KR20230101159A - 다층 구조 튜브 및 다층 구조 튜브 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌, 폴리프로필렌 및 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는, 내층 튜브, 중층 튜브 및 외층 튜브를 포함하고, 상기 내층 튜브 상에 제공된 상기 외층 튜브는 폴리프로필렌 함량이 다른 물질 함량보다 높고, 상기 내층 튜브와 상기 외층 튜브 사이에 제공된 상기 중층 튜브는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌 함량이 다른 물질 함량보다 높은, 다층 구조 튜브가 제공된다.

Description

다층 구조 튜브 및 다층 구조 튜브 제조 방법{MULTI LAYERED TUBE AND MANUFACTURING METHOD OF MULTI LAYERED TUBE}
본 발명은 다층 구조 튜브 및 다층 구조 튜브 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 병원에서 환자를 수술하거나 치료할 때 환자에게 투여하는 생리식염액, 포도당액 등의 수액(輸液)은 일정 형태의 의료용 용기에 보관된다. 종래에는 소재적 장점 때문에 주로 유리병으로 된 수액용기가 많이 사용되어 왔으나, 유리병 용기는 부피가 크고, 깨질 염려가 있으며, 무게가 무거운 등의 단점이 있어서 최근에는 합성수지 소재된 파우치형 수액백이 사용되고 있다. 합성수지 수액백은 우선 깨어질 염려가 없어 취급이 용이하고, 보관 및 운송이 편리한 장점이 있기 때문에 최근 수액용기 시장은 합성수지 수액백으로 급속히 대체되고 있다.
최근, 대부분의 시장을 차지하고 있던 PVC계 의료용 수액 용기, 튜브는 내분비계 교란물질(환경호르몬)의 발생 및 소각시 다량의 다이옥신 발생으로 인해 수요가 사라지고, 대신 다양한 구성의 비-PVC계 수액용기의 개발 보급이 증대되고 있다. 이와 함께 비-PVC계 수액 용기에 연결되는 비-PVC계 튜브 개발의 필요성이 대두하게 되었다.
비-PVC계 튜브를 개발하기 위하여 여러가지 고분자 화합물을 블렌드하기 위한 노력이 계속되었으나, 우수한 유연성, 투명성, 멸균내열성을 확보하는 한편, 약물 안정성이 우수하여 의약품, 혈액을 변성시키지 않도록 하는 튜브를 제공하는 것은 쉽지 않은 실정이다.
본 발명은 의약품, 혈액과 같이 변성되지 않도록 안정적으로 담거나 운반해야 하는 물질을 수용하기 적합한 다층 구조 튜브를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌, 폴리프로필렌 및 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는, 내층 튜브, 중층 튜브 및 외층 튜브를 포함하고, 상기 내층 튜브 상에 제공된 상기 외층 튜브는 폴리프로필렌 함량이 다른 물질 함량보다 높고, 상기 내층 튜브와 상기 외층 튜브 사이에 제공된 상기 중층 튜브는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌 함량이 다른 물질 함량보다 높은, 다층 구조 튜브가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 내층 튜브, 상기 중층 튜브 및 상기 외층 튜브 각각에는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌, 폴리프로필렌 및 열가소성 엘라스토머가 모두 제공되는, 다층 구조 튜브가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 내층 튜브는 열가소성 엘라스토머로 구성되고, 상기 외층 튜브는 폴리프로필렌으로 구성되고, 상기 중층 튜브는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌으로 구성되는, 다층 구조 튜브가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다층 구조 튜브는 상기 튜브 안쪽을 따라 유체를 전달할 수 있도록 적어도 일 방향으로 연장된 형태를 갖는, 다층 구조 튜브가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 다층 구조 튜브는 내부에 유체를 담을 수 있는 주머니(bag) 형태로 제공되는, 다층 구조 튜브가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 튜브 내부에는 의약품이 수용되는, 다층 구조 튜브가 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 열가소성 엘라스토머를 포함하는 내층 튜브 조성물을 이용하여 