KR101039270B1 - 수액 용기용 다층 필름, 및 이를 구비한 수액 용기 - Google Patents

수액 용기용 다층 필름, 및 이를 구비한 수액 용기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 수액 용기용 다층 필름, 및 이를 구비한 수액 용기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체를 포함하는 외층; 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 30∼70 중량%와 열가소성 탄성중합체 30∼70 중량%를 포함하는 중층; 및 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50∼70 중량%, 폴리에틸렌 5∼20 중량%, 및 열가소성 탄성중합체 10∼45 중량%를 포함하는 내층을 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 용기용 다층 필름과, 이를 이중백 수액 용기의 내측백으로 구비한 수액 용기에 관한 것이다.
상기 다층 필름은 유연성, 투명성, 내열성, 밀봉성, 내구성뿐만 아니라 박리 가능한 이지필 특성과 온도 변화에 민감하지 않은 박리 강도를 가져, 수액이나 혈액 등 의료용 용액을 파우치(pouch) 형태로 포장 및 투여하기 위한 파우치로 적용이 가능하다.
기능성 수액용 다층 필름, 폴리프로필렌, 공중합체, 이지필

Description

수액 용기용 다층 필름, 및 이를 구비한 수액 용기{Multilayer Film For Medical Solution Container And A Container Comprising The Same}
본 발명은 유연성, 투명성, 내열성, 밀봉성, 내구성 뿐만 아니라 박리 가능한 이지필 특성과 온도 변화에 민감하지 않은 박리 강도를 가져, 수액이나 혈액 등 의료용 용액을 파우치(pouch) 형태로 포장 및 투여하기 위한 파우치로 적용이 가능한 수액 용기용 다층 필름, 및 이를 구비한 수액 용기에 관한 것이다.
약액을 포장하기 위한 수액 용기(또는 플라스틱 백)는 유연성, 투명성, 기체차단성, 약제적합성, 멸균내열성, 열밀봉성, 낙하내충격성 등의 특성을 요구하고 있다.
상기 수액 용기는 다수(2개 이상)의 방을 가진 백형태의 유연성(Flexible) 플라스틱 용기가 사용되고 있다. 이러한 수액 용기는 사전 배합한 상태로 장기 보관시 상호 반응 우려가 있는 기능성 수액 성분을 백의 다수의 방에 잘 밀폐된 상태로 각각 별도로 보관하다가 필요시 각 방을 손으로 눌러 각 방의 격막을 쉽게 개방시킨 뒤 이 백을 잘 흔들어 각 성분을 혼합시켜 사용한다. 상기 혼합에 의해 얻어진 기능성 수액 혼합물은 스파이크 포트(Spike Port)로부터 주사기(수액 Set)로 취 해 환자에게 위생적이며, 안전하게 투입하게 함으로써 그 기능을 발휘한다.
기존에 각각의 수액 성분들이 담겨 있는 여러 개의 백 또는 병을 연결하여 주입할 경우 간호사의 실수 등을 유발할 가능성이 있었는데, 상기 수액 용기는 이러한 다수의 백을 가진 형태로 사용할 경우 이런 위험이 감소되고 보관 및 취급도 용이하게 되는 장점이 있다.
수액 용기는 여러 가지 형태가 가능하며, 대표적으로 기능성 수액을 담는 내측백(Inner Bag) 및 이 내측백을 감싸 보호하며 산소 등의 기체차단성을 부여하는 역할을 하는 외측백(Outer Bag)으로 구성된 구조를 갖는다.
이렇게 다수의 방을 갖고, 내측백과 외측백으로 구성되는 수액 용기는 약 10여년 전부터 유럽을 중심으로 연구되어 왔으며, 차단성뿐 아니라 낙하 내충격성을 보완하려는 연구가 가속되고 있다.
이때 내측백은 산소 및 수분 차단성, 멸균내열성, 투명성, 낙하내충격성, 유연성 등이 요구된다.
수액 용기는 많은 특허를 통하여 공지되어 있으며, 예를 들어 한국특허(등록 10-0275989, 공개 2004-0086373), 미국특허(US6017598, US6007529), 일본특허(1994-286087, 2001-226499)를 통하여 각각 내층에 알파올레핀 또는 스티렌계 중합체를 함유한 단층 또는 다층형태의 필름 또는 용기가 기재되어 있다. 그러나 이들 필름은 주로 폴리에틸렌의 함량이 높아 121℃에서 실시되는 멸균 공정에 취약하고 온도변화에 따른 열밀봉 강도가 크게 변화하여 일정한 강도를 유지하여야 하는 이지필의 특성상 안정한 품질을 유지하기 어려운 단점이 있다.
수액 용기는 우수한 기체차단성, 낙하내충격성 및 투명성 등이 요구된다. 즉, 환자 치료의 위급한 상황에서 용기를 떨어뜨릴 위험성이 크므로 낙하시 파손되지 않는 낙하내충격성, 소위 유연성을 가지는 내측백용 필름 제조기술이 필요하다. 또한, 기능성 수액 내 이물 혼입 여부 등이 확인 가능한 고 투명성 필름이 요구된다. 특성상 121℃ 높은 온도의 멸균처리 후 투명성 확보가 가능한 필름 제조기술이 필요하다.
