KR20190119415A - 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름 - Google Patents

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KR20190119415A
KR20190119415A KR1020180042838A KR20180042838A KR20190119415A KR 20190119415 A KR20190119415 A KR 20190119415A KR 1020180042838 A KR1020180042838 A KR 1020180042838A KR 20180042838 A KR20180042838 A KR 20180042838A KR 20190119415 A KR20190119415 A KR 20190119415A
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Abstract

본 발명은 외부층, 중간층 및 내부층을 포함하는 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름에 관한 것이다. 상기 다층 필름은, 폴리프로필렌 중합체 50∼99중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 1∼50중량%로 구성된 외부층; 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체 30∼80중량% 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 20∼70중량%로 구성된 중간층; 및 폴리프로필렌 중합체 50∼80중량%, 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 에틸렌초산비닐 공중합체 (EVA), 에틸렌 터폴리머, 에틸렌-프로필렌 이종화합 단량체 고무 (EPDM), 또는 폴리올레핀 엘라스토머 (POE)로 구성된 군에서 선택된 1종의 성분 5∼20중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 10∼30중량%로 구성된 내부층을 포함한다.

Description

의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름 {Multilayer Film For Medical Multi-Chamber Container}
본 발명은 투명성, 내열성, 밀봉성, 및 내약품성이 우수한 의료 멀티-챔버 용기 (Multi-Chamber Container)용 다층 필름에 관한 것이다.
종래 의료용 수액 용기는 유리병으로 깨지기 쉽고 사용시 내용물이 감소함에 따른 진공공간의 발생으로 유량을 주기적으로 조절해야 하는 불편을 극복하기 위해 PVC계 수액 용기가 등장하게 되었다. 그러나, PVC계 수액 용기의 경우 내분비계 교란물질 (환경호르몬)의 발생 및 소각시 다량의 다이옥신 발생으로 인해 Non-PVC계 수액 용기 개발의 필요성이 대두하게 되었다.
그러나, 상기 Non-PVC계 수액 용기의 경우, 폴리올레핀계 다층 용기의 개발이 많이 이루어졌으나, 대부분의 경우 살균시 내열성이 낮아 백화현상 (투명도 저하) 발생 및 유연성 부족, 성형성 문제 등으로 실용화에 한계가 발생하였다.
이에 본 출원인은 내열성, 투명성, 유연성, 성형성, 내충격성 및 열접착성이 우수한 의료용 다층 필름을 등록받은 바 있다 (한국 등록특허 제10-0422761호).
한편, 도 1을 참조하면, 멀티-챔버 용기는, 다양한 공법으로 얻은 주성분인 폴리프로필렌이 포함된 수지로 구성되고, 분할 부분 (partition portion: 4)을 가지는 밀봉에 의한 백 (Bag) 모양으로 만들 수 있는 필름 또는 시트를 주 구성으로 한다.
멀티-챔버 용기 (bag)은 전통적인 주변 부분 (peripheral portion: 1, 2, 및 3)만 있는 용기와 비교하여 분할 부분 (연질-밀봉 (soft-seal): 4)과 주변 부분 (경질-밀봉: 1, 2, 및 3)의 밀봉 강도 (seal strength)에서 커다란 차이를 가지고 있다.
일반적으로, 밀봉 강도는 가열 밀봉 (heat sealing)의 조건, 즉, 온도, 압력, 시간을 조정함으로써 원하는 강도를 얻을 수 있으며, 특히 생산과 이송시 분할 부분이 서로 박리 (분리)되지 않는 것이 중요하다.
그러나, 사용 전 손 또는 도구를 이용하여 박리 가능한 가열-밀봉 강도를 가지고 있어야 하며, 멀티-챔버 용기 (Bag)의 가열-밀봉 부분에 대한 적당한 수지 (물질)을 선정하는 것이 중요한 항목이다.
또한, 현재 폴리프로필렌/폴리에틸렌 구성, 또는 폴리에틸렌/가교 폴리에틸렌 구성으로 가열-밀봉 부분의 물질로 사용되었는데, 이러한 것들은 좁은 범위의 가열-밀봉 조건에 기인하여 용기의 분할 부분과 주변 부분 사이의 가열-밀봉 강도의 충분한 차이를 제공하는 것이 어려웠다.
