專利名稱：由柔性塑料制成的具有抗菌保護層的衛(wèi)生軟管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由柔性塑料制成的衛(wèi)生軟管，尤其是一種淋浴軟管，具有一個內(nèi)表面和一個外表面以及一種抗菌保護層。
在飲用水和工業(yè)用水中的微生物雜質(zhì)不僅僅在發(fā)展中國家中造成了嚴重的健康危險。在發(fā)達國家，這種威脅生命的微生物雜質(zhì)在盛放飲用水或工業(yè)用水的器皿、管道或熱水器中出現(xiàn)的頻率越來越高。特別是在原本污染物很少的水在其中停留、加熱或者輸送一段時間的管道、器皿或者榨取設(shè)備中，這種污染物產(chǎn)生很大的影響。
這些微生物是由于水在非常適合于微生物繁殖的周圍溫度下停留在器皿或者管道區(qū)段中而生成的。最大的危險來自于熱水器或熱水管道，熱水最初在其中流過，但在水被抽出后，殘余的水慢慢地冷卻，并且在此過程中在一個較長的時間范圍內(nèi)都一直存在對于微生物繁殖最佳的溫度范圍。這導(dǎo)致這些致病的微生物急劇繁殖，并且很快就超過為飲用水、為水中所含的病原體所規(guī)定的極限值，并且達到對人類有毒的濃度。最危險的病原體之一是軍團菌(嗜肺軍團菌)，它的最佳繁殖溫度范圍是30℃到50℃。
目前已知，水箱或罐中的水通過添加含銀或含氯的添加劑形式的化學(xué)藥劑來有效防止污染，其中水在這些水箱或者罐中要保存一段較長的時間。但這種方法只對水容器有效，對于水管或軟管則不適用，因為水會反復(fù)在管道中流動，這就需要不斷地加入這種類型的抗菌添加劑。
除了將水溫保持在30℃到50℃的范圍內(nèi)很長時間的熱水容器外，空調(diào)系統(tǒng)、空氣加濕器、淋浴器噴頭和淋浴軟也特別危險，在這些設(shè)備中水被暴露在周圍溫度中，尤其在夏天和浴室中，溫度在25℃到30℃之間。在這些設(shè)備和裝置中，病原體即使在很短的時間內(nèi)也會急劇繁殖，也就是例如在不規(guī)則取水時就會導(dǎo)致病原體急劇繁殖，當(dāng)這些裝置和設(shè)備啟動時，這些病原體就作為懸浮微粒進入被呼吸的空氣中，并因此直接進入肺中。在這種感染路線中，有時會發(fā)生非常嚴重的致命的感染，在軍團菌的情況下尤其如此。
從DE 42 26 810 C1中可知一些塑料部件，其不會被細菌潛入，因而主要被用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。殺毒作用可以通過在塑料本身的表面上和/或表面中的銀化合物實現(xiàn)。為此，將塑料用溶脹劑處理，并將溶脹塑料與一種銀化合物(例如硝酸銀)的溶液進行處理。這種銀化合物存在一個問題，即由于這種銀化合物的水溶性而很快會被從要保護的材料上洗掉。這是一個嚴重的缺陷，尤其當(dāng)管道是用來承載強液流時。此外，用這種方法涂層的管子或淋浴噴頭經(jīng)過長期的使用后，被沖洗掉的硝酸銀和皮膚接觸時會局部產(chǎn)生討厭的黑斑。
從DE 44 36 927 C2中可知一種口腔沖洗器，其中液體容器或泵腔的部分都涂有銀合金，以防止殘留在液體容器或泵中的水被污染。
從DE 101 34 468 A1中可知一種桿狀的由銀和特種鋼制成的嵌入件，其被插入現(xiàn)有的淋浴軟管中，并且隨著銀離子的釋放可以防止軟管中微生物的生長。除了要大量的銀，這個桿狀嵌入件的缺點主要是，該嵌入件消弱了軟管的柔性，并且尤其是減小了軟管的橫截面積。其結(jié)果是導(dǎo)致了水流量的減小。此外，在卷繞的桿狀嵌入件上的沉積物具有阻塞軟管的危險。
眾所周知，銀是對微生物有劇毒的金屬，并擁有極廣泛抗菌范圍。對于致病微生物來說，其有效性來源于銀離子能夠侵入橫跨膜能量代謝，并且另外還不僅對抗革蘭氏陰性病菌，還對抗革蘭氏陽性細菌，同時也能對抗各種其他對人體有毒的微生物，尤其是軍團菌。
另外還已知由不同材料借助于等離子輔助涂層方法在真空設(shè)備中用一層精細的金屬銀制成的氣相噴鍍產(chǎn)品。然而，這種噴鍍過程需要很復(fù)雜的設(shè)備，因此很昂貴，并且主要用于與醫(yī)學(xué)工程相關(guān)的產(chǎn)品。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種衛(wèi)生軟管，其中即使在各次取水之間數(shù)天的間隔之后，在取水之后殘留在該衛(wèi)生軟管中的水也不會被致病的微生物污染。
