JP2015530441A - ミクロスフェアを含有するポリマーフィルム - Google Patents

ミクロスフェアを含有するポリマーフィルム Download PDF

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Abstract

摩擦係数及び燃焼時の残渣を同時に減少するために中空のミクロスフェアを有するポリマーフィルム、フィルムの作製方法及びフィルムからの容器。一般的な実施形態において、本開示は、層内に混合された中空のミクロスフェアを有する少なくとも1つの層を含む、フィルムを提供する。ミクロスフェアは、層内において約250ppm〜約750ppmの範囲の濃度であり得る。【選択図】 なし

Description

発明の詳細な説明
[背景]
[0001]本開示は、概括的にはポリマーフィルムに関する。より詳細には、本開示は、改善されたスリップ/抗ブロッキング特性を有し、燃焼時の残渣が少ないポリマーフィルムに関する。
[0002]多層フィルムは、例えば、食品又は医療溶液の包装のための容器における使用を含め、様々な産業にわたって広く用いられている。フィルム状に押し出しされた多層に望まれる特性の1つは、強靱性又は使用若しくは輸送中の損傷に耐える能力である。もう1つの望まれる特性は、用途に合った望まれる強度での剥離性の封止、及び容器を永久に封ずる永久的な封止の両方を作製する能力である。さらに望まれる特性は、収容されている溶液の安定性を維持するために、酸素、二酸化炭素又は水蒸気等の気体に対するバリアを提供することである。
[0003]従来の多層フィルムは、製作プロセス中の取り扱いを難しくする高い摩擦係数を有するポリオレフィン樹脂から作られ得る。スリップ剤は、ポリオレフィン樹脂の元来からの粘着性を克服し、そのため、ポリオレフィン樹脂は、加工及び包装設備の中を通じてスムーズに動くことができる。シリカは、スリップ又は抗ブロッキング剤として、プラスチックフィルムの層において近年用いられている。しかしながら、シリカの存在は、日本、韓国及び中国を含めた様々な国の薬局方の制限を超える、燃焼時の残渣につながることがある。
[概要]
[0004]本開示は、ミクロスフェアを有するポリマーフィルム並びにこのフィルムを作製する方法及びこのフィルムから作製された容器に関する。一般的な実施形態において、本開示は、層内に混合された中空のミクロスフェア、すなわち「気泡」を有する1つ又は複数の層を含むフィルムを提供する。例えば、ミクロスフェアは、層の任意の1つ又は複数の部分の全体にわたっておおよそ均等に混合され得る。ミクロスフェアは、層内において約250ppm〜約3000ppmの範囲の濃度であり得る。
[0005]一実施形態において、ミクロスフェアは、ソーダライムホウケイ酸ガラスから作製される。ミクロスフェアは、約10μm〜約300μmの範囲の直径を有し得る。ミクロスフェアは、約0.1g/cc〜約1.2g/ccの範囲の密度をさらに有し得る。
[0006]一実施形態において、ミクロスフェアを有するフィルム層は、層内に混合されたシリカをさらに含む。シリカは、層内において約1000ppm〜約2000ppmの範囲の濃度であり得る。
[0007]別の実施形態において、本開示は、表皮層、バリア層及び剥離性封止層を含む複層フィルムを提供する。表皮層及び剥離性封止層は、バリア層の反対側(opposite)でコア層に付着している。表皮層及び剥離性封止層の少なくとも1つは、層内に混合された中空のガラスミクロスフェアを含む。
[0008]一実施形態において、表皮層は、ポリプロピレンランダムコポリマー、ポリプロピレンホモポリマー、ナイロン、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー、コポリエステルエーテルブロックコポリマー、又はそれらの組合せ等の成分を含む。バリア層は、ポリアミド6、ポリアミド6,6/6,10コポリマー、非晶性ポリアミド、又はそれらの組合せ等の成分を含むことができる。
[0009]一実施形態において、剥離性封止層は、ホモフェーズポリマー、マトリックスフェーズポリマー、又はそれらの組合せ等の材料を含む。例えば、剥離性封止層は、ポリプロピレンとスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマーとのブレンド物を含むことができる。例えばさらに、剥離性封止層は、第二のポリプロピレン又は直鎖低密度ポリエチレン等の異なる融点を有するさらなるポリオレフィンを含んでもよい。
[0010]一実施形態において、フィルムは、表皮層及び剥離性封止層の少なくとも1つをバリア層へ付着させる1つ又は複数のタイ層を含む。タイ層は、マレエート化直鎖低密度ポリエチレン、マレエート化ポリプロピレンホモポリマー、マレエート化ポリプロピレンコポリマー、又はそれらの組合せ等の成分を含むことができる。
[0011]一実施形態において、コア層が、バリア層と表皮層及び剥離性封止層の少なくとも1つとの間に位置する。コア層は、ポリプロピレンホモポリマー、プロピレン−エチレンランダムコポリマー、シンジオタクチックプロピレン−エチレンコポリマー、ポリプロピレンエラストマー、プロピレン系エラストマー、エチレン系エラストマー、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー、エチレン−プロピレンゴム変性ポリプロピレン、又はそれらの組合せ等の成分を含むことができる。
[0012]代替の一実施形態において、本開示は、フィルムによって画定される本体を含む複室容器を提供する。本体は、剥離可能な封止によって区切られた少なくとも2つの室を含み、フィルムは、層内に混合されたミクロスフェアを有する少なくとも1つの層を含む。
[0013]また別の一実施形態において、本開示は、少なくとも1つの共通した周囲端に沿って一緒になって封止されて液室を画定する第一の側壁及び第二の側壁を含む容器を提供する。第一の側壁及び/又は第二の側壁は、表皮層、第一のタイ層、第一のタイ層に隣接して配置されたバリア層、バリア層に隣接して配置された第二のタイ層、コア層、及び封止層を含む、多層フィルムを含む。表皮層及び/又は封止層は、層内に混合されたガラスミクロスフェアを含む。
