KR20150083113A - 의료용 멸균 포장을 위해 온라인 처리된 밀봉성, 박리성 의료용 종이 - Google Patents

의료용 멸균 포장을 위해 온라인 처리된 밀봉성, 박리성 의료용 종이 Download PDF

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Abstract

의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법 및 장치, 의료용 종이, 및 의료용 멸균 포장이 개시된다. 종이웹이 셀룰로오스계 섬유 및 선택적으로 합성 섬유를 포함한 섬유질 기재로 형성되며, 대향하는 제1 면 및 제2 면을 갖는다. 종이웹의 형성단계와 온라인으로, 보강 재료가 제1 면에 적용되고, 종이웹의 구조물 안으로 압축됨으로써, 구조물의 적층분리 저항이 증가된다. 밀봉 재료가 종이웹의 형성단계와 온라인으로 종이웹의 제2 면에 적용된다.

Description

의료용 멸균 포장을 위해 온라인 처리된 밀봉성, 박리성 의료용 종이{ONLINE TREATED SEALABLE AND PEELABLE MEDICAL PAPER FOR MEDICAL STERILIZATION PACKAGING}
본 발명은 일반적으로 의료용 멸균 포장을 위해 온라인 처리된 밀봉가능(sealable)하고, 박리가능한(peelable) 의료용 종이에 관한 것이다.
의료용 멸균 포장(medical sterilization packaging)은 다양한 멸균된 의료기기(medical device: MD)의 보관 및 수송을 위해 필요하다. 2006년 07월자 NF EN ISO 11607-1은 부록서 A에서 의료용 멸균 포장 또는 의료용 포장 시스템의 설계에 영향을 미치는 다양한 요소들을 그것의 표준 용어를 사용하여 기술한다. 전형적인 멸균 처리는 에틸렌 옥사이드 기체(EO), 감마선 조사(γ), 전자빔(e-beam), 증기 가압(steam autoclaving), 또는 저온 산화성(low-temperature oxidative) 멸균 처리에 의해 수행된다. EO, 증기 또는 산화 처리에 의해 멸균이 수행되는 경우, 포장은, 멸균 기체를 유입하고, 미생물을 죽이며, 상기 멸균 기체가 상당한 잔류 농도 없이 빠져나오도록 하는 투과성(permeable) 구성요소를 갖는 무균 차단 시스템(sterile barrier system)으로 제공된다. 무균 차단 시스템은, 대부분의 경우에, "상부 웹(top-web)" "하부 웹(bottom web)" 및 상기 웹들을 함께 접합(join)하는 수단들을 포함한다. 박리성 밀봉(peelable seal)이 필요한 경우에는, 2개의 층을 함께 밀봉할 수 있도록 밀봉제 층(sealant layer)이 적용된다. 전형적으로 오프라인(off-line) 코팅에 의해 생성되는 밀봉제 층은 통상적으로 투과성 웹에 적용되어 왔다. 오늘날에는, 많은 박막들이 박막 구조 안에 층(들)으로서 밀봉제 층을 포함한다. 용접 밀봉(weld seal)이 필요한 경우에는, 가열 또는 압력에 의해 접합될 수 있도록 웹들의 상용성(compatibility)이 요구된다.
무균 차단 시스템의 다공성 웹은, 오염물 또는 미생물이 없도록 제조되고, 멸균제(예를 들어, EO 기체)에 대한 충분한 투과성이 남아있으면서 미생물들이 통과할 수 있는 큰 기공을 폐쇄하도록 가공된, 의료용 종이로 통상 제조된다. 의료용 종이는 미리 결정된 최소한의 물리적 요구사항들(예를 들어, 투기도(air permeance), 인장강도(tensile strength), 인열저항(tear resistance), 및 파열강도(burst strength))을 충족해야만 한다. 또한, 다양한 다른 요구사항들이 전술한 ISO 표준의 단락 5.1.7 및 5.1.9에서 설정된다. 후자의 단락은 임의의 밀봉이 형성된 경우 상기 형성된 밀봉에 대한 요구사항들 및 박리 개봉(peel-open) 특성들에 대한 요구사항들을 설정한다. 박리 개봉은 연속적이고 균일해야하며, 무균 개봉 및 표시(presentation)에 영향을 미칠 수 있는 재료의 적층분리(delamination) 또는 찢김(tear)이 없어야 한다. 다른 요구사항들(예를 들어, 미생물 차단 특성) 또한 논의 중인 ISO 표준에 의해 정의된다.
의료용 멸균 포장을 위한 밀봉성 및 박리성 의료용 종이는 오프라인 또는 온라인 공정을 이용하여 제조된다. 온라인 공정은 후속 공정 단계에 대한 필요성을 제거하며, 복잡한 특징들(complexities), 및 공정 신뢰성(reliability)을 위한 특정 요구사항들을 추가하여 폐기물의 생성 및 에너지 소비를 회피하는 동안 에너지를 절약한다. 예를 들어, WO0231248(A2)는, 드레이프성 포화제 성분(drapable saturant component) 및 추가의 포화제 폴리머를 포함한 조성물을 펄프에서 혼합하여 종이웹(paper web)을 함침(impregnating) 또는 포화(saturating)시키는, 이러한 종이의 제조 방법을 개시한다. 상기 조성물은 섬유질 웹과 베이스 성분인 폴리머성 재료 사이에 향상된 밀봉 강도를 제공할 수 있다. 종이를 포화시키는 것에 의해 종이웹의 베이스 성분으로 사용된 재료에 대한 직접 밀봉을 가능하게 함으로써 별도의 오프라인 코팅을 필요로하지 않는 것이 바람직하다. 그러나, 이러한 조성물들로 종이를 포화시키는 것은 상대적으로 다량의 공업 화학 약품들(technical chemicals)을 소비하며, 이는 통상적인 종이의 공급 재료들보다 더욱 고가이다. 또한, 이러한 폴리머들은 석유(oil)로부터 제조될 수 있고, 상업적으로 수용가능한 종이 재활용 기술을 이용하여 다른 등급의 종이 또는 판지(board)를 제조하기 위한 종이의 재활용을 방해할 수 있다.
