專利名稱：：耐高溫醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜及其制備方法。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)在普遍使用的手術(shù)室用醫(yī)療器材出廠時(shí)一般采用普通聚乙烯薄膜包裝,盡管在凈化車間生產(chǎn)，但是仍然達(dá)不到手術(shù)使用的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，因此，這些器材在包裝后出廠前必須要進(jìn)行徹底滅菌，才能確保病人的生命安全。對于包裝后的醫(yī)療器材的消毒滅菌最常用的方法是高溫滅菌，即在131度左右高溫滅菌30分鐘，或者用環(huán)氧乙烷滲透到薄膜內(nèi)殺滅醫(yī)療器材上殘留的細(xì)菌。但是普通聚乙烯薄膜經(jīng)受不住100多度的高溫，而環(huán)氧乙垸也無法滲透到薄膜內(nèi)，這些器材直接使用會(huì)給患者的生命帶來很大的隱患?；诖耍藗冋诜e極研究各種用于醫(yī)療器材包裝的新型材料，以滿足手術(shù)用醫(yī)療器材在性能上多方面多層次的苛刻要求。目前公認(rèn)的較佳的包裝方法是先用符合醫(yī)用標(biāo)準(zhǔn)的吸塑包裝薄膜經(jīng)熔融，按醫(yī)療器材的具體形狀吸塑成型，放入各種醫(yī)療器材后與透晰紙熱封，然后將封裝后的成品放入環(huán)氧乙垸滅菌柜里充分滅菌。由于環(huán)氧乙烷的滲透力很強(qiáng)，能滲透到透晰紙里面殺滅醫(yī)療器材上的細(xì)菌，細(xì)菌殺滅后的有害氣體能通過透晰紙里的毛孔再揮發(fā)出去。所述透晰紙是由木漿制造，紙纖維越長的滲透性越好，空氣能自由地進(jìn)出，所以殘留的環(huán)氧乙皖有毒氣體可慢慢地釋放出來，但細(xì)菌、塵埃等不潔凈物卻無法通過透晰紙污染已滅菌的醫(yī)療器材，達(dá)到既能殺滅包裝后醫(yī)療器材上的細(xì)菌，但在手術(shù)使用時(shí)卻無環(huán)氧乙烷有害氣體，保護(hù)醫(yī)療器材的目的。目前國內(nèi)外普遍使用的透晰紙，其與上述吸塑包裝薄膜的熱封性不好，必須在透晰紙上涂布一層熱熔膠來增加其熱封性。但是在透晰紙上涂一層熱熔膠后，等于將大部分起滲漏透作用的紙纖維毛孔堵塞，這樣透晰紙的滲透力下降，使環(huán)氧乙烷滲透困難，滅菌不徹底，而有害氣體的排出也很困難；同時(shí)熱熔膠還存在毒性遷移的難題，亦存在安全隱患。或者，采用先將器材滅菌后再包裝的方法，但是不論使用何種工具或自動(dòng)化包裝都會(huì)污染器材，手工包裝更要污染；這樣出品的醫(yī)療器材在手術(shù)使用時(shí)會(huì)直接影響病人的身體健康。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種可長時(shí)間耐受高溫蒸汽滅菌且與透晰紙熱封性能好的耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種可長時(shí)間耐受高溫蒸汽滅菌且與透晰紙熱封性能好的耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜的制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，從材料組成上看分為五層結(jié)構(gòu)，其特征在于第一層為熱封層A，其成分是嵌段共聚的聚丙烯和用茂金屬催化的聚丙烯(mPP)的共混樹脂；其中，所述嵌段共聚的聚丙烯的熔點(diǎn)大于13rC，mPP的用量占共混樹脂總量的2050wt^。由于醫(yī)療器材需要在131'C進(jìn)行30分鐘的蒸汽滅菌，超出了聚乙烯108128X:的熔點(diǎn)，聚乙烯薄膜在進(jìn)行高溫蒸汽滅菌時(shí)肯定會(huì)變形、起皺并粘牢，這樣的包裝顯然是達(dá)不到要求的。