KR20090069141A

KR20090069141A - 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름

Info

Publication number: KR20090069141A
Application number: KR1020080129910A
Authority: KR
Inventors: 이성만; 문진성
Original assignee: 주식회사 중외
Priority date: 2007-12-24
Filing date: 2008-12-19
Publication date: 2009-06-29
Also published as: RU2010125824A; CN101909890A; JP2011510689A; EP2225103A2; AU2008341351B2; ES2769532T3; WO2009082133A2; US20100266825A1; EP2225103A4; EP2225103B1; WO2009082133A3; RU2450934C2; KR101039278B1; CN101909890B; US8349440B2; AU2008341351A1

Abstract

본 발명은 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무기 산화물이 증착된 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 외층; 에스테르계 폴리우레탄을 포함하는 제1접착층; 에틸렌 비닐알코올 공중합체를 포함하는 제1중간층; 에스테르계 폴리우레탄을 포함하는 제2접착층; 폴리아미드 중합체를 포함하는 제2중간층; 에스테르계 폴리우레탄을 포함하는 제3접착층; 및 폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 내층이 순차적으로 적층된 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름에 관한 것이다.

상기 다층 필름은 투명성, 내열성, 밀봉성, 내구성 및 원가경쟁력이 높을 뿐만 아니라, 산소 차단성이 우수하고 핀홀 발생이 적어 수액이나 혈액 등 의료용 용액을 담는 파우치(pouch)의 외측백으로 적용이 가능하다.

기능성 수액, 고차단성 다층 필름, PET, 무기 산화물, 에틸렌 비닐알코올 공중합체, 라미네이트

Description

기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름{High Barrier Multilayer Film for Functional Medical Solution Product}

본 발명은 투명성, 내열성, 밀봉성, 내구성 및 원가경쟁력이 높을 뿐만 아니라, 산소 차단성이 우수하고 핀홀 발생이 적어 수액이나 혈액 등 의료용 용액을 파우치(pouch) 형태로 포장 및 투여하기 위한 수액 용기의 외측백으로 적용이 가능한 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름에 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 의료진의 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.

이러한 수액 용기는 약 10여년 전부터 유럽을 중심으로 연구되어 왔으며, 다수 방의 백 뿐만 아니라 단일 구성의 백을 구비한 수액 용기의 산소 차단성과 낙하 내충격성 등 물성을 보완하려는 연구가 가속되고 있다.

일반적으로 내측백은 산소 및 수분 차단성, 멸균내열성, 투명성, 낙하내충격성, 유연성 등이 요구되며, 외측백은 낙하내충격성, 유연성보다는 산소 및 수분 차단성, 멸균내열성, 투명성이 요구된다.

수액 용기 중 기능성 수액 용기용 백은 기존의 일반 수액용 백에 비하여 우수한 기체차단성, 낙하내충격성 및 투명성 등이 요구되고 있다. 특히 외측백의 경우 기능성 수액 내 이물 혼입 여부 등이 확인 가능한 고 투명성 필름이 요구되며, 특성상 121℃ 높은 온도의 멸균 처리 후 투명성 확보가 가능한 필름 제조기술이 필요하다. 또한 산소와 반응할 수 있는 여러 가지 영양수액 등이 내측백에 충전되므로 높은 산소 차단성을 필요로 한다.

외측백으로서 최고의 품질로 평가받고 있는 독일 팩티브(Pactiv)사 제품은 외층(PP)/접착층(폴리올레핀계 접착제)/산소 차단성 중간층(EVOH)/접착층(폴리올레핀계 접착제)/열봉합내층(PP)의 다층(5층) 단면구조를 가진 공압출 필름이다. 상기 팩티브사 제품은 멸균 후(121℃, 30분) 흐림도가 50%이상으로 육안으로도 상당히 흐린 특성을 가지고 있어, 백 내부의 이물질들 내용물 관찰 및 확인에 어려움이 발생하여 투명성에 대한 개선이 요구된다.

