CN1345254A - 干燥用的装置及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种片状形式、可活化的干燥装置,其用以降低在环绕该装置的气体空间中的湿气含量,及一种制备这样的装置的方法。该干燥装置包含有至少一种可再生的干燥剂存在于其中的片状基质。

Description

干燥用的装置及其制备方法
本发明系关于一种装置，其能够降低环绕在该装置的密闭气体空间中的湿气含量和/或确保确定的湿气含量，及这样的装置的制备方法及该装置的使用。
以前的技术已经知道这样的干燥装置。它们可以是用于对湿气敏感的产品干燥储存的装有干燥剂的容器。
已经知道干燥剂袋，其可购自市面上，由Multiform DessicantInc.(纽约州水牛城)以DesimaxTM名称销售。此类型的干燥剂袋由通过缝合壁边缘而包封内部区域的两个袋壁构成。该内部区域含有一定量的干燥剂，即，4埃分子筛。此袋壁本身至少部分能够让水蒸汽通过。
这样的系统的缺点在于存在于袋内部空间的一定的、受限量的干燥剂相当于仅有一定的、有限的湿气吸收能力。干燥剂的量达到最大湿气(基本上是水)吸收而耗尽时，干燥剂袋变得无效。不可能再吸收湿气/水，也无法确保在环绕该干燥剂袋的密闭气体空间中的稳定的空气湿度，特别是低空气湿度。
因此，在这样的干燥剂袋的加工中，必须避免与通常含有超过40％相对大气湿度的环境空气长时间接触(如：数分钟)，否则会迅速耗尽，因此使得干燥剂袋无法用于其后续应用上，如：制备用于对湿气敏感产品的包装方面。一个解决此问题的方法是于稳定、大幅降低的相对大气湿度且与外界隔绝的室中加工，或者加快与环境空气接触期间内进行的加工步骤。
此外，因为每袋的干燥剂量(及相关的最大湿气/水吸收量)受限于内部体积，所以此干燥剂袋并非非常具有用于不同干燥需求的多方面用途。
干燥剂填充袋的另一缺点在于：干燥剂以固体形式(通常是粒状或粉状形式)存在于此袋中。因此，于填充阶段，在制造期间必须非常准确地称入干燥剂。但是，当这样的系统处于相当严苛的机械应力下，袋壁或袋边缘的缝合处有被撕开的可能，此时干燥剂会散出。如果干燥剂不是无害，或者可能与欲在环绕的封闭气体空间中储存于低和/或确定的湿气含量状态下的产品发生化学反应，则此类型的干燥剂袋也可能对该产品构成某些安全上的威胁。
DE 196 46 048揭示一种用于经皮治疗系统的包装，其具有内部固定的干燥装置。此含干燥剂的包装包含多层层合物。通过压敏粘着层，存在于其中的干燥剂层可以固着于包含其他层合层的组合品上。类似于前面提到的干燥剂袋，与一般的环境空气长时间接触，此包装的吸收湿气/水的能力也会迅速耗尽。此处所谓一般的环境空气是指相对大气湿度未降低，而是具有至少40％相对大气湿度。因此，这些包装用层合物的加工同样须在与环境隔绝的密闭室中进行和/或于空气湿度减低的室中进行。
本发明的目的是要提出一种装置，其用以降低环绕该装置的密闭气体空间中的湿气含量或者用以建立确定的相对空气湿度，其避免现有技术已经知道的缺点。本发明的目的特别是要避免于环绕此装置的湿气含量减少的密闭气体空间中的加工和/或预先储存和/或在时间非常有限的条件下加工的必要性。
通过包含有干燥剂存在于其中且可以在工业相关条件下活化的基质的干燥装置达到此目的。有必要时，干燥装置可以包括水蒸汽可穿透层。必要时，此基质可以直接衬以此层。此干燥剂为可再生干燥剂。此含干燥剂的基质以片状为佳。一个特别的实施方案中，该干燥装置的含干燥剂的基质是压敏粘着层或者具有压敏粘着层。
就本发明的目的，此基质是干燥剂的载体。用于该基质的适当材料基本上是有机和无机材料，特别是聚合材料。此基质材料必须具有使水分子穿透进入材料且使这些分子在材料间移动的能力。另一方面，这些进入的水分必须不会使聚合材料完全溶解才行。适当材料的例子有聚合物质，如：丙烯酸酯、硅酮、聚异丁烯、SIS橡胶、SBS橡胶、SEBS橡胶、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚酯、聚乙烯、聚乙烯醇、聚酰胺、乙烯一乙酸乙烯酯、聚丙烯酸、Kollidon(乙酸乙烯酯和乙烯基吡咯啉酮的共聚物)和纤维素衍生物。基本上，可以使用任何成膜材料。当然也可能使用前述有机聚合物材料的混合物。此基质无药用活性物质。