또한, 기능성 수액 성분을 백의 다수의 방에 잘 밀폐된 상태로 각각 별도로 보관하다가 필요시 각 방을 손으로 눌러 각 방의 격막을 쉽게 개방시킨 뒤 이 백을 잘 흔들어 각 성분을 혼합시켜 기능성 수액 혼합물을 생성하는 특성상 격막의 존재가 중요하다. 보관, 운송 등의 취급시 및 멸균공정 전후에 있어서는 각 수액성분을 완전히 차단을 시키고 있도록 벽이 잘 유지되고 있어야 하는 반면, 손으로 누르는 등의 압력을 가하면 수액 성분들이 잘 혼합되도록 손쉽게 개방이 되어야 한다. 이를 위해서 열밀봉시 적절한 온도, 시간 및 압력을 통하여 적정 박리 강도를 가질 수 있도록 하여야 하며 적정온도 구간에서 온도가 변함에 따라 강도변화가 크지 않은 재료를 선택하는 것이 중요하다.
또한, 박리 가능한 열밀봉은 시간 변화 및 멸균 후에 접착 강도가 상승하여 박리가 어렵게 될 가능성이 있으므로 여기에도 적합한 재료 및 공정조건이 선택되어야 한다. 이러한 박리 가능한 열밀봉 조건은 백의 외측의 밀봉 부분에 비해 낮은 온도, 짧은 시간 또는 낮은 압력에 의해 이루어질 수 있다.
이에 본 특허에서는 다층 필름의 내층에 스티렌계 열가소성 탄성중합체의 첨 가를 통하여 박리 가능한 이지필 특성을 가지고, 열가소성 탄성중합체 및 폴리에틸렌의 첨가로 온도 변화에 민감하지 않은 박리 강도를 가지는 필름에 의하여 멸균 후에도 안정한 물성을 확보하고 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 상기 다층 필름은 유연성, 투명성, 내열성, 밀봉성, 내구성 뿐만 아니라 박리 가능한 이지필 특성을 가지는 수액 용기용 다층 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 수액이나 혈액 등 의료용 용액을 파우치(pouch) 형태로 포장 및 투여하기 위한 수액 용기를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은
폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체를 포함하는 외층;
폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 30∼70 중량%와 열가소성 탄성중합체 30∼70 중량%를 포함하는 중층; 및
폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50∼70 중량%, 폴리에틸렌 5∼20 중량%, 및 열가소성 탄성중합체 10∼45 중량%를 포함하는 내층
을 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 용기용 다층 필름을 제공한다.
또한, 본 발명은
수액이 저장된 다수의 챔버가 구비된 내측백; 및
상기 내측백을 둘러싼 외측백으로 이루어지며,
상기 내측백이 상기 수액 용기용 다층 필름의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 용기를 제공한다.
상기 다층 필름은 유연성, 투명성, 내열성, 밀봉성, 내구성 뿐만 아니라 이지필 특성과 온도 변화에 민감하지 않은 박리 강도를 갖는다.
이러한 다층 필름은 수액이나 혈액 등 의료용 용액을 파우치(pouch) 형태로 포장 및 투여하기 위한 수액 용기로 적용이 가능하고, 이렇게 제조된 수액 용기는 원가 경쟁력이 우수하여 각종 의료 산업에 유용하게 사용된다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 필름을 보여주는 단면도이다. 각 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것으로 이해되는 것이 바람직하다. 이때 도면상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다. 또한, 어떤 층이 다른 층의 "상"에 있다 라고 기재되는 경우에, 상기 어떤 층은 상기 다른 층에 직접 접촉하여 존재할 수 있고, 또는, 그 사이에 제3의 층이 개재되어질 수 있다. 일예로, 상기 다층 필름은 접착층, 수증기 배리어층, 가스 배리어층과 같은 임의의 추가층을 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 수액 용기용 다층 필름(10)은 외층(2), 중층(4) 및 내층(6)으로 구성된다.
외층(2)은 전체 필름을 보호하고 열밀봉시 내열성을 가지는 기능을 부여하는 층으로, 다른 층을 보호할 수 있도록 적절한 내열성을 갖는다. 또한 상기 층은 그 표면에 용법, 용량 등의 인쇄가 가능하도록 적절한 유연성, 인쇄성, 가공성, 화학적 안정성, 및 투명성이 높은 것을 사용한다.
이러한 외층(2)의 재료로는 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체를 포함하며, 바람직하기로, 폴리프로필렌을 사용한다.
본 명세서에서 언급되는 '폴리프로필렌'의 용어는 프로필렌 모노머만을 이용하여 제조된 것으로, 이소태틱(isotactic), 신디오택틱(syndiotactic) 및 어택틱(atactic) 구조의 폴리프로필렌을 모두 포함한다. 바람직하기로 용융 지수(ASTM D1238에 의거) 7∼9 g/10분, 밀도가 0.85∼0.95이고, 연화점이 145∼165℃인 것을 사용한다.
