JP6935061B2 - 滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法 - Google Patents
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Description
また、放射線を照射して滅菌処理を行った後であっても着色が抑制された技術が提案されている(下記、特許文献4参照)。
更に、滅菌処理を行うとラジカル生成物の生成により臭気が発生する場合がある。酸素吸収能を有さないフィルム等の場合には滅菌処理後に、例えば数週間放置することで、当該臭気を低減させることができる。しかし、酸素吸収能を有する材料の場合、酸素の存在下で長期間放置することは製品の性能上好ましくない。
<1> テトラリン環を構成単位として有する熱可塑性樹脂(a)及び遷移金属触媒を含む酸素吸収層と、熱可塑性樹脂(b)を含有する層と、を少なくとも備えた酸素吸収性多層体に、放射線を照射する滅菌工程と、
前記滅菌工程において放射線が照射された前記酸素吸収性多層体を、前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度−20℃以上前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度未満の温度で50時間以上加熱する加熱工程と、
を含む滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
<2> 前記酸素吸収性多層体は、少なくとも2層の前記熱可塑性樹脂(b)を含有する層を備え、前記酸素吸収層が2層の前記熱可塑性樹脂(b)を含有する層の間に配置された前記<1>に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
<3> 前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度(Tg1)と、前記熱可塑性樹脂(b)のガラス転移温度(Tg2)と、が下記式(A)で示す関係を有する前記<1>又は<2>に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
式(A):Tg1≦Tg2≦[Tg1+10℃]
<4> 前記加熱工程における加熱時間が50時間以上120時間以下である、前記<1>〜<3>のいずれかに記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
<5> 前記加熱工程における加熱温度が、前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度−20℃以上前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度−5℃以下である、前記<1>〜<4>のいずれかに記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
<6> 前記加熱工程において、前記酸素吸収性多層体の加熱を酸素存在下で行う前記<1>〜<5>のいずれかに記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
<7> 前記熱可塑性樹脂(b)のガラス転移温度が、60〜80℃である前記<1>〜<6>のいずれかに記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
<8> 前記酸素吸収性多層体が、酸素吸収性多層容器である前記<1>〜<7>のいずれかに記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
<9> 前記熱可塑性樹脂(a)が、下記一般式(1)〜(4)からなる群より選択される少なくとも1つのテトラリン環を有する構成単位を含有するポリエステル化合物である前記<1>〜<8>のいずれかに記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
<10> 前記遷移金属触媒が、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル及び銅からなる群より選択される少なくとも1種の遷移金属を含む前記<1>〜<9>のいずれかに記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
<11> 前記遷移金属触媒が、前記熱可塑性樹脂(a)100質量部に対し、遷移金属量として0.0001〜10質量部含まれる前記<1>〜<10>のいずれかに記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
<12> 前記熱可塑性樹脂(a)が、下記一般式(5)〜(7)からなる群より選択される少なくとも1つのテトラリン環を有する構成単位を含有するポリエステル化合物である前記<1>〜<11>のいずれかに記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
本実施形態においては、テトラリン環を構成単位として有する熱可塑性樹脂(a)及び遷移金属触媒を含む酸素吸収層(層A)と、熱可塑性樹脂(b)を含有する層(層B)と、を少なくとも備えた酸素吸収性多層体を用いる。
式(A):Tg1≦Tg2≦[Tg1+10℃]
式(A'):Tg1≦Tg2≦[Tg1+5℃]
酸素吸収層(層A)は、テトラリン環を構成単位として有する熱可塑性樹脂(a)及び遷移金属触媒を含むものであれば特に製法等は限定されるものではないが、例えば、テトラリン環を構成単位として有する熱可塑性樹脂(a)及び遷移金属触媒を含む酸素吸収性樹脂組成物を用いて形成することができる。前記酸素吸収樹脂組成物は、テトラリン環を構成単位として有する熱可塑性樹脂(a)及び遷移金属触媒を含むものであれば何ら限定されず、公知の物を用いることができる。例えば、熱可塑性樹脂(a)としては、国際公開第2013/077436号、国際公開第2013/089268号、国際公開第2013/118882号等に記載されたような、テトラリン環を有するポリマー等を用いることもできる。
