JP2004531584A - 医療フィルムおよびチュービングを製造するための、メタロセン触媒を使用して得られる、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーのブレンド - Google Patents
医療フィルムおよびチュービングを製造するための、メタロセン触媒を使用して得られる、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーのブレンド Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、医療製品を製造するためのポリマーブレンドを提供する。このブレンドは、このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、単一部位の触媒を使用して得られる第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、単一部位の触媒を使用して得られる第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;ならびにこのブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、単一部位の触媒を使用して得られる第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーを有する。
Description
【0001】
(技術分野)
本発明は、医療材料を製造するためのポリマーブレンドに関し、そしてより具体的には、医療フィルムおよびチュービングを製造するための、各々が狭い分子量分布を有する、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーのブレンドに関する。
【0002】
(背景技術)
有利な薬剤が収集され、処理され、そして容器内に貯蔵され、移送され、そして最終的にはチューブを通して注入によって患者に送達される、医療の分野において、近年、このような容器およびチュービングを、現在使用されている材料(例えば、ポリ塩化ビニル)の欠点なしに製造するために有用な材料を開発する傾向がある。チュービング用のこれらの新たな材料は、そのチュービングが腹膜透析および静脈内投与セットにおいて使用され得るように、特性の独特の組み合わせを有さなければならない。これらのうちでも、この材料は、光学的に透明であり、環境適合性であり、十分な降伏強度および可撓性を有し、低い量の低分子量添加剤を有し、良好な寸法安定性を有し、そして医療溶液と適合性でなければならない。
【0003】
医療チュービングは、チュービング内の流体の目視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。
【0004】
チュービング材料が環境適合性であることもまた、要件である。なぜなら、有意な量の医療チュービングが、埋立において、および灰化によって、処分されるからである。さらなる利点は、熱可塑性にリサイクル可能であり、その結果、製造中に生じるスクラップが新たな材料に組み込まれ得、そして他の有用な物品に加工され得ることによって、実現される。
【0005】
灰化によって処分されるチュービングンついては、無機酸(これは、環境的に危険であり得、刺激性であり得、そして腐食性であり得る)のような副生成物を発生しないか、またはこのような副生成物の形成を最小にする材料を使用することが必要である。例えば、PVCは、灰化の際に、反対すべき量の塩化水素(または水と接触する場合には塩酸)を発生させ得る。
【0006】
医療溶液または透析溶液と適合性であるためには、チュービング材料が低分子量の添加剤(例えば、可塑剤、安定剤など)を含まないか、または最小含有量の低分子量添加剤を有することが望ましい。これらの成分は、これらの物質が接触する透析溶液または治療溶液に抽出され得る。これらの添加剤は、この溶液と反応し得るか、または他の様式で、この溶液を効果的でなくし得る。
【0007】
ポリ塩化ビニル(「PVC」)は、医療チュービングを製造するために、広範に使用されてきた。なぜなら、この物質は、これらの要件の大部分に適合するからである。しかし、PVC自体は剛性ポリマーであり、可塑剤として公知の低分子量の成分がPVCを可撓性にするために、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、このチュービングから、このチュービングを通過する流体内に浸出して、この流体を汚染し得る。この理由により、そしてPVCの灰化において遭遇する困難に起因して、PVC医療チュービングを置換する必要性が存在する。
【0008】
医療容器およびチュービングの要件の多くに適合する、PVCに付随する欠点のないポリオレフィンが開発されている。ポリオレフィンは、代表的に、医療適用に適合性である。なぜならこの物質は、これらが接触する流体および内容物に対する最小の抽出性を有するからである。大部分のポリオレフィンは、環境的に、灰化の際に有害な分解物を生成せず、そして大抵の場合において、熱可塑的にリサイクルされ得るように聞こえる。多くのポリオレフィンは、費用効果的な材料であり、これらは、経済的なPVCの代替物を提供し得る。しかし、PVCの全ての好ましい寄与をポリオレフィンによって置換するためには、克服するべき多くの障害が存在する。
【0009】
特定の1つの目的のポリオレフィンは、単一部位の触媒(例えば、メタロセン触媒、バナジウム触媒など)を使用して得られる、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーである。この群のコポリマーのうちの、約0.915g/cc未満の密度を有するものが、それらの好ましい弾性率および他の物理的特性に起因して、最も望ましい。単一部位の触媒を使用して得られるこれらのコポリマーは、超低密度ポリエチレン(m−ULDPE)と称されるべきである。m−ULDPEコポリマーは、清澄性および柔軟性がより良好であり、低レベルの抽出可能性物質を有し、そしてまた、伝統的なポリオレフィンより少ない添加剤を有する。このことは、大部分は、m−ULDPEが狭い分子量分布および狭い組成分布を有することに起因する。狭い分子量分布および狭い組成分布を有するm−ULDPEは、近年食物およびいくらかの医療適用において使用されている、新たに商業化された樹脂である。
【0010】
m−ULDPEを使用して医療チュービングまたはフィルムを製造することの、主要な技術的挑戦は、メルトフラクチュア現象(これは、処理の間に、これらの型のポリマーにおいて容易に起こる)を克服することである。メルトフラクチュアは、代表的に、このファミリーの樹脂において容易に生じる。なぜなら、これらの樹脂は、押出しの間に、伝統的なZiegler−Natta型触媒を使用して得られる他のULDPE樹脂と比較して、有意に低いレオロジーずり減粘を示すからである。メルトフラクチュアは、押し出し速度が特定のレベルを超えた場合に、押し出し物の表面が不安定な流れパターンに達したときに起こる。不安定な流れパターンは、仕上げられた製品の表面において、構造的欠陥および美的欠陥を導き、これは、そのテクスチャーされた仕上げに起因して、時々、「シャークスキン」と呼ばれる。メルトフラクチュア現象は、これらの樹脂がメルトフラクチュアを受けずに処理され得る排出速度の範囲を有意に制限し、そして大抵の場合、この速度は、市販の押し出しプロセスの所望の排出速度の枠を越える。樹脂産業は、フルオロポリマーに基づく処理助剤を導入することによって、この挑戦を克服する努力をしている。このような処理助剤の使用は、医療産業において望ましくない。なぜなら、このような添加剤は、溶液中に浸出し得るか、または灰化の際に無機酸を発生し得るからである。
【0011】
現在、外来添加剤を材料処方物に導入することなく、メルトフラクチュアを取り扱う努力がなされている。1つは、融解温度を上げることであるが、押し出し物のより長い冷却時間に起因して、寸法許容差を広げる潜在的な欠点を有し、これは次に、寸法許容差の問題を導き得、そして押し出し速度を遅くし得る。別のものは、フルオロポリマーの表面コーティングをダイ表面に塗布して、押出しの摩擦抵抗を低下させることである。両方は、医療製品を製造するためには効果的ではなく、他の製品を製造する際に効果的であり得ることが示されている。別の努力は、種々のポリマーをブレンドすることである。異なるポリマーをブレンドして所望の製品性能を達成することは、プラスチック産業において通常使用されている。しかし、材料特性に対する樹脂の混和性の影響は、常に、ブレンド前の個々のポリマーを選択する際の主要な基準の1つである。高いヘーズ値を有する製品は、通常、不適合な樹脂密度または屈折率で生じる。
【0012】
(発明の要旨)
本発明は、医療製品(例えば、チュービングまたはフィルム)の、メルトフラクチュアがない、寸法制御が良好な、そして高い製造スループット速度での、高速度の製造のための、狭い分子量分布を有するm−ULDPE樹脂または類似の樹脂のブレンドを提供する。
【0013】