본 명세서에서 언급되는 '폴리프로필렌 공중합체'의 용어는 프로필렌을 주성분으로 하고 코모노머가 특정 비율로 함유된 공중합체를 의미한다. 대표적으로, 폴리프로필렌 공중합체는 프로필렌을 주성분으로 하고 에틸렌이 코모노머로 함유된 프로필렌-에틸렌 공중합체; 프로필렌을 주성분으로 하고, 코모노머로서 에틸렌 및 1종 이상의 알파올레핀이 함유된 프로필렌-에틸렌-알파올레핀 공중합체 등이 가능하다. 이때 상기 알파올레핀은 탄소수 3∼12의 탄화수소로, 일예로 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센 및 1-도데센, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.
이러한 폴리프로필렌 공중합체는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체의 형태일 수 있으며, 사용 목적에 따라 적절하게 선택하여 사용한다. 또한 그 물성에 있어서도, 상기 폴리프로필렌의 물성과 유사한 범위를 갖는 것을 사용한다.
중층(4)은 백의 내충격성 향상을 위하여 유연성이 우수하도록 설계한다.
상기 중층(4)의 재료로는 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체와 열가소성 탄성중합체를 포함한다.
상기 폴리프로필렌 및 폴리프로필렌 공중합체는 상기 외층(12)에서 언급한 바를 따른다. 바람직하기로, 상기 폴리프로필렌 공중합체는 랜덤형 공중합체를 사용하고, 보다 바람직하기로, 폴리프로필렌 공중합체는 용융 지수(ASTM D1238에 의거)가 6.5∼8.5 g/10분, 밀도가 0.85∼0.95이고, 용융점이 120∼140℃, 연화점이 105∼125℃인 것을 사용한다.
본 명세서에서 언급되는 '열가소성 탄성중합체'는 SBS(스티렌-부틸렌-스티렌 공중합체), SEBS(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체), SIS(스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체), SBC(스티렌-부타디엔 블록 공중합체), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하고, 바람직하기로는 SEBS를 사용한다.
이러한 열가소성 탄성중합체는 비중이 0.85∼0.95이고, 용융 지수(ASTM D1238에 의거)가 1∼3 g/10분, 100%　모듈러스가 0.５∼0.7인 것을 사용한다.
이러한 폴리프로필렌계 중합체와 열가소성 탄성중합체는 중층(4)으로서의 역할 및 기능을 고려하여 그 함량을 조절하여 사용한다. 바람직하기로 폴리프로필렌 중합체 30∼70 중량%와 열가소성 탄성중합체 30∼70 중량%를 포함한다. 만약, 폴리프로필렌 중합체의 함량이 과도하면 유연성이 낮아지는 문제가 발생하고 이와 반대로 열가소성 탄성중합체의 함량이 과도하면 적절한 열적 안정성을 확보할 수 없다.
내층(6)은 약액이 직접 접촉하는 층으로, 약물 안정성과 열밀봉성이 우수할뿐만 아니라 유연성 및 고투명성을 갖도록 설계된다. 특히, 상기 내층(6)은 박리 가능한 이지필 특성을 부여하는 층으로 적절한 박리 강도를 가져야 하며, 급격한 온도 변화에 대해서도 박리 강도의 변화가 최소화되어야 한다.
본 발명에 따른 내층(6)은 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체와, 폴리에틸렌과 열가소성 탄성중합체를 포함한다. 그 결과, 전술한 바의 특성뿐만 아니라, 종래 다층 필름으로 제조된 수액 용기 사용시 멸균처리 이후 필름 내면이 달라붙는 발생하는 블로킹 현상이 억제된다.
상기 내층(6)에 사용되는 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체 및 열가소성 탄성중합체는 전술한 바를 따른다.
바람직하기로, 폴리프로필렌 공중합체는 랜덤형 공중합체를 사용하고, 더욱 바람직하기로는 용융 지수(ASTM D1238에 의거)가 6.0∼8.0 g/10분, 밀도가 0.85∼ 0.95이고, 용융점이 135∼155℃, 연화점이 120∼140℃인 것을 사용한다.
또한, 열가소성 탄성중합체는 비중이 0.80∼0.90이고, 용융 지수(ASTM D1238에 의거)가 9∼11 g/10분, 100%　모듈러스가 1.0∼1.2인 것을 사용한다.
상기 폴리에틸렌은 저밀도 폴리에틸렌(LDPE), 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 초고밀도 폴리에틸렌(VLDPE) 등 공지된 모든 폴리에틸렌 형태가 가능하며, 바람직하기로 고밀도 폴리에틸렌을 사용한다. 더욱 바람직하기로, 상기 폴리에틸렌은 용융 지수(ASTM D1238에 의거)가 0.2∼0.4 g/10분, 밀도가 0.9∼1.0이고, 용융점이 125∼145℃, 연화점이 115∼135℃인 것을 사용한다.
상기 내층(6)은 폴리프로필렌 중합체 50∼70 중량%, 폴리에틸렌 5∼20 중량%, 열가소성 탄성중합체 10∼45 중량%를 포함한다. 이러한 함량 범위는 전술한 바의 내층(6)으로서의 기능을 수행하기 위한 물성을 확보할 수 있는 것으로, 이러한 범위를 벗어나면 전술한 바의 효과를 충분히 확보할 수 없다.
