KR20210151881A - 내화학성 및 내습성을 갖는 가요성 기재 - Google Patents

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KR20210151881A
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vdf
ctfe
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KR1020217036349A
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개리 마이클 스크와렉
칼 알트만
종 이
에릭 레이날
오드후트 바산트 커카
알라가판 텐나판
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허니웰 인터내셔날 인코포레이티드
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Abstract

가요성 패키지, 경피 약물 전달 장치, 및 패키지의 제조 방법이 제공된다. 예시적인 가요성 패키지는 폴리(클로로트라이플루오로에틸렌-코-비닐리덴 플루오라이드)("P(CTFE-co-VDF)") 공중합체로부터 형성된 내화학성 및 내습성 층을 포함한다. 추가로, 예시적인 가요성 패키지는 전달될 물질을 포함한다. 이 물질은 내화학성 및 내습성 층에 적용되거나 또는 그에 의해 봉입된다.

Description

내화학성 및 내습성을 갖는 가요성 기재
본 기술 분야는 일반적으로 패키지 및 경피 약물 전달 장치와, 그러한 패키지 또는 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 기술 분야는 그러한 패키지 및 장치 내의 내화학성 및 내습성 기재에 관한 것이다.
매우 다양한 열가소성 중합체, 및 열가소성 중합체로부터 형성된 필름이 알려져 있다. 열가소성 중합체 필름의 중요한 물리적 및 화학적 특징에는 장벽 특성, 예컨대 가스, 내화학성, 향기 및 수분에 대한 장벽뿐만 아니라 그의 물리적 특징, 예컨대 내구성, 인성(toughness), 내마모성, 내후성 및 광 투과율이 포함된다. 이러한 특성은, 예를 들어 식품, 화장품 또는 의료 제품을 위한 패키징 재료로서의 필름의 사용에서와 같은 필름 응용에서 특히 중요하다.
단일 필름 구조체에서 다양한 개별 성분에 의해 나타나는 상이한 특성들을 포함하는 다성분 구조체를 생성하는 것이 당업계에 알려져 있다. 예를 들어, 패키징 응용에서, 그의 장벽 특성, 대부분의 화학물질에 대한 불활성, 고온 저항성 및 낮은 마찰 계수에 대해 알려진 플루오로중합체를 사용하는 것이 바람직하다. 폴리클로로트라이플루오로에틸렌("PCTFE") 단일중합체 및 공중합체, 및 에틸렌-클로로트라이플루오로에틸렌("ECTFE") 교호 공중합체는 그의 탁월한 수분 장벽 특성으로 인하여 빈번하게 사용되어 왔다.
다양한 상이한 열가소성 물질이 플루오로중합체와 함께 공압출되어 다층 필름을 형성하였다. 예를 들어, 플루오로중합체 함유 다층 필름은 인성을 개선하기 위한 나일론의 층, 또는 산소 장벽으로서의 에틸렌 비닐 알코올 또는 폴리비닐 알코올의 층을 포함할 수 있었다. 그러나, 플루오로중합체는 접착제 층의 도움이 없다면 대부분의 다른 중합체에 강하게 접착되지 않는다. 실제로, 대부분의 플루오로중합체는 그들의 비-점착성 특징에 대하여 알려져 있으며, 층들 사이의 불량한 접합 강도 및 다층 필름의 탈층(delamination)으로 어려움을 겪는다. 플루오로중합체 필름은 또한 불량한 열 밀봉성 특성을 갖는 것으로 알려져 있다.
전술한 재료는 뚜껑 및 패키징 제품으로서 유용하지만, 가요성 패키징에서 사용하기 위한 개선된 재료가 필요하다. 추가로, 그러한 재료는 개선된 내화학성 및 내습성 둘 모두를 제공할 것이 요구된다. 또한, 그러한 재료는 열-밀봉 응용 또는 다른 플라스틱 용접 기술, 예컨대 레이저, 고주파(RF), 및 초음파 밀봉에서의 사용을 용이하게 하는 데 바람직하다.
따라서, 개선된 내화학성 및 내습성을 나타내는 층 또는 층들로부터 형성된 가요성 패키지 또는 경피 약물 전달 장치를 제공하는 것이 바람직하다. 추가로, 그러한 층들로부터 가요성 패키지 또는 경피 약물 전달 장치를 제조하는 방법을 제공하는 것이 바람직하다. 더욱이, 첨부 도면 및 이러한 배경 기술과 함께 취해지는 다른 바람직한 특징 및 특성이 후속의 상세한 설명 및 첨부된 청구범위로부터 명백해질 것이다.
가요성 패키지, 경피 약물 전달 장치, 및 패키지의 제조 방법이 제공된다. 예시적인 가요성 패키지는 폴리(클로로트라이플루오로에틸렌-코-비닐리덴 플루오라이드)("P(CTFE-co-VDF)") 공중합체로부터 형성된 내화학성 및 내습성 층을 포함하며, 동일한 재료로 구성된 비품(fitment), 커넥터, 클로저(closure) 및 또는 튜빙(tubing)을 포함할 수 있다. 추가로, 예시적인 가요성 패키지는 전달될 물질을 포함한다. 이 물질은 내화학성 및 내습성 층에 적용되거나 또는 그에 의해 봉입된다.
