JPH11510446A - 医療用管材の熱硬化 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、可撓性の医療用管材(32)を作製するための方法を提供する。この方法は、長軸および初期直径を有する管材(32)であってポリマー材料の管材(32)を提供する工程、管材(32)の長軸に沿ってこの管材(32)を延伸し管材(32)の直径を減じて延伸直径を規定する工程、および管材(32)が通常曝される温度にわたって管材(32)の大きさの安定性を維持するために、熱を付与してこの管材(32)を延伸して管材(32)を熱硬化する工程を包含する。

Description

【発明の詳細な説明】 医療用管材の熱硬化技術分野 本発明は医療用管材を作製する方法、およびより詳細には、管材がその長軸に 沿って延伸された後、この管材を熱処理して管材の大きさの安定性を維持するプ ロセスに関する。背景技術 医療分野において、有益な薬剤を回収し、容器内で処理しおよび貯蔵し、チュ ーブを通して輸送しおよび最終的に患者に注入により送達する場合、ポリビニル クロライドのような現在使用されている材料の欠点を有しない、このような容器 および管材を作製するために有用な材料を開発することが近年の傾向である。管 材用のこれらの新規の材料は、特性の独特な組み合わせを有さねばならず、その 結果、管材は液体投与セット中で、および医療用注入ポンプとともに使用され得 る。これらの特性において、材料は、光学的に透明で、環境に適合し、十分な降 伏強度および可撓性を有し、最少量の低分子量添加剤を有し、および医療用溶液 と適合していなければならない。 医療用管材は、管材中の流体の視覚的検査を可能にするために光学的に透明で あることが望ましい。超音波もまた、管材を通過し得なければならない。なぜな ら、注入ポンプに連結されたセンサーは、代表的には、管材中の空気泡のような 異常な状態を検出するために超音波を使用するためである。 多量の医療用管材は、ゴミ投棄場においておよび焼却により廃棄されるので、 管材が環境に適合することがまた必要とされる条件である。ゴミ投棄場で廃棄さ れる管材については、管材を作製するために可能な限り少ない材料を使用するこ とが望ましい。さらなる利点は、熱可塑性の再利用可能な材料を用いることによ り実現され、製造の間に発生したスクラップは、未使用の材料中に取り込まれ、 そして他の有用な物品へ再加工され得る。 焼却により廃棄される管材については、無機酸のような副産物を発生しないか またはその形成を最少にする物質を使用することが必要である。これらの副産物 は環境的に有害で、刺激的で、および腐食性である。例えば、PVCは、焼却の際 に好ましくない量の塩化水素（または水と接触した場合塩酸）を発生し得、これ は焼却炉の腐食および環境に対する汚染の可能性を生じる。 医療用溶液と適合するために、管材材料は、可塑剤、安定剤などのような低分 子量添加剤を含まないかまたはその最少含量を有することが望ましい。これらの 成分は、材料と接触する治療用溶液により抽出され得る。添加剤は、治療用薬剤 と反応し得るか、またはこの溶液の有効性をなくし得る。これは、薬物の濃度が 重量パーセントまたは容量パーセントで測定されるよりはむしろ100万あたりの 部(ppm)で測定される生物工学薬物製剤において特に問題である。生物工学薬物 の極めて少量の損失さえ製剤を使用不可能にし得る。生物工学製剤は１用量あた り数千ドルの経費で有り得るので、用量が変化しないことが重要である。 ポリ塩化ビニル(「PVC」）は、これらの要求の大部分を満たすものとして、医 療用管材を作製するために広く用いられてきた。PVC管材は光学的に透明であり 、管材を通って流れる流体の視覚的検査が可能にする。PVC管材はポンプ投与セ ットで良好に機能することが証明されている。PVC医療用管材はまた所望の応力 −ひずみ特性を有するので、材料は、管材の直径の減少を生じることなく管材の 長軸に沿って延伸され得る。換言すれば、PVC管材はくびれ(necking)に抵抗する 。PVC医療用管材はまた好ましい表面特性を有し、管材を通過する流体の流れを 停止または減少させるために管材の側壁を圧着(crimp)することにより操作され るスライドクランプ(slide clamp)を用いて管材を通過する液体の流速を制御す ることを可能にする。スライドクランプは、管材のひっかき(scoring)または切 断を生じることなく用いられ得る。 PVCはそれ自体が剛直なポリマーであるため、可塑剤として既知の低分子量成 物がPVCに可撓性を与えるために添加されなければならない。上記のように、こ れらの可塑剤は流体により管材から抽出され得る。この理由のために、そしてPV Cを焼却する場合に遭遇する困難さのために、PVC医療用管材を置き換える必要性 が存在する。 