KR20110131303A - 인성 코어층을 갖는 비-ｐｖｃ 필름 - Google Patents

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마이클 티 링
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파비오 지 카사르텔리
로버트 알 로버츠
그레그 네브겐
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백스터 인터내셔널 인코포레이티드
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Abstract

코어층을 포함하는 다중층 필름이 제공된다. 일 실시양태에서, 본 개시물은 고무-개질된 폴리프로필렌 및 중합체 블렌드로부터 선택된 물질을 포함하는 코어층을 갖는 필름을 제공한다. 중합체 블렌드는 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체, 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함한다.

Description

인성 코어층을 갖는 비-ＰＶＣ 필름 {NON-PVC FILMS WITH TOUGH CORE LAYER}
본 개시물은 일반적으로 중합체 필름에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 개시물은 신규한 코어층을 포함하는 비-PVC 중합체 필름에 관한 것이다.
다중층 공압출 필름은, 예를 들어 식품 또는 의료용 용액 포장을 위한 용기에 사용하는 것을 비롯하여, 다양한 산업에서 광범위하게 사용된다. 다중층 공압출 필름의 목적하는 특성 중 하나는 인성, 또는 사용중 또는 운송중 손상에 저항하는 능력이다. 특히 의료용 용액 용기 필름에서 또다른 목적하는 특성은 용도에 적합한 목적하는 강도의 박리 시일(seal) 뿐만 아니라, 용기를 영구적으로 밀봉하는 영구 시일을 모두 제조하는 능력이다. 추가의 목적하는 특성은 기체, 예컨대 산소, 이산화탄소 또는 수증기에 대한 장벽을 제공하여 함유된 용액의 안정성을 유지하는 것이다.
종래 가요성 폴리비닐 클로라이드 물질은 또한, 전형적으로 의료 등급 용기를 제조하는데 사용되어 왔다. 폴리비닐 클로라이드 ("PVC")는 이러한 장치를 제조하는데 비용 효율적인 물질이다. 그러나, PVC는 소각시 부적절한 양의 염화수소 (또는 물과 접촉했을 때 염산)를 생성할 수 있다. 가요성 PVC는 PVC 제제와 접촉하는 약물 또는 생물학적 유체 또는 조직으로 침출되는 것으로 추정되는 가소제를 함유한다.
본 개시물은 일반적으로 인성 코어층을 갖는 필름에 관한 것이다. 일 실시양태에서, 다중층 필름은 스킨층, 시일층 및 스킨층과 시일층 사이에 배치된 코어층을 포함한다. 코어층은 고무-개질된 폴리프로필렌 및 중합체 블렌드로부터 선택된 물질을 포함한다. 중합체 블렌드는 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체, 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함한다.
일 실시양태에서, 코어층은 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체 약 70 중량％ 내지 약 90 중량％ 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분 약 10 중량％ 내지 약 30 중량％를 포함하는 중합체 블렌드를 포함한다. 또한, 코어층은 고무-개질된 폴리프로필렌을 포함할 수 있다.
일 실시양태에서, 다중층 필름은 ASTM D3763에 따라 6 J/mm 초과의 다트 표준화 충격 에너지를 갖는다. 다중층 필름은 제1 측 상에서 습윤될 경우, 20％ 미만의 헤이즈를 가질 수 있다. 다중층 필름은, 용기가 121℃에서 1시간 동안 오토클레이브될 경우 온전한 상태로 유지되는 시일을 갖는 용기로 가열 밀봉될 수 있다. 다중층 필름은 4 N/15 mm 내지 30 N/15 mm의 박리 시일을 제공할 수 있다.
일 실시양태에서, 스킨층은 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리프로필렌 단일중합체, 나일론, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체, 코폴리에스테르 에테르 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함한다. 스킨층은 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 약 90 중량％ 및 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 약 10 중량％를 포함하는 블렌드를 포함할 수 있다. 별법으로, 스킨은 폴리프로필렌 단일중합체 약 45％, 열가소성 엘라스토머 50％ 및 고 용융 강도 PP 약 5％를 포함할 수 있다. 스킨층은 코폴리에스테르 에테르 블록 공중합체를 포함할 수 있다.
일 실시양태에서, 시일층은 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체, 고무-개질된 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함한다. 예를 들어, 시일층은 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체의 블렌드를 포함할 수 있다.
일 실시양태에서, 장벽층은 스킨층과 시일층 사이에 배치된다. 장벽층은 폴리아미드 (나일론), 예컨대 폴리아미드 6,6/6,10 공중합체, 폴리아미드 6, 비정질 폴리아미드 및 이들의 블렌드; 또는 에틸렌 비닐 알코올 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함할 수 있다. 다중층 필름은 200 ㎤/㎡ 일 atm 미만의 CO2 투과율을 제공할 수 있다.