本発明は、医療製品を製造するためのポリマーブレンドを提供する。このブレンドは、このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、単一部位の触媒を使用して得られる第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分より高い値〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、単一部位の触媒を使用して得られる第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;ならびにこのブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、単一部位の触媒を使用して得られる第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーを有する。
【0014】
本発明は、さらに、医療製品を製造するためのポリマーブレンドを提供する。このブレンドは、このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分より高い値〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;ならびにこのブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーを有する。
【0015】
本発明は、さらに、ポリマーブレンドの側壁を有する医療チュービングを提供する。このブレンドは、このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分より高い値〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;ならびにこのブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーを有する。
【0016】
本発明は、さらに、ポリマーブレンドの医療フィルムを提供する。このポリマーブレンドは、このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分より高い値〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;ならびにこのブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーを有する。
【0017】
(図面の詳細な説明)
本発明は、多くの異なる形態における実施形態が可能であるが、本開示が本発明の原理の例示とみなされ、そして本発明の広い局面を、示される実施形態に制限することは意図されないことを理解して、本発明の好ましい実施形態が、図面に示され、そして本明細書中で詳細に説明される。
【0018】
本発明は、医療製品および食品(例えば、チュービング、フィルムおよびこれらから製造される容器など)を製造するための、PVCを含まないポリマーブレンドを提供する。本発明のブレンドは、狭い分子量分布を有する、オレフィン含有ポリマーである。これらのブレンドは、市販の処理設備によって要求される速度で処理され得、そして好ましい表面特徴、寸法安定性、弾性率、柔軟性、光学的清澄性、および降伏強度を有するチュービングおよびフィルムを提供し得る。
【0019】
本発明のブレンドは、少なくとも2つのポリマー成分を有する。本発明の好ましい形態において、このブレンドは、3つ以上の成分を有する。
【0020】
本発明の適切なポリマーは、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーから選択される。これは、好ましくは、ASTM D−792によって測定した場合に、約0.915g/cc未満の密度を有し、そして通常、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、超低密度エチレン(ULDPE)などと称される。α−オレフィンは、3〜17個の炭素、より好ましくは4〜12個、そして最も好ましくは4〜8個の炭素を有するべきである。本発明の好ましい形態において、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーは、単一部位の触媒を使用して得られる。適切な単一部位の触媒系は、とりわけ、米国特許第5,783,638号および同第5,272,236号に記載されるものである。適切なエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーとしては、Dow Chemical CompanyによってAFFINITYの商品名で、Dupont−DowによってENGAGEの商品名で、およびExxonによってEXACTの商品名で販売されるものが挙げられる。
【0021】
本発明の好ましい形態において、ブレンドの成分は、0.08以下、より好ましくは0.04以下、そして最も好ましくは0.01以下異なる、屈折率を有する。また、本発明の好ましい形態において、このブレンドの成分は、その密度が、0.008g/cc以下、より好ましくは0.004g/cc以下、そして最も好ましくは0.002g/cc以下異なる。
【0022】
これらのm−ULDPE樹脂は、狭い分子量分布を有する。分子量分布とは、Mw/Mnを意味し、ここで、Mwは、重量平均分子量であり、そしてMnは、数平均分子量である。用語狭い分子量分布とは、約3未満、より好ましくは約2.8未満、そして最も好ましくは約2.5未満のMw/Mnを有することを意味する。
【0023】
これらの樹脂を高速のスループットで処理する際の困難を克服するために、本発明は、変動するメルトインデックスを有する、ブレンドULDPE樹脂を提供する。用語「メルトフロー」および「メルトフローインデックス」とは、本明細書中において、所定の開口部を特定の圧力および温度で10分以内で強制的に通過され得る、熱可塑性樹脂のグラムでの量として使用される。この値は、ASTM D 1238に従って決定されるべきである。第一および第二のULDPEを有する2成分ブレンドに対しては、第一のULDPEは、約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトインデックスを有し、そして第二のULDPEは、約5g/10分以上のメルトフローインデックスを有する。
【0024】
本発明の好ましい形態において、ブレンドは、第一、第二、および第三のULDPE樹脂を有する。第一のULDPE樹脂は、約0.1g/10分〜約5g/10分、第二のULDPE樹脂は、約5g/10分より高い値〜約20g/10分、そして第三のULDPE樹脂は、約20g/10分より大きい、メルトフローインデックスを有する。第一、第二、および第三のULDPE樹脂は、このブレンドの約0重量%〜約99重量%、より好ましくは、約5重量%〜約70重量%、そして最も好ましくは、重量に基づいて実質的に等しい量で、存在し得る。
【0025】
本発明のブレンドは、単層チュービング(図1)、多層チュービング(図2)、多管腔チュービング(図3)、単層フィルム(図5)、および多層フィルム(図6)に加工され得る。図4は、本発明のチュービングおよびフィルムから製造したチュービング22および容器24を有する、腹膜透析投与セット20を示す。このブレンドは、市販の処理速度で加工され得、そして寸法安定性の製品を、最終製品においてシャークスキンの外観(これは、メルトフラクチュアの指標である)を受けることなく提供し得る。
【0026】
図1、2および3に示されるチュービングは、以下の物理的特性を有するべきである:約30,000psi未満、より好ましくは約20,000未満、そして最も好ましくは約10,000psi未満の、弾性率、ASTM D1003に従って測定した場合に約25%未満の内部ヘーズ、約100ft/分より大きい、より好ましくは、約200ft/分より大きい、なおより好ましくは約300ft/分より大きい、そして最も好ましくは350ft/分以上のスループット速度で加工され得る;シャークスキンの外観(これは、メルトフラクチュアの指標である)が存在しない、実質的に平滑な表面を有する、約10mg未満の低分子量抽出可能成分、良好な寸法安定性、約500psi〜約1000psi、そしてより好ましくは約600psi〜約800psiの降伏強度を有する、チュービングを有意に損傷することなく、代表的に約5lbの閉塞力の医療チュービングクランプと共に繰り返し使用され得る、ならびに剛性構成要素に溶媒結合され得る。
【0027】
「平滑な表面」によって意味されることは、チュービングまたはフィルムの表面が、かなりの有意な量の不完全性(当該分野において「シャークスキン」として公知)を有さないことである。チュービングまたはフィルムは、触ると平滑であり、そして裸眼に対する外観が平滑である。このことは、以下のようなメルトフラクチュア数によって、定量され得る:1 チュービングが不透明になり、そして激しいシャークスキンパターンを示す、2 チュービングは半透明であり、そしてシャークスキンの外観が明らかである、3 チュービングは透明であり、軽いシャークスキンの外観を有する、そして4 チュービングは透明であり、シャークスキンの外観を有さない。
【0028】
「低分子量抽出可能成分」によって意味されるものは、試験材料の635cm2の片から、70℃で24時間、106mlのUSP精製水において抽出された物質の量である。
【0029】
用語「降伏強度」によって意味されるものは、負荷点を、標本の元の断面の厚みの面積で除算し、そしてASTM D−882に従って測定した結果の量である。
【0030】
