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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung betrifft Zusammensetzungen für einen medizinischen Schlauch
und insbesondere einen für
einen Autoklaven geeigneten einschichtigen Schlauch, der für die Hochgeschwindigkeitsfertigung
und das Verbinden mit Polymeren, wie Polycarbonaten, Polyestern
und Polypropylenen, geeignet ist.
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Auf
dem Gebiet der Medizin, auf dem nützliche Mittel in Behältern gesammelt,
behandelt und aufbewahrt werden, transportiert und schließlich den
Patienten per Infusion zugeführt
werden, geht der neueste Trend zur Entwicklung von Materialien,
die für
die Herstellung solcher Behälter
und Schläuche
ohne die Nachteile der gegenwärtig
verwendeten Materialien, wie Polyvinylchlorid (PVC), vorteilhaft
sind. Diese neuen Materialien für
einen medizinischen Schlauch müssen
eine bestimmte Kombination von Eigenschaften aufweisen, so daß der Schlauch
in Fluidverabreichungseinheiten und mit medizinischen Infusionspumpen
verwendet werden kann.
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Diese
Materialien müssen
gute Bindungseigenschaften, eine ausreichende Streckgrenze und Flexibilität aufweisen,
umweltverträglich
und mit medizinischen Lösungen
kompatibel sein und eine geringe Windungsrückstellung nach dem Autoklaven
zeigen. Um kommerziell zu bestehen, muß der Schlauch außerdem bei
hohen Geschwindigkeiten, mehr als 50 ft/min, extrudiert werden können.
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Eine
Forderung besteht darin, daß der
Schlauch umweltverträglich
ist, da ein großer
Teil der medizinischen Schläuche
in Mülldeponien
und durch Verbrennung entsorgt wird. Bei in Mülldeponien entsorgten Schläuchen ist
es wünschenswert,
bei der Herstellung des Schlauchs so wenig Material wie möglich zu
verwenden. Dazu ist es erwünscht,
ein Material zu verwenden, das sich thermoplastisch wiederaufbereiten
läßt, so daß der bei
der Herstellung erzeugte Abfall wieder zu anderen nützlichen
Gegenständen
verarbeitet werden kann.
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Bei
einem Schlauch, der durch Verbrennung entsorgt wird, ist es erforderlich,
ein Material zu verwenden, das keine Nebenprodukte, wie anorganische
Säuren,
erzeugt, die umweltschädlich,
reizend oder korrodierend sind, oder bei dem die Bildung dieser
Nebenprodukte minimiert ist. Polyvinylchlorid kann z.B. beim Verbrennen
merkliche Mengen Chlorwasserstoff (oder beim Kontakt mit Wasser
Salzsäure)
erzeugen, wodurch es zu Korrosion bei der Verbrennungsvorrichtung
kommt und möglicherweise
andere Umweltprobleme auftreten.
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Damit
das Schlauchmaterial mit medizinischen Lösungen kompatibel bleibt, ist
es erwünscht,
daß es frei
an Zusätzen
mit einem geringen Molekulargewicht, wie Weichmachern, Stabilisatoren
und dgl. ist oder einen minimalen Gehalt davon aufweist. Diese Komponenten
könnten
von den therapeutischen Lösungen,
die mit dem Material in Kontakt kommen, herausgelöst werden.
Die Zusätze
können
mit den therapeutischen Mitteln reagieren oder die Lösung auf
andere Weise unwirksam machen.
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Das
ist bei biotechnischen Wirkstofformulierungen besonders problematisch,
bei denen die Konzentration des Wirkstoffs in Teilen pro Million
(ppm) statt in Gew.-% oder Vol.-% gemessen wird. Selbst winzige Verluste
des biotechnischen Wirkstoffs können
die Formulierung unbrauchbar machen. Da biotechnische Formulierungen
einige Tausend Dollar pro Dosis kosten können, ist es unbedingt erforderlich,
daß sich
die Dosis nicht ändert.
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Die
Bindungseigenschaften sind von Bedeutung, da medizinische Schläuche oft
mit einer Öffnung
eines i.v. Behälters
oder eines Behälters
für die
kontinuierliche ambulante Peritonealdialyse (CAPD) oder anderen
Verbindungskomponenten innerhalb einer Fluidverabreichungseinheit
verbunden werden. Deshalb ist es erforderlich, daß der Schlauch
an Polymere, wie Polyester, Polycarbonate und Polyolefine, angebracht
werden kann, die gewöhnlich
für die
Herstellung solcher Verbindungen verwendet werden.
