CN1970288B

CN1970288B - 七层共挤输液用膜及其制造方法

Info

Publication number: CN1970288B
Application number: CN200610096126A
Authority: CN
Inventors: 唐新国
Original assignee: 唐新国
Current assignee: ANHUI SHUANGJIN CO., LTD.
Priority date: 2006-09-20
Filing date: 2006-09-20
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2026-09-20
Also published as: CN1970288A

Abstract

本发明是一种七层共挤输液用膜及其制造方法，通常包括，A：一个由乙烯-α烯烃共聚物构成的芯层；B：两个由茂金属线性低密度聚乙烯组成的次芯层；C：由从均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，高密度聚乙烯中选择构成的第一外层；D：由从聚酯，共聚聚酯，聚丙烯，尼龙中选择构成的第二外层；E：第一粘合层，位于次芯层和第一外层之间；F：第二外层与芯层之间的第二粘合层。用适合各层对应原料加工性能的七台挤出机分别对各层原料进行溶融挤出，通过七层的锥型或扁平的叠加模头，内部用100级的净化气体通过计算机控制吹涨膜泡的直径和厚度，制成双层的膜卷，经过Co60照射或高能电子辐照处理，得到高阻隔性，高透明性，高柔韧性，和符合医用规定的卫生指标要求、生物性能要求和化学指标要求；适用于静脉注射用输液包装材料，单室袋或多室袋。

Description

七层共挤输液用膜及其制造方法

技术领域

本发明属于一种高分子材料制作的医用薄膜，具体是一种共挤输液用薄膜及其制造方法。

技术背景

目前，通常的静脉注射药液的包装方式有玻璃瓶、塑瓶及软包装袋。软包装袋中目前采用较为普遍的为七层共挤输液袋，这些袋必须满足许多性能指标，包括可压缩性、光学清晰和透明性、耐高温性、生物性能以及足够的机械强度，能经得起苛刻的使用环境，同时药液袋必须提供足够的水蒸气和气体阻隔性能，以防止所包装的液体受污染。

可压缩性是为了确保药液能够完全地从袋中排出，不象刚性液体包装容器(玻璃瓶及塑瓶)那样依靠空气置换排液，软包装袋是依靠其可压缩性来排液。当包装袋排液时，大气以一个与排液速率相称的速率压缩包装袋，这样，包装袋就可以以一个大体不变的速率充分地排液。为了使包装袋具有可压缩性，制袋用的薄膜必须是柔韧的。如果薄膜刚性太大包装袋不能完全排液，那么，病人就不能得到所需数量的药液。因此，设计用于生产药液袋的薄膜关键要考虑薄膜必须有足够的柔韧性，以使药袋可压缩并能够完全排液。

在给病人用药之前，医生要检查袋中的药液，以粗略判定要用的药液类型是否合适，有没有变质或污染。基于这样的考虑，包装袋必须具有优良的光学性能，如高透明度和低雾度。光学性能差的药液包装袋容易使目视检查无效，从而导致药液被不必要的丢弃。更坏的是可能导致医生注意不到药液型号错误、变质或污染。

下面将要充分讨论工业上广泛应用的加热杀菌对药液袋的不利影响以及怎样保持袋的优良光学性能的问题：

加热杀菌的典型方法是在121℃的水浴室中放置15-30分钟，过热水是常用的热传递媒介。加热杀菌通常是在药液发给使用者(如医院)之前由制药厂进行，这有利于确保所包装的药液不被污染。因此，药液袋的另一个要求就是能够耐加热杀菌时的高温而不变质(如封口的泄漏或其他性能的衰退)。

药液袋必须具有足够的机械强度以经得起恶劣的使用环境。例如，某些时候需用一个塑料或橡胶套给药液袋加压(300-400mm/Hg)迫使袋中的药液流进病人体内。这样的套通常称之为加压套，当病人大量出血需要快速补充体液使用或当病人血压高必须增加压力以使袋中的药液进入病人的静脉时使用。药液袋也需有足够的耐久性以保证输液过程中不发生泄漏。