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)，選用熔點(diǎn)在131'C以上的嵌段共聚PP和mPP的共混樹脂作為熱封層，具有透明度好、拉伸強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，其不僅可以經(jīng)受i3rc以上的高溫，而且由于添加了mPP，該層既能與未涂膠的透晰紙熱封，又具有良好的剝離性能；剝離強(qiáng)度在12.5N之內(nèi)，超過2.5N就會(huì)有紙宵、甚至剝破紙污染手術(shù)室，低于1N則熱封牢度不夠，運(yùn)輸碰撞易開口污染醫(yī)療器材。較好的，共混樹脂的熔融指數(shù)可以為1.7~6.8g/min，密度可以為0.89~0.91g/cm3;更好的，所述mPP的用量可以為50wt%。所述熱封層A的厚度可以為該耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的20~23%。第二層為次內(nèi)層B，其成分是均聚的聚丙烯；該層在確保與熱封層A粘牢、符合FDA要求的同時(shí)，還能夠降低成本，確保產(chǎn)品的市場競爭力。較好的，可以選用熔融指數(shù)為1.8~5.0g/min，密度為0.90~0.91g/cm3的均聚聚丙烯。次內(nèi)層B的厚度可以為該耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的15~17%。第三層為中間層C，其成分是均聚的聚丙烯；該層作為比例最多的一層，要求在確保成本很低的前提下，既要于第四層粘接層D相容，使薄膜不分層，還要具有延伸率和挺度高、透明度好、且吸塑成型時(shí)厚薄均勻等優(yōu)點(diǎn)。較好的，可以選用熔融指數(shù)為1.65.5g/min，密度為0.90~0.92g/cm3的均聚聚丙烯；中間層C的厚度可以為該耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的30~32%。第四層為粘接層D，其成分為經(jīng)馬來酸酐接枝的聚丙烯；所述粘接層D所用材料的熔融指數(shù)可以為1.3~2.5g/min，密度可以為0.89-0.9lg/cm3。粘接層D的厚度可以為該耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的12~18%。該層作為聚丙烯與表層尼龍的粘接層，對第三層C和第五層E的塑料具有良好的粘接牢度。第五層為耐候?qū)覧,其成分為尼龍6或66。該層作為最外面的耐候?qū)?，要求具有良好的阻隔性能和沖擊強(qiáng)度，并且透明度好，強(qiáng)韌耐磨，耐熱穩(wěn)定性好，在熱封或高溫滅菌時(shí)不會(huì)變形，同時(shí)它還具有極性，能確保外層上的印刷附著力。較好的，可以選用熔融指數(shù)為1.7~2.8g/min，密度為0.91~0.93g/cm3的尼龍6或尼龍66。耐候?qū)覧的厚度可以為該耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的12~18%。采用尼龍6或尼龍66作為外層，利用它的耐高溫性能，解決了很多材料中熱封時(shí)會(huì)碰到的困難。而尼龍6或尼龍66尼龍不但透明度和透光率好，還有著良好的阻隔性能和拉伸強(qiáng)度，尼龍的氧氣透過率比聚乙烯要少100倍以上，這就是使用了尼龍后，不但薄膜的物理性能大幅提高，厚度還可以減薄20~30%，而綜合性能卻得到了很大的改善，節(jié)約了原料，提高了產(chǎn)品的市場競爭實(shí)力的原因。眾所周知，尼龍的熔點(diǎn)溫度為220250'C，聚丙烯的熔點(diǎn)溫度為152~168°C。尼龍作為表層雖然有很多優(yōu)點(diǎn)，但大家長期以來一直都做不好薄膜，其良好的性能得不到應(yīng)用。原因就是非對稱結(jié)構(gòu)的薄膜，內(nèi)外層材料的吸潮率和收縮率不同，熱封時(shí)薄膜就會(huì)巻曲。