그래서, 종래의 물질일 경우에, 박리할 수 있는 분할 부분과 주변 부분을 형성할 수 있는 가열-밀봉 온도 차이가 일반적으로 10℃ 만큼 좁거나 낮은 경우이기 때문에, 가열-밀봉 온도가 약간의 변화에도 가열-밀봉 강도가 크게 변화하는 경향이 있어 문제를 야기할 수 있다.
일반적으로, 멀티-챔버 용기의 분할 부분 (4)은 0.5∼1.8kgf의 힘으로 분리할 수 있어야 한다. 0.5kgf 미만인 경우, 운반중에 작은 충격으로도 밀봉이 분리될 수 있으며, 1.8kgf를 초과하면 꽤 힘들게 분리될 수 있다. 이 경우 찢겨져 백이 샐 위험이 있다. 또한, 분할 부분의 분리하는 힘은 백이 실온 및 저온에서 1.2m 높이에서 떨어뜨릴 때 견딜 수 있을 만큼 충분히 커야 한다.
의료용 멀티-챔버 용기의 경우에서 용기의 분할 부분과 주변 부분 사이의 가열-밀봉 강도에 관한 위의 문제들을 해결해야 하고, 안정성, 유연성, 투명성, 내열성, 멸균시 (가열 및 압력 안정성)들의 요건들을 만족해야 하는데, 특히, 종래의 폴리에틸렌/폴리프로필렌 구성은 투명도와 열 안정성이 취약하다.
또한, 사용자가 멀티-챔버 용기의 내용물의 혼합을 하는 경우, 통상적으로 튜브가 형성되어 있는 반대 부분으로부터 접거나 말아 압력이 가해져서 격막이 박리되도록 하는데, 운반 및 보관 중 최하단의 용기에는 상부에 적재된 용기의 무게로 인한 하중 발생으로 기준 압력보다 높은 압력이 가해지게 되면 결국 격막이 박리되는 현상이 발생하게 되어 사용이 불가능하게 되는 문제점이 발생한다.
본 발명은, 특별한 프로필렌-계 수지 조성물을 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름의 내부층 (가열-밀봉 부분)의 물질로 사용하여, 전술한 문제점들 (밀봉 온도가 좁은 경우, 멸균 후 안전성, 연성, 투명도, 내열성, 등)을 극복할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 관점은, 투명성, 내열성, 밀봉성, 및 내약품성이 우수한 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름을 제공하는 데 있다.
본 발명의 관점을 달성하기 위한 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름은: 외부층, 중간층 및 내부층을 포함하는 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름에 있어서, 프로필렌 단독중합체, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50∼99중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 1∼50중량%로 구성된 외부층; 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체 30∼80중량% 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 20∼70중량%로 구성된 중간층; 및 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50∼80중량%, 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 에틸렌초산비닐 공중합체 (EVA), 에틸렌 터폴리머, 에틸렌-프로필렌 이종화합 단량체 고무 (EPDM), 또는 폴리올레핀 엘라스토머 (POE)로 구성된 군에서 선택된 1종의 성분 5∼20중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 10∼30중량%로 구성된 내부층을 포함한다.
본 발명에 따른 하나의 구체 예에서, 상기 외부층 및 중간층은, 각각 독립적으로, 상기 각층 성분 100중량부에 대하여, 에틸렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체 1∼20중량부를 더욱 포함한다.
본 발명에 따른 하나의 다른 구체 예에서, 상기 내부층은, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50∼80중량%, 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형저밀도 폴리에틸렌 10∼20중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 10∼30중량%로 구성된다.
본 발명에 따른 하나의 또 다른 구체 예에서, 상기 내부층은, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 60∼80중량%, 에틸렌초산비닐 공중합체, 에틸렌 터폴리머, 또는 에틸렌-프로필렌 이종화합 단량체 고무 5∼10중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 15∼30중량%로 구성된다.
본 발명에 따른 하나의 또 다른 구체 예에서, 상기 내부층은, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 60∼80중량%, 폴리올레핀 엘라스토머 10∼20중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 15∼30중량%로 구성된다.