특히, 내층(6)의 구성 성분 중 하나인 폴리에틸렌은 다층 필름이 안티블로킹성을 갖도록 하는 성분으로, 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 안티블로킹성의 구현이 어렵고, 반대로 상기 범위를 초과하면 기계적 물성의 저하를 가져온다.
전술한 바의 외층(2)/중층(4)/내층(6)으로 구성된 다층 필름(10)은 필요한 경우 다양한 첨가제가 본 발명의 다층 중의 임의의 층 또는 모든 층에 사용될 수 있다. 상기 첨가제로는 본 발명에서 한정되지 않으며, 이 분야에서 사용되는 공지의 첨가제가 가능하며, 일예로 산화방지제, 점착방지제, 가공조제, 안료, 정전기방 지제 등을 들 수 있다. 이때 첨가제의 함량은 가열-멸균 동안 의료용 용액으로 추출되는 것을 최소화하기 위하여 최소한의 양으로 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다층 필름(10)은 적절한 물성을 가지며 수액 용기에 적용할 수 있도록 각 층의 두께를 조절하여 제조된다. 바람직하기로, 외층은 전체 두께의 10∼20%, 중층은 60∼80%, 내층은 10∼20%가 되도록 한다. 구체적으로, 외층(2)의 두게는 10∼60㎛이고, 중층(4)의 두께는 140∼240㎛가 바람직하고, 내층(6)은 10∼60㎛가 되도록 한다. 만약 각 층의 두께가 상기 범위 미만이면, 각 층의 구성을 통해 얻고자 하는 효과를 충분히 확보할 수 없다. 일예로, 외층(12)의 경우 상기 두께 미만이면 내열성이 저하되고, 반대로 상기 범위를 초과하면 전체 필름의 유연성이 떨어지고 열밀봉성이 떨어지게 된다. 또한 내층(6)의 경우 상기 범위를 벗어나게 되면 이지필 특성이 떨어지게 된다.
또한, 본 발명에 따른 다층 필름(10)은 박리 가능한 열접착, 즉 이지필 특성을 위해서는 기본적으로 사용되는 재료의 융점보다 다소 낮은 온도로 접착을 실시한다.
즉, 외층(2)은 융점이 150∼165℃이고, 중층(4)은 130∼145℃, 내층(6)은 130∼150℃의 범위를 가져, 접착 온도는 약 121∼140℃로 하는 것이 바람직하다. 접착온도가 121℃이하가 되는 경우 121℃에서 30분간 실시되는 스팀 멸균공정을 통하여 박리될 수 있는 우려가 있으므로 가급적 121℃ 이상에서 접착이 이루어지도록 접착온도 및 시간을 조절하여야 하고 또 이에 적합한 수지를 선택하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 수액용 다층 필름은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 이 분야에서 공지된 방법을 이용하여 제조가 가능하다.
대표적으로, 상기 다층 필름은 공압출법(Co-extrusion)과 필름과 필름을 접합시키는 라미네이션법(Lamination)이 가능하다.
상기 공압출법은 2개 이상 서로 다른 원료를 각기 다른 압출기에서 용융시켜 용융된 수지를 다이 내부로 보내 여러 겹으로 적층하고 다층화된 원료를 여러 가지 방법으로 냉각하는 방법이다. 상기 공압출법은 향상된 효율로 일정한 두께의 수지 압출물을 형성할 수 있으며, 압출 동안에 수지의 품질 저하가 적어, 결과적으로 층이 각각의 특성을 유지하여 높은 투명성과 유연성을 가진 생성물을 수득할 수 있는 잇점이 있다. 상기 공압출법은 원형(circular) 다이를 이용한 인플레이션법과 평면형(flat) 다이를 이용한 T-다이법으로 나뉘며, 필름의 청정도 관리 면에서는 인플레이션법이, 두께 균일성 확보 면에서는 T-다이법이 유용하다.
공압출법을 통한 다층 필름의 제조는 170∼250℃, 바람직하게는 200∼230℃에서 수행한다. 이때 각각의 수지를 형성하는 수지는 두께 및 압출성을 균일하게 하기 위해 그들 사이의 용융 흐름 속도(MFR)의 차를 적게 하는 것이 바람직하다.
이렇게 제조된 다층 필름은 수액 용기로 사용하기 위해, 전술한 바의 물성뿐만 아니라 적절한 헤이즈 특성, 열접착 강도, 인장강도 및 신율을 갖는다. 바람직 하기로, 상기 다층 필름은 멸균 처리 후 헤이즈(ASTM D 1003)가 25% 이하이고, 인장강도(ASTM 882)는 250 kgf/cm2 이상이고, 신율(ASTM 882)은 900% 이상을 갖는다.
본 발명에 따른 수액 용기용 다층 필름은 수액 포장을 위한 이중백의 내측백(inner bag)으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 수액 용기는 다수의 챔버를 구비하고, 보관시에는 이들이 각각 격리되고, 사용시에는 혼합하여 사용이 가능한 다수의 방을 가진 이중백 컨셉의 수액 용기이다. 부연하면, 상기 수액 용기는 적당한 압력을 가하면 박리되는 이지필 기능을 가지고 있어, 사전 배합한 상태로 장기 보관시 상호 반응 우려가 있는 기능성 수액 성분을 백의 다수의 방에 잘 밀폐된 상태로 각각 별도로 보관하다가 필요시 각 방을 손으로 눌러 각 방의 격막을 쉽게 개방시킨 뒤 이 백을 잘 흔들어 각 성분을 혼합시켜 생성되는 수액 혼합물을 보관하는 기능성 수액 용기에 효과적으로 사용할 수 있다.
