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Die Erfindung betrifft einen Polymerschlauch, insbesondere für eine medizinische oder pharmazeutische Anwendung. Ein Beispiel für eine derartige medizinische Anwendung ist ein Rektalkatheter. Ein derartiger Polymerschlauch kann zur Verlängerung eines Darmausgangs genutzt werden.
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Polymerschläuche sind in vielfältiger Ausführung bekannt.
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Die
EP 2 620 168 A1 beschreibt die Herstellung eines Schlauchs mit Geruchsbarriere für den Einsatz als Katheter.
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In der
EP 2 001 671 B1 wird ein mehrschichtiges Material beschrieben, das sich für den Einsatz in geruchsintensiven Bereichen, z.B. als geruchshemmende Substanz in einem Katheterbeutel eignet.
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In der
WO 2013/043 226 A1 wird ein geruchshemmendes Material beschrieben, das für den Einsatz in Kathetern oder Fäkalienbeuteln geeignet ist.
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Je nach Anwendung kann gewünscht sein, dass ein Geruch eines im Polymerschlauch transportierten Mediums nicht nach außen dringt, so dass es zu keiner unerwünschten Geruchsbelästigung einer äußeren Umgebung kommt. Entsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Polymerschlauch der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine Freisetzung von geruchsbildenden Verbindungen in eine äußere Umgebung zumindest weitgehend verhindert ist.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Polymerschlauch mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
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Das im Neutralisations-Additiv vorliegende Adsorbens und das katalytische Material sorgen für eine Neutralisierung geruchsbildender Moleküle. Das Adsorbens kann insbesondere Schwefelverbindungen neutralisieren. Geruchsbildende Schwefelverbindungen sind u.a. Schwefelwasserstoff, Methanthiol, Allylmethylsulfid, Disulfide (wie z.B. Dimethyldisulfid, Methylpropyldisulfid, Dipropyldisulfid, cis-Propenylpropyldisulfid, trans-Propenylpropyldisulfid) und Trisulfide (wie z.B. Dimethyltrisulfid). Das Adsorbens kann eine große aktive Oberfläche aufweisen. Das Adsorbens weist insbesondere eine spezifische Oberfläche von 100–600 m2/g, bevor zugt von 250–500 m2/g, besonders bevorzugt von 300–400 m2/g, auf. Die aktive Oberfläche des Adsorbens wird dabei nach der BET(Brunauer, Emmett, Teller)-Methode (vgl. DIN 66131 und ISO 9277) bestimmt und wird auch als BET-Oberfläche bezeichnet. Die BET-Oberfläche wird am pulverförmigen Material oder an Tabletten entsprechend DIN 66131 bestimmt.
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Das katalytische Material kann für eine Aufspaltung geruchsbildender und damit störender Moleküle sorgen. Das Adsorbens und das katalytische Material sind daher zur Ausbildung der Geruchsbarriere geeignet, indem die geruchsbildenden Moleküle entweder adsorbiert oder in kleinere, nicht mehr geruchsbildende Moleküle aufgespalten werden. Das katalytische Material kann auch dann noch geruchshemmend und jedenfalls geruchsmindernd wirken, wenn eine Beladung des Adsorbens bereits eine kritische Beladungsgrenze überschreitet.
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Als polymeres Grundmaterial kann Silikon oder ein thermoplastisches Elastomer (TPE) zum Einsatz kommen. Der Polymerschlauch kann auch außerhalb einer medizinischen oder pharmazeutischen Anwendung zum Einsatz kommen, nämlich generell dort, wo durch eine Diffusion von geruchsintensiven Molekülen durch die Schlauchwand anwendungsbedingt mit einer unerwünschten Geruchsentwicklung zu rechnen ist. Derartige weitere Polymerschlauch-Anwendungen sind beispielsweise Gasleitungen aus Kunststoff. Bei diesen Polymerschlauch-Anwendungen ermöglicht ein entsprechendes Neutralisations-Additiv beispielsweise eine Unterscheidung einer Wanddiffusion von einer echten Leckage und somit eine Leckagedetektion. Ein weiteres Anwendungsbeispiel für einen solchen Polymerschlauch ist eine Rohrleitung und deren Kompensatoren, wie sie zum Beispiel bei Erdölleitungen oder Biogasanlagen Verwendung finden.