본 발명에 따른 하나의 또 다른 구체 예에서, 상기 폴리올레핀 엘라스토머는, 에틸렌 α-올레핀 공중합체이다.
본 발명에 따른 하나의 또 다른 구체 예에서, 상기 외부층의 두께는, 30-60㎛이고, 상기 중간층의 두께는, 100-140㎛이며, 및 상기 내부층의 두께는, 30-60㎛이다.
본 발명에 따른 하나의 또 다른 구체 예에서, 상기 다층 필름의 인장강도는, ≥ 250 kgf/㎠이고, 및 상기 내부층의 박리강도는 13∼18 kgf/15mm이다.
본 발명에 따른 하나의 또 다른 구체 예에서, 상기 에틸렌초산비닐 공중합체는 용융지수가 0.6-0.9g/10분이고, 밀도가 0.918-0.928g/㎤이며, VA 함량은 5-10%이며, 상기 저밀도 폴리에틸렌 및 선형저밀도 폴리에틸렌은, 용융지수가 1-2g/10분이고, 밀도가 0.870-0.910g/㎤이며, 및 상기 폴리올레핀 엘라스토머는, 용융지수가 1-2g/10분이고, 밀도가 0.830-0.910g/㎤이다.
전술한 배경이 되는 기술 및 하기 상세한 설명 모두는 다양한 구체 예를 설명하고, 청구된 주제의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 다양한 구체 예의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 여기에 기재된 다양한 구체 예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 작동을 설명하기 위해 제공된다.
도 1은 본 발명의 하나의 구체 예에 따른 다층 필름이 적용된 의료용 멀티-챔버 백의 계략도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 구체 예에 따른 다층 필름의 단면도이다.
도 3a-3b는 각각 본 발명의 실시 예 1에 따른 다층 필름의 박리 전 (좌측) 및 박리 후 (우측)를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 4a-4b는 각각 본 발명의 실시 예 2에 따른 다층 필름의 박리 전 (좌측) 및 박리 후 (우측)를 나타내는 전자현미경 사진이다.
도 5a-5b는 각각 본 발명의 실시 예 3에 따른 다층 필름의 박리 전 (좌측) 및 박리 후 (우측)를 나타내는 전자현미경 사진이다.
본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하기 전에, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예의 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록, 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명을 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명은 외부층, 중간층 및 내부층을 포함하는 의료 멀티-챔버 용기용 다층필름에 관한 것이다.
상기 외부층은 열봉합시 표면불량 없이 열전달에 의해 내면층을 접착시켜야 하므로, 프로필렌 성분의 함량이 높아야 하며, 내부층 및 중간층 수지 조성물보다 융점이 높아야 한다. 또한, 외부층은 용융지수 (230℃, 2.16kg)가 0.5∼7.0g/10min인 것이 바람직하며, 이는 열 접착시 내면의 접착성을 높이면서 표면을 보호하기 위해서이다.
이를 위하여, 상기 외부층은, 프로필렌 단독중합체, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50∼99중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 1∼50중량%로 구성된다.
상기 중간층은 투명성, 유연성이 가장 중요한 요소이므로, 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체의 함량을 높이는 것이 효과적이다. 또한, 중간층을 구성하는 수지조성물의 용융지수 (230℃, 2.16kg)가 1.0∼8.0g/10min이 바람직하며, 이는 필름의 성형시 용융지수가 높으면 성형이 불가능하기 때문이다.
이를 위하여, 상기 중간층은 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체 30∼80중량% 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 20∼70중량%로 구성된다.
한편, 의료용 수액 용기에 보관된 약물이 적절한 타입의 종류이고, 약물이 변질되거나 오염되어 있는지 여부를 육안으로 용이하게 확인하기 위해서는 의료용 수액 용기는 투명성이 좋아야 한다. 따라서, 투명도는 적어도 80% 이상, 바람직하게는 85% 이상이 양호하다.
본 발명에 사용된 용어 "의료용 수액 용기", "의료 멀티-챔버 용기", "멀티-챔버 용기", 및 "멀티-챔버 백" 등은, 도 1을 다시 참조하면, 분할 부분 (4)과 주변 부분 (1, 2, 및 3)을 갖는 의료용 용기를 지칭하며, 이들은 서로 호환적으로 사용된다.