ポリオレフィン(polyolefin)およびポリオレフィン合金は、PVCにともなう不 都合なくして、医療用容器および管材の多くの要求を満たすものとして開発され てきた。ポリオレフィンは、代表的には、医療用途に適合する。なぜなら、これ らは液体に対する抽出可能性が最少であるからである。ほとんどのポリオレフィ ンは焼却の際に有害な分解物を発生せず、そしてたいていの場合熱可塑的にリサ イクル可能であるので、環境的に安全である。多くのポリオレフィンは、PVCに 対する経済的な代替物を提供し得るコスト的に有効な材料である。しかし、PVC の全ての好ましい特性をポリオレフィンで置き換えるために克服すべき多くの障 害が存在する。 例えば、医療用管材を作製するために、ポリオレフィン(例えば、超低密度ポ リエチレン(ULDPE))を使用する際にいくつかの問題に遭遇する。このような管材 は表面特性に乏しいことが見出されているので、スライドクランプを用いて管材 をクランプで固定する場合、容易に切断され、ずたずたにされ、またはひっかき 傷が生じる。ULDPE管材はまた、ポンプが、所定の時間にわたって正確な量の液 体を送達するために、管材の側壁上に連続的に突き当たることにより、管材を通 って流れる流体の流速を制御するポンプ加圧投与セットで使用される間、困難性 を示す。 患者に有益な薬剤を注入するために使用されるポンプは、代表的には、種々の センサーを有し、管材中の流体の背圧、および流体流れ中の気泡のような状態を 検出する。このセンサーは、受容できない背圧または空気泡を検出すると、ポン プを止める。このセンサーは、通常、投与セットの管材のセグメントが所定の場 所に固定されるセンサー本体を有する。センサーハウジングの側壁との抵抗力に 起因して、センサー本体中に配置された場台、ポリオレフィン管材が変形する傾 向があることが見出されている。いくつかの場合においてこの変形は、検出器を 異常な状態を示すように導き、そして注入ポンプを不適切に停止させる。 さらに、ポリオレフィン管材は低い降伏強度（yield strength）を有すること が見出され、従ってくびれと呼ばれる現象を容易に受ける。くびれは管材の直径 を局所的に減少する。これは、管材の長軸に沿って中程度のひずみの下で管材を 伸張する際に起こる。くびれは、管材を通過する流体の流れを減少させるかまた は完全に制限し、それにより管材を無効にし得る。降伏強度と引っ張り応力(mod ulus)との間に直線状の相関関係が存在するので、降伏強度を増加させるために 材料の引っ張り応力を増大することが可能である。しかし、医療用途に対して十 分な降伏強度を得た場合、得られる管材は、引っ張り強度が高すぎて、ポンプで 機能しない。 本出願人は、管材の長軸に沿って管材を予め延伸することによりくびれに対す る管材の抵抗性を増大させることが可能であることを見出した。しかし、この延 伸プロセスは寸法不安定性を導き得る。特に、延伸されたポリオレフィン管材は 熱回復として知られる現象を経験する。これはときに「記憶効果」と呼ばれる。 熱回復は、延伸される管材が延伸プロセス中に到達した温度を超えて熱せられる ときに起こる複雑な現象である。これが起こると、管材はその延伸性を失い、管 材の収縮および大きさの変化を引き起こす。 ポリオレフィン管材はまた、貯蔵、輸送の間、および末端用途の間で熱安定性 に乏しいことが示されている。乏しい熱安定性は、部分的には、ポリオレフィン の低い溶融温度または結晶化温度、低いガラス転移温度に起因し、そして上記で 言及された延伸プロセスに起因すると考えられている。ポリオレフィン管材の乏 しい熱安定性は、所望の寸法における変化を導き、そしてまた積み出し(shippin g)または使用中に管材がコイル状になり得る。これらの寸法および形状の変化は 、次いで、機能的な問題（精度、ポンプ適合性など）を導き、そして他の外見的 な欠点を生じ得る。発明の開示 本発明は、可撓性の医療用管材を作製するための方法を提供し、この方法は、 長軸および初期直径を有するポリマー管材を提供する工程、管材の長軸に沿って 管材を延伸して管材の直径を減少させ延伸された直径を規定する工程、および熱 を延伸された管材に適用して管材を熱硬化し管材の寸法安定性を維持する工程を 包含する。好ましくは、初期直径は、延伸された直径より10％〜300％より大き い。好ましくは管材の延伸工程は、湿潤または乾燥プロセスで行われ得る。各延 伸プロセスは、所定の距離だけ離れて間隔を置いて配置される第１のプラー(pul ler)と第２のプラーとの間で管材を伸長する工程、および第１のプラーと第２の プラーの相対速度を制御し、第２のプラーの引張り速度を第１のプラーの引張り 速度より速くしてこの間の管材を延伸する工程を共有する。