내층 튜브를 제공하는 제1 단계; 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌을 포함하는 중층 튜브 조성물을 이용하여 중층 튜브를 제공하는 제2 단계; 폴리프로필렌을 포함하는 외층 튜브 조성물을 이용하여 외층 튜브를 제공하는 제3 단계; 및 상기 내층 튜브, 상기 중층 튜브 및 상기 외층 튜브를 내층 튜브-중층 튜브-외층 튜브 순으로 적층 및 결합시키는 제4 단계를 포함하는, 다층 구조 튜브 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1 단계 내지 제3 단계는 각각 상기 외층 튜브 조성물, 상기 중층 튜브 조성물 및 상기 내층 튜브 조성물을 압출하여 수행되는, 다층 구조 튜브 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조 튜브는 내구성, 내스크래치성, 내한성 및 약물 안정성이 우수하여 의약품, 혈액과 같이 변성되지 않도록 안정적으로 담거나 운반해야 하는 물질을 수용하기 적합하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조 튜브의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조 튜브의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 구조 튜브의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 다층 구조 튜브는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌, 폴리프로필렌 및 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하고 내층 튜브, 중층 튜브 및 외층 튜브가 각각 서로 다른 조성을 가짐으로써 높은 내구성, 내스크래치성, 내한성 및 약물 안정성을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조 튜브의 사시도이다.
도 1을 참고하면, 다층 구조 튜브(10)는 상기 튜브 안쪽을 따라 유체를 전달할 수 있도록 적어도 일 방향으로 연장된 형태를 가질 수 있다. 상술한 다층 구조 튜브는 의료용 튜브로 사용될 수 있다. 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.
다층 구조 튜브(10)의 용도로는 수액 세트용 튜브, 익스텐션 튜브, 약제 투여 튜브, 혈액 회로용 튜브, 영양 튜브, 연결 튜브, 날개 부착 정맥침용 튜브, 나아가서는, 흡인용 카테터, 배액용 카테터, 경장 영양 카테터, 위관 카테터, 약액 투여 카테터 등을 들 수 있다. 그러나, 다층 구조 튜브(10)의 용도가 상술한 예시에 국한되는 것은 아니다.
상술한 다층 구조 튜브(10)는 단면에서 보았을 때, 안쪽부터 순차적으로 내층 튜브, 중층 튜브 및 외층 튜브가 결합된 형태를 갖는다. 이러한 다층 구조로 인하여 튜브는 내구성, 내스크래치성, 내한성 및 약물 안정성을 가질 수 있으며, 상술한 의약품을 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조 튜브의 단면도이다.
도 2를 참고하면, 다층 구조 튜브는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌, 폴리프로필렌 및 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는, 내층 튜브(100), 중층 튜브(200) 및 외층 튜브(300)를 포함하고, 상기 내층 튜브(100) 상에 제공된 상기 외층 튜브(3000)는 폴리프로필렌 함량이 다른 물질 함량보다 높고, 상기 내층 튜브(100)와 상기 외층 튜브(300) 사이에 제공된 상기 중층 튜브(200)는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌 함량이 다른 물질 함량보다 높다.
상술한 내층 튜브(100), 중층 튜브(200) 및 외층 튜브(300)는 서로 대응되는 형태를 가지며 서로 결합된 상태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 도면에서 확인할 수 있듯이 내층 튜브(100), 중층 튜브(200) 및 외층 튜브(300)는 단면 상에서 서로 대응되고 중심이 동일한 원의 형태를 가질 수 있다. 또한, 내층 튜브(100), 중층 튜브(200) 및 외층 튜브(300)는 동일한 길이로 일 방향으로 연장되도록 제공될 수 있다. 다층 구조 튜브의 형태가 달라질 경우, 내층 튜브(100), 중층 튜브(200) 및 외층 튜브(300)의 형태도 서로 대응되게 달라질 수 있다.