일 실시양태에서, 다중층 필름은 제1 타이층 및 제2 타이층을 포함한다. 장벽층은 제1 타이층과 제2 타이층 사이에 이들과 접촉하여 배치된다. 제1 및 제2 타이층은 각각 말레에이트화 LLDPE, 말레에이트화 폴리프로필렌 단일중합체, 말레에이트화 폴리프로필렌 공중합체, 말레에이트화 열가소성 엘라스토머 또는 고무 개질된 폴리프로필렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함할 수 있다.
또다른 실시양태에서, 다중층 필름은 스킨층, 제1 타이층, 제1 타이층에 인접하여 배치된 장벽층, 장벽층에 인접하여 배치된 제2 타이층, 코어층 및 시일층을 포함한다. 코어층은 고무-개질된 폴리프로필렌 및 중합체 블렌드로부터 선택된 물질을 포함한다. 중합체 블렌드는 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체, 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함한다. 코어층은 시일층과 인접하게 이와 접촉하여 배치될 수 있다. 별법으로, 코어층은 스킨층과 인접하게 이와 접촉하여 배치될 수 있다.
일 실시양태에서, 유체 용기는 유체 챔버를 형성하기 위하여 하나 이상의 주연부를 따라 함께 밀봉된 제1 측벽 및 제2 측벽을 포함한다. (본원에서 사용된 용어 "유체" 또는 "유동성 물질"은 액체 및 기체 뿐만 아니라, 유동성 고체, 예컨대 분말 뿐만 아니라, 이들의 조합, 예컨대 현탁액을 포함한다.) 제1 측벽과 제2 측벽 중 적어도 하나는 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체 약 70 중량％ 내지 약 90 중량％ 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분 약 10 중량％ 내지 약 30 중량％를 포함하는 블렌드를 포함하는 하나 이상의 층을 갖는 필름이다.
또다른 실시양태에서, 유체 용기는 유체 챔버를 형성하기 위하여 하나 이상의 주연부를 따라 함께 밀봉된 제1 측벽 및 제2 측벽을 포함한다. 제1 측벽과 제2 측벽 중 적어도 하나는 다중층 필름을 포함한다. 다중층 필름은 스킨층, 시일층 및 스킨층과 시일층 사이에 배치된 코어층을 포함한다. 코어층은 고무-개질된 폴리프로필렌 및 중합체 블렌드로부터 선택된 물질을 포함한다. 중합체 블렌드는 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체, 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함한다.
또다른 실시양태에서, 유체 용기는 유체 챔버를 형성하기 위하여 하나 이상의 주연부를 따라 함께 밀봉된 제1 측벽 및 제2 측벽을 포함한다. 제1 측벽과 제2 측벽 중 적어도 하나는 다중층 필름을 포함한다. 다중층 필름은 스킨층, 제1 타이층, 제1 타이층에 인접하여 배치된 장벽층, 장벽층에 인접하여 배치된 제2 타이층, 코어층 및 시일층을 포함한다. 코어층은 고무-개질된 폴리프로필렌 및 중합체 블렌드로부터 선택된 물질을 포함한다. 중합체 블렌드는 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체, 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함한다.
추가의 특성 및 장점이 본원에 기재되어 있으며, 하기 발명의 상세한 설명 및 도면으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 3층 필름의 일 실시양태의 단면도를 나타낸다.
도 2는 6층 필름의 일 실시양태의 단면도를 나타낸다.
도 3은 6층 필름의 또다른 실시양태의 단면도를 나타낸다.
도 4는 본 개시물의 필름으로부터 제조된 용기의 일 실시양태를 나타낸다.
본 개시물은 양호한 인성, 낮은 헤이즈 및 121℃에서의 내열성을 비롯한, 바람직한 특성을 갖는 비-PVC 필름을 제공한다. 본 개시물은 포장 용도에 유용한 단일층 필름 뿐만 아니라, 다중층 필름을 제공한다.
양호한 인성, 낮은 헤이즈, 내열성 및 합리적인 원료 비용을 갖는 필름이, 식품 또는 의료용 용액 포장용 용기를 비롯한, 다양한 산업에 바람직하다. 의료용 용액에 적합한 살균 공정은 보통 용기를 전형적으로 승압하에 121℃ 초과의 온도의 스팀에 노출시키는 단계를 포함한다. 또한, 유용한 용품으로의 제조의 용이성을 위하여, 물질은 가열 밀봉될 수 있는 것이 바람직하다. 따라서, 물질은 가열시 용융되기에 충분한 열가소성 특성을 유지하여야 한다.
