KR20060044854A - 수액 백 및 이를 위한 적층 필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내열성 수지층, 산소 기체 차단층 및 밀봉층을 포함하고, 이 층들은 무용매 방법인 열적 라미네이션에 의해서 접착성 수지층을 통해 적층되는, 특정한 적층 필름으로 만들어진 수액 백에 관한 것이다.
수액 백, 내열성 수지층, 산소 기체 차단층, 밀봉층, 접착성 수지층, 열적 라미네이션

Description

수액 백 및 이를 위한 적층 필름{Infusion solution bag and laminated film therefor}
도 1은 본 발명에 따른 수액 백의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 수액 백을 형성하는 층 구조를 예시한 적층 필름의 부분 도면이다.
도 3은 백으로부터 수액을 주입하기 위해 사용되는 튜브이다.
도 4는 본 발명의 수액 백을 구성하는 적층 필름을 제조하기 위한 장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 다른 수액 백을 구성하는 적층 필름을 제조하기 위한 다른 장치의 개략도이다.
1 - 적층 필름
2, 2a, 2b - 밀봉층
3 - 접착성 수지층
4 - 산소 기체 차단층
5 - 내열성 수지층
6 - 가열 밀봉 부분
7 - 방출 포트
8 - 마개
9 - 행잉 홀(hanging hole)
10 - 수액
11 - 제1 공급 롤
12, 13, 14 - 가이드 롤
21 - 제2 공급 롤
22, 23 - 가이드 롤
30 - 가열 부분
31 - 적외선 가열기
32 - 오목 반사경
33 - 냉각 공기 노즐
40 - 결합 수단
41 - 닙 롤(nip roll)
42 - 가열 롤
43 - 백-업 롤(back-up roll)
51, 52 - 가이드 롤
61 - 제1 공급 롤
62 - 제2 공급 롤
63 - 가열 롤
64 - 닙 롤
65 - 백-업 롤
66 - 냉각 롤
67 - 권취 롤
68 - 가이드 롤
69 - 가역 롤
본 발명은 내열성 수지층, 산소 기체 차단층 및 밀봉층을 포함하고, 이 층들은 무용매 방법인 열적 라미네이션에 의해서 접착성 수지층을 통해 적층되는, 특정한 적층 필름으로 만들어진 수액 백에 관한 것이다.
최근, 수액이 병원 내의 공기와 접촉함으로써 유발되는 병원 감염을 예방하기 위한 목적으로, 유리병 대신 폴리비닐 클로라이드 백과 같은 가요성의 플라스틱 용기를 사용함으로써 수액이 방출되면서 음압이 되지 않도록 하는 밀폐 시스템이 적용되고 있다. 플라스틱 용기는 수액의 방출을 뒤따를 수 있는 가요성, 외부 물질 및 수액의 잔여 부피를 관찰할 수 있도록 하는 투명도, 살균 처리에 견딜 수 있는 내열성, 물리적 분배 및 취급시 깨지지 않도록 하는 내충격성, 수액이 변질되지 않도록 하는 높은 산소 기체 차단성, 그리고 각종 법규, 특히 일본 약전 제14 개정 판 등에 적합한 특성을 가져야 한다.
수액을 위한 통상의 플라스틱 용기는 폴리비닐 클로라이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등으로 만들어진 백 모양 혹은 중공 성형 병 모양의 단층 용기이다. 단층 용기는 다른 요건을 만족시키지만 산소 기체 차단에 있어서는 열등하다.
용기에 산소 기체 차단능을 부여하기 위하여 산소 기체 차단층을 적층시키는 방법을 고려해 볼 수 있다. 일반적으로 산소 기체 차단층은 폴리우레탄 접착제를 사용하여 건조 적층 방법으로 적층된다. 그 결과, 잔류 용매 및 폴리우레탄 접착제의 미반응 물질이 백 안의 수액 속으로 용리되어 일본 약전 제14 개정판의 용리 시험을 통과하지 못한다. 폴리우레탄 접착제를 위한 통상의 경화제는 신속한 반응 속도를 갖는 톨루엔 디이소시아네이트이다. 그러나 톨루엔 디이소시아네이트는 살균 처리 중에 발암성인 톨루엔 디아민으로 전환되기 때문에 미국 FDA에 의해 금지되어 있다. 따라서 경화제로는 지방족 이소시아네이트가 사용되고 있으나 그의 반응 속도가 느려서 미반응 물질이 증가하게 된다. 이와 같이, 수액 백으로서 산소 기체 차단층을 갖는 플라스틱 용기는 사용되고 있지 않다.
상술한 바와 같이, 단층 플라스틱 용기는 산소 기체 차단에 있어서 열등하기 때문에 수액의 산화를 방지하기 위한 여러 가지 기술이 개발되고 있다.
일본 특허공보 제2-46450B호는 산화에 의한 변질을 막기 위하여 불활성 기체에 의해 압축된 무산소의 고압 수증기 중에서 아미노산, 지방, 당 또는 전해질과 같은 수액을 살균하는 방법을 개시하였다. 냉각 후, 수액 백을 높은 산소 기체 차 단능을 갖는 제2의 패키지로 진공 포장 또는 N2 기체-포장한다.
아미노산 수액 및 지방 수액은 산화에 의해 변질되기 쉽다. 특히, 아미노산 수액의 경우 필수 아미노산 중 하나인 트립토판의 산화에 의한 불용성 인돌 화합물의 생성 및 착색을 방지하기 위하여 산화 방지제로서 NaHSO3 또는 Na2SO3와 같은 비설파이트 또는 설파이트를 종종 첨가한다. 그러나, 설파이트 이온을 함유하는 수액을 과감작 체질의 환자 또는 아토피 환자에 투여시 설파이트 이온이 환자에 두드러기, 기관지 경련 또는 아나필락시스 쇼크(anaphylactic shock)와 같은 알레르기 반응을 일으키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 설파이트의 존재는 바람직하지 않다.