내층 튜브(100), 중층 튜브(200) 및 외층 튜브(300)는 서로 결합되어 제공될 수 있다. 내층 튜브(100), 중층 튜브(200) 및 외층 튜브(300)를 결합하기 위하여 각 튜브 사이에 바인더가 제공될 수도 있다. 경우에 따라서는 고분자 화합물을 포함하는 내층 튜브(100), 중층 튜브(200) 및 외층 튜브(300)를 결합시킨 후 결합된 상태에서 이들 튜브들을 유리전이온도 이상으로 가열하여 서로 융착되게 할 수도 있다. 내층 튜브(100), 중층 튜브(200) 및 외층 튜브(300)를 결합하는 방법은 각 튜브의 조성에 따라 달리할 수 있다.
각각의 튜브에 대하여 더 자세히 살펴보면, 먼저 내층 튜브(100)는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌, 폴리프로필렌 및 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함한다.
내층 튜브(100)는 경우에 따라서는 열가소성 엘라스토머로만 구성될 수 있다. 내층 튜브(100)의 경우 튜브 내부에 수용된 유체(의약품, 혈액 등)와 직접적으로 맞닿기 때문에 약물 안정성을 갖는 것이 중요하다. 반면 내층 튜브(100)는 외부에 직접적으로 노출되기 때문에 상대적으로 내스크래치성이 덜 요구된다. 따라서, 내층 튜브(100)의 경우 약물 안정성을 극대화하기 위하여 열가소성 엘라스토머 함량 및/또는 폴리프로필렌 함량이 높은 조성을 가질 수 있다.
종래, 의료용 튜브의 재료로는, 연질 염화비닐계 수지가 사용되고 있었지만, 연질 염화비닐계 수지에는 디옥틸프탈레이트 등의 가소제가 다량으로 함유되기 때문에, 의료용 튜브 중의 가소제가 용출되어 의료용 튜브 내를 흐르는 액체를 오염시키는 문제가 있다. 이에 비하여 열가소성 엘라스토머 함량 및/또는 폴리프로필렌 함량이 높은 조성의 내층 튜브(100)는 튜브를 구성하는 물질이 내부로 용출될 우려가 없다.
내층 튜브(100)에 포함되는 상술한 열가소성 엘라스토머는 스틸렌 블록 코폴리머(SBS, SIS), 올레핀계 엘라스토머(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 아로이로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
내층 튜브(100) 상에는 중층 튜브(200)가 제공된다.
중층 튜브(200)는 내층 튜브(100)와 외층 튜브(300) 사이에 제공된다. 중층 튜브(200)는 내층 튜브(100)와 외층 튜브(300)를 견고하게 결합시키는 동시에 다층 구조 튜브 전체에 유연성을 부여하고, 외부 충격으로부터 내층 튜브(100)를 보호하는 기능을 수행할 수 있다. 예를 들어, 외층 튜브(300)가 강한 외부 충격에 의하여 손상되는 경우에도 중층 튜브(200)가 내층 튜브(100)를 보호하여 내층 튜브(100) 안쪽에 수용된 의약품이 외부에 노출되지 않도록 할 수 있다.
중층 튜브(200)는 또한 안쪽 면에서 내층 튜브(100)와 결합하는 동시에 바깥쪽 면에서 외층 튜브(300)와 결합함으로써, 내층 튜브(100)-중층 튜브(200)-외층 튜브(300)로 구성된 다층 구조 튜브가 기계적으로 안정적으로 제공되도록 할 수 있다. 중층 튜브(200)는 따라서 내층 튜브(100)와 외층 튜브(300)를 가교하는 바인더와 같이 기능할 수 있다.
중층 튜브(200)는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌, 폴리프로필렌 및 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함한다.
중층 튜브(200)는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌 함량이 가장 높게 구성된다. 경우에 따라서는 중층 튜브(200)는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌로만 구성될 수 있다. 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌은 주사슬 내에 이중결합이 존재하지 않아 내열성, 내후성 및 산화 안정성이 우수하다. 또한, 상대적으로 소프트한 고무 성질의 블록 양 말단에 하드한 특성을 발현하는 폴리스타이렌 블록이 3차원 망상 조직으로 물리적으로 가교되어 있어 가황 공정 없이도 상온에서는 탄성 특성을 가지며 고온에서는 가소화되어 소성변형이 가능하다는 특징을 갖는다.
