KR20090130370A - 의료용 튜브 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 50∼90 중량％ 및 폴리프로필렌 10∼50 중량％를 포함하는 내층; 중간층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 45∼55 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼58 중량％를 포함하는 중간층; 및 외층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 20∼55 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼80 중량％를 포함하는 외층을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 튜브에 관한 것이다.
Description
본 발명은 NON-PVC계 의료용 튜브에 관한 것이다.
의료용 튜브에는 의료용, 진단용, 및 치료용을 포함하여 어떠한 목적으로든 의료용 액상 용기(Bag)에 결합되는 형태와 환자의 몸 안으로 삽입되는 형태 등이 있다. 또한, 튜브를 의료용 액상 용기(Bag)에 결합하거나 의료용 액상 용기로부터 분리할 때 사용하는 포트도 의료용 튜브의 범주에 포함된다.
일반적으로 의료용 액상 용기는 수액, 혈액 등 의료용으로 사용되는 액상을 담을 수 있는 용기를 총칭하는 것이다. 상기 의료용 액상 용기에는 통상 액상의 유입을 위하여 일단부가 액상 용기에 결합된 튜브가 구비되어 있으며, 상기 튜브의 하단부에는 밀봉 재료들이 결합된다. 상기 밀봉재료로는 주로 플라스틱이 사용되며, 의료용 팁(tip)이 결합되기도 한다. 상기 의료용 팁에는 고무마개를 포함하는 형태와 포함하지 않는 형태가 있다.
튜브가 의료용으로 사용되기 위해서는 여러 가지 특성이 요구되는데, 그 중에서도 의료용 액상 용기 재료에 대한 결합 특성은 필수적이다. 특히, 의료용 액상 용기의 재료로서 NON-PVC 재료의 사용이 요구되는 현실에서 PVC 튜브만큼의 투명성, 내열성, 유연성 등의 물리적 성능을 가지면서 NON-PVC 재료와 용이하게 결합할 수 있는 의료용 튜브의 개발이 요구되고 있다.
기술적 과제
본 발명은 PVC 튜브 이상의 투명성, 유연성, 내열성, 및 약액 안정성을 나타내며, NON-PVC계 의료용 액상 용기에 대하여 우수한 열접착성과 가스차단성을 갖는 의료용 튜브를 제공하는 것을 목적으로 한다.
기술적 해결방법
본 발명은,
내층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 50∼90 중량％ 및 폴리프로필렌 10∼50 중량％를 포함하는 내층;
중간층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 45∼55 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼58 중량％를 포함하는 중간층; 및
외층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 20∼55 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼80 중량％를 포함하는 외층을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 튜브를 제공한다.
유리한 효과
본 발명의 의료용 튜브는 투명성, 유연성, 내열성, 및 약액 안정성이 우수할 뿐만 아니라, NON-PVC계 의료용 액상 용기에 대하여 우수한 열접착성과 가스차단성을 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의료용 튜브의 개략적인 단면도이다.
도 2는 일반적으로 사용되는 의료용 액상 용기의 개략도이다.
＜주요 부분에 대한 부호의 설명＞
10 : 내층 20 : 중간층
30 : 외층 40 : 의료용 튜브
발명의 실시를 위한 최선의 형태
본 발명은,
내층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 50∼90 중량％ 및 폴리프로필렌 10∼50 중량％를 포함하는 내층;
중간층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 45∼55 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼58 중량％를 포함하는 중간층; 및
외층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 20∼55 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼80 중량％를 포함하는 외층을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 튜브에 관한 것이다.