상기 기술은 N2 기체의 사용에 대한 비용상의 문제점과, 냉각에 이어 살균한 직후 제2의 패키지로 포장하지 않으면 변질이 진행되고, 제2의 패키지에 의한 포장이 일반적으로 가로 필로우(pillow) 타입으로 이루어지더라도 이 타입에서 후면 시일과 가로 시일이 만나는 부분에서 관통이 일어나 핀홀이 생기며, 분배 또는 취급 도중에 제2의 패키지에 파손 부위 또는 핀홀이 생겼을 때 수액이 공기 유입으로 인한 산화에 의해 변질된다는 작업상의 제한점과, 이중 포장에 드는 비용, 그리고 인체에 바람직하지 못한 설파이트 이온의 사용이 여전히 필요하다는 문제점을 갖는다.
일본 공개특허공보 제4-282162A호는 플라스틱 용기 내의 살균된 수액을 높은 산소 기체 차단능을 갖는 패키지로 추가로 포장하고, 그 사이에 산소 제거제("Age Less", Mitsubishi Chemicals)를 위치시키는 방법을 개시하였다.
일본 공개특허공보 제4-295368A호는 수액 백을 먼저 높은 산소 기체 차단능을 갖는 패키지로 포장하고, 그 사이에 산소 제거제를 위치시키는 방법을 개시하였다. 그런 후, 이중 패키지를 살균하고 그대로 분배 공급한다. 일본 특허공보 제8-34729B호는 살균 후 산소 기체 차단 패키지 및 산소 제거제를 높은 산소 기체 차단능을 갖는 제2의 패키지 및 새로운 산소 제거제로 교체하여 산화에 의한 변질을 방지하는 방법을 개시하였다.
그러나, 상기 일본 공개특허공보 제4-282162A호와 제4-295368A호 및 일본 특허공보 제8-34729B호에 개시된 기술들도 가로 필로우 타입 패키지에서의 문제점, 즉 후면 시일과 가로 시일이 만나는 부분에서 관통이 일어나 핀홀이 생기며, 분배 또는 취급 도중에 제2의 패키지에 파손 부위 또는 핀홀이 생겼을 때 수액이 공기 유입으로 인한 산화에 의해 변질된다는 문제점, 산소 제거제를 삽입하는 데 드는 비용과 노동력, 그리고 인체에 바람직하지 못한 설파이트 이온의 사용이 여전히 필요하다는 문제점을 갖는다.
아미노산, 지방, 당 또는 전해질과 같은 복수 개의 수액들을 동시에 투여할 때에는 투여시에 이들을 질병의 상태에 따라서 적절하게 혼합한다. 그러나, 병원에서 이러한 혼합 조작은 번거로우며 세균 감염을 일으킬 수도 있어서 비위생적이다. 서로 통할 수 있는 장벽에 의해 분리된 복수 개의 챔버(각각의 챔버는 상이한 수액을 담고 있으며 투여 시에 서로 통하도록 되어 있다)를 제공하여 복수 개의 수액을 위생적으로 혼합하기 위한 몇 가지 기술이 개발되었다(일본 특허 제2699212호 및 제3049280호, 일본 공개특허공보 제2003-212767A호).
그러나 서로 통할 수 있는 장벽에 의해 분리된 복수 개의 챔버를 제공하는 상기 기술도 앞서 언급한 문제점들을 갖는다.
본 발명의 목적은 수액을 위한 플라스틱 용기의 필수 조건인 수액의 방출을 뒤따를 수 있는 가요성, 투명도, 내열성 및 내충격성과, 아나필락시스 쇼크를 일으키는 설파이트 이온을 필요로 하지 않는 산소 기체 차단능, 및 일본 약전 제14 개정판의 용리 시험에 대한 적합성을 갖는 수액 백을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 연구를 거듭한 결과, 수액 백에 0.5㎖/㎡·D·atm의 높은 산소 기체 차단능을 부여할 때, 설파이트 이온의 첨가 없이도 트립토판을 함유한 아미노산 수액의 산화에 의한 변질 및 착색이 일어나지 않는다는 사실을 발견하였다. 본 발명자들은 또한 이러한 높은 산소 기체 차단능 및 수액 백을 위한 상술한 특성을 갖는 수액 백은 내열성 수지층, 산소 기체 차단층 및 밀봉층으로 구성된 적층 필름을 형성함으로써 얻어질 수 있으며, 이 층들을 잔류 용매 및 경화되지 않은 물질을 남기는 폴리우레탄 접착제를 사용하는 건조 적층 방법 대신에 열적 라미네이션에 의해 접착성 수지층을 통하여 적층시킴으로써 일본 약전 제14 개정판의 용리 시험을 통과하는 백을 수득할 수 있다는 사실을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 내열성 수지층, 산소 기체 차단층, 및 최내층으로서 밀봉 층을 포함하고, 내열성 수지층 또는 산소 기체 차단층은 열적 라미네이션에 의해서 접착성 수지층을 통해 밀봉층과 함께 적층되는 적층 필름으로 만들어진 수액 백을 제공한다.
본 발명의 수액 백에서, 높은 산소 기체 차단능은 산소 기체 차단층에 의해 달성되며, 수액 백의 산소 기체 차단은 0.5㎖/㎡·D·atm이다. 결과적으로 살균을 무산소 대기 중에서 수행할 필요가 없으며, 수액 백은 N2 기체 대용물, 산소 제거제 및 이중 포장을 필요로 하지 않는다. 아미노산 수액의 경우, 아나필락시스 쇼크를 일으키는 설파이트 이온의 첨가 없이도, 트립토판의 산화에 의한 불용성 인돌 화합물의 생성 및 착색이 일어나지 않는다.
