JP2006504554A - 多層ポリマー構造体 - Google Patents

Abstract

本発明は、医療用製品を製作するための多層構造体を提供する。この多層構造体は、ポリエステルの第１の層、この第１の層に付着された第２の層であって、エチレンとα−オレフィンコポリマーの第２の層を有し、そしてここで、この構造体は、約６０，０００ｐｓｉより小さい弾性率を有している。本出願において、可撓性コンテナまたはタンクライナーなどを製作するための多層構造体が、開示される。この多層構造体は、ポリアミドからなる群から選択される第１の層と、該第１の層に付着された第２の層であって、約０．９００ｇ／ｃｃより小さい密度を有するエレチンとα−オレフィンとのコポリマーの第２の層とを備える。そしてこの多層構造体において、同時押し出しプロセスで製作され、そして約６０，０００ｐｓｉより小さい弾性率を有する。

Description

（発明の背景）
（技術分野）
本発明は、一般に、タンクライナー、そしてより詳細には３層構造体を製作するための多層ポリマー構造体に関する。

（背景先行技術）
医療分野および関連する産業のための可撓性ポリマー性コンテナに対して常に増加する需要が存在している。可撓性ポリマーコンテナは、一般に、静脈内溶液、腎臓の溶液ならびに血液および血液製品のような治療用薬剤を含み、貯蔵し、そして送達するために用いられている。組換えタンパク質のような生物工学産物を調製するためのポリマー性コンテナおよびタンクライナーに対する大きな需要もまた存在する。

細胞培養および生物薬剤産業では、細胞培養培地、収集材料、注入のための水、廃棄液体などのような液体が、滅菌された環境で処理され、輸送され、そして貯蔵されなければならない。生物工学産物を調製することは、多くの事例において、大容量の流体を処理することを必要とする。このような目的のため、細胞培養の前に成分を含むための大容量のタンクおよびドラムを用いること、収穫および廃棄流体などを貯蔵するために混合および反応容器として供することは一般的である。これらのタンクおよびドラムは、通常、ステンレス鋼またはプラスチックであり、そして使用のために滅菌されなければならない。使用後、これらコンテナは、次のプロセスにおける使用のために、清澄化され、滅菌され、そして保証されなければならない。

これらの処理にともなう時間およびコストの損失を避けるため、滅菌ポリマー性タンクライナーが、満足な結果とともに採用されている。タンクライナーは、タンクまたはドラム中に挿入され、そして溶液接触表面を形成する。使用後、これらタンクライナーはタンクから取り除かれ、かつ廃棄され、そしてタンクは、再び、直ちに再使用可能である。これは、顕著な時間および出費を節約する。

タンクライナーに加え、大容量の２−Ｄおよび３−Ｄコンテナが採用されて、生物工学適用のために流体を貯蔵および混合する。このようなコンテナは、１リットルのような小容量から１０００リットルを超えるような大容量までの寸法であり得る。滅菌ポリマー性コンテナは、このような適用に適切である。１つのこのような３−Ｄコンテナが、共に譲渡された米国特許出願第０９／８１３，３５１号に開示され、これは、本明細書中に参考として援用される。

タンクライナー、２−Ｄコンテナおよび３−Ｄコンテナの多くの製造業者がある。１つのこのような製造業者は、Ｓｔｅｄｉｍである。Ｓｔｅｄｉｍは、ナイロンの外層をもつ極低密度ポリエチレンの溶液接触層を有する２層フィルムから作製されるタンクライナーを販売している。

本発明のこれらおよびその他の局面および属性は、以下の図面および付随する明細書を参照して論議される。

（発明の要旨）
本発明は、医療用産物を製作するための多層構造体を提供する。この多層構造体は、ポリエステルの第１の層；この第１の層に付着した第２の層であって、エチレンおよびα−オレフィンコポリマーの第２の層；を有し、そしてここで、この構造体は、約６０，０００ｐｓｉより小さい弾性率を有する。

