JP2015039870A - 複合フィルムおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水溶性高分子の層と積層させつつ、生体高分子からなる１００ｎｍ以下の超薄膜層を、均一な品質で、しかも生産性に優れる共押出によって提供すること。
【解決手段】熱可塑性の生分解性高分子からなる厚みが５〜１００ｎｍの複数のＡ層と、熱可塑性水溶性高分子からなるＢ層とが積層された複合フィルムであって、
複合フィルムの厚み方向に沿った断面を見たとき、Ｂ層の割合が２５〜７５％の範囲で、かつ複合フィルム全体の厚みが３μｍ以上であることを特徴とする共押出成形によって製膜された複合フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、水溶性高分子からなるフィルム層と極薄の生分解性高分子からなるフィルム層とが共押出しによって積層された複合フィルムに関する。

有機分子の薄膜の作成法として、従来よりスピンコート法、電解重合法、蒸着法、蒸着重合法などが用いられている。例えば、交互積層法にて得られた構造体に、酵素を静電的な相互作用によって固定化させて、酵素リアクター、バイオセンサー、発光素子などの新たな分子デバイスの開発を目的とする報告がされている（特許文献１や２）。この方法は、特殊な装置を一切使用せず、簡便に３次元の構造体を調製できるので、タンパク質などの変性の恐れのある分子の固定化にも適している。また、円形の金基体に自己組織化単分子膜を形成後、アルブミンを吸着、架橋させた後、円形のアルブミン重合体薄膜を当該金基体から界面活性剤処理によって簡便に剥離させ、アルブミンナノシートを得ることが特許文献３で提案されている。
しかしながら、提案されたようなこれらのナノシートの製造方法は、簡便ではあるものの、その生産性は低く、工業的には困難であった。

ところで、特許文献４には、包装用のフィルムとして、ポリ乳酸とＰＶＡとを共押出ししたフィルムが提案されている。確かに、共押出しであれば、スピンコート法に比べて格段に生産性に優れる。但し、厚みが１００ｎｍ以下という極めて薄い生分解性高分子からなるフィルム層を形成しようとすると、厚み斑がひどく、品質の不安定なものしかえられないという課題があった。

特許第３０２０４２８号公報 特許第２９６６７９５号公報 国際公開第２００６／０２５５９２号パンフレット 特表２０１０−５２５９６２号公報

本発明の課題は、水溶性高分子の層と積層させつつ、生体高分子からなる１００ｎｍ以下の超薄膜層を、均一な品質で、しかも生産性に優れる共押出によって提供することができる複合フィルムを提供することにある。

本発明によれば、以下の（１）〜（９）の複合フィルムおよび（１０）〜（１１）の複合フィルムの製造方法が提供される。
（１）熱可塑性の生分解性高分子からなる厚みが５〜１００ｎｍの複数のＡ層と、熱可塑性水溶性高分子からなるＢ層とが積層された複合フィルムであって、
複合フィルムの厚み方向に沿った断面を見たとき、Ｂ層の割合が２５〜７５％の範囲で、かつ複合フィルム全体の厚みが３μｍ以上であることを特徴とする共押出成形によって製膜された複合フィルム。
（２）生分解性高分子の融点（Ｔｍａ）と水溶性高分子の融点（Ｔｍｂ）との融点差（△Ｔｍ＝｜Ｔｍａ−Ｔｍｂ｜）が５０℃以下で、生分解性高分子の分解温度（Ｔｄａ）と水溶性高分子の分解温度（Ｔｄｂ）とがともにＴｍａおよびＴｍｂよりも高い上記（１）記載の複合フィルム。
（３）生分解性高分子の融点（Ｔｍａ）＋５０℃における生分解性高分子と水溶性高分子との溶融粘度の比（生分解性高分子／水溶性高分子）が、０．１〜１０の範囲にある上記（１）記載の複合フィルム。
（４）生分解性高分子が、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、グリコール酸共重合体（ＰＬＧＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）およびポリカプロラクトン（ＰＣＬ）からなる群より得られる少なくとも一種である上記（１）記載の複合フィルム。
（５）水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、デンプン、セルロースアセテートからなる群より得られる少なくとも一種である上記（１）記載の複合フィルム。
（６）複合フィルムが、Ａ層とＢ層とを交互に積層した多層フィルムであって、Ａ層とＢ層の合計総数が、１０層以上である上記（１）〜（５）のいずれかに記載の複合フィルム。
（７）複合フィルムの少なくとも一方の表層の厚みがＡ層の平均厚みに対し２倍以上でかつ全体の厚みの５０％以下である上記（６）記載の複合フィルム。
（８）複合フィルムが少なくとも面内の一方向に延伸された延伸複合フィルムである上記（１）〜（７）のいずれかに記載の複合フィルム。
（９）生体の治療に用いられる上記（１）〜（８）のいずれかに記載の複合フィルム。
（１０）熱可塑性の生分解性高分子からなる厚みが５〜１００ｎｍＡ層と、水溶性高分子からなるＢ層とが積層された全体の厚みが３μｍ以上である複合フィルムの製造方法であって、
熱可塑性生分解性高分子と熱可塑性水溶性高分子とを、それぞれ溶融状態で生分解性高分子からなるＡ層と水溶性高分子からなるＢ層とを積層する共押出工程と、生分解性高分子のガラス転移温度以下に冷却する冷却工程と、得られたフィルムを巻き取る巻取工程とを有し、
該共押出工程において、複合フィルムの厚み方向の断面を見たとき、Ｂ層の厚みが複合フィルム全体の厚みに対して、２５〜７５％の範囲になるように押出す複合フィルムの製造方法。
（１１）冷却工程と巻取工程の間に、生分解性高分子のガラス転移温度（Ｔｇ１ａ：℃）〜（Ｔｇ１ａ＋３０℃）の範囲で、少なくともフィルムの面内方向の一方向に延伸する上記（１０）記載の複合フィルムの製造方法。

