(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層構造物であって、
表皮層と、
該表皮層に接着させた高周波（「ＲＦ」）感受性層であって、プロピレンに基づくポリマーよりなる第１の成分と、非ポリプロピレン系ポリオレフィンよりなる第２の成分と、高周波感受性ポリマーよりなる第３の成分と、ポリマー性適合化剤よりなる第４の成分とを有するものである高周波感受性層を含み、
ａ＜40000ｐｓｉ、
ｂ＞＝70％、
ｃ＜30％、
ｄ＞1.0、
ｅ＜0.1％、
ｆ＜0.1％、
ｇ＞＝0.05、
ｈ＜＝60％、
ｉ＝０
〔ここに、ａはＡＳＴＭ  Ｄ−882に従って測定した該組成物の機械的引張応力であり、
ｂは最初の20％の変形の後の該組成物の長さにおける回復パーセントであり、
ｃはＡＳＴＭ  Ｄ−1003に従って測定された厚み９milsのフィルムに加工した該組成物の光学的ヘイズであり、
ｄは溶融物加工温度において測定した１Ｈｚでの該組成物の損失タンジェントであり、
ｅは該組成物の重量によるハロゲン元素の含量であり、
ｆは該組成物の低分子量水溶性画分であり、
ｇは１乃至60ＭＨｚの範囲における及び25乃至250℃の温度における該組成物の誘電損失であり、
ｈは27ｐｓｉの負荷の下での１インチの該組成物片について121℃において測定されたサンプルクリープであり、そして
ｉは20インチ（50ｃｍ）／分という中等度の速度で100％の伸び（最初の２倍の長さ）にまで歪ませたとき該組成物が歪みによる白色化を示さないものであり、歪みによる白色化の存在（１で示される）又はその欠如（０で示される）が記録される。〕なる範囲の物理的性質を有するものである構造物。
【請求項２】
多層構造物であって、
重量で当該表皮層の０〜20％の範囲内のスチレンエチレン−ブテンスチレンブロックコポリマーをブレンドした、ポリプロピレンポリマーよりなる表皮層と、そして
該表皮層に接着させた高周波（「ＲＦ」）感受性層であって、ポリプロピレンに基づくポリマーよりなる第１の成分と、非ポリプロピレン系のポリオレフィンよりなる第２の成分と、高周波感受性ポリマーよりなる第３の成分と、そしてポリマー性適合剤よりなる第４の成分とを含むものである高周波感受性層と、
を含む構造物。
【請求項３】
該ＲＦ層の該非プロピレン系のポリオレフィンが、超低密度ポリエチレンと、ポリブテンと、ブチンエチレンコポリマーと、ビニルアセテート含量が18〜50％であるエチレンビニルアセテートコポリマーと、メチルアクリレート含量が20〜40％であるエチレンメチルアクリレートコポリマーと、20〜40％のｎ−ブチルアクリレート含量を有するエチレンｎ−ブチルアクリレートコポリマーと、15％より大なるアクリル酸含量を有するエチレンアクリル酸コポリマーとを含むエチレンコポリマーよりなる群より選ばれるものである、請求項２の構造物。
【請求項４】
該高周波感受性ポリマーが、ポリアミドと、18〜50重量％の量のビニルアセテートを有するエチレンビニルアセテートと、メチルアクリレートが重量で20％〜40％の量であるエチレンメチルアクリレートコポリマーと、ビニルアルコールが15％〜70％の量であるエチレンビニルアルコールとからなる群より選ばれるものである、請求項２の構造物。
【請求項５】
該ポリアミドが、２〜13の範囲の炭素数を有するジアミンの縮合反応より得られる脂肪族ポリアミド、２〜13の範囲の炭素数を有するジ酸の縮合反応より得られる脂肪族ポリアミド、二量体脂肪酸の縮合反応より得られるポリアミド、及びアミド含有コポリマーよりなる群より選ばれるものである、請求項４の構造物。
【請求項６】
該ＲＦ層の該ポリマー性適合化剤がスチレンエチレン−ブテンスチレンブロックコポリマーである、請求項２の構造。
【請求項７】
該スチレンエチレン−ブテンスチレンブロックコポリマーが無水マレイン酸で官能化されているものである、請求項６の構造物。
【請求項８】
該表皮層と該ＲＦ層との間の挿入された第１の非高周波感受性のコア層を更に含む、請求項２の構造物。
【請求項９】
該第１のコア層が、
ポリオレフィンよりなる第１の成分と、
超低密度ポリエチレンとポリブテンコポリマーとからなる群より選ばれる第２の成分と、そして
適合化剤よりなる第３の成分と、
を含むものである、請求項８の構造物。
【請求項１０】
該第１のコア層の該第１の成分がポリプロピレンである、請求項９の構造物。
【請求項１１】
該第１のコア層の該第２の成分が超低密度ポリエチレンである、請求項９の構造物。
【請求項１２】
該第１のコア層の該第３の成分がスチレンエチレン−ブテンエチレンブロックコポリマーである、請求項９の構造物。
【請求項１３】
該高周波感受性層に該表皮層の反対側において接着された溶液接触層を更に含む、請求項２の構造物。
【請求項１４】
該溶液接触層が、
ポリプロピレンよりなる第１の成分と、
超低密度ポリエチレンよりなる第２の成分と、そして
スチレンエチレン−ブテンスチレンブロックコポリマーよりなる第３の成分と、
を含むものである、請求項13の構造物。
【請求項１５】
該第１のコア層が、スクラップ材料よりなる第４の成分を含むものである、請求項９の構造物。
【請求項１６】
該第１の層と該表皮層との間に挿入されたスクラップ材料よりなる層を更に含むものである、請求項９の構造物。
【請求項１７】
該第１のコア層と該高周波感受性層との間に挿入されたスクラップ材料よりなる層を更に含むものである、請求項９の構造物。
【請求項１８】
該第１のコア層に該表皮層の反対側において接着されたスクラップ層と、そして
該スクラップ層に該コア層の反対側において取り付けられた第２のコア層と、
を更に含む、請求項９の構造物。
【請求項１９】
バリア層を更に含む、請求項９の構造物。
【請求項２０】
該バリア層が該第１のコア層と該ＲＦ層との間に挿入されているものである、請求項19の構造物。
【請求項２１】
該バリア層が該第１のコア層と該表皮層との間に挿入されているものである、請求項19の構造物。
【請求項２２】
