JP3226820B2 - 採血管アセンブリ - Google Patents
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Description
チック製採血管に対する気体および水の透過性に有効な
障壁を提供する多層障壁被膜に関するものである。
品の需要が増大するのに伴って、ポリマー製品の障壁特
性を改善するという格別な必要性が存在する。
益が与えられるであろう医療用製品として、採取管、特
に採血に用いられる採血管が挙げられるが、それに限定
されるものではない。
が採血管に求められる。そのような性能基準としては、
例えば1年以上にわたって当初の吸引容量の約90%以
上が保持されること、放射線によって滅菌されること、
試験および分析の際に干渉がないことが挙げられる。
特性を改善する必要性が存在する。特に、プラスチック
製真空採血管は医療用途に適合するある種の性能基準を
有し、さらに効果的かつ有用であることからそのような
特性の改善が求められている。
よび無機被膜材料を持つプラスチック製複合容器であ
る。この多重被膜は、事前に形成された複合容器の外ま
たは内面に被覆された少なくとも2種類の障壁物質を有
する。好ましくは、上記障壁被膜材料は、事前に形成さ
れた複合容器の外面に塗布されたポリマー物質からなる
第1の層と、該第1の層上に塗布され、かつ有機および
無機材料を含む一連の被膜からなる第2の層と、該第2
の層上に塗布された有機材料からなる第3の層とを備え
る。
かなりの度合で架橋したアクリレートポリマーである。
被膜は、内面部分、外面部分、あるいは内面および外面
の両方に形成されてもよい。
被膜および有機被膜である。好ましくは、被膜のシーク
エンスは以下のように表される。すなわち、
(式中、xは1.0から約2.5である。)等の酸化珪
素を主成分とする組成物、または酸化アルミニウムを主
成分とする組成物である。最も好ましくは、有機被膜
は、高度に架橋されたアクリレートポリマーである。
は、ポリ(塩化ビニリデン)(PVDC)等の有機障壁
組成物を含むもので、より好ましくは第2の層に塗布さ
れてもよい。
ト(すなわち、イソボルニルアクリレート)とジアクリ
レートモノマー(すなわち、エポキシジアクリレートま
たはウレタンジアクリレート)との配合物である。この
配合物は米国特許第4,490,774 号、第4,696,719 号、第
4,647,818 号、第4842,893号、第4,954,371 号、および
第5,032,461 号に開示されている。本明細書では、これ
らの引例の内容を本明細書の一部として援用する。下塗
り層は、電子線または紫外線によって硬化する。
成分から形成される。この架橋形成成分は、ポリアクリ
レートとポリアクリレートおよびモノアクリレートから
なる混合物からなる群から選択されるもので、平均分子
量が150から1,000の間、また蒸気圧が標準温度
および圧力で1×10-6から1×10-1Torrの範囲
内である。最も好ましくは、このような物質はジアクリ
レートである。
の被膜の厚さは、約0.1から約10ミクロンであり、
最も好ましくは約0.1から約5ミクロンである。
一連の多重被膜からなり、該被膜はSiOx 等の酸化珪
素を主成分とする組成物を含む。すなわち、揮発性有機
珪素化合物およびアクリレートから誘導される。
層に対して濃密、蒸気−不透過性の被膜を付与する。好
ましくは、酸化珪素を主成分とする層の厚さは、約10
0ないし約2,000オングストローム(Å)であり、
もっとも好ましくは約500ないし約1,000Åであ
る。5,000Åを越える被膜だと亀裂が生ずる場合が
あり、それによって障壁としての有効性が損なわれる。
プラットホームを提供する。好ましくは、アクリレート
被膜の厚さは、約0.1ミクロンから約10ミクロンで
あり、もっとも好ましくは約0.5ミクロンから約3ミ
クロンである。
の層は、好ましくは塩化ビニリデン−メチルメタクリレ
ート−メタクリレートアクリル酸ポリマー(PVD
C)、熱硬化性被膜、パリレン・ポリマーまたはポリエ
ステルを含む。
いし約15μm、もっとも好ましくは約3ないし約5μ
mである。
好ましくは減圧チャンバーで行われる。この減圧チャン
バー(真空チャンバー)内で、硬化性モノマー成分を加
熱蒸発器に計量しながら供給する。ここで、この材料を
噴霧し、蒸発させ、さらに容器の表面に凝縮させる。容
器表面へのモノマーの蒸着につづいて、電子線硬化等の
適当な手段を用いてそれを硬化させる。蒸着および硬化
工程を、所望の数の層が達成されるまで繰り返してもよ
い。
法は、以下の通りである。すなわち、(a)第1の酸素
のプラズマ・被膜を用いて容器上の第1層を前処理し、
(b)プラズマへ有機珪素化合物を含むガス流を制御し
ながら流し、(c)蒸着中圧力を500ミクロンHg未
満に保ちながら第1層上に酸化珪素を蒸着する。
を施すことによって第1の層と第2の層との間の接着特
性を改善することができると考えられている。
く、さらに任意にヘリウムあるいはアルゴンまたは窒素
等の不活性ガスと化合しても良い。また、プラズマの少
