KR20050014261A

KR20050014261A - 의료용 유연성 필름

Info

Publication number: KR20050014261A
Application number: KR1020030052826A
Authority: KR
Inventors: 이상운; 이영선; 윤응준
Original assignee: 주식회사 메디펙
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2005-02-07
Also published as: KR100513359B1

Abstract

본 발명은 의료용 유연성 필름에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 융점이 높아서 내열성이 우수한 폴리프로필렌계 수지로 구성되며 전체 다층 필름의 5 ∼ 25 %에 해당하는 두께를 가지는 외층부와, 내열성과 유연성 및 상기 외층부와 층분리되지 않는 특성을 가지는 폴리에틸렌계 수지로 구성되며 전체 다층 필름의 75 ∼ 95 % 에 해당하는 두께를 가지는 내층부가 공압출된 것으로써, 내열성이 우수하여 고온의 멸균이 가능하고, 고온 멸균 후에도 유연성 및 투명성이 뛰어나서 의료용 수액 포장 재료로 매우 유용한 의료용 유연성 필름에 관한 것이다.

Description

의료용 유연성 필름{Flexible Film For Medical Packaging}

본 발명은 우수한 유연성 및 투명성을 갖는 의료용 공압출 필름, 특히 수액의 포장에 적합한 필름에 관한 것으로, 수액의 포장으로 과거에는 유리병이 주종을 이루고 있었으나, 현재는 완전한 배액성을 확보하기 위하여 쭈그러짐이 용이한 유연성있는 파우치 형태가 선호되고 있다. 상기한 장점을 가지는 파우치는 수액이 파우치로부터 배액되면, 대기압으로 인해 배액속도와 비례하는 속도로 파우치가 쭈그러들면서 파우치로부터 거의 일정한 속도로 완전히 배액될 수 있도록 하며, 취급용이성, 물류비, 사용후 폐기의 용이성 등의 편의를 위하여, 가볍고 부드러운 폴리염화비닐(polyvinyl chloride, 이하, 'PVC'라 함) 백 형태의 포장으로 포장형태가 발전되고 있다.

그러나, 현재는 상기한 연질 PVC 백에 첨가된 가소제로 인하여 안정성 논란 및 소각시 환경호르몬의 문제가 논란이 되어 Non-PVC 공압출 필름을 이용한 백형태의 포장이 개발되고 있다. 상기한 Non-PVC 백 수액포장은 연질 PVC 백의 취급용이성, 폐기용이성, 고온멸균성 등의 장점을 지니면서, 가소제로 인한 인체유해성 및 환경문제가 없으며, 고주파씰이 아닌 일반 열융착씰이 가능할 뿐만 아니라 재활용 가능한 환경친화적인 소재이기 때문에 현재 가장 선호되고 있다.

그러나, 상기한 장점을 가지는 Non-PVC 필름이 의료용 수액의 포장용기로 사용되기 위해서는 취급용이성과 사용후 폐기용이성을 위하여 유연성, 내용물 오염 여부 확인을 위한 투명성, 생체 무해성 및 기계적 물성, 121 ℃, 30분의 멸균조건에서 멸균 가능한 고온멸균성, 열융착성 및 내충격성 등의 다양한 요구 물성을 만족시켜야 한다. 따라서, 상기한 성질을 만족시키는 필름을 위해서는 고온멸균후 내열성이 우수하여 외관의 변형이 없고 우수한 투명성과 유연성을 유지하는 필름 형성 물질이 필요하다.

일반적으로 사용되는 폴리프로필렌은 내열성이 충분하여 고온 멸균이 가능하지만, 투명성 및 유연성이 좋지 못하다. 또한, 알파올레핀 공중합체는 유연성이 있으나 내열성이 나빠서 멸균 후 물성저하의 원인이 되어, 단독으로 수액의 포장에 사용되는 것은 불가능하다.