바람직하기로, 본 발명에 따른 수액 용기는 수액이 저장된 다수의 챔버가 구비된 내측백; 및 상기 내측백을 둘러싼 외측백으로 이루어진 구조를 갖는다. 이때 상기 내측백으로 전술한 바의 다층 필름의 재질을 사용하는 것을 특징으로 한다.
특히 본 발명에서는 상기 수액 용기가 이지필 특성을 갖기 위해 내측백이 적절한 열접착 강도(또는, 실링 강도)를 유지하여 상기 수액 용기의 사용시 격막의 박리가 적절히 이루어질 수 있다.
즉, 높은 다층 필름의 열접착 강도는 파우치 사용시 의도적인 일정한 압력을 주었을 때도 내측백의 격막이 벌어지지 않아 약액의 혼합이 이루어지지 않는다. 이와 반대로 낮은 다층 필름의 열접착 강도는 수액 용기의 보관 또는 운송 중에 격막이 벌어져, 분리되어 보관되어야 하는 약액 섞임 현상이 발생한다.
특히, 수액 용기는 제조 공정상 성형 가공에서, 또는 사용 시 멸균 처리와 같은 공정에서 고온 처리를 요한다. 이러한 고온 처리에도 수액 용기, 즉 내측백의 이지필 특성이 유지되어야 하며, 온도 변화에도 열접착 강도의 급격한 변화가 없어야 한다. 이에 본 발명에 따른 다층 필름은 제한된 범위의 융점을 갖고, 특정 조성으로 이루어진 내층을 설계하여 온도에 따라 열접착 강도, 즉 박리 강도의 변화가 크지 않아 고온 처리에도 수액 용기의 이지필 특성이 유지될 수 있다.
한편, 상기 수액 용기의 외측백은 이 분야에서 공지된 바의 재질이 사용될 수 있다. 일예로, 상기 외측백은 충분한 수분 및 가스 차단성을 갖고, 가요성, 투명성, 기계 가공성, 내충격성, 및 화학적 안정성이 우수한 것이면 특별히 제안되지 않는다.
일예로, 상기 수액 용기는 구성 약액 수에 따라 2-챔버 백(TWO CHAMBER BAG, 약액 2종) 또는 3-챔버 백(THREE CHAMBER BAG, 약액 3종)으로 나뉘고, 분할 디자인에 따라 가로 분할, 세로 분할, 사선 분할될 수 있다. 이때 세로 분할의 경우 가로 분할에 비해 박리 강도가 높아야 한다. 또한 백의 내용적에 비해 약액량이 많은 경우 박리 강도가 높아야 하고, 포장은 이지필라인 포장 유무에 따라 이지필 라인을 따라 접어 포장하지 않는 경우 박리 강도가 높아야한다. 예를 들면, 통상적으로 성인이 개봉할 수 있으며 보관 운송 중 벌어지지 않는 필름의 박리 강도는 5~15N/15mm 이며 개별 백 디자인에 따라 필요 박리 강도를 만족할 수 있는 필름이 요구된다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 수액 용기의 사시도이고, 도 3 및 도 4는 도 2의 I-I'선을 따라 잘린 단면도이다.
도 2를 참조하면, 수액 용기(100)는 격막(12)으로 챔버가 나뉜 내측백(10)과약액을 배출하기 위한 배출구(20), 및 수액 용기(100)를 걸기 위한 행거(30)로 이루어진다.
상기 내측백(10)은 격막(12)에 의해 구분되며 수액을 저장하기 위한 챔버를 구비하며, 일예로 3개의 챔버(A, B, C)로 구성된다. 이때 상기 챔버(A, B, C)는 필요에 따라 그 수를 적절히 조절할 수 있다.
상기 내측백(10)과 연결되어 챔버(A,B,C) 내의 수액을 배출액을 배출하기 위한 배출구(20)를 구비한다.
이때 격막(12)은 소프트 실링(soft-sealing) 되어 외부 물리력에 의해 쉽게 개방되는 이지필 특성을 갖는다.
도 4를 참조하면, 수액 용기(100)의 내측백(10)의 각 챔버(A, B, C)를 눌러 각 층의 격막(도 3의 12)의 실링이 풀어져, 상기 챔버(A, B, C)가 개방된다. 이때 상기 챔버(A, B, C)가 서로 개방되더라도, 이들의 가장 외측의 아웃라인 영역에 의해 밀폐된 구조를 유지한다.