본 발명의 의료용 튜브에 있어서, 상기 내층은 폴리에틸렌 1∼40 중량％를 더 포함할 수 있다. 또한, 외층은 폴리에틸렌 1∼20 중량％를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 의료용 튜브에 있어서, 상기 내층, 중간층, 및 외층은 상기 각층에 요구되는 물성을 충족시키기 위하여 서로 상이한 조성비를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 의료용 튜브는 투명성, 유연성, 내열성, 및 약액 안정성이 우수할 뿐만 아니라, NON-PVC계 의료용 액상 용기에 대하여 우수한 열접착성과 가스차단성을 갖기 때문에 의료 분야에서 매우 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에서 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머는 폴리프로필렌과 열가소성 엘라스토머가 주성분인 수지를 의미한다. 상기에서 열가소성 엘라스토머로는 예컨대, 스틸렌 블록 코폴리머(SBS, SIS, 수소첨가 SBC), 올레핀계 엘라스토머(비가교형/가교형), SBC 콤파운드(SBS, 수소첨가 SBC, 비가교형/가교형), 염화비닐계 엘라스토머(TPVC), 염소화 폴리에틸렌계 엘라스토머(CPE), 우레탄계 엘라스토머(TPU), 폴리에스텔계 엘라스토머(TPEE), 폴리아미드계 엘라스토머(TPAE), 불소계 엘라스토머, 염소화 에틸렌 코폴리머 가교체 아로이, 실리콘계 엘라스토머, 신지오타크틱크 1, 2-폴리 부타디엔, 에스테르 할로겐계 폴리머 아로이 등을 들 수 있다.
본 발명의 의료용 튜브에서 상기 내층을 구성하는 성분의 함량은 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 50∼90 중량％ 및 폴리프로필렌 10∼50 중량％를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 내층은 의료용 팁(tip)을 삽입하는 부분이기 때문에 상기의 함량비는 팁의 연결 및 제품 사용 시 팁의 이탈방지를 위하여 바람직한 조성 비율을 구현한 것이다. 즉, 상기에서 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 함량이 50 중량％ 미만으로 포함되면 유연성이 낮아 설비와의 트러블 발생 가능성은 낮으나 의료용 팁의 삽입성 및 팁의 이탈 방지성이 저하되는 문제가 발생하며, 90 중량％ 초과하면 유연성이 너무 증가하여 튜브 제조 설비와의 트러블 문제가 발생된다.
상기에서 폴리프로필렌의 함량이 10 중량％ 미만으로 포함되면 상대적으로 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머의 함량이 증가되어 유연성이 너무 증가하여 튜 브 제조 설비와의 트러블 문제 및 의료용 액상 용기(Bag)에서 쉽게 분리되는 문제가 발생되며, 50 중량％를 초과하면 상대적으로 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머의 함량이 감소되어 팁의 삽입성 및 팁의 이탈 방지성 등의 기능적인 문제가 발생한다.
본 발명의 의료용 튜브에 있어서, 상기 내층은 내층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 50∼80 중량％ 및 폴리프로필렌 20∼50 중량％로 이루어지거나; 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 50∼70 중량％ 및 폴리프로필렌 10∼30 중량％과 함께 폴리에틸렌 1∼40 중량％를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기에서 조성비가 갖는 의미는 상기에서 설명된 바와 같다. 다만, 상기의 조성비는 상기와 같이 특정된 조성을 갖는 경우에 더욱 바람직한 조성비의 범위를 한정하고 있는 것이다.
특히 의료용 팁을 사용하는 경우, 폴리에틸렌이 상기와 같은 범위로 포함되는 경우에는 의료용 팁의 삽입성 및 팁의 이탈 방지성 면에서 폴리프로필렌만 포함된 경우보다 더 우수한 물성을 나타낸다. 따라서, 상기에서 폴리에틸렌이 1중량％ 미만으로 포함되면 첨가에 의한 효과 발현이 미미하고, 40 중량％를 초과하는 경우에는 첨가에 의한 효과가 더 이상 증가하지 않고 멸균시 요구되는 내열성이 약해지며, 상대적으로 폴리프로필렌의 첨가량이 감소하여 그와 관련된 문제가 발생한다.