이러한 이유로 미국특허 제4,643,926호에서와 같이 5층의 다층 필름으로부터 제조되고 있으며, 이 필름의 한 외부층은 내열 및 내구성층으로써 폴리에스테르, 코폴리에스테르 등에서 선택한 수지로 구성되며, 씰층은 폴리올레핀계 수지로 구성되고, 필름에 유연성 및 강도를 부여하는 중간층에는 0.89 ∼ 0.92 g/㎤의 밀도를 갖는 균일한 에틸렌/알파-올레핀 공중합체를 사용하였다. 또한 상기 3층을 구성하는 수지간 층상분리가 일어나는 단점을 보완하고자, 층간에 무수물-개질된 에틸렌/비닐아세테이트 공중합체 등 수지를 사용한 접착제층을 두어 총 5층으로 구성된 필름으로 제조되고 있다.

그런데, 이러한 폴리올레핀계 다층 필름으로 된 파우치는 PVC 파우치와 비등한 배액성을 확보하기 위하여 반드시 필요로 하는 유연성이 아직 부족한 단점이 있어 이의 보강이 요청되고 있으며, 더구나 가열-멸균 공정시 접하게 되는 고온 및 수증기로 인해 파우치의 쭈그러짐과, 기계적 강도 및 투명성 저하 등 부작용으로 나타나 그 개선이 절실히 요청되고 있다.

특히 외부층에 채택하고 있는 코폴리에스테르 등의 수지는 폴리올레핀계 수지와 비교하여 친수성인 관계로 수분투과도가 높아서 고온 멸균시 수증기가 내부층으로 다량 침투해 들어가기 때문에 멸균공정이 완료되어 파우치가 냉각되면 수증기가 필름내에 응축되고 트랩핑된 상태로 남게 됨에 따라 파우치가 탁해지고 불투명한 외관을 갖게 되는 큰 문제점이 있어 왔다.

또한 사용하는 층별 수지간의 이질감 때문에 층간 박리가 일어날 소지가 있으므로 이를 보강하기 위해 층간 접착제층을 삽입한 5층 구조를 추천하고 있는데, 이러한 접착제층에 사용되는 접착성 수지는 물론 외부층에 사용되는 코폴리에스테르 등의 수지 역시 폴리올레핀계 수지 대비 매우 고가인 이유로 높은 원료비 상승을 초래하고 있으며, 또한 5 층으로 가공됨에 따라 3층 이하 구조 대비 설비투자비 및 가공비 상승을 초래한다.

한편 미국특허 제6,027,776호에서는 연질층으로 에틸렌/알파올레핀 공중합체를 사용한 의료용 필름을 개시하였으나, 상기 필름은 저온수지사용으로 내열성이 부족하여 이를 해결하기 위해서는 가교(crosslinking)과정이 필요하므로 가공방법이 어렵고 생산성을 저하시킬 수 있으며 폐기 및 소각시 문제점이 있었다. 상기한 문제점을 보강하기 위하여 내, 외층에 폴리프로필렌계 수지 또는 알파올레핀계 공중합체를 약간 처방한 혼합물을 사용하여 내열성 및 유연성을 부가하고, 유연성을 보강하기 위하여 중간층에 폴리프로필렌계 수지와 알파올레핀계 공중합체 또는 저융점 엘라스토머의 혼합물로 구성된 3층, 4층 필름이 적용되었다.

그러나, 상기 필름들은 같은 층에서 2 종 이상의 수지를 혼합사용함에 따른 불균일성, 비혼련성으로 인하여 투명성의 저하를 초래하고, 유연성을 부가하기위해 사용되는 알파올레핀계 공중합체 또는 엘라스토머가 대부분 저융점수지이기 때문에유연성은 우수하나 내열성이 나빠지는 문제점이 있었다. 상기한 내열성 저하에 의하여 고온멸균시 내열성부족으로 인한 열수축, 투명도저하 등의 물성변화를 초래하며, 필름 성형상의 어려움은 물론 두께 불균일로 인한 로스발생 등의 어려움이 있다. 또한, 내층인 씰층에 다량 사용할 경우 블로킹발생으로 웰딩 과정중의 개봉성 불량을 초래하며, 내층에 개봉성이 우수한 폴리프로필렌계 수지를 다량 사용할 경우는 내충격성 저하 등의 문제가 야기될 수 있어서 상기 언급한 유연성, 투명성, 내열성, 내충격성, 열봉합성 등의 물성이 불량한 문제점이 있다.