중층 튜브(200)를 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌 함량을 높게 구성하거나 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌만으로 구성함으로써 따라서, 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌이 나타내는 탄성 특성을 이용하면서, 중층 튜브(200)가 내층 튜브(100)와 외층 튜브(300)를 가교하도록 할 수 있다.
중층 튜브(200) 상에는 외층 튜브(300)가 제공된다.
외층 튜브(300)는 외부에 직접적으로 노출된다. 따라서, 외층 튜브(300)는 외부 충격으로부터 안쪽에 제공된 내층 튜브(100), 중층 튜브(200) 및 수용된 유체를 보호할 수 있도록 내구성, 내스크래치성을 갖는다.
외층 튜브(300)는 상술한 기능 구현을 위해 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌, 폴리프로필렌 및 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하되, 폴리프로필렌 함량이 높다. 경우에 따라, 외층 튜브(300)는 폴리프로필렌만으로 구성될 수도 있다.
외층 튜브(300)에 제공된 고함량의 폴리프로필렌은 호모폴리프로필렌이나 폴리프로필렌 공중합체, 랜덤 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있는데, 공중합체로는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체의 형태를 사용할 수 있다. 이중 랜덤 폴리프로필렌은 폴리프로필렌 중합시 소량의 에틸렌을 첨가하여 호모 폴리프로필렌에 비해 충격강도 및 유연성이 우수하다. 또한, 광산란을 일으키는 결정의 양이 적으므로 호모 및 임팩트 폴리프로필렌에 비해 필름의 투명성이 크게 향상된다. 따라서, 외층 튜브(300)를 상술한 랜덤 폴리프로필렌으로 구성함으로써 다층 구조 튜브의 충격강도 및 유연성을 개선할 수 있다.
상술한 내층 튜브(100), 중층 튜브(200) 및 외층 튜브(300)는 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 내층 튜브(100)의 두께는 중층 튜브(200) 또는 외층 튜브(300)의 두께보다 작을 수 있다. 구체적으로 내층 튜브(100)는 튜브 내부에 수용된 유체와 튜브가 반응하지 않도록 내화학성을 제공하는 기능을 수행하기 때문에 상대적으로 얇은 두께를 가질 수 있다. 내층 튜브(100)가 상대적으로 얇은 두께를 갖는 경우, 내층 튜브(100)의 유연성이 상대적으로 떨어지더라도 이로 인해 다층 구조 튜브 전체의 유연성이 저하될 우려가 없다. 이에 비해 중층 튜브(200)의 경우 탄성을 제공하는 한편 외부와 튜브 내부를 단열하기 위해 상대적으로 두꺼운 두께를 가질 수 있다.
또한, 중량비로 살펴보아도 내층 튜브(100), 중층 튜브(200) 및 외층 튜브(300)는 서로 다른 비율로 포함될 수 있다. 예를 들어, 중층 튜브(200)는 내층 튜브(100) 또는 외층 튜브(300)보다 많이 포함되어 가장 많은 중량비를 차지할 수 있다. 중층 튜브(200)의 경우 상술한 것과 같이 내열성을 부여하는 동시에 탄성을 부여하기 위한 부재이기 때문에 내화학성을 부여하는 내층 튜브(100), 내스크래치성을 부여하는 외층 튜브(300)에 비하여 두껍고 무겁게 제공될 수 있다. 예를 들어, 중층 튜브(200)는 다층 구조 튜브 전체 중량의 약 70 중량% 내지 약 85 중량% 비율로 포함될 수 있다. 중층 튜브(200)를 상술한 비율로 제공함으로써 내열성 및 탄성을 확보할 수 있다.