該表皮層の反対側において該第１のコア層に接着されたバリア層と、そして
該第１のコア層の反対側において該バリア層に接着された第２のコア層と、
を更に含む、請求項９の構造物。
【請求項２３】
該バリア層の両側にその各々が接着されているものである２つの結合層を更に含む、請求項22の構造物。
【請求項２４】
該バリア層が、エチレンビニルアルコール、及び高度ガラス状、結晶状のポリアミドよりなる群より選ばれるものである、請求項19の構造物。
【請求項２５】
該結合層が、変性されたエチレン及びプロピレンコポリマーである、請求項23の構造物。
【請求項２６】
多層構造物であって、
重量で当該表皮層の０〜20％の範囲内のスチレンエチレン−ブテンスチレンブロックコポリマーをブレンドした、ポリプロピレンコポリマーよりなる表皮層と、そして
該表皮層に接着させた高周波（「ＲＦ」）感受性層であって、重量で該ＲＦ層の30〜60％の範囲の量の、プロピレンに基づくポリマーよりなる第１の成分と、重量で該ＲＦ層の０〜60％の範囲の量の、非プロピレン系のポリオレフィンよりなる第２の成分と、重量で該ＲＦ層の３〜40％の範囲の量の、高周波感受性ポリマーよりなる第３の成分と、そして重量で該ＲＦ層の５〜40％の範囲の量の、ポリマー性適合化剤よりなる第４の成分とを含むものである高周波感受性層と、
を含む構造物。
【請求項２７】
該高周波感受性層の該第１の成分がポリプロピレンである、請求項26の構造物。
【請求項２８】
該高周波感受性層の該第２の成分が、超低密度ポリエチレンとポリブテン−１とからなる群より選ばれるものである、請求項27の構造物。
【請求項２９】
該第３の成分が脂肪酸ポリアミドである、請求項28の構造物。
【請求項３０】
該第４の成分がスチレンエチレン−ブテンスチレンブロックコポリマーである、請求項29の構造物。
【請求項３１】
該スチレンエチレン−ブテンスチレンブロックコポリマーが無水マレイン酸で官能化されているものである、請求項30の構造物。
【請求項３２】
該ＲＦ層の各成分が該ＲＦ層の重量％として、
第１の成分が35〜45％、
第２の成分が35〜45％、
第３の成分が７〜13％、そして
第４の成分が７〜13％である、
請求項31の構造物。
【請求項３３】
該脂肪酸ポリアミドが二量体脂肪酸ポリアミドである、請求項32の構造物。
【請求項３４】
多層構造物であって、
重量で当該表皮層の０〜20％の範囲のスチレンエチレン−ブテンエチレンブロックコポリマーをブレンドした、ポリプロピレンコポリマーよりなる表皮層と、
片面を該表皮層に接着させてあるコア層と、そして
該表皮層の反対側において該コア層に接着させた高周波（「ＲＦ」）感受性層であって、重量で該ＲＦ層の30〜60％の範囲の量のポリプロピレンに基づくポリマーよりなる第１の成分と、重量で該ＲＦ層の25〜50％の範囲の量の非プロピレン系のポリオレフィンよりなる第２の成分と、重量で該ＲＦ層の３〜40％の範囲の量の高周波感受性ポリマーよりなる第３の成分と、そして重量で該ＲＦ層の５〜40％の範囲の量のポリマー性適合化剤よりなる第４の成分とから構成されているものである高周波感受性層と、
を含む、構造物。
【請求項３５】
該コア層が非高周波感受性である、請求項34の構造物。
【請求項３６】
該ＲＦ感受性層の該第２の成分が超低密度ポリエチレン及びポリブテン−１よりなる群より選ばれるものであり、該高周波感受性ポリマーが二量体脂肪酸ポリアミドであり、該高周波感受性層の第４の成分がＳＥＢＳブロックコポリマーであり、該コア層が、
ポリオレフィンよりなる第１の成分と、
超低密度ポリエチレン及びポリブテンコポリマーよりなる群より選ばれる第２の成分と、そして
適合化剤よりなる第３の成分と、を含むものである、
請求項35の構造物。
【請求項３７】
該コア層の該第１の成分の該ポリオレフィンがポリプロピレンである請求項36の構造物。
【請求項３８】
該コア層の該第２の成分が超低密度ポリエチレンである、請求項37の構造物。
【請求項３９】
該コア層の該第３の成分の該適合化剤がスチレンエチレン−ブテンスチレンブロックコポリマーである、請求項38の構造物。
【請求項４０】
該コア層がスクラップ材料よりなる成分を更に含むものである、請求項39の構造物。
【請求項４１】
積み重ねた層よりなる多層構造物であって、
重量で当該表皮層の０〜20％の範囲内のスチレンエチレン−ブテンスチレンブロックコポリマーをブレンドした、ポリプロピレンポリマーよりなる表皮層と、
高周波（「ＲＦ」）感受性層であって、重量で該ＲＦ層の30〜60％の範囲の量の、プロピレンに基づくポリマーよりなる第１の成分と、重量で該ＲＦ層の25〜50％の範囲の量の、非プロピレン系のポリオレフィンよりなる第２の成分と、重量で該ＲＦ層の３〜40％の範囲の量の、高周波感受性ポリマーよりなる第３の成分と、そして重量で該ＲＦ層の５〜40％の範囲の量の、ポリマー性適合化剤よりなる第４の成分とを含むものである高周波感受性層と、
該表皮層と該ＲＦ層との間にある第１のコア層と、そして
該コア層に取り付けられたスクラップ層と、
を含む構造物。
【請求項４２】
該表皮層の片側が該コア層に取り付けられており、該スクラップ層が該表皮層の反対側において該コア層に取り付けられており、そして該高周波感受性層が該コア層の反対側において該スクラップ層に取り付けられているものである、請求項41の構造物。
【請求項４３】
該表皮層の片側が該スクラップ層に取り付けられており、該表皮層の反対側で該コア層が該スクラップ層に取り付けられており、ぞして該スクラップ層の反対側で該高周波感受性層が該コア層に取り付けられているものである、請求項41の構造物。
【請求項４４】
該コア層と該高周波感受性層との間に挿入された第２のコア層を更に含む、請求項43の構造物。
【請求項４５】
該高周波感受性層の該第２の成分が、超低密度ポリエチレン及びポリブテン−１よりなる群より選ばれるものであり、該高周波感受性ポリマーが二量体脂肪酸ポリアミドであり、該高周波感受性層の該第４の成分がＳＥＢＳブロックコポリマーであり、該第１のコア層が、
