TW201418017A - 含微球體之聚合物膜 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種聚合物膜,其具有中空微球體以同時降低摩擦係數及減少灼燒殘餘物,及製造膜及由膜製造容器之方法。在一個通用實施例中,本發明提供一種膜,其包括至少一個在層內混有中空微球體的層。該層內之微球體濃度範圍可為約250 ppm至約750 ppm。
Description
本發明大體係關於聚合物膜。更特定言之,本發明係關於具有改良之滑動/防黏特性及低灼燒殘餘物的聚合物膜。
多層膜廣泛用於多種行業中,包括例如用於食品及醫學溶液包裝容器中。擠壓成膜之多層的一種所要特性為其韌性或在使用或運輸中能夠耐破壞。另一所要特性為能夠以適於應用之所要強度製造剝式封條以及永久封閉容器之永久封條。另一所要特性為提供對諸如氧氣、二氧化碳或水蒸氣之氣體的障壁以維持所含溶液之穩定性。
習知多層膜可由聚烯烴樹脂製成,其具有使得其在製造過程中難以操作的高摩擦係數。助滑劑克服聚烯烴樹脂的天然膠黏性,因此其可平滑移動通過轉化及包裝設備。目前使用二氧化矽作為塑膠膜之層中的助滑劑或防黏劑。然而,二氧化矽之存在可能導致灼燒殘餘物超過包括日本、韓國及中國在內的許多國家的藥典極限。
本發明係關於具有微球體之聚合物膜及製備膜之方法及由該等膜製成之容器。在一個通用實施例中,本發明提供一種膜,其包括一或多個在層內混有中空微球體或「氣泡」的層。舉例而言,微球體在層的任一或多個部分中可大致均勻混合。微球體在該層內之濃度範圍可為約250ppm至約3000ppm。
在一個實施例中,微球體由鹼石灰硼矽玻璃製成。微球體可具
有約10μm至約300μm範圍之直徑。微球體可另外具有約0.1g/cc至約1.2g/cc範圍之密度。
在一個實施例中,具有微球體之膜層另外包括混合於該層內之二氧化矽。二氧化矽在該層內之濃度範圍可為約1000ppm至約2000ppm。
在另一個實施例中,本發明提供包括表層、障壁層及剝式密封層之多層膜。表層及剝式密封層在障壁層之相反側附著於核心層。表層及剝式密封層中至少一者包括混合於層內之中空玻璃微球體。
在一個實施例中,表層包括諸如以下之組分:聚丙烯無規共聚物、聚丙烯均聚物、耐綸(nylon)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、共聚酯醚嵌段共聚物或其組合。障壁層可包括諸如以下之組分:聚醯胺6、聚醯胺6,6/6,10共聚物、非晶形聚醯胺或其組合。
在一實施例中,剝式密封層包括諸如以下之材料:同相聚合物、基質相聚合物或其組合。舉例而言,剝式密封層可包括聚丙烯與苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物之摻合物。在另一實例中,剝式密封層可包括具有不同熔點之另一聚烯烴,諸如第二聚丙烯或線性低密度聚乙烯。
在一個實施例中,膜包括使表層及剝式密封層中至少一者附著於障壁層的一或多個連接層。連接層可包括諸如以下之組分:順丁烯二酸化線性低密度聚乙烯、順丁烯二酸化聚丙烯均聚物、順丁烯二酸化聚丙烯共聚物或其組合。
在一個實施例中,核心層位於障壁層與表層及剝式密封層中至少一者之間。核心層可包括諸如以下之組分:聚丙烯均聚物、丙烯-乙烯無規共聚物、間規丙烯-乙烯共聚物、聚丙烯彈性體、基於丙烯之彈性體、基於乙烯之彈性體、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯橡膠改質之聚丙烯或其組合。
在一個替代實施例中,本發明提供多腔室容器,其包括由膜界定之主體。該主體包括至少兩個由可剝離封條分隔之腔室,其中膜包含至少一個在層內混有微球體的層。
在另一個實施例中,本發明提供一種容器,其包括沿至少一個共用圍緣密封在一起以界定流體室的第一側壁及第二側壁。第一及/或第二側壁包括多層膜,其包括表層、第一連接層、鄰近第一連接層安置之障壁層、鄰近障壁層安置之第二連接層、核心層及密封層。表層及/或密封層包括混合於層內之玻璃微球體。
在另一個實施例中,本發明提供製造膜之方法。該方法包含將微球體混合遍佈於一或多種聚合物中。舉例而言,微球體可大致均勻分散於聚合物中。該方法另外包含將聚合物擠壓成膜。膜隨後可形成容器。
