Kunststoffe von Medizinprodukten ohne Kleber verbinden

Gerade bei Medizinprodukten mit direktem Hautkontakt sind hoher Tragekomfort und Verträglichkeit entscheidend für die Qualität des Produkts und die Kundenzufriedenheit. Deshalb sollten Hersteller auf Chemikalien wie IBOA verzichten und Kunststoffe mit Prozessen verbinden, die ohne Klebstoffe und Lösemittel sowie umweltbelastende Stoffe auskommen – möglich wird dies mit Ultraschall.

Die Nutzung tragbare Medizingeräte, sogenannte Wearables, nimmt rasant zu. Mit ihrer hohen Benutzerfreundlichkeit können sie die Lebensqualität von Patienten mit Diabetes oder anderen Krankheiten dauerhaft erhöhen. Doch immer wieder kommt es bei der Nutzung von CGM-Sensoren, Insulinpumpen oder anderen Wearables zu Hautirritationen. 

Die häufigste Ursache: Chemikalien wie Isobornylacrylat (IBOA), die in den Klebstoffen vorkommen. Studien zeigen, dass bis zu 81 Prozent der Patienten, die damit in Kontakt kommen, allergische Reaktionen bis hin zu schweren Entzündungen der oberen Hautschicht (Kontaktdermatitis) entwickeln.

Damit Produkte wirklich hautfreundlich sein können, sollten Kunststoffe von Wearables gänzlich ohne Klebstoffe oder ähnliche Fügemittel verbunden werden. Wir zeigen Ihnen in diesem Artikel, wie das funktioniert.

Klebestofffreie Verbindungen für Kunststoffe erzeugen:

Um Kunststoffe dauerhaft und sicher ohne Fügemittel zu verbinden, ist das Ultraschallschweißen ideal geeignet. 

So funktioniert es: Das Schweißsystem erzeugt mechanische Schwingungen, die über das Schweißwerkzeug auf die Fügepartner übertragen werden. In der vorher festgelegten Fügezone kommt es während der minimalen Prozesszeit von wenigen hundertstel Sekunden zu Reibung – an diesen Stellen schmilzt durch gezielte Energiezufuhr der Kunststoff im Inneren des Bauteils auf. Unter minimaler Krafteinwirkung und Temperatureinwirkung wird dadurch eine hochfeste Verbindung auf molekularer Ebene erzeugt. 

Ultraschallschweißen, -nieten, -bördeln und -einbetten hat den großen Vorteil, dass die Erwärmung nur dort entsteht, wo sie wirklich benötigt wird. Somit wird thermischer und mechanischer Stress im Bauteil auf ein Minimum reduziert. Dadurch eignet sich das Ultraschallschweißen auch besonders für empfindliche Komponenten und Produkte wie z. B. Hautpflaster und Sensoren.

Umweltfreundliche Kunststoffe nutzen:

Neben dem Fügeprozess muss auch das Material der Anwendung betrachtet werden, um sie so hautfreundlich wie möglich zu gestalten. Immer mehr Hersteller wechseln daher vom häufig genutzten Polyvinylchlorid (PVC) zu alternativen thermoplastischen Kunststoffen. Aus gutem Grund:

PVC enthält Weichmacher, die sich negativ auf die Gesundheit auswirken können. Gleichzeitig wird der Kunststoff dadurch schwerer zu entsorgen, da bei der Verbrennung umwelt- und gesundheitsschädliche Gase entstehen. 

Mit Ultraschall können thermoplastische Kunststoffe dagegen ideal verbunden werden. Über Versuche im Ultraschall-Labor werden die richtigen Parameter ermittelt, um den Kunststoff sicher und konsistent zu verschweißen. Das Material selbst wird während des Schweißprozesses nur minimal belastet und bleibt frei von umweltschädlichen Stoffen. Die ursprünglichen Stoffeigenschaften werden damit erhalten.

Dadurch kann die Nutzung von Ultraschall sowohl die Umweltbilanz (product carbon footprint), die Hautverträglichkeit von medizinischen Wearables als auch die Kundenzufriedenheit entscheidend verbessern.