이에, 본 발명자들은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 광범위한 연구를 수행한 결과, 내열성이 우수한 폴리프로필렌계 수지로 얇은 외층부를 구성하고, 121 ℃, 30 분 등의 고온 및 고압의 멸균조건에서도 견딜 수 있는 정도의 내열성 및 유연성이 있으면서 상기 외층부와 층분리 되지 않는 특성을 가지는 폴리에틸렌계 수지를 선정하여 두껍게 구성한 2층 또는 3층의 내층부로 구성할 경우 상기한 문제점을 해결할 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명은 단순한 공정으로 제조될 수 있어서 경제성이 좋으며, 친환경적인 소재 사용에 의하여 의료용 용액을 포장하기에 적합한 효과가 있는 투명성, 유연성 및 내열성이 우수한 필름과 이러한 필름으로 제조된 의료용 파우치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 2 층 필름의 개략적인 단면도이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제조된 3 층 공압출 필름의 개략적인 단면도이다.

본 발명은 다층구조의 수지로 이루어진 의료용 필름에 있어서, 용융지수가 0.5 ∼ 15 범위이고, 융점이 145 ∼ 165 ℃범위인 폴리프로필렌계 수지로 구성되고 전체 다층 필름 두께의 5 ∼ 25 % 인 외층부와, 융점이 125 ∼ 130 ℃ 범위인 폴리에틸렌계 수지로 구성되고 전체 다층 필름 두께의 75 ∼ 95 % 인 내층부를 포함하는 의료용 필름을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 융점이 높아서 내열성이 우수한 폴리프로필렌계 수지로 구성되며 얇은 두께를 가지는 외층부와, 내열성과 유연성 및 상기 외층부와 층분리되지 않는 특성을 가지는 폴리에틸렌계 수지로 구성되며 두꺼운 두께를 가지는 내층부가 공압출된 필름에 관한 것이다. 상기한 구성요소로 이루어진 본 발명의 필름은 내열성이 우수하기 때문에 고온 및 고압에 의한 멸균이 가능하고, 또한 기존과 같이 혼용수지를 사용하지 않음으로 인하여 불균일성 및 비혼련성으로 인하여 야기되는 문제점을 해결함으로써, 고온 멸균 후에도 유연성 및 투명성이 뛰어나서 의료용 수액 포장 재료로 사용 가능한 효과가 있다.

본 발명의 필름을 구성하는 성분별로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 먼저, 본 발명의 필름은 내열성을 보강하기 위하여 145 ℃ 이상의 융점을 가지는 폴리프로필렌 수지로 구성된 외층부와, 내열성 및 유연성을 보강하기 위하여 125 ∼ 130 ℃ 범위의 융점을 가지면서 단일 수지로 이루어져서 투명성이 좋으며, 상기 외층부와 층분리 되지않는 특성을 가지는 폴리에틸렌계 수지로 이루어진 내층부로구성된다.

먼저, 외층부는 상기한 바와 같이 145 ℃ 이상의 융점을 가지는 폴리프로필렌 수지를 사용한다. 상기한 폴리프로필렌 수지는 구체적으로 호모폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체 및 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있으며, 공중합체로는 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체의 형태를 사용할 수 있다. 폴리프로필렌계 수지의 융점이 145 ℃ 미만이면 목적하는 내열성을 만족시킬 수 없다. 상기한 외층부의 두께는 필름의 전체 두께에 대하여 5 ∼ 25 %범위로 하는데, 10 ∼ 20 %가 바람직하다. 이때 두께가 5% 미만이면, 열융착시 내열성이 부족하여 쭈그러짐, 필름수축이 심하고, 기계적 물성은 물론 외관상태가 불량해지며, 25% 를 초과하면, 필름 전체의 유연성을 저하시킨다. 또한, 폴리프로필렌 수지의 용융지수가 0.5 ∼ 15 범위일 경우 좋은데, 용융지수가 0.5 미만이면 성형하기 어렵고, 15를 초과하면 충격성 등의 물성이 저하된다.