또한, 상기 내부층은 의약품이 접촉하는 부분이면서 용기 밀봉시 서로간의 접착이 일어나는 부분으로 융점이 다른 층에 비해 낮은 것이 사용되며, 내부층은 용융지수 (230℃, 2.16kg)가 2.0∼9.0g/10min인 것이 바람직하다.
내부층은 메트릭스 폴리머 및 페이스 폴리머로 구성된다. 메트릭스 폴리머로 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체인 것을 특징으로 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 공중합체, 폴리프로필렌 단일 중합체, 폴리프로필렌 공중합체와 같은 높은 용융온도 범위를 가지는 폴리머를 사용할 수 있다. 이 중 폴리프로필렌 랜덤 공중합체 및 랜덤 터폴리머가 특히 선호된다.
또한, 페이스 폴리머로 스티렌 에틸렌/부틸렌 스티렌 블록 폴리머 (SEBS), 스티렌 에틸렌/부틸렌 디블럭 (SEB) 성분을 가진 스티렌 에틸렌/부틸렌 스티렌 트리블럭 폴리머 (SEBS), 스티렌 에틸렌 에틸렌 프로필렌 블록 공중합체 (SEEPS), 스티렌 에틸렌 (SIS)/저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 에틸렌초산비닐 공중합체 (EVA), 에틸렌 터폴리머, 에틸렌-프로필렌 이종화합 단량체 고무 (Ethylene-Propylene-Diene-Rubber-Mixture: EPDM), 또는 에틸렌 α-올레핀 공중합체와 같은, 낮은 용융점을 가지는 폴리올레핀 엘라스토머 (POE) 등이 사용된다.
이를 위하여, 상기 내부층은, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50∼80중량%, 바람직하게는 60∼80중량%, 및 좀 더 바람직하게는 65∼75중량%, 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 에틸렌초산비닐 공중합체 (EVA), 에틸렌 터폴리머, 에틸렌-프로필렌 이종화합 단량체 고무 (EPDM), 또는 폴리올레핀 엘라스토머 (POE)로 구성된 군에서 선택된 1종의 에틸렌계 성분 5∼20중량%, 바람직하게는 10∼20중량%, 및 좀 더 바람직하게는 13∼17중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 10∼30중량%, 바람직하게는 10∼20중량%, 및 좀 더 바람직하게는 13∼17중량%로 구성된다.
한편, 상기 외부층 및 중간층은, 각각 독립적으로 각 층의 성분 100중량부에 대하여, 에틸렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체 1∼20중량부를 더욱 포함할 수 있어, 필름의 투명성 및 유연성을 향상시키는데 효과적이다.
본 발명에 따르면, 각층을 구성하는 수지의 융점은 외부층: 148∼170℃, 중간층: 135∼155℃ 및 내부층: 130∼145℃인, 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름을 제공한다.
이와 같이, 본 발명은 내부층의 융점이 특히 130∼145℃인 다층 필름을 제공하며, 프로필렌을 주성분으로 하며 융점이 <130℃인 경우 백 제조시 원활한 밀봉이 부족할 수 있다. 따라서, 상기 내부층은 열밀봉성 및 약품 안정성 물성을 확보하며, 열 접착시 내부층의 온도가 중간층, 외부층의 융점보다 낮아 먼저 녹아 밀봉이 되어야 한다.
전술한 바와 같이, 상기 내부층의 구성은, 적어도 하나의 영구적인 주변 부분과 적어도 하나의 박리 가능한 분할 부분 (접합선)을 포함하여, 멀티-챔버 용기 필름의 가장 내측에 형성된다. 따라서, 분할 부분은 13∼18 kgf/15mm의 박리 강도가 요구되며, 주변 부분은 >20 kgf/15mm의 박리강도를 만족시켜야 한다.