目前，药液软包装袋有PVC和非PVC两种，PVC药液软包装袋是用高增塑的PVC制造，PVC虽然能够满足上述要求，但也有一些不良因素，如：增塑剂可能迁移到药液中污染药液产生有毒物质，同时PVC燃烧后产生二恶英，给回收处理带来困难。关于PVC对药液是否具有足够的化学稳定性的问题已逐渐引起人们注意，同时又发现PVC在较低的温度下容易变脆。目前国内PVC药液软包装袋生产厂家有百特和大冢，国家已经明令禁止再批准其它的PVC药液软包装生产厂家。

因为上述原因，需要寻找PVC的替代品，目前国内使用的是从美国、德国等国进口的非PVC七层共挤薄膜。它是含有聚烯烃的七层薄膜，它包括一个成袋后在外侧的耐用的外表层和另一个成袋后在内侧的可热封的内表层，以及一个芯层，芯层是为薄膜提供抗冲击强度和柔韧性，以及提高薄膜的气体阻隔性能。

在设计和制造聚烯烃为基的药液包装袋薄膜中的一个特别困难的挑战是保证袋在加热灭菌后仍能满足上述性能标准。因为加热灭菌过程中的高温和蒸汽对袋的可压缩性、机械强度、光学性能有不利影响。而且一般的聚烯烃为基的薄膜其气体透过率与温度成正比，因此，在加热灭菌过程中，以聚烯烃为基的药液袋的气体透过率明显高于其在室温下的气体透过率。这样，用于加热的蒸汽就会渗透进入薄膜中，当杀菌结束后，包装袋冷却，薄膜内的部分水蒸气凝结后残留在薄膜中，主要是在芯层中(因其是薄膜中最厚的一层)。

因此，需要有一种生产技术适合用来制造药液包装袋的聚烯烃为基的七层薄膜，并且在加热杀菌后具有优良的光学性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种七层输液共挤用膜及其制造方法，该薄膜在加热杀菌后具有优良的光学性能。

本发明的技术方案如下：

一种七层共挤输液用膜，共为七层，其层结构为A/B/C/D/E/F/G，其特征在于：

A：为第一外层，材料为均聚聚丙烯或共聚聚丙烯，高密度聚乙烯中任选一或者其任意混合物；

B：为第一粘合层，材料为改性聚丙烯或茂金属聚丙烯中任选一或者其任意混合物；

C：为次芯层，材料为茂金属线性低密度聚乙烯或均质乙烯/α烯烃共聚物或其任意混合物；

D：为芯层，材料为茂金属线性低密度聚乙烯；

E：为次芯层，材料为茂金属线性低密度聚乙烯或均质乙烯/α烯烃共聚物或者其任意混合物；

F：为第二粘合层，材料为酐改性LLDPE、酐改性LDPE或酐改性HDPE任选一或者其任意混合物；

G：为第二外层，材料为聚酯、共聚聚酯、聚丙烯、尼龙中任选一或者其任意混合物。

所述的A层的树脂的熔融指数在2.0-7.0g/10min之间，密度为0.89-0.91g/cm³之间。

所述的B层的改性聚丙烯或茂金属聚丙烯树脂的熔融指数在2.0-5.0g/10min之间，密度为0.89-0.90g/cm³之间。

所述的C层的茂金属线性低密度聚乙烯、均质乙烯/α烯烃共聚物或混合物树脂的熔融指数在2.0-5.0g/10min之间，密度为0.89-0.92g/cm³之间。

所述的D层的茂金属线性低密度聚乙烯树脂的熔融指数在2.0-8.0g/10min之间，密度为0.89-0.91g/cm³之间.

所述的E层的茂金属线性低密度聚乙烯、均质乙烯/α烯烃共聚物或混合物树脂的熔融指数在2.0-5.0g/10min之间，密度为0.89-0.92g/cm³之间.

所述的F层的的酐改性LLDPE、酐改性LDPE、酐改性HDPE熔融指数在2.0-9.0g/10min之间，密度为0.89-0.91g/cm³之间.

所述的G层的聚酯、共聚聚酯、聚丙烯、尼龙密度为1.0-1.4g/cm³之间.