121℃에서 살균을 겪을 필요가 있는 비-PVC 필름 제품은 일반적으로 121℃ 초과의 용융 온도를 갖는 폴리올레핀 물질, 예컨대 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌을 사용하였다. 그러나, 이러한 물질은 본질적으로 다소 강성이고, 용기 용도에 대한 낮은 인성 및 내손상성을 갖는다. 이러한 필름의 인성을 개선시키기 위한 한 접근법은 엘라스토머 물질을 사용하는 것이다. 그러나, 엘라스토머 물질은 일반적으로 오토클레이브되기에 너무 낮은 융점을 갖는다. 본 개시물은 양호한 물질 특성 뿐만 아니라, 오토클레이브되도록 충분한 내열성을 갖는 필름을 제공한다.
중합체 블렌드로부터 제조된 단일층 필름은 인성, 투명성, 오토클레이브성(autoclavability) 및 강성을 비롯한 양호한 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 중합체 블렌드는 2가지 성분을 포함한다. 제1 성분은 탄성 및 가요성을 제공하는 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체이다. 제2 성분은 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 또는 이들의 조합일 수 있다. 블렌드는 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체 약 70 중량％ 내지 약 90 중량％ 및 제2 성분의 블렌드 약 10 중량％ 내지 약 30 중량％를 포함할 수 있다. 예를 들어, 블렌드는 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 약 5 중량％ 내지 약 20 중량％ 및/또는 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 약 2 중량％ 내지 약 16 중량％를 포함할 수 있다. 블렌드는 추가의 성분을 포함하거나, 실질적으로 단지 제1 성분 및 제2 성분만을 포함할 수 있다. 또한, 단일층 필름을 위한 중합체 블렌드의 구체적인 제제는 하기 실시예에 논의되어 있다.
적합한 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체로는, 비제한적으로 다우(Dow) 버시파이(VERSIFY) DE3300 및 DE3401 및 엑손(Exxon) 비스타맥스(VISTAMAXX) 1100 및 비스타맥스 6102를 들 수 있다. 적합한 폴리프로필렌 랜덤 공중합체로는 헌츠만(Huntsman) 43M5A 및 보레알리스(Borealis) 토탈(TOTAL) 8573을 들 수 있다. 적합한 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체는 크라톤(Kraton) G1643이다.
상기 제제로부터 제조된 단일층 필름은 허용가능한 인성, 투명성, 오토클레이브성 및 강성 또는 모듈러스를 갖는다. 필름은 허용가능한 필름 표면 외관, 즉 오토클레이빙 후 기포 또는 웨이브 모양이 없는 표면 외관을 갖는다. 특히, 단일층 필름은 ASTM D3763에 따라 측정될 때 12 J/mm 초과의 다트 표준화 충격 에너지를 갖는다. 또한, 단일층 필름은 양측 상에서 습윤될 경우, ASTM D1003에 따라 10％ 미만의 헤이즈를 갖는다. 단일층 필름은 그 자체로 또는 다중층 필름의 일부분으로서 사용될 수 있다.
또한, 본 개시물은 다중층 필름을 제공한다. 다중층 필름은 식품 또는 의료용 용액 포장용 용기를 비롯한, 다양한 산업에 걸쳐 광범위하게 사용된다. 의료용 용액 용도를 위한 다중층 공압출 필름의 몇가지 바람직한 특성은 (a) 인성 또는 사용중 또는 운송중 손상에 대해 저항하는 능력; (b) 용도에 적합한 목적하는 강도의 박리 시일 뿐만 아니라, 용기를 영구적으로 밀봉하는 영구 시일을 모두 제조하는 능력; 및 (c) 기체, 예컨대 산소, 이산화탄소 또는 수증기에 대한 장벽으로서 작용하여 함유된 용액의 안정성을 유지시키는 능력을 포함한다. 본 개시물은 양호한 기체 장벽 및 박리 시일 특성을 유지하면서, 인성 코어층의 첨가를 통해 개선된 인성을 갖는 치수적으로 안정한 다중층 필름을 제공한다.
장벽 및 박리 시일 능력을 모두 갖는 종래의 다중층 필름이 다수의 용도를 위해 개발되어 왔다. 그러나, 이러한 필름은 특정 용도에서, 장벽 특성을 위해 필요한 비교적 취성인 층으로 인하여, 낮은 인성에 의해 제한되어 왔다. 본 발명자들은, 장벽층 이외에, 구조물에 비교적 두꺼운 인성 코어층을 포함시킴으로써, 다중층 필름의 특성이 개선될 수 있다는 것을 발견하였다.
