JP2024511741A - 医療用パッケージ用の柔軟性加熱滅菌可能な非pvc多層フィルム - Google Patents

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copolymer
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ズザネ・ホルツァー
レネ・グロス
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ポリシン ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング
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Abstract

医療用パッケージ用の柔軟性加熱滅菌可能な多層フィルムであって、(a)耐衝撃性改質プロピレンホモポリマーを含有する第1のポリマー層(A)、(b)以下を含有する第2のポリマー層(B):B1)125℃超の融点および945~960kg/m3の密度を有し、B11)65重量%~85重量%のエチレンホモポリマー、およびB12)15重量%~35重量%のエチレン/C4~C12アルファ-オレフィンコポリマーから構成される、60重量%~85重量%の均質な組成物(B1);B2)11重量%~30重量%のプロピレンターポリマー;B3)4重量%~15重量%のポリエチレンエラストマー(エチレン/C4~C12アルファ-オレフィンコポリマー);c)以下を含有する中間ポリマー層(C):C1)61重量%~80重量%のプロピレンターポリマー、C2)15重量%~25重量%のスチレンブロックコポリマーエラストマー、C3)5重量%~19重量%のポリエチレンエラストマー、を含む、多層フィルム。

Description

本発明は、脂肪族ポリオレフィンを含有する加熱滅菌可能な多層フィルム、前記フィルムを製造するための方法、および医療用パッケージの製造のための前記フィルムの使用、さらにはそのような多層フィルムを含有する医療用パッケージに関する。多層フィルムは熱蒸気により滅菌可能であり、医療用パッケージに使用される場合、医薬または薬液を吸着する傾向が低いこと、耐熱性の外層、および個々の層間の十分な接着性によって際立っている。
多層フィルムは、長年にわたって、例えば、食品産業だけでなく、医療/医薬分野、例えば、二次パッケージ材料(オーバーパッケージ)、または溶液バッグ、乾燥濃縮物、および錠剤形態の医薬用の一次パッケージ材料など、幅広い用途に用いられてきた。
一部の多層フィルムは、柔軟性パッケージに加工可能であり、例えば、薬液をパッケージングおよび投与するためのバッグとして好適である。薬液、例えば、ポリ塩化ビニル(PVC)または非PVC材料で作製した柔軟性使い捨てバッグ内の非経口投与用の輸液が、現在、標準的手法として市販されている。
弾性PVC材料は、再放出される可能性のある可塑剤を含有しているため、健康に有害である。したがって、PVCを非PVC材料に置き換える取り組みが行われている。
柔軟性医療用バッグは、バッグの完全な排出を保証する、潰れる機能を備えている必要があるだけでなく、透明性、121℃での加熱滅菌を受ける能力、特に溶着継ぎ目領域の動的負荷下での十分な機械的強度、水蒸気に対する良好なバリア性、標準的なカフ圧力印加、例えば圧力注入に対する耐荷重性、および薬学的観点から、パッケージがバッグの内容物に及ぼす影響が最小限であることなどのさらなる性能基準も呈していなければならない。
ポリオレフィンをベースとする層構造を有する多層フィルムは、これらの要件に関して有利であることが見出された。
特許文献1および特許文献2には、医療用バッグを製造するための加熱滅菌可能な3層多層フィルムが記載されており、その外層は耐衝撃性改質剤で改質されたポリプロピレンホモポリマーからなり、その中間層は耐衝撃性改質剤で改質されたポリプロピレンターポリマーからなり、その内層は耐衝撃性改質剤で改質されたポリプロピレンターポリマーおよび/またはポリプロピレンコポリマーからなる。好適な耐衝撃性改質剤は、スチレンブロックコポリマー(例えば、SEB)およびエチレン/α-オレフィンコポリマーである。フィルム例は、75重量%のPPターポリマー、20重量%のSEBSブロックコポリマー、および5重量%のPEプラストマー(エチレン/オクテンコポリマー)で構成された中間層と、85重量%または75重量%のPPターポリマー、15重量%または20重量%のSEBブロックコポリマー、および0重量%または5重量%のPEプラストマーで構成された内層とを有する。
特許文献3には、医療用バッグに使用するための共押出によって製造される加熱滅菌可能な3層多層フィルムが記載されている。フィルム例は、97重量%のポリプロピレンホモポリマーおよび3重量%のSEBSブロックコポリマーから構成される外層、80重量%の、ポリプロピレンおよびポリエチレンをベースとする異相コポリマーであるEXCELLEN、および20重量%のSEBSブロックコポリマーから構成される中間層、ならびに75重量%のPPターポリマー、20重量%のSEBSブロックコポリマー、および5重量%のPEプラストマーから構成される内層を有する。
特許文献4は、ポリプロピレン層とポリエチレン層の共押出によって製造される、層間の接着性に優れた多層フィルムを開示しており、ここで、ポリプロピレン層は、ポリエチレンとのブレンド(重量比40%~50%)またはポリエチレン層はポリプロピレンとのブレンド(重量比20%~50%)である。
特許文献5は、好ましくは、プロピレンホモポリマーからなる外層;30重量%~70重量%のプロピレンベースのポリマー(例えばプロピレン-エチレン-ブテンターポリマー)および30重量%~70重量%の熱可塑性エラストマー(例えばSEBS)から構成される中間層;ならびに50重量%~70重量%のプロピレンコポリマー、5重量%~20重量%のポリエチレン(例えば、HDPE)、および10重量%~45重量%の熱可塑性エラストマー(例えば、SEBS)から構成される内層を含む、薬液の容器として使用するための多層フィルムを扱っている。
特許文献6には、医療容器用の多層フィルム、好ましくは3層多層フィルムが記載されており、この3層多層フィルムは、(a)好ましくは40重量%~70重量%のプロピレンコポリマー、10重量%~40重量%のエチレン-プロピレンコポリマーまたはエチレン-1-ブテンコポリマー(1-ブテンの割合は好ましくは5重量%~15重量%)、および5重量%~35重量%のエラストマー(例えば、エチレンコポリマー、スチレンブロックコポリマー)のブレンドから構成される第1の(=内)、ヒートシール可能な層;(b)(i)ポリエチレン(HDPE)(50重量%~90重量%)および(ii)改質剤のブレンドから構成される第2の(中間)層、ならびに(c)(i)ポリプロピレンおよび(ii)改質剤のブレンドから構成される第3の(外)層、を含有する。
特許文献7には、メタロセン触媒を使用して製造される、エチレン/α-オレフィンコポリマー、およびHDPE(重量比10%~40%)のブレンドから構成される高密度(0.89~0.93g/cm)の内層、ならびにプロピレンポリマーから構成される外層、を含有する、医療用バッグ用の加熱滅菌可能な多層フィルムが記載されている。
特許文献8には、好ましくはプロピレンホモポリマーを含む外層;10重量%~60重量%のプロピレンコポリマーおよび40重量%~90重量%の熱可塑性エラストマーを含む中間層;ならびに60重量%~80重量%のプロピレンコポリマー、10重量%~30重量%のポリエチレン、および1重量%~10重量%の熱可塑性エラストマーから構成される内層、を含む医療用パッケージ(例えばバッグ)用の多層フィルムが記載されている。ポリエチレンは、好ましくは、溶融温度が50℃~120℃(例:60℃)のエチレンとα-オレフィンとのコポリマーであり;好ましくは、プロピレンコポリマーはプロピレン-エチレン-ブテンターポリマーである。使用される熱可塑性エラストマーは、好ましくは、水素添加スチレンブロックコポリマーである。
従来技術の多層フィルムには、特に個々の層間の接着性および121℃での熱蒸気滅菌性の要件に関して、依然として改善の余地がある。
DE-A10361851 WO2020/127227A1 DE20320212A1 KR-A2010-0101332 EP-A2231775 EP-A0229475 特開2007/245490号公報 米国特許公開第2012/0034404A1号
したがって、本発明の目的は、個々の層間の良好な接着性および良好な衝撃強度を有し、さらに、医薬または薬液に面する表面(内層)上で医薬または薬液を吸着する傾向が低いことを示し、簡単な方法で医療用容器(例えば、バッグ)に加工することができる、柔軟かつ加熱滅菌可能な医療用多層フィルムを提供することである。
本発明は、加熱滅菌可能な多層フィルムであって、
a)少なくとも1種、好ましくは1種の耐衝撃性改質剤で改質された少なくとも1種、好ましくは1種のプロピレンホモポリマーを含有する(からなる)第1のポリマー層(A);