所述的A层的厚度为15-40um，B层的厚度为10-15um，C层的厚度为30-50um，D层的厚度为50-80um，E层的厚度为30-50um，F层的厚度为10-15um，G层的厚度为15-30um。七层共挤输液用膜的制造方法，采用上吹风冷式共挤吹膜，其特征在于内冷空气采用100级净化气体，成膜后需将膜放置在Co60的辐照室或者高能电子射线室中进行辐照处理，辐照强度为50-120KGY，辐照时间为24-72小时。

七层共挤输液用膜，其A、B、C、D、E、F、G层总厚度为170um-220um。

本发明的薄膜有两个附加层。这些附加层都是粘合层，第一粘合层在第一外层和芯层之间。构成第一粘合层的材料可以从乙烯/α烯烃共聚物及乙烯/α烯烃共聚物的混合物中选择。

构成第一外层的材料是在均聚或共聚聚丙烯或其混合物中选择。

第二粘合层在芯层与第二外层之间，构成第二粘合层的材料可以从酐改性EVA共聚物，酐改性EMA共聚物，酐改性LLDPE，酐改性LDPE，酐改性HDPE中选择。

第二外层最好是共聚聚酯、其混合物或尼龙。这样，第一外层可以作为热封层同时第二外层可以作为耐用层。

本发明七层薄膜制成的药液袋在加热杀菌后具有优良的光学性能(如：透明度、清晰度和雾度)，这样的光学性能改善将在下面的内容中阐明。

除了具有优良的光学性能外，本发明七层薄膜也体现出药液袋所要求的其它性能，如优良的柔韧性、可压缩性和机械强度，能够经得起高温杀菌以及良好的阻隔性。以便特别适合用于包装和使用药液。

附图说明

图1是本发明分层结构示意图。

具体实施方式

如图1本发明研发的生产工艺中所示的薄膜具有七层结构，用于制造包装和使用药液的软包装袋。用这种方法包装和使用的药液包括：盐液、葡萄糖液、清洗液、透析液及多种其它药液。七层薄膜包括芯层、第一外层、第二外层、第一外层与芯层之间的第一粘合层、第二外层与芯层之间的第二粘合层和两个次芯层。

D：为芯层，材料为茂金属线性低密度聚乙烯；

F：为第二粘合层，材料为酐改性LLDPE、酐改性LDPE或酐改性HDPE任选一；

G：为第二外层，材料为聚酯、共聚聚酯、聚丙烯、尼龙中任选一。

七层薄膜的总厚度在170um-220um之间，第一外层A的厚度为15um-40um，但最合适的厚度为19um，B的厚度为10-15um，但最合适的厚度为10um，C的厚度为30-50um，D的厚度为50-80um，E的厚度为30-50um，F的厚度为10-15um，G的厚度为15-30um。五层薄膜最适合的总厚度为190um和200um。

如图1所示以及上面所描述的那样，七层薄膜的芯层与其它层相比要厚，这样的相对厚度承担的首要功能是给予七层薄膜柔韧性、强度和阻隔性能。提供这样功能的层常常被称为芯层。

作为七层薄膜中的最厚一层，芯层通常对药液包装袋加热杀菌后的光学性能影响最大。因此，发现均质乙烯/α烯烃共聚物在加热杀菌后的水分残留量较非均质乙烯/α烯烃共聚物少，这是尤其重要的。然而，单独有这个性能并不足以适合作为制造药液包装袋用的七层薄膜的芯层材料，这个材料需要同时具有：

1)、足够高的熔点以在加热杀菌过程中保持完整；

2)、提供足够的阻隔性能，特别是对氧气和水蒸气；

3|)、可以与薄膜的其它层共同加工(如：共挤)；

4)、给予薄膜足够的柔韧性以使药液袋能够适当的排液。

因为密度在0.89-0.92g/cm3的均质乙烯/α烯烃共聚物能够提供前述的每项性能。明显地密度小于等于0.92g/cm3的均质乙烯/α烯烃共聚物或混合物是可加工的，但它不具有足够的耐热性以经得起加热杀菌，以及足够的气体阻隔性以及满意的熔体强度与其它层共挤。类似地，如果均质乙烯/α烯烃共聚物或混合物的密度大于0.92g/cm，制成的药液袋可能太硬不适合排液，而且不能提供加热杀菌后的优良的光学性能，就象非均质乙烯/α烯烃共聚物一样。因此更合适的均质乙烯/α烯烃共聚物或混合物的密度范围是0.90-0.91g/cm，而且经过特殊的生产加工工艺以弥补耐热性及熔体强度的不足。

适合的均质乙烯/α烯烃共聚物或混合物的熔融指数(MI)小于10，更好的是小于2.2，最好是在0.1-1.5之间，因为最适合我国I类药包材洁净要求的是吹膜加工方法。均质乙烯/α烯烃共聚物包括如下Exxon Chemical Company的产品：