用語「良好な寸法安定性」によって意味されるものは、チュービングの内径(I.D.)、外径(O.D.)およびチュービングの壁厚の加工能力CPが、O.D.の±1.7%、I.D.の2.5%、および壁厚の10%の寸法許容差に対して、約1.33より大きいべきであることである。CPは、規格の幅(または規格の上限と下限との間の範囲)を、加工幅(または標準偏差の6倍)で除算したものである。CPは、BETA LAZERMIKE Model 163−100−05によって、オンラインで測定される。
【0031】
本発明のチュービングは、図7に示されるもののような、医療チュービングクランプと共に使用され得る。医療チュービングクランプ50は、医療チュービングを通過する流体の流速を制御するために使用される。医療チュービングクランプ50は、スロット54を有し、このスロットを通して、チュービングが配置される。スロット54は、チュービングのO.D.より大きな直径から、チュービングのO.D.より小さな点まで狭くなる。チュービングをこのスロット内で移動させることによって、チュービングの側壁10は、このチュービングを通る流体の流れを閉塞し得る。このチュービングは、このチュービングを切断することなく、またはチュービングを永久的に閉塞することなく、クランプによって付与される約5lbの代表的な閉塞力で、クランプが使用され得るために、十分な潤滑性を有さなければならない。
【0032】
用語溶媒結合によって意味されるものは、チュービングが、溶媒に曝露されて、チュービングが融解、溶解または膨潤し、次いで別のポリマー構成要素に付着されて、永久的な結合を形成することである。適切な溶媒としては、代表的に、約20(MPa)1/2未満、より好ましくは約19(MPa)1/2未満、そして最も好ましくは約18(MPa)1/2未満の溶解度パラメータを有する溶媒が挙げられ、そして以下が挙げられるが、これらに限定されない:脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素の混合物、芳香族炭化水素の混合物、および芳香族炭化水素と脂肪族炭化水素との混合物。適切な脂肪族炭化水素としては、置換および非置換のヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、デカリンなどが挙げられる。適切な芳香族炭化水素としては、置換および非置換の芳香族炭化水素溶媒(例えば、キシレン、テトラリン、トルエン、およびクメン)が挙げられる。適切な炭化水素置換基としては、1〜12個の炭素を有する脂肪族置換基が挙げられ、そしてプロピル、エチル、ブチル、ヘキシル、ターシャリーブチル、イソブチル、およびこれらの組み合わせが挙げられる。用語「脂肪族炭化水素」および「芳香族炭化水素」によって意味されるものは、炭素原子および水素原子のみを含む化合物である。適切な溶媒はまた、約200g/モル未満、より好ましくは約180g/モル未満、そして最も好ましくは約140g/モル未満の分子量を有する。
【0033】
「剛性構成要素」によって意味されるものは、腹膜透析または静脈内投与セットにおいて通常使用される、コネクタまたは他のデバイスであり、そして代表的に、約30,000psiを越える弾性率を有する。剛性構成要素を製造するために適切なポリマーとしては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、環状オレフィン含有ポリマー、および架橋多環式オレフィン含有ポリマーの、ホモポリマーおよびコポリマーが挙げられる。適切な環状オレフィン含有ポリマーおよび架橋多環式ポリオレフィン含有ポリマーは、米国特許出願番号09/393,912、同09/393,052、同09/393,051に開示されており、これらは本明細書中に参考として援用され、そして本明細書の一部を形成する。
【0034】
図5および6に示すフィルムは、上に提供した詳細に従って測定された、以下の物理的特徴を有する:約30,000psi未満の弾性率、約25%未満の内部ヘーズ、約300ft/分より大きい、より好ましくは約400ft/分より大きい、そして最も好ましくは約500ft/分より大きいスループット速度で製造され得る;シャークスキンの外観が存在しない、実質的に平滑な表面を有する、良好な寸法安定性、約10mg未満の低分子量抽出可能成分、および約500psi〜約1000psi、そしてより好ましくは約600psi〜約800psiの降伏強度。
【0035】
本発明のブレンドは、個々に提供され得、そしてタンブルブレンドによってかまたは標準的なBanburry型のミキサーもしくはツインスクリュー型のミキサーを使用して、提供され得る。所望の成分が、ブレンドされ得、押出され得、そしてペレット化(pellitize)され得ることもまた、意図される。連続して接続された一連の反応器を使用して、所望の樹脂のブレンドを調製することもまた、意図される。
【0036】
後に記載されたプロセスに関する、本発明の好ましい形態において、反応器が、ブレンド中のポリマーの各々に対して提供される。モノマーおよび触媒が、第一の反応器に添加される。反応条件(特に、圧力、温度、および滞留時間)が制御され、その結果、各反応器において生成する生成物の量が、特定の限度内であり、そして生成物は、特定の特性を有する。各反応器で使用される触媒は、メタロセン触媒または他のメタロセン触媒とのブレンド、あるいは他の触媒とのブレンドである。第一の反応工程において、エチレンモノマー、α−オレフィンコモノマー、および触媒が、第一の反応器に導入される。
【0037】
第一の反応器において、約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有するULDPEが生成する。このULDPE生成物および未反応のモノマーが、第二の反応器に移される。第二の反応器において、約5g/10分より大〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、さらなるULDPE樹脂が生成する。これら2つの型のULDPEポリマーおよび未反応のモノマーは、第三の反応器に移される。最後の反応器において、約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、さらなる樹脂が生成する。これら3つの反応器の生成物の各々は、最終生成物中に、ブレンドの約0重量%〜約99重量%、より好ましくは約5重量%〜約90重量%、そして最も好ましくは、実質的に等しい量で存在する。もちろん、より高いメルトフローインデックスのポリマーが第一、第二、または第三の反応器において生成するように、任意の順序でポリマーを生成することが可能である。このことは、他の成分に対しても当てはまる。2つの成分を2つの反応器で生成すること、または3つより多い成分を所望のように生成することもまた、可能である。
【0038】
異なる分子量の樹脂のブレンドを生成するための重合のための、多段階プロセスの使用は、周知である。例えば、米国特許第4,336,352号は、3つの異なるポリエチレンからなるポリエチレン組成物を考慮した。提供される1つの代替物は、3段階プロセスを含む。第一段階において、0.94〜0.98g/ccの密度を有するポリエチレンが重合され、そしてこの画分の割合は、最終生成物において、1〜10%である。次の重合ステージにおいて、0.94〜0.98の密度を有するポリエチレンが生成する。第三の重合工程において、0.90〜0.97の密度を有するポリエチレンが生成する。最終生成物は、0.001〜1のメルトインデックス、および0.935〜0.976の密度を有する。
【0039】
これらのブレンドは、標準的なポリマー処理技術(例えば、押出し、共押出し、ブロー押出し、ブロー成形、射出成形など)を使用して、チュービングに加工され得る。同様に、これらのブレンドは、標準的なポリマー処理技術(例えば、押出し、共押出し、ブロー押出し、ブロー成形、圧縮成形、射出成形、ラミネート、熱成形、カレンダー加工など)を使用して、フィルムまたはシーティングに加工され得る。
【0040】
以下は、本発明の非限定的な実施例であり、そして上記特許請求の範囲を限定するためには使用されるべきではない。
【0041】
(実施例)
以下のm−ULDPE樹脂を、2成分ブレンドおよび3成分ブレンドを製造する際に使用した。
【0042】
【表1】
以下の表に特定する量の、2成分ブレンドおよび3成分ブレンドを、医療チュービングに加工した。これらの医療チュービングは、記載される物理的特性を有した。
【0043】
【表2】
特定の実施形態を図示および説明したが、多数の改変が、本発明の精神から逸脱することなく可能であり、そして保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、単層チュービングの断面図である。
【図2】
図2は、多層チュービングの断面図である。
【図3】
図3は、多管腔チュービングの平面図である。
【図4】
図4は、腹膜透析投与セットの平面図である。
【図5】
図5は、単層フィルムの断面図である。
【図6】
図6は、多層フィルムの断面図である。
【図7】
図7は、静脈内投与セットおよび腹膜透析投与セットにおいて使用するための、代表的な医療チュービングクランプの斜視図である。
(技術分野)
本発明は、医療材料を製造するためのポリマーブレンドに関し、そしてより具体的には、医療フィルムおよびチュービングを製造するための、各々が狭い分子量分布を有する、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーのブレンドに関する。
【0002】
(背景技術)