此基质以片状为佳。此意谓此基质的三维(长、宽和高)空间构形有一定比例。片状形式基质的高度最低值约50微米，最高值约3毫米；片状形式基质的高度以介于200和500微米之间为佳。
此片状基质的宽和长度并不关键，只要能适应于实践中的相应需求即可。考虑片状基质的操作便利性，最小宽度约2毫米。片装基质的宽度以介于约1和约50公分之间为佳，特别的情况是介于约2和约10公分之间。
与宽度类似地，理论上可以不限制此片状基质的长度。但就更便于操作的因素考量，优选长度类似地介于约1和约50公分之间，介于约2和约10公分之间特别佳。
一个优选实施方案中，含干燥剂的基质具有弹性，这是指基质具有形状可逆变化的能力。此改善了基质的某些性质，如，柔软度、柔韧性、易适应性和可加工性。为此，必须在基质中添加能够影响该性质的物质。这样的物质包括用于各种基质材料的塑化剂。适当塑化剂的例子有聚乙二醇、聚丙二醇、甘油、Miglyol、丙二醇、三酸甘油酯、酯类(如：邻苯二甲酸二乙酯、柠檬酸三丁酯等)，必要时，其以得到所欲弹性的量加至基质中。这当然特别与各基质材料的性质和各塑化剂的性质有关，但含干燥剂的基质的其他成份也会对弹性造成某些影响，因此无法指定用量比例的精确范围。但是，优选情况中，用量约1至40重量％(以基质总重计)塑化剂存在于基质中。
另一实施方案中，含干燥剂的基质可以是压敏粘着性的，此意谓以一定压力将基质一次压在表面上时，基质会永久粘在该表面上。为此，必须在基质中添加会影响此性质的物质。这样的物质包括发粘剂(增粘剂，粘性树脂)。适当发粘剂是本领域技术人员已知的：例子有松香酯和氢化的松香酯、烃树脂等，必要时，其于基质中的添加量使得基质得到所欲的压敏发粘性。选择发粘剂的量时，必须将特定基质材料列入考量。此处，同样地，含干燥剂的基质的其他成份也会影响压敏粘着性，因此也无法指定用量比例的精确范围。因此，基质中的发粘剂用量范围通常介于约5和70％之间。优选情况下，有约10至30重量％(以基质总重计)发粘剂存在于基质中。
干燥装置包含压敏粘着层或者甚至于含干燥剂的基质本身就是压敏粘着剂的实施方案中，该干燥装置可以视情况所需地包括粘着背衬层(剥离衬里)，此背衬层覆盖此压敏粘着层且此背衬在使用之前才自干燥装置撕下。此背衬层的材料是本领域技术人员已知的，且此材料可以，如，包含含有如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、纸和其改性物等物质的膜。
如已所述，此干燥装置另可包含水蒸汽可透过的层。必要时，此基质可衬以此层。此水蒸汽可透过的层可以存在于片状基质的一或两面上。此类型水蒸汽可透过的保护层的适当材料有，如，膜形式的纤维素、非织造织物、纸、多孔膜等。
另一实施方案中，此干燥装置亦可包括载体层。此层的目的是要使得干燥装置具有更佳的尺寸稳定性。此可用于，如，含干燥剂的基质本身因为厚度非常低或弹性相当高而太柔软而无法用于实际操作时。必要时，此载体层可以负载此基质，或者甚至可以与水蒸汽可透过的层相同。此载体层可以位于片状基质的一或两面上。这样的载体层的适当材料是本领域技术人员已知的材料，如PET膜、聚乙烯、聚丙烯、纸、非织造织物等。
必要时，干燥装置也可包括保护层，此保护层用以保护含干燥剂的基质使其不受外在机械应力(如：磨擦)影响或防止干燥剂离开。必要时，此层可以与水蒸汽可透过的层和/或与载体层相同。适合作为保护层的材料是本领域技术人员已知的，如：聚合物(如：聚乙烯、聚丙烯)、纸、非织造织物等。
此干燥装置也可以包括实现水蒸汽可透过层、载体层和保护层的技术功能中的至少二者的层。