EXACT 3029MI约为1.2g/10min，密度约为0.91g/cc，DSC熔点约为107℃；

EXACT 3025MI约为1.2g/10min，密度约为0.91g/cc，DSC熔点约为103℃；

EXACT 3028MI约为1.2g/10min，密度约为0.90g/cc，DSC熔点约为92℃；

EXACT 4011MI约为2.2g/10min，密度约为0.89g/cc，DSC熔点约为70℃；

及Dow Chemical Co.的AFFINITY树脂，如：

PL1880G MI约为1.0/10min，密度约为0.902g/cc，DSC熔点约为99℃；

PL1840，MI约为1.0/10min，密度约为0.91g/cc，DSC熔点约为102℃；

PL1845，MI约为3.5/10min，密度约为0.91g/cc，DSC熔点约为103℃；

FM1570，MI约为1.0/10min，密度约为0.915g/cc，DSC熔点约为107℃；

第一外层适合作为热封层.这样，当七层薄膜制成药液袋后第一外层成为袋的内表面，即与所包装的药液接触的表面.在共挤吹膜生产法中，桶状七层薄膜折叠后热封面与热封面重合，适合下游客户(药厂)的热封制袋【在重合的预定部位加热使之融化并相互混和，冷却后热封层的加热部位变成本质上不可分离的一层，用这种方式使封口成为不漏液的方法通常称之为热封】.热封通常是鱼鳍状并连接成为袋的边缘，这样药液才可以将之充满.

构成第一外层的材料可从均聚或共聚PP，PP混合物，HDPE中选择。适合的构成材料是PP的混合物。PP混合物提供好的耐热性能及光学性能。

合适的均聚或共聚聚丙烯是乙烯含量为2-10％的丙烯/乙烯共聚物，更合适的是乙烯含量为4-6％。适合的商业化的丙烯/乙烯共聚物有Fina石油化学公司的Z9450，乙烯含量为6％。其它商业化的有Adsyl 5C30F HP、3 C30F HP及Atofina Appryl 3022。第一外层所用的聚丙烯类型较好的是等规和间规，其次是无规的。

当七层薄膜成型为药液袋后，其第二外层成为袋的外表面，它的首要功能是提供袋在加热杀菌和热封时的耐热性以及袋的耐用性。适合的构成材料是从尼龙、共聚尼龙、聚酯、共聚聚酯、聚丙烯中选择。

适合的尼龙和共聚尼龙包括Nylon66、Nylon610、Nylon12及其共聚物、Nylon11及其共聚物以及前面所述的尼龙的混合物。更合适的是Nylon66/610的共聚物。适合的共聚聚酯有Eastman Chemical Products，Inc.的ECDEL 9965、9966、9967。可以构成第二外层的材料也是广泛的和商业化的。

适合构成第一粘合层的材料可以从乙烯/α烯烃共聚物，乙烯/α烯烃共聚物的混合物中选择。

前面的每一种材料都能与芯层材料相容，因此，第一粘合层材料的选择就要以第一外层的材料而定。例如，当第一外层是均聚聚丙烯时，合适的第一粘合层材料是密度小于等于0.91的乙烯/α烯烃共聚物，结果发现这种材料能很好地粘合第一外层和芯层，而且可以改善药液袋的耐压性能。

可用的最广泛的乙烯/α烯烃共聚物密度小于等于0.91，它们都是均质的，如茂金属催化物及弹性体：

ENGAGE EG 8150Dow化学的一种乙烯辛烯共聚物，密度为0.868，MI为0.5，辛烯含量为25％；

ENGAGE EG 8100Dow化学的一种乙烯辛烯共聚物，密度为0.87，MI为1，辛烯含量为24％；

ENGAGE EG 8200Dow化学的一种乙烯辛烯共聚物，密度为0.87，MI为5，辛烯含量为24％。

AFFNITY PL1880G DOW化学的一种乙烯辛烯共聚物，密度约为0.902g/cc，MI约为1.0；

第二粘合层最好从酐改性的EVAG、EMA聚烯烃改性共聚物、EEA、LLDPE、VLDPE、HDPE中选择。

前述每个材料都适合于芯层，因此，粘合层材料的选择就依赖于第二外层材料的选择，例如，当是COPET时粘合层最好是EMA聚烯烃改性共聚物或其混合物。适合的商业化的酐改性EMA有杜邦的BYNEL 2714、Bynel 22E780、酐改性LLDPE有Mitsui的ADMER NF550，杜邦的BYNEL 4134。