본 발명의 의료용 튜브에서 상기 중간층은 튜브의 유연성을 향상시키는 역할과 내층과 외층을 접착하여 연결하는 역할을 한다. 상기 중간층을 구성하는 성분의 함량은 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 45∼55 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼58 중량％를 포함하는 것이 바람직하다. 상기에서 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머의 함량이 45 중량％ 미만으로 포함되면 상대적으로 폴리프로필렌의 함량이 너무 많이 포함되어 튜브의 유연성이 떨어지고, 55 중량％를 초과하면 중간층의 유연성이 너무 크게 되어 튜브의 경도에 부정적인 영향을 미친다. 또한, 상기 폴리프로필렌이 45 중량％ 미만으로 포함되면 중간층의 경도가 너무 약하게 되어 튜브의 경도에 문제가 발생하며, 58 중량％를 초과하여 포함되면 상대적으로 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머의 함량이 감소되므로 튜브의 유연성이 떨어진다.
본 발명의 의료용 튜브에서 상기 외층은 튜브의 가공성을 조절하는 역할을 하며 이는 튜브 제조 설비에서의 작업성과 직접적인 연관이 있다. 예컨대, 외층의 폴리프로필렌(PP) 함량이 낮을 경우 너무 유연하여 설비의 튜브 피딩 장치에서 연속작업이 안되는 경우가 발생한다. 또한, 본 발명의 튜브는 의료용 액상 용기에 사용되며, 상기 의료용 액상 용기는 주로 폴리올레핀계 수지 플라스틱 필름으로 제조된다. 따라서, 본 발명의 의료용 튜브의 외층은 상기 의료용 액상 용기의 플라스틱 필름 내층과 열접착이 용이하도록 폴리프로필렌의 함량을 높여서 제조한다.
상기 외층을 구성하는 성분의 함량은 외층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 20∼55 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼80 중량％를 포함하는 것이 바람직하다. 상기에서 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머가 20 중량％ 미만으로 포함되면 외층의 유연성이 부족해지고, 55 중량％를 초과하면 너무 유연하여 설비의 튜브 피딩 장치에서 연속작업이 안되는 경우가 발생한다. 또한, 상기 폴리프로필렌이 45 중량％ 미만으로 포함되는 경우에는 의료용 액상 용기와의 열접착이 불 량해지며, 상대적으로 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 함량이 많아져서 상기에서 언급된 바와 같이 작업성이 나빠진다. 또한, 70 중량％를 초과하는 경우에는 외층의 유연성이 부족해 진다.
본 발명의 의료용 튜브에 있어서, 상기 외층은 외층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 30∼55 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼70 중량％로 이루어지거나; 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 20∼54 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼70 중량％과 함께 폴리에틸렌 1∼20 중량％를 더 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 상기에서 조성비가 갖는 의미는 위에서 설명된 바와 같다. 다만, 상기의 조성비는 상기와 같이 특정된 조성을 갖는 경우에 더욱 바람직한 조성비의 범위를 한정하고 있는 것이다.
특히, 상기와 같이 폴리에틸렌을 일정량 첨가하는 경우, 폴리올레핀 재질의 의료용 액상 용기와 접착 시 폴리프로필렌만 포함하는 경우보다 더 다양한 재질의 용기에 선택적으로 사용될 수 있다.
상기에서 폴리에틸렌이 1중량％ 미만으로 포함되면 첨가에 의한 효과 발현이 미미하고, 20 중량％를 초과하는 경우에는 첨가에 의한 효과가 더 이상 증가하지 않고 멸균시 요구되는 내열성이 약해지며, 상대적으로 폴리프로필렌의 첨가량이 감소하여 그와 관련된 문제가 발생한다.
본 발명의 의료용 튜브는 튜브 총 중량에 대하여, 내층 5∼10 중량％, 중간층 75∼80 중량％ 및 외층 15∼20 중량％를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명의 의료용 튜브를 구성하는 내층, 중간층, 및 외층에 있어서, 상기 층들은 해당 층을 구성하는 폴리머들의 블랜드(blend)에 의하여 형성될 수 있다.
