ES2218253T3 - Lamina multicapa exenta de pvc, especial para el envasado de productos medicos liquidos. - Google Patents

Lamina multicapa exenta de pvc, especial para el envasado de productos medicos liquidos.

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ES2218253T3 ES00981359T ES00981359T ES2218253T3 ES 2218253 T3 ES2218253 T3 ES 2218253T3 ES 00981359 T ES00981359 T ES 00981359T ES 00981359 T ES00981359 T ES 00981359T ES 2218253 T3 ES2218253 T3 ES 2218253T3
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Henrik Falken
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Abstract

Lámina multicapa exenta de PVC, tratable en autoclave, destinada especialmente a contener productos médicos líquidos, constituída por lo menos por tres capas, a saber exterior (A), una capa interior (I) y una capa intermedia (M), cada una de las cuales está formada en un 60-100% en peso de materiales de polipropileno y en un 40-0% en peso de un elastómero termoplástico, refiriéndose siempre los datos sobre el peso al peso total de la capa de que se trate, caracterizada porque la lámina multicapa, después de una esterilización por vapor caliente a 121ºC o temperaturas superiores por el procedimiento de rociado con agua caliente, no presenta límite elástico medible (sin yield) alguno según la norma DIN EN ISO 527-1 a 3.

Description

Lámina multicapa exenta de PVC, especial para el envasado de productos médicos líquidos.
La invención se refiere a una lámina multicapa exenta de PVC, tratable en autoclave, especialmente indicada para envasar productos médicos líquidos, lámina constituída, por lo menos, por tres capas, a saber, una capa exterior (A), una capa interior (I) y una capa central situada entre ambas (M), cada una de 60 a 100 por cien del peso referido al peso total de la capa de que se trate, de materiales de polipropileno y al 40-0 por ciento en peso de un elastómero termoplástico, preferentemente del grupo de los copolímeros del bloque del estirol. La invención describe, además, el procedimiento para la fabricación de tales láminas multicapa, así como la utilización de láminas multicapa de acuerdo con la invención.
Las láminas multicapa o de varias capas para el envasado de productos, especialmente de líquidos o soluciones empleados en Medicina, así como soluciones de sal común, soluciones de aminoácidos, emulsiones lipófilas, soluciones para diálisis, soluciones sustitutas de la sangre, la misma sangre y otros productos, son numerosísimas.
Fundamentalmente, las láminas multicapa, así como los envases con ellas fabricados, tales como bolsas y otros recipientes deben cumplir un complejo perfil de exigencias. Así, deben poseer una elevada flexibilidad con el fin de que la bolsa llena pueda vaciarse completamente solamente mediante la acción de la fuerza de la gravedad, deben poseer también una elevada transparencia, contar con un baja permeabilidad al vapor de agua y ser fisiológicamente y mecánicamente inobjetables. Además, deberán poder tratarse y esterilizarse en autoclave, incluso por encima de 121ºC y, por último, deberán poder sellarse con herramientas de calentamiento duradero y se podrán soldar por impulsos y/o sellar con ultrasonido.
En caso de necesidad, las láminas deberán ser también impermeables al oxígeno y para aplicaciones con presencia de una barrera de oxigeno de alta eficacia, podrá utilizarse también un material de envasado secundario que disponga de dicha barrera y que rodee al envase interior de láminas. Si entre el envase interior de láminas y el envase secundario existiera un captador de oxígeno, se dará preferencia al hecho de que sea posible un transporte de oxígeno a través de la lámina del envase interior. De esta manera, el oxígeno residual podrá eliminarse eficazmente y sin problemas del producto sensible envasado durante el almacenamiento.
Para algunas aplicaciones, deberá poderse controlar con medios sencillos (temperatura, tiempo y presión de sellado), la solidez de la soldadura. Al efecto, deberá ser posible efectuar soldaduras especialmente separables y/o permanentes con el mismo material de la lámina sin necesidad de otros medios auxiliares. Además, también puede resultar conveniente que la capa exterior de la lámina pueda estamparse de manera sencilla y duradera con los pigmentos usuales con el fin de poder disponer de información importante para el usuario.
Al efecto y, entre otras medidas, deberá evitarse también la migración de los pigmentos al interior del envase. Entre otros productos adecuados que reúnan estas propiedades se encuentran, los del grupo de los poliésteres, especialmente los poliésteres cicloalifáticos y sus copolímeros. Ejemplos de esta clase de láminas multicapa se encuentran en la EP O 228 819 (American National Can Company and Kendall McGaw Laboratories) o en la EP O 199 871 (W.R. Grace).
Por la EP 0216 639 (Wihuri Oy) se conocen láminas multicapa de un mínimo de dos capas para el envasado de soluciones médicas en las cuales está formada por poliéster, polipropileno o una mezcla de polipropileno y elastómero, mientras que la segunda cada consta de una mezcla de polipropileno y elastómero y una posible tercera capa consta de polipropileno y polietileno. Las láminas al descubierto contienen o bien más del 90 por ciento en peso de elastómero o poliéster o ambos elementos.
Aun cuando el empleo de materiales de poliéster permite obtener láminas mecánicamente utilizables, va en aumento la importancia que se concede a propiedades tales como la capacidad de reciclo completo y la posibilidad de utilización de materiales que no perjudiquen al medio ambiente.
Precisamente, la evitación de materias primas tales como PVC que traen consigo el problema de los suavizantes, o de los materiales de poliéster, que dificultan el reciclado a causa de su pureza defectuosa, es lo que ha conducido al desarrollo de láminas de polioléfinas más o menos idóneas. Estas polioléfinas pueden clasificarse, en una primera aproximación, como materiales químicamente inertes, valiosos, tolerables por el medio ambiente y no objetables en relación con la migración. Ello no obstante, muchas de las láminas de polioléfinas citadas precisan una serie de aditivos costosos y de difícil preparación para mantener el perfil de condiciones antes mencionado. Estos aditivos deberán agregarse parcialmente en un cantidad tal que impide que pueda hablarse ya de una lámina de polioléfinas, mientras que otras láminas de polioléfinas solo cumplen los requisitos mínimos en uno o en otro aspecto por lo que, por ejemplo, las propiedades mecánicas de las láminas, las propiedades ópticas y/o las características de fabricación de las bolsas (propiedades de sellado, velocidad de fabricación y propiedades parecidas) deberán ser perfeccionadas. Los materiales polietilénicos y/o las láminas que en ellos se basan o los contienen, resultan frecuentemente demasiado blandos o no son lo suficientemente resistentes a la temperatura, mientras que los materiales de polipropileno resultan frecuentemente frágiles y son poco flexibles.
La patente DE 33 05 198 A1 (W.R. Grace & Co) se refiere a una lámina de polioléfinas multicapa. En la misma se describe, entre otras, una presentación de tres capas con una capa central que consta esencialmente de polietileno lineal de baja densidad y dos capas exteriores, formadas, esencialmente, por una mezcla del 80% en peso de copolímeros de etileno-propileno y 20% de un homopolímero de propileno. Rl LLDPE empleado en la capa central puede ser sustituído por un LMDPE. Ambos materiales son poco dimensionalmente estables y de aquí, se desprende la idoneidad de la lámina multicapa como envase reforzable. De todas maneras, la termo-estabilidad defectuosa resulta prohibitiva para su empleo como envase de productos médicos toda vez que los materiales de una esterilización por vapor caliente deben poder resistir temperaturas de 121ºC o más.
La patente US 4.643.926 (W.R. Grace & Co, Cryovac Div.) describe láminas tricapa flexibles para envasar soluciones y componentes parenterales médicos para las que están previstas una capa de sellado de copolímero de etileno-propileno o de copoliéster flexible o varias capas interiores con polímeros elastoméricos. Las láminas según dicha patente y los envases fabricados a partir de la misma disponen de sobresalientes características mecánicas. De todas maneras, de acuerdo con los conocimientos actuales, para las combinaciones de materiales de las capas que se conocen, es precisa la presencia de, por lo menos, una capa intermedia adhesiva. A este respecto, se cita como ejemplo, un copolímero de etilenp-metacrilato (EMA) o un copolímero de etileno de vinilacetato (EVA); pero que tienen el inconveniente de que la lámina no pueda esterilizarse por calor sin una radio-reticulación. Además, la elección de material permite llegar a la conclusión de que las láminas no pueden desecharse directamente.
La patente DE 2918507 (Baxter Travenol Labs) se refiere a láminas de plástico flexibles multicapas y tratables en autoclave, así como a las bolsas producidas con las mismas. La lámina dispone, como mínimo, de una primera capa que consiste en una mezcla de 30 a 90% en peso de un copolímero del tipo del caucho con bloques de oléfinas y polistirol y de 10 a 70% en peso de una polioléfina con una temperatura Vicat superior a 120ºC y de una segunda capa de una polioléfina que, para conseguir una baja permeabilidad al vapor de agua, es semicristalina.
Por la patente US 4,778.697 (American National Can Company y Baxter Travenol Labs) (corresponde a la DE 3674367 así como a la EP-A 0229475) y la patente US 5.071.686 (Baxter Travenol Labs) se conocen unas láminas pluricapa, por ejemplo, de tres capas. En algunas capas de la lámina se combina un elastómero o un copolímero basado en etilano con polipropileno y en otros estratos, con polietileno. Se obtiene una serie de estructuras laminares que, ello no obstante, presentan polietileno, en el más amplio sentido de la palabra. Por los parámetros mecánicos que se facilitan en el documento, se ve claramente que solo pueden obtenerse preparados de propiedades mecánicas suficientes para superar sin daños un ensayo de caída de las láminas con una bolsa esterilizada y llena. Precisamente, las composiciones de que se trata se caracterizan por elevadas proporciones de HDPE en la capa central (70 u 80% en peso) y, como consecuencia de este elevado contenido de la capa central, es de esperar un comportamiento típico de un polipropileno; es decir, un acusado límite de estabilidad en estado esterilizado. La primera capa es más gruesa (60%) que la segunda (20%) y que la tercera (20%).