한편, 상기 외부층, 중간층 및 내부층이 상기와 같은 온도범위를 갖는 것은 의료용 수액 용기는 내용물을 충진한 후, 약 121℃에서 살균을 하도록 되어 있으며, 이때 변형이나 용출되는 물질이 규정치 이하이어야 하기 때문에 내열성이 좋아야 한다. 외부층은 살균시 먼저 접촉하는 부분으로 내열성이 더 우수한 수지가 필요하며, 내부층은 용기를 접착시킬 때 밀봉 온도를 낮추면서 접착이 용이하도록 용융온도가 낮은 수지가 필요하다. 이때, 외부층은 내부층의 밀봉 온도보다 녹는점이 높아 변화발생이 없어야 한 다. 중간층은 전체 다층필름의 유연성 및 투명성을 향상시키면서 내열성을 갖는 수지층이 필요하다.
의료용 수액 용기는 사용시 수액이 공급되는 속도가 일정하기 위해서는 공급되는 속도와 거의 일정하게 용기가 쭈그러들 수 있어야 하므로, 유연성이 좋아야 한다. 따라서 본 발명의 다층필름의 굴곡탄성률은 5000kg/㎠ 이하가 바람직하다.
전술한 바와 같이, 상기 내부층은, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50∼80중량%, 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 에틸렌초산비닐 공중합체 (EVA), 에틸렌 터폴리머, 에틸렌-프로필렌 이종화합 단량체 고무 (EPDM), 또는 폴리올레핀 엘라스토머 (POE)로 구성된 군에서 선택된 1종의 에틸렌계 성분 5∼20중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 10∼30중량%로 구성된다.
이와 같이, 폴리프로필렌 중합체 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체로 구성된 성분에, 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 에틸렌초산비닐 공중합체 (EVA), 에틸렌 터폴리머, 에틸렌-프로필렌 이종화합 단량체 고무 (EPDM), 또는 폴리올레핀 엘라스토머 (POE)로 구성된 군에서 선택된 1종의 에틸렌계 성분을 5∼20중량%로 혼합시킨다.
이러한 에틸렌계 성분은, 5∼20중량%의 범위에서 밀봉 온도 범위가 넓으며 밀봉 작업 부위에서 주변온도의 변화에 영향을 받지 않아, 박리가 용이한 밀봉 부분을 형성할 수 있으며, 따라서, 항상 우수한 안정성을 갖는 밀봉 강도를 얻을 수 있다. 더욱이, 전통적인 의료용 멀티-챔버 용기를 멸균하기 위해 고온 조건하에서 (예를 들어, 121℃에서 20분간) 고압 증기 또는 열수를 사용하여 수지 혼합물을 가열하는 경우, 밀봉 강도가 증가되는 경향을 나타내지만, 본 발명에 따른 의료 멀티-챔버 용기의 내부층을 구성하는 에틸렌계 성분 및 폴리프로필렌은, 전술한 성분 범위 내에서, 내열성이 높고 및 융점이 높아, 멸균시에도 용융되지 않은 상태로 남아 있다. 따라서, 상기 용기의 박리가 용이한 밀봉 부분은, 멸균시에도 밀봉 강도가 증가되지 않은 채로, 박리가 용이한 밀봉 특성을 유지하게 된다.
특히, 상기 에틸렌초산비닐 공중합체는, 용융지수가 0.6-0.9g/10분이고, 밀도가 0.918-0.928g/㎤이며, VA 함량은 5-10%일 때, 전술한 밀봉 특성, 즉, 밀봉 온도 조절제 역할이 가능하여 필름 성형시 박리가 가능한 밀봉 특성을 유지하게 한다. 따라서, 상기 에틸렌초산비닐 공중합체는, 멀티-챔버 용기의 내부층에 사용하기에 이상적인 중합체인 것이다. 유사하게, 상기 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형저밀도 폴리에틸렌은 용융지수가 1-2g/10분이고, 밀도가 0.870-0.910g/㎤이고, 및 상기 폴리올레핀 엘라스토머는 용융지수가 1-2g/10분이고, 밀도가 0.830-0.910g/㎤이다. 이와 같이, 전술한 물성 조건을 만족시키는 에틸렌계 성분은, 상술한 바와 같은, 밀봉 특성을 유지할 수 있다.
또한, 상기 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체를 10중량% 미만으로 첨가하면, 충분한 연신성을 확보할 수 없으며, 30중량%를 초과하면, 밀봉 강도가 급격히 증가할 수 있다. 따라서, 상기 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체와 에틸렌계 성분을 전술한 범위 내에서 적절한 배합은, 의료용 멀티-챔버 용기의 연신성 및 적절한 박리 강도를 확보할 수 있다.