ポリオレフィンよりなる第１の成分と、
超低密度ポリエチレン及びポリブテン−１よりなる群より選ばれる第２の成分と、そして
適合化剤よりなる第３の成分と、
を含むものである、請求項41の構造物。
【請求項４６】
多層構造物であって、
重量で当該表皮層の０〜20％の範囲内のスチレンエチレン−ブテンスチレンブロックコポリマーをブレンドした、ポリプロピレンポリマーよりなる表皮層と、
高周波（「ＲＦ」）感受性層であって、重量で該ＲＦ層の30〜60％の範囲の量の、プロピレンに基づくポリマーよりなる第１の成分と、重量で該ＲＦ層の25〜50％の範囲の量の、非プロピレン系のポリオレフィンよりなる第２の成分と、重量で該ＲＦ層の３〜40％の範囲の量の、高周波感受性ポリマーよりなる第３の成分と、そして重量で該ＲＦ層の５〜40％の範囲の量の、ポリマー性適合化剤よりなる第４の成分とを含むものである高周波感受性層と、
該表皮層と該ＲＦ層との間にある第１のコア層と、そして
該コア層に取り付けられたバリア層と、
を含む構造物。
【請求項４７】
該表皮層の片側が該バリア層に取り付けられており、該表皮層の反対側において該コア層が該バリア層に取り付けられており、そして該バリア層の反対側において該高周波感受性層が該コア層に取り付けられているものである、請求項46の構造物。
【請求項４８】
該表皮層の片側が該コア層に取り付けられており、該表皮層の反対側において該バリア層が該コア層に取り付けられており、そして該コア層の反対側において該高周波感受性層が該バリア層に取り付けられているものである、請求項41の構造物。
【請求項４９】
該コア層と該高周波感受性層との間に第２のコア層が挿入されているものである、請求項47の構造物。
【請求項５０】
該高周波感受性層の該第２の成分が、超低密度ポリエチレン及びポリブテン−１よりなる群より選ばれるものであり、該高周波感受性ポリマーが二量体脂肪酸ポリアミドであり、該高周波感受性層の該第４の成分がＳＥＢＳブロックコポリマーであり、該バリア層が、エチレンビニルアルコール及び高度ガラス状のポリアミドより成る群より選ばれるものである、請求項46の構造物。
【請求項５１】
該バリア層の各側に１つずつの２つの結合層更に含む、請求項46の構造物。
【請求項５２】
該結合層が、変性されたエチレン及びプロピレンコポリマーである、請求項51の構造物。
【請求項５３】
多層構造物であって、
重量で当該表皮層の０〜20％の範囲内のスチレンエチレン−ブテンスチレンブロックコポリマーをブレンドした、ポリプロピレンポリマーよりなる表皮層と、そして
該表皮層に片側を接着させたコア層と、そして
該表皮層と反対側において該コア層に接着させた高周波（「ＲＦ」）感受性層であって、重量で該ＲＦ層の30〜60％の範囲の量の高融点の可撓性ポリプロピレンと、重量で該ＲＦ層の５〜20％の範囲の量の高周波感受性ポリマーと、重量で該ＲＦ層の５〜20％の量のポリマー性適合化剤とからなるものである高周波感受性層と、
を含むものである構造物。
【請求項５４】
該高周波感受性層の該高周波感受性ポリマーが、二量体脂肪酸ポリアミドであり、そして該ポリマー性適合化剤がスチレンエチレン−ブテンスチレンブロックコポリマーである、請求項53の構造物。
【請求項５５】
該コアが、
ポリオレフィンよりなる第１の成分と、
超低密度ポリエチレン及びポリブテンコポリマーよりなる群より選ばれる第２の成分と、そして
適合化剤よりなる第３の成分と、
を含むものである、請求項54の構造物。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、一般的には、医療グレードの製品を作るための材料に関し、より具体的には、プラスチック容器及び医療用チューブ等のような物品を製造するために使用できる薄いフィルム製品に関する。
背景となる先行技術
有益な薬剤が収集され、処理されそして容器に貯蔵され、輸送され、そして治療効果を達成するために最終的にはチューブを通して注入により患者へ放出される医療分野においては、容器及びチューブを製造するのに使用される材料は、特性の独特な組合せを有していなければならない。例えば、粒子性汚染物につき視覚的に溶液を検査するためには、容器又はチューブは、光学的に透明でなければならない。容器内に空気を導入することなしに、容器壁を圧潰することによって容器から溶液を注入するためには、壁を形成している材料は十分に可撓性でなければならない。該材料は、広範な温度範囲において機能するものでなければならない。ある種の溶液、例えばある種の予め混合された薬物溶液は、該薬物の劣化を最小限に止めるために−２５乃至−３０℃のような温度で容器中に貯蔵及び輸送されることから、該材料は、低温においてその可撓性と靱性を維持することによって機能しなければならない。該材料はまた、大半の医療用包装及び栄養製品が出荷前に付されなければならない工程である滅菌の熱に耐えるよう、高温においても機能しなければならない。滅菌工程は通常、容器を典型的には１２１℃である温度と高めた圧力において蒸気に曝すことを含む。こうして、該材料は、有意な変形を伴うことなしに（「耐熱変形性」）その温度及び圧力に耐えなければならない。
有用な物品の形への製造の容易さのためには、該材料は、通常約27.12ＭＨｚである高周波（「ＲＦ」）を用いてシール可能であることが望ましい。従って、該材料は、ＲＦエネルギーを熱エネルギーへと変換するのに十分な誘電損失特性を有する必要がある。
更なる要件は、その意図した使用の後において、該材料から製造された物品の廃棄に際して環境的影響を最小限に止めることである。埋め立て式ごみ処理地に廃棄されるそれらの物品については、できるだけ少ない量の材料を使用し、そして該物品を構成するための低分子量の溶出し得る成分の導入を回避することが望ましい。従って、該材料は、軽量であり且つ良好な機械的強度を有する必要がある。消費者を経た後の物品を他の有用な物品へと熱可塑性的に再処理することによってリサイクルできる材料を使用することにより、更なる利益が実現される。