오프라인 코팅을 기반으로 하는 방법은 재생한(renewing) 천연 재료의 보다 효율적인 사용을 제공할 수 있다. 일 기술에서, 펄프 첨가제 기반의 함침 대신에, 초지기(paper machine)에서 종이웹이 먼저 형성되고, 건조되고, 종이웹의 양면에 사이즈 프레스(size press)로 일부 결합제를 적용하여 온라인 사이징되며(on-line sized), 그동안 운전 중인 사이즈 프레스는 상기 웹의 양면에 결합제 재료의 못(pond)을 형성하고, 이러한 못들은 상기 웹의 양 가장자리에서 자유롭게 혼합한다. 이후, 종이웹은 건조되고, 기계 롤(machine roll)에서 압연된다. 이어서, 가열 밀봉층(heat sealing layer)이 종이웹에 오프라인으로 코팅된다. 상기 결합제의 온라인 적용은 섬유들(특히, 무균 개봉 및 포장된 의료용 물건들의 표시에 영향을 미칠 수 있는 셀룰로오스계 재료)이 찢겨서 방출되는 것을 회피하도록 돕는데, 이는 가열 밀봉층이 보강 재료층(reinforcing material layer) 상에 형성되기 때문이다. 박리가 가열 밀봉층 안에서, 및/또는 가열 밀봉층과 보강 재료층 사이의 계면 상에서 발생한다. 아직은 상대적으로 고가의 절차인 오프라인 코팅을 회피하는 것이 바람직하다.
의료용 멸균 포장을 위한 박리성 의료용 종이를 형성하는 하나의 공지 기술은 폴리에틸렌의 오프라인 압출을 이용하여 종이웹 상에 가열 밀봉층을 적용하는 것이다.
본 발명의 목적은 의료용 멸균 포장을 위해 친환경적이고 경제적인, 밀봉가능하고 박리가능한 의료용 종이, 및 이를 포함하는 포장을 제공함으로써, 종래 기술의 이러한 종이, 포장, 및 이의 제조 방법과 관련된 일부 단점을 제거 또는 완화하거나, 또는 새로운 기술적 대안을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 예시적인 측면에 따라서, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법이 제공되며, 상기 방법은,
셀룰로오스계 섬유를 포함한 섬유질 기재의 종이웹을 형성하는 단계로서, 상기 종이웹은 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하는, 종이웹의 형성 단계;
상기 종이웹의 상기 형성 단계와 온라인으로, 보강 재료를 상기 제1 면에 적용하고, 상기 보강 재료를 상기 종의 웹의 구조물 안으로 압축하는 단계로서, 상기 구조물의 적층분리 저항(delamination resistance)이 증가되는 단계; 및
상기 종이웹의 형성 단계와 온라인으로, 상기 종이웹의 상기 제2 면에 밀봉 재료를 적용하는 단계;를 포함한다.
본 명세서에서, 용어"종이"는 섬유들이 서로서로 연결되어 종이와 같은 구조물을 형성한 구조물에서, 셀룰로오르계 섬유 및 선택적으로 30 중량% 이하의 합성 섬유를 포함한, 습식 적층된(wet-laid) 재료의 시트(sheet)를 지칭한다. 합성 섬유는 합성 스테이플(staple) 섬유일 수 있다.
상기 종이웹은 섬유질 기재의 단일층(single layer)으로 이루어질 수 있다.
상기 형성은 형성 구역(forming section)을 사용하여 수행될 수 있다. 상기 형성 구역은 장망 와이어(Fourdrinier wire); 간극 형성기(gap former); 흡인 박스(suction box); 및 수분 제거 포일(water removal foil) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 예시적인 측면에 따라서, 종이의 제조 장치가 제공되며, 상기 장치는,
셀룰로오스계 섬유를 포함한 섬유질 기재의 종이웹을 형성하도록 구성된 형성 구역으로서, 상기 종이웹은 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하는, 형성 구역;
상기 제1 면에 보강 재료를 적용하도록 구성된 온라인 보강 재료 적용기(on-line reinforcement material applicator);
상기 종이웹의 구조물 안으로 상기 보강 재료를 압축함으로써 적층분리 저항이 상기 종이웹의 구조물 전체에서 증가되도록 구성된 온라인 압축기; 및
상기 종이웹의 상기 제2 면에 밀봉 재료를 적용하도록 구성된 온라인 밀봉 재료 적용기(on-line sealing material applicator);를 포함한다.
상기 온라인 보강 재료 적용기, 상기 온라인 밀봉 재료 적용기 및 온라인 압축은 동일한 표면 처리 장소의 일부분들일 수 있다.
본 발명의 제3 예시적인 측면에 따라서, 본 발명은 의료용 멸균 포장을 위한, 셀룰로오스계 섬유를 포함한 섬유질 기재의 의료용 종이를 제공하며, 상기 종이는 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하고, 상기 의료용 종이는,
상기 종이의 구조물 안으로 상기 제1 면을 통해 적용되는 보강 재료로서, 상기 제1 면으로부터의 적용에 의해 상기 종이웹의 상기 구조물 전체에서 적층분리 저항이 증가되고, 그 결과 상기 종이는 상기 보강 재료의 불균일한 z-방향 분포를 갖는, 보강 재료; 및
상기 종이의 상기 제2 면 상의 밀봉 재료;를 포함한다.
