KR102179858B1 - 1 회용 파우치의 벽에 사용되는, 접촉층, 코어층 및 외층을 포함하는 다층 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파우치 제조용 다층 필름에 관한 것으로, 상기 다층 필름은 접촉층, 코어층, 및 외층을 포함하고, 여기서 상기 접촉층 및 상기 코어층은 제1 타이층으로 통합되고, 상기 외층 및 상기 코어층은 제2 타이층으로 통합되고:
- 상기 접촉층은 0.870g/cm3 내지 0.910g/cm3 범위의 밀도를 갖는 α-올레핀과 에틸렌의 코폴리머 (A)를 단독으로, 또는 0.910g/cm3 내지 0.940g/cm3 범위의 밀도를 갖는 폴리올레핀 (B)와의 혼합물로 포함하고,
- 상기 코어층은 25 내지 48mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 굴곡-균열 저항성 에틸렌비닐알콜 코폴리머 (C'), 또는 25 내지 48mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌비닐알콜 코폴리머 (C) 및 이오노머산 에틸렌 코폴리머 (D)의 혼합물를 포함하고,
- 상기 외층은 0.910g/cm3 내지 0.940g/cm3 범위의 밀도를 갖는 폴리올레핀 (E)를 단독으로, 또는 0.870g/cm3 내지 0.910g/cm3 범위의 밀도를 갖는 α-올레핀 및 에틸렌의 코폴리머 (F)와의 혼합물로 포함하고,
- 상기 제1 타이층 및 제2 타이층은 서로 독립적으로 카복실산 또는 카볼실산의 무수물로 그래프트된 폴리올레핀의 코폴리머 (G)를 단독으로, 또는 폴리올레핀의 코폴리머 (H)와의 혼합물로 포함한다.
본 발명은 또한 그러한 필름을 제조하는 방법뿐만 아니라 그러한 필름으로 제조된 1 회용 파우치에 관한 것이다.

Description

1 회용 파우치의 벽에 사용되는, 접촉층, 코어층 및 외층을 포함하는 다층 필름{MULTILAYER FILM COMPRISING A CONTACT LAYER, CORE LAYER AND OUTER LAYER FOR THE WALL OF A SINGLE-USE POUCH}
본 발명은 세포 배지 또는 세포 배양액을 제조, 저장 또는 수송하기 위해 사용될 수 있는 1 회용 파우치의 벽에 사용되는 다층 필름 및 그러한 다층 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 또한 그러한 다층 필름으로 제조되는 1 회용 파우치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
1 회용 파우치는 세포 배양 분야에서, 예를 들어 1 회용 생물반응기(bioreactor)에서 또는 세포 배지 또는 세포 배양액과 같은 세포 유체를 저장하거나 수송하기 위하여 광범위하게 사용된다.
이러한 파우치들은 서로 밀봉된 2개의 큰 벽을 포함할 수 있다. 일단 팽창되면, 이들은 한정된 부피를 갖고, 상대적으로 얇게 되어, 이들이 2D 파우치(D는 차원을 의미함)로 자주 불린다는 사실을 정당화한다. 3D 파우치는 또한, 2개의 말단 벽과, 평평하게 접히거나 또는 펼쳐지게 배치된 측벽을 포함하고, 이들은 서로 밀봉되어, 3,000 리터 또는 그 이상의 부피를 갖는 것으로 알려져 있다. 이러한 3D 파우치는 국제공개공보 WO 00/04131에 기술되어 있으며, 또는 FLEXEL®3D의 상표명으로 사토리우스사(Sartorius)에 의해 시판되고 있다.
1 회용 파우치의 벽은 일반적으로, 파우치를 채우는 배지와 접촉하는 접촉층, 장벽층(barrier layer) 및 백의 외부 환경과 접촉하는 외층을 포함하는 다층 필름으로 구성되며, 상기 3개의 층들은 타이층(tie layer)으로 서로 연결되어 있다.
만약 파우치가 생물 약제학적 제품로 채워진다면, 접촉층은 필름 및 생물 약제학적 제품의 열하(degradation)를 일으키지 않고 이 생물 약제학적 제품과 접촉될 수 있는 물질로 제조되어야 한다. 또한, 그 자체로 밀봉가능하여야 한다. 이러한 목적을 위하여, 상기 물질은 일반적으로 폴리에틸렌과 같은 폴리올레핀류에서 선택된다.
장벽층은 산소, 이산화탄소와 같은 기체 통로의 장벽을 제공하고, 전형적으로 에틸렌비닐알콜(EVOH)로 제조된다.
외층은 파우치 벽의 기계적 강도에 기여한다. 이러한 목적을 위하여, 높은 기계적 스트레스를 견딜 수 있도록 충분히 유연하지만 제품으로 채워질 때 파우치의 변형을 방지하기 위하여 너무 많이 확장되지는 않아야 한다.
생물 반응기 분야에서, 다양한 시스템들은 주로 그들의 교반 형태에 따라 차이가 있는데, 이는 스윙 움직임, 궤도 움직임 또는 축상 움직임과 관련이 있을 수 있다. 따라서, 기계적 스트레스는 하나의 시스템에서 다른 시스템으로 매우 크게 변할 수 있다. 액체 운송 분야에서, 기계적 스트레스는 또한 매우 높을 수 있다. 두 가지 분야 모두에서, 이들 기계적 스트레스를 견딜 수 없는 필름은 결과적으로 파우치 밖으로 제품 누출이 일어나게 될 수 있다.
따라서, 작거나 큰 부피 모두에 대해 2D 또는 3D 파우치 내에 유체를 저장 또는 수송하기 위해, 액체/액체 또는 고체/액체 교반에 의해 용액을 제조하기 위해서는, 교반 형태가 무엇이든 간에 생물반응기 내에서와 같은 광범위한 적용분야에서 사용될 수 있도록 다양한 기계적 스트레스를 견딜 수 있는 필름이 필요하다.
또한, 생물 약제학적 분야에서, 1 회용 파우치는 사용 전에 멸균되어야 한다. 멸균은 일반적으로 감마선 조사 또는 에틸렌 옥시드 처리로 수행된다. 그러므로, 파우치를 구성하는 다양한 필름들에 사용되는 물질은 물리적 성질을 열하시키지 않고 감마선 조사 또는 에틸렌 옥시드 처리를 견딜 수 있어야 한다.
본 특허 출원의 출원인은, 접촉 필름이 폴리에틸렌으로 제조된 파우치의 경우, 감마선 조사가 파우치 멸균을 위해 사용되었을 때 파우치 내에서 제조된 세포 배양의 세포 성장이 저하될 수 있으며, 특히 세포 배양의 초기에 발생하는 유도기(lag phase)로 인하여 저하될 수 있다는 것을 발견하였다.
본 출원의 출원인은 또한, 광범위한 시험에 따라, 상기 유도기가 부분적으로는 접촉 필름에 의해 방출된 화합물이 배양 배지로 들어가는 것으로 인한 것이고, 상기 화합물은 파우치의 감마선 조사 동안에 접촉 필름의 항산화제의 열화의 결과라는 것을 발견하였다.
따라서, 감마선 조사에 의한 멸균에 추가로 배양 배지의 세포 성장에 영향을 미치지 않거나 한정된 영향을 주는 필름이 또한 필요하다. 특히 감마선 조사에 추가로 세포 성장을 방해할 수 있는 열화 화합물을 적은 양으로 방출하는 필름이 필요하다.
본 발명은, 이들 모든 요구를 만족시키기 위하여, 놀라운 기계적 성질을 나타내어 광범위하게 적용할 수 있고, 나아가 감마선 조사에 의한 멸균에 추가로 세포 성장에 영향이 없거나 제한되어, 세포 배지를 제조, 저장 및 수송하는데 특히 적당한 1 회용 파우치용 다층 필름을 제공한다. 또한, 본 발명의 다층 필름은 필요한 구조에 따라 용이하게 조합될 수 있는 구성품들로 제조된다.