이러한 투명성을 개선한 제품으로 식품 및 의료용에 사용하기 위한, 무기 산화물이 증착된 PET, 나일론, 폴리올레핀으로 구성된 다층 필름이 제안되었다.

일본공개특허 제2000-263722호는 산소 및 수증기 차단을 위해 PP 기재필름 상에 PET 필름을 형성하고, 상기 PET 필름의 표면을 실리카나 알루미나 등의 금속 산화물로 증착시켜 산소 및 수증기에 대한 차단성이 향상된 다층 필름을 제안하고 있다.

PCT 출원공개 WO 2007/026554에서는 용기 본체의 내측 표면 및 외측 표면의 적어도 한쪽에, 유기계 규소 화합물 가스와 산소 가스를 원료로 하여, 플라스마 CVD법에 의해 규소 산화물이 증착된 배리어성 막을 적어도 1층 형성하는 방법을 언급하고 있다.

그러나 상기 다층 필름은 원료 자체의 유연성이 부족하고 차단성은 우수하나 멸균 전후 또는 백의 취급과정에서 반복적으로 접힘이 발생하면 증착된 무기 산화물층이 깨지는 현상으로 인하여 오히려 산소 차단성이 크게 저하되는 문제를 야기한다.

특히, 수액 용기에 충진되는 아미노산액이나 포도당액, 전해질액 등의 약액은 산소에 의해 변질되기 쉽기 때문에 높은 산소 차단성이 요구된다. 그러나 내측백으로 주로 사용되는 폴리올레핀계 고분자로 제조된 수액 용기는 낮은 산소 차단성을 나타내, 별도의 외장재로 상기 수액 용기를 포장하거나 수액 용기 내 산소 차단성을 높이기 위해 새로운 조성의 도입 구조가 제안되고 있다.

PCT 국제공개 WO 2002/85111은 하나 이상의 생성물 접촉 층/산소 및 수분 배리어층/외부 층을 구비한 다층막으로 이루어진 가용성 용기를 제안하면서, 상기 산소 및 수분 배리어층으로 에틸렌 비닐 알코올(EVOH)을 사용하고 있다.

PCT 국제공개 WO 2005/014283은 저밀도 폴리에틸렌 필름층/폴리아미드, EVOH, PET, 이들의 블렌드 및 알루미늄 호일로 이루어진 군으로부터 선택된 기능성 배리어층/ 무기 입자상 충전제와 폴리올레핀을 포함하는 가열 밀봉성층을 포함하여 산소 배리어 특성을 향상시킬 수 있다고 언급하고 있다.

그러나 상기 EVOH은 멸균 후 헤이즈가 열악하고, 고온 및 고습도 조건하에서 물성 저하가 발생하여, 이를 단독으로 사용하는 경우 산소에 대한 차단성이 크게 저하된다.

이에 고온 처리에도 투명성이 유지될 뿐만 아니라 산소 차단성이 우수한 필름이 요구되며, 본 발명을 통해 만족할만한 수준의 투명성과 산소 차단성을 갖는 다층 필름을 제안한다.

상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 투명성, 내열성, 밀봉성, 내구성이 높고, 산소 차단성이 우수하며 핀홀 발생이 적은 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은

무기 산화물이 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트를 포함하는 외층;

에스테르계 폴리우레탄을 포함하는 제1접착층;

에틸렌 비닐알코올 공중합체를 포함하는 제1중간층;

에스테르계 폴리우레탄을 포함하는 제2접착층;

폴리아미드 중합체를 포함하는 제2중간층;

에스테르계 폴리우레탄을 포함하는 제3접착층; 및

폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 내층이 순차적으로 적층된 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름을 제공한다.

추가로, 상기 다층 필름은 외층과 제1접착층 사이에 보호층을 포함한다.