다음으로, 본 발명의 필름의 내층부는 융점이 125 ∼ 130 ℃범위인 폴리에틸렌계 수지를 사용한다. 상기한 폴리에틸렌계 수지로서는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-알파올레핀 공중합체 등을 사용할 수 있다. 이때, 상기 알파올레핀으로는 탄소수 3 ∼ 12개 범위인 것을 사용할 수 있는데, 구체적으로 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-노넨, 1-데센, 1-운데센 및 1-도데센 등을 사용할 수 있다. 융점이 125 ℃ 미만일 경우 필름간 블로킹발생으로 웰딩 및 내용물 충진과정에서 개봉성이 불량할 수 있고, 고온 멸균시 내열성부족으로 파우치의 변형 또는 재결정화에 따른 투명도저하 등의 문제가 야기될 수 있으며, 융점이 130 ℃를 초과하면 유연성이 부족하여 내충격성이 나빠진다. 또한 외층부로 사용된 폴리프로필렌계 수지와의 접착성이 우수한 수지를 선정하여 사용함으로써 본 발명이 추구하는 목적을 바람직하게 달성할 수 있다. 상기한 폴리에틸렌계 수지 중에서 0.90 ∼ 0.950 g/㎤ 범위의 밀도를 가진 중합체는 내열성이 우수하면서도 유연성을 가지기 때문에 본 발명의 필름에 적용되면 좋은 효과를 나타낸다.

이러한 내층부는 단일층 또는 중간층과 내층인 2층으로 구성될 수 있으며, 단일층으로 구성될 경우 제조상의 단순화에 따른 경제적인 이익을 극대화할 수 있지만, 필요에 따라서 내층부를 2층으로 구성할 경우에는 저융점, 접착성이 우수한 수지를 중간층으로 두껍게 적용하면 충격성 및 터짐현상을 막을 수 있고, 가급적 내층(씰층)의 두께는 전체 필름 두께의 10 ∼ 30 % 범위가 되도록 하는 것이 좋다. 내층부를 2층으로 구성할 경우에도 중간층과 내층을 구성하는 수지는 혼용하여 사용하는 것이 아니라 단일 수지를 적용시킴으로써 제조된 최종 필름의 투명성이 저하되는 일은 없도록 한다.

상기한 특성을 가지는 본 발명의 필름은 T-다이를 통해 냉각롤로 성형하는 캐스팅법, 원형다이를 통해 수냉으로 성형하는 인플레이션법 등의 방법으로 제조될 수 있으며, 특정의 필름 제조방법을 적용해야 하는 것은 아니지만, 인플레이션법을 적용시킬 경우 T-다이법에 비하여 제조된 필름의 투명도 및 유연성이 훨씬 우수해지며, 2 겹으로 접혀 권취 되므로 내층에 이물질 혼입가능성이 없어 위생적이며 작업편리성 등의 장점이 있어 선호되고 있다.

상기와 같은 본 발명의 필름은 기타 접착성 수지 등을 사용하지 않고, 특이성 있는 물성을 나타내는 수지를 선택적으로 사용함으로써 단순한 공압출 공정으로 필름을 제조할 수 있으며, 내열성과 유연성이 우수하고, 고온 및 고압에 의한 멸균처리 후에도 투명성이 뛰어나기 때문에, 수액, 혈액 등 의료용 용액을 파우치(Pouch) 형태로 포장 및 투여하기에 적합하며 이 외에도 의료 및 식품포장에 있어서 다양하게 적용 가능하다.