제4 예시적인 측면에 따라서, 의료용 멸균 포장이 제공되며, 상기 포장은,
상기 제3 예시적인 측면의 의료용 종이; 및
상기 종이의 상기 제2 면에 적용된 상기 밀봉 재료를 통하여 상기 의료용 종이로 밀봉되는 의료기기를 커버하도록 구성된 포장 요소;를 포함한다.
제5 예시적인 측면에 따라서, 시스템이 제공되며, 상기 시스템은,
상기 제4 예시적인 측면의 의료용 멸균 포장; 및
상기 종이의 상기 제2 면에 적용된 상기 밀봉 재료에 의해 상기 포장 안에 밀봉된 의료기기;를 포함한다.
본 발명의 다른 구속력 없는 예시적인 측면들 및 구현예들이 이하의 상세한 설명 및 첨부된 종속항에서 개시될 것이다. 상응하는 구현예들은 다른 구현예들 및 예시적인 측면들에 자유롭게 적용될 수 있음이 이해되어야 한다.
본 발명의 일부 예시적인 구현예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 초지기의 일부 기본 요소들의 개략도이다.
도 2는 내부에 의료기기를 포함한 의료용 멸균 포장을 도시하며, 단면(cross-section)으로서 도시되어 있고, 설명의 목적을 위해 매우 과장된 두께를 갖는다.
도 3은 하부로부터 도시된, 도 2의 의료용 멸균 포장을 도시한다.
이하의 상세한 설명에서, 유사한 참조 부호들은 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 초지기(100)의 일부 기본 요소들의 개략도를 도시한다. 초지기(100)는 헤드박스(headbox, 112)를 포함한 형성 구역(forming secton, 110) 및 와이어 구역(wire section, 114)을 포함한다. 형성 구역(112)은 섬유, 선택적 충전제 및 다른 재료들의 수현탁액(water suspension)인 펄프를 수용하고, 상기 펄프에서 섬유들을 습식 적층(wet laying)하여 종이웹(120)을 형성한다. 상기 종이웹은 제1 면(first side, 120a) 및 제2 면(second side, 120b)을 포함한다. 이러한 예에서, 제1 면(120a)은 기능성 면으로 지칭된다. 도 1은 단지 설명의 목적이며, 도 1에 도시된 것처럼 제1 면이 상부에 있을 필요가 없음을 유의하라.
초지기(100)는, 예를 들어 압착탈수(squeezing out)(예를 들어, 프레스 닙(press nip)) 및 증발(예를 들어, 뜨거운 실린더, 적외선 건조기)을 이용하여 종이웹(120)으로부터 물을 제거하는 제1 건조 구역(first drying section, 130)을 더 포함한다.
종이웹(120)의 각각 제1 면 및 제2 면을 통해 상기 종이웹(120)이 가공된 종이웹(120') 또는 표면 처리된 종이웹(120')으로 전환되도록 종이웹(120)을 가공하기 위하여, 제1 건조 구역의 하류(downstream)에서, 초지기(100)가 제1 표면 처리 유닛(first surface treating unit, 142) 및 제2 표면 처리 유닛(144)을 포함한 표면 처리 장소(surface treating station)를 포함한다.
자연스럽게 구조물 및 특히 수분 함량이 연속적으로 변화되는 동안, 예를 들어 건조 및 캘린더링(calendering)에 의해 야기되는 종이웹에서의 통상의 변화들은 상기 종이웹에 대해 상이한 참조 부호를 표시하여 나타내지 않았음이 이해된다. 또한, 이러한 맥락에서, 용어"면(side)"은 "표면(surface)"으로 이해될 수 있다. 또한, 표면 처리 장소와 같은 다양한 요소들의 배향 및 위치는 각각의 기술의 공지 범위 안에서 자유롭게 조정할 수 있다. 예를 들어, 표면 처리 장소(140)는 종이웹이 그곳을 수직으로, 수평으로 또는 비스듬히(obliquely) 통과하도록 하고, 또한 종이웹이 표면 처리 장소(140)로 들어가게 하고, 및/또는 표면 처리 장소(140)를 나가게 할 수 있다.
제1 표면 처리 유닛(142) 및 제2 표면 처리 유닛(144)은 종이웹(120)의 제1 면(120a) 및 제2 면(120b)에 각각 보강 재료(143) 및 밀봉 재료(145)를 적용한다. 그후 종이웹(120)은 프레스 닙을 거치게 되며, 여기서 보강 재료(143)가 종이웹(120) 안으로 압축된다. 놀랍게도, 종이웹(120) 내부에서, 심지어 단지 종이웹의 일 면(one side)을 통해 보강 재료(143)를 적용하는 경우에도, 보강 재료(143)가 종이웹 전체에서 적층분리 저항을 증가시킬 수 있다는 것을 알게 되었다. 이는, 보강 재료가 프레스 닙에 의해 유발된 압력하에서 종이웹의 구조물 내의 공극들(voids) 안으로 침투되고, 임의의 자유수(free water)(즉, 종이웹(120)의 섬유들 및 다른 입자들 사이에 존재하는 물)를 부분 확산시키는 메카니즘에 의해 야기되는 것으로 여겨진다.