酸素吸収性能の観点から、熱可塑性樹脂(a)としては、テトラリン環を構成単位として有するポリエステル化合物であることが好ましく、下記一般式(1)〜(4)からなる群より選択される少なくとも1つのテトラリン環を有する構成単位を含有するポリエステル化合物(a)がより好ましい。尚、以下、テトラリン環を有する構成単位を含有するポリエステル化合物を、テトラリン環含有ポリエステル化合物という場合がある。
前記遷移金属触媒としては、テトラリン環を構成単位として有する熱可塑性樹脂(a)の酸化反応の触媒として機能し得るものであれば、公知のものから適宜選択して用いることができ、特に限定されない。
本実施形態において層Bは、熱可塑性樹脂(b)を含有する層である。尚、特に断りがない限り、層B1、層B2も含めて「層B」と総称する。同様に、熱可塑性樹脂(b1)、(b2)を示した場合、こられも含めて「熱可塑性樹脂(b)」と総称する。熱可塑性樹脂(b)は熱可塑性樹脂(a)以外の熱可塑性樹脂である。層B中の熱可塑性樹脂(b)の含有量は、特に限定されないが、70〜100質量%であることが好ましく、80〜100質量%がより好ましく、90〜100質量%が更に好ましい。尚、層B1、B2のように、熱可塑性樹脂(b)を含有する層が複数層ある態様の場合、ここでいう層B中の熱可塑性樹脂(b)の含有量とは、各層における熱可塑性樹脂(b)の含有量をいう。
酸素吸収性多層体は、酸素吸収層(層A)及び熱可塑性樹脂(b)を含有する層(層B)に加えて、所望する性能等に応じて任意の層を更に含んでいてもよい。そのような任意の層としては、例えば、接着層(層AD)等が挙げられる。例えば、層Aの上に層Bが形成された構成である場合において、層ADを介して層Aの上に層Bが形成された構成(層A/層AD/層B)であってもよい。
本実施形態における滅菌工程は、テトラリン環を構成単位として有する熱可塑性樹脂(a)及び遷移金属触媒を含む酸素吸収層(層A)と、熱可塑性樹脂(b)を含有する層(層B)と、を少なくとも備えた酸素吸収性多層体に、放射線を照射する工程である。本実施形態の製造方法によれば、滅菌工程において放射線による滅菌処理(以下、単に「放射線滅菌処理」と称することがある。)を酸素吸収性多層体に施すことで、酸素吸収性多層体を食品、飲料、医薬品、化粧品等に用いられる容器などとして用いることができる。
前記放射線滅菌処理は、電磁波に分類されるガンマ線やX線;及び粒子線に分類される電子線より選ばれる少なくとも1種を照射して行う。ガンマ線照射において、用いることができるガンマ線としては、一般的にCoの放射性同位体であるCo60線源より放出されるガンマ線が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、X線照射において、用いることができるX線としては、一般にCu、Mo、W等を対陰極として用い、X線管やクルックス管内で加速させた電子ビームを当てることにより発生するX線が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、電子線照射において用いることができる電子線としては、一般的にコッククロフト−ワトソン型、バンデグラーフ型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、線形加速器、静電加速器、ダイナミトロン型、高周波サイクロトロン等の各種電子線加速器から放出される150〜10000KeVのエネルギーをもつ電子線が挙げられるが、これらに限定したものではない。
本実施形態における加熱工程は、前記滅菌工程において放射線が照射された前記酸素吸収性多層体を、前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度−20℃以上前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度未満の温度で50時間以上加熱する工程である。本実施形態の製造方法によれば、加熱工程において加熱処理を酸素吸収性多層体に施すことで、放射線滅菌処理によって発生した酸素吸収性多層体の着色を退色させることができる。この際、本実施形態の加熱工程の加熱条件を、記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度−20℃以上前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度未満の温度で50時間以上とすることで、酸素吸収性多層体の加熱による変形及び熱劣化着色を抑制できると共に酸素吸収能を維持したまま放射線滅菌処理によって発生した酸素吸収性多層体の臭気を減少させることができる。本実施形態の製造方法によれば、特に、A層とB層とのガラス転移温度の差を小さくして成形性を高めた酸素吸収性多層体等を用いた場合においても酸素吸収能を維持し、熱による変形及び熱劣化着色の発生を抑制しながら滅菌工程において発生した酸素吸収性多層体の臭気を低減させることができる。
また、加熱温度の下限値は、酸素吸収性多層体の臭気低減効果及び退色効果を十分に発揮する観点から"熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度−15℃"以上であることが好ましく、"熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度−12℃"以上であることが更に好ましい。
尚、上述の上限値及び下限値を適宜組み合わせることで上述の加熱条件を決定することができる。
その他、バイオ医薬品以外の医薬品、飲料、食品、農薬、殺虫剤等の化学品、ペットフード、洗剤等、種々の物品を挙げることができるが、これらに特に限定されない。
内容積18Lのオートクレーブに、ナフタレン−2,6−ジカルボン酸ジメチル2.20kg、2−プロパノール11.0kg、5%パラジウムを活性炭に担持させた触媒350g(50wt%含水品)を仕込んだ。次いで、オートクレーブ内の空気を窒素と置換し、さらに窒素を水素と置換した後、オートクレーブ内の圧力が0.8MPaとなるまで水素を供給した。次に、撹拌機を起動し、回転速度を500rpmに調整し、30分間かけて内温を100℃まで上げた後、さらに水素を供給し圧力を1MPaとした。その後、反応の進行による圧力低下に応じ、1MPaを維持するよう水素の供給を続けた。7時間後に圧力低下が無くなったので、オートクレーブを冷却し、未反応の残存水素を放出した後、オートクレーブから反応液を取り出した。反応液を濾過し、触媒を除去した後、分離濾液から2−プロパノールをエバポレーターで蒸発させた。得られた粗生成物に、2−プロパノールを4.40kg加え、再結晶により精製し、テトラリン−2,6−ジカルボン酸ジメチルを80%の収率で得た。尚、NMRの分析結果は下記の通りである。