必要时，此含干燥剂的基质亦可包括颜色与水含量有关并因此能够指示存在于基质中的干燥剂是否仍能进一步吸水的湿度指示剂。适当的此类型湿度指示剂是铜(II)盐或钴(II)盐，如：CuSO4或CoCl2。
就本发明的目的而言，干燥剂是一种能够吸收湿气(特别是水)的物质。这样的物质吸收湿气的能力可基于化学或物理效应。可再生的干燥剂，即，物质能够处于某些条件下释出吸收的湿气(如：水)并通过此可以转变成物质能够重新吸水的状态，特别适用于本发明。适当的可再生干燥剂有CaSO4(硫酸钙，无水石膏，硬石膏)、CaSO4·1/2H2O(半水合物)、CaCl2、Al2O3、CaO、Na2SO4、K2CO3、CuSO4、Mg(ClO4)2、MgSO4、硅胶(蓝色指示剂凝胶)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及这些物质中的至少二者的混合物。
根据本发明，这些物质以固态或溶液形式使用。物理形式不特别重要：其可包含晶体、粉末、非晶状固体、颗粒、经粉碎的形式等。但这些干燥剂固体的尺寸受限于片状基质厚度的要求。因此，固体颗粒尺寸上限约200微米；但以使用颗粒尺寸低于50微米者为佳。这些颗粒的最小颗粒尺寸是1微米。
基质中的干燥剂量主要视关注的干燥装置所需吸收湿气/水的能力及所用特别的干燥剂吸收湿气/水的能力而定。
如果，例如，所需吸水能力低时，使用位于含干燥剂的基质中的少量的低吸水性干燥剂便已足够。较低的位于下限值的基质中干燥剂(活化形式)的量为例如含干燥剂的基质总重的约0.5至5％。此处，含干燥剂的基质厚度和表面积甚至可居于各下限值。
但是，干燥装置所需吸水能力非常高时，必须使用含有相当大量干燥剂的干燥基质，此干燥剂亦须具有高度吸水性。此处的大量干燥剂(活性形式)是指，如：以含干燥剂的基质总重计的约50至70％。
此干燥装置可活化。此意谓整个物件(当然特别是含干燥剂的基质)在存在于基质中的干燥剂再生的条件下呈稳定状态。必须不会有各组份的不可逆分解情况发生或永久变形的情况(如：材料软化而导致的永久变形)发生。使用能够忍受提高温度、热辐射或微波的材料可以达到此目的。
干燥装置或含干燥剂的基质的实际活化可通过多种方式完成。最简单的活化类型是将含干燥剂的基质储存于提高温度(如：105、110、120、140或170℃)一段时间。选用的温度越高，所需储存时间越短。其他的活化方式可以包括使用红外线或微波照射。
作为额外措施，降低外压(如：0.2大气压)和/或人造空气循环有助于选取用的活化条件(如：温度、期间、照射强度)。施用这些额外措施意谓在提高温度活化法中，此温度不需超过100℃(水在标准条件下沸点)，甚至在约60至80℃即可。
活化的结果是：可再生的干燥剂转变成能够吸收湿气/水的活化形式。
清楚地知道：选择活化法时，其可合并不同的活化法及额外措施，必须要将各情况中在干燥装置和/或在含干燥剂的基质中的材料及该材料的性质(对于红外线或微波射线和/或提高温度的敏感度)列入考虑。必须要视所需的活化条件而考虑含干燥剂的基质和/或干燥装置的材料。此外，必须视适合干燥装置的材料价值而考虑活化法的经济性。
含干燥剂的基质的特定实施方案是片状系统，即，如：标签、膜、带、卷形物、背面有粘胶的标签或碟。
本发明的干燥装置的优点特别在于：通过简单计算表面积及视情况地将其厚度和基质中的干燥剂浓度列入考虑，就能得到适用的具所需湿气/水吸收能力的干燥装置。此基于此干燥装置于厚度固定和基质中的干燥剂浓度固定时的吸水力通常与其表面积成线性关系。当所用干燥装置的吸水能力耗尽时，通过简单地在本发明的干燥装置上增加额外、易于计算的表面积，就能补足更高的干燥要求。
本发明的干燥装置用以降低环绕该装置的密闭气体空间的湿气含量或者使环绕该装置的密闭气体空间维持确定的湿气含量，以维持降低的湿气含量为佳。因此，可用于降低环绕该装置的密闭气体空间的湿气含量或者使环绕该装置的密闭气体空间维持确定的湿气含量(以维持降低的湿气含量为佳)的方法中。