본 발명의 대상은 파우치를 제조하기 위한 다층 필름으로, 이 다층 필름은 다음을 포함한다:
- 접촉층,
- 코어층,
- 외층,
여기서:
- 상기 접촉층 및 코어층은 제1 타이층으로 통합되고,
- 상기 외층 및 상기 코어층은 제2 타이층으로 통합되며,
- 상기 접촉층은 0.870 g/cm3 내지 0.910 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 α-올레핀 및 에틸렌의 코폴리머(A)를 단독으로 또는 0.910 g/cm3 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 폴리올레핀(B)과의 혼합물로 포함하고,
- 상기 코어층은 25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 굴곡 균열 저항성(flex-crack resistant) 에틸렌비닐알콜 코폴리머(C'), 또는 25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌비닐알콜 코폴리머(C) 및 이오노머 산(ionomer acid) 에틸렌 코폴리머(D)의 혼합물을 포함하고,
- 상기 외층은 0.910 g/cm3 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 폴리올레핀(E)을 단독으로 또는 0.870 g/cm3 내지 0.910 g/cm3 범위를 갖는 α-올레핀 및 에틸렌의 코폴리머(F)와의 혼합물로 포함하고,
- 상기 제1 타이층 및 제2 타이층은 서로 독립적으로 카복실산 또는 카복실산의 무수물로 그래프트된 폴리올레핀의 코폴리머(G)를 단독으로 또는 폴리올레핀의 코폴리머(H)와의 혼합물로 포함한다.
일 실시형태에서, 코폴리머 (A)는 4 내지 8 탄소 원자를 갖는 플라스토머 폴리올레핀, 특히 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔 및 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머이다.
일 실시형태에서, 폴리올레핀 (B)는 에틸렌의 호모폴리머, 특히 에틸렌의 저밀도 폴리머이다.
일 실시형태에서, 에틸렌비닐알콜 코폴리머 (C)는 굴곡-균열 저항성이다.
일 실시형태에서, 코폴리머 (D)는 에틸렌 이오노머의 아크릴산 코폴리머이고, 카르복실레이트기는 아연 양이온과 연관된다.
일 실시형태에서, 폴리올레핀 (E)는 4 내지 8 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 올레핀과 에틸렌의 코폴리머이고, 특히 에틸렌 및 헥센의 선형 저밀도 코폴리머이다.
일 실시형태에서, 코폴리머 (F)는 4 내지 8 탄소 원자를 갖는 플라스토머 폴리올레핀이며, 특히 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔 및 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머이다.
일 실시형태에서, 코폴리머 (G)는 말레산 무수물로 그래프트된 에틸렌의 코폴리머이다.
일 실시형태에서, 코폴리머 (H)는 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 플라스토머 폴리올레핀이며, 특히 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔 및 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머이다.
일 실시형태에서, 상기 접촉층은 (A) 및 (B)의 혼합물을 포함하며, (B)/(A)의 질량비가 95/5 이하, 바람직하게는 5/95 내지 95/5의 범위, 더 바람직하게는 0.2 내지 5, 더 바람직하게는 0.2 내지 2 범위이다.
일 실시형태에서, 상기 코어층은 25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌비닐알콜 코폴리머(C) 및 이오노머산 에틸렌 코폴리머(D)의 혼합물을 포함하며, 질량비 (C)/(D)가 95/5 내지 55/45, 바람직하게는 10 내지 19, 더 바람직하게는 15 내지 19 범위이다.
일 실시형태에서, 상기 외층은 (E) 및 (F)의 혼합물을 포함하고, 질량비 (E)/(F)가 5/95 이상, 바람직하게는 5/95 내지 100/0, 더 바람직하게는 1 내지 5, 더 바람직하게는 1 내지 2.5의 범위이다.
일 실시형태에서, 상기 제1 타이층 및 제2 타이층은 서로 독립적으로 (G) 및 (H)의 혼합물을 포함하고, 질량비 (H)/(G)는 95/5 이하, 바람직하게는 5/95 내지 95/5의 범위이고, 더 바람직하게는 0.2 내지 5, 더 바람직하게는 0.2 내지 2.5 범위이다.
일 실시형태에서, 상기 접촉층은, 세포 성장을 저하 또는 지연시킬 수 있는, 감마선 조사에 추가로 열화 화합물을 방출시킬 수 있는 트리스(2,4-ditert-부틸페닐)포스파이트와 같은, 첨가제를 포함하지 않거나 또는 제한된 함량, 바람직하게는 0.10 wt% 미만, 더 바람직하게는 0.07 wt% 미만으로 포함한다.
일 실시형태에서, 본 발명의 다층 필름은 필름의 어느 2개의 층들 사이에 하나 또는 복수의 중간층들을 더 포함한다.
본 발명의 다른 대상은, 접촉층, 제1 타이층, 코어층, 제2 타이층 및 외층의 무연신 공압출(cast coextrusion)을 포함하는, 본 발명의 다층 필름의 제조 방법이다.
본 발명의 또 다른 대상은 본 발명의 다층 필름을 포함하는 벽을 갖는 1 회용 파우치이다.
본 발명의 또 다른 대상은 본 발명의 1 회용 파우치를 포함하는 생물반응기이다.
도 1은 시간 함수로서 배양 배지의 세포 밀도를 도시한 것으로, 상기 배양 배지는 본 발명에 따른 다층 필름으로 제조된 파우치 내에서 성장되고, 종래 기술의 파우치(EVA 접촉층) 내에서 성장된 배양 배지와 비교된 것이다.
달리 언급되지 않는 한, 본 출원과 관련된 폴리머의 밀도는 Standard Test Method ASTM D792 - 08에 따라 측정된다.
본 발명에서, "통합된다"는 표현은 2개 층들이 직접적으로 또는 간접적으로, 즉 하나 또는 복수의 중간층에 의해 서로 부착되는 것을 의미한다. 따라서, 본 발명의 다층 필름은 상기 정의 된 필름의 어느 2개 층들 사이에 하나 또는 복수의 중간층을 더 포함할 수 있다. 이러한 중간층은 다음 폴리머들 중 하나 또는 이들의 혼합물로부터 선택된 폴리머를 포함할 수 있다:
- 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리메틸펜텐(PMP), 또는 폴리부텐-1(PB-1)과 같은 반결정 열가소성 폴리올레핀;
- 폴리이소부틸렌(PIB), 에틸렌-프로필렌(EPR 또는 EPM), 또는 에틸렌-프로필렌-디엔 모노머(EPDM)와 같은 엘라스토머 폴리올레핀;
- 폴리이소부틸렌(PIB);
- 코모노머로서 다음과 같은 에틸렌을 포함하는 폴리머:
- 에틸렌- 비닐 아세테이트(EVA);
- 에틸렌-메틸 아크릴레이트(EMA), 에틸렌-에틸 아크릴레이트(EEA)와 같은 에틸렌 코폴리머-아크릴 에스테르;
- 에틸렌-아크릴 에스테르 - 말레산 무수물(EEAMA); 또는
- 에틸렌-폴리비닐알콜(EVOH).
본 발명에서, "X를 포함하는 층"의 표현은 상기 층이 X를 어떠한 함량으로도 포함하거나 또는 실질적으로 X로 구성되는 것을 의미한다.
접촉층
본 발명에 따르면, 접촉층은 0.870 g/cm3 내지 0.910 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 α-올레핀 및 에틸렌의 코포리머(A)를 단독으로 또는 0.910 g/cm3 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 폴리올레핀(B)과 혼합물로 포함한다.
바람직하게는, 상기 코폴리머 (A)는 0.890 g/cm3 내지 0.905 g/cm3, 바람직하게는 0.895 g/cm3 내지 0.905 g/cm3 범위의 밀도를 갖는다.
바람직하게는, 상기 폴리올레핀 (B)은 0.915 g/cm3 내지 0.935 g/cm3, 바람직하게는 0.920 g/cm3 내지 0.930 g/cm3 범위의 밀도를 갖는다.
상기한 바와 같이, 접촉층은 필름 및 생물 약제학적 제품의 열화를 일으키지 않고 생물 약제학적 제품과 접촉될 수 있는 물질로 제조되어야 한다.
