KR100439410B1 - 다층포일,그제조방법및그이용 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중합체 외층, 중합체 중간층 및 열융착가능한 중합체 내층을 가진 다층포일에 관한 것이다. 이 포일은, 폴리프로필렌 호모중합체 및/또는 공중합체 및 적어도 하나의 열가소성 엘라스토머(탄성 중합체) 및/또는 폴리이소부틸렌으로 된 폴리프로필렌 복합물 및/또는 배합물로 구성된 적어도 하나의 연결층, 및 폴리프로필렌 호모중합체 및/또는 공중합체와 적어도 하나의 열가소성 엘라스토머로 된 폴리프로필렌 복합물로 구성된 내층을 갖고 있다. 본 발명은 또한 다층포일의 적어도 두층을 공압출하는 다층포일의 제조방법, 및 식품, 또는 식염액, 아미노산 용액, 투석용액, 혈액대용액, 혈액과 같은 의료 액체와 용액과 같은 물질의 포장을 위한 그 포일의 이용에도 관한 것이다.

Description

다층포일, 그 제조방법 및 그 이용
바람직하게는 열융착가능한 그런 다층포일(다층 시이트)은 이미 오래 전부터 액체밀폐되는, 특히 수증기밀폐되는 백을 제조하는데 사용되어 왔다. 이들 백은 특히 의료 액체 및 용액의 일차포장기로서의 백에 사용된다. 이것들은 배출 백으로서도 사용될 수 있다. 그 경우에는 대체로 백이 액밀성(액체 밀폐성)이면 충분하다.
특수 경우, 특히 그런 백이 산소민감성 재료의 일차포장기로 사용될 때에는, 적당한 가스차단성도 또한 소망된다. 이것은 예를 들면 아미노산용액의 포장용기로 사용될 경우 그리고 CO2가 유입 또는 방출되면 예컨대 소망스럽지 않은 pH 변화가 생길 수 있을 때 또는 내용물이 산소가 유입되면 산화되어 변질될 경우 등이다.
여태까지는 의료액체 및 용액을 위해서는 무겁고 취급하기 힘든 유리병 외에 흔히 연성 PVC로 된 백이 사용되었다. 이것은 그의 가요성 및 융착성의 면에서는 양호하지만 그 안에 포함된 연화제가 PVC 내에서의 이동에 의해 쉽게 백 내부로 확산이동되고 그래서 가장 소망스럽지 않은 내용물의 불순화를 일으킬 수 있다는 결점을 지니고 있다. 특히 주입용액의 경우에는 이 연화제가 용액과 함께 환자 체내에 도달하는 것은 극히 소망스럽지 않다.
공지의 연성 PVC 백의 추가의 결점은, 이 백은 소각 시 발생하는 염소화합물과 다이옥신으로 인해 폐기물처분 시 어려움을 야기한다는 데에 있다. 이미 PVC(폴리염화비닐)대신에 폴리에틸렌 백을 사용할 것이 제안되었다. 그러나 이 재질은 대부분의 종류에 있어 121℃이하의 온도에서만 오토클레이브(수증기 멸균)될 수 있다는 결점을 갖는다. 그 위에 폴리에틸렌 대용품은 흔히 소망하는 투명성 및 가요성이 부족하다.
American National Can Company의 미국특허 제 4778579호는 역시 멸균될 수 있으며 주로 HDPE를 가진 연결층 및 외층으로서의 폴리프로필렌과 TPE와의 혼합물의 조합물을 가진 다층포일을 기재하고 있다. 거기에서는 폴리프로필렌계의 포일과 폴리에틸렌계의 중합체를 지닌 포일과의 조합물이 사용되어있는데, 그 이유는 포일의 무 할로겐성과 용접성을 보장하면서 폴리에틸렌은 폴리프로필렌의 파쇄성과 비가요성을 방지하기 때문이다. 그러나 이 공지의 포일은 그의 외부 조망성(투명성)이 더욱 개선될 여지가 있다.
