專利名稱：：一種醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜及其制備方法。
背景技術：
：現(xiàn)在普遍使用的手術室用醫(yī)療器材出廠時一般采用普通聚乙烯薄膜包裝，盡管在凈化車間生產(chǎn)，但是仍然達不到手術使用的衛(wèi)生標準，因此，這些器材在包裝后出廠前必須要進行徹底滅菌，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)氧乙烷也無法滲透到薄膜內(nèi)，這些器材直接使用會給患者的生命帶來很大的隱患。基于此，人們正在積極研究各種用于醫(yī)療器材包裝的新型材料，以滿足手術用醫(yī)療器材在性能上多方面、多層次的苛刻要求。目前公認的較佳的包裝方法是先用符合醫(yī)用標準的吸塑包裝薄膜經(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)氧乙烷滅菌柜里充分滅菌。由于環(huán)氧乙烷的滲透力很強，能滲透到透晰紙里面殺滅醫(yī)療器材上的細菌，細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，達到既能殺滅包裝后醫(yī)療器材上的細菌，但在手術使用時卻無環(huán)氧乙烷有害氣體，保護醫(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)氧乙垸滲透困難，滅菌不徹底，而有害氣體的排出也很困難；同時熱熔膠還存在毒性遷移的難題，亦存在安全隱患?；蛘?，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化包裝都會污染器材，手工包裝更要污染；這樣出品的醫(yī)療器材在手術使用時會直接影響病人的身體健康。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀，提供一種不需涂膠即能夠與透3晰紙良好熱封的醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，該薄膜具有五層結構，兼取各種樹脂的優(yōu)點，彌補了單一薄膜中的不足，從而達到降低薄膜厚度、提高綜合性能、并可回收利用的目的。本發(fā)明所要解決的另一個技術問題是針對現(xiàn)有技術的現(xiàn)狀，提供一種不需涂膠即可與透晰紙良好熱封的醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜的制備方法。本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為該醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，從材料組成上看分為五層結構，其特征在于第一層為熱封層A，其成分為線性低密度聚乙烯(LLDPE)和采用辛烯作為共聚單體的茂金屬催化聚乙烯(mPE)的共混樹脂；其中mPE在共混樹脂中的含量為20~40wt%。熱封層采用辛烯共聚的茂金屬催化聚乙烯，與透晰紙熱封的剝離強度最合適，能夠做到既能密封又不虛焊，使用時也能輕松剝離；難度在于粘力太強也不行，剝離強度超過2.5N時就會有紙宵、甚至剝破紙污染手術室，這在凈化無塵的手術室內(nèi)是不允許的；而剝離強度低于1N時，其熱封牢度不夠，運輸碰撞易開口污染醫(yī)療器材。因此剝離強度要求在122N之內(nèi)。經(jīng)多次實驗，我們認為當共混樹脂物中辛烯共聚的mPE的含量為2040wt^時，其既能與未涂膠的透晰紙熱封，又具有良好的剝離性能。較好的，可以選用熔融指數(shù)為l.l~2.8g/min、密度為0.卯00.930g/cm3的共混樹脂；該層厚度可以占該醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的21~23%。第二層為次內(nèi)層B，其成分是含有己烯共聚單體的線性低密度聚乙烯。該層要求在確保成本的前提下，既要與C層相容不分層，膜面無晶點、流紋等缺陷，還要具有延伸率高、耐穿剌好、且拉伸處厚薄均勻等優(yōu)點。較好的，所述次內(nèi)層B可以選用熔融指數(shù)為1.22.6g/min、密度為0.9160.930g/cm3線性低密度聚乙烯；次內(nèi)層B的厚度可以為該醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的16~18%，第三層為核心層C,其成分是含有丁烯共聚單體的線性低密度聚乙烯。較好的，所述核心層C可以選用熔融指數(shù)為1.2~2.6g/min、密度為0.916~0.930g/cm3的線性低密度聚乙烯；核心層C的厚度可以為該醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的32~35%。該層作為比例最多的一層，要求在確保成本的前提下，既要與D層粘接層相容，使薄膜不分層，還要具有延伸率高、透明度好、且拉伸處厚薄均勻等特點。第四層為粘接層D，其成分為經(jīng)馬來酸酐接枝的聚乙烯。該層作為核心層C層與表層尼龍的粘接層，要求對C層和下述的E層均具有良好的粘接牢度，無與尼龍熱反應導致的小晶點。較好的，所述粘接層D所用材料的熔融指數(shù)可以為1.7~2.8g/min，密度可以為0.918~0.930g/cm3;粘接層D的厚度可以為該醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的1317%，第五層為耐候?qū)覧，其成分為尼龍6或尼龍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度，并且透明度好，強韌耐磨，耐熱穩(wěn)定性好，在熱封或高溫滅菌時不會變形，同時它還具有極性，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1.72.8g/min、密度為U00~1.260g/cm3的尼龍6或尼龍66作為耐候?qū)覧所用材料；耐候?qū)覧的厚度可以為該醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的12~18%。經(jīng)過大量的生產(chǎn)、試驗，對其結果進行分析研究，結論是內(nèi)層A樹脂在符合醫(yī)療器材滅菌要求的同時，應選擇熔點溫度盡量低的樹脂，我們創(chuàng)造性地加入辛烯共聚的mPE，正好滿足了這方面的要求；同時內(nèi)外層樹脂的熔點溫差應盡量大，才能確保有好的熱封效果。