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Ein
für einen
Autoklaven geeigneter medizinischer Schlauch muß flexibel sein. Der größte Teil
der für einen
Autoklaven geeigneten medizinischen Schläuche wird aus Polyvinylchlorid
hergestellt. Da Polyvinylchlorid selbst ein starres Polymer ist,
müssen
als Weichmacher bekannte Komponente mit einem geringen Molekulargewicht
zugesetzt werden, damit das Polyvinylchlorid flexibel wird. Diese
Weichmacher können
jedoch durch das Fluid aus dem Schlauch herausgelöst werden.
Aus diesem Grund und wegen der mit der Verbrennung von Polyvinylchlorid
verbundenen Probleme müssen
medizinische Schläuche
aus Polyvinylchlorid ersetzt werden.
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Der
Schlauch muß nach
dem Autoklaven auch eine sehr geringe Windungsrückstellung und eine niedrige
Federkonstante aufweisen. Die Windungsrückstellung ist ein Phänomen, bei
dem der Schlauch eine Spiralform beibehält, nachdem er von einer Spindel
oder dgl. abgewickelt worden ist. Die Windungsrückstellung stellt ein Problem
dar, da sie dazu führt,
daß der
Schlauch kürzer
ist. Außerdem
besitzt ein Schlauch, der eine Windungsrückstellung aufweist, ein bestimmtes
Ausmaß potentieller
Energie, wenn er für
die Verwendung gerade ausgerichtet wird.
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Wenn
dieser Schlauch für
die Verbindung eines i.v. Behälters
oder eines CAPD-Behälters mit
einem Patienten verwendet wird, erzeugt diese potentielle Energie
eine unerwünschte
Zugkraft an der Austrittsstelle beim Patienten. Diese Zugkraft kann
beim Patienten zu Schmerzen und einer Unbequemlichkeit führen, und schließlich kann
eine Infektion auftreten.
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Es
stehen kein Polyvinylchlorid enthaltende Schläuche zur Verfügung; diese
Schläuche
sind jedoch für
Anwendungszwecke nicht geeignet, bei denen die Flexibilität und die
Abdichtung auf den elastischen Eigenschaften der Schläuche basieren.
Mit Öl
modifiziertes Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol (SEBS), wie Kraton G2705,
von Shell Chemical Company hergestellt, hat z.B. die erforderliche
Flexibilität,
aus Kraton G2705 hergestellt Schläuche können jedoch aufgrund der äußerst geringen
Schmelzfestigkeit, die durch die Phasentrennung bei der Extrusionstemperatur
hervorgerufen wird, nicht mit hoher Geschwindigkeit hergestellt
werden. Diese Phasentrennung führt
bei Schläuchen
aus Kraton G2705 zum Bruch der Schmelze. Wenn ein auf Kraton G2705
hergestellter Schlauch bei kommerziellen Geschwindigkeiten extrudiert
wird, reißt
er folglich in Stücke.
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US-Patent
Nr. 4,041,103 (Davison et al.) und US-Patent Nr. 4,429,076 (Saito
et al.) offenbaren kein Polyvinylchlorid enthaltende Polymergemische
aus einem Polyamid und SEBS. Die Polymermaterialien dieser Patente
liefern jedoch im allgemeinen nicht die physikalischen Eigenschaften,
die bei medizinischen Schläuchen
gefordert sind. Davison et al. offenbaren z.B. Gemischbeispiele
verschiedener Kombinationen von Blockcopolymeren mit Nylon und in
einigen Fällen
mit anderen Komponenten, wie Polypropylen und Ethylen-Vinylacetat-Copolymeren.
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Beim
größten Teil
der Gemische von Davison et al. ist die Verwendung von Nylon 6 aufgeführt. Die Polymermaterialien
von Davison et al. sind für
Endverbrauchszwecke besser geeignet, die oxidierenden Umgebungen
mit einer hohen Temperatur ausgesetzt sind, wie Verwendungen unter
der Motorhaube eines Kraftfahrzeugs oder Verwendungen bei Stromkabeln
(Spalte 6, Zeile 67 bis Spalte 7, Zeile 3).