한편, 바람직하게는, 상기 내부층은, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50∼80중량%, 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형저밀도 폴리에틸렌 10∼20중량%, 바람직하게는 13∼17중량%, 및 좀 더 바람직하게는 약 15중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 10∼30중량%로 구성된다.
본 발명에 따른 하나의 또 다른 구체 예에 따르면, 상기 내부층은, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 60∼80중량%, 에틸렌초산비닐 공중합체, 에틸렌 터폴리머, 또는 에틸렌-프로필렌 이종화합 단량체 고무 5∼10중량%, 바람직하게는 5∼8중량%, 및 좀 더 바람직하게는 약 6∼7중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 15∼30중량%로 구성된다.
본 발명에 따른 하나의 또 다른 구체 예에 따르면, 상기 내부층은, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 60∼80중량%, 폴리올레핀 엘라스토머 10∼20중량%, 바람직하게는 13∼17중량%, 및 좀 더 바람직하게는 약 15중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 15∼30중량%로 구성된다.
또한, 상기 폴리올레핀 엘라스토머는, 바람직하게는 낮은 융점을 갖는 에틸렌 α-올레핀 공중합체이다.
본 발명에 따르면, 상기 외부층의 바람직한 두께는, 30-60㎛이고, 상기 중간층의 바람직한 두께는, 100-140㎛이며, 및 상기 내부층의 바람직한 두께는, 30-60㎛이다. 상기 외부층의 두께가, 30㎛ 미만이면 내열성이 저하되고, 60㎛를 초과하면 유연성이 떨어지며, 상기 중간층의 두께가, 100㎛ 미만이면 내충격성이 저하되고, 140㎛를 초과하면 유연성이 떨어지며, 상기 내부층의 두께가, 30㎛ 미만이면 열 밀봉성이 저하되고, 60㎛를 초과하면 유연성이 떨어지는 경향이 있다.
본 발명에 따라 제조된 필름 (film)은 용기로서 적절한 열가소성 물질로서 하나 이상의 고분자 물질 층을 갖는 것을 의미하며, 상기 고분자 물질들은 당 업계에 잘 알려진 방법에 의해 결합될 수 있다. 본 발명의 다층 필름은 외부층, 중간층 및 내부층으로 구성될 수 있고 특수 기능성 부여를 위해 층의 추가가 가능하나 경제성 문제가 발생할 수 있다.
나아가, 본 발명에 따른 다층필름은 약물을 투여하는 의료용 수액 용기로 사용될 뿐만 아니라, 소변 또는 기타 환자의 배설물을 수집하는데도 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 다층필름은 환경 호르몬의 영향이 없고, 접착성 수지층 없이 3층의 구성만으로 수액 용기 성형이 가능하다.
이하 실시 예를 들어 본 발명을 상세히 설명하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시 예 1
A1) 용융지수 (230℃, 2.16㎏) 5.0g/10min이고 에틸렌 및 부텐-1의 함량이 각각 3%이상인 프로필렌 삼원 공중합체 70중량%, 및 B1) 용융지수 (230℃, 2.16㎏) 1.0g/10min이고 스티렌 함량이 30%인 스티렌-에틸렌-부티렌-스티렌 삼원 공중합체 30중량%를 헨셀 믹서에서 약 3분간 혼합한 후, L/D가 32이고 직경이 53㎜인 이축 압출기로 190∼220℃에서 압출하여 펠렛상의 조성물을 얻어 이를 3층 시트의 중간층으로 하였다.
A2) 용융지수 (230℃, 2.16㎏) 3.0g/10min인 프로필렌 단독중합체 80중량% 및 상기 B1) 20중량%를 헨셀 믹서에서 약 3분간 혼합한 후, L/D가 32이고 직경이 53㎜인 이축 압출기로 190∼220℃에서 압출하여 펠렛상의 조성물을 얻어 이를 3층 시트의 외부층으로 하였다.