なくとも一部分は、蒸着中に第1の層の表面近傍に磁気
的に、もっとも好ましくは不均衡マグネトロンによって
閉じこめられる。
スプレイコーティングによって第2の層上に塗布され、
つづいて約50℃で乾燥する。
管等の基材上に障壁被膜を蒸着させる方法は、以下の工
程を有する。すなわち、 (a)(i)多官能アクリレート、または(ii)モノ
アクリレートと多官能アクリレートとの混合物を含む硬
化性成分を選択する工程と、 (b)前記チャンバーへ前記成分を瞬時蒸発さる工程
と、 (c)前記容器の外面に蒸発した成分の膜からなる第1
の層を凝縮させる工程と、 (d)前記膜を硬化せさる工程と、 (e)有機珪素成分を蒸発させ、該蒸発した有機珪素成
分を酸化剤成分および任意に不活性ガス成分と混合する
ことによって、チャンバーの外側にガス流を形成する工
程と、 (f)一種類以上のガス流成分からチャンバー内にグロ
ー放電プラズマを確立する工程と、 (g)プラズマの中にガス流を制御しながら流す一方で
プラズマの少なくとも一部分をその中に閉じこめる工程
と、 (h)前記第1の層に隣接して酸化珪素からなる被膜を
蒸着する工程と、 (i)前記(a)ないし(d)の工程を繰り返し、それ
によってアクリレート被膜を酸化珪素被膜上に蒸着する
工程と、 (j)前記(e)ないし(h)の工程を繰り返し、それ
によって酸化珪素を前記アクリレート被膜上に被覆する
工程と、を有する。
ィングする工程、をさらに含む。 必要に応じて、PVD
Cを酸化珪素被膜上に浸漬被覆する前に、工程(i)な
いし(j)を約1回から約10回まで繰り返してもよ
い。
の層に対して、第2層の被覆を行う前に火炎処理または
プラズマ酸処理またはコロナ放電処理を施してもよい。
含む多層壁被膜で被膜されたプラスチック製の管は、従
来の管、または酸化物被覆のみを含む管よりも、真空状
態の維持、吸引容量(draw volume)、およ
びサーモメカニカル結合保持を著しく良好に保つことが
できる。この従来の管は、障壁物質からなる層を持たな
いポリマー組成物およびその混合物を含むもの、あるい
は酸化物被膜のみを有するものである。さらに、衝撃に
対する管の抵抗性はガラスよりもかなり優れている。も
っとも注目すべきことは、衝撃および摩耗に対して実質
的に抵抗する耐久性とを備えていることである。
装置である。採血装置は、真空採血管あるいは非真空採
血管のいずれであってもよい。採血管は、望ましくはポ
リエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチ
レンナフタレート、またはそれらの共重合体で作成され
る。
上に印刷を施してもよい。例えば、製品識別、バーコー
ド、ブランド名、会社のロゴ、ロット番号、有効期限、
および他の日付や情報のすべてを障壁被膜に含ませても
よい。さらに、艶消仕上あるいはコロナ放電処理した面
を障壁被膜上に設け、それによってラベル上に追加の情
報を書込みするのに適当な面としてもよい。さらに、感
圧接着ラベルを障壁層上に設けて、例えば種々の病院用
重ねラベルに適応するものとしてもよい。
たは無色の外観を呈し、その上に印刷物を持つものであ
ってもよい。
元物体のガス透過性を減少させるもので、このことは一
般に薄膜を用いた従来のデポジッション方法では達成さ
れない。
高密度SiOx障壁物質の成長のための良好なプラット
ホームを提供することがわかった。
が高い層は、プラスチック表面と、SiOx との間の接
着性を改善し、さらに全体が被膜系のサーモメカニカル
的な安定性を改善する。さらに、アクリレート下塗り被
膜は、平面化(水平化)層の役割を持ち、ポリマー表面
の粒子や欠陥を覆ったり、蒸着した無機被膜に含まれる
欠損密度を減少させる。また、アクリレートの良好な結
合特性は、アクリレートが極性を示すものであり、この
極性によってSiOx とアクリレートとの間に良好な結
合を形成するための手段を提供するという事実にもとづ
く。さらに、ポリプロピレンから作成されたプラスチッ
ク管とアクリレートとの間に良好な結合形成が行われる
ことが見いだされた。したがって、本発明は、ポリプロ
ピレン管の障壁特性を実質的に改善する手段を提供す
る。アクリレート被膜および酸化物被膜の両方の接着特
性を、さらに火炎または酸素プラズマ等の表面処理法に
よってさらに実質的に改善することができる。したがっ
て、プラスチック製品表面上にアクリレートからなる下
塗り被膜を適用することによって得られるSiOx 表面
被覆面積を実質的に改善することによって、製品の透過
性が著しく減少する。
層を改善する。なぜなら、SiOx被膜の欠損および
(または)不均一性をそれが穴埋めするからである。さ
らに、PVDC被膜は、SiOx被膜の摩耗耐性を改善
する。
ック製採血管は、試験管内の血液に対して通常行われる
試験および分析を妨害するものではない。そのような試
験としては、もちろん限定されるものではないが、ごく
普通の化学分析、生物学的不活性、血液学、血液化学、
血液型決定、毒性学分析、または治療薬モニタリング、
および体液等を含む多の臨床試験が挙げられる。さら
に、障壁層を被覆したプラスチック製採血管は、遠心器
