugfestigkeiten sind wie bei dem Verfahren nach Beispiel 1 im Bereich der Festigkeiten des verwendeten Schlauchmaterials.
Anhand der Zeichnung, die eine nach den Verfahrensbei­ spielen 1 oder 2 hergestellte Verbindung zwischen einem Ende eines Schlauches und einem Adapter zeigt, soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden.
Ein Adapter 1 mit einer zentralen Bohrung 2 weist eine Aufnahme für einen Schlauch in Form einer Ringnut 3 zwi­ schen einem zylindrischen Innenteil 4 und einem ebenfalls zylindrischen Außenteil 5 auf. In diese Aufnahme ist ein Schlauch 6, der an seinem Ende 7 aufgrund der vorher er­ folgten Anlösung etwas auswärts gekrempelt ist, unter Aus­ nutzung der Gleitfähigkeit einer Schicht 8 aus Lösungsmit­ tel hineingeschoben. Die Schicht 8 aus Lösungsmittel bil­ det danach einen Klebspalt, während ein weiterer Klebspalt in der Ringnut 3 aus einer Schicht 9 aus verdrängtem Lö­ sungsmittel und angelösten Materialbestandteilen des An­ satzes 1 und des Schlauches 6 gebildet ist. Diese Schicht 9 wird dadurch hergestellt, daß nach dem Aufschieben des Endes des Schlauches 6 die Ringnut 3 mit Kunststoff, einem Acrylatkunststoff, ausgegossen und gefüllt wird.
Da der Schlauch beim Vorschieben in die Ringnut 3 ein Luftpolster zusammendrückt, daß ihn zurückfedern lassen könnte, ist an zumindest einer Stelle des zylindrischen Außenteils 5 eine Längsnut 10 vorgesehen, durch die Luft aus dem zwischen Schlauch und Ansatz gebildeten Raum ent­ weichen kann.

Claims (4)

1. Verfahren zum Verkleben eines Endes eines Schlauches, insbesondere eines medizinischen Schlauchkatheters, aus schwer klebbarem Kunststoff mit einem rohrförmigen Ansatz eines Adapters aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ende des Schlauches (6) so lange erwärmt wird, bis sich die Stirnkante des Endes (7) des Schlauches (6) aufkrempelt,
daß der rohrförmige Ansatz des Adapters von einer zy­ lindrischen Wandung umgeben ist, deren Durchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser der aufgekrempelten Stirnkante entspricht,
daß Lösungsmittel in das erwärmte Ende des Schlauches eingebracht wird und
daß das Ende (7) des Schlauches (6) bei noch vorhandenem Lösungsmittel auf den rohrförmigen Ansatz (4) des Adapters aufgeschoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufschieben des Endes (7) des Schlauches (6) auf den rohrförmigen Ansatz (4) der Raum zwischen der zylin­ drischen Wandung und dem Ende (7) des Schlauches (6) mit einem Kunststoff, vorzugsweise mit einem Acrylat oder Cya­ nacrylat, ausgegossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Tetrahydrofuran, Cyclohexan, Heptan oder Methylenchlorid verwendet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der zylindrischen Wandung eine Längsnut zur Ent­ lüftung befindet.
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