b)以下を含有する(からなる)第2のポリマー層(B):
B1)125℃超の溶融温度および945~960kg/mの密度を有し、
B11)(B1)に基づく65%~85重量%のエチレンホモポリマー、および
B12)(B1)に基づく15重量%~35重量%、好ましくは20重量%~30重量%の、4~12個、好ましくは4~8個、特に好ましくは4~6個の炭素原子を有し、好ましくは1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセンおよび4-メチル-1-ペンテンから選択され、好ましくは1-ブテンである、少なくとも1種、好ましくは1種のアルファ-オレフィンをコモノマーとして含有する、少なくとも1種のエチレンコポリマー、
からなる、(B)に基づく60重量%~85重量%の、以下からなる均質な組成物(=「複合体」)(B1);
B2)(B)に基づく11重量%~30重量%の少なくとも1種のプロピレンターポリマー;
B3)(B)に基づく4重量%~15重量%の、エチレンと、4~12個、好ましくは7~12個の炭素原子を有する、少なくとも1種、好ましくは1種のアルファ-オレフィンとのコポリマーである少なくとも1種のポリエチレンエラストマー;
c)第1のポリマー層(A)と第2のポリマー層(B)との間に位置し、以下を含有する(からなる)中間ポリマー層(C):
C1)(C)に基づく61重量%~80重量%、好ましくは65重量%~80重量%の少なくとも1種のプロピレンターポリマー;
C2)(C)に基づく15重量%~25重量%の少なくとも1種のスチレンブロックコポリマーエラストマー;
C3)(C)に基づく4重量%~14重量%の、好ましくは4重量%~10重量%の、エチレンと、4~12個の炭素原子を有する、少なくとも1種、好ましくは1種のアルファ-オレフィンとのコポリマーである少なくとも1種のポリエチレンエラストマー
を含む(からなる)加熱滅菌可能な多層フィルムを提供する。
重量パーセントで示される割合は、それぞれの場合において合計が100重量%となる。
本発明の関係において、(コ)ポリマー中のモノマーの構造単位は、重合によって組み込まれたモノマーに由来する構造単位を意味すると理解されるべきである。
「加熱滅菌可能」という用語は、対応する材料を高温での滅菌、好ましくは蒸気滅菌にかけることができることを意味する。滅菌は、材料および物品から生きた微生物を取り除く方法を指す。それによって達成される材料および物品の状態は「無菌」と呼ばれる。充填済みまたは未充填の医療用パッケージの蒸気滅菌の場合、滅菌には高温蒸気を使用し、通常はオートクレーブで実行する。これには、医療用パッケージを蒸気中で2バールの圧力で121℃まで好ましくは20分間加熱することが含まれる。オートクレーブ内の空気は完全に蒸気に置き換わる。
「多層フィルム」という用語は、互いに接合されて走行ウェブまたはスリーブの形態のフィルムを形成する、複数の共押出ポリマー層内の熱可塑性材料を指す。
「耐衝撃性改質剤」という用語は、スチレンブロックコポリマーエラストマー、ポリエチレンエラストマー、およびポリプロピレンエラストマーなどのポリマー材料を指し、これらは溶融状態でブレンドした結果、耐衝撃性改質剤の周囲のポリマーの衝撃強度を改善させる。
「衝撃強度」という用語は、動的荷重に耐える材料の特性を指す。プラスチックのアイゾット衝撃強度は、規格DIN EN ISO 180:2013-08に従って定義された条件下で測定することができる。
「均質な組成物」とは、分子レベルで一緒に混合され、一緒に単相を形成する物質(成分)の複合体を意味すると理解されるべきである。
「溶融温度」(軟化温度、T)は、通常、DSC(示差走査熱量測定)によって測定する。
「密度」は、DIN EN ISO 1183-1(2019~09)-方法Bに従い、液体比重計を使用して測定することができる。
第1のポリマー層(A)
本発明による多層フィルムの第1のポリマー層(A)は、定義上、フィルムを、好ましくはバッグであるパッケージに加工するときにパッケージの外側に位置するポリマー層である。したがって、フィルムをさらにパッケージに加工するとき、ポリマー層は溶着具の表面と直接接触するため、好ましくは125℃を超える、特に好ましくは127℃~150℃の間の、非常に特に好ましくは130℃~145℃の間の高い溶融/軟化温度を必要とする。
第1のポリマー層(A)は、少なくとも1種、好ましくは1種の耐衝撃性改質剤で改質された少なくとも1種、好ましくは1種のポリプロピレンホモポリマーを含有する。
好ましくは、第1のポリマー層(A)は、少なくとも1種、好ましくは1種の耐衝撃性改質剤で改質された少なくとも1種、好ましくは1種のポリプロピレンホモポリマーからなる。
より好ましくは、第1のポリマー層(A)は、1種の耐衝撃性改質剤で改質された1種のポリプロピレンホモポリマーを含有する。
第1のポリマー層(A)は、(低温)衝撃強度を改善するために、少なくとも1種、好ましくは1種のプロピレンホモポリマー(ポリプロピレン)を含有し(またはそれからなり)、これは、一般に1重量%~30重量%、好ましくは2重量%~20重量%、特に好ましくは2重量%~10重量%、特に3重量%~5重量%の少なくとも1種の耐衝撃性改質剤で改質されたプロピレンホモポリマー(ポリプロピレン)である。
プロピレンホモポリマーの製造は公知である。さらに、プロピレンホモポリマーは、例えば、Lyondell Basell Corporation、USAから市販されている。
好ましくは、第1のポリマー層(A)は、スチレンブロックコポリマー、例としてスチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロックコポリマー(SEBS)、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロックコポリマー(SEPS)、スチレン-エチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロックコポリマー(SEEPS)、スチレン-イソプレン-スチレンブロックコポリマー(SIS)およびスチレン-ブタジエン-スチレンブロックコポリマー(SBS)、好ましくはSEBSおよびSEPS、特にSEBSの群から、ならびに/またはエチレンと、エチレン-ブチレンコポリマーおよび/またはエチレン-1-オクテンコポリマーなどの、4~12個、好ましくは4~8個の炭素原子を有する少なくとも1種のアルファ-オレフィンとのコポリマーの群から選択される少なくとも1種の耐衝撃性改質剤で改質されたプロピレンホモポリマーを含む(またはそれからなる)。
特に好ましくは、第1のポリマー層(A)は、90重量%~98重量%、特に95重量%~97重量%のプロピレンホモポリマー、および2重量%~10重量%、特に3重量%~5重量%のスチレンブロックコポリマーおよび/またはエチレンと、4~12個、好ましくは4~8個の炭素原子を有する少なくとも1種のアルファ-オレフィンとのコポリマーを含有する。
好ましい実施形態では、第1のポリマー層(A)は、95重量%~97重量%のポリプロピレンホモポリマーおよび3重量%~5重量%のスチレン-エチレン/ブチレンブロックコポリマーを含有する(またはそれらからなる)。
第1のポリマー層(A)の成分の特定の重量は、第1のポリマー層(A)の総重量に基づく。
第2のポリマー層(B)
第2のポリマー層(B)は、定義上、本発明による多層フィルムを好ましくはバッグであるパッケージに加工するときに、パッケージの内側に位置するポリマー層である。前記ポリマー層は、ヒートシールによってパッケージをしっかりとシールする能力に関与する。フィルムの第2のポリマー層(B)は、それ自体および適切に挿入されたポート要素と、確実な方法で、可能な限り低い温度で、可能な限り短い溶着時間でヒートシール可能であるが、121℃超の温度で加熱滅菌可能である必要がある。フィルム構造への構造応力を最小限に抑えるには、低い溶着温度が特に重要である。したがって、第2のポリマー層(B)の溶融/軟化温度は、一般に121℃超、好ましくは122℃~135℃の間、特に好ましくは124℃~130℃の間であるが、いずれの場合も第1のポリマー層(A)の溶融/軟化温度未満である。
本発明による多層フィルムの第2のポリマー層(B)は、以下の割合(いずれの場合も(B)に基づく):
B1)60重量%~85重量%、好ましくは65重量%~80重量%、特に好ましくは72重量%~78重量%;
B2)11重量%~30重量%、好ましくは15重量%~25重量%、特に好ましくは17重量%~22重量%;
B3)4重量%~15重量%、好ましくは4重量%~12重量%、特に好ましくは5重量%~10重量%
の成分B1)、B2)、およびB3)を含有する(またはからなる)。
成分B1)
成分B1)は、第2のポリマー層(B)と中間ポリマー層(C)との間の層間剥離の傾向を低減するために使用する。
均質な組成物(=「複合体」)(B1)は以下:
B11)(B1)に基づく65%~85重量%のエチレンホモポリマー、および
B12)(B1)に基づく15重量%~35重量%、好ましくは20重量%~30重量%の、4~12個、好ましくは4~8個、特に好ましくは4~6個の炭素原子を有し、非常に特に好ましくは、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセンおよび4-メチル-1-ペンテンから選択され、好ましくは1-ブテンである、少なくとも1種、好ましくは1種のアルファ-オレフィンをコモノマーとして含有する、少なくとも1種の、好ましくは1種のエチレンコポリマー
からなる。
均質な組成物(B1)は、125℃超、好ましくは130℃~135℃の溶融温度、および945~960kg/mの密度を有する。
エチレンコポリマーB12)は、4~12個の炭素原子を有するアルファ-オレフィンに加えて、さらなるコモノマーを含まない。
(B12)に基づくアルファ-オレフィンコモノマーの割合は、一般に25重量%~40重量%、好ましくは30重量%~37重量%である;したがって、(B12)に基づくエチレンの割合は60重量%~75重量%、好ましくは63重量%~70重量%である。重量割合は、それぞれの場合において、重合によってエチレンコポリマー(B12)に組み込まれるモノマーの構造単位に基づく。
好ましくは、成分B1)は、
B11)(B1)に基づく70%~80重量%のエチレンホモポリマー、および
B12)(B1)に基づく20重量%~30重量%の、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセンおよび4-メチル-1-ペンテンから選択され、好ましくは1-ブテンである、少なくとも1種、好ましくは1種のアルファ-オレフィンをコモノマーとして含有する、少なくとも1種の、好ましくは1種のエチレンコポリマー
からなる均一な組成物である。
特に好ましくは、成分B1)は、
B11)(B1)に基づく70%~80重量%のエチレンホモポリマー、および
B12)(B12)に基づく1-ブテンの割合は25重量%~40重量%、好ましくは30重量%~37重量%である、(B1)に基づく20%~30重量%のエチレン-1-ブテンコポリマー
からなる均一な組成物である。
使用されるエチレンホモポリマーB11)は、一般に高密度ポリエチレン(HDPE)、好ましくは950~970kg/mの密度を有するHDPEである。
HDPEの製造は当業者に公知である。
さらに、HDPEは市販されており;950~970kg/mの密度を有するHDPEは、例えば、Tosoh Co., Ltd.からNipolon(登録商標)Hardとして、またはBorealisからBormed(登録商標)HE2581-PHおよびBormed HE7541-PHとして入手可能である。
エチレンコポリマーB12)は、通常、メタロセン触媒を用いてエチレンとアルファ-オレフィンコモノマーを共重合させることによって製造する。
好適なメタロセン触媒は、遷移金属に配位した複数(遷移金属の原子価に応じた数)の配位子を有し、その少なくとも1つの配位子がシクロペンタジエニルラジカルである遷移金属の有機化合物である。遷移金属は、好ましくは、Zr、Ti、Hf、V、Nb、TnおよびCrからなる群から選択され、特に好ましくはZrまたはHfであり、非常に特に好ましくはZrである。
2つのシクロペンタジエニルラジカルを有するZrまたはHfメタロセン触媒が好ましい。
特に好ましいのは、メタロセン触媒であるビス(n-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド(bis(n-butylcylopentadienyl)zirconium dichloride)である。
エチレンコポリマーB12)は、メタロセン触媒と有機改質アルミナとの反応によって得ることができるイオン錯体として前述のメタロセン触媒を使用することによって製造する。使用されるアルミナは、あらゆる通常の粘土材料であり得る;ヘクトライト、スメクタイト、モンモリロナイトが好ましい。
有機改質アルミナは、アルミナと脂肪族塩との反応により得られる。このような脂肪族塩の例は、N,N-ジメチルデシルアミン塩酸塩、N,N-ジメチルドデシルアミン塩酸塩、N,N-ジメチルテトラデシルアミン塩酸塩、N,N-ジメチルヘキサデシルアミン塩酸塩、N,N-ジメチルオクタドデシルアミン塩酸塩、N,N-ジメチルベヘニルアミン塩酸塩、N,N-ジメチルベヘニルアミンフッ化水素酸塩、N,N-ジメチルベヘニルアミン臭化水素酸塩、N,N-ジメチルベヘニルアミンヨウ化水素酸塩であり;N,N-ジメチルベヘニルアミン塩酸塩が好ましい。
好ましくは、エチレンコポリマーB12)は、有機アルミニウム化合物、好ましくはトリイソブチルアルミニウムを共触媒としてさらに使用することによって製造する。
エチレンコポリマーB12)は、メタロセン触媒の存在下、例えばスラリープロセス、溶液プロセスによって、または気相中で製造することができる。
このようなメタロセン触媒を用いたエチレン-アルファ-オレフィンコポリマーの製造は、例えば、特開2019/111805号公報および特開2019/167430号公報に記載されている。
エチレンコポリマーB12)は、高密度エチレンコポリマーである。好ましくは、エチレンコポリマーB12)は、945~960kg/mの密度を有する。
成分B2)
成分B2)は、少なくとも1種、好ましくは1種のプロピレンターポリマーである。
「ターポリマー」という用語は、3つの異なるモノマーから製造されたコポリマーを指す。
「プロピレンターポリマー」という用語は、重合プロセスにおいて2つの追加のコモノマーで改質されたポリプロピレン分子鎖を指す。好ましい追加のコモノマーは、エチレンおよび/または少なくとも1つのC~C12α-オレフィン、好ましくはC~Cα-オレフィン、特に好ましくはエチレンおよびC~Cα-オレフィン、非常に特に好ましくはエチレンおよび1-ブテンである。
それぞれの場合において(B2)に基づくと、エチレンの割合は、好ましくは1重量%~4重量%であり、少なくとも1種のC~Cα-オレフィン、特に1-ブテンの割合は、好ましくは9重量%~12重量%である。重量割合は、それぞれの場合において、重合によってターポリマー(B2)に組み込まれるモノマーの構造単位に基づく。
非常に特に好ましくは、プロピレン、エチレンおよびブチレンの構造単位からなるプロピレンターポリマー(B2)である。
プロピレンターポリマーの製造は公知である。さらに、好適なプロピレンターポリマーは、例えばBorealis、Austriaから市販されている。
成分B3)
成分B3)は、エチレンと、4~12、好ましくは7~12、特に好ましくは8個の炭素原子を有する少なくとも1種、好ましくは1種のアルファ-オレフィンとのコポリマーである少なくとも1種、好ましくは1種のポリエチレンエラストマーである。
エチレン/アルファ-オレフィンコポリマーB3)は、好ましくは600~950kg/m、特に好ましくは750~900kg/mの範囲の密度を有する。
重合によって組み込まれるアルファ-オレフィンの構造単位の(B3)に基づく割合は、8重量%超、好ましくは10重量%超、特に20重量%~30重量%である。
好ましくは、成分B3)はエチレン-1-オクテンコポリマーである。
好適なポリエチレンエラストマーは、例えばDow Chemical Company、USAから市販されている。
好ましくは、本発明による第2のポリマー層(B)は、B11)70重量%~80重量%の高密度ポリエチレン、およびB12)20重量%~30重量%のエチレン-1-ブテンコポリマーからなる均質な組成物(成分B1)、プロピレン、エチレンおよびブチレンの構造単位(成分B2)で作製されるプロピレンターポリマー(成分B2)、ならびにエチレン-1-オクテンコポリマー(成分B3)を含有する(またはからなる)。
特に好ましくは、本発明による第2のポリマー層(B)は、B11)70重量%~80重量%の高密度ポリエチレン、およびB12)20重量%~30重量%のエチレン-1-ブテンコポリマーからなる、65重量%~80重量%、好ましくは72重量%~78重量%の均質な組成物(成分B1)、プロピレン、エチレンおよびブチレンの構造単位(成分B2)で作製される、15~25重量%、好ましくは17~22重量%のプロピレンターポリマー(成分B2)、ならびに4重量%~12重量%、好ましくは5重量%~10重量%のエチレン-1-オクテンコポリマー(成分B3)を含有する(またはからなる)。
第2のポリマー層(B)の成分B1)、B2)およびB3)の特定の重量は、第2のポリマー層(B)の総重量に基づく。
中間ポリマー層(C)
中間ポリマー層(C)は、多層フィルムの最大質量割合(少なくとも50重量%)、すなわち、多層フィルム全体の好ましくは60重量%~95重量%、特に好ましくは70重量%~90重量%、非常に特に好ましくは75重量%~85重量%を有し、かつ構造全体の衝撃強度を改善させるために使用する。