有利な薬剤が収集され、処理され、そして容器内に貯蔵され、移送され、そして最終的にはチューブを通して注入によって患者に送達される、医療の分野において、近年、このような容器およびチュービングを、現在使用されている材料(例えば、ポリ塩化ビニル)の欠点なしに製造するために有用な材料を開発する傾向がある。チュービング用のこれらの新たな材料は、そのチュービングが腹膜透析および静脈内投与セットにおいて使用され得るように、特性の独特の組み合わせを有さなければならない。これらのうちでも、この材料は、光学的に透明であり、環境適合性であり、十分な降伏強度および可撓性を有し、低い量の低分子量添加剤を有し、良好な寸法安定性を有し、そして医療溶液と適合性でなければならない。
【0003】
医療チュービングは、チュービング内の流体の目視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。
【0004】
チュービング材料が環境適合性であることもまた、要件である。なぜなら、有意な量の医療チュービングが、埋立において、および灰化によって、処分されるからである。さらなる利点は、熱可塑性にリサイクル可能であり、その結果、製造中に生じるスクラップが新たな材料に組み込まれ得、そして他の有用な物品に加工され得ることによって、実現される。
【0005】
灰化によって処分されるチュービングンついては、無機酸(これは、環境的に危険であり得、刺激性であり得、そして腐食性であり得る)のような副生成物を発生しないか、またはこのような副生成物の形成を最小にする材料を使用することが必要である。例えば、PVCは、灰化の際に、反対すべき量の塩化水素(または水と接触する場合には塩酸)を発生させ得る。
【0006】
医療溶液または透析溶液と適合性であるためには、チュービング材料が低分子量の添加剤(例えば、可塑剤、安定剤など)を含まないか、または最小含有量の低分子量添加剤を有することが望ましい。これらの成分は、これらの物質が接触する透析溶液または治療溶液に抽出され得る。これらの添加剤は、この溶液と反応し得るか、または他の様式で、この溶液を効果的でなくし得る。
【0007】
ポリ塩化ビニル(「PVC」)は、医療チュービングを製造するために、広範に使用されてきた。なぜなら、この物質は、これらの要件の大部分に適合するからである。しかし、PVC自体は剛性ポリマーであり、可塑剤として公知の低分子量の成分がPVCを可撓性にするために、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、このチュービングから、このチュービングを通過する流体内に浸出して、この流体を汚染し得る。この理由により、そしてPVCの灰化において遭遇する困難に起因して、PVC医療チュービングを置換する必要性が存在する。
【0008】
医療容器およびチュービングの要件の多くに適合する、PVCに付随する欠点のないポリオレフィンが開発されている。ポリオレフィンは、代表的に、医療適用に適合性である。なぜならこの物質は、これらが接触する流体および内容物に対する最小の抽出性を有するからである。大部分のポリオレフィンは、環境的に、灰化の際に有害な分解物を生成せず、そして大抵の場合において、熱可塑的にリサイクルされ得るように聞こえる。多くのポリオレフィンは、費用効果的な材料であり、これらは、経済的なPVCの代替物を提供し得る。しかし、PVCの全ての好ましい寄与をポリオレフィンによって置換するためには、克服するべき多くの障害が存在する。
【0009】
特定の1つの目的のポリオレフィンは、単一部位の触媒(例えば、メタロセン触媒、バナジウム触媒など)を使用して得られる、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーである。この群のコポリマーのうちの、約0.915g/cc未満の密度を有するものが、それらの好ましい弾性率および他の物理的特性に起因して、最も望ましい。単一部位の触媒を使用して得られるこれらのコポリマーは、超低密度ポリエチレン(m−ULDPE)と称されるべきである。m−ULDPEコポリマーは、清澄性および柔軟性がより良好であり、低レベルの抽出可能性物質を有し、そしてまた、伝統的なポリオレフィンより少ない添加剤を有する。このことは、大部分は、m−ULDPEが狭い分子量分布および狭い組成分布を有することに起因する。狭い分子量分布および狭い組成分布を有するm−ULDPEは、近年食物およびいくらかの医療適用において使用されている、新たに商業化された樹脂である。
【0010】
m−ULDPEを使用して医療チュービングまたはフィルムを製造することの、主要な技術的挑戦は、メルトフラクチュア現象(これは、処理の間に、これらの型のポリマーにおいて容易に起こる)を克服することである。メルトフラクチュアは、代表的に、このファミリーの樹脂において容易に生じる。なぜなら、これらの樹脂は、押出しの間に、伝統的なZiegler−Natta型触媒を使用して得られる他のULDPE樹脂と比較して、有意に低いレオロジーずり減粘を示すからである。メルトフラクチュアは、押し出し速度が特定のレベルを超えた場合に、押し出し物の表面が不安定な流れパターンに達したときに起こる。不安定な流れパターンは、仕上げられた製品の表面において、構造的欠陥および美的欠陥を導き、これは、そのテクスチャーされた仕上げに起因して、時々、「シャークスキン」と呼ばれる。メルトフラクチュア現象は、これらの樹脂がメルトフラクチュアを受けずに処理され得る排出速度の範囲を有意に制限し、そして大抵の場合、この速度は、市販の押し出しプロセスの所望の排出速度の枠を越える。樹脂産業は、フルオロポリマーに基づく処理助剤を導入することによって、この挑戦を克服する努力をしている。このような処理助剤の使用は、医療産業において望ましくない。なぜなら、このような添加剤は、溶液中に浸出し得るか、または灰化の際に無機酸を発生し得るからである。
【0011】
現在、外来添加剤を材料処方物に導入することなく、メルトフラクチュアを取り扱う努力がなされている。1つは、融解温度を上げることであるが、押し出し物のより長い冷却時間に起因して、寸法許容差を広げる潜在的な欠点を有し、これは次に、寸法許容差の問題を導き得、そして押し出し速度を遅くし得る。別のものは、フルオロポリマーの表面コーティングをダイ表面に塗布して、押出しの摩擦抵抗を低下させることである。両方は、医療製品を製造するためには効果的ではなく、他の製品を製造する際に効果的であり得ることが示されている。別の努力は、種々のポリマーをブレンドすることである。異なるポリマーをブレンドして所望の製品性能を達成することは、プラスチック産業において通常使用されている。しかし、材料特性に対する樹脂の混和性の影響は、常に、ブレンド前の個々のポリマーを選択する際の主要な基準の1つである。高いヘーズ値を有する製品は、通常、不適合な樹脂密度または屈折率で生じる。
【0012】
(発明の要旨)
本発明は、医療製品(例えば、チュービングまたはフィルム)の、メルトフラクチュアがない、寸法制御が良好な、そして高い製造スループット速度での、高速度の製造のための、狭い分子量分布を有するm−ULDPE樹脂または類似の樹脂のブレンドを提供する。
【0013】
本発明は、医療製品を製造するためのポリマーブレンドを提供する。このブレンドは、このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、単一部位の触媒を使用して得られる第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分より高い値〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、単一部位の触媒を使用して得られる第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;ならびにこのブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、単一部位の触媒を使用して得られる第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーを有する。
【0014】
本発明は、さらに、医療製品を製造するためのポリマーブレンドを提供する。このブレンドは、このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分より高い値〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;ならびにこのブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーを有する。
【0015】
本発明は、さらに、ポリマーブレンドの側壁を有する医療チュービングを提供する。このブレンドは、このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分より高い値〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;ならびにこのブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーを有する。
【0016】