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Saito
et al. offenbaren ein Polymermaterial mit 1 bis 99 % SEBS, wobei
der Rest ein Polyamid ist. Die Polymerzusammensetzungen von Saito
et al. werden typischerweise durch Spritzgießen oder Blasformen zu Autoteilen,
elektrischen Teilen, mechanischen Teilen, einer medizinischen Ausrüstung, Verpackungsmaterialien
und Baumaterialien verarbeitet (Spalte 16, Zeilen 46 bis 50).
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Die
US 4,511,354 beschreibt
eine Zusammensetzung, die aus einem thermoplastischen elastomeren Kohlenwasserstoffblockcopolymer
bestehen, in dem 0,1 bis 8 % Polysiloxan oder Siliconöl gleichmäßig verteilt sind.
Das Blockcopolymer kann Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol sein, wobei
die Styrolblöcke
ein Molekulargewicht von 5000 bis 40000 haben und der Ethylen-Butylen-Block
ein Molekulargewicht von 20000 bis 500000 hat.
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Andere
haben SEBS als eine Komponente in einem Gemisch bei Schläuchen und
Folien verwendet. US Patent Nr. 4,803,102 (Raniere et al.) und US-Patent
Nr. 5,356,709 (Woo et al.) offenbaren mehrschichtige Strukturen,
bei denen SEBS-Gemische
als Schicht innerhalb der mehrschichtigen Strukturen verwendet werden.
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Raniere
et al. offenbaren z.B. eine mehrschichtige Verpackungsfolie. Die äußere oder
Heißsiegelschicht
wird aus einem Gemisch von nicht weniger als 10 Gew.-% Polypropylen
und bis zu 90 Gew.-% SEBS hergestellt. In ähnlicher Weise offenbaren Woo
et al. einen mehrschichtigen Schlauch. Die Außenschicht dieses Schlauchs
wird aus einem Gemisch aus 40 bis 99 Gew.-% Polypropylen und 1 bis
60 Gew.-% SEBS hergestellt.
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Weder
Raniere et al. noch Wood et al. offenbaren die Verwendung eines
Gemischs aus Polypropylen und SEBS als einschichtigen Schlauch.
Außerdem
offenbaren weder Raniere et al. noch Woo et al. die Verwendung von
Polypropylen mit hoher Schmelzfestigkeit in dessen Polypropylen-
und SEBS-Schicht.
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Die
vorliegende Erfindung dient der Lösung dieser und weiterer Probleme.
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Offenbarung
der Erfindung
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden ein mittels Dampf sterilisierbarer einschichtiger
medizinischer Schlauch gemäß Anspruch
1 und ein Verfahren zum Verbinden eines Schlauchs mit einem Polymergehäuse gemäß Anspruch
9 bereitgestellt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen von Polyvinylchlorid freien einschichtigen
medizinischen Schlauch bereit. Der erfindungsgemäße medizinische Schlauch zeigt
viele der Eigenschaften, die in der medizinischen Industrie gefordert
sind, einschließlich
einer Flexibilität,
die der von weichgemachtem Polyvinylchlorid vergleichbar ist, ein
minimales Anhaften von Staub, eine geringe Windungsrückstellung
und die Fähigkeit
zum Verbinden mit anderen Komponenten.
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Der
hier offenbarte medizinische Schlauch kann ohne signifikante thermische
Beeinträchtigung
den Temperaturen und dem Druck widerstehen, die bei einem üblichen
Autoklavenprozeß erreicht
werden. Das Polymermaterial weist ein Gemisch aus einem die Schmelzfestigkeit
verbessernden Mittel aus einem Polyolefin und vorzugsweise einem
Homopolymer oder einem Copolymer eines Polypropylens mit einem Schmelzindex von
mehr als 10 g/10 min und einer zweiten Komponente, vorzugsweise
einem Styrol-Kohlenwasserstoff-Copolymer, auf.
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Die
zweite Komponente wird stärker
bevorzugt aus der Gruppe ausgewählt,
die aus einem selektiv hydrierten Blockcopolymer von einem aromatischen
Vinylkohlenwasserstoff und einem konjugierten Dien und einem selektiv
hydrierten Blockcopoylmer von einem aromatischen Vinylkohlenwasserstoff
und einem konjugierten Dien, auf das ein Reagens aus einer α,β-olefinisch
ungesättigten
Mono- oder Dicarbonsäure
gepfropft ist, besteht. Diese zweite Komponente ist vorzugsweise
ein hydriertes Styrol-Butadien-Styrol
(SBS) das zu einem Styrol-Ethylen-Buten-Styrol (SEBS) führt. Besonders
bevorzugt ist ein mit Öl
modizifiertes SEBS, wie das handelsübliche KRATON G2705 von Shell
Chemical Company.