독일 공개특허 제 44 10 876호로부터 이미 115 -150℃에서 열융착가능한 내층으로서 폴리프로필렌-TPS-혼합물, 외층으로서 폴리프로필렌 호모중합체층 및 연결층으로서 폴리프로필렌/VLDPE 층을 가진 공압출(동시 압출)가능한 다층포일이 알려져 있다. 그러나 이 공지의 다층포일은, 그의 투명성 및 가요성에 있어, 또한 이것은 박리성 포일에 관한 것, 즉 그의 층들이 서로 서로 분리될 수 있는 그런 포일에 관한 것이라는데서 유추할 수 있는 것같이 다층포일을 형성하는 층들의 상호 점착성의 면에서 개선될 여지가 많다.
또한 유럽특허 제 0437856호(IDEMITSU)는 폴리스티롤을 기본층으로 하는 박리가능한 다층포일제품을 기재하고 있는데, 거기에서는 용이하게 분리되는, 즉 박리되는 층으로서 공통으로 폴리스티를 함유 층들을 가진 폴리프로필렌 함유 층들이 형성되어 있다.
이로부터 높은 비율의 폴리에틸렌을 가진 공지의 다수의 다층포일에 있어서는, 강도 및 포일연결물의 외관을 위해 필요한, 층들의 상호연결(결합)이 문제가 있다는 것을 알 수 있다.
따라서 수용액, 특히 주입용액 등의 포장용기로 사용되기 위한 다층포일의 근본적 요건은, 이 포일이
- 고 가요성,
- 대단히 우수한 투명성,
- 저 수증기 투과성 및
- 생리적 무해성 및 기계적 안정성을 갖고 있으며,
- 장시간 가열된 공구로 융착될 수 있거나 또는 펄스용접될 수 있고,
- 121℃ 이상에서도 오토클레이브될 수 있으며,
- 특별한 식품 또는 의료액체 또는 용액을 위해서는 산소 및/또는 탄산가스에 대한 추가적인 차단작용도 존재할 수 있어야 한다는 요건들이다.
본 발명은 중합체 외층, 중합체 중간층 및 열융착성 중합체 내충, 그것들의 제조방법 및 그것들의 이용에 관한 것이다.
상기에 반하여 본 발명의 목적은 용이하게 처분(폐기)될 수 있으며 여태까지 사용되던 연성 PVC의 대용재료가 되며 그의 특별한 물성으로 인해 연성 PVC분야 이외에 다른 용도분야를 위해서도 통상적으로 제공될 수 있는, 투명하고, 용접가능한, 즉 펄스용접가능한 또는 열융착가능한 다층포일을 제공하는 것이다.
이 목적은 본 발명에 따라 청구항 1의 특징을 가진 다층포일에 의해 달성된다.
바람직하게는 내층은 외층보다 낮은 융착온도를 갖고 그럼으로써 장시간 가열된 공구에 의한 열융착이 가능하다. 그러나 그렇게 포일의 용융점을 저하시키지 않고 다층포일을 제조하는 것도 가능한데 그때에는 포일은 예컨대 펄스용접되어야 한다.
바람직하게는 스티롤 블록공중합체(TPE-S, 예컨대 SEPS, SIS, SEBS, SBS), 폴리에테르에스테르(TPE-E), 폴리우레탄(TPE-U), 폴리에테르아미드(TPE-A)로 된 군 또는 EPDM/PP 혼합물의 군 또는 부틸고무/PP 혼합물로 된 군으로부터 적어도 한 열가소성 엘라스토머가 선정된다.
여기서 TPE는 열가소성 엘라스토머(탄성 중합체)에 대한 일반통상적 약칭이다.
여기서 SEBS는 스티롤-에틸렌/부틸렌-스티롤 삼 블록 중합체를; SBS는 스티롤-부틸렌-스티롤 이 블록 중합체를; SEPS는 스티롤-에틸렌/프로필렌-스티롤 삼 블록 중합체를 그리고 SIS는 스티롤-이소프렌-스티롤 삼 블록 중합체를 나타낸다.
EPDN는 에틸렌, 프로필렌 및 비공액 디엔(EPDM) 및/또는 에틸렌-알파-올레핀공중합체로 된 삼 성분 중합체로 이해하면 된다.
부틸고무는 이소부틸렌과 이소프렌의 공중합체로 이해하면 된다.
폴리프로필렌과의 혼합화를 위해서는 상기한 열가소성 엘라스토머 외에 추가적으로 또는 단독으로 폴리이소부틸렌(혼합화 시키거나 또는 결함적으로는 첨가함)이 사용될 수 있는데 가요성을 갖고 융점이 낮은 것이 사용된다.
