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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein mehrschichtiges Rohr und eine
medizinische Vorrichtung, die das mehrschichtige Rohr umfaßt. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung ein mehrschichtiges Rohr für medizinische
Anwendungen, das eine ausgezeichnete Flexibilität, Transparenz, Antiknickeigenschaften
und Wiederherstellungsfähigkeiten
nach Verschluß aufweist
und das außerdem
haltbar gegenüber
einer Hochdruckdampfsterilisation ist und das darüber hinaus
ausgezeichnet mit anderen Rohren mit verschiedenen Durchmessern,
einem Verbindungsteil, einem Anschlußstück und dergleichen verbunden
werden kann.
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Das
mehrschichtige Rohr der vorliegenden Erfindung ist für die Verwendung
als eine Komponente in einer medizinischen Vorrichtung geeignet,
wie beispielsweise einer Leitung für Blutkreis, einem Blutbeutel,
einem Beutel für
medizinische Flüssigkeiten,
einem Set für
Bluttransfusion/Infusion, einem Katheder und dergleichen.
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Technischer
Hintergrund
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Polyvinylchlorid
wurde und wird in einem großen
Ausmaß nicht
nur auf den Gebieten der Industrie- und Haushaltsartikel, sondern
auch auf den Gebieten der medizinischen Behandlung und Fürsorge verwendet. Insbesondere
sind die meisten verfügbaren
medizinischen Vorrichtungen aus Polyvinylchlorid hergestellt. Da jedoch
weiches Polyvinylchlorid eine relativ große Menge an Weichmachern, wie
Dioctylphthalat (DOP), usw. enthält,
ist die Elution des Weichmachers in das Blut oder in eine medizinische
Lösung
problematisch vom Standpunkt der Sicherheit von medizinischen Vorrichtungen
aus gesehen.
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Auf
der anderen Seite sind vom Standpunkt der Verhinderung von Infektionen
weitere Schritte unternommen worden, um medizinische Vorrichtungen
zu entsorgen und es wird von den Gesetzen gefordert, benutzte medizinische
Vorrichtungen durch Verbrennung zu entsorgen. Es ist bekannt, daß Polyvinylchlorid
beinahe keine toxischen chlorhaltigen Substanzen wie beispielsweise
Dioxin erzeugt, weil es zu Kohlenstoffdioxid, Wasser und Chlorwasserstoff
umgewandelt wird, wenn es bei Temperaturen von etwa 850 bis 900°C unter Zuführung von
ausreichend Sauerstoff verbrannt wird. In der Realität tritt
das Problem der Umweltbelastung mit Dioxin oder anderen toxischen
chlorhaltigen Substanzen häufig
auf, aus den Gründen,
daß Verbrennungsöfen, die
den hohen Temperaturen standhalten, nicht ausreichend vorhanden
sind, daß die
Verbrennungsöfen zu
klein sind, deren Verbrennungskapazität nicht ausreichend ist, und
daß wenige
Einrichtungen zur Dioxinentsorgung vorhanden sind.
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Es
wurden kürzlich
Untersuchungen durchgeführt,
um das Material auf den Gebieten für medizinische Vorrichtungen,
Industrie- und Haushaltsartikel von dem weichen Polyvinylchlorid
zu anderen Materialien zu verändern.
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Als
ein polyvinylchloridfreies Material für medizinische Röhrchen wurden
Untersuchungen mit Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), einem Ethylen-Vinyl-Acetat-Copolymer
(EVAC), Polyethylmethacrylat (PEMA), einem Styrol-Butadien-Block-Copolymer,
einem hydriertem Produkt aus einem Styrol-Isopren-Copolymer (einem
thermoplastischen Elastomer auf Styrolbasis) und dergleichen durchgeführt.
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Zum
Beispiel ist eine Harzzusammensetzung, die als Formteil eine ausgezeichnete
Flexibilität
aufweist und für
medizinische Anwendungen geeignet ist, in JP-A-4-158868 (Literaturstelle
1) beschrieben, die JP-A-4-159344 (Literaturstelle 2) und die JP-A-8-131537 (Literaturstelle
3) schlagen eine Harzzusammensetzung (ein thermoplastisches Elastomer
auf Styrolbasis) vor, die ein Olefinharz, ein hydriertes Produkt
aus einem Styrol-Butadien-Blockcopolymer
(ein thermoplastisches Elastomer auf Styrolbasis) und einem hydrierten Produkt
eines Styrol-Isopren-Blockcopolymer) enthält.
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Außerdem offenbaren
die JP-A-9-103493 (Literaturstelle 4) und die JP-A-123314 (Literaturstelle
5) ein mehrschichtiges Rohr, das aus einer Substratschicht und einer
adhäsiven
Schicht gebildet ist, bei dem die adhäsive Schicht aus einem Material
hergestellt ist, die bei einer Sterilisationstemperatur (121°C) oder höher im Autoklaven
nicht dimensionsgerecht stabil ist und das unter einem Verbindungsdruck
dazu neigt mit andere Röhrchen,
die einen anderen Durchmesser aufweisen, während der Sterilisation im
Autoklaven bei 121°C
zusammen zu fließen.
- (1) Im Prinzip ist ein Rohr, das aus den oben
genannten PE, EVAC oder PEMA hergestellt ist, flexibel, zeigt aber
den Nachteil, daß das
Rohr, wenn es aus einem einzelnen Material hergestellt wurde, dazu
neigt, zu Knicken (dies betrifft ein Phänomen, daß das Rohr sich biegt oder
verwindet, wo ein Zustand erreicht ist, bei dem die inneren Oberflächen des
Rohrs klebrig oder adhäsiv
miteinander werden).
- (2) Während
die obigen thermoplastischen Elastomere auf Styrolbasis als ein
einzelnes Material oder als Zusammensetzung, die 60 Massen-% davon
oder mehr enthält,
Flexibilität
aufweisen, werden sie eine klebrige Beschaffenheit auf der Oberfläche, wenn
sie bei Hochdruckdampf sterilisiert werden (Sterilisation im Autoklaven),
bekommen, so daß sie
nicht geeignet sind, als Material verwendet zu werden, um eine Oberfläche zu bilden,
die mit Blut in Kontakt kommt. Außerdem haben sie den Nachteil,
daß die
inneren Oberflächen
ein zusammenkleben (Selbstadhäsion),
wenn das Rohr mit einer Klemme zusammengedrückt wird und das Rohr zeigt
eine geringe Wiederherstellungsfähigkeit,
wenn die Klemmen nach dem Verschluß wieder entfernt werden.
- (3) Darüber
hinaus ist ein Rohr, daß aus
dem obigen PP als einziges Material oder einer Zusammensetzung,
die wenigstens 40 Massen-% davon enthält, hergestellt wurde, zu starr
und nicht flexibel genug, um Knicken zu verhindern.
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Die
Harzzusammensetzungen, die in den obigen Literaturstellen 1 bis
3 beschrieben sind, haben die charakteristischen Eigenschaften,
daß sie
Formteile ergeben, die in der Flexibilität ausgezeichnet sind und das sie
keine toxischen Gase, wie zum Beispiel Dioxin, entwickeln, wenn
die Formteile verbrannt werden. Wenn jedoch 1. der Schwerpunkt auf
der Flexibilität
liegt, hat ein einfach beschichtetes Rohr, das aus der obigen Harzzusammensetzung
hergestellt wurde, einen höheren
Anteil an dem thermoplastischen Elastomer auf Styrolbasis und das
Rohr bzw. der Schlauch zeigt Nachteile, die nicht zu vernachlässigen sind,
das heißt,
es hat ein geringes Problem im Hinblick auf die Wärmebeständigkeit,
dadurch daß der
Querschnitt des Rohres, das in einem Autoklaven sterilisiert wird,
verformt wird oder sich ein Rohr mit einem anderen verbindet oder
zeigt das Problem, daß das
Rohr eine geringe Wiederherstellungsfähigkeit aufweist, wenn die
Klemmen nach dem Verschluß wieder
entfernt werden. Wenn 2. der Schwerpunkt auf der Wärmebeständigkeit
und der Wiederherstellungsfähigkeit
nach Verschluß gelegt
wird, wird der Anteil des thermoplastischen Elastomers auf Styrolbasis
kleiner und das Rohr wird weniger flexibel und ist als medizinischer
Schlauch nicht vollständig
befriedigend. Es ist deshalb erwünscht,
das Rohr in diesen Punkten zu verbessern.
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In
einem mehrschichtigen Rohr bzw. Schlauch ist im Hinblick auf zuverlässige Verbindung
eine Hot-Melt-Klebung oder Lösungsmittelklebung
am meisten bevorzugt. In dem mehrschichtigen Rohr, das in der Literaturstelle
4 oder 5 beschrieben ist, ist die adhäsive Schicht aus einem Material
hergestellt, daß nicht
dimensionsgerecht bei einer Sterilisationstemperatur (121°C) oder höher im Autoklaven
stabil ist und dazu neigt, bei einem Verbindungsdruck mit anderen
Rohren, die eine anderen Durchmesser aufweisen, während der
Sterilisation im Autoklaven bei 121°C zusammenzufließen und
das Rohr ist mit anderen Rohren durch "Preßpassung
(press fitting)" zwischen
diesen Rohren verbunden. Diese Rohre sind deshalb durch Adhäsion innig
miteinander verbunden, so daß ein
Rohr einfach von dem anderen durch leichten Druck gelöst werden
kann. Da außerdem
die Klebewirkung durch die Sterilisation im Autoklaven mittels Wärme bewirkt
wird, können
passende Teile voneinander während
der Sterilisation im Autoklaven oder einem Schritt vorher getrennt
werden und es ist klar, daß solch
ein Material nicht für
die Herstellung von medizinischen Vorrichtungen geeignet ist.