La patente WO 98/36905 (Baxter International Inc.) se refiere a láminas multicapas co-extrusionadas para recipientes de líquidos esterilizables. Esta patente demuestra que, por lo menos, es precisa una estructura de cinco capas para obtener una lámina con un espectro de propiedades equilibrado. La capa exterior es un polipropileno en ocasiones con un escaso contenido en etileno o alta-oléfinas, la capa interior es un polietileno ocasionalmente con un escaso contenido en alfa-oléfinas y la capa intermedia es de estructura compleja y consta de varias capas, por lo menos, de tres en las que las intermedias son totalmente de polioléfinas y la proporción de las unidades de etileno aumenta desde las capas exteriores hacia las interiores, mientras que la temperatura de ablandamiento de los materiales de las capas disminuye en el sentido mencionado. Los ejemplos de la WO 98/36905 demuestran que la capa interior, formada por LLDPE, es más gruesa que la exterior y también más gruesa que la suma de las capas intermedias complejas. De esta manera, el LLDPE se convierte en el material determinante de la lámina, si bien el LLDPE es un material que, en lo que respecta a su comportamiento en la fusión, debe considerarse considerarse más bien como "cristalino" o, dicho con otras palabras, el LLDPE posee una temperatura de fusión definida mientras que los materiales de polipropileno presentan un intervalo de reblandecimiento. Cuando se emplea LLDPE en la capa de sellado no se pueden fabricar sellados de diferente grosor, si bien esto solamente es posible en el caso de materiales de polipropileno sobre la base de la imprecisión de dicho intervalo, variando el tiempo o la temperatura durante el sellado. Es decir, las capas interiores de LLDPE resultan desventajosas. Además, la producción de una estructura de cinco capas como mínimo debe considerarse como no especialmente ventajosa, sino que, por el contrario, debe preferirse una estructura que cumpla todas las condiciones con solamente tres capas. Por último, la combinación es sensible al deslaminado, tal como se demuestra en los ejemplos de la WO 98/36905. Los esfuerzos precisos para el deslaminado de los ejemplos de la WO 98/36905 son, ciertamente, mayores que los de los ejemplos comparativos; pero deberá tenderse a obtener un lámina que en realidad no se deslamine.
La patente EP-A 0345774 (Material Engineering Technology Labs) se refiere a recipientes fabricados de poliolefinas y se trata, evidentemente, de láminas bicapa sellables en las que cada una de las capas representa una mezcla de PP y de LLDPE o de PP, LDPE y PE. Además, se describen también láminas coextrusionadas que cuentan con una capa interior de LDPE y PP, así como con una capa exterior de LLDPE, si bien también puede emplearse HDPE. Suponiendo que se utilicen HDPE, LDPE y LLDPE en cada una de las capas de material, se supone que las capas pueden ser igualmente opacas. Además con el empleo predominante de materiales de PE, pueden evitarse problemas con la posibilidad de utilización del autoclave. Por último, los tiempos de sellado que se citan en los ejemplos de hasta 10 segundos o más parecen relativamente largos e incluso prohibitivos para una producción industrial.
Según la patente US 5.478,617 (Otsuka Pharmaceutical Factory, Inc.), los recipientes esterilizables de varias capas para aplicaciones médicas, cuentan con un capa exterior que contiene un copolímero lineal de etileno-alfa-oléfina, una capa intermedia que contiene un copolímero lineal de etileno-alfa-oléfina y una capa interior de polipropileno con copolímero lineal de etileno alfa-oléfina. Todas las capas contienen una cantidad predeterminada de HDPE. En los ejemplos se utilizan, además de HDPE, LLDPE y PP isotáctico. Aun cuando la película debe ser transparente, flexible y tratable en autoclave y debe permitir la obtención de costuras de soldadura separables, presenta el inconveniente de estar condicionada especialmente a la elección del material. Por consiguiente, los LLDPE y los PP isotácticos presentan las debilidades mecánicas típicas ya crónicas del polipropileno. En especial, no debe prescindirse de un ensayo de caída. Además, la utilización de HPDE deberá efectuarse más bien en una lámina "opaca" que en una lámina de elevada transparencia, por lo menos en relación con el tratamiento en autoclave de la lámina o de la bolsa fabricada con la misma.
La patente US 4,892,604 (Baxter) International da a conocer unos recipientes de plástico esterilizables para aplicaciones médicas fabricados a partir de una delgada lámina multicapa. La primera hoja de la lámina es la capa interior en contacto con el producto médico y está constituída por vinilacetato de polietileno (EVA) desprovisto de plastificantes. La segunda capa posee una temperatura de fusión superior a la primera y consta, por ejemplo, de HDPE. La capa interior de EVA deberá ir radio-reticulada para el uso del recipiente.
En la patente EP-A 0 739 713 (Fresenius AG) se dan a conocer estructuras laminares multicapa exentas de PVC que disponen de una capa exterior, una capa protectora y, por lo menos, una capa intermedia con polímeros en las capas exterior y protectora cuyas temperaturas de ablandamiento según Vicat son superiores a unos 121ºC y en las que la capa central presenta polímeros cuyas temperaturas de ablandamiento son inferiores a unos 70ºC. Preferentemente, las citadas temperaturas Vicat no se refieren a los polímeros que son parte de las diferentes capas, sino al material de la capa en conjunto. La lámina descrita se completa generalmente con una capa de sellado, con lo que finalmente, resulta una estructura de cuatro, seis o más capas. En principio, llama la atención el hecho de que todas las capas puedan presentar distintos tipos de PE; pero cuando existe demasiado PE en las diferentes capas, es probable la presencia de un desfavorable comportamiento a la tracción-dilatación con un acusado límite de estabilidad. La capa central del tipo del caucho (Vicat inferior a 70ºC) sirve para comunicar flexibilidad, cosa que se consigue con SEBS y con el empleo de materiales parecidos en la capa central. Ello no obstante, la lámina en estado esterilizado presenta un límite de estirado acusado y, por consiguiente, los inherentes inconvenientes mecánicos.
En lo que se refiere a los materiales a emplear, al considerar el estado de la técnica, se confirma una tendencia creciente al empleo de materiales de polipropileno. Las causas de esto pudieran deberse, como ya se ha dicho, al hecho de que los intervalos de ablandamiento y temperaturas de fusión de los polietilenos frecuentemente no son suficientes para una esterilización por vapor caliente. Además, muchos polipropilenos, en lo que se refiere al vapor de agua poseen, generalmente, propiedades de barrera más satisfactorias en comparación con los polietilenos. Por último, deberán tenerse también en cuenta las propiedades ópticas más satisfactorias de los polipropilenos. En la práctica, puede intentarse reducir los inconvenientes del poliproleno mediante la copolimerización de propileno con otros monómeros o con el empleo de una mezcla de polipropileno y otros polímeros. Sin embargo, esta forma de proceder no ha llevado hasta ahora a alcanzar los resultados deseados; es decir, un material blando y flexible de alta moldeabilidad mecánica y capacidad de carga extrema tanto estática como dinámica.
En la patente DE 196 40 038 AI, así como en la correspondiente WO 97/34951 (Sengewald Verpackungen GmbH) se dan a conocer hojas multicapa, procedimientos para su fabricación y su utilización en las que la hoja multicapa presenta una capa exterior de polímero, una capa central de polímero y una capa interior de polímero sellable en caliente con un mínimo de una capa de unión de compuesto de polipropileno y/o una mezcla de un copolimerisado de y/o homopolimerisado de polipropileno y, por lo menos, un elastómero termoplástico y/o poliisobutileno y una capa interior de compuesto de polipropileno a partir de un homo- y/o copolimerisado de polipropileno con un mínimo de un elastómero termoplástico. Como ejemplo, una estructura similar sería la formada por una capa exterior (15 um) de homopolimerisado PP, una capa de unión (96 um) de compuesto PP, a saber Homopolimerisado PP con SEBS como TPE-S y plastificante, así como una capa interior (40 um) de homopolimerisado PP y SEBS como TPE-S. Aunque la WO 97/34951 no indica nada en relación con la cantidad de SEBS en la capa central ni en la capa interior, la proporción parece que debe ser relativamente elevada ya que debe ser utilizada como compuesto de materiales en la capa de unión y en la capa interior. CAWITON MED PR 3663 y CAWITON MED PR 3530 presentan unos contenidos SEBS relativamente elevados. El empleo de SEBS es ciertamente ventajoso para la flexibilidad y los parámetros mecánicos (Ensayo de caída y ensayo con manguitos). Sin embargo, los compuestos SEBS son relativamente caros y, además, para un reciclado mejor de lo materiales, estaría indicada una unificación lo mayor elevada posible de los tipos en relación con los plásticos empleados. Además, es evidentemente esencial el empleo de productos
plastificadores.
La patente EP-A-0 564 206 (Terumo K.K.) da a conocer envases médicos de estructura multicapa, presentando una estructura tricapa en las que las capas exterior e interior constan, por lo menos, de una polioléfina cristalina y la capa intermedia está constituída, por lo menos, por una polioléfina cristalina y una polioléfina amorfa. Aparte del hecho de que los envases descritos, como consecuencia del empleo de polioléfinas cristalinas en las capas interior y exterior, no presentan transparencia, cosa que hoy día se estima necesaria (Transparencia superior al 92-96%) algunas de las láminas citadas como ejemplo se designan más bien como opacas y la transparencia se mejora con la adición hasta cierto punto con la adición de resina de petróleo hidrogenado, la estructura mostrada es inconveniente por otros motivos. En los ejemplos citados se emplean exclusivamente como polioléfinas cristalinas, exclusivamente homopolímeros y copolímeros de propileno, así como homopolímeros isotácticos de polibutileno. Respecto a los polipropilenos y polibutilenos cristalinos se sabe que tienen una fuerte tendencia al comportamiento típico del polipropileno afectando a las propiedades mecánicas. En especial, los materiales citados tienen un módulo E relativamente elevado así como un límite de estabilidad también alto en los ensayos de tracción-dilatación. Por consiguiente, las bolsas llenas de líquido no pueden resistir sin daños un ensayo de caída desde una altura de 2 m. Además, las bolsas llenas de una solución de sal común según EP-A 0 564 206, después de un tratamiento por esterilización con vapor caliente, presentan solamente un cuadro de aspectos que en el cuadro de aspectos se designa como "no sustancialmente deteriorado". Como consecuencia, se deduce una alteración negativa después de la esterilización con vapor caliente.
Entre otras cosas, el gran número de láminas que existe dado el nivel actual de la técnica demuestra que todavía no se ha encontrado la lámina ideal para producir envases para soluciones médicas de agua o aceite, preferentemente, para soluciones a base de agua. Todas las láminas conocidas, especialmente aquellas que efectivamente han alcanzado la madurez comercial, presentan, según hemos dicho ya, una u otra clase de deficiencias. Siempre que puedan evitarse PVC con sus problemas de suavizantes y poliésteres sí como poliamida por su insatisfactoria capacidad de reciclo, se llegará, según el nivel actual de la táctica, a láminas basadas en materiales de polioléfinas. Una utilización predominante de materiales de polietileno puede dar lugar a problemas durante la esterilización con vapor caliente. Durante este proceso, las temperaturas pueden pasar fácilmente de los 121ºC establecidos, por ejemplo, 125ºC o incluso más. En el caso de tales "anormalidades", se presenta, sin embargo, para material basado en polietileno, el problema de un eventual fusión demasiado bajo. La transparencia, la estanqueidad y el comportamiento mecánico de la lámina pueden alterarse hasta llegar a la inutilidad.
