의료기기 제조용(박벽 열수축 튜브)  

특별 섹션:

장치의 크기를 줄이는 것은 수축 튜브의 장점 중 하나이며 응용 범위가 넓습니다.

최소 침습 의료 수술의 필요성은 현대 의료 기기 산업의 주요 원동력입니다. 특히 카테터, 내시경 및 신체에 삽입되는 기타 장치의 경우 작을수록 더 좋습니다. 설계자들은 기존 장치의 크기를 줄이고 새로운 최소 침습 장치를 개발하는 새로운 방법을 찾고 있습니다. 업계에서는 크기를 늘리지 않고도 장치에 더 많은 기능을 추가해야 한다는 압박에 직면해 있습니다. 얇은 벽 열 수축 튜브는 설계자가 직경을 줄이고 제조 공정을 개선하여 이러한 요구 사항을 충족하는 데 도움을 줄 수 있는 제품입니다. 이 유형의 배관을 사용하면 다음과 같은 이점이 있습니다.

1. 파이프 연결(가변 강성 파이프라인)

2. 전기 절연.

3. 포장 및 보호층.
4. 관련 구성 요소.
5. 파이프라인 연결 및 전환.
6. 마킹 및 인쇄.
7. 카테터 팁의 형성.
8. 마이크로 호스 후프.
9. 보호 코팅.

이 기사에서는 폴리올레핀, 불소화 폴리머(PTFE), 폴리염화비닐(PVC), 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 글리콜 에테르(PET)를 포함하여 고품질 의료용 수축 튜브를 만드는 데 사용되는 열가소성 소재의 기본 특성을 비교하고 특히 PET를 사용하는 제품 디자인에 대한 보다 흥미로운 응용 분야를 강조합니다.

재료 비교

표 1은 얇은 벽의 열수축 튜브를 만드는 데 사용되는 주요 재료의 특성을 비교합니다. 다른 열수축 튜브보다 10~100배 더 얇고 다른 열수축 튜브보다 10배 이상 더 강합니다. PET는 0002인치 이상의 PTFE 튜브, 0005인치 이상의 폴리올레핀 및 PVC에 비해 높은 주변 강도를 유지하면서 00015~0004인치의 파이프 벽을 생산할 수 있습니다. 또한 폴리에스테르는 부서지기 쉬운 기판에 대한 열분해 영향에 대한 우려 없이 기존 소재에 비해 우수한 굴곡 피로 특성과 가장 낮은 수축 온도(185°F / 85°C)를 제공합니다.

표 1: 벽이 얇은 열수축 파이프 생산에 사용되는 재료 비교.

탁월한 윤활성에도 불구하고 PTFE의 중요한 단점 중 하나는 압축 온도가 약 315°C로 매우 높아 플라스틱 카테터 및 기타 플라스틱 부품과 함께 사용하기에 부적합하다는 점입니다. PTFC는 감마선을 사용하여 멸균할 수 없으며 이는 에폭시에탄에서 멀어지고 있는 일부 시장에서는 장벽이 됩니다. 벽은 폴리에스터 파이프만큼 얇을 수는 없지만 벽 두께에 대한 높은 공차로 유용한 강도를 유지합니다. 압축 PTFE 튜브는 일반적으로 장치의 내부 라이닝뿐만 아니라 금속 부품 및 장비의 덮개로 사용됩니다.

2,  PET 열수축 파이프의 특징

폴리에스테르 열수축 튜브의 주요 특성은 표 2에 나와 있습니다. 폴리에스테르 튜브의 수축률은 온도의 함수입니다. 온도가 높을수록 수축률도 높아집니다. PET의 압축 온도 범위는 85°C ~ 190°C입니다. 제한 없이 파이프라인은 반경 방향 및 축 방향으로 압축되어 최소한의 수축(15~20% 미만)으로 최적의 전체 성능을 달성합니다. 매우 높은 반경 방향 수축률(최대 70%)이 필요한 경우 가열 시 파이프를 인발할 수 있습니다. 얇은 벽을 유지하는 능력을 유지하면서 매우 높은 방사형 수축을 달성하려면 파이프라인을 당깁니다.

독특한 폴리에스터 섬유입니다.

표 2: 열수축 폴리에스테르(PET) 파이프의 특성.

3, 열수축 파이프 적용

적용 사례 1: 파이프라인 연결(강성이 가변적인 파이프). 벽이 매우 얇기 때문에 폴리에스터 열수축 튜브를 사용하면 장치 크기를 크게 늘리지 않고도 카테터 경도를 높일 수 있습니다. 파이프라인 길이에 따라 다양한 두께의 파이프를 사용하면 다양한 수준의 유연성을 제공하여 장치 제어를 향상시킬 수 있습니다. 이 빠르고 쉬운 배관 적용을 통해 다양한 경도 영역을 달성하기 위해 배관 섹션에 다른 재료를 결합하거나 편조 재료를 추가할 필요가 없습니다. 예를 들어, 1mm 열수축 튜브는 카테터 끝에 배치하고, 1/2mm 열수축 튜브는 중앙에 배치하고, 1/4mm 열수축 튜브는 끝 부분에 배치하고 끝 부분에는 열수축 튜브를 배치하지 않을 수 있습니다. 이는 다양한 경도와 팁 길이에 필요한 유연성을 제공합니다.