本発明によれば、生体高分子からなる１００ｎｍ以下の超薄膜層を、水溶性高分子の層と積層しつつ、均一な品質で、しかも生産性に優れる共押出によって提供ができる。その結果、人体の裂傷や熱傷患部などの傷に本発明の複合フィルムから製造された極めて薄いＡ層の膜で被覆することで、複雑な形状の表面患部を細菌感染から保護しつつ、治癒を図ることができる。

本発明の複合フィルムは、水に難溶もしくは不溶性でかつ熱可塑性である生分解性高分子Ａからなる厚みが５〜１００ｎｍの複数のＡ層と、熱可塑性である水溶性高分子ＢからなるＢ層とが共押出によって積層された複合フィルムである。
以下、本発明を詳述する。

＜生分解性高分子＞
本発明における生分解性高分子は、熱可塑性樹脂である。熱可塑性とは、後述のＤＳＣ測定において融点（Ｔｍ：℃）が確認できることを意味する。好ましい生分解性高分子の融点（Ｔｍａ：℃）は５０〜３００℃の範囲、さらに１００〜２５０℃の範囲である。生分解性高分子の融点がこの範囲にあることで、溶融押出成形の工程に適した高分子となる。

本発明における生分解性高分子としては、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、グリコール酸共重合体（ＰＬＧＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）およびポリカプロラクトン（ＰＣＬ）からなる群より得られる少なくとも一種が挙げられる。これらの中でも、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、グリコール酸共重合体（ＰＬＧＡ）が好ましく、特にポリ乳酸が好ましい。また、ポリ乳酸の中でもポリＬ−乳酸が好ましい。また、生分解性高分子の中でも、中毒防止のためＳｎを含有しないこと、患部炎症防止の観点から残存モノマーが５ｍｏｌ％以下である生体用の生分解高分子が好ましい。このような生体用の生分解高分子としては、例えばＤｕｒｅｃｔ社製のＬＡＣＴＥＬ（登録商標）やシグマアルドリッチ社製のＲＥＳＯＭＥＲ（登録商標）が挙げられる。

なお、本発明における生分解高分子は、本発明の効果を損なわない範囲で、生分解の速度などを制御する観点から、それ自体公知の耐加水分解剤、例えばポリ乳酸の場合はカルボジイミドなどを共重合させてもよい。
本発明における生分解性高分子の重量平均分子量は、５万以上であることが溶融押出成形する際の延伸工程を容易にする点から好ましく、さらに１０万以上であることが、安定して延伸できる点から好ましい。また、重量平均分子量の上限は特に制限されないが、溶融押出成形する際の押出を容易にする観点から、３０万以下が好ましく、さらに２５万以下が好ましい。分子量が高すぎると、溶融時の高分子粘度が高すぎるため安定した押出ができなくなる。

本発明における生分解性高分子の分解温度は、溶融押出時の分解物の発生や、生分解性高分子の熱劣化を抑える点からＴｍａ＋１０℃以上であることが好ましく、さらにＴｍａ＋２０℃以上であることが好ましい。なお、分解温度の上限は特に制限されない。
本発明における生分解性高分子は、水に難溶もしくは不溶性でかつ熱可塑性である。本発明でいう水に難溶もしくは不溶性とは、２３℃の純水１Ｌに、生分解性高分子（乾燥後の重量が５ｇ）を浸漬し、１時間撹拌した後に、生分解性高分子を取り出し、乾燥後の生分解性高分子の重量が４．５ｇ以上であることを意味し、４．７５ｇ以上であることが好ましい。生分解性高分子が水に難溶もしくは不溶性であることにより、後のＢ層との分離をより容易に行うことができる。

＜水溶性高分子＞
本発明における水溶性高分子は、水に溶解でき、かつ熱可塑性である。本発明でいう水溶性とは、２３℃の純水１Ｌに、水溶性高分子（乾燥後の重量が５ｇ）を浸漬し、１時間撹拌した後に、水溶性高分子を取り出し、乾燥後の水溶性高分子の重量が２．５ｇ以下であることを意味し、２ｇ以下であることが好ましい。水溶性であることにより、前述のＡ層との分離をより容易に行うことができる。
また、本発明における熱可塑性とは、後述のＤＳＣ測定において融点（Ｔｍ：℃）が確認できることを意味する。好ましい水溶性高分子の融点（Ｔｍｂ：℃）は５０〜３００℃の範囲、さらに１００〜２５０℃の範囲である。水溶性高分子の融点がこの範囲にあることで、生分解性高分子との共押出成形における層構成が安定となる。