상술한 다층 구조 튜브는 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어 다층 구조 튜브는 백(bag) 형태로 제공될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 다층 구조 튜브의 사시도이다.
도 3을 참고하면, 다층 구조 튜브(10')는 내부에 유체를 담을 수 있는 주머니(bag) 형태로 제공된다. 예를 들어, 다층 구조 튜브(10')는 생리식염수, 포도당 등과 같은 최소한의 영양분인 기초수액, 장시간 섭취하지 못하는 환자들을 위한 아미노산, 지질, 단백질, 비타민, 무기질 등과 같은 영양소로 구성된 영양수액, 수술 후 특수상황에서 사용하는 특수수액 등 액상 의약품을 담기 위한 수단으로 플라스틱 수액백, 튜브, 밀봉캡으로 구성된 의료용 액상 용기일 수 있다.
다층 구조 튜브(10')가 백 형태를 갖는 경우에도 앞서 검토한 것과 같은 내층 튜브, 중층 튜브 및 외층 튜브가 제공될 수 있다. 이들은 다층 구조 튜브(10')의 전체적인 형상에 대응되는 형태를 가지며, 차례대로 안쪽부터 내층 튜브-중층 튜브-외층 튜브의 순서로 결합되어 제공될 수 있다.
다층 구조 튜브(10')가 관(pipe) 형태가 아닌 백(bag) 형태를 가질 때 내층 튜브, 중층 튜브 및 외층 튜브의 조성 및 두께는 달라질 수 있다. 예를 들어, 백(bag) 형태의 다층 구조 튜브(10')는 관 형태의 다층 구조 튜브에 비하여 상대적으로 유연성이 떨어져도 무방하고, 대신 외부 충격에 노출되는 면적이 넓기 때문에, 외부 충격에 견딜 수 있는 외층 튜브의 두께를 두껍게 하도록 변형할 수 있다. 또한, 유연성과 관련된 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌 함량을 줄이고, 폴리프로필렌 및/또는 열가소성 엘라스토머의 함량을 높일 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 다층 구조 튜브에 대하여 살펴보았다. 이하에서는 다층 구조 튜브의 제조 방법에 대하여 더 자세히 살펴보고자 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조 튜브 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4를 참고하면 다층 구조 튜브 제조 방법은 열가소성 엘라스토머를 포함하는 내층 튜브 조성물을 이용하여 내층 튜브를 제공하는 제1 단계(S100); 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌을 포함하는 중층 튜브 조성물을 이용하여 중층 튜브를 제공하는 제2 단계(S200); 폴리프로필렌을 포함하는 외층 튜브 조성물을 이용하여 외층 튜브를 제공하는 제3 단계(S300); 및 상기 내층 튜브, 상기 중층 튜브 및 상기 외층 튜브를 내층 튜브-중층 튜브-외층 튜브 순으로 적층 및 결합시키는 제4 단계(S400)를 포함한다.
제1 단계(S100) 내지 제3 단계(S300)는 각각 내층 튜브, 중층 튜브 및 외층 튜브를 제조하는 공정인데, 이들 공정은 반드시 순차적으로 수행되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 단계(S100) 내지 제3 단계(S300)는 서로 다른 제조 유닛에서 동시에 수행될 수도 있다.
제1 단계(S100) 내지 제3 단계(S300)는 상기 외층 튜브 조성물, 상기 중층 튜브 조성물 및 상기 내층 튜브 조성물을 압출하여 수행될 수 있다. 이때 각각의 조성물을 서로 다른 장비에서 압출할 수도 있고, 같은 장비 내에서 2종 이상의 조성물을 공압출할 수도 있다. 공압출(Co-Extrusion)은 2개이상의 원료를 각기 다른 압출기에서 용융시키고, 용융된 수지를 다이스 내로 보내어 여러 겹으로 적층한 다음 적층된 용융원료를 블로운(Blown), 캐스팅(Casting) 방식으로 무연신 필름화하는 형태로 수행될 수 있다.