本發明之優勢為提供具有改良之滑動特性的膜。
本發明之另一優勢為提供具有改良之防黏特性的膜。
本發明之另一優勢為提供具有可接受之低灼燒殘餘物的改良膜。
本發明之另一優勢為提供製造容器之改良方法。
本文描述其他特徵及優勢,且自以下【實施方式】及圖式將顯而易見。
10‧‧‧膜
20‧‧‧表層
22‧‧‧連接層
24‧‧‧障壁層
26‧‧‧連接層
28‧‧‧剝式密封層
30‧‧‧表層
32‧‧‧核心層
34‧‧‧核心層/連接層
36‧‧‧障壁層
38‧‧‧連接層
40‧‧‧剝式密封層
50‧‧‧容器
52‧‧‧第一側壁
54‧‧‧周邊接縫
56‧‧‧埠管
58‧‧‧埠管
70‧‧‧多腔室容器
72‧‧‧主體
74‧‧‧腔室
76‧‧‧腔室
80‧‧‧邊緣
82‧‧‧邊緣
84‧‧‧邊緣
86‧‧‧邊緣
88‧‧‧可剝離封條
90‧‧‧埠
92‧‧‧埠
94‧‧‧埠
96‧‧‧埠
圖1為本發明之一個實施例中單層膜之橫截面圖。
圖2為本發明之一個實施例中五層膜之橫截面圖。
圖3為本發明之一個實施例中六層膜之橫截面圖。
圖4為由本發明之一個實施例中之膜製成之容器的視圖。
圖5為由本發明之一個實施例中之膜製成之多腔室容器的視圖。
本發明係關於具有微球體之聚合物膜及製備膜之方法及由該等膜製成之容器。在一個通用實施例中,本發明提供一種膜,其包括至少一個在層內混有中空微球體的層。本發明提供適用於包裝應用之單層膜以及多層膜。本發明實施例中之膜具有改良之滑動及防黏特性,同時保持韌性及/或剝式密封能力。
在圖1說明的通用實施例中,本發明提供膜10,其包括在層內混有微球體之層。微球體可均勻分佈於層的任一或多個部分中。微球體可使用任何適合技術(諸如擠壓技術)添加/混合於膜10之層內。應瞭解,可藉由擠壓具有相同材料之連續子層的膜使微球體僅分佈於另一均質層的選定部分中,該等子層之一含有微球體且一或多個子層不具有任何微球體。
層可包括任何適量之微球體。舉例而言,微球體在層中之濃度範圍可為約250ppm至約3000ppm,例如約250ppm至約700ppm、約350ppm至約650ppm、約400ppm至約600ppm或約450ppm至約550ppm。微球體濃度之個別值的實例為約250ppm、300ppm、350ppm、400ppm、450ppm、500ppm、550ppm、600ppm、650ppm、700ppm、750ppm、1000ppm、2000ppm、3000ppm及其類似值。
在另一實施例中,具有微球體之層另外包括混合於該層內之二氧化矽。舉例而言,二氧化矽可為具有立方體形的非晶形合成二氧化矽。二氧化矽可具有約2.2g/cc至約2.3g/cc範圍之密度。二氧化矽亦可具有約4μm至約5μm的平均直徑。
二氧化矽可以任何適合量存在於該層內。舉例而言,二氧化矽在層中之濃度範圍可為1000ppm至約2000ppm,諸如約1100ppm至約1900ppm、約1200ppm至約1800ppm、約1300ppm至約1700ppm或約1400ppm至約1600ppm。二氧化矽濃度之個別值的實例為約1000ppm、1100ppm、1300ppm、1400ppm、1500ppm、1600ppm、1700
ppm、1800ppm、1900ppm、2000ppm及其類似值。
應理解,個別微球體濃度值及個別二氧化矽濃度值亦可為範圍極限之定義。舉例而言,揭示300ppm及450ppm之濃度亦視為揭示300ppm至450ppm之範圍。此亦適用於本發明中特定提及之值的任何組合。
在一個實施例中,微球體為中空的。微球體可由鹼石灰硼矽玻璃製成。微球體亦可由陶瓷製成。微球體之適合實例包括來自3M之iM30K(18μm平均直徑,密度0.60g/cc,壓碎強度28000psi)及K46(40μm平均直徑,密度0.46g/cc,壓碎強度6000psi)微球體。微球體可具有任何適合平均直徑或寬度。
舉例而言,微球體之平均直徑範圍可為約10μm至約300μm,例如約50μm至約250μm,或約100μm至約200μm。微球體之平均直徑的個別值之實例為約10μm、25μm、50μm、75μm、100μm、125μm、150μm、175μm、200μm、225μm、250μm、275μm、300μm及其類似值。此外,層中可摻合不同直徑之微球體。