[0014]さらに別の一実施形態において、本開示は、フィルムの作製方法を提供する。本方法は、ミクロスフェアを1種又は複数種のポリマー全体にわたって混合するステップを含む。例えば、ミクロスフェアは、ポリマー中におおよそ均等に分散され得る。本方法は、ポリマーをフィルムに押し出しするステップをさらに含む。フィルムは続いて、容器に成形され得る。
[0015]本開示の利点は、改善されたスリップ特性を有するフィルムを提供することにある。
[0016]本開示の別の利点は、改善された耐ブロッキング特性を有するフィルムを提供することにある。
[0017]本開示のさらに別の利点は、燃焼時の残渣が許容可能な少ない量である改善されたフィルムを提供することにある。
[0018]本開示のまたさらに別の利点は、容器の改善された作製方法を提供することにある。
[0019]さらなる特徴及び利点が、本明細書で説明され、以下の詳細な説明及び図面から明らかになる。
本開示の一実施形態における単層フィルムの断面図である。 本開示の一実施形態における5層フィルムの断面図である。 本開示の一実施形態における6層フィルムの断面図である。 本開示の一実施形態におけるフィルムから組み立てられた容器の図である。 本開示の一実施形態におけるフィルムから組み立てられた複室容器の図である。
[詳細な説明]
[0025]本開示は、ミクロスフェアを有するポリマーフィルム並びにフィルムの作製方法及びフィルムから作製された容器に関する。一般的な実施形態において、本開示は、層内に混合された中空のミクロスフェアを有する少なくとも1つの層を含む、フィルムを提供する。本開示は、包装用途に有用な単層フィルム及び複層フィルムを提供する。本開示の実施形態におけるフィルムは、強靭性、及び/又は剥離性の封止能を維持しながら、改善されたスリップ及び抗ブロッキング特性を有する。
[0026]図1に例証した一般的な実施形態において、本開示は、層内に混合されたミクロスフェアを有する層を含む、フィルム10を提供する。ミクロスフェアは、層の任意の1つ又は複数の部分の全体にわたって均等に分布し得る。ミクロスフェアは、例えば押出技法等の任意の適切な技法を用いて、フィルム10の層内に添加/混合され得る。同じ材料の連続した副層を有し、そのような副層の1つがミクロスフェアを含有し、1つ又は複数の副層はミクロスフェアを含有しないフィルムを押し出しすることによって、そのようにしなければ均質である層の選択された部分のみにわたって、ミクロスフェアが分布してもよいことが分かる。
[0027]層は、ミクロスフェアを任意の適切な量で含むことができる。例えば、ミクロスフェアは、層において約250ppm〜約3000ppm、例えば、約250ppm〜約700ppm、約350ppm〜約650ppm、約400ppm〜約600ppm、又は約450ppm〜約550ppmの範囲の濃度であり得る。ミクロスフェア濃度の個々の値の例は、約250ppm、300ppm、350ppm、400ppm、450ppm、500ppm、550ppm、600ppm、650ppm、700ppm、750ppm、1000ppm、2000ppm、3000ppm等である。
[0028]別の実施形態において、ミクロスフェアを有する層は、層内に混合されたシリカをさらに含む。例えば、シリカは、立方体形状を有する非晶性合成シリカであり得る。シリカは、約2.2g/cc〜約2.3g/ccの範囲の密度を有し得る。シリカは、約4μm〜約5μmの平均直径も有し得る。
[0029]シリカは、層において任意の適切な量であり得る。例えば、シリカは、層内において1000ppm〜約2000ppm、例えば、約1100ppm〜約1900ppm、約1200ppm〜約1800ppm、約1300ppm〜約1700ppm、又は約1400ppm〜約1600ppmの範囲の濃度であり得る。シリカ濃度の個々の値の例は、約1000ppm、1100ppm、1300ppm、1400ppm、1500ppm、1600ppm、1700ppm、1800ppm、1900ppm、2000ppm等である。
[0030]個々のミクロスフェア濃度値及び個々のシリカ濃度値は、範囲限界の定義でもあり得ることを理解されたい。例えば、300ppm及び450ppmの濃度の開示は、300ppm〜450ppmの範囲の開示としても扱われ得る。同様のことが、本開示を通じて、具体的に言及した値の任意の組合せについても適用される。
[0031]一実施形態において、ミクロスフェアは中空である。ミクロスフェアは、ソーダライムホウケイ酸ガラスから作製され得る。ミクロスフェアは、セラミックからも作製され得る。ミクロスフェアの適した例としては、3MからのiM30K(平均直径18ミクロン、密度0.60g/cc、押潰強度28000psi)及びK46(メジアン径40ミクロン、密度0.46g/cc、押潰強度6000psi)ミクロスフェアが挙げられる。ミクロスフェアは、任意の適した平均直径又は幅を有することができる。例えば、ミクロスフェアの平均直径は、約10μm〜約300μm、例えば、約50μm〜約250μm、又は約100μm〜約200μmの範囲であり得る。ミクロスフェアの平均直径の個々の値の例は、約10μm、25μm、50μm、75μm、100μm、125μm、150μm、175μm、200μm、225μm、250μm、275μm、300μm等である。また、異なる直径のミクロスフェアを層においてブレンドすることもできる。
[0032]ミクロスフェアは、任意の適した密度を有することもできる。例えば、ミクロスフェアは、約0.1g/cc〜約1.2g/cc、例えば、約0.2g/cc〜約1.10g/cc、約0.3g/cc〜約0.9g/cc、約0.4g/cc〜約0.8g/cc、又は約0.5g/cc〜約0.7g/ccの範囲の粒子密度を有することができる。ミクロスフェアの密度の個々の値の例は、約0.1g/cc、0.15g/cc、0.2g/cc、0.25g/cc、0.3g/cc、0.35g/cc、0.4g/cc、0.45g/cc、0.5g/cc、0.55g/cc、0.6g/cc、0.65g/cc、0.7g/cc、0.75g/cc、0.8g/cc、0.85g/cc、0.9g/cc、0.95g/cc、1g/cc、1.05g/cc、1.1g/cc、1.15g/cc、1.2g/cc等である。