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Stoffgemische, die schwefelbasierte Geruchsstoffe enthalten, treten in Erdölraffinerien, bei dem Transport von Erdöl, bei der Herstellung von Biogas und Biodiesel auf. In diesen Bereichen ist eine Geruchsreduzierung durch die Bindung dieser Geruchsstoffe an ein Neutralisations-Additiv möglich.
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In Faultürmen, Kläranlagen, Sanitäreinrichtungen wie mobilen Toiletten (u.a. in Wohnmobilen), in der Kanalisation oder auch auf Mülldeponien entstehen schwefelhaltige Gase, deren schwefelhaltige Komponenten einen starken Geruch verursachen. Eine Geruchsminderung kann erreicht werden, wenn mit einem Neutralisations-Additiv versehene Polymerschläuche verwendet werden.
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Schwefelhaltige chemische Erzeugnisse, wie z.B. Mercaptane, besitzen einen starken Eigengeruch. Die Geruchsbelästigung während des Herstellungsprozesses, der Lagerung und des Transports kann durch Verwendung von einem mit einem Neutralisations-Additiv versehenen Polymerschlauch gemindert werden.
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Soweit nach Anspruch 2 das katalytische Material als Komponente des Adsorbens vorliegt, vereinbart das Adsorbens die Funktionen „Neutralisierung“ und „katalytische Beseitigung störender Gerüche“.
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Alternativ oder zusätzlich kann nach Anspruch 3 das katalytische Material als zusätzlich zum Adsorbens vorhandene Komponente vorliegen. Ein derart in dem Neutralisations-Additiv vorliegendes zusätzliches katalytisch aktives Material ist geeignet, geruchsbildende Moleküle aufzuspalten. Dabei kann es auch Moleküle aufspalten, die aufgrund ihrer Größe nicht an dem Adsorbermaterial adsorbiert werden können. Nach der Aufspaltung liegen diese Moleküle als kleinere Moleküle vor und können im folgenden Schritt am Adsorbens adsorbiert werden und aufgrund seiner katalytischen Funktion weiter aufgespalten werden.
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Das in dem Neutralisations-Additiv vorliegende katalytische Material kann ein Metall, insbesondere mit einer Oxidationsstufe ungleich 0, oder eine nichtmetallische Komponente bzw. eine nichtmetallische Verbindung umfassen. Bei einer alternativen Ausgestaltung des katalytischen Materials kann dieses sowohl eine metallische als auch eine nichtmetallische Komponente umfassen.
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Für metallhaltige Verbindungen nach Anspruch 4, die das katalytisch aktive Material umfasst, eignen sich insbesondere die Metalle Mangan, Zink, Eisen oder Edelmetalle oder eine Kombination von mindestens zweier dieser Metalle. Auch Edelstahl kann zum Einsatz kommen.
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Besonders geeignete Edelmetalle nach Anspruch 5 sind ausgewählt aus Platin, Gold, Silber und Kupfer oder einer Kombination von mindestens zwei dieser Edelmetalle. Bei einer alternativen Ausgestaltung des Polymerschlauchs kann als metallhaltige Verbindung auch eine solche Verbindung verwendet werden, bei der das Metallelement nicht als reines Metall, d.h. in der Oxidationsstufe 0 vorliegt. Auch Kombinationen aus einem reinen Metall und Metallelement im nicht metallischen Zustand können zum Einsatz kommen.
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Enthält das Neutralisations-Additiv Kupfer, liegt dieses bevorzugt in einem Anteil von mindestens 0,1 Gew.-%, besonders von 0,1 bis 10 Gew.-% vor. Dieser Kupferanteil kann sich in dem Adsorbens, enthaltend die katalytische Funktion, oder sich in dem weiteren katalytisch aktiven Material befinden.
