"MATERIAL DE MOLDAGEM, Ε, USO DO MESMO"
A presente invenção refere-se a um composto de moldagem de poliamida para a produção de peças moldadas e extrusados esterilizáveis por vapor superaquecido de acordo com o preâmbulo de acordo com a reivindicação independente 1, assim como ao uso deste composto de moldagem de poliamida para a produção de tais peças moldadas e extrusados esterilizáveis por vapor superaquecido, de acordo com o preâmbulo de acordo com a reivindicação independente 9. Além disso, a presente invenção refere- se a um composto de moldagem de copoliamida para a produção de peças moldadas transparentes, esterilizáveis por vapor superaquecido e extrusados, de acordo com o preâmbulo de acordo com a reivindicação independente 3, assim como ao uso destes composto para a moldagem de copoliamida para a produção de tais peças moldadas e extrusados esterilizáveis por vapor superaquecido de acordo com o preâmbulo de acordo com a reivindicação independente 11.
Os objetos poderão ser esterilizados em água em ebulição (i.e., aproximadamente a 100°C) ou em uma temperatura elevada em vapor d'água saturado (esterilização por vapor) ou em atmosfera de gás seco (esterilização por ar quente). A esterilização por vapor superaquecido é o método mais seguro em hospitais e na prática. É o preferido, em relação a todos os outros métodos de esterilização. Em uma temperatura de esterilização de 1210C, deve ser mantido um tempo de ação pelo menos de 15 minutos, a 134°C, pelo menos durante 3 minutos. Os desvios daquilo requerem uma validação prévia. Os requisitos da validação são apresentados na norma austríaca EN 554 em relação à esterilização por vapor superaquecido, a esterilização por ar quente é constituída de uma série de características inseguras: com o calor seco, a transferência de calor para o produto de esterilização ocorre relativamente lentamente e o sucesso da esterilização poderá ser prejudicado pela formação de ilhas de frio; um método de validação para a esterilização a ar, portanto, é impossível (cf. www.infektionsnetz.at).
Os plásticos transparentes que são esterilizáveis utilizando-se vapor superaquecido devem ter uma temperatura de transição vítrea (valor de Tg) pelo menos de 180°C, de forma que não sofram nenhuma perda de qualidade mecânica ou visual ou alterações de formato durante a esterilização preferida por vapor superaquecido a 134°C. Ao invés do tempo de esterilização de 3 minutos, correlacionado com a presente invenção, a duração da esterilização por vapor a ar quente a 134°C é aumentada para 7 minutos para se obter um fator de segurança pelo menos de 2. Além disso, os produtos devem suportar pelo menos 100 ciclos de esterilização por vapor superaquecido, de preferência, pelo menos 130 ciclos de esterilização por vapor superaquecido, sem sofrerem alterações ou desvios visíveis nas suas dimensões.
Os produtos transparentes conhecidos tais como TROGAMID® CX (PA PACMl2) und TROGAMID® T5000 (PA 6-3-T) da Degussa não atendem a este padrão de teste interno porque eles têm um valor Tg de 140°C e 153°C, respectivamente. PACM representa bis(4-aminociclo- hexil)- metano. As homopolamidas amorfas, transparentes, incolores, apresentadas na patente européia EP 0 725 101 B2 têm um valor Tg aproximadamente de 157°C e são conhecidas como GRILAMID® TR 90 (PA MACM12). MACM representa bis(4-amino-3-metil-ciclo-hexil) metano. As copoliamidas transparentes tendo bis(4-amino-3,5-dietil-ciclo-hexil) metano como uma diamina e seu uso para a produção de materiais de moldagem, que têm uma transparência e uma resistência a hidrólise admirável em água em ebulição têm um valor preferido de Tg de 140 - 170°C, são conhecidas da especificação de patente germânica DE 36 00 015 C2. No entanto, todos estes materiais não são adequados para a produção de peças moldadas e extrusados esterilizáveis por vapor superaquecido, que devem suportar mais de 100 ciclos de esterilização por vapor superaquecido a 134°C e durante 7 minutos sem danos, porque eles sofrem uma deformação e/ou apresentam rachaduras nestas condições.
Os ácidos dicarboxílicos aromáticos, tais como o ácido isoftálico (IPS ou I) ou misturas dos mesmos com até 50% em peso de ácido tereftálico (TPS ou T), formam poliamidas de alta transparência, amorfas, tendo um valor de Tg maior do que 240°C, por exemplo, com MACM. Os produtos feitos a partir deste material não são produzíveis em vasos típicos de polimerização e apresentam um processamento pobre.
As poliamidas alifáticas e cicloalifáticas tendo ácidos dicarboxílicos alifáticos tendo 4 a 36 átomos de C, tais como MACM12 (ver exemplo comparativo 4), MACM36, PACMl2 (ver exemplo comparativo 5), e/ou PACM36, ou misturas dos mesmos, não suportam estas condições de teste de esterilização (134°C/7 minutos); eles são deformados ou se tornam turvos. Isto também é verdadeiro para poliamidas feitas de ácidos dicarboxílicos aromáticos e diaminas alifáticas tendo 4 a 36 átomos de C, tais como PA 61, PA 121, e/ou PA 61/6T ou misturas dos mesmos.