[0033]別の実施形態において、ミクロスフェアを有する層は、層内に混合されたナノ材料をさらに含む。ナノ材料は、例えば、ナノチューブ及びナノクレイであり得る。本開示の実施形態に係るナノ材料は、通常数ミクロンのオーダーである、ポリマーフィルムにおいて用いられている現行の粉砕鉱物均等物の一般的なサイズより、著しく小さいサイズを有する粒子を含む。本開示の実施形態によれば、ナノ材料は、約10〜約500ナノメートルの範囲の平均サイズを有する。
[0034]別の実施形態(図2に例証)において、本開示は、表皮層20、バリア層24及び剥離性封止層28を有する5層フィルムを提供する。表皮層20及び/又は剥離性封止層28は、層内に分散した任意の適した量のミクロスフェアを含むことができる。表皮層20及び剥離性封止層28は、バリア層24の両側で、バリア層24に直接又は間接的に付着することができる。
[0035]表皮層20、バリア層24及び剥離性封止層28は、それぞれ独立して任意の適した厚さを有することができる。例えば、表皮層20は、約25μm〜約75μmの範囲の厚さを有することができる。例えば、バリア層24は、約10μm〜約50μmの範囲の厚さを有することができる。剥離性封止層28は、約50μm〜約150μmの範囲の厚さを有することができる。
[0036]各層におけるミクロスフェアの濃度は、変動することができ、具体的な層に依存し得る。例えば、表皮層20は、約25μm未満の厚さで、約1000ppm〜約2000ppmの範囲のミクロスフェア濃度を有することができる。
[0037]表皮層20は、ランダムコポリマーポリプロピレン、ホモポリマーポリプロピレン、ナイロン、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー、ポリエステル、コポリエステルエーテル、又はそれらの組合せを含むことができる。バリア層24は、1種又は複数種のポリアミド(「PA」)(ナイロン)、例えば、ポリアミド6、ポリアミド6,6/6,10コポリマー、非晶性ポリアミド、又はそれらの組合せを含むことができる。また、バリア層24は、エチレンビニルアルコールコポリマー(「EVOH」)等の他のバリア材料を含んでもよい。EVOHバリア層は、容器が湿熱滅菌に供されない用途に特に適している。実施形態において、フィルムは、ポリアミドの層の間に挟まれたEVOH層を含んでもよい。
[0038]適したポリプロピレンランダムコポリマーとしては、Flint Hills Resourcesによって商品名ハンツマン(HUNTSMAN)で販売されているもの、Borealisによって商品名ボルメド(BORMED)又はボルピュア(BORPURE)で販売されているもの、及びTOTALによって商品名PPMで販売されているものが挙げられる。適したポリプロピレンホモポリマーとしては、Flint Hills Resourcesによって商品名ハンツマン(登録商標)で販売されているものが挙げられる。適したナイロンとしては、EMSによって商品名グリヴォリー(GRIVORY)(登録商標)及びグリロン(GRILON)(登録商標)で販売されているものが挙げられる。適したスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマーとしては、Kraton Polymersによって商品名クラトン(KRATON)で販売されているものが挙げられる。
[0039]封止層28は、ホモフェーズポリマー又はマトリックスフェーズポリマー系であり得る。適したホモフェーズポリマーとしては、ポリオレフィンが挙げられ、より好ましくはポリプロピレン、最も好ましくは、参照により本明細書に組み込まれる欧州特許第0875231号に記載されているプロピレンとエチレンとのコポリマーが挙げられる。
[0040]適したマトリックスフェーズポリマー系は、少なくとも2つの成分を有する。2つの成分は、一緒にブレンドされることができ、2段階反応プロセスにおいて製造され得る。典型的には、2つの成分は、異なる融点を有する。成分の1つが非晶性である場合、そのガラス転移点は、他の成分の融点より低い。適したマトリックスフェーズポリマー系の例は、ポリオレフィンのホモポリマー又はコポリマーである成分、及びスチレンと炭化水素とのコポリマーである第二の成分を含む。適した別のマトリックスフェーズ系としては、ポリプロピレン等のポリオレフィンとポリエチレンとのブレンド物、又は高アイソタクチック指数を有する(結晶性)ポリプロピレンと低アイソタクチック指数を有する(非晶性)ポリプロピレンとのブレンド物、又はポリプロピレンホモポリマーとプロピレン/α−オレフィンコポリマーとのブレンド物が挙げられる。適したマトリックスフェーズポリマー系の非限定的な例は、米国特許第7,678,097号に記載されている。
[0041]適したポリオレフィンとしては、炭素原子数2〜20、より好ましくは炭素数2〜10のアルファ−オレフィンを重合することによって得られるホモポリマー及びコポリマーが挙げられる。したがって、適したポリオレフィンとしては、プロピレン、エチレン、ブテン−1、ペンテン−1、4−メチル−1−ペンテン、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1、ノネン−1及びデセン−1のポリマー及びコポリマーが挙げられる。ポリオレフィンは、プロピレンのホモポリマー若しくはコポリマー又はポリエチレンのホモポリマー若しくはコポリマーであることが最も好ましい。
[0042]適したポリプロピレンのホモポリマーは、非晶性、アイソタクチック、シンジオタクチック、アタクチック、ヘミアイソタクチック又はステレオブロックの立体化学を有することができる。本開示のより好ましい形態において、ポリプロピレンは、約20ジュール/グラム〜約220ジュール/グラム、より好ましくは約60ジュール/グラム〜約160ジュール/グラム、最も好ましくは約80ジュール/グラム〜約130ジュール/グラムの低い融解熱を有する。本開示の好ましい形態において、ポリプロピレンホモポリマーは、約165℃未満、より好ましくは約130℃〜約160℃、最も好ましくは約140℃〜約150℃の融点温度を有することも望ましい。本開示の好ましい一形態において、ポリプロピレンのホモポリマーは、シングルサイト触媒を用いて得られる。
