拉伸聚四氟乙烯成型体及其制造方法技术

本发明专利技术是具有高纵向撕裂强度的多孔聚四氟乙烯管等的拉伸聚四氟乙烯成型体及其制造方法，是具有由微细纤维与该微细纤维相互连结的结节所构成微细结构的拉伸聚四氟乙烯成型体，设纵向撕裂荷重为Ｌ（ｇｆ）、壁厚为Ｔ（ｍｍ）、及树脂体积比率为Ｖ（％）时，采用式Ｌ／［Ｔ×（Ｖ／１００）］算出的纵向撕裂强度是６，０００ｇｆ／ｍｍ以上，含高速挤出成型工序的该拉伸聚四氟乙烯成型体的制造方法。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及拉伸聚四氟乙烯成型体，更详细地讲，涉及高气孔率，且具有高纵向撕裂强度的。本专利技术的拉伸聚四氟乙烯成型体一般是管状体、线状体、棒状体等形态，适用于人造血管，缝合线及其他用途。本专利技术的拉伸聚四氟乙烯管具有特别适合作为人造血管材料使用的特性。
技术介绍
使用聚四氟乙烯(以下简称为“PTFE”)加工成型的拉伸PTFE成型体具有微细纤维与该微细纤维相互连结的结节构成的微细结构。拉伸PTFE成型体因这种微细结构成为多孔质，故也称作多孔PTFE成型体。拉伸PTFE成型体作为孔径或气孔率等多孔体的特性，可以主要由拉伸条件进行控制。拉伸PTFE成型体中拉伸PTFE管(也称“多孔PTFE管”)，不仅具有PTFE材料本身原有的耐热性或耐药品性等特性，又具有低摩擦系数、防水性、非粘结性等表面特性，而且因为多孔质，故又附加了柔软性、流体透过性、微粒的捕集、过滤性、低介电常数、低电介质损耗角正切等特性，由于这些独特的特性，其用途不仅是一般工业领域，而且扩展到医疗领域。例如，多孔PTFE管除了富有柔软性、PTFE材料本身抗血栓性好以外，由拉伸成型的许多微细纤维与该微细纤维相互连结的许多结节构成的微细纤维状组织而形成的多孔结构对机体适应性好。因此，拉伸PTFE管广泛用于与机体血管的病变部位置换移植，或尤其是绕过病变部旁路移植等维持血液循环用的代用血管用途。多孔PTFE管一般采用将液体状润滑剂混入PTFE未烧结粉末中，通过活塞挤出将得到的混合物加工成管状后，干燥除去液体状润滑剂，然后沿管轴方向将管状成型物进行拉伸的方法制得。拉伸后，为了不使管收缩而边固定、边加热到PTFE熔点以上的温度，将拉伸的结构进行烧结固定。拉伸温度足够高时，与拉伸工序同时地进行烧结固定。多孔PTFE管虽然具有前述各种优异特性，但沿挤出方向分子取向强，容易沿长轴方向开裂。因此将多孔PTFE管作为人造血管与机体血管吻合时，管因缝合针或缝合线而沿长轴方向开裂，存在漏血而形成血肿或形成假性动脉瘤的问题。这种问题在制造多孔PTFE管时，当提高拉伸倍率而提高气孔率，或扩大孔径使壁厚减薄时特别显著。作为提高拉伸PTFE管纵向撕裂强度的措施，考虑了对挤出(押出)成形品在纵向和径向两向进行拉伸的方法，而只用这种方法不能实现纵向撕裂强度的大幅度提高。因此，报道了通过在活塞挤出成型装置的模头或模芯上设螺旋状的沟，使挤出成型物产生螺旋状的流体，边相对于长轴方向产生具有角度的取向边进行挤出成型的方法(特公昭43-20384号公报、特公平7-15022号公报)。然而，前述方法由于在后工序中沿长轴方向对挤出成型物进行拉伸，故取向方向与长轴方向的交叉角度变小，纵向撕裂强度不会有大幅度的改善。尤其是为了制造有70％以上高气孔率的多孔PTFE管，必须沿着纵向拉伸4倍以上的高拉伸倍率时，由于取向方向逐渐接近长轴方向，故几乎不会有提高纵向撕裂强度的效果。因此，为了得到纵向撕裂强度高的多孔PTFE管，提出了降低气孔率的方法，或在多孔PTFE管的表面上将拉伸PTFE带缠绕成螺旋状进行增强的方法(特公昭52-9074号分报)。目前采用降低多孔PTFE管气孔率的方法，或在多孔PTFE管的外表面上将拉伸PTFE制的带或线缠绕成螺旋状进行增强方法的任何一种方法。然而，多孔PTFE管的低气孔率化或在外表面上缠绕带或线的增强方法，虽然对提高纵向撕裂强度有效，但存在破坏柔软性或机体细胞侵入性这类多孔PTFE管固有特征的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过改善多孔PTFE管等拉伸PTFE成型体本身的纵向撕裂强度，提供即使没有增强材料也具有高纵向撕裂强度的多孔PTFE管等拉伸PTFE成型体及其制造方法。