(57)【要約】【課題】エチレンビニルアルコールは、材料がエチレンビニルアルコールの融点を超える通常のオートクレーブの温度でオートクレーブ滅菌プロセスを用いられなければならない場合に、使用するには困難であるという問題を解決する手段の提供。【解決手段】多層構造物であって、以下：スキン層；バリアー層；および30〜60重量％の範囲内の量の第１のポリオレフィン、25〜50重量％の範囲内の量の第２のポリオレフィン、３〜40重量％の範囲内の量の高周波受容可能ポリマー、５〜40重量％の範囲内の量のスチレンおよび炭化水素ブロックコポリマーを有する高周波受容可能層を含む、構造物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層構造物であって、以下の：
スキン層；
２から10ユニットのバリアー層および結合層を有するバリアーサンドイッチ層；および
30〜60重量％の範囲内の量の第１のポリオレフィン、25〜50重量％の範囲内の量の第２のポリオレフィン、３〜40重量％の範囲内の量の高周波受容可能ポリマー、５〜40重量％の範囲内の量のスチレンおよび炭化水素ブロックコポリマーを有する高周波受容可能層を含む、構造物。
【請求項２】
前記スキン層と前記バリアーサンドイッチ層との間にさらに結合層を含有する、請求項１に記載の構造物。
【請求項３】
前記第１のポリオレフィンがポリプロピレンであり、そして前記第２のポリオレフィンが、超低密度ポリエチレン、ポリブテン-1、ブテンエチレンコポリマー、酢酸ビニルの含量が約18〜50％の間であるエチレン酢酸ビニルコポリマー、メチルアクリレートの含量が約20〜40％の間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の含量が20〜40％の間であるエチレンn-ブチルアクリレートコポリマー、アクリル酸の含量が約15％より多い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の群から選択される、請求項２に記載の構造物。
【請求項４】
前記バリアー層がエチレンビニルアルコールおよび高ガラス状結晶性ポリアミドからなる群から選択される、請求項３に記載の構造物。
【請求項５】
前記結合層が、修飾されたポリオレフィンおよび修飾されたポリプロピレンおよびポリエチレンコポリマーの群から選択される、請求項４の構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は一般に医薬グレードの製品を作製するための材料に関し、そしてより特定すれば、プラスチック容器および医薬チューブのような物品に使用され得るフィルム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景の技術
医学分野では、容器中に有益な試薬を集め、処理しそして保存し、輸送し、そして最後にはチューブを通して、注入により、患者に送達して、治療効果を得る場合、容器を製造するのに用いられる材料は独特な特性の組合せを有さなければならない。例えば、溶液の粒子混入物を視覚的に検査するためには、容器は光学的に透明でなければならない。容器内への空気の取り入れなしに容器の壁を壊すことにより容器から溶液を注入するためには、壁を形成する材料は十分に柔軟でなければならない。この材料は広範囲の温度にわたって機能的でなければならない。この材料は低温にてその柔軟性および頑丈さを維持することによって、機能しなければならない。なぜなら、特定の溶液（例えば、ある種のプレミックスされた薬物溶液）は、薬物の分解を最小限にするために-25℃〜-30℃のような温度で容器に保存され、運搬される。材料はまた、滅菌（ほとんどの医薬容器および栄養製品に対して出荷の前に行われるプロセス）時の熱に耐えるため、高温においても機能的でなければならない。滅菌プロセスは、通常、容器を、代表的には121℃の温度および高圧の蒸気にさらす工程を包含する。したがって、材料は、温度および圧力に顕著な歪みなしに耐える（「熱歪み抵抗」）必要がある。
【０００３】
