JP4872191B2 - 酸素バリア性を有するピンホールの発生を低減した積層包装材料および積層包装袋 - Google Patents

Description

本発明は、医療、医薬品や、食品などの分野において、酸素により品質が容易に劣化す
るような、厚みと重みを有する易酸化性内容物を包装・梱包して輸送する目的に使用される酸素バリア性を有するピンホールの発生を低減した積層包装材料および積層包装袋に関する。特に、５００ｍｌ〜１５００ｍｌと大容量の注射剤を柔軟なプラスチック容器に充填してなる、輸液バックの２次外装材料などとして好適に使用される。

比較的大容量（５００ｍｌ〜１５００ｍｌ）の注射剤が充填される輸液バックは、近年、ハンドリング（取り扱い）性の良さや、輸液バックの軽量化、ゴミの減容化などの観点から、ガラス瓶、プラスチック成形容器から柔軟なプラスチック包装袋に充填されたものが増えている。

輸液バックに充填されるアミノ酸液や糖・電解質液などの薬液は、酸素によって著しく変質しやすく、更には直接体内に薬液を注入する事からも、薬液が直接接触する輸液バックは無添加のポリオレフィン材料を用いる事が多く、酸素バリア性はほとんど無いに等しい。そのため、輸液バックを大気中に放置しておくと、大気中の酸素が輸液バックを透過し経時的に薬液を変質させてしまい、沈殿物の生成や、薬液の黄変、臭いの発生などの現象が起こり、実際に使用する事ができなくなる。そこで、近年は薬液の充填された輸液バックを酸素バリア性の高い透明包装材料で２次包装することが行われている。

この輸液バック外装材には上記しているように酸素バリア性が高く要求されるため、Ｐポリ塩化ビニリデン（ＶＤＣ）コートを施したプラスチックフィルムや、エチレン‐ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）フィルム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルム、酸化アルミニウムや酸化珪素などを蒸着したポリエステルテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなどがバリア層に用いられた積層包装材料が使用されている。

通常はアミノ酸などの高カロリー輸液が充填された輸液バックが上記した輸液外装袋に入れられ、更にダンボールに積載梱包され輸送される。しかし、輸送工程中の振動・衝撃により、輸液外装袋にピンホールが生じる問題があり（１００万袋に１袋のｐｐｍオーダー）、そのため内容物の品質を保持する酸素バリア性が得られなくなる。

一般的にピンホールは３つの要素が加味して発生する事が多く、（１）屈曲疲労による屈曲ピンホール、（２）包装材料同士が摩耗する、及び内容物容器と２次包装材が摩耗する、あるいは２次包装材とダンボールが摩耗する事による摩耗ピンホール、（３）包装材料の突起部が突き刺すことによる突き刺しピンホールに大別される。上記、輸送工程におけるピンホールはこれらの３つの要素が複合して発生すると考えられる。

本発明は、従来、包装袋の輸送工程上での問題点を解決するためになされたものであり、医療、医薬品や、食品などの分野において、酸素により品質が容易に劣化するような、例えば、５００ｍｌ〜１５００ｍｌと大容量の注射剤などのような厚みと重みを有する易酸化性内容物を包装・梱包して輸送する目的に使用される酸素バリア性を有するピンホールの発生を低減した積層包装材料および積層包装袋を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、すなわち、
請求項１に係る発明は、少なくとも、２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム層、酸素バリア層、多層熱融着（シーラント）層とがこの順序で積層された酸素バリア性を有するピンホールの発生を低減した積層包装材料であって、
前記２軸延伸ポリプロピレンフィルム層と酸素バリア層とは押し出しラミネーション法
によって積層され、前記酸素バリア層と多層熱融着層とはドライラミネーション法によって積層されており、かつ、前記多層熱融着層は少なくとも低密度層と高密度層とを２層以上からなり、その低密度層が酸素バリア層側に配置されて、かつ、少なくともその低密度層に溶液重合法によりメタロセン触媒によって炭素数８個（Ｃ８）のα−オレフィンとエチレンから重合された直鎖状低密度ポリエチレン（ｍ−ＬＬＤＰＥ）を用いることを特徴とする酸素バリア性を有するピンホールの発生を低減した積層包装材料である。