표면 처리 장소(140)는, 예를 들어 박막 전사 장소(film transfer station)이다. 대안적인 다른 예시적인 구현예들에서, 표면 처리 장소(140)는, 스프레이 코팅 유닛; 에어-닥터(air-doctor) 코팅 유닛; 및 커튼(curtain) 코팅 유닛 및 웹(120) 안으로 보강 재료(143)를 압축하기 위한 압축 유닛으로부터 선택된 하나 이상의 유닛을 포함한다.
표면 처리 장소 이후에(즉, 그곳의 하류에서), 초지기(100)는 제2 건조 구역(150), 및 상기 표면 처리된 종이웹(120')을 권취(winding)하기 위한 와인더(winder, 150)를 포함한다.
일 바람직한 예시적인 구현예에서, 종이웹은 표면 처리 장소(140)에서 단지 1회 표면 처리되며, 따라서 하나의 프레스 닙이 보강 재료(143) 및 밀봉 재료(145)를 동시에 압축한다. 이러한 방식에서는, 초지기가 2개를 초과하는 건조 구역을 포함할 필요가 없다.
각각의 기술된 구역들은 온라인 유닛들임이 이해되어야 한다. 즉, 이러한 유닛들은 종이가 초지기에서 형성되는 동안 종이에 작용하며, 예를 들어 오프라인 공정처럼 종이가 기계 롤 또는 와인더 롤로 이송되지 않는다.
형성 구역(110)뿐만 아니라 초지기의 다른 주요 부분들이 통상의 종이 제조 지식을 사용하고, 논의 중인 종이 등급(paper grade in question) 및 사용가능한 자원을 고려하여 구성된다.
도 1에 도시된 예시적인 구현예에서, 하나의 표면 처리 장소(140)가 제공된다. 또다른 예시적인 구현예에서, 2개 이상의 표면 처리 장소들이 제공되며, 하류 건조 구역이 각각 뒤따른다. 표면 처리 장소들은 동일하거나 또는 상이한 유형일 수 있다. 다중 장소(multi-station) 구현예에서, 단지 종이웹(120)의 일 면만이 하나 이상의 표면 처리 장소에서, 가능하게는 각각의 표면 처리 장소들에서 표면 처리될 수 있다.
2개 이상의 표면 처리 장소를 갖는 또다른 일 예시적인 구현예에서, 먼저, 예를 들어 80-20 또는 70-30의 분포(distribution)를 갖고 제1 면(120a)을 중심으로 하나 이상의 단계에서 양면 보강 처리를 수행하며, 이로써 제1 면을 통해 압축된 보강 재료(143)는 종이웹(120)의 구조물 전체에서 적층분리 저항을 향상시킬 수 있고, 반면 추가적인 보강 재료가 제2 면으로부터 종이웹(120)의 구조물 안으로 들어간다. 이어서 종이웹(120)의 제2 면은 밀봉 재료(145)로 표면 처리된다.
또한 초지기(100)는 일 구현예에서 하나 이상의 사이징(sizing) 장소 또는 코팅 장소 이전에 하나 이상의 기계 캘린더(machine calender)를 포함한다.
초지기(100)는 멸균을 가능하게 하고, 사용이 끝날 때까지 포장된 의료기기(MD)의 멸균성을 유지하기 위한 가열 밀봉성 의료용 포장 종이를 제조하도록 구성된다. 이는 멸균, 저장 또는 운송 동안 포장의 우발적 개봉을 회피하도록 적절한 밀봉 강도를 제공해야 하며, MD의 사용 직전에 무균 개봉이 가능하도록 깔끔한 박리성(peelability)을 제공해야 한다. 상기 종이는 국제 응용을 위해 ISO 11607-1을 준수하고, 유럽 응용을 위해 상호보완적 수직 부분(complementary vertical parts)인 EN 868을 준수하도록 제조될 수 있다.
밀봉 재료(145)를 적용하는 것에 의해, 종이웹(120)은, 밀봉이 개봉되는 경우, 포장이 그것의 무결성(integrity)을 유지하는지에 대한 육안 검사가 가능하게 개봉 흔적(tamper evidence)을 형성하도록 온라인 처리로 제조되며, 이로써 포장의 최종 사용시까지 MD의 멸균성이 확인될 수 있다. 개봉 흔적은, 예를 들어 밀봉층으로부터 대향하는 재료(예를 들어, PE 박막 또는 섬유질 웹)로의 일부 밀봉 재료들의 가시적인 이동(visible transfer)을 지칭할 수 있다. 상기 밀봉 재료의 이동은 밀봉의 대부분 또는 전체 길이에 걸쳐 연속적일 수 있다.
초기지(100)는 종이웹(120)을 양면 처리할 수 있다. 상기 제조된 종이는 일 면이 (예를 들어, 열(heat)) 밀봉가능하고 박리가능하도록 제조된다.
본 명세서에서, 표면 처리 및 코팅은 명시적으로 달리 언급되지 않는 한 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 이는 통상 차이가 다소 불명확하기 때문이다.
숙련된 종이 제조업자는 당해 기술분야에서 공지된 바와 같이 운전하는 초지기의 정상 부분들(normal parts)을 실시하는 방법을 알고 있다. 따라서 종이웹(120)의 표면 처리와 관련된 구조 및 운전이 이하에서 더욱 상세히 기술될 것이다. 도 1에 도시된 예시적인 구현예는 일부 실시(implementations)를 설명하기 위해 사용된다.