또한, 그 자체로 밀봉 가능해야 한다. 이러한 목적을 위하여, 0.870 g/cm3 내지 0.910 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 α-올레핀 및 에틸렌의 코폴리머 (A)는 폴리올레핀 플라스토머들 중에서 선택될 수 있다. 이들 수지들은 단일 활성점(single site) 또는 지글러-나타(Ziegler-natta) 촉매작용 과정을 통해 제조된다. 이들은 특히 에틸렌과, 적어도 3개의 탄소 원자, 바람직하게는 4개 내지 8개의 탄소원자를 갖는 하나 이상의 α-올레핀, 예를 들어 부트-1-엔, 헥스-1-엔 또는 옥트-1-엔과 같은 α-올레핀과의 코폴리머들 중에서 선택되거나, 특히 에틸렌과 옥텐, 에틸렌과 헥센, 에틸렌과 부텐, 또는 에틸렌과 프로필렌의 코폴리머들 중에서 선택될 수 있다. 에틸렌 및 α-올레핀의 코폴리머 (A)는 더 바람직하게는 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머이며, 일반적으로 mLLDPE-C8이라 한다.
적당한 코폴리머 (A)는 상표 AFFINITY® 또는 ENGAGE®으로 다우케미칼사(Dow Chemical Company)에 의해, 또는 상표 EXACT®으로 엑슨모빌케미칼(ExxonMobil Chemical)에 의해 판매된다.
접촉층의 가공을 용이하게 하고 점착 현상을 줄이기 위하여, 코폴리머 (A)는 0.910 g/cm3 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 폴리올레핀 (B)과 혼합될 수 있다. 폴리머 (B)는 올레핀의 호모폴리머 또는 코폴리머들 중에서, 바람직하게는 에틸렌의 호모폴리머들 중에서 선택될 수 있다. 폴리올레핀 (B)는 더 바람직하게는 통상 LDPE라 하는 에틸렌의 저밀도 폴리머이다. 적당한 폴리올레핀 (B)는 예를 들어 상표 LUPOLEN®(더 정확하게는 LUPOLEN®2426HK)으로 라이온델바젤 인더스트리(LyondellBasel Industries)에 의해, 또는 상표 DOW LDPE®으로 다우케미칼사에 의해 판매된다.
상기 접촉층의 유연성, 밀봉성 및 점착성 효과는 (A)와 (B) 사이의 비를 조절하여 제어될 수 있다.
일 실시형태에서, 접촉층은 (A)와 (B)의 혼합물을 95/5 이하, 바람직하게는 5/95 내지 95/5 범위의 질량비로 포함한다.
유연성, 밀봉성 및 접착성 효과 사이에서 적당한 절충과, 이로 인하여 광범위한 적용분야를 포괄하기 위하여, 질량비(B)/(A)는 0.2 내지 5, 바람직하게는 0.2 내지 2의 범위일 수 있다.
상기 접촉층은 상기 폴리머들을 보호하는 하나 이상의 종래 첨가제들, 예를 들어 항산화제들(- 옥타데실 3-(3,5-di-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트 - 펜타에리스리톨 테트라키스(3-(3,5-di-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트), - 트리스(2,4-ditert-부틸페닐)포스파이트, - 부틸히드록시톨루엔, - 1,3,5,트리스(3,5-di-tert-부틸-4-히드록시벤질)-s-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)트리온, - 에틸렌 bis[3,3-bis[3-(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시페닐]부타노에이트]) 또는 상기 층들의 가공을 돕는 첨가제들, 예를 들어, 블로킹방지제(예를 들어, 실리콘 디옥시드, 마그네슘 실리케이트, 칼슘 카보네이트, 칼슘 스테아레이트, 에틸렌 비스스테아로아미드, 스테아릴 에루카아미드, 스테아로아미드, 에루카아미드, 글리세롤 모노스테아레이트, 아연 스테아레이트, 또는 실리콘)을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 첨가제들은, 비경구 제제 및 안과 제제용 용기들에 대한 첨가제에 관한 유럽 약전 6.0, 3.1.3 폴리올레핀 또는 3.1.5 폴리에틸렌(the European pharmacopoeia 6.0, 3.1.3 Polyolefines or 3.1.5 Polyethylene) 규정을 준수하여야 한다. 바람직하게는, 접촉층에서 첨가제들의 함량은 0.50 wt% 미만, 바람직하게는 0.10 wt% 미만, 더 바람직하게는 0.07 wt% 미만이어야 한다.
만약 접촉층이 세포 배지와 접촉하도록 의도된다면, 상기 접촉층은 가소제로서 슬립제 또는 프탈레이트를 포함하지 않아야 하며, 이는 이들 첨가제들이 상기 층의 표면으로 이동할 수 있는 작은 분자량 분자를 포함하여 상기 세포 배지를 오염시킬 수 있기 때문이다.
또한, 접촉층은 25 kGy - 50 kGy 범위의 감마선 조사에 추가로 세포 성장을 저하 또는 지연시킬 수 있는 열화 화합물을 방출시킬 수 있는 첨가제를 포함하지 않거나 제한된 함량(0.10 wt% 미만, 바람직하게는 0.07 wt% 미만)으로 포함하여야 한다.
세포 성장을 저하 또는 지연시킬 수 있는 그러한 열화 화합물들은, 레놀릿사(Renolit)에 의해 시판되는 EVA 필름 BF1400과 같은 대조군 필름(세포 성장을 지연 또는 저하하지 않음)과 비교하여, 사토리우스 스테딤 바이오테크사(Sartorius Stedim Biotech)의 Biostat® Cultibag RM 시스템에서 Per-C6 세포주를 사용하여, 7일 동안 상기 필름을 시험하여 검출될 수 있다.
세포 성장은 유도기가 적어도 24 시간일 때 저하되거나 지연된다고 생각된다.
그러한 열화 화합물들은 항산화제들로부터 방출될 수 있다. 항산화제들은 열, 빛, 촉매 잔기와 같은 불순물 또는 기계적 스트레스에 의해 시작될 수 있는 폴리머 열화를 방지하기 위하여 사용된다.
접촉층은 바람직하게는 항산화제를 전혀 포함하고 있지 않거나 또는 0.3 wt% 미만(바람직하게는 0.10 wt% 미만, 더 바람직하게는 0.07 wt% 미만)의 제한된 함량의 항산화제를 포함한다. 표 1은 그러한 산화제들의 예를 제시한다.
화학명 CAS no 화학식
옥타데실 3-(3,5-di-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트 CAS no2082-79-3
Figure 112015079908317-pct00001
펜타에리스리톨 테트라키스(3-(3,5-di-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트)
CAS no6683-19-8
Figure 112015079908317-pct00002
트리스(2,4-ditert-부틸페닐) 포스파이트
CAS no31570-04-4
Figure 112015079908317-pct00003
부틸히드록시톨루엔
 CAS no 128-37-0
Figure 112015079908317-pct00004
1,3,5,트리스(3,5-di-tert-부틸-4-히드록시벤질)-s-트리아질-2,4,6-(1H,3H,5H)트리온
CAS no27676-62-6
Figure 112015079908317-pct00005
에틸렌 bis[3,3-bis[3-(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시페닐]부타노에이트]
CAS no32509-66-3
Figure 112015079908317-pct00006
상기 항산화제들은 열화 과정을 중지시키는 데 사용된 메커니즘에 따라 1차 및 2차의 2가지 타입으로 분류된다. 세포 성장을 저하 또는 지연시킬 수 있는 열화 화합물들은 페놀 항산화제 또는 포스파이트 항산화제와 같은 1차 및 2차 항산화제로부터 방출될 수 있다.
특히, 상기 접촉층은 2차 항산화제, 바람직하게는 트리스(2,4-ditert-부틸페닐) 포스파이트와 같은 포스파이트 항산화제를 전혀 포함하고 있지 않거나 제한된 함량(0.01 wt%)으로 포함한다.
감마선 조사하에서, 트리스(2,4-ditert-부틸페닐) 포스파이트는 포스페이트로 전환되고, 결국 다음과 같이 열화 화합물들을 방출한다:
Figure 112015079908317-pct00007
상기 접촉층의 두께는 150㎛ 내지 300㎛, 바람직하게는 200 내지 250㎛, 더 바람직하게는 225㎛ 내지 245㎛이다.
상기 접촉층은 압출 가공으로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 상기 접촉층은 세포 배지에 대하여 접촉층을 불활성으로 만들기 위하여 실리콘을 사용하지 않고 다층 필름의 다른 층들과 함께 무연신 압출 가공으로 제조된다.