該任務(wù)通過一種由柔性塑料制成的衛(wèi)生軟管、尤其是一種淋浴軟管來解決，該淋浴軟管具有一個內(nèi)表面、一個外表面和一種抗菌保護層，其中將至少一種抗菌劑嵌入至少是內(nèi)表面的材料。
根據(jù)本發(fā)明，所述至少一種抗菌劑被嵌入軟管材料。這種嵌入不會阻礙水流流過衛(wèi)生軟管，并且在制造這種軟管時也可以廉價地實現(xiàn)?？咕鷦┠軌驈能浌鼙砻娴牟牧蠞B出或擴散以發(fā)揮它的功效。
在本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施方式中，抗菌劑不僅被嵌入形成軟管內(nèi)側(cè)面的材料中，而且被嵌入成形軟管外側(cè)面、也就是外表面的材料中。這樣，就可以防止軟管外側(cè)面被污染，否則，很容易由附著在軟管外側(cè)面上的污物或肥皂殘留物引起污染。對于軟管的結(jié)構(gòu)，它可以是一種常規(guī)的淋浴軟管。該軟管最好是一種至少雙層壁的軟管，一般是一種雙層壁軟管。
軟管材料的塑料可以完全配有抗菌劑，也就是說，抗菌劑可以與材料完全一體化。然而，這是不必要的，并且在許多情況下也不希望。在一種優(yōu)選的實施方式中，將所述至少一種抗菌劑僅僅在至少一個表面的區(qū)域中嵌入軟管的材料中。這就確保了軟管材料保留了期望的材料特性，更確切地說與之前完全一樣。此外，微量的抗菌劑就足夠了，不會削弱其功效。
抗菌劑可以以不同的方式引入軟管的表面材料中，也可以將多種方式進行組合。例如，在本發(fā)明的一種實施方式中，抗菌劑能夠被射入塑料表面。對此，特別是對于外表面，適合使用所謂的冷氣噴射。這樣，抗菌劑的顆粒尤其以金屬顆粒的形式在高壓(例如35bar)下與氮一起被射入塑料表面。這種方式獲得的顆粒滲入深度足夠使抗菌劑發(fā)揮很多年的作用。
在本發(fā)明的一種實施方式中，內(nèi)和/或外表面由含有抗菌劑的表面層形成。這樣的表面層最好和軟管的底層由相同的塑料制成。這種軟管的柔性塑料優(yōu)選是一種柔性的熱塑性塑料和/或熱塑性彈性。這樣的塑料是公知的，并且例如包括軟聚氯乙烯、軟聚乙烯、柔性聚氨酯和硅樹脂。
表面層可以是一種獨立的層。有利的是它與底層軟管材料的區(qū)別僅僅在于它另外含有抗菌劑。在本發(fā)明的一種實施方式中，所述至少一個表面層由熱塑性塑料形成，其優(yōu)選被擠壓到軟管底層上。表面層最好與底層相連。尤其當(dāng)表面層與底層通過共擠壓連接到一起時特別有利。由熔液聯(lián)合擠壓的結(jié)果是使材料緊密結(jié)合，而沒有明顯分離的邊界。
抗菌劑能夠以從表面向內(nèi)降低的濃度存在于表面材料中。例如，當(dāng)抗菌劑的顆粒被射入表面時，就是這種情況。另一方面，抗菌劑也可以均勻地分布在表面層中。優(yōu)選當(dāng)表面層通過擠壓涂層形成時就是這種情況。為此，可以由在其熔液中混入抗菌劑的材料形成表面層。
表面層的層厚與軟管材料其余部分的層厚相比較薄。它通常低于軟管材料厚度的20％，特別是低于10％。表面層的層厚最好為0.05-1mm，特另為0.2-0.5mm。
正如前面提到的，所述至少一種抗菌劑優(yōu)選以顆粒形式存在。顆粒尺寸處于5μm-200μm的范圍內(nèi)，特別是20μm-100μm的范圍內(nèi)。顆粒尺寸最好能與抗菌劑的溶解度和擴散度相匹配。
最好考慮將沒有特殊作用的物質(zhì)作為抗菌劑。這種抗菌劑要具有非常廣泛的活性范圍，但沒有形成抵抗的危險。同樣也可以采用這種抗菌劑，它的副產(chǎn)品顯示出實際效果?？咕鷦┰诒砻嫠芰系耐饷媛龜U散，或者從上述的塑料中被慢慢沖洗，然后開始產(chǎn)生效果，當(dāng)水在軟管內(nèi)停留較長時間時，這種效果尤其值得期待。
在本發(fā)明的一種實施方式中，抗菌劑是一種金屬和/或金屬鹽。作為金屬，優(yōu)選考慮重金屬如銅、特別是銀。銅和銀的氧化物也有實際的抗菌效果。氧化物由金屬形式形成。直接采用鹽或其他化合物或者例如在硅酸鹽基材中的重金屬復(fù)合物也是可以的，如果必要，與顆粒形式的金屬形式相結(jié)合。作為抗菌劑，也可以采用非特定的有機抗菌劑。這種抗菌劑是公知的。例如，三氯生和PHMB展示了良好的抗菌性。也可以采用各種抗菌劑的混合物，或者在軟管的內(nèi)表面和外表面上采用不同的抗菌劑。
抗菌劑在表面中的濃度、特別是在軟管表面層中的濃度可以與抗菌劑的活性和保持時間相匹配。一般地，抗菌劑在表面材料中的質(zhì)量濃度在0.01至10％的范圍內(nèi)，特別在0.1至2％的范圍內(nèi)。