本発明による多層フィルムの中間ポリマー層(C)は、以下の割合(いずれの場合も(C)に基づく):
C1)61重量%~80重量%、好ましくは65重量%~75重量%、
C2)15重量%~25重量%、好ましくは17重量%~22重量%、
C3)5重量%~19重量%、好ましくは8重量%~17重量%
の成分C1)、C2)、およびC3):を含有する(またはからなる)。
成分C1)
成分C1)は、少なくとも1種、好ましくは1種のプロピレンターポリマーである。プロピレンターポリマーC1)は成分B2)として定義されている;成分B2)に関連する、関連する考察を参照する。
成分C2)
成分C2)は、少なくとも1種、好ましくは1種のスチレンブロックコポリマー(SBC)エラストマーである。
「スチレンブロックコポリマーエラストマー」という用語は、耐衝撃性改質剤として使用されるスチレンブロックコポリマーをベースとする合成熱可塑性エラストマーを指す。
少なくとも1種のスチレンブロックコポリマー(SBC)エラストマーB2)は、好ましくは、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロックコポリマー(SEBS)、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロックコポリマー(SEPS)、スチレン-エチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロックコポリマー(SEEPS)、スチレン-イソプレン-スチレンブロックコポリマー(SIS)およびスチレン-ブタジエン-スチレンブロックコポリマー(SBS)、好ましくはSEBSおよびSEPS、特にSEBSからなる群から選択される。
好適なスチレンブロックコポリマー(SBC)エラストマーC2)は、例えば旭化成株式会社から市販されている。
スチレンブロックコポリマー(SBC)エラストマーを、1種またはそれ以上の熱可塑性オレフィンベースのエラストマー(TPE-O)に部分的に置き換えることも可能である(TPE-Oの割合:45重量%以下、好ましくは20重量%~30重量%)。
好ましくは、成分C2)は、いかなる割合のオレフィンベースの熱可塑性エラストマーをも含有しないスチレンブロックコポリマー(SBC)エラストマーである。
成分C3)
成分C3)は、エチレンと、4~12、好ましくは4~8個の炭素原子を有する少なくとも1種のアルファ-オレフィンとのコポリマーである少なくとも1種、好ましくは1種のポリエチレンエラストマーである。
エチレン/アルファ-オレフィンコポリマー(C3)は、一般に、440~860kg/mの範囲の密度を有する。
重合によって組み込まれるアルファ-オレフィンの構造単位の(C3)に基づく割合は、8重量%超、好ましくは10重量%超、特に20重量%~30重量%である。
好ましくは、成分C3)は、エチレン-1-ブテンコポリマー、エチレン-1-ヘキセンコポリマー、またはエチレン-1-オクテンコポリマー、特に好ましくはエチレン-1-オクテンコポリマーである。
好適なポリエチレンエラストマーは、例えばDow Chemical Company、USAから市販されている。
好ましくは、本発明による中間ポリマー層(C)は、プロピレン、エチレンおよびブチレンの構造単位で作製されるプロピレンターポリマー(成分C1))、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロックコポリマー(SEBS)(成分C2))、およびエチレン-オクテンコポリマー(成分C3))を含有する(またはそれらからなる)。
特に好ましくは、本発明による中間ポリマー層(C)は、プロピレン、エチレンおよびブチレンの構造単位で作製される、65重量%~80重量%、好ましくは72重量%~78重量%の、プロピレンターポリマー(成分C1))、17重量%~22重量%、好ましくは19重量%~21重量%のスチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロックコポリマー(SEBS)(成分C2));および4重量%~10重量%、好ましくは5重量%~8重量%のエチレン-オクテンコポリマー(成分C3))を含有する(またはそれらからなる)。
機能層(D)
本発明による加熱滅菌可能な多層フィルムは、(A)の外側(すなわち、ポリマー層(C)を含む側に対向する(A)の反対側)で第1のポリマー層(A)に隣接する外層として追加の機能層D)をさらに含むことができる。
機能層(D)は、好ましくは、加熱滅菌可能な多層フィルム、およびそれから製造される医療用バッグまたはフィルムスリーブなどのパッケージに、防気性および/または防水性を付与する。
機能層D)は、エチレン-ビニルアルコールコポリマー、ポリビニルアルコール、ポリアミド、液晶ポリマー(LCP)、芳香族ポリエステル、好ましくはテレフタル酸ポリエステル、特に好ましくはポリエチレンテレフタレート(PET)、酸化ケイ素(SiO)、酸化アルミニウム(AlO)およびアクリレートベースのポリマー、からなる群から選択される少なくとも1種の、好ましくは1種の材料を含有し、好ましくはそれらからなる。
好ましくは、機能層(D)はPET/SiOからなる。
機能層(D)は、好ましくは、5~25μm、特に10~20μmの層厚を有する。
PET/SiOから構成される機能層(D)は、本発明による加熱滅菌可能な多層フィルムのガスバリア(例えば、酸素バリア)を大幅に改善させるため、フィルムは酸素に敏感な成分の保存にも非常に好適である。
SiO/PET機能層(D)は、ASTM F1927(23°C、50% RH)に従い、本発明による加熱滅菌可能な多層フィルムの酸素バリアまたは酸素透過率(OTR)を1000倍低下させ、OTR値<1cm/(m×日)ASTMまで下げることができる。
多層フィルム
好ましくは、本発明の加熱滅菌可能な多層フィルムは、ポリマー層(A)、(B)および(C)からなる。
ポリマー層(A)、(B)および(C)のそれぞれにおいて、多層フィルムは、多層フィルムの使用目的に好適な通常の量の通常の添加剤および/または加工助剤を含有することができる。
好ましい添加剤は、酸化防止剤および熱安定剤(Irgafos(登録商標)168、Irgafos P-EPQ、Irganox(登録商標)1076またはIrganox1010などのフォスフィティック系およびフェノール系安定剤)、ならびに酸捕捉剤、例としてDHT-4A(登録商標)、合成ヒドロタルサイト(SHT)および酸化マグネシウム(MgO)である。
好ましくは、本発明によるポリマー層(A)、(B)および(C)から構成される加熱滅菌可能な多層フィルムは、少なくとも1種の酸化防止剤、熱安定剤および/または酸捕捉剤を、多層フィルム全体に基づいて、好ましくは総量<3000ppmで含有する。
好ましくは、ポリマー層(A)、(B)および(C)は、接着促進剤を使用せずに互いに接着する、すなわち、ポリマー層(A)、(B)および(C)から構成される本発明による多層フィルムは、好ましくは接着促進剤を含有しない。さらに、好ましくは、少なくとも第2のポリマー層(B)は、さらなる添加剤および/または加工助剤(例えば、鉱油などの改質剤または可塑剤)を含有せず、非常に特に好ましくは、ポリマー層(A)、(B)および(C)のいずれも、上記の添加剤に加えてさらなる添加剤および/または加工助剤を含有しない。したがって、滅菌時および保存時に、パッケージ材料としての本発明による多層フィルムにより、医薬または薬液は影響を受けないか、またはほとんど影響を受けない。
ポリマー層(A)、(B)、(C)および機能層(D)からなる本発明による多層フィルムの場合、多層フィルムは一般に、好ましいものとして上記の添加剤に加えて、接着促進剤または感圧接着剤を含有する。
第1のポリマー層(A)の層厚は、一般に、本発明による多層フィルムの総フィルム厚の5~15重量%、好ましくは7~13重量%、特に好ましくは7.5~10重量%である。
第2のポリマー層(B)の層厚は、一般に、本発明による多層フィルムの総フィルム厚の5~15重量%、好ましくは7~13重量%、特に好ましくは7.5~10重量%である。
中間ポリマー層(C)は、本発明による多層フィルムの最大の割合(好ましくは全フィルム厚の少なくとも70重量%)を有し、構造全体の衝撃強度を改善するために使用される。
任意の機能層(D)が存在する場合、その層厚は、本発明による多層フィルムの総フィルム厚の好ましくは2.5重量%~12.5重量%、特に好ましくは5重量%~10重量%である。
本発明による多層フィルムの総フィルム厚は、好ましくは50~500μm、特に好ましくは100~400μm、非常に特に好ましくは150~300μmである。
ポリマー層(A)、(B)および(C)からなり、多層フィルムの総フィルム厚が50~500μm、特に好ましくは100~400μmであり、いずれの場合も多層フィルムの総フィルム厚に基づいて、
第1のポリマー層(A)の層厚は5重量%~15重量%、好ましくは7重量%~13重量%であり;
第2のポリマー層(B)の層厚は5重量%~15重量%、好ましくは7重量%~13重量%であり;