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Enthält das Neutralisations-Additiv Mangan, liegt dieses bevorzugt in einem Anteil von mindestens 10 Gew.-%, besonders von 10 bis 15 Gew.-% vor. Dieser Mangananteil kann sich in dem Adsorbens, enthaltend die katalytische Funktion, oder sich in dem weiteren katalytisch aktiven Material befinden.
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Enthält das Neutralisations-Additiv Zink, liegt dieses bevorzugt in einem Anteil von mindestens 20 Gew.-%, besonders von 20 bis 40 Gew.-% vor. Dieser Zinkanteil kann sich in dem Adsorbens, enthaltend die katalytische Funktion, oder sich in dem weiteren katalytisch aktiven Material befinden.
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Ein Molekularsieb nach Anspruch 6 stellt eine besonders effektive Variante eines Neutralisations-Additivs dar. Das Molekularsieb kann poröse Strukturen, insbesondere poröse kristalline Strukturen bereitstellen, deren Porengröße gezielt den zu bindenden geruchsbildenden Molekülen angepasst werden kann. Bei Einsatz eines Molekularsiebs kann der Katalysator so gewählt sein, dass er Moleküle aufspaltet, für deren unaufgespaltene Form die Poren des Molekularsiebs zu klein sind.
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Ein mikroporöses Material nach Anspruch 7, insbesondere ein Zeolith nach Anspruch 8, stellt ein besonders geeignetes Neutralisations-Additiv dar. Das mikroporöse Material, insbesondere der Zeolith, kann eine adsorbierende Wirkung haben. Es können natürlich vorkommende und/oder synthetisch hergestellte mikroporöse Strukturen, insbesondere Zeolith-Strukturen zum Einsatz kommen.
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Ein Zeolith der Topologie BEA nach Anspruch 9 stellt ein besonders geeignetes Neutralisations-Additiv dar. Bei dem Zeolith der Topologie BEA handelt es sich bevorzugt um einen synthetisch hergestellten Zeolithen. Auch ein anderes Zeolith-Material mit einem dreidimensionalen Kanalsystem kann zum Einsatz kommen. Als Beispiele sind Zeolithe mit MFI, FAU und MOR Topologie zu nennen. Bezüglich der Nomenklatur der vorgenannten Topologien wird auf den „Atlas of Zeolite Framework Types", Ch. Baerlocher, 5th Edition, 2001 verwiesen, der eine Übersicht über die verschiedenen Topologien der Zeolithstrukturen liefert und dessen Offenbarung diesbezüglich in die Beschreibung aufgenommen wird.
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Der Zeolith hat dabei insbesondere die Funktion, die geruchsbildenden Moleküle zu adsorbieren. Dies erfolgt aufgrund der spezifischen Zeolithstruktur, die Kanäle und/oder Hohlräume aufweist, die für Moleküle einer bestimmten Größe zugänglich sind.
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Das katalytische Material in dem Neutralisations-Additiv kann entweder als eigene Verbindung neben dem Adsorbens vorliegen, insbesondere als metallhaltige Verbindung, ganz besonders in Form eines Oxids, Hydroxids, Carbonats oder Phosphats.
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Liegt das Adsorbens z.B. als Zeolith vor, kann dieser Zeolith zusätzlich metallhaltige Komponenten beinhalten, die entweder in Form einer reinen metallischen Phase, das bedeutet in der Oxidationsstufe 0, oder in Form von Metallionen vorliegen. In diesem Fall liegt das katalytische Material des Neutralisations-Additivs in der Zeolithstruktur selber vor.
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Partikel mit einer Partikelgröße von 0,1 µm bis 50,0 µm, insbesondere von 1,0 bis 10,0 µm nach Anspruch 10 haben sich für das Neutralisations-Additiv als besonders geeignet herausgestellt. Insbesondere das weitere katalytische Material weist eine Partikelgröße von 0,1 µm bis 50,0 µm, insbesondere von 1,0 bis 10,0 µm auf. Zusätzlich kann das Adsorbens eine Partikelgröße von 0,1 µm bis 50,0 µm, insbesondere von 1,0 bis 10,0 µm aufweisen.