적어도 하나의 중간층이 고 함량의 열가소성 엘라스토머를 갖게 하는 것이 특히 유리한데 그 이유는 그러면 높은 가요성이 얻어질 수 있기 때문이다. 그러나 중간층으로 추가적 또는 대치적으로 폴리이소부틸렌을 사용하는 것이 의미 있다.
외층이 산소- 및/또는 탄산가스에 대한 장벽층인 것이 필요할 수 있다.
이것은 예컨대 폴리아미드 6, 폴리아미드 66, 폴리아미드 6/66, 폴리아미드 66/610, 방향족 폴리아미드 또는 이들 물질의 혼합물로 구성된 군으로부터 외층을 선택함으로써 달성된다.
바람직한 외층은 폴리아미드 66과의 방향족 폴리아미드 65 내지 95 중량 %의 혼합물로 구성된다. 예컨대 점도지수 200(DIN 53727/황산에 의한) 이상을 가진 폴리아미드 66이 적합하다.
그러나 그런 장벽층은 점착제에 의해 층에 결합고정될 수 있고, 3중, 4중 또는 그 이상 중첩된 외층으로 설치될 수 있다.
가스 장벽성이 필요하지 않은 경우에는 외층이 폴리프로필렌 호모중합체 또는 폴리프로필렌 공중합체인 것이 적합할 수도 있다. 이 층은 특히 폴리프로필렌 호모중합체, TPE-S 및 가소제로 된 폴리프로필렌 혼합물로 구성된 연결층 및 폴리프로필렌 호모중합체와 TPE-S로 구성된 폴리프로필렌으로 된 열융착가능한 내층과 결합되기에 적합하다.
열융착공정을 위해서는 폴리프로필렌 호모중합체로 된 외층이 유리하다.
외층으로서는 폴리프로필렌 공중합체 외에 폴리이소부텐/폴리프로필렌 혼합물이 사용될 수도 있는데, 그 경우에는 다층포일은 외층의 용융성으로 인해 융착층을 위해 펄스용접에 의해 연결될 수 있다.
포일중첩층 중의 적어도 하나의 연결층은 외층과 내층을 부착시키는 것뿐만 아니라 다층포일에 가요성을 제공하는 역할도 한다. 그래서 연결층재료는 가요성이 높고 인접하는 층들이 양호하게 점착하도록 선택된다. 또한 포일의 전체투명성에 부정적 영향을 미치지 않기 위해 다층포일 내에 있어 이 연결층의 특히 우수한 접촉투명성도 고려되어야 한다.
그러한 연결은 예컨대 공압출에 의해 형성될 수 있는 것으로, 층들은 공압출로 문제점 없이 서로 점착되어 외측으로부터 내측으로의 층들의 융점구배로 인해 내부포일의 우수한 융착성이 보장된다.
그러나 다층포일은 현저한 온도구배 없이 제조될 수도 있는데 이때 포일은 예컨대 펄스용접에 의해 용접될 수 있다.
전형적인 전체 포일두께는 예컨대 100 내지 350 ㎛의 범위에 있다.
층들을 공압출하는 것이 특히 유리한데 그럼으로써 점착성개선을 위한 조치 또는 접착제의 사용이 생략될 수 있어 다층포일의 제조가 단일 제조단계로 행해질 수 있다. 경우에 따라서는 그렇지만 외층이 공지의 방법으로 부착될 수도 있다.
특히 바람직한 것은 공압출되는 포일이 층으로 위로부터 아래로 공압출되고 그런 후 연신되게 하는데, 바람직하게는 연신은 압출에 의해 수욕내로 행해지게 한다. 이 연신에 의해 에나멜물로부터 중합체의 무정형상태가 얻어지고 그 가요성 및 투명성은 연신되지 않은 포일에 비해 크게 개선된다.
특히 백 제조를 위한 다층포일 용을 위해서는 재료를 호스로서 압출하는 것이 유익하다. 그럼으로써 백 내측의 오염이 미연에 방지되는데, 특히 포일호스를 팽창시키기 위해 주위 공기 대신에 불활성가스(예컨대 질소)를 이용하면 그러하다.