本発明は、さらに、ポリマーブレンドの医療フィルムを提供する。このポリマーブレンドは、このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;このブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分より高い値〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;ならびにこのブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーを有する。
【0017】
(図面の詳細な説明)
本発明は、多くの異なる形態における実施形態が可能であるが、本開示が本発明の原理の例示とみなされ、そして本発明の広い局面を、示される実施形態に制限することは意図されないことを理解して、本発明の好ましい実施形態が、図面に示され、そして本明細書中で詳細に説明される。
【0018】
本発明は、医療製品および食品(例えば、チュービング、フィルムおよびこれらから製造される容器など)を製造するための、PVCを含まないポリマーブレンドを提供する。本発明のブレンドは、狭い分子量分布を有する、オレフィン含有ポリマーである。これらのブレンドは、市販の処理設備によって要求される速度で処理され得、そして好ましい表面特徴、寸法安定性、弾性率、柔軟性、光学的清澄性、および降伏強度を有するチュービングおよびフィルムを提供し得る。
【0019】
本発明のブレンドは、少なくとも2つのポリマー成分を有する。本発明の好ましい形態において、このブレンドは、3つ以上の成分を有する。
【0020】
本発明の適切なポリマーは、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーから選択される。これは、好ましくは、ASTM D−792によって測定した場合に、約0.915g/cc未満の密度を有し、そして通常、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、超低密度エチレン(ULDPE)などと称される。α−オレフィンは、3〜17個の炭素、より好ましくは4〜12個、そして最も好ましくは4〜8個の炭素を有するべきである。本発明の好ましい形態において、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーは、単一部位の触媒を使用して得られる。適切な単一部位の触媒系は、とりわけ、米国特許第5,783,638号および同第5,272,236号に記載されるものである。適切なエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーとしては、Dow Chemical CompanyによってAFFINITYの商品名で、Dupont−DowによってENGAGEの商品名で、およびExxonによってEXACTの商品名で販売されるものが挙げられる。
【0021】
本発明の好ましい形態において、ブレンドの成分は、0.08以下、より好ましくは0.04以下、そして最も好ましくは0.01以下異なる、屈折率を有する。また、本発明の好ましい形態において、このブレンドの成分は、その密度が、0.008g/cc以下、より好ましくは0.004g/cc以下、そして最も好ましくは0.002g/cc以下異なる。
【0022】
これらのm−ULDPE樹脂は、狭い分子量分布を有する。分子量分布とは、Mw/Mnを意味し、ここで、Mwは、重量平均分子量であり、そしてMnは、数平均分子量である。用語狭い分子量分布とは、約3未満、より好ましくは約2.8未満、そして最も好ましくは約2.5未満のMw/Mnを有することを意味する。
【0023】
これらの樹脂を高速のスループットで処理する際の困難を克服するために、本発明は、変動するメルトインデックスを有する、ブレンドULDPE樹脂を提供する。用語「メルトフロー」および「メルトフローインデックス」とは、本明細書中において、所定の開口部を特定の圧力および温度で10分以内で強制的に通過され得る、熱可塑性樹脂のグラムでの量として使用される。この値は、ASTM D 1238に従って決定されるべきである。第一および第二のULDPEを有する2成分ブレンドに対しては、第一のULDPEは、約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトインデックスを有し、そして第二のULDPEは、約5g/10分以上のメルトフローインデックスを有する。
【0024】
本発明の好ましい形態において、ブレンドは、第一、第二、および第三のULDPE樹脂を有する。第一のULDPE樹脂は、約0.1g/10分〜約5g/10分、第二のULDPE樹脂は、約5g/10分より高い値〜約20g/10分、そして第三のULDPE樹脂は、約20g/10分より大きい、メルトフローインデックスを有する。第一、第二、および第三のULDPE樹脂は、このブレンドの約0重量%〜約99重量%、より好ましくは、約5重量%〜約70重量%、そして最も好ましくは、重量に基づいて実質的に等しい量で、存在し得る。
【0025】
本発明のブレンドは、単層チュービング(図1)、多層チュービング(図2)、多管腔チュービング(図3)、単層フィルム(図5)、および多層フィルム(図6)に加工され得る。図4は、本発明のチュービングおよびフィルムから製造したチュービング22および容器24を有する、腹膜透析投与セット20を示す。このブレンドは、市販の処理速度で加工され得、そして寸法安定性の製品を、最終製品においてシャークスキンの外観(これは、メルトフラクチュアの指標である)を受けることなく提供し得る。
【0026】
図1、2および3に示されるチュービングは、以下の物理的特性を有するべきである:約30,000psi未満、より好ましくは約20,000未満、そして最も好ましくは約10,000psi未満の、弾性率、ASTM D1003に従って測定した場合に約25%未満の内部ヘーズ、約100ft/分より大きい、より好ましくは、約200ft/分より大きい、なおより好ましくは約300ft/分より大きい、そして最も好ましくは350ft/分以上のスループット速度で加工され得る;シャークスキンの外観(これは、メルトフラクチュアの指標である)が存在しない、実質的に平滑な表面を有する、約10mg未満の低分子量抽出可能成分、良好な寸法安定性、約500psi〜約1000psi、そしてより好ましくは約600psi〜約800psiの降伏強度を有する、チュービングを有意に損傷することなく、代表的に約5lbの閉塞力の医療チュービングクランプと共に繰り返し使用され得る、ならびに剛性構成要素に溶媒結合され得る。
【0027】
「平滑な表面」によって意味されることは、チュービングまたはフィルムの表面が、かなりの有意な量の不完全性(当該分野において「シャークスキン」として公知)を有さないことである。チュービングまたはフィルムは、触ると平滑であり、そして裸眼に対する外観が平滑である。このことは、以下のようなメルトフラクチュア数によって、定量され得る:1 チュービングが不透明になり、そして激しいシャークスキンパターンを示す、2 チュービングは半透明であり、そしてシャークスキンの外観が明らかである、3 チュービングは透明であり、軽いシャークスキンの外観を有する、そして4 チュービングは透明であり、シャークスキンの外観を有さない。
【0028】
「低分子量抽出可能成分」によって意味されるものは、試験材料の635cm2の片から、70℃で24時間、106mlのUSP精製水において抽出された物質の量である。
【0029】
用語「降伏強度」によって意味されるものは、負荷点を、標本の元の断面の厚みの面積で除算し、そしてASTM D−882に従って測定した結果の量である。
【0030】
用語「良好な寸法安定性」によって意味されるものは、チュービングの内径(I.D.)、外径(O.D.)およびチュービングの壁厚の加工能力CPが、O.D.の±1.7%、I.D.の2.5%、および壁厚の10%の寸法許容差に対して、約1.33より大きいべきであることである。CPは、規格の幅(または規格の上限と下限との間の範囲)を、加工幅(または標準偏差の6倍)で除算したものである。CPは、BETA LAZERMIKE Model 163−100−05によって、オンラインで測定される。
【0031】
本発明のチュービングは、図7に示されるもののような、医療チュービングクランプと共に使用され得る。医療チュービングクランプ50は、医療チュービングを通過する流体の流速を制御するために使用される。医療チュービングクランプ50は、スロット54を有し、このスロットを通して、チュービングが配置される。スロット54は、チュービングのO.D.より大きな直径から、チュービングのO.D.より小さな点まで狭くなる。チュービングをこのスロット内で移動させることによって、チュービングの側壁10は、このチュービングを通る流体の流れを閉塞し得る。このチュービングは、このチュービングを切断することなく、またはチュービングを永久的に閉塞することなく、クランプによって付与される約5lbの代表的な閉塞力で、クランプが使用され得るために、十分な潤滑性を有さなければならない。
【0032】