코어층
본 발명에 따르면, 코어층은 25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 굴곡-균열 저항성 에틸렌비닐알콜 코폴리머(C') 또는 25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌비닐알콜 코폴리머(C)와 이오노머산 에틸렌 코폴리머(D)의 혼합물을 포함한다.
상기 굴곡 균열 저항성은 Standard Test Method for Flex Durability of Flexible Barrier Materials ASTM F392 (2004)으로 측정된다. 본 발명에 따르면, 만약 ASTM F392의 방법(필름 샘플: 30㎛ 단일층, 시험 조건: 23℃, 겔보식 굴곡 시험기(Gelbo flex tester): 440° 트위스트 동작)에 따라 100 사이클 후 측정된 핀홀의 수가 30 이하라면 물질은 굴곡-균열 저항성이다. 그러한 폴리머를 상기 코어층으로 도입하는 것은 다층 필름을 기계적 스트레스에 보다 저항적으로 만든다는 것을 발견했다.
25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌비닐알콜 코폴리머 (C) 또는 (C')가 사용되어 산소, 이산화탄소와 같은 기체들의 통로에 장벽을 제공한다. 에틸렌비닐알콜 코폴리머는 통상 EVOH로 약칭된다. 바람직하게는 코폴리머(C) 또는 (C')에서 에틸렌 함량은 29 내지 44 mol%, 가장 바람직하게는 약 29 내지 38 mol% 범위이다. 에틸렌 함량이 25 내지 48 mol%인 적당한 EVOH는 예를 들어 상표 SOARNOL®으로 닛뽄 고세이(Nippon Goshei)에 의해 판매된다. 에틸렌 함량이 27 내지 48 mol%인 적당한 EVOH는 상표 EVAL®으로 쿠라레사(Kuraray)에 의해 판매된다.
유리하게, 상기 코폴리머 (C)는 굴곡-균열 저항성이다.
바람직하게는, 상기 굴곡-균열 저항성 폴리머 (C) 또는 (C')는 비틀림 또는 트위스트 적용 움직임 동안 또는 그 후에 조차 이들의 장벽 성질이 유지되도록 하는 것이다.
코폴리머 (C) 또는 (C')에서 에틸렌 함량이 적을수록, 상기 층의 기체 장벽 효과는 높아지나, 동시에 상기 코어층은 더 단단해진다. 만약 상기 코어층이 너무 단단하면, 다층 필름 내 균열이 일어나거나 층간 박리를 야기할 수 있다.
균열이나 층간 분리 위험을 제한하기 위하여, 코폴리머 (C)는 장벽층의 기계적 스트레스를 흡수하는 것을 돕는 이오노머산 에틸렌 코폴리머 (D)와 함께 혼합된다. 상기 코폴리머 (D)는 코폴리머 (C)와 용이하게 혼합하고 상기 타이층과 우수한 친화성을 나타내기 때문에 특히 적당하다.
"이오노머산 에틸렌 코폴리머"가 의미하는 것은, 아연 또는 나트륨 이온들과 같은 금속염들로 부분적으로 중성화된 산 에틸렌 코폴리머이다. 적당한 코폴리머 (D)는 에틸렌 이오노머들의 아크릴산 코폴리머를 포함하며, 여기서 카복실레이트기는 아연 양이온과 관련이 있다. 그러한 코폴리머들은 예를 들어 상표 SURLYN®으로 듀폰사(DuPont Packaging & Industrial Polymers)에 의해 또는 상표 AMPLIFY®IO로 다우케미칼사(Dow Chemical)에 의해 판매된다.
필름의 유연성 및 기체 장벽 효과는 (C) 및 (D) 사이의 비를 조절하는 것에 의해 제어될 수 있다.
일 실시형태에서, 상기 코어층은 25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌비닐알콜 코폴리머 (C)와 이오노머산 에틸렌 코폴리머 (D)의 혼합물을 포함하고, 질량비(C)/(D)가 95/5 내지 55/45 범위이다.
유연성과 기체 장벽 효과 사이의 적당한 절충과 이로 인하여 광범위한 적용분야를 포함하기 위하여, 질량비(C)/(D)는 10 내지 19, 바람직하게는 15 내지 19 범위일 수 있다.
상기 코어층의 두께는 5㎛ 내지 50㎛, 바람직하게는 15 내지 40㎛, 더 바람직하게는 20㎛ 내지 30㎛ 이다.
상기 코어층은 압출 가공으로 제조될 수 있다. 바람직하게는, 상기 코어층은 세포 배지에 대하여 상기 접촉층을 불활성으로 만들기 위하여 실리콘 사용없이 다층 필름의 다른 층들과 함께 무연신 압출 가공으로 제조된다.
외층
본 발명에 따르면, 외층은 0.910g/cm3 내지 0.940g/cm3 범위의 밀도를 갖는 폴리올레핀 (E)을 단독으로 또는 0.870 g/cm3 내지 0.910 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 α-올레핀 및 에틸렌의 코폴리머 (F)와의 혼합으로 포함한다.
바람직하게는, 상기 폴리올레핀 (E)는 0.925 g/cm3 내지 0.940 g/cm3, 더 바람직하게는 0.930 g/cm3 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 갖는다.
바람직하게는, 상기 코폴리머 (F)는 0.890 g/cm3 내지 0.905 g/cm3, 더 바람직하게는 0.895 g/cm3 내지 0.905 g/cm3 범위의 밀도를 갖는다.
0.910 g/cm3 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 폴리올레핀 (E)는 올레핀들의 호모폴리머들 또는 코폴리머들, 바람직하게는 에틸렌의 코폴리머들 사이에서 선택될 수 있다. 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머는 인장 응력(tensile stress)에 대해 보다 우수한 기계적 저항성을 나타내기 때문에 특히 적당하다. 바람직한 폴리올레핀 (E)는 에틸렌과, 적어도 3개의 탄소 원자, 바람직하게는 4개 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 올레핀, 예를 들어 부텐, 헥센 또는 옥텐과 같은 올레핀과의 코폴리머를 포함한다. 폴리올레핀 (E)는 더 바람직하게는 헥산과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머이고, 통상 LLDPE-C6 라고 한다. 적당한 폴리올레핀 (E)는 예를 들어 상표 INEOS LLDPE (더 정확하게는 INEOS LLDPE LL6930AA)으로 INEOS사에 의해, 또는 상표 DOWLEXTM(더 정확하게는 DOWLEXTM SC 2108G)으로 다우케미칼사에 의해 판매된다.
0.870 g/cm3 내지 0.910 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 α-올레핀과 에틸렌의 코폴리머들 (F)는 폴리올레핀 플라스토머들 사이에서 선택될 수 있다. 이들 수지는 단일 활성점 또는 지글러-나타 촉매 작용 과정을 통해 제조된다. 이들은 특히 에틸렌과, 적어도 3개의 탄소 원자, 바람직하게는 4개 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 α-올레핀, 예를 들어 부트-1-엔, 헥스-1-엔 또는 옥트-1-엔과 같은 α-올레핀과의 코폴리머들, 특히 에틸렌과 옥텐, 에틸렌과 헥센, 에틸렌과 부텐 또는 에틸렌과 프로필렌의 코폴리머들 중에서 선택될 수 있다. 에틸렌과 α-올레핀의 코폴리머 (F)는 더 바람직하게는 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머이고, 통상 mLLDPE-C8라 한다. 적당한 폴리올레핀 (F)는 예를 들어 상표 AFFINITY® 또는 ENGAGE®으로 다우케미칼사에 의해 또는 상표 EXACT®으로 엑슨모빌케미컬사에 의해 판매된다.
상기 외층은 파우치 벽의 기계적 강도에 기여한다. 이러한 목적을 위하여, 상기 외층은 높은 기계적 스트레스를 견딜 수 있을 정도로 충분히 유연하나, 너무 많이 연장되지는 않는, 즉 제품으로 채워질 때 파우치의 변형을 방지할 수 있도록 충분히 단단하여야 한다.
상기 폴리올레핀 (E)가 원하는 강성을 필름에 부여하는 동안, 코폴리머 (F)는 필름에 기계적 강도에 대한 저항성, 특히 트위스트 스트레스에 대한 저항성을 부여한다. 필름의 유연성과 강성은 (E)와 (F) 사이의 정확한 비를 조절하는 것으로 제어될 수 있다.