等の自動機器に供することができる。さらに、光学的ま
たは機械的および機能的特性に何ら変化を実質的に引き
起こすことなく、滅菌プロセスであるレベルの放射線に
曝してもよい。 〔発明の詳細な説明〕
も可能であり、詳細に説明する実施形態例はいずれも本
発明の一例にすぎない。当業者は本発明の範囲および精
神から逸脱することなく種々の変形例を容易に想到し、
かつ実施することができよう。本発明の範囲は、特許請
求の範囲およびそれに相当するものによって判断するこ
とができよう。
一の参照符号は同一の構成要素を表わす。まず、図1お
よび図2は、典型的な採血管10を示すもので、この採
血管10は、開口端部16から閉端部18に達する側壁
11と、下位円環状部またはスカート15が設けられた
栓部14とを備える。また、上記円環状部15は側壁1
1の内面12に向けて伸び、かつ該内面12を圧するこ
とによって上記栓部14をその場に保持する。
りのメカニズムを説明するための模式的断面図である。
この3通りのメカニズムとは、(A)栓部を構成する材
料を気体が透過すること;(B)管本体を気体が透過す
ること:(C)栓部と管本体との境界部分から気体が漏
れること、である。したがって、実質的に気体の透過お
よび漏れがまったく生じないとすると、良好な真空状態
が保持され、良好な吸引量が保たれる。
る少なくとも2層の障壁材料によって被覆されたプラス
チック製試験管を示すものである。この好ましい実施形
態例にはいくつかの構成要素が含まれる。これらの構成
要素は実質的に図1および図2に示した採血管のものと
同一である。したがって、同様の機能を持つ同一構成要
素に対しては、図3の構成要素であることを示す“a”
を用いていること以外は図1および図2の構成要素と同
一の参照符号を付けた。
例は、採血管アセンプリは、開口端部16aから閉端部
18aに達する側壁11を持つプラスチック製試験管1
0a有する。障壁被膜25は、開口端部16aを除く試
験管の外面の実質的部分に広がる。この障壁被膜25
は、アクリレート等のポリマー材料からなる第1の層2
6と、無機被膜および有機被膜の多重積層構造からなる
第2の層28とを備える。上記第2の層は、好ましくは
以下のように表される多重積層構造からなる。
て、採血管アセンブリ40は、管42の開口端部41を
閉じる栓部48を有する。図示したように、側壁43は
開口端部41から閉端部44に至る。また、栓部48は
管42の先端縁部を覆う円環状上部50を有する。さら
に、栓部48は円環状下部またはスカート部49を有
し、この円環状下部は側壁43の内面46に向けて伸
び、かつ該内面46を圧することによって上記栓部48
をその場に保持する。また、栓部はカニューレを受け、
かつ該カニューレが貫通するための隔壁部52を有す
る。
容器を試料が入った状態で受け取り、隔壁部52にカニ
ューレを貫通させ、管42の内容物の一部または全部を
採取して試料を試験に供することができる。多層障壁被
膜45は、開口端部41実質的に管の大部分を覆う。多
層障壁被膜45は、ポリマー材料からなる第1の層54
と、酸化珪素およびアクリレート等の無機および有機材
料からなる第2の層56と、PVDC等の有機障壁材料
からなる第3の層とを備える。図4に示す実施形態例は
図3に示すものと異なり、図4に示すものでは管に層5
4および56を塗布した後に、栓部48を管に嵌めると
同時に排気してもよい。あるいは、排気した後に管に多
層障壁被膜を施してもよい。
例を示すものである。この実施形態例では、図4に示し
たものと同様の機能を呈する。したがって、図4の実施
形態例と同一の構成要素に対しては同一の符号を付ける
ようにした。この際、図5のものであることを明らかに
するために、“a”を添えた。
て、多層障壁被膜45aは、栓部48aの上部50a、
並びに環42aの外面全体の両方を一体に覆っている。
多層障壁被膜45aは、管と栓部との境界部分に平目刻
み(セレーション)62が形成されている。この平目刻み
62は、密閉された容器が不正に開けられたかどうかを
判断することができるように位置あわせされている。そ
のような実施形態例は、例えば栓部が所定の位置にある
容器を密閉するのに適用することができよう。試料が管
に入れられると、この試料は栓部を取り除くことによっ
て不正にいたずらされることができなくなる。また、平
目刻みは、密閉された容器が不正に開けられたかどうか
を判断することができるように位置あわせされている。
そのような構成は、例えば薬物乱用試験、試料同定、お
よび品質管理等に最適であろう。
膜45は、管の外側および(または)内側に繰り返して、
あるいは連続して塗布される。好ましくは、被膜を少な
くとも2回塗布する。
たは被膜のかたちで試薬を含ませてもよい。
は半透明な障壁を形成する。したがって、障壁材料から
なる少なくとも2層の多層障壁被膜が施されたプラスチ
ック製試験管の含有物の状態を観察者が見ることが可能
であり、それと同時に多層障壁被膜をプラスチック製試
験管に塗布した後に該多層障壁被膜を介して同定情報が
表示される。
・モノマーまたはモノマー混合物をディップコーティン