請求項２に係る発明は、
前記多層熱融着層を構成する低密度層と高密度層との密度差が、０．０２６ｇ／ｃｍ ^３ であり、酸素バリア層側に配置する低密度層の密度が０．９２０ｇ／ｃｍ^３未満で、低密度層の厚さが多層熱融着層総厚の６０％以上であり、一方、高密度層の密度が０．９２０ｇ／ｃｍ^３以上で、高密度層の厚さが多層熱融着層総厚の４０％以下であることを特徴と
する請求項１記載の酸素バリア性を有するピンホールの発生を低減した積層包装材料で
ある。

請求項３に係る発明は、
請求項１または２記載の酸素バリア性を有するピンホールの発生を低減した積層包装材料を用いてなることを特徴とする積層包装袋である。

本発明により、医療、医薬品や、食品などの分野において、酸素により品質が容易に劣化するような、厚みと重みを有する易酸化性内容物を包装・梱包して輸送する目的に使用される酸素バリア性を有するピンホールの発生を低減した積層包装材料および積層包装袋を提供することができる。

本発明のピンホールの発生を低減した積層包装材料および積層包装袋は、例えば、５００ｍｌ〜１５００ｍｌと大容量の注射剤を柔軟なプラスチック容器に充填してなる輸液バックの２次外装材料などととして好適に用いられる。

以下、本発明の一実施例としての実施の形態について具体的に説明する。図１は、本発明のピンホールの発生を低減した積層包装材料の一例を示す断面図である。図に示すように、本発明のピンホールの発生を低減した積層包装材料の構成は、２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム層（ａ）、接着樹脂層（ｂ）、酸素バリア層（ｃ）、接着剤層（ｄ）、多層熱融着（シーラント）層（ｅ）からなり、多層熱融着層（ｅ）が低密度層（ｅ１）と高密度層（ｅ２）とから構成されて、低密度層（ｅ１）が酸素バリア層（ｃ）側に配置されている。

本発明における２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム層（ａ）は、各社ポリプロピレンフィルムメーカーから上市されてい２軸延伸ポリプロピレンフィルムなら特に制限はなく、厚みは３０μｍ以下が望ましい。厚みが、３０μｍを超えると積層包装材料の剛性が増大することで耐屈曲性が減少し、耐ピンホール性が低下する。

本発明における接着樹脂層（ｂ）は、押し出しラミネーションで使用可能なポリオレフィン樹脂であるなら各社から上市されているものを使用することができ、密度は０．９２０ｇ／ｃｍ^３以下であり、溶融フロー速度は加工適性を考慮して、４〜１５ｇ／１０ｍｉｎ．が望ましい。押し出し樹脂の厚みは３０μｍ以下でありことが望ましい。厚みが、３０μｍを超えると積層包装材料の剛性が増大することで耐屈曲性が減少し、耐ピンホール性が低下する。

本発明における酸素バリア層（ｃ）は、酸化アルミニウムや、酸化珪素を蒸着したガスバリア性フィルムやエチレン−ビニルアルコール共重合（ＥＶＯＨ）フィルム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）フィルムなどが使用でき、厚みは１５μｍ前後が望ましい。

本発明における接着剤層（ｄ）は、ドライラミネーションに用いられる２液硬化型ウレタン系接着剤ならどれも使用可能であり、乾燥時の塗布量は１．５〜３．５ｇ／ｍ^２程度であれば接着強度の観点からも望ましい。

本発明における多層熱融着層（ｅ）は、少なくとも低密度層を有し、その低密度層が酸素バリア層側に配置されて、かつ、その低密度層に溶液重合法によりメタロセン触媒によって炭素数８個（Ｃ８）のα−オレフィンとエチレンから重合された直鎖状低密度ポリエチレン（ｍ−ＬＬＤＰＥ）を用いる。少なくとも低密度層と高密度層の２種以上からなる構成の場合は、低密度層と高密度層との密度差が、０．０２６ｇ／ｃｍ ^３ であり、酸素バリア層側に配置する低密度層の密度が０．９２０ｇ／ｃｍ^３未満で、低密度層の厚さが多層熱融着層総厚の６０％以上であり、一方、高密度層の密度が０．９２０ｇ／ｃｍ^３以上で、高密度層の厚さが多層熱融着層総厚の４０％以下である。Ｃ８溶液重合法によって得られるｍ−ＬＬＤＰＥは、Ｃ４、あるいはＣ６気相重合法に比べて柔らかい膜物性が得られることから、高いピンホール耐性を有する。また、多層熱融着層を上記のような構成とすることで、包装材の腰を柔らかく、屈曲ピンホール耐性を持ち、突き刺し、摩耗によるピンホール耐性を維持することができる。