도 2는 내부에 의료기기(220)를 포함한 의료용 멸균 포장(200)을 도시하며, 단면(cross-section)으로서 도시되어 있고, 설명의 목적을 위해 매우 과장된 두께를 갖는다. 또한, 도 2는 제1 면(120a)으로부터 제2 면으로 종이웹 전체에서 침투한 보강 재료(143)를 보여준다. 또한, 도 2는 박리성 밀봉층(145) 및 포장 요소(210)를 보여주며, 상기 포장 요소(210)는 여기에서 유연한 PE 박막(flexible PE film)이고, 상기 PE 박막은 밀봉 영역(230)에서 그것의 림들(rims)을 통해 밀봉층(145)에 부착된다.
건강관리 시설(healthcare facilities)에서의 의료용 포장을 위한 밀봉 강도의 최소값은, EN 868-5 (2009) 부속서 D에 따라 시험하였을 때, 증기 멸균을 위해서는 1.5 N/15mm이어야 하고, 다른 유형의 멸균을 위해서는 1.2 N/15mm이어야 한다. 의료용 멸균 포장은 바람직하게는 이에 상응하게 제조된다.
도 3은 하부로부터 도시된, 도 2의 의료용 멸균 포장을 도시한다. 도 3은 포장된 의료기기(220)를 둘러싼 밀봉 영역(230)을 분명하게 보여준다. 포장을 벗겨서 개봉하는 경우, 일부 밀봉 층(145)이 의료용 종이로부터 제2 웹으로 분할 또는 이동할 수 있고, 따라서 심지어 포장 요소(본 예에서는 PE 박막)가 뒤쪽에 접착되어있어도, 연속적으로 보이는 흔적이 개봉 흔적으로서 남아있을 수 있다.
반면에 보강 재료(143)는, 종이를 벗겨서 포장이 개봉되는 경우에, 종이가 겪는 것보다 더 큰 적층분리 저항을 갖는 종이의 구조물을 제공한다.
일 예시적인 구현예에서, 종이웹(120)의 제1 면(120a)에 적용되는 보강재의 양 및 건조 함량은 논의 중인 재료에 따라 달라진다. 예를 들어, 건조량은 0.2 중량% 내지 8 중량%의 범위일 수 있고, 건조 함량은 4 중량% 내지 20 중량%일 수 있다. 표기"중량%"는 중량 백분율 또는 질량 분율(mass fraction)을 지칭하며, 즉 건조 종이(즉, 균형 수분에서의 종이)에 대해 계산하는 경우, 주어진 성분의 중량과 논의 중인 성분을 포함한 총 질량의 관계를 지칭한다.
일 예시적인 구현예에서, 제조된 종이는 균형 수분을 측정하였을 때 40 g/m2 내지 120 g/m2(예를 들어, 63.5 g/m2)의 근량을 갖는다.
균형 수분을 측정하는 것에 의해서, 정상 종이의 시험 조건들(즉, 23℃, 50%의 상대 습도, 정상 공기압)에 대한 참조(reference)가 만들어진다.
일 예시적인 구현예에서, 상기 밀봉 재료는 35 중량% 내지 40 중량%의 건조 중량으로 상기 종이웹에 적용된다.
펄프
종이 펄프는 셀룰로오스계 화합물(cellulosic), 및 선택적으로 30 중량% 이하의 합성 섬유(예를 들어, 합성 스테이플 섬유(synthetic staple fibres))로 제조된다. 셀룰로오스계 화합물은 단지 화학적 펄프화(chemical pulping) 뿐만 아니라, 예를 들어 기계적 펄프화(mechanical pulping)에 의해 또한 형성될 수 있는 셀룰로오스 및/또는 헤미셀룰로오스(hemicellulose) 섬유를 지칭하는 것임을 유의해야 한다. 일 예시적인 구현예에서, 상기 펄프는 재활용되지 않은 것, 즉 버진 표백 펄프(virgin bleached pulp)로 제조된다. 펄프의 주성분은 연목(softwood)(예를 들어, 소나무 또는 가문비 나무(spruce)) 및 경목(hardwood)(예를 들어, 자작나무(birch), 유칼립투스(eucalyptus))이며, 상기 연목 및 경목의 건조 중량을 각각 측정하였을 때, 100 중량% - 0 중량% 대 0 중량% - 100 중량%, 바람직하게는 20/80 내지 50/50 분포를 갖는 혼합물이다. 이러한 분포는 셀룰로오스계 섬유의 분포를 지칭한다.
습부의 고찰(WET END CONSIDERATIONS)
상기 종이웹 또는 펄프는 다음과 같이 처리될 수 있다:
- 예를 들어, 로진(rosin) 또는 알킬 케톤 이합체(alkyl ketene dimer: AKD) 및/또는 알케닐 숙신산 무수물(alkenyl succinic anhydride: ASA)을 사용하여 사이징하는 단계.
- 펄프에, 예를 들어 폴리아크릴 에스테르(polyacrylic ester: PAE) 또는 폴리아크릴산 에스테르(polyacrylic acid ester: PAAE)를 첨가하여 습윤 강도를 지지하는 단계.
- 펄프에, 예를 들어 녹말(starch); 카르복시 메틸 셀룰로오스(carboxyl methyl cellulose; CMC); 및/또는 합성 결합제(synthetic binder)를 첨가하여 보강하는 단계.