グ、ロールコーティング、またはスプレイコーティング
によって塗布し、続いて紫外線(UV)硬化処理を施す
ことによって形成される。
たがってアクリレート・ポリマー材を試験管に蒸着して
硬化処理を施してもよい。なお、本明細書ではこの文献
の開示内容を援用する。
まずはじめにアクリレート・モノマーをアトマイズして
約50ミクロンの液滴にし、それを加熱した面から急速
に気化させることを伴う。これによって、原料モノマー
と同様の化学的性質を有するアクリレート・モノマー蒸
気が作られる。
的性質を持つものを入手することがほぼ可能である。一
般に一分子あたり1ないし3のアクリレート基を有す
る。モノアクリレート、ジアクリレート、およびトリア
クリレートからなる種々の混合物が本発明で有用であ
る。もっとも好ましいものはモノアクリレートおよびジ
アクリレートである。
も反応性の高いクラスの一つである。アクリレートは紫
外線または電子ビーム照射にさらされたときに、急激に
硬化して、架橋構造を形成する。これによって、耐高温
特性や耐摩耗特性が被膜に付与される。
に分子量が低いもので、分子量150ないし1,00
0、好ましくは200から300の範囲内であり、また
標準温度および圧力下で約1×10-6Torrから1×
10-1Torrまでの範囲の蒸気圧を呈するものである
(すなわち、相対的に沸点が低い物質)。蒸気圧は約1
×10-2Torrであることが好ましい。多官能価アク
リレートが特に好ましい。用いられたモノマーは少なく
とも2つの二重結合(すなわち、複数のオレフィン基)
を持つ。本発明に適用される高蒸気圧モノマーは、低温
で蒸発するので加熱工程によって劣化(熱分解)するこ
とはない。反応性のない劣化生成物が存在しないという
ことは、そのような低分子量かつ高蒸気圧のモノマーか
ら形成された膜では成分の揮発の度合いが少ないことを
意味する。その結果、実質的に蒸着したモノマーのすべ
てが反応性を有し、かつ放射線源に曝されることによっ
て硬化し、完全な膜を形成する。膜が薄いにも関わら
ず、そのような特性によって実質的に連続した被膜を設
けることが可能となる。硬化した膜は、優れた粘着性を
示し、また有機溶媒や無機塩による化学的侵食に対して
抵抗性を示す。
分から形成された硬化膜の特性からいって、多官能アク
リレートが特に好適なモノマー材料である。そのような
多官能アクリレートの一般式は、
脂肪族−脂環式基;R2 は水素、メチル、エチル、プロ
ピル、ブチル、またはペンチル;およびnは2ないし
4。
モノアクリレート、例えば以下の式を有するものと組み
合わせてもよい。
ポキシ、1,6−ヘキサンジオール、トリプロピレング
リコール、またはウレタン;およびr、sは1〜18で
ある。
にR3 は1〜4炭素原子を含むアルキル基である。X3
はCNまたはCOOCH3 である。
い。
って達成される。このことは、赤外線、電子線、または
紫外線照射を行う装置等のエネルギー源からなる手段に
よって達成される。
図示したものである。誘電性エバポレータ102を通過
し、続いて超音波アトマイザ104を通過することによ
って、アクリレート・モノマー100が真空チェンバー
106に供給される。モノマーの液滴を超音波によって
アトマイズし、ドラム108に組み込まれた回転する管
またはフィルム上に凝結させる。
0によって放射線硬化させる。
特許第4,698,256 号、第4,809,876、第4,992,298 号、
および第5,055,318 号に開示されているように、無線周
波放電、直接または二重ビーム蒸着、スパッタリング、
またはプラズマ化学真空蒸着によって、アクリレート・
被膜上に設ける。なお、これらの引例の開示内容を本明
細書で援用する。
前に真空となったチェンバー内でグロー放電プラズマを
発生させることによって提供される。このプラズマは一
種類以上のガス流成分から誘導され、また好ましくはガ
ス流そのものから誘導される。試料をプラズマ中に配置
する。好ましくは、閉じ込められたプラズマ近傍に置
き、ガス流を制御自在にプラズマ内に流す。酸化珪素を
主成分とするフィルムを基板上に蒸着して所望の厚さに
する。酸化被膜の圧さは、約100オングストローム
(Å)から約10,000オングストロームである。約
5,000Å未満の厚さでは充分な障壁が得られない。
また、約5,000Åを越える厚さでは亀裂が生ずる可
能性がある。したがって、障壁の効果が減少する。もっ
とも好ましくは、酸化被膜の厚さは約1,000Åない
し約3,000Åである。
ットによってプラズマを閉じ込めることである。好まし
くは、酸化珪素を主成分とするフィルムを基板に蒸着す
るために、マグネットによって強化された方法は、好ま
しくは、ガス流からのグロー放電の事前に真空となった
チェンバー内で実施される。ガス流は、好ましくは、少
なくとも2種類の成分:揮発有機珪素成分と、酸素、亜
酸化窒素、二酸化炭素、または空気等の酸化剤成分と、
任意に不活性ガス成分とを含む。
当な有機珪素化合物の例は、ほぼ周囲温度で液体または
気体であり、揮発した場合、沸点が約0℃ないし約15
0℃であるもので、ジメチルシラン、トリメチルシラ