As copoliamidas esterilizáveis são conhecidas da arte anterior. Assim sendo, por exemplo, a EP O 055 335 Bl apresenta uma poliamida transparente, resistente a água em ebulição, que é esterilizável a 122°C durante 24h sem detectar-se turbidez ou deformação das peças moldadas. O documento EP 0 050 742 Bl também apresenta poliamidas transparentes que são resistentes à água em ebulição e à esterilização. Estas poliamidas têm um valor de Tg de 166°C (PACMI/PACM12 a 45/55% em mols) e 175°C (PACMI/PACM12 a 50/50% em mols), respectivamente, mas não são adequados para esterilização por vapor superaquecido durante 100 vezes (a 134°C/7 minutos) meramente porque o seu valor Tg é menor do que 180°C. Isto também se aplica às poliamidas transparentes claras de vidro apresentadas na DE 26 42 244 Al, tendo valores Tg de 140 a 170 cuja estabilidade foi testada somente em água em ebulição . As poliamidas descritas na EP 0 725 100 Bl (MACMI/12), que foram produzidas e distribuídas pelo solicitante atual com o nome GRILAMID® TR 70, têm um valor de Tg de 200°C, mas sobrevivem somente a 5 ciclos de teste de esterilização a 134°C/7 minutos sem apresentarem danos (ver exemplo comparativo 9). Além disso, poliamidas tendo tal valor de Tg elevado são difíceis de serem produzidas e processadas.
Peças para a tecnologia médica e alimentícia, que são esterilizáveis utilizando-se tempos múltiplos com vapor superaquecido, feitas de polissulfonas (PSU, como ULTRASON® da BASF), polifenilsulfona (PPSU), polietersulfona (PESU, ULTRASON® E da BASF), e polieterimida (PEI, ULTEM® 1010 da General Electric), são utilizadas, mas são conhecidas como sendo muito amareladas e muito dispendiosas.
Todas as composições citadas acima até este ponto não são adequadas ou são adequadas somente de uma forma limitada por razões econômicas ou de tecnologia e método, por causa dos seus valores Tg muito baixos ou muito elevados, como materiais de moldagem para a produção de peças moldadas transparentes, esterilizáveis por vapor superaquecido e extrusados, os quais poderão suportar pelo menos 100 ciclos de esterilização por vapor superaquecido (134°C/7 minutos), de preferência, pelo menos 130 ciclos de esterilização por vapor superaquecido, sem danos visíveis e sem danos mecânicos. A arte anterior conhecida não apresenta nenhum dado a respeito da adequação de produtos em relação a sua habilidade de serem esterilizados várias vezes, o que é executado presentemente, predominantemente a 134°C por razões de segurança e de tempo. As temperaturas de esterilização de 122°C, conforme aplicadas na EP 0 055 335 Bl e na EP 0 050 742 B1, representam, por exemplo, condições significativamente menos drásticas e permitem valores de Tg menores dos produtos sem a ocorrência de deformações.
O objetivo da presente invenção é sugerir materiais de moldagem alternativos que possam ser utilizados para a produção de peças moldadas e extrusados esterilizáveis por vapor superaquecido, assim como corpos de teste padrão esterilizáveis por vapor superaquecido, transparentes (corpos de teste ISO), tendo uma composição correspondente, os corpos de teste padrão sendo capazes de suportarem pelo menos 100 ciclos de esterilização por vapor superaquecido (134°C/7 minutos), de preferência, pelo menos 130 ciclos de esterilização por vapor superaquecido, sem que o alongamento na ruptura caia abaixo do ponto de rendimento e sem a ocorrência de danos visíveis ou deformação.
Este objetivo é alcançado de acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, através das características de acordo com a reivindicação independente 1, pelo fato de ser sugerido um material de moldagem de poliamida para a produção de peças moldadas transparentes, esterilizáveis por vapor superaquecido e extrusados. Este material de moldagem de poliamida é caracterizado pelo fato de conter pelo menos uma co- poliamida feita de:
a) 35 - 42% em mols de bis(4-amino-3-metil-ciclo-hexil) metano (MACM), o qual poderá ser substituído em até 50% por bis(4-amino- ciclo-hexil) metano (PACM);
b) 35 - 42% em mols de ácido isoftálico (IPS), o qual poderá ser substituído em até 50% pelo ácido tereftálico (TPS);
c) 16 - 30% em mols de laurim lactama (LC12), a viscosidade relativa (RV) do material de moldagem de poliamida sendo maior do que 1,45.
O objetivo mencionado é alcançado de acordo com o segundo aspecto, através das características de acordo com a reivindicação independente 3, pelo fato de ser sugerido um material de moldagem de copoliamida para a produção de peças moldadas transparentes, esterilizáveis por vapor superaquecido e extrusados. O material de moldagem de copoliamida de acordo com a presente invenção é caracterizado pelo fato de ser feito de:
a) 35 - 42% em mols de bis(4-amino-3-metil-ciclo-hexil) metano (MACM), o qual poderá ser substituído em até 50% por bis(4-amino- ciclo-hexil) metano (PACM);
b) 35 - 42% em mols de ácido isoftálico (IPS), o qual poderá ser substituído em até 50% pelo ácido tereftálico (TPS);
c) 16 - 30% em mols de laurim lactama (LC 12), a viscosidade relativa (RV) do material de moldagem de poliamida sendo maior do que 1,45.