本発明における水溶性高分子としては、好ましくはポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、デンプン、セルロースアセテートからなる群より得られる少なくとも一種が挙げられる。これらの中でも、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が好ましく、特にＰＶＡが好ましい。
また、本発明における水溶性高分子の分解温度は、溶融押出時の分解物の発生や、生分解性高分子の熱劣化を抑える点からＴｍｂ＋１０℃以上であることが好ましく、さらにＴｍｂ＋３０℃以上であることが好ましい。なお、分解温度の上限は特に制限されない。

＜生分解性高分子と水溶性高分子との関係＞
本発明において、生分解性高分子と水溶性高分子とは以下の関係を有することが好ましい。
まず、生分解性高分子の融点（Ｔｍａ）と水溶性高分子の融点（Ｔｍｂ）とは、その融点差（△Ｔｍ）が、５０℃以下であることが溶融押出工程でのそれぞれの温度調整が容易になる点から好ましく、さらに３０℃以下であることが好ましい。なお、融点差（△Ｔｍ）の下限は特に制限されず、０℃であってもよい。

つぎに、生分解性高分子の分解温度（Ｔｄａ）と、水溶性高分子の分解温度（Ｔｄｂ）とは、ともにＴｍａおよびＴｍｂよりも高いことが好ましい。ＴｍａおよびＴｍｂよりもＴｄａおよびＴｄｂが高いことで、溶融押出時の分解ガスの発生や高分子の熱劣化を抑制することができる。
最後に、生分解性高分子の融点（Ｔｍａ）＋５０℃における溶融粘度の生分解性高分子と水溶性高分子との比（生分解性高分子／水溶性高分子）が、０．１〜１０の範囲にあることがＡ層の厚み斑を抑制する点から好ましい。好ましい溶融粘度の比は、０．１〜８、さらに０．２〜５の範囲である。

＜複合フィルム＞
本発明の複合フィルムは、前述のＡ層と前述のＢ層とが積層されており、Ａ層の厚みが５〜１００ｎｍである。ここでいうＡ層の厚みとは複合フィルム中に複数のＡ層が存在する場合は個々のＡ層の厚みを意味する。該Ａ層の厚みが下限未満では、Ｂ層を水などで溶解して除去した際、取扱いがしづらくなり、他方上限を超えると、患部への密着性が低くなる。好ましいＡ層の厚みは、５〜８０ｎｍ、さらに５〜５０ｎｍの範囲である。

ところで、本発明の複合フィルムの特徴の一つは、複合フィルムの厚み方向に沿った断面を見たとき、複数のＡ層が存在し、かつＢ層の割合が２５〜７５％の範囲で、かつ複合フィルム全体の厚みが３μｍ以上であることである。ここでいうＢ層の割合とは、複合フィルムの厚み方向に沿った断面を見たとき、複合フィルム全体の厚みに占める全Ｂ層の合計厚みの割合を意味する。複合フィルム全体の厚みをＡ層の厚みに比べて極めて厚い３μｍ以上としながらも、Ａ層を複数存在させ、かつＢ層の割合を上記範囲にすることで、Ａ層の厚みを均一にすることができ、さらに複合フィルム自体は共押出成形した後、巻き取り性などの加工性を具備することができる。

この理由は定かではないが、Ａ層を複数存在させることで製膜時の吐出をより安定にでき、さらに２種類の高分子が溶融状態において合流する際に双方の樹脂の流動力のバランスが取れるといったことが影響していると推測される。
好ましいＢ層の割合は、３０〜７０％、さらに３５〜６５％の範囲である。また、好ましい複合フィルム全体の厚みの下限は、５μｍ以上、さらに１０μｍ以上である。他方、好ましい複合フィルム全体の厚みの上限は、巻取り作業性などの点から、７５μｍ以下、さらに５０μｍ以下である。

本発明の複合フィルムの層構成は、Ａ層／Ｂ層／Ａ層の３層、Ａ層／Ｂ層／Ａ層／Ｂ層の４層、Ａ層／Ｂ層／Ａ層／Ｂ層／Ａ層の５層、Ａ層／Ｂ層を交互に積層した多層積層など上げることができる。なお、複数のＡ層を同時に製造でき、かつＡ層の厚みをより均一にしやすくなることから、Ａ層とＢ層の合計層数が１０層以上、さらに３０層以上であることが好ましい。特にＡ層とＢ層の合計層数を４０層以上にすることで、さらにＡ層とＢ層の間の剥離を抑制し、取扱い性をさらに高めることもできる。なお、積層数の上限は特に制限されないが、Ｂ層を溶解してＡ層の分離を容易にする観点から、１０００層以下、さらに８５０層以下であることが好ましい。

また、本発明の複合フィルムは、その表面がＡ層、Ｂ層いずれであっても良い。なお、本発明の複合フィルムが、Ａ層／Ｂ層を交互に積層した多層積層の場合、よりＡ層の厚みを均一にしやすく、また取扱い性を良くする観点から、表層に厚い厚み調整層を設けることが好ましい。この厚み調整層としては、Ａ層と同じ樹脂でもＢ層と同じ樹脂でもよいが、後にＡ層とＢ層を分離して使用するＡ層を使用する場合、Ｂ層である方がＢ層を溶解して除去した際に、均一な厚みのＡ層を得ることができることから好ましい。