（発明の詳細な説明）
本発明は、多くの異なる形態における実施形態をとり、そして本明細書中で詳細に記載されるが、本発明の好ましい実施形態は、本開示が本発明の原理の例示として考慮されるべきであり、そして本発明の広範な局面を例示の実施形態に制限することは意図されないという理解で開示される。

本発明によれば、多層フィルム構造体は、上記で提示された要求に合致する多層フィルム構造体が提供される。本発明は、このようなフィルムを提供するための方法をさらに提供する。

（１．フィルム）
図１は、外層１２、結合層１４、内側層または溶液接触層１６を有する３層フィルム構造体１０を示す。外層１２は、このフィルム構造体に、引っ掻き傷耐性、延性および引っ張り強さを提供する。本発明の好ましい形態では、この外層１２は、ポリエステルまたはポリアミドである。

外層１２のための適切なポリエステルは、ジ−またはポリカルボン酸、およびジまたはポリヒドロキシアルコールまたはアルキレンオキシドの重縮合産物を含む。本発明の好ましい形態では、上記ポリエステルは、ポリエステルエーテルである。適切なポリエステルエーテルは、１，４シクロヘキサンジメタノール、１，４シクロヘキサンジカルボン酸およびポリテトラメチレングリコールエーテルを反応することから得られ、そして一般にＰＣＣＥと称される。適切なＰＣＣＥは、Ｅａｓｔｍａｎによって、商標名ＥＣＤＥＬの下で販売されている。

受容可能なポリアミドは、４〜１２の炭素を有するラクタムの開環反応から生じるものを含む。従って、このグループのポリアミドは、ナイロン６、ナイロン１０およびナイロン１２を含む。最も好ましくは、外層は、ナイロン１２である。

受容可能なポリアミドはまた、２〜１３の範囲内の炭素数を有するジアミンの縮合反応から得られる脂肪族ポリアミド、２〜１３の範囲内の炭素数を有する二塩基酸の縮合反応から得られる脂肪族ポリアミド、ジエーテル脂肪酸の縮合反応から得られるポリアミド、およびコポリマーを含むアミドを含む。従って、適切な脂肪族ポリアミドは、例えば、ナイロン６．６、ナイロン６，１０およびダイマー脂肪酸ポリアミドを含む。

内層は、好ましくは、ポリオレフィンのホモポリマーおよびコポリマーから選択される。適切なポリオレフィンは、２〜約２０の炭素原子、そしてより好ましくは２〜約１０の炭素を含むα−オレフィンのホモポリマーおよびコポリマーからなる群から選択される。最も好ましくは、内層は、特に、α−オレフィンが約４〜約８の炭素を有する、エチレンα−オレフィンコポリマーから選択される。このようなコポリマーは、一般に、超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）と呼ばれ、そして約０．９０５ｇ／ｃｃより小さい、より好ましくは約０．９００ｇ／ｃｃより小さい、そして最も好ましくは約０．８９５ｇ／ｃｃより小さい密度を有する。好ましくは、このエチレンα−オレフィンコポリマーは、メタロセン触媒のような単一部位触媒を用いて生成される。このような触媒は、「単一部位」触媒と呼ばれる。なぜなら、それらは、触媒部位の混合物を有することが知られるＺｉｅｇｌｅｒ−Ｎａｔｔａ型触媒とは反対に、単一の立体的および電気的に等価な触媒位置を有するからである。このようなメタロセンで触媒されたα−オレフィンは、Ｄｏｗにより商標名ＡＦＦＩＮＩＴＹの下、およびＥｘｘｏｎにより商標名ＥＸＡＣＴの下で販売されている。

適切な結合層は、非改変ポリオレフィンでブレンドされた改変ポリオレフィンを含む。改変ポリオレフィンは、代表的には、ポリエチレンまたはポリエチレンコポリマーである。ポリエチレンは、ＵＬＤＰＥ、低密度（ＬＤＰＥ）、線状低密度（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）であり得る。改変ポリエチレンは、０．８５０〜０．９５ｇ／ｃｃの密度を有し得る。