Os corpos de teste padrão produzidos de tais materiais de moldagem de poliamida e/ou materiais de moldagem de co- poliamida, cuja composição corresponde às peças moldadas transparentes, esterilizáveis por vapor superaquecido e extrusados, têm um valor de alongamento na ruptura que é maior do que o ponto de rendimento destes corpos de teste padrão depois de serem submetidos pelo menos a 140 ciclos de esterilização por vapor. Com surpresa, foram portanto descobertas combinações adequadas de monômeros e um valor especial de viscosidade, de forma que estes corpos de teste padrão suportem mecanicamente as condições de teste de esterilização (134°C/7 minutos) durante 140 ciclos sem perderem a sua transparência, apresentando uma perda de cor, ou empenamento, forte.
Este objetivo é alcançado, de acordo com um terceiro aspecto da presente invenção, através das características de acordo com a reivindicação independente 9, pelo fato de ser sugerido o uso de um material de moldagem de poliamida para a produção de peças moldadas e extrusados esterilizáveis por vapor superaquecido. Este material de moldagem de poliamida é caracterizado pelo fato de conter pelo menos uma copoliamida feita de:
a) 35 - 42% em mols de bis(4-amino-3-metil-ciclo-hexil) metano (MACM), o qual poderá ser substituído em até 50% por bis(4-amino- ciclo-hexil) metano (PACM);
b) 35 - 42% em mols de ácido isoftálico (IPS), o qual poderá ser substituído em até 50% pelo ácido tereftálico (TPS);
c) 16 - 30% em mols de laurin lactama (LC12), a viscosidade relativa (RV) do material de moldagem de poliamida sendo maior do que 1,45.
O objetivo mencionado é alcançado de acordo com um quarto aspecto da presente invenção, através das características de acordo com a reivindicação independente 11, pelo fato de ser sugerido o uso de um material de moldagem de copoliamida para a produção de peças moldadas transparentes, esterilizáveis por vapor superaquecido e extrusados. Este material de moldagem de co- poliamida é caracterizado pelo fato de ser feito de
a) 35 - 42% em mols de bis(4-amino-3-metil-ciclo-hexil) metano (MACM), o qual poderá ser substituído em até 50% pelo bis(4-amino- ciclo-hexil) metano (PACM);
b) 35 - 42% em mols de ácido isoftálico (IPS), o qual poderá ser substituído em até 50% pelo ácido tereftálico (TPS);
c) 16 - 30% em mols de laurin lactama (LC12), a viscosidade relativa (RV) do material de moldagem de poliamida sendo maior do que 1,45.
Corpos de teste padrão (barras de teste de tensão ISO) produzidos de acordo com estes usos, tendo uma composição correspondente às peças moldadas e extrusados esterilizáveis por vapor superaquecido, transparentes, têm um valor de alongamento na ruptura que é maior do que o ponto de rendimento, após serem submetidos pelo menos a 140 ciclos de esterilização por vapor superaquecido.
De acordo com outras realizações, os corpos de teste padrão produzidos a partir destes materiais de moldagem de poliamida e/ou materiais de moldagem de copoliamida têm um valor de alongamento na ruptura que é maior do que o ponto de rendimento, após serem submetidos pelo menos a 250, de preferência, pelo menos a 300, e especialmente de preferência, pelo menos a 350 ciclos de esterilização por vapor superaquecido.
As realizações preferidas e as características adicionais de acordo com a presente invenção são resultado das reivindicações dependentes.
Para se obter peças moldadas e extrusados esterilizáveis por vapor superaquecido, o material de moldagem de poliamida e/ou o material de moldagem de copoliamida de acordo com a presente invenção devem ter as seguintes propriedades:
ValorTg: > 180°C
HDT/B condicionado: > 140°C
Viscosidade relativa > 1,45
Extrusados devem ser entendidos, por exemplo, como perfis, tubos, mangueiras, filmes, chapas, ou corpos ocos.
A produção do material de moldagem de poliamida de acordo com a presente invenção tem sucesso, se por exemplo, no sistema MACMI/MACMT/12 (a relação entre IPS e TPS, de preferência, está na faixa de 1:1), a proporção de lactama 12 é pelo menos de 16% em mols, mas não mais do que 30% em mols e se a viscosidade relativa (medida a 20°C em solução de m-cresol a 0,5%) está acima de 1,45, de preferência, acima de 1,50, especialmente de preferência, acima de 1,525. A proporção de PACM poderá ser igual à proporção de MACM, conforme descrito; no entanto, mesmo uma proporção mínima de PACM de pelo menos 1% em mols também resulta em materiais de moldagem de poliamida e/ou materiais de moldagem de copoliamida de acordo com a presente invenção.
A temperatura de transição vítrea (valor Tg) dos materiais de moldagem de poliamida e/ou dos materiais de moldagem de copoliamida de acordo com a presente invenção deve ser pelo menos de 180°C, de preferência, pelo menos de 185°C, e especialmente, de preferência, pelo menos de 195°C.