この厚み調整層は、本発明の複合フィルムの少なくとも一方の表層に位置し、その厚みがＡ層の平均厚みに対し２倍以上で、複合フィルム全体の厚みの５０％以下であることが、芯層のＡ層の厚みをより均一にしやすいことから好ましい。さらに好ましい厚み調整層の厚みの下限はＡ層の平均厚みに対し３倍以上、特に好ましくは４倍以上、他方上限は４０％、特に好ましくは３０％である。
ところで、本発明の複合フィルムは、未延伸フィルムであってもよいが、よりＡ層の厚みを均一にしやすいことから、少なくとも面内の一方向に延伸された延伸複合フィルムであることが好ましい。

本発明の複合フィルムは、Ｂ層を水などで溶解して除去することで、生体高分子Ａからなる厚みが薄いながらも均一なＡ層を製造することができ、例えば傷などを被覆する生体の治療用の複合フィルムとして好適に用いることができる。また、Ｂ層を除去した後のＡ層とＡ層の間に薬剤を封入し、それを人体に投入することで、Ａ層の分解速度に応じて、徐々に薬剤を投入する治療用の複合フィルムとしても好適に用いることができる。

本発明の複合フィルムは、製膜後の巻き取り性を向上させる観点から、それ自体公知の不活性粒子を含有してもよい。不活性粒子を含有させる場合、Ａ層の厚みを均一にする観点から、Ａ層は不活性粒子を含有しないか含有するとしてもＢ層よりも少ない量で含有し、Ｂ層に不活性粒子を含有させることが好ましい。

＜耐衝撃性改良剤＞
本発明における生分解性高分子は、耐衝撃性改良剤を、生分解性高分子の質量を基準として、０．１〜１０質量％の範囲で含有させていることが好ましい。本発明における耐衝撃性改良剤とは、生分解性高分子の耐衝撃性改良に用いることのできるものであれば特に制限されず、室温でゴム弾性を示すゴム状物質のことであり、例えば、下記の各種耐衝撃性改良剤などが挙げられる。

具体的な耐衝撃性改良剤としては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−非共役ジエン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、各種アクリルゴム、エチレン−アクリル酸共重合体およびそのアルカリ金属塩（いわゆるアイオノマー）、エチレン−グリシジル（メタ）アクリレート共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸アルキルエステル共重合体（例えば、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸ブチル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体）、エチレン−酢酸ビニル共重合体、酸変性エチレン−プロピレン共重合体、ジエンゴム（例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン）、ジエンとビニル単量体との共重合体およびその水素添加物（例えば、スチレン−ブタジエンランダム共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレンランダム共重合体、スチレン−イソプレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレンブロック共重合体、ポリブタジエンにスチレンをグラフト共重合せしめたもの、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体）、ポリイソブチレン、イソブチレンとブタジエンまたはイソプレンとの共重合体、天然ゴム、チオコールゴム、多硫化ゴム、アクリルゴム、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム、ポリエーテルゴム、エピクロロヒドリンゴム、ポリエステル系エラストマーまたはポリアミド系エラストマーなどが挙げることができる。さらに、各種の架橋度を有するものや、各種のミクロ構造、例えばシス構造、トランス構造などを有するもの、コア層とそれを覆う１以上のシェル層から構成される多層構造重合体なども使用することができる。また、本発明において、耐衝撃性改良剤としては、上記具体例に挙げた各種の（共）重合体は、ランダム共重合体、ブロック共重合体またはグラフト共重合体などのいずれも用いることができる。さらに、これらの（共）重合体を製造するに際し、他のオレフィン類、ジエン類、芳香族ビニル化合物、アクリル酸、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルなどの単量体を共重合することも可能である。

これらの耐衝撃性改良剤の中でも、アクリル単位を含む重合体や、酸無水物基および／またはグリシジル基を持つ単位を含む重合体が好ましい。ここでいうアクリル単位の好適例としては、メタクリル酸メチル単位、アクリル酸メチル単位、アクリル酸エチル単位またはアクリル酸ブチル単位を挙げることができ、酸無水物基やグリシジル基を持つ単位の好適例としては、無水マレイン酸単位またはメタクリル酸グリシジル単位を挙げることができる。

本発明において、耐衝撃性改良剤としては、本発明の効果の点で、コア層とそれを覆う１以上のシェル層から構成される多層構造重合体がより好ましい。なお、本発明において、多層構造重合体とは、コア層とそれを覆う１以上のシェル層から構成され、また、隣接する層が異種の重合体から構成される、いわゆるコアシェル型と呼ばれる構造を有する重合体である。また、多層構造重合体を構成する層の数は、特に限定されるものではなく、２層以上であればよく、３層以上または４層以上であってもよい。具体的な多層構造重合体としては、例えば、三菱レイヨン製“メタブレン”、カネカ製“カネエース”、ロームアンドハース製“パラロイド”、ガンツ化成製“スタフィロイド”、アルケマジャパン製“Ｎａｎｏｓｔｒｅｎｇｔｈ”またはクラレ製“パラフェイス”などを挙げることができる。