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Weitere
Vorteile und Gesichtspunkte der Erfindung werden anhand der folgenden
Beschreibung der Zeichnungsfiguren und der ausführlichen Beschreibung der Erfindung
deutlich.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungsfiguren
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1 zeigt
den erfindungsgemäßen Schlauch,
der mit verschiedenen starren Gehäusen verbunden ist.
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Beste Art
und Weise der Durchführung
der Erfindung
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Obwohl
für die
Erfindung viele unterschiedliche Ausführungsbeispiele möglich sind,
werden anhand der Zeichnungsfigur hier bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung unter der Voraussetzung gezeigt und beschrieben, daß die vorliegende
Beschreibung lediglich als Beispiel der Prinzipien der Erfindung
angesehen werden soll.
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Die
vorliegende Erfindung umfaßt
einen für
einen Autoklaven geeigneten einschichtigen medizinischen Schlauch,
der für
das Extrudieren bei hoher Geschwindigkeit (mindestens 50 ft/min)
und das Verbindung mit Komponenten aus Polycarbonaten, Polyestern,
Polyolefinen, Gemischen von Polyolefinen, Polypropylenen und anderen
Polymeren geeignet ist, und ein Verfahren zur Verwendung dieses
Schlauchs. Der medizinische Schlauch wird aus einem Gemisch aus
einem die Schmelzfestigkeit verbessernden Mittel in einer Menge von
1 bis 10 Gew.-% und einem Styrol-Kohlenwasserstoff-Copolymer in einer
Menge von 90 bis 99 Gew.-% hergestellt.
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Das
die Schmelzfestigkeit verbessernde Mittel ist ein Polyolefin und
stärker
bevorzugt ein Homopolymer oder Copolymer von Polypropylen mit einem
Schmelzindex im Bereich von 10 bis 800 g/10 min, stärker bevorzugt
von 30 bis 200 g/10 min, oder in irgendeinem Bereich oder einer
Kombination von Bereichen davon. Diese Komponente ist ein Homopolymer
oder Copolymer von Polypropylen mit einer Charakteristik mit einer hohen
Schmelzfestigkeit.
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Verfahren
zum Herstellen von Polypropylenen, die eine Charakteristik mit einer
hohen Schmelzfestigkeit haben, sind in US-Patenten Nr. 4,916,198,
5,047,485 und 5,605,936 beschrieben, die hier lediglich als Bezugnahme
und Teil davon erwähnt
werden. Zu einem solchen Verfahren gehört das Bestrahlen eines linearen Propylenpolymers
in einer Umgebung, in der die Konzentration von aktivem Sauerstoff
etwa 15 Vol.-% beträgt, mit
einer Strahlung mit hoher Ionisationsenergie mit einer Dosis von
1 bis 104 Mrad/min für
einen ausreichenden Zeitraum, damit es zu einer wesentlichen Kettenspaltung
des linearen Propylenpolymers kommt, der jedoch nicht ausreicht, damit
das Material gelatinös
wird. Die Strahlung wird aufrechterhalten, bis eine deutliche Menge
langkettiger Verzweigungen entsteht. Dann wird das Material behandelt,
um im wesentlichen alle im bestrahlten Material vorhandenen Radikale
zu deaktivieren.
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Copolymere
von Polypropylen enthalten vorzugsweise eine geeignete Comonomerkomponente
im Bereich von 1 bis 15 Gew.-%. Zu geeigneten Comonomeren gehören jene
Monomere, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus α-Olefinen
mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen besteht. Zu vorteilhaften Copolymeren
gehören
die statistischen Copolymere von Propylen und Ethylen, wobei der
Ethylengehalt in einer Menge im Bereich von 1 bis 6 % und stärker bevorzugt
von 2 bis 4 % oder in irgendeinem Bereich oder einer Kombination von
Bereichen davon liegt.
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Außerdem sind
die statistischen Copolymere von Propylen und einem α-Olefin (PPE)
besonders vorteilhaft. Vorzugsweise haben die statistischen α-Olefin-Copolymere
einen engen Molekulargewichtsbereich. Diese die Schmelzfestigkeit
verbessernde Komponente erhöht
die Festigkeit des Gemischs bei den Schmelztemperaturen und ermöglicht es,
daß das
Gemisch mit kommerziellen Geschwindigkeiten extrudiert wird.