제1 단계(S100) 내지 제3 단계(S300)를 공압출을 이용하여 수행하는 경우, 내층 튜브 조성물, 중층 튜브 조성물 및 외층 튜브 조성물의 점도를 일치시키기 위해 각 조성물을 구성하는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌, 폴리프로필렌 및 열가소성 엘라스토머의 함량을 설계하는 작업을 수행할 수 있다. 상술한 조성물의 점도가 일치하지 않는 경우 공압출 과정에서 품질 문제가 생길 수 있기 때문이다. 아울러, 상술한 공압출을 수행하기 위하여 용융된 각 조성물의 온도를 조절하는 과정도 추가로 수행될 수 있다.
다음으로, 제4 단계(S400)는 상기 내층 튜브, 상기 중층 튜브 및 상기 외층 튜브를 내층 튜브-중층 튜브-외층 튜브 순으로 적층 및 결합시키는 단계이다. 제4 단계(S400)에서는 내층 튜브-중층 튜브-외층 튜브를 차례대로 쌓고(예를 들어, 외층 튜브 내에 중층 튜브를 삽입하고, 중층 튜브 내에 내층 튜브를 삽입하고), 이들을 결합시킨다. 내층 튜브-중층 튜브-외층 튜브를 결합시키기 위하여 접착제를 이용하거나 튜브를 유리 전이 온도 이상으로 가열한 후 융착시킬 수 있다. 이 경우, 필요에 따라서는 중층 튜브의 유리 전이 온도 이상으로 가열함으로써 융착이 수행될 수 있다. 구체적으로, 중층 튜브는 내층 튜브와 외층 튜브 사이에 삽입되어 이들을 가교하기 때문에 중층 튜브의 유리 전이 온도가 내층 튜브 및 외층 튜브의 유리 전이 온도보다 낮은 경우에는 중층 튜브만 용융-융착시켜도 다층 구조 튜브가 결합될 수 있다.
제4 단계(S400)는 경우에 따라서는 제1 단계(S100) 내지 제3 단계(S300)와 통합되어 수행될 수 있는데, 예를 들어 앞서 검토한 것과 같이 공압출 공정을 수행하는 경우 제1 단계(S100) 내지 제3 단계(S300)에 따라 조성물로부터 튜브가 압출되는 동시에 이들이 결합되는 제4 단계(S400)까지 수행될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 다층 구조 튜브와 그 제조 방법에 대하여 살펴보았다. 이하에서는 실제 실험 데이터를 통하여 본 발명에 따른 다층 구조 튜브의 유리한 효과에 대하여 확인하고자 한다.
제조예 1. 의료용 튜브의 제조
하기 표 1에 기재된 조성 및 조성비에 따라 각 층을 건식 혼합 혼합방식으로 재료를 혼합하였다. 튜브의 성형시에 사용되는 압출기에 적합한 규격을 설정 후 각 층의 구성비에 맞추어 적정 조건으로 실시예 1과 실시예 2를 제조하였다.
비교예 1과 비교예 2의 의료용 튜브는 하기 표 1에 기재된 조성 및 조성비에 따라 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조되었다.
비교예 3의 튜브는 외국에서 수입되며, 조성 및 조성비는 표 1과 같은 NON-PVC 튜브를 사용하였다.
비교예 4의 튜브는 판매되고 있는 EVA의 전자성 가교에 의한 NON-PVC 튜브를 사용하였다.
구분 층구성 중량비 SEBS (wt.%) PP (wt.%) TPE (wt.%)
실시예 1 내층 11% 8 51 41
중층 81% 43 15 42
외층 8% 17 81 2
실시예 2 내층 15% 100
중층 74% 100
외층 11% 100
비교예 1 내층 10% 70 30 0
중층 75% 45 55 0
외층 15% 40 50 10
비교예 2 내층 10% 65 25 10
중층 75% 50 50 0
외층 15% 40 50 10
비교예 3 내층 10% 30 50 20
중층 80% 50 50 0
외층 10% 10 50 30
비교예 4 내층 15% EVA
PE
PP MONOMER
중층 70%
외층 15%
상기 표 1에서 PP로는 폴리프로필렌 랜덤폴리머를 사용하였다.