본 발명에 따른 다층 필름은 수액, 혈액 등 의료용 용액을 담는 파우치(pouch) 형태의 백을 외포장하는 외측백에 적합하며 투명성, 내열성, 밀봉성, 내구성 및 원가경쟁력이 우수하고, 핀홀 발생이 적어 의료산업에 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 점착층, 수증기 배리어층, 가스 배리어층과 같은 임의의 추가층을 포함할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 필름을 보여주는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 상기 다층 필름(10)은 하부에서부터 외층(11), 제1중간층(13), 제2중간층(15) 및 내층(17)이 순차적으로 적층되고, 상기 층 사이에 제1접착층(12), 제2접착층(14) 및 제3접착층(16)이 형성된 구조를 갖는다.

외층(11)은 수액 용기의 가장 외부측에 위치하는 층으로, 산소 및 가스를 차단하는 역할을 한다. 이러한 외층(11)은 무기 산화물이 증착된 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 포함한다.

상기 외층(11)의 재질로 사용하는 PET는 유연성과 차단성, 높은 기계적 강도와 치수안정성, 내수성, 내화학성, 투명성, 강성, 넓은 사용온도 범위로 인해 포장재로 널리 사용되고 있다. 이러한 PET는 이축연신된 필름을 사용하는 경우 상기한 특성이 더욱 증가하며, 두께를 5∼20㎛가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 무기 산화물은 산소 및 가스 차단성을 높이기 위해 사용하고, 바람직하기로 산화규소를 사용한다. 상기 산화규소(SiOx)는 갈색고체인 일산화규소(SiO)와 무색 고체인 이산화규소(SiO₂, 실리카)로 구성되며, 통상의 증착법을 통해 PET 필름 상에 증착된다. 상기 산화규소의 산소 및 가스의 차단능은 산화규소 내 산소의 함량에 관여한다. 즉, 산소(O)의 양이 많으면 나빠지게 되므로, 증착 가공시 산소의 양 분위기를 조정하여 SiO증기의 산소(O)를 1.5∼1.8 범위의 조성으로 하여 사용하여 증착을 수행한다. 상기 차단성은 SiO_1.5가 SiO_1.8 보다 상당히 우수한 성능을 나타내는데, 반대로 SiO_1.5미만으로 증착된 필름의 색은 일산화규소의 영향으로 갈색을 띠게 된다.

상기 외층(11)은 산소투과도(JIS K 7126, 25℃, 80%RH)가 1 cc/㎡·d·atm이하이고, 수증기 투과도(JIS K 7129, 40℃, 90%RH)가 1 g/㎡·d이하이고, 헤이즈(JIS K 7136)기 5% 이하이며, 인장강도(JIS K 7127)가 200∼250 MPa이고, 인장신율(JIS K 7127)이 100∼120%를 갖는다.

상기 외층(11)의 무기 산화물의 증착층은 그 두께가 40∼200㎚가 되도록 증착하는 것이 바람직하다. 만약, 그 두께가 40㎚이하가 되면 균일한 증착이 어려워 가스 차단성이 충분하게 나오지 않고, 반대로 200㎚ 이상으로 너무 두꺼울 경우 크랙발생가능성 등 필름전체의 내구성이 떨어지게 된다.

상기 증착법은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 이 분야에서 통상적으 로 사용되는 건식 증착법이 가능하다. 구체적으로, 상기 건식 증착법으로는 화학 기상 증착법(CVD), 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD, LPCVD), 플라즈마 향상 화학 기상 증착(Plasma Enhanced CVD, PECVD), 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD, APCVD), 물리 기상 증착법(PVD), 증발(evaporation) 증착법, 스퍼터링, 또는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD) 중에서 선택된 1종의 방법이 가능하며, 바람직하기로 화학 기상 증착법을 사용한다.

상기 외층(11)을 단독으로 수액 용기에 사용하는 경우 멸균 전후 또는 수액 용기의 취급 과정에서 반복적인 접힘으로 인해, 증착된 무기 산화물 증착층이 깨지는 현상이 발생하여, 결과적으로 물성 저하를 야기한다. 이에 본 발명의 다층 필름은 그 중간층으로 산소 및 가스 차단성을 유지하기 위한 층과, 강도를 보강할 수 있는 층을 도입한다.