本発明において、耐衝撃性改良剤の配合量は、本発明の効果の点で、生分解性高分子の質量を基準として、０．１〜１０質量％の範囲であることが好ましい。下限未満では、水溶性高分子との層間が過度に剥離しやすくなる。そのような観点から、好ましい耐衝撃性改良剤の配合量の下限は、０．５質量％、さらに１質量％であり、他方上限は、９質量％、さらに８質量％である。なお、このような耐衝撃性改良剤を配合させることで、フィルムの分解性を低下させることなく、水溶性高分子とのの剥離を抑制できる理由は定かではないが、得られた生分解性高分子からなる層に柔軟性を付与でき、結果水溶性高分子からなる層との界面を安定化できるためと考えられる。

＜Ａ層の残存モノマー＞
本発明におけるＡ層は、治療に用いる場合、残存モノマーの含有量が０．５ｗｔ％以下であることが好ましく、さらに０．３ｗｔ％以下であることが治療する部位への刺激を抑える観点から好ましい。このような残存モノマーは、用いる生体高分子として残存モノマーの少ない生体高分子を選択したり、生体高分子の脱モノマー処理を施したり、溶融押出する際の温度を低くしたり、時間を短くすることなどで低減することができる。なお、残存モノマーの含有量の下限は、少なければ少ないほど好ましいが、生産性を過度に損なわないようにする点からは通常０．００１ｗｔ％程度である。
なお、本発明における残存モノマーとは、繰り返し単位の１〜３量体を意味する。

＜複合フィルムの製造方法＞
本発明の複合フィルムの製造方法について、以下詳述するが、特に断らない限り、前述の複合フィルムで説明したのと同様なことが言える。
本発明の複合フィルムの製造方法は、熱可塑性である生分解性高分子Ａからなる厚みが５〜１００ｎｍの複数のＡ層と、熱可塑性である水溶性高分子ＢからなるＢ層とが積層された複合フィルムの製造方法であって、生分解性高分子と水溶性高分子とを、それぞれ溶融状態で生分解性高分子からなるＡ層と水溶性高分子からなるＢ層とを積層する共押出工程と、生体高分子のガラス転移温度以下に冷却する冷却工程と、得られたフィルムを巻き取る巻取工程とを有し、該共押出工程において、複合フィルムの厚み方向の断面を見たとき、Ｂ層の厚みが複合フィルム全体の厚みに対して、２５〜７５％の範囲になるように押出すことを特徴とする。

溶融押出する際の温度は、生体高分子ＡはＴｍａ〜Ｔｍａ＋８０℃の範囲が好ましく、さらにＴｍａ〜Ｔｍａ＋５０℃の範囲がＡ層の残存モノマーの発生量を抑制する点から好ましく、他方水溶性高分子ＢはＴｍｂ〜Ｔｍｂ＋８０℃の範囲が好ましく、さらにＴｍｂ〜Ｔｍｂ＋５０℃の範囲が樹脂の劣化を抑制する観点から好ましい。

また、生体高分子Ａと水溶性高分子Ｂとは溶融状態で積層されるが、その積層は、好ましくはＴｍａないしＴｍａ＋３０℃の温度でダイ内において積層してからフィルム状に押出すか、それぞれを溶融状態でシート状にダイから押出した後に積層し、急冷固化して積層未延伸フィルムとする方法のいずれであってもよい。なお、前述の１０層以上の多層構造で積層する場合は、ダイの手前のフィードブロックにて溶融状態で積層し、ダイから押出す方法が層数を簡便に増やしやすいことから好ましい。例えば２００層以上の多層フィルムを得るためのより好ましい方法として、２００層以下の範囲で交互積層状態の溶融物を得、かかる層構成を保持したまま、積層方向と垂直方向に１：１の比率になるように分割し、積層数（ダブリング数）が２〜４倍になるように再度積層する方法で積層数を増やすことができる。かかるダブリング処理を行う場合、公知の方法で行うことができる。

このようにして得られた複合未延伸フィルムは、生体高分子Ａのガラス転移温度以下に冷却する冷却工程を経る。好ましくはダイから押出された複合未延伸フィルムを回転している冷却ドラムにて冷却する方法が好ましい。この際、複合未延伸フィルムの冷却ドラムと接していない側の表面から、電荷を掛けて複合未延伸フィルムと冷却ドラムとの密着を高めることはＡ層の厚みをより均一にする観点から好ましい。
このようにして得られた複合未延伸フィルムはそのまま巻き取ってもよいし、少なくとも面内方向の一方向に延伸して複合延伸フィルムとしてもよく、好ましくは延伸によってよりＡ層の厚みを均一にしやすいことから複合延伸フィルムであることが好ましい。

本発明において、複合延伸フィルムとする場合は、前述の冷却工程と巻き取り工程の間で、少なくとも面内方向の一方向（例えば、製膜方向、幅方向（製膜方向および厚み方向に直交する方向）、もしくは両者の中間の斜め方向）に延伸する。延伸温度は、Ａ層の生分解性高分子のガラス転移点の温度（Ｔｇａ）〜Ｔｇａ＋３０℃の範囲が好ましい。このときの延伸倍率は２〜１０倍であることが好ましく、さらに好ましくは２．５〜７倍、さらに好ましくは３〜６倍、特に好ましくは４．５〜５．５倍である。延伸倍率が大きい程、Ａ層のバラツキが延伸による薄層化にてより小さくなるので好ましい。このときの延伸方法は、棒状ヒータによる加熱延伸、ロール加熱延伸、テンター延伸など公知の延伸方法を用いることができるが、ロールとの接触によるキズの低減や延伸速度などの観点から、テンター延伸が好ましい。また、かかる延伸方向と直交する方向（Ｙ方向）にも延伸処理を施し、２軸延伸を行ってもよい。