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Als
Ausführungsformen,
die für
medizinische Rohre benötigt
werden, die mit Hochdruckdampf sterilisiert werden können, sollen
die Rohre folgenden Bedingungen genügen:
Das heißt, (a)
das Rohr hat eine geeignete Flexibilität ohne zu verknicken oder zu
verbiegen, wenn es gebogen wird, (b) das Rohr zeigt keine Klebewirkung
(Klebrigkeit) auf der Oberfläche
und ist frei von jeglicher Änderung in
Form und Dimension, wenn es mit Hochdruckdampf sterilisiert wird,
und (c) das Rohr ermöglicht Hot-Melt-Klebung
oder Lösungsmittelklebung,
wenn es mit anderen Rohren mit unterschiedlichem Durchmesser oder
einem Spritzenteil verbunden wird.
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Wie
oben beschrieben, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ein mehrschichtiges Rohr bereitzustellen, das in Transparenz, Flexibilität, Antiknickeigenschaften,
Wiederherstellungsfähigkeit
nach Verschluß und
Wärmebeständigkeit
ausgezeichnet ist und aus dem keine Weichmacher eluieren und keine
toxischen Gase freigesetzt werden, wenn es verbrannt wird und stellt
eine medizinische Vorrichtung, die das mehrschichtige Rohr enthält, bereitstellen.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
Erfinder haben sorgfältige
Untersuchungen von den obigen Gesichtspunkten aus durchgeführt und
als ein Ergebnis gefunden, daß die
obige Aufgabe durch Bereitstellung eines mehrschichtigen Rohres
mit verschiedenen Zusammensetzungen, die ein Polypropylenharz und
wenigstens ein Copolymer, ausgewählt aus
hydriertem Blockcopolymer eines Polymerblocks aus einer vinylaromatischen
Verbindung und einem Isopren- und/oder Butadienblock und einem hydriertem
Produkt aus einem Copolymer aus einer vinylaromatischen Verbindung
und Butadien, umfaßt,
und durch die Bereitstellung einer medizinischen Vorrichtung, die
das obige mehrschichtige Rohr umfaßt, gelöst werden kann.
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Das
heißt,
gemäß der vorliegenden
Erfindung, werden die folgenden Erfindungen [1] und [2] bereitgestellt.
- [1] Mehrschichtiges Rohr, das aus mindestens
zwei Schichten zusammengesetzt ist, bei dem wenigstens eine Schicht
dieser Schichten eine Schicht (I) ist, die aus einer Harzzusammensetzung
hergestellt ist, die 5 bis 40 Massen-% Polypropylenharz (a), und
95 bis 60 Massen-% wenigstens eines Copolymers (b) umfaßt, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus
hydriertem Blockcopolymer (b1), der
durch Hydrierung eines Blockcopolymers erhalten wird, der aus einem Polymerblock
(A) aus einer aromatischen Vinylverbindung und einem Isoprenpolymerblock
(B) gebildet ist,
hydriertem Blockcopolymer (b2), der durch
Hydrierung eines Polymerblocks (A) aus einer aromatischen Vinylverbindung
und einem Polymerblock (C) aus Isopren und Butadien erhalten wird,
hydriertem
Blockcopolymer (b3), der durch Hydrierung eines Blockcopolymers
erhalten wird, der aus einem Polymerblock (A) aus einer aromatischen
Vinylverbindung und einem Butadienpolymerblock (D) gebildet ist,
und
hydriertem Blockcopolymer (b4), der durch Hydrierung eines
Copolymers einer aromatischen Vinylverbindung und Butadien erhalten
wird, und
wenigstens eine Schicht der übrigen Schicht oder Schichten
ist eine Schicht (II), die aus einer Harzzusammensetzung gebildet
wird, die 45 bis 100 Massen-% eines Polypropylenharzes (a) und 55
bis 0 Massen-% des obigen Copolymers (b) umfaßt, und
bei dem weiterhin
die Schicht (I) eine Schicht einer Innenschicht bildet und einer
Außenschicht
bildet und die Schicht (II) die andere Schicht bildet oder die Schicht
(I) eine Zwischenschicht bildet und die Schicht (II) die Innenschicht
und die Außenschicht
bildet.
- [2] Medizinische Vorrichtung umfassend das mehrschichtige Rohr
und weitere Teile, die mit dem mehrschichtigen Rohr verbunden sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine Querschnittansicht eines mehrschichtigen Rohres 1 der
vorliegenden Erfindung. 2 ist ein teilweise vergrößerter Längsansichtsschnitt
einer medizinischen Vorrichtung, die das mehrschichtige Rohr der
vorliegenden Erfindung enthält,
die mit weiteren Verbindungsteilen mit einem unterschiedlichen Durchmesser
verbunden sind. 3 ist ein teilweise vergrößerter Längsansichtsschnitt
einer medizinischen Vorrichtung, die das mehrschichtige Rohr der
vorliegenden Erfindung enthält,
die mit weiteren Verbindungsteilen mit einem unterschiedlichen Durchmesser
verbunden sind.
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In
den Abbildungen bezeichnet 1 ein mehrschichtiges Rohr, 3 bezeichnet
eine Innenschicht, 5 bezeichnet eine Außenschicht, 7 bezeichnet
eine Zwischenschicht, 50 bezeichnet ein Verbindungsteil, 55 bezeichnet
eine innere Oberfläche
des Verbindungsteils, 57 bezeichnet ein äußere Oberfläche des
Verbindungsteils, I bezeichnet eine Schicht (I) und II bezeichnet
eine Schicht (II).
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wird nun nachfolgend detailliert beschrieben.
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Das
Polypropylenharz (a) für
den Aufbau des mehrschichtigen Rohres der vorliegenden Erfindung kann
aus den bekannten Polypropylenharzen ausgewählt werden und es kann irgendein
Homopolypropylen, ein statistisches Polypropylen und Blockpolypropylen
sein. Die Polypropylenharze (a) können allein oder in Kombination
verwendet werden. Grundsätzlich
hatte das Polypropylenharz (a), wenn es unter den Bedingungen gemäß ASTMD-1238
bei 230°C
unter einer Belastung von 2160 g gemessen wird, vorzugsweise eine Schmelzflußrate (MFR)
im Bereich von 0,1 bis 500, insbesondere bevorzugt im Bereich von
0,1 bis 200.
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Als
ein Polypropylenharz für
die Schicht (I) hat das obige Polypropylen vorzugsweise ein Dauerbiegemodul
von 200 bis 400 MPa (Kristallinität von 30 bis 40% und ein Molekulargewicht
von 50000 bis 200000). Als ein Polypropylenharz für die Schicht
(II) hat das obige Polypropylen ein Dauerbiegemodul von 500 bis
900 MPa (Kristallinität
von wenigstens 50% und ein Molekulargewicht von 100000 bis 500000).
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Im
Prinzip ist die Schicht (I) eine Schicht, die eine Komponente bildet,
die ein Substrat des mehrschichtiges Rohres ausmacht und die Schicht
(II) ist eine Schicht die als eine Verbindungsschicht arbeitet,
wenn das mehrschichtige Rohr mit einem anderen Teil verbunden wird,
um eine medizinische Vorrichtung zu bilden.
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Wenn
das Polypropylenharz, das in die Schicht (I) eingebracht wird, ein
Dauerbiegemodul in dem obigen Bereich aufweist, kann dem Rohr mit
einer Flexibilität
und Antiknickeigenschaften ausgestattet sein. Wenn das Dauerbiegemodul
kleiner als 200 MPa ist, ist das Rohr zu weich und weist keine Stärke (Unbiegsamkeit) auf.
Wenn es 400 MPa übersteigt,
neigt das Rohr unerwünschterweise
dazu, zu verknicken oder zu verbiegen, wenn es gebogen wird.
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Wenn
das Polypropylenharz, das in die Schicht (II) eingebracht wird,
das ein Dauerbiegemodul in dem obigen Bereich aufweist, kann der
Schicht (II) eine Stärke
(Unbiegsamkeit) verliehen werden, so daß ein Fließen der Schicht (II) während der
Sterilisation mit einem Hochdruckdampf vermieden werden kann.
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Das
Copolymer (b), das für
die vorliegende Erfindung verwendet wird, ist ein hydriertes Blockcopolymer
((b1)–(b3)),
das durch Hydrierung eines Copolymers, das aus einem Block (A) aus
einer vinylaromatischen Verbindung und einem Polymerblock ((B)–(D)) aus
einem Isopren und/oder Butadien oder einem hydrierten Copolymer
einer vinylaromatischen Verbindung und Butadien, erhalten wird.
