JP7225582B2 - ガスバリア性積層フィルム及び輸液バッグ用外装袋 - Google Patents

Description

本発明は、医療用の輸液を充填密封した輸液バッグをさらに二次包装する外装袋と、この外装袋に適するガスバリア性積層フィルムに関する。

医療用の輸液は、長い間、ガラス瓶等の輸液容器に収容されてきたが、今日では、袋状の輸液バッグに収容することが多い。これら輸液には例えばアミノ酸液や糖、電解質液等の成分が含まれていることがあり、これら成分は酸素ガスによって劣化するから、輸液バッグには酸素等のガスの侵入を遮断するガスバリア性が求められている。また、そのガスバリア性をより確実にするため、ガスバリア性の外装袋で二次包装することも多い。

そこで、この外装袋を製造する際には、ガスバリア性の蒸着層を有するガスバリア性フィルムを使用している（特許文献１）。例えば、それぞれ長尺のガスバリア性フィルムと基材フィルムとを走行させながら貼り合わせ、その一方の面にさらにシーラント層を形成して包装材料とし、この包装材料を製袋して外装袋とするのである。

ところで、蒸着基材上に設けられた蒸着層は摩耗に弱く、このため、走行中にガイドロール等に触れることによって蒸着層に傷がつき、ガスバリア性の低下を招くことがある。また、基材フィルムとガスバリア性フィルムとの間に溶融した樹脂を押出してこの両者を接着させるサンドラミネート法にあっては、高温の溶融樹脂がガスバリア性フィルムに触れることによって蒸着基材が収縮し、この結果、蒸着層に微細な亀裂が生じてガスバリア性の低下を招くこともある。

特開２００６－１９３１９６号公報

そこで、本発明は、基材フィルム、ガスバリア性フィルム及びシーラント層をこの順に積層した積層フィルムで構成される輸液バッグ用外装袋において、しかも、その製造工程に由来するガスバリア性の低下が生じることのない外装袋を提供することを目的とする。

また、併せて、本発明は、この外装袋に適するガスバリア性積層フィルムを提供することを目的とする。

すなわち、請求項１に記載の発明は、二軸延伸ポリプロピレンフィルムからなる基材フィルム、ガスバリア性フィルム及びシーラント層をこの順に積層した積層フィルムにおいて、
前記ガスバリア性フィルムが、蒸着基材上にアルミニウム蒸着層を形成した蒸着フィルムと、そのアルミニウム蒸着面上に設けられたガスバリア性の保護層とで構成されてなり、
前記ガスバリア性フィルムの保護層と基材フィルムとが、厚さ１０～３０μｍの溶融した樹脂層を介して接着していることを特徴とするガスバリア性積層フィルムである。

次に、請求項２に記載の発明は、ガスバリア性の前記保護層が、次の化合物（１）～（２）を反応させて形成された複合構造物から成ることを特徴とする請求項１に記載のガスバリア性積層フィルムである。
化合物（１） 一般式Ｓｉ（ＯＲ^１）_４（Ｒ^１はＣＨ_３，Ｃ_２Ｈ_５，またはＣ_２Ｈ_４ＯＣ
Ｈ_３を表す）で表される金属アルコキシドあるいはその加水分解物。
化合物（２） 水溶性高分子。

次に、請求項３に記載の発明は、前記複合構造物が、前記化合物（１）～（２）に加えて次の化合物（３）を反応させて形成されたものから成ることを特徴とする請求項２に記載のガスバリア性積層フィルムである。
化合物（３） 一般式Ｒ^２Ｓｉ（ＯＲ^３）_３（Ｒ^２：アルキル基、ビニル基、グリシドオキシプロピル基など、Ｒ^３：アルキル基などを表す）で表せる３官能オルガノシランあるいはその加水分解物。

また、請求項４に記載の発明は、前記蒸着基材が二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のガスバリア性積層フィルムである。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１～４のいずれかに記載のガスバリア性積層フィルムを使用して製袋した輸液バッグ用外装袋である。

本発明によれば、ガスバリア性フィルムの金属蒸着面上に保護層が設けられているため、このガスバリア性フィルムを走行させてガイドロール等に接触した場合でも、その金属蒸着層が損傷することがなく、このため、高いガスバリア性を維持することができる。

また、高温に曝されて金属蒸着層に微細な亀裂を生じた場合でも、前記保護層がガスバリア性を有するため、この保護層がガスバリア性を補い、この結果、高いガスバリア性を維持することができる。

なお、ガイドロール等に接触して保護層が傷つき、しかも、金属蒸着層に微細な亀裂を生じた場合でも、保護層の損傷と金属蒸着層の亀裂とが同一位置に生じることはまれであるから、その高いガスバリア性を維持することが可能である。