有的專利技術(shù)中為了解決熱封時(shí)因內(nèi)外層材料收縮不同所產(chǎn)生的巻曲問題，將薄膜設(shè)計(jì)為尼龍作中間層、內(nèi)外二層均采用聚乙烯的對稱結(jié)構(gòu)；這種對稱結(jié)構(gòu)雖然避免了內(nèi)外層材料收縮不同產(chǎn)生的巻曲問題，但在實(shí)際應(yīng)用的，如果內(nèi)、外二層樹脂熔融溫度差不多的話，熱封溫度低了根本燙不牢；如果將熱封溫度調(diào)高到內(nèi)層樹脂能熔融粘牢的溫度，熱封時(shí)外層樹脂先接觸熱封燙模，熱量是靠外層傳遞進(jìn)去的，在內(nèi)層聚乙烯尚未充分熔融時(shí)，最早承受熱量的外層即會(huì)因經(jīng)不起長時(shí)間的高溫而變形，導(dǎo)致熱封處收縮破裂，這樣的熱封不但容易漏氣，還會(huì)由于熱封處收縮不平影響美觀。針對這個(gè)難題，我們擺脫常規(guī)理論的束縛，經(jīng)過反復(fù)多次的研究和實(shí)驗(yàn)檢測，在不提高生產(chǎn)成本的前提下，利用吹膜機(jī)上現(xiàn)有的電暈裝置，將電暈打在熱封層上，神奇地解決了薄膜巻曲和未涂膠的透晰紙熱封強(qiáng)度低的難題。一般的公知常識(shí)認(rèn)為電暈放電使其表面產(chǎn)生極性基團(tuán)增加表面能，可以提高該薄膜的浸潤性和粘合性，但是通常電暈只應(yīng)用在需要印刷和復(fù)合的表面，在熱封層電暈會(huì)熱封不牢。但是我們發(fā)現(xiàn)電暈處理時(shí)的化學(xué)機(jī)理是氧化作用同時(shí)還產(chǎn)生一定的表面交聯(lián)區(qū)，還能誘發(fā)塑料表面分子的化學(xué)鍵斷裂而降解，正是這個(gè)機(jī)理，改善了聚烯烴表面的潤濕性，吸潮收縮的能量銳減，通過調(diào)節(jié)電暈電流強(qiáng)度，達(dá)到與尼龍表面收縮能量相同時(shí)薄膜就不會(huì)巻曲了。這是因?yàn)楸∧ぴ诮邮芊烹姇r(shí)，其表面產(chǎn)生了極性基團(tuán)，強(qiáng)烈的離子沖擊使薄膜表面分子發(fā)生變化，正好與普通紙張所需要的表面能量吻合，從而神奇地獲得了與紙張理想的熱封效果。這個(gè)發(fā)現(xiàn)使醫(yī)療器材吸塑包裝薄膜生產(chǎn)成本降低，質(zhì)量穩(wěn)定性明顯提高，為降低醫(yī)療器材的成本創(chuàng)造了條件。我們還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)電暈處理的熱封層，與未涂膠的透晰紙的熱封牢度反而提高，徹底解決了以前在透晰紙上必須涂熱熔膠才能熱封牢的現(xiàn)狀，而在透晰紙上預(yù)涂熱熔膠既封閉了透晰紙的毛空，也會(huì)導(dǎo)致滅菌和環(huán)氧乙垸揮發(fā)效果下降，而且目前使用的熱熔膠都有毒性，給病人的生命安全留下了很大的隱患。我們用相同的材料和工藝，吹制多巻醫(yī)療器材吸塑包裝薄膜，其中一巻表面未經(jīng)電暈處理，其它幾巻分別給予0.5A、l.OA、1.5A、2.0A、2.5A、3.0A、3.5A電流的電暈處理，經(jīng)過與未涂膠的的透晰紙熱封實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電流強(qiáng)度為2.03.0A時(shí)的剝離強(qiáng)度高，薄膜巻曲少，而且沒有紙宵和剝破紙的現(xiàn)象，電流過大和過小的效果都不如它。在此之前，我們曾經(jīng)在熱封層添加EVA、EMA等特殊塑料，雖然能與未涂膠的透晰紙封牢，但成本高，而且在熔融吸塑時(shí)會(huì)揮發(fā)出強(qiáng)烈的酸味，會(huì)損害生產(chǎn)工人的健康。上述方案中，所述耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜的總厚度可以為50-250Um0本發(fā)明中，上述耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜的制備方法可以采用下吹水冷式共擠工藝或流延法，其特征在于塑料充分熔融、經(jīng)過口模吹脹或流延后，須在15-18。C的水溫下快速冷卻，讓塑料分子盡快結(jié)晶，這樣不但透明度好，而且得到的薄膜柔軟易吸塑成型。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、能與不涂膠的透晰紙熱封，且熱封效果好；徹底改變了以前不預(yù)涂熱熔膠熱封不牢的現(xiàn)象，避免了透晰紙預(yù)涂熱熔膠后，滅菌滲透力下降，熱熔膠毒性遷移的問題，既增加了環(huán)氧乙垸滅菌滲透的效果，使滅菌后殘留的環(huán)氧乙烷也能充分揮發(fā)，還減少了生產(chǎn)環(huán)節(jié)，大幅降低了成本，更提高了包裝熱封的成品率。