적층은 잔류 용매 및 미반응 물질을 남기는 폴리우레탄 접착제를 사용하는 건조 적층 방법이 아닌 열적 라미네이션에 의해 수행되기 때문에, 잔류 용매 및 접착제의 미반응 물질이 수액 속으로 용리되지 않고, 수액 백은 일본 약전 제14 개정판의 용리 시험을 통과한다.
추가로, 적층 필름을 가열 밀봉하여 수액 백을 제조할 때 내열성 수지층은 내열성을 보장하고, 밀봉층은 가요성 및 내충격성을 보장한다.
본 발명의 수액 백을 위한 적층 필름에서 필수의 층은 내열성 수지층, 산소 기체 차단층, 접착성 수지층 및 밀봉층이다.
내열성 수지층은 적층 필름에 내열성을 부여하기 위하여 삽입되며, 바람직한 것은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름과 같은 폴리에스테르 필름, 및 나일론 필름과 같은 이축 연신 폴리아미드 필름이다. 연신 나일론(O-NY) 필름은 수액 백의 물리적 분배 성능을 개선시켜 주는 내관통성, 파열 강도 및 내열성이 뛰어나기 때문에 특히 바람직하다. PET 필름 및 O-NY 필름은 뻣뻣하기 때문에 내열성 필름 층의 두께는 수액 백의 가요성을 떨어뜨리지 않도록 얇은 것이 바람직하며, 7 내지 25㎛가 바람직하고 대량 생산성 때문에 12㎛가 특히 바람직하다. O-NY 필름의 경우 바람직한 두께는 10 내지 25㎛이고, 대량 생산성 때문에 15㎛가 특히 바람직하다.
산소 기체 차단층은 적층 필름에 산소 기체 차단능을 부가하기 위하여 삽입되며 투명하다. 산소 기체 차단층의 예는 진공 증착에 의해 제조되는 알루미늄 옥사이드(Al2O3) 막 및 규소 옥사이드(SiO2) 막, 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC) 코팅, PVDC 필름, 폴리아크릴로니트릴 필름, 폴리(메타)아크릴산/당 코팅 등이다.
폴리(메타)아크릴산은 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체 또는 이들의 혼합물을 의미한다. 이들은 부분적으로 중화될 수 있다. 당은 화학식 CnH2nOn(여기서, n은 2 내지 10의 정수이다)을 갖고, 당의 예는 글루코오스, 만노오스, 갈락토오스 및 크실로오스이다. 폴리(메타)아크릴산/당의 배합 비율은 95/5 내지 20/80(중량)이다. 폴리(메타)아크릴산/당 코팅 조성물은 일본 공개특허공보 제7-251485A호에 개시되어 있고, 일본 Kureha Chemical Ind. Co., Ltd사로부터 구입가능하다. 산소 기체 차단층의 위치는 내열성 수지층과 밀봉층 사이이거나 가장 바깥쪽일 수 있다. 예를 들어, 폴리(메타)아크릴산/당 코팅은 내열성을 갖기 때문에 코팅은 최외층으로서 배치될 수 있다.
밀봉층은 수액 백의 제조시 적층 필름에 가열 밀봉성을 부가하기 위하여 삽입되며, 백 안에 담긴 수액에 접촉하는 최내층으로서 위치된다. 바람직한 밀봉층은 살균 도중 수액 속으로 용리되는 양이 적고 뛰어난 가요성을 갖는데, 이러한 관점에서 폴리에틸렌(PE) 필름이 바람직하다. 특히 바람직한 밀봉층은 내열성 및 열적 밀봉성을 갖는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 층과 가요성 및 내충격성을 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 조합이다. 폴리프로필렌(PP) 필름도 살균 온도에서 내열성을 갖는다. 그러나, PP 필름은 PE 필름보다 뻣뻣하고 산화 방지제와 같은 첨가제의 배합 양이 많기 때문에 용리량이 크다.
한편, 통상의 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 그의 융점이 120℃ 이하임에도 보통 121℃에서 수행되는 살균을 견디지 못한다. 그러나, 융점이 130℃ 이상이어서 내열성을 갖는 적어도 하나의 HDPE층과 가요성 및 충격 흡수성이 뛰어난 LLDPE층을 갖는 다층 구조로 밀봉층을 구성하면, 밀봉층은 살균을 견딜 수 있고 용리량이 적어진다. 또한, 밀봉층은 가요성 및 내충격성이 뛰어나다. HDPE층 및 LLDPE층을 갖는 다층 필름은 동시 압출법에 의해 일체로 성형될 수 있다. HDPE층이 상기 특성들을 나타내기 위해서는 수액 백의 최내층으로서 위치된다. HDPE층은 가열 밀봉층으로서도 작용한다.
HDPE층의 바람직한 두께는 3 내지 50㎛이다. 두께가 3㎛ 미만이면 LLDPE에 노출시 HDPE층이 파열된다. 두께가 50㎛를 초과하면, 가요성이 저하되어 수액의 방출을 뒤따르기가 어렵게 된다. HDPE층은 LLDPE층보다 뻣뻣하기 때문에, HDPE층이 두꺼울수록 수액 백의 가요성이 더욱 손실되므로 이 층은 얇은 것이 바람직하다. 동시 압출 성능도 고려해야 하므로, HDPE층의 특히 바람직한 두께는 5 내지 30㎛이다. LLDPE층의 바람직한 두께는 물리적 분배 강도 및 가요성의 관점에서 30 내지 300㎛, 더욱 바람직하게는 50 내지 200㎛이다. 두께가 30㎛ 미만이면 취급시에 백이 파열되거나 떨어지게 된다. 두께가 300㎛를 초과하면 가요성이 저하된다.
접착성 수지층은 에틸렌-불포화 카복실산 무수물-불포화 카복실산 에스테르 공중합체, 에틸렌-불포화 카복실산 에스테르 공중합체, 또는 에틸렌-비닐 에스테르 공중합체, 및 100℃ 이상의 융점을 갖는 폴리올레핀으로 구성된다.