특히, 본 발명자들은 다중층 필름에 코어층을 제공함으로써, 다중층 필름이 개선된 인성 또는 충격 에너지를 흡수하는 능력을 갖는다는 것을 발견하였다. 본원에 개시된 다중층 필름은 121℃에서 살균가능하며, 낮은 헤이즈를 갖는다. 또한, 다중층 필름은 기체 장벽층을 포함하고, 가열 밀봉기를 사용하여 박리-시일가능할 수 있다. 종래의 필름과 달리, 본 개시물의 필름은 전자 빔 또는 다른 방법의 사용에 의해 가교될 필요가 없다.
도 1은 3층 필름의 일 실시양태의 단면도를 나타낸다. 다중층 필름은 외부 스킨층(12), 코어층(14) 및 외부 시일층(16)을 포함한다. 코어층(14)의 조성은 상기한 단일층 필름의 조성과 동일할 수 있다.
도 2는 6층 필름의 일 실시양태의 단면도를 나타낸다. 다중층 필름은 외부 스킨층(12), 제1 타이층(18), 장벽층(20), 제2 타이층(22), 코어층(14) 및 외부 시일층(16)을 포함한다.
코어층은 필름에 인성 및 내충격성을 제공한다. 코어층은, 제1 성분이 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체이고, 제2 성분이 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 열가소성 엘라스토머, 예컨대 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 또는 이들의 조합일 수 있는 2가지 성분의 블렌드일 수 있다. 또한, 코어층은 고무-개질된 폴리프로필렌 (폴리프로필렌과 고무, 예컨대 SEBS, SBS, SEPS, SEEPS, EP 또는 EPDM의 블렌드)을 포함할 수 있다. 코어층에 대한 전형적인 두께는 4 mil 내지 7 mil이다.
적합한 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체로는 상표명 비스타맥스하에 엑손에 의해 시판되는 것 및 상표명 버시파이 3000하에 다우에 의해 시판되는 것을 들 수 있다. 적합한 폴리프로필렌 랜덤 공중합체로는 상표명 헌츠만하에 플린트 힐즈 리소시즈(Flint Hills Resources)에 의해 시판되는 것 및 상표명 보레알리스 및 토탈하에 보레알리스에 의해 시판되는 것을 들 수 있다. 적합한 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체로는 상표명 크라톤하에 크라톤 폴리머즈(Kraton Polymers)에 의해 시판되는 것을 들 수 있다. 적합한 에틸렌-프로필렌 고무-개질된 폴리프로필렌 엘라스토머로는 상표명 젤라스(ZELAS)하에 미쯔비시(Mitsubishi)에 의해 시판되는 것을 들 수 있다.
스킨층은 필름에 내마모성 및 내흠집성을 제공한다. 일반적으로, 스킨층은 폴리프로필렌 (단일중합체 또는 공중합체), 몇가지 폴리프로필렌의 블렌드, 폴리프로필렌(들)과 고무, 예컨대 SEBS 또는 SBS의 블렌드 및 폴리에틸렌, 나일론, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체, 코폴리에스테르 에테르 블록 공중합체 또는 이들의 조합일 수 있다. 일 실시양태에서, 스킨은 폴리프로필렌 단일중합체 약 45％, 폴리프로필렌 열가소성 엘라스토머 50％ 및 고 용융 강도 PP 약 5％를 포함할 수 있다. 스킨층에 대한 전형적인 두께는 0.5 mil 내지 2.0 mil이다.
시일층은 2개의 필름 사이에 영구적인 또는 일시적인 시일을 제공하여, 예를 들어, 용기가 필름으로부터 형성될 수 있게 한다. 시일층은 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체의 블렌드를 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 시일층은 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 약 60 중량％, 선형 저밀도 폴리에틸렌 약 15 중량％ 및 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 약 25 중량％를 포함하는 블렌드를 포함한다. 시일층의 전형적인 두께는 1.0 mil 내지 3.5 mil이다.
적합한 폴리프로필렌 랜덤 공중합체로는 상표명 헌츠만하에 플린트 힐즈 리소시즈에 의해 시판되는 것 및 상표명 보레알리스 및 토탈하에 보레알리스에 의해 시판되는 것을 들 수 있다. 적합한 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체 로는 상표명 크라톤하에 크라톤 폴리머즈에 의해 시판되는 것을 들 수 있다. 적합한 LLDPE로는 상표명 엑손하에 엑손에 의해 시판되는 것 및 상표명 다우렉스(DOWLEX)하에 다우에 의해 시판되는 것을 들 수 있다.