상기 중간층의 하나인 제1중간층(13)은 에틸렌 비닐알코올 중합체(EVOH)를 포함한다.

EVOH는 에틸렌과 초산비닐의 공중합체로, 투명성, 내약품성, 보향성(保香性), 내후성이 우수하고, 특히 산소 및 가스 차단성이 우수한 잇점이 있다. 그 결과 수액 용기에 적용시 취급 동안 크랙 등의 손상이 발생했을 경우 산소 및 가스 차단성을 보존시키는 효과가 있다.

중간층을 구성하는 또 다른 층인 제2중간층(15)은 폴리아미드를 포함하여, 다층 필름의 강도를 보강하고, 내열성을 향상시킨다. 상기 폴리아미드는 산 아미 드결합(-CONH-)에 의해 구성되는 고분자로 '나일론'으로 알려져 있으며, 강도 및 탄성이 우수하다. 제2중간층(15)에 사용되는 폴리아미드는 이 분야에서 공지된 것이면, 어느 것이든 사용가능하고, 대표적으로 폴리아미드6, 폴리아미드66, 폴리아미드610, 폴리아미드11, 폴리아미드12, 폴리아미드46, 폴리아미드 MXD6(메타자일렌디아민과 아디핀산 중합체), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함한다.

특히 상기 제2중간층(15)은 단층 필름 또는 다층 필름 형태로 이루어질 수 있으며, 그 중 폴리아미드 6/폴리아미드 MXD6/폴리아미드 6가 적층된 다층 필름인 것이 바람직하다. 상기 다층 필름 형태는 폴리아미드 수지의 공압출을 통해 제조되고, 추가로 공연신 공정을 거친다.

상기 제1중간층(13)과 제2중간층(15)은 전술한 바의 효과를 극대화하기 위해 제1중간층(13)은 10∼25㎛로, 제2중간층은 10∼40㎛로 형성하고, 더욱 바람직하기로는 제2중간층(15)의 경우 이축연신하여 층을 형성한다. 이때 상기 제2중간층(15)을 다층으로 형성하는 경우 10∼40㎛의 범위로 하고, 단층으로 형성하는 경우 그 두께를 10∼25㎛로 하는 것이 바람직하다.

상기 제1중간층(13)은 산소투과도(ISO 14663-2, 25℃, 85%RH)가 10 cc/㎡·d·atm 이하이고, 수증기 투과도(JIS Z 0208, 40℃, 90%RH)가 150 g/㎡·d 이하이고, 헤이즈(JIS K 7105)기 3% 이하이며, 인장강도(ISO 1184)가 60∼120 MPa이고, 인장신율(ISO 1184)이 100∼200%를 갖는다.

상기 제2중간층(15)은 헤이즈(ASTM 1003, 23℃, 50%RH)가 3%이하이고, 인장 강도(ASTM D 882)가 15∼20 kg/㎟이고, 인장신율(ASTM D 882)이 120∼160%를 갖는다. 또한 상기 제2중간층(15)이 3층의 다층 폴리아미드인 경우 산소 투과도(ISO 14663-2, 25℃, 85%RH)는 10 cc/㎡·d·atm 이하를 갖는다.

또한 필요한 경우, 상기 제1중간층(13), 제2중간층(15) 각층의 일측면 또는 양면을 코로나 방전 처리하여 접착층과의 접착력을 높인다.

본 발명에 따른 다층 필름의 내층(17)은 폴리프로필렌계 중합체를 포함한다.

상기 내층(17)은 다층 필름에 대해 열밀봉성 특성을 부여하며, 바람직하기로 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하여 사용한다.

이때 상기 폴리프로필렌 공중합체는 에틸렌, 알파올레핀 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 코모노머와 프로필렌의 공중합체이고, 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 선택된 1종이 가능하다.