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Bei
den hydrierten Blockcopolymeren ((b1)–(b3)) wird Styrol als vinylaromatische
Verbindung bevorzugt und die hydrierten Blockcopolymere (b1)–(b3)) sind
vorzugsweise ein hydriertes Produkt (b1) eines Styrol-Isopren-Styrol-Copolymers,
ein hydriertes Produkt (b2) eines Styrol-Isopren/Butadien-Styrol-Copolymers, ein
hydriertes Produkt (b3) eines Styrol-Butadien-Styrol-Copolymers
und dergleichen.
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Das
hydrierte Copolymer (b4) ist ein hydriertes Copolymer, das durch
Hydrierung eines Copolymers einer vinylaromatischen Verbindung und
Butadien, wie oben beschrieben, erhalten wird. Vorzugsweise ist
die vinylaromatische Verbindung Styrol und das hydrierte Copolymer
(b4) ist ein hydrierter Styrol-Butadien-Kautschuk. Es ist besonders
erwünscht,
daß eine
Form des hydrierten Copolymers (b4) verwendet wird, die ultrafein
in Polypropylen dispergiert.
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Als
eine Vinylverbindung für
das Copolymer (b) können
solche vinylaromatischen Verbindungen, die später beschrieben werden, neben
Styrol verwendet werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist die Schicht (I) eine Schicht, die
aus einer Harzzusammensetzung gebildet wird, die 5 bis 40 Massen-%,
vorzugsweise 15 bis 35 Massen-%, besonders bevorzugt 20 bis 30 Massen-%
des Polypropylenharzes (a) und 95 bis 60 Massen-%, vorzugsweise
80 bis 70 Massen-% des Copolymers (b) enthält.
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Grundsätzlich hat
das mehrschichtige Rohr der vorliegenden Erfindung die Schicht (I)
als eine Substratschicht, so daß das
dem mehrschichtigen Rohr Flexibilität und Antiknickeigenschaften
verliehen werden. Das heißt,
wenn der Gehalt des Copolymers (b) 95 Massen-% übersteigt, ist das Rohr zu
weich und hat keine Stärke,
und wenn das Rohr mit medizinischen Schlauchklemmen für 15 Stunden
verschlossen wird und die Klemmen entfernt werden, wird das Rohr
nicht einfach eine Durchflußpassage
in dem Rohr innerhalb von 3 Sekunden ausbilden. Wenn außerdem das
Rohr einer Wärmebehandlung
wie einer Sterilisation im Autoklaven (121°C, 20 Minuten) unterworfen wird,
wird der Querschnitt des Rohres leicht verformt. Das Rohr hat deshalb geringe
Wiederhersteilungsfähigkeit
nach Verschluß und
geringe Wärmebeständigkeit.
Wenn darüber
hinaus der obige Gehalt weniger als 60 Massen-% beträgt, hat
die Harzzusammensetzung ein hohes Elastizitätsmodul und das Rohr eine geringe
Flexibilität,
so daß das
Rohr Knicke oder Verbiegungen unerwünschter weise aufrechterhält, wenn
es gebogen wird.
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Außerdem ist
grundsätzlich
bei der vorliegenden Erfindung die Schicht (II), die eine Verbindungsschicht
bildet, eine Schicht, die aus einer Harzzusammensetzung hergestellt
ist, die 45 bis 100 Massen-% des Polypropylenharzes (a) und 55 bis
0 Massen-% des Copolymers (b) enthält.
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Die
Zusammensetzung für
die Schicht (II) kann abhängig
von der Anwendung optimal festgelegt werden. Das heißt, wenn
die Schicht (II) als eine Außenschicht
verwendet wird, ist der Gehalt an Polypropylenharz (a) wenigstens
45 Massen-%. In diesem Fall kann das Verkleben eines Rohres mit
einem anderen während der
Sterilisation unter Hochdruckdampf oder Verkleben des Rohres mit
einem Verpackungsmaterial verhindert werden. Wenn das mehrschichtige
Rohr der vorliegenden Erfindung mit einem anderen Rohr mit einem
unterschiedlichen Durchmesser oder einem Teil wie einem Spritzenteil
mit einer Lösungsmittelklebung
oder einer Klebebindung oder durch Hot-Melt-Klebung verbunden wird,
ist es bevorzugt, daß der
Gehalt an Polypropylenharz (a) der Schicht (II), die eine Verbindungsschicht
(Außenschicht
und/oder Innenschicht) bildet, auf 70 Massen-% oder weniger im Hinblick
auf die Adhäsion
festgelegt wird.
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Wenn
die Schicht (II) als eine Innenschicht verwendet wird, wird der
Gehalt an Polypropylenharz (a) auf wenigstens 70 Massen-% festgelegt.
In dem Fall, wo die medizinischen Klemmen entfernt werden, nachdem
das Rohr mit den Klemmen verschlossen wurde, kann das Rohr in seinen
Originalzustand nach einem kurzen Zeitraum zurückkehren und der Durchfluß einer
Flüssigkeit
kann sichergestellt werden. Wenn außerdem das mehrschichtige Rohr
der vorliegenden Erfindung derart verwendet wird, daß es mit
Blut in Kontakt kommt, wie beim Blutkreislauf oder einem Bluttubus,
ist es bevorzugt, daß der
Gehalt an Polypropylenharz (a) in der Schicht (II), die mit dem
Blut in Kontakt kommt, von dem Gesichtspunkt der Affinität gegenüber Blut,
wie als Antikoagulationsmittel von Blut, wenigstens 70 Massen-%
beträgt.
Wie oben beschrieben, kann die optimale Zusammensetzung der Schicht
(II) in Abhängigkeit
von der Verwendung festgelegt werden.
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Bei
der vorliegenden Erfindung ist der Copolymer (b) vorzugsweise der
nachfolgend genannte hydrierte Blockcopolymer ((b1)–(b3)) oder
ein hydriertes Polymer (b4).
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Bei
dem Copolymer (b) ist der Gehalt an vinylaromatischer Verbindung
vorzugsweise 10 bis 40 Massen-%. Wenn der Gehalt an der vinylaromatischen
Verbindung weniger als 10 Massen-% beträgt, hat das Rohr manchmal eine
unzureichende mechanische Stärke.
Wenn er 40 Massen-% übersteigt,
hat die Zusammensetzung eine hohe Schmelzviskosität, so daß die vinylaromatische
Komponente schlecht mit dem Polypropylenharz (a) vermischt wird,
was zu Begrenzungen der Verformbarkeit führen kann.
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Bei
dem Isoprenpolymerblock (B) des hydrierten Blockcopolymers (b1)
ist der Gehalt an 1,2-Bindungen und 3,4-Bindungen (dies wird manchmal
als "Vinylbindungsgehalt" im weiteren bezeichnet)
vorzugsweise 10 bis 75 Massen-%. Wenn der Vinylbindungsgehalt zu
klein ist, ist solch ein Gehalt nicht ausreichend für die Transparenz.
Wenn er zu groß ist,
wird die Glasübergangstemperatur
der Harzzusammensetzung zu groß, und
die Flexibilität
der Formteile aus der Harzzusammensetzung neigt dazu, sich zu verschlechtern.
Wenn das Hydrierungsverhältnis
der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen in dem Copolymer (b)
zu klein ist, neigt das mehrschichtige Rohr zu einer geringen Witterungsbeständigkeit
und Wärmebeständigkeit,
so daß das
obige Hydrierungsverhältnis
vorzugsweise wenigstens 70% beträgt.
Der Hinweis auf die Transparenz ist oben ausgeführt, denn wenn das mehrschichtige
Rohr der vorliegenden Erfindung als ein Komponente in einer medizinischen
Vorrichtung verwendet ist, ist es erwünscht, daß das mehrschichtige Rohr eine
ausgezeichnete Transparenz aufweist.
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Für den hydrierten
Blockcopolymer (b2) ist es aus den gleichen Gründen bevorzugt, ein hydriertes Blockcopolymer
mit einem Isopren-Butadien-Copolymerblock (C) mit einem 1,2-Bindungs-
und 3,4-Bindungsgehalt von 20 bis 85% und mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen,
von denen wenigstens 70% hydriert sind, zu verwenden.
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Für den hydrierten
Blockcopolymer (b3) ist es aus den gleichen Gründen auch bevorzugt, ein hydriertes
Blockcopolymer mit einem Butadienpolymerblock (D) mit einem 1,2-Bindungsgehalt
von wenigstens 30% und mit Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen,
von denen wenigstens 70% hydriert sind, zu verwenden.
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Bei
dem Copolymer (b) schließen
die Beispiele der vinylaromatischen Verbindung Styrol, α-Methylstyrol,
1-Vinylnaphthalen, 3-Methylstyrol, 4-Propylstyrol, 4-Cyclohexylstyrol,
4-Dodecylstyrol, 2-Ethyl-4-Benzylstyrol und 4-(Phenylbutyl)-styrol
ein. Von diesen ist Styrol insbesondere bevorzugt.
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Obwohl
nicht speziell beschränkt,
ist das durchschnittliche Molekulargewicht des Polymerblocks (A), der
aus der vinylaromatischen Verbindung gebildet wird, vorzugsweise
im Bereich von 2500 bis 20000.