焼却によって処理される容器については、生物学的有害性という危険を排除するのに助けとなる、及び環境上有害な、刺激性の、そして腐食性である無機酸又はその他の、焼却すると有害な、刺激性の又は他に問題のある製品の形成を最小限にするか又は完全に排除する助けとなる材料を使用することが必要である。
該材料は、医薬品又は生物学的液体又は組織中へと遊離し得、それによってそのような装置を使用している患者に危険を引き起こし又はそのような装置中において貯蔵若しくは処理されるそのような物質を汚染し得るものである。可塑化剤、安定化剤その他の低分子量の添加剤を含まないか又はその含量が低いということもまた好ましい。輸血のために溶液を保持する容器については、そのような汚染物は、輸血流路内へそして患者内へと入り込んで、患者に傷害又は死を引き起こし得る。
伝統的な可撓性のポリ塩化ビニル材料は、上記の諸要件の多くをそして場合によっては殆どを満たす。ポリ塩化ビニル（「ＰＶＣ」）はまた、上記の諸要件を満たす装置を構成するためのコスト効果の最もよい材料の一つであるという明らかな利点を有する。しかしながら、ＰＶＣは、焼却すると問題となる量の塩化水素を（すなわち水と接触したときは塩酸を）発生させ、焼却炉の腐食を引き起こす。ＰＶＣは、時に、ＰＶＣ処方物と接触する薬物若しくは生物学的液体又は組織内へ溶出し得る可塑剤を含有する。このため、ＰＶＣに置き換えるために多くの材料が考案されてきた。しかしながら、殆どの代替材料は実施するには高価に過ぎ、しかも上記の諸要件の全てを満たしてもいない。
ＰＶＣに置き換えるためのフィルム材料を開発する多くの試みがなされてきたが、殆どの試みは、何らかの理由によって不成功に終わっている。例えば、蒸気滅菌に耐えることの可能な多層フィルム構成物を開示している米国特許第4,966,795号においては、高周波誘電加熱によっては溶接できず、従ってこの迅速な、低コストの、信頼性のある且つ実際的な工程によっては組み立てることができない。欧州出願EP 0 310 143 A1は、これらの要件の殆どを満たし且つ高周波溶接することのできる多層のフィルムを開示している。しかしながら、この開示されたフィルムの成分は、放射線により架橋されており、従って標準的な熱可塑性処理方法によってはリサイクルできない。加えて、照射ステップのために、相当量の酢酸が遊離されて材料中に捕らえられる。蒸気滅菌に際して、この酢酸が汚染物として包装内容物内へと移行し、内容物のｐＨを変化させることにより、該内容物に対する潜在的な化学的反応体として又は該内容物の劣化の触媒として作用する。
本発明の主たる目的は、我々の知っている、先行技術にこれまで知られており又は商業的に使用され若しくは販売されてきた材料よりも全体として優れたものである熱可塑性材料を創出することである。そのような材料の材質としては、室温においてのみならず広範囲の、周囲温度及び冷凍温度における可撓性、伸展性、及び歪み回復性が含まれる。該材料は、視覚的検査のために十分に光学的に透明であり且つ１２１℃までの温度で蒸気滅菌可能である必要がある。該材料は、歪みによる白色化（それは物理的及び美的欠陥を示し得る）を呈することなく相当の歪みに付されることができる必要がある。更なる目的は、該材料がＲＦ法による組み立てが可能なことである。別の目的は、該材料が低分子量の溶出し得る添加剤を含まず、且つ有意な量の腐食性の無機酸を発生させることなしに焼却によって安全な処理が可能なことである。別の目的は、該材料が標準の熱可塑性処理法によって使用後にリサイクル可能なことである。材料コストを節約するために、製造工程中に回収された再粉砕スクラップ材料を該材料が取り込むことも、また望ましい。最後に、該材料は、医療用装置に現在使用されている種々のＰＶＣ処方に対し、コスト効果のよい代替物として役立つ必要がある。
アロイ組成物を形成するために２種以上のポリマーをブレンドする場合、上記の目的の全てを同時に達成することは困難である。例えば、殆どの例においては、アロイ組成物は光を散乱させる。従ってそれらは光学的透明性という目的に適わない。光散乱強度（ヘイズによって測定）は、各成分のドメインのサイズにマイクロメーター（ミクロン）の範囲で、及びそれらの成分の屈折率の近さに依存している。原則として、非常に小さいドメインサイズへと満足に処理でき且つ屈折率の不一致の最小限となる成分の選択は、困難な仕事である。
本発明は、これらの及び他の問題の解決のために提供される。
発明の要約
本発明により、多層の、ポリマーに基づく構造物が開示される。このフィルムは、医療用溶液若しくは血液製品を貯蔵するための容器、血液バッグ及び関連物品、又は多層の構造物から構成されるその他の製品等のような医療グレードの物品へと作られることができる。
本発明の一目的は、次の物理的性質を有する多層のフィルムを製造することである。すなわち（１）ＡＳＴＭ  Ｄ−882に従って測定したとき機械的引張応力が40000ｐｓｉ未満、より好ましくは25000未満であり、（２）20％の初期変形の後の長さ回復が70％以上、より好ましくは75％以上であり、（３）そして９mils厚の組成物についてＡＳＴＭ  Ｄ−1003に従って測定したとき光学的ヘイズが、30％未満、より好ましくは15％未満であり、（４）加工温度における１Ｈｚにおいて測定される損失タンジェントが1.0より大きく、より好ましくは2.0より大きく、（５）元素ハロゲンの含量が0.1％未満、より好ましくは0.01％未満であり、（６）低分子量水溶性画分が0.1％未満、より好ましくは0.005％未満であり、（７）１と60ＭＨｚの間における且つ25〜250℃の温度範囲における最大誘電損失が0.05以上、より好ましくは0.1以上であり、（８）121℃における27ｐｓｉ負荷の下でのサンプルのクリープによって測定した耐オートクレーブ性が60％未満、より好ましくは20％未満であり、（９）約20インチ（50ｃｍ）／分という中等度の速度で約100％の伸びで歪ませた後に歪みによる白色化が起こらない。