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Eine Additivpaste nach Anspruch 11 ermöglicht eine exakte Vorbereitung einer Zusammensetzung des Neutralisations-Additivs. Die Paste ermöglicht eine ausreichende Materialdurchmischung mit dem polymeren Grundmaterial. Die Herstellung der Additivpaste kann durch Dispergieren und insbesondere durch Fein-Dispergieren erfolgen.
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Ein Zeolith-Anteil nach Anspruch 12 führt zu einer besonders geeigneten Zusammensetzung der Additivpaste.
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Ausführungsbeispiele
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Nachfolgend wird die Zusammensetzung von Beispielen für das Schlauchkörpermaterial beschrieben. Die Angabe „Teile“ bezieht sich dabei jeweils auf Gewichtsanteile. Alternative Zusammensetzungen sind möglich, bei denen die Angabe „Teile“ dann molare Anteile oder auch Volumenteile bezeichnen kann.
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Beispiel 1
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- 100 Teile Silikon-Grundmaterial
- 1,6 Teile Vernetzer
- 5 Teile Additivpaste
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Als Grundmaterial kann ein peroxidisch vernetztes Silikon zum Einsatz kommen. Dieses Silikon kann eine Shore-Härte im Bereich zwischen 30 A und 80 A und insbesondere eine Shore-Härte von 50 A haben. Es können ein- oder mehrkomponentige Silikone zum Einsatz kommen. Es können hochtemperaturvernetzende oder raumtemperaturvernetzende Silikone zum Einsatz kommen.
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Anstelle von Silikon als Grundmaterial kann als Grundmaterial ein thermoplastisches Elastomer zum Einsatz kommen.
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Als Vernetzer kann ein peroxidischer Vernetzer, ein Platin-Vernetzer oder ein UV-Vernetzer zum Einsatz kommen.
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Die Additivpaste hat bei diesem Ausführungsbeispiel folgende Zusammensetzung:
- 47,9 Gew.-% BEA-Zeolith
- 13,1 Gew.-% Mangan
- 7,7 Gew.-% Kupfer
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Die Additivpaste umfasst regelmäßig noch eine fließfähige Trägerkomponente. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die vorstehend erwähnten Komponenten BEA-Zeolith, Mangan und Kupfer in trockener Form zuzugeben.
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Beispiel 2
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Vom Ausführungsbeispiel 1 unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel 2 nur durch die Zusammensetzung der Additivpaste. Diese ist folgende:
- 47,9 Gew.-% BEA-Zeolith
- 33,8 Gew.-% Zink
- 2,1 Gew.-% Kupfer
- Silikonöl als Trägerfluid
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Die Menge des Silikonöls als Trägerfluid ist hierbei unkritisch. Das Trägerfluid dient dazu, die Viskosität der Additivpaste einzustellen.
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Bei beiden Ausführungsbeispielen wird die Additivpaste zunächst durch Dispergieren und anschließendes Fein-Dispergieren hergestellt und dann dem Silikon-Grundmaterial beigemischt. Es erfolgt dann eine Extrusion des so hergestellten Compounds zu einem Polymerschlauch.
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Dieser Polymerschlauch findet in der Medizintechnik, insbesondere als Rektalkatheter Verwendung. Der Polymerschlauch kann die Funktion eines Drainageschlauchs haben.
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Auch eine Anwendung des Polymerschlauchs in der Pharmazie ist möglich, beispielsweise als Abfüllschlauch für Medikamente. Auch eine anderweitige Anwendung, beispielsweise als Gas- oder Ölleitung, ist möglich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2620168 A1 [0003]
- EP 2001671 B1 [0004]
- WO 2013/043226 A1 [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN 66131 [0008]
- ISO 9277 [0008]
- DIN 66131 [0008]
- „Atlas of Zeolite Framework Types“, Ch. Baerlocher, 5th Edition, 2001 [0024]