ポリエチレンは、カルボン酸、および無水カルボン酸でグラフト化することにより改変され得る。適切なグラフト化するモノマーは、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、アリルコハク酸、シクロヘックス−４−エン−１，２−ジカルボン酸、４−メチルシクロヘックス−４−エン−１，２−ジカルボン酸、ビシクロ［２．２．１］ケプト−５−エン−２，３−ジカルボン酸、ｘ−メチルビシクロ［２．２．１］ケプト−５−エン−２，３−ジカルボン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水アリルコハク酸、無水シトラコン酸、無水アリルコハク酸、無水シクロヘックス−４−エン−１，２−ジカルボン酸、無水４−メチルシクロヘックス−４−エン−１，２−ジカルボン酸、無水ビシクロ［２．２．１］へプト−５−エン−２，３−ジカルボン酸、無水ｘ−メチルビシクロ［２．２．１］へプト−５−エン−２，３−ジカルボン酸を含む。

その他のグラフト化するモノマーの例は、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、モノエチルマレエート、ジエチルマレエート、モノメチルマレエート、ジエチルマレエート、モノメチルフマレート、ジメチルフマレート、モノメチルイタコネート、およびジエチルイタコネートのような、不飽和カルボン酸のＣ_１〜Ｃ_８アルキルエステルまたはグリシジルエステル誘導体；アクリルアミド、メタクリルアミド、マレイン酸モノアミド、マレイン酸ジアミド、マレイン酸Ｎ−モノエチルアミド、マレイン酸Ｎ，Ｎ−ジエチルアミド、マレイン酸Ｎ−モノブチルアミド、マレイン酸Ｎ，Ｎジブチルアミド、フマル酸モノアミド、フマル酸ジアミド、フマル酸Ｎ−モノエチルアミド、フマル酸Ｎ，Ｎ−ジメチルアミド、フマル酸Ｎ−モノブチルアミド、およびフマル酸Ｎ，Ｎ−ジブチルアミドのような、不飽和カルボン酸のアミド誘導体；マレイミド、Ｎ−ブチルマレイミドおよびＮ−フェニルマレイミドのような、不飽和カルボン酸のイミド誘導体；およびアクリル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウム、アクリル酸カリウムおよびメタクリル酸カリウムのような、不飽和カルボン酸の金属塩を含む。より好ましくは、上記ポリオレフィンは、縮合環無水カルボン酸、そして最も好ましくは無水マレイン酸によって改変される。

非改変ポリオレフィンは、ＵＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＨＤＰＥ、および酢酸ビニルとアクリル酸とのポリエチレンコポリマーからなる群から選択され得る。適切な改変ポリオレフィンブレンドは、例えば、ＤｕＰｏｎｔにより、商標名ＢＹＮＥＬ（登録商標）の下、Ｃｈｅｍｐｌｅｘ Ｃｏｍｐａｎｙにより商標名ＰＬＥＸＡＲ（登録商標）の下、およびＱｕａｎｔｕｍ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．により商標名ＰＲＥＸＡＲの下で販売されている。

構造体１０の層の相対的厚みは以下のようである：外層は、約０．５ミル〜約４．０ミル、より好ましくは約０．５ミル〜約２．０ミル、またはその中の任意の範囲もしくは範囲の組み合わせの厚みを有するべきである。内層は、好ましくは約４．０ミル〜約１２．０ミル、そしてより好ましくは約６ミル〜約１０ミル、またはその中の任意の範囲もしくは範囲の組み合わせの厚みを有する。結合層は、好ましくは、約０．２ミル〜約２．０ミル、より好ましくは焼く０．５ミル〜約１．０ミル、またはその中の任意の範囲もしくは範囲の組み合わせの厚みを有する。従って、多層構造体の全体の厚みは約５．０ミル〜約１８ミルである。