用語溶媒結合によって意味されるものは、チュービングが、溶媒に曝露されて、チュービングが融解、溶解または膨潤し、次いで別のポリマー構成要素に付着されて、永久的な結合を形成することである。適切な溶媒としては、代表的に、約20(MPa)1/2未満、より好ましくは約19(MPa)1/2未満、そして最も好ましくは約18(MPa)1/2未満の溶解度パラメータを有する溶媒が挙げられ、そして以下が挙げられるが、これらに限定されない:脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素の混合物、芳香族炭化水素の混合物、および芳香族炭化水素と脂肪族炭化水素との混合物。適切な脂肪族炭化水素としては、置換および非置換のヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、デカリンなどが挙げられる。適切な芳香族炭化水素としては、置換および非置換の芳香族炭化水素溶媒(例えば、キシレン、テトラリン、トルエン、およびクメン)が挙げられる。適切な炭化水素置換基としては、1〜12個の炭素を有する脂肪族置換基が挙げられ、そしてプロピル、エチル、ブチル、ヘキシル、ターシャリーブチル、イソブチル、およびこれらの組み合わせが挙げられる。用語「脂肪族炭化水素」および「芳香族炭化水素」によって意味されるものは、炭素原子および水素原子のみを含む化合物である。適切な溶媒はまた、約200g/モル未満、より好ましくは約180g/モル未満、そして最も好ましくは約140g/モル未満の分子量を有する。
【0033】
「剛性構成要素」によって意味されるものは、腹膜透析または静脈内投与セットにおいて通常使用される、コネクタまたは他のデバイスであり、そして代表的に、約30,000psiを越える弾性率を有する。剛性構成要素を製造するために適切なポリマーとしては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、環状オレフィン含有ポリマー、および架橋多環式オレフィン含有ポリマーの、ホモポリマーおよびコポリマーが挙げられる。適切な環状オレフィン含有ポリマーおよび架橋多環式ポリオレフィン含有ポリマーは、米国特許出願番号09/393,912、同09/393,052、同09/393,051に開示されており、これらは本明細書中に参考として援用され、そして本明細書の一部を形成する。
【0034】
図5および6に示すフィルムは、上に提供した詳細に従って測定された、以下の物理的特徴を有する:約30,000psi未満の弾性率、約25%未満の内部ヘーズ、約300ft/分より大きい、より好ましくは約400ft/分より大きい、そして最も好ましくは約500ft/分より大きいスループット速度で製造され得る;シャークスキンの外観が存在しない、実質的に平滑な表面を有する、良好な寸法安定性、約10mg未満の低分子量抽出可能成分、および約500psi〜約1000psi、そしてより好ましくは約600psi〜約800psiの降伏強度。
【0035】
本発明のブレンドは、個々に提供され得、そしてタンブルブレンドによってかまたは標準的なBanburry型のミキサーもしくはツインスクリュー型のミキサーを使用して、提供され得る。所望の成分が、ブレンドされ得、押出され得、そしてペレット化(pellitize)され得ることもまた、意図される。連続して接続された一連の反応器を使用して、所望の樹脂のブレンドを調製することもまた、意図される。
【0036】
後に記載されたプロセスに関する、本発明の好ましい形態において、反応器が、ブレンド中のポリマーの各々に対して提供される。モノマーおよび触媒が、第一の反応器に添加される。反応条件(特に、圧力、温度、および滞留時間)が制御され、その結果、各反応器において生成する生成物の量が、特定の限度内であり、そして生成物は、特定の特性を有する。各反応器で使用される触媒は、メタロセン触媒または他のメタロセン触媒とのブレンド、あるいは他の触媒とのブレンドである。第一の反応工程において、エチレンモノマー、α−オレフィンコモノマー、および触媒が、第一の反応器に導入される。
【0037】
第一の反応器において、約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有するULDPEが生成する。このULDPE生成物および未反応のモノマーが、第二の反応器に移される。第二の反応器において、約5g/10分より大〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、さらなるULDPE樹脂が生成する。これら2つの型のULDPEポリマーおよび未反応のモノマーは、第三の反応器に移される。最後の反応器において、約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、さらなる樹脂が生成する。これら3つの反応器の生成物の各々は、最終生成物中に、ブレンドの約0重量%〜約99重量%、より好ましくは約5重量%〜約90重量%、そして最も好ましくは、実質的に等しい量で存在する。もちろん、より高いメルトフローインデックスのポリマーが第一、第二、または第三の反応器において生成するように、任意の順序でポリマーを生成することが可能である。このことは、他の成分に対しても当てはまる。2つの成分を2つの反応器で生成すること、または3つより多い成分を所望のように生成することもまた、可能である。
【0038】
異なる分子量の樹脂のブレンドを生成するための重合のための、多段階プロセスの使用は、周知である。例えば、米国特許第4,336,352号は、3つの異なるポリエチレンからなるポリエチレン組成物を考慮した。提供される1つの代替物は、3段階プロセスを含む。第一段階において、0.94〜0.98g/ccの密度を有するポリエチレンが重合され、そしてこの画分の割合は、最終生成物において、1〜10%である。次の重合ステージにおいて、0.94〜0.98の密度を有するポリエチレンが生成する。第三の重合工程において、0.90〜0.97の密度を有するポリエチレンが生成する。最終生成物は、0.001〜1のメルトインデックス、および0.935〜0.976の密度を有する。
【0039】
これらのブレンドは、標準的なポリマー処理技術(例えば、押出し、共押出し、ブロー押出し、ブロー成形、射出成形など)を使用して、チュービングに加工され得る。同様に、これらのブレンドは、標準的なポリマー処理技術(例えば、押出し、共押出し、ブロー押出し、ブロー成形、圧縮成形、射出成形、ラミネート、熱成形、カレンダー加工など)を使用して、フィルムまたはシーティングに加工され得る。
【0040】
以下は、本発明の非限定的な実施例であり、そして上記特許請求の範囲を限定するためには使用されるべきではない。
【0041】
(実施例)
以下のm−ULDPE樹脂を、2成分ブレンドおよび3成分ブレンドを製造する際に使用した。
【0042】
【表1】
以下の表に特定する量の、2成分ブレンドおよび3成分ブレンドを、医療チュービングに加工した。これらの医療チュービングは、記載される物理的特性を有した。
【0043】
【表2】
特定の実施形態を図示および説明したが、多数の改変が、本発明の精神から逸脱することなく可能であり、そして保護の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】
図1は、単層チュービングの断面図である。
【図2】
図2は、多層チュービングの断面図である。
【図3】
図3は、多管腔チュービングの平面図である。
【図4】
図4は、腹膜透析投与セットの平面図である。
【図5】
図5は、単層フィルムの断面図である。
【図6】
図6は、多層フィルムの断面図である。
【図7】
図7は、静脈内投与セットおよび腹膜透析投与セットにおいて使用するための、代表的な医療チュービングクランプの斜視図である。
Claims (107)
- 医療製品を製造するためのポリマーブレンドであって、以下:
該ブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、単一部位の触媒を使用して得られる第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;
該ブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分より高い値〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、単一部位の触媒を使用して得られる第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;ならびに
該ブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、単一部位の触媒を使用して得られる第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、
を含む、ブレンド。 - 前記第一、第二、および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、前記ブレンドのそれぞれ約5重量%〜約70重量%の範囲内の量で存在する、請求項1に記載のブレンド。
- 前記第一、第二、および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、前記ブレンドの重量に基づいて実質的に等しい量でそれぞれ存在する、請求項2に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約30,000psi未満の弾性率を有する、請求項1に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約20,000psi未満の弾性率を有する、請求項1に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約10,000psi未満の弾性率を有する、請求項1に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約25%未満の内部ヘーズを有する、請求項4に記載のブレンド。