이어 하나로 연결된 챔버(A, B, C)가 구비된 내측백(10)을 잘 흔들어 각 챔버(A, B, C) 내의 조성이 서로 혼합된다. 이렇게 혼합된 혼합물은 배출구(20)를 통해 주사기(수액용 SET, 미도시)를 통해 환자에게 투입된다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 챔버는 포도당, 아미노산 및 지질을 각각 포함하는 3개의 챔버로 이루어진다. 즉, 보관시에는 챔버 A에 제1약제(포도당), 챔버 B에 제2약제(아미노산), 및 챔버 C에 제3약제(지질)를 격리시키고, 사용시에는 챔버 A, B 및 C를 개방하여 제1, 제2, 및 제3약제를 혼합하여 사용한다.
상기 포도당은 전체 1000 ml 중 글루코스 일수화물 114.86∼415.80g, 소디엄 디하이드로전 포스페이트 이수화물 0∼6.55g, 및 징크 아세테이트 이수화물 0∼0.02g을 포함한다.
상기 아미노산은 전체 1000ml 중 L-알라닌 9.22∼17.83g, L-아르기닌 5.13∼11.87g, L-아스파틱산 2.85∼5.51g, L-글루탐산 5.32∼12.88g, 글리신 3.14∼8.30g, L-히스티딘 0∼7.14g, L-히스티딘 염산염 0∼6.22g, L-이소루신 4.45∼8.62g, L-루신 5.95∼11.51g, L-라이신 염삼염 5.40∼11.87g, L-메티오닌 3.72∼7.18g, L-페닐알라닌 6.67∼12.90g, L-프롤린 6.46∼12.50g, L-세린 4.28∼11.03g, L-트레오닌 3.46∼6.67g, L-트립토판 1.08∼2.10g, L-티로신 0∼0.24g, L-발린 4.94∼9.46, 칼슘클로라이드 이수화물 0.84∼1.64g, 소디엄 글리세로포스페이트 0∼5.29g, 마그네슘 설패이트 칠수화물 0∼3.45g, 마그네슘 아세테이트 사수화물 0∼2.39g, 포타슘 클로라이드 0∼6.27g, 포타슘 아세테이트 0∼9.68g, 소디엄 아세테이트 삼수화물 0.53∼8.58g, 소디엄 클로라이드 0∼2.27g, 소디엄 하이드록사이드 0∼3.07g, 및 아세트산 0∼6.89g를 포함한다.
상기 지질은 전체 1000ml 중 대두유 95∼210g, MCT(medium chain triglyceride)유 0∼105g, 레시틴 11.4∼12.6g, 글리세롤 20.9∼26.25g, 알파-토코페롤 0∼0.08g, 소디엄 하이드록사이드 0.05∼0.10g, 및 소디엄 올레이트 0∼0.32g을 포함한다.
상기 구조를 가진 수액 용기(100)에 있어 각 챔버(A, B, C)를 구분하는 격막(12)은 이미 언급한 바와 같이 열접합에 의해 형성된다. 상기 격막(12)은 적당한 압력에 의해 파괴되는데, 이때 열접합시 강도의 수치가 5∼15N/15mm가 되도록 하여 격막(12)이 깔끔하고 명확하게 박리되도록 한다. 그 수치가 상기 범위 미만인 경우, 격막(12)이 벌어져 챔버의 형성이 어려우며, 상기 수치는 수액 용기(100)의 설계 등에 의해 적절히 조절이 가능하다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예와 실험예를 제시한다. 그러나 하기한 예는 본 발명의 바람직한 일 예일 뿐 이러한 예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1∼3 및 비교예 1∼3
하기 표 1의 조성으로 공압출법을 사용하여 다층 필름을 제조하였다. 이때 필름의 청정도 유지를 위하여 모든 작업은 클린룸 내에서 실시되며 공압출 하향식 Inflation film machine에서 수냉식을 냉각을 통하여 제조되었다. 성형 방법은 원료를 압출기에 의해 용융시켜, 다이를 통해 공기를 불어 넣어 원통 튜브 형상으로 만들어진 필름을 롤러를 통과시키며 성형하였다. 제조된 다층 필름의 외층/중층/내층의 두께는 20㎛/160㎛/20㎛의 두께로 하였다.
조성 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
외층 HOMO PP1) 100 중량% 100 중량% 100 중량% 100 중량% 100 중량% 100 중량%
중층 PP2) 50 중량% 50 중량% 50 중량% 50 중량% 50 중량% 50 중량%
SEBS3) 50 중량% 50 중량% 50 중량% 50 중량% 50 중량% 50 중량%
내층 PP4) 60 중량% 65 중량% 70 중량% 85 중량% 80 중량% 90 중량%
SEBS5) 25 중량% 20 중량% 15 중량% - 10 중량% 10 중량%
PE6) 15 중량% 15 중량% 15 중량% 15 중량% 10 중량% -
1) HOMO PP: 용융지수 8 g/10분, 밀도 0.90, 연화점 150℃, 호남석유화학 제품
2) 프로필렌-에틸렌-부텐 삼원공중합체, 용융지수 7.0 g/10분, 밀도 0.90, 용융점 125℃, 연화점 125℃, SK케미칼 제품
3) SEBS: 비중 0.90, 용융지수 2 g/10분, 100% 모듈러스 0.6 MPa, KRATON 제품
4) 에틸렌-프로필렌 랜덤 공중합체, 용융지수 7.0 g/10분, 밀도 0.90, 용융점 130℃, 연화점 115℃, 삼성석유화학 제품
5) SEBS: 비중 0.95, 용융지수 10 g/10분, 100% 모듈러스 1.1 MPa, 금호석유화학 제품
6) PE: 용융지수 0.3 g/10분, 밀도 0.95, 용융점 135℃, 연화점 125℃, 대한유화 제품
실험예 1
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 다층 필름의 박리 강도(soft seal)를 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
이때 박리 강도는 상기 다층 필름을 두 겹으로 열접착 한 후, 이것을 15mm x 150mm 크기로 잘라 UTM에서 세로방향으로 박리시킨다. 이때 측정되는 강도의 최고값을 박리 강도로 선정하였다. 박리속도는 200mm/min이며 TEST MACHINE은 Universal Testing Machine 2810(TIRA사, 독일) 이다.