[0043]適したプロピレンのコポリマーは、プロピレンモノマーを炭素数2〜20のα−オレフィンと共に重合することによって得られる。本開示のより好ましい形態において、プロピレンは、重量基準の量でコポリマーの約1重量%〜約20重量%、より好ましくは約1重量%〜約10重量%、最も好ましくは2重量%〜約5重量%のエチレンと共に共重合される。プロピレンとエチレンとのコポリマーは、ランダム又はブロックコポリマーであってもよい。
[0044]ポリプロピレンとα−オレフィンとのコポリマーのブレンド物を用いることも可能であり、この場合、プロピレンコポリマーは、α−オレフィンにおける炭素数が異なり得る。例えば、本開示は、1つのコポリマーが炭素数2のα−オレフィンを有し、別のコポリマーが炭素数4のα−オレフィンを有する、プロピレンとα−オレフィンとのコポリマーのブレンド物を企図している。炭素数2〜20、より好ましくは炭素数2〜8のα−オレフィンの任意の組合せを用いることも可能である。したがって、本開示は、第一及び第二のα−オレフィンが以下の炭素数の組合せを有する、プロピレンとα−オレフィンとのコポリマーのブレンド物を企図している:2及び6、2及び8、4及び6、4及び8。ブレンド物中において2種より多いポリプロピレンとα−オレフィンとのコポリマーを用いることも企図されている。適したポリマーは、catalloy法を用いて得ることができる。適したエチレンのホモポリマーとしては、0.915g/ccより大きい密度を有するものが挙げられ、低密度ポリエチレン(「LDPE」)、中密度ポリエチレン(「MDPE」)及び高密度ポリエチレン(「HDPE」)が挙げられる。
[0045]適したエチレンのコポリマーは、エチレンモノマーを、炭素数3〜20、より好ましくは炭素数3〜10、最も好ましくは炭素数4〜8のα−オレフィンと共に重合することによって得られる。エチレンのコポリマーは、ASTM D−792によって測定して、約0.915g/cc未満、より好ましくは約0.910g/cc未満、より一層好ましくは約0.900g/cc未満の密度を有することも望ましい。このようなポリマーはしばしば、VLDPE(超低密度ポリエチレン)又はULDPE(極低密度ポリエチレン)と呼ばれる。エチレン/α−オレフィンコポリマーは、シングルサイト触媒を用いて製造されることが好ましく、メタロセン触媒系を用いて製造されることがより好ましい。シングルサイト触媒は、触媒部位の混成を有することが知られているチーグラー−ナッタ型触媒とは反対に、立体的及び電子的に同等な単一の触媒位置を有すると考えられている。このようなシングルサイト触媒によるエチレン/α−オレフィンは、Dowによって商品名アフィニティ(AFFINITY)(登録商標)、DuPont Dowによって商標エンゲージ(ENGAGE)(登録商標)及びExxonによって商品名エグザクト(EXACT)(登録商標)で販売されている。これらのコポリマーは、本明細書においてm−ULDPEとも呼ばれる。
[0046]適したエチレンのコポリマーとしては、エチレンと低級アルキルアクリレートとのコポリマー、エチレンと低級アルキル置換アルキルアクリレートとのコポリマー、及びコポリマーの約8重量%〜約40重量%のビニルアセテート含量を有するエチレンビニルアセテートコポリマーも挙げられる。用語「低級アルキルアクリレート」とは、ダイアグラム1に記載の式を有するコモノマーを指す。
Figure 2015530441
[0047]R基は、炭素数1〜17のアルキル基を指す。したがって、用語「低級アルキルアクリレート」は、限定されるものではないが、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等を含む。
[0048]用語「アルキル置換アルキルアクリレート」は、ダイアグラム2に記載の式を有するコモノマーを指す。
Figure 2015530441
[0049]R及びRは、炭素数1〜17のアルキルであり、同じ炭素数又は異なる炭素数を有し得る。したがって、用語「アルキル置換アルキルアクリレート」は、限定されるものではないが、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、メチルエタクリレート、エチルエタクリレート、ブチルメタクリレート、ブチルエタクリレート等を含む。
[0050]適したポリブタジエンとしては、1,3−ブタジエンの1,2−及び1,4−付加生成物(これらをまとめてポリブタジエンと呼ぶ)が挙げられる。本開示のより好ましい形態において、ポリマーは、1,3−ブタジエンの1,2−付加生成物(これらを1,2−ポリブタジエンと呼ぶ)である。本開示のより一層好ましい形態において、対象となるポリマーは、シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンであり、より一層好ましくは、低結晶化度シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンである。本開示の好ましい形態において、低結晶化度シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンは、50%未満、より好ましくは約45%未満、より一層好ましくは約40%未満の結晶化度を有し、結晶化度は、より一層好ましくは約13%〜約40%、最も好ましくは約15%〜約30%である。本開示の好ましい形態において、低結晶化度シンジオタクチック1,2−ポリブタジエンは、ASTM D 3418に従って測定して、約70℃〜約120℃の融点温度を有する。適した樹脂としては、JSR株式会社(日本合成ゴム)によりグレード表示JSR RB810、JSR RB820及びJSR RB830で販売されているものが挙げられる。