中間ポリマー層(C)の層厚は70重量%~85重量%、好ましくは74重量%~80重量%であり;
(A)、(B)、および(C)の割合は、それぞれの場合で合計100重量%になる、ことを特徴とする、本発明による多層フィルムが特に好ましい。
多層フィルムを製造するための方法
本発明は、第1のポリマー層(A)、中間ポリマー層(C)および第2のポリマー層(B)が共押出される、本発明による多層フィルムを製造するための方法をさらに提供する。
共押出は、ポリマー層(A)、(B)および(C)のプラスチック溶融物を、それらが押出機の異形ダイから出る前に一緒にして、本発明による多層フィルムを形成することを含む。
多くの場合、押出成形プロセスは2段階のプロセスである。第1の工程では、個々のポリマー層に使用される材料を、押出機、好ましくは平行二軸押出機(コンパウンダー)、加熱/冷却ミキサーまたはペレットプレス内で混合し、圧縮する。次に、ポリマー層(A)、(B)、および(C)のプラスチック溶融物を別の押出機に一緒にして、それらが本発明による多層フィルムを形成するために異形ダイを出る前に、それらを直接結合するか、または空間的および時間的に分離する。
好ましくは、本発明による方法によって得られた多層フィルムを、水で衝撃冷却する。
共押出により、本発明による多層フィルムを、フラットフィルム(例えば、スロットダイを使用する場合、フラットフィルム法)またはフィルムスリーブ(インフレーションフィルム法、例えば、フィルムスリーブの内部を好ましくは滅菌濾過した空気で満たすなど)の形態で得ることができ、フィルムスリーブの場合、外側は第1のポリマー層(A)からなり、内側は第2のポリマー層(B)からなる。
さらなる方法工程では、場合による機能層(D)を、本発明による方法によって得られる多層フィルムに、例えばホットラミネーションまたは好ましくはラミネーションによって塗布することができる。
本発明による多層積層フィルムスリーブを製造するための特定の実施形態によれば、本発明による方法は以下の工程:
(a’)第1のポリマー層(A)、中間ポリマー層(C)および第2のポリマー層(B)の共押出により、本発明による多層フィルムで作製された、内部が好ましくは滅菌濾過された空気で満たされている、フィルムスリーブを製造する工程;
(b’)方法工程(a’)で製造された前記フィルムスリーブを場合により冷却する工程;
(c’)場合により冷却されたフィルムスリーブを、フィルムスリーブの少なくとも片面(第1のポリマー層(A))上に感圧接着剤層でコーティングする工程;
(d’)場合により、感圧接着剤層が施されたフィルムスリーブを乾燥させる工程;
(e’)感圧接着剤層でコーティングされたフィルムスリーブの少なくとも片面(第1のポリマー層(A))を機能層(D)、特にSiOx/PET機能層で積層する工程;
(f)場合により、積層フィルムスリーブを乾燥および硬化させる工程
を含む。
本発明による方法の前述の実施形態によれば、フィルムスリーブの2つの平行な内面(=第2のポリマー層(B))を、好ましくは、フィルムスリーブの溶融押出または共押出の後、互いに直接接着し、したがって、フィルムスリーブの内部を閉じたまま、フィルムスリーブの外面(第1のポリマー層(A))をコーティングすることが可能になる。したがって、得られたフィルムスリーブを後で使用するときに膨張する閉じた内部には、実質的に粒子が存在しない。
好ましくは、本発明による方法の前述の実施形態では、フィルムスリーブの内部が滅菌濾過空気で満たされ、したがって、粒子が少なく、特に医療目的に非常に好適な多層積層フィルムスリーブが維持される。
特に好ましくは、粒子の少ない多層積層フィルムスリーブを、クリーンルーム内で本発明による前述の方法を実行することによって製造する。
本発明による方法の上記実施形態では、室温で約2週間、好ましくは1週間後に完全に硬化できる接着促進剤を使用することが好ましい。加熱チャンバでは、好ましくは30℃以上、多くの場合40℃~60℃の高温で硬化をより迅速に達成することもできる。
好適な接着促進剤(感圧接着剤、接着剤または積層用接着剤)は、例えば、イソシアネート、ポリウレタン、ポリ(アクリル酸エチル/メタクリル酸エステル)、純粋なアクリレートコポリマー、ビニルエステル/アクリレートコポリマー、または無機有機ハイブリッドポリマーである。
好ましい接着促進剤は2成分系であり、溶媒ベースまたは無溶媒、およびシランベースまたはシラン非含有であり得、場合により硬化を促進する追加の「触媒」とともに使用することができる。
好適な溶媒ベースの二成分系は、例えば、ポリウレタン接着剤であり、
- Dow ADCOTE(商標)675A+ADCOTE(商標)675C共反応剤;
- Dow ADCOTE 811A+ADCOTE 811B共反応剤;
- Dow ADCOTE E735A-75+ADCOTE(商標)E735C2共反応剤:
- MORCHEM PS241 AE+CS-97共反応剤、
- Henkel Loctite Liofol LA2798+Henkel Loctite Liofol LA7371;
- Henkel LOCTITE HY 4070 2Kハイブリッド接着剤、のような市販の系を含む。
前述のシステムは、市販されているDow Catalyst 9L10(ポリイソシアネート)、Dow Catalyst 9L200およびDow Catalyst F Adcote40-3Eなどの触媒を含む「触媒」とともに場合により使用することができる。
好適な無溶媒2成分系は、例えば、ポリウレタン接着剤であり、
- Dow MOR-FREE(商標)L75-720接着剤
- +CR 88-720またはCR 88-721またはMOR-FREE(商標)C79 S共反応物
- Dow MOR-FREE(商標)203A接着剤+MOR-FREE(商標)200C共反応剤
- Dow MOR-FREE(商標)L705接着剤+MOR-FREE(商標)C79またはMOR-FREE(商標)C-102共反応剤、のような市販の系を含む。
あるいは、使用される接着促進剤は、1成分系でもあり得、溶媒ベースまたは無溶媒、およびシランベースまたはシラン非含有であり得、場合により硬化を促進する追加の「触媒」とともに使用することができる。
好適な無溶媒1成分系は、例えば、市販されているDow MOR-FREE(商標)ELM415A(ポリウレタン接着剤)またはSENOBOND(登録商標)WBフィルム積層用接着剤FP NDC375224である。
特に好ましくは、接着剤は、例えば移行特性に関して薬局方の制限の要件に適合するように選択され、好ましくは有機溶媒を含まない。
手順または所望のコーティングに応じて、接着層を、共押出によって製造されたフィルムスリーブの片面または両面に塗布することができる。これは、例えば、吹付けまたはナイフコーティングによって行うことができる。関連する接着剤の水溶液の使用も、好適である。
前記接着剤層を塗布した後、得られたフィルムスリーブを場合により乾燥させることができる。例えば、水を使用して接着剤を塗布した場合、乾燥は、水を蒸発させることによって行うことができる。
感圧接着剤層の層厚は、好ましくは3~10μmの範囲である。
本発明はさらに、医療用パッケージ、好ましくは医療用バッグを製造するための本発明による多層フィルムの使用を提供する。
また、本発明は、少なくとも1種の医薬用の容器としての本発明による医療用パッケージの使用を提供する。
本発明による医療用パッケージは、少なくとも1種の医薬用の容器として特に好適であり、この容器において、ポリプロピレンベースの外層および中間(ポリマー層(A)および(C))とポリエチレンベースの内層(ポリマー層(B))の組み合わせは、すべての一般的なバッグシール機で非常に良好な加工性が保証されること、および同時に、内層のポリエチレンは活性医療成分を吸着する傾向が特に低いことを意味する。
好ましい実施形態では、本発明によるパッケージはチャンバに分割されており、したがって複数の医薬を同時に入れる容器としてこれを使用することができる。これは、例えば、一緒に投与する必要があるが長期間にわたる組み合わせでは安定ではない医薬の組み合わせに、または溶液もしくは懸濁液の形態で投与されるが溶液または懸濁液中では長期間安定ではない固体医薬に関連する。最終剤形の成分は、別個のチャンバを用いて別々に保存し、投与直前に分離点を開けて互いに混合することができる。
本発明による医療用パッケージ、好ましくはバッグを製造する方法は、以下:
a)本発明による少なくとも1種の加熱滅菌可能な多層フィルムを準備する工程;
b)場合により、1つもしくはそれ以上のポート要素および/または柔軟性チューブを準備する工程;
c)第2のポリマー層(B)が医療用パッケージ、好ましくはバッグの内面を形成し、第1のポリマー層(A)が、医療用パッケージ、好ましくはバッグの外面を形成するように、少なくとも1種の加熱滅菌可能な多層フィルムから医療用パッケージ、好ましくはバッグを成形する工程;
