具有高粘附性和耐久性的多层防渗性容器制造技术

本发明专利技术提供了一种降低共注塑成形的多层容器脱层的技术。该多层容器包括至少一层亲水性共聚物和一层包含聚烯烃与酸酐改性聚烯烃的共混物层。理想的是，亲水性共聚物形成芯层，聚烯烃与酸酐改性聚烯烃的共混物形成外表层。该容器适用于血液采集，但也可用于其它领域。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及通过降低共注射成形的多层容器的脱层，来降低容器对湿气和各种气体(如氧气)的渗透性。这类容器可用于诸如食品、饮料、化妆品和体液(如血液)的采集、保存等的各类事项中。
技术介绍
所有容器，不管它们的预期用途，必须满足使用所要求的性能标准。用各种热塑性材料制造容器在技术上是众所周知的。采用多层结构可使容器具有特定的性能也是众所周知的。通常采用不同类型的热塑性材料层，从而从各热塑性材料层获得各种性能的不同优点。例如，一层可具有防潮性而另一层可具有防气体渗透性。例如，聚丙烯(PP)已用于模塑和挤塑工艺中来制备包括药品用塑料容器和食品包装工业用薄膜在内的各种制品。然而，PP对氮、氧和其它气体及水蒸汽略有渗透性。这种气体渗透作用会引起容纳在PP容器中的物品随时间的推移而品质下降。这种气体渗透作用引起了医药工业界的高度关注。例如，抽空血液采集管必须满足一定的性能标准。这类性能标准通常包括在贮存12-18个月内使原有抽取体积仍能保持约90％以上。由于高透气性材料的容器内的真空度不能长时间保持，因此选择高透气性材料制造容器是极不妥的。需要一种阻止空气和水汽透过聚合物壁的阻隔层，这是由于空气和水汽的透入会减少抽取体积并会缩短贮存期。同样必需抑制液体蒸气透过管壁以减少常在制造时导入管子中的干燥的血液分析添加剂的变质，或者以便保持所评价的液体添加剂。一种阻止气体渗透的方法是采用不同的塑料层，以使第一塑料层可补偿第二层的气体渗透性，而第二层可补偿第一层的湿气渗透性。例如，乙基乙烯醇(EVOH)材料由于存在羟基基团而具有良好的气体阻隔性。然而，这类材料部分由于存在羟基基团而易为湿气所降解。另一个值得关注的问题是容器材料与内容物料的反应性性能。由不同聚合物层构成的多层容器可保持一层惰性表面并能达到诸如血液采集等用途所要求的阻隔性能。以EVOH作为内层，PP作为外表层的多层结构容器既具有阻气性又具有防潮性，这在技术上是众所周知的。然而，由于EVOH层与PP层的化学结构不同，存在不相容性，因而这类多层结构特别容易分离和脱层。热塑性塑料层在受热和/或机械应力作用下，脱层会进一步加剧，从而会破坏多层结构的协同作用。有多种用于防止脱层的方法，如美国专利4707389所述的增加粘结层或粘合剂层。该粘结层与邻接的两层是相容的，从而可防止脱层。然而，采用粘结层会增加成本和增加容器制造机械的复杂性。已采用添加剂来降低多层薄膜的脱层现象。例如，美国专利5230963公开了向聚丙烯层添加马来酸化聚丙烯，然后使添加有马来酸化聚丙烯的聚丙烯层与表面涂敷聚乙烯醇的另一聚丙烯层相层合来制造包装薄膜的方法。这种薄膜可用作柔软包装，但不能用于制造具有刚性结构的容器。需要具有阻气和防潮性能的耐用、结实的容器，并且制造成本是低廉的。
技术实现思路
本专利技术解决了先有技术存在的问题，并提供了能满足上述要求的改进了性能的容器的制造方法。这类容器包括(但不受此限制)血液采集管、抽空血液采集管、离心管、培养瓶和注射针筒。根据本专利技术的一个实施方案，容器的制造工艺或制造方法包括将不同的、不相容的两层，更具体地说将亲水性烯烃共聚物层(如乙烯乙烯基醇层)与聚烯烃层(如聚丙烯层)进行粘合。该方法包括将经酸酐改性的聚烯烃树脂作为增容剂或与亲水性烯烃共聚物树脂或更希望地与聚烯烃树脂相混合。例如聚烯烃树脂可与酸酐改性的聚烯烃树脂共混，如将聚丙烯与马来酸化聚丙烯相混合，然后将该混合树脂与亲水性烯烃共聚物树脂(如乙烯乙烯基醇)通过共注塑工艺进行共注塑。该方法可制造包括与混合聚烯烃层相粘合的亲水性烯烃共聚物层的多层结构，这种多层结构具有优良的阻气性和防潮性，还具有耐久性而不易脱层。在本专利技术的另一个实施方案中，多层结构是通过这样一种方法制造的。