微球體亦可具有任何適合密度。舉例而言,微球體之顆粒密度範圍可為約0.1g/cc至約1.2g/cc,例如約0.2g/cc至約1.10g/cc、約0.3g/cc至約0.9g/cc、約0.4g/cc至約0.8g/cc或約0.5g/cc至約0.7g/cc。微球體密度之個別值的實例為約0.1g/cc、0.15g/cc、0.2g/cc、0.25g/cc、0.3g/cc、0.35g/cc、0.4g/cc、0.45g/cc、0.5g/cc、0.55g/cc、0.6g/cc、0.65g/cc、0.7g/cc、0.75g/cc、0.8g/cc、0.85g/cc、0.9g/cc、0.95g/cc、1g/cc、1.05g/cc、1.1g/cc、1.15g/cc,1.2g/cc及其類似值。
在另一實施例中,具有微球體之層另外包括混合於層內之奈米材料。奈米材料可為例如奈米管及奈米黏土。本發明實施例之奈米材料包含尺寸顯著低於聚合物膜中目前所用之研磨礦物等效物之一般約
幾微米之常見尺寸的顆粒。根據本發明之一個實施例,奈米材料的平均尺寸在約10nm至約500nm範圍內。
在另一實施例(圖2中所說明)中,本發明提供具有表層20、障壁層24及剝式密封層28的五層膜。表層20及/或剝式密封層28可包括任何適合量之分散於層內的微球體。表層20及剝式密封層28可在障壁層24之相反側直接或間接附著於障壁層24。
表層20、障壁層24及剝式密封層28可各自獨立地具有任何適合厚度。舉例而言,表層20可具有約25μm至約75μm範圍之厚度。舉例而言,障壁層24可具有約10μm至約50μm範圍之厚度。剝式密封層28可具有約50μm至約150μm範圍之厚度。
各層中微球體之濃度可變化且可視特定層而變化。舉例而言,表層20可具有小於約25μm厚度且具有約1000ppm至約2000ppm範圍之微球體濃度。
表層20可含有無規共聚物聚丙烯、均聚物聚丙烯、耐綸、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚酯、共聚酯醚或其組合。障壁層24可含有一或多種聚醯胺(「PA」)(耐綸),例如聚醯胺6、聚醯胺6,6/6,10共聚物、非晶形聚醯胺或其組合。或者,障壁層24可含有其他障壁材料,諸如乙烯乙烯醇共聚物(「EVOH」)。EVOH障壁層尤其適於容器將不遭受濕熱滅菌的應用。在一個實施例中,膜可含有夾在聚醯胺層之間的EVOH層。
適合聚丙烯無規共聚物包括Flint Hills Resources以HUNTSMAN商標、Borealis以BorMED或BORPURE商標及TOTAL以PPM商標出售者。適合聚丙烯均聚物包括Flint Hills Resources以HUNTSMAN®商標出售者。適合耐綸包括EMS以GRIVORY®及GRILON®商標出售者。適合苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物包括Kraton Polymers以KRATON商標出售者。
密封層28可為同相聚合物或基質相聚合物系統。如以引用之方式併入本文中的EP 0875231所述,適合同相聚合物包括聚烯烴,且更佳聚丙烯,且最佳丙烯及乙烯共聚物。
適合基質相聚合物系統將具有至少兩種組分。兩種組分可摻合在一起或可以兩階段反應器法製造。通常,兩種組分將具有不同熔點。在一種組分為非晶形組分之情形中,其玻璃轉移溫度將低於其他組分之熔點。適合基質相聚合物系統之實例包括聚烯烴均聚物或共聚物之組分及苯乙烯及烴共聚物之第二組分。另一適合基質相系統包括聚烯烴摻合物,諸如聚丙烯與聚乙烯,或具有高等規指數之聚丙烯(結晶)與具有較低等規指數之聚丙烯(非晶形),或聚丙烯均聚物與丙烯及α-烯烴共聚物之聚烯烴摻合物。適合基質相聚合物系統的非限制性實例描述於美國專利第7,678,097號中。
適合聚烯烴包括由含有2至20個碳原子且更佳2至10個碳原子之α-烯烴聚合所獲得的均聚物及共聚物。因此,適合聚烯烴包括丙烯、乙烯、丁烯-1、戊烯-1、4-甲基-1-戊烯、己烯-1、庚烯-1、辛烯-1、壬烯-1及癸烯-1之聚合物及共聚物。聚烯烴最佳為丙烯之均聚物或共聚物或聚乙烯之均聚物或共聚物。