[0051]適したポリエステルとしては、ジ−又はポリカルボン酸と、ジ−若しくはポリヒドロキシアルコール又はアルキレンオキシドとの重縮合生成物が挙げられる。本開示の好ましい形態において、ポリエステルはポリエステルエーテルである。適した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及びポリテトラメチレングリコールエーテルを反応させることにより得られ、一般的にはPCCEと呼ばれる。適したPCCEは、Eastmanにより商品名エクデル(ECDEL)で販売されている。適したポリエステルとしては、ポリブチレンテレフタレートの結晶性ハードセグメントと、ソフトな(非晶性の)ポリエーテルグリコールの第二のセグメントとのブロックコポリマーである、ポリエステルエラストマーがさらに挙げられる。このようなポリエステルエラストマーは、Du Pont Chemical Companyにより商品名ハイトレル(HYTREL)(登録商標)で販売されている。
[0052]適したポリアミドとしては、炭素数4〜12のラクタムの開環反応から得られるものが挙げられる。したがって、このポリアミドの群には、ナイロン6、ナイロン10及びナイロン12が含まれる。許容できるポリアミドとしては、炭素数が2〜13の範囲内であるジアミンの縮合反応から得られる脂肪族ポリアミド、炭素数が2〜13の範囲内である二酸の縮合反応から得られる脂肪族ポリアミド、二量体脂肪酸の縮合反応から得られるポリアミド、及びアミド含有コポリマーも挙げられる。したがって、適した脂肪族ポリアミドとしては、例えば、ナイロン66、ナイロン6,10及び二量体脂肪酸ポリアミドが挙げられる。
[0053]適したスチレンと炭化水素とのコポリマーは、スチレン、並びにアルキル置換スチレン及びハロゲン置換スチレン等の様々な置換スチレンを含む。アルキル基は、1〜約6個の炭素原子を含むことができる。置換スチレンの具体例としては、アルファ−メチルスチレン、ベータ−メチルスチレン、ビニルトルエン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−イソプロピルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、o−クロロスチレン、p−クロロスチレン、o−ブロモスチレン、2−クロロ−4−メチルスチレン等が挙げられる。スチレンが最も好ましい。
[0054]スチレンと炭化水素とのコポリマーの炭化水素部分は、共役ジエンを含む。利用し得る共役ジエンは、4〜約10個の炭素原子を含むもの、より一般的には4〜6個の炭素原子を含むものである。例としては、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン(イソプレン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、クロロプレン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエン等が挙げられる。ブタジエンとイソプレンとの混合物等、これらの共役ジエンの混合物を用いてもよい。好ましい共役ジエンは、イソプレン及び1,3−ブタジエンである。
[0055]スチレンと炭化水素とのコポリマーは、ジブロック、トリブロック、マルチブロック及び星型ブロック等のブロックコポリマーであり得る。ジブロックコポリマーの具体例としては、スチレン−ブタジエン、スチレン−イソプレン、及びこれらの水素添加誘導体が挙げられる。トリブロックポリマーの例としては、スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−イソプレン−スチレン、アルファ−メチルスチレン−ブタジエン−アルファ−メチルスチレン、及びアルファ−メチルスチレン−イソプレン−アルファ−メチルスチレン、並びにこれらの水素添加誘導体が挙げられる。
[0056]上記のブロックコポリマーの選択的水素添加は、ラネーニッケル等の触媒、白金、パラジウム等の貴金属、及び可溶性遷移金属触媒の存在下での水素添加を含めた、周知の様々な方法により実施してもよい。用いることができる適した水素添加方法は、ジエン含有ポリマー又はコポリマーをシクロヘキサン等の不活性炭化水素希釈剤中に溶解させ、可溶性水素添加触媒の存在下で水素と反応させることにより水素添加するものである。このような手順は、米国特許第3,113,986号及び第4,226,952号に記載されており、それらの開示は、参照により本明細書に組み込まれる。
[0057]特に有用な水素添加ブロックコポリマーは、スチレン−イソプレン−スチレンの水素添加ブロックコポリマー、例えばスチレン−(エチレン/プロピレン)−スチレンブロックポリマーである。ポリスチレン−ポリブタジエン−ポリスチレンブロックコポリマーが水素添加されると、得られる生成物は、通常のエチレンと1−ブテンとのブロックコポリマー(「EB」)に似ている。上述したように、採用した共役ジエンがイソプレンである場合、得られる水素添加生成物は、通常のエチレンとプロピレンとのブロックコポリマー(「EP」)に似ている。選択的に水素添加されたコポリマーの市販品の一例は、クラトン(KRATON)(登録商標)G−1652であり、これは、30%スチレン末端ブロック及びエチレンと1−ブテンとのコポリマーである中央ブロック相当物を含む水素添加SBSトリブロックである。この水素添加ブロックコポリマーは、しばしばSEBSと呼ばれる。他の適したSEBS又はSISコポリマーは、株式会社クラレにより商品名セプトン(SEPTON)(登録商標)及びハイブラー(HYBRAR)(登録商標)で販売されている。上記の選択的水素化ブロックコポリマーに、アルファ、ベータ−不飽和モノカルボン酸又はジカルボン酸試薬をグラフトすることによりグラフト変性した、スチレンと炭化水素とのブロックコポリマーを用いることも望ましい場合がある。
