DENVILLE, NJ, U.S.A., 8. september 2016: FGH Systems Inc. und Teknor Apex Company haben Material-, Ausrüstungs-, Werkzeug- und Formentechnologien für das Extrusionsblasformen von thermoplastische Elastomere (TPEs) in großen Stückzahlen entwickelt, die eine effizientere und kostengünstigere Alternative zu Latex- und Nitril-Butadien-Kautschuk (NBR) ermöglichen.

In jahrelanger Zusammenarbeit haben Teknor Apex und FGH Systems Technologien perfektioniert, um die Herausforderungen zu meistern, die elastomere Werkstoffe beim Extrusionsblasformen und die Designkomplexität von Entlüftungsbeuteln und anderen hohlen Medizinische Geräte mit sich bringen. Das Ergebnis ist eine konsistente Produktion von qualitativ hochwertigen Bauteilen für kritische Anwendungen.

Nach gründlichen Experimenten mit vielen Polymerchemikalien und -mischungen produzierte Teknor Apex eine Standard-Blasform-Spritzgießen-Compound, Medalist® MD 12445, zum Ersatz von Latex, NBR oder PVC. Die Arbeiten an der Modifikation der Ausrüstung, dem Werkzeugbau und der Formenkonstruktion fanden am Standort von FGH Systems in Denville, NJ, statt, einem Blasformspezialisten, der namhafte Gerätehersteller vertritt und einen Formenbau, ein Produktentwicklungslabor und Versuchsverarbeitungslinien betreibt.

Entlüftungsbeutel stellten eine Herausforderung für Design und Verarbeitung dar, da sie so gefaltet werden müssen, dass sie flach liegen, wenn sie nicht gebraucht werden, aber im aufgeblasenen Zustand einen runden „Ballon“ mit gleichmäßiger Wandstärke bilden, bemerkte Eric Hohmann, Inhaber von FGH Systems. Während TPEs - insbesondere TPVs - im Spritzblasprozess für Bauteile wie Zahnstangenmanschetten und -kanäle für die Automotive Verwendung gefunden haben, wurde das Extrusionsblasformen normalerweise mit steifen oder nicht elastomeren Harzen wie HDPE, PP und PVC verwendet", sagte Herr Hohmann. Für den Entlüftungsbeutel bestand die Herausforderung darin, ein komplexes Bauteil in einem kontinuierlichen Extrusionsverfahren mit einem Achtfachwerkzeug herzustellen.

Neben der Entwicklung von Designs, die diesen Herausforderungen gerecht werden, lieferte FGH Systems die Milacron® Uniloy® Shuttle-Spritzgießen-Anlage, die für die kommerzielle Produktion eingesetzt wird. Um die Techniken für das Spritzgießen von TPEs zu perfektionieren, haben wir viele Versuche auf unseren eigenen Pilotlinien und in Kundenwerken durchgeführt und mit Spritzgießmaschinen, Schneckendesigns, Extrusionsköpfen und Formen experimentiert, zusammen mit mehreren Medalist-Formulierungen von Teknor Apex", sagte Herr Hohmann. Aufgrund unseres Erfolgs kann das Extrusionsblasformen von TPEs nun auch auf andere komplexe Designs für hohle Bauteile, Flaschen oder Beutel in der Medizintechnik und darüber hinaus angewendet werden.

Während beim Spritzgießen feste Bauteile hergestellt werden, entstehen beim Blasformen Hohlkörper in kernlosen Formen, bei denen Druckluft verwendet wird, um einen geschmolzenen Kunststoffvorsprung gegen die Wand der Form zu drücken, um ein fertiges Bauteil zu bilden. Beim Extrusionsblasformen ist die Kontrolle der Wandstärke des Schlauchs von entscheidender Bedeutung, und jede Inkonsistenz im Rohmaterial wirkt sich auf die Qualität des Schlauchs aus", sagte Ross Van Royen, Senior Market Manager für reglementierte Produkte im TPE-Geschäftsbereich von Teknor Apex. "Ist die Viskosität zu hoch, kommt es beim Blasen zum Schmelzebruch, ist sie jedoch zu niedrig, wird der Schlauch instabil. Teknor Apex hat das Compound Medalist MD 12445 speziell für das Extrusionsblasformen entwickelt, mit hoher Schmelzefestigkeit für eine gute Schlauchbildung und gleichbleibenden Fließeigenschaften für eine verbesserte Schlauchstabilität. Gleichzeitig weisen Produkte, die mit diesem Compound hergestellt werden, die gleiche Elastizität wie Latex auf und sehen genauso aus und fühlen sich auch so an.

Die Medalist MD 12445-Compound ist eine 45 Shore A-Klasse, aber Teknor Apex kann weichere oder härtere Compounds für bestimmte Anwendungen entwickeln. Die neue Compound ist mittels Gammabestrahlung oder Ethylenoxid sterilisierbar. Es weist eine hohe Reißfestigkeit auf. (Siehe Tabelle für Immobiliendaten.)

Wirtschaftliche Vorteile der Umstellung vom Tauchformen auf das Extrusionsblas-Spritzgießen

Beatmungsbeutel werden während der Operation verwendet, um den Luftstrom zu einem Patienten unter Narkose zu steuern. Es handelt sich um Einwegartikel, die mit Druckluft aufgeblasen werden können. Die Größen variieren, um unterschiedlichen Patientengrößen oder Altersstufen gerecht zu werden.

In der Vergangenheit wurden diese Taschen aus Naturkautschuk (NR)-Latex in einem Verfahren hergestellt, das als Tauch-Spritzgießen bezeichnet wird. Obwohl Proteinallergien einen Wechsel von NR-Latex zu NBR-Latex erzwangen, war der Ersatz teurer als NR-Latex und der Tauchprozess ineffizienter.

TPE-Beutel bieten erhebliche Kosteneinsparungen, da das Extrusionsblasformen das arbeitsintensive Tauch-Spritzgießen durch die Verarbeitung in großen Stückzahlen ersetzt, da Thermoplaste den für duroplastischen Kautschuk erforderlichen Aushärtungsschritt nicht benötigen und die Rohstoffkosten niedriger sind. Darüber hinaus vermeiden TPEs Bedenken hinsichtlich der extrahierbaren oder auslaugbaren Reste von Härtern.

Alle medizinischen Elastomere von Medalist werden aus FDA-konformen Inhaltsstoffen hergestellt, entsprechen ISO 10993-5 und REACH SVHC, sind frei von Phthalaten und tierischen Werkstoffen und werden in einer ISO13485-Anlage hergestellt.

FGH Systems Inc. ist seit seiner Gründung im Jahr 1976 in der Blasformindustrie tätig. Das Unternehmen ist nicht nur ein Herstellervertreter für Milacron Uniloy, Ossberger und Aoki Maschinen, sondern bietet auch komplette schlüsselfertige Systeme an, baut Formen und Werkzeuge und betreibt neun Blas-Spritzgießen-Linien für die Produktentwicklung, das Prototyping und die Bemusterung. Das Unternehmen befindet sich in 10 Prospect Place, Denville, NJ 07834 U.S.A. E-Mail: sales@fghsystems.com. Webseite: www.fghsystems.com.

Typische Eigenschaften von Medalist® MD 12445 TPE
für das Extrusionsblas-Spritzgießen

Quelle: Teknor Apex Company