聚丙烯之適合均聚物可具有非晶形、等規、間規、非規、半等規或立體嵌段的立體化學性。在本發明之一個更佳形式中,聚丙烯將具有約20焦耳/公克(j/g)至約220j/g,更佳約60j/g至約160j/g且最佳約80j/g至約130j/g的低熔解熱。在本發明之一個較佳形式中,亦需要聚丙烯均聚物具有小於約165℃且更佳約130℃至約160℃,最佳約140℃至約150℃的熔點溫度。在本發明之一個較佳形式中,使用單點催化劑獲得聚丙烯均聚物。
適合丙烯共聚物藉由使丙烯單體與具有2至20個碳原子之α烯烴聚合獲得。在本發明之一個更佳形式中,丙烯與乙烯以共聚物重量之
約1重量%至約20重量%,更佳約1重量%至約10重量%且最佳2重量%至約5重量%之量共聚。丙烯及乙烯共聚物可為無規或嵌段共聚物。
亦可使用聚丙烯及α-烯烴共聚物之摻合物,其中丙烯共聚物的α-烯烴之碳數可變。舉例而言,本發明涵蓋丙烯及α-烯烴共聚物之摻合物,其中一個共聚物具有2碳α-烯烴且另一共聚物具有4碳α-烯烴。亦可使用2至20個碳且更佳2至8個碳之α-烯烴的任何組合。因此,本發明涵蓋丙烯及α-烯烴共聚物之摻合物,其中第一及第二α-烯烴具有以下碳數組合:2及6,2及8,4及6,4及8。亦涵蓋在摻合物中使用2種以上聚丙烯及α-烯烴共聚物。可使用催化合金程序獲得適合聚合物。適合乙烯均聚物包括密度大於0.915g/cc者且包括低密度聚乙烯(「LDPE」)、中等密度聚乙烯(「MDPE」)及高密度聚乙烯(「HDPE」)。
藉由使乙烯單體與具有3至20個碳,更佳3至10個碳且最佳4至8個碳之α-烯烴聚合獲得適合乙烯共聚物。亦需要乙烯共聚物具有如ASTM D-792所量測小於約0.915g/cc且更佳小於約0.910g/cc且甚至更佳小於約0.900g/cc的密度。該等聚合物通常稱為VLDPE(極低密度聚乙烯)或ULDPE(超低密度聚乙烯)。乙烯α-烯烴共聚物較佳使用單點催化劑且甚至更佳茂金屬催化劑系統製造。咸信單點催化劑具有單個位阻且電子等效催化劑位置,與已知具有催化劑位點混合物之齊格納-納塔(Ziegler-Natta)型催化劑相反。該等單點催化之乙烯α-烯烴由Dow以商標AFFINITY®、DuPont Dow以商標ENGAGE®及Exxon以商標EXACT®出售。此等共聚物在本文中有時稱為m-ULDPE。
適合乙烯共聚物亦包括乙烯及丙烯酸低碳烷基酯共聚物、乙烯及低碳烷基取代之丙烯酸烷基酯共聚物以及乙酸乙烯酯含量為約8重量%至約40重量%共聚物的乙烯乙酸乙烯酯共聚物。術語「丙烯酸低碳烷基酯」係指具有圖1中所述之化學式的共聚單體:
R基團係指具有1至17個碳之烷基。因此,術語「丙烯酸低碳烷基酯」包括(但不限於)丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯及其類似物。
術語「烷基取代之丙烯酸烷基酯」係指具有圖2中所述之化學式的共聚單體:
R1及R2為具有1至17個碳之烷基且可具有相同碳數或具有不同碳數。因此,術語「烷基取代之丙烯酸烷基酯」包括(但不限於)甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、乙基丙烯酸甲酯、乙基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、乙基丙烯酸丁酯及其類似物。
適合聚丁二烯包括1,3-丁二烯的1,2-及1,4-加成產物(此等應統稱為聚丁二烯)。在本發明之一個更佳形式中,聚合物為1,3丁二烯之1,2-加成產物(此等應稱為1,2-聚丁二烯)。在本發明之一個甚至更佳形式中,所關注聚合物為間規1,2-聚丁二烯且甚至更佳低結晶度間規1,2聚丁二烯。在本發明之一個較佳形式中,低結晶度間規1,2聚丁二烯將具有小於50%、更佳小於約45%、甚至更佳小於約40%的結晶度,結晶度甚至更佳為約13%至約40%,且最佳約15%至約30%。在本發明之一個較佳形式中,低結晶度間規1,2-聚丁二烯具有根據ASTM D 3418量測約70℃至約120℃的熔點溫度。適合樹脂包括JSR(Japan Synthetic Rubber)以商標JSR RB 810、JSR RB 820及JSR RB 830出售
者。