[0058]共役ジエンとビニル芳香族化合物とのブロックコポリマーは、アルファ、ベータ−不飽和モノカルボン酸又はジカルボン酸試薬を用いてグラフトされる。カルボン酸試薬としては、カルボン酸自体、及びそれらの官能基誘導体、例えば、無水物、イミド、金属塩、エステル等が挙げられ、これらは、選択的に水素添加されたブロックコポリマーにグラフトすることができる。グラフトポリマーは通常、グラフトされたカルボン酸を、ブロックコポリマーとカルボン酸試薬との合計重量を基準として約0.1〜約20重量%、好ましくは約0.1〜約10重量%含有する。通常の一塩基カルボン酸の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、ケイ皮酸、クロトン酸、アクリル酸無水物、アクリル酸ナトリウム、アクリル酸カルシウム及びアクリル酸マグネシウム等が挙げられる。ジカルボン酸及びその有用な誘導体の例としては、マレイン酸、マレイン酸無水物、フマル酸、メサコン酸、イタコン酸、シトラコン酸、イタコン酸無水物、シトラコン酸無水物、モノメチルマレエート、マレイン酸モノナトリウム等が挙げられる。スチレンと炭化水素とのブロックコポリマーは、油で変性されたもの、例えば、Shell Chemical Companyにより製品表示クラトン(登録商標)G2705で販売されている油変性SEBSであり得る。
[0059]図2にさらに示す通り、多層フィルムは、表皮層20及び/又は封止層28をバリア層24に付着させるために用いられる1つ又は複数のタイ層22及び26を含むことができる。タイ層22及び26は、例えば、マレエート化LLDPE、マレエート化ポリプロピレンホモポリマー、マレエート化ポリプロピレンコポリマー、マレエート化ポリプロピレン系TPO、又はそれらの組合せ等の任意の適した接着性材料を含有することができる。
[0060]図3に例証する代替実施形態において、本開示は、表皮層30、バリア層36及び封止層40を含むフィルムを提供する。表皮層30及び封止層40は、バリア層36の両側でバリア層36に付着することができる。表皮層30は、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンランダムコポリマー、ポリプロピレン系TPO、ポリアミド(ナイロン)、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー、コポリエステルエーテルブロックコポリマー、又はそれらの組合せを含有することができる。
[0061]図3にさらに示すように、フィルムは、表皮層30とバリア層36との間に位置するコア層32をさらに含むことができる。コア層32は、プロピレン−エチレンランダムコポリマー、シンジオタクチックプロピレン−エチレンコポリマー、ポリプロピレンエラストマー、ポリプロピレンホモポリマー、プロピレン系エラストマー、エチレン系エラストマー、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー、エチレン−プロピレンゴム変性ポリプロピレン、又はそれらの組合せを含有することができる。適したプロピレン−エチレンコポリマーとしては、Exxonによって商品名ビスタマックス(VISTAMAXX)で販売されているもの、Dowにより商品名バーシファイ(VERSIFY)で販売されているもの、Totalにより商品名アトフィナ(ATOFINA)で販売されているもの、及びBasellにより商品名プロファックス(PROFAX)で販売されているものが挙げられる。フィルムは、表皮層30、剥離性封止層40、バリア層36及び/又はコア層34を互いに付着させる1つ又は複数のタイ層34及び38をさらに含むことができる。
[0062]本開示の実施形態におけるフィルムは、例えば、医薬品又は医療用化合物若しくは溶液等の物質を保持するために用いられる、任意の適した容器を作製するために用いることができる。図4に示す実施形態において、本開示は、周囲継目54に沿って一緒になって封止されて液室を画定する、第一の側壁52と第一の側壁に対向する第二の側壁(図示せず)とを含む容器50を提供する。容器50は、容器50の内容物を充填し且つ空にするために用いられる1つ又は複数のポート管56及び58を含むことができる。
[0063]容器50の側壁の任意の1つ又は複数は、以上に記載した単層又は複層フィルムの1つから組み立てられ得る。容器50は、その開口端が封止された押出チューブ状フィルムから形成されてもよいということも理解される。この場合、周囲継目54は、チューブの対向する端にある2つの継目からなってもよい。容器50は、継目が容器の頂部及び底部にあるように又は容器の縦方向側部に沿うように構成されてもよい。
[0064]図5に示される代替実施形態において、本開示は、フィルムによって画定される本体72を含む複室容器70が提供される。複室容器70は、2つの室74及び76を含む。代替実施形態において、2つより多い室が容器内に設けられ得ることを理解されたい。室74及び76は、物質及び/又は溶液を分離して保存するために設計される。
[0065]例証されている実施形態において、容器70の任意の部分は、前に詳細に説明した、層内に混合されたミクロスフェアを有する1つ又は複数の層を含むフィルムから作製される。容器70は、例えば、永久的な封止を形成するためにその端部に沿ってヒートシールされた、フィルムである2つのシートから作製され得る。例証されている実施形態において、フィルムである2つのシートが用いられている。シートは、端部80、82、84及び86において容器70の周囲付近で封止されている。剥離可能な封止88は、フィルムであるシートの間に設けられて、室74及び76を形成する。勿論、追加の室が設けられる場合、追加の剥離可能な封止が設けられ得る。
[0066]容器70及び剥離可能な封止88は、本開示の実施形態に従った剥離性封止層を有するフィルムから構築され得る。剥離性封止層は、剥離可能な封止及び永久的な封止の両方を作り出すことを可能にし得る。したがって、永久的な側部封止80、82、84及び86のみならず、剥離可能な封止88も、フィルムの同じ層から作り出すことができる。
[0067]図5にさらに例証するように、容器70は、1つ又は複数のポート90、92、94及び96をさらに含むことができる。ポート90、92、94及び96は、室74及び76の内部との連通を提供するが、容器70の任意の適切な位置に位置することができる。これらのポートは、液体が室74及び76に加えられ又はそれらから除去されることを可能にする。ポート90、92、94及び96は、例えば、投与セットのカニューレ又は針によって貫通される膜(図示せず)を含むこともできる。