표면 처리 재료
보강 재료는 종이가 충분한 적층분리 저항성을 얻도록, 또한 상기 종이를 포함한 의료용 포장의 박리 개봉시 종이가 적층분리됨으로써 포장의 내용물이 찢긴 섬유들에 의해 오염되지 않을 수 있도록 밀봉 강도를 고려하여 선택될 수 있다. 보강 재료의 선택에 영향을 미치는 요소는, 펄프의 조성, 습부의 사이징 수준(wet end sizing level), 종이웹의 구조물 안으로 압축되는 보강 재료의 양, 보강 재료를 적용한 종이 웹의 평활도(smoothness) 및 다공도(porosity), 보강 재료의 점도 및 일반적인 압축 조건들이다. 보강 재료는, 예를 들어 녹말; 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol: PVOH); 합성 결합제(예를 들어, 스티렌 아크릴(Styrene Acrylic); 아크릴; 스티렌 부타디엔(Styrene Butadiene: SB); 아크릴레이트 스티렌 부타디엔; 부틸 아크릴레이트 비닐 아세테이트; 카르복시화 SB; 비닐 아세테이트(Vinyl Acetate: VA); 비닐 아세테이트 아크릴(Vinyl acetate acrylique Acrylic); 비닐 아세테이트 아크릴레이트; 비닐 클로라이드(Vinyl Chloride: VC); 폴리비닐 클로라이드(polyvinyl chloride: PVC); 폴리우레탄; 및 임의의 코폴리머) 또는 이들의 조합으로부터 선택될 수 있다.
가열 밀봉 재료는 의료용 종이가 제조될 수 있는 응용분야에 따라 선택된다. 일 예시적인 구현예에서, 가열 밀봉 재료는, 예를 들어 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머; 에틸렌 아크릴산 코폴리머; 폴리에틸렌 코폴리머 왁스; 폴리프로필렌 왁스; 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택될 수 있다. 또한, 가열 밀봉 재료는, 일 예시적인 구현예에서, 점도를 150-300 cps로 증가시키고, 시트의 상부에서 상기 처리를 유지하기 위해(즉, 종이웹(120)의 구조물 안으로 가열 밀봉 재료의 침투를 회피하기 위해) 증점제(thickener)(예를 들어, CMC, 녹말, PVOH, 합성 증점제)를 포함할 수 있다.
일 특정 예시적인 구현예에서, 의료용 포장은 다음과 같이 제조된다:
- 준비된 종이:
o ISO 536 평량(grammage) = 63.5 g/m2
o ISO 1924-2: 인장강도 MD = 6 kN/m
o ISO 1924-2: 인장강도 CD = 2.8 kN/m
o ISO 2758: 파열강도 = 330 kPa
o ISO 1974: 인열강도 MD = 455 mN
o ISO 1974: 인열강도 CD = 540 mN
- 베이스 종이:
o 27°SR로 고해된(refinded) 60 g/m2
o 47.7 g/m2의 버진 표백 경목: 자작나무
o 11.9 g/m2의 버진 표백 경목: 소나무
o 베이스에서 내첨 사이징(internal sizing), 습윤 강도 및 섬유의 결합(fibre bonding)을 위한 0.3 g/m2의 보조제
- 면 1(side 1): 보강 처리
o 건조 함량 = 5%
o 화학 약품: 녹말 + AKD 0.1 g/m2
o 점도: Brookfield 100T를 사용하여 20 cps로 조정됨
o 건조 코팅 중량 = 0.5 g/m2
o 적용 및 압축: 예를 들어, 온라인 심사이저 장소(online Sym-sizer station)를 이용한 박막 전자 공정
* 매끄러운 로드(smooth rod) 및 폴리우레탄(PU)이 닙 롤을 커버한다.
- 면 2(side 2): 가열 밀봉 처리
o 건조 함량 = 38%
o 화학 약품: EVAc의 분산액 + CMC 증점제
o 점도: Brookfield 100T를 사용하여 180 cps로 조정됨
o 총 건조 코팅 중량 = 3 g/m2
o 공정: 보강 재료를 이용한 면 1의 가공과 실질적으로 동시에 박막 전사
* 홈이 있는 로드(grooved rod) 및 폴리우레탄(PU)이 닙 롤을 커버한다.
- 포장:
o 의료용 포장(예를 들어, Steriking® ESE 12/50 (WIPAK®))을 위한 종이의 가열 밀봉면이 의료용 폴리에틸렌(polyethylene: PE) 열-밀봉성 박막(thermo-sealable film)과 접촉하여 밀봉된다.
o 밀봉 조건: 150℃, 500 N/10cm2, 1초.
o 밀봉 강도: 2 N/15mm
o 박리 품질: 깔끔하게 벗겨지고, 개봉 흔적을 남김
또 다른 특정 예시적인 구현예에서, 의료용 포장이 다음과 같이 제조된다:
- 준비된 종이:
o ISO 536 평량(grammage) = 88 g/m2
o ISO 1924-2: 인장강도 MD = 7.0 kN/m
o ISO 1924-2: 인장강도 CD = 3.6 kN/m
o ISO 2758: 파열강도 = 370 kPa
o ISO 1974: 인열강도 MD = 560 mN
o ISO 1974: 인열강도 CD = 630 mN
- 베이스 종이 = 25°SR로 고해된 80 g/m2
o 28 g/m2의 버진 표백 경목: 자작나무
o 28 g/m2의 버진 표백 경목: 소나무
o 14 g/m2의 PET 합성 섬유 5 mm
o 베이스에서 내첨 사이징, 습윤 강도 및 섬유의 결합을 위한 0.3 g/m2의 보조제
- 면 1: 보강 처리
o 건조 함량 = 45%
o 화학 약품: 아크릴 라텍스(Acrylic latex)(Tg = - 13℃)
o 점도: Brookfield 100T로 20 cps
o 건조 코팅 중량 = 10 g/m2
o 적용 및 압축: 예를 들어, 온라인 트윈 HSM 장소(online twin HSM station)를 이용한 박막 전자 공정
* 매끄러운 로드 및 폴리우레탄(PU)이 닙 롤을 커버한다.