另外，本专利技术的目的还在于提供高气率且具有高纵向撕裂强度的多孔PTFE管制的人造血管。本专利技术者们为了达到前述目的进行潜心研究，结果发现通过在使用活塞(ラム)挤出成型装置将含有PTFE未烧结粉末与润滑剂的混合物挤出加工成设定形状的工序中，采用比过去高的速度进行挤出成型，得到纵向撕裂强度显著改善的拉伸PTFE成型体。此外，根据这一发现，通过开发高速活塞挤出成型技术和与之相适应的活塞挤出成型装置，可以稳定地制造高气孔率且具有高纵向撕裂强度的多孔PTFE管等拉伸PTFE成型体。这种多孔PTFE管具有作为人造血管特别好的特性。本专利技术是基于这些发现而完成的研究。因此，本专利技术提供拉伸PTFE成型体，其特征在于是具有微细纤维与该微细纤维相互连结的结节所构成微细结构的拉伸聚四氟乙烯成型体，设纵向撕裂荷重为L(gf)、壁厚为T(mm)、及树脂体积比率为V(％)时，用式L/算出的纵向撕裂强度是6,000gf/mm或以上。前述拉伸聚四氟乙烯成型体优选是多孔聚四氟乙烯管。本专利技术提供该多孔聚四氟乙烯管制的人造血管。另外，本专利技术提供拉伸聚四氟乙烯成型体的制造方法，该方法包括使用活塞挤出成型装置将含有聚四氟乙烯未烧结粉末与润滑剂的混合物挤出成形为设定形状的工序1，对得到的挤出成型物进行拉伸的工序2，及将拉伸成型物进行烧成的工序3，其特征在于，工序1中，在由挤出减速比(リダグシヨンレシオ)与活塞速度之积求得的挤出成型速度为19m/分钟或以上的条件下进行挤出成型，设纵向撕裂荷重为L(gf)、壁厚为T(mm)、及树脂体积比率为V(％)时，用式L/算出的纵向撕裂强度是6,000gf/mm或以上。附图简述附图说明图1是现有活塞挤出成型装置的截面图。图2是料筒与母模作为无缝连续一体结构体的活塞挤出成型装置的截面图。专利技术的最佳实施方案本专利技术的拉伸PTFE成型体可以呈管状、线状、棒状等各种形态，对其中代表性的拉伸PTFE管(即多孔PTFE管)具体地说明其制造方法。制造多孔PTFE管，例如，采用特公昭42-13560号公报等所述的方法，首选向PTFE未烧结粉末中混入润滑剂配制混合物，使用活塞挤出成型装置将该混合物挤出成管状后，沿管轴方向按所期望的拉伸倍率对管进行拉伸。为了不使得到的管引起收缩而边固定，边加热到烧结温度327℃以上的温度将拉伸的结构进行烧结固定。采用这种方法可以制得多孔PTFE管。作为助剂的润滑剂，优选使用石脑油(ナフサ)等在常温下为液状的液体润滑剂。液体润滑剂通常在挤出成型工序之后干燥除去，但也可以在拉伸工序中除去。多孔PTFE的气孔率与微细纤维长度可以通过调节拉伸倍率与拉伸应变速度任意地设定。通常拉伸沿单轴方向进行拉伸。拉伸倍率一般选自1.2～15倍，优选2～10倍，更优选3～8倍的范围。烧结可以在拉伸工序之后进行，也可以边拉伸边进行烧结。对挤出成型物边拉伸边进行烧结，例如，可列举在350～800℃左右的电炉中进行拉伸的方法。挤出成型工序后的拉伸及烧结的条件可以从该
公知的条件中适当地进行选择。要得到本专利技术具有高纵向撕裂强度的多孔PTFE管等拉伸PTFE成型体，在挤出成型工序中，使挤出减速比(以下有时称“挤出RR”)与活塞速度(mm/分钟)之积求出的挤出成型速度为19m/分钟或以上，优选为40m/分钟或以上。此时的挤出RR优选为250或250以上，更优选为320或320以上。挤出RR的上限优选是700，更优选650，特别优选是600。挤出成型速度的上限通常是100m/分钟，大多数的场合是70m/分钟左右。为了提高高速下的挤出本文档来自技高网...

【技术保护点】
拉伸聚四氟乙烯成型体，其特征在于，该成型体是具有由微细纤维与通过该微细纤维相互连结的结节构成的微细结构的拉伸聚四氟乙烯成型体，设纵向撕裂荷重为Ｌ（ｇｆ）、壁厚为Ｔ（ｍｍ）、树脂体积比率为Ｖ（％）时，用式Ｌ／［Ｔ×（Ｖ／１００）］算出的纵向撕裂强度是６，０００ｇｆ／ｍｍ或６，０００ｇｆ／ｍｍ以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：林文弘，奥田泰弘，中田元巳，名取耕一朗，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]