湿潤延伸プロセスで は、管材は、延伸工程の間に水浴を通過し、そして乾燥プロセスでは管材は水浴 を通過しない。 本発明は、上記で論議した記憶効果を克服するために管材の熱硬化工程をさら に提供する。熱硬化プロセスは、管材が、積み出し、貯蔵および使用の間に通常 曝される温度よりも高い温度であるが、管材が十分に融解する温度未満の温度に 管材を曝す工程を包含する。使用温度を超える温度に管材を曝すことにより；よ り整っていない、より低い溶融性の結晶が溶融してより高い溶融性の結晶を残す 。これは、使用温度範囲にわたって熱的に安定である。高度に延伸したマクロ分 子鎖の一部分はまた、熱硬化温度で弛緩して良好な熱安定性を備えた管材をもた らす。 熱硬化工程は、熱した水浴中での延伸工程の後に管材を熱する工程を包含する 。好ましくは、管材は、この加熱工程の間では延伸されないが、十分な張力下で 保持され管材のたわみを防ぐ。管材を少しゆるませて管材をわずかにたわませる こともまた可能である。管材を、管材のさらなる延伸を妨げるかまたは最少にす る構造で支持することもまた好ましい。 最後に、加熱浴中で複数の間隔を置いて配置されたローラーを位置決めするこ とが望ましい。管材は、ローラーを巡って扱われ、曲折パターンを規定し、管材 は、熱浴を通じていくつかの長さ方向の通過を行う。これらのローラーはモータ ーで駆動されることが所望され得る。図面の簡単な説明 図１は、本発明の単層ポリマーブレンドから作製された医療用管材の拡大断面 図である。 図２は、本発明の多層管材の拡大断面図である。 図３は、医療用管材を形成、湿式延伸および熱硬化する方法の概略図である； 図3aは、管材が、図３に示されるプロセスの加熱浴または冷却浴を通して進み 得る曲折のパターンの平面図である。そして 図3bは、医療用管材を形成、乾燥延伸および熱硬化する方法の概略図である。本発明を実施する最良の形態 本発明は多くの異なる形態の実施態様であり得るが、これは図によって示され 、そして本明細書において、本発明の好ましい実施態様で詳細に記載される。本 発明の開示は、本発明の原理の例証として考えられるべきであり、そして例示さ れた実施態様に対して本発明の広範な局面を制限する意図ではないことが理解さ れる。 Ｉ．ポリマーブレンド 本発明のポリマーブレンドは、単層ポリマー構造で具体化され得るか、または 多層構造を形成するポリマーのような他の基質に接着され得る。本発明のこのポ リマーブレンドは、ポリマー材料および添加剤を含む。このポリマーブレンドは 、医療用管材に作製され、そして剛直なポリマーに接着され得る。 ポリマー材料は、ポリオレフィンおよびそれらのコポリマー、エチレン-プロ ピレンラバー、エチレンビニルアセテートコポリマー、エチレンメチルアクリレ ートコポリマー、スチレンおよび炭化水素ブロックコポリマー（例えば、スチレ ン-ブタジエン-スチレンまたはスチレン-イソプレン-スチレンコポリマー）およ びそれらの水素化誘導体、ポリウレタンのような熱可塑性エラストマー、商標名 PEBAXのもとで販売されているようなポリアミドおよびポリエステルコポリマー 、および商標名HYTRELのもとで販売されているようなコポリエステル、ポリブタ ジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、スチレンブタジエンラバー、およ び他の架橋エラストマーから成る群より選択され得る。 適切なポリオレフィンは、ポリエチレンのホモおよびコポリマーの両方を含む 。適切なコモノマーは、脂肪族オレフィン、メチルアクリレートおよびビニルア セテートから成る群より選択され得る。 好ましくは、このポリオレフィンは、ブテン-１、オクテン-１を含むα-オレ フィンでコポリマー化されたエチレン（集合的に、超低密度ポリエチレン(「ULD PE」)といわれる）、メチルアクリレートでコポリマー化されたエチレン（33％ より少ないメチルアクリレートコモノマーを有する）、ビニルアセテートでコポ リマー化されたエチレン(33％より少ないメチルアクリレートコモノマーを有す る)である。ULDPEは、一般に、約0.8g/cm³〜約0.95g/cm³の範囲内の密度を有す る。 添加剤は、骨格中に５個より多い炭素原子を有し、そしてさらに、アミン；ア ミド；ヒドロキシル；酸；アセテート；アンモニウム塩；金属アルコレート、金 属カルボキシレート、および多数の1,3ジカルボニル化合物の金属錯体のような 有機金属化合物；フェニルホスフィン；ピリジン；ピロリドン；イミダゾリン、 およびオキサゾリンから成る群より選択される電子陰性基を有する、ポリマーま たは脂肪族または芳香族の炭化水素であるべきである。 このブレンドは、90重量％〜99.999重量％の範囲内、より好ましくは98.0重量 ％〜99.99重量％の範囲の量でポリマー成分を有するべきである。