- 면 2: 가열 밀봉 처리
o 건조 함량 = 38%
o 화학 약품: EVAc의 분산액 + 증점제: Brookfield 100T를 사용하여 180 cps로 조정됨
o 총 건조 코팅 중량 = 8 g/m2
o 공정: 보강 재료를 사용한 면 1의 가공과 실질적으로 동시에 박막 전사
* 홈이 있는 로드 및 폴리우레탄(PU)이 닙 롤을 커버한다.
- 포장:
o 밀봉/박리: 의료용 포장(예를 들어, Steriking® ESE 12/50 (WIPAK®))을 위한 종이의 가열 밀봉면이 의료용 폴리에틸렌(PE) 열-밀봉성 박막과 접촉하여 밀봉된다.
o 밀봉 조건: 150℃, 500 N/10cm2, 1초.
o 밀봉 강도: 3.5 N/15mm
o 박리 품질: 깔끔하게 벗겨지고, 개봉 흔적을 남김
일 예시적인 구현예에서, 포장에서 종이를 밀봉하기 위하여 냉각 밀봉 재료(cold seal material)가 가열 밀봉 재료 대신 사용된다. 가압 밀봉 재료(pressure-sealing material)는, 예를 들어 천연 고무이다.
다양한 구현예들이 개시되었다. 이러한 명세서에서, 용어 "포함하는(comprise, include 및 contain)"은 각각 개방형 표현으로서 사용되며, 배타(exclusivity)적인 것으로 의도되지 않음이 이해된다.
상술한 상세한 설명이 본 발명의 특정 실시(implementations)와 구현예의 비제한적인 예시의 방법으로 제공되었고, 최적 모드(best mode)에 대한 완전하고 유익한(informative) 설명이 본 발명을 수행할 발명자에 의해 현재 상정되었다. 그러나 본 발명이 앞서 개시된 구현예에 대한 설명으로 제한되지 않으며, 균등한 수단을 사용한 다른 구현예, 또는 본 발명의 특징으로부터 벗어나지 않은 구현예들의 상이한 조합이 실시될 수 있음이 당해 기술분야의 기술자에게 명백하다.
또한, 본 발명의 앞서 개시된 구현예들의 일부 특징들이 상응하는 다른 특징들의 사용 없이도 유리하게 사용될 수 있다. 따라서, 상술한 상세한 설명은 오직 본 발명의 원리의 예시로서 고려되어야 하며, 본 발명을 제한하는 것으로 고려되어서는 안된다. 따라서, 본 발명의 범위는 오직 첨부된 특허청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (37)

  1. 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법으로서, 상기 방법은,
    셀룰로오스계 섬유(cellulosic fibres)를 포함한 섬유질 기재(fibrous substrate)의 종이웹(paper web)을 형성하는 단계로서, 상기 종이웹은 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하는, 종이웹의 형성 단계;
    상기 종이웹의 상기 형성 단계와 온라인(on-line)으로, 보강 재료(reinforcing material)를 상기 제1 면에 적용(applying)하고, 상기 보강 재료를 상기 종의 웹의 구조물 안으로 압축하는 단계로서, 상기 종이웹의 상기 구조물 전체에서 상기 구조물의 적층분리 저항(delamination resistance)이 증가되는 단계; 및
    상기 종이웹의 형성 단계와 온라인으로, 상기 종이웹의 상기 제2 면에 밀봉 재료(sealing material)를 적용하는 단계;를 포함하는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 온라인으로 적용된 밀봉 재료가, 상기 적용된 밀봉 재료로 그후에 형성된 밀봉이 개봉되는 경우, 개봉 흔적(tamper evidence)을 생성하도록 구성된, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 밀봉 재료가 분산액(dispersion)으로서 상기 종이웹 상에 적용되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 재료가 박막 전사(film transfer)에 의해 상기 종이웹 상에 적용되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 재료가 스프레이 코팅에 의해 상기 종이웹 상에 적용되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 재료가 에어-닥터 코팅(air-doctor coating)에 의해 상기 종이웹 상에 적용되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 재료가 커튼 코팅(curtain coating)에 의해 상기 종이웹 상에 적용되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 종이웹이 셀룰로오스계 섬유 및 30 중량% 이하의 합성 섬유를 포함한 섬유질 기재로 형성되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 재료가 녹말(starch); 폴리비닐 알코올; 합성 결합제(synthetic binder); 폴리우레탄; 및 임의의 코폴리머 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 재료의 상기 적용 단계는 상기 보강 재료를 상기 압축하기 이전에 0.3 건조 중량% 내지 8 건조 중량%의 상기 보강 재료를 상기 제1 면에 적용하는 단계에 의해 수행되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 종이를 형성하는 단계 및 상기 종이의 면들에 재료들을 적용하는 단계를 수행함으로써, 상기 제조된 종이가, 평형 수분(balance moisture)에서 측정하였을 때 45 g/m2 내지 120 g/m2의 근량(basis weight)을 갖는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 종이웹이 수분 흡수를 감소시키기 위해 내첨 사이징제(internal sizing agent)를 함유하도록 형성되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 내첨 사이징제는 로진(rosin); 알킬 케톤 이합체; 및 알케닐 숙신산 무수물 중 적어도 하나를 포함하는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 종이웹이 상기 종이웹의 습윤 강도 특성을 증가시키기 위해 습윤 강도 증강제(wet strength agent)를 포함하도록 형성되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 습윤 강도 증강제는 폴리아크릴 에스테르 또는 폴리아크릴산 에스테르 중 적어도 하나를 포함하는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 재료는 2.5 중량% 내지 10 중량%의 상기 밀봉 재료를 적용함으로써 상기 종이웹의 상기 제2 면에 적용되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축 단계는 닙(nip)의 2개의 롤(roll)에 의해 수행되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 재료의 상기 적용 단계 및 상기 밀봉 재료의 상기 적용 단계가 실질적으로 