Los materiales a base de polipropileno tienen, generalmente, unas temperaturas de fusión superiores al PE. Sin embargo, los materiales a base de PP presentan problemas en relación con las propiedades mecánicas. Además de cumplir diversas exigencias farmacéuticas y ópticas, las láminas y las bolsas fabricadas con ellas, como por ejemplo las llamadas "bolsas i.v" deberán cumplir determinados requisitos de tipo mecánico completamente diferentes para que las bolsas cubran las exigencias mecánicas que se piden al producto.
A la vista de la lámina de plástico, dos condiciones a cumplir por el producto "bolsa i.v" resultan especialmente duras. Por un lado, una bolsa llena deberá resistir un ensayo de caída según DIN ISO 58363-15; 1996 sin sufrir daños (se trata de una solicitación dinámica extrema para la lámina de la bolsa) y, por otro, una bolsa llena deberá aguantar sin daños el denominado "ensayo con manguito de presión". Este ensayo comprende una carga a presión permanente de una bolsa llena en la que se ha colocado un manguito. Esta solicitación extrema, en contraposición al ensayo de caída dinámico, se designa como estática. Ambos criterios parecen contradecir las propiedades de un plástico único y, hasta ahora, se basaban exclusivamente de las láminas compuestas de polioléfinas exclusivamente, preferentemente de polipropilenos. Los materiales todavía no los cumplen satisfactoriamente. A este respecto, el "ensayo a presión con manguito" se considera como un criterio práctico más exigente o que el método de ensayo DIN según la ISO 58363-15, que se cumple directamente cuando se pasa el ensayo con manguito de presión.
En relación con el estado de la técnica mencionado y discutido, una de las finalidades de la invención es una lámina multicapa para envases de productos médicos líquidos basados esencialmente en materiales poliolefínicos que permiten la producción de envases resistentes tanto de cargas dinámicas como de cargas estáticas permanentes lo más resistentes posible.
En lo posible, las láminas según la invención deben permitir la fabricación de envases estática y dinámicamente más estables que las láminas o combinaciones de láminas conocidas a base de materiales de polipropileno.
En lo posible, las nuevas láminas deben poder cargarse estática y dinámicamente, por lo menos, como las láminas conocidas no basadas en materiales poliolefínicos como las láminas o compuestos de láminas de poliéster, poliamida o cloruro de polivinílo.
Las nuevas láminas deberán exhibir unas propiedades mecánicas entre buenas y excelentes a temperaturas inferiores a la temperatura ambiente por ej. a 0ºC, entre otras, una elevada flexibilidad a bajas temperaturas, una escasa fragilidad a bajas temperaturas y una elevada tenacidad a los golpes a las citadas bajas temperaturas.
Preferentemente, las nuevas láminas multicapa deberán contar con pocas capas y se podrán fabricar de manera sencilla y económica. Además, las láminas de la invención deberán tener pureza de tipos y se basarán favorablemente en materiales de polipropileno, con participaciones lo menores posible de otras unidades monoméricas.
Por otra parte, los materiales de las distintas capas deberán constar de pocas sustancias y cuando, para una capa se emplee una mezcla o compuesto de polímeros, la mezcla deberá contener el menor número posible de polímeros o de copolímeros.
La nueva lámina deberá tener una transparencia elevada, podrá tratarse en autoclave y podrá tratarse sin daños mediante esterilización por vapor caliente a temperaturas de 121ºC o; es decir, deberá poder resistir sin alteraciones desventajosas de la transparencia y de la flexibilidad. Por ejemplo, deberá descartarse o reducirse al mínimo una cristalización de la lámina o cualquier otra alteración superficial como decoloraciones, blanqueamientos o la aparición de opacidades a causa del tratamiento térmico.
Por último, la lámina no presentará inconveniente alguno en cuanto a aspectos farmacéutico y médico ni presentará aditivos que médicamente sean objetables. Especialmente, la nueva lámina no tendrá tendencia alguna a la migración de aditivos hacia los productos conservados ni siquiera cuando se trate de largos tiempos de almacenamiento y los líquidos tengan un carácter lipófilo.
Además, una de las finalidades de la invención es la de crear una lámina que pueda imprimirse de manera fácil, sencilla y duradera con los procedimientos y pigmentos usuales sin que los pigmentos o colorantes entren en contacto con los productos conservados.
Y, por otra parte, la lámina de la invención deberá permitir uniones por soldadura que, a discreción, puedan deshacerse o no.
La lámina de la invención deberá permitir también comprobaciones del grosor de la soldadura con medios sencillos (temperatura y tiempo de sellado). A este respecto, la lámina inventada deberá permitir la fabricación de recipientes que presenten, tanto costuras de sellado permanentes como costuras separables con un esfuerzo diferente. Especialmente, la lámina deberá poder sellarse con herramientas de calentamiento permanente o soldarse por medio de impulsos.
La nueva lámina deberá poder soldarse sin emplear cubiertas protectoras de teflón, silicona u otro material, cubiertas que en el paso tenían que renovarse frecuentemente. Además, la nueva lámina deberá disponer de una "ventanilla de manipulación" lo suficientemente grande con el de que con una escasa variación de la temperatura, se consiga una suficiente resistencia de la soldadura. La anchura de la ventanilla de proceso es importante principalmente cuando se vayan a producir costuras separables. Además, la nueva lámina deberá permitir la fabricación de bolsas o sacos colapsables.
Por último, los envases de láminas según la invención deberán poder reciclarse en su totalidad sin "downcycling"; es decir, que, en lo posible, deberán utilizarse exclusivamente materiales que no dañen el medio ambiente.
Además, las láminas de la invención deberá ofrecer una escasa permeabilidad al vapor de agua y, de la misma manera que deben tener claridad y elevada transparencia, deben transmitir una agradable sensación al tacto y tener un agradable aspecto estético; es decir, no deberán presentar decoloraciones o manchas. Para terminar, en las bolsas producidas con las láminas de la invención deberán poder almacenarse, no solo líquidos acuosos, sino también oleosos o lipófilos.
Otra finalidad de la invención es la de dar a conocer un procedimiento para producir láminas multicapa según la invención que pueda llevarse a cabo de forma sencilla y económica. Para ello, la nueva lámina podrá fabricarse por el sistema de coextrusión en el que la compatibilidad de los materiales permite renunciar al empleo de adhesivos o de pegamentos recubridores o de capas adicionales que lleven a cabo este cometido.
Otra finalidad de la invención, es la indicación del empleo de las láminas inventadas.
Todos estos cometidos, así como otros que se van a citar, individualmente se cumplen y se deducen directamente de la discusión introductoria del estado de la técnica o pueden deducirse de manera lógica por una lámina multicapa de la clase citada al principio y de las características de la reivindicación 1.
Las configuraciones ventajosas de las láminas multicapa de la invención son objeto de las reivindicaciones citadas en la reivindicación especial del producto.
Desde el punto de vista procedimental, las características de la reivindicación especial representan una solución del problema fundamental desde el punto de vista de los aspectos de procedimiento. Las variantes procedimentales quedan protegidas por las reivindicaciones de procedimiento que se derivan de la reivindicación especial.
Por lo que respecta a la utilización, la reivindicación dimanante de la serie de reivindicaciones con la correspondiente categoría, suministra la solución del problema fundamental, pudiendo ser las configuraciones provechosas el objeto de las reivindicaciones referidas a esta reivindicación del producto.
Habida cuenta de que una lámina multicapa, destinada especialmente al envasado de productos médicos líquidos y presentando como mínimo tres capas, a saber, una capa exterior (A), una capa interior (I) y una capa intermedia (M), cada una de las cuales representa de un 60 a un 100 por ciento en peso de los materiales de polipropileno y de 40 a 0 por ciento en peso de un elastómero termoplástico, datos de pesos que se refieren al peso total de la capa correspondiente y habida cuenta que la lámina multicapa después de una esterilización por vapor caliente a 121ºC o temperaturas superiores, no registra un límite de estabilidad (sin rendimiento) medible según la DIN EN ISO 527-1 a 3, se llega sorprendente e inesperadamente a una lámina de tres capas como mínimo a partir de la cual pueden fabricarse envases médicos que cumple de manera sobresaliente todas las propiedades físicas establecidas por los Institutos de Normalización y transformadores industriales en relación con las propiedades físicas de los envases y que igualmente puede estar constituída completamente por materiales polipropilénicos. Además, se logra un gran número de otras ventajas adicionales, entre las que pueden mencionarse las siguientes:
- La lámina de la invención puede cargarse dinámica y estáticamente de manera extraordinaria. Los envases fabricados con la lámina inventada resisten un ensayo de caída según DIN ISO 58363-15:1996 sin sufrir daños, así como una carga estática permanente (Ensayo con manguito de presión) igualmente sin sufrir daños.
- Por primera vez puede disponerse de una lámina constituída únicamente por materiales de polipropileno que alcanza un nivel mecánico que corresponde al de las láminas multicapa que contienen poliéster o polietileno.
- Las propiedades ópticas tales como claridad, transparencia o puntos defectuosos de la lámina inventada son excelentes, incluso después de una esterilización por vapor caliente, no siendo preciso utilizar ninguna clase de adiciones para mejorar la transparencia.
- El tratamiento en autoclave de las láminas inventadas es excelente y los tratamientos de esterilización por vapor caliente a temperaturas de más de 120ºC o 121ºC se resisten sin daños ni empeoramiento esencial del nivel de propiedades mecánicas.
- La elevada pureza en variedades de la lámina permite una plena posibilidad de reciclaje de las láminas, evitando el empleo de poliésteres, poliamidas o PVC.
- La lámina inventada es extraordinariamente flexible y permite sin problemas fabricar los denominados "contenedores colapsables".
- La lámina inventada es sellable sin problemas, tanto con herramientas de calentamiento permanente como mediante soldadura de impulsos.
- En comparación con algunas estructuras conocidas, los materiales de la capa interior permiten unos tiempos de sellado más cortos con lo que se reduce el tiempo cíclico por elemento de envasado a fabricar (bolsa vacía y similar) y aumenta correspondientemente la productividad las líneas de soldadura.
- La capa de sellado de la lámina inventada permite influir y controlar el espesor de las uniones soldadas mediante la graduación de la temperatura y el tiempo de sellado.
- La lámina inventada está ocasionalmente indicada para fabricar bolsas destinadas a contener líquidos oleosos y lipófilos.