该气体空间必须为气密空间，因此不会于环绕于其外的空气和大气湿气交换。此类型的密闭气体空间可以是，如：产品的气密包装。
因此，本发明的干燥装置可用于对湿气敏感的物件(如；食品、药品、诊断剂、药剂、对湿气敏感的化学品和可以生物方式活化的材料)的包装。优选情况下，使用本发明的干燥装置包装片剂、经皮治疗系统和用于口服的片状医药施用形式。
当存在基质中的干燥剂具有与除了水以外的分子(即，如，有机溶剂(如：乙醇、甲醇等)、有臭味的物质(如：乙醛、醋酸等)、气相物质(如：CS2、NH3、H2S等))结合的能力时，则用途可以包括降低环绕此干燥装置的气体空间中的这样的分子的量和/或使该气体空间实质上无这样的分子。
以下面的实施例说明本发明的干燥装置的制备和效能。
实施例1
347.84克2-丙醇混以46.36克聚乙二醇400和81.4克Kollidon 90，使此混合物搅拌均匀。的后，引入127.5克硫酸钙×2H2O，此混合物于高搅拌速率下均质化。所得的含溶剂的干燥剂组合物涂覆于23微米聚酯膜上，溶剂蒸发的后，得到200克/平方米干燥剂层。干燥剂层的开放侧与26克/平方米纸层合。制得10平方公分冲裁样品并于100℃活化5小时。
实施例2
347.84克2-丙醇混以46.36克聚乙二醇400和81.4克Kollidon 90，使此混合物搅拌均匀。的后，引入127.5克硫酸钙×2H2O，此混合物于高搅拌速率下均质化。所得的含溶剂的干燥剂组合物涂覆于23微米聚酯膜上，溶剂蒸发的后，得到200克/平方米干燥剂层。在另一涂覆操作中，市售压敏性粘着剂Durotak 387-2287(制造商：National Starch&Chemical)涂覆于单面有粘着剂的聚酯膜上，溶剂蒸发的后，得到20克/平方米压敏粘着涂层。此压敏粘着涂层的开放面与干燥剂涂层的聚酯面层合。制得10平方公分冲裁样品并于105℃活化5小时。
实施例3
以实施例1和实施例2中描述的方法制得的各5个冲裁样品进行试验以测定吸水能力。为此，于干燥器中初步活化的后，试样储存于过饱和硝酸钙溶液(相对湿度约55％)至少24小量，通过称得在一定时间间隔的后的试样重量而测定吸水性。
24小时之后，这些特定干燥装置的吸水力缓慢降低。试样分别于实施例1和实施例2中所述特定条件下再度活化，并进行第二个试验以测定吸水能力。
表1列出关于本发明的干燥装置的吸水性的这些实验结果。可以确定至少连续吸水24小时。
表1：
             储存的后的吸水量(毫克)X n＝5
      1小时    2小时    4小时    6小时    24小时实施例1    6.90    10.10    12.22    13.72    17.64实施例2    4.74     7.28     9.38    11.38    15.52
再度活化且储存的后的吸水量(毫克)  X n＝5
      1小时    2小时   4小时    6小时    24小时实施例1    7.30    8.78    10.28    10.98    14.78实施例2    6.62    8.28    10.30    11.14    15.18
因此，本发明的干燥装置的干燥能力不受限于一次性和/或短时间干燥，此与以前的干燥装置不同。
实施例3的实验亦显示本发明的干燥装置可用以降低密闭气体空间的湿气含量和/或维持密闭气体空间的降低的水含量的方法中，其包含：第一个步骤中，通过活化作用而将包含有至少一种可再生干燥剂的片状基质的可活化的干燥装置转变成活化状态，在另一个步骤中，将处于活化状态下的可活化的干燥装置置于欲降低湿气含量和/或欲维持降低的湿气含量的气体空间中，在另一个步骤中，密封该气体空间使其与环境气密隔绝；及在最后一个步骤中，使处于活化状态下的可活化的干燥装置长时间(如；至少1小时)吸收气密气体空间中的湿气。
附图1显示本发明的可活化的干燥装置的不同实施方案。以图片上的说明解释不同元件。附图为：
1＝由含干燥剂的基质构成的可活化的干燥装置