동시에(substantially simultaneously) 수행되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축 단계는 상기 보강 재료의 상기 적용 단계 및 상기 밀봉 재료의 상기 적용 단계 이후에 수행되고, 상기 제1 면 및 상기 제2 면 중 어느 하나를 임의의 건조기로 건조하는 단계로 도입하기 이전에 수행되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 재료의 적용 단계 이전에, 상기 종이웹의 상기 형성 단계와 온라인으로, 상기 종이웹의 상기 제2 면에 보강 재료를 적용하는 단계를 더 포함하는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 보강 재료가 상기 종이웹의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 둘다에 실질적으로 동시에 적용되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 재료는 가열 밀봉 재료(heat-sealing material)인, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 가열 밀봉 재료는 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머; 에틸렌 아크릴산 코폴리머; 폴리에틸렌 왁스 및 코폴리머; 및 폴리프로필렌 왁스 및 코폴리머 중 하나 이상을 포함하는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  24. 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 가열 밀봉 재료가 상기 종이웹의 상기 구조물 안으로 침투되는 것을 방지하기 위하여, 상기 가열 밀봉 재료의 점도가, 상기 웹의 상기 제2 면에 상기 적용 단계 이전에, 150 cps 내지 400 cps로 조정되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  25. 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열 밀봉 재료의 점도가, 상기 웹의 상기 제2 면에 적용 단계 이전에, 증점제(thickener)를 사용하여 증가되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이의 제조 방법.
  26. 의료용 종이의 제조 장치로서, 상기 장치는,
    셀룰로오스계 섬유를 포함한 섬유질 기재의 종이웹을 형성하도록 구성된 형성 구역(forming section)으로서, 상기 종이웹은 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하는, 형성 구역;
    상기 제1 면에 보강 재료를 적용하도록 구성된 온라인 보강 재료 적용기(on-line reinforcement material applicator);
    상기 종이웹의 구조물 안으로 상기 보강 재료를 압축함으로써 적층분리 저항이 상기 종이웹의 구조물 전체에서 증가되도록 구성된 온라인 압축기; 및
    상기 종이웹의 상기 제2 면에 밀봉 재료를 적용하도록 구성된 온라인 밀봉 재료 적용기(on-line sealing material applicator);를 포함하는, 의료용 종이의 제조 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 의료용 종이의 제조 장치는 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 수단을 포함하는, 의료용 종이의 제조 장치.
  28. 의료용 멸균 포장을 위한, 셀룰로오스계 섬유를 포함한 섬유질 기재의 의료용 종이로서, 상기 종이는 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하고, 상기 의료용 종이는,
    상기 제1 면을 통해 상기 종이의 구조물 안으로 적용되는 보강 재료로서, 상기 제1 면으로부터의 적용에 의해 상기 종이웹의 상기 구조물 전체에서 적층분리 저항이 증가되고, 그 결과 상기 종이는 상기 보강 재료의 불균일한 z-방향 분포를 갖는, 보강 재료; 및
    상기 종이의 상기 제2 면 상의 밀봉 재료;를 포함하는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이.
  29. 제28항에 있어서, 상기 밀봉 재료가, 상기 적용된 밀봉 재료로 그후에 형성된 밀봉이 개봉되는 경우, 개봉 흔적을 생성하도록 구성된, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이.
  30. 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 종이웹은 셀룰로오스계 섬유 및 30 중량% 이하의 합성 섬유를 포함한 섬유질 기재로 형성되는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이.
  31. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강 재료는 녹말; 폴리비닐 알코올; 합성 결합제; 폴리우레탄; 및 임의의 코폴리머 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이.
  32. 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 의료용 종이는 평형 수분에서 측정하였을 때 45 g/m2 내지 120 g/m2의 근량을 갖는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이.
  33. 제28항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 의료용 종이는 상기 제2 면 상에 2.5 중량% 내지 10 중량%의 상기 밀봉 재료를 포함하는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이.
  34. 제28항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밀봉 재료는 가열 밀봉 재료인, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이.
  35. 제34항에 있어서, 상기 가열 밀봉 재료는 에틸렌 비닐 아세테이트 코폴리머; 에틸렌 아크릴산 코폴리머; 폴리에틸렌 왁스 및 코폴리머; 및 폴리프로필렌 왁스 및 코폴리머 중 하나 이상을 포함하는, 의료용 멸균 포장을 위한 의료용 종이.
  36. 의료용 멸균 포장으로서, 상기 포장은,
    제28항 내지 제35항 중 어느 한 항의 의료용 종이; 및
    상기 종이의 상기 제2 면에 적용된 상기 밀봉 재료를 통하여 상기 의료용 종이로 밀봉되는 의료기기를 커버하도록 구성된 포장 요소;를 포함하는, 의료용 멸균 포장.
  37. 시스템으로서, 상기 시스템은,
    제36항의 의료용 멸균 포장; 및
    상기 종이의 상기 제2 면에 적용된 상기 밀봉 재료에 의해 상기 포장 안에 밀봉된 의료기기;를 포함하는, 시스템.
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