本発明の多層構造物は、ポリプロピレンコポリマーとスチレン及び炭化水素ブロックコポリマーとから好ましくは構成された表皮層を含む。より好ましくは、任意成分として該表皮層の０〜20％の範囲のエチレン−ブテンスチレン（「ＳＥＢＳ」）をブレンドしたプロピレンコポリマーである。該構造物は、該表皮層に接着された高周波（「ＲＦ」）感受性層を更に含む。該ＲＦ層は、ポリプロピレンポリマーよりなる第１の成分と、非ポリプロピレン系のポリオレフィン（プロピレンの反復単位を含有しないもの）よりなる第２の成分、高周波感受性ポリマーよりなる第３の成分、及びポリマー性適合化剤よりなる第４の成分より構成される。代わりの具体例においては、得られるフィルム構造物に追加の又は高めた機能を付与するために、コア層、スクラップ層及びバリア層が、該表皮及びＲＦ層に加えられる。
該ＲＦ層は、参照によりここに導入される同時に提出された米国特許出願であるドケットNo．1417 P030の主題である。本発明の多層のフィルム構造物は、該ＲＦ層の組成物が単独では提供することのできない追加の特徴を提供する。該多層フィルムの該追加の特徴には、外表面の光沢及び外側表面までの厚みの減少が含まれる。加えて、この多層のフィルム構造物は、改善された蒸気バリア性、より大きな強度及び光学的透明性とを有し、一層清浄すなわち容器の内容物への移行の傾向が減らされている。
表皮層とＲＦ層との間に挿入されているコア層は、３成分よりなる。好ましくは、第１の成分は、該コア層の約40％を構成するポリプロピレンであり、第２成分は、重量で該コア層の約50％を構成する超低密度ポリエチレン（「ＵＬＤＰＥ」）であり、そして第３の成分は、重量で該コア層の約10％を構成するスチレン−炭化水素ブロックコポリマー、より好ましくはＳＥＢＳブロックコポリマーである。コア層は全体で4.0milsの厚みである。
取り分け経済的理由により、該フィルム材料の加工に際して回収された再粉砕したスクラップ材料を該フィルム構造物の組成に組み込むこともまた望ましい。このことは、全体の層構造物のうちの重量パーセントとして有意な量のスクラップ材料を使用することをもたらし、それによってフィルム製品のコストを実質的に引き下げる。この再粉砕されたスクラップは、表皮層とＲＦ層との間の何処かに配置された追加の個別の層として上記の構造物中に組み込んでもよく、また追加の成分としてコア層中にブレンドしてもよい。いずれの場合にも、スクラップ材料を再処理することにより資源が有意に節約される。
該構造物のガスバリア性を高めるためには、表皮層とＲＦ層との間にバリア層を組み込むのが望ましい。該バリア層は、周囲の層に接着性の結合層を用いて取り付けてもよい。該バリア層は、Evalca（Evalca Co.）の名の下に販売されているもののようなエチレンビニルアルコール、Sclar PA▲Ｒ▼（Dupont Chemical Co.）のような高度ガラス状又は結晶状ポリアミド、Barex▲Ｒ▼の商品名で販売されているもののような高ニトリル含量のアクリロニトリルコポリマー等から選んでよい。
上記の構造と組成を有するフィルムは、可撓性で、光学的に透明で、歪みにより白色化せず、且つ蒸気及び放射線滅菌可能であることが見出された。加えて、該フィルムは、該フィルムを構成している成分が、該組成物と接触する液体又は内容物への抽出性が最小であるため、医療的適用に適合性がある。更には、焼却したとき有害な分解物を発生しないという点において、該フィルムは環境的に健全である。最後に、該フィルムは、ＰＶＣに対するコスト効果のようい代替物を提供する。
本発明の更なる特徴及び利点は、図面及び現在好ましい具体例の詳細な記述に記述されておりまたこれらから明らかであろう。
図面の簡単な記述
図１は、本発明の２層フィルム構造物の断面図を示す。
図２は、図１のフィルム追加されたコア層を含む、本発明の３層フィルム構造物の断面図を示す。
図３は、溶液接触層を備えた図１のフィルム構造物の断面図を示す。
図４は、表皮層とコア層との間に別個のスクラップ材料よりなる層を有する、本発明の４層構造物の断面図を示す。
図５は、コア層とＲＦ層との間に別個の層として再粉砕スクラップを用いたフィルム構造物の断面図を示す。
図６は、コア層を２つのコア層に分ける別個の層として再粉砕スクラップを用いたフィルム構造物の断面図を示す。
図７は、コア層とＲＦ層との間のバリア層及び２つの結合層を含んだ７つの層を有する、本発明のフィルム構造の断面図を示す。
図８は、バリア層がコア層と表皮層との間に配置されている以外は図６と同じである構造物を示す。
図９は、コア層を分割しているバリア層を有するフィルム構造物の断面図を示す。
図10は、本発明のフィルム構造物の一つで構成された容器を示す。
詳細な記述
本発明は多くの異なった形態の具体例が可能であり、ここに詳細に記述されようが、本発明の好ましい具体例は、本開示が本発明の原理の例示であって本発明の広い面を該説明された具体例へと限定することを意図したものでないと解釈しなければならない、という理解と共に開示される。
本発明によれば、上記の要件を満たす多層フィルム構造物が提供される。
図１は、表皮層１２と高周波（「ＲＦ」）感受性層１４とを有する、２層フィルム構造物１０を示す。表皮層１２は、耐熱変形性及び耐擦過性を付与し、そして好ましくはポリプロピレン、より好ましくは、スチレン及び炭化水素ブロックコポリマーとブレンドしたポリプロピレンコポリマーである。より好ましくは、該表皮層１２は、重量で０〜20％の範囲のＳＥＢＳブロックコポリマーとブレンドしたポリプロピレンコポリマーである。表皮層１２は、0.2〜3.0milsの範囲の厚みを有するべきである。
本発明のＲＦ感受性層１４は、室温乃至250℃の範囲の温度において１〜60ＭＨｚの範囲の周波数で0.05より大きい誘電損失を有するべきである。ＲＦ層１４は、好ましくは４成分を有する。このＲＦ層１４は、フィルム構造１０に、ＲＦシール可能性、可撓性、耐熱変形性、及び適合性を付与する。該ＲＦ層１４の第１の成分は、ポリプロピレンコポリマーより選ばれ、そして好ましくはプロピレンアルファオレフィンランダムコポリマー（「ＰＰＥ」）である。ＰＰＥは、要求される剛性と約121℃のオートクレーブ温度における耐降伏性を有する。しかしながら、それらのみでは、ＰＰＥは余りに剛性があり可撓性要件を満たさない。ある種の低分子ポリマーとアロイ形成によって組み合わせると、良好な可撓性が達成できる。