ン、ジエチルシラン、プロピルシラン、フェニルシラ
ン、ヘキサメチルジシラン、1,1,2,2−テトラメ
チルジシラン、ビス(トリメチルシリル)メタン、ビス
(ジメチルシリル)メタン、ヘキサメチルジシロキサ
ン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエチオキシ
シラン、エチルメトキシシラン、エチルトリメトキシシ
ラン、ジビニルテトラメチルジシロキサン、ヘキサメチ
ルジシラザン、ジビニルヘキサメチルトリシロキサン、
トリビニルペンタメチルトリシロキサザン、テトラエト
キシシラン、およびテトラメトキシシランを含む。
トラメチルジシロキサン、トリメチルシラン、ヘキサメ
チルジシロキサン、ビニルトリメチルシラン、メチルト
リメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、および
ヘキサメチルジシラザンである。これらの好ましい有機
珪素化合物は、それぞれの沸点が71℃、55.5℃、
102℃、123、および127℃である。
ヘリウム、アルゴン、または窒素である。
へ流れていく前に好ましくは酸素成分および不活性ガス
成分と混合される。そのように混合されるこれらの気体
の量は、ガス流成分の流量比が調整制御されるように流
量調整器によって制御される。
的に高電力および低圧下で実行される。蒸着中、圧力は
約500ミリトル(mTorr)未満に維持されるべき
であり、好ましくは上記チャンバーの圧力は約43から
約490ミリトルの間に維持する。低システム圧だと蒸
着速度が遅くなり、高システム圧だと蒸着速度が速くな
る。被覆すべきプラスチック製品が熱に鋭敏である場
合、ポリプロピレンおよびPET(それぞれのTg値は
−10℃および60℃)のようなTg値の低い重合体に
対して基板の温度が高くなるのを防ぐことができるの
で、高システム圧を適用して蒸着の間に基板に加わる熱
の量を最小にする。
れている(プラズマとの電気的接触を除く)。また、基
板は蒸着の間、温度が約80℃未満である。すなわち、
基板を故意に加熱してしまうことはない。
膜を蒸着するためのシステムは、プラズマが形成される
密閉反応チャンバー170を備えており、該密閉反応チ
ャンバー170内の試料支持体172上に薄膜状の材料
が蒸着される基板または管171が置かれている。この
基板は任意の真空適合材料、例えばプラスチックであ
る。一種類以上の気体が気体供給システム173によっ
て反応チャンバーに供給される。また、電力供給174
によって電場が形成される。反応チャンバーは、プラズ
マ強化化学蒸着法(PECVD)またはプラズマ重合法
のいずれかを実行するのに適当なタイプである。さら
に、反応チャンバー内で一種類以上の製品に対して同時
に酸化物層の被覆が行われるようにしてもよい。
してチャンバー170に接続されたメカニカル・ポンプ
188によって制御される。
0に充填し、かつ試料支持体172によって保持する。
つぎに、チャンバーの圧力を、メカニカル・ポンプ18
8によって約5mTorrにまで減少させる。チャンバ
ーの作業圧力は、PECVDまたはプラズマ重合に対し
ては約90から約140mTorrであり、またそのよ
うな圧力はプロセス・ガス、酸素およびトリメチルシラ
ンをモノマー導入口176を介してチャンバーに流すこ
とによって達成される。
厚さを有するものものとする。あるいは、蒸着プロセス
を周期的に中断し、基板および(または)電極の加熱を
最小限度にし、さらに(あるいは)製品から粒子状物質
を物理的に除去してもよい。
側に配置し、管周辺のプラズマ領域に磁場と電場との適
当な組み合わせを作る。
ている。周波数の一例としては、40kHzである。し
かし、かなり高い周波数、例えば数メガメルツの無線周
波数範囲での操作からいくつかの利点が得られる。
主成分とする膜またはそれらの配合物は、それらから製
造される製品に対して悪影響を及ぼさない従来の添加材
または成分を含むものであってもよい。
ング)、ロール塗布(ロールコーティング)、あるいは
噴霧(スプレイ・コーティング)によって第2の層上に
形成されるものでもよい。
アクリロニトリルメチル メタクリレート−メチル ア
クリレート−アクリル酸共重合体、熱硬化性エポキシ被
膜、パリレン(parylene)・ポリマー、またはポリエス
テルである。
ーである。パリレンはユニオン・カーバイト・コーポレ
ーション(Union Carbide Corporation )によって開発
されたポリマー・シリーズの仲間の総称である。このシ
リーズの主な仲間は、直鎖状でかつ結晶質であるパリレ
ンNと呼ばれるポリ−p−エキシリレン(poly-p-exlyl
ene )である。すなわち、
リレンCは、パリレンNと同一のモノマーから生産され
るもので、芳香族水素の一つが塩素原子と置換すること
によって修飾されている。
リレンDは、パリレンNと同一のモノマーから生産され
るもので、芳香族水素の二つが塩素原子と置換すること
によって修飾されている。
ニリデン−メチル メタクリレート−メタクリレート
アクリル酸ポリマー(PVDC)である。このポリマー