다른 예시적인 실시 형태에서, 경피 약물 전달 장치가 제공된다. 경피 전달 장치는 폴리(클로로트라이플루오로에틸렌-코-비닐리덴 플루오라이드)("P(CTFE-co-VDF)") 공중합체를 포함하는 내화학성 및 내습성 층을 포함한다. P(CTFE-co-VDF) 공중합체는 공중합체의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 약 5 중량%의 비닐리덴 플루오라이드("VDF")를 포함한다. 추가로, 경피 약물 전달 장치는 내화학성 및 내습성 층에 이형가능하게 연결된 제2 층을 포함한다. 또한, 경피 약물 전달 장치는 내화학성 및 내습성 층과 제2 층 사이에 위치된 약물을 포함한다.
다른 실시 형태에서, 패키지를 제조하는 방법이 제공된다. 패키지를 제조하는 방법은 폴리(클로로트라이플루오로에틸렌-코-비닐리덴 플루오라이드)("P(CTFE-co-VDF)") 공중합체 조성물을 제공하는 단계 및 공중합체 조성물의 층을 압출하는 단계를 포함한다. 추가로, 본 방법은 에지를 갖는 제1 세그먼트 및 에지를 갖는 제2 세그먼트를 공중합체 조성물의 층으로부터 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 본 방법은 제1 세그먼트의 에지를 제2 세그먼트의 에지에 밀봉함으로써, 패키지를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 추가로 후술되는 선택된 개념을 간략화된 형태로 도입하기 위해 제공된다. 본 발명의 내용은 청구된 요지의 핵심적인 특징 또는 본질적인 특징을 확인하고자 하는 것이 아니며, 아울러 청구된 요지의 범주를 결정하는 데 도움을 주는 것으로서 사용되고자 하는 것도 아니다.
다양한 실시 형태가 이하에서 하기의 도면과 함께 설명될 것이며, 도면에서 동일한 도면 부호는 동일한 요소를 지시한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따라 P(CTFE-co-VDF) 공중합체로부터 형성된 층을 포함하는 비-밀봉형(non-enclosed) 가요성 패키지의 개략적인 단면 사시도를 예시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따라 P(CTFE-co-VDF) 공중합체로부터 형성된 층을 포함하는 비-밀봉형 가요성 패키지의 개략적인 단면 사시도를 예시한다.
하기의 상세한 설명은 사실상 단지 예시적인 것이며, 가요성 패키지 및 경피 약물 전달 장치, 또는 제조 방법을 제한하고자 하는 것은 아니다. 또한, 상기의 배경 기술 또는 하기의 상세한 설명에서 제시된 임의의 이론에 의해 구애되고자 하는 의도는 없다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 가요성 패키지는 P(CTFE-co-VDF) 공중합체로부터 형성된 내화학성 및 내습성 층을 구비한다. 예시적인 내화학성 및 내습성 층은 P(CTFE-co-VDF) 공중합체로 이루어진다. 다른 실시 형태에서, 내화학성 및 내습성 층은 P(CTFE-co-VDF) 공중합체와 아크릴로니트릴 공중합체, 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포일, 및/또는 이축 배향된 폴리아미드(BOPA)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 예시적인 층은 독일 쾰른 소재의 이네오스 바렉스 아게(INEOS Barex AG)에 의해 바렉스(Barex)(등록상표)로 판매되는 아크릴로니트릴-메틸 아크릴레이트 공중합체를 포함할 수 있다. 다른 적합한 아크릴로니트릴 공중합체가 사용될 수 있다. P(CTFE-co-VDF) 공중합체와 아크릴로니트릴 공중합체, 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포일, 및/또는 이축 배향된 폴리아미드(BOPA) 둘 모두를 이용하는 층에서, P(CTFE-co-VDF) 공중합체는 단일 층으로서 다른 재료(들)와 공압출될 수 있거나, 또는 서브층들의 라미네이트 구조체를 형성하도록 라미네이팅될 수 있다.
가요성 패키지는 약물, 치료제, 화장품, 연고, 식품, 물, 용매 또는 다른 적합한 물질과 같은 전달될 물질을 추가로 구비한다. 전달될 물질은 고체, 겔, 액체, 섬유질, 분말 또는 다른 원하는 형태일 수 있다. 전달될 물질은 내화학성 및 내습성 층에 적용되거나 또는 그에 의해 봉입될 수 있다.
예시적인 가요성 패키지는 약물 전달 장치로서 제공되고, 내화학성 및 내습성 층 또는 층들에 적용되거나 또는 그에 의해 봉입된 약물을 포함한다. 사용 동안, 이 약물은 P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 내화학성 및 내습성 층에 의해 형성될 수 있는 이형가능한 라이너로부터 약물을 분리함으로써, 또는 P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 내화학성 및 내습성 층으로부터 형성된 파우치 또는 외피(enclosure)로부터 약물을 꺼냄으로써 노출된다.
도 1을 참조하면, 예시적인 가요성 패키지(10)가 예시되어 있다. 도시된 바와 같이, 가요성 패키지(10)는 내화학성 및 내습성 층(12)을 포함한다. 층(12)은 배킹(backing) 층인 것으로 간주될 수 있다. 예시적인 층(12)은 폴리(클로로트라이플루오로에틸렌-코-비닐리덴 플루오라이드)("P(CTFE-co-VDF)") 공중합체로부터 형성된다. 예를 들어, 층(12)은 P(CTFE-co-VDF) 공중합체로 이루어질 수 있으며, P(CTFE-co-VDF) 공중합체와 아크릴로니트릴 공중합체, 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포일, 및/또는 이축 배향된 폴리아미드(BOPA)의 공압출물일 수 있거나, 또는 P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 층 또는 층들과 아크릴로니트릴 공중합체, 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포일, 및/또는 이축 배향된 폴리아미드(BOPA)의 층 또는 층들을 포함하는 라미네이트 구조체, 및/또는 다른 것들일 수 있다.