As copoliamidas de acordo com a presente invenção são produzidas para materiais de moldagem de poliamida e/ou materiais de moldagem de copoliamida de acordo com a presente invenção de uma forma conhecida exclusiva em autoclaves, sob pressão, agitáveis, conhecidas, tendo um vaso receptáculo e um vaso de reação:
Agua deionizada é colocada no vaso de receptáculo e são adicionados os monômeros e aditivos. A mistura é então feita inerte em várias etapas, utilizando-se nitrogênio. Com a agitação, a mistura é aquecida a 180 a 230°C sob a pressão resultante para obter-se uma solução homogênea. Esta solução é bombeada através de uma peneira para dentro do vaso da reação e é aquecida no mesmo até a temperatura desejada de reação de 270 a 310°C em uma pressão no máximo de 30 bar (3000 kPa). A batelada é mantida na temperatura da reação na fase de pressão durante 2 a 4 h. Na fase subseqüente de relaxamento, a pressão é reduzida para a pressão atmosférica dentro de 1 a 2 h, onde a temperatura poderá ser reduzida facilmente.
Na fase seguinte de desgaseificação, a batelada é mantida na pressão atmosférica durante 0,5 a 1 hora em uma temperatura de 270 a 340°C.
A massa fundida de polímero é descarregada na forma de tiras, é resfriada em banho de água de 15 a 80°C e é granulada. O granulado é secado durante 12 h, de 80 a 120°C sob nitrogênio, até um teor de água menor do que 0,06% em peso.
A viscosidade relativa das copoliamidas de acordo com a presente invenção para os materiais de moldagem de poliamida de acordo com a presente invenção poderá, conforme é conhecido por aqueles adestrados na arte, ser ajustada através de medidas de tecnologia química e/ou de métodos. O uso de um agente de controle de cadeia é possível como uma medida química, com a seguinte condição: se a quantidade de agente de controle de cadeia é aumentada, a viscosidade relativa é reduzida. Agentes de controle de cadeia adequados são ácidos monocarboxílicos, tais como ácido benzóico, ácido acético, ácido propiônico, ou monoaminas, como estearil amina. Os ácidos dicarboxílicos ou diaminas ou agentes de controle de cadeia tendo grupos de amina ou de ácido carboxílico, que contêm grupos estabilizantes dos tipos HALS ou de butil fenol terciário, tais como derivados de triacetona diamina ou de ácido isoftálico di-triacetona diamina, são conhecidos. Os agentes de controle de cadeia tendo um grupo estabilizante resultam em uma estabilidade em luz/UV e/ou térmica melhoradas da copoliamida. Os agentes de controle de cadeia preferidos para as co- poliamidas de acordo com a presente invenção são o ácido benzóico, ácido acético, ou triacetona diamina. Estes são utilizados em concentrações de 20 a 100% em mols por tonelada de produto final, de preferência, 30 a 80% em mols por tonelada de produto final, ainda mais de preferência,40 a 50% em mols por tonelada de produto final.
As medidas de tecnologia-método incluem, por exemplo, a alteração da duração da fase de pressão, a duração da fase de desgaseificação, o torque de desligamento, ou o perfil de temperatura.
Catalisadores adequados para acelerarem a reação de policondensação são ácidos contendo fósforo, como H3PO4, H3PO3, H3PO4, seus sais e os derivados orgânicos, os quais simultaneamente, resultam na redução das perda de cor durante o processamento. Os catalisadores são adicionados na faixa de 0,01 a 0,5% em peso, de preferência, 0,03 a 0,1% em peso.
Agentes de eliminação de espuma adequados para evitar a espumação durante a desgaseificação são emulsões aquosas a 10% que contêm silicones ou derivados de silicone e são utilizadas em quantidades de 0,01a 1,0% em peso, de preferência, de 0,1 a 0,10% em peso. Com relação à presente invenção, além das poliamidas amorfas, "poliamidas transparentes" também são compostas daquelas poliamidas que não são mais completamente amorfas, mas no entanto, são ainda transparentes, por causa da sua estrutura microcristalina, que é invisível ao olho. As poliamidas amorfas ou microcristalinas contêm predominantemente diaminas cicloalifáticas, ácidos dicarboxílicos aromáticos, e/ou ácidos dicarboxílicos alifáticos. As diaminas cicloalifáticas são, por exemplo, MACM (por exemplo, LAROMIN® da BASF), PACM (por exemplo, Dicykan da BASF), e ciclo-hexil diamina. Os ácidos dicarboxílicos aromáticos são, por exemplo, ácido isoftálico, ácido terefitálico, e ácidos naftaleno dicarboxílicos.
Com relação à presente invenção, o termo "poliamidas transparentes" refere-se às copoliamidas e/ou materiais de moldagem de copoliamida cuja transmissão de luz é pelo menos de 70%, quando a poliamida é produzida na forma de uma chapa, como uma chapa redonda, tendo uma espessura de 2 mm. Chapas redondas de 70 χ 2 mm são produzidas em uma máquina de moldagem por injeção Arburg em molde polido, a temperatura do cilindro sendo entre 240 e 340°C e a temperatura do molde sendo entre 20 e 140°C. A transmissão de luz é normalmente emitida em um espectrômetro UV/VIS da Perkin-Elmer na faixa de 200 a 800 nm sobre estas placas redondas com as dimensões de 70 χ 2 mm. O valor da transmissão é especificado, em cada caso, para um comprimento de onda de 560 nm.