상기 필름이 파우치 내에 포함된 액체의 압력에 대해 저항할 수 있어야 하는 일부 적용분야(예를 들어 큰 부피의 액체)에서는, 폴리올레핀 (E)의 함량이 코폴리머 (F)보다 높은 것이 바람직하다.
필름이 굴곡성과 기계적 스트레스를 견뎌야 하는 다른 적용분야에서는, 코폴리머 (F)의 함량이 폴리올레핀 (E)보다 높은 것이 바람직하다.
일 실시형태에서, 상기 외층은 (E) 및 (F)의 혼합물을 포함하고, 질량비 (E)/(F)는 95 이상, 바람직하게는 5/95 내지 100/0이다.
유연성과 강성 사이에 적당한 절충과 이로 인하여 광범위한 적용분야를 포괄하기 위하여, 상기 질량비 (E)/(F)는 1 내지 5, 바람직하게는 1 내지 2.5의 범위일 수 있다.
상기 외층은 폴리머들을 보호하기 위한 종래의 첨가제들, 예를 들어 항산화제 (- 옥타데실 3-(3,5-di-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트 - 펜타에리스리톨 테트라키스(3-(3,5-di-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트), - 트리스(2,4-ditert-부틸페닐)포스파이트, - 부틸히드록시톨루엔, - 1,3,5,트리스(3,5-di-tert-부틸-4-히드록시 벤질)-s-트리아질-2,4,6-(1H,3H,5H)트리온, - 에틸렌 bis[3,3-bis[3-(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시페닐]부타노에이트]), 또는 층의 가공을 돕는 종래의 첨가제들, 예를 들어 블록킹 방지제(예를 들어, 실리콘 디옥시드, 마그네슘 실리케이트, 칼슘 카보네이트, 칼슘 스테아레이트, 에틸렌 비스스테아로아미드, 스테아릴 에루카아미드, 스테아로아미드, 에루카아미드, 글리세롤 모노스테아레이트, 아연 스테아레이트, 또는 실리콘)을 하나 이상 포함한다. 바람직하게는 상기 첨가제들은 비경구성 제제 및 안과용 제제의 용기에 대한 첨가제에 대해서 유럽 약전 6.0 3.1.3 폴리올레핀 또는 3.1.5 폴리에틸렌(European pharmacopoeia 6.0, 3.1.3. Polyolefines or 3.1.5 Polyethylene)을 준수하여야 한다. 바람직하게는 상기 외층에서 첨가제들의 함량은 0.50 wt% 미만, 바람직하게는 0.10 wt% 미만, 보다 바람직하게는 0.07 wt% 미만이어야 한다.
바람직하게는, 상기 첨가제들은 감마선 조사 하에서 열화에 민감할 수 있는 화합물 어느 것도 포함하지 않는 조성물들 중에서 선택된다.
외층의 두께는 50㎛ 내지 150㎛, 특히 55㎛ 내지 150㎛, 바람직하게는 80 내지 120㎛, 더 바람직하게는 90㎛ 내지 110㎛이다.
상기 외층은 압출 가공에 의해 제조될 수 있다. 바람직하게는, 상기 외층은 세포 배지에 대하여 상기 접촉층을 불활성으로 만들기 위하여 실리콘 사용 없이 다층 필름의 다른 층들과 무연신 압출 가공으로 제조된다.
타이층
본 발명에 따르면, 제1 타이층 및 제2 타이층은 서로 독립적으로 카복실산 또는 카복실산의 무수물로 그래프트된 폴리올레핀의 코폴리머 (G)를 단독으로 또는 폴리올레핀의 코폴리머 (H)와의 혼합물로 포함한다.
상기 타이층은 접촉층, 코어층 및 외층을 각 층들 사이에서 밀봉하고 파우치 사용 중 이들 층의 분리를 방지할 수 있다.
일 실시형태에서, 폴리올레핀 (G)는 0.875 g/cm3 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 갖는다.
일 실시형태에서, 폴리올레핀 (H)는 0.870 g/cm3 내지 0.910 g/cm3 범위의 밀도를 갖는다.
일 실시형태에서, 제1 타이층 및 제2 타이층은 동일한 조성을 갖는다.
상기 결합 성질은 카복실산 또는 카복실산의 무수물로 그래프트된 폴리올레핀의 코폴리머인 코폴리머 (G)에 의해 부여된 것이다. 카복실산 또는 카복실산의 무수물로 그래프트된 폴리올레핀의 코폴리머는 바람직하게는 에틸렌의 코폴리머, 더 구체적으로 에틸렌과, 적어도 3개의 탄소 원자, 바람직하게는 4개 내지 8개 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 올레핀, 예를 들어 부텐, 헥센 또는 옥텐과 같은 올레핀과의 코폴리머로서 말레산 무수물로 그래프트된 것이다. 더 바람직하게는 상기 폴리머 (G)는 말레산 무수물로 그래프트된 에틸렌의 코폴리머이다. 적당한 폴리머 (G)는 예를 들어 상표 BYNEL®으로 듀폰사에 의해 또는 상표 AMPLIFYTM TY 또는 AMPLIFYTMGR으로 다우케미칼사에 의해 판매된다.
상기 접촉층, 코어층 및 외층과의 보다 나은 친화성을 위하여, 그리고 필름의 보다 나은 유연성을 위하여, 상기 폴리머 (G)는 코폴리머 (H)와 혼합된다.
코폴리머 (H)는 폴리올레핀 플라스토머들 중에서 선택될 수 있다. 이들 수지는 단일 활성점 또는 지글러-나타 촉매 작용과정을 통해 제조된다. 이들은 특히 에틸렌과, 적어도 3개 이상의 탄소 원자, 바람직하게는 4개 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 α-올레핀, 예를 들어 부트-1-엔, 헥스-1-엔 또는 옥트-1-엔과 같은 α-올레핀과의 코폴리머들, 더 구체적으로 에틸렌과 옥텐, 에틸렌과 헥센, 에틸렌과 부텐 또는 에틸렌과 프로필렌의 코폴리머들 중에서 선택될 수 있다. 에틸렌과 α-올레핀의 코폴리머 (H)는 더 바람직하게는 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머이고, 통상 mLLDPE-C8라고 한다. 적당한 폴리올레핀 (H)는 예를 들어 상표 AFFINITY® 또는 ENGAGE®으로 다우케미칼사에 의해 또는 상표 EXACT®으로 엑슨모빌 케미칼사에 의해 판매된다.
일 실시형태에서, 제1 타이층 및 제2 타이층은 서로 독립적으로 (G) 및 (H)의 혼합물을 포함하고 질량비 (H)/(G)가 95/5 미만, 바람직하게는 5/95 내지 95/5 범위이다.
유연성과 밀봉성 사이의 적당한 절충과 이로 인하여 광범위한 적용분야를 포괄하기 위하여, 상기 질량비(H)/(G)는 0.2 내지 5, 바람직하게는 0.2 내지 2.5 범위 내일 수 있다.
상기 타이층의 두께는 5㎛ 내지 50㎛ , 바람직하게는 10 내지 30㎛ , 더 바람직하게는 15㎛ 내지 25㎛ 이다.
상기 타이층은 압출 가공에 의해 제조될 수 있다. 바람직하게는, 상기 타이층은 세포 배지에 대하여 상기 접촉층을 불활성으로 만들기 위하여 실리콘 사용없이 다층 필름의 다른 층들과 함께 무연신 압출 가공으로 제조된다.
다층 필름
본 발명의 다층 필름은 접촉층, 코어층 및 외층을 포함하고, 여기서 상기 접촉층 및 코어층은 제1 타이층으로 통합되고 상기 외층 및 코어층은 제2 타이층으로 통합되며, 여기서 상기 층들은 이전에 정의된 것과 같다.