이와 같은 본 발명을 다음 실시예에 의하여 구체적으로 설명하겠는바, 본 발명이 다음 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

폴리에틸렌계 공중합체중 하나인 다우 케미칼 컴파니의 "ELITE" 5400(밀도 0.916 g/㎤, MFR 1.0 g/10min(190 ℃, 2.16Kg), 녹는점 약 125 ℃, 이하 'PE(1)' 이라 한다)로 구성된 180 ㎛ 두께의 내층부를, 호모폴리프로필렌인 삼성종합화학의 HF420(밀도 0.900 g/㎤, MFR 8.0 g/10min(230 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 161 ℃, 이하 'PP(1)'이라한다)로 구성된 20 ㎛ 두께의 외층부와 압출기 온도 170 ∼ 230 ℃의 조건에서 공압출하여 원형다이를 통해 수냉식으로 두께 200 ㎛의 인플레이션필름을 제조하였다. 필름 제조에 사용된 성분과 제조된 필름의 두께는 다음 표 1에 요약하여 나타내었다.

실시예 2

폴리에틸렌계 공중합체중 하나인 다우 케미칼 컴파니의 "DOWLEX" 2027A(밀도 0.941 g/㎤, MFR 4.0 g/10min(190 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 127 ℃, 이하 'PE(2)' 이라한다)로 구성된 180 ㎛ 두께의 내층부를, 랜덤폴리프로필렌인 LG칼텍스정유의 R145D(밀도 0.900 g/㎤, MFR 8.0 g/10min(230 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 145 ℃, 이하 'PP(2)'이라한다)로 구성된 20 ㎛ 두께의 외층부와 압출기 온도 170 ∼ 230 ℃의 조건에서 공압출하여 원형다이를 통해 수냉식으로 두께 200 ㎛의 인플레이션필름을 제조하였다. 필름 제조에 사용된 성분과 제조된 필름의 두께는 다음 표 1에 요약하여 나타내었다.

실시예 3

폴리에틸렌계 공중합체중 하나인 다우 케미칼 컴파니의 "DOWLEX" 2027A(밀도 0.941 g/㎤, MFR 4.0 g/10min(190 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 127 ℃, 이하 'PE(2)' 이라 한다)로 구성된 180 ㎛ 두께의 내층부를, 호모폴리프로필렌인 삼성종합화학의 HF420(밀도 0.900 g/㎤, MFR 8.0 g/10min(230 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 161 ℃, 이하 'PP(1)' 이라한다)와 랜덤폴리프로필렌인 LG칼텍스정유의 SR145D(밀도 0.900 g/㎤, MFR 8.0 g/10min(230 ℃, 2.1 6Kg), 녹는점 약 145 ℃, 이하 'PP(2)'이라한다)을 1:1로 혼합하여 구성된 20 ㎛ 두께의 외층부와 압출기 온도 170 ∼ 230 ℃의 조건에서 공압출하여 원형다이를 통해 수냉식으로 두께 200 ㎛의 인플레이션필름을 제조하였다. 필름 제조에 사용된 성분과 제조된 필름의 두께는 다음 표 1에 요약하여 나타내었다.

실시예 4

폴리에틸렌계 공중합체중 하나인 다우 케미칼 컴파니의 "DOWLEX" 2027A(밀도 0.941 g/㎤, MFR 4.0 g/10min(190 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 127 ℃, 이하 'PE(2)' 이라한다)로 구성된 30 ㎛ 두께의 씰층과, 다우 케미칼 컴파니의 "ELITE" 5400(밀도 0.916 g/㎤, MFR 1.0 g/10min(190 ℃, 2.16 Kg),녹는점 약 125 ℃, 이하 'PE(1)' 이라 한다)로 구성된 150 ㎛ 두께의 중간층으로 이루어진 내층부를, 호모폴리프로필렌인 삼성종합화학의 HF420(밀도 0.900 g/㎤, MFR 8.0 g/10min(230 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 161 ℃, 이하 'PP(1)'와 랜덤폴리프로필렌인 LG칼텍스정유의 SR145D(밀도 0.900 g/㎤, MFR 8.0 g/10min(230 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 145 ℃, 이하 'PP(2)'이라 한다)을 1:1로 혼합하여 구성된 20 ㎛ 두께의 외층부를 압출기 온도 170 ∼ 230 ℃의 조건에서 공압출하여 원형다이를 통해 수냉식으로 두께 200 ㎛의 인플레이션필름을 제조하였다. 필름 제조에 사용된 성분과 제조된 필름의 두께는 다음 표 1에 요약하여 나타내었다.