예시적인 실시 형태에서, P(CTFE-co-VDF) 공중합체는 공중합체의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 약 10 중량%(wt.%)의 비닐리덴 플루오라이드("VDF"), 예컨대 약 0 내지 약 5 중량%(wt.%)의 VDF를 포함한다. 예를 들어, P(CTFE-co-VDF) 공중합체는 공중합체의 총 중량을 기준으로 약 4 내지 약 5 중량%의 VDF, 예컨대 약 5 중량%의 VDF를 포함할 수 있다. 대안적으로, P(CTFE-co-VDF) 공중합체는 공중합체의 총 중량을 기준으로 약 2 내지 약 3 중량%의 VDF, 예컨대 약 2.5 중량%의 VDF를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 내화학성 및 내습성 층(12)은 하나 초과의 P(CTFE-co-VDF) 공중합체에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 층(12)은 약 4 내지 약 5 중량%의 VDF를 포함하는 P(CTFE-co-VDF) 공중합체에 의해 그리고 약 2 내지 약 3 중량%의 VDF를 포함하는 P(CTFE-co-VDF) 공중합체로부터 형성될 수 있다. 그러한 실시 형태는 P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 공압출된 층 또는 층들, 또는 각각의 P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 서브층을 포함하는 라미네이트 구조체, 또는 공압출된 층 또는 층들을 포함하는 라미네이트 구조체를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가요성 패키지(10)는 전달될 물질(14)을 추가로 포함한다. 도 1에서, 물질(14)은 내화학성 및 내습성 층(12)에 직접 적용된다. 예를 들어, 물질(14)은 약물 및 접착제를 포함하는 매트릭스일 수 있거나, 물질(14)이 층(12)과 직접 접촉하도록 하는 자연적으로 접착성일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 가요성 패키지(10)는 물질(14)을 층(12)에 접착하기 위한 추가의 접착제 층(도시되지 않음)을 포함하는 것으로 간주될 수 있다.
어느 하나의 실시 형태에서, 물질(14)은 배면(13) 및 전면(15)을 갖는다. 도시된 바와 같이, 물질(14)의 배면(13)은 내화학성 및 내습성 층(12)에 직접적으로 또는 간접적으로 적용된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 패키지(10)는 제2 층(18)을 추가로 포함할 수 있다. 제2 층(18)은 이형가능한 라이너인 것으로 간주될 수 있다. 물질(14)의 전면(15)은 제2 층(18)에 직접적으로 또는 간접적으로 적용된다.
제2 층(18)은 내화학성 및 내습성 층(12)과 조성적으로 동일할 수 있는데, 즉 동일한 공중합체 조성물로부터 형성될 수 있다. 대안적으로, 제2 층(18)은 층(12)과 독립적이고 구별되는 조성물로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 층(18)은 P(CTFE-co-VDF) 공중합체로부터, 또는 P(CTFE-co-VDF) 공중합체와 아크릴로니트릴 공중합체, 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포일, 및/또는 이축 배향된 폴리아미드(BOPA)로부터 선택되는 재료로부터 형성될 수 있다.
가요성 패키지(10)는 예컨대 외피 내에 추가로 패키징될 수 있다. 사용을 위해, 가요성 패키지(10)를 외부 패키징으로부터 꺼내지고, 제2 층(18)을 물질(14)로부터 제거한다. 물질(14)의 전면(15)은, 예컨대 경피 약물 전달을 위해 사용자의 피부에 적용될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 층(12)으로부터 물질(14)을 긁어내거나 달리 이동시키기 위해 도구가 사용될 수 있다. 마찬가지로, 층(12)은 물질(14)을 다른 물품에 적용하도록 취급될 수 있다.
도 2는 파우치 형태의 가요성 패키지(20)의 다른 실시 형태를 예시한다. 도 2에서, 가요성 패키지(20)는 내화학성 및 내습성 층(26)을 포함한다. 예시적인 층(26)은 폴리(클로로트라이플루오로에틸렌-코-비닐리덴 플루오라이드)("P(CTFE-co-VDF)") 공중합체로부터 형성된다. 예를 들어, 층(26)은 P(CTFE-co-VDF) 공중합체로 이루어질 수 있으며, P(CTFE-co-VDF) 공중합체와 아크릴로니트릴 공중합체, 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포일, 및/또는 이축 배향된 폴리아미드(BOPA)의 공압출물일 수 있거나, 또는 P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 층 또는 층들과 아크릴로니트릴 공중합체, 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포일, 및/또는 이축 배향된 폴리아미드(BOPA)의 층 또는 층들을 포함하는 라미네이트 구조체일 수 있다.