添加剤は、0.0 01重量％〜10重量％、およびより好ましくは0.01重量％〜２重量％の範囲内の量 であるべきである。 II．ブレンド法 ポリマーブレンドの成分は、溶融混合(molten mixing)、タンブルブレンドの ような物理的ブレンド、または反応性の押出しのような他の手段を通してブレン ドされるべきである。 III．医療用管材の作製方法 図１は、本発明のブレンドの１つから作製された本発明の医療用管材10を示す 。管材10は、0.003〜0.4インチの範囲内の内径大きさ、および0.12〜0.5インチ の ンプを用いて液体の投与に使用するための医療用管材は、0.099〜0.105インチの 範囲内の内径、0.134〜0.145インチの範囲内の外径、および0.018〜0.021インチ の範囲内の壁厚さを有する。この管材は、50,000psi、そしてより好ましくは40, 000psiより小さな弾性率を有する可撓性であるべきである。 図２は、溶液接触層である第１の層22、第２の層24、およびそれらの間の結合 層26を有する多層の管材20を示す。第１の層22は、ポリマー成分について上記に 示されたポリマーの同じ群から選択され得る。しかし、第１の層22は、添加剤を 有さない。第２の層24は上記で特定したブレンドであり、上記で特定した群およ び量から選択されるポリマー材料および添加剤を有する。多くの場合、第１の層 22は、第２の層24と十分に適合し、結合層26なしで行う。 管材20の第１の層22は、総壁厚の98％〜50％の範囲内の百分率としての厚みを 有すべきであり、第２の層24は、２〜50％の範囲内の厚みを有するべきであり、 そして結合層26は０〜10％の範囲内の厚みを有するべきである。 IV．管材の熱硬化および延伸法 管材10、20は、それの長軸に沿って延伸されることがまた望ましい。この延伸 工程は、管材の長軸方向の降伏強度を増大させ、それにより使用の間に管材がく びれる傾向を減少させる。事実上、管材の予備延伸はさらなるくびれに対する抵 抗性を増大させる。好ましくは、管材10、20は延伸されて、管材の初期の内径お よび外径がどこでも延伸後の管材10、20の直径よりも10％〜300％、そしてより 好ましくは20％〜120％、そして最も好ましくは30％〜70％より大きくあるべき である。これらの範囲は、このなかのすべての組み合わせ、および部分的な組み 合わせ(subcombination)をさらに包含する。開始直径の延伸後の直径に対する比 は、延伸比と称される。この延伸プロセスは、以下に示されるような湿潤延伸プ ロセスまたは乾燥延伸プロセスであり得る。 図３は、湿潤延伸プロセスにおける管材の延伸方法の概略図30を示す。湿潤延 伸方法は、ポリマーブレンドから管材32を提供する工程、ならびにその長軸に沿 って管材32を、管材32が、上記の第III章で特定されたような所望の内径と外径 、および延伸比を有するように延伸する工程を包含する。延伸工程は、管材の分 子を長軸に沿って延伸し、次に長軸方向に応力が加わるときにくびれに対する抵 抗性を増大させる。次いで、管材32を熱硬化して管材の収縮を減少させ、そして 延伸された寸法に管材を固定する。 管材32（これは単層管材10または多層管材20であり得る）は、ラインと称され 得る連続的な経過に沿って矢印34により示される方向に引っ張られる。用語「ア ップライン」は、管材32の移動(flow)に対して反対の方向のラインに沿った位置 についていう。逆に、用語「ダウンライン」は、管材の移動(flow)の方向にある 位置をいう。用語「ライン」を用いることによって、この方法はまっすぐなライ ンで実施されねばならないと考えられるべきではなく、むしろこの方法は、一連 の連続的な工程で実施されることを意味するとされるべきである。 図３で示されるように、管材32は、エクストルーダ(extruder)36を用いて形成 される。エクストルーダ36を出る管材32は、好ましくは、延伸後、10％〜300％ より大きい、そしてより好ましくは20％〜120％、そして最も好ましくは30％〜7 0％より大きい外径大きさを有する。エクストルーダ36を出る管材の直径は、初 期直径と称される。 管材32は、第１のプラー37、第２のプラー38、第３のプラー39、および第４の プラー40を備えたエクストルーダ36から引っ張られる。これらのプラー37、38、 39および40は、シリコーンまたはラバーコーティングを有し得、管材32との摩擦 係数を増大し得る。第２および第３のプラー38および39は、軸方向に沿って間隔 を置いて配置されかつ円周方向に伸びる複数の溝(groove)を有して、プラー38お よび39の表面上で同時に管材32の１以上のセットを収容し得る。 エクストルーダ36を出た後、管材32は、管材32が空気または液体で冷却される 第１の冷却浴41を通過する。