[0068]1つ又は複数のポートは、シートの間に(この場合、ポート構造は、「ゴンドラ」とも呼ばれる)又は壁に直接のいずれかで、封止に特に適合する表面を有する成型構造の形態で容器に設けられてもよいことを理解されたい。ポートは、単なる膜ではなく、バルブ又はそれに類似の閉止構造を含んでもよいことも理解されたい。そのような代替のポート構造の例としては、米国特許第6,994,699号に示されている薬品ポート、及び米国特許公開第2005/0083132号に示された様々なアクセスポートが挙げられ、これらはそれぞれ、参照により本明細書に組み込まれる。
[0069]容器を製作するために採用される方法によっては、注入ポートは全く必要ではない場合がある。例えば、容器がプラスチックフィルムの連続ロールから製作される場合、フィルムを長さ方向に折り畳み、第一の永久的な封止を作り出し、第一の区画に溶液を満たし、その後、剥離可能な封止を作り出し、第二の区画を満たし、永久的な封止を作り出す等することができる。
[0070]以下の例は、限定ではなく例として、本開示の様々な実施形態を例証するものである。
実施例1
[0071]フィルムの優れたスリップ/抗ブロッキング特性を維持しながら燃焼時の残渣を減じるために、フィルム添加剤としてのシリカを、ガラス(中空)ミクロスフェアによって補足し又は置き換えた。ガラスミクロスフェアを有するフィルムのいくつかの特性を、スリップ剤としてシリカのみを有するフィルムと比較した。ミクロスフェア及びシリカの特徴を表1に示す。
Figure 2015530441
[0072](シリカ1800ppmに代えて)3M iM30Kガラスミクロスフェア500ppmを含有する種々の化合物及びフィルムを押し出し、特徴を明らかにした。
[0073]化合物の説明:
− 化合物1A=ポリプロピレン(「PP」)(Borealis RE906CF)+3M iM30Kガラスミクロスフェア500ppm
− 化合物1B=シリカを1800ppm含有するポリプロピレン(Borealis RE216CF)
− 化合物2A=ポリプロピレン(Borealis RE906CF)+剥離性封止中に3M iM30Kガラスミクロスフェア500ppm
− 化合物2B=Wittenburg カウィトン(Cawiton)PR4851A 三元化合物
[0074]重量%で示した燃焼時の残渣(「RoI」)の結果(韓国薬局方の方法第8版による)
− 化合物1A:0.08%
− 化合物1B:0.25%
− 化合物2A:0.06%
− 化合物2B:0.14%
[0075]フィルム
Figure 2015530441
[0076]摩擦係数の結果(Baxter独自法による)
表皮/表皮:
− フィルム#1:0.48〜0.52
− フィルム#2:0.48
封止/封止:
− フィルム#1:0.61〜0.65
− フィルム#2:0.60
[0077]重量%で示したRoIの結果(韓国薬局方の方法第8版による)
− フィルム#1:0.15%
− フィルム#2:0.06%
結論:
[0078]ミクロスフェアを有するフィルム#2は、ミクロスフェアを有さないフィルム#1と同様の摩擦/スリップ特性を有しながら、RoIが2.5分の1に減じられていた。
実施例2
[0079]ミクロスフェアのサイズ及び濃度を変えることによるフィルムの摩擦係数(CoF)及びヘイズへの影響を論証するため、一連のポリプロピレンフィルムを調製した。フィルム1〜9それぞれのマトリックスは、Borealis AGから入手可能な医療用フィルムグレードのポリプロピレンランダムコポリマーであるボルメドRD804CFであり、フィルム19のマトリックスは、Borealis RE216CFであった。以下の表に、フィルム及び摩擦係数の結果について記載する。
Figure 2015530441
[0080]これらのデータは、中空のミクロスフェアの濃度が、顕著に減じられた添加剤量から期待される燃焼時の残渣の大きな減少と共に、許容可能なヘイズ、及びはるかに高い濃度の固体シリカを加えた場合とほぼ同等な摩擦係数の減少をもたらすことを表している。
実施例3
[0081]ミクロスフェアのサイズ及び濃度を変えることによるフィルムの摩擦係数(CoF)への影響を論証するため、さらなる一連のポリプロピレン/ポリエチレン/熱可塑性エラストマーフィルムを調製した。フィルム20のマトリックスは、ポリプロピレンランダムコポリマー(Borealis RD804CF)60%、直鎖低密度ポリエチレン(スタミレックス(Stamylex)1026F)15%、及びスチレン−エチレン−ブテン−スチレンブロックコポリマー(SEBS)25%を含有するブレンド物であった。フィルム10〜18それぞれのマトリックスは、ポリプロピレンランダムコポリマーがBorealis RE216CFであったこと以外は、フィルム20のマトリックスと同一であった。以下の表に、フィルム並びにヘイズ及び摩擦係数の結果について記載する。
Figure 2015530441
[0082]これらのデータは、中空のミクロスフェアの濃度が、顕著に減じられた添加材料の量の結果として期待される燃焼時の残渣の大きな減少と共に、許容可能なヘイズ、及びはるかに高い濃度の固体シリカを加えた場合とほぼ同等な摩擦係数の減少をもたらすことを表している。
[0083]本明細書に記載された目下の好ましい実施形態への様々な変更及び改変が当業者には明らかであることを理解されたい。そのような変更及び改変は、本発明の主題の精神及び範囲から逸脱することなく且つ意図されている利点を損なうことなく行うことができる。したがって、そのような変更及び改変は、添付の特許請求の範囲に包含されることが意図されている。

Claims (36)

  1. 層内に混合された中空のミクロスフェアを有する少なくとも1つの層を含む、ポリマーフィルム。
  2. ミクロスフェアが、層内において約250ppm〜約3000ppmの範囲の濃度で存在する、請求項1に記載のフィルム。
  3. ミクロスフェアを有する層が、層内に混合されたシリカをさらに含む、請求項1に記載のフィルム。
  4. シリカが、層内において約1000ppm〜約2000ppmの範囲の濃度で存在する、請求項3に記載のフィルム。
  5. ミクロスフェアを有する層が、層内に混合されたナノ材料を含む、請求項1に記載のフィルム。