これらの低い引張応力のコポリマーとしては、エチレン・コ・ビニルアセテート（「ＥＶＡ」）、エチレン・コ・アルファオレフィン、又はいわゆる超低密度（典型的には0.90Ｋｇ／Ｌ未満）ポリエチレン（「ＵＬＤＰＥ」）等のようなエチレンに基づくコポリマーを含んでよい。これらのＵＬＤＰＥとしては、商標TAFMER▲Ｒ▼（三井石油化学）、製品名A485，Exact▲Ｒ▼（Exxon Chemical Company）のもとに、製品名4023-4024及びInsite▲Ｒ▼ technology polymers（Dow Chemical Co.）のもとに、商業的に入手できる製品が含まれる。加えて、Shell Chemical Companyによって製品名PB-8010，PB-8310のもとに販売されているもののようなポリブテン−１（「ＰＢ」）、ＳＥＢＳブロックコポリマーに基づく熱可塑性エラストマー（Shell Chemical Company）、製品名Vistanex L-80，L-100，L-120，L-140のポリイソブテン（「ＰＩＢ」）（Exxon Chemical Company）、エチレンアルキルアクリレート、製品名EMAC 2707及びDS-1130（Chevron）のようなメチルアクリレートコポリマー（「ＥＭＡ」）、及びｎ−ブチルアクリレート（「ＥＮＢＡ」）（Quantum Chemical）は、許容し得るコポリマーであることが見出された。アクリル酸及びメタクリル酸のようなエチレンコポリマー並びにそれらの部分的に中和した塩及びイオノマー（ionomer)、例えばPRIMACOR▲Ｒ▼（Dow Chemical Company）及びSURYLN▲Ｒ▼（E.I．DuPont de Nemours & Company）もまた満足できるものであった。典型的には、エチレンに基づくコポリマーは、約110℃未満の融点を有しておりオートクレーブ適用には適さない。更には、下記の反対実施例の特定のもの（例えば実施例８Ｇ）に示されるであろうように、全てのアロイペアが、視覚的検査の要件を満足するよう光学的に透明であるわけではない。更には、各成分の限られた範囲の比率のみが、可撓性要件とオートクレーブ要件とを同時に満たす。
好ましくは、第１の成分は、重量で該組成物の30〜60％、より好ましくは35〜45％、最も好ましくは45％を構成する、アルファオレフィンとの、ポリプロピレンのホモ及びランダムコポリマーである。例えば、エチレン含量が該ポリマーの重量の０〜６％、より好ましくは２〜６％の範囲の量であるプロピレンとエチレンとのランダムコポリマーが、第１の成分としては好ましい。
該ＲＦ層１４の第２の成分は、可撓性と低温延性とを該ＲＦ層に付与し、そして、プロピレン反復単位を含まない（「プロピレンに基づかないポリオレフィン」）ものであるポリオレフィンよりなる群より選ばれ、該群には、ＵＬＤＰＥを含むエチレンコポリマー、ポリブテン、ブテンエチレンコポリマー、ビニルアセテート含量が約18〜50％の範囲であるエチレンビニルアセテートコポリマー、メチルアクリレート含量が約20〜40％の範囲であるエチレンメチルアクリレートコポリマー、ｎ−ブチルアクリレート含量が20〜40％の範囲であるエチレンｎ−ブチルアクリレートコポリマー、アクリル酸含量が約15％より大であるエチレンアクリル酸コポリマーを包含するエチレンコポリマーが含まれる。これらの製品の例は、Tafmer A-4085（三井）、EMAC DS-1130（Chevron)、Exact 4023，4024及び4028（Exxon)のような製品名で販売されている。より好ましくは、第２の成分は、三井石油化学株式会社によって商品名TAFMER A-4085のもとに販売されているＵＬＤＰＥか、又はポリブテン−１、PB8010及びPB8310（Shell Chemical Co.）であり、重量で該組成物の約25〜50％、より好ましくは35〜45％、最も好ましくは45％を構成すべきである。
ＲＦ層１４の該第１及び第２の成分は、Rexene CompanyによってFPOの製品名のもとに販売されているポリプロピレンのような高融点且つ可撓性のオレフィンから選ばれた単一の成分によって置き換えてもよい。この成分の融点は130℃より高く且つ引張応力が20000ｐｓｉ未満であるべきである。この成分は、ＲＦ層の30〜60重量％のＲＦ層を構成すべきである。
高周波誘電損失を該ＲＦ層１４に付与するために、ある種の既知の高誘電損失成分が該フィルム構造物１０の該第３の成分として含められる。例えば、十分に高いコモノマー含量のＥＶＡ及びＥＭＡは、誘電加工によってシール該組成物がされることを許容する、27ＭＨｚにおける有意な損失特性を示す。一群の材料としてのポリアミド類と、エチレンビニルアルコール（「ＥＶＯＨ」）コポリマー（典型的にはＥＶＡコポリマーを加水分解することにより生産されている。）は共に、適した温度において高誘電損失特性を有している。他の活性材料としては、ＰＶＣ、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、PHENOXYS▲Ｒ▼（Union Carbide)として知られているビス−フェノール−Ａとエピクロロヒドリンとのコポリマーが包含される。しかしながら、これらの塩素及びフッ素含有ポリマーの有意な含有は、そのような材料の焼却が無機酸を発生させることから、組成物を環境上不健全なものにし得る。従って、該ＲＦ層１４の第３の成分は、好ましくはポリアミド類の群より選ばれる。
好ましくは、本発明のポリアミドは、２〜１３の範囲内の炭素数を有するジアミンの縮合反応によって得られる脂肪族ポリアミド、２〜１３の範囲内の炭素数を有するジ酸の縮合反応によって得られる脂肪族ポリアミド、二量体脂肪酸の縮合反応により得られるポリアミド、及びアミド含有コポリマー（ランダム、ブロック又はグラフト）より選ばれる。