O índice amarelo é uma dimensão de qualidade importante para as peças sem cor, transparentes. Qualquer amarelamento do material de moldagem de poliamida poderá ser compensado adicionando-se um pigmento azul antes ou durante o processamento adicional do mesmo.
Com relação à presente invenção, o termo "poliamida" é entendido como incluindo:
• homopoliamidas; • copoliamidas; e o termo "mistura de poliamida" é entendido como incluindo:
• misturas (combinações) feitas de homopoliamidas e copoliamidas;
• misturas feitas de homopoliamidas; e
• misturas feitas de copoliamidas;
e o termo "material de moldagem de poliamida" é entendido como incluindo um material de moldagem que contém poliamidas e/ou misturas de poliamidas, este material de moldagem de poliamida sendo capaz de conter aditivos.
O método de teste de esterilização (134°C/7 minutos) utilizado em conexão com a presente invenção foi executado como se segue:
1. Equipamento para a esterilização por vapor superaquecido
E utilizada uma autoclave sob pressão 2549 E da Tuttnauer tendo um volume de câmara de 26 litros. Prateleiras tendo chapas perfuradas para o recebimento das amostras em quatro níveis são localizadas no interior redondo da câmara de pressão orientada horizontalmente.
2. Corpos de teste padrão e pré-tratamento
Corpos de teste ISO (padrão: ISO/CD 3167, tipo Al, 6070 x 20/10 x 4 mm) são colocados nas prateleiras como peças moldadas sem pré- tratamento, sem tocarem umas nas outras. A autoclave é então fechada e aparafusada firmemente. A quantidade de corpos de teste requerida é estabelecida, dependendo dos tempos planejados de remoção.
3. Execução da esterilização por vapor superaquecido
A autoclave é aquecida a 134°C e a água adicionada anteriormente (aproximadamente 350 ml) é vaporizada na autoclave. Este procedimento dura 20 a 30 minutos com a pressão de vapor elevando-se até 2 bar (200 kPa). Depois de 5 χ 7 minutos (correspondendo a 5 ciclos contados em seqüência), a autoclave é resfriada até a temperatura ambiente. O bloco seguinte de 5 é então iniciado. Três corpos de teste são removidos de cada vez,de acordo com os tempos planejados de remoção.
4. Teste de tração nos corpos de teste tratados
O teste de tração de acordo com a ISO 527 é executado em três corpos de teste resfriados até a temperatura ambiente e sem tratamento adicional. E utilizada uma velocidade de tração de 5 mm/min até 2% de estiramento e é utilizada uma velocidade de tração de 50 mm/min acima de -2% de estiramento. Os valores mecânicos representam valores médios para os três valores individuais.
5. Análise da capacidade de esterilização por vapor superaquecido como uma quantidade de ciclos
Um corpo de teste é considerado esterilizável por vapor superaquecido em relação à parte mecânica, desde que o alongamento na ruptura que permanece depois de X ciclos de esterilização por vapor superaquecido exceda o alongamento do limite elástico. A transparência é estabelecida como um segundo critério. A capacidade de esterilização por vapor superaquecido é obtida em relação à transparência, se não são apresentadas rachaduras, nenhuma perda de cor reconhecível pela observação com o olho nu, e é obtida uma transmissão de luz pelo menos de 70% (de acordo com a definição utilizada na presente invenção).
As copoliamidas utilizadas nos exemplos e nos exemplos comparativos, são produzidas em uma autoclave sob pressão cujos vaso de reação tem um volume de 300 litros.
Monômeros tendo um ponto de fusão na faixa de -IO0C a +5°C, de preferência, -7°C a -I0C poderão ser utilizados como um bis-(4- amino-3-metil-ciclo-hexil) metano (MACM).
Monômeros tendo um ponto de fusão na faixa de 250C a 45°C, de preferência, 33,5°C a 44°C, poderão ser utilizados como um bis-(4-amino- ciclo-hexil) metano (PACM).
Em todas as bateladas, são adicionados os aditivos requeridos pelo método, tais como 25 a 30% em peso de água deionizada para uma solução clara e homogênea, agente de eliminação de espuma para a eliminação da espumação, catalisadores para acelerarem a policondensação e o excesso de diaminas para compensar as perdas de diamina.
Os monômeros usados nos exemplos e nos exemplos comparativos são caracterizados na tabela 1.
Tabela 1
<table>table see original document page 15</column></row><table>
Os resultados obtidos utilizando-se as composições de acordo com a presente invenção são apresentados na tabela 2:
Tabela 2
<table>table see original document page 15</column></row><table>
No que se segue, a produção de um material de moldagem de copoliamida de acordo com a presente invenção, com base na composição usada no exemplo 3, é explicada: • 42 mg de água deionizada são fornecidas para o vaso de administração de 300 litros da autoclave pressurizada e é feita uma mistura de 17,0 kg de IPS e 17,0 kg e TPS com agitação. Foram adicionados com a agitação desligada, 48,2 kg de MACM, 28,8 kg de lactama 12, e 0,54 kg de ácido benzóico.
• Depois de inertização feita dez vezes, a mistura é aquecida a 230°C, e o agitador é ligado outra vez após atingir a 180°C. A solução homogênea é bombeada através de uma peneira para dentro do vaso da reação a 230°C.