물성
 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
두께, ㎛ 200㎛ 200㎛ 200㎛ 200㎛ 200㎛ 200㎛
멸균 후 박리성 양호 양호 양호 불량 보통 불량
박리 강도
N
 140℃ - - - - 0.50 0.24
145℃ 0.71 0.79 0.56 0.26 1.17 0.29
150℃ 2.38 1.37 2.76 0.32 2.43 2.38
155℃ 4.08 1.84 4.26 4.88 5.10 2.51
160℃ 5.54 3.29 9.00 26.44 12.23 18.50
멸균 후 박리 특성에 있어 실시예 1 내지 3의 다층 필름은 양호한 특성을 나타내었으나, 비교예 1 또는 3의 다층 필름의 경우 필름이 일부 찢어지는 등의 불량이 발생하였다.
박리 강도 실험 결과를 살펴보면, 모든 다층 필름이 온도에 따라 약간씩 증가하는 경향을 나타냈다. 그러나 실시예 2의 다층 필름의 경우 박리 강도가 0.79N 에서 3.29N으로 증가한 반면에 비교예 1의 다층 필름의 경우 0.26N에서 26.44N으로 급격한 온도 변화를 나타냈다.
부연하면, 실시예 1∼3의 다층 필름은 실링 온도 변화에 따라 박리 강도의 변화가 낮아 적정 온도를 맞추어 가공하기 쉬운 이지필 필름으로 적합함을 알 수 있다. 이와 비교하여 비교예 1∼3의 다층 필름은 실링 온도 변화에 따른 박리 강도의 변화가 급격하게 일어나 이지필이 가능한 필름으로 부적합하다.
실시예 4: 수액 용기의 제조
필름 두 겹을 제대기를 이용하여 열 접착하여 수액 파우치를 제조한다. 우선 롤 상태로 감겨져 있는 필름을 백 성형을 위해 풀어 주며 BAG에 Hot Stamping Foil을 이용하여 인쇄한다. 이후 격벽 실링 금형을 이용하여 소프트 씰의 격벽을 형성한 다음, 백의 외곽 실링 금형을 이용하여 4면 중 1면의 일부를 튜브 삽입 공간으로 남겨두고 나머지 부분을 하드 실링하여 외각 형성한다. 이후 튜브 삽입을 위해 실링을 하지 않은 공간을 오픈하여 필름 사이에 튜브 삽입 후 튜브 실링 금형을 이용하여 열접착으로 백을 제조하였다. 이때 내측백의 재질은 실시예 1에서 제조된 다층 필름을, 외측백은 폴리프로필렌 필름을 사용하여 제조하였다.
제조예 1
하기 표 3의 조성으로, 포도당, 아미노산 및 지질 혼합액을 각각 제조하였다. 상기 각각의 혼합액을 약액 여과기를 통과시킨 후, 상기에서 제조된 수액 용기의 3개의 챔버 내 각각 주입한 후, 밀봉하여 수액 용기를 제조하였다.
조성(g) 제조예 1 제조예 2 제조예 3 제조예 4
포도당 글루코스 일수화물 114.86 219.56 167.20 415.80
소듐 디하이드로젠 포스페이트 이수화물 - - 2.22 6.55
징크 아세테이트 이수화물 - - 0.01 0.02
아미노산 L-알라닌 15.20 16.80 9.22 17.83
L-아르기닌 10.74 11.87 5.13 9.92
L-아스파틱산 3.23 3.57 2.85 5.51
L-글루타믹산 5.32 5.88 6.65 12.88
글리신 7.51 8.30 3.14 6.07
L-히스티딘 6.46 7.14 - -
L-히스티딘 염산염 - - 3.21 6.22
L-이소루신 5.32 5.88 4.45 8.62
L-루신 7.51 8.30 5.995 11.51
L-라이신 염산염 10.74 11.87 5.40 10.45
L-메티오닌 5.32 5.88 3.72 7.18
L-페닐알라닌 7.51 8.30 6.67 12.90
L-프롤린 6.46 7.14 6.46 12.50
L-세린 4.28 4.73 5.70 11.03
L-트레오닌 5.32 5.88 3.46 6.67
L-트립토판 1.81 2.00 1.08 2.10
L-티로신 0.22 0.24 - -
L-발린 6.94 7.67 4.94 9.46
칼슘 클로라이드 이수화물 0.86 0.95 0.84 1.64
소듐 글리세로포스페이트 4.79 5.29 - -
마그네슘 설패이트 칠수화물 3.13 3.45 - -
마그네슘 아세테이트 사수화물 - - 1.22 2.39
포타슘 클로라이드 5.67 6.27 - -
포타슘 아세테이트 - - 5.59 9.68
소듐 아세테이트 삼수화물 7.76 8.58 0.53 1.14
소듐 클로라이드 - - 0.90 2.27
소듐 하이드록사이드 - - 1.52 3.07
아세트산 3.24 6.89 - -
지질 소이빈 오일 190.0 210.00 95.00 105.00
MCT 오일 - - 95.00 105.00
레시틴 11.40 12.60 11.40 12.60
글리세롤 20.90 23.10 23.75 26.25
알파 토코페롤 - - 0.08 0.08
소듐 하이드록사이드 0.05 0.05 0.09 0.10
소듐 올레이트 - - 0.29 0.32
본 발명에 따른 다층 필름은 수액 용기의 내측백으로 사용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 필름을 보여주는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 수액 용기의 사시도.