장벽층은 기체, 특히 CO2에 대한 장벽을 제공한다. 장벽층은 폴리아미드 6,6/6,10 공중합체, 폴리아미드 6, 비정질 폴리아미드, 에틸렌 비닐 알코올 공중합체 및 이들의 조합을 비롯한, 임의의 적합한 폴리아미드 또는 다른 물질일 수 있다. 적합한 폴리아미드로는 상표명 그리보리(GRIVORY) 및 그릴론(GRILON)하에 EMS에 의해 시판되는 것을 들 수 있다. 적합한 에틸렌 비닐 알코올로는 상표명 에발(EVAL)하에 에발카(Evalca)에 의해 시판되는 것을 들 수 있다. 장벽층에 대한 전형적인 두께는 1.0 mil 내지 2.0 mil이다.
타이층은 장벽층을 둘러싸서 다른 필름층과의 상용성 계면을 제공한다. 타이층은 말레에이트화 LLDPE, 말레에이트화 폴리프로필렌 단일중합체, 말레에이트화 폴리프로필렌 공중합체, (말레에이트화 TPO 또는 고무 개질된 PP) 또는 이들의 조합일 수 있다. 적합한 말레에이트화 LLDPE 물질로는 상표명 비넬(BYNEL)하에 듀폰(DuPont)에 의해 시판되는 것을 들 수 있다. 적합한 말레에이트화 폴리프로필렌 단일중합체로는 상표명 아드머(ADMER)하에 미쯔이(Mitsui)에 의해 시판되는 것을 들 수 있다. 적합한 말레에이트화 폴리프로필렌 공중합체로는 상표명 모딕(MODIC)하에 미쯔비시에 의해 시판되는 것을 들 수 있다. 타이층에 대한 전형적인 두께는 0.2 mil 내지 0.5 mil이다.
다중층 필름에 대한 다트 표준화 충격 에너지는 최대에서의 표준화 에너지로 바람직하게는 6 J/mm 초과이다. 본원에서 사용된 용어 "최대에서의 표준화 에너지"는 힘-변위 곡선의 일부분 아래의 면적으로서 최대치의 왼쪽까지 계산된 에너지를 의미하며, 여기서 상기 곡선은 ASTM D-3763에 따라 생성된다. 또한, 필름은 바람직하게는 한 측 상에서 습윤될 경우, 20％ 미만의 헤이즈를 갖는다. 필름은 가열된 다이를 사용하여 122℃ 초과의 밀봉 온도에서 4 N/15 mm 내지 30 N/15 mm의 강도를 갖는 박리 시일을 제공할 수 있다. 장벽층을 갖는 필름의 경우, 필름은 바람직하게는 200 ㎤/㎡·일·atm 미만의 CO2 투과율을 갖는다.
도 3은 6층 필름의 일 실시양태의 단면도를 나타낸다. 다중층 필름은 스킨층(12), 코어층(14), 제1 타이층(18), 장벽층(20), 제2 타이층(22) 및 시일층(16)을 포함한다. 박리 시일을 갖는 종래의 용기에서, 본 발명자들은 필름이 박리 시일에서 인열되는 경향이 있다는 것을 발견하였다. 본 발명자들은 코어층(14)을 (도 2의 실시양태에 도시된 바와 같이, 시일층(16) 대신) 스킨층(12)에 인접하게 이동시킴으로써, 필름에서 인열이 감소된다는 것을 발견하였다.
상기한 단일층 및 다중층 필름을 사용하여 의료용 유체 용기와 같은 용기를 형성할 수 있다. 도 4는 본 개시물의 필름으로부터 제조된 의료용 유체 용기(30)를 나타낸다. 측벽은 유체 챔버를 형성하기 위하여 하나 이상의 주연부를 따라 함께 영구적으로 밀봉될 수 있다. 용기(30)의 측벽은 본원에 기재된 임의의 단일층 또는 다중층 필름으로부터 제조될 수 있다. 용기(30)는 박리 시일 또는 영구 시일을 포함할 수 있다. 또한, 용기(30)는, 예를 들어 박리 시일 또는 영구 시일에 의해 분리된 2개 이상의 챔버를 포함할 수 있다.
본 개시물의 필름을 제조하기 위하여, 원료를 중량 공급기를 사용하여 목적하는 혼합비로 압출 호퍼(hopper)로 공급한다. 물질을 압출 다이를 사용하여 압출시켜 단일층 또는 다중층 필름을 생성한다. 필름은 캐스트되거나 발포될 수 있다. 필름을 밀봉시켜 유체 용기를 형성할 수 있다. 원료를 예비배합한 후, 일축, 이축 또는 당업자에게 익숙한 다른 배합 방법을 사용하여 압출시킬 수 있다.