本発明のピンホールの発生を低減した積層包装材料を用いて、様々の包装形態の積層袋に成形して用いることができる。特に、５００ｍｌ〜１５００ｍｌと大容量の注射剤を柔軟なプラスチック容器に充填してなる、輸液バックの２次外装材料などとして好適に使用される。

以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

［実施例１］
下記に示す材料を用いて、図１に示す構成の本発明のピンホールの発生を低減した積層包装材料を作成した。
（ａ）ＯＰＰ層：２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム（東セロ（株）製「Ｕ１」、厚さ２０μｍ）
（ｂ）接着樹脂層：高機能性押し出しラミネート樹脂「ジェイレクス」（ＬＤＰＥ、密度０．９１８ｇ／ｃｍ^３、溶融フロー速度７ｇ／１０ｍｉｎ．、厚さ２０μｍ）（日本ポリオレフィン（株）製「ＪＨ６０７Ｄ」）
（ｃ）酸素バリア層：酸化アルミニウム蒸着２軸延伸ナイロンフィルム（凸版印刷（株）製「ＧＬ−ＡＥＹ」、厚さ１５μｍ）
（ｄ）接着剤層：２液硬化型ウレタン系接着剤（三井武田ケミカル（株）製「Ａ５１５」、乾燥塗布量３ｇ／ｍ^２）
（ｅ）熱融着層：メタロセン触媒重合ＬＬＤＰＥ（２層、低密度層：Ｃ８溶液重合法、中密度層：Ｃ６気相重合法、総厚６０μｍ）
酸素バリア層側←（密度０．９０５ｇ／ｃｍ^３、厚さ４０μｍ‖密度０．９３１ｇ／ｃｍ^３、厚さ２０μｍ）

［比較例１］
下記に示す材料を用いて、本発明のピンホールの発生を低減した積層包装材料と比較するための積層包装材料を作成した。
（ａ）ＯＰＰ層：２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム（東セロ（株）製「Ｕ１」
、厚さ２０μｍ）
（ｂ）接着樹脂層：高機能性押し出しラミネート樹脂「ジェイレクス」（ＬＤＰＥ、密度０．９１８ｇ／ｃｍ^３、溶融フロー速度７ｇ／１０ｍｉｎ．、２０μｍ）（日本ポリオレフィン（株）製「ＪＨ６０７Ｄ」）
（ｃ）酸素バリア層：酸化アルミニウム蒸着２軸延伸ナイロンフィルム（凸版印刷（株）製「ＧＬ−ＡＥＹ」、１５μｍ）
（ｄ）接着剤層：２液硬化型ウレタン系接着剤（三井武田ケミカル（株）製「Ａ５１５」、乾燥塗布量３ｇ／ｍ^２）
（ｅ）熱融着層：メタロセン触媒重合ＬＬＤＰＥ（２層、低密度・中密度層：Ｃ６気相重合法、総厚６０μｍ）
酸素バリア層側←（密度０．９０４ｇ／ｃｍ^３、厚さ４０μｍ‖密度０．９３１ｇ／ｃｍ^３、厚さ２０μｍ）

［比較例２］
下記材料を用いて、本発明のピンホールの発生を低減した積層包装材料と比較するための積層包装材料を作成した。
（ａ）ＯＰＰ層：２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム（東セロ（株）製「Ｕ１」、２０μｍ）
（ｂ）接着樹脂層：高機能性押し出しラミネート樹脂「ジェイレクス」（ＬＤＰＥ、密度０．９１８ｇ／ｃｍ^３、溶融フロー速度７ｇ／１０ｍｉｎ．、２０μｍ）（日本ポリオレフィン（株）製「ＪＨ６０７Ｄ」）
（ｃ）酸素バリア層：酸化アルミニウム蒸着２軸延伸ナイロンフィルム（凸版印刷（株）製「ＧＬ−ＡＥＹ」、厚さ１５μｍ）
（ｄ）接着剤層：２液硬化型ウレタン系接着剤（三井武田ケミカル（株）製「Ａ５１５」、乾燥塗布量３ｇ／ｍ^２）
（ｅ）熱融着層：メタロセン触媒重合ＬＬＤＰＥ（単層、低密度層：Ｃ８溶液重合法、総厚６０μｍ）
酸素バリア層側←（密度０．９０５ｇ／ｃｍ^３、厚さ６０μｍ）