다음, 상기 A1) 70중량%, C1) 용융지수가 약 1g/10분이고, 밀도가 약 0.890g/㎤인 저밀도 폴리에틸렌 (Tosoh 210k) 15중량%, 및 상기 B1) 15중량%를 헨셀 믹서에서 약 3분간 혼합한 후, L/D가 32이고 직경이 53㎜인 이축 압출기로 190∼220℃에서 압출하여 펠렛상의 조성물을 얻어 이를 3층 시트의 내부층으로 하여, 3층 필름성형기를 이용하여 외부층/중간층/내부층의 두께가 40㎛/120㎛/40㎛인 3층 필름을 성형하였다. 상기 다층 필름의 멸균 후 안전성, 연성, 투명도, 내열성, 및 박리강도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. 특히, 상기 다층 필름의 박리 전 (좌측) 및 박리 후 (우측)의 전자현미경 사진을 도 3a 및 3b 각각 나타내었다.
상기 내열성 및 멸균 후 안전성은, 121℃의 멸균 조건에서 20분 이상 가열 멸균 방식으로 측정하였다.
상기 연성은, ASTM D-882방식으로 측정하였다.
상기 투명도는 ASTM D-1003에 의하여 측정한 것으로, 이는 200㎛의 필름을 성형하여 헤이즈 측정기 (Haze meter)를 사용하여 측정한 것이다.
상기 박리강도는, 다음의 밀봉-조건으로 밀봉된 다층 필름을 ASTM F-88 방식으로 측정하였다.
밀봉-조건: 약 130℃의 온도, 약 3기압의 압력, 약 3초의 밀봉 시간, 약 1520mm의 밀봉 폭.
한편, 용융지수는 ASTM D-1238 법으로 230℃에서 측정하였다. 용융지수는 특정압력 (2.16㎏) 및 온도 (230℃)에서 10분내 지름 2.09㎜의 구멍 (orifice)을 통과할 수 있는 열가소성 수지의 양(g)을 의미하는 것이다.
용융 온도는 ASTM D-2117법에 의하여 DSC를 사용하여 측정하였다.
실시 예 2
상기 A1) 70중량%, C2) 용융지수가 약 0.9g/10분이고, 밀도가 약 0.928g/㎤이며, VA 함량이 약 8%인, 에틸렌초산비닐 공중합체 (듀폰 3165) 15중량%, 및 상기 B1) 15중량%를 헨셀 믹서에서 약 3분간 혼합한 후, L/D가 32이고 직경이 53㎜인 이축 압출기로 190∼220℃에서 압출하여 펠렛상의 조성물을 얻어 이를 3층 시트의 내부층으로 제조한 것을 제외하고는 실시 예 1과 동일한 방법으로 다층 필름을 제조하였다. 상기 다층 필름의 살균 전 투명도 및 내열성 (121℃, 30분간 증기살균 후의 투명도), 열접착성, 필름성형성 및 충격강도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. 특히, 상기 다층 필름의 박리 전 (좌측) 및 박리 후 (우측)의 전자현미경 사진을 도 4a 및 4b 각각 나타내었다.
실시 예 3
상기 A1) 70중량%, C3) 에틸렌 α-올레핀 공중합체 (미쓰비시 7025) 15중량%, 및 상기 B1) 15중량%를 헨셀 믹서에서 약 3분간 혼합한 후, L/D가 32이고 직경이 53㎜인 이축 압출기로 190∼220℃에서 압출하여 펠렛상의 조성물을 얻어 이를 3층 시트의 내부층으로 제조한 것을 제외하고는 실시 예 1과 동일한 방법으로 다층 필름을 제조하였다. 상기 다층 필름의 살균 전 투명도 및 내열성 (121℃, 30분간 증기살균 후의 투명도), 열접착성, 필름성형성 및 충격강도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. 특히, 상기 다층 필름의 박리 전 (좌측) 및 박리 후 (우측)의 전자현미경 사진을 도 5a 및 5b 각각 나타내었다.
비교 예 1
내부층 수지를 A2 50중량% 및 용융지수가 약 3 g/10분이고, 밀도가 095g/㎤인, 폴리에틸렌 (다우 17450N) 50중량%로 변화시키는 것을 제외하고는 상기 실시 예 1과 동일한 방법으로 다층 필름을 제조하였다. 상기 다층 필름의 멸균 후 안전성, 연성, 투명도, 내열성, 및 박리강도를 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다. 특히, 상기 다층 필름의 박리 전 (좌측) 및 박리 후 (우측)의 전자현미경 사진을 도 4에 나타내었다.