好ましくは、第１の冷却浴41は、４℃から45℃の範 囲内の温度の水浴である。 第１の冷却浴41を出た後、所望の延伸比を達成するために、管材32は、第１の プラー37より速い速度で第２のプラー38を作動することにより延伸される、第１ のプラー37と第２のプラー38との間に伸びる。このラインのセクションは延伸セ クション42と称される。好ましくは、第２のプラー38は、第１のプラー37より約 4〜10倍速い速度の範囲内で作動される。第１のプラー37および第２のプラー38 の相対速度を制御することにより、管材32の最終的な内径および外径を制御し、 そして所望の延伸比を達成し得る。 延伸セクション42において、管材32は、管材32が空気または液体で冷却される 第２の冷却浴43を通過する。好ましくは、第２の冷却浴43は、第１の冷却浴41の ように、４℃〜45℃の範囲内の温度の水浴である。 延伸された管材32の記憶効果を克服するために、積み出し、貯蔵および使用の 間に通常曝される温度を超えるが、管材が完全に溶融する温度より低い温度に管 材を熱することが必要である。使用温度より高い温度に管材を曝することにより 、 より整っていない低溶融性の結晶が溶融し、使用温度範囲にわたって熱的に安定 である高溶融性の結晶が残る。高度に延伸したマクロ分子鎖の一部分は弛緩して 、増大された熱安定性を備えた管材を提供する。 この目的に向かって、第２の冷却浴43を出た後、管材32は、第２のプラー38の 周囲に向い、そして第２のプラー38と第３のプラー39との間に伸びる。管材32は エクストルーダ36の方に向って逆方向に進行し、そして管材32が熱硬化される加 熱浴44を通過する。好ましくは、熱浴44は、第２の冷却浴43の上に位置して床の スペースを節約する。しかし、この位置決めは必要に応じて行われる。プロセス のこの位置は、熱硬化セクションまたは工程45と称される。好ましくは、熱硬化 工程45は、延伸セクション42の後にオンラインで行われるが、バッチモードプロ セスにおいてはオフラインで行われ得る。熱硬化工程45の間に、管材32は、加熱 された空気または液体のような媒体で管材が加熱される加熱浴44を通過する。加 熱浴44は、好ましくは、約50〜99℃の間の温度の水の水性溶液である。塩のよう な添加剤がこの水性溶液に添加され得る。 管材32は、熱硬化工程45の間に延伸されないことが好ましい。このため、管材 32は、収縮を妨げるかまたは制御するために、第２のプラー38と第３のプラー39 との間で、教示された管材を維持するために最少の張力のもとに維持されるべき であり、またはこの管材は所定の量をたるませるべきである。従って、第２のプ ラー38および第３のプラー39は、同様の速度で作動されるべきであるか、または プラー39は、プラー38よりもわずかに遅い速度で作動されていくらかの収縮に順 応させ得る。 熱硬化セクション45における管材32の延伸をさらに妨げるために、加熱浴44を 通って引っ張られる間に、管材32を、支持構造体47で支持することが望ましくあ り得る。しかし、支持構造体47の提供することは必要に応じて行われる。適切な 支持構造体47は、熱硬化セクション45を通って管材32と同じ速度で移動するコン ベアーを含む。別の支持構造体47は、管材の直径よりも大きい直径を有するプラ スチックまたは金属導管であり、ここで管材32がコンジットの内面により支持さ れる。 加熱浴44を出た後、管材32は、第３のプラー39と第４のプラー40との間に伸び る。プラー40は、さらなる延伸を妨げるために、プラー39と同様の速度かまたは プラー39よりわずかに遅い速度で作動されるべきである。管材32は第２の冷却浴 43を再び通過する。もちろん、別の冷却浴を提供することが可能であるが、この 配置は、床のスペースを節約する。 管材32が、図3aに示されるような冷却浴43または加熱浴44を通過するいくつか の長さ方向の通過を行うことを提供することがまた望ましく、これは最少量のス ペースで管材の最大の冷却または加熱を提供する。これは複数の間隔を置いて配 置されたローラー49を提供することにより達成され、加熱浴44または冷却浴43を 通る曲折パターンを規定し得る。 管材32の任意のさらなる延伸を妨げるために、第４のプラー40を、第３のプラ ー39と同様の速度かまたはわずかに遅い速度で作動することが必要であり得る。 第４のプラー40を通過した後、管材は延伸された直径を有し、そして管材32が 適切な長さに切断されるかまたは貯蔵または出荷のために巻き枠(spool)の回り をおおうカッターまたは巻き枠48を通過する。 図3bは乾燥延伸プロセス30'を示す。この乾燥延伸プロセスは、管材32がセク ション42'においてプラー37と37aとの間で延伸されるという主要点を除いては湿 潤延伸プロセスとほとんどの点で同じである。プラー37aはプラー37よりも速い 速度で作動される。