불포화 카복실산 무수물의 예로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 및 도데세닐 석신산 무수물이 있다. 불포화 카복실산 에스테르의 예로는 메틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 프로필렌 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트, 메틸 푸마레이트, 에틸 푸마레이트, 프로필 푸마레이트, 부틸 푸마레이트, 메틸 말레이트, 에틸 말레이트, 프로필 말레이트 및 부틸 말레이트가 있다. 비닐 에스테르의 예로는 비닐 아세테이트 및 비닐 프로피오네이트가 있다. 2개 이상의 공단량체들을 조합하여 에틸렌 공중합체를 제조할 수 있고, 2종 이상의 에틸렌 공중합체를 배합할 수 있다.
폴리올레핀의 바람직한 융점은 100 내지 160℃, 더욱 바람직하게는 115 내지 130℃이다. 폴리올레핀의 적합한 함량은 70중량% 이하, 바람직하게는 50중량% 이하이다. 폴리올레핀을 배합함으로써 121℃의 살균에서 견딜 수 있는 내열성이 얻어질 수 있다. 폴리올레핀의 함량이 70중량%를 초과하면 접착 강도가 불충분해진다. 융점이 100℃ 이상인 폴리올레핀의 예는 저밀도 폴리에틸렌, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 중간 밀도 폴리에틸렌 및 고밀도 폴리에틸렌이다.
접착성 수지층에 적용할 수 있는 다른 수지 조성물은 밀봉층보다 낮은 융점을 갖는 불포화 카복실산 무수물을 함유하는 에틸렌 공중합체, 다수의 히드록실 그룹을 갖는 화합물 및 금속염으로 이루어진다. 다수의 히드록실 그룹을 갖는 화합물의 적합한 함량은 5 내지 50중량%이고, 금속염의 적합한 함량은 0.01 내지 20중량%이다. 수지 조성물에서 가교 결합 반응이 일어나기 때문에 필요한 내열성을 얻을 수 있다. 다수의 히드록실 그룹을 갖는 화합물의 함량이 5중량% 미만인 경우 가교 결합 반응이 불충분해지고, 50중량%를 초과하면 접착성이 떨어지기 때문에 상기 범위를 벗어나는 것은 바람직하지 않다. 금속염의 함량이 0.01중량% 미만인 경우 가교 결합 반응 속도를 증가시킬 수 없고, 20중량%를 초과하는 경우 가교 결합의 가속화를 더 이상 나타내지 않기 때문에 비용 및 수지 강도의 측면에서 바람직하지 않다.
다수의 히드록실 그룹을 갖는 화합물의 예로는 부분적으로 비누화된 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체, 폴리비닐 알코올, 에틸렌 글리콜, 글리세린, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,10-데칸디올, 트리메틸올메탄, 트리메틸올에탄, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디에틸렌 글 리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌, 폴리에틸렌 글리콜, 디글리세린, 트리글리세린 등이 있다.
금속염의 예로는 리튬 라우레이트, 소듐 라우레이트, 칼슘 라우레이트, 알루미늄 라우레이트, 포타슘 미리스테이트, 소듐 미리스테이트, 알루미늄 미리스테이트, 소듐 팔미테이트, 징크 팔미테이트, 마그네슘 팔미테이트, 소듐 스테아레이트, 포타슘 스테아레이트, 칼슘 스테아레이트, 징크 스테아레이트, 소듐 올레이트, 아이노머 등과 같은 포화 또는 불포화 지방산의 염이 있다.
접착성 수지층에 각종 첨가제를 첨가할 수 있다.
접착성 수지층의 두께는 바람직하게는 1 내지 40㎛, 더욱 바람직하게는 3 내지 30㎛이다. 접착성 수지층을 1㎛ 미만의 두께로 균일하게 삽입하기는 어려우며, 40㎛를 초과하는 두께는 접착 강도를 증가시키지 않으면서 비용만 높일 뿐이다.
본 발명에 적용 가능한 적층 필름의 예시적 라미네이트 구성은 내열성 수지층/산소 기체 차단층/접착성 수지층/밀봉층, 산소 기체 차단층/내열성 수지층/접착성 수지층/밀봉층, 내열성 수지층/접착성 수지층/산소 기체 차단층/접착성 수지층/밀봉층, 산소 기체 차단층/접착성 수지층/내열성 수지층/접착성 수지층/밀봉층이며, 여러 가지 다른 수지층(들)을 추가로 삽입할 수 있다.
층들은 융점이 크게 다르기 때문에 모든 층들을 동시 압출시켜서 적층 필름을 제조하는 것은 불가능하다. 또한, 대표적인 내열성 수지층들은 신장성이고, 대표적인 산소 기체 차단층들은 증착 막 또는 코팅 층이다. 따라서, 적층 필름의 제조를 위해서는 라미네이션이 필요하고, 적층 필름은 열적 라미네이션에 의해 수행 되는 적층 방법에 의해 특성화된다.
열적 라미네이션은 산소의 존재 하에서 접착성 수지층의 표면을 코로나 방전, 불꽃 처리 등에 의해 활성화시켜서 접착에 기여하는 관능성 그룹, 예를 들면 카복실 그룹(-COOH), 알데히드 그룹(-CHO)을 생성한 후, 라미네이트를 고온 상태에서 압축시키는 것이 특징이다. 코로나 방전의 경우, 접착성 수지층의 표면은 거의 고체 상태이고, 불꽃 처리의 경우 표면은 연화 또는 용융된다.
열적 라미네이션에서, 접착성 수지층은 접착 성능을 보장하기 위한 목적으로 내열성 수지층과 같은 수지층(특히 폴리올레핀 층) 또는 밀봉층 위에 제공된다. 접착성 수지층은 T 다이를 사용하는 압출법 또는 다이 코팅기를 사용하는 코팅 방법에 의해 제공될 수 있다. 접착성 수지층이 밀봉층과 같은 동시 압출된 HDPE/LLDPE층에 제공되는 경우, 접착성 수지층은 HDPE/LLDPE/접착성 수지층의 3층 동시 압출에 의해 제공될 수 있다. 접착성 수지층은 폴리에틸렌-기재이므로 LLDPE층과 단단하게 일체화될 수 있다.