- La lámina inventada registra una permeabilidad relativamente baja al vapor de agua, por lo que, para determinadas aplicaciones, no son necesarias capas de barrera. Ello no obstante, para algunas aplicaciones, pueden combinarse como barreras otras capas (barreras de vapor de agua, barreras de oxígeno y otras) con la estructura laminar de la invención.
- Reduciendo al mínimo la aplicación de la renuncia completa a partes de elastómeros termoplásticos del grupo de los copolímeros en todas las capas o en la mayor parte de las capas de la gama de láminas de la invención, se reduce considerablemente el precio de la lámina por unidad de superficie.
- La lámina inventada puede fabricarse como lámina plana. Así, se consigue un perfil grueso claramente homogéneo que repercute de manera muy positiva sobre la transportabilidad mecánica de las láminas.
- En combinación con sus sobresalientes cualidades ópticas, (brillo, claridad, transparencia) la lámina de la invención ofrece una sobresaliente capacidad de impresión, así como una excelente integridad estructural.
Como consecuencia, la lámina multicapa de la invención es especialmente excelente y luego de una esterilización por vapor caliente a 121ºC o una temperatura superior, no presenta, según DIN EN ISO 527-1 a -3 un límite de estabilidad medible (ningún rendimiento). El concepto "límite de estabilidad" dentro del marco de la presente invención es idéntico al concepto "punto de estabilidad" (punto de rendimiento) de la citada norma. Por "límite de estabilidad" o "punto de estabilidad", se entiende, en relación con la invención, una tensión de estabilidad determinada (yield stress) según el punto 4.3.1 (definiciones) de la EN ISO 527-1:1996. Especialmente, se trata en el caso de una tensión de estabilidad concreta, por definición, del primer valor del diagrama de tracción-dilatación durante el cual se registra un aumento de la dilatación sin incremento de la tensión. Como quiera que este valor no se alcanza en las láminas inventadas, no hay límite de estabilidad (no hay rendimiento). En las láminas de la invención no puede comprobarse después de un tratamiento de esterilización en caliente una tensión con la que, por primera vez, se registre un alargamiento de la probeta sin incremento de la tensión en las láminas de la invención. Como consecuencia, las láminas inventadas muestran con respecto a la relación tensión tractora/dilatación, especialmente con respecto a la demostración según la parte 3 de la DIN EN ISO 527 "Condiciones de ensayo para láminas y placas", edición alemana de octubre de 1995, un comportamiento que se ajusta a la curva d de l parte I de la DIN EN ISO 527 "Determinación de las propiedades de tracción", edición alemana de abril de 1996. En la curva de tensión/dilatación allí reproducida la curva d corresponde a un material tenaz sin punto de estirado, en contraposición a los materiales frágiles (curva a) y materiales tenaces con punto de estirado (curvas b y c).De esta manera, por primera vez, por medio de la invención, se dispone de una lámina de polipropileno para aplicaciones médicas que presenta un comportamiento casi gumielástico como lámina de envasado después de una esterilización por vapor caliente. De esta manera, la lámina de la invención cumple dos principios antagónicos, cosa que, hasta ahora, no se había considerado posible.
Las láminas inventadas se caracterizan, entre otras cosas, porque no presentan un límite de estabilidad en sentido transversal (TD) ni en el sentido de la máquina (MD). Las indicaciones de sentido TD o MD se refieren a la fabricación de las láminas.
Según se describe, la lámina inventada puede esterilizarse sin daños con vapor caliente. Para comprobar la existencia de un límite de estabilidad según DIN EN ISO 527-1 a -3, se someten las láminas de la invención a un tratamiento por esterilización con vapor caliente a 121ºC. El procedimiento de esterilización utilizado lo conoce el técnico con el nombre de "Procedimiento de rociado con agua caliente". Como es natural, las láminas de la invención pueden esterilizarse también a otras temperaturas y pueden tratarse en autoclave con otros métodos modificados entre los que figuran métodos de esterilización que funcionan completamente con luz, con ciertas partes del espectro visible de la luz o con otra clase de radiaciones.
Para que la totalidad de la lámina multicapa de la invención no presente límites de estabilidad, la invención utiliza preferentemente una capa central relativamente gruesa, así como una capa interior y una capa exterior comparativamente más delgadas. Una característica especial de las láminas de la invención es la de una determinada relación del espesor de la capa central con el grosor total de la lámina. Por consiguiente, la relación de grosores de la capa central (M) con el espesor total de la lámina que resulta de la suma de los espesores de las capas (A), (M) e (I), representa entre el 40 y el 80%. Si la parte de la capa central (M) en el grosor total es inferior al 40%, la consecuencia puede ser que la flexibilidad de la bolsa sea insuficiente. Si la proporción de la capa central (M) en el grosor total de la lámina multicapa es superior al 80%, la capacidad de carga estática puede no ser suficiente y el ensayo con manguito de presión de una bolsa llena, según todas las probabilidades no se resistirá con una lámina de este tipo.
Las láminas multicapa preferentes de la invención se caracterizan porque la proporción del grosor de la capa central (M) en el espesor total de la lámina oscila entre 45 y 75%, preferentemente entre 50 y 70% y más especialmente entre 50 y 65%. Preferentemente, domina también la capa central en lo que afecta al grosor. Con una capa central relativamente gruesa, resultan en las zonas preferidas y especialmente preferidas, láminas multicapa con un espectro de propiedades sopesado en lo que se refiere a los parámetros dinámicos y estáticos, así como a la flexibilidad.
A diferencia de los márgenes de grosor citados, es preferible que la proporción del grosor de la capa central (M) en el espesor total de la lámina oscile entre 60 y 80%, preferentemente entre 70 y 75% y todavía mejor entre 65 y 75%. Esta variante debe preferirse cuando se deseen propiedades dinámicas especialmente buenas.
Igualmente, la capa interior (I) y la capa exterior (A) arrojan unos espesores preferidos en relación con la capa central o con la capa intermedia (M).
En el caso de variaciones preferibles de la lámina multicapa de la invención, la proporción del grosor de la capa exterior (A) en el espesor total de la lámina oscila entre 30 y 7,5%.
Un interés especial para la invención registran también las láminas multicapa que se caracterizan porque la proporción del grosor de la capa interior (I) en el grosor total de la lámina oscila entre 30 y 12,5%.
Si se parte de un espesor preferente de la capa (M) del 40 al 70% del grosor total de la lámina, resulta para la capa (A), así como para la capa (I) una proporción en el espesor total de, preferentemente, 30 a 15%. Teniendo en cuenta un margen de grosor de la capa central de 50 a 65% especialmente adecuado, resultan unos espesores para la capa exterior (A) y la capa interior (I) del orden del 25 al 17,5%.
Si se parte de un espesor preferente de la capa (M) del 60 al 80% del espesor total de la lámina, resulta para la capa (A) en una forma de realización, una proporción en el espesor total de la lámina entre 15 y 7,5%, mientras se considera adecuada para la capa (I) una proporción en el espesor total de preferentemente 25 a 12,5%.
Las láminas multicapa de la invención pueden fabricarse dentro de un amplio márgen de grosores absolutos. En función de la aplicación prevista puede darse la preferencia a láminas multicapa de un grosor total de más de 300 um; pero también pueden fabricarse láminas más finas de menos de 120 um. Una forma de realización preferente de la invención se caracteriza porque el grosor total de la lámina se encuentra en la zona entre 120 y 300 um, preferentemente entre 150 y 250 um y más especialmente entre 170 y 230 um.
La capa central puede proporcionar suficiente flexibilidad a la totalidad de la estructura multicapa. La capa central (M) se caracteriza porque el módulo E del material de dicha capa (M) es menor o igual a 250 MPa, preferentemente menor o igual a 150 MPa, preferentemente menor o igual a 135 MPa y mucho mejor, menor o igual a 100 MPa, medidos según la norma DIN EN ISO 527-1 a -3. A este respecto, el módulo E se determina según ISO 627-1 a -3 para una lámina y un elemento de ensayo correspondiente fabricado exclusivamente del material de la capa. Si la capa (M) es de un material polimérico (mezcla o compuesto), el valor citado sirve para la mezcla o compuesto. Si el módulo E de la capa central es superior a 150 MPa, la totalidad de la lámina multicapa puede ser insuficiente en lo que se refiere a la flexibilidad. Tienen especial interés las láminas multicapa de la invención en las que el módulo E de la capa central (M) se encuentra en la zona de 30 a 80 MPa, preferentemente de 30 a 60 MPa y todavía mejor, entre 35 y 55 MPa, preferentemente entre 35 y 50 MPa y más preferentemente entre 40 y 45 MPa, medidos según DIN EN ISO 527-1 a -3.
Por lo que respecta a la capa central (M), están indicados preferentemente materiales polipropilénicos o compuestos de estos materiales con materiales elastoméricos termoplásticos, que poseen un comportamiento elástico lo más tenaz posible. En una variante, puede resultar satisfactorio emplear materiales cuyo límite de elasticidad sea menor o igual a 8 MPa, determinado en una probeta tipo 2 y a una velocidad de extracción de 200 mm/min., si bien puede ser preferible utilizar materiales todavía más tenaces. Por este motivo, ocasionalmente representa una ventaja especial elegir un material para la capa central (M) que después de una esterilización con vapor caliente a 121ºC o temperaturas superiores por el procedimiento del rociado con agua caliente, preferentemente también antes de la correspondiente esterilización con vapor caliente, no registre un limite de estabilidad medible según DIN EN ISO 527-1 hasta -3 (ningún rendimiento) con una probeta tipo 2 y una velocidad de extracción de 200 mm/min. Eligiendo adecuadamente el material resultan accesibles láminas de varias capas que, manteniendo las relaciones de espesor antes mencionadas de las capas entre sí permitan obtener materiales relativamente frágiles; es decir poco tenaces para la capa exterior (A) siempre que se cumpla el comportamiento elástico de los
materiales.
Se obtienen láminas multicapa especiales según la invención cuando el módulo E del material de la capa exterior (A) es mayor que el módulo E del material de la capa central (M). Preferentemente, el módulo E del material de la capa exterior (A) debe ser superior a 250 MPa, preferentemente mayor que 300 MPa y especialmente superior a 400 MPa, siempre medido con arreglo a la norma DIN EN ISO 527-1 a -3.
Unos sectores especiales del módulo E de la capa exterior (A) se caracterizan porque el módulo E del material de la capa exterior (A) se encuentra en la zona de 300 a 600 MPa, preferentemente de 400 a 600 MPa y todavía mejor, entre 450 y 550 MPa, preferentemente entre 450 y 500 MPa y todavía mejor entre 400 y 450 MPa, en cualquier medido con arreglo a la DIN EN ISO 527-1 a 3.