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Obwohl
nicht speziell beschränkt,
ist das durchschnittliche Molekulargewicht der Polymerblöcke (B), (C)
und (D) vorzugsweise im Bereich von 10000 bis 200000. Da die Form
des Polymers aus Isopren und Butadien nicht speziell beschränkt ist,
kann er jede Form der Statistischen-, Block- oder Konusform aufweisen.
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Bei
dem Blockpolymer (b) ist die Form der Bindung jeden Polymerblocks
((B), (C), oder (D)) nicht speziell beschränkt und sie kann linear, verzweigt
oder jeder Kombination davon sein. Besondere Beispiele der Molekularstruktur
des Copolymers (b) schließen
P(QP)n und (PQ)n ein,
bei denen P der Polymerblock (A), Q ein Polymerblock (B), (C) oder
(D) und n ist eine ganze Zahl von 1 oder größer.
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Als
Copolymer (b) kann außerdem
ein Copolymer verwendet werden, der eine sternförmige Molekularstruktur aufweist,
die in Anwesenheit von Divinylbenzol, einer Zinnverbindung oder
einer Silanverbindung als Kupplungsmittel (z.B. einem Polymer dargestellt
durch [(PQ)mX) erhalten wird, wobei P und
Q wie oben definiert sind, m ist eine ganze Zahl von 2 oder größer und
X ist ein Rest des Kupplungsmittels.
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Als
Copolymer (b) können
Copolymere mit den obigen unterschiedlichen Molekularstrukturen
allein verwendet werden oder zwei oder mehr Copolymere mit den obigen
unterschiedlichen Molekularstrukturen können als Mischung eines Triblocktyp-
und Diblocktypcopolymere verwendet werden. Das durchschnittliche Molekulargewicht
des obigen Copolymers (b) liegt vorzugsweise im Bereich von 30000
bis 300000.
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Das
Verfahren zur Herstellung des Copolymers (b) kann aus den bekannten
Verfahren ausgewählt werden,
es kann jedes Verfahren zur Hydrierung eines Blockcopolymers verwendet,
der durch eines der nachfolgenden Verfahren (α) bis (γ) erhalten werden kann, das
heißt
- (α)
ein Verfahren, bei dem eine vinylaromatische Verbindung in Anwesenheit
einer Alkyllithiumverbindung als Starter polymerisiert wird und
dann eine konjugierte Dienverbindung (Isopren, Butadien) und eine
vinylaromatische Verbindung in einer Folgereaktion polymerisiert
werden,
- (β)
ein Verfahren, bei dem eine vinylaromatische Verbindung polymerisiert
wird, dann eine konjugierte Dienverbindung polymerisiert wird und
die Kupplung des erhaltenen Blockcopolymers in Anwesenheit eines Kupplungsmittels
durchgeführt
wird, und
- (γ)
ein Verfahren, bei dem eine konjugierte Dienverbindung in Anwesenheit
einer Dilithiumverbindung als Starter polymerisiert wird und dann
eine vinylaromatische Verbindung in einer Folgereaktion polymerisiert wird.
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In
dem obigen Verfahren wird die Alkyllithiumverbindung als Starter
ausgewählt
aus den Verbindungen, deren Alkylgruppe 1 bis 10 Kohlenstoffatome
aufweist und von denen sind Methyllithium, Ethyllithium, Pentyllithium,
n-Butyllithium, s-Butyllithium und t-Butyllithium bevorzugt. Beispiele
der Kupplungsmittel für
die Kupplung des Blockcopolymers schließen Halogenverbindungen, wie
Dichlormethan, Dibrommethan, Dichorethan, Dibromethan, Dibrombenzol
und Zinntetrachlorid; Esterverbindungen, wie Phenylbenzoat und Ethylacetat;
Divinylbenzol und verschieden Silanverbindungen, ein. Außerdem schließen Beispiele
der Dilithiumverbindung als Starter Naphthalendilithium und Dilithiohexylbenzol
ein.
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Die
Menge des obigen Starters oder Kupplungsmittels wird festgelegt,
wie sie in Abhängigkeit
vom Molekulargewicht des gewünschten
Blockcopolymers benötigt
wird. Pro 100 Gewichtsteile aller beteiligten Monomere, die für die Polymerisation
verwendet werden, liegt die Menge an Starter im Bereich von 0,01
bis 0,2 Gewichtsteilen und die Menge an Kupplungsmittel liegt im
Bereich von 0,04 bis 0,8 Gewichtsteilen.
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Der
Vinylbindungsgehalt in jedem der Polymerblöcke (B) bis (D) kann durch
die Verwendung einer Lewis-Base als Cokatalysator bei der Polymerisation
kontrolliert werden. Beispiele der obigen Lewis-Base schließen Ether,
wie Dimethylether, Diethylether und Tetrahydrofuran, Glycolether,
wie Ethylenglycoldimethylehter und Diethylenglycoldimethylether,
und aminhaltige Verbindung, wie Triethylamin, N,N,N',N'-Tetramehtylethylendiamin
(im weiteren als "TMDA" abgekürzt) und
N-Methylmorpholin
ein. Die Lewis-Base wird in einer Menge pro Mol der Lithiumatom
in dem Polymerisationsstarter im Bereich von 0,1 bis 1000 Mol verwendet.
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Bei
der Polymerisation ist es bevorzugt, ein organisches Lösungsmittel
zu verwenden, daß gegenüber dem
Polymerisationsstarter als Lösungsmittel
inert ist. Das obige Lösungsmittel
wird vorzugsweise ausgewählt aus
aliphatischen Kohlenwasserstoffen mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen,
wie Hexan und Heptan, alicyclischen Kohlenwasserstoffen, wie Cyclohexan
und Methylcyclohexan, oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie Benzol.
Bei jedem der obigen Polymerisationsverfahren (α) bis (γ) wird die Polymerisation im
allgemeinen in einem Temperaturbereich von 0 bis 80°C durchgeführt und
die Reaktionszeit beträgt
im allgemeinen 0,5 bis 50 Stunden.
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Dann
wird der Blockcopolymer, der durch das obige Verfahren erhalten
wurde, in das hydrierte Blockcopolymer (b1), (b2) oder (b3) überführt, zum
Beispiel mit einem bekannten Verfahren, wie einem Verfahren, bei
dem Wasserstoff in einem molekularen Zustand mit dem Blockcopolymer
in Anwesenheit eines bekannten Hydrierungskatalysators in einem
Zustand, in dem der Blockcopolymer in einem Lösungsmittel gelöst ist,
das gegenüber
der Reaktion inert ist, reagiert. Der obige Hydrierungskatalysator
wird ausgewählt
aus heterogenen Katalysatoren, die aus einem Metall zusammengesetzt
sind, wie Raney-Nickel, Pt, Pd, Ru, Rh oder Ni, die von einem Trägerstoff
wie Kohlenstoff, Aluminium oder Kieselgur als Trägersubstanz gehalten werden;
Ziegler-Katalysatoren, die aus Kombinationen von organometallischen
Verbindungen von Metallen der Gruppe VIII des Periodensystems, wie
Nickel oder Kobalt mit organischen Aluminiumverbindungen oder organischen
Lithiumverbindungen, wie Triethylaluminium und Triisobutylaluminium
gebildet werden; oder Metallocenkatalysatoren, die aus Kombinationen
von bis(Cyclopentadienyl)-Verbindungen von Übergangsmetallen, wie Titan,
Zirkon oder Hafnium mit einer organometallischen Verbindung aus
Lithium, Natrium, Kalium, Aluminium, Zink oder Magnesium gebildet
werden.
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Die
Hydrierung wird im allgemeinen unter einem Hydrierungsdruck im Bereich
des normalen Druckes bis 20 MPa bei einer Reaktionstemperatur im
Bereich von Raumtemperatur bis 250°C durchgeführt. Die Reaktionszeit beträgt im allgemeinen
0,1 bis 100 Stunden. Das Copolymer (b), das durch die obige Hydrierung erhalten
wurde, wird durch (i) Ausflockung der Reaktionsmischung in Methanol
oder dergleichen und dann wird die ausgeflockte Reaktionsmischung
bei reduziertem Druck erwärmt
oder getrocknet oder (ii) Durchführung
einer sogenannten Wasserdampfdestillation, bei der die Reaktionslösung in
kochendes Wasser gegossen wird und das Lösungsmittel azeotropisch entfernt
wird und durch das Erhitzen des Reaktionsprodukts oder durch dessen
Trocknen unter reduziertem Druck gewonnen wird.
-
Bei
dem mehrschichtigen Rohr der vorliegenden Erfindung hat die Schicht
(I) vorzugsweise ein Elastizitätsmodul
(elastisches Modul der Schicht per se) von 30 MPa oder weniger bei
25°C. Außerdem hat
jede Schicht (I) und Schicht (II) eine Trübung von 25% oder weniger bei
einer Dicke von 1 mm. Darüber
hinaus kann das mehrschichtige Rohr der vorliegenden Erfindung vorzugsweise
einen Radius von 20 mm ohne Verknicken aufweisen.