乾燥延伸工程42'の間、管材32は、湿潤延伸工程42の場合の ように、水浴43中に浸漬されない。乾燥延伸プロセスでは、プラー38、39、およ び40はプラー37aと同様かまたは遅い速度で作動される。 Ｖ．実施例 Ａ．実施例１ 名称EXACT 4011(Exxon Chemical Company)のもとに販売される超低密度ポリエ チレンを、種々の延伸比および熱硬化で延伸された管材に製作した。99.77重量 ％の量のEXACT 4011を、ETHOMEEN 0/15(Akzo Nobel Chemical Company)と0.23重 量％の量でタンブルブレンドした。 管材は、1.5インチ エクストルーダ(Davis Standard)で押し出すことにより製 作した。押し出し条件は以下の通りであった：ダイのピンの外径0.240インチ、 およびダイのブッシングの内径0.325インチ。加熱シリンダ(barrel)のゾーン番 号１〜４の温度は、それぞれ、華氏425°、428°、422°、425°であった。ダイ のゾーン番号１〜３の温度は、それぞれ、華氏425°、425°、426°であった。 エクストルーダを出た管材は、図3bに図示されるように、一連の５つのプラー を巡って扱われた。プラー１〜５は、以下の各々の速度(１分間あたりのフィー ト)で操作された：17 FPM、58 FPM、41 FPM、32 FPM、および33 FPM。 管材は、図３bに図示されるように、加熱浴および冷却浴を通過した。加熱お よび冷却浴装置は、Vulcanにより、モデルNo.CS60STIのもとに販売される三重通 過サイジング/冷却システムである。熱硬化浴の温度を、以下の表Ｉに示される ように変化させた。加熱浴は、図３bに示されるように、一連のローラーを有し 、管材は、加熱浴中に13秒間存在した。 上記条件に従って作成された管材を収縮試験にかけた。管材の長さを測定し、 そして各管材群について記録した。次いで、管材サンプルを、調整オーブン中に 、150°Fおよび50％相対湿度で１時間置いた。次いで、管材サンプルを取り出し 、そして周囲温度まで冷却した。サンプルの長さを測定し、そして記録した。長 さの変化の％を、表Ｉに示されるように計算した。 引っ張り強度試験もまた、管材の別のサンプルについて実施した。管材の内径 、外径、および管材の壁厚を、LaserMike 183 Benchtop Optical Micrometerを 用いて測定した。次いで、サンプルを、Instron 4201テスターを用いて１分間あ たり20インチのクロスヘッド速度で試験した。100％伸長の応力を用いて、管材 の降伏を、表Ｉに報告されるようにpsiで表した。 Exact 4011はまた、同様の条件で押し出され、そして熱硬化プロセスなしに管 材に形成された。 表Ｉに示される結果は、非熱硬化管材と比較したとき、熱硬化および延伸管材 の大きさの安定性および降伏における改善された変化を示す。収縮は、オーブン 中に配置される前の初期長から、オーブンから取り出された後の最終長の％変化 として測定される。 Ｂ．実施例２ 実施例１に示される、管材を製作する手順および管材の試験とわずかに異なる 操作条件で繰り返し、Ethomeen 0/15(0.23重量％)(Akzo Nobel Chemical Compan y)とのエチレンビニルアセテート(EVA)(UE-634、Quantum Chemical Corporation )のブレンドから、管材のサンプルを生成した。管材サンプルはまた、ブレンド 中と同じタイプの純粋なEVAから調製した。 ゾーン番号１〜４に対する加熱シリンダのゾーン温度は、それぞれ、華氏°で 以下のようであった：374、375、378、および375。ゾーン番号１〜３に対するダ イゾーン温度は華氏°で以下のようであった：375、375、376。プラー番号１〜 ５のプラー速度は、それぞれ、１分間あたりのフィートで以下のようであった： 17、60、41、31、および31.5。 大きさの安定性および降伏強度データは、表IIに以下に示される。 Ｃ．実施例３ 実施例１に示される、管材を製作する手順および管材の試験とわずかに異なる 操作条件で繰り返し、Dow Chemical Companyにより、名称Dow Affinity VP1770 のもとに販売される超低密度ポリエチレン(ULDPE)と、Ethomeen 0/15(0.23重量 ％)(Akzo Nobel Chemical Company)とのブレンドから、管材のサンプルを生成し た。管材の別のサンプルを、Dow Affinity ULDPE単独から形成した。 ゾーン番号１〜４に対する加熱シリンダのゾーン温度は、それぞれ、華氏°で 以下のようであった：424、425、422、および425。