<실시예>
하기 실시예는 예로서, 비제한적으로, 본 개시물의 다양한 실시양태를 예시한다.
단일층 필름
하기 표 1 내지 6에 나타낸 제제를 사용하여 다양한 단일층 필름을 제조하였다. 이어서, 생성된 구조물을 충격 강도, 헤이즈 및 인장 강도에 대해 시험하였다. 인성 또는 충격 에너지를 ASTM D3763 "하중 및 변위 센서를 사용한 플라스틱의 고속 천공 특성(High Speed Puncture Properties of Plastics Using Load and Displacement Sensors)" 및/또는 기능성 용기 적하 시험을 사용하여 측정하였다.
제1의 일련의 단일층 필름에 대한 결과를 표 1 및 2에 나타내었다. 필름은 허용가능한 필름 표면 외관, 즉 오토클레이빙 후 기포 또는 웨이브 모양을 갖지 않는 외관을 갖고, 살균되지 않을 경우, 양호한 인성 (일반적으로 10 J/mm 초과의 최대에서의 표준화 에너지) 및 우수한 투명성 (필름이 양측 상에서 습윤될 경우, 10％ 미만의 헤이즈)을 가졌다.
Figure pct00001
Figure pct00002
제2 일련의 단일층 필름에 대한 결과를 표 3 및 4에 나타내었다. 이러한 필름은 오토클레이빙 전후에 양호한 인성 (12 J/mm 초과의 최대에서의 표준화 에너지) 및 우수한 투명성 (필름이 양측 상에서 습윤될 경우, 10％ 미만의 헤이즈)을 가졌다.
Figure pct00003
Figure pct00004
제3의 일련의 단일층 필름에 대한 결과를 표 5 및 6에 나타내었다. 이러한 필름은 오토클레이빙 후에 양호한 인성 (12 J/mm 초과의 최대에서의 표준화 에너지) 및 우수한 투명성 (필름이 양측 상에서 습윤될 경우, 10％ 미만의 헤이즈)을 가졌다.
Figure pct00005
Figure pct00006
다중층 필름 실시예 A
도 1에 도시된 배열을 갖는 일련의 3층 필름을 제조하였다. 실시예 V-1은 강인화되도록 개발된 시일층과 함께 인성 코어층을 포함하였으며, 상이한 용기 박리 요건을 충족시키는 광범위한 박리력을 나타내었다. 실시예 V-2는 박리 시일이 요구되지 않는 용도를 위한 영구 시일층과 함께 인성 코어층을 포함하였다. 실시예 V-3 및 V-4는 박리 및 영구 밀봉을 제공하였다. 실시예 V-5 및 V-6은 영구 밀봉을 제공하였다. 충격 시험 및 헤이즈의 결과를 표 8에 나타내었다. 결과는 V-1과 V-2 필름이 모두 8 J/mm 초과의 최대에서의 표준화 에너지를 갖는 양호한 충격 인성 및 시일측 표면이 습윤될 경우 약 10％의 헤이즈를 갖는 우수한 투명성을 갖는다는 것을 나타내었다.
Figure pct00007
Figure pct00008
다중층 필름 실시예 B
2가지 상이한 다중층 필름 배열을 제조하고 시험하였다. 실시예 TPO-3, TPO-4 및 TPO-5는 고무-개질된 폴리프로필렌 물질의 코어층 및 카위톤(Cawiton) PP/LLDPE/SEBS 박리층을 포함하였다. 실시예 TPO-9, TPO-10 및 TPO-11은 고무-개질된 폴리프로필렌의 인성 코어층, 스킨층, 장벽층 및 광범위한 범위의 박리 시일 용도를 위한 인성 박리 시일층을 포함하였다. 필름의 조성을 표 9에 나타내었다. 비교예 A는 통용되고 있는 5층 필름이었다.
Figure pct00009
충격 시험 및 헤이즈의 결과를 표 10에 나타내었다. 결과는 실시예 TPO-3, TPO-4, TPO-9 및 TPO-10의 필름이 탁월한 충격 인성을 갖는다는 것을 보여주었다. 또한, 이러한 필름은 통용되는 5층 필름인 비교예 A의 필름보다 개선된 헤이즈 값을 가졌다.