이러한 내층(17)은 우수한 열밀봉성을 갖기 위해 그 두께를 40∼120㎛로 형성하는 것이 바람직하다. 만약, 40㎛ 미만이면 라미네이트된 전체필름의 두께가 너무 얇게 되어 강도가 제대로 나오기 어렵고 120㎛ 초과면 필름의 유연성이 떨어지게 된다.

또한, 상기 내층(17)은 무연신 필름으로 제조하는 것이 물성 유지 면에서 바람직하다.

이러한 내층(17)은 헤이즈(ASTM 1003)가 25%이하이고, 인장강도(ASTM D 882)가 2∼8 kg/㎟이고, 인장신율(ASTM D 882)이 550∼650%를 갖는다.

전술한 바의 외층(11), 제1중간층(13), 제2중간층(15) 및 내층(17)들간의 접착을 위해, 본 발명에 따른 다층 필름(10)은 각 층들 사이에 제1접착층(12), 제2접착층(14) 및 제3접착층(16)을 형성한다. 상기 제1, 제2 및 제3접착층(12,14,16)은 에스테르계 폴리우레탄을 포함한다.

상기 에스테르계 폴리우레탄은 에스테르게 폴리올과 이소시아네이트 화합물의 반응에 의해 제조되며, 높은 접착능뿐만 아니라, 우수한 인장강도, 내약품성 및 내마모성을 갖는다. 이러한 에스테르계 폴리우레탄은 1액형 또는 2액형이 가능하며, 바람직하기로 라미네이션법에 적용 가능한 2액형이 바람직하다. 상기 라미네이션을 이용하여 접착층을 형성하는 경우 도포량은 1∼10g/㎡(건조시)면 충분한 접착력을 유지할 수 있다. 상기 에스테르계 폴리우레탄의 구체적인 선택은 이 분야의 통상의 기술을 가진 자에 의해 다층 필름(10)의 제조공정에 따라 적절히 변경하여 선택할 수 있다.

이러한 제1, 제2 및 제3접착층은(12, 14, 16)은 그 두께를 1∼10㎛인 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 다층 필름을 보여주는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 상기 다층 필름(10)은 외층(11); 보호층(18); 제1접착층(12); 제1중간층(13);제2접착층(14); 제2중간층(15); 제3접착층(16); 및 내층(17)으로 구성된다.

상기 외층(11); 제1접착층(12); 제1중간층(13);제2접착층(14); 제2중간층(15); 제3접착층(16); 및 내층(17)은 상기 구현예에서 언급한 바를 따른다.

특히, 본 구현예에서 제시하는 보호층(18)은 외층(11)과 제1접착층(12) 사이에 형성하여 산소 또는 가스를 효과적으로 차단하는 장벽 역할을 한다. 즉, 다층 필름의 취급 과정에서 반복적인 접힘 또는 멸균과 같은 고온 처리에 의해 상기 외층(11)의 표면에 형성된 무기 산화물 증착층이 깨져 형성되는 균열 또는 핀홀을 매꿔, 이로 인해 산소 차단성의 저하를 방지한다. 이에 상기 보호층(18)으로 인해 외층(11)의 손상에도 산소 및 가스 배리어성을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 외층(11)과 제1접착층(12) 간의 층간 밀착성을 더욱 높일 수 있다.

상기 보호층(18)의 두께는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 바람직하기로 0.01∼10㎛로 형성한다.

상기 보호층(18)으로 가능한 성분은 금속 알콕사이드 또는 이의 가수 분해물을 포함한다.

상기 금속 알콕사이드는 M(OR)n, 이때 M은 Si, Ti, Al, Zr 또는 Sn이고, R은 C1 내지 C6의 알킬기이고, n은 m의 원자가로 나타내는 것이 사용된다. 바람직하기로, 상기 금속 알콕사이드로는 테트라에톡시 실란, 트리이소프로필알루미늄, 또는 테트라부톡시지르코늄이 가능하고, 이들은 수성 매질에서 안정한 가수 분해물을 형 성한다.