- 約100ft/分より大きなスループット速度で、単層チュービングに加工され得る、請求項7に記載のブレンド。
- 約200ft/分より大きなスループット速度で、単層チュービングに加工され得る、請求項7に記載のブレンド。
- 約300ft/分より大きなスループット速度で、単層チュービングに加工され得る、請求項7に記載のブレンド。
- 約350ft/分より大きなスループット速度で、単層チュービングに加工され得る、請求項7に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、実質的に平滑な表面を有する、請求項8に記載のブレンド。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が屈折率を有し、該屈折率が0.08以下異なる、請求項1に記載のブレンド。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が屈折率を有し、該屈折率が0.04以下異なる、請求項1に記載のブレンド。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が屈折率を有し、該屈折率が0.01以下異なる、請求項1に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約10mg未満の低分子量抽出可能成分を有する、請求項1に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約500psi〜約1000psiの範囲内の降伏強度を有する、請求項1に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約600psi〜約1000psiの範囲内の降伏強度を有する、請求項1に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、該チュービングを有意に損傷することなく、医療チュービングクランプと共に使用され得る、請求項1に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、剛性構成要素に溶媒結合し得る、請求項1に記載のブレンド。
- 前記合成構成要素が、環式オレフィン含有ポリマーまたは架橋多環式炭化水素含有ポリマーから製造される、請求項20に記載のブレンド。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が、0.008g/cc以下異なる密度を有する、請求項1に記載のブレンド。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が、0.004g/cc以下異なる密度を有する、請求項1に記載のブレンド。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が、0.002g/cc以下異なる密度を有する、請求項1に記載のブレンド。
- 前記ブレンドの加工能力が、±1.7%の寸法許容差に対して、約1.33より大きい、請求項1に記載のブレンド。
- 医療製品を製造するためのポリマーブレンドであって、以下:
該ブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;
該ブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分より高い値〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー;ならびに
該ブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、
を含む、ブレンド。 - 前記第一、第二および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、約2.8未満の分子量分布を有する、請求項26に記載のブレンド。
- 前記第一、第二および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、約2.5未満の分子量分布を有する、請求項26に記載のブレンド。
- 前記第一、第二および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、単一部位の触媒を使用して得られる、請求項26に記載のブレンド。
- 前記第一、第二、および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、前記ブレンドのそれぞれ約5重量%〜約70重量%の範囲内の量で存在する、請求項26に記載のブレンド。
- 前記第一、第二、および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、前記ブレンドの重量に基づいて実質的に等しい量で存在する、請求項26に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約30,000psi未満の弾性率を有する、請求項26に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約20,000psi未満の弾性率を有する、請求項26に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約10,000psi未満の弾性率を有する、請求項26に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約25%未満の内部ヘーズを有する、請求項26に記載のブレンド。
- 約100ft/分より大きなスループット速度で、単層チュービングに加工され得る、請求項26に記載のブレンド。
- 約200ft/分より大きなスループット速度で、単層チュービングに加工され得る、請求項26に記載のブレンド。
- 約300ft/分より大きなスループット速度で、単層チュービングに加工され得る、請求項27に記載のブレンド。
- 約350ft/分より大きなスループット速度で、単層チュービングに加工され得る、請求項26に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、実質的に平滑な表面を有する、請求項26に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約10mg未満の低分子量抽出可能成分を有する、請求項26に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約500psi〜約1000psiの範囲内の降伏強度を有する、請求項26に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、約600psi〜約1000psiの範囲内の降伏強度を有する、請求項26に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、該チュービングを有意に損傷することなく、医療チュービングクランプと共に使用され得る、請求項26に記載のブレンド。
- 単層チュービングに加工された場合に、剛性構成要素に溶媒結合し得る、請求項26に記載のブレンド。
- 前記合成構成要素が、環式オレフィン含有ポリマーまたは架橋多環式炭化水素含有ポリマーから製造される、請求項45に記載のブレンド。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が屈折率を有し、該屈折率が0.08以下異なる、請求項26に記載のブレンド。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が屈折率を有し、該屈折率が0.04以下異なる、請求項26に記載のブレンド。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が屈折率を有し、該屈折率が0.01以下異なる、請求項26に記載のブレンド。
- 前記ブレンドの加工能力が、±1.7%の寸法許容差に対して、約1.33より大きい、請求項26に記載のブレンド。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が、0.008g/cc以下異なる密度を有する、請求項26に記載のブレンド。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が、0.004g/cc以下異なる密度を有する、請求項26に記載のブレンド。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が、0.002g/cc以下異なる密度を有する、請求項26に記載のブレンド。
- 医療チュービングであって、以下:
ポリマーブレンドの側壁であって、該ポリマーブレンドは、該ブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、該ブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分より高い値〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに該ブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーを含む、ポリマーブレンドである、医療チュービング。 - 前記第一、第二および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、約2.8未満の分子量分布を有する、請求項54に記載のチュービング。
- 前記第一、第二および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、約2.5未満の分子量分布を有する、請求項54に記載のチュービング。
- 前記第一、第二および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、単一部位の触媒を使用して得られる、請求項54に記載のチュービング。
- 前記第一、第二、および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、前記ブレンドのそれぞれ約5重量%〜約70重量%の範囲内の量で存在する、請求項54に記載のチュービング。
- 前記第一、第二、および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、前記ブレンドの重量に基づいて実質的に等しい量でそれぞれ存在する、請求項54に記載のチュービング。
- 約30,000psi未満の弾性率を有する、請求項54に記載のチュービング。
- 約20,000psi未満の弾性率を有する、請求項54に記載のチュービング。
- 約10,000psi未満の弾性率を有する、請求項54に記載のチュービング。
- 約25%未満の内部ヘーズを有する、請求項54に記載のチュービング。
- 約100ft/分より大きなスループット速度で加工され得る、請求項54に記載のチュービング。
- 約200ft/分より大きなスループット速度で加工され得る、請求項54に記載のチュービング。
- 約300ft/分より大きなスループット速度で加工され得る、請求項54に記載のチュービング。
- 約350ft/分より大きなスループット速度で加工され得る、請求項54に記載のチュービング。
- 実質的に平滑な表面を有する、請求項54に記載のチュービング。
- 約10mg未満の低分子量抽出可能成分を有する、請求項54に記載のチュービング。
- 約500psi〜約1000psiの範囲内の降伏強度を有する、請求項54に記載のチュービング。
- 約600psi〜約1000psiの範囲内の降伏強度を有する、請求項54に記載のチュービング。
- 前記チュービングを有意に損傷することなく、医療チュービングクランプと共に使用され得る、請求項54に記載のチュービング。
- 剛性構成要素に溶媒結合し得る、請求項54に記載のチュービング。
- 前記合成構成要素が、環式オレフィン含有ポリマーまたは架橋多環式炭化水素含有ポリマーから製造される、請求項73に記載のチュービング。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が屈折率を有し、該屈折率が0.08以下異なる、請求項54に記載のチュービング。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が屈折率を有し、該屈折率が0.04以下異なる、請求項54に記載のチュービング。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が屈折率を有し、該屈折率が0.01以下異なる、請求項54に記載のチュービング。
- 前記ブレンドの加工能力が、±1.7%の寸法許容差に対して、約1.33より大きい、請求項54に記載のチュービング。
- 単層チュービングである、請求項54に記載のチュービング。
- 多層チュービングである、請求項54に記載のチュービングであって、前記ブレンドが、該多層チュービングの内側の層を規定している、チュービング。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が、0.008g/cc以下異なる密度を有する、請求項54に記載のチュービング。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が、0.004g/cc以下異なる密度を有する、請求項54に記載のチュービング。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が、0.002g/cc以下異なる密度を有する、請求項54に記載のチュービング。
- 医療フィルムであって、以下:
ポリマーブレンドであって、該ポリマーブレンドは、該ブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約0.1g/10分〜約5g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、該ブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約5g/10分より高い値〜約20g/10分のメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに該ブレンドの約0重量%〜約99重量%の量で存在し、そして約20g/10分より大きいメルトフローインデックスを有する、約3未満の分子量分布を有する第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーを含む、ポリマーブレンドである、医療フィルム。 - 前記第一、第二および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、約2.8未満の分子量分布を有する、請求項84に記載のフィルム。
- 前記第一、第二および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、約2.5未満の分子量分布を有する、請求項84に記載のフィルム。
- 前記第一、第二および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、単一部位の触媒を使用して得られる、請求項84に記載のフィルム。
- 前記第一、第二、および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、前記ブレンドのそれぞれ約5重量%〜約70重量%の範囲内の量で存在する、請求項84に記載のフィルム。
- 前記第一、第二、および第三の、エチレンおよびα−オレフィンのコポリマーが、前記ブレンドの重量に基づいて実質的に等しい量でそれぞれ存在する、請求項84に記載のフィルム。
- 約30,000psi未満の弾性率を有する、請求項84に記載のフィルム。
- 約25%未満の内部ヘーズを有する、請求項84に記載のフィルム。
- 約300ft/分より大きなスループット速度で加工され得る、請求項84に記載のフィルム。
- 約400ft/分より大きなスループット速度で加工され得る、請求項84に記載のフィルム。
- 約500ft/分より大きなスループット速度で加工され得る、請求項84に記載のフィルム。
- 実質的に平滑な表面を有する、請求項84に記載のフィルム。
- 約10mg未満の低分子量抽出可能成分を有する、請求項84に記載のフィルム。
- 約500psi〜約1000psiの降伏強度を有する、請求項84に記載のフィルム。
- 溶媒結合され得る、請求項84に記載のフィルム。
- 単層フィルムである、請求項84に記載のフィルム。
- 多層フィルムである、請求項84に記載のフィルムであって、前記ブレンドが、該多層フィルムの内側の層を規定している、フィルム。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が屈折率を有し、該屈折率が0.08以下異なる、請求項84に記載のフィルム。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が屈折率を有し、該屈折率が0.04以下異なる、請求項84に記載のフィルム。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が屈折率を有し、該屈折率が0.01以下異なる、請求項84に記載のフィルム。
- 前記フィルムの加工能力が、±1.7%の寸法許容差に対して、約1.33より大きい、請求項84に記載のフィルム。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が、0.008g/cc以下異なる密度を有する、請求項84に記載のフィルム。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が、0.004g/cc以下異なる密度を有する、請求項84に記載のフィルム。
- 前記第一のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、前記第二のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマー、ならびに前記第三のエチレンおよびα−オレフィンのコポリマーの各々が、0.002g/cc以下異なる密度を有する、請求項84に記載のフィルム。
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