隨著熱封溫度適應范圍的寬廣，就能做到溫度低一點也能封牢，溫度高了也不會燙壞，從而減少產(chǎn)品不良率，提高制袋速度和生產(chǎn)效率。而采用尼龍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會碰到的困難。而尼龍6或尼龍66不但透明度和透光率好，還有著良好的阻隔性能和拉伸強度，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)品的市場競爭實力的原因。眾所周知，尼龍的熔點溫度為220250。C，聚乙烯的熔點溫度為108~128°C。尼龍作為表層雖然有很多優(yōu)點，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用。原因就是非對稱結構的薄膜，內(nèi)外層材料的吸潮率和收縮率不同，熱封時薄膜就會巻曲。有的專利技術中為了解決熱封時因內(nèi)外層材料收縮不同所產(chǎn)生的巻曲問題，將薄膜設計為尼龍作中間層、內(nèi)外二層均采用聚乙烯的對稱結構；這種對稱結構雖然避免了內(nèi)外層材料收縮不同產(chǎn)生的巻曲問題，但在實際應用的，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，熱封時外層樹脂先接觸熱封燙模，熱量是靠外層傳遞進去的，在內(nèi)層聚乙烯尚未充分熔融時，最早承受熱量的外層即會因經(jīng)不起長時間的高溫而變形，導致熱封處收縮破裂，這樣的熱封不但容易漏氣，還會由于熱封處收縮不平影響美觀。針對這個難題，我們擺脫常規(guī)理論的束縛，經(jīng)過反復多次的研究和實驗檢測，在不提高生產(chǎn)成本的前提下，利用吹膜機上現(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度低的難題。一般的公知常識認為電暈放電使其表面產(chǎn)生極性基團增加表面能，可以提高該薄膜的浸潤性和粘合性，但是通常電暈只應用在需要印刷和復合的表面，在熱封層電暈會熱封不牢。但是我們發(fā)現(xiàn)電暈處理時的化學機理是氧化作用同時還產(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鍵斷裂而降解，正是這個機理，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)電暈電流強度，達到與尼龍表面收縮能量相同時薄膜就不會巻曲了。這是因為薄膜在接受放電時，其表面產(chǎn)生了極性基團，強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，而在透晰紙上預涂熱熔膠既封閉了透晰紙的毛孔，也會導致滅菌和環(huán)氧乙烷揮發(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驗，結果發(fā)現(xiàn)電流1.02.5A的剝離強度高，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，而且在熔融吸塑時會揮發(fā)出強烈的酸味，會損害生產(chǎn)工人的健康。上述方案中，所述醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜的總厚度可以為50250um。本發(fā)明中，上述醫(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，需要在1518'C水溫下快速冷卻，讓塑料分子盡快結晶，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)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于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涂熱熔膠就熱封不牢的現(xiàn)象，避免了透晰紙預涂熱熔膠后，滅菌滲透力下降，熱熔膠毒性遷移的問題，既增加了環(huán)氧乙烷滅菌滲透的效果，使滅菌后殘留的環(huán)氧乙垸也能充分揮發(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)的不對稱結構的薄膜材料，由于內(nèi)、外層的吸潮率和收縮率不一至，熱封時會巻曲；而本發(fā)明中的薄膜則不會巻曲，同時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)，綜合性能超過進口膜。5、表面光亮度好，無晶點和流紋等缺陷，溶出物符合美國FDA要求。6、阻隔性能和拉伸強度好，延伸率均勻，可以吸塑60mm以上的深度，比現(xiàn)有技術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)濟和節(jié)能減排的導向。7、材料環(huán)保，生產(chǎn)、使用及回收過程中均不產(chǎn)生毒素。圖1為本發(fā)明實施例醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜的剖視結構示意圖。具體實施例方式以下結合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。實施例1~實施例3、對比例1、對比例2如圖1所示，反映了本發(fā)明醫(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構，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l.l~2.8g/min、密度為0.900~0.930g/cm3的LLDPE和辛烯共聚的mPE組成的共混樹脂，熔融指數(shù)為1.2~2.6g/min、密度為0.916~0.930g/cm3的含有己烯單體共聚的線性低密度聚乙烯，熔融指數(shù)為1.2~2.6g/min、密度為0.916~0.930g/cm3的含有丁烯單體共聚的線性低密度聚乙烯，熔融指數(shù)為1.7~2.8g/min、密度為0.918~0.930g/cm3的經(jīng)馬來酸酐接枝的聚乙烯，熔融指數(shù)為1.7~2.8g/min、密度為1.1001.260g/cmS的尼龍6或尼龍66，作為制造該醫(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醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，其具體實施情況如表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下進行30分鐘的高溫蒸汽滅菌，滅菌后測其性能，測試結果如表3所示。