2、傳統(tǒng)的不對稱結(jié)構(gòu)的薄膜材料，由于內(nèi)、外層的吸潮率和收縮率不一至，熱封時(shí)會(huì)巻曲；而本發(fā)明中的薄膜則不會(huì)巻曲，同時(shí)尼龍作為外層還提高了薄膜的表面耐磨性和光亮度。3、透明度和柔軟性極佳，吸塑成型溫度低，剝離牢度好、且無紙宵和剝破紙的現(xiàn)象。4、耐13rC30分鐘高溫滅菌不變形，是國內(nèi)外首創(chuàng)，綜合性能超過進(jìn)口膜。5、表面光亮度好，厚薄誤差，比現(xiàn)有技術(shù)減少60%，無晶點(diǎn)和流紋等缺陷，溶出物符合美國FDA要求。6、阻隔性能和拉伸強(qiáng)度好，延伸率均勻，可以吸塑60mm以上的深度，比現(xiàn)有技術(shù)30mm以下提高一倍，且拉伸成型后的最深處厚薄誤差少，耐穿刺和沖擊強(qiáng)度高，為減薄包裝膜厚度創(chuàng)造了條件，還可回收利用，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)能減排的導(dǎo)向。7、材料環(huán)保，生產(chǎn)、使用及回收利用中不產(chǎn)生毒素。圖1為本發(fā)明實(shí)施例中耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式7以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1~實(shí)施例3、對比例1和對比例2如圖1所示，反映了本發(fā)明耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜的各層排布情況。由圖可見，其從材料組成上看為五層結(jié)構(gòu)，第一至第五層各層依次為熱封層A、次內(nèi)層B、核心層C、粘接層D、耐候?qū)覧。選用熔融指數(shù)為1.7~6.8g/min、密度為0.89~0.91g/cm3的嵌段共聚聚丙烯和mPP組成的共混樹脂，熔融指數(shù)為1.85g/min，密度為0.90~0.91g/cm3的均聚聚丙烯，熔融指數(shù)為1.6~5.5g/min、密度為0.900.92g/cm3的均聚聚丙烯，熔融指數(shù)為1.3~2.5g/min，密度為0.89~0.91g/cm3的馬來酸酐接枝共聚聚丙烯，熔融指數(shù)為1.7~2.8g/min、密度為0.91~0.93g/cm3的尼龍6或尼龍66,作為制造該耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜的原料，采用下吹水冷式共擠工藝或流延法制備多巻耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，薄膜的厚度為150"m。其具體實(shí)施情況如表1所示。將上述制備的各巻薄膜材料經(jīng)電暈處理后與浙江恒達(dá)紙業(yè)有限公司生產(chǎn)的醫(yī)用透晰紙熱封，測試其性能，具體情況如表2所示。將上述制備的各巻薄膜材料在13rC下進(jìn)行30分鐘的高溫蒸汽滅菌，滅菌后測其性能，測試結(jié)果如表3所示。表l實(shí)施例和對比例的具體實(shí)施情況<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1、一種耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，從材料組成上看分為五層結(jié)構(gòu)，其特征在于第一層為熱封層A，其成分是嵌段共聚的聚丙烯和用茂金屬催化的聚丙烯(mPP)的共混樹脂；其中，所述嵌段共聚的聚丙烯的熔點(diǎn)大于131℃，mPP的用量占共混樹脂的20～50wt％；第二層為次內(nèi)層B，其成分是均聚的聚丙烯；第三層為中間層C，其成分是均聚的聚丙烯；第四層為粘接層D，其成分為經(jīng)馬來酸酐接枝的聚丙烯；第五層為耐候?qū)覧，其成分為尼龍6或66。