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Neben
einer schlechten Schmelzfestigkeit haftet zudem Staub an der Oberfläche der
aus Styrol-Kohlenwasserstoff-Copolymeren hergestellten Endprodukte.
Durch das Legieren oder Modifizieren mit einem Homopolymer oder
Copolymer von Polypropylen mit hoher Schmelzfestigkeit und hohem
Schmelzindex wird auch dieser Mangel beseitigt.
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Das
Styrol-Kohlenwasserstoff-Copolymer wird vorzugsweise aus der Gruppe
aus einem selektiv hydrierten Blockcopolymer von einem aromatischen
Vinylkohlenwasserstoff und einem konjugierten Dien und einem selektiv
hydrierten Blockcopolymer von einem aromatischen Vinylkohlenwasserstoff
und einem konjugierten Dien, auf das ein Reagens aus einer α,β-olefinisch
ungesättigten
Mono- oder Dicarbonsäure
gepfropft ist, ausgewählt.
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Die
selektriv hydrierten Blockcopolymere können aus Diblock-, Triblock-,
Multiblock-, Polyblock-, sternförmigen
Block- oder Pfropfblockcopolymeren ausgewählt sein. Diese Blockcopolymere
können
nach irgendwelchen allgemein bekannten Blockpolymerisations- oder
-copolymerisationsverfahren, wie die in US-Patenten Nr. 3,251,905,
3,390,207 und 4,219,627 offenbarten, hergestellt werden, die hier
als Bezug erwähnt werden.
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Zu
den für
die Herstellung des Copolymers verwendeten aromatischen Vinylkohlenwasserstoffen
gehören
Styrol und die verschiedenen substituierten Styrole, einschließlich o-Methylstyrol,
p-Methylstyrol, p-tert.-Butylstyrol, 1,3-Dimethylstyrol, α-Methylstyrol, β-Methylstyrol,
p-Isopropylstyrol, 2,3-Dimethylstyrol, o-Chlorstyrol, p-Chlorstyrol,
o-Bromstyrol und 2-Chlor-4-methylstyrol.
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Zu
den konjugierten Dienen gehören
jene, die vorzugsweise 2 bis 30 Kohlenstoffatome enthalten. Konjugierte
Diene dieses Typs können
aus der Gruppe ausgewählt
werden, die 1,3-Butadien, 2-Methyl-1,3-butadien, 2,3-Dimethyl-1,3-butadien,
Chloropren, 1,3-Pentadien und 1,3-Hexadien umfaßt.
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Das
Styrol-Kohlenwasserstoff-Copolymer kann ein Blockcopolymer von Styrol-Isopren-Styrol umfassen.
Ein hydriertes Styrol-Butadien-Styrol (SBS), das zu Styrol-Ethylen-Buten-Styrol
(SEBS) führt,
ist stärker bevorzugt.
Besonders bevorzugt ist ein mit Öl
modifiziertes SEBS-Copolymer. Die dem SEBS zugesetzte Ölmenge liegt
vorzugsweise im Bereich von 5 bis 40 Gew.-% Mineralöl, Polybutenöl oder dgl.
und besonders bevorzugt bei 30 Gew.-% eines Mineralöls, Polybutenöl oder dgl.
oder in irgendeinem Bereich oder einer Kombination von Bereichen
davon. Ein solches mit Öl
modizifiertes SEBS-Copolymer ist das handelsübliche KRATON G2705 von Shell
Chemical Company.
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Zu
einem anderen geeigneten Styrol-Kohlenwasserstoff-Copolymer gehören die
selektiv hydrierten Blockcopolymere von einem aromatischen Vinylkohlenwasserstoff
und dem konjugierten Dien, das mit einem Reagens aus einer α,β-olefinisch
ungesättigten
Mono- oder Dicarbonsäure
gepfropft ist. Zu den Carbonsäuren gehören Derivate,
wie Anhydride, Imide, Metallsalze und Ester. Das Pfropfen kann durch
Mischen des hydrierten Blockcopolymers und des Carbonsäurereagens
in der Schmelze oder in Lösung
in Gegenwart eines Radikalbildners erfolgen.