실험예 1. 의료용 튜브의 성능평가(스크랩, 내스크래치성, 복원력, 미립자 발생)
상기 제조예 1에서 준비된 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 4의 의료용 튜브에 대한 성능을 다음의 방법으로 스크랩, 내스크래치성, 복원력, 미립자 발생 관련 성능 평가를 수행하였다.
먼저, 스크랩 평가의 경우 튜브 절단시 스크랩의 발생을 확인한 것으로 복수 개의 시료에 대하여 절단 시험을 수행하여 스크랩이 발생한 시료의 비율(%)을 확인하였다.
다음으로, 내스크래치성의 경우 충전 노즐 및 그리퍼(Griper)에 의한 튜브 표면의 스크래치 흔적을 확인함으로써 평가했다. 이때 스크랩 평가와 마찬가지로 복수 개의 시료에 대하여 스크래치 흔적을 확인함으로써 스크래치가 발생한 시료의 비율(%)을 확인하였다.
다음으로, 복원력의 경우 튜브를 꺾었을 때 변형에 대한 복원력을 확인함으로써 평가했다. 복수 개의 시료에 대하여 튜브를 꺾었을 때 복원되지 않고 파손 또는 변형되는 시료의 비율(%)을 확인하였다.
다음으로, 미립자 발생의 경우 불용성 미립자가 "10㎛이상이 10개/mL이하" 개수를 평가하였다.
구분 스크랩 평가 내스크래치성 복원력 평가 미립자 발생
실시예 1 0 0 0 0
실시예 2 0 0 0 0
비교예 1 21% 7% 0 3%
비교예 2 8% 4% 0 0
비교예 3 4% 12% 11% 3%
비교예 4 22% 6% 9% 2%
위의 표 2에서 확인할 수 있듯이 실시예 1, 실시예 2의 경우 스크랩, 스크래치가 발생하지 않았으며, 튜브를 꺾었을 때 시료 모두 복원됨을 확인했다. 또한 미립자 발생도 없음을 확인했다.
이와 비교했을 때, 비교예 1의 경우 약 21% 시료에서 스크랩이 발생하였으며, 약 7%의 시료에서 스크래치가 발생되었고, 약 3%의 시료에서 미립자가 발생함을 확인했다. 또한, 비교예 2의 경우 약 8%의 시료에서 스크랩이 발생하였으며, 약 4%의 시료에서 스크래치가 발생했다. 비교예 3의 경우 약 4% 시료에서 스크랩이 발생하였으며, 약 12%의 시료에서 스크래치가 발생하였고, 약 11%의 시료가 꺾였을 때 복원되지 않았으며, 약 3%의 시료에서 미립자가 발생했다. 마지막으로 비교예 4의 경우 약 22% 시료에서 스크랩이 발생하였으며, 약 6%의 시료에서 스크래치가 발생하였고, 약 9%의 시료가 꺾였을 때 복원되지 않았으며, 약 2%의 시료에서 미립자가 발생했다.
따라서, 실시예의 튜브는 비교예의 튜브에 비하여 스크랩 발생 여부, 내스크래치성, 복원력 및 미립자 발생 여부에서 모두 우수한 것을 확인하였다.
실험예2. 의료용 튜브의 성능평가(HAZE, 접착강도, 내한성, 약물 안정성)
상기 제조예 1에서 준비된 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 4의 의료용 튜브에 대한 성능을 다음의 방법으로 HAZE, 접착 강도, 내한성 및 약물 안정성 관련 성능 평가를 수행하였다.
먼저, HAZE 평가의 경우 튜브의 흐림도(멸균 후 10%이하)를 측정하여 수행되었다.
다음으로, 접착강도 평가는 튜브와 결합하는 용기와의 접착강도가 "3kgf/15mm 이상"인 것을 측정하여 수행하였다.