일반적으로 의료용 팁은 의료용 튜브에 삽입하여 별도의 접착제 없이 열접착에 의하여 결합된다. 본 발명의 의료용 튜브의 내층은 의료용 팁의 삽입이 용이한 반면, 이탈은 잘 되지 않는 우수한 특성을 갖는다. 또한, 약물이 직접 닿는 부분으로서, 약액 안정성도 우수하다.
또한, 일반적으로 의료용 튜브는 의료용 액상 용기에 삽입된 상태로 열접착에 의하여 고정되는데, 본 발명의 의료용 튜브의 외층은 플라스틱 필름으로 제조되는 의료용 액상 용기와 열접착이 용이한 특성을 갖는다.
본 발명의 의료용 튜브와 같은 폴리올레핀계 의료용 튜브는 낮은 항복 강도를 가지므로 넥킹으로 칭해지는 현상이 나타나기 쉽다. 넥킹은 튜브의 종축을 따른 적당한 변형력 하에서 튜브를 신장시킬 때, 튜브 직경이 국지적으로 감소되는 현상이다. 항복 강도와 모듈러스 사이에는 선형 비례관계가 있기 때문에 본 발명에서는 재료의 모듈러스를 증가시켜서 항복 강도를 증가시킴으로써 이 문제를 해결한다.
본 발명의 의료용 튜브는 의료용 액상 용기의 포트 및 수액 세트의 연결라인 등으로 사용된다. 상기 수액 세트는 병원에서 수액(링거)을 맞을 때 수액에서 환자의 몸까지 이송이 용이하도록 하는 주사바늘, 튜브, 점적 조절 챔버, 수액용기에 꽂는 스파이크 플라스틱 바늘 등 일체의 부품 또는 시스템을 의미한다. 본 발명의 의료용 튜브는 의료용으로 사용되는 각종 용액의 이송에 사용되며, 특히, 혈액 이송에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 의료용 튜브의 성형 후 냉각 단계에서는 건식 배향 공정 또는 습 식 배향 공정이 적용될 수 있다. 또한, 운송, 저장 및 사용 중에 메모리 효과에 의해 수축되는 문제는 성형 및 에이징 후 튜브 내에 질소를 충진하는 방법으로 보완한다.
본 발명의 의료용 튜브에서 튜브의 성형에 사용되는 2가지 이상의 재료(수지, resin)는 용융 혼합 또는 텀블 혼합방식에 의해 혼합될 수 있다. 또한, 튜브의 성형시에 사용되는 압출기에 있어서, 다이 핀의 외경, 다이 부싱(bushing)내경 등은 튜브의 수축성을 감안하여 조건을 설정한다. 본 발명의 의료용 튜브는 3층의 구조를 동시에 압출하여 제조된다.
또한, 본 발명은 상기 의료용 튜브를 포함하는 의료용 액상 용기 세트를 제공한다.
발명의 실시를 위한 형태
실시예 1, 2 및 비교예 1∼4
(1) 의료용 튜브의 제조
하기 표 1에 기재된 조성 및 조성비에 따라 용융 혼합 또는 텀블 혼합방식에 의해 재료를 혼합하였다. 튜브의 성형시에 사용되는 압출기에 있어서, 다이 핀의 외경, 다이 부싱(bushing) 내경 등은 튜브의 수축성을 감안하여 조건을 설정하고, 내층, 중간층, 및 외층의 3층의 구조를 동시에 압출하여 실시예 1의 의료용 튜브를 제조하였다.
실시예 2 및 비교예 1 내지 3의 의료용 튜브는 하기 표 1에 기재된 조성 및 조성비에 따라 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조되었다.
비교예 4의 튜브는 판매되고 있는 EVA의 전자성 가교에 의한 NON-PVC 튜브를 사용하였다.