Cuando se emplee una capa central (M) de un material que posea un límite elástico pequeño o escaso, pero registrable en un diagrama de tracción-dilatación, puede ser conveniente combinar con esta capa central (M) una capa exterior (A) que tenga un módulo E superior, el cual podría alcanzar valores idóneos superiores a 1000 MPa, especialmente mayores de 1150 MPa. Los márgenes preferentes se encuentran entonces entre 900 y 1300 MPa y parecen todavía más satisfactorios los valores de la zona de 1000 a 1150 MPa para el módulo E.
Se sobreentiende que, en relación con cada una de las capas (A), (M) e (I), se entiende por módulo E un valor que puede determinarse para probetas, con arreglo a la DIN EN ISO 527-1 a -3.. A este respecto, los valores indicados se refieren a probetas no sometidas a tratamiento de esterilización. Siempre que, dentro del marco del documento, el punto de estabilidad o el módulo E de las láminas representen un papel, por regla general se tratará de valores determinados en láminas sometidas a un tratamiento de esterilización. Cuando se trate de valores de láminas no esterilizadas, esta circunstancia se indicará especialmente en cada caso.
En lo que respecta al comportamiento térmico (Estabilidad de la estructura al calor durante el tratamiento en autoclave), así como a la capacidad de sellado de la capa interior (I), la invención permite un control sobresaliente en el espectro total de las propiedades propugnadas. Preferentemente, el punto de fusión de la capa exterior (A) es mayor que el punto de fusión de la capa interior (I).
También debe darse preferencia a la elección de las capas (A), (M) e (I) de forma tal que sea posible un gradiente de los puntos de fusión de cada una de las capas. A este respecto, tienen especial interés las láminas multicapa en las que el punto de fusión de la capa (M) sea menor que el punto de fusión de la capa (A) y mayor que el punto de fusión de la capa (I), a cuyo efecto los puntos de fusión de una lámina monocapa pueden determinarse a partir del material de las capas correspondientes (A), (M) e (I), con arreglo a la norma DIN 3146-CIb. Se sobreentiende que, en relación con la invención, se habla de puntos de fusión igualmente cuando se emplean parcialmente materiales que no tienen un "punto de fusión concreto", como se sabe, en el sentido clásico para los materiales cristalinos. En relación con la invención, punto de fusión es un punto de fusión en el sentido de la norma DIN 3146-Clb; es decir, una transición al DSC (calorímetro de determinación diferencial).
Las láminas multicapa especialmente preferidas por la invención se caracterizan por el hecho de que el punto de fusión de la capa (M) se encuentra en la zona de 130 a 160ºC, preferentemente entre 135 y 157,5 y muy especialmente entre 140 y 156ºC, a cuyo efecto el punto de fusión de una lámina monocapa del material de la capa (M) se determina con arreglo a la DIN 3146-Clb. Las temperaturas de fusión no permiten sacar conclusiones directas sobre el ablandamiento del material.
Para describir el comportamiento al ablandamiento puede utilizarse la temperatura Vicat, entendiendo por punto de ablandamiento o temperatura de ablandamiento la temperatura a la cual los cristales y polímeros amorfos o parcialmente cristalinos pasan de un estado vítreo o duro-elástico a un estado gumi-elástico. Una forma especial de realización de la lámina multicapa de la invención puede presentar capas (A), (M) e (I) con unas temperaturas Vicat que para la capa (M) varía, por lo general, de 35 a 75ºC, preferentemente de 35 a 70ºC, muy preferentemente de 40 a 65ºC y especialmente preferentemente de 45 a 60ºC, mientras que en las capas (A) e (I) las temperaturas Vicat se mueven en la zona inferior o igual a 121ºC, en cualquier caso determinadas con arreglo a la DIN 53460. A este respecto, es especialmente interesante el fenómeno de que las láminas multicapa de la invención resisten sin problemas una esterilización por vapor caliente a 121ºC aunque todas capas pueden registrar temperaturas Vicat de meno de 121ºC. Entre otras cosas, los parámetros de presión predominantes durante la esperilización por vapor caliente puede contribuir decisivamente a la consecución de la integridad estructural de la lámina o de los recipientes con ella fabricados durante el tratamiento.
La lámina multicapa de la invención consta, en el sentido más general, por capa de materiales polipropilénicos hasta en 60 a 100% en peso y de elastómeros termoplásticos en un 40 a 0% elegidos del grupo de los copolímeros del bloque del estirol.
A los polipropilenos o materiales polipropilénicos utilizables pertenecen, entre otros, homopolímeros y copolímeros del propileno hasta con un 25% en peso de etileno o una combinación (aleación, mezcla) de polipropileno con hasta 25% en peso de polietileno. En el caso de los copolímeros puede tratarse fundamentalmente de copolímeros estáticos (marginalmente) o de copolímeros de bloque.
Cuando se utilicen como materiales polipropilénicos homopolímeros del propileno o copolímeros del propileno con etileno, puede ser preferible, para determinadas realizaciones, un contenido en unidades de etileno del orden de 1 a 5 por ciento en peso, especialmente preferente entre 1,5 y 3% en peso y todavía mejor, entre 1,6 y 2,5% en peso, siempre referidos al total de los copolímeros. Especialmente para la capa exterior (A) puede considerarse una estructura idónea como ventajosa para el brillo, la transparencia, la claridad y la capacidad de impresión. De forma especialmente preferente, la capa exterior estará constituída de forma que una parte de las unidades de etileno se encuentre en la zona entre 1 y 5 por ciento en peso, mientras que el material de la capa exterior estará constituído por unidades derivadas del propileno.
En las diferentes capas de la lámina multicapa de la invención pueden estar contenidas discrecionalmente cantidades reducidas de un elastómero termoplástico, eligiéndose preferentemente estos últimos, según se ha apuntado ya, preferentemente, dentro del grupo de los copolímeros del bloque del estirol. Por otra parte, en el sentido de la invención, los elastómeros termoplásticos utilizables pertenecen, entre otros, al poliéster (TPE-E), lm poliuretano (TPE-U), a la poliéteramida (TPE-A) o también a mezclas de EPDM/PP, así como a mezclas de caucho butilo/PP o a elastómeros termoplásticos a base de oléfinas (TPE-O), indicando EPDM terpolímeros de etileno, bien no conjugado y/o copolímero de etileno-alfaoléfina. Por caucho de butilo se entienden los copolímeros del isobutileno con isopreno, pudiendo utilizarse, solo, un representante de los grupos citados de compuestos elastoméricos. También pueden utilizarse mezclas de dos o más compuestos de un solo grupo o mezclas de dos o más combinaciones de más de un grupo de compuestos.
En una forma de realización de la invención se da preferencia al empleo de copolímeros de bloque entre los que pueden mencionarse, entre otros, copolímeros de tribloque de estirol-etileno/butileno-estirol (SEBS), copolímeros dibloue de estirol-butileno estirol (SBS), copolímeros tribloque de estirol-propileno/estirol-etileno (SEPS), copolímeros de tribloque de estirol-isoprno estirol (SIS) y mezclas de dos o más de los componentes precitados.preferencia, entre los copolímeros de bloque del estirol al empleo de SEBS, sobre la base de la especial idoneidad de estos elastómeros termoplásticos para aplicaciones del sector de la medicina.
La proporción de elastómeros termoplásticos puede variar de capa a capa, registrando preferentemente la capa central (M) una proporción menor de elastómero termoplástico. Las zonas preferidas arrojan hasta 20-0 por ciento en peso, estando especialmente indicada la de 10 a 0 por ciento, siendo especial la de menos del 5 por ciento y siendo la más preferida la capa (M) exenta de elastómero termoplástico, que no pertenece a los materiales polipropilénicos en el sentido de la invención. Correspondientemente, la proporción de material polipropilénico oscilará preferentemente entre 80 y 100 por cien en peso, mejor entre 90 y 100%, todavía mejor superior al 95% y la mayoría de las veces preferentemente con un 100% en peso, siempre referido al peso total de la capa (M).
Para la estructura de la capa exterior (A) puede decirse algo parecido. La capa exterior (A) presenta preferentemente una proporción lo menor posible de elastómero termoplástico. Los márgenes preferidos oscilan entre 20 y 0 por ciento en peso, especialmente entre 10 y 0, siendo muy especialmente adecuados inferiores al cinco por ciento y dándose especialmente la preferencia a la capa (A) desprovista de elastómero termoplástico. Correspondientemente, la proporción de material polipropilénico oscila preferentemente entre 80 y 100% en peso, mejor entre 90 y 10%, todavía mejor por encima del 95% y prefiriéndose la mayoría de los casos 100% en peso, referidos siempre al peso total de la capa (A).
En lo que respecta a la composición de la capa interior (I), se aplica el principio de que se tiende a una proporción lo menor posible de elastómero termoplástico. Así, en una forma de realización de la capa interior (I), se aplica la idea de que los sectores preferentes representan del 20 al 0% en peso, resulta adecuado del 10 al 0% en peso, especialmente adecuado por debajo del 5% y, en la mayoría de los casos, dando preferencia a una capa (I) desprovista de elastómero plástico. Por consiguiente, la proporción de material polipropilénico en la capa (I) deberá oscilar preferentemente entre 80 y 100% en peso, más preferentente entre 90 y 100% en peso y todavía mejor mayor del 95% y la mayoría de las veces preferentemente de un 100% del peso, en todos los casos referido al peso total de la capa (I).
Ello no obstante, para conseguir una modificación adecuada de las propiedades de sellado y sacar una cierta ventaja de los controles de las costuras de soldadura, se ha previsto del 10 al 30% en peso, preferentemente del 15 al 25% y, espcialmente mejor un 20% en peso de elastómero termoplástico en la capa interior (I). Correspondientemente, los contenidos idóneos en materiales polipropilénicos de la capa interior (I), son de 90 a 70 %, especialmente mejores del 85 al 75% y mucho mejor del 80% en peso, siempre referidos al peso total de la capa (I).
Sobre la base de las realizaciones precitadas, se obtiene una forma de realización del mayor interés cuando las capas (A) y (M) están formadas en un 100% en peso y la capa (I) en un 90-70% en peso por materiales polipropilénicos, siempre en relación con el total de cada capa. Es, pues, especialmente preferible que el 10-30% restante de la capa (I) esté constituído por uno o varios SEBS.
Por consiguiente, una lámina multicapa especialmente adecuada deberá caracterizarse porque las capas (A) y (M) estén formadas hasta en un 100% en peso y la capa (I) en un 60-100% en peso, preferentemente en un 70-90%, de uno o varios polímeros del grupo constituído por homopolímeros del polipropileno (homo-PP), copolímeros estadísticos del polipropileno (Co-PP discrecional), copolímeros de bloque del polipropileno, homopolímeros flexibles del polipropileno (FPO), copolímeros flexibles del polipropileno Co-FPO), mientras que la capa (I) debe constar en un 40 a 0 por ciento en peso, preferentemente en un 30-10%, de copolímero de bloque de estirol-etileno/butileno estirol (SEBS).