衛(wèi)生軟管在其端部通常具有連接頭以便安裝。例如，淋浴軟管在其端部通常設(shè)有軟管螺紋接頭，通過該螺紋接頭該淋浴軟管可以在一端連接到手拉噴頭上，在另一端與供水管連接。按本發(fā)明的軟管優(yōu)選是不透明或不透光的，因此軟管內(nèi)不會產(chǎn)生不受歡迎的藻類，于是抗菌劑的效果可以全部用來消滅有害細菌。
本發(fā)明其它的優(yōu)點和特征由下面對優(yōu)選實施方式的描述結(jié)合從屬權(quán)利要求和附圖
獲得。在這里，單個的特征可以分別單獨實現(xiàn)，或者將多個特征相互組合在相關(guān)的實施方式中實現(xiàn)。
在圖中所示的本發(fā)明的實施方式中，示意性地示出了一種用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的軟管的例子。這里涉及淋浴軟管的連續(xù)生產(chǎn)。從連續(xù)的軟管上切出所需長度的淋浴軟管，并且軟管端部以常用的方式設(shè)有螺紋接管以便使用。按本發(fā)明的軟管是一種雙層壁淋浴軟管1，其具有一個由黑色軟聚氯乙烯制成的內(nèi)管2、一個由透明的軟聚氯乙烯制成的外管3和一個位于它們之間的由硬聚氯乙烯制成的增強線圈4。增強線圈4的外表面可以用鋁進行氣相噴鍍或者配有鋁箔，以便獲得金屬外觀。
淋浴軟管以根據(jù)傳統(tǒng)方法的原理通過擠壓機制造，在現(xiàn)有的情況下可以進行特殊的裝備。擠壓機螺桿或螺桿對(沒有示出)驅(qū)動用于形成內(nèi)管2的熔融物質(zhì)5穿過環(huán)形噴嘴6，在該環(huán)形噴嘴6內(nèi)部有一個芯軸7，通過該芯軸7形成軟管空腔8。在軟管空腔8內(nèi)維持升高的內(nèi)壓以防止軟管塌陷。加強帶9纏繞在仍舊暖和的內(nèi)管2上，同時構(gòu)成加強線圈4，隨后，通過一個由共擠壓噴嘴構(gòu)成的第二環(huán)形擠壓噴嘴10使外管3在加強線圈4上形成，并且外管6容易與加強線圈4粘附在一起。
共擠壓噴嘴10由獨立的擠壓機供給兩種不同的軟聚氯乙烯熔液，準確地說，一種在環(huán)形道通11中的普通聚氯乙烯熔液和一種在環(huán)形通道12中的摻入抗菌劑的熔液。相應(yīng)地，在本實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的淋浴軟管的外管3是雙層結(jié)構(gòu)。通過環(huán)形通道11進入的熔液形成外管3的底層13，該底層13與加強線圈4接觸。形成軟管外表面的頂層14遠比底層13薄，但是由于采用相同的基材進行共擠壓導(dǎo)致固定連接到底層。
頂層或表面層14的熔液由聚氯乙烯顆粒形成，其中嵌入質(zhì)量百分比為1％的銀顆粒。銀顆粒平均尺寸范圍為50至100μm。該熔液形成的頂層或表面層的層厚在0.3mm的范圍內(nèi)。
對于內(nèi)管2的結(jié)構(gòu)，可以采用已經(jīng)含有抗菌劑的顆粒。在這種情況下，非特別起作用的有機化合物如三氯生(2，4，4’三氯-2’-羥基二苯醚)或PHMB(聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽)形式的抗菌劑是合適的。
相反，在圖示的實施方式中，只要其預(yù)先形成但仍以熔液5的形式存在，內(nèi)管的內(nèi)表面中就會嵌有抗菌劑。從擠壓機外部引出的計量管15引入芯軸7，并且通過多個徑向的單個噴嘴到達芯軸7的外表面。通過施加壓力，粉末狀或糊狀的抗菌劑可以擠出徑向噴嘴16，并且在那里被通過的熔液清掃和吸收，特別是熔入其中以形成內(nèi)表面17?？咕鷦┩瑯涌梢酝ㄟ^預(yù)先例如與聚氯乙烯粉末混合并融合在其中以熔液的形式存在。因此，在這里顆粒形式的銀同樣適合作為抗菌劑。銀可以以金屬形式和鹽的形式存在，或以具有足夠溶解力的復(fù)合物的形式存在，用以在開始就達到良好抗菌作用，如果這樣要求的話。如果需要，徑向噴嘴16可以組合成徑向環(huán)形噴嘴。當(dāng)內(nèi)管的整個內(nèi)表面打算裝配抗菌劑時這點就有好處。
權(quán)利要求
1.由柔性塑料制成的衛(wèi)生軟管，特別是淋浴軟管，具有一個內(nèi)表面(17)和一個外表面(14)，并且具有一種抗菌保護層，其特征在于，將至少一種抗菌劑嵌入至少內(nèi)表面(17)的材料中。