-
Das
mehrschichtige Rohr der vorliegenden Erfindung kann, wie es ist,
verwendet werden. Praktischerweise und vorzugsweise wird/werden
jedoch die Schicht(en) (II), die die äußere Oberfläche und/oder die innere Oberfläche des
mehrschichtigen Rohres bilden, als Verbindungsschicht(en) verwendet
und andere Rohre mit einem unterschiedlichen Durchmesser, einem
Verbindungsstück
und ein Anschlußstück werden
damit vor der Verwendung verbunden. Die obige Verbindung wird durch Lösungsmittelklebung
oder Hot-Melt-Klebung erhalten oder kann durch Verbindung mit einem
Klebemittel erhalten werden.
-
Außerdem ist
bei dem mehrschichtigen Rohr der vorliegenden Erfindung vorzugsweise
der Scherabziehwiderstand des zusammengeklebten Anteils (geklebter
Teil) der äußersten
Schichten des mehrschichtigen Rohres nach der Sterilisation im Autoklaven
bei 121°C
für 20
Minuten 35 N oder weniger, und der 180° Abziehwiderstand eines zusammengeklebten
Teils der äußersten
Schicht und eines Polyolefins, wie zum Beispiel Polypropylen, das
die innerste Schicht bildet, nach der Sterilisation ist 5 N oder
weniger. Der Ausdruck "180° Abziehwiderstand" in der vorliegenden
Anmeldung betrifft einen Widerstand der durch ein Testverfahren
gemessen wird, das in JIS K6854 definiert ist.
-
Das
mehrschichtige Rohr der vorliegenden Erfindung ist als ein medizinischer
Schlauch als Kreislauf für
extrakorporeale Zirkulation geeignet und vorzugsweise kann das mehrschichtige
Rohr einen Durchlaß für einen
Einlaß innerhalb
von 3 Sekunden bilden, wenn es mit einer medizinischen Klemme für 15 Stunden
geschlossen wurde und dann die Klemmen entfernt werden.
-
Jede
Harzzusammensetzung zur Bildung des mehrschichtigen Rohres der vorliegenden
Erfindung kann Zusatzmittel wie ein Antioxidationsmittel, ein UV-Absorptionsmittel,
einen Lichtstabilisator, einen Farbstoff, ein Kristallkeimmittel,
usw. in solchen Mengen enthalten, daß die Eigenschaften des mehrschichtigen Rohres
nicht beeinträchtigt
werden. Im allgemeinen liegt die Menge dieser Zusatzmittel pro 100
Massenteilen im Bereich von 0,01 bis 5 Massenteile.
-
Jede
Harzzusammensetzung zur Bildung des mehrschichtigen Rohres kann
andere Polymere, wie hydriertes Polyisopren, hydriertes Polybutadien,
ein hydriertes Styrol-Isopren
statistisches Copolymer, Butylkautschuk, Polyisobytylen, Polybuten,
Ethylen-Propylen-Kautschuk,
ein Ethylen-α-Olefincopolymer,
eine Ethylen-Vinyl-Acetatcopolymer,
ein Ethylen-Methacrylsäurecopolymer,
ein Ethylen-Acrylsäurecopolymer,
Ionomere dieser Verbindungen, ein Ethylen-Ethyl-Acrylatcopolymer, ein Ethylen-Methyl-Methacrylatcopolymer,
ein Ethylen-Ethyl- Methacrylatcopolymer,
ataktisches Polypropylen, und dergleichen, enthalten, in solchen
Mengen, daß die
Vorteile der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt werden.
Die obigen Harzzusammensetzungen können durch bekannte Quervernetzungsverfahren
mit einem Peroxid etc. vor der Verwendung quervernetzt werden.
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Die
Harzzusammensetzungen zur Bildung des mehrschichtigen Rohres der
vorliegenden Erfindung können
durch Kneten des Polypropylenharzes (a), dem Copolymer (b) und wahlweise
dem/den obigen Zusatzmittel(n) mit einer Knetmaschine wie einem
Einzelschneckenextruder, einem Doppelschneckenextruder, einer Knetmaschine,
einem Banbury-Mixer, einer Walze oder dergleichen hergestellt werden.
Die so hergestellten Harzzusammensetzungen werden zu einem mehrschichtigen
Rohr durch Coextrusion oder Beschichten geformt.
-
Das
mehrschichtige Rohr der vorliegenden Erfindung weist eine ausgezeichnete
Flexibilität,
Transparenz, Antiknickeigenschaften, Widerherstellungsfähigkeit
nach Verschluß und
Wärmebeständigkeit
auf. Das heißt,
insbesondere, 1. wenn ein Blasendetektor verwendet wird, kann 1
ml Einzelbläschen
bei einer Flußgeschwindigkeit
von 300 ml/Minute nachgewiesen werden, 2. jede der Zusammensetzungen,
die die Schichten bilden, weisen eine Trübung von 25% oder weniger bei
einer Dicke von 1 mm auf, 3. wenn das mehrschichtige Rohr auf einem
Bogen mit einem Radius von 20 mm geformt wird, ist es nicht gekrümmt, 4.
wenn das mehrschichtige Rohr mit einer medizinischen Schlauchklemme
für 15
Stunden verschlossen wird, und dann die Klemme entfernt wird, bildet
das Rohr innerhalb von 3 Sekunden eine Durchlaßöffnung und 5. nachdem das mehrschichtige
Rohr in einem Autoklaven sterilisiert wurde (121°C, 20 Minuten) ist der Scherabziehwiderstand der
zusammengeklebten Anteile der äußersten
Schichten des mehrschichtigen Rohres 35 N oder weniger und der 180° Abziehwiderstand
eines geklebten Anteils der äußersten
Schicht des Rohrs und ein Sterilisationsbeutel mit der innersten
Schicht, die aus Polypropylen gebildet ist, ist 5 N oder weniger.
-
Ein
Beispiel der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
im weiteren erklärt. 1 zeigt
eine Querschnittansicht eines mehrschichtigen Rohres der vorliegenden
Erfindung. Die 2 und 3 zeigen
einen teilweise vergrößerten Längsansichtsschnitt
einer medizinischen Vorrichtung, die das mehrschichtige Rohr der
vorliegenden Erfindung enthält,
die mit weiteren Verbindungsteilen mit einem unterschiedlichen Durchmesser
und einen Spritzenteil verbunden sind. Zusätzlich betrifft das Spritzenteil
der vorliegenden Erfindung ein tubuläres Teil, das mit dem mehrschichtigen Rohr
der vorliegenden Erfindung verbunden werden kann und schließt, zum
Beispiel ein Verbindungsstück
und einen Anschlußstück ein.
-
In 1(1) ist das mehrschichtige Rohr ein zweischichtiges
Rohr 1, das aus der Schicht (I), die die Innenschicht 3 bildet,
und der Schicht (II), die die Außenschicht 5 bildet,
geformt. In 1(2) ist das mehrschichtige
Rohr eine zweischichtiges Rohr 1, das aus der Schicht (I),
die die Außenschicht 5 bildet
und der Schicht (II), die die Innenschicht 3 bildet, geformt.
In 1(3) ist das mehrschichtige Rohr 1 des
weiteren ein dreischichtiges Rohr, das aus einer Zwischenschicht 7 und
den Schichten (II), die eine Innenschicht 3 und eine Außenschicht 5 bilden,
geformt.
-
2 zeigte
einen Zustand, bei dem das zweischichtige Rohr 1, das in 1(1) gezeigt ist, mit einem Verbindungsteil 50,
wie zum Beispiel einem anderen Rohr mit einem unterschiedlichen
Durchmesser oder einem Spritzenteil, verbunden ist und die Schicht
(II), die die Außenschicht 5 bildet
und eine Innenwandoberfläche 55 des
Verbindungsteils 50 können
so miteinander verbunden werden. Der Ausdruck "Verbindung" bedeutet die Verbindung mittels einer
Lösungsmittelklebung
oder Hot-Melt-Klebung,
wie bereits beschrieben. Die Adhäsion
durch Hot-Melt-Klebung schließt
die Anwendung einer Hot-Melt-Klebung mit elektrischer Wärme, hochfrequente
Hot-Melt-Klebung und Hot-Melt-Klebung mit heißer Luft ein. Jedoch sollte
die Klebung nicht darauf beschränkt
sein und andere Hot-Melt-Klebungen können verwendet werden. 3 zeigt
ebenfalls einen Zustand, bei das zweischichtige Rohr 1,
das in 1(2) gezeigt ist, mit einem
Verbindungsteil 50 und die Schicht (II), die die Innenschicht 3 bildet
und eine Außenwandoberfläche 57 des Verbindungsteils 50 miteinander ähnlich einer
Lösungsmittelklebung
oder Hot-Melt-Klebung
verbunden werden.
-
Bei
dem zweischichtigen Rohr ist das Verhältnis der Dicke der Schicht
(I) und der Schicht (II), Schicht (I)/Schicht (II) vorzugsweise
940–980/60–20. Das
heißt,
dem gesamten Rohr werden Flexibilität und Antiknickeigenschaften
verliehen, weil die Schicht (I) mit einer genügenden Dicke verglichen mit
der Schicht (II) versehen wurde. Das heißt, wenn das Verhältnis der
Dicke der Schicht (I) kleiner als 940 (wenn das Verhältnis der Dicke
der Schicht (II) 60 überschreitet),
ist die Wanddicke des Rohres zu klein und es wird möglich, das
ein Verknicken vorkommt. Wenn das Verhältnis der Dicke der Schicht
(I) 980 übersteigt
(wenn das Verhältnis
der Dicke der Schicht (II) kleiner als 20 ist) wird die Wanddicke
des Rohres extrem groß und
die Steifheit wird zu groß,
so daß das
Rohr zu einer abnehmenden Flexibilität neigt. Wenn außerdem die
Dicke der Schicht (II) zu klein wird, ist das Rohr nicht mehr für eine Anwendung
der Lösungsmittelklebung
oder Hot-Melt-Klebung geeignet.