예시적인 실시 형태에서, P(CTFE-co-VDF) 공중합체는 공중합체의 총 중량을 기준으로 약 0 내지 약 10 중량%(wt.%)의 비닐리덴 플루오라이드("VDF"), 예컨대 약 0 내지 약 5 중량%(wt.%)의 VDF를 포함한다. 예를 들어, P(CTFE-co-VDF) 공중합체는 공중합체의 총 중량을 기준으로 약 4 내지 약 5 중량%의 VDF, 예컨대 약 5 중량%의 VDF를 포함할 수 있다. 대안적으로, P(CTFE-co-VDF) 공중합체는 공중합체의 총 중량을 기준으로 약 2 내지 약 3 중량%의 VDF, 예컨대 약 2.5 중량%의 VDF를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 내화학성 및 내습성 층(26)은 하나 초과의 P(CTFE-co-VDF) 공중합체에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 층(26)은 약 4 내지 약 5 중량%의 VDF를 포함하는 P(CTFE-co-VDF) 공중합체에 의해 그리고 약 2 내지 약 3 중량%의 VDF를 포함하는 P(CTFE-co-VDF) 공중합체로부터 형성될 수 있다. 그러한 실시 형태는 P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 공압출된 층 또는 층들, 또는 각각의 P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 서브층을 포함하는 라미네이트 구조체, 또는 공압출된 층 또는 층들을 포함하는 라미네이트 구조체를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 층(26)은 제1 세그먼트(21) 및 제2 세그먼트(22)를 포함한다. 제1 세그먼트(21)는 적어도 하나의 P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 제1 층인 것으로 간주될 수 있고, 제2 세그먼트(22)는 적어도 하나의 P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 제2 층인 것으로 간주될 수 있다. 소정 실시 형태에서, 제1 세그먼트(21) 및 제2 세그먼트(22)는 일체형일 수 있다. 예를 들어, 제1 세그먼트(21) 및 제2 세그먼트(22)는 공통 시트로부터 그 시트를 절첩부(25)에서 절첩함으로써 형성될 수 있다.
일체형이든 아니든지 간에, 제1 세그먼트(21) 및 제2 세그먼트(22)는 에지(26)에 의해 접합된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 세그먼트(21)의 에지(26)는 제2 세그먼트(22)의 에지(26)에 밀봉된다. 예를 들어, 세그먼트(21, 22)의 에지(26)는 함께 열 밀봉된다.
세그먼트(21, 22)의 에지(26)를 결합시킴으로써, 세그먼트(21, 22)들 사이에 외피 또는 완전히 밀봉된 공동(28)이 한정된다. 도시된 바와 같이, 전달될 물질(30)은 밀봉된 공동(28) 내에 위치된다. 소정 실시 형태에서, 도 1에 기술된 바와 같은 패키지(10)가 밀봉된 공동(28) 내에 위치할 수 있다.
다른 실시 형태에서, 물질(30)은 고체, 겔, 액체, 섬유질 또는 분말 형태의 약물, 치료제, 화장품, 연고, 또는 식품일 수 있다. 소정 실시 형태에서, 물질(30)은 밀봉된 공동(28) 내로 주입되거나 다르게는 그 안에 위치된 액체일 수 있다. 물질(30)은 밀봉 공정 전 또는 후에 세그먼트(21, 22)들 사이에 위치할 수 있되, 단, 공동(28)은 공동(30)을 충전하기 위해 천공되는 경우 재밀봉될 수 있다.
도 2의 소정 실시 형태에서, 물질(30)은 중간 접착제 또는 다른 재료가 필요하지 않기 때문에 내화학성 및 내습성 층(28)에 직접 적용되는 것으로 간주될 수 있다.
도 1 및 도 2의 실시 형태에 사용하기 위한 전술한 P(CTFE-co-VDF) 공중합체는 현탁 중합 공정 또는 유화 중합 공정 중 어느 하나를 통해 형성될 수 있다. 패키지 및 장치를 형성하는 약 0 중량% 내지 약 10 중량%의 VDF 모이어티(moiety)를 갖는 P(CTFE-co-VDF) 공중합체 조성물은 통상적인 자유 라디칼 중합 방법에 의해 중합될 수 있다. 임의의 적합한 구매가능한 라디칼 개시제가 본 방법에 사용될 수 있다. 적합한 후보(candidate)에는 열 개시제 및 산화-환원 또는 "산화환원"(redox) 개시제 시스템이 포함될 수 있다. 열 개시제에는 금속 퍼설페이트, 예컨대 과황산칼륨 및 과황산암모늄; 유기 퍼옥사이드 또는 하이드로퍼옥사이드, 예컨대 다이아실 퍼옥사이드, 케톤 퍼옥사이드, 퍼옥시에스테르, 다이알킬 퍼옥사이드 및 퍼옥시 케탈; 아조 개시제, 예컨대 2,2′-아조비스아이소부티로니트릴 및 이의 수용성 유사체; 및 이들의 혼합물 및 조합이 포함된다.
일반적으로, P(CTFE-co-VDF)와 같은 플루오로중합체의 제조에 유용한 것으로 알려진 임의의 산화환원 개시제 시스템이 사용될 수 있다. 전형적인 산화환원 개시제 시스템은 1) 유기 또는 무기 산화제 또는 이의 혼합물; 및 2) 유기 또는 무기 환원제 또는 이의 혼합물을 포함한다. 적합한 산화제에는 금속 퍼설페이트, 예컨대 과황산칼륨 및 과황산암모늄; 퍼옥사이드, 예컨대 과산화수소, 과산화칼륨, 과산화암모늄, 3차 부틸 하이드로퍼옥사이드("TBHP")((CH3)3COOH)), 쿠멘 하이드로퍼옥사이드, 및 t-아밀 하이드로퍼옥사이드; 망간 트라이아세테이트; 과망간산칼륨; 아스코르브산 및 이들의 혼합물이 포함된다. 적합한 환원제에는 아황산나트륨, 예컨대 아황산수소나트륨, 아황산나트륨, 피로아황산나트륨, 소듐-m-바이설파이트("MBS")(Na2S2O5) 및 티오황산나트륨; 다른 아황산염, 예컨대 아황산수소암모늄; 하이드록실아민; 하이드라진; 제1철; 유기산, 예컨대 옥살산, 말론산, 시트르산 및 이들의 조합이 포함된다.