De interés especial para la realización de la invención son aquellos homopolímeros y, sobre todo, copolímeros del propileno con etileno que registren una elevada flexibilidad. Entre los materiales particularmente adecuados figuran, por ejemplo, esencialmente, los copolímeros estadísticos binarios amorfos constituídos en un 10 a 30% en peso de etileno y en un 70 a 90% en peso, de propileno, presentando los copolímeros un índice de tacticidad m/r del orden de 3.0 a 4.0 y un denominado "valor de inversión de propileno" de aproximadamente 0,15 e inferior, determinado por medio de la medición 13C NMR. Los copolímeros estadísticos del propileno con etileno que cumplan la especificación citada pueden obtenerse, por ejemplo, utilizando determinados sistemas de catalizadores para la polimerización, que dispongan, entre otros, de un firme componente catalizador de base soporte de halogenuro de magnesio y halogenuro de aluminio, así como de tetrahalogenuro de titanio y de un componente cocatalizador de aluminio de trialquilo y halogenuro de aluminio de alquilo. Los polímeros correspondientes son, objeto, de las patentes US 4.858.757 de 22 de agosto de 1989. El procedimiento de fabricación se da a conocer, por ejemplo, en las patentes US 4,736.002 y 4,847,340 de 5 de abril de 1988 y 11 de julio de 1989. Las citadas patentes fueron adjudicadas a la Rexene Products Conpany.
Los hompolímeros flexibles del propileno (FPO), así como los copolímeros flexibles del propileno con etileno (Co-FPO9 de la Firma Huntsmann, que pueden obtenerse bajo la designación protegida Rexflex(R)fpo, figuran entre los materiales propilénicos especialmente preferidos por la invención.
En relación igualmente con toda la estructura multicapa de las láminas de la invención, hay que citar, sobre la base de las relaciones de espesor de las capas entre sí, una lámina con elevado contenido en materiales de polipropileno. En una forma de realización idónea, la lámina inventada consta, por lo menos, de materiales polipropilénicos en un 90% en peso referido al total de la lámina multicapa. Todavía más indicadas están las láminas constituídas en más del 92% en peso, 94% o más o 96% o más o en más o menos, por el 97,5% en peso de materiales polipropilénicos.
Las láminas especiales según la invención presentan, por ejemplo, la siguiente estructura:
(A)
una capa exterior o primera de copolímero de polipropileno con 2 a 3 unidades de etileno en porcentaje de peso;
(M)
una segunda capa o central de homopolímero de polipropileno con una tacticidad definida y
(I)
una tercera o capa de sellado de una mezcla de polipropileno y un material elastomérico.
Una estructura similar de una lámina se ha comprobado que resulta especialmente indicada para la fabricación de recipientes, bolsas u otros objetos para contener líquidos lipófilos para alimentación parenteral.
Especialmente indicadas en este sentido están las láminas que tengan la siguiente estructura:
(A)
una capa primera o exterior de copolimero de polipropileno con 2-3% en peso de unidades de etileno, con un grosor de 10 a 30 um;
(M)
una segunda capa o central de homopolímero de polipropileno con una tacticidad definida y un grosor entre 100 y 200 um;
(I)
una tercera capa o capa de sellado de una mezcla de polipropileno y un material elastomérico con O-40% en peso, preferentemente, 10-30%, en especial 20% en peso, referido siempre al total de la capa (I) de elastómero termoplástico preferentemente de elastómero termoplástico a base de un copolímero de bloque de estirol, especialmente un SEBS, con un grosor del orden de 20 a 80 um.
Especialmente indicadas en este sentido están las láminas que presentan las siguientes estructuras:
(A)
una capa primera o exterior de Rexene PP23Ml0CS264 (Huntsman Corp.). Grosor: aprox. 20 um;
(M)
una segunda capa o central de Rexflex FPO WL110 (Huntsman Corp) de tacticidad definida y de un grosor de aprox. 140 um;
(I)
una tercera capa o capa de sellado de una mezcla de 80% en peso de polipropileno y 20% en peso de SEBS con un espesor de aprox. 40 um.
Para la fabricación de recipientes destinados a contener líquidos parenterales a base de agua, tienen especial interés, entre otras, las siguientes láminas:
(A)
una capa primera o exterior de homopolímero de polipropileno, preferentemente de la familia de homopolímeros de polipropileno flexible;
(M)
una segunda capa o capa media de un copolímero de polipropileno de la familia de los copolímeros de polipropileno flexibles con escaso contenido en unidades de etileno;
(I)
una capa tercera o de sellado de una mezcla de polipropileno y un material elastomérico.
En este sentido están especialmente indicadas las láminas que presenten la siguiente estructura:
(A)
una capa primera o exterior de homopolímero de polipropileno de un grosor de 20 a 60 um;
(M)
una segunda capa o capa media de copolímero de polipropileno con un contenido en unidades de etileno del orden de 1 a 3% en peso y un grosor entre 60 y 180 um;
(I)
una tercera capa o capa de sellado de una mezcla de polipropileno y un material elastomérico con 0 a 40% en peso, preferentemente 10 a 30%, más preferentemente 20% siempre referido al peso total de la capa (I) en elastómero termoplástico, preferentemente un elastómero termoplástico a base de un copolímero bloque de estirol, especialmente preferible un SEBS con un espesor del orden de 20 a 80 um.
En este sentido, resultan especialmente indicadas las láminas que tengan la siguiente estructura:
(A)
una capa primera o exterior de WL113 de la Firma Huntsmann de aprox. 30 um de grosor;
(M)
una segunda capa o capa media de WL210 de la firma Huntsmann con un contenido en etileno de aprox. 1,6% en peso y un grosor de aprox. 130 um;
(I)
una tercera capa o capa de sellado de una mezcla de 80% en peso de polipropileno y 20% en peso de SEBS con un espesor de aprox. 30 um.
En este sentido, están también especialmente indicadas las láminas que tengan la siguiente estructura:
(A)
una capa primera o exterior de WL113 de la Firma Huntsmann con un espesor de aprox. 50 um;
(M)
una segunda capa o capa media de WL210 de la Firma Huntsmann con un contenido en etileno de aprox. 1,6% en peso y un espesor de aprox. 90 um;
(I)
una tercera capa o capa de sellado de una mezcla de 80% en peso de polipropileno y 20% en peso de SEBS con un espesor de aprox. 50 um.
En este sentido, están, además, especialmente indicadas las láminas que presenten la siguiente estructura:
(A)
una capa primera o exterior de WL113 de la Firma Huntsmann de un espesor de 50 um aprox.;
(M)
una segunda capa o capa media de WL219 de la Firman Huntsmann con un contenido en etileno de aprox. 1,6% en peso y un espesor de aprox. 90 um;
(I)
una tercera capa o capa de sellado de un copolímero random-de propileno Z9450 de la Firma Fina de un espesor de 50 um aprox.
Con la invención es especialmente posible, luego de una modificación especial, según se ha dicho ya, de una manera completa; es decir, con un 100% del peso, obtener satisfactoriamente láminas de materiales polipropilénicos. Mediante una limitación discrecional a menos del 90% en peso se consigue una excelente tolerabilidad o compatibilidad de las capas entre sí, con lo que no es preciso agregar ningún reforzante adhesivo ni capas adhesivas con lo que se reduce el riesgo de la deslaminación de las capas.
En una medida determinada, las propiedades de cada un de las capas contribuyen a obtener un espectro de propiedades especialmente ventajoso de toda la lámina multicapa aun cuando no todas las propiedades de la lámina derivan directamente de cada una de las capas.
En una variante preferida de la invención, la capa exterior (A) puede contribuir a la estabilidad de la lámina durante la soldadura y transmitir al material la deseada rigidez y tensión estable así como tenacidad a la percusión. La capa central (M) puede transmitir a la lámina una flexibilidad adecuada, mientras que la capa interior (I) permite costuras separables de diverso espesor sobre las que puede influirse en función de las condiciones de soldadura tales como temperatura, presión y tiempo.
La lámina multicapa inventada presenta preferentemente tres capas Esta estructura puede fabricarse de manera fácil y sencilla y sirve para toda clase de aplicaciones. Sin embargo, la lámina inventada puede ser también de cinco, siete o más capas. Las láminas multicapa especiales según la invención se caracterizan, entre otras cosas, por el hecho de que constan de cinco capas dispuestas (A1-M1-A2-M2-I) o de siete capas dispuestas (A1-M1-A2-M2-A3-M3-I), resultando el espesor de (M) y (A) como la suma de (M1) o de (A1). El espesor total se encuentra dentro del margen ya mencionado.
Igualmente satisfactorias puede ser las láminas con una sucesión de las capas del tipo (A1-M1-M2-A2-I), estructura que se ha comprobado resulta especialmente ventajosa cuando las capas M1 están constituídas de homopolímeros flexibles del propileno.
La lámina inventada puede obtenerse por los procedimientos normales conocidos; pero el procedimiento preferido para fabricar una lámina multicapa según la invención permite que las capas (A) a (I) se co-extrusionen o recubran entre sí.
Resultan especialmente indicados los procedimientos en los que la lámina inventada como lámina plana o de manguera se co-extrusione o recubra como lámina plana. En consecuencia, la fabricación de la lámina de la invención se lleva a cabo preferentemente de la forma conocida que permite fabricar pistas de dimensión adecuada. Estas pistas pueden utilizarse para fabricar recipientes para aplicaciones médicas y los recipientes a fabricar para líquidos médicos pueden contener uno o varios compartimentos. La fabricación y el llenado de las bolsas o recipientes puede efectuarse por medio de uno de los procedimientos conocidos.
La lámina de la invención exhibe una amplia gama de aplicaciones entre las que pueden citarse bolsas para contener sustancias líquidas para alimentos y soluciones y líquidos empleados en medicina. Una utilización preferente es como envase destinado a contener líquidos parenterales a base de agua. Otras posibilidades de aplicación son las relativas a la carga de emulsiones líquidas lipófilas como por ejemplo recipientes para soluciones médicas lipófilas.
Unas posibilidades de utilización más concretas son las del envasado y almacenamiento de líquidos y soluciones médicos tales como, soluciones de sal común, sangre, soluciones sustitutivas de la sangre, soluciones para diálisis, soluciones de aminoácidos, soluciones grasas y emulsiones, pero también sustancias pastosas o viscosas fluidas. A continuación se expone la invención más detalladamente sobre la base de ejemplos y comparaciones.