実施例をもって、本発明をさらに説明する。なお、実施例中の物性や特性は、下記の方法にて測定または評価した。

（１）生分解性高分子および水溶性高分子の融点（Ｔｍ）およびガラス転移点（Ｔｇ）
ポリマーを１０ｍｇサンプリングし、ＤＳＣ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製、商品名：ＤＳＣＱ１００）を用いて２０℃／ｍｉｎの昇温速度で、融点およびガラス転移点を測定した。

（２）生分解性高分子および水溶性高分子の分解温度
ポリマーを１０ｍｇサンプリングし、ＴＧＡ（ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｓ社製、商品名：ＴＧＡ Ｑ５０）を用いて２０℃／ｍｉｎの昇温速度で重量減少率を測定した。得られた温度―重量減少率曲線の減少開始部接線の傾きより、分解温度を計算した。

（３）生分解性高分子および水溶性高分子の溶融粘度
測定装置として島津製作所製フローテスターＣＦＴ−５００Ｄを用い、測定温度：Ｔｍａ＋５０℃、予熱時間：５分、ノズル径：１ｍｍ、ノズル長：１０ｍｍで測定し、回帰式より剪断速度１００（１／秒）における溶融粘度を求めた。

（４）Ａ層の平均厚み（ｎｍ）および平均厚み斑（％）
製膜方向（長手方向）および幅方向にそれぞれ１ｍずつの長さを有するフィルムサンプルを用意し、フィルムサンプルの中央部、それから幅方向に１０ｃｍ間隔で両側に４点ずつ、またフィルムの中央部から製膜方向に１０ｃｍ間隔で両側に４点ずつ、合計１７点の箇所から、フィルム長手方向２ｍｍ、幅方向２ｃｍに切り出し、包埋カプセルに固定後、エポキシ樹脂（リファインテック（株）製エポマウント）にて包埋した。包埋されたサンプルをミクロトーム（ＬＥＩＣＡ製ＵＬＴＲＡＣＵＴ ＵＣＴ）で幅方向に垂直かつ厚み方向に沿って切断し、５ｎｍ厚の薄膜切片にした。電界放出形走査電子顕微鏡（日立製作所製、S−４７００）を用いて加速電圧１００ｋＶにて観察撮影し、写真から各Ａ層の厚みを測定した。
そして、複合フィルムの各Ａ層の厚みについて、それぞれ平均値と１７点中最も厚いＡ層の厚みから最も薄いＡ層の厚みの差を前記平均値で割った値を厚み斑（％）として算出した。そして、複合フィルム中に複数のＡ層が存在する場合は、各Ａ層の平均値と各Ａ層の厚み斑を平均化して、複合フィルム中のＡ層の平均厚みとＡ層の平均厚み斑として算出した。

（５）製膜性
それぞれの高分子ポリマーを溶融合流させ押出、キャスティングにて急冷した未延伸シートを得る。該未延伸シートを縦方向、ついで横方向に逐次２軸延伸を行い、熱固定処理を施す。キャスティング時の未延伸シートの外観を先ずは観察し、下記基準にて判定する。更に、延伸工程にてフィルムが破断することなく安定して製膜できるかどうかも判断する。
◎：外観が極めて良好で、フィルム製膜も安定している
○：外観が良好で、フィルム製膜が安定している
△：外観はよくないが、フィルム製膜が安定している
×：外観がひどいか、全くフィルム製膜ができない

（６）水への溶解性
水溶性高分子５ｇと、２３℃の純水１Ｌとをフラスコに入れて、マグネチックスターラーにて撹拌速度２００ｒｐｍで６０分間撹拌した。
溶解後の水溶液を１５０μｍの金網メッシュでろ過し、純水１０００ｍｌで洗浄した。その後、この金網を１２０℃で３時間乾燥させて、未溶融物の残量から水への溶解性を判断した。
水溶性あり：乾燥後の残量が２．５ｇ以下
水溶性なし（水に難溶もしくは不溶性）：乾燥後の残量が４．５ｇ以上

（７）重量平均分子量およびＡ層の残存モノマー含有量の測定
１％ヘキサフルオロイソプロパノールを含むクロロホルムに樹脂サンプルを溶解し、濃度１ｍｇ／ｍｌとしたものを測定用溶液とした。これをゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定、標準ポリスチレンに換算して重量平均分子量およびA層の残存モノマー含有量（重量％）を得た。なお、測定における測定装置、および測定条件は以下のとおりとした。
検出器；示差屈折計「ＲＩＤ−６Ａ」島津製作所製
カラム；東ソー製「ＴＳＫｇｅｌＧ３０００ＨＸＬ」「ＴＳＫｇｅｌＧ４０００ＨＸＬ」「ＴＳＫｇｅｌＧ５０００ＨＸＬ」「ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｋｕｍｎＨＸＬ−Ｌ」を直列に接続したもの、あるいは東ソ−製「ＴＳＫｇｅｌＧ２０００ＨＸＬ」、「ＴＳＫｇｅｌＧ３０００ＨＸＬ」、「ＴＳＫｇｕａｒｄｃｏｋｕｍｎＨＸＬ−Ｌ」直列に接続したもの。
移動相；クロロホルム
カラム温度；温度４０℃
流速；１．０ｍｌ／ｍｉｎ
注入量；１０μｌ
較正曲線用試料：ポリスチレン