일 특정 실시형태에서, 본 발명의 다층 필름은 다음을 포함하고:
- 접촉층,
- 코어층,
- 외층,
- 2개의 타이층
여기서:
- 상기 접촉층 및 코어층은 제1 타이층으로 통합되고,
- 상기 외층 및 코어층은 제2 타이층으로 통합되고,
- 상기 접촉층은 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 폴리올레핀 플라스토머 (A), 예를 들어, 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔 및 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머이고, 상기 폴리올레핀 플라스토머는 0.895 g/cm3 내지 0.905 g/cm3 범위의 밀도를 갖고;
- 상기 코어층은 다음을 포함하며:
o 25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌 비닐알콜 코폴리머 (C) 및 이오노머산 에틸렌 코폴리머 (D)의 혼합물,
o 15 내지 19의 질량비 (C)/(D)를 갖고,
- 상기 외층은 0.930 g/cm3 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 헥센과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머 (E)를 포함하고,
- 상기 제1 타이층 및 제2 타이층은 서로 독립적으로 말레산 무수물로 그래프트된 에틸렌의 코폴리머 (G)를 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 상기 정의된 다층 필름의 코폴리머 (C)는 굴곡-균열 저항성이다.
일 특정 실시형태에서, 본 발명의 다층 필름은 다음을 포함하고:
- 접촉층,
- 코어층,
- 외층,
- 2개의 타이층
여기서:
- 상기 접촉층 및 코어층은 제1 타이층으로 통합되고,
- 상기 외층 및 코어층은 제2 타이층으로 통합되고,
- 상기 접촉층은 4개 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 폴리올레핀 플라스토머 (A), 예를 들어 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머를 포함하고, 상기 폴리올레핀 플라스토머는 0.895 g/cm3 내지 0.905 g/cm3 범위의 밀도를 갖고,
- 상기 코어층은 다음을 포함하며:
o 25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 굴곡 균열 저항성 에틸렌비닐알콜 코폴리머 (C'),
- 상기 외층은 0.930 g/cm3 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 헥센과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머 (E)를 포함하며,
- 상기 제1 타이층 및 제2 타이층은 서로 독립적으로 말레산 무수물로 그래프트된 에틸렌의 코폴리머 (G)를 포함한다.
다른 특정 실시형태에서, 본 발명의 다층 필름은 다음을 포함하고:
- 접촉층,
- 코어층,
- 외층,
- 2개의 타이층
여기서:
- 상기 접촉층 및 코어층은 제1 타이층으로 통합되고,
- 상기 외층 및 상기 코어층은 제2 타이층으로 통합되고,
- 상기 접촉층은 다음을 포함하고:
o 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 폴리올레핀 플라스토머로서, 특히 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머로서, 0.895 g/cm3 내지 0.905 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 폴리올레핀 플라스토머 (A)와 0.920 g/cm3 내지 0.930 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 에틸렌의 저밀도 폴리머 (B)의 혼합물,
o 0.2 내지 2 범위의 질량비 (B)/(A)를 갖고,
- 상기 코어층은 다음을 포함하고:
o 25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 에밀렌비닐알콜 코폴리머 (C) 및 이오노머산 에틸렌 코폴리머 (D)의 혼합물,
o 15 내지 19의 질량비 (C)/(D)를 갖고,
- 상기 외층은 0.930 g/cm3 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 헥센과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머 (E)를 포함하고,
- 상기 제1 타이층 및 제2 타이층은 서로 독립적으로 다음을 포함하고:
o 말레산 무수물로 그래프트된 에틸렌의 코폴리머 (G) 및 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 폴리올레핀 플라스토머로서, 특히 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머 (H)의 혼합물,
o 0.2 내지 2/5 범위의 질량비 (H)/(G)를 갖는다.
바람직한 실시형태에서, 상기 정의된 다층 필름의 코폴리머 (C)는 굴곡-균열 저항성이다.
또 다른 특정 실시형태에서, 본 발명의 다층 필름은 다음을 포함하고:
- 접촉층,
- 코어층,
- 외층,
- 2개의 타이층
여기서:
- 상기 접촉층 및 상기 코어층은 제1 타이층으로 통합되고,
- 상기 외층 및 상기 코어층은 제2 타이층으로 통합되고,
- 상기 접촉층은 다음을 포함하고:
o 4 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 폴리올레핀 플라스토머로서, 특히 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머이고, 0.895 g/cm3 내지 0.905 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 폴리올레핀 플라스토머 (A)와, 0.920 g/cm3 내지 0.930 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 에틸렌의 저밀도 폴리머 (B)의 혼합물,
o 0.2 내지 2의 질량비 (B)/(A)를 갖고,
- 상기 코어층은 다음을 포함하고:
o 25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌비닐알콜 코폴리머 (C) 및 이오노머산 에틸렌 코폴리머 (D)의 혼합물,
o 15 내지 19 범위의 질량비 (C)/(D)를 갖고,
- 상기 외층은 다음을 포함하고:
o 0.930 g/cm3 내지 0.940 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 헥센과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머 (E) 및 4 내지 8개 탄소 원자를 갖는 폴리올레핀 플라스토머, 특히 0.895 g/cm3 내지 0.905 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머 (F)의 혼합물,
o 1 내지 2.5 범위의 질량비 (E)/(F)를 갖고,
- 상기 제1 타이층 및 제2 타이층는 서로 독립적으로 다음을 포함하고:
o 말레산 무수물로 그래프트된 에틸렌의 코폴리머 (G) 및 4 내지 8개 탄소 원자를 갖는 폴리올레핀 플라스토머, 특히 메탈로센 촉매를 이용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔과 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머 (H)의 혼합물,
o 0.2 내지 2.5 범위의 질량비 (H)/(G)를 갖는다.
바람직한 실시형태에서, 상기 정의된 다층 필름의 코폴리머 (C)는 굴곡-균열 저항성이다.
상기 층들은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 잘 알려진 표준 압출 공정 기술로 다층 필름 내로 가공될 수 있으며, 이 표준 압출 공정 기술들은 무연신 또는 분출 압출(blow extruxion)과 같은 압출 가공 또는 공압출 가공, 압출 코팅, 압출 코팅 및 라미네이션, 또는 이들의 조합, 예를 들어 적어도 2개의 층들을 공압출하고 이후 다른 층에 코팅하거나, 또는 적어도 2개 층들을 공압출하고, 다른 층을 압출하고 난 후 상기 공압출된 층 및 압출된 층을 코팅하고 서로 라미네이팅하는 공정을 포함한다.
바람직하게는, 상기 다층 필름은 무연신 공압출 공정을 사용하여 제조된다.
본 발명의 또 다른 대상은 상기 접촉층, 제1 타이층, 코어층, 제2 타이층 및 외층의 무연신 공압출을 포함하는, 상기 설명된 다층 필름을 제조하는 방법이다.
상기 방법은 슬립제 및 허용불가능한 수준으로 추출가능물들을 증가시킬 수 있는 다른 저분자량 첨가제들이 없이 수행되어야 한다.
본 발명에 따른 다층 필름은 2D 파우치 또는 3D 파우치를 포함하여, 1 회용 파우치를 제조하는데 특히 적합하다.
그러므로 본 발명의 또 다른 대상은 상술된 다층 필름을 포함하는 벽을 갖는 1 회용 파우치이다.
이러한 목적을 위하여, 다층 필름의 두께는 200㎛ 내지 500㎛, 바람직하게는 300㎛ 내지 450㎛, 더 바람직하게는 350㎛ 내지 450㎛이다.
본 발명의 다층 필름은 다양한 기계적 스트레스를 견딜 수 있어, 광범위한 적용분야에 사용할 수 있게 되며, 예를 들어 작거나 큰 부피의 2D 또는 3D 파우치 내에 유체를 저장 또는 수송하기 위하여 액체/액체 또는 고체/액체 교반에 의해 용액을 제조하기 위한, 교반의 형태가 무엇이든 생물반응기 내에서 사용할 수 있게 한다.
그러한 파우치들은 당해 기술분야의 통상의 기술자에 의해 잘 알려진 표준 기술들에 따라 제조될 수 있다.
본 발명의 다층 필름은 세포 배지 또는 세포 배양액을 포함하도록 의도된 1 회용 파우치를 제조하는데 특히 적합하며, 이것은 감마선 조사에 의한 멸균에 추가로 배양 배지의 세포 성장에 영향을 주지 않거나 영향이 제한되기 때문이다. 특히, 본 발명의 다층 필름의 상기 접촉층은 감마선 조사에 추가로, 세포 성장을 방해할 수 있는 열화 화합물을 방출하지 않거나 한정된 함량으로 방출한다.
본 발명은 다음 실시예에서 더 상세하게 설명될 것이다. 이들 실시예들은 본 발명을 설명하기 위하여 제안된 것이고 어떠한 방법으로도 본 발명은 한정하는 방법으로 검토되어서는 안 된다.