예시적인 자유 라디칼 개시 시스템은 중합을 개시하면서 중합체를 동시에 유화시키는 역할을 하며, 따라서 다량의 계면활성제에 대한 필요성을 없앤다. 산화환원 개시제 시스템이 바람직한 라디칼 개시제일 수 있다. 적합한 산화환원 개시제 시스템은 MBS 환원제 및 TBHP 산화제를 사용할 수 있다. 예시적인 실시 형태에서, 산화환원 개시제 시스템은 전이 금속 가속제(accelerator)와 함께 사용된다. 가속제는 중합 시간을 크게 감소시킬 수 있다. 구리, 은, 티타늄, 제1철 및 이들의 혼합물을 포함하는 임의의 구매가능한 적합한 전이 금속이 가속제로서 사용될 수 있다.
본 방법에 사용되는 라디칼 개시제의 양은 다양한 단량체를 공중합하는 상대적인 용이성, 중합체의 분자량 및 원하는 반응 속도에 좌우될 수 있다. 일반적으로, 약 10 내지 약 100,000 ppm의 개시제, 예컨대 약 100 내지 약 10,000 ppm의 개시제가 사용될 수 있다.
선택적으로, 중합을 더 가속하기 위하여, 산화환원 개시제 시스템은 추가의 퍼옥사이드계 화합물을 포함할 수 있다. 사용되는 추가의 퍼옥사이드계 화합물의 양은 약 10 내지 약 10,000 ppm, 예컨대 약 100 내지 약 5,000 ppm일 수 있다. 라디칼 개시제는 공중합체를 제조하는 데 사용되는 단량체의 첨가 및/또는 소비 전에, 그와 동시에 및/또는 그 직후에 첨가될 수 있다. 추가의 퍼옥사이드계 화합물이 사용되는 경우, 이는 1차 라디칼 개시제에 대해 명시된 것과 동일한 간격으로 첨가될 수 있다.
P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 제조를 위한 예시적인 방법에서, 단량체, 물 및 초기 충전량의 라디칼 개시제가 적합한 중합 용기 내로 도입되는 중합 반응을 포함한다. 추가의 단량체는 소비 속도와 동일한 속도로 반응 전체에 걸쳐 첨가되어 일정한 압력을 유지시킨다. 증분의 추가 충전량의 개시제가 반응의 지속 기간에 걸쳐 용기 내로 도입되어 중합을 유지시킨다. 모든 반응물이 중합 반응 전체에 걸쳐 용기에 충전되고 있는 동안에 반응 혼합물은 제어된 온도에서 유지된다.
P(CTFE-co-VDF) 공중합체를 제조하는 데 사용되는 반응 용기에 대한 유일한 요건은 그것이 가압 및 교반될 수 있어야 한다는 것이다. 본 방법은, 밀봉되어 필요한 반응 압력(예컨대, 안전 고려 사항을 위해 3.36 MPa(500 psig) 미만)으로 가압될 수 있는 통상적인 상업용 오토클레이브를 이용할 수 있다. 소정 실시 형태에서, 반응기 용기는 플루오로중합체 또는 유리 라이너로 라이닝된다.
예시적인 실시 형태에서, 중합이 수행되는 수성 매질은 탈이온화되고 질소-퍼징된 물일 수 있다. 일반적으로, 오토클레이브의 용량의 대략 절반에 상응하는 양이 사용된다. 물에 대한 중합체의 비는 물 중 약 20 내지 약 60%의 중합체 고형물의 분산액을 얻는 방식으로 선택된다. 물은 오토클레이브에 사전 충전된다.
예시적인 실시 형태에서, 단량체는 중합 과정 동안 반연속식 또는 연속식 방식 중 어느 하나로 반응기 용기에 충전될 수 있다. "반연속식"은 단량체의 다수의 배치가 중합 반응 과정 동안 반응기에 충전됨을 의미한다.
라디칼 개시제에 대한 소비된 총 단량체의 몰비는 원하는 분자량에 따라 좌우될 것이다. 바람직하게는, 개시제에 대한 단량체의 전체 몰비는 1 몰의 개시제에 대해 약 10 내지 약 10,000, 예컨대 약 50 내지 약 1,000, 그리고 예를 들어 약 100 내지 약 500 몰의 총 단량체일 것이다.
예시적인 실시 형태에서, 라디칼 개시제는 일반적으로 반응 과정에 걸쳐 증분식으로 첨가된다. 이러한 논의의 목적상, 개시제의 "초기 충전량" 또는 "초기 충전"은 중합의 개시를 일으키는 개시제의 신속한 대량의 단일 또는 증분식 첨가를 지칭한다. 초기 충전량에 있어서, 일반적으로, 단량체의 충전 전, 충전 후 또는 충전 동안 약 3 내지 약 30분의 기간에 걸쳐 약 10 ppm/min 내지 약 1,000 ppm/min이 첨가된다. "연속 충전량" 또는 "연속 충전"은 약 1시간 내지 약 6시간의 기간에 걸쳐 또는 중합이 종료될 때까지 개시제의 느린 소량의 증분식 첨가를 의미한다. 연속 충전량에 있어서, 일반적으로 약 0.1 ppm/min 내지 약 30 ppm/min의 개시제가 첨가된다.