（８）治療用での適正
ラットにて術後癒着モデルにおける癒着防止効果を確認した。具体的には、ラットの腹壁に直経１ｃｍの円形の組織欠損部を作成する。そして、癒着臓器として、少し血がにじむ程度に盲腸を擦過する。欠損部に各実施例で得られたＡ層のシート（２．５ｘ２．５ｃｍ）をかぶせる。その一週間後に臓器間癒着の頻度・強さを下記基準にて評価した。
◎：癒着頻度がなく、炎症もない
○：癒着頻度がほとんどなく、炎症がほとんどない
△：癒着頻度が少しみられるが、強さはそれほど強くない
×：癒着頻度が多い。強固に癒着する

（９）樹脂
ＰＬＡ１：生体用ポリＬ−乳酸（Ｄｕｒｅｃｔ社製、商品名：ＬＡＣＴＥＬ「Ｂ６００２−２」、２２０℃での溶融粘度：７００ａ・Ｓ、Ｔｍａ：１７０℃、Ｔｇａ：６０℃、Ｔｄａ：２３０℃、水溶性なし）
ＰＬＡ２：ポリＬ−乳酸（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製、商品名：ＰＬＡ Ｐｏｌｙｍｅｒ 「４０３２Ｄ」、２２０℃での溶融粘度：９００Ｐａ・Ｓ、重量平均分子量１９万、Ｔｍａ：１７０℃、Ｔｇａ：５５℃、Ｔｄａ：２３０℃、水溶性なし）
ＰＶＡ１：ポリビニルアルコール（クラレ社製、商品名：クラレポバール「ＣＰ−１０００」、２２０℃での溶融粘度：８００Ｐａ・Ｓ、Ｔｍｂ：１７５℃、Ｔｇｂ：５７℃、Ｔｄｂ：２００℃、水溶性あり）
ＰＶＡ２：ポリビニルアルコール（日本合成化学社製、商品名：Ｎｉｃｈｉｇｏ Ｇ−Ｐｏｌｙｍｅｒ「ＯＫＳ−８０７４Ｐ」、２２０℃での溶融粘度：１０００Ｐａ・Ｓ、Ｔｍｂ：１８５℃、Ｔｇｂ：７５℃、Ｔｄｂ：２３０℃、水溶性あり）
ＰＶＡ３：ポリビニルアルコール（日本合成化学社製、商品名：Ｎｉｃｈｉｇｏ Ｇ−Ｐｏｌｙｍｅｒ「ＯＫＳ−８０８９Ｐ」、２２０℃での溶融粘度：１１００Ｐａ・Ｓ、Ｔｍｂ：１４８℃、Ｔｇｂ：６５℃、Ｔｄｂ：２３０℃、水溶性あり）
ＰＶＡ４：ポリビニルアルコール（日本合成化学社製、商品名：Ｎｉｃｈｉｇｏ Ｇ−Ｐｏｌｙｍｅｒ「ＯＫＳ−８０４９Ｐ」、２２０℃での溶融粘度：１４００Ｐａ・Ｓ、Ｔｍｂ：１８５℃、Ｔｇｂ：７５℃、Ｔｄｂ：２３０℃、水溶性あり）
ＰＶＡ５：ポリビニルアルコール（クラレ社製、商品名：クラレポバール「ＣＰ−１２２０Ｔ１０」、２２０℃での溶融粘度：３００Ｐａ・Ｓ、Ｔｍｂ：１７６℃、Ｔｇｂ：４２℃、Ｔｄｂ：２００℃、水溶性あり）

［実施例１］
上記（９）のＰＬＡ１を生分解性高分子Ａとして用意し、上記（９）のＰＶＡ１を水溶性高分子Ｂとして用意した。
準備したポリＬ−乳酸を１１０℃で５時間乾燥後、押出機に供給し、１９０℃まで加熱して溶融状態とし、また準備したポリビニルアルコールを６０℃で１６時間乾燥後、押出機に供給し、１９０℃まで加熱して溶融状態とし、Ａ層を１００層、Ｂ層を１０１層に分岐させた後、多層フィードブロック装置を使用して、Ａ層とＢ層が交互に積層された総数２０１層の積層状態でダイから２０℃の冷却ドラム上に押出して、Ａ層とＢ層の平均層厚み比が１：１になるように調整し、厚み１４４μｍの多層未延伸フィルムを作成した。
この多層未延伸フィルムを７５℃の温度で製膜方向（縦方向）に３倍、幅方向（横方向）に３倍延伸し、１１０℃で３秒間熱固定処理を行ったのち、９５℃で一旦冷却した後、さらに室温まで冷却して巻き取った。得られた複合フィルムの全体厚みは１６μｍであった。
得られた複合フィルムの特性を表１に示す。