図１は本発明のガスバリア性積層フィルムの具体例の層構成を示す説明用断面図である。 図２は本発明の外装袋の使用方法を示す説明図である。

以下、図面を参照して本発明を説明する。図１は本発明のガスバリア性積層フィルム１０の具体例の層構成を示す説明用断面図である。

本発明の積層フィルム１０は、基材フィルム１１、ガスバリア性フィルム１３及びシーラント層１５をこの順に積層して構成されたものである。

基材フィルム１１は積層フィルム１０の支持体となるものである。この基材フィルム１１は、耐ピンホール性、緩衝性を有するものであれば特に限定されないが、例えば、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエステルフィルム、ポリアミド系フィルム等が挙げられる。それらの延伸フィルムが好適である。なお、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムは熱による伸縮の程度が小さく、後述する積層工程において高温の溶融樹脂が接触した場合にも、ガスバリア性の低下を防止することができる。一方、延伸ポリプロピレンフィルムは耐ピンホール性に優れている。

次に、ガスバリア性フィルム１３は酸素ガス等の透過を防止するガスバリア性を有する必要がある。また、輸液バッグに収容される輸液は紫外線によって変質することが多いから、ガスバリア性フィルム１３は紫外線遮断性を有することが必要である。このような要請に応えるため、ガスバリア性フィルム１３として、金属蒸着フィルムを使用する必要がある。

金属蒸着フィルムの蒸着基材１３ａとしては、ポリエチレン（低密度、高密度）、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－ブテン共重合体、エチレン－ヘキセン共重合体、エチレン－オクテン共重合体、ポリプロピレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体、エチレン－メチルメタクリレート共重合体、アイオノマー樹脂などのポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂；ナイロン－６、ナイロン－６，６、メタキシレンジアミン－アジピン酸縮重合体、ポリメチルメタクリルイミドなどのアミド系樹脂；ポリメチルメタクリレートなどのアクリル系樹脂；ポリスチレン、スチレン－アクリロニトリル共重合体、スチレン－アクリロニトリル－ブタジエン共重合体、ポリアクリロニトリルなどのスチレン－アクリロニトリル系樹脂；トリ酢酸セルロース、ジ酢酸セルロースなどの疎水化セルロース系樹脂；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、テフロン（登録商標）などのハロゲン含有樹脂；ポリビニルアルコール、エチレン－ビニルアルコール共重合体、セルロース誘導体等の高水素結合性樹脂；ポリカーボネート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリメチレンオキシド樹脂、液晶樹脂などのエンジニアリングプラスチック系樹脂等が挙げられる。中でも二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムを好適に使用できる。また、この蒸着基材１３ａ上に蒸着する金属は任意でよいが、アルミニウムが好適である。形成する金属蒸着層１３ｂの厚みは０．６μｍ以上であることが望ましい。蒸着方法としては、真空蒸着法のほか、スパッタリング法等を採用できる。

なお、こうして形成した金属蒸着層１３ｂは、摩擦によって傷付き易く、また、伸縮や屈曲によって微細な亀裂を生じて、そのガスバリア性が低下することがあるから、これを防ぎ、あるいは低下したガスバリア性を補うため、この金属蒸着層１３ｂの上にガスバリア性の保護層１３ｃを設ける必要がある。

このようなガスバリア性保護層１３ｃとしては、例えば、ポリビニルアルコールやエチレン－ビニルアルコール共重合体を例示することができる。また、次に説明する複合構造物によってガスバリア性保護層１３ｃを構成してもよい。

複合構造物は、次の化合物（１）～（２）が反応して形成された複合構造物から成るものである。また、これに加えて、次の化合物（３）を加えて反応させて形成されたものであってもよい。また、更に反応触媒やイソシアネート化合物を配合して反応させてもよい。
化合物（１） 一般式Ｓｉ（ＯＲ^１）_４（Ｒ^１はＣＨ_３，Ｃ_２Ｈ_５，またはＣ_２Ｈ_４ＯＣＨ_３を表す）で表される金属アルコキシドあるいはその加水分解物。
化合物（２） 水溶性高分子。
化合物（３） 一般式Ｒ^２Ｓｉ（ＯＲ^３）_３（Ｒ^２：アルキル基、ビニル基、グリシドオキシプロピル基など、Ｒ^３：アルキル基などを表す）で表せる３官能オルガノシランあるいはその加水分解物。

金属アルコキシドとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランを使用することができる。

水溶性高分子は末端にヒドロキシル基をもつもので、金属アルコキシドと反応して、複合構造物を構成するものである。このような水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、デンプン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、アクリルポリオール等を使用することができる。

また、３官能オルガノシランはシランカップリング剤である。例えば、アミンシランカップリング剤、ビニルシランカップリング剤、アクリルシランカップリング剤等を使用することができる。また、イソシアネート基やエポキシ基を持つシランカップリング剤であってもよい。