항목 실시 예 1 실시 예 2 실시 예 3 비교 예 1
멸균 후 안전성 양호 양호 양호 양호
연신율(%) 658 662 655 635
투명도(%) 4.1 3.7 3.5 5.3
내열성 양호 양호 양호 양호
박리강도 (kgf/15mm) 16 18 15 10
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은, 폴리프로필렌 중합체, 에틸렌계 수지, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체를, 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름의 내부층으로 사용하여, 멀티-챔버 용기용 다층 필름에 요구되는 물성인 멸균 후 안전성, 연성, 투명도, 내열성, 및 박리강도가 우수한 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름을 얻을 수 있다. 또한, 도 3-5에서 알 수 있는 바와 같이, 다층 필름의 박리 전 및 박리 후에서, 표면상태를 확인한 결과, 본 발명의 다층 필름의 박리 후에 표면상태에서 미세 돌기를 확인할 수 있었고, 이는 안정적 박리강도 확보하였음을 의미한다. 비교 예 1 (도시하지 않음)의 경우, 미세 돌기를 확인할 수 없었고, 쉽게 박리되는 경향이 있었다.
다양한 변형 및 변화가 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 본 발명에 대해 만들어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 본 발명의 사상 및 물질을 혼입하는 개시된 구체 예의 변경 조합, 서브-조합 및 변화가 당업자에게 발생할 수 있으므로, 본 발명은 첨부된 청구 범위 및 그 균등물의 범주 내에 있는 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (7)

  1. 외부층, 중간층 및 내부층을 포함하는 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름에 있어서,
    프로필렌 단독중합체, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50∼99중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 1∼50중량%로 구성된 외부층;
    프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체 30∼80중량% 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 20∼70중량%로 구성된 중간층; 및
    프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50∼80중량%, 저밀도 폴리에틸렌 (LDPE), 선형저밀도 폴리에틸렌 (LLDPE), 에틸렌초산비닐 공중합체 (EVA), 에틸렌 터폴리머, 에틸렌-프로필렌 이종화합 단량체 고무 (EPDM), 또는 폴리올레핀 엘라스토머 (POE)로 구성된 군에서 선택된 1종의 에틸렌계 성분 5∼20중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 10∼30중량%로 구성된 내부층을 포함하는, 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부층은, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 50∼80중량%, 저밀도 폴리에틸렌 또는 선형저밀도 폴리에틸렌 10∼20중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 10∼30중량%로 구성되는, 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부층은, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 60∼80중량%, 에틸렌초산비닐 공중합체, 에틸렌 터폴리머, 또는 에틸렌-프로필렌 이종화합 단량체 고무 5∼10중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 15∼30중량%로 구성되는, 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 내부층은, 프로필렌을 주성분으로 하는 알파올레핀 공중합체, 폴리프로필렌 랜덤 공중합체, 또는 이들의 조합으로 구성된 군에서 선택된 1종의 폴리프로필렌 중합체 60∼80중량%, 폴리올레핀 엘라스토머 10∼20중량%, 및 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 삼원 공중합체 15∼30중량%로 구성되는, 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 외부층의 두께는, 30-60㎛이고, 상기 중간층의 두께는, 100-140㎛이며, 및 상기 내부층의 두께는, 30-60㎛인, 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 다층 필름의 인장강도는, ≥ 250 kgf/㎠이고, 및 상기 내부층의 박리강도는 13∼18 kgf/15mm인, 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 에틸렌초산비닐 공중합체는 용융지수가 0.6-0.9g/10분이고, 밀도가 0.918-0.928g/㎤이며, VA 함량은 5-10%이며, 상기 저밀도 폴리에틸렌 및 선형저밀도 폴리에틸렌은, 용융지수가 1-2g/10분이고, 밀도가 0.870-0.910g/㎤이며, 및 상기 폴리올레핀 엘라스토머는, 용융지수가 1-2g/10분이고, 밀도가 0.830-0.910g/㎤인, 의료 멀티-챔버 용기용 다층 필름.
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