1H‐NMR(400MHz CDCl3)δ7.76−7.96(2H m)、7.15(1H d)、3.89(3H s)、3.70(3H s)、2.70−3.09(5H m)、2.19−2.26(1H m)、1.80−1.95(1H m)
充填塔式精留塔、分縮器、全縮器、コールドトラップ、撹拌機、加熱装置及び窒素導入管を備えたポリエステル樹脂製造装置に、上述より得られたテトラリン−2,6−ジカルボン酸ジメチル543g、エチレングリコール217g、テトラブチルチタネート0.171gを仕込み、窒素雰囲気で230℃まで昇温してエステル交換反応を行った。ジカルボン酸成分の反応転化率を85%以上とした後、テトラブチルチタネート0.171gを添加し、昇温と減圧を徐々に行い、245℃、133Pa以下で重縮合を行い、ポリエステル化合物(1)を得た。
下記の条件により、層Bを構成する材料を射出シリンダーから射出し、次いで層Aを構成する材料を別の射出シリンダーから、層Bを構成する材料と同時に射出し、次に層Aを構成する材料を必要量射出して射出金型内キャビティーを満たすことにより、B/A/Bの3層構成の射出成形体を得た後、射出成形体を所定の温度まで冷却し、ブロー金型へ移行した後にブロー成形を行うことでバイアル(ボトル部)を製造した。バイアルの総質量を24gとし、層Aの質量をバイアルの総質量の30質量%とした。層Bを構成する材料としてはシクロオレフィンポリマー(COP、日本ゼオン株式会社製、商品名:ZEONEX(登録商標)5000;ガラス転移温度69℃)を使用した。
全長89mm、外径40mmφ、肉厚1.8mmとした。尚、バイアルの製造には、射出ブロー一体型成形機(UNILOY製、型式:IBS 85、4個取り)を使用した。
(バイアルの成形条件)
層A用の射出シリンダー温度:260℃
層B用の射出シリンダー温度:280℃
射出金型内樹脂流路温度:280℃
ブロー温度:150℃
ブロー金型冷却水温度:15℃
実施例及び比較例で得られたバイアルの酸素透過率について、以下の方法で測定し評価した。
23℃、成形体外部の相対湿度50%、内部の相対湿度100%の雰囲気にて、測定開始から30日目の酸素透過率を測定した。測定は、酸素透過率測定装置(MOCON社製、商品名:OX−TRAN 2−21 ML)を使用した。測定値が低いほど酸素バリア性が良好であることを示す。尚測定の検出下限界は酸素透過率5×10-5mL/(0.21atm・day・package)である。
上述のポリエステル化合物(1)100質量部に対し、ステアリン酸コバルト(II)をコバルト量が0.00025質量部となるようドライブレンドし、直径37mmのスクリューを2本有する2軸押出機に30kg/hの速度で前記材料を供給し、シリンダー温度220℃の条件にて溶融混練を行い、押出機ヘッドからストランドを押し出し、冷却後、ペレタイジングし、酸素吸収性樹脂組成物を得た。層Aを構成する材料として前記酸素吸収樹脂組成物を用い、上述した方法により酸素吸収性多層バイアルを製造した。次に、得られた酸素吸収性多層バイアルに、Co60線源より放出されるガンマ線を室温・空気中で50kGy照射した。次いで、ガンマ線照射したバイアルを定温乾燥器(ヤマト科学株式会社製、型式:DS400)に入れて、空気中で55℃、96時間の加熱処理を行った。その後、室温まで冷却した後にバイアルのYIと酸素透過率とを測定した。また、ガンマ線照射・加熱処理の後のバイアルをアルミ箔積層フィルムからなるバリア袋に、空気量300ccとともにそれぞれ1本ずつ入れ、23℃/50%相対湿度(RH)で1日間保存し、密封袋内の臭気の有無を確認した。また、ガンマ線照射・加熱処理後に容器の変形の有無を目視で確認した。これらの結果を表1に示す。
ガンマ線照射線量、加熱温度及び加熱時間を表1に示した通りに変更したこと以外は、実施例1と同様に行って、酸素吸収性多層バイアルのYIと酸素透過率を測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
実施例1と同様に作製した酸素吸収性多層バイアルに、静電加速器を用いた電子線発生装置より放出される電子線を室温・空気中で50kGy照射した。次いで、電子線照射したバイアルを定温乾燥器(ヤマト科学株式会社製、型式:DS400)に入れて、空気中で55℃、96時間の加熱処理を行った。その後、室温まで冷却した後にバイアルのYIと酸素透過率を測定した。また、電子線照射・加熱処理の後のフィルムをアルミ箔積層フィルムからなるバリア袋に、空気量300mlとともにそれぞれ1枚ずつ入れ、23℃/50%相対湿度(RH)で1日間保存し、密封袋内の臭気の有無を確認した。また、電子線照射・加熱処理後に容器の変形の有無を目視で確認した。これらの結果を表1に示す。
電子線照射線量、加熱温度及び加熱時間を表1に示した通りに変更したこと以外は、実施例7と同様に行って、酸素吸収性多層バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
ガンマ線照射線量、加熱温度及び加熱時間を表1に示した通りに変更したこと以外は、実施例1と同様に行って、酸素吸収性多層バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱処理を行わなかったこと以外は実施例1と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
線量を25kGyとしたこと以外は比較例1と同様に行って、酸素吸収性多層バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱処理を行わなかったこと以外は実施例7と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