適合聚酯包括二羧酸或聚羧酸與二羥基醇或聚羥基醇或環氧烷的縮聚產物。在本發明之一較佳形式中,聚酯為聚酯醚。適合聚酯醚自1,4-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二羧酸及聚丁二醇醚反應獲得且一般稱為PCCE。適合PCCE由Eastman以商標ECDEL出售。適合聚酯另外包括聚酯彈性體,其為聚對苯二甲酸丁二醇酯之硬結晶區段及軟(非晶形)聚醚二醇之第二區段的嵌段共聚物。該等聚酯彈性體由Du Pont Chemical Company以商標HYTREL®出售。
適合聚醯胺包括由具有4至12個碳之內醯胺的開環反應產生者。此聚醯胺之群因此包括耐綸6、耐綸10及耐綸12。可接受之聚醯胺亦包括碳數在2至13範圍內的二胺之縮合反應產生的脂族聚醯胺、碳數在2至13範圍內的二酸之縮合反應產生的脂族聚醯胺、二聚體脂肪酸之縮合反應產生的聚醯胺,及含有醯胺之共聚物。因此,適合脂族聚醯胺包括例如耐綸66、耐綸6,10及二聚體脂肪酸聚醯胺。
適合苯乙烯及烴共聚物包括苯乙烯及多種經取代苯乙烯(包括烷基取代之苯乙烯及鹵素取代之苯乙烯)。烷基可含有1至約6個碳原子。經取代苯乙烯之特定實例包括α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-異丙基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、鄰氯苯乙烯、對氯苯乙烯、鄰溴苯乙烯、2-氯-4-甲基苯乙烯等。苯乙烯最佳。
苯乙烯之烴部分及烴共聚物包括共軛二烯。可用之共軛二烯為含有4至約10個碳原子且更一般而言4至6個碳原子者。實例包括1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯(異戊二烯)、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、氯丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯等。亦可使用此等共軛二烯之混合物,諸如丁二烯與異戊二烯之混合物。較佳共軛二烯為異戊二烯及1,3-丁二烯。
苯乙烯及烴共聚物可為包括二嵌段、三嵌段、多嵌段及星形嵌段之嵌段共聚物。二嵌段共聚物之特定實例包括苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-異戊二烯,及其氫化衍生物。三嵌段聚合物之實例包括苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯、α-甲基苯乙烯-丁二烯-α-甲基苯乙烯及α-甲基苯乙烯-異戊二烯-α-甲基苯乙烯及其氫化衍生物。
上述嵌段共聚物之選擇性氫化可藉由多種熟知方法進行,包括在諸如阮尼鎳(Raney nickel)、貴金屬(諸如鉑、鈀等)及可溶性過渡金屬催化劑之催化劑存在下氫化。可使用之適合氫化法為將含有二烯之聚合物或共聚物溶解於惰性烴稀釋劑(諸如環己烷)中且藉由在可溶性氫化催化劑存在下與氫反應而氫化之方法。該等程序描述於美國專利第3,113,986號及第4,226,952號,其揭示內容以引用的方式併入本文中。
特別適用之氫化嵌段共聚物為苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯之氫化嵌段共聚物,諸如苯乙烯-(乙烯/丙烯)-苯乙烯嵌段聚合物。當聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物經氫化時,所得產物類似於乙烯及1-丁烯之規則共聚物嵌段(「EB」)。如上文所述,當所採用之共軛二烯為異戊二烯時,所得氫化產物類似於乙烯及丙烯之規則共聚物嵌段(「EP」)。市售選擇性氫化共聚物的一個實例為KRATON® G-1652,其為包括30%苯乙烯末端嵌段的氫化SBS三嵌段共聚物,且中間嵌段等效物為乙烯與1-丁烯之共聚物。此氫化嵌段共聚物通常稱為SEBS。其他適合SEBS或SIS共聚物由Kurrarry以商標SEPTON®及HYBRAR®出售。亦可能需要藉由在上文所述之選擇性氫化嵌段共聚物上接枝α、β-不飽和單羧酸或二羧酸試劑來使用接枝改質之苯乙烯及烴嵌段共聚物。
以α、β-不飽和單羧酸或二羧酸試劑接枝共軛二烯及乙烯基芳族