그런 다음, 접착성 수지층의 표면을 코로나 방전 처리한 후 중간 파장(2.0 내지 3.5㎛)의 적외선에 의해 가열한 뒤 압축시켜서 적층시키거나, 불꽃 처리한 후 압축시켜서 적층시킨다. 다른 방법으로, 접착성 수지층의 표면을 코로나 방전 처리한 후 가열 롤을 사용하여 적층시킨다.
열적 라미네이션이 산소 기체 차단층으로서 폴리(메타)아크릴산 및 당의 혼합된 중합체 코팅과 HDPE/LLDPE/접착성 수지층 사이에서 수행되는 경우, 혼합된 중합체 코팅은 PET 필름, O-NY 필름 등인 내열성 수지층과 이미 통합되어 있기 때문 에 HDPE/LLDPE/접착성 수지층 동시 압출 필름의 접착성 수지층의 표면을 코로나 방전 처리한 후 중간 적외선으로 가열한 뒤 압축시켜서 라미네이트로 만들거나, 가열 롤로 압축시켜서 라미네이트로 만드는 방법에 의해 내열성 수지층/산소 기체 차단층/밀봉층 또는 산소 기체 차단층/내열성 수지층/밀봉층을 제조한다.
본 발명의 수액 백을 위한 적층 필름의 산소 기체 차단능은 바람직하게 더욱 높다. 그러나, 산소 기체 차단능이 0.5㎖/㎡·D·atm일 때 설파이트 이온을 생략할 수 있고 살균 공정에서 질소 기체 압축이 불필요하며 N2 대용물 및 산소 제거제를 사용한 이중 포장이 불필요하다.
본 발명의 수액 백은 상술한 바와 같은 적층 필름으로 만들어지며, 백 안에 담긴 수액의 방출 포트를 적어도 하나 갖는다.
방출 포트는 일반적으로 튜브 또는 파이프로 되어 있고 끝은 고무 플러그 또는 기타의 수단에 의해 밀폐된다. 수액에 약제가 첨가되는 경우 약제는 방출 포트를 통해 첨가될 수 있다. 그러나 첨가를 위한 기타의 포트를 제공할 수도 있다.
행잉 홀은 일반적으로 주입 백을 걸기 위하여 제공된다.
백은 2장의 적층 필름을 밀봉층이 서로 마주보도록 겹쳐 놓고 주위를 가열 밀봉시켜서 4면 핀 시일(fin seal) 백을 형성하여 제조한다. 백은 1장의 적층 필름을 접어서 열린 끝을 가열 밀봉시켜서 제조할 수도 있다. 이 경우 백은 3면 핀 시일 백으로 만들어진다. 방출 포트는 가열 밀봉에 의해 만들어질 수 있다.
수액 백을 도 1에 예시한다. 이 백은 본 발명의 적층 필름을 주위를 가열 밀봉시켜 가열 밀봉 부분(6)을 만듦으로써 제조한다. 방출 포트(7)는 도면의 좌측 중앙에 제공되며, 끝은 고무 플러그와 같은 마개(8)로 닫혀있다. 가열 밀봉 부분(6)은 도면 우측으로 확장되며, 백을 걸기 위한 행잉 홀(9)이 천공되어 있다. 수액(10)이 안에 채워져 있다.
수액을 주입하기 위한 관을 도 3에 예시한다.
본 발명의 수액 백에 적용가능한 수액의 종류는 특별히 제한되지는 않으나 세포외 용액 보강물, 개시 용액(initiating solution), 탈수용 보강물, 후작업을 위한 보유제 및 복구제와 같은 각종 전해질 수액, 균질 수액, 지방 유화액, 아미노산 용액, 플라스마 증량제 등과 같은 각종 영양 수액이 포함된다.
산소 기체 차단능은 산소 투과도 측정 장치(상품명 "OX-TRAN" MODEL 2/21, MOCON Co., Ltd.사 제품)를 사용하여 80% 상대 습도의 조건 하에 30℃에서 측정하여 결정한다.
수액 백을 위한 적층 필름의 용리 시험은 일본 약전 제14 개정판의 약제학적 제제를 위한 플라스틱 용기의 용리 시험에 따라 수행된다. 각각의 백에 증류수를 채우고 121℃에서 1시간 동안 가열한 후 실온으로 냉각한다. 그런 다음, 증류수의 최대 UV 흡광도를 각각 220 내지 240㎚ 및 241 내지 350㎚의 범위에서 측정한다.
이하, 수액을 위한 적층 필름의 제조 장치를 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 수액을 위한 적층 필름의 제조 장치의 개략도이다. 도면에서 제1 공급 롤(11)은 2개의 층(2a, 2b)을 동시 압출시켜 형성한 밀봉층과 접착성 수지층(3)이 서로 통합되어 적층된 라미네이트 A를 공급한다. 제2 공급 롤(21) 은 산소 기체 차단층(4)과 내열성 수지층(5)의 라미네이트 B를 공급한다. 30은 상기 라미네이트 A의 접착성 수지층(3)의 표면을 가열하기 위한 가열 부분이다. 40은 라미네이트 B의 산소 기체 차단층(4)을 접착성 수지층(2)에 압축에 의해 결합시키기 위한 결합 수단이다.
12, 13 및 14는 라미네이트 A를 가열 부분(30)을 통해 결합 수단(40)으로 안내하는 가이드 롤이며, 가이드 롤(14)은 가열 부분(30) 근처에 위치하여 라미네이트 A가 가열 부분(30)에서 가열되도록 한다. 22 및 23 역시 라미네이트 B를 결합 수단(40)으로 안내하는 가이드 롤이다.