据此，该结构包括含至少一种亲水性烯烃共聚物的第一层和与第一层直接相邻接的含聚烯烃和酸酐改性的聚烯烃的共混物的第二层。该结构还可包括与第一层相对第二层的另一面相邻接的含聚烯烃和酸酐改性的聚烯烃的第三层。在这样的排列结构中，第一层成为芯层，而第二层和第三层形成包围芯层的内表层和外表层，这种结构在芯层与两表层之间没有任何粘合剂，也没有粘结层。理想的是，该多层结构呈容器的形状，更理想的是一种采集管子，包括管子的底面、顶面边缘及底面与顶面边缘间的侧壁。至少侧壁包括具有聚合物芯层的内、外聚合物表层，该芯层位于内、外聚合物表层之间，并与内、外聚合物表层直接邻接。表层与芯层是由互不相容的聚合物所形成的，但由于如上所述，在一层树脂层中掺入了经酸酐改性的聚烯烃因而彼此能充分粘附且不会脱层。理想的是，整个管子的底面和侧壁都应基本连续覆盖有由两表层所包覆的芯层。由此，实现了在不同聚合物之间不需要粘合剂或粘结层而制成具有不相容聚合物的共注塑管。在本专利技术再一个实施方案中，制造多层容器的工艺或方法包括提供含亲水性烯烃共聚物的第一层聚合物材料以及含聚烯烃和酸酐改性聚烯烃的干燥共混物的第二层聚合物材料。该第一和第二熔融聚合物材料通过喷嘴部分导入包括整体成形的容器底面区域的模腔内。第一和第二熔融聚合物材料至少在部分制造过程中是同向流入模腔中的。在同向流动期间，喷嘴部分将第一和第二熔融聚合物层导入模腔内，以第一熔融聚合物材料作为内表层和外表层，以第二熔融聚合物材料作为内表层与外表层之间的芯层。具体实施例方式一般来说，根据本专利技术的一个实施方案，由两种不同的、不相容聚合物层制得的多层容器结构。(不相容是指不能大规模良好粘合的聚合物，其意思是当两种聚合物形成两层薄膜时，如果在薄膜成形加工后有立即脱层的倾向，或者以后经正常操作、弯曲、使用、改变环境条件(如温度变化)或类似外部因素改善而产生的力作用下有脱层的倾向，则这样的聚合物可认为是不相容的)。更具体地说，本专利技术实施方案涉及能防止或减少层间脱层的、改进了的多层容器结构。根据本专利技术的实施方案，多层容器结构包括至少一层烯烃聚合物层和至少一层与烯烃聚合物层就粘合和层合而论是不相容的聚合物层。该多层容器结构通常包括至少有相互相邻接的第一和第二层，第一层是由亲水性烯烃共聚物形成的，第二层是由聚烯烃形成的。该多层容器结构是通过共注塑工艺成形的，其中形成多层结构的聚合物材料同向流入具有所需形状的模具中而形成多层结构。这类共注塑工艺在PCT International Publication WO.02/102571中已有介绍，该专利公开了通过同向流动共注塑工艺制造的多层血液采集管，该公开内容已全文引入本文中。可通过将酸酐改性的聚烯烃树脂掺混入这样的多层结构中的聚烯烃层内或亲水性烯烃共聚物层内，来实现降低脱层和改进这类不相容层之间的粘合性。当酸酐改性聚烯烃掺混在聚烯烃层内如在共注塑工艺形成层之前通过干法共混将酸酐改性聚烯烃树脂掺混在聚烯烃树脂中时，就可获得所希望的结果。本专利技术实施方案的多层容器的各层是根据容器的预期用途选择的。根据本专利技术的容器包括(但不受此限制)管、瓶、皿、小瓶、烧瓶、注射器以及一次性使用的容器。特别有用的是那些供采集血液使用的管子。下面就抽空血液采集管来说明本专利技术的实施方案，但是技术熟练人员都清楚这些说明同样也可用于其它容器。所述实施方案特别适用于管子如血液采集管，这种管子通常呈圆柱形，具有一个圆形封闭端和连续的管状圆柱形表面。在这类本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层结构，该多层结构包括：含至少一种亲水性烯烃共聚物的第一层，和与第一层相邻接的第二层，所述第二层含至少一种由聚烯烃和酸酐改性聚烯烃形成的共混物。

【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：N赫顿，P索斯基，D德萨尔沃，
申请(专利权)人：贝克顿迪金森公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]