は、米国マサチューセッツ州レキシントンのグレース
(GRACE )有機化学部からダラン(DARAN)(登録
商標)8600−C(W.R.グレース・アンド・カン
パニー(W.C. Grace and Co.)の商標)として入手可能
である。
なるもので、米国特許第3,342,754および第3,300,332
号に開示されたような真空金属被覆法と類似の方法によ
って第2層上に塗布されたパリレン・ポリマーであって
もよい。本明細書ではこれらの文献の開示内容を援用す
る。あるいは、第3の層は塩化ビニリデン−アクリロニ
トリルメチル メタクリレート−メチル アクリレート
−アクリル酸共重合体であってもよく、米国第5,093,19
4 号および第4,497,859 号に記載されているように、こ
の共重合体の水性エマルジョンを第2の層に浸漬被覆、
ロール塗布、あるいは噴霧によって塗布し、被膜を空気
乾燥することによって形成されるものでもよい。本明細
書ではそれらの文献の開示内容を援用する。
と、第2および第3の酸化物を主成分とする被膜Bは、
欠損またはムラになった部分Cを有する。基体Dを完全
に覆うことは、アクリレートおよび酸化物を主成分とす
る被膜のみではできいと考えれている。したがって、P
VCDからなる第4の層Eを酸化珪素を主成分とする被
膜上に塗布し、基板表面に対して実質的に完全な障壁被
膜を形成する。
覆することができる。そのような基板としては、もちろ
ん限定されるものではないが、パッケージング、容器、
びん、ジャー、管、および医療機器等が挙げられる。
ック製採血管は、採血管内の血液に対して一般に行われ
る試験および分析に対して影響を及ぼすものではない。
そのような試験としては、ごく普通の化学分析、生物学
的不活性、血液学、血液化学、血液型決定、毒性学分
析、または治療薬モニタリング、および体液等を含む他
の臨床試験を含むが、それらに限定されるものではな
い。さらに、障壁被膜を被覆したプラスチック製採血管
は、遠心器等の自動機器に供することができる。さら
に、光学的または機械的および機能的特性に何ら変化を
実質的に引き起こすことなく、滅菌プロセスであるレベ
ルの放射線に曝してもよい。
ック製採血管は、1年以上にわたって当初の吸引容量
(draw volume )の約90%以上を保持することが可能
である。吸引容量保持は、管内の粒子真空(particle v
acuum )の存在、または減圧に依存している。したがっ
て、吸引容量は優れた真空保持に依存している。障壁被
膜によって被覆されたプラスチック製採血管は、真空保
持および吸引容量保持を維持し、かつ強化するように、
実質的に管材料からのガス透過が防がれている。本発明
の多層被膜のないプラスチック製採血管は、約3ないし
4ヶ月間にわたって約90%の吸引容量を保持するであ
ろう。
面にも被覆または塗布したとすると、障壁被覆は血液粘
着阻止物であり、さらに(または)凝固活性物質となろ
う。
か、あるいは真空にされていないかどうかは本発明では
何等違いがないことが理解されよう。容器の外面に障壁
被膜があるということは、試料を保持する容器の一般的
な完全性が維持されるという効果を持つ。そのため、使
用者に対して何等汚染が生ずることなしに試料の廃棄処
分を行うことができる。注目すべきことは、容器に被覆
または塗布された障壁被膜の透明度、その耐磨耗性、 お
よび耐引掻性である。
覆は、製品の特性に悪影響を及ぼさない従来の添加剤ま
たは成分を含むものであってもよい。
施形態を限定するものではなく、単に例としてあげたに
すぎない。
る方法 アクリレート被膜をチャンバー内でポリプロピレン管お
よび種々の厚さの膜(基板)に塗布した。チャンバー内
で、トリプロピレングリコールジアクリレート(TPG
DA)をエバポレータに導入し、チャンバー内で約34
3℃で基板上にフラッシュ蒸発せ、縮合させた。縮合モ
ノマー膜をつぎに電子線ビーム銃による電子線ビームに
よって硬化させた。
れた基板をミクロ洗浄剤と脱イオン(DI)水とを等量
部含む混合溶液で洗浄した。この基板をDI水で全体的
に濯ぎ、つづいて空気乾燥した。洗浄基板を真空オーブ
ンに入れ、被覆作業を行うまで室温で保管した。
ルダーはガラス真空チャンバー内の電極と電極との中間
にしっくり収まっている。チャンバーを閉じ、5mTo
rrのベース圧力にするためにメカニカル・ポンプを用
いた。
たチタニウム電極同士が内側方向にキャパシティブリに
結合している。このような構成によって、電極間のグロ
ー放電を確認することができる。なぜなら、電極間の衝
突確率が増大し、ガス分子が反応するからである。磁場
を与えた場合の正味の結果は、電極に付与する電圧を増
加させた場合と類似する。しかし、よりいっそう高いボ
ンバードメント・エネルギーの不都合がなく、また基板
の加熱が高まることもない。マグネトロン放電によって
低圧領域およびポリマー蒸着速度の実質的増加下での操
作が可能となる。
混合物からなるモノマーを電極近傍のステンレス・スチ
ール製管状材料を介して導入した。チャンバーに導入す
る前に、気体をモノマー注入口ラインで混合した。ま
た、流速はステンレス・スチール製の計量バルブを用い