本発明の多層構造体は、タンクライナーを製作するために良好に適合されている。なぜなら、それらは、支持タンク内で皺が最小で展開され、そしてタンクによって支持されないで破裂することなく約０．５ｐｓｉ〜約５ｐｓｉの圧力に耐えることができ、そしてタンクで支えられて破裂することなく約５ｐｓｉ〜約１０ｐｓｉ、そしてより好ましくは約７ｐｓｉ〜約１０ｐｓｉに耐えることができるからである。この多層構造体はまた、滅菌水で充填され、そして破裂することなく複数の落下に耐え得る流体コンテナに製作され得る。本発明の好ましい形態では、この多層構造体は、滅菌水で充填され、破裂することなく複数の８フィート落下に耐え得る６リットルの流体コンテナに製作され得る。

（ＩＩ．方法）
上記の層は、当業者に周知の標準的な技法によって多層構造体に加工され得、そして同時押し出し、キャスト同時押し出し、押し出しコーティング、またはその他の受容可能なプロセスを含む。好ましくは、この多層構造体は、キャスト同時押し出しプロセスを用いてフィルムに製作される。このプロセスは、抽出物を受容不能なレベルに増加し得る滑剤およびその他の低分子量添加剤を本質的に含まない。

本発明の好ましい形態では、この方法は：（１）上記のようなＰＣＣＥ材料を提供する工程；（２）上記のような約０．９００ｇ／ｃｃより小さい密度を有するエレチンとα−オレフィンのコポリマーを提供する工程；（３）上記のような結合材料を提供する工程；（４）上記ＰＣＣＥ材料、上記エレレンとα−オレフィンのコポリマーおよび上記結合層を同時押し出しし、ＰＣＣＥの第１の層、エチレンとα−オレフィンとのコポリマーの第２の層、および第１の層を第２の層に付着する結合層を形成する工程；を包含し、そして（５）ここで同時押し出しする工程は滑剤を本質的に含まないで実施される。この方法は、層厚みを有し、そして全体のフィルム厚みが上記で提示されるフィルムを調製する工程をさらに含む。

本発明の多層構造体の例示の非制限的な例は、以下に提示される。多くのその他の例は、本明細書に含まれる指針原理および教示を考慮すれば容易に想定される。本明細書中に与えられた例は、本発明を例示する意図であり、そしていかなる意味においても本発明が実施され得る方法を制限する意味はない。

（ＩＩＩ．実施例）
３層構造体を本発明の教示に従って同時押し出しした。この３層構造体は、約９ミルの全体厚みについて、０．５ミルの厚みを有するＰＣＣＥの外層、１．０ミルの厚みを有する結合層（ＢＹＮＥＬ（登録商標）４２０６（ＤｕＰｏｎｔ））、およびメタロセンで触媒された７．５ミルの厚みを有するＵＬＤＰＥ（Ｄｏｗ Ａｆｆｉｎｉｔｙ １８８０）の内層を有していた。この構造体を６リットルのコンテナに製作し、そして滅菌水で充填し、そして熱でシールした。このコンテナは繰り返した８フィートの落下試験に耐えた。

本発明は、その思想または中心特徴から逸脱することなくその他の特定の形態に具現化され得ることが理解される。従って、本明細書の実施例および実施形態は、すべての事項で例示であって制限ではないと考えられるべきであり、そして本発明は、本明細書中の詳細に制限されるべきではない。

図１は、本発明の３層フィルム構造体の断面図を示す。

Claims (27)