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，其特征在于所述的熱封層所使用的共混樹脂的熔融指數(shù)為1.7~6.8g/min，密度為0.89~0.91g/cm3;所述次內(nèi)層B所用材料的熔融指數(shù)為1.8~5g/min，密度為0.90~0.91g/cm3;所述中間層C所用材料的熔融指數(shù)為1.6~5.5g/min，密度為0.90~0.92g/cm3;所述粘接層D所用材料的熔融指數(shù)為1.3~2.5g/min，密度為0.89~0.91g/cm3;所述耐候?qū)覧所用材料的熔融指數(shù)為1.7~2.8g/min，密度為0.91~0.93g/cm3。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，其特征在于所述mPP的用量為50wt%。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，其特征在于所述熱封層A經(jīng)過電暈處理。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，其特征在于所述的電暈處理的電流強(qiáng)度為2.0~3.0A。6、根據(jù)權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述的耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，其特征在于所述熱封層A的厚度為該耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的20~23%，次內(nèi)層B的厚度為該耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的15~17%，核心層C的厚度為該耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的30~32%，粘接層D的厚度為該耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的12~18%，耐候?qū)覧的厚度為該耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的12~18%。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，其特征在于所述耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜的總厚度為50-250yra。8、一種耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜的制備方法，采用下吹水冷式共擠工藝或流延法，其特征在于塑料充分熔融、經(jīng)過口模吹脹或流延后，在1518'C水溫下冷去口。全文摘要本發(fā)明涉及到一種耐高溫滅菌醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜及其制備方法，該薄膜的第一層為熱封層A，其成分是嵌段共聚的聚丙烯和用茂金屬催化的聚丙烯(mPP)的共混樹脂；其中，所述嵌段共聚的聚丙烯的熔點(diǎn)大于131℃，mPP的用量占共混樹脂的20～50wt％；第二層為次內(nèi)層B，其成分是均聚的聚丙烯；第三層為中間層C，其成分是均聚的聚丙烯；第四層為粘接層D，其成分為經(jīng)馬來酸酐接枝的聚丙烯；第五層為耐候?qū)覧，其成分為尼龍6或66。其制備采用下吹水冷式共擠工藝或流延法，塑料充分熔融、經(jīng)過口模吹脹或流延后，在15～18℃水溫下冷卻。本發(fā)明制備方法簡單，產(chǎn)品可長時(shí)間耐受高溫蒸汽滅菌且與透析紙熱封性能好。文檔編號(hào)B32B27/32GK101607616SQ200910098929公開日2009年12月23日申請日期2009年5月21日優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日發(fā)明者陳亦鋒申請人:陳亦鋒