添加剤で医療用プラスチックをレーザー用に最適化

ノーバート・スパロー 2019年2月8日

化学会社クラリアント社（スイス、ムッテンツ）は、今週カリフォルニア州アナハイムで開催されたメディカルデザイン＆マニュファクチャリング（MD&M）とPLASTEC Westの同時開催イベントで、医療製造業務におけるレーザーベースの組み立て方法向けに配合されたポリマーを発表した。 新しい Mevopur 材料には、レーザー溶接プロセスを最適化する添加剤が組み込まれています。

「医療機器業界は、残留物が残る可能性のある溶剤溶接やアーク溶接などの組み立て方法を廃止し、レーザー溶接を支持しています」とスティーブン・ダックワース氏は語った。プラスチックの今日同社ブースより。 Mevopurのヘルスケアポリマーソリューション部門責任者であるダックワース氏は、「ドラッグデリバリーデバイスや診断製品から透析システムに至るまで、複数のアプリケーション分野でこれが見られます」と付け加えた。

ダックワース氏によると、溶剤の使用を排除し、責任を軽減することが、医療技術業界におけるレーザー溶接の採用を推進する二大要因です。 また、レーザー溶接は生産プロセスに速度と信頼性をもたらし、複雑な構造を扱うことができます。「しかし、エネルギー吸収の点で、いくつかの興味深い課題が生じます」とダックワース氏は付け加えました。 「外面は、思い描いたどんな色でも魅力的に見える必要がありますが、レーザーエネルギーに対して透明でなければなりません」と彼は説明しました。 医療機器は透明または半透明の材料で作られていることが多いため、多くの場合、添加剤を使用してポリマーのレーザーエネルギー吸収能力を高める必要があります。

クラリアントは長年にわたってこれらの種類の添加剤を提供しており、2016 年に同社はそれらを Mevopur マスターバッチおよびレーザーマーキング用途用のコンパウンドに使用し始めました。 ただし、レーザーマーキングには 1 つのポリマーのみが含まれますが、レーザー溶接には 2 つのポリマーが含まれ、そのうちの 1 つはレーザーエネルギーを透過し、もう 1 つはレーザーエネルギーを吸収して溶接を形成します。 このプロセスは、プラスチックがレーザーに反応する方法を変える可能性がある顔料や充填剤によってさらに複雑になります。「異なるポリマーは異なる方法でレーザーエネルギーを吸収するため、これは基本的なパラメーターを理解し、最適な方法を考え出すための配合演習となります。」 「システムによるアプローチです」とダックワース氏は説明した。 「それが私たちがやったことなのです。」

MD&M West で、クラリアントは、同一の材料で作られた 2 つの部品を含むように見える溶接製品を展示しました。 実際、2 つの異なる配合が開発され、一方はレーザー透過、もう一方は吸収を実現し、確実に溶接できるようになりました。

良好な溶接を達成するためのもう 1 つの重要な要素は、最終部品のポリマー マトリックス全体に添加剤が均一に分布していることです。 場合によっては、濃縮物またはマスターバッチを射出成形機で投入し、成形前にポリマー溶融物に混合することができますが、これは濃縮物をホストポリマーに分散させるのに常に理想的であるとは限りません。 一部の用途では、機械、材料、または部品の設計により分布に一貫性がなく、溶接の信頼性が低下する可能性があるとクラリアント氏は述べています。

これを改善するために、クラリアントは、レーザー吸収性添加剤が他の顔料や添加剤とともに、高効率の配合ラインを介して最適に分散される配合物を製造しています。 射出成形業者は、クラリアントが配合と品質管理をすでに行っていることを知っているため、さらに希釈することなくこのオールインワン材料を使用できます。

すべての Mevopur マスターバッチ濃縮物および最終コンパウンドと同様に、レーザー対応材料はメイン州ルイストンの専用施設と、マルメ、スウェーデン、シンガポールの他の 2 つの施設で製造されています。 3 つの工場はすべて ISO 13485:2016 の認証を取得しています。 クラリアントのプロセスが USP クラス VI、ISO 10993 の事前テスト済みの原材料から最終製品に至るまで管理され、一貫性があり、準拠していることを知っているため、デバイス メーカーは安心できるとクラリアントは述べています。

画像提供: Pixel_B/Adobe Stock。

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