비교예 1

폴리에틸렌계 공중합체중 하나인 다우 케미칼 컴파니의 "AFFINITY" EG8200(밀도 0.87 g/㎤, MFR 5.0 g/10min(190 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 63 ℃, 이하 'PE(3) 이라한다)와 삼성종합화학의 프로필렌-에틸렌-부텐계 공중합체 TF-400(밀도 0.890 g/㎤, MFR 7.0 g/10min(230 ℃, 2.16 Kg),녹는점 128 ℃, 이하 'PP(3)' 이라한다)을 1:1로 혼합하여 구성된 180 ㎛ 두께의 내층부와, 호모폴리프로필렌인 HF420(밀도 0.900 g/㎤, MFR 8.0 g/10min(230 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 161 ℃, 이하 'PP(1)'이라 한다)로 구성된 20 ㎛ 두께의 외층부를 압출기 온도 170 ∼ 230 ℃의 조건에서 공압출하여 원형다이를 통해 수냉식으로 두께 200 ㎛의 인플레이션필름을 제조하였다. 필름 제조에 사용된 성분과 제조된 필름의 두께는 다음 표 1에 요약하여 나타내었다.

비교예 2

에틸렌계 공중합체중 하나인 다우 케미칼 컴파니의 "AFFINITY" EG8200(밀도 0.87 g/㎤, MFR 5.0 g/10min(190 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 63 ℃, 이하 'PE(3) 이라한다)과 삼성종합화학의 프로필렌-에틸렌-부텐계 공중합체 TF-400(밀도 0.890 g/㎤, MFR 7.0 g/10min(230 ℃, 2.16 Kg),녹는점 128 ℃, 이하 'PP(3)' 이라한다)을 7:3으로 혼합하여 구성된 150㎛ 두께의 중간층과, 내층은 삼성종합화학의 프로필렌-에틸렌-부텐계 공중합체 TF-400(밀도 0.890 g/㎤, MFR 7.0 g/10min(230 ℃, 2.16 Kg),녹는점 128 ℃, 이하 'PP(3)' 이라한다)로 구성된 30㎛ 두께의 씰층으로 이루어진 내층부와, 호모폴리프로필렌인 HF420(밀도 0.900 g/㎤, MFR 8.0 g/10min(230 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 161 ℃, 이하 'PP(1)'이라한다)로 구성된 20㎛ 두께의 외층부를 압출기 온도 170 ∼ 230 ℃의 조건에서 공압출하여 원형다이를 통해 수냉식으로 두께 200 ㎛의 인플레이션필름을 제조하였다. 필름 제조에 사용된 성분과 제조된 필름의 두께는 다음 표 1에 요약하여 나타내었다.

비교예 3

에틸렌계 공중합체중 하나인 다우 케미칼 컴파니의 "ELITE" 5400(밀도 0.916 g/㎤, MFR 1.0 g/10min(190 ℃, 2.16 Kg), 녹는점 약 123 ℃, 이하 'PE(1)' 이라한다)로 구성된 180㎛ 두께의 내층부를, 삼성종합화학의 프로필렌-에틸렌-부텐계 공중합체 TF-400(밀도 0.890 g/㎤, MFR 7.0 g/10min(230 ℃, 2.16 Kg),녹는점 128 ℃, 이하 'PP(3)' 이라한다)로 구성된 20 ㎛ 두께의 외층부와 압출기 온도 170 ∼ 230 ℃의 조건에서 공압출하여 원형다이를 통해 수냉식으로 두께 200 ㎛의 인플레이션필름을 제조하였다. 필름 제조에 사용된 성분과 제조된 필름의 두께는 다음 표 1에 요약하여 나타내었다.