線量を25kGyとしたこと以外は比較例3と同様に行って、酸素吸収性多層バイアルのYIと酸素透過率を測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱時間を10時間としたこと以外は実施例1と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱温度を80℃としたこと以外は実施例1と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱温度を45℃としたこと以外は実施例1と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱温度を70℃としたこと以外は実施例1と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱温度を40℃としたこと以外は実施例1と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱時間を45時間としたこと以外は実施例1と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱時間を10時間としたこと以外は実施例4と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱温度を80℃としたこと以外は実施例4と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱温度を45℃としたこと以外は実施例4と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱温度を70℃としたこと以外は実施例4と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱温度を40℃としたこと以外は実施例4と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
加熱時間を45時間としたこと以外は実施例4と同様に行って、バイアルのYIと酸素透過率とを測定し、臭気及び変形の有無を判定した。これらの結果を表1に示す。
これより、本実施形態の製造方法によれば、酸素吸収性能を保持したまま放射線照射による臭気を低減させると同時に、加熱による容器の変形や熱劣化による着色を抑制することに非常に有効であった。
また、明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (13)
- テトラリン環を構成単位として有する熱可塑性樹脂(a)及び遷移金属触媒を含む酸素吸収層と、熱可塑性樹脂(b)を含有する層と、を少なくとも備えた酸素吸収性多層体に、放射線を照射する滅菌工程と、
前記滅菌工程において放射線が照射された前記酸素吸収性多層体を、前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度−20℃以上前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度未満の温度で50時間以上加熱する加熱工程と、
を含む滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。 - 前記酸素吸収性多層体は、少なくとも2層の前記熱可塑性樹脂(b)を含有する層を備え、前記酸素吸収層が2層の前記熱可塑性樹脂(b)を含有する層の間に配置された請求項1に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度(Tg1)と、前記熱可塑性樹脂(b)のガラス転移温度(Tg2)と、が下記式(A)で示す関係を有する請求項1又は2に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
式(A):Tg1≦Tg2≦[Tg1+10℃] - 前記加熱工程における加熱時間が50時間以上120時間以下である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
- 前記加熱工程における加熱温度が、前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度−20℃以上前記熱可塑性樹脂(a)のガラス転移温度−5℃以下である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
- 前記加熱工程において、前記酸素吸収性多層体の加熱を酸素存在下で行う請求項1〜5のいずれか一項に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂(b)のガラス転移温度が、60〜80℃である請求項1〜6のいずれか一項に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
- 前記酸素吸収性多層体が、酸素吸収性多層容器である請求項1〜7のいずれか一項に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
- 前記熱可塑性樹脂(a)が、下記一般式(1)〜(4)からなる群より選択される少なくとも1つのテトラリン環を有する構成単位を含有するポリエステル化合物である請求項1〜8のいずれか一項に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
- 前記遷移金属触媒が、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル及び銅からなる群より選択される少なくとも1種の遷移金属を含む請求項1〜9のいずれか一項に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
- 前記遷移金属触媒が、前記熱可塑性樹脂(a)100質量部に対し、遷移金属量として0.0001〜10質量部含まれる請求項1〜10のいずれか一項に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
- 前記放射線が、ガンマ線、X線又は電子線である請求項1〜12のいずれか一項に記載の滅菌済み酸素吸収性多層体の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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