ナイロンのようなポリアミドは、それらが擦過耐性をフィルムに与えることから、フィルム材料の形で広く使用されている。しかしながら、ナイロンは医療用溶液と接触する層においては滅多に見出されない。それらは典型的には、溶液中に溶出することによって溶液を汚染するからである。しかしながら、本発明の出願人により、例えばHenkel CorporationによりMACROMELT及びVERSAMIDの商品名のもとに販売されている種々の二量体脂肪酸ポリアミドは、そのような汚染をもたらさないことが見出され、従ってＲＦ層１４の最も好ましい第３の成分である。該第３の成分は、重量で該ＲＦ層１４の約３〜40％、より好ましくは７〜13％、最も好ましくは10％を構成すべきである。
該ＲＦ層１４の第４の成分は、ＲＦ層１４の該極性及び非極性成分の間に適合性を付与する。該第４の成分は、スチレン−炭化水素ブロックコポリマー、好ましくは、無水マレイン酸、エポキシ又はカルボキシレート官能性で変性されたＳＥＢＳブロックコポリマーより選ばれた。最も好ましくは、該第４の成分は、無水マレイン酸で官能化させたＳＥＢＳブロックコポリマーである。そのような製品は、Shell Chemical CompanyによってKRATON RP-6509の商品名のもとに販売されている。該第４の成分は、重量で該ＲＦ層１４の約５〜40％、より好ましくは７〜13％、最も好ましくは10％を構成すべきである。
Shell Chemical CompanyによってKRATON G-1652の商品名のもとに販売されているもののような、上記官能基によって変性されていないＳＥＢＳブロックコポリマーよりなる第５の成分をＲＦ層１４に含ませることもまた望ましい。この成分は、重量で該ＲＦ層の５〜40％、より好ましくは７〜13％、最も好ましくは10％を構成すべきである。
好ましくは、該ＲＦ感受性層は、１〜９mils、より好ましくは5.0〜8.0mils、最も好ましくは5.0milsの厚みを有するべきである。表皮層は、0.2〜3.0mils、最も好ましくは0.5milsの厚みを有するべきである。
図２は、表皮層１２とＲＦ層１４との間に挿入されているコア層１６を有する、別の具体例を示す。該コア層１６は、フィルム構造１０に耐熱変形性及び可撓性を付与し、該フィルム構造物１０の各成分間に適合性を付与する。好ましくは、該コア層は、0.5〜10mils、より好ましくは１〜４milsの厚みを有する。該コア層１６は、３成分を含む。第１の成分はポリオレフィンであり、好ましくは、重量で該コア層１６の20〜60％、より好ましくは35〜50％、最も好ましくは45％を構成する量のポリプロピレンである。
該コア層１６の第２の成分は、コア層１６に可撓性を付与する、ＵＬＤＰＥ、ポリブテンコポリマーを含む化合物よりなる群より選ばれる。好ましくは、コア層の該第２の成分は、重量で40％〜60％、より好ましくは40〜50％、最も好ましくは40％の量のＵＬＤＰＥ又はポリブテン−１である。
該コア層１６の第３の成分は、該コア層１６の各成分間に適合性を付与する化合物よりなる群より選ばれ、スチレン−炭化水素ブロックコポリマー、最も好ましくはＳＥＢＳブロックコポリマーが含まれる。該第３の成分は、重量で該コア層の好ましくは５〜40％、より好ましくは７〜15％、最も好ましくは15％の量である。
該コア層１６の第４の成分として、容器の製造に際して回収された再粉砕したバリ取りスクラップ材料を加えることも可能である。該スクラップ材料は、コア層１６全体に分散される。スクラップは、重量で該コア層１６の約０〜50％、より好ましくは10〜30％の範囲、最も好ましくは３〜12％の範囲内の量で加えることができる。
図３は、表皮層１２の反対側のＲＦ層の側面に接着された溶液接触層１７を含んだ図１のフィルム又はシート構造物を示す。該溶液接触層１７は、上記コア層１６の同じ最初の３つの成分から選ばれてよくかつ同じ重量％範囲の３成分を含む。好ましくは、該溶液接触層１７は、0.2〜1.0milsの範囲、最も好ましくは1.0milsの厚みを有する。
図４は、上述のように表皮層１２、コア層１６、及びＲＦ層を有し、該表皮層１２とコア層１６との間に追加の別個のスクラップ層２０を備えた、多層フィルム構造物の別の一具体例を示す。
図５は、コア層１６とＲＦ層１４との間の個別のスクラップ層２０を示す。図６は、コア層１６を第１及び第２のコア層に分割しているスクラップ層２０を示す。好ましくは、再粉砕物よりなる該層は、0.5〜5.0mils、最も好ましくは1.0milsの厚みを有するべきである。
図７は、上述の表皮１２層、コア１６層、及びＲＦ層を有し、コア層１６とＲＦ層１４との間に挿入されそれらに、バリア層２６の両側に取り付けられている結合層２８によって接着されているバリア層２６を備えた、７つの層を有する本発明の別の一具体例を示す。図８は、コア層１６と表皮層１２の間のバリア層２６を示す。図９は、コア層１６を２つのコア層に分割しているバリア層２６を示す。該バリア層２６は、該フィルム構造物１０のガスバリア性を高める。該バリア層２６は、Evalca（Evalca co.）の名で販売されているエチレンビニルアルコール、Sclar PA▲Ｒ▼（Dupont chemical Co.)のような高度ガラス状又は結晶状のポリアミド、British Petroleumによって販売されているBarex▲Ｒ▼のような高ニトリル含有のアクリロニトリルコポリマーよりなる群より選ばれる。好ましくは、バリア層２６は、エチレンビニルアルコールであり、0.3〜1.5mils、より好ましくは1.0milsの厚みを有する。
結合層２８は、Prexar（Quantum Chemical Co.）及びBynel（Dupopont)の商品名のもとで販売されているような変性エチレン及びプロピレンコポリマーより選んでよく、そして0.2〜1.0mils、最も好ましくは0.5milsの厚みを有するべきである。