Figure pct00010
다중층 필름 실시예 C
일련의 6층 필름 배열을 제조하고 시험하였다. 상기 실시예와 비교하여, 이러한 실시예에서는 코어층의 위치를 이동시켜 스킨층과 인접하게 하였다. 코어층을 시일층으로부터 장벽층의 다른 측으로 배치시키는 것이 인열을 방지하는데 도움을 줄 것으로 생각되었다. 이러한 구조의 배열이 도 3에 도시되어 있다.
도 3에 도시된 배열을 갖는 다중층 필름의 제제를 표 11 내지 13에 나타내었다. 도시된 실시예는 장벽층으로 카프로락탐-무함유 나일론을 포함하였으며, 이는 의료용 용기 용도에 바람직하다. 이러한 필름의 충격 및 헤이즈 시험의 결과를 각각 표 11 내지 13에 나타내었다. 필름 NB-3 및 NB-4는 비교예 A의 5층 구조물보다 헤이즈가 개선된 것으로 나타났다. 또한, 두꺼운 코어층을 함유하는 NB-3은 비교예 A보다 상당한 충격 개선을 나타낸다는 것을 알 수 있다. 또한, 기능성 적하 시험은 NB-3이 비교예 A보다 상당한 적하 저항성 개선을 나타낸다는 것을 보여주었다. 다중 챔버 의료용 용기를 NB-3의 필름으로부터 제조하였으며, 의료용 용기에서 톱니 박리 시일에서 인열되지 않는 것으로 밝혀졌다.
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
본원에 기재된 본 발명의 바람직한 실시양태에 대한 다양한 변화 및 변경이 당업자에게 명백할 것이라는 것을 이해하여야 한다. 이러한 변화 및 변경은 본 발명의 주제의 취지 및 범위를 벗어나지 않고, 그의 의도된 장점을 감소시키지 않으면서 이루어질 수 있다. 따라서, 이러한 변화 및 변경은 첨부된 특허청구범위에 의해 커버되도록 의도된다.

Claims (36)

  1. 스킨(skin)층;
    시일(seal)층; 및
    스킨층과 시일층 사이에 배치된 코어층
    을 포함하며, 상기 코어층은 고무-개질된 폴리프로필렌 및 중합체 블렌드로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함하고, 상기 중합체 블렌드는 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체, 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 다중층 필름.
  2. 제1항에 있어서, 코어층이 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체 약 70 중량％ 내지 약 85 중량％ 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분 약 15 중량％ 내지 약 30 중량％를 포함하는 중합체 블렌드를 포함하는 다중층 필름.
  3. 제1항에 있어서, 코어층이 고무-개질된 폴리프로필렌을 포함하는 다중층 필름.
  4. 제1항에 있어서, ASTM D3763에 따라 6 J/mm 초과의 다트(dart) 표준화 충격 에너지를 갖는 다중층 필름.
  5. 제1항에 있어서, 제1 측 상에서 습윤될 경우, 20％ 미만의 헤이즈를 갖는 다중층 필름.
  6. 제1항에 있어서, 용기가 121℃에서 1시간 동안 오토클레이브될 경우, 온전한 상태로 유지되는 시일을 갖는 용기로 가열 밀봉될 수 있는 다중층 필름.
  7. 제1항에 있어서, 4 N/15 mm 내지 30 N/15 mm의 박리 시일 강도를 제공하는 다중층 필름.
  8. 제1항에 있어서, 스킨층이 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리프로필렌 단일중합체, 나일론, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체, 코폴리에스테르 에테르 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 다중층 필름.
  9. 제8항에 있어서, 스킨층이 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 약 90 중량％ 및 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 약 10 중량％를 포함하는 블렌드를 포함하는 다중층 필름.
  10. 제8항에 있어서, 스킨층이 코폴리에스테르 에테르 블록 공중합체를 포함하는 다중층 필름.
  11. 제1항에 있어서, 시일층이 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 선형 저밀도 폴리에틸렌, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체, 고무-개질된 폴리프로필렌 및 이들의 혼합물로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 다중층 필름.
  12. 제1항에 있어서, 시일층이 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체의 블렌드를 포함하는 다중층 필름.
  13. 제1항에 있어서, 스킨층과 시일층 사이에 배치된 장벽층을 더 포함하는 다중층 필름.
  14. 제13항에 있어서, 장벽층이 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6/6,10 공중합체, 비정질 폴리아미드, 에틸렌 비닐 알코올 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 다중층 필름.
  15. 제14항에 있어서, 장벽층이 폴리아미드를 포함하는 다중층 필름.
  16. 제13항에 있어서, 장벽층이 에틸렌 비닐 알코올 공중합체를 포함하는 다중층 필름.