가열 부분(30)에는 복수 개의 적외선 가열기(31)가 라미네이트 B의 이동 방향에 대해 수직으로 나란히 배열되어 있다. 각각의 적외선 가열기(31)에는 오목 반사경(32)이 제공되고, 적외선은 오목 반사경(32)에 의해 반사되어 접착성 수지층(3)의 표면 위에 초점이 맞춰진다. 적외선 가열기(31)는 장치가 고장 등에 의해 멈추었을 때 자동으로 중지되도록 고안된다.
냉각 공기 노즐(33)은 가열 부분(30)의 진입부에서 적외선 가열기(31) 근처에 제공된다. 적외선 가열기(31)가 멈추었을 때 냉각 공기 노즐(33)이 작동하여 접착성 수지층(3)의 표면에 냉각 공기를 취입한다.
결합 수단(40)에는 닙 롤(41)과 가열 롤(42)이 제공되며 이들은 라미네이트 B와 가열된 라미네이트 A가 만나 이들 사이에 통과되면서 강한 압축에 의해 결합되도록 배열된다. 43은 닙 롤(41)을 위한 백-업 롤이다. 51 및 52는 라미네이트 B를 라미네이트 A에 결합시켜서 만든 적층 필름(1)을 후속 공정에 공급하기 위한 가 이드 롤이다.
상기 장치를 사용하여 열적 라미네이트를 제조하는 경우, 라미네이트 A는 제1 공급 롤(11)로부터 공급된다. 라미네이트 A는 가이드 롤(12, 13 및 14)을 순차적으로 통과하고, 가열 부분(30)에서 적외선 가열기(31)로부터 직접 조사되어 오목 반사경(32)에 의해 반사되는 적외선에 의해 효율적으로 급속히 가열된다. 그 결과, 접착에 기여하는 관능성 그룹이 접착성 수지층(3) 위에 효율적으로 유도된다.
한편, 라미네이트 B는 제2 공급 롤(21)로부터 공급되고, 가이드 롤(22, 23)을 통해 결합 수단(40)으로 운반된다. 이어서, 라미네이트 B는 결합 수단(40)의 닙 롤(41)에서 가열된 라미네이트 A와 만나 서로 겹쳐지고 닙 롤(41) 및 가열 롤(42)에 의해 압축되어 결합된다. 그 결과, 라미네이트 B는 접착성 수지층(3)을 통해 라미네이트 A에 강하게 결합되어 적층 필름(1)을 형성한다. 적층 필름(1)은 가이드 롤(51, 52) 등에 의해 후속 공정으로 운반된다.
수액 백을 위한 적층 필름의 기타의 제조 장치를 도 5에 도시한다. 장치는 제1 공급 롤(61), 제2 공급 롤(62), 가열 롤(63), 닙 롤(64), 백-업 롤(65), 냉각 롤(66), 권취 롤(67), 가역 롤(69) 및 가이드 롤(68)을 포함한다.
산소 기체 차단층(4) 및 내열성 수지층(5)으로 이루어진 라미네이트 B는 제1 공급 롤(61)로부터 공급되고, 2개의 층(2a, 2b)을 동시 압출시켜 형성한 밀봉층과 접착성 수지층(3)으로 이루어진 라미네이트 A는 제2 공급 롤(62)로부터 공급된다. 라미네이트 A 및 B는 도 4의 가열 롤(42)보다 더욱 강하게 라미네이트 A 및 B를 가열하는 가열 롤(63)에서 만나게 되고, 접착성 수지층(3)은 닙 롤(64)의 압력에 의 해 산소 기체 차단층(4)에 결합된다. 그런 후, 이와 같이 제조된 적층 필름은 가역 롤(69)에 의해 방향을 반대로 하고 냉각 롤(66)에 의해 냉각된 후 권취 롤(67)에 권취된다.
실시예
실시예 1
라미네이트 A의 제조
사용된 밀봉층은 121℃의 살균 온도를 견디는 두께 120㎛의 동시 압출된 HDPE/LLDPE 필름("LR-124", Showa Denko Plastic Products Co. Ltd.)이다. 필름의 LLDPE층 위에, 93% 에틸렌-불포화 카복실산 무수물-불포화 카복실산 에스테르 공중합체 및 7% 고밀도 폴리에틸렌으로 구성된 접착성 수지("Rexpearl ET 184 M", Japan Polyolefins Co., Ltd.)를 주요 압출기(90㎜Φ)와 2개의 부-압출기(50㎜Φ)로 구성된 3층 동시 압출기(Modern Machinery Co., Ltd.사 제품)를 사용하여(접착성 수지는 주요 압출기 안에 충전된다) 240℃의 압출 온도에서 압출 적층법에 의해 적층시켜서 12㎛의 HDPE층/108㎛의 LLDPE/20㎛의 접착성 수지층으로 이루어진 라미네이트 A를 제조한다. 그런 다음, 접착성 수지층의 표면을 0.03kW·min/㎡에서 코로나 방전 처리한다.
라미네이트 B의 제조
내열성 수지층으로서 두께 12㎛의 PET 필름("Espet", Toyobo Co., Ltd.)을 사용하고, PET 필름의 표면 위에 산소 기체 차단층으로서 폴리(메타)아크릴산·당을 코팅하여 두께 1㎛의 혼합된 중합체 코팅을 제공함으로써 라미네이트 B를 제조한다.
열적 라미네이션
라미네이트 A와 라미네이트 B의 라미네이션을 도 4에 도시된 장치를 사용하여 수행한다.
상기 장치에서, 사용되는 적외선 가열기(31)는 각각 길이가 1,300㎜이고 3.2KW를 갖는 9개의 중간 적외선 가열기(Heracus K.K.)이다. 가이드 롤(13 및 14)은 30℃로 가열되고, 가열 롤(42)은 90℃로 가열된다. 라미네이트 A는 제1 공급 롤(11)로부터 공급되고 라미네이트 B는 제2 공급 롤(21)로부터 공급된다. 라미네이트 A 및 라미네이트 B의 공급 속도, 즉 적층 필름(1)의 제조 속도는 50m/min이다.