도 3은 도 2의 I-I'선을 따라 잘린 단면도.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 다른 수액 용기의 단면도.

Claims (12)

  1. 호모 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체를 포함하는 외층;
    호모 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 30~70 중량%와 스티렌계 열가소성 탄성중합체 30~70 중량%를 포함하는 중층; 및
    호모 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50~70 중량%, 폴리에틸렌 5~20 중량%, 및 스티렌계 열가소성 탄성중합체 10~45 중량%를 포함하는 내층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다수의 챔버를 갖는 수액 용기용 다층 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리프로필렌 공중합체는 에틸렌, 알파올레핀 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 코모노머와 프로필렌의 공중합체인 것을 특징으로 하는 수액 용기용 다층 필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 알파올레핀은 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선 택된 1종인 것을 특징으로 하는 수액 용기용 다층 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스티렌계 열가소성 탄성중합체는 SBS(스티렌-부틸렌-스티렌 공중합체) 및 SEBS(스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 공중합체), SIS(스티렌-이소프렌-스티렌 공중합체), SBC(스티렌-부타디엔 블록 공중합체), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 수액 용기용 다층 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다층 필름의 전체 두께에 대해 외층이 10∼20%, 중층이 60∼80%, 및 내층이 10∼20%의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 수액 용기용 다층 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 다층 필름은 외층의 융점이 140∼165℃이고, 중층의 융점이 130∼145℃이고, 내층의 융점이 130∼145℃인 것을 특징으로 하는 수액 용기용 다층 필름.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 수액 용기용 다층 필름은 수액 포장을 위한 이중백의 내측백(inner bag)으로 사용하는 것을 특징으로 하는 수액 용기용 다층 필름.
  8. 수액이 저장된 다수의 챔버가 구비된 내측백; 및
    상기 내측백을 둘러싼 외측백으로 이루어지며,
    상기 내측백이 제 1 항의 수액 용기용 다층 필름의 재질을 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 용기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 챔버는 포도당, 아미노산 및 지질을 각각 포함하는 3개의 챔버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수액 용기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 포도당은 전체 1000 ml 중 글루코스 일수화물 114.86∼415.80g, 소디엄 디하이드로전 포스페이트 이수화물 0∼6.55g, 및 징크 아세테이트 이수화물 0∼0.02g을 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 용기.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 아미노산은 전체 1000ml 중 L-알라닌 9.22∼17.83g, L-아르기닌 5.13∼11.87g, L-아스파틱산 2.85∼5.51g, L-글루탐산 5.32∼12.88g, 글리신 3.14∼8.30g, L-히스티딘 0∼7.14g, L-히스티딘 염산염 0∼6.22g, L-이소루신 4.45∼8.62g, L-루신 5.95∼11.51g, L-라이신 염삼염 5.40∼11.87g, L-메티오닌 3.72∼7.18g, L-페닐알라닌 6.67∼12.90g, L-프롤린 6.46∼12.50g, L-세린 4.28∼11.03g, L-트레오닌 3.46∼6.67g, L-트립토판 1.08∼2.10g, L-티로신 0∼0.24g, L-발린 4.94∼9.46, 칼슘클로라이드 이수화물 0.84∼1.64g, 소디엄 글리세로포스페이트 0∼5.29g, 마그네슘 설패이트 칠수화물 0∼3.45g, 마그네슘 아세테이트 사수화물 0∼2.39g, 포타슘 클로라이드 0∼6.27g, 포타슘 아세테이트 0∼9.68g, 소디엄 아세테이트 삼수화물 0.53∼8.58g, 소디엄 클로라이드 0∼2.27g, 소디엄 하이드록사이드 0∼3.07g, 및 아세트산 0∼6.89g를 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 용기.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 지질은 전체 1000ml 중 대두유 95∼210g, MCT유 0∼105g, 레시틴 11.4∼12.6g, 글리세롤 20.9∼26.25g, 알파-토코페롤 0∼0.08g, 소디엄 하이드록사이드 0.05∼0.10g, 및 소디엄 올레이트 0∼0.32g을 포함하는 것을 특징으로 하는 수액 용기.
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