(2) 의료용 튜브의 성능 평가
상기에서 제조된 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 4의 의료용 튜브에 대한 성능을 다음의 방법으로 평가하여 표 1 및 표 2에 나타내었다.
가. 필름 적합성 평가
1) 평가조건
상기에서 제조된 튜브를 의료용 액상 용기의 포트 부분에 결합한 다음 평가를 수행하였다.
상기 의료용 튜브를 멸균한 후 5일 이상 보관하고 평가하였다.
2) 평가항목 및 방법
- LEAK: 튜브 및 포트 부분의 LEAK(누액)를 확인함
- BENDING: 튜브의 외관상 휘어짐을 확인함
- DROP 분리: 1.5m의 높이에서 포트방향으로 떨어뜨려 팁(tip)의 분리 여부를 확인함
- 강제 분리: 위 항에서 팁(tip)이 떨어지지 않은 것을 손으로 일정한 힘을 가하여 분리여부를 확인함
- 내열성: 의료용 튜브를 121℃에서 멸균하고 밴딩(bending)의 발생 여부로 그 결과를 평가함
- 투명성: 상기 멸균 실시 후 육안으로 투명성을 평가함
- 유연성: MODULUS 측정 (필름 형태)
- 가스차단성: OTR 측정 (필름 형태)
표 1
상기 표 1에서 상기 PP는 대한유화의 PP Terpolymer이며, 상기 PE는 DOWCHEMICAL사의 ENGAGE이며, 상기 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 1, 2, 및 3은 일본 JSR사의 DYNARON, 일본 KURARAY사의 HYBRAR, 및 KRATON사의 KRATON 중에서 선택하여 사용하였다.
표 2
본 발명의 의료용 튜브는 투명성, 유연성, 내열성, 및 약액 안정성이 우수할 뿐만 아니라, NON-PVC계 의료용 액상 용기에 대하여 우수한 열접착성과 가스차단성을 갖기 때문에 의료 분야에서 매우 유용하게 사용될 수 있다.
Claims (9)
- 내층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 50∼90 중량％ 및 폴리프로필렌 10∼50 중량％를 포함하는 내층;중간층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 45∼55 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼58 중량％를 포함하는 중간층; 및외층 총 중량에 대하여, 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 20∼55 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼80 중량％를 포함하는 외층을 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 튜브.
- 청구항 1에 있어서, 상기 내층은 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 50∼70 중량％ 및 폴리프로필렌 10∼30 중량％과 함께 폴리에틸렌 1∼40 중량％를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 튜브.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 외층은 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 20∼54 중량％ 및 폴리프로필렌 45∼70 중량％과 함께 폴리에틸렌 1∼20 중량％를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의료용 튜브.
- 청구항 1에 있어서, 상기 내층은, 내층 총 중량에 대하여 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 50∼80 중량％ 및 폴리프로필렌 20∼50 중량％로 이루어지는 것을 특징으로 하는 의료용 튜브.
- 청구항 1에 있어서, 상기 외층은, 외층 총 중량에 대하여 폴리프로필렌 베이스의 엘라스토머 30∼50 중량％ 및 폴리프로필렌 50∼70 중량％로 이루어지는 것을 특징으로 하는 의료용 튜브.
- 청구항 1에 있어서, 상기 의료용 튜브는, 튜브 총 중량에 대하여 내층 5∼10 중량％, 중간층 75∼80 중량％ 및 외층 15∼20 중량％를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 의료용 튜브.
- 청구항 1에 있어서, 상기 내층, 중간층, 및 외층은 상기 층들을 구성하는 폴리머들의 블랜드(blend)에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 의료용 튜브.
- 청구항 1에 있어서, 의료용 액상 용기의 포트, 수액 세트를 구성하는 연결라인, 또는 혈액 이송용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 의료용 튜브.
- 청구항 1의 의료용 튜브를 포함하는 의료용 액상 용기 세트.
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