비교예 4

상기 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하였으며, 필름 제조에 사용된 성분과 제조된 필름의 두께는 다음 표 1에 요약하여 나타내었다.

구분	외층부	내층부
	외층부	중간층	내층
	조성(중량비)	두께(㎛)	조성(중량비)	두께(㎛)	조성(중량비)	두께(㎛)
실시예1	PP(1)(100)	20	-	-	PE(1)(100)	180
실시예2	PP(2)(100)	20	-	-	PE(2)(100)	180
실시예3	PP(1)/PP(2)(50/50)	20	-	-	PE(2)(100)	180
실시예4	PP(1)/PP(2)(50/50)	20	PE(1)(100)	150	PE(2)(100)	30
비교예1	PP(1)(100)	20	-	-	PP(3)/PE(3)(50/50)	180
비교예2	PP(1)(100)	20	PP(3)/PE(3)(30/70)	150	PE(3)(100)	30
비교예3	PP(3)(100)	20	-	-	PE(1)(100)	180
비교예4	PP(1)(100)	60	-	-	PE(1)(100)	140

실험예

상기 실시예 1 ∼ 4 및 비교예 1 ∼ 4에 따라 제조된 필름을 사용하여 다음의 방법으로 물성을 측정하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

먼저, 용융지수는 특정압력(2.16 ㎏/㎠) 및 온도(PP: 230 ℃, PE: 190 ℃)에서 10분내 지름 2.09 mm의 구멍(orifice)을 통과해서 나오는 열가소성 수지의 양(g)을 의미하는 것으로, ASTM D-1238법으로 230 ℃에서 측정한 결과이며, 용융온도는 ASTM D-2117법에 의거하여 DSC 사용하여 측정한 결과이다.

또한, 포트를 내부에 투입하면서 임펄스 씰링하여 파우치를 제조하는 고속 웰딩 가공과정에서의 필름간의 개구성 및 작업편리성으로 개봉성을 판단하였고, 가열-멸균 공정을 거치는 동안 제조된 필름의 물성변화를 보기 위하여, 얻어진 파우치에 1000 ㎖ 용량의 의료용 용액 파우치를 제작하여 파우치 상부의 개구부를 통해 물로 충진시킨 후 개구부를 상기 밀봉기로 가열-밀봉시켜 120 ℃의 오토클레이브에서 30 분동안 가열-멸균시키고, 실온에서 24시간 동안 냉각시켰다.

이어서 일부 견본은 파우치로부터 물을 제거하고 파우치의 흐림도를 측정하였고, 일부 견본은 내충격성을 측정하기 위하여 2 M높이에서 콘크리트바닥으로 평평하게 낙하시켜 얻어진 파단율로서 내충격성을 측정하였으며 20%미만(탁월), 30%미만(우수), 40%미만(양호), 50%미만(보통), 50%이상(불량)으로 평가하였다.

투명성은 흐림도를 ASTM D1003 에 따라 측정하였고, 유연성은 ASTM D-790법에 의거하여 200 ㎛ 필름의 모듈러스로 측정하였다. 열접착성은 145 ℃, 2 Kg/㎠ 압력에서 2초간 접착한 후 그 외관을 검사하였다.

의료용 수액 용기는 다층필름의 내층부 간의 접착으로 봉지 형태로 만들어지는데, 열원이 외층부에 먼저 가해져서 내부로 전달된다. 이 때 내층부가 서로 접착되기 위한 열로 인해 외층부의 변형 발생(쭈글쭈글해짐 정도) 여부로 열접착성을 판단하였다.