て手動制御した。可聴周波数40kHzで動作する電源
供給源を用いて電極に電力を供給した。ポリマー基板上
にプラズマ重合TMS/O2の薄膜蒸着に用いるシステ
ム・パラメータは以下の通りとした。
応器を開き、基板を取り出した。
行うプロセスを繰り返した。
からなる保護用上塗り被膜を浸漬被覆によって塗布し、
65℃、約10分で硬化させ、最終被膜厚を平均約6μ
mとした。
る方法 アクリレート被膜をチャンバー内でポリプロピレン管お
よび種々の厚さの膜(基板)に塗布した。チャンバー内
で、イソボルニルアクリレート:エポキシジアクリレー
トの60:40混合物(IBA:EDA)をエバポレー
タに導入し、チャンバー内で約343℃で基板上にフラ
ッシュ蒸発させ、縮合させた。縮合モノマー膜をつぎに
紫外線でもって硬化させた。
覆された基板をミクロ洗浄剤と脱イオン(DI)水とを
等量部含む混合溶液で洗浄した。この基板をDI水で全
体的に濯ぎ、つづいて空気乾燥した。洗浄基板を真空オ
ーブンに入れ、被覆作業を行うまで室温で保管した。
ルダーはガラス真空チャンバー内の電極と電極との中間
にしっくり収まっている。チャンバーを閉じ、5mTo
rrのベース圧力にするためにメカニカル・ポンプを用
いた。
たチタニウム電極同士が内側方向にキャパシティブリに
結合している。このような構成によって、電極間のグロ
ー放電を確認することができる。なぜなら、電極間の衝
突確率が増大し、ガス分子が反応するからである。磁場
を与えた場合の正味の結果は、電極に付与する電圧を増
加させた場合と類似する。しかし、よりいっそう高いボ
ンバードメント・エネルギーの不都合がなく、また基板
の加熱が高まることもない。マグネトロン放電によって
低圧領域およびポリマー蒸着速度の実質的増加下での操
作が可能となる。
混合物からなるモノマーを電極近傍のステンレス・スチ
ール製管状材料を介して導入した。チャンバーに導入す
る前に、気体をモノマー注入口ラインで混合した。ま
た、流速はステンレス・スチール製の計量バルブを用い
て手動制御した。可聴周波数40kHzで動作する電源
供給源を用いて電極に電力を供給した。ポリマー基板上
にプラズマ重合TMS/O2 の薄膜蒸着に用いるシステ
ム・パラメータは以下の通りとした。
応器を開き、基板を取り出した。
行うプロセスを繰り返した。
からなる保護用上塗り被膜を浸漬被覆によって塗布し、
65℃、約10分で硬化させ、最終被膜厚を平均約6μ
mとした。
板の組成 酸化物被膜の酸素透過性(OTR)に関して、上記した
実施例1および2にもとづいて調製された基板のすべて
について以下のように評価した。
N 2/20(販売元:モーダン・コントローズ社(Mo
dern Controls, Inc., 7500 Boone Avenue N.,Minneapo
lis, MN 55428))を用いて試験した。膜試料の一面を
1atmの100%酸素雰囲気に曝した。試料膜を透過
する酸素は、膜の反対側にある窒素キャリア・ガス流に
よって運ばれ、クーロメトリック・センサによって検出
した。電気信号が試料を透過する酸素の量に比例して生
じた。試料を30℃、かつ相対湿度(R.H)0%で試
験した。酸素透過性を判断する前に、試料を1ないし2
0時間にわたってコンディショニングした。結果を表1
にcc/m2 ・atm・日の単位で示した。
1,000(販売元:モーダン・コントローズ社(Mode
rn Controls, Inc., 7500 Boone Avenue N., Minneapol
is, MN55428))を用いて試験した。管の取り付けをパ
ッケージ・アダプタを用いて行い、管の外側を100%
O2 雰囲気に浸し、一方管の内側を窒素キャリア・ガス
でフラッシュするようにした。つぎに、管を20℃、5
0%R.Hで試験した。定常状態の透過性を決定する前
に、管を2ないし14日間にわたって平衡させた。結果
を表1にcc/m2 ・atm・日の単位で示した。
キシジアクリレート(60:40)、UV硬化 TPGDA=トリプロピレングリコールジアクリレート
電子線硬化 SiOx 被膜=1000〜3000オングストローム
(走査電子顕微鏡) PC=ポリカーボネート PP=ポリプロピレン プラーク=75mil厚膜=3mil厚 管=40mil基準壁厚 110=架橋形成可能なアクリレート、紫外線硬化
る。
類似の管形状容器の長手方向断面図である。
似の管形状容器の長手方向断面図である。
障壁被膜が施されている管を説明するための本発明の別
の実施形態の長手方向断面図である。
ある。
る。
模式図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 開端部、閉端部、内面、および外面を持
つプラスチック製容器と、前記プラスチック製容器の外
面に結合し、かつ前記容器の前記外面の主要部分に広が
る多層障壁被膜とを備え、さらに、前記被膜は、モノア
クリレートおよびジアクリレートの重合混合物から選択
される有機プライマー被膜材料を含む第1の層と、酸化
アルミニウムまたは酸化珪素を主成分とする組成物とア
クリレートを含む一連の無機被膜および有機被膜から構