• Com agitação, a batelada é aquecida a 295°C e é mantida na
fase pressurizada durante 4 h a 20 bar (2000 kPa). Dentro de 1,5 horas, é feito o alivio da pressão até a pressão atmosférica e posteriormente a desgaseificação durante 40 minutos.
• O fundido do polímero é descarregado, resfriado em banho de água (65°C), e é granulado. O granulado é secado durante 24h a 100°C sob
nitrogênio até um teor de água menor do que 0,06% em peso.
Os resultados obtidos utilizando-se composições padrão ou composições produzidas para fins comparativos, são apresentados na tabela 3:
Tabela 3
<table>table see original document page 16</column></row><table> <table>table see original document page 16</column></row><table> As abreviaturas utilizadas nas tabelas são:
DA diamina
DDS dodecano diácido
HDT temperatura de distorção térmica IPS ácido isoflálico (I) Lactama 12 laurim lactama (L)
MACM bis-(4-amino-3-metil-ciclo-hexil) metano
PACM bis-(4-amino-ciclo-hexil) metano
Tg temperatura de transição de vidro TPS ácido terefitálico (T)
RV viscosidade relativa
A transmissão foi determinada utilizando-se um espectrômetro UV/VIS da Perkin-Elmer.
O índice amarelo foi medido de acordo com o ASTM D1925 em chapas redondas tendo uma dimensão de 70 x 2 mm. Esta chapas redondas foram produzidas em uma máquina de moldagem por injeção Arburg no molde polido, a temperatura do cilindro sendo entre 240 e 340°C e a temperatura do molde sendo entre 20 e 140°C.
A temperatura de transição vítrea foi determinada utilizando-se calorimetria de varredura diferencial (DSC) com uma velocidade de aquecimento de 10°C/min de acordo com o padrão ISO 11357-1/-2.
A viscosidade relativa (RV) foi determinada a 20°C em uma solução de m-cresol a 0,5% de acordo com o padrão 307 da ISO.
O valor HDT B foi determinado de acordo com o padrão 75 - 1 /-2 da ISO (carga de 0,45 MPa).
Os exemplos comparativos 4 e 5 mostram que os corpos de teste padrão feito de poliamidas transparentes em relação aos materiais padrão, especificamente GRILAMID® TR 90 (MACM 12) e TROGAMID® CX 7323 (PACM12), não são capazes de serem esterilizados nas condições de 134°C/7 min. Os corpos de teste padrão já estão fortemente deformados e inutilizados depois de 5 ciclos de esterilização.
Apesar da temperatura de transição vítrea elevada (o valor Tg) e da viscosidade relativamente elevada (RV)5 os corpos de teste padrão feitos de material do exemplo comparativo 6 poderão ser esterilizados por vapor superaquecido somente 80 vezes, sem o alongamento na ruptura cair abaixo do limite elástico.
Apesar da temperatura de transição vítrea elevada (valor Tg) e da viscosidade relativa elevada (RV), os corpos do teste padrão feitos de materiais dos exemplos comparativos 7 e 8 poderão ser esterilizados por vapor superaquecido somente 60 a 70 vezes, respectivamente, sem que o alongamento na ruptura caia abaixo do limite elástico.
Ao contrário dos exemplos comparativos, os corpos de teste padrão feitos do material do exemplo 1 de acordo com a presente invenção, tendo um teor mais elevado de lactama 12 do que os exemplos comparativos 7 e 8, atendem aos requisitos mencionados.
No exemplo 2 e no exemplo comparativo 10 de acordo com a presente invenção, os materiais com composição idêntica, mas tendo viscosidades relativas diferentes, são utilizados para a produção dos corpos de teste padrão. Isto é correspondentemente verdadeiro para os materiais do exemplo 3 e para o exemplo comparativo 11 de acordo com a presente invenção. Os materiais dos exemplos comparativos, cada um deles tem uma viscosidade menor e suportam somente 5 ciclos de esterilização por vapor superaquecido, cada um deles. A viscosidade relativa dos materiais utilizados de acordo com a presente invenção, portanto, deve ser pelo menos de 1,45, de preferência, pelo menos 1,50. Uma viscosidade relativa maior do que 1,525 é especialmente preferida.
Os resultados do teste de esterilização por vapor superaquecido em relação aos corpos de teste padrão feitos com a composição de acordo com a presente invenção tendo o número 3, são mostrados na tabela 4:
Tabela 4
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Conforme fica óbvio pela observação da tabela 4, os valores para o alongamento na ruptura depois de até 435 ciclos de esterilização por vapor superaquecido estão acima dos valores para o limite elástico. Os corpos de teste padrão correspondentes atendem portanto claramente aos requisitos mencionados para a estabilidade mecânica, e têm um valor de alongamento na ruptura que é maior do que o limite elástico após a sobrevivência pelo menos a 140 ciclos de esterilização por vapor superaquecido.
No caso de uma viscosidade relativamente elevada da composição de acordo com a presente invenção, deve se esperar que os requisitos serão ainda atendidos depois de um número significativamente maior de ciclos de esterilização por vapor superaquecido.