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1 zeigt
einen erfindungsgemäßen einschichtigen
medizinischen Schlauch 10, der aus dem erfindungsgemäßen Gemisch
hergestellt ist. Der medizinische Schlauch 10 wird vorzugsweise
in einem Trommelmischer gemischt und mit einer stark mischenden
Schnecke mit einer engen Schneckeneinheit extrudiert. Der Schlauch 10 weist
vor zugsweise einen Innendurchmesser im Bereich von 0,08 bis 0,5
in, stärker
bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 0,30 in oder in irgendeinem Bereich
oder einer Kombination von Bereichen davon auf.
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Die
erste Komponente des Homopolymers oder Copolymers von Polypropylen
muß in
der Styrol-Kohlenwasserstoff-Copolymermatrix verteilt sein, um die
Schmelzfestigkeit zum Extrudieren des Schlauchs zu sichern. Es wird
angenommen, daß ein
Teil der ersten Komponente zur Oberfläche des Schlauchs fließt, so daß der medizinische
Schlauch eine glänzendere
Oberfläche
erzielt. Durch die auf der Oberfläche des medizinischen Schlauchs
vorhandene erste Komponente wird das Anhaften von Staub deutlich
vermindert.
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1 zeigt
auch den erfindungsgemäßen medizinischen
Schlauch 10, der an ein CAPD-Verbindungsstück 12 angeschlossen
ist. Der erfindungsgemäße Schlauch 10 zeigt
ausreichende elastische Eigenschaften für das Verbinden mit Polymergehäusen. Insbesondere
wird der erfindungsgemäße Schlauch
beim Dampfsterilisieren mit aus einem Polymermaterial hergestellten
Gehäusen,
Verbindungsstücken 14 und
Y-Verbindungsstücken
selbsttätig
verbunden oder mechanisch oder chemisch verbunden, ohne daß Klebemittel
oder Lösungsmittel
verwendet werden. Zu solchen Polymermaterialien gehören Polycarbonate,
Polyester und Polypropylene, sowie auch Polyolefinlegierungen, wie
die in der zugleich übertragenen
US-Patentanmeldung, Serien-Nr.
08/153,823 offenbarten.
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Beim
Autoklavenprozeß werden
der Schlauch und die Gehäuse
einem sterilisierenden Dampf mit einer Temperatur von 121 °C und einem
erhöhtem
Druck ausgesetzt. Diese Bedingungen sind ausreichend, um einen Teil
des Polymergemischs zu schmelzen oder weich zu machen, und zu bewirken,
daß das
Gemisch im wesentlichen auf die Gehäuse schmilzt, wodurch eine
Bindung mit diesem erzeugt wird.
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Die
erfindungsgemäßen Schläuche weisen
einen Elastizitätsmodul
von vorzugsweise weniger als 10000 psi, stärker bevorzugt im Bereich von
500 bis 5000 psi oder in irgendeinem Bereich oder einer Kombination
von Bereichen davon auf. Außerdem
erfüllt
der medizinische Schlauch vorzugsweise folgende Anforderungen in
bezug auf seine physikalischen Eigenschaften: eine Windungsrückstellung
von mehr als 30 %, stärker
bevorzugt mehr als 50 % und besonders bevorzugt mehr als 70 % oder
in irgendeinem Bereich oder einer Kombination von Bereichen davon;
eine Schrumpfung von weniger als 10 %, stärker bevorzugt weniger als
5 % und besonders bevorzugt weniger als 1 % oder in irgendeinem
Bereich oder einer Kombination von Bereichen davon; und eine Streckgrenze
von vorzugsweise weniger als 50000 psi und stärker bevorzugt im Bereich von
25000 bis 45000 psi oder irgendeinem Bereich oder einer Kombination
von Bereichen davon.
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Beispiele
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Beispiel 1
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Aus
dem Styrol-Ethylen-Buten-Styrol-Material Shell Kraton G2705 wurde
ein medizinischer Schlauch extrudiert. Der verwendete Extruder war
ein üblicher
mischender Schneckenextruder mit 1,5 inch. Der medizinische Schlauch
wurde mit etwa 14 ft/min bei folgenden Extrusionstemperaturen extrudiert,
wobei ein offener Wasserbehälter
verwendet wurde: Zone 1 mit 370 °F, Zone 2 mit 380 °F, Zone 3
mit 390 °F,
Zone 4 mit 400 °F und
Feststelldüse
mit 400 °F.