중합 반응의 개시 동안, 밀봉된 반응기 및 그의 내용물은 원하는 반응 온도로, 또는 대안적으로 반응 과정 동안 온도가 변하는 다양한 온도 프로파일로 유지된다. 반응 온도의 제어는 생성되는 공중합체의 최종 분자량을 확립하기 위한 다른 중요한 인자이다. 일반적으로, 중합 온도는 생성물 분자량에 반비례한다. 전형적으로, 반응 온도는 약 0℃ 내지 약 150℃이어야 하지만, 이들 값 초과 및 미만의 온도가 또한 고려된다. 반응 압력은 약 172 KPa 내지 약 5.5 MPa, 예컨대 약 345 KPa 내지 약 4.2 MPa일 수 있다. 상승된 압력 및 온도는 더 큰 반응 속도를 산출할 것이다.
예시적인 실시 형태에서, 중합은 적절한 혼합을 보장하기 위해 교반 하에서 수행된다. 교반 속도 및 반응 시간은 원하는 공중합체 생성물의 양에 전형적으로 좌우될 것이지만, 당업자는 과도한 실험 없이도 반응의 조건을 용이하게 최적화할 수 있다. 교반 속도는 일반적으로 교반기의 기하학적 형상 및 용기의 크기에 따라 약 5 내지 약 800 rpm, 예컨대 약 25 내지 약 700 rpm의 범위일 것이다. 반응 시간은 일반적으로 약 1 내지 약 24시간, 예컨대 약 1 내지 약 8시간일 것이다.
계면활성제-무함유 에멀젼 공정을 사용하여 제조된 분산액은 물 중 40 중량% 이하의 고형물을 갖는 안정된 분산액을 얻는데, 이는 농축 단계 없이도 얻어진다. 낮은 수준의 계면활성제를 첨가하여 물 중 더 높은 수준의 유화된 중합체(즉, 약 40 내지 약 60 중량%)를 얻을 수 있다. 적합한 계면활성제는 당업자에게 용이하게 생각나게 될 것이며, 이들에는 음이온성, 양이온성 및 비이온성 계면활성제가 포함된다. 예시적인 분산액은 약 0 내지 약 0.25 중량%의 음이온성 유화제를 갖는 음이온성 계면활성제 안정화된 라텍스 에멀젼이다.
예시적인 계면활성제는 퍼플루오르화 음이온성 계면활성제이다. 적합한 퍼플루오르화 음이온성 계면활성제의 예에는 퍼플루오르화 암모늄 옥타노에이트, 퍼플루오르화 알킬/아릴 암모늄(금속) 카르복실레이트 및 퍼플루오르화 알킬/아릴 리튬(금속) 설포네이트가 포함되며, 여기서 알킬 기는 약 1 내지 약 20개의 탄소 원자를 갖는다. 적합한 계면활성제에는 또한 플루오르화 이온성 또는 비이온성 계면활성제, 탄화수소계 계면활성제, 예컨대 알킬벤젠설포네이트 또는 전술한 것들 중 임의의 것의 혼합물이 포함된다.
상기의 공정에 의해 생성된 공중합체는 물 매질을 증발시키거나, 수성 현탁액을 동결 건조하거나, 또는 소량의 응집제 또는 응고제, 예컨대 탄산암모늄을 첨가한 후 이어서 여과 또는 원심분리하는 것과 같은 통상적인 방법에 의해 단리될 수 있다. 대안적으로, 생성된 공중합체 분산액은 그대로 사용될 수 있다.
원하는 응용에 따라, 습윤제 및 레벨링제, 예컨대 옥틸페녹시폴리에톡시에탄올; 안료, 예컨대 이산화티타늄; 증점제, 예컨대 소수성 개질된 알칼리 팽윤성 에멀젼(HEURASE); 소포제; UV 흡수제; 가소제, 예컨대 부틸 벤질프탈레이트; 살생제; 충전제, 예컨대 유리 비드뿐만 아니라 나노구체; 얼룩 방지제, 예컨대 수성 PTFE 또는 미세 분말 PTFE 등과 같은 다른 성분들이 또한 포함될 수 있다.
예시적인 층(12 또는 26)은 잘 알려진 압출 기술을 사용하여 P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 단층 필름으로서 형성될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 층(12 또는 26)은 P(CTFE-co-VDF) 공중합체 층 또는 층들, 아크릴로니트릴 공중합체, 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포일, 및/또는 이축 배향된 폴리아미드(BOPA) 층 또는 층들, 및 공압출에 의해 서로 부착된 임의의 다른 층들을 포함할 수 있다.
공압출을 위해, 개별 층에 대한 중합체성 재료가 동일한 수의 압출기의 공급 호퍼(infeed hopper) 내로 공급되며, 각각의 압출기는 하나 이상의 층에 대한 재료를 취급한다. 개별 압출기로부터의 용융되고 가소화된 스트림은 단일 매니폴드 공압출 다이 내로 공급될 수 있다. 다이 내에 있는 동안, 층들은 병치되어 조합될 수 있고, 이어서 중합체성 재료의 하나의 다층 필름으로서 다이로부터 나온다. 다이를 빠져나온 후에, 필름은 제1 제어된 온도의 캐스팅 롤 상으로 캐스팅되고, 제1 롤 둘레를 통과하고, 이어서 제1 롤보다 보통 더 차가운 제2 제어된 온도의 롤 상으로 통과한다. 제어된 온도의 롤은 필름이 다이를 빠져나간 후에 필름의 냉각 속도를 대체로 제어한다. 추가의 롤이 이용될 수 있다. 다른 방법에서, 필름 형성 장치는 당업계에서 블로운(blown) 필름 장치로 지칭되는 것일 수 있고, 가소화된 필름 조성물이 강제되어 필름 버블로 형성되는 버블 블로운 필름용 다중-매니폴드 원형 다이 헤드를 포함하며, 이 필름 버블은 궁극적으로 붕괴되어 필름으로 형성될 수 있다. 필름 및 시트 라미네이트를 형성하기 위한 공압출의 공정은 일반적으로 알려져 있다.