추가로 상기 보호층(18)은 이소시아네이트 화합물을 포함한다.

상기 이소시아네이트 화합물로는 톨릴렌디이소시아네이트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸자이렌 디이소시아네이트 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 것이 가능하다.

상기에 더하여 본 발명에 따른 보호층(18)은 추가로 염화주석이 사용될 수 있으며, 이러한 염화주석은 염화제1주석, 염화제2주석 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.

전술한 보호층(18)은 각 조성을 일부 또는 전체를 포함하여 단층으로 형성하거나, 다층으로 형성이 가능하며, 구체적인 사항은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 선택될 수 있다. 이러한 보호층(18)은 습식 코팅에 의해 형성되거나, 하기 설명되는 공압출 또는 라미네이션을 통해 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 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.

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.

라미네이션법은 각 층이 일정한 두께를 유지할 수 있으며 높은 투명성을 확보할 수 있는 방법이다. 이러한 라미네이션법은 웨트 라미네이트법, 드라이 라미네이트법, 무용제 라미네이트법, 왁스 라미네이트법, 서멀 라미네이트법, 압출코팅 라미네이트법 등의 방법이 있으며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.

본 발명에서는 다층 필름을 수액 용기로 적용하기 위해 드라이 라미네이트법 또는 무용제형 라미네이트법을 사용하는 것이 바람직하다.

이렇게 제조된 다층 필름은 수액 용기로 사용하기 위해, 전술한 바의 물성 뿐만 아니라 적절한 헤이즈 특성, 인장강도, 인장 탄성율 및 산소 투과도를 갖는다. 바람직하기로, 상기 다층 필름은 멸균 처리 후 헤이즈(ASTM D 1003)가 10%이하이고, 인장강도(ASTM 882)는 700 kgf/cm² 이상이고, 산소 투과도는 5.0 cc·㎡·day·atm 이하를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 다층 필름은 기능성 수액 제품을 위한, 특히 이중백 컨셉의 수액 용기, 예를 들면 아미노산 모노백 용기 및 다챔버백 용기 등의 높은 산소 차단성이 필요한 수액 용기의 외측백으로 적용하여 투명성, 내열성, 밀봉성, 내구성뿐만 아니라 산소 및 가스 차단성이 우수하고, 원가경쟁력이 있다.

도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 수액 용기(모노백)의 사시도이다.

도 3을 참조하면, 수액 용기(100)는 챔버가 하나인 내측백(110)과, 약액을 배출하기 위한 배출구(120), 및 수액 용기(100)를 걸기 위한 행거(130)로 이루어진다.

상기 수액 용기(100)는 일예로, 영양 수액을 공급하는데 사용되며, 이러한 영양 수액 모노백의 외측백으로서 본 발명에서 제시한 다층 필름이 적용된다.

도 4는 본 발명의 다른 구현예에 따른 수액 용기(3 챔버백)의 사시도이다.

도 4를 참조하면, 수액 용기(200)는 격막(212)으로 챔버가 나뉜 내측백(210), 약액을 배출하기 위한 배출구(220), 및 수액 용기(200)를 걸기 위한 행거(230)로 이루어진다.

상기 내측백(210)은 격막(212)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. 이러한 3 챔버백의 외측백으로서 본 발명에서 제시한 다층 필름이 적용된다.

구체적으로, 내측백(210)과 연결되어 챔버(A,B,C) 내의 수액을 배출액을 배출하기 위한 배출구(220)를 구비한다.

이때 격막(212)은 소프트 실링(soft-sealing) 되어 외부 물리력에 의해 쉽게 개방되는 이지필 특성을 갖는다.

상기 수액 용기(200)는 내측백(210)의 각 챔버(A, B, C)를 눌러 각 층의 격막(212)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(210)을 잘 흔들어 각 챔버(A, B, C) 내의 조성이 서로 혼합된다. 이렇게 혼합된 혼합물은 배출구(220)를 통해 주사기(수액용 SET, 미도시)로 취해 환자에게 투입된다.