-
Bei
dem dreischichtigen Rohr ist das Verhältnis der Dicke der Schicht
(I) und der Schichten (II), Schicht (II)/Schicht (I)/Schicht (II)
vorzugsweise 20–30/940–960/20–30. Wenn
das Verhältnis
der Dicke der Schicht (I) kleiner als 940 (wenn das Verhältnis der
Dicke der Schichten) (II) 30 überschreitet),
ist die Wanddicke des Rohres zu klein und es wird möglich, das
ein Verknicken vorkommt. Wenn das Verhältnis der Dicke der Schichten) (II)
kleiner als 20 ist (wenn das Verhältnis der Dicke der Schicht
(I) 960 übersteigt)
wird die Wanddicke der Schicht (II) zu klein, so daß es schwierig
wird, Lösungsmittelklebung
oder Hot-Melt-Klebung anzuwenden.
-
Wenn
das mehrschichtige Rohr der vorliegenden Erfindung als eine Komponente
mit einem Formteil, wie zum Beispiele anderen Schläuchen mit
einem unterschiedlichen Durchmesser oder einem Spritzenteil, wie oben
beschrieben, verbunden wird, können
geeignete medizinische Vorrichtungen, wie zum Beispiel ein Blutkreislauf,
ein Blutbeutel, ein Katheder oder dergleichen gebildet werden.
-
Für das mehrschichtige
Rohr der vorliegenden Erfindung werden die besten oben genannten
Eigenschaften ausgenutzt und es kann bei einem Kreislauf für die extrakorporeale
Zirkulation, wie zum Beispiel einem Blutkreislauf für künstliche
Nierendialyse, einem Blutkreislauf für Blutplasmaaustausch, einem
Kreislauf für
Ascitesbehandlungssysteme durch Filtration, Konzentration und Infusion
oder dergleichen verwendet werden. Des weiteren, kann zusätzlich zu
dem obigen Kreislauf für
extrakorporeale Zirkulation, das mehrschichtige Rohr der vorliegenden
Erfindung zum Beispiel für
verschiedene medizinische Vorrichtungen, wie zum Beispiel einem
Infusionstubus, einem Katheder, einem Ballonkatheder etc. verwendet
werden, industrielle Anwendung findet es zum Beispiel als Schlauch,
auf den Gebieten der Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei und
auf dem Gebiet der Haushaltsartikel, wo eine ausgezeichnete Flexibilität und Transparenz
benötigt
werden.
-
Beispiele
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden
Beispiele erklärt,
bei denen "%" für "Massen-%" verwendet wird,
es sei denn, es wird anders angeben.
-
In
den folgenden Referenzbeispielen 1 und 2, den Beispielen 1 bis 5
und dem Vergleichsbeispiel 1 wird das Zusammenkleben der Rohre der
mehrschichtigen Rohre miteinander während der Sterilisation, die
Antiknickeigenschaften und die Adhäsion mit den folgenden Methoden
bestimmt.
-
(Zusammenkleben während der
Sterilisation)
-
Rohre
werden mit einem Papierband fixiert, so daß sie nahe aneinanderhängen und
die Rohre werden in einem Autoklaven bei 121°C für 20 Minuten sterilisiert und
dann wird der Scherabziehwiderstand gemessen.
-
(Häufigkeit eines Knickradius)
-
Beide
Enden eines 20 cm langen Rohres wurden mit Werkzeugen fixiert, der
Abstand zwischen den Werkzeugen wurde schrittweise verkleinert,
die Maße
wurden genommen, wenn das Rohr sich bog und der Radius der Krümmung wurde
bestimmt.
-
(Lösungsmittelklebungseigenschaften)
-
Ein
Rohr, das eine inneren Durchmesser von 6,8 mm aufwies und aus der
gleichen Zusammensetzung hergestellt wurde, wie die einer adhäsiven Schicht
wurde zum Kleben mit THF verwendet und nach 24 Stunden wurde die
Zugfestigkeit des Rohres gemessen.
-
Referenzbeispiel 1 (Bestimmung
des Mengenverhältnisses
für die
Schicht (II))
-
Für die Schicht
(II) wurden Polypropylen (F327) und ein Styrol-Isopren-Styrol hydriertes
Blockcopolymer (HVS-3), in den in Tabelle 1 gezeigten Mengenverhältnissen,
vermischt, um eine Rohr mit einem Außendurchmesser von 6,8 mm herzustellen
und für
das Rohr wurde die Stärke
der Bindung während
der Sterilisation und die Stärke
der Lösungsmittelklebung
gemessen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse.
-
-
Gemäß den in
Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen ist, wenn das Mengenverhältnis des
Polypropylenharzes (a) in dem Mengenverhältnis des Polypropylenharzes
(a) und dem Copolymer (b) 70 oder weniger (wenn das Mengenverhältnis des
Copolymers (b) 30 oder größer ist)
beträgt,
die Bindungsstärke
des Rohres mit einem Rohr mit einem anderen Durchmesser gut. Wenn
jedoch das Mengenverhältnis
des Polypropylenharzes (a) 40 oder weniger beträgt (wenn das Mengenverhältnis des
Copolymers (b) 60 oder größer ist),
wird unerwünschterweise
die Stärke
des Zusammenklebens der Rohre miteinander 36 N oder mehr.
-
Wenn
das Mengenverhältnis
des Polypropylenharzes (a) 70 übersteigt
(wenn das Mengenverhältnis des
Copolymers (b) mehr als 30 ist), wird das Zusammenkleben der Rohre
miteinander vorzugsweise 10 N oder weniger. Nachteilig ist jedoch
eine Bindungsstärke
der Rohre mit verschiedenen Durchmessern von weniger als 90 N.
-
Es
kann daraus ersehen werden, daß das
Mengenverhältnis
des Polypropylenharzes (a)/Copolymer (b) auf vorzugsweise von 70/30
bis 45/55 festgelegt wird, wobei das Zusammenkleben der Rohre miteinander während des
Sterilisierens vermieden wird und die Stärke der Lösungsmittelklebung mit einem
Rohr mit unterschiedlichem Durchmesser aufrechterhalten wird.
-
Beispiele 1–5 und Vergleichsbeispiel
1
-
Ein
handelüblich
verfügbares
Polypropylen [F327 (Handelsname)], vertrieben von Grand Polymer
Inc,. Dauerbiegemodul (JIS K7203): 780 MPa) wurde als Polypropylenharz
(a) verwendet und ein handelsüblich verfügbares hydriertes
Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Blockcopolymer
[Kraton G G1652 (Handelsname), vertrieben von Shell Chemicals Co.],
ein hydriertes Isopren-Copolymer [Hybrar HVS-3 (Handelsname), vertrieben von
Kuraray Ltd.] oder ein hydriertes Styrol-Butadien-Kautschuk [DYNARON
1320P (Handelsname), vertrieben von JSR] wurden als Copolymer (b)
verwendet.
-
Das
obige Polypropylenharz (a) und das Copolymer (b) wurden, in dem
in Tabelle 2 gezeigten Mengenverhältnis, gemischt, um eine Harzzusammensetzung
herzustellen.
-
Die
obigen Harzzusammensetzungen wurden coextrudiert, um ein dreischichtiges
Rohr mit einer Schicht (II) (Außenschicht/Schicht
(I) (Zwischenschicht)/Schicht (II) (Innenschicht)-Struktur zu bilden.
-
Das
dreischichtige Rohr wies eine Größe von 7
mm als Außendurchmesser
und 1 mm als Wanddicke auf und das Mengenverhältnis der Schicht (I) und den
Schichten (II) war, wie in Tabelle 2 gezeigt.
-
Das
obige mehrschichtige Rohr wurde auf seine Klebefähigkeit von Rohren miteinander
während
der Sterilisation, Antiknickeigenschaften und Bindungseigenschaften
untersucht, die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
-
Wie
sich eindeutig aus Tabelle 2 ergibt, erfüllt das mehrschichtige Rohr
der Beispiele 1 bis 5 gemäß der vorliegenden
Erfindung nahezu alle die vorher beschriebenen Ausführungen
(a) bis (c), die ein medizinisches Rohr haben muß. Im Gegensatz dazu, wenn
das Mengenverhältnis
des Polypropylen erniedrigt wird und das Mengenverhältnis des
Copoymers (b) in der Zusammensetzung der Schicht (II), wie im Vergleichsbeispiel 1
erhöht
wird, erhöht
sich die Klebewirkung während
der Sterilisation.