2＝由含干燥剂的基质和载体层构成的可活化的干燥装置。
3＝由剥离衬里、固定物、载体层和含干燥剂的基质构成的可活化的干燥装置。
4＝由剥离衬里、含干燥剂的基质和位于下方的载体层构成的可活化的干燥装置。
5＝由被两个载体层包围的含干燥剂的基质构成的可活化的干燥装置。
6＝由剥离衬里、固定物和被两个载体层包围的含干燥剂的基质的组合品构成的可活化的干燥装置。

Claims (25)

1.一种可活化的干燥装置，其特征在于其包含有至少一种可再生的干燥剂存在于其中的片状基质。
2.如权利要求第1项的干燥装置，其中，它另包含水蒸汽可透过的材料层。
3.如权利要求第1项的干燥装置，其中，它另包含压敏粘着层。
4.如权利要求第1项的干燥装置，其中，它另包含保护层。
5.如权利要求第1项的干燥装置，其中，它另包含载体层。
6.如权利要求第1项的干燥装置，其中，它另包含背衬层(剥离衬里)。
7.如权利要求第1项的干燥装置，其中，含干燥剂的基质有弹性。
8.如权利要求第1项的干燥装置，其中，含干燥剂的基质具有压敏粘着性。
9.如权利要求笫1项的干燥装置，其中，该可再生的干燥剂选自CaCl2、CaSO4、Al2O3、Na2SO4和聚乙烯吡咯烷酮。
10.如权利要求第1项的干燥装置，其中，该片状基质包含聚合材料。
11.如权利要求第1项的干燥装置，其中，该可再生干燥剂在片状基质中的存在量介于以基质总重计的0.5和70％之间。
12.如权利要求第1项的干燥装置，其中，存在于其中的片状基质的高度介于约50微米和3毫米之间。
13.一种制备片状干燥装置的方法，其特征为其包含：
a)制备含干燥剂的基质，其中包含处于非活性形式的可再生干燥剂，在此无用以降低环境空气空间中的湿气含量的额外措施，
b)必要时，实施制造包含该含干燥剂的基质的片状干燥装置的其它步骤，这些步骤同样在无用以降低环境空气空间中的湿气含量的额外措施的情况下进行，及
c)随后活化此片状干燥装置。
14.如权利要求第13项的方法，其中，通过使片状干燥装置储存于提高温度下的方式实施该活化处理。
15.如权利要求第13项的方法，其中，通过对片状干燥装置进行红外线照射的方式实施该活化处理。
16.如权利要求第13项的方法，其中，通过对片状干燥装置进行微波照射的方式实施该活化处理。
17.如权利要求第13项的方法，其中，通过以额外的空气循环辅助该活化处理。
18.如权利要求第13项的方法，其中，通过以降低的外压辅助该活化处理。
19.如权利要求笫13项的方法，其中，该活化处理通过合并高温储存和/或以红外线照射和/或以微波照射，使用或不使用包含额外的空气循环和/或降低的外压的额外措施而实施。
20.一种片状、可活化的干燥装置的应用，用以降低环绕该装置的密闭气体空间的湿气含量或使环绕该装置的密闭气体空间的湿气含量维持稳定。
21.如权利要求第20项的应用，其中，环绕该装置的气体空间另包含对湿气敏感的物件。
22.如权利要求第20项的应用，其中，对湿气敏感的物件是食品、药品、诊断剂、药剂、化学品和可以生物方式活化的材料。
23.如权利要求第20项的应用，其中，对湿气敏感的物件是片剂、经皮治疗系统和用于口服的片状医药施用形式。
24.一种片状干燥装置的应用，用以自环绕该装置的该气体空间中除去有机溶剂分子和/或有气味的物质。
25.一种降低密闭气体空间的湿气含量和/或维持密闭气体空间的降低的湿气含量的方法，其特征在于其包含：
a)在第一个步骤中，通过活化作用而将包含有至少一种可再生干燥剂的片状基质的可活化的干燥装置转变成活性状态，
b)在另一个步骤中，将处于活化状态下的可活化的干燥装置置于欲降低湿气含量和/或欲维持降低的湿气含量的气体空间中，
c)在另一个步骤中，密封该气体空间使其与环境气密隔绝；及
d)在进一步的步骤中，使处于活化状态下的可活化的干燥装置以至少1小时的时间吸收气密气体空间中的湿气。
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