적용 2: 전기 절연. 거의 모든 유형의 열수축 튜브가 전기 절연에 사용됩니다. 재료 선택은 일반적으로 온도, 절연 강도, 비용 및 벽 두께를 기준으로 합니다. 높은 유전율 및 저항 특성으로 인해 폴리에스터 열수축 튜브는 얇은 벽으로 인해 크기가 실질적으로 증가하지 않는 효과적인 전기 절연 재료가 됩니다. 예를 들어, 전기 자극 시 피부 표면을 화상으로부터 보호하기 위해 바늘에 사용할 수 있으며, 전자 부품이나 절연 카테터 및 기타 장치의 와이어를 코팅하는 데에도 효과적으로 사용할 수 있습니다. 일부 제조업체는 코팅 공정 대신 PET 튜브를 사용하여 금속 축을 전기적으로 절연합니다. 폴리에스터를 사용하면 때때로 코팅 표면에 바늘이 생길 가능성이 크게 줄어듭니다.

용도 3: 보호층, 코팅 및 접착. 폴리에스테르 열수축 튜브는 일반적으로 편조 카테터, 스냅 링, 불투명 마킹 테이프 및 얇고 내구성 있는 보호 층이 필요한 기타 구성 요소의 샤프트를 덮는 데 사용됩니다. 튜브는 날카로운 모서리에서 부드럽게 전환할 수 있으며 유체 누출을 방지하기 위해 밀봉할 수 있습니다. 예를 들어, 이물질이 릴을 막는 것을 방지하고 장치 내에서 지지 표면 역할을 하기 위해 회전하는 스프링 커터에 배치됩니다. 열 축전기는 액체 밀봉을 제공하지만 절단기는 유연성을 유지합니다. 열수축 튜브의 다양한 구성은 다양한 응력 완화 용도에 사용됩니다. 많은 응용 분야에는 두껍고 유연한 재료가 필요한 반면, 다른 응용 분야에는 더 얇고 견고한 파이프가 필요합니다. 폴리에스테르 열수축 튜브는 카테터 및 기타 튜브의 변형을 줄여 뒤틀림을 방지하는 데 사용할 수 있습니다. 니트 카테터는 직물 끝 부분이 왜곡되는 경향이 있지만 수축 튜브는 빠르고 사용하기 쉬운 보강과 양쪽 표면의 부드러운 전환을 제공합니다. 반복 가능하고 일관된 수축 튜브는 용제 및 기타 화학 물질을 제거하고 내부적으로 균일한 표면을 제공하여 다시 효과적인 코팅 대안이 되고 있습니다.

다양한 구성요소(기타 튜브, 와이어, 광섬유 등)를 수축튜브를 이용해 가능한 가장 작은 공간에 묶어줌으로써, 기기의 전체 크기를 늘리지 않고도 내시경 및 기타 장치의 크기를 줄이거나 더 많은 기능을 추가할 수 있습니다. 장치 끝에 있는 연결 튜브도 벽이 얇은 폴리에스터로 만들어져 귀중한 공간을 절약할 수 있습니다. 일반적으로 내시경에 다른 작업 채널을 추가하거나 설계자가 전체 장치의 크기를 줄일 수 있도록 충분한 공간을 확보할 수 있습니다.

부록 4: 파이프라인 연결. 폴리에스테르와 불소중합체 열수축 튜브(보통 FEP)는 파이프를 함께 용접하는 데 사용됩니다. 일반적으로 서로 다른 특성(강성 및 유연성)을 가진 파이프가 함께 연결됩니다. 이를 달성하는 간단한 방법은 튜브 끝 부분에 금속 막대를 삽입하여 튜브가 무너지는 것을 방지하고 끝 부분을 연결한 다음 튜브 상단에서 압축하는 것입니다. 폴리에스터 파이프는 수축 온도가 낮기 때문에 수축 과정에서 파이프를 압축하고 녹는 동안 단단히 밀봉하므로 초기 적용 시 부품이 변형되지 않습니다. 폴리에스터의 녹는점이 높은 점을 고려하여 녹는 튜브 끝에 고온용 튜브를 사용하면 수축튜브가 녹지 않습니다. 파이프를 연결한 후 열수축 튜브를 보관하거나 분리하여 매우 부드럽고 깨끗한 표면을 남길 수 있습니다. 절단하기 전에 테이퍼진 튜브 끝 부분을 절개하면 제거하는 데 도움이 될 수 있습니다. 튜브가 투명하기 때문에 작업자는 튜브가 녹는 시기를 확인할 수 있습니다. 이 공정을 제어하는 ​​능력은 열을 너무 많이 또는 너무 적게 사용하지 않기 때문에 제품 개발 및 생산에 매우 유용합니다.