-
In
den Referenzbeispielen 2 bis 4, den Beispielen 6 bis 16 und den
Vergleichsbeispielen 1 und 3, wurden die Polymere auf den Styrolgehalt,
das durchschnittliche Molekulargewicht, den Vinylbindungsgehalt
und die Hydrierungsverhältnisse
untersucht, die Formteile aus den Harzzusammensetzungen wurden auf
ihre Flexibilität
und Transparenz untersucht und Röhrchen
wurden auf ihre Transparenz, Antiknickeigenschaften, Wiederherstellungsfähigkeit
nach Verschluß und
Wärmebeständigkeit
durch die nachfolgend genannten Verfahren untersucht.
-
(Styrolgehalt)
-
Dieser
wurde auf der Basis der Masse jeden Monomers, der für die Polymerisation
verwendet wurde, bestimmt.
-
(Durchschnittliches Molekulargewicht)
-
Das
durchschnittliche Molekulargewicht (Mn) wurde als Polystyrol durch
GPC-Messung bestimmt.
-
(Vinylbindungsgehalt)
-
Ein
Blockcopolymer wurde vor der Hydrierung in deuteriertem Chloroform
(CDCl3) gelöst und mit einem 1H-NMR
gemessen und der Vinylbindungsgehalt wurde auf der Basis der Größe der Peaks,
die mit den 1,2-Bindungen und 3,4-Bindungen korrespondieren, bestimmt.
-
(Hydrierungsverhältnis)
-
Das
Hydrierungsverhältnis
wurde mit der Messung der Jodzahlen des Blockcopolymers vor und
nach der Hydrierung bestimmt.
-
-
(Flexibilität der Harzzusammensetzung)
-
Ein
Teststück
mit einer Länge
von 30 mm, einer Breite von 5 mm und einer Dicke von 1 mm wurde hergestellt
und die dynamische Viscoelastizität in Abhängigkeit von der Temperatur
bestimmt. Das Elastizitätsmodul
bei 25°C
wurde verwendet. Die Meßbedingungen
waren folgende: Zugmodulus (Sinuswellenverzerrung, Amplitudenverschiebung;
10 μm, Frequenz;
1 Hz), Spannungs-Spannungs-Abstand (chuck-chuck-distance); 20 mm,
Meßtemperaturbereich; –100 bis
150°C, Temperaturerhöhungsrate;
3°C/Minute.
-
(Transparenz der Harzzusammensetzung)
-
Eine
Folie mit einer Dicke von 1 mm wurde hergestellt und auf einen Trübungswert
mit einem Trübungsmeßgerät, gemäß einem
in JIS K7105 definierten Verfahren, gemessen, und der Trübungsindex
wurde als Index für
die Transparenz einer Harzzusammensetzung verwendet.
-
(Transparenz des Rohrs)
-
Wenn
ein Rohr mit Wasser gefüllt
wurde, wurde der Grad bis zu dem Luftblasen in dem Rohr sichtbar beobachtet
werden konnten, als ein Index für
die Transparenz verwendet.
-
(Antiverknickeigenschaften
des Rohres)
-
Ein
Rohr mit einer Länge
von 20 cm wurde in Form eines U gebogen und für ungefähr eine Minute in dieser Form
gehalten und wurde das Rohr auf Verknickungen untersucht. Das Rohr
wurde auf einen Krümmungsradius
mit einem R-Meßinstrument
untersucht und der kleinste Radius der Krümmung, bei dem kein Verknicken
vorkam, wurde als Index für
die Antiknickeigenschaften verwendet.
-
(Wiederherstellungsfähigkeit
des Rohres nach einem Verschluß)
-
Ein
mit einer Salzlösung
gefülltes
Rohr wurde mit einer medizinischen Klemme für 15 Stunden verschlossen und
dann wurde die Klemme entfernt. Die Zeitspanne wurde gemessen bevor
das Rohr innen einen Durchlaß bildete
und als Index für
die Wiederherstellungsfähigkeit
des Rohres nach Verschluß verwendet.
-
(Beständigkeit gegenüber Rohr/Rohr-Verklebung
unter Wärme)
-
Zwei
Rohre mit eine Länge
von jeweils 10 cm wurde zusammengesteckt, so daß jeweils 5 cm von ihnen parallel
zusammengesteckt waren, und die zusammengesteckten Teile wurden
mit einem Papierband verbunden. Die Rohre wurden einer Sterilisation
im Autoklaven unterworfen (121°C,
20 Minuten) und der Verbindungspapierstreifen wurde entfernt. Die
Rohre wurden auf ihren Scherabziehwiderstand untersucht und die Rohr/Rohr-Klebestärke wurde
als Index für
die Beständigkeit
gegenüber
Verklebung unter Wärme
verwendet. Für
den Scherabziehwiderstand wurde ein maximaler Wert unter Bedingungen
einer Testgeschwindigkeit von 100 mm/Minute mit einem Zugfestigkeitstester
verwendet.
-
(Beständigkeit gegenüber Rohr/Film-Verklebung
unter Wärme)
-
Ein
Rohr mit einer Länge
von 10 cm wurde in einem Sterilisationsbeutel (vertrieben von Hogy
Medical Co.) plaziert und einer Sterilisation im Autoklaven (121°C, 20 Minuten)
unterworfen. Dann wurde der Film mit einem 180° Abziehwiderstand gemessen und
die Rohr/Film-Verklebung wurde als Index für die Beständigkeit gegenüber Verklebung
unter Wärme
verwendet. Für
den Scherabziehwiderstand wurde ein maximaler Wert unter Bedingungen
einer Testgeschwindigkeit von 100 mm/Minute mit einem Zugfestigkeitstester
verwendet.
-
Referenzbeispiel 2 (Herstellung
des Copolymers Nr. 1)
-
In
einem Druckkessel, der mit trockenem Stickstoff substituiert wurde,
wurde Styrol bei 60°C
in Cyclohexan als Lösungsmittel
in Gegenwart von s-Butyllithium als Polymerisationsstarter polymerisiert
und dann wurde TMEDA als Lewis-Base zugegeben. Dann wurden nacheinander
Isopren und Styrol polymerisiert, um einen Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer
zu ergeben. Der so erhaltene Blockcopolymer wurde in Cyclohexan
in Gegenwart von Pd/C als Katalysator unter 2 MPa Wasserstoffatmosphäre hydriert,
um ein hydriertes Blockcopolymer zu ergeben (das hydrierte Blockcopolymer
in Referenzbeispiel 2 wird als "Copolymer
Nr. 1" im weiteren
abgekürzt
verwendet). Tabelle 3 zeigt den Styrolgehalt, das durchschnittliche
Molekulargewicht, den Vinylbindungsgehalt und das Hydrierungsverhältnis des
erhaltenen Copolymers Nr. 1.
-
Referenzbeispiel 3 (Herstellung
des Copolymers Nr. 2)
-
Styrol,
eine Mischung aus Isopren mit Butadien [Isopren/Butadien = 60/40
(Massenverhältnis)]
und Styrol wurden nacheinander in einem Cyclohexanlösungsmittel
in Gegenwart von S-Butyllithium und TMEDA in gleicher Weise wie
in Referenzbeispiel 2 polymerisiert, um einen Styrol-(Isopren/Butadien)-Styrol-Blockcopolymer
zu ergeben. Der so hergestellte Blockcopolymer wurde in der gleichen
Weise wie in Referenzbeispiel 2 hydriert, um ein hydriertes Blockcopolymer
zu ergeben (das hydrierte Blockcopolymer in Referenzbeispiel 3 wird
als "Copolymer Nr.
2" im weiteren abgekürzt verwendet).
Tabelle 3 zeigt den Styrolgehalt, das durchschnittliche Molekulargewicht,
den Vinylbindungsgehalt und das Hydrierungsverhältnis des erhaltenen Copolymers
Nr. 2.
-
Referenzbeispiel 4 (Herstellung
des Copolymers Nr. 3)
-
Styrol,
Butadien und Styrol wurden nacheinander in einem Cyclohexanlösungsmittel
in Gegenwart von S-Butyllithium und TMEDA in gleicher Weise wie
in Referenzbeispiel 2 polymerisiert, um einen Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer
zu ergeben. Der so hergestellte Blockcopolymer wurde in der gleichen
Weise wie in Referenzbeispiel 2 hydriert, um das hydrierte Blockcopolymer
Nr. 3 zu ergeben (das hydrierte Blockcopolymer in Referenzbeispiel
4 wird als "Copolymer
Nr. 3" im weiteren
abgekürzt
verwendet). Tabelle 3 zeigt den Styrolgehalt, das durchschnittliche
Molekulargewicht, den Vinylbindungsgehalt und das Hydrierungsverhältnis des erhaltenen
Copolymers Nr. 3.
-
-
(Anmerkung):
-
- A: Polystyrolblock
- B: Polyisoprenblock
- C: Poly(isopren/Butadien)block
- D: Polybutadienblock
-
Beispiele 6–9 und Vergleichsbeispiele
2–3
-
Als
Polypropylenharz (a) wurde ein handelübliches Blocktyppolypropylen
[BC1B (Handelsname)], vertrieben von Nippon Polychem.], ein Polypropylen
vom statistischen Typ [J215W (Handelsname), vertrieben von Grand
Polymer Co.] und ein Polypropylen von Homotyp [MA3 (Handelsname),
vertrieben von Nippon Polychem.] verwendet. Als Copolymer (b) wurde
das Copolymer Nr. 1, erhalten durch Referenzbeispiel 2, Copolymer
Nr. 2, erhalten durch Referenzbeispiel 3, Copolymer Nr. 3, erhalten
durch Referenzbeispiel 4 und handelüblich verfügbarer hydrierter Styrol-Butadien-Kautschuk
[DYNARON 1320P (Handelsname) vertrieben durch JSR Co., Ltd.] verwendet.