ゾーン番号１〜３に対するダ イゾーン温度は華氏゜で以下のようであった：425、425、425。プラー番号１〜 ５のプラー速度は、それぞれ、１分間あたりのフィートで以下のようであった： 17、60、41、31、および31.5。 大きさの安定性および降伏強度データは、表IIIに以下に示される。 Ｄ．実施例４ 管材サンプルはまた、上記の実施例１〜３に示される同様の延伸プロセス中で 生成された。１つのセットの管材サンプルは、50％延伸比に延伸された。第２番 目のサンプルは延伸されなかった。管材は以下の表IVに示される成分、即ち、Ex act 4011、EVA、およびVP1770から作成された。管材のネッキング(necking)耐性 は、最初に管材の内径および外径、ならびに長さを測定することにより測定した 。管材の１つの端部をクランプで固定した。Chatillonゲージを、管材の対向す る端部に取り付けた。Chatillonゲージは、管材に対して５ポンドの力を、長軸 方向に10秒間かけた。その後、管材を５分間置いた。管材の大きさを再び測定し 、そして初めの大きさ測定値と比較した。長さ寸法における変化％を以下の表IV に示する。 Ｅ．実施例５ 超低密度ポリエチレンExact 4011を、0.139〜0.145インチの範囲内の外径、お よび0.101〜0.105インチの範囲内の内径を有する管材に生成した。管材の１つの サンプルを50％の延伸比に延伸し、そして管材の第２のサンプルを35％の延伸比 に延伸した。50％の延伸比に延伸された管材のサンプルを、管材の対向する端部 をクランプで固定して管材の移動または収縮を防ぎながら、65℃、および70℃で 10秒間、ならびに85℃で５秒間、水浴中に、別々に沈めた。熱に曝した後、管材 からクランプをはずし、そして周囲温度水中で５分間冷却した後、管材の長さを 測定した。管材の長さの変化における差違％を以下の表Ｖに報告する。 次いで、管材を、57℃で４時間、オーブン中に置いた。加熱後の長さを測定し 、そしてオーブン中に配置される前の長さと比較した。長さにおける差違％を以 下の表Ｖに示した。 35％延伸の管材のその他のサンプルは、水浴中で熱処理しなかった。非熱処理 管材をオーブン中に置き、そして長さにおける差違％を示した。表Ｖに報告され た結果は、熱硬化工程が、管材が収縮する傾向を大きく減少させることを示す。 特定の実施態様が例示され、かつ記載されているが、本発明の思想から逸脱す ることなく多くの改変が可能であり、そして保護の範囲は、添付の請求の範囲に より限定されるのみである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，Ｂ Ｂ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ， ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ， ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，Ｕ Ｚ，ＶＮ (72)発明者 ロストロン，ドンナ エル. アメリカ合衆国 イリノイ 60103，バル トレット，コロンビア サークル 1628− ３ (72)発明者 ラル，ビレンドラ ケイ. アメリカ合衆国 イリノイ 60047，レイ ク ズーリッチ，ソーンデール レーン 1299 (72)発明者 ディン，ユアンパン エス. アメリカ合衆国 イリノイ 60061，バー ノン ヒルズ，リッチモンド レーン 302 (72)発明者 ミゼナー，スーザン アール. アメリカ合衆国 イリノイ 60073，ラウ ンド レイク ハイツ，ダブリュー． ワ リオー ドライブ 905 (72)発明者 リン，マイケル ティー．ケイ. アメリカ合衆国 イリノイ 60061，バー ノン ヒルズ，チェスターフィールド レ ーン 343 (72)発明者 ロウリン，ディーン アメリカ合衆国 イリノイ 60073，ラウ ンド レイク ビーチ，ウォールナット ドライブ 1329 (72)発明者 ウー，レコン アメリカ合衆国 イリノイ 60048，リバ ティービル，シャリ レーン 1013