2.如權(quán)利要求1中所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述抗菌劑也嵌入外表面(14)的材料中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述軟管是一種至少雙層壁的軟管(1)，尤其是一種雙層壁的軟管(1)。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述抗菌劑僅僅在至少一個表面(14、17)的區(qū)域內(nèi)嵌入軟管的材料中。
5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述抗菌劑是射入表面中的。
6.如前述權(quán)利要求中任一項所述的、尤其是權(quán)利要求1到4中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述內(nèi)和/或外表面由含有抗菌劑的表面層(14)形成。
7.如權(quán)利要求6所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述表面層(14)由與軟管的底層(13)相同的塑料制成。
8.如前述權(quán)利要求中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述柔性塑料是一種柔性熱塑性塑料和/或熱塑性彈性體。
9.如權(quán)利要求6至8中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述表面層(14)由熱塑性塑料制成，特別是擠壓到底層(13)上。
10.如權(quán)利要求6至9中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述表面層(14)與底層(13)相連接。
11.如權(quán)利要求6至10中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述表面層(14)與底層(13)通過共擠壓連接。
12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述至少一種抗菌劑以從表面向內(nèi)降低的濃度存在。
13.如權(quán)利要求6至12中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述抗菌劑熔入形成表面層(14、17)的塑料組分中。
14.如權(quán)利要求6至13中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述表面層(14)的層厚為0.05至1mm。
15.如前述權(quán)利要求中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述抗菌劑以顆粒形式存在，其顆粒尺寸尤其在5μm至200μm的范圍內(nèi)。
16.如前述權(quán)利要求中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述至少一種抗菌劑是一種金屬和/或一種金屬鹽，特別是銀。
17.如前述權(quán)利要求中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述至少一種抗菌劑是一種非特定的有機抗菌劑。
18.如前述權(quán)利要求中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述至少一種抗菌劑以至少兩種抗菌劑的混合物的形式存在。
19.如前述權(quán)利要求中任一項所述的衛(wèi)生軟管，其特征在于，所述抗菌劑存在于表面(14)中，特別是在表面層中，質(zhì)量濃度范圍為0.01至10％，特別為0.1至2％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由柔性塑料制成的衛(wèi)生軟管，特別是一種淋浴軟管，其具有一個內(nèi)表面(17)和一個外表面(14)，并且具有一種抗菌保護層。至于抗菌保護層，將至少一種抗菌劑嵌入至少內(nèi)表面(17)的材料中。
文檔編號F16L11/08GK1981152SQ200580020880
公開日2007年6月13日 申請日期2005年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月23日
發(fā)明者A·法思, Z·阿卡爾坦, W·海恩澤爾曼, J·海斯特哈根, M·蘇爾姆 申請人:漢斯格羅股份公司