この水溶性高分子と金属アルコキシドとの反応、あるいは水溶性高分子と３官能オルガノシランとの反応を促進させる反応触媒としては、塩化錫（ＳｎＣｌ_２、ＳｎＣｌ_４）、オキシ塩化錫（ＳｎＯＨＣｌ、Ｓｎ（ＯＨ）_２Ｃｌ_２）、錫アルコキシド等の錫化合物を好ましく使用することができる。

なお、イソシアネート化合物を配合して反応させた場合には、水溶性高分子はイソシアネート化合物のイソシアネート基とも反応して、複合構造物Ａから成るガスバリア性保護層１３ｃと金属蒸着層１３ｂとの密着性を高めることができる。イソシアネート化合物としては、芳香族系のトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）やジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、脂肪族系のキシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）やヘキサレンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）等のモノマー類と、これらの重合体、誘導体が用いられ、これらが単独か又は混合物等として用いることができる。

これら各成分を溶媒に溶解又は分散させてコーティング液を作成し、このコーティング液を金属蒸着層１３ｂの上に塗布し、加熱して乾燥すると共にこれら各成分を反応させることにより複合構造物から成るガスバリア性保護層１３ｃを形成することができる。溶媒及び希釈溶媒としては特に限定されるものではなく、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン等のケトン類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等が単独および任意に配合されたものを用いることができる。コーティング液の塗布方法としては、通常のコーティング方法を用いることができる。例えば、ディッピング法、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、コンマコート、ダイコート、スクリーン印刷法、スプレーコート、グラビアオフセット法等を用いることができる。また、その加熱方法としては、熱風加熱、熱ロール乾燥、高周波照射、赤外線照射、ＵＶ照射等が採用できる。

次に、シーラント層１５としては、ポリオレフィン系樹脂のフィルムを使用できる。例えば、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン－メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン－アクリル酸エチル共重合体（ＥＡＡ）、アイオノマー等のポリエチレン系樹脂のフィルムである。メタロセン触媒を使用して重合したポリエチレン系樹脂フィルムを使用することもできる。また、ポリプロピレン系樹脂のフィルムであってもよい。これらポリオレフィン系樹脂フィルムは、無延伸のフィルムでもよいが、シーラント層１５の収縮による応力を緩和するため、延伸フィルムを好適に使用することができる。例えばポリエチレン系樹脂から成る二軸延伸フィルムである。

次に、これら各層１１，１３，１５は、それぞれの間に溶融した樹脂を押出し、この押
出し樹脂が固化する前に各フィルムを圧着することによって接着積層することができる。ガスバリア性フィルム１３は、そのガスバリア性保護層１３ｃが基材フィルム１１を向くように積層することが望ましい。基材フィルム１１とガスバリア性フィルム１３とを接着させる樹脂１２としては、ポリオレフィン系樹脂を使用することができる。例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、あるいはアクリル酸やマレイン酸で変性した変性ポリオレフィン樹脂である。ガスバリア性フィルム１３とシーラント層１５とを接着させる樹脂１４も同様である。これら樹脂層１２，１４は１０～３０μｍの厚みを有することが望ましい。

こうして得られた積層フィルム１０で外装袋Ａを製造するときには、シーラント層１５同士を対面させ、周縁で互いにシールすればよい。そして、この外装袋Ａに輸液バッグＢを収容密封することにより、輸液バッグＢ中の輸液を輸液バッグＢと外装袋Ａの両者で保護することができる（図２参照）。

（実施例）
次のような積層フィルム１０を３枚作成した。

すなわち、まず、基材フィルム１１としては二軸延伸ポリプロピレンフィルム（フタムラ化学（株）製：ＦＯＳ，厚さ５０μｍ）を使用した。

また、ガスバリア性フィルム１３は次のように製造した。蒸着基材１３ａとしては二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム（南亜製：ＢＰ２１６，厚さ１２μｍ）を使用した。そして、その表面にアルミニウムを真空蒸着して金属蒸着層１３ｂを形成した後、その蒸着面にテトラエトキシシランとポリビニルアルコールとを配合したコーティング液をバーコーターによりコーティングし、１２０℃、１分間の条件で加熱乾燥することによりテトラエトキシシランとを反応させて、複合構造物から成るガスバリア性保護層１３ｃを形成した。

そして、こうして製造した３枚のガスバリア性フィルム１３の酸素透過度（ｃｃ／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ））を測定した。その平均値、最大値、最小値を後述の表１に示す。

次に、シーラント層１５としては直鎖状低密度ポリエチレンから成る二軸延伸フィルム（三井化学東セロ（株）製：エルスマート（登録商標）Ｃ－１，厚さ５０μｍ）を使用した。