［実施例２〜１５、比較例１〜３］
表１に示す通り、溶融押出温度、層数、Ｂ層の割合、生分解性高分子および水溶性高分子の種類、延伸倍率および各層の厚みを変更したほかは、実施例１と同様な操作を繰り返した。なお、延伸倍率や各層の厚みを調整する際は、表１に示す厚みになるように押出時の吐出量を調整した。
得られた複合フィルムの特性を表１に示す。

［実施例１６および１７］
厚み調整層として、複合フィルムの表層に位置するＢ層の厚みを４５０ｎｍ（実施例１６）と４０００ｎｍ（実施例１７）とし、内層に位置するＡ層とＢ層の厚みを表１に示す通りに変更したほかは、実施例１と同様な操作を繰り返した。
得られた複合フィルムの特性を表１に示す。

表１中のＰＬＡ１〜２，ＰＶＡ１〜５は、上記（９）樹脂に記載した樹脂である。また、表１にあるＡ層の平均厚みとＢ層の平均厚みとは、内層に位置するＡ層とＢ層の厚みの平均値であり、表層Ｂと表層Ｂ’とは、表層Ｂが複合フィルムの一方の表層を形成するＢ層で、表層Ｂ’は複合フィルムの他方の表層を形成するＢ層であり、Ｂ層の割合は、内層のＢ層と表層に位置するＢ層の合計厚みを複合フィルム全体の厚みで割った値である。

本発明の複合フィルムは、例えば水に分散させてＰＬＡナノシートの懸濁液として傷などの患部に滴下して該ナノシートを患部に被覆させることで傷の感染防止液などに使用できる。また、本共押出の積層技術を用いることで、非常に簡便にかつ大量にナノシートを得ることができることから社会的貢献は大きいと考える。

Claims (11)

1. 熱可塑性の生分解性高分子からなる厚みが５〜１００ｎｍの複数のＡ層と、熱可塑性水溶性高分子からなるＢ層とが積層された複合フィルムであって、
   複合フィルムの厚み方向に沿った断面を見たとき、Ｂ層の割合が２５〜７５％の範囲で、かつ複合フィルム全体の厚みが３μｍ以上であることを特徴とする共押出成形によって製膜された複合フィルム。
2. 生分解性高分子の融点（Ｔｍａ）と水溶性高分子の融点（Ｔｍｂ）との融点差（△Ｔｍ＝｜Ｔｍａ−Ｔｍｂ｜）が５０℃以下で、生分解性高分子の分解温度（Ｔｄａ）と水溶性高分子の分解温度（Ｔｄｂ）とがともにＴｍａおよびＴｍｂよりも高い請求項１記載の複合フィルム。
3. 生分解性高分子の融点（Ｔｍａ）＋５０℃における生分解性高分子と水溶性高分子との溶融粘度の比（生分解性高分子／水溶性高分子）が、０．１〜１０の範囲にある請求項１記載の複合フィルム。
4. 生分解性高分子が、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、グリコール酸共重合体（ＰＬＧＡ）、ポリグリコール酸（ＰＧＡ）およびポリカプロラクトン（ＰＣＬ）からなる群より得られる少なくとも一種である請求項１記載の複合フィルム。
5. 水溶性高分子が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、デンプン、セルロースアセテートからなる群より得られる少なくとも一種である請求項１記載の複合フィルム。
6. Ａ層とＢ層とを交互に積層した多層フィルムであって、Ａ層とＢ層の合計総数が、１０層以上である請求項１〜５のいずれかに記載の複合フィルム。
7. 複合フィルムの少なくとも一方の表層の厚みがＡ層の平均厚みに対し２倍以上でかつ複合フィルム全体の厚みの５０％以下である請求項６記載の複合フィルム。
8. 複合フィルムが少なくとも面内の一方向に延伸された延伸複合フィルムである請求項１〜７のいずれかに記載の複合フィルム。
9. 生体の治療に用いられる請求項１〜８のいずれかに記載の複合フィルム。
10. 熱可塑性の生分解性高分子からなる厚みが５〜１００ｎｍの複数のＡ層と、水溶性高分子からなるＢ層とが積層された全体の厚みが３μｍ以上である複合フィルムの製造方法であって、
    熱可塑性生分解性高分子と熱可塑性水溶性高分子とを、それぞれ溶融状態で生分解性高分子からなるＡ層と水溶性高分子からなるＢ層とを積層する共押出工程と、生分解性高分子のガラス転移温度以下に冷却する冷却工程と、得られたフィルムを巻き取る巻取工程とを有し、
    該共押出工程において、複合フィルムの厚み方向の断面を見たとき、Ｂ層の厚みが複合フィルム全体の厚みに対して、２５〜７５％の範囲になるように押出すことを特徴とする複合フィルムの製造方法。
11. 冷却工程と巻取工程の間に、生分解性高分子のガラス転移温度（Ｔｇａ：℃）〜（Ｔｇａ＋３０℃）の範囲で、少なくともフィルムの面内方向の一方向に延伸する請求項１０記載の複合フィルムの製造方法。