A composição de acordo com a presente invenção será discutida em relação à arte anterior com base na tabela 5:
Tabela 5
<table>table see original document page 19</column></row><table> Os componentes das composições na tabela 5 são especificados em percentagens por mols, a soma dos componentes lactama 12, diaminas cicloalifáticas, e ácido dicarboxílico aromático sendo 100% em mols. Para a conversão da percentagem por peso em percentagem por mols, a composição MACMI/MACMT/12 é utilizada como base.
Na EP 0553 581 B1, são reivindicadas misturas feitas de duas copoliamidas. Somente o componente a) da primeira reivindicação é reproduzido da tabela, porque o componente b) não é cruzado com a presente invenção por causa do alto teor de lactama. TPS e IPS são indiretamente refletidos nesta publicação através dos parâmetros Yi e Y2. A relação dos dois não é especificada, e assim sendo, somente um dos componentes ou uma mistura arbitrária dos mesmos poderá ser apresentada. Um componente de ácido tereftálico que é predominante em relação ao componente de ácido isoftálico, de preferência, é requerido na EP 0 553 581 B1. Apesar do palavreado de acordo com a reivindicação extraordinariamente amplo do documento EP 0 553 581 B1 coincidentemente ele é parcialmente composto da composição da presente invenção, os solicitantes para aquele direito protegido não reconheceram que um material de moldagem de poliamida e/ou um material de moldagem de copoliamida cuja composição corresponde a uma faixa muito estreitamente escolhida de uma peça desta reivindicação 1 é adequado para a produção de peças moldadas transparentes, esterilizáveis por vapor superaquecido e extrusados, que suportam pelo menos 140 ciclos de esterilização por vapor superaquecido.
As copoliamidas descritas na EP 0 725 100 B1 apresentam superposições ligeiras com as copoliamidas da presente invenção em relação à formulação dos limites das faixas apresentadas, e no entanto, não se nota em nenhuma parte desta publicação que as peças moldadas transparentes e extrusados que são esterilizáveis utilizando-se tempos múltiplos de esterilização a vapor superaquecido nas condições de 134°C/7 minutos são produzíveis a partir de uma pequena parte escolhida das copoliamidas apresentadas na mesma e outras copoliamidas não apresentadas. Isto aparentemente não é reconhecido na EP 0 725 100 BI.
A relação entre Y1 ( "TPS") e Y2 ("IPS") é fixada pela fórmula Y1/(Y1 + Y2) > 0,5 na EP 0 313 436 Al, i.e., Yi é sempre maior do que Y2. Além disso, Y2 poderá ser zero, o que não é possível para Y1. Também é especificado na descrição, na página 2, linhas 24 a 25, que no caso de uma mistura de TPS e IPS, o componente TPS será mais pesado que o componente IPS. As copoliamidas descritas na EP 0 313 436 Al apresentam somente superposições ligeiras com as copoliamidas da presente invenção em relação ao teor de lactama e de diaminas. O TPS deve predominar na relação entre IPS e TPS na EP 0 313 436 Al, enquanto que de forma diferente, o IPS deve predominar nas copoliamidas de acordo com a presente invenção. Além disso, o componente TPS poderá ser zero nas copoliamidas de acordo com a presente invenção, enquanto que o TPS é absolutamente requerido na EP 0 313 436 Al. Além disso, o componente de lactama 12 necessariamente maior na EP 0 313 436 Al é digno de nota aqui.
As copoliamidas apresentadas na DE 26 42 244 são significativamente diferentes em composição das copoliamidas de acordo com a presente invenção, sendo notado o componente de lactama 12 que é significativamente maior.
Em uma realização alternativa da presente invenção, o material de moldagem de poliamida poderá ser uma mistura feita de copoliamidas múltiplas de acordo com a presente invenção.
Em uma outra realização alternativa da presente invenção, o material de moldagem de poliamida poderá ser uma mistura feita pelo menos de uma das copoliamidas e a poliamida 12, o teor total do material de moldagem de poliamida de laurin lactama sendo de 16 - 30% em mols.
Estas realizações alternativas poderão ser produzidas de uma forma conhecida específica em máquinas típicas de composição, tais como extrusores de eixo simples ou de eixo duplo ou misturadores de parafusos, através da composição da mistura granulada dos componentes nas temperaturas de cilindro estabelecidas como sendo de 260°C a 340°C.
Uma outra possibilidade para a produção destas realizações alternativas é a mistura dos granulados dos componentes em uma mistura seca homogênea, que posteriormente é adicionalmente processada em uma máquina de processamento, como uma máquina de moldagem por injeção de parafusos ou um extrusor, para formar as peças moldadas ou extrusados desejados nas temperaturas de cilindro estabelecidas em 260°C a 340°C.
Um material de moldagem de poliamida poderá também ser uma mistura feita pelo menos de duas copoliamidas ou uma mistura feita pelo menos de uma copoliamida e a poliamida 12. Em todas as misturas, a viscosidade relativa (RV) também tem um papel importante. Assim sendo, de acordo com a presente invenção, pelo menos um material de moldagem de poliamida, mas de preferência, mesmo os componentes utilizados para a mistura, têm um valor RV que é maior do que 1,45, de preferência, maior do que 1,50, e especialmente de preferência, maior do que 1,525.