Die Windungsrückstellung,
die Federkonstante, die Schrumpfung, der Elastizitätsmodul,
die optische Klarheit und die Fähigkeit
der Hochgeschwindigkeitsproduktivität sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
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Beispiel 2
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Die
Schläuche
gemäß Beispiel
2 bis Beispiel 5 wurden mit etwa 24 ft/min unter Verwendung einer
Vakuumtank-Kalibriereinrichtung extrudiert, und der Extruder wurde
in allen Zonen und Düsen
bei einen konstanten Temperatur gehalten. Es wurde eine Dutch-Wellensiebeinlage
verwendet. Das Polymermaterial wurde aus 99 % Krateon G2705 von
Shell und 1 % Polypropylen (Montell PF611, MFI = 40) hergestellt.
Der Schlauch wurde mit einem ähnlichen
Extruder und bei ähnlichen
Geschwindigkeiten wie bei dem in Beispiel 1 angewendeten Verfahren
hergestellt.
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Der
Schlauch wurde statt mit einem offenen Wasserbehälter mit einer Vakuumtank-Kalibriereinrichtung
hergestellt. Bei 360 °F
wies der Schlauch ein schlechtes Aussehen seiner Oberfläche auf.
Das Aussehen der Oberfläche
wurde bei 370 °F
optimiert. Wenn die Temperatur auf 375 °F und darüber erhöht wurde, kam es zu einer örtlichen
Abnahme des Durchmessers des Schlauchs oder zu einer Einengung.
Das Aussehen der Oberfläche
wurde glänzender,
wenn die Temperatur zunahm. Die physikalischen Eigenschaften des Schlauchs
und die optische Qualität
sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
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Beispiel 3
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In
Beispiel 3 wurde die Zusammensetzung des Polymermaterials in 98
% Kraton G2705 von Shell und 2 % Polypropylen (Montell PF611, MFI
= 40) geändert.
Der Schlauch wurde in identischer Weise wie in Beispiel 2 hergestellt.
Bei 360 °F
wies der Schlauch ein schlechtes Aussehen der Oberfläche auf.
Bei 375 °F
und darüber
begann eine Querschnittsverminderung des Schlauchs. Wenn die Temperatur
zunahm, wurde die Oberfläche
wiederum glänzender.
Tabelle 1 faßt
die physikalischen Eigenschaften und die optische Qualität des Schlauchs
zusammen. Es wurde ein Großversuch
mit 50 ft/min mit einer doppelten Dutch-Wellensiebeinlage durchgeführt. Die
Extrusionstemperaturlücke
wurde deutlich breiter, wobei das Phänomen der Querschnittsverminderung
nicht beobachtet wurde.
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Beispiel 4
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In
Beispiel 4 wurde die Zusammensetzung des Polymermaterials in 95
% Kraton G2705 von Shell und 5 % Polypropylen (Montell PF611, MFI
= 40) geändert.
Der Schlauch wurde in identischer Weise wie in Beispiel 2 hergestellt.
Bei 390 °F
war das Aussehen der Oberfläche
des Schlauchs wie erwünscht
glänzend.
Bei 395 °F
begann eine Querschnittsverminderung des Schlauchs. Wenn die Temperatur
zunahm, wurde die Oberfläche
wiederum glänzender.
Tabelle 1 faßt
die Ergebnisse von Beispiel 4 zusammen.
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Beispiel 5
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In
Beispiel 5 wurde die dem Polymermaterial zugesetzte Polypropylenmenge
auf 10 % erhöht;
der Rest des Polymermaterials war Kraton G2705 von Shell. Bei Extrusionstemperaturen
von 420 °F
wurde keine Querschnittsverminderung beobachtet. Tabelle 1 faßt wiederum
die Ergebnisse dieses Versuchs zusammen.
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Ohne
den Zusatz von Polypropylen zu einem mit Öl modifizierten SEBS ließ sich das
Material nur schwer mit einer kommerziell akzeptablen Geschwindigkeit
extrudieren, da es zu einer Phasentrennung und einem Bruch der Schmelze
kam. Das führte
zu einem Schlauch, der beim Extrudierenin Stücke reißt. Der Zusatz von bis zu 10
Gew.-% Polypropylen zu einem mit Öl modifizierten SEBS erhöhte die
Schmelzfestigkeit und den Schmelzindex des Polymermaterials, so
daß ein
geeigneter einschichtiger, für
einen Autoklaven geeigneter, medizinischer Schlauch mit einem niedrigen
Modul bei einer kommerziell akzeptablen Geschwindigkeit hergestellt
werden konnte.