1. Métodos para determinar los parámetros físicos de los materiales empleados
Se miden los parámetros físicos que se citan a continuación para materiales o se citan los valores tabulados de los fabricantes, determinándose los valores de los materiales mencionados en la tabla I en la forma en que se presentan en la norma correspondiente y, cuando la norma permite diferentes posibilidades de determinación, se utiliza la variante usual del sector correspondiente. Para la determinación de las características se utilizan las siguientes prescripciones:
a)
MFR en (g/10 min) se determina según DIN ISO 1133; MFR es igual que MFI (índice de fusión), índice que se determina a 21,6 N de carga y 230ºC (antes DIN 53 735;1983-01);
b)
la temperatura Vicat en ºC se determina según DIN ISO 306 A, se trata de la temperatura de ablandamiento Vicat que corresponde a la temperatura a la que una varilla de acero de sección circular de 1 mm2 y una longitud de 3 mm como mínimo penetra profunda y verticalmente 1 mm en la probeta aplicando una fuerza de 1 kp (antes DIN 53 460;1976-12);
c)
el punto de fusión se determina en ºC según DIN 3146-C1b; medición DSC, curva de fusión máxima, velocidad de calentamiento, 30 K/min;
d)
la densidad se indica en (g/cm3), determinada según DIN ISO 1183;
e)
el módulo E (MPa) se determina en relación con los distintos materiales, según DINN ISO 527-1 a 3; se trata especialmente del módulo de elasticidad determinado a partir del ensayo de tracción, efectuandose la evaluación, reforzada con cálculo, con arreglo a la observación I del punto 4.6 de la EN ISO 527-1; 1996. Para láminas, especialmente multicapas, la determinación se llevó a cabo con auxilio de la DIN ISO 527-1 a 3, determinándose el módulo E por el métodos de las secantes usual en la técnica de los plásticos;
f)
El "yield" (límite de estabilidad) en (MPa) se determina según DIN ISO 527-1 a 3. La velocidad de ensayo asciende siempre a 200 mm/min (velocidad de extracción de la traviesa); la probeta se ajusta al tipo 2;
g)
el grosor de las láminas en (um) según DIN ISO 4593 en láminas con un espesor de menos de 0,01 mm según DIN ISO 4591.
La tabla 1 que figura a continuación contiene los resultados de los análisis de los parámetros físicos para las láminas de la invención para algunos materiales de láminas según ejemplos comparativos, así como para algunos materiales no contenidos en ejemplos o en las comparaciones.
TABLA 1 Características de los materiales empleados en las láminas de la invención citadas como ejemplo y en las láminas de las comparaciones
1
PPC1:
Z9450 de la Firma Fina es un copolímero-random-polipropileno.
PPC2:
PP23M10cs264 de la Firma Huntsmann es un copolímero-random-polipropileno.
PPC3:
WL210 de la Firma Huntsmann es un copolímero-random-polipropileno de la familia de polímeros REXflex FPO con una proporción de 1,6% de unidades de etileno.
PPC4:
WL203 de la Firma Huntsmann es un copolímero-random- polipropileno de la familia de polímeros REXflex FPO.
PPC5:
WL223 de la Firma Huntsmann es un copolímero-random-polipropileno de la familia de polímeros REXflex FPO.
PPC6:
KFC2008 de la Firma Borealis es un copolímero-random-polipropileno
PPC7:
KFC2004 de la Firma Borealis es un copolímero-random-polipropileno
PPH2:
HD601F de la Firma Borealis es un homopolímero-polipropileno con más de 99,8% de polímero de polipropileno
PPH3:
WL113 de l Firma Huntsmann es un homopolímero-polipropileno de la familia de polímeros REXflex FPO.
PPH4:
WL107 de la Firma Huntsmann es un homopolímero-polipropileno de la familia de polímeros REXflex FPO.
PPT1:
TD 12O H de la Firma Borealis es un terpolímero C2/C4 con más de 99,7% de copolímero de polipropileno
PPT2
RD 418H-03 de la Firma borealis es un copolímero random C3/C4 con más del 99,5% de copolímero de polipropileno
PPT3
K2033 de la Firma Borealis es un copolimero heterofásico de poli propileno (RAHECO).
PPC1/TPE1
NPP00N011NA de la Firma Ferro Corporation es un compuesto de 80% PPC1 y 20% TPWI(w/w)
TPE1
Kraton G1652 de la Firma Shell Nederland Chemie B.V. es un copolímero lineal de estirol-(etileno-butileno)estirol-bloque (SEBS)
PPH5
WL101 de la Firma Huntsmann es un homopolímero de polipropileno de la familia de polímeros REXflex FPO.
PPH6
WL102 de la Firma Hunstmann es un homopolímero de polipropileno de la familia de polímeros REXflex FPO.
PPH7
WL110 de la Firma Huntsmann es un homopolímero de polipropileno de la familia de polímeros REXflex FPO.
PPH8
WL111 de la Firma Huntsmann es un homopolímero de polipropileno de la familia de polímeros REXflex FPO.
PPH9
WL114 de la Firma Huntsmann es un homopoléro de polipropileno de la familia de polímeros REXflex FPO
PPH10
WL116 de la Firma Huntsmann es un homopolímero de polipropileno de la familia de polímeros REXflex FPO
PPH11
WL117 de la Firma Huntsmann es un homopolímero de polipropileno de la familia de polímeros REXflex FPO
PPH13
KFC201 de la Firma PCD es un homopolímero de polipropileno.
2. Fabricación de las láminas
A partir de los materiales arriba descritos, así como de otros materiales no indicados en la tabla I, se fabrican láminas en la forma ya conocida. Fundamentalmente, para la fabricación de láminas planas o tubulares se procede de la siguiente manera:
Lámina plana (Cast)
Los granulados de PP se envían a los extrusionadores adecuados a las diferentes capas, a través de un sistema de dosificación.
Por medio de calor y fricción se plastifican los materiales, sitúan en un bloque distribuidor con la estructura de capas antes descrita y se vierten en un cilindro rotatorio refrigerado con agua a través de una tobera de ranura ancha. El grosor de las capas y el espesor total se determina en función de la capacidad de extrusión y de la velocidad de extracción del cilindro de refrigeración. La lámina refrigerada se enrolla en cilindros matrices por medio de un dispositivo enrollador.
Lámina tubular (Soplado) refrigerada con agua
Los granulados de PP se envían a las extrusionadoras correspondientes a través de un sistema dosificador para cada una de las capas. Por medio de calor y fricción, se plastifican los materiales, se aplican a la estructura laminar descrita a través de un cabezal soplador y por medio de una tobera anular se conforma en una burbuja que se enfría en un sistema calibrador refrigerado por agua. Los grosores de las capas y el espesor total se determinan en función de la capacidad de extrusionado y de la velocidad de salida del dispositivo extractor. La lámina refrigerada se enrolla en un dispositivo enrollador para formar rollos matrices.
Se obtienen, o bien láminas acordes con la invención con las composiciones y propiedades indicadas en la tabla 2, o se analizan las láminas comerciales correspondientes de los ejemplos comparativos:
TABLA 2 Composición de láminas según la invención y no acordes con la invención
3
\newpage
Comparación:
indica ejemplo comparativo: en especial, ej. 1 se refiere a una lámina comercial de la fábrica Cryovac designada con la abreviatura M312, cuya estructura se describe en las patentes US 4.643.926 o EP 0 199871; ej. 14 indica una lámina comercial denominada Excel (R) de la fábrica B. Braun McGraw según la EP 0 228 819 y el ej. 15 es una lámina comercial de la Firma Sengewald, cuya estructura se supone está cubierta por l patente DE 196 40 038 A1;
Ejemplo:
indica los siguientes ejemplos de la invención:
PPH1:
41E4cs278 de la Firma Huntsmann es un homopolímero de polipropileno
TPE2
Kraton G1657 de la Firma Shell Nederland Chemie B.V es un copolímero lineal de estirol-(etileno-butileno estirol-bloque (SEBS)
TPE3
Tuftec H1085L de la Firma Asahi Chemical Industri Co es un copolímero bloque de estireno butadieno hidrogenado.
PECI
SLP 9069 de la Firma Exxon Chemical es una alfa-oléfina de etileno
PET1
Ecdel 9965 de la Firma Eastman Chemical Company es un éter-copoliéster.
PET2
Material-copoliéster
PPH12
Homopolímero de polipropileno
PZ1
Aceite blanco de medicina
PPT4
ROBY P0004967 de la Firma Montell (Basell) es un copolímero de polipropileno heterofásico
PPC8
Engage 8200 de la Firma Dow es un copolímero de polioléfina
PPCol
XS 115 de la Firma Ferro es un compuesto de polipropileno heterofásico/random/ copolímero EVA.
3. Determinación de las propiedades de las láminas
Las láminas comercializadas se han estudiado, lo mismo que las láminas de la invención citadas como ejemplo u otras láminas fabricadas especialmente con fines comparativos, para conocer su comportamiento tracción-dilatación según DIN-ISO 527-I a 3 y los resultados de este estudio se reflejan en la tabla 3.
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(Tabla pasa a página siguiente)
TABLA 3 Resultados de los ensayos de tracción-dilatación de láminas esterilizadas según la invención, así como láminas comparativas esterilizadas
5
MD significa medido en el sentido de la máquina. TD indica mediciones transversales al sentido de la máquina.
Como puede verse, las láminas inventadas, ni en el sentido de la máquina ni en dirección transversal al mismo, presentan un límite elástico. Con excepción de un solo ejemplo comparativo (Comp. 1), todos los demás ejemplos comparativos presentan un límite elástico en ambos sentidos (tanto MD como TD), como muestran los comp. 5 ó 14, o solamente en el sentido de la máquina (MD), como las comp. 2 ó 15. Ello no obstante, la comp. 1 que no tiene límite elástico alguno en estado esterilizado, dispone de una mezcla de material desventajosa (capa exterior de poliéster). Hasta ahora, la invención ha dispuesto, primera vez, de láminas para soluciones médicas constituídas exclusivamente por materiales poliolefínicos y discrecionalmente con escasas cantidades de materiales de caucho y que aunaban una sobresaliente rigidez y tensión elástica con una excelente tenacidad a la percusión. De esta manera, ha podido renunciarse por completo al PVC y al PET sin renunciar a sus propiedades mecánicas.
4. Fabricación de bolsas a partir de láminas
Una selección de las láminas inventadas, así como de materiales comparativos sirve para fabricar bolsas para contener productos médicos líquidos. Estas bolsas, denominadas bolsas i.v. se fabrican de la siguiente manera:
De las láminas conseguidas de la forma aquí descrita se forman probetas de la longitud adecuada y mediante soldadura de contacto en caliente, se sueldan por todas partes para formar una bolsa firme con dos conexiones tubulares flexibles, conexiones que se cierran de forma estanca con conectores acoplables.