Deve-se notar também que os materiais de moldagem de poliamida e/ou os materiais de moldagem de copoliamida poderão também conter aditivos típicos, como estabilizantes (estabilizantes térmicos e de UV de vários tipos), retardantes de chama, auxiliares de processamento, agentes anti-estáticos, corantes, cargas e agentes de reforço, especialmente cargas em nanoescala e agentes de reforço, como minerais tendo tamanho de partícula, no máximo, de 100 nm ou filossilicatos não modificados ou modificados e outros aditivos, como por exemplo, IRANOX® 1098 ou IRGANOX® 1010 poderão ser utilizados como estabilizantes térmicos. Por exemplo, TINUVIN® 312 ou 770 e/ou NYLOSTAB® SEED poderão ser utilizados como estabilizantes de UV. A proteção contra UV400 poderá ser obtida, por exemplo, utilizando-se TINUVIN® 326 ou 327.
Os estabilizantes poderão ser adicionado diretamente ou como uma batelada principal tendo poliamida como um material veículo. Por exemplo, TINOPAL® DMSX ou UNIVEX® OB poderão ser utilizados como um agente óptico de clareamento. VERSAPOL® poderá ser utilizado como um redutor de lubrificante ou de inclusão. Estes aditivos são adicionados no material de moldagem de poliamida de uma forma conhecida específica, por exemplo, na policondensação ou posteriormente em uma extrusão.
Por exemplo, a moldagem por injeção, compressão por injeção, moldagem por sopro de injeção, ou a moldagem por sopro de estiramento por injeção são adequados para a produção de materiais de moldagem, e qualquer forma de extrusão, como moldagem por sopro por extrusão, extrusão por perfil, extrusão tubular, são adequados para a produção de extrusados como métodos de processamento para os compostos de moldagem de poliamida e/ou os compostos de moldagem de copoliamidas de acordo com a presente invenção.
Os materiais de moldagem ou extrusados poderão ser processados utilizando-se moagem, perfuração, trituramento (por exemplo, lentes corretivas ou não corretivas), por exemplo, marcação a leiser, soldagem a leiser, e corte a leiser. Os materiais de moldagem de poliamida e/ou os materiais de moldagem de copoliamida de acordo com a presente invenção poderão ser coloridos de uma forma conhecida específica. Os materiais de moldagem produzidos de acordo com a presente invenção poderão também ser coloridos em banhos de imersão ou revestidos utilizando-se laças de imersão (revestimento rígido). Se necessário, os materiais de moldagem produzidos de acordo com a presente invenção poderão também ser produzidos com um revestimento anti-refletivo e/ou com brilho.
Todos os métodos específicos conhecidos para a produção de filmes planos, soprados, ou fundidos na forma de filmes de uma só camada ou de camadas múltiplas, poderão ser utilizados como métodos de processamento para os materiais de moldagem de poliamida e/ou os materiais de moldagem de copoliamida de acordo com a presente invenção. Estes filmes poderão também ser adicionalmente tratados, por exemplo, através de laminação, estiramento, tração, impressão, ou aplicação de corante.
As aplicações preferidas dos materiais de moldagem de poliamida e/ou dos materiais de moldagem de copoliamidas transparentes de acordo com a presente invenção, se referem à produção de peças moldadas e extrusados esterilizáveis por vapor superaquecido para o campo médico, como ferramentas médicas, cateteres, instrumentos, invólucros para aparelhos, conexões, válvulas, inaladores, tubos, recipientes, peças orais, suportes, linhas flexíveis ou rígidas em aparelhos médicos, por exemplo, para ar para a respiração e/ou fluidos do corpo.
Numerosos componentes de dispositivos que entram em contato com o vapor superaquecido podem ser concebidos para o campo técnico, como orifícios de aspersão para vapor d'água em máquinas de fazer café, utensílios domésticos, equipamentos de cozimento a vapor e equipamentos de limpeza a vapor; louça e coberturas para cozinha, especialmente para uso em dispositivos de microondas, tampas de panela, enroladores para cabelo, pentes, secadores, acessórios, aparelhos e linhas, por exemplo, para o transporte de bebidas, como linhas para cerveja, especialmente em máquinas para o varejo.
No campo de embalagens, poderão ser utilizadas peças moldadas e extrusados produzidos de acordo com a presente invenção, por exemplo, para recipientes, tubos, garrafas, béqueres, béqueres de medição, caixas e filmes. Os ramos industriais mais importantes para este fim são da indústria alimentícia, de bebidas, de limpeza e de corantes. As peças moldadas e os extrusados são também adequados para enchimento a quente. A resistência química elevada e a rigidez elevada das peças moldadas ou extrusados permite o seu uso em relação a meios agressivos, especialmente líquidos e gases, por exemplo, em ambientes fechados, especialmente em ambientes fechados têxteis que são limpos a seco. Além disso, eles poderão ser utilizados em máscaras de gás, filtros, medidores de vazão, dispositivos médicos, carcaças de filtros, vitrificação, invólucros de lâmpadas, telas para telefones portáteis, consoles de jogos, dispositivos GPS, ou em outros dispositivos ou componentes eletrônicos, tais como telas, filmes para telas, ou em embalagens.
Outras aplicações são constituídas, por exemplo, de escudos de proteção para fibras ópticas, carcaças para cabos, fibras ópticas, e bandejas e louça para restaurantes "self-service".