d)場合により、ポート要素および/または柔軟性チューブを、医療用パッケージ、好ましくはバッグの輪郭の内面の間に配置する工程;
e)内面を互いに接触させ、また、医療パッケージ、好ましくはバッグの輪郭の間に場合により配置されたポート要素および/または柔軟性チューブと接触させる工程;
f)内面を互いにヒートシールし、また、医療パッケージ、好ましくはバッグの輪郭の間に場合により配置されたポート要素および/または柔軟性チューブとヒートシールする工程
を含む。
工程a)において、本発明による多層フィルムは、好ましくは、フラットフィルムまたはチューブ状フィルムの形態で提供される。提供されるフィルムの形状に応じて、方法の残りの部分は特定の詳細において異なる場合がある。得られた粒子の少ないフィルムスリーブは、追加の方法工程によって機能層(D)、例えばSiOx/PET機能層で積層することができる。
本発明による医療用パッケージ、好ましくはバッグの使用に応じて、本発明による多層フィルムが提供された後、例えばポート要素および/または柔軟性チューブなどの追加要素を、工程b)で場合により施すことができる。これらの要素を提供することは、例えば、本発明による医療パッケージ、好ましくはバッグが医療機器の固定構成要素として使用されるか、または医療機器に接続される場合に有用である。工程b)の省略は、例えば、医療用パッケージ、好ましくはバッグを、医薬の保存のみに使用し、医薬を取り出すために、例えば引き裂いて開けるか、またはカニューレで穴を開けることによって損傷した場合に有用であり得る。
工程c)において、本発明により提供された多層フィルムは、医療用パッケージ、好ましくはバッグの形態にされる。チューブ状フィルムを工程a)で提供する場合、第2のポリマー層(B)は既にチューブ状フィルムの内面を形成し、第1のポリマー層(A)はチューブ状フィルムの外面を形成しているので、医療用パッケージ、好ましくはバッグの成形は、例えば、チューブ状フィルムを所望の長さに切断することのみを含むことができる。工程a)でフラットフィルムを提供する場合、医療用パッケージ、好ましくは、バッグは、例えば、工程c)で1枚の多層フィルムから、前記部分を鏡面対称形状に切断し、第2のポリマー層(B)が内側になるように、それを、フィルムの端部を互いに一致して重ね、鏡軸に沿って折り畳んで成形することができる。あるいは、本発明による医療パッケージ、好ましくはバッグは、例えば、2枚のフラットフィルムから、2枚を互いに鏡面対称に切断し、第2のポリマー層(B)を内側にして、それらを互いに一致するように重ね合わせることによって成形することができる。長方形形状は、材料の損失が最小限に抑えられ、加工性が最も単純であるため、切断には特に好ましい。しかし、他の形状も可能であり、例えば、子供にとって魅力的で実際の医薬の投与から気をそらすような美的形状を有する医療用パッケージ、好ましくはバッグを製造することが可能である。
ポート要素および/または柔軟性チューブなどの追加の要素を、工程b)で提供したかどうかに応じて、工程d)で、前記要素を、成形された医療用パッケージ、好ましくはバッグの輪郭の内面の間に配置することができる。チューブ状フィルムの場合、これは、チューブ状フィルムの開口部への追加要素の挿入を意味する。ここで、要素は、医療用パッケージ、好ましくはバッグの対向する2つの側面にのみ配置することができる。フラットフィルムの場合、工程c)で互いに一致するように重ねられた1つまたはそれ以上のフラットフィルム片の端部間に、追加の要素を挿入することを意味する。ここで、要素は、端部に沿った任意の点に配置することができ、最も好ましくは、2つの対向する端部に配置する。
工程e)では、成形された医療用パッケージ、好ましくはバッグの内面が互いに接触し、また、場合により前記バッグの輪郭の内面間に位置する追加要素とも接触し、そうして、工程f)において、熱および場合により機械的圧力を供給することによって、前記内面を互いにシールすることができる。ヒートシールの場合、温度は、第2のポリマー層(B)の融点/軟化点よりも高いが、第1のポリマー層(A)の融点/軟化点よりも低いように、好ましくは選択される。これにより、第2のポリマー層(B)が医療用パッケージ、好ましくはバッグの輪郭で確実に溶融し、それによってそれが永久的かつ液密に閉じることが可能になり、一方、第1のポリマー層(A)はその形状を保持し、それによって医療用パッケージ、好ましくはバッグの安定性を維持する。
本発明による多層フィルムを薬液用の一次パッケージ材料として使用するための重要な基準は、液体の損失に対するバリア効果である。このような液体の損失によって、溶液中の活性成分の濃縮がもたらされ、この液体の損失は特定の値を超えてはならない。保存中の液体の損失によって、特に製品の貯蔵寿命が決定される。本発明による多層フィルムの配合は、良好な衝撃強度とともに非常に良好な水蒸気バリアが達成されるように選択する。
本発明による多層フィルムは、加熱滅菌可能であり、耐衝撃性であり、柔軟であり(可塑剤を含まない)、連続熱溶着法によってポート要素であっても確実にヒートシール可能であり、さらに、接着促進剤を必要とせずに個々の層間に良好な接着力があり、薬液もしくは医薬は影響を受けないか、または少なくともほとんど影響を受けない、という事実によって際立っている。
追加の機能層(D)、特にSiOx/PET機能層を備えた本発明による多層フィルムは、明らかに改善されたガスバリアを有し、このバリアにより酸素に敏感な成分の保存も可能になる。
本発明は、以下の実施例に基づいてより詳細に説明されるが、これに限定されるものではない。
第1のポリマー層(A):
- 97重量%のLyondell Basell Corp.、USA製Moplen(登録商標)HP525J/プロピレンホモポリマー
- 3重量%の旭化成株式会社製Tuftec(登録商標)H1062/スチレン-エチレン/ブチレンブロックコポリマー
記載された配合物を、別の配合工程で溶融状態にて均質に混合し、押出成形し、さらなる使用のために造粒した。
第2のポリマー層(B):
B1)75重量%の東ソー株式会社製Tosoh FY-13//エチレンホモポリマー(70%~80重量%)とエチレン-1-ブテンコポリマー(20%~30重量%)から構成された複合体/密度:950kg/m、T:128℃
B2)20重量%のBorealis、Austria製Bormed(登録商標)TD109CF/プロピレンターポリマー
B3)5重量%のDow Chemical Company、USA製Engage(登録商標)8003/エチレン-オクテンポリオレフィンエラストマー
記載された配合物を、別の配合工程で溶融状態にて均質に混合し、押出成形し、さらなる使用のために造粒した。
中間ポリマー層(C):
C1)70重量%のBorealis、Austria製Bormed(登録商標)TD109CF/プロピレンターポリマー
C2)20重量%の旭化成株式会社製Tuftec(登録商標)H1062/スチレン-エチレン/ブチレンブロックコポリマー
C3)10重量%のDow Chemical Company、USA製Engage(登録商標)8003/エチレン-オクテンポリオレフィンエラストマー
記載された配合物を、別の配合工程で溶融状態にて均質に混合し、押出成形し、さらなる使用のために造粒した。
第1のポリマー層(A)、中間ポリマー層(C)、および第2のポリマー層(B)の造粒化合物からの溶融物を、ポリプロピレンには通常のプロセスパラメータを使用し、水冷を備えたインフレーションフィルムラインで共押出した。多層フィルムはフィルムスリーブの形態で得られ、その内部は、滅菌濾過された空気で満たされていた。
フィルムは、第1のポリマー層(A)および第2のポリマー層(B)がともに15μmの厚さを有し、中間ポリマー層(C)が170μmの厚さを有し、合計200μmの厚さで作製された。
製造されたフィルムは熱蒸気で滅菌可能であり、125°Cの温度に調整された溶着具を使用して既に永久的にヒートシール可能である。
実施例1に従って製造したフィルムスリーブの両面に、それぞれ15μmの層厚でSiOx/PET(三菱ケミカル株式会社製Techbarrier T)から構成された機能層(D)をさらに施した。
まず、2成分接着剤(Dow Chemicalから入手可能なDow ADCOTE 811A+ADCOTE 811B共反応剤、およびDow Catalyst 9L10)を、平らに置いたフィルムスリーブの両面に塗布し、次いで、接着剤を施したフィルムスリーブの両面に機能層を積層した。
製造されたフィルムは熱蒸気で滅菌可能であり、125°Cの温度に調整された溶着具を使用して既に永久的にヒートシール可能である。
(DE10361851A1の実施例1による比較例)
第1のポリマー層(A):
- 97重量%のLyondell Basell Corp.、USA製Moplen(登録商標)HP525J/ポリプロピレンホモポリマー
- 3重量%の旭化成株式会社製Tuftec(登録商標)H1062/スチレン-エチレン/ブチレンブロックコポリマー
記載された配合物を、別の配合工程で溶融状態にて混合し、さらなる使用のために造粒した。