백 제조를 위한 본 발명의 다층호스를 식품목적과 의료 액체 및 용액을 위해 사용하면 특히 유리하다.
구체적인 사용예로서 단지 몇 가지만 언급될 것이다.
a) 식품목적 용:
포도주, 냉동된 커피추출물 및 마멀레이드.
b) 의료 액체 및 용액 용:
식염액, 혈액, 혈액대용액, 투석용액, 아미노산 액 - 그러나 다른 페이스트상 또는 유동성 또는 건조물질이 또한 포장될 수 있고, 특히 경우에 따라서는 멸균될 필요가 있거나 또는 고온 충전될 필요가 있는 그런 물질이 수용될 수 있다.
특정 요구를 위해서는 포일을 공압출된 호스로서 백 폭에 걸쳐 수욕을 통해 압출하는 것이 불필요할 수도 있다. 그때에는 포일을 취입포일장치 또는 성형포일장치 위에 공압출하고 호스 또는 평평한 궤도형 밴드로서 수냉 없이 추가 처리할 수 있다.
이것은 예컨대 주형에서 행해지고 다음 처리단계에서 하나 또는 수개의 포일층이 공압출된 포일 위에 부착되게 할 수 있다. 그런 포일은 일정한 장벽성(예컨대 산소에 대한)에 따라 또는 융점구배를 현저히 상승시키기 위해 선정될 수 있다.
바람직하게는 그런 공압출된 포일의 추가처리는 3 변 융착수단을 가진 통상적인 제과시설에서 이중으로 평평하게 깔린 궤도형 밴드로서 행해진다.
그렇게 제조된 백은 흔히 의료 폐기 액체와 용액(예컨대 배출액 등)에 사용된다.
이하에서는 본 발명이, 보호범위가 결코 거기에 한정되지 않는, 실시예들에 따라 상세히 설명될 것이다.
실시예 1
폴리프로필렌계 다층포일:
외층:
DAPLEN KF 201 (PCD/Linz로부터 구득가능)
두께 15㎛를 가진 폴리프로필렌 호모중합체.
연결층:
CAWITON MED PR 3530 (WITTENBURG/Bussam-네델랜드로부터 구득가능)
a) 폴리프로필렌 호모중합체,
b) TPE-S로서의 SEBS,
c) 가소제로 구성된,
두께 95 ㎛를 가진 폴리프로필렌 혼합물.
내층:
CAWITON MED PR 3663 (WITTENBURG/Bussam-네델랜드로부터 구득가능)
a) 폴리프로필렌 호모중합체,
b) TPE-S로서의 SEBS로 구성된,
두께 40 ㎛를 가진 폴리프로필렌 혼합물.
수욕 내에 압출된 다층연결포일의 전체두께는 약 150 ㎛이었다.
실시예 2
폴리프로필렌계 다층포일:
외층:
DAPLEN KF 201 (PCD/Linz로부터 구득가능)
두께 20㎛를 가진 폴리프로필렌 호모중합체.
연결층:
CAWITON MED PR 3530 (WITTENBURG/Bussam-네델랜드로부터 구득가능)
a) 폴리프로필렌 호모중합체,
b) TPE-S로서의 SEBS,
c) 가소제로 구성된,
두께 125 ㎛를 가진 폴리프로필렌 혼합물.
내층:
CAWITON MED PR 3663 (WITTENBURG/Bussam-네델랜드로부터 구득가능)
a) 폴리프로필렌 호모중합체,
b) TPE-S로서의 SEBS로 구성된,
두께 55 ㎛를 가진 폴리프로필렌 혼합물.
수욕 내에 압출된 다층연결포일의 전체두께는 약 200 ㎛이었다.
실시예 3
폴리프로필렌계 다층포일:
외층:
DAPLEN KF 201 (PCD/Linz로부터 구득가능)
두께 25㎛를 가진 폴리프로필렌 호모중합체.
연결층:
CAWITON MED PR 3530 (WITTENBURG/Bussam-네델랜드로부터 구득가능)
a) 폴리프로필렌 호모중합체,
b) TPE-S로서의 SEBS,
c) 가소제로 구성된,
두께 155 ㎛를 가진 폴리프로필렌 혼합물.