대안적으로, 개별 서브층이 별개의 층으로서 먼저 형성되고 이어서 열 및 압력 하에서 함께 라미네이팅되어 라미네이트 구조체를 형성할 수 있다. 라미네이션 기술은 당업계에 잘 알려져 있다. 전형적으로, 라미네이팅은 개별 층들을 충분한 열 및 압력의 조건 하에서 서로에 대해 위치시켜 이들 층이 일체형 필름으로 조합되게 함으로써 수행된다. 개별 층들을 서로에 대해 위치시킬 수 있고, 이 조합을 당업계에 잘 알려진 기술에 의해 한 쌍의 가열된 라미네이팅 롤러의 닙(nip)에 통과시킨다. 전형적으로, 라미네이션은 중간 접착제 층과 함께 또는 그것 없이 수행될 수 있다. 예시적인 실시 형태에서, 중간 접착제 층은 공중합체 층들 사이에 사용되지 않는다. 라미네이션 가열은 약 120℃ 내지 약 225℃, 예컨대 약 150℃ 내지 약 175℃의 온도와 약 5 psig(0.034 MPa) 내지 약 100 psig(0.69 MPa)의 압력에서 약 5초 내지 약 5분, 예컨대 약 30초 내지 약 1분 동안 행해질 수 있다.
각각의 층은 배향된 후에 결합될 수 있다. 용어 연신비(draw ratio)는 연신 방향으로의 치수 증가의 지표이다. 소정 실시 형태에서, 층들은 적어도 하나의 방향, 즉 종방향 또는 횡방향으로 단축으로, 또는 종방향과 횡방향의 각각에서 이축으로 1.5:1 내지 5:1의 연신비로 연신된다. 층들은 동시에 이축 배향되어, 예를 들어 가소화된 필름을 기계 방향 및 횡방향 둘 모두로 동시에 배향시킬 수 있다. 이는 투명도 강도 및 인성 특성의 극적인 개선을 초래한다. 층들은 이축 배향되고 열경화되지 않을 수 있어서, 층들은 횡방향 및 종방향 둘 모두로 수축될 수 있다. 대안적으로, 다층 필름은 개별 필름 층들을 결합한 후에 전체적으로 단축 또는 이축으로 배향될 수 있다.
필름 구조체의 각각의 층은 상이한 두께를 가질 수 있지만, 공중합체 층 또는 층들의 두께는 약 8 μm 내지 약 254 μm, 예컨대 약 8 μm 내지 약 102 μm, 예를 들어 약 8 μm 내지 약 13 μm일 수 있다. 존재하는 경우, 아크릴로니트릴 공중합체, 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포일, 및/또는 이축 배향된 폴리아미드(BOPA) 층 또는 층들의 두께는 약 1 μm 내지 약 250 μm, 예컨대 약 5 μm 내지 약 225 μm, 예를 들어 약 10 μm 내지 약 200 μm일 수 있다. 따라서, 전체 필름 두께는 약 9 μm 내지 약 504 μm, 예컨대 약 13 μm 내지 약 327 μm, 예를 들어 약 18 μm 내지 약 213 μm일 수 있다. 그러한 두께가 개시되지만, 특정 필요성을 만족시키기 위하여 다른 필름 두께가 생성될 수 있으며 이는 여전히 본 발명의 요지의 범주 내에 있음이 이해되어야 한다.
열 밀봉성 패키지, 장치 및 층의 수증기 투과율(WVTR)은 ASTM F1249에 기재된 절차를 통해 결정될 수 있다. 예시적인 실시 형태에서, 패키지, 장치 및 층은 WVTR이 37.8℃ 및 100% RH에서 전체 물품의 약 0.0005 내지 약 1 gm/100 in2/일, 예컨대 전체 물품의 약 0.001 내지 0.1 gm/100 in2/일, 예를 들어 전체 물품의 약 0.003 내지 약 0.05 gm/100 in2/일이다. 당업계에 잘 알려진 바와 같이, 수증기 투과율은 개별 필름 층의 두께뿐만 아니라 전체 필름 두께에 의해 직접적으로 영향을 받는다.
예시적인 열 밀봉성 층은 일반적으로 길이, 또는 폭, 또는 길이 및 폭의 각각이 약 2% 내지 약 30%, 예컨대 약 10% 내지 약 20%의 양 만큼 열 수축될 수 있다. 층들은 층들 상에 또는 층들 사이에 인쇄된 표시(indicia)를 추가로 가질 수 있다. 그러한 인쇄는 전형적으로 구조체의 내부 표면 상에 있으며, 적용 방법은 당업계에 잘 알려져 있다.