第2のポリマー層(B):
- 85重量%のBorealis、Austria製Bormed(登録商標)TD109CF/プロピレンターポリマー
- 15重量%の旭化成株式会社製Tuftec(登録商標)H1062/スチレン-エチレン/ブチレンブロックコポリマー
記載された配合物を、別の配合工程で溶融状態にて混合し、さらなる使用のために造粒した。
中間ポリマー層(C):
- 75重量%のBorealis、Austria製Bormed(登録商標)TD109CF/プロピレンターポリマー
- 20重量%の旭化成株式会社製Tuftec(登録商標)H1062/スチレン-エチレン/ブチレンブロックコポリマー
- 5重量%のDow Chemical Company、USA製Engage(登録商標)8003/エチレン-オクテンポリオレフィンエラストマー
記載された配合物を、別の配合工程で溶融状態にて混合し、さらなる使用のために造粒した。
フィルムを、ポリプロピレンには通常のプロセスパラメータを使用し、水冷を備えたインフレーションフィルムライン上で共押出した。
フィルムは、第1のポリマー層(A)および第2のポリマー層(B)がともに15μmの厚さを有し、中間ポリマー層(C)が170μmの厚さを有し、合計200μmの厚さで作製された。製造されたフィルムは熱蒸気で滅菌可能であり、125°Cの温度に調整された溶着具を使用して、永久的にヒートシール可能である。
(本発明によらない、比較)
第1のポリマー層(A):
- 97重量%のLyondell Basell Corp.、USA製Moplen(登録商標)HP525J/ポリプロピレンホモポリマー
- 3重量%の旭化成株式会社製Tuftec(登録商標)H1062/スチレン-エチレン/ブチレンブロックコポリマー
記載された配合物を、別の配合工程で溶融状態にて均質に混合し、押出成形し、さらなる使用のために造粒した。
第2のポリマー層(B):
- 75重量%のBorealis、Austria製Bormed(登録商標)LE6600-PH/低密度ポリエチレン(LDPE)
- 20重量%のBorealis、Austria製Bormed(登録商標)TD109CF/プロピレンターポリマー
- 5重量%のDow Chemical Company、USA製Engage(登録商標)8003/エチレン-オクテンポリオレフィンエラストマー
記載された配合物を、別の配合工程で溶融状態にて均質に混合し、押出成形し、さらなる使用のために造粒した。
中間ポリマー層(C):
- 70重量%のBorealis、Austria製Bormed(登録商標)TD109CF/プロピレンターポリマー
- 20重量%の旭化成株式会社製Tuftec(登録商標)H1062/スチレン-エチレン/ブチレンブロックコポリマー
- 10重量%のDow Chemical Company、USA製Engage(登録商標)8003/エチレン-オクテンポリオレフィンエラストマー
記載された配合物を、別の配合工程で溶融状態にて均質に混合し、押出成形し、さらなる使用のために造粒した。
ポリマー層(A)、(B)および(C)の粒状化合物を、ポリプロピレンには通常のプロセスパラメータを使用し、水冷を備えたインフレーションフィルムライン上で共押出し、多層フィルムをフィルムスリーブの形態で得た。
フィルムは、第1のポリマー層(A)および第2のポリマー層(B)がともに15μmの厚さを有し、中間ポリマー層(C)が170μmの厚さを有し、合計200μmの厚さで作製された。
実施例1~4のフィルムの溶着強度の試験
1.(a)フィルムシールユニット(Kopp製IST Med)を使用して、重ねられた2枚のフィルム(それぞれ20x15cm)からヒートシールされた試料を製造した;溶着領域(フィルム端部)約15mm。
溶着パラメータ:圧力:2~3バール、時間:1~2秒、ギャップ:320μm。
(b)続いて、端部がヒートシールされた15x80mm幅の試験片(=未滅菌試料)を打ち抜いた。
2.得られた端部がヒートシールされた試験片の一部(=高温蒸気滅菌試料)を、121℃で熱蒸気滅菌した(WEBECOタイプA35オートクレーブ、2バール、20分)。試験片のヒートシールされていない領域をあらかじめ開けて、その間に紙を挟むことでフィルムの凝集を防いだ。
3.ヒートシールされた端部を含む冷却した試験片を、引張試験機(Zwick製Zwick iLine500N)においてクランプし、400mm/分の速度で試験片を引っ張ることによる溶着強度の測定。
溶着評価の結果を、N/15mmで報告した。
多層フィルムの溶着強度は25N/15mm超、好ましくは30N/15mm超でなければならない。多層フィルムの溶着強度が10~20N/15mmであれば、剥離可能な継ぎ目を有する。
図1は、実施例1~4による未滅菌試料の溶着曲線を示す。X軸は、溶着温度[℃]を示し;y軸は、引張強度[N/15mm]を示す。
図2は、実施例1~4による高温蒸気滅菌試料の溶着曲線を示す。X軸は、溶着温度[℃]を示し;y軸は、引張強度[N/15mm]を示す。
図では、個々の例が異なる線構造で示されている。
結果:
(a)未滅菌試料
実施例1、3、および4のフィルムの溶着曲線(図1を参照)はおよそ130℃で30N/15mm超の溶着強度を有し;PET/SiOx機能層を有する実施例2のフィルムは、約5℃高い温度でヒートシール(溶着強度>30N/15mm)を開始し、このことは、PET/SiOx機能層によりフィルムの高温耐性が高いため、問題にはならない。
(b)高温蒸気滅菌試料
実施例1、2、および3のフィルムの溶着曲線(図2を参照)は、未滅菌試料の溶着曲線と類似している、すなわち、それらは、およそ130℃または135℃で30N/15mm超の溶着強度を有し;実施例4のフィルム(LDPEをベースとする第2のポリマー層)は、熱蒸気滅菌後に所望の溶着強度を示さない。溶着部が分離、または「剥離」、または層間剥離しているのは明らかである。実施例4によるフィルムが医療用バッグとして使用される場合、バッグはオートクレーブでの滅菌中または取り外されるときに開くであろう。
LDPEまたはHDPEなどのPE材料は、ポリプロピレンと非相溶性である、すなわち、PPベースの中間層を有する多層フィルムの場合、内層が中間層から簡単に分離する。さらに、LDPE原料の溶融温度は110℃~115℃の間である、すなわち、原料は熱蒸気滅菌中に溶融し、これにより溶着が弱くなる。
第2のポリマー層(内層)B)に使用される特定の組み合わせであって、ポリエチレンベースの複合体B1)、PPターポリマーB2)およびポリエチレンエラストマーB3)(接着促進剤として)の組み合わせである前記組み合わせにより、実施例1および2に従う本発明による多層フィルムは、内層B)が中間層C)から容易に分離できないという利点を有することが示され;さらに、使用された複合体B1)は熱蒸気滅菌中に溶融しないことが示されており、その結果、溶着強度は十分に高いままである。
実施例3に従う従来技術の多層フィルム(対衝撃性を改質されたプロピレンターポリマーから構成される内層B)と比較して、本発明による実施例1および2の多層フィルムは、耐衝撃性改質剤を加えなくても、内層B)に使用されているポリエチレンベースの複合体B1)により、非常に良好な衝撃強度を有し、同等の溶着強度および熱蒸気滅菌への適合性を有する。さらに、本発明による多層フィルムは、実施例3による多層フィルムに比べて、活性成分がPE含有内層にあまり強く接着しない、すなわち、いわゆる「回復値」がより高いという利点を有する。

Claims (19)

  1. 加熱滅菌可能な多層フィルムであって、
    a)少なくとも1種の耐衝撃性改質剤で改質された少なくとも1種のプロピレンホモポリマーを含有する第1のポリマー層(A);
    b)以下を含有する第2のポリマー層(B):
    B1)125℃超の溶融温度(DSCによって測定)および945~960kg/mの密度(DIN EN ISO 1183-1(2019~09)-方法Bに準拠)を有し、
    B11)(B1)に基づく65%~85重量%のエチレンホモポリマー、および
    B12)(B1)に基づく15重量%~35重量%、好ましくは20重量%~30重量%の、4~12個の炭素原子を有する、少なくとも1種のアルファ-オレフィンをコモノマーとして含有する、少なくとも1種のエチレンコポリマー、
    からなる、(B)に基づく60重量%~85重量%の、均質な組成物(B1);
    B2)(B)に基づく11重量%~30重量%の少なくとも1種のプロピレンターポリマー;
    B3)(B)に基づく4重量%~15重量%の、エチレンと、4~12個の炭素原子を有する、少なくとも1種のアルファ-オレフィンとのコポリマーである少なくとも1種のポリエチレンエラストマー;
    c)第1のポリマー層(A)と第2のポリマー層(B)との間に位置し、以下を含有する中間ポリマー層(C):
    C1)(C)に基づく61重量%~80重量%の少なくとも1種のプロピレンターポリマー;