上記の層は、押出成形、同時押出成形コーティング、その他の許容し得る方法で加工してよい。しかしながら、該フィルム構造物を製造する方法は本発明の一部ではなく、従って本発明の範囲はその限度に限定されるものでないことは、理解されなければならない。
これらの材料は、図１０に示し一般的に30で指し示したような、静脈内療法バッグを製造するために使用することができる。
以下の実施例に提示したような上記成分の種々の組合せ及び重量パーセントを有するフィルムを、次の方法で試験した。
（１）オートクレーブ可能性：
耐オートクレーブ性を、121℃にて27ｐｓｉの負荷で１時間のサンプルクリープ、すなわちサンプル長さの増大により測定した。この耐オートクレーブ性は、40％以下でなければならない。
（２）低及び室温延性：
（Ａ）低温延性
液体窒素で冷却した低温環境チャンバーを備えた衝撃試験機において、約７×７インチ（18ｃｍ×18ｃｍ）のフィルムサンプルを、直径約６インチ（15ｃｍ）の円形のサンプルホルダーに取り付けた。応力センサーを備えた半球状の衝撃ヘッドを、高速（典型的には約３ｍ／秒）で予め条件付けられたフィルムへと駆動し、その中央に負荷をかけた。応力−偏位曲線をプロットし、衝撃エネルギーが積分により計算される。衝撃エネルギーが劇的に上昇しそして割れた標本が脆いものから延性の、高歪み形態へと変化するときの温度が、フィルムの低温性能（「L.Temp」）の尺度として取られる。
（Ｂ）機械的引張応力及び回復：
既知の幾何学形状を有するオートクレーブにかけたフィルムサンプルを、サンプルを引き延ばすためのクロスヘッドを有するサーボ水力的に駆動される機械的試験機に取り付ける。交差ヘッド速度10インチ（25ｃｍ）／分にて、サンプルを約20％の伸びまで引き延ばす。この点において、クロスヘッドは、進みそして次いでサンプルを引き延ばすのに最初に用いられた方向とは反対の方向へ進むよう後退する。ディジタル記憶装置に応力歪み挙動が記憶される。弾性率（「E(Kpsi)」が、該応力−歪み曲線の最初の勾配からとられ、そして回復が、過度のサンプル寸法から、サンプル延伸のパーセントとしてとられる。
（３）高周波加工可能性：
Callahan 27.12ＭＨｚの２ＫＷの高周波発生装置に、約0.25（6.3ｍｍ）×４インチ（10ｃｍ）の長方形の真鍮のダイを、やはり発生装置に接続された平たい真鍮の電極に対向させて接続する。ダイを、候補材料よりなる２枚のシートを間に挟んだ状態で閉じると、種々の強さ及び持続時間の高周波電力が適用される。ＲＦサイクルが終了するとダイを開き、得られたシールを、２枚のシートで手で引き剥がすことによって検査する。シールの強さ（フィルムの強さに対する）及び不良の様式（剥離、裂け、結合不良）が、該材料の高周波応答性を等級付けるのに使用される。
代わりとして、候補のフィルムが、最初に、表面を導電性にするために金又はパラジウムで100Åの厚みにまでスパッタコーティングされ、円形の幾何学形状に切られ、そして、誘電キャパシタンス測定セル中の平行な電極の間に取り付けられる。Hewlett Packard 4092自動高周波ブリッジを用いて、10ＭＨｚまでの異なった周波数において及び150℃までの温度において、誘電率及び誘電損失とが測定される。誘電損失は、高周波場における熱発生を計算することを許容する。計算から又は高周波シール実験との相関から、性能のための最小の誘電損失が得られる。
もしもCallahanシーラーによって高周波シール性能が得られるならば、次の等級付けスケールが採用される。
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（４）光学的透明性：
オートクレーブ後のフィルムサンプルを、先ず約２×２インチ（５×５ｃｍ）の正方形に切り、Hunter Colorimeterに取り付け、それらの内部ヘイズをＡＳＴＭ  Ｄ−1003に従って測定した。典型的には、これらの厚みの場合、内部ヘイズレベルが30％未満、好ましくは約20％未満であることが要求される（「Haze %」）。
（５）歪みによる白色化：
オートクレーブ済のフィルムを約20インチ（50ｃｍ）／分という中等度の速度で約100％の伸び（最初の２倍の長さ）まで歪ませ、そして歪みによる白色化の存在（１で示す）又はその不存在（０で示す）を記録する（「S.Whitening」）。
（６）環境的適合性：
環境的適合性は、３つの重要な性質を含む。すなわち（ａ）該材料が、廃棄したとき埋め立て式ごみ処理場へ漏出し得る低分子量可塑剤を含まなず、（２）該材料が、医療的供給の主要な目的を達成した後有用な品目へと熱可塑性的にリサイクルでき、そして（３）焼却によりエネルギー再利用により処理したとき、環境を害する有意な無機酸を放出しないことである（「Envir.」）。該組成物はまた、ハロゲンを重量で0.1％未満しか含まない。溶融処理によるリサイクルを容易にするためには、得られた組成物が、処理温度において測定したとき１Ｈｚで1.0より大なる損失タンジェントを有すべきである。
（７）溶液適合性
「溶液適合性」により、我々は該フィルム内に収容された溶液が該組成物を構成する成分によって汚染されないことを意味する（S.Comp．」）。該組成物の低分子量の水溶性画分は、0.1％未満であろう。
上記のフィルムについて上記の試験をもちいて次の組合せを試験した。
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本発明が、その精神又は中心的特徴から逸脱することなく他の特定の形態で実施できることが理解されよう。本実施例及び具体化は従って、全ての点において、説明のためのものであって限定のためのものでなく、本発明がここに提供した詳細に限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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