成される、前記第1の層上の第2の層を有することを特
徴とするサンプルアセンブリ。 - 【請求項2】 請求項1に記載のサンプルアセンブリで
あって、熱硬化性エポキシ、パリレンポリマー、塩化ビ
ニリデン−アクリロニトリル−メチルメタアクリレート
−メチルアクリレート−アクリル酸ポリマーまたはポリ
エステルから選択される有機材料を含む、前記第2の層
上の第3の層をさらに含むことを特徴とするサンプルア
センブリ。 - 【請求項3】 請求項1に記載のサンプルアセンブリで
あって、前記容器の前記開端部にクロージャーを備え、
これによって容器とクロージャーの接合面が形成される
ことを特徴とするサンプルアセンブリ。 - 【請求項4】 請求項3に記載のサンプルアセンブリで
あって、前記多層障壁被膜が、前記容器と前記クロージ
ャーの接合面に隣接してレジスタード・タンパー・セレ
ーションを含むことを特徴とするサンプルアセンブリ。 - 【請求項5】 請求項1に記載のサンプルアセンブリで
あって、前記一連の無機被膜および有機被膜が下記にし
たがって前記第1の層に塗布されることを特徴とするサ
ンプルアセンブリ。 【数1】 [式中、n=1〜10;無機被膜=酸化アルミニウムま
たは酸化珪素;有機被膜=アクリレートである。] - 【請求項6】 請求項1に記載のサンプルアセンブリで
あって、前記第2層の前記無機被膜が、無線周波数放
電、直接イオン・ビーム・デポジッション、二重イオン
・ビーム・デポジッション、スパッタリング、プラズマ
化学蒸着法、または磁気強化プラズマシステムにより堆
積されることを特徴とするサンプルアセンブリ。 - 【請求項7】 請求項1に記載のサンプルアセンブリで
あって、前記第1の層が重合アクリレートを含み、前記
第2の層が酸化珪素および重合アクリレートを含むこと
を特徴とするサンプルアセンブリ。 - 【請求項8】 請求項1に記載のサンプルアセンブリで
あって、さらに前記プラスチック製容器の内面に多層障
壁被膜を備え、該多層障壁被膜は、モノアクリレートお
よびジアクリレートの重合混合物から選択されるアクリ
レートプライマー被膜材料を含む第1の層と、酸化アル
ミニウムまたは酸化珪素を主成分とする組成物とアクリ
レートを含む一連の無機被膜および有機被膜から構成さ
れる、前記第1の層上の第2の層と、熱硬化性エポキ
シ、パリレンポリマー、塩化ビニリデン−アクリロニト
リル−メチルメタアクリレート−メチルアクリレート−
アクリル酸ポリマー、またはポリエステルから選択され
る有機材料からなる、前記第2の層上の第3の層を有す
ることを特徴とするサンプルアセンブリ。 - 【請求項9】 アクリレート材料を含む第1の層と、 前記第1の層上に設けられ、酸化アルミニウムまたは酸
化珪素を主成分とする組成物とアクリレートを含む一連
の無機被膜および有機被膜で構成される第2の層と、 前記第2の層上に設けられ、塩化ポリビニリデンからな
る有機材料を含む第3の層とを含むことを特徴とする多
層障壁被膜。 - 【請求項10】 多層障壁被膜をプラスチック性基材上
に堆積させる方法であって、 (a)i)多官能アクリレート、またはii)モノアク
リレートと多官能アクリレートとの混合物を含む硬化性
成分を選択する工程と; (b)前記硬化性成分をチェンバー内へフラッシュ蒸発
させる工程と; (c)気化した前記硬化性成分からなるアクリレート・
フイルムからなる第1の層を前記基材の外面に凝縮させ
る工程と; (d)前記アクリレートフィルムを硬化させる工程と; (e)有機珪素成分を蒸発させ、かつ気化した前記有機
珪素成分を酸化剤成分および任意に不活性ガスと混合
し、前記チャンバーの外側に気流を形成する工程と; (f)1以上の気流成分から前記チャンバー内にグロー
放電プラズマを発生させる工程と; (g)前記プラズマ内に気流を制御しながら流す一方
で、その中にプラズマの少なくとも一部を閉じこめる工
程と; (h)前記第1の層に隣接して酸化珪素の被膜を堆積す
る工程と; (i)前記(a)から(d)の工程を繰り返し、これに
よって前記酸化珪素被膜上にアクリレート被膜を堆積す
る工程と; (j)前記(e)から(h)の工程を繰り返し、これに
よって前記アクリレート被膜上に酸化珪素被膜を堆積す
る工程と、 を備えることを特徴とする多層障壁被膜の堆積方法。 - 【請求項11】 請求項10に記載の方法であって、 (k) 前記酸化珪素被膜上にPVDCをディップコー
ティングする工程、 をさらに含むことを特徴とする方法。 - 【請求項12】 請求項10に記載の方法であって、 (l) 前記(i)から(j)までの工程を1から10
回程度繰り返すことをさらに含むことを特徴とする方
法。 - 【請求項13】 請求項12に記載の方法であって、 (m)前記酸化珪素被膜上にPVDCをディップコーテ
ィングする工程、 をさらに含むことを特徴とする方法。 - 【請求項14】 請求項10に記載の方法であって、前
記アクリレート被膜の前記第1の層が酸素プラズマによ
って前処理されることを特徴とする方法。
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