구분	모듈러스(MD)(KGF/㎠)	흐림도(%)	개봉성	열접착성	내충격성
구분	모듈러스(MD)(KGF/㎠)	멸균전	개봉성	열접착성	내충격성	멸균후
실시예1	1400	3.7	4.8	◎	◎◎	◎
실시예2	1350	3.5	4.5	◎	◎◎	◎
실시예3	1400	3.7	4.8	◎	◎◎	◎
실시예4	1380	3.5	4.5	◎	◎◎	◎
비교예1	1700	6.5	10.5	△	◎	◎
비교예2	1850	3.5	6.5	◎◎	△	×
비교예3	1300	3.2	6.3	◎	△	◎
비교예4	1640	4.5	6.5	◎	◎◎	×
주1) MD: 기계방향 (Machine Drection)주2) 개봉성, 열접착, 내충격성◎◎ '탁월', ◎'우수', ○'양호', △'보통', ×불량'

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 ∼ 4에 따라 제조된 필름은 모듈러스가 적절하게 측정되었으며, 멸균 후 흐림도가 비교예 1 ∼ 4에 따라 제조된 필름보다 낮게 측정되어 투명성이 뛰어나며, 열접착성 및 충격성이 우수함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 필름은 2층 또는 3층의 공압출 필름으로서 기존의 접착성 수지를 사용한 다층필름 제조방법보다 간단한 공정으로 필름을 제조할 수 있으므로 이에 따른 작업편리성 및 원가경쟁력이 있는 필름이다. 본 발명의 필름은 수액, 혈액 등 의료용 용액을 파우치(Pouch) 형태로 포장 및 투여하기에 적합하며 유연성, 투명성, 내열성, 밀봉성, 내구성, 및 원가경쟁력이 우수하여 의료 및 식품포장에 있어서 다양하게 적용 가능하다.

즉, 기존의 필름이 저융점수지를 혼합 사용함에 있어서 발생되는 문제점인 비혼련에 따른 공정불안정, 투명도저하, 고온 멸균시 내열성 부족으로 인한 열수축, 투명도저하, 웰딩작업시의 개봉성 문제점을 외층부와 내층부의 필름에 사용되는 수지의 한정적으로 선택하여 사용함으로써 해결하였다.

또한 기존에 사용되는 PVC 필름의 유연성, 투명성을 능가하여 고온멸균 후에도 투명성과 유연성이 우수할 뿐 아니라, 가소제, 접착제 등을 사용하지 않는 환경친화적인 소재의 사용으로 인하여 수액, 혈액 등 의료용 용액을 파우치(pouch) 형태로 포장 및 투여하기에 적합한 의료용 2층 또는 3층 공압출 필름을 제공할 수 있다.

Claims

다층 구조의 수지로 이루어진 필름에 있어서,

용융지수가 0.5 ∼ 15 범위이고, 융점이 145 ∼ 165 ℃범위인 폴리프로필렌계 수지로 구성되고 전체 다층 필름 두께의 5 ∼ 25 % 인 외층부와, 융점이 125 ∼ 130 ℃ 범위인 폴리에틸렌계 수지로 구성되고 전체 다층 필름 두께의 75 ∼ 95 % 인 내층부를 포함하는 것임을 특징으로 하는 의료용 필름.
제 1 항에 있어서, 상기 내층부가 단일층 또는 2 층으로 구성되는 것임을 특징으로 하는 의료용 필름.
제 1 항에 있어서. 상기 폴리프로필렌계 수지는 호모폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체 또는 이들의 혼합물인 것임을 특징으로 하는 의료용 필름.
제 1 항에 있어서, 상기 폴리에틸렌계 수지는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 에틸렌과 탄소수 3 ∼ 12 개인 알파올레핀의 공중합체 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물인 것임을 특징으로 하는 의료용 필름.
상기 청구항 1 내지 4 항 중의 어느 한 항의 필름으로 제조된 것임을 특징으로 하는 의료용 파우치(Pouch).