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．可撓性の医療用管材を作製するための方法であって： ポリマー材料の管材を提供する工程であって、該管材が長軸および初期直径を 有する、工程； 該管材の長軸に沿って管材を延伸して該管材の直径を減じて延伸直径を規定す る工程；および 該延伸された管材に熱を付与して該管材を熱硬化して大きさの安定性を維持す る工程、を包含する、方法。 ２．前記管材の初期直径が、延伸直径より10％〜300％大きい範囲内にある、請 求項１に記載の管材。 ３．前記ポリマー材料が、ポリオレフィンおよびそれらのコポリマー、エチレン -プロピレンラバー、エチレンビニルアセテートコポリマー、エチレン メチルア クリレートコポリマー、スチレンと炭化水素とのブロックコポリマー、スチレン と炭化水素とのブロックコポリマーの水素化誘導体、熱可塑性エラストマー、ポ リウレタン、ポリアミドとポリエステルとのコポリマー、コポリエステル、ポリ ブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、スチレン-ブタジエンラバー 、および架橋エラストマーからなる群から選択されるポリマー材料のブレンドで ある、請求項１に記載の方法。 ４．前記管材を延伸する工程が： 第１のプラーを有するエクストルーダから該管材を引っ張る工程； 該管材を、該第１のプラーから、第２のプラーを用いて該第１のプラーから所 定の距離の間隔の位置に引っ張る工程；および 該第２のプラーの引っ張り速度が該第１のプラーよりも速くなるように該第１ のプラーおよび該第２のプラーの相対速度を制御してそれらの間で該管材を延伸 する工程を包含する、請求項１に記載の方法。 ５．前記管材を延伸する工程の間に、該管材を冷却する工程をさらに包含する、 請求項４に記載の方法。 ６．前記管材を延伸する工程の間に、該管材を冷却する工程が：４℃〜45℃の範 囲内の温度で第１の流体浴を提供すること、および該管材を該第１の流体浴を通 して通過させることを包含する、請求項５に記載の方法。 ７．前記熱硬化する工程が： 前記延伸する工程の後に前記管材を加熱すること；および、 該加熱後に該管材を冷却すること を包含する、請求項１に記載の方法。 ８．前記管材を加熱することが： 約50〜99℃の範囲内の温度の加熱媒体を有する加熱浴を提供すること；および 該管材を該加熱浴を通して引っ張ること を包含する、請求項７に記載の方法。 ９．前記加熱媒体が流体である、請求項８に記載の方法。 １０．前記加熱浴が長さ方向の寸法を有し、そして前記管材を加熱する工程が： 該加熱浴中に間隔を置いて配置された複数のローラーを提供すること；および 該管材をローラーを巡って処理し、該管材が該加熱浴を通過していくつかの長 さ方向の通過を行うような曲折パターンを規定すること を包含する、請求項８に記載の方法。 １１．前記ローラーがモーターを備えている、請求項１０に記載の方法。 １２．前記延伸された管材に熱を付与する工程の間に前記管材を支持する工程 をさらに包含する、請求項１に記載の方法。 １３．前記延伸された管材に熱を付与する工程の間に該管材をさらに延伸するこ となく２つのプラーの間で該管材を伸ばす工程 をさらに包含する、請求項１に記載の方法。 １４．初期直径を有し、かつ剛直なハウジングに連結するために適切な医療用管 材であって： 流体経路を規定しかつ長軸を有する側壁であって、ポリマー材料の側壁を備え る、管材： ここで、該管材はその長軸に沿って延伸されてその直径を減じて延伸直径を規 定し；そして ここで、該管材は熱処理されて該管材が通常曝される温度範囲にわたって大き さの安定性を維持する。 １５．前記ポリマー材料がポリマー材料および添加剤を有し、該添加剤が５より 多い炭素原子を有し、かつアミン、アミド、ヒドロキシル、酸、アセテート、ア ンモニウム塩、金属アルコレート、金属カルボキシレート、および多数の1,3ジ カルボニル化合物の金属錯体のような有機金属化合物、フェニルホスフィン、ピ リジン、ピロリドン、イミダゾリン、およびオキサゾリンからなる群から選択さ れる電子陰性官能基をさらに有する、請求項１４に記載の管材。 １６．前記ポリマー材料が、ポリオレフィンおよびそれらのコポリマー、エチレ ン-プロピレンラバー、エチレン ビニルアセテートコポリマー、エチレンメチル アクリレートコポリマー、スチレンと炭化水素とのブロックコポリマー、スチレ ンと炭化水素とのブロックコポリマーの水素化誘導体、熱可塑性エラストマー、 ポリウレタン、ポリアミドとポリエステルとのコポリマー、コポリエステル、ポ リブタジエン、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、スチレン-ブタジエンラバ ー、および架橋エラストマーからなる群から選択される、請求項１５に記載の管 材。 １７．前記ポリオレフィンが、ポリエチレンのホモポリマーおよびコポリマーか らなる群から選択される、請求項１６に記載の管材。 １８．前記コモノマーが、脂肪族オレフィン、メチルアクリレートおよびビニル アセテートからなる群から選択される、請求項１７に記載の管材。 １９．前記ポリマー材料が超低密度ポリエチレンである、請求項１８に記載の管 材。 ２０．前記ポリマー材料がエチレン-ビニルアセテートコポリマーである、請求 項１８に記載の管材。 ２１．前記管材の初期直径が、前記延伸直径より10〜300％大きい範囲内にある 、請求項１４に記載の管材。