  17. 제13항에 있어서, 200 ㎤/㎡ 일 atm 미만의 CO2 투과율을 제공하는 다중층 필름.
  18. 제13항에 있어서, 제1 타이(tie)층 및 제2 타이층을 더 포함하고, 장벽층이 제1 타이층 및 제2 타이층 사이에서 이들과 접촉하여 배치된 다중층 필름.
  19. 제18항에 있어서, 제1 및 제2 타이층이 각각 말레에이트화 LLDPE, 말레에이트화 폴리프로필렌 단일중합체, 말레에이트화 폴리프로필렌 공중합체, 말레에이트화 열가소성 엘라스토머, 고무 개질된 폴리프로필렌 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함하는 다중층 필름.
  20. 스킨층;
    제1 타이층;
    제1 타이층에 인접하여 배치된 장벽층;
    장벽층에 인접하여 배치된 제2 타이층;
    고무-개질된 폴리프로필렌 및 중합체 블렌드로부터 선택된 물질을 포함하며, 상기 중합체 블렌드는 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체, 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 코어층; 및
    시일층
    을 포함하는 다중층 필름.
  21. 제20항에 있어서, 코어층이 시일층과 인접하게 이와 접촉하여 배치된 다중층 필름.
  22. 제20항에 있어서, 코어층이 스킨층과 인접하게 이와 접촉하여 배치된 다중층 필름.
  23. 제20항에 있어서, 코어층이 고무-개질된 폴리프로필렌을 포함하는 다중층 필름.
  24. 제20항에 있어서, 코어층이 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체 약 70 중량％ 내지 약 85 중량％ 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분 약 15 중량％ 내지 약 30 중량％를 포함하는 중합체 블렌드를 포함하는 다중층 필름.
  25. 제20항에 있어서, 스킨층이 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 폴리프로필렌 단일중합체, 폴리아미드, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체, 코폴리에스테르 에테르 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 다중층 필름.
  26. 제20항에 있어서, 장벽층이 폴리아미드 6, 폴리아미드 6,6/6,10 공중합체, 비정질 폴리아미드, 에틸렌 비닐 알코올 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 포함하는 다중층 필름.
  27. 제20항에 있어서, 시일층이 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 선형 저밀도 폴리에틸렌 및 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체의 블렌드를 포함하는 다중층 필름.
  28. 제20항에 있어서, ASTM D3763에 따라 6 J/mm 초과의 다트 표준화 충격 에너지를 갖는 다중층 필름.
  29. 제20항에 있어서, 제1 측 상에서 습윤될 경우, 20％ 미만의 헤이즈를 갖는 다중층 필름.
  30. 제20항에 있어서, 용기가 121℃에서 1시간 동안 오토클레이브될 경우, 온전한 상태로 유지되는 시일을 갖는 용기로 가열 밀봉될 수 있는 다중층 필름.
  31. 제20항에 있어서, 4 N/15 mm 내지 30 N/15 mm의 박리 시일 강도를 제공하는 다중층 필름.
  32. 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체 약 70 중량％ 내지 약 85 중량％ 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분 약 15 중량％ 내지 약 30 중량％를 포함하는 블렌드를 포함하는 하나 이상의 층을 갖는 필름에 의해 형성된 본체를 포함하는 용기.
  33. 스킨층;
    시일층; 및
    스킨층과 시일층 사이에 배치된 코어층
    을 포함하고, 상기 코어층은 고무-개질된 폴리프로필렌 및 중합체 블렌드로부터 선택된 물질을 포함하고, 상기 중합체 블렌드는 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체, 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함하는 다중층 필름에 의해 형성된 본체를 포함하는 용기.
  34. 유체 챔버를 형성하기 위하여 하나 이상의 공통 주연부를 따라 함께 밀봉된 제1 측벽 및 제2 측벽을 포함하고, 상기 제1 측벽과 제2 측벽 중 적어도 하나는
    스킨층;
    제1 타이층;
    제1 타이층에 인접하여 배치된 장벽층;
    장벽층에 인접하여 배치된 제2 타이층;
    고무-개질된 폴리프로필렌 및 중합체 블렌드로부터 선택된 물질을 포함하고, 상기 중합체 블렌드는 엘라스토머 프로필렌-에틸렌 공중합체, 및 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 스티렌/에틸렌-부틸렌/스티렌 블록 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함하는 코어층; 및
    시일층
    을 포함하는 다중층 필름을 포함하는 용기.
  35. 제34항에 있어서, 코어층이 스킨층과 제1 타이층 사이에 배치된 용기.
  36. 제34항에 있어서, 코어층이 제2 타이층과 시일층 사이에 배치된 용기.
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