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∼4 및 비교예 1∼3

하기 표 1의 조성으로 무용제 라미네이트법을 사용하여 다층 필름을 제조하였다. 이때 접착층은 2액형 폴리우레탄(UR7782/6083, Henkel사 제품)을 사용하여 3㎛의 두께로 형성하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2	비교예 3
외층	SiOx-PET (PVD)¹⁾	SiOx-PET (CVD)	SiOx-PET (PVD)	SiOx-PET (PVD)	SiOx-PET (PVD)	SiOx-PET (PVD)	SiOx-PET (PVD)
보호층²⁾	-	-	-	테트라에톡시 실란 화합물	-	-	-
제1중간층³⁾	EVOH	EVOH	EVOH	EVOH	-	EVOH	-
제2중간층⁴⁾	나일론6	나일론6	다층 나일론⁵⁾	나일론6	나일론6	-	다층 나일론
내층⁶⁾	PP	PP	PP	PP	PP	PP	PP
1) SiOx-PET: SiOx 40nm 두께 PVD 증착, Techbarrier, 미츠비시사 제품, 12㎛ 2) 보호층: 5㎛ 3) EVOH: EVAL Kuraray사 제품, 15㎛ 4) 나일론: Amidroll, 코오롱사 제품, 15㎛, 코로나 방전처리 5) 다층 나일론: 나일론6/나일로MXD/나일론 6(5㎛/5㎛/5㎛) 6) PP: 성일화학사 제품, 60㎛

실험예 1

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 다층 필름의 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

(1) 멸균 후 헤이즈: 120℃에서 멸균 처리 후 ASTM D 1003에 의거하여 일본 Toyoseiki사의 HAZEMETER를 이용하여 측정하였다.

(2) 산소 투과도: ASTM D 3985에 의거하여 산소 투과 측정장치를 사용하여 22℃, 0% RH 환경에서 측정하였다. 이때 접힙전과 접힘후로 나누어 측정하였으며, 우수: 0∼1, 양호: 1∼5, 불량: 5 이상의 기준에 의해 평가하였다. 상기 접힘후 측정은 가로, 세로 각각 50cm 정도의 필름을 양쪽 손으로 잡고 10회 비틀어 구겨진 부분의 산소 투과도를 측정하였다.

(3) 수증기 투과도(WTR): ASTM F 1249에 의거하여 수증기 투과 측정장치를 사용하여 38℃, 100% RH 환경에서 측정하였으며, 우수: 0∼1, 양호: 1∼3, 불량: 3 이상의 기준에 의해 평가하였다.

(4) 핀홀 시험: 다층필름을 열접합을 통해 백 형태로 제조한 후 여기에 증류수를 투입하여 밀봉하였다. 상기 백을 골판지에 2행*5단으로 적재하고, JIS 규격 Z0200에 의거한 수송 시험(진동 가속도：±0.75 G)을 통하여 진동 시험한 후, 골판지 3 상자분(30봉)의 백의 핀홀수를 카운트하였다. 이때 핀홀수는 우수: 0, 양호: 1∼2, 불량: 3 이상의 기준에 의해 평가하였다.

물성		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2	비교예 3
멸균후 헤이즈, %		6.1	6.3	6.3	6.3	10.3	8.9	10.3
산소투과도	접힘전	양호	우수	우수	우수	양호	양호	양호
산소투과도	접힘후	양호	양호	우수	우수	불량	불량	불량
수분투과도		양호	양호	양호	우수	양호	불량	양호
핀홀발생		양호	우수	양호	양호	양호	양호	불량

상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 6에서 제조된 다층 필름의 인장강도 및 탄성율은 비교예 1의 다층 필름에 비하여 우수함을 알 수 있다. 또한, 실시에 1 내지 6의 다층 필름은 멸균 후 헤이즈 특성도 6.3% 이하로 나타나 고온 처리 후에도 투명도를 유지할 수 있음을 확인하였다.