실시예 1: 다층 필름
400㎛ 두께의 다층 필름이 제조되고 본 발명의 개시 내용에 따라 공압출되었다. 상기 다층 필름은 다음을 갖는다:
- 0.936 g/cm3 밀도를 갖는 LLDPE-C6 98wt%와 블로킹방지 수지 2wt%를 포함하는 100㎛ 두께의 외층,
- 38 mol%의 에틸렌 함량을 갖는 EVOH 95wt%와 0.950 g/cm3의 밀도를 갖는 PE 이오노머 아연 5wt%를 포함하는 25㎛ 두께의 코어층,
- 0.902 g/cm3의 밀도를 갖는 mLLDPE-C8 68wt%, 0.923 g/cm3의 밀도를 갖는 첨가제가 없는 LDPE 30wt% 및 블로킹 방지 수지 2wt%를 포함하는 235㎛ 의 두께를 갖는 접촉층,
- 0.902g/cm3의 밀도를 갖는 mLLDPE-C8 70wt% 및 LLDPE-MAH 30wt%를 포함하는 상기 접촉층 및 상기 코어층 사이의 제1 타이층,
- 0.902g/cm3의 밀도를 갖는 mLLDPE-C8 70wt% 및 LLDPE-MAH 30wt%을 포함하는, 상기 접촉층 및 상기 코어층 사이의 제2 타이층.
LLDPE-C6 = 에틸렌 및 헥센의 선형 저밀도 코폴리머.
EVOH = 에틸렌비닐알콜 폴리머.
PE 이오노머 아연 = 에틸렌 이오노머의 아크릴산 코폴리머, 여기서 상기 카복실레이트기가 아연 양이온과 관련된다.
mLLDPE-C8 = 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔 및 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머.
LLDPE-MAH = 말레산 무수물로 그래프트된 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머.
LDPE = 에틸렌의 저밀도 폴리머.
실시예 2: 기계적 스트레스 테스트
2.1. 궤도 움직임을 갖는 교반 테이블
10 리터 부피를 갖는 실시예 1의 다층 필름(필름 No. 1)로 제조된 2D 파우치를 10 리터의 물로 채우고 궤도 움직임을 갖는 교반 테이블에 두었다. 교반 속도는 140 rpm이었다. 상기 테스트는 파우치 밖으로 유체가 누출될 때까지 수행되었다. 1.1 시간 후 누출이 발생했다(표준 편차 = 0.3).
상기 코어층이 1.12g/cm3의 밀도를 갖는 굴곡-균열 저항성인 EVOH를 포함하는 것을 제외하고는 필름 No.1과 동일한 다층 필름(필름 No. 2)으로 제조된 동일한 2D 파우치를 동일한 조건하에서 테스트하였다. 누출은 1.5시간 후 발생했다(표준 편차 = 0.3).
상기 외층이 0.902 g/cm3의 밀도를 갖는 mLLDPE-C8 30wt%, 0.936 g/cm3의 밀도를 갖는 LLDPE-C6 68wt% 및 블로킹 방지 수지 2wt%를 포함하는 것을 제외하고 필름 No. 2와 동일한 다층 필름(필름 No. 3)으로 제조된 동일한 2D 파우치를 동일한 조건 하에서 테스트했다. 누출은 2.1 시간 후에 일어났다(표준 편차 = 0.7).
본 실시예는 굴곡-균열 저항성 EVOH를 상기 코어층에 사용하는 것으로 필름을 기계적 스트레스에 더 저항적이게 만들었다는 것을 보여준다(누출까지 시간이 36% 증가된다).
본 실시예는 또한 저밀도(0.870 g/cm3 내지 0.910 g/cm3, 특히 0.902 g/cm3)의 α-올레핀과 에틸렌의 코폴리머를 고밀도를 갖는 폴리올레핀에 첨가하여 외층으로 한 것은 필름을 기계적 스트레스에 대해 더 저항적으로 만든다는 것을 보여준다(누설까지 시간이 40% 증가된다).
굴곡-균열 저항성 EVOH를 상기 코어층 내에 사용하고 저밀도의 α-올레핀 및 에틸렌의 코폴리머를 상기 외층에 첨가한 것은 누설까지의 시간을 90% 증가시킨다.
2.2. 요동 움직임(Rocking motion)
상술된 필름 No.1, 필름 No.2 및 필름 No.3으로 200 리터의 부피를 갖는 3개의 파우치를 제조하였고, 물 100 리터로 채우고 20rpm의 속도로 10°의 각도로 움직였다. 테스트는 21일 동안 수행되었다.
필름 No. 1로 제조된 파우치에 대해서, 누출이 5일 후 일어났다.
필름 No. 2 및 3으로 제조된 파우치에 대해서, 21일 후에도 누출이 일어나지 않았다.
본 실시예는 실시예 2.1)에서 얻어진 결과들을 확증한다.
실시예 3: 세포 밀도
10리터의 3개의 백들은 3개의 다른 필름 A , B 및 C로 제조되었다.
필름 A는 참조번호 BF1400(레놀릿사)로 시판되고 있다. 이것은 EVA 접촉층을 포함한다. 필름 B 및 C는 접촉층, 코어층, 외층 및 2개의 타이층을 포함하는 본 발명에 따른 다층 필름이다. 필름 B 및 C는 상기 접촉층을 제외하고는 동일하다.
필름 B는 400㎛의 두께를 갖는다. 이것의 접촉층은 235㎛의 두께를 갖고 다음을 포함한다:
- 0.902 g/cm3의 밀도를 갖는 mLLDPE-C8 및
- 세포 성장을 저하 또는 지연시킬 수 있는, 감마선 조사에 추가로 열화 화합물을 방출시킬 수 있는 첨가제 0.12wt% 미만.
필름 C는 400㎛의 두께를 갖는다. 이것의 접촉층은 235㎛의 두께를 갖고 다음을 포함한다:
- 0.902 g/cm3의 밀도를 갖는 mLLDPE-C8과 0.923 g/cm3의 밀도를 갖는 첨가제 없는 LDPE8의 혼합물,
- 세포 성장을 저하 또는 지연시킬 수 있는, 감마선 조사에 추가로 열화 화합물을 방출시킬 수 있는 첨가제 최대 0.06wt%.
mLLDPE-C8 = 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔 및 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머.
LDPE = 에틸렌의 저밀도 폴리머(INEOS에 의해 판매되는INEOS ELTEX MED PH23H630).
세포 배양은 상기 설명된 3개의 필름으로 제조된 Cultibag RM 10L Optical design 내에서 수행되었고 25-40kGy로 감마선이 조사되었다.
세포 배양은 사토리우스 스테딤 바이오테크사의 Biostat®Cultibag RM 시스템과 병행하여 7일 동안 Per-C6 세포주로 수행되었다.
세포 밀도는 성장 행동을 따르기 위하여 다른 날들에서 샘플링하여 측정되었다.
도 1은 시간 함수로서 세포 밀도를 나타낸다:
Figure 112015079908317-pct00008
필름 A로 제조된 백 내에서 세포 배양
Figure 112015079908317-pct00009
필름 C로 제조된 백 내에서 세포 배양
Figure 112015079908317-pct00010
필름 B로 제조된 백 내에서 세포 배양
결과:
세포 배양 동안, 세포의 생존 능력은 80% 이상이었다.
필름 A로 제조된 백에서 수행된 세포 배양은 좋은 성장을 나타낸다.
필름 B로 제조된 백에서 수행된 세포 배양은 나쁜 성장을 나타낸다.
필름 C로 제조된 백에서 수행된 세포 배양은 좋은 성장을 나타낸다.
도 1은 필름 B는 세포 성장을 지연시키는 반면에 필름 C는 세포 성장에 영향을 미치지 않는 것을 나타낸다. 이들 결과들로부터, 세포 성장의 지연은 상기 접촉층 내의 첨가제의 함량에 의한 것으로 생각된다. 이들 첨가제들은 세포 성장을 저하 또는 지연시킬 수 있는, 감마선 조사에 추가로 열화 화합물을 방출시킬 수 있다.
그러므로, 상기 접촉층 내에 감마선 조사에 추가로 그러한 열화 화합물을 방출시킬 수 있는 첨가제의 함량을 제한하는 것이 바람직하다.