응용 프로그램 5: 파이프 마킹 및 인쇄. PTFE를 제외한 거의 모든 유형의 열수축 튜브를 튜브 표시 및 인쇄에 사용할 수 있습니다(모든 유형의 잉크는 PTFE와 결합하기 어렵기 때문). 열 수축 튜브를 사용하면 깊이 표시와 인쇄를 카테터와 금속 축에 쉽게 추가할 수 있습니다. 일반적으로 색상이 있는 열수축 튜브의 얇은 스트립을 정확하게 식별하고 마킹에 사용할 수 있습니다. 라벨 정보는 수축 튜브에 사전 인쇄하여 추가한 다음 라벨링을 위해 장치 자체를 프린터로 보내거나 사내 인쇄를 위해 인쇄 잉크 및 용제를 생산 시설로 운반할 필요 없이 제품에 적용할 수 있습니다. HDPE 카테터와 같은 일부 제품은 표면 처리 없이 쉽게 프린팅할 수 없어 복잡성이 가중됩니다. 제품에 인쇄된 제조업체는 제품 직경을 크게 늘리지 않고도 보호를 위해 인쇄 표면에 투명한 열수축 튜브를 배치할 수 있습니다.

용도 6: 파이프 끝단 성형. 폴리에스테르 열수축 튜브는 수축 온도가 낮고 녹는점이 높아 카테터 끝 부분에 부드러운 원뿔형 팁을 형성하는 데 효과적입니다. 초기 작업에서는 열수축 튜브의 한 부분이 카테터 끝쪽으로 미끄러져 들어가고 끝에 꼬리가 남습니다. 그런 다음 막대를 카테터에 삽입하여 팁의 내부 직경을 유지하고 열을 가하여 튜브를 베이스까지 압축합니다. 파이프라인이 연결되면 열이 증가하여 모재가 녹아 흐르게 됩니다. 열 수축 튜브를 매우 얇고 매끄러운 끝쪽으로 당깁니다. 또한, 테이퍼링 튜브가 투명하기 때문에 작업자가 공정을 쉽게 모니터링할 수 있습니다. 마지막으로 열수축튜브를 제거하여 작업을 완료합니다.

부록 7: 소형 호스 클램프. 폴리에스테르 열수축 튜브는 볼 카테터의 작은 호스 클램프로 사용되어 접착력을 높이고 압력에 따른 파손을 방지할 수 있습니다. 풍선 끝에 얇은 튜브를 놓습니다. 폴리에스터는 주변 강도가 높기 때문에 호스 클램프처럼 부품을 고정할 수 있어 그립력이 향상되고 빠지는 것을 방지할 수 있습니다. 또한 클러치 직경을 크게 늘리지 않고도 부드러운 전환을 제공합니다. 원활한 전환을 보장하기 위해 튜브를 사용하여 직물, 스냅 링 및 기타 구성 요소를 연결할 수도 있습니다.

부록 8: 셰이딩 프로세스. 폴리에스터 열수축 튜브를 간단하지만 매우 효과적으로 적용하려면 코팅이 진행되는 동안 해당 부위를 덮는 것이 필요합니다. 예를 들어 제조업체에서는 투명한 풍선에 흰색 코팅을 요구할 수 있지만 자외선 경화제를 사용하여 카테터에 부착하려면 목 부분을 코팅하지 않은 상태로 두어야 합니다. 열수축 튜브를 목에 대고 풍선을 덮개에 집어넣습니다. 건조되면 튜브를 벗겨내고 목 부분을 노출시킵니다. 이 적용의 핵심은 폴리에스터 파이프의 두께입니다. 열수축 튜브가 더 두꺼울수록 풍선에 덮개 재료의 능선이 남습니다.

최근의 또 다른 응용 분야에서는 제조업체가 세그먼트 끝에 얇은 스냅 링을 사용하여 와이어에 매끄러운 코팅을 적용해야 했습니다. 스프링을 덮는 데 폴리에스테르 열수축 튜브를 사용하여 침수 중에 스프링이 코팅되는 것을 방지합니다. 수축 온도가 낮을 ​​경우 코일의 열 변형을 일으키지 않고 차광이 허용되며, 단단한 수축으로 인해 코팅이 스프링에 들어가는 것을 방지할 수 있습니다. 공정이 끝나면 폴리에스터 튜브가 벗겨집니다.

넷,  결론

여기에 논의된 일부 응용 분야와 많은 특정 응용 분야는 폴리에스테르 열수축 튜브에만 적용할 수 있지만 폴리올레핀, 불소 중합체 및 PVC를 포함한 다른 열 수축 재료도 사용할 수 있습니다. 이 모든 재료는 의료 장비 생산에 사용됩니다. PET 열수축 튜브는 매우 얇은 벽으로 만들 수 있기 때문에 특히 유용합니다. 다른 파이프는 너무 두꺼운 경향이 있습니다. 설계자는 벽 두께가 0001인치보다 큰 테이퍼형 파이프를 수용할 공간이 충분하지 않습니다. PET 튜브의 매우 얇은 벽과 기타 특성으로 인해 PET 튜브는 의료 기기 제조 방식을 재고하려는 설계자에게 귀중한 도구입니다.

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