내층:
CAWITON MED PR 3663 (WITTENBURG/Bussam-네델랜드로부터 구득가능)
a) 폴리프로필렌 호모중합체,
b) TPE-S로서의 SEBS로 구성된,
두께 70 ㎛를 가진 폴리프로필렌 혼합물.
수욕 내에 압출된 다층연결포일의 전체두께는 약 250 ㎛이었다.
실시예 4
산소에 대한 장벽작용을 가진 다층포일:
외층:
90 중량 % 나일론 MXD 6 (MITSUBUSHI INT/Dusseldorf로부터 구득가능)
10 중량 % AKULON S 240 C (DSM/Dusseldorf로부터 구득가능)
20 ㎛의 두께를 가진 폴리아미드.
연결층 1:
ADMER NF QB 540 E (MITSUBUSHI INT/Dusseldorf로부터 구득가능)
두께 4 ㎛의 두께를 가진 접착제.
연결층 2:
CAWITON MED PR 3530 (WITTENBURG/Bussam-네델랜드로부터 구득가능)
a) 폴리프로필렌 호모중합체,
b) TPE-S로서의 SEBS,
c) 가소제로 구성된,
두께 120 ㎛를 가진 폴리프로필렌 혼합물.
내층:
CAWITON MED PR 3663 (WITTENBURG/Bussam-네델랜드로부터 구득가능)
a) 폴리프로필렌 호모중합체,
b) TPE-S로서의 SEBS로 구성된,
두께 55 ㎛를 가진 폴리프로필렌 혼합물.
수욕 내에 압출된 다층연결포일의 전체두께는 약 200 ㎛이었다. 포일은 우수하게 열융착될 수 있었고 정상적인 주위조건 하에서 산소에 대해 기밀적이었다.
실시예 5
다층포일:
외층:
Novolen 3200 HX (BASF/Ludwigshafen으로부터 구득가능)
두께 20 ㎛의 폴리프로필렌 공중합체.
연결층:
CAWITON MED PR 3530 (WITTENBURG/Bussam-네델랜드로부터 구득가능)
a) 폴리프로필렌 호모중합체,
b) TPE-S로서의 SEBS,
c) 가소제로 구성된,
두께 125 ㎛를 가진 폴리프로필렌 혼합물.
내층:
CAWITON MED PR 3663 (WITTENBURG/Bussam-네델랜드로부터 구득가능)
a) 폴리프로필렌 호모중합체,
b) TPE-S로서의 SEBS로 구성된,
두께 55 ㎛를 가진 폴리프로필렌 혼합물.
수욕 내에 압출된 다층연결포일의 전체두께는 약 200 ㎛이었다.
이들 다층포일 및 그로부터 제조된 백들은 특히 의료목적을 위해 열멸균될 수 있고, 백 내부에 존재하는, 수성재질 중의 연화제/가소제 등과 같은 포일의 내용물질을 방출하지 않는다.
본 발명을 바람직한 실시예에 관해 상세히 설명하였지만, 전문가에게는 청구범위 내에 포함되는, 다양한 변형들이 가능하다는 것이 자명할 것이다.

Claims (2)

  1. 중합체 외층, 중합체 중간층 및 열융착가능한 중합체 내층을 가진 다층포일에 있어서,
    폴리에틸렌 비율이 압도적인 폴리프로필렌 호모중합체 및 공중합체는 제외하고,
    - 폴리프로필렌 호모중합체 및 공중합체와 적어도 하나의 열가소성 엘라스토머와의 혼합물 또는
    폴리프로필렌 호모중합체 또는 공중합체와 폴리이소부틸렌과의 혼합물을 가진,
    적어도 하나의 연결층, 또는
    - 폴리프로필렌 호모중합체 또는 공중합체와 적어도 하나의 열가소성 엘라스토머와의 혼합물을 가진,
    연결층과 접경하는 내층을 지닌 것을 특징으로 하는 다층포일.
  2. 제 1 항에 있어서, 적어도 한 열가소성 엘라스토머가,스티롤 블록공중합체(TPE-S, 예컨대 SEPS, SIS, SEBS, SBS), 폴리에테르에스테르(TPE-E), 폴리우레탄(TPE-U), 플리에테르아미드(TPE-A)로 된 군 또는 EPDM/PP 혼합물의 군 또는 부틸고무/PP 혼합물로 된 군으로부터 선정되는 것을 특징으로 하는 다층포일.
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