多种添加剂可以使用在薄膜中的任何一层或所有层中，这些添加剂包括但不局限于抗粘剂、抗氧剂、加工助剂硬脂酸钙、颜料、抗静电剂等。由于七层薄膜是用于制造药液包装袋，因此，添加剂的量要维持在一个最低水平，以减少加热杀菌时添加剂向药液中的析出。

本发明薄膜还可以有其它结构：

如：三层结构，这种情况下，第一和第二外层最好是高密度聚乙烯而且是直接与芯层粘合(没有中间的粘合层)。

如：四层结构，这种场合下，薄膜包括一个附加层，最好是粘合层，它位于芯层和第一外层之间。构成这个粘合层的材料可以从乙烯/α烯烃共聚物中选择。当薄膜为四层结构时，第一外层最好是均聚或共聚聚丙烯。第二外层最好是高密度聚乙烯，可以直接和芯层粘合。

本发明的薄膜最好用热吹塑加工，尽管其光学性能较共挤流延加工差，但直接接触药液的第一外外层洁净度很容易保障。

本发明生产薄膜必须进行交联处理。交联能够提高薄膜的耐热性能，而且提高在高温下的强度和撕裂强度。辐射是最好的交联方式，用加速器产生的高能电子或Co_60伽玛射线等粒子或非粒子射线轰击薄膜可以使薄膜材料发生交联。首选的放射剂量范围是60-120KGY。说明书中出现的厚度单位um是笔误，应为μm。

Claims

1.一种七层共挤输液用膜，共为七层，其层结构为A/B/C/D/E/F/G，其特征在于：

D：为芯层，材料为茂金属线性低密度聚乙烯；

G：为第二外层，材料为聚酯、聚丙烯、尼龙中任选一或者其任意混合物。

2.根据权利要求1所述的七层共挤输液用膜，其特征在于所述的A层的树脂的熔融指数在2.0-7.0g/10min之间，密度为0.89-0.91g/cm³之间。

3.根据权利要求1所述的七层共挤输液用膜，其特征在于所述的B层的改性聚丙烯或茂金属聚丙烯树脂的熔融指数在2.0-5.0g/10min之间，密度为0.89-0.90g/cm³之间。

4.根据权利要求1所述的七层共挤输液用膜，其特征在于所述的C层的茂金属线性低密度聚乙烯、均质乙烯/α烯烃共聚物或混合物树脂的熔融指数在2.0-5.0g/10min之间，密度为0.89-0.92g/cm³之间。

5.根据权利要求1所述的七层共挤输液用膜，其特征在于所述的D层的茂金属线性低密度聚乙烯树脂的熔融指数在2.0-8.0g/10min之间，密度为0.89-0.91g/cm³之间.

6.根据权利要求1所述的七层共挤输液用膜，其特征在于所述的E层的茂金属线性低密度聚乙烯、均质乙烯/α烯烃共聚物或混合物树脂的熔融指数在2.0-5.0g/10min之间，密度为0.89-0.92g/cm³之间.

7.根据权利要求1所述的七层共挤输液用膜，其特征在于所述的F层的的酐改性LLDPE、酐改性LDPE、酐改性HDPE熔融指数在2.0-9.0g/10min之间，密度为0.89-0.91g/cm³之间.

8.根据权利要求1所述的七层共挤输液用膜，其特征在于所述的G层的聚酯、聚丙烯、尼龙密度为1.0-1.4g/cm³之间.

9.根据权利要求1所述的七层共挤输液用膜，其特征所述的A层的厚度为15-40μm，B层的厚度为10-15μm，C层的厚度为30-50μm，D层的厚度为50-80μm，E层的厚度为30-50μm，F层的厚度为10-15μm，G层的厚度为15-30μm。

10.权利要求1所述的七层共挤输液用膜的制造方法，采用上吹风冷式共挤吹膜，其特征在于内冷空气采用100级净化气体，成膜后需将膜放置在Co60的辐照室或者高能电子射线室中进行辐照处理，辐照强度为50-120KGY，辐照时间为24-72小时。