化合物之嵌段共聚物。羧酸試劑包括能夠接枝至選擇性氫化嵌段共聚物上的羧酸本身及其官能衍生物(諸如酐、醯亞胺、金屬鹽、酯等)。以嵌段共聚物及羧酸試劑的總重量計,接枝聚合物一般含有約0.1%至約20%,且較佳約0.1%至約10%接枝羧酸。適用一元羧酸的特定實例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、肉桂酸、丁烯酸、丙烯酸酐、丙烯酸鈉、丙烯酸鈣及丙烯酸鎂等。二羧酸及其適用衍生物之實例包括順丁烯二酸、順丁烯二酸酐、反丁烯二酸、甲基反丁烯二酸、衣康酸、甲基順丁烯二酸、衣康酸酐、甲基順丁烯二酸酐、順丁烯二酸單甲酯、順丁烯二酸單鈉等。苯乙烯及烴嵌段共聚物可以油改質,諸如以產品名稱KRATON® G2705出售的油改質之SEBS。
如圖2中進一步所示,多層膜可包括用於將表層20及/或密封層28附著於障壁層24的一或多個連接層22及26。連接層22及26可含有任何適合黏著材料,諸如順丁烯二酸化LLDPE、順丁烯二酸化聚丙烯均聚物、順丁烯二酸化聚丙烯共聚物、順丁烯二酸化基於聚丙烯之TPO或其組合。
在圖3中所說明之替代實施例中,本發明提供包括表層30、障壁層36及密封層40之膜。表層30及密封層40可在障壁層36之相反側上附著於障壁層36。表層30可含有聚丙烯均聚物、聚丙烯無規共聚物、基於聚丙烯之TPO、聚醯胺(耐綸)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、共聚酯醚嵌段共聚物或其組合。
如圖3中進一步所示,膜可另外包括位於表層30與障壁層36之間的核心層32。核心層32可含有丙烯-乙烯無規共聚物、丙烯-乙烯間規共聚物、聚丙烯彈性體、聚丙烯均聚物、基於丙烯之彈性體、基於乙烯之彈性體、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯橡膠改質之聚丙烯或其組合。適合丙烯-乙烯共聚物包括Exxon以商標Vistamaxx、Dow以商標VERSIFY、Total以商標ATOFINA及Basell以商
標PROFAX出售者。膜可另外包括使表層30、剝式密封層40、障壁層36及/或核心層34彼此附著的一或多個連接層34及38。
本發明實施例中之膜可用於製備任何適合容器,例如用於容納諸如醫藥或醫學化合物或溶液的物質。在圖4中所示之實施例中,本發明提供容器50,其包括第一側壁52及與第一側壁相對的第二側壁(未圖示),兩個側壁沿周邊接縫54密封在一起以界定流體室。容器50可包括一或多個埠管56及58,其用於裝填及排空容器50之內容物。
容器50之任何一或多個側壁可由上文所述之單層膜或多層膜中之一者製造。亦應瞭解,容器50可由擠壓管狀膜在其開口端密封形成。在此情形中,周邊接縫54可由管相對端的兩條接縫組成。容器50可經組態,使得接縫在容器之頂部及底部或沿其垂直側。
在圖5所示之替代實施例中,本發明提供多腔室容器70,其包括由膜界定之主體72。多腔室容器70包括兩個腔室74及76。應瞭解,在替代實施例中,容器中可提供兩個以上腔室。腔室74及76設計用於物質及/或溶液之分開儲存。
在所說明實施例中,容器70之任何部分由膜製成,該膜如上文詳細描述包括一或多個在層內混合有微球體的層。容器70可由兩片膜製成,該等膜例如沿其邊緣熱密封形成永久封條。在所說明之實施例中,使用兩片膜。膜片沿容器70的周邊在邊緣80、82、84及86處密封。在膜片之間提供可剝離封條88形成腔室74及76。當然,若提供額外腔室,則可提供額外可剝離封條。
容器70及可剝離封條88可根據本發明之實施例以具有剝式密封層之膜建構。剝式密封層可允許形成可剝離封條及永久封條。因此,永久側邊封條80、82、84及86以及可剝離封條88可由同一層膜形成。
如圖5中所說明,容器70可另外包括一或多個埠90、92、94及96。埠90、92、94及96提供與腔室74及76內部的連通,但可能位於容
器70上的任何適當位置。此等埠允許向腔室74及76添加流體或自腔室74及76移除流體。埠90、92、94及96亦可包括由例如投與裝置之套管或刺突刺破的膜(未圖示)。
應瞭解,埠中之一或多者可以模製結構的形式提供,該結構具有尤其適於與容器在薄片之間密封(在該情形中,埠結構有時稱為「料箱」)或直接與壁密封的表面。亦應瞭解,埠可包括閥或類似封閉結構而非簡單的膜。該等替代埠結構之實例包括美國專利第6,994,699號中描繪之藥物埠及美國專利公開案第2005/0083132號中描繪之多種接取埠,其各自以引用的方式併入本文中。