Las láminas se sueldan con varilla de soldar caliente en un soldador. Los parámetros para temperatura, tiempo y presión superficial durante la soldadura se determinan mediante algunos ensayos orientadores y las bolsas de muestra obtenidas después de soldar se llenan con 1 litro de agua, esterilizando las bolsas llenas. La esterilización se efectúa en un autoclave a 121ºC durante 15-30 minutos bajo vapor húmedo (procedimiento de rociado con agua
caliente).
5. Métodos de estudio de las propiedades físicas de la bolsa a) Ensayo de caída
Las bolsas deben resistir sin daños según la norma DIN 58363-15 (recipientes de infusión y accesorios) una caída sobre una placa elástica y dura de superficie lisa que no flexe. Según las cantidades de llenado, se aplicarán las condiciones que se indican en la tabla 4:
TABLA 4 Condiciones del ensayo de caída según DIN 58363-15
Cantidad de llenado nominal en ml Altura de caída en m a la temperatura ambiente
hasta 750 2.0
desde 750 a 1500 1.5
desde 1500 a 2500 1.0
más de 2500 0.5
El ensayo se considera válido cuando en la comprobación visual no se observe rotura alguna en la bolsa y no haya salida de líquido.
b) Ensayo con manguito de presión
Este ensayo es una comprobación en función de la aplicación que se utiliza durante infusiones de presión y vigilancia de pacientes.
Para una infusión de presión, las bolsas de infusión deberán resistir una sobrepresión de aprox. 400 mm Hg durante 1 hora aprox. con manguitos de presión comerciales.
Para la vigilancia en pacientes, las bolsas deberán resistir una sobrepresión de 39,996,71 Pa (300 mm Hg) durante 7 días a una temperatura de 20-28ºC, pudiendo aparecer sobrepresiones incrementadas hasta 53,328,95 Pa (400 mm Hg) momentáneamente durante aproximadamente 1 hora.
Las bolsas obtenidas según 4 se sometieron a un ensayo de caída (según 5a), así como a un ensayo con manguito de presión según 5b). Las bolsas de láminas según la invención resistieron sin fallos las pruebas 5a) y 5b), mientras que las bolsas de láminas no fabricadas con el material de la invención registraron fallos parciales.
6. Comparación de las propiedades del ejemplo 12 y del ejemplo comparativo 14
Ambas láminas están hechas de los mismos materiales en la capa interior (I) o en la capa de sellado; pero se diferencian en cuanto a los materiales de la capa central (M) y de la capa exterior (A).
En primer lugar se compararon la conformabilidad y las propiedades de tracción/dilatación de ambas láminas. Con temperaturas de soldadura bajas como por ej. 116-118ºC se obtienen costuras separables, mientras que a temperaturas altas como 126-130ºC, se consiguen costuras de sellado permanentes. La anchura de las ventanillas de comprobación de las costuras de contornos pueden determinarse llenando con agua las bolsas con diferentes condiciones de la soldadura (presión, temperatura, tiempo), esterilizando y efectuando después un ensayo de caída. Si la costura se rompe, se demuestra que la temperatura no era la idónea. Si la lámina se desgarra, indica que la tenacidad a la percusión del material era demasiado baja. Los resultados de estas investigaciones se reproducen en la tabla 5:
TABLA 5 Resultados de los ensayos de caída
Tamaño bolsa (ml) Temp. sold. ºC Altura (m) Autoclave (si/no) Resistencia/total Resistencia/total
(ej.12) (compr.14)
500 126 2.0 si 40/40 39/40
500 128 2.0 si 40/40 40/40
500 130 2.0 si 40/40 38/40
1000 130 1.5 si 5/5 4/5
1000 130 1.5 no 5/5 5/5
Los resultados de la tabla 5 demuestran claramente que la ventanilla de inspección de la producción industrial es suficiente y que la lámina mantiene sus propiedades incluso después de un tratamiento de esterilización. Además, sus propiedades son iguales o mejores que las propiedades de una lámina de un poliéster conocido (comparación 14). Especialmente, las láminas del ejemplo 12 y del ejemplo comparativo 14 son igualmente flexibles en estado de llenado. Por otra parte, la lámina del ejemplo 12 cumple con la Farmacopea Europea (Ph. Eur. 3.2.7 y otras). La permeabilidad al vapor de agua de la lámina del ejemplo es tan grande que el tiempo de conservación de productos en recipientes fabricados con la lámina, permite un almacenamiento de un año por lo menos. La lámina de la invención es excelentemente transparente antes y después del tratamiento de esterilización. Ello no obstante, el precio de las materias primas (materiales de polímeros) para fabricar la lámina del ejemplo 12 supone solo la mitad del precio de las materias primas para fabricar la lámina del ejemplo 14. Esto, se atribuye esencialmente a una cantidad menor de SEBS, así como a una reducción de las operaciones compound antes de la extrusión.

Claims (20)

1. Lámina multicapa exenta de PVC, tratable en autoclave, destinada especialmente a contener productos médicos líquidos, constituída por lo menos por tres capas, a saber exterior (A), una capa interior (I) y una capa intermedia (M), cada una de las cuales está formada en un 60-100% en peso de materiales de polipropileno y en un 40-0% en peso de un elastómero termoplástico, refiriéndose siempre los datos sobre el peso al peso total de la capa de que se trate, caracterizada porque la lámina multicapa, después de una esterilización por vapor caliente a 121ºC o temperaturas superiores por el procedimiento de rociado con agua caliente, no presenta límite elástico medible (sin yield) alguno según la norma DIN EN ISO 527-1 a 3.
2. Lámina multicapa según la reivindicación 1, caracterizada porque la proporción del espesor de la capa central (M) en el espesor total de la lámina oscila entre 40 y 60%.
3. Lámina multicapa según la reivindicación 1, caracterizada porque la proporción del espesor de la capa central (M) en el espesor total de la lámina oscila entre 45 y 75% o entre 60 y 80%.
4. Lámina multicapa según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la proporción del espesor de la capa exterior (A) en el espesor total de la lámina oscila entre 30 y 7,5%.
5. Lámina multicapa según una o varias de la reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la proporción del espesor de la capa interior (I) en el espesor total de la lámina oscila entre 30 y 12,5%.
6. Lámina multicapa según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el espesor total de la lámina oscila entre 120 y 300 um, preferentemente entre 150 y 250 um y muy especialmente preferente entre 170 y 230 um.
7. Lámina multicapa según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6 precedentes, caracterizada porque el módulo E del material de la capa central (M) es inferior o igual a 250 MPa, preferentemente menor o igual a 150 MPa, con preferencia inferior o igual a 135 MPa y especialmente inferior o igual a 100 MPa, siempre medido con arreglo a la DIN EN ISO 527-1 a 3.
8. Lámina multicapa según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el material de la capa central (M) después de una esterilización con vapor caliente a 121ºC o temperaturas superiores por un procedimiento de rociado con agua caliente, preferentemente también antes de la correspondiente esterilización con vapor caliente, no presenta límite elástico (no hay yield) medible según la norma DIN EN ISO 527-1 a 3 en una probeta tipo 2 y con una velocidad de extracción de 200 mm/min.
9. Lámina multicapa según una o varias de las reivindicaciones precedentes 1 a 7, caracterizada porque el material de la capa central (M) presenta, según la DIN EN ISO 527-l a 3, un límite elástico medible de menos o igual a 8 MPa con una probeta tipo 2 y una velocidad de extracción de 200 mm/min.
10. Lámina multicapa según una o varias de las reivindicaciones precedentes 1 a 9, caracterizada porque el módulo E del material de la capa exterior (A) es superior a 250 MPa, preferentemente mayor de 300 MPa, especialmente superior a 400 MPa, siempre medido con arreglo a la norma DIN EN ISO 527-1 a 3.
11. Lámina multicapa según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el punto de fusión de la capa (A) es mayor que el punto de fusión de la capa (I), determinándose los puntos de fusión para una lámina monocapa o probetas del material de las capas correspondientes (A) e (I) con arreglo a la norma DIN 3146-Clb.
12. Lámina multicapa según la reivindicación 11, caracterizada porque el punto de fusión de la capa (M) es inferior al punto de fusión de la capa (A) y superior al punto de fusión de la capa (I), determinándose los puntos de fusión para una lámina monocapa o probeta a partir del material de la capa correspondiente (A), (M) e (I) según DIN 3146-Clb.
13. Lámina multicapa según una o varias de las precedentes reivindicaciones, caracterizada porque el punto de fusión de la capa (M) se encuentra en la zona de 130 a 160ºC, preferentemente de 135 a 157,5ºC, con especial preferencia de 140 a 156ºC, determinándose el punto de fusión de una lámina monocapa o de una probeta del material de la capa (M) según la norma DIN 3146-Clb.
14. Lámina multicapa según una o varias de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las capas (A), (M) e (I) presentan temperaturas Vicat que, para la capa (M) se encuentran en la zona de 35 a 75ºC, preferentemente de 40 a 65ºC y especialmente de 45 a 60ºC mientras las capas (A) e (I) registran temperaturas Vicat en la zona inferior o igual a 121ºC.
15. Lámina multicapa según una o varias de las precedentes reivindicaciones, caracterizada porque las capas (A), (M) constan hasta en un 100% en peso y la capa (I) hasta 60-100% en peso, preferentemente de 70 a 90% en peso, de uno o varios polímeros del grupo formado por homopolímeros del polipropileno (homo-PP), copolímeros estadísticos del polipropileno (Random-Co-PP), copolímeros bloque del polipropileno, homopolímeros flexibles del polipropileno (FPO), copolímeros flexibles del polipropileno (Co-FPO), mientras que la capa (I) consta hasta el 30-10% en peso de estirol-etileno/butileno-estirol-copolímero bloque (SEBS).
16. Lámina multicapa según una o varias de las precedentes reivindicaciones, caracterizada porque consta de cinco capas en el orden (A1-M1-A2-M2-I) o (A1-M1-M2-A2-I) o de siete capas en el orden (A1-M1-A2-M2-A2-M2-I), resultando el espesor de (M) y (A) como la suma de (M1) o de (A1).
17. Procedimiento para fabricar una lámina multicapa según una o varias de las reivindicaciones precedentes, en el que las capas (A) a (I) se coextrusionan entre sí o se recubren.
18. Procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado porque la lámina se coextrusiona comolámina plana o comolámina tubular o se recubre como lámina plana.
19. Utilización de una lámina según las reivindicaciones 1 a 18 como envase para contener o almacenar líquidos parenterales basados en agua.
20. Utilización de una lámina según las reivindicaciones 1 a 18 como envase para contener o almacenar emulsiones lipófilas líquidas.
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