1. 可撓性コンテナまたはタンクライナーなどを製作するための多層構造体であって、
   ポリアミドからなる群から選択される第１の層と、
   該第１の層に付着された第２の層であって、約０．９００ｇ／ｃｃより小さい密度を有するエレチンとα−オレフィンとのコポリマーの第２の層と、
   を備え、そして
   該構造体は、同時押し出しプロセスで製作され、そして約６０，０００ｐｓｉより小さい弾性率を有する、構造体。
2. 前記ポリアミドが、４〜１２の炭素を有するラクタムの開環反応から生じる、請求項１に記載の構造体。
3. 前記ポリアミドが、ナイロン６、ナイロン１０およびナイロン１２からなる群から選択される、請求項１に記載の構造体。
4. 前記ポリアミドが、２〜１３の範囲内の炭素数を有するジアミンの縮合反応から生じる脂肪族ポリアミド、２〜１３の範囲内の炭素数を有する二塩基酸の縮合反応から生じる脂肪族ポリアミド、ダイマー脂肪酸の縮合反応から生じるポリアミド、およびアミド含有コポリマーからなる群より選択される、請求項１に記載の構造体。
5. 前記ポリアミドが、ナイロン６６、ナイロン６，１０およびダイマー脂肪酸ポリアミドからなる群から選択される、請求項１に記載の構造体。
6. 前記α−オレフィンが４〜８の炭素を有する、請求項１に記載の構造体。
7. 前記エレチンとα−オレフィンとのコポリマーが、単一部位触媒を用いて産生される、請求項６に記載の構造体。
8. 前記第１の層と前記第２の層との間に位置する結合層をさらに備える、請求項６に記載の構造体。
9. 前記結合層が、無水カルボン酸またはカルボン酸でグラフト化されたポリエチレンコポリマーとブレンドされたポリオレフィンポリマーまたはポリオレフィンコポリマーである、請求項８に記載の構造体。
10. 前記無水カルボン酸が、不飽和縮合環無水カルボン酸である、請求項９に記載の構造体。
11. 前記無水カルボン酸が、無水マレイン酸である、請求項１０に記載の構造体。
12. 前記第１の層が約０．５ミル〜約４．０ミルの厚みであり、前記第２の層が約４．０〜約１０．０ミルの厚みであり、そして前記結合層が約０．２ミル〜約１．２ミルの厚みである、請求項８に記載の構造体。
13. 前記同時押し出しプロセスが、キャスト同時押し出しプロセスである、請求項１に記載の構造体。
14. 前記キャスト同時押し出しプロセスが、本質的に滑剤なしで実施される、請求項１３に記載の構造体。
15. 請求項１〜１４に記載のフィルムから作製されるコンテナ。
16. 請求項１〜１４に記載のフィルムから作製されるタンクライナー。
17. 可撓性のシールされた流体コンテナであって、
    約０．５ミル〜約４．０ミルの厚みを有するＰＣＣＥの第１の層と、該第１の層に付着した第２の層との側壁であって、該第２の層は、約０．９００ｇ／ｃｃより小さい密度を有するエチレンとα−オレフィンとのコポリマーであり、約４．０〜約１２．０ミルの厚み有する、側壁
    を備え、そして
    ここで、該側壁は、約６０，０００ｐｓｉより小さい弾性率を有し、
    該コンテナは、流体密なコンテナを形成するようにシールされる、コンテナ。
18. 前記α−オレフィンが、４〜８の炭素を有する、請求項１７に記載のコンテナ。
19. 前記エチレンとα−オレフィンとのコポリマーが、単一部位触媒を用いて産生される、請求項１８に記載のコンテナ。
20. 前記第１の層と前記第２の層との間に位置する結合層をさらに備える、請求項１９に記載のコンテナ。
21. 前記結合層が、無水カルボン酸またはカルボン酸でグラフト化されたポリエチレンコポリマーとブレンドされたポリオレフィンポリマーまたはポリオレフィンコポリマーである、請求項２０に記載のコンテナ。
22. 前記無水カルボン酸が、不飽和縮合環無水カルボン酸である、請求項２１に記載のコンテナ。
23. 前記無水カルボン酸が、無水マレイン酸である、請求項２２に記載のコンテナ。
24. 前記第１の層が、約０．５ミル〜約２．０ミルの厚みであり、前記第２の層が約６．０〜約１０．０ミルの厚みであり、そして前記結合層が約０．２ミル〜約２．０ミルの厚みである、請求項２０に記載の構造体。
25. 前記側壁が、同時押し出しプロセスによって製作される、請求項２０に記載のコンテナ。
26. 前記同時押し出しプロセスが、キャスト同時押し出しプロセスである、請求項２５に記載のコンテナ。
27. 前記キャスト同時押し出しプロセスが、本質的に滑剤なしで実施される、請求項２６に記載のコンテナ。

Images