視用於製造容器之方法而定,裝填埠可能根本不必要。舉例而言,若容器待由連續塑膠膜卷製造,則可將膜縱向摺疊,形成第一永久封條,用溶液裝填第一隔室,接著形成可剝離封條,裝填第二隔室,形成永久封條等。
舉例而言且不作為限制,以下實例為本發明之多個實施例的說明。
用玻璃(中空)微球體增補或替換作為膜添加劑之二氧化矽,以減少灼燒殘餘物,同時保持膜的卓越滑動/防黏特性。將具有玻璃微球體之膜的若干特性與僅具有二氧化矽作為助滑劑之膜比較。表1中顯示微球體及二氧化矽之特徵。
擠壓及表徵含有500ppm 3M iM30K玻璃微球體(代替1800ppm二
氧化矽)之不同化合物及膜。
化合物描述:
- 化合物1A=聚丙烯(「PP」)(Borealis RE906CF)+500ppm 3M iM30K玻璃微球體
- 化合物1B=含有1800ppm二氧化矽之聚丙烯(Borealis RE216CF)
- 化合物2A=剝式封條中之聚丙烯(Borealis RE906CF)+500ppm 3M iM30K玻璃微球體
- 化合物2B=Wittenburg Cawiton PR4851A三元化合物
以重量%為單位的灼燒殘餘物(「RoI」)結果(根據韓國藥典法,第8版):
- 化合物1A:0.08%
- 化合物1B:0.25%
- 化合物2A:0.06%
- 化合物2B:0.14%
膜
摩擦係數結果(根據Baxter專有方法):表層/表層:
- 1號膜:0.48-0.52
- 2號膜:0.48
封條/封條:
- 1號膜:0.61-0.65
- 2號膜:0.60
以重量%為單位之RoI結果(根據韓國藥典法,第8版):
- 1號膜:0.15%
- 2號膜:0.06%
具有微球體之2號膜與不具有微球體之1號膜具有類似的摩擦/滑動特性,而RoI減少2.5倍。
製備一系列聚丙烯膜來證明微球體之不同尺寸及濃度對膜摩擦係數(CoF)及混濁度的影響。膜1-9中每一者之基質為BORMED RD804CF,即獲自Borealis AG的醫學膜級聚丙烯無規共聚物;膜19之基質為Borealis RE216CF。下表描述膜及所得摩擦係數。
此等資料反映中空微球體之濃度提供可接受之混濁度且與大得多的固體二氧化矽濃度提供幾乎相等的摩擦係數降低,以及添加劑質量顯著降低所引起的灼燒殘餘物預期實質減少。
製備另一系列聚丙烯/聚乙烯/熱塑性彈性體膜來證明不同尺寸及
濃度之微球體對膜摩擦係數(CoF)的影響。膜20之基質為包含60%聚丙烯無規共聚物(Borealis RD804CF)、15%線性低密度聚乙烯(Stamylex 1026F)及25%苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)的摻合物。膜10-18中每一者之基質與膜20之基質相同,但聚丙烯無規共聚物為Borealis RE216CF。下表描述膜及所得混濁度及摩擦係數。
此等資料反映中空微球體之濃度提供可接受之混濁度且與大得多的固體二氧化矽濃度提供幾乎相等的摩擦係數降低,以及因所添加材料質量顯著降低所引起的灼燒殘餘物預期實質減少。
應理解,熟習此項技術者將顯而易知本文所述之當前較佳實施例的多種改變及修改。可作出該等改變及修改而不悖離本發明主旨之精神及範疇,且不減少其預期優勢。因此希望隨附申請專利範圍涵蓋該等改變及修改。
10‧‧‧膜
Claims (36)
- 一種聚合物膜,其包含至少一個在層內混有中空微球體的層。
- 如請求項1之膜,其中該等微球體以約250ppm至約3000ppm範圍內之濃度存在於該層內。
- 如請求項1之膜,其中具有該等微球體之該層另外包含混合於該層內之二氧化矽。
- 如請求項3之膜,其中該二氧化矽以約1000ppm至約2000ppm範圍內之濃度存在於該層內。
- 如請求項1之膜,其中具有該等微球體之該層包含混合於該層內之奈米材料。
- 如請求項1之膜,其中該等微球體包含鹼石灰硼矽玻璃。
- 如請求項1之膜,其中該等微球體的直徑在約10μm至約300μm範圍內。
- 如請求項1之膜,其中該等微球體的顆粒密度在約0.1g/cc至約1.2g/cc範圍內。
