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.Info
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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.
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.
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.
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.
- 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.
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:
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.
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:
\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.
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)
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.
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).
caliente).
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:
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.
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.
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:
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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