라미네이트 A의 접착성 수지층(3)의 표면 온도는 복사 온도계로 측정한바, 적외선 가열기(31)에 의해 가열될 때 600 내지 700℃이다. 닙 롤(41)에서의 닙 압력은 직선 압력으로서 24㎏·㎝이다.
이와 같이, 12㎛의 PET 필름 층/1㎛의 폴리(메타)아크릴산·당의 혼합 코팅층/20㎛의 접착성 수지층/108㎛의 LLDPE층/12㎛의 HDPE층의 층 구성을 갖는 수액 백을 위한 적층 필름을 제조한다.
수액 백의 제조
2장의 적층 필름을 가장 안쪽의 층이 HDPE층이 되도록 겹쳐 놓고, 3면을 가열 밀봉하여 크기가 14㎝×18㎝인 수액을 위한 백을 제조한다.
[UV 흡광도 시험]
일본 약전 제14 개정판의 용리 시험에 따라, 백에 250㎖의 증류수를 채우고(재료의 면적에 대한 추출용 용액 부피의 비율은 250㎖/14×18×2㎠ = 0.5㎖/㎠), 개구부를 가열 밀봉한 후 1시간 동안 121℃에서 가열한다. 냉각한 후, 액상 내용물의 UV 스펙트럼을 분광분석기("Hitachi Ratiobeam Spectrophotometer U-1100", Hitachi Science Systems Co., Ltd.)에 의해 측정하고, 수득한 UV 흡광도(-log T)를 표 1에 기재한다.
UV 흡광도 (-log T)
220 ~ 240㎚ 241 ~ 350㎚
일본 약전 제14 개정판 표준 ≤0.08 ≤0.05
실시예 1 0.019 0.005
표 1에서 보듯이, 실시예 1에서 얻어진 UV 흡광도는 일본 약전 제14 개정판의 표준치에 비해 훨씬 작다.
[착색 시험, 산소 기체 차단 시험]
주입용 증류수를 비등시켜 용존 산소를 방출시키고 약 50℃로 냉각시킨다. 표 2에 기재된 아미노산을 상기 주입용 증류수 약 800㎖에 가열하면서 용해시킨다. 설파이트는 첨가하지 않는다.
L-트립토판 2.6g
L-루이신 11.3g
L-이소루이신 7.2g
L-발린 8.2g
L-리신 아세테이트 11.6g
L-트레오닌 5.2g
L-메티오닌 11.3g
L-페닐알라닌 11.3g
L-히스티딘 5.6g
냉각 후, 아미노산 용액의 pH를 6.8로 조정하고, 상기 주입용 증류수를 첨가하여 총 부피를 1,000㎖가 되게 한다. 그런 다음, 용액을 밀리포어 필터(기공 크기: 0.22㎛)에 의해 여과하여 아미노산 수액을 수득한다.
이어서, 실시예 1의 적층 필름으로 만들어진 백(14㎝×18㎝)에 아미노산 수액 250㎖를 채우고, 질소를 취입하여 내부의 공기를 방출시키고 가열 밀봉에 의해 밀봉한다. 아미노산 수액이 담긴 수액 백을 121℃에서 20분간 가열하여 살균한다. 살균 전과 후, 그리고 60℃에서 2개월 동안 보관한 후의 외관 및 착색 정도를 평가한다. 외관은 육안 관찰하여 평가하고, 착색 정도는 분광분석기("Hitachi Ratiobeam Spectrophotometer U-1100", Hitachi Science Systems Co., Ltd.)를 사용하여 셀 길이 1㎝에서 430㎚에서의 투명도를 측정함으로써 결정한다. 결과를 표 3에 기재한다.
살균전 살균후 60℃에서 2개월 후
외관 무색투명 무색투명 무색투명
착색 정도(투명도) 99.3% 98.3% 97.2%
살균 후, 아미노산 수액을 배출시키는 수액 백의 산소 기체 차단능을 측정하고 표 4에 기재한다.
산소 기체 차단능 0.2㎖/㎡·D·atm
산소 기체 차단능은 산소 투과도 측정 장치(상품명 "OX-TRAN", MODEL 2/21, MOCON Co., Ltd.사 제품)를 사용하여 80% 상대 습도의 조건 하에 30℃에서 측정하여 결정한다.
표 3 및 4에서 보는 바와 같이, 산소 기체 차단능이 0.5㎖/㎡·D·atm 이하일 때, 살균 후 및 60℃에서 2개월간의 보관 후에도 착색이 일어나지 않는다. 따라서, 아나필락시스 쇼크를 유발하는 설파이트는 생략할 수 있다.
실시예 2
라미네이트 A의 제조
주요 압출기(90㎜Φ)와 2개의 부-압출기(50㎜Φ)로 구성된 3층 동시 압출기(Modern Machinery Co., Ltd.사 제품)를 사용한다. LLDPE 수지("Harmorex LL NC 5T4R", Japan Polyolefins Co., Ltd.)를 하나의 부-압출기에 채우고, 93% 에틸렌-불포화 카복실산 무수물-불포화 카복실산 에스테르 공중합체 및 7% 고밀도 폴리에틸렌으로 구성된 접착성 수지("Rexpearl ET 184 M", Japan Polyolefins Co., Ltd.)를 다른 부-압출기에 채운다. 그런 다음, 260℃에서 동시 압출시켜 10㎛의 HDPE층/90㎛의 LLDPE층/15㎛의 접착성 수지층으로 이루어진 라미네이트 A를 제조한다. 이어서, 접착성 수지층의 표면을 0.03kW·min/㎡에서 코로나 방전 처리한다.