表1實施例和對比例的具體實施情況<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表2各實施例和對比例與透晰膜熱封的具體情況及熱封后的性能A層中mPE的含量電暈值OA0.5A1.0A1.5A2.OA2.5A3.OA3.5A實施例120%0.4N0.6N1.2N1.3N1.5N1.7N2.IN2.4N有紙屑實施例230%0.6N0.7N1.5N1.6N1.8N1.9N2.4N有紙屑2.7N有紙屑實施例340%0.9N1.4N1.8N2.0N2.1N2.2N2.8N有紙屑3.ON破紙對比例10%0.1N0.2N0.3N0.4N0.4N0.5N0.5N0.6N對比例2跳0.3N0.5N0.6N0.6N0.7N0.7N0.8N0.8N表3各實施例和對比例高溫滅菌后的物理性能(電暈值=2.OA)A層中mPE的含量測試項目巻曲度柔軟度透氣率透光率拉伸強度伸長率撕裂力抗擺錘沖擊能實施例120%25°好48cm391%25MPa356%4.4N2.1J實施例230%16°極好42cm393%32MPa394%4.7N2.5J實施例340%9C極好35cra394%38MPa428%5.1N2.8J對比例10%49°極差81cm385%16MPa257%3.6N1.5J對比例210%36°差65cm387%21MPa319%3.9N1.8J8權利要求1、一種醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，從材料組成上看分為五層結構，其特征在于第一層為熱封層A，其成分為線性低密度聚乙烯(LLDPE)和采用辛烯作為共聚單體的茂金屬催化聚乙烯(mPE)的共混樹脂；其中mPE在共混樹脂中的含量為20～40wt％；第二層為次內(nèi)層B，其成分是含有己烯共聚單體的線性低密度聚乙烯；第三層為核心層C，其成分是含有丁烯共聚單體的線性低密度聚乙烯；第四層為粘接層D，其成分為經(jīng)馬來酸酐接枝的聚乙烯；第五層為耐候?qū)覧，其成分為尼龍6或尼龍66。2、根據(jù)權利要求1所述的醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，其特征在于所述熱封層A所用材料的熔融指數(shù)為l.l~2.8g/min、密度為0.9000.930g/cm3;所述次內(nèi)層B所用材料的熔融指數(shù)為1.2~2.6g/min、密度為0.916~0.930g/cm3;所述核心層C所用材料的熔融指數(shù)為1.2~2.6g/min、密度為0.916~0.930g/cm3;所述粘接層D所用材料的熔融指數(shù)為1.7~2.8g/min、密度為0.918-0.93Og/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1.100~1.260g/cm3。3、根據(jù)權利要求1所述的醫(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。4、根據(jù)權利要求3所述的醫(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度為L02.5A。5、根據(jù)權利要求1至4任一權利要求所述的醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，其特征在于所述熱封層A的厚度為該醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的2123X，次內(nèi)層B的厚度為該醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的16~18%，核心層C的厚度為該醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的32~35%，粘接層D的厚度為該醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的13~17%，耐候?qū)覧的厚度為該醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜總厚度的12~18%。6、根據(jù)權利要求5所述的醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜，其特征在于所述醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜的總厚度為50~250um。7、一種如權利要求1所述的醫(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，其特征在于塑料熔融、經(jīng)過口模吹脹或流延后，需要在1518'C的水溫下冷卻。全文摘要本發(fā)明涉及到一種醫(yī)療器材吸塑包裝用薄膜及其制備方法，該薄膜具有五層結構，第一層為熱封層A，其成分為線性低密度聚乙烯和采用辛烯作為共聚單體的茂金屬催化聚乙烯的共混樹脂；其中茂金屬催化聚乙烯在共混樹脂中的含量為20～40wt％；第二層為次內(nèi)層B，其成分是含有己烯共聚單體的線性低密度聚乙烯；第三層為核心層C，其成分是含有丁烯共聚單體的線性低密度聚乙烯；第四層為粘接層D，其成分為經(jīng)馬來酸酐接枝的聚乙烯；第五層為耐候?qū)覧，其成分為尼龍6或尼龍66；其制備方法可以采用下吹水冷式共擠工藝或流延法，塑料熔融、經(jīng)過口模吹脹或流延后，在15～18℃的水溫下快速冷卻。本發(fā)明制備方法簡單，產(chǎn)品兼取各種樹脂的優(yōu)點，不需涂膠即能夠與透晰紙良好熱封，降低了薄膜厚度、綜合性能好、并可回收利用。文檔編號B32B27/32GK101559854SQ200910098930公開日2009年10月21日申請日期2009年5月21日優(yōu)先權日2009年5月21日發(fā)明者陳亦鋒申請人:陳亦鋒