- 如請求項8之膜,其中該等微球體的顆粒密度在約0.1g/cc至約0.5g/cc範圍內。
- 如請求項1之膜,其中該等微球體實質上均勻分佈於整個該層中。
- 如請求項1之膜,其中該等微球體安置於該膜之表面層中且不均勻分佈,使得該層中緊鄰該膜表面之一部分中之微球體濃度實質上超過該層中微球體的平均濃度。
- 如請求項11之膜,其中該表面層包含複數個子層,其中該層中緊鄰該膜表面之該部分包含含有微球體之該等子層中至少一者,且其中該等子層中至少另一者實質上不含微球體。
- 一種多層膜,其包含表層、障壁層及密封層,其中該表層及該密封層在該障壁層之相反側附著於核心層且其中該表層及該剝式密封層中至少一者包含混合於該層內之中空玻璃微球體。
- 如請求項13之膜,其中該等微球體的存在量足以使該膜之摩擦係數降低至少50%,如ISO 8295所量測。
- 如請求項13之膜,其中該表層包含選自由以下組成之群的組分:聚丙烯無規共聚物、聚丙烯均聚物、耐綸(nylon)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、共聚酯醚嵌段共聚物及其組合。
- 如請求項13之膜,其中該密封層包含選自由以下組成之群的材料:同相聚合物、基質相聚合物及其組合。
- 如請求項13之膜,其中該密封層包含第一聚丙烯與苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物之摻合物或融合物,該第一聚丙烯具有第一熔點。
- 如請求項17之膜,其中該密封層另外包含選自由以下組成之群的第二聚烯烴:聚丙烯及聚乙烯,該第二聚烯烴之熔點與該第一熔點不同。
- 如請求項13之膜,其中該障壁層包含選自由以下組成之群的組分:聚醯胺6、聚醯胺6,6/聚醯胺6,10共聚物、非晶形聚醯胺及其組合。
- 如請求項13之膜,其中該障壁層包含乙烯乙烯醇共聚物。
- 如請求項20之膜,其中該障壁層另外包含兩個具有聚醯胺組分之子層,該等子層安置於含有乙烯乙烯醇共聚物之子層的相反側上。
- 如請求項13之膜,其另外包含使該表層及該密封層中至少一者附著於該障壁層的至少一個連接層。
- 如請求項22之膜,其中該連接層包含選自由以下組成之群的組 分:順丁烯二酸化線性低密度聚乙烯、順丁烯二酸化聚丙烯均聚物、順丁烯二酸化聚丙烯共聚物及其組合。
- 如請求項13之膜,其另外包含位於該障壁層與該表層及該密封層中至少一者之間的核心層。
- 如請求項24之膜,其中該核心層包含選自由以下組成之群的組分:聚丙烯均聚物、丙烯-乙烯無規共聚物、聚丙烯彈性體、基於丙烯之彈性體、基於乙烯之彈性體、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯橡膠改質之聚丙烯及其組合。
- 如請求項13之膜,其中該等微球體以約250ppm至約3000ppm範圍內之濃度存在於該層內。
- 如請求項13之膜,其中具有該等微球體之該層另外包含混合於該層內之二氧化矽。
- 如請求項27之膜,其中該二氧化矽以約1000ppm至約2000ppm範圍內之濃度存在於該層內。
- 如請求項13之膜,其中該等微球體包含鹼石灰硼矽玻璃。
- 如請求項13之膜,其中該等微球體的直徑在約10μm至約300μm範圍中。
- 如請求項13之膜,其中該等微球體的顆粒密度在約0.1g/cc至約1.2g/cc範圍內。
- 如請求項31之膜,其中該等微球體的顆粒密度在約0.1g/cc至約0.5g/cc範圍內。
- 一種多腔室容器,其包含:由膜界定之主體,該主體包括至少兩個由可剝離封條分隔之腔室,該膜包含至少一個在層內混有微球體的層。
- 一種容器,其包含沿至少一個共用圍緣密封在一起以界定流體室的第一側壁及第二側壁,其中該第一及第二側壁中至少一者 包含多層膜,該膜包含:表層;第一連接層;鄰近該第一連接層安置之障壁層;鄰近該障壁層安置之第二連接層;核心層;及密封層,其中該表層及該密封層中至少一者包含混合於該層內之玻璃微球體。
- 一種製造膜之方法,該方法包含:使中空微球體混合於整個聚合物中;將該聚合物擠壓成一層膜。
- 如請求項35之方法,其另外包含由該膜形成容器。
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