전술한 바와 같이, 예시적인 층은 층의 부분들을 그 자체에 밀봉함으로써 패키지를 형성하는 데 유용하다. 예를 들어, 공중합체 또는 공중합체들의 단일 층은, 그 층이 그 자체 위에 중첩되어 상부 에지 및 측부 에지를 갖는 중첩부를 형성하고 측부 에지 및 선택적으로 상부 에지를 함께 밀봉하여 패키지를 형성하도록, 압출 또는 공압출되고, 절첩되고, 그리고 위치될 수 있다. 밀봉 공정은 열-밀봉 응용에 의해, 또는 다른 플라스틱 용접 기술, 예컨대 레이저, 고주파(RF) 및 초음파 밀봉에 의해 수행될 수 있다. 열 밀봉 기술은 당업계에 잘 알려져 있으며, 약 150℃ 내지 약 270℃, 예컨대 약 200℃ 내지 약 250℃ 범위의 온도 및 약 10 psia 내지 약 100 psia, 예컨대 약 60 psi 내지 약 100 psi의 압력에서 열을 가하여 중합체 층의 부분들을 함께 용융 및 융합시키는 것을 포함한다. 열 밀봉 공정은 모재(parent) 공중합체 재료와 동일한 수분 장벽 특성을 갖는 공중합체 필름 표면들 사이에 강한 층간 결합을 형성하여, 접착제 타이(tie) 층의 필요성을 피하고 낮은 수분 장벽 접착제 재료와 관련된 수분 장벽 특성의 전형적인 감소를 극복한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 가요성 패키지는 감마선 조사(irradiation) 처리 및/또는 극저온 처리를 견딜 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 실시 형태가 전술한 상세한 설명에서 제시되었지만, 매우 많은 수의 변형이 존재한다는 것이 인식되어야 한다. 예시적인 실시 형태 또는 예시적인 실시 형태들은 단지 예들이며, 어떤 식으로도 본 발명의 요지의 범위, 적용 가능성, 또는 구성을 제한하도록 의도되지 않는다는 것이 또한 인식되어야 한다. 오히려, 전술한 상세한 설명은 당업자에게 예시적인 실시 형태를 구현하기 위한 편리한 지침(road map)을 제공할 것이다. 첨부된 청구범위에 기재된 바와 같은 범주로부터 벗어남이 없이 예시적인 실시 형태에 기재된 요소들의 기능 및 배열의 다양한 변경이 이루어질 수 있음이 이해될 것이다.

Claims (10)

  1. 폴리(클로로트라이플루오로에틸렌-코-비닐리덴 플루오라이드)("P(CTFE-co-VDF)") 공중합체로부터 형성된 내화학성 및 내습성 층; 및
    전달될 물질
    을 포함하고, 상기 물질은 상기 내화학성 및 내습성 층에 적용되거나 또는 그에 의해 봉입되는, 가요성 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내화학성 및 내습성 층은 P(CTFE-co-VDF) 공중합체로 이루어지는, 가요성 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 내화학성 및 내습성 층은 P(CTFE-co-VDF) 공중합체와 아크릴로니트릴 공중합체, 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포일, 및/또는 이축 배향된 폴리아미드(BOPA)의 공압출물을 포함하는, 가요성 패키지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 내화학성 및 내습성 층은 P(CTFE-co-VDF) 공중합체의 층과 아크릴로니트릴 공중합체, 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포일, 및/또는 이축 배향된 폴리아미드(BOPA)의 층을 포함하는 라미네이트 구조체를 포함하는, 가요성 패키지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 P(CTFE-co-VDF) 공중합체는 상기 공중합체의 총 중량을 기준으로 약 2 내지 약 3 중량% 또는 약 4 내지 약 5 중량%의 비닐리덴 플루오라이드("VDF")를 포함하는, 가요성 패키지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 물질은 전면 및 배면을 갖고, 상기 물질의 상기 배면은 상기 내화학성 및 내습성 층에 직접 적용되고, 상기 내습성 패키지는 상기 물질의 상기 배면과 접촉하는 배킹(backing) 층을 추가로 포함하는, 가요성 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 내화학성 및 내습성 층은 제1 세그먼트 및 제2 세그먼트를 포함하고;
    상기 제1 세그먼트 및 상기 제2 세그먼트는 함께 밀봉되어 그 사이에 밀봉된 공동을 형성하고;
    상기 물질은 상기 공동 내에 위치하는, 가요성 패키지.
  8. 제1항에 있어서, 상기 물질은 고체, 겔, 액체, 섬유질 또는 분말 형태의 약물, 치료제, 화장품, 연고 또는 식품인, 가요성 패키지.
  9. 패키지의 제조 방법으로서,
    폴리(클로로트라이플루오로에틸렌-코-비닐리덴 플루오라이드)("P(CTFE-co-VDF)") 공중합체 조성물을 제공하는 단계;
    상기 공중합체 조성물의 층을 압출하는 단계;
    에지들을 갖는 제1 세그먼트와 에지들을 갖는 제2 세그먼트를 상기 공중합체 조성물의 상기 층으로부터 형성하는 단계; 및
    상기 제1 세그먼트의 상기 에지들을 상기 제2 세그먼트의 상기 에지들에 밀봉하여, 이로써 상기 패키지를 형성하는 단계
    를 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 공중합체 조성물의 상기 층을 압출하는 단계는 상기 공중합체 조성물과 아크릴로니트릴 공중합체, 환형 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 포일, 및/또는 이축 배향된 폴리아미드(BOPA) 조성물을 공압출하여 상기 층을 공압출된 층으로서 형성하는 것을 포함하고;
    상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트를 상기 공중합체 조성물의 상기 층으로부터 형성하는 단계는 상기 제1 세그먼트와 상기 제2 세그먼트가 절첩부에서 연결되도록 상기 공중합체 조성물의 상기 층을 절첩하는 것을 포함하고;
    상기 제1 세그먼트의 상기 에지들을 상기 제2 세그먼트의 상기 에지들에 밀봉하는 단계는 열, 레이저 고주파 또는 초음파 밀봉을 통해 상기 제1 세그먼트의 상기 에지들을 상기 제2 세그먼트의 상기 에지들에 밀봉하는 것을 포함하는, 방법.
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