    C2)(C)に基づく15重量%~25重量%の少なくとも1種のスチレンブロックコポリマーエラストマー;
    C3)(C)に基づく5重量%~19重量%の、エチレンと、4~12個の炭素原子を含有する、少なくとも1種のアルファ-オレフィンとのコポリマーである少なくとも1種のポリエチレンエラストマー、を含む、加熱滅菌可能な多層フィルム。
  2. 前記均質な組成物B1)は、
    B11)70%~80重量%、および
    B12)20%~30重量%、からなることを特徴とする、請求項1に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  3. 前記エチレンコポリマーB12)は、メタロセン触媒の存在下でエチレンと少なくとも1種のアルファ-オレフィンとを共重合させることによって製造することを特徴とする、請求項1または2に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  4. 使用されるエチレンホモポリマーB11)は、高密度ポリエチレン(HDPE)、好ましくは950~970kg/mの密度を有するHDPEである、請求項1~3のいずれか1項に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  5. 前記エチレンコポリマーB12)は、25重量%~40重量%、好ましくは30重量%~37重量%の少なくとも1種のアルファ-オレフィンコモノマーを含有することを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  6. 前記エチレンコポリマーB12)は、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセンおよび4-メチル-1-ペンテンから選択され、好ましくは1-ブテンである、少なくとも1種、のアルファ-オレフィンをコモノマーとして含有することを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  7. 成分B2)および/またはC1)は、プロピレン、エチレンおよび/またはC~C16α-オレフィンのターポリマー、好ましくはプロピレン、エチレンおよびブチレンのターポリマーである、請求項1~6のいずれか1項に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  8. 成分B3)は、エチレンと、7~12個の炭素原子を有するアルファ-オレフィンとのコポリマーである、請求項1~7のいずれか1項に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  9. 前記第2のポリマー層(B)は、
    B1)65重量%~80重量%、好ましくは72重量%~78重量%;
    B2)15重量%~25重量%、好ましくは17重量%~22重量%;
    B3)4重量%~12重量%、好ましくは5重量%~10重量%、を含有する、請求項1~8のいずれか1項に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  10. 前記中間ポリマー層(C)は、
    C1)65重量%~75重量%;
    C2)17重量%~22重量%;
    C3)8重量%~17重量%、を含有する、請求項1~9のいずれか1項に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  11. 前記スチレンブロックコポリマー(SBC)エラストマーC2)は、スチレン-エチレン-ブチレン-スチレンブロックコポリマー(SEBS)、スチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロックコポリマー(SEPS)、スチレン-エチレン-エチレン-プロピレン-スチレンブロックコポリマー(SEEPS)、スチレン-イソプレン-スチレンブロックコポリマー(SIS)およびスチレン-ブタジエン-スチレンブロックコポリマー(SBS)、好ましくはSEBSおよびSEPS、特にSEBSからなる群から選択される、請求項1~10のいずれか1項に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  12. 前記ポリエチレンエラストマーC3)は、エチレン-ブチレンコポリマーおよび/またはエチレン-オクテンコポリマー、特にエチレン-オクテンコポリマーである、請求項1~11のいずれか1項に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  13. 前記多層フィルムは、前記ポリマー層(A)、(B)および(C)からなり、前記多層フィルムの総フィルム厚は、50~500μm、好ましくは100~400μmであり、いずれの場合も前記多層フィルムの前記総フィルム厚に基づいて、
    前記第1のポリマー層(A)の層厚は、5重量%~15重量%、好ましくは7重量%~13重量%であり;
    前記第2のポリマー層(B)の層厚は、5重量%~15重量%、好ましくは7重量%~13重量%であり;
    前記中間ポリマー層(C)の層厚は、70重量%~90重量%、好ましくは74重量%~86重量%であることを特徴とする、請求項1~12のいずれか1項に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  14. 前記第1のポリマー層(A)、前記中間ポリマー層(C)および前記第2のポリマー層(B)が共押出される、請求項1~13のいずれか1項に記載の多層フィルムを製造するための方法。
  15. (A)の外側で前記第1のポリマー層(A)に隣接して追加の機能層(D)を含み、機能層(D)は、エチレン-ビニルアルコールコポリマー、ポリビニルアルコール、ポリアミド、液晶ポリマー(LCP)、芳香族ポリエステル、好ましくはテレフタル酸ポリエステル、特に好ましくはポリエチレンテレフタレート(PET)、酸化ケイ素(SiO)、酸化アルミニウム(AlO)およびアクリレートベースのポリマー、からなる群から選択される少なくとも1種の材料を含有する、請求項1~12のいずれか1項に記載の加熱滅菌可能な多層フィルム。
  16. 機能層(D)は、PET/SiOからなる、請求項15に記載の加熱滅菌性多層フィルム。
  17. 請求項15または16に記載の多層フィルムで作製された多層積層フィルムスリーブを製造するための方法であって、以下の工程:
    (a’)請求項14に従って製造された多層フィルムで作製された、内部が好ましくは滅菌濾過された空気で満たされている、フィルムスリーブを製造する工程;
    (b’)方法工程(a’)で製造された前記フィルムスリーブを場合により冷却する工程;
    (c’)前記場合により冷却されたフィルムスリーブを、前記フィルムスリーブの少なくとも片面(第1のポリマー層(A))上に感圧接着剤層でコーティングする工程;
    (d’)場合により、前記感圧接着剤層が施された前記フィルムスリーブを乾燥させる工程;
    (e’)前記感圧接着剤層でコーティングされた前記フィルムスリーブの少なくとも片面(第1のポリマー層(A))を機能層(D)、特にSiOx/PET機能層で積層する工程;
    (f)場合により、積層フィルムスリーブを乾燥および硬化させる工程、を含む、方法。
  18. 医療用パッケージ、好ましくは医療用バッグの製造のための、請求項1~13、15および16のいずれか1項に記載の多層フィルムの使用。
  19. 請求項1~13、15および16のいずれか1項に記載の多層フィルムで作製された医療用パッケージ、好ましくはバッグを製造するための方法であって、
    a)請求項14または17に従って製造された少なくとも1種の多層フィルムを準備する工程;
    b)場合により、1つもしくはそれ以上のポート要素および/または柔軟性チューブを準備する工程;
    c)前記第2のポリマー層(B)は、医療用パッケージ、好ましくはバッグの内面を形成し、前記第1のポリマー層(A)は、前記医療用パッケージ、好ましくは前記バッグの外面を形成するように、前記少なくとも1種の多層フィルムから前記医療用パッケージ、好ましくは前記バッグを成形する工程;
    d)場合により、前記ポート要素および/または柔軟性チューブを、前記医療用パッケージ、好ましくは前記バッグの輪郭の内面の間に配置する工程;
    e)前記内面を、互いに接触させ、また、前記医療パッケージ、好ましくは前記バッグの輪郭の間に場合により配置されたポート要素および/または柔軟性チューブと接触させる工程;
    f)前記内面を互いにヒートシールし、また、前記医療パッケージ、好ましくは前記バッグの輪郭の間に場合により配置されたポート要素および/または柔軟性チューブとヒートシールする工程、を含む方法。
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