［比較例３］
本発明のピンホールの発生を低減した積層包装材料と比較するために、ＯＰＰ層（厚さ３０μｍ／ＰＶＡ層（厚さ１２μｍ）／ＬＬＤＰＥ（厚さ９０μｍ）の構成からなる市場品を使用した。

上記実施例１及び比較例１〜３で得られた積層包装材料を用いて、下記の方法に基づいて耐ピンホール性を評価した。

＜ピンホール評価方法＞
上記実施例１及び比較例１〜３で得られた積層包装材料をヒートシールした後、輸液バックを充填し残りの一方をヒートシールし輸液外装袋を作成した。作成した輸液外装袋を２行×５段でダンボールに梱包積載し、下記条件で振動試験を行い。ダンボール３箱分（３０袋）の輸液外装袋のピンホール数をカウントした。

振動条件：振動加速度±４Ｇ、振動数１１Ｈｚ、垂直方向３０分＋水平方向１５分で２回、計１時間。

上記の振動条件（振動加速度：±４Ｇ、１１Ｈｚ）は、ＪＩＳ規格Ｚ０２００に準拠した輸送試験（振動加速度：±０．７５Ｇ）に比べてはるかに過酷な振動条件で評価したものである。表１から、実施例１で得られた本発明のピンホールの発生を低減した積層包装材料を用いた積層包装袋は、本発明のピンホールの発生を低減した積層包装材料と比較するための比較例１〜３で得た積層包装材料を用いた積層包装袋と比較してピンホールの低減効果が優れていることがわかる。このことは、本発明のピンホールの発生を低減した積層包装材料を構成する多層熱融着層は少なくとも低密度層と高密度層とを２層以上からなり、その低密度層が酸素バリア層側に配置されて、かつ、少なくともその低密度層に溶液重合法によりメタロセン触媒によって炭素数８個（Ｃ８）のα−オレフィンとエチレンから重合された直鎖状低密度ポリエチレン（ｍ−ＬＬＤＰＥ）を用い、低密度層と高密度層との密度差が、０．０２６ｇ／ｃｍ ^３ であり、酸素バリア層側に配置する低密度層の密度が０．９２０ｇ／ｃｍ^３未満で、低密度層の厚さが多層熱融着層総厚の６０％以上であり、一方、高密度層の密度が０．９２０ｇ／ｃｍ^３以上で、高密度層の厚さが多層熱融着層総厚の４０％以下の構成からなることで、振動試験において優れたピンホールの低減効果を奏するものである。

本発明のピンホールの発生を低減した積層包装材料の一例を示す断面図である。

（ａ）：２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム層
（ｂ）：押し出しラミネーション用接着樹脂層
（ｃ）：酸素バリア層
（ｄ）：ドライラミネーション用接着剤層
（ｅ）：多層熱融着層
（ｅ１）：低密度層
（ｅ２）：高密度層

Claims (3)

1. 少なくとも、２軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）フィルム層、酸素バリア層、多層熱融着（シーラント）層とがこの順序で積層された酸素バリア性を有するピンホールの発生を低減した積層包装材料であって、
   前記２軸延伸ポリプロピレンフィルム層と酸素バリア層とは押し出しラミネーション法によって積層され、前記酸素バリア層と多層熱融着層とはドライラミネーション法によって積層されており、かつ、前記多層熱融着層は少なくとも低密度層と高密度層とを２層以上からなり、その低密度層が酸素バリア層側に配置されて、かつ、少なくともその低密度層に溶液重合法によりメタロセン触媒によって炭素数８個（Ｃ８）のα−オレフィンとエチレンから重合された直鎖状低密度ポリエチレン（ｍ−ＬＬＤＰＥ）を用いることを特徴とする酸素バリア性を有するピンホールの発生を低減した積層包装材料。
2. 前記多層熱融着層を構成する低密度層と高密度層との密度差が、０．０２６ｇ／ｃｍ ^３ であり、酸素バリア層側に配置する低密度層の密度が０．９２０ｇ／ｃｍ^３未満で、低密度層の厚さが多層熱融着層総厚の６０％以上であり、一方、高密度層の密度が０．９２０ｇ／ｃｍ^３以上で、高密度層の厚さが多層熱融着層総厚の４０％以下であることを特徴とする請求項１記載の酸素バリア性を有するピンホールの発生を低減した積層包装材料。
3. 請求項１または２記載の酸素バリア性を有するピンホールの発生を低減した積層包装材料を用いてなることを特徴とする積層包装袋。

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