산소 투과도에 대한 결과를 보면, 접힘 전 및 후 모두에서 실시예 1 내지 6의 다층 필름이 비교예 1의 그것과 비교하여 산소 투과도가 낮음을 알 수 있고, 이러한 결과를 통해 산소 차단성이 향상되었음을 알 수 있다.

또한, 핀홀 발생 여부를 확인한 결과, 본 발명에 따른 다층 필름으로 제조된 백은 비교예 1의 다층 필름으로 제조된 백과 비교하였을 때 핀홀의 저감 효과가 우수한 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 다층 필름은 기능성 수액 제품을 위한 외측백으로 사용이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 다층 필름을 보여주는 단면도.

도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 다층 필름을 보여주는 단면도.

도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 기능성 수액 용기의 사시도.

도 4는 본 발명의 다른 구현예에 따른 기능성 수액 용기의 사시도.

Claims

무기 산화물이 증착된 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함하는 외층;

에스테르계 폴리우레탄을 포함하는 제1접착층;

에틸렌 비닐알코올 공중합체를 포함하는 제1중간층;

에스테르계 폴리우레탄을 포함하는 제2접착층;

폴리아미드 중합체를 포함하는 제2중간층;

에스테르계 폴리우레탄을 포함하는 제3접착층; 및

폴리프로필렌계 중합체를 포함하는 내층이 순차적으로 적층된 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 무기 산화물은 산화규소인 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 무기 산화물은 SiO_1.5∼SiO_1.8범위의 산화규소로 증착하는 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 무기 산화물은 40∼200nm의 두께로 증착되는 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 무기 산화물의 증착은 화학 기상 증착법(CVD), 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD, LPCVD), 플라즈마 향상 화학 기상 증착(Plasma Enhanced CVD, PECVD), 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD, APCVD), 물리 기상 증착법(PVD), 증발(evaporation) 증착법, 스퍼터링, 또는 원자층 증착법(Atomic Layer Deposition, ALD) 중에서 선택된 1종의 방법으로 수행하는 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 제2중간층의 폴리아미드는 폴리아미드 6, 폴리아미드 MXD6, 폴리아미드 6 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 제2중간층은 단층 필름 또는 다층 필름 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 7 항에 있어서,

상기 다층 필름 형태의 제2중간층은 폴리아미드 6/폴리아미드 MXD6/폴리아미드 6로 적층된 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 제1중간층 및 제2중간층은 추가로 일면 또는 양면이 코로나 방전 처리하여 사용하는 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 폴리프로필렌 중합체는 폴리프로필렌, 폴리프로필렌 공중합체, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 10 항에 있어서,

상기 폴리프로필렌 공중합체는 에틸렌, 알파올레핀 또는 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 코모노머와 프로필렌의 공중합체인 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 11 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 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 제1, 제2 및 제3접착층의 에스테르계 폴리우레탄은 폴리우레탄, 및 이소시아네이트와 하이드록시 관능기를 갖는 화합물을 포함하는 2액형 접착제로 사용하여 형성하는 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 다층 필름은 외층의 두께 5∼20㎛, 제1중간층의 두께 10∼25㎛, 제2중간층의 두께 10∼40㎛, 내층의 두께 40∼120㎛, 및 제1, 제2 및 제3접착층의 두께가 1∼10㎛인 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 1 항에 있어서,

추가로 상기 외층과 제1접착층 사이에 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 1 항에 있어서,

상기 보호층은 M(OR)n의 금속 알콕사이드(이때 M은 Si, Ti, Al, Zr 또는 Sn 이고, R은 C1 내지 C6의 알킬기이고, n은 m의 원자가), 또는 이의 가수 분해물을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.
제 16 항에 있어서,

추가로 상기 보호층은 이소시아네이트 화합물, 염화주석 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 수액 제품을 위한 고차단성 다층 필름.