  6. ミクロスフェアが、ソーダライムホウケイ酸ガラスを含む、請求項1に記載のフィルム。
  7. ミクロスフェアが、約10μm〜約300μmの範囲の直径を有する、請求項1に記載のフィルム。
  8. ミクロスフェアが、約0.1g/cc〜約1.2g/ccの範囲の粒子密度を有する、請求項1に記載のフィルム。
  9. ミクロスフェアが、約0.1g/cc〜約0.5g/ccの範囲の粒子密度を有する、請求項8に記載のフィルム。
  10. ミクロスフェアが、層全体にわたって実質的に均一に分布している、請求項1に記載のフィルム。
  11. ミクロスフェアが、フィルムの表面層に配置されており、フィルム表面に最も近い層の一部におけるミクロスフェアの濃度が前記層におけるミクロスフェアの平均濃度を実質的に超えるように不均一にミクロスフェアが分布している、請求項1に記載のフィルム。
  12. 前記表面層が、複数の副層を含み、前記のフィルム表面に最も近い層の一部が、ミクロスフェアを含有する前記副層を少なくとも1つ含み、前記副層の少なくとも別の1つが、ミクロスフェアを実質的に含有しない、請求項11に記載のフィルム。
  13. 表皮層、バリア層及び封止層を含み、表皮層及び封止層が、バリア層の反対側でコア層に付着しており、表皮層及び剥離性封止層の少なくとも1つが、層内に混合された中空のガラスミクロスフェアを含む、多層フィルム。
  14. ミクロスフェアが、ISO8295によって測定され、フィルムの摩擦係数を少なくとも50%減ずるのに十分な量で存在する、請求項13に記載のフィルム。
  15. 表皮層が、ポリプロピレンランダムコポリマー、ポリプロピレンホモポリマー、ナイロン、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー、コポリエステルエーテルブロックコポリマー、及びそれらの組合せからなる群から選択される成分を含む、請求項13に記載のフィルム。
  16. 封止層が、ホモフェーズポリマー、マトリックスフェーズポリマー、及びそれらの組合せからなる群から選択される材料を含む、請求項13に記載のフィルム。
  17. 封止層が、第一の融点を有する第一のポリプロピレンとスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマーとのブレンド物又はアロイを含む、請求項13に記載のフィルム。
  18. 封止層が、ポリプロピレン及びポリエチレンからなる群から選択される第二のポリオレフィンをさらに含み、前記第二のポリオレフィンが、前記第一の融点とは異なる融点を有する、請求項17に記載のフィルム。
  19. バリア層が、ポリアミド6、ポリアミド6,6/ポリアミド6,10コポリマー、非晶性ポリアミド、及びそれらの組合せからなる群から選択される成分を含む、請求項13に記載のフィルム。
  20. バリア層が、エチレンビニルアルコールコポリマーを含む、請求項13に記載のフィルム。
  21. バリア層が、エチレンビニルアルコールコポリマーを含有する副層の両側に配置された、ポリアミド成分の副層2つをさらに含む、請求項20に記載のフィルム。
  22. 表皮層及び封止層の少なくとも1つをバリア層へ付着させる少なくとも1つのタイ層をさらに含む、請求項13に記載のフィルム。
  23. タイ層が、マレエート化直鎖低密度ポリエチレン、マレエート化ポリプロピレンホモポリマー、マレエート化ポリプロピレンコポリマー、及びそれらの組合せからなる群から選択される成分を含む、請求項22に記載のフィルム。
  24. バリア層と表皮層及び封止層の少なくとも1つとの間に位置するコア層をさらに含む、請求項13に記載のフィルム。
  25. コア層が、ポリプロピレンホモポリマー、プロピレン−エチレンランダムコポリマー、ポリプロピレンエラストマー、プロピレン系エラストマー、エチレン系エラストマー、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー、エチレン−プロピレンゴム変性ポリプロピレン、及びそれらの組合せからなる群から選択される成分を含む、請求項24に記載のフィルム。
  26. ミクロスフェアが、層内において約250ppm〜約3000ppmの範囲の濃度で存在する、請求項13に記載のフィルム。
  27. ミクロスフェアを有する層が、層内に混合されたシリカをさらに含む、請求項13に記載のフィルム。
  28. シリカが、層内において約1000ppm〜約2000ppmの範囲の濃度で存在する、請求項27に記載のフィルム。
  29. ミクロスフェアが、ソーダライムホウケイ酸ガラスを含む、請求項13に記載のフィルム。
  30. ミクロスフェアが、約10μm〜約300μmの範囲の直径を有する、請求項13に記載のフィルム。
  31. ミクロスフェアが、約0.1g/cc〜約1.2g/ccの範囲の粒子密度を有する、請求項13に記載のフィルム。
  32. ミクロスフェアが、約0.1g/cc〜約0.5g/ccの範囲の粒子密度を有する、請求項31に記載のフィルム。
  33. フィルムによって画定される本体を含み、本体が、剥離可能な封止によって区切られた少なくとも2つの室を含み、フィルムが、層内に混合されたミクロスフェアを有する少なくとも1つの層を含む、複室容器。
  34. 少なくとも1つの共通した周囲端に沿って一緒になって封止されて液室を画定する第一の側壁及び第二の側壁を含み、第一の側壁及び第二の側壁の少なくとも1つが、
    表皮層、
    第一のタイ層
    第一のタイ層に隣接して配置されたバリア層、
    バリア層に隣接して配置された第二のタイ層、
    コア層、及び
    封止層
    を含む多層フィルムを含み、表皮層及び封止層の少なくとも1つが、層内に混合されたガラスミクロスフェアを含む、容器。
  35. 中空のミクロスフェアをポリマー全体にわたって混合するステップ、
    ポリマーをフィルムの層に押し出しするステップ
    を含む、フィルムの作製方法。
  36. フィルムから容器を形成するステップをさらに含む、請求項35に記載の方法。
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