본 발명의 필름은 감마선 조사 직후(1주일 내) 또는 감마선 조사 몇 달 후 모두 세포 성장에 영향을 미치지 않으나, 필름 A의 경우는 그러한 경우가 아니다.

Claims (37)

  1. 다음을 포함하는 파우치 제조용 다층 필름:
    - 접촉층,
    - 코어층,
    - 외층,
    여기서:
    - 상기 접촉층 및 상기 코어층은 제1 타이층으로 통합되고,
    - 상기 외층 및 상기 코어층은 제2 타이층으로 통합되고,
    - 상기 접촉층은 0.870g/cm3 내지 0.910g/cm3의 밀도를 갖는 α-올레핀과 에틸렌의 코폴리머 (A)를 단독으로, 또는 0.910g/cm3 내지 0.940g/cm3의 밀도를 갖는 폴리올레핀 (B)과의 혼합물로 포함하고,
    - 상기 코어층은 25 내지 48mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 굴곡-균열 저항성(flex-crack resistant) 에틸렌비닐알콜 (C'), 또는 25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌비닐알콜 코폴리머 (C) 및 이오노머산 에틸렌 코폴리머 (D)의 혼합물을 포함하고,
    - 상기 외층은 0.910g/cm3 내지 0.940g/cm3 범위의 밀도를 갖는 폴리올레핀 (E)를 단독으로, 또는 0.870g/cm3 내지 0.910g/cm3 범위의 밀도를 갖는 α-올레핀과 에틸렌의 코폴리머 (F)와의 혼합물로 포함하고,
    - 상기 제1 타이층 및 제2 타이층은 서로 독립적으로 카복실산 또는 카복실산의 무수물로 그래프트된 폴리올레핀의 코폴리머 (G)를 단독으로 또는 폴리올레핀의 코폴리머 (H)와의 혼합물로 포함한다.
  2. 제1항에 있어서,
    에틸렌 및 α-올레핀의 상기 코폴리머 (A)는 4 내지 8개 탄소 원자를 갖는 플라스토머 폴리올레핀인, 파우치 제조용 다층 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    에틸렌 및 α-올레핀의 상기 코폴리머 (A)는 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔 및 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머인, 파우치 제조용 다층 필름.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    폴리올레핀 (B)는 에틸렌의 호모폴리머인, 파우치 제조용 다층 필름.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    폴리올레핀 (B)는 에틸렌의 저밀도 폴리머인, 파우치 제조용 다층 필름.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에틸렌비닐알콜 코폴리머 (C)는 굴곡-균열 저항성인(flex-crack resistant), 파우치 제조용 다층 필름.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 코폴리머 (D)가 에틸렌 이오노머의 아크릴산 코폴리머이고, 여기에서 카복실레이트기는 아연 양이온과 관련되는, 파우치 제조용 다층 필름.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 (E)는 에틸렌과, 4개 내지 8개 탄소 원자를 갖는 하나 이상의 올레핀과의 코폴리머인, 파우치 제조용 다층 필름.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 폴리올레핀 (E)는 에틸렌과 헥센의 선형 저밀도 코폴리머인, 파우치 제조용 다층 필름.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 코폴리머 (F)는 4개 내지 8개 탄소 원자를 갖는 플라스토머 폴리올레핀인, 파우치 제조용 다층 필름.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 코폴리머 (F)는 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔 및 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머인, 파우치 제조용 다층 필름.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 코폴리머 (G)는 말레산 무수물로 그래프트된 에틸렌의 코폴리머인, 파우치 제조용 다층 필름.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 코폴리머 (H)는 4개 내지 8개 탄소 원자를 갖는 플라스토머 폴리올레핀인, 파우치 제조용 다층 필름.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 코폴리머 (H)는 메탈로센 촉매를 사용하는 방법으로 제조된 옥트-1-엔 및 에틸렌의 선형 저밀도 코폴리머인, 파우치 제조용 다층 필름.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접촉층은 (A) 및 (B)의 혼합물을 포함하고, 질량비(B)/(A)가 95/5 이하인, 파우치 제조용 다층 필름.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 접촉층은 (A) 및 (B)의 혼합물을 포함하고, 질량비(B)/(A)가 5/95 내지 95/5의 범위인, 파우치 제조용 다층 필름.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 접촉층은 (A) 및 (B)의 혼합물을 포함하고, 질량비(B)/(A)가 0.2 내지 5의 범위인, 파우치 제조용 다층 필름.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 접촉층은 (A) 및 (B)의 혼합물을 포함하고, 질량비(B)/(A)가 0.2 내지 2의 범위인, 파우치 제조용 다층 필름.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 코어층은 25 내지 48 mol% 범위의 에틸렌 함량을 갖는 에틸렌비닐알콜 코폴리머 (C) 및 이오노머산 에틸렌 코폴리머 (D)의 혼합물을 포함하고, 질량비 (C)/(D)가 95/5 내지 55/45 범위인, 파우치 제조용 다층 필름.
  20. 제19항에 있어서,
    질량비 (C)/(D)가 10 내지 19 범위인, 파우치 제조용 다층 필름.
  21. 제20항에 있어서,
    질량비 (C)/(D)가 15 내지 19 범위인, 파우치 제조용 다층 필름.
  22. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외층은 (E) 및 (F)의 혼합물을 포함하고, 질량비 (E)/(F)가 5/95 이상, 인, 파우치 제조용 다층 필름.
  23. 제22항에 있어서,
    질량비 (E)/(F)가 5/95 내지 100/0인, 파우치 제조용 다층 필름.
  24. 제23항에 있어서,
    질량비 (E)/(F)가 1 내지 5인, 파우치 제조용 다층 필름.
  25. 제24항에 있어서,
    질량비 (E)/(F)가 1 내지 2.5인, 파우치 제조용 다층 필름.
  26. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 타이층 및 제2 타이층은 서로 독립적으로 (G) 및 (H)의 혼합물을 포함하고, 질량비(H)/(G)는 95/5 이하인, 파우치 제조용 다층 필름.
  27. 제26항에 있어서,
    질량비(H)/(G)는 5/95 내지 95/5인, 파우치 제조용 다층 필름.
  28. 제27항에 있어서,
    질량비(H)/(G)는 0.2 내지 5인, 파우치 제조용 다층 필름.
  29. 제28항에 있어서,
    질량비(H)/(G)는 0.2 내지 2.5인, 파우치 제조용 다층 필름.
  30. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 접촉층은, 세포 성장을 저하 또는 지연시킬 수 있는, 감마선 조사에 추가로 열화 화합물을 방출시킬 수 있는 첨가제를 0.10 wt% 미만으로 포함하는, 파우치 제조용 다층 필름.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 접촉층은, 세포 성장을 저하 또는 지연시킬 수 있는, 감마선 조사에 추가로 열화 화합물을 방출시킬 수 있는 첨가제를 0.07 wt% 미만으로 포함하는, 파우치 제조용 다층 필름.
  32. 제31항에 있어서,
    상기 접촉층은, 트리스(2,4-ditert-부틸페닐)포스파이트와 같이 세포 성장을 저하 또는 지연시킬 수 있는, 감마선 조사에 추가로 열화 화합물을 방출시킬 수 있는 첨가제를 포함하지 않는, 파우치 제조용 다층 필름.
  33. 제30항에 있어서,
    세포 성장을 저하 또는 지연시킬 수 있는, 감마선 조사에 추가로 열화 화합물을 방출시킬 수 있는 첨가제가 트리스(2,4-ditert-부틸페닐)포스파이트인, 파우치 제조용 다층 필름.
  34. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 다층 필름은 상기 필름의 어느 2개의 층들 사이에 하나 또는 복수의 중간층을 더 포함하는, 파우치 제조용 다층 필름.
  35. 제1항 또는 제2항에 따른 파우치 제조용 다층 필름을 제조하는 방법으로서, 상기 접촉층, 제1 타이층, 코어층, 제2 타이층 및 외층을 공압출하는 단계를 포함하는, 제조방법.
  36. 제1항 또는 제2항에 따른 파우치 제조용 다층 필름을 포함하는 벽을 갖는 1 회용 파우치.
  37. 제36항에 따른 1 회용 파우치를 포함하는 생물반응기.
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