-
Das
Polypropylenharz (a) und das Copolymer (b) wurden in einem, in Tabelle
4 gezeigten, Mengenverhältnis
(Massenverhältnis)
bei 230°C
in einem Doppelschneckenextruder geknetet, um die Harzzusammensetzung
zu ergeben.
-
-
Anmerkungen:
-
- *1: die Bestimmung der Flexibilität des Rohres basiert auf dem
Elastizitätsmodul
der Schicht (I); ©:
weniger als 30 MPa, o: 30–100
MPa, x: über
100 MPa
- *2: Bestimmungsgrundlage der Transparenz des Rohres: o Luftbläschen waren
erkennbar, x keine Luftbläschen
waren erkennbar
- *3: Bestimmung der Antiknickeigenschaften des Rohres basieren
auf dem maximalen Durchmesser bei dem Verknicken vorkommt; o: weniger
als 20 mm; x: über
20 mm
-
Die
erhaltenen Harzzusammensetzungen wurden bei 230°C zu einem zweischichtigen Rohr
mit einem Außendurchmesser
von 5,6 mm und einem Innendurchmesser von 3,3 mm geformt und das
zweischichtige Rohr wurde auf seine Flexibilität, Transparenz, Antiknickeigenschaften,
Beständigkeit
gegen Zusammenkleben unter Wärme
und Wiederherstellungsfähigkeit
nach Verschluß untersucht.
Die Ergebnisse sind Tabelle 4 gezeigt.
-
Es
ist Tabelle 4 zu entnehmen, daß die
mehrschichtigen Rohre der Beispiele 6 bis 9 ausgezeichnet in Flexibilität, Transparenz
und Anti-Knickeigenschaften sind, aber wenn das Mengenverhältnis des
Polypropylenharzes (a) in der Schicht (I) zu klein ist, wie in Vergleichsbeispiel
2, ist es schwierig, ein Rohr zu formen und der Querschnitt des
Rohres ist verformt. Wenn darüber
hinaus das Mengenverhältnis
des Polypropylenharzes in der Schicht (I) zu groß ist, wie in Vergleichsbeispiel
3, ist die Flexibilität
des Rohres mangelhaft.
-
Beispiele 10–13
-
Ein
handelüblich
verfügbares
Polypropylen vom statistischen Typ [J215W (Handelsname), vertrieben durch
Grand Polymer Co.] wurde als Polypropylenharz (a) und das Copolymer
Nr. 1, erhalten durch Referenzbeispiel 2, wurde als Copolymer (b)
verwendet.
-
Das
obige Polypropylenharz (a) und das Copolymer (b) wurden, in einem
in Tabelle 5 gezeigten, Mengenverhältnis bei 230°C in einem
Doppelschneckenextruder geknetet, um eine Harzzusammensetzung zu
ergeben. Die erhaltenen Harzzusammensetzungen wurden bei 230°C zu einem
dreischichtigen Rohr mit einem Außendurchmesser von 5,6 mm und
einem Innendurchmesser von 3,3 mm geformt, wie in 1(3) gezeigt, und
für das
dreischichtige Rohr wurden die Flexibilität, Transparenz, Antiknickeigenschaften,
Beständigkeit
gegenüber
Zusammenkleben unter Wärme
und Wiederherstellungsfähigkeiten
nach Verschluß bestimmt.
Tabelle 5 zeigt die Ergebnisse. Es ist Tabelle 5 zu entnehmen, daß die mehrschichtigen
Rohre der Beispiele 10 bis 13 ausgezeichnet in Flexibilität, Transparenz
Antiknickeigenschaften, Beständigkeit
gegenüber
Zusammenkleben unter Wärme
und Wiederherstellungsfähigkeiten
nach Verschluß sind.
-
Beispiel 14
-
Ein
zweischichtiges Rohr mit einem Außendurchmesser von 8 mm und
einem Innendurchmesser von 6 mm wurde in der gleichen Weise wie
in Beispiel 8 hergestellt und ein dreischichtiges Rohr mit einem
Außendurchmesser
von 6 mm und einem Innendurchmesser von 4 mm wurde in der gleichen
Weise wie in Beispiel 10 hergestellt. Diese Rohre wurden durch Lösungsmittelklebung
mittels Tetrahydrofuran verbunden. Die verbundenen Teile hatten
eine Zufestigkeitsbindungsstärke
von 130 N oder wiesen starke Verbindungen auf.
-
-
Anmerkungen:
-
- *1: die Bestimmung der Flexibilität des Rohres basiert auf dem
Elastizitätsmodul
der Schicht (I); ©:
weniger als 30 MPa, o: 30–100
MPa, x: über
100 MPa
- *2: Bestimmungsgrundlage der Transparenz des Rohres: o Luftbläschen waren
erkennbar, x keine Luftbläschen
waren erkennbar
- *3: Bestimmung der Antiknickeigenschaften des Rohres basieren
auf dem maximalen Durchmesser bei dem Verknicken vorkommt; o: weniger
als 20 mm; x: über
20 mm oder mehr
- *4: die Bestimmung der Beständigkeit
gegenüber
Verkleben unter Wärme
basiert auf dem Scherabziehwiderstand von Rohr/Rohr-Verkleben; ©: weniger
als 35 N, o: 35–40
N, x: über
40 N und basiert auch auf der 180° Scherfestigkeit;
o: weniger als 10 N, x: 10 N oder mehr
- *5: die Bestimmung der Wiederherstellungsfähigkeit nach Verschluß basiert
auf der Zeitdauer in der ein Durchlaß gebildet wird; ©: weniger
als 3 Sekunden, o: 3–120
Sekunden, x: über
120 Sekunden.
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Beispiel 15
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Das
in Beispiel 10 hergestellte dreischichtige Rohr wurde verwendet,
um einen Blutkreislauf für
die Dialyse zu erhalten. Das dreischichtige Rohr wurde fest mit
einem Verbindungsteil verbunden. Ein Teil des dreischichtigen Rohres
des Blutkreislaufes wurde mit einer medizinischen Klemme für 15 Stunden
verschlossen und dann die Klemme entfernt. Das Rohr bildete einen
Durchlaß innerhalb
von 3 Sekunden nach der Entfernung. Das obige dreischichtige Rohr
hat eine ausgezeichnete Flexibilität, Transparenz, Antiknickeigenschaften,
Wiederherstellungsfähigkeit
nach Verschluß und
Beständigkeit
gegenüber
Verkleben unter Wärmeeinfluß und es
wurde gezeigt, daß es
auf einem praktischen Niveau liegt, wenn es in einer medizinischen
Vorrichtung oder als medizinischer Schlauch verwendet wird, insbesondere
als Kreislauf für
extrakorporeale Zirkulation.
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Vergleichsbeispiel 4
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Ein
handelsüblich
verfügbares
Polypropylen [F327 (Handelsname), vertrieben durch Grand Polymer Co.]
wurde als ein Polypropylenharz (a) verwendet, das Copolymer Nr.
1, erhalten durch Referenzbeispiel 2, wurde als Copolymer (b) verwendet
und diese wurden für
eine Schicht (I) (Zwischenschicht) und eine Schicht (II) als eine
Außenschicht
verwendet. Ein hochverdichtetes Polyethylen [HJ 490 (Handelsname),
vertrieben durch Japan Polychem Co.] wurde als Schicht (II) als
eine Innenschicht verwendet. Und es wurde ein dreischichtiges Rohr
hergestellt, daß die Zusammensetzung,
die in Tabelle 6 gezeigt ist, aufweist. Wenn das dreischichtige
Rohr mit einer Klemme für
15 Stunden nach der Sterilisation mit Hochdruckdampf verschlossen wird,
betrug die Zeitdauer, bevor ein Durchlaß gebildet wurde, 120 Sekunden
oder mehr.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein mehrschichtiges Rohr bereitgestellt, daß in Flexibilität, Transparenz,
Anti-Knickeigenschaften, Wiederherstellungsfähigkeit nach Verschluß, Beständigkeit
gegenüber Verkleben
unter Wärme
und Bindungseigenschaften ausgezeichnet ist und das frei von der
Elution von Weichmachern ist und keine toxischen Gase bei der Verbrennung
erzeugt werden.
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Das
mehrschichtige Rohr der vorliegenden Erfindung kann, wie es ist,
verwendet werden oder es kann als eine Komponenten in einer medizinischen
Vorrichtung, wie ein Bluttubus, Blutbeutel, ein medizinischer Lösungsmittelbeutel,
Infusionsrohr, Blutkreislauf, Katheder etc. verwendet werden und
insbesondere für
einen Kreislauf für
die extrakorporeale Zirkulation. Des weiteren ist es nicht nur auf
medizinische Anwendungen beschränkt,
sondern kann auch auf verschiedenen Gebieten wie industriellen Gebieten
und auf dem Gebiet der allgemeinen Haushaltsartikel verwendet werden.