라미네이트 B의 제조
내열성 수지층으로서 두께 15㎛의 O-NY 필름("Harden Film N1130", Toyobo Co., Ltd.)을 사용하고, O-NY 필름의 표면 위에 산소 기체 차단층으로서 폴리(메타)아크릴산·당을 코팅하여 두께 1㎛의 혼합된 중합체 코팅을 제공함으로써 라미네이트 B를 제조한다.
열적 라미네이션
라미네이트 A와 라미네이트 B의 라미네이션을 도 5에 도시된 장치를 사용하여 수행한다. 적층 조건은 다음과 같다.
가열 롤 온도: 120℃
닙 압력: 24㎏·㎝
제조 속도: 30m/min
냉각 롤 온도: 25℃
이와 같이, 15㎛의 O-NY 필름 층/1㎛의 폴리(메타)아크릴산·당의 혼합 코팅층/15㎛의 접착성 수지층/90㎛의 LLDPE층/10㎛의 HDPE층의 층 구성을 갖는 수액 백을 위한 적층 필름을 제조한다.
수액 백의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 적층 필름을 사용하여 수액을 위한 백을 제조한다.
[UV 흡광도 시험]
실시예 1과 동일하게 UV 흡광도를 측정하고 결과를 표 5에 기재한다.
UV 흡광도 (-log T)
220 ~ 240㎚ 241 ~ 350㎚
일본 약전 제14 개정판 표준 ≤0.08 ≤0.05
실시예 2 0.009 0.004
표 5에서 보듯이, 실시예 2에서 얻어진 UV 흡광도는 일본 약전 제14 개정판의 표준치에 비해 훨씬 작다.
[착색 시험, 산소 기체 차단 시험]
실시예 1과 동일하게 착색 시험 및 산소 기체 차단 시험을 수행하고 결과를 표 6에 기재한다.
살균전 살균후 60℃에서 2개월 후
외관 무색투명 무색투명 무색투명
착색 정도(투명도) 99.3% 98.1% 97.0%
산소 기체 차단능 0.3㎖/㎡·D·atm
표 6 및 7에서 보는 바와 같이, 산소 기체 차단능이 0.5㎖/㎡·D·atm 이하인 경우, 살균 후 및 60℃에서 2개월간의 보관 후에도 착색이 일어나지 않는다. 따라서, 아나필락시스 쇼크를 유발하는 설파이트는 생략할 수 있다.
본 발명에 따르면, 수액의 방출을 뒤따를 수 있는 가요성, 투명도, 내열성, 및 내충격성과, 아나필락시스 쇼크를 일으키는 설파이트 이온을 필요로 하지 않는 산소 기체 차단능, 및 일본 약전 제14 개정판의 용리 시험에 대한 적합성을 갖는 수액 백이 제공된다.

Claims (10)

  1. 내열성 수지층, 산소 기체 차단층, 및 최내층으로서의 밀봉층을 포함하고, 내열성 수지층 또는 산소 기체 차단층은 열적 라미네이션에 의해서 접착성 수지층을 통해 밀봉층과 함께 적층되는 적층 필름으로 만들어진 수액 백.
  2. 제1항에 있어서, 내열성 수지층이 두께 7 내지 25㎛의 폴리에스테르 필름 또는 이축 연신 폴리아미드 필름으로 이루어지는 수액 백.
  3. 제1항에 있어서, 산소 기체 차단층이 알루미늄 옥사이드 또는 규소 옥사이드의 막 또는 폴리비닐리덴 클로라이드 또는 폴리(메타)아크릴산/당의 코팅 층인 수액 백.
  4. 제1항에 있어서, 산소 기체 차단층이 폴리(메타)아크릴산/당의 코팅 층인 수액 백.
  5. 제1항에 있어서, 밀봉층이 고밀도 폴리에틸렌 층과 선형 저밀도 폴리에틸렌 층과의 조합이며, 고밀도 폴리에틸렌 층이 수액 백에 담긴 수액과 접촉하는 가장 안쪽의 층으로서 위치하는 수액 백.
  6. 제1항에 있어서, 접착성 수지층이 에틸렌-불포화 카복실산 무수물-불포화 카복실산 에스테르 공중합체, 에틸렌-불포화 카복실산 에스테르 공중합체, 또는 에틸렌비닐 에스테르 공중합체, 및 융점이 100℃ 이상인 폴리올레핀의 혼합물로 이루어지는 수액 백.
  7. 내열성 수지층, 산소 기체 차단층, 및 최내층으로서의 밀봉층을 포함하고, 내열성 수지층 또는 산소 기체 차단층은 열적 라미네이션에 의해서 접착성 수지층을 통해 밀봉층과 함께 적층되는, 수액 백을 위한 적층 필름.
  8. 제7항에 있어서, 내열성 수지층, 산소 기체 차단층, 접착성 수지층 및 밀봉층을 필수적으로 포함하고, 내열성 수지층 또는 산소 기체 차단층이 최외층이며, 밀봉층이 최내층이고, 내열층은 폴리에스테르 필름 또는 이축 연신 폴리아미드 필름으로 이루어지며, 산소 기체 차단층은 알루미늄 옥사이드 또는 규소 옥사이드의 막 또는 폴리비닐리덴 클로라이드 또는 폴리(메타)아크릴산/당의 코팅 층이고, 밀봉층은 고밀도 폴리에틸렌 층과 선형 저밀도 폴리에틸렌 층과의 조합이며, 고밀도 폴리에틸렌 층이 최내층으로서 위치하는 적층 필름.
  9. 제8항에 있어서, 접착성 수지층이 에틸렌-불포화 카복실산 무수물-불포화 카복실산 에스테르 공중합체, 에틸렌-불포화 카복실산 에스테르 공중합체, 또는 에틸렌비닐 에스테르 공중합체, 및 융점이 100℃ 이상인 폴리올레핀의 혼합물로 이루어 지는 적층 필름.
  10. 제8항에 있어서, 산소 기체 차단능이 0.5㎖/㎡·D·atm 이하인 적층 필름.
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