다음으로, 내한성은 영하 40
Figure pat00001
에서 1주 이상 보관 후 파손율을 확인하여 평가하였다.
다음으로, 약물 안정성은 "60 ℃ ± 2 ℃ / 75%RH ± 5%RH" 조건에서 4주 보관 후 용출을 확인하여 평가하였다.
각 시험 결과는 우수/양호/보통/미흡/불량으로 평가했다.
구분 HAZE 접착강도 내한성 약물 안정성 종합
실시예 1 우수 우수 우수 우수 우수
실시예 2 우수 양호 우수 우수 우수
비교예 1 양호 보통 보통 양호 보통
비교예 2 보통 양호 미흡 양호 보통
비교예 3 보통 미흡 보통 보통 보통
비교예 4 미흡 보통 보통 미흡 미흡
위의 표 3에서 확인할 수 있듯이 시험 결과 실시예 1, 2의 경우 HAZE, 접착강도, 내한성, 약물 안정성이 모두 양호 또는 우수한 것으로 나타났다.
이에 비하여 비교예 1 내지 4는 모든 지표가 양호 이하로 나타났다. 따라서, 비교예의 튜브의 경우 HAZE, 접착 강도, 내한성 및 약물 안정성을 동시에 만족시키기가 어려움을 실험을 통해 확인하였고, 다층 구조를 갖더라도 각 층의 조성에 따라 기능이 크게 달라질 수 있음을 확인했다.
본 발명의 경우 앞서 설명한 것과 같은 조성으로 다층 구조 튜브를 제공함으로써, 스크랩, 내스크래치성, 복원력, 미립자 지표 및 HAZE, 접착 강도, 내한성 및 약물 안정성 지표에서 모두 우수함을 확인했다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌, 폴리프로필렌 및 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하는, 내층 튜브, 중층 튜브 및 외층 튜브를 포함하고,
    상기 내층 튜브 상에 제공된 상기 외층 튜브는 폴리프로필렌 함량이 다른 물질 함량보다 높고,
    상기 내층 튜브와 상기 외층 튜브 사이에 제공된 상기 중층 튜브는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌 함량이 다른 물질 함량보다 높은, 다층 구조 튜브.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내층 튜브, 상기 중층 튜브 및 상기 외층 튜브 각각에는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌, 폴리프로필렌 및 열가소성 엘라스토머가 모두 제공되는, 다층 구조 튜브.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내층 튜브는 열가소성 엘라스토머로 구성되고,
    상기 외층 튜브는 폴리프로필렌으로 구성되고,
    상기 중층 튜브는 스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌으로 구성되는, 다층 구조 튜브.
  4. 제1항에 있어서,
    다층 구조 튜브는 상기 튜브 안쪽을 따라 유체를 전달할 수 있도록 적어도 일 방향으로 연장된 형태를 갖는, 다층 구조 튜브.
  5. 제1항에 있어서,
    다층 구조 튜브는 내부에 유체를 담을 수 있는 주머니(bag) 형태로 제공되는, 다층 구조 튜브.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 튜브 내부에는 의약품이 수용되는, 다층 구조 튜브.
  7. 열가소성 엘라스토머를 포함하는 내층 튜브 조성물을 이용하여 내층 튜브를 제공하는 제1 단계;
    스타이렌 에틸렌 부타다이엔 스타이렌을 포함하는 중층 튜브 조성물을 이용하여 중층 튜브를 제공하는 제2 단계;
    폴리프로필렌을 포함하는 외층 튜브 조성물을 이용하여 외층 튜브를 제공하는 제3 단계; 및
    상기 내층 튜브, 상기 중층 튜브 및 상기 외층 튜브를 내층 튜브-중층 튜브-외층 튜브 순으로 적층 및 결합시키는 제4 단계를 포함하는, 다층 구조 튜브 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 단계 내지 제3 단계는 각각 상기 외층 튜브 조성물, 상기 중층 튜브 조성물 및 상기 내층 튜브 조성물을 압출하여 수행되는, 다층 구조 튜브 제조 방법.
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