そして、これら基材フィルム１１、ガスバリア性フィルム及び１３シーラント層１５をガイドロールを介して走行させ、基材フィルム１１とガスバリア性フィルム１３との間、およびガスバリア性フィルム１３とシーラント層１５との間に、それぞれ、溶融したポリオレフィン系樹脂を押出し、この押出し樹脂１２，１４が固化する前に各フィルムを圧着することによって接着積層した。なお、ガスバリア性フィルム１３は、そのガスバリア性保護層１３ｃが基材フィルム１１を向くように積層した。

こうして得られた３枚の積層フィルム１０の酸素透過度（ｃｃ／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ））の平均値、最大値、最小値を後述の表１に示す。

（比較例）
次のような積層フィルムを１３３枚作成した。

すなわち、まず、基材フィルムとしては、実施例と同様に、二軸延伸ポリプロピレンフ
ィルム（フタムラ化学（株）製：ＦＯＳ，厚さ５０μｍ）を使用した。

次に、ガスバリア性フィルムとしては、市販の蒸着フィルムを使用した。この蒸着フィルムは厚さ１２μｍの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムに金属アルミニウムの蒸着層を設けたもので、このアルミニウム蒸着層が表面に露出している。この蒸着フィルムは尾池パックマテリアル（株）から「ＪＣ－Ｖ８」の商品名で市販されているものである。この１３３枚の蒸着フィルムの酸素透過度（ｃｃ／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ））の平均値、最大値、最小値を後述の表１に示す。

次に、シーラント層としては、実施例と同様に、直鎖状低密度ポリエチレンから成る二軸延伸フィルム（三井化学東セロ（株）製：エルスマート（登録商標）Ｃ－１，厚さ５０μｍ）を使用した。

そして、実施例と同様の方法で、これら基材フィルム、ガスバリア性フィルム及びシーラント層を接着積層して、多数の積層フィルムを製造した。これら１３３枚の積層フィルムの酸素透過度（ｃｃ／（ｍ^２・ｄａｙ・ａｔｍ））の平均値、最大値、最小値を表１に示す。

（評価）
この結果から、実施例に係るガスバリア性フィルムはガスバリア性保護層を有するため、このガスバリア性フィルム単体でも、比較例に係るガスバリア性フィルムよりもガスバリア性が高く、しかも、ガイドロールを介して走行させながら溶融した樹脂を介して接着積層した場合にも、ガスバリア性の低下が少ないことが理解できる。

そして、このため、実施例に係る積層フィルムを使用して製袋した外装袋も、優れたガスバリア性を有することが理解できるのである。

１０：積層フィルム
１１：基材フィルム
１２：押出し樹脂層
１３：ガスバリア性フィルム １３ａ：蒸着基材 １３ｂ：金属蒸着層 １３ｃ：ガスバリア性保護層
１４：押出し樹脂層
１５：シーラント層
Ａ：外装袋
Ｂ：輸液バッグ

Claims (5)

1. 二軸延伸ポリプロピレンフィルムからなる基材フィルム、ガスバリア性フィルム及びシーラント層をこの順に積層した積層フィルムにおいて、
   前記ガスバリア性フィルムが、蒸着基材上にアルミニウム蒸着層を形成した蒸着フィルムと、そのアルミニウム蒸着面上に設けられたガスバリア性の保護層とで構成されてなり、
   前記ガスバリア性フィルムの保護層と基材フィルムとが、厚さ１０～３０μｍの溶融した樹脂層を介して接着していることを特徴とするガスバリア性積層フィルム。
2. ガスバリア性の前記保護層が、次の化合物（１）～（２）を反応させて形成された複合構造物から成ることを特徴とする請求項１に記載のガスバリア性積層フィルム。
   化合物（１） 一般式Ｓｉ（ＯＲ^１）_４（Ｒ^１はＣＨ_３，Ｃ_２Ｈ_５，またはＣ_２Ｈ_４ＯＣＨ_３を表す）で表される金属アルコキシドあるいはその加水分解物。
   化合物（２） 水溶性高分子。
3. 前記複合構造物が、前記化合物（１）～（２）に加えて次の化合物（３）を反応させて形成されたものから成ることを特徴とする請求項２に記載のガスバリア性積層フィルム。
   化合物（３）一般式Ｒ^２Ｓｉ（ＯＲ^３）_３（Ｒ^２：アルキル基、ビニル基、グリシドオキシプロピル基など、Ｒ^３：アルキル基などを表す）で表せる３官能オルガノシランあるいはその加水分解物。
4. 前記蒸着基材が二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムであることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のガスバリア性積層フィルム。
5. 請求項１～４のいずれかに記載のガスバリア性積層フィルムを使用して製袋した輸液バッグ用外装袋。
   

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