有益な物品の製造を簡単にするためには、材料が、高周波（radio frequency 「RF」）を用いて、一般的には約27.12MHzにて、シールされ得ることが望ましい。したがって、材料は、RFエネルギーを熱エネルギーに変えるため、十分な誘電損失特性を有するべきである。
【０００４】
さらに必要なことは、その材料から製造される物品がその意図される使用の後に廃棄されたときの環境への影響を最小にすることである。埋め立て地に廃棄される物品に対しては、できるだけ少ない材料を用い、そして低分子量の溶出し得る成分を配合して物品を構成することを避けることが望ましい。このように、材料は軽量であるべきであり、そして良好な機械的強度を有するべきである。さらなる利点は、消費後の物品を、熱可塑性の再加工により、他の有用な物品にリサイクルし得る材料を使用することにより実現する。
【０００５】
焼却により廃棄される容器については、バイオハザードの危険を除外しやすく、そして無機酸（環境的に有害、刺激性、および腐食性である）、または焼却すると有害、刺激性、またはそれ以外でも好ましくない他の生成物の形成を最小化または完全に除去することを助ける材料を使用することが必要である。この材料はまた、低分子量の添加剤（例えば、可塑剤、安定剤など）を有しないかまたは少量有することが望ましい。これらの添加剤は、医薬品または生物学的液体または組織の中に滲み出し、それらのデバイスを使用する患者に危険をもたらし、または、そのようなデバイスの中で貯蔵または処理される物質を汚染する。輸液用の液体を保持する容器については、そのような汚染は、輸液経路へ、そして患者へ進入し得、患者の傷害または死をもたらす。
【０００６】
伝統的な軟質ポリ塩化ビニル材料は、上述した要求のうちの多くを、そしていくつかの場合にはほとんどを満たす。ポリ塩化ビニル（「PVC」）はまた、上記の要求を満たすデバイスを構成するため最もコスト効果のある材料の１つであるという明確な利益を提供する。しかし、PVCは、好ましくない量の塩化水素（または水と接触したときは塩酸）を焼却時に生じ得、焼却炉の腐食をもたらす。PVCは、PVCと接触することになる薬物または生物学的液体または組織へ溶出し得る可塑剤をしばしば含有する。したがって、多くの材料がPVCの代替として考案されている。しかし、ほとんどの代替材料は実用化には値段が高すぎ、そして依然として上記の要求のすべてを満たさない。
【０００７】
PVCに代わるフィルム材料の開発には、たくさんの試みがなされた。しかしほとんどの試みは、１つの理由または他の理由のために失敗している。例えば、米国特許第4,966,795号には、スチーム滅菌に耐え得る多層フィルム組成物が開示されているが、この組成物は、高周波誘電加熱により溶接し得ず、そのためこの迅速で、低コストで、信頼性があり、および実用的なプロセスによっては組み立てられ得ない。欧州特許出願番号EP0 310 143 Alには、ほとんどの要求を満たし、そしてRF溶着され得る多層フィルムが開示されている。しかし、開示されたフィルムの成分は、放射線により架橋され、したがって、標準の熱可塑性加工方法ではリサイクルし得ない。さらに、照射工程のため、かなりの量の酢酸が遊離し、そして材料中にトラップされる。スチーム滅菌時には、酢酸は、容器の内容物中に汚染物質として移行し、そして内容物のpHを変化させることにより、内容物に対する潜在的化学反応性物質または内容物の分解の触媒として作用する。
【０００８】
本発明の主目的は、全体として、本発明者らが認知し、これまで当業者に公知であり、または商業的に使用または商品化されている材料よりも、優れた熱可塑性材料の創作である。このような材料の特性としては、室温においてのみでなく、雰囲気温度および冷蔵温度の広い範囲を通しての、柔軟性、伸長性、および歪み回復性が挙げられる。この材料は、目視検査のために十分に光学的に透明であるべきであり、121℃までの温度でスチーム滅菌可能であるべきである。この材料は、物理的および外観的欠点を示し得る歪み白化を示すことなく、かなりの歪みを受け得るべきである。さらなる目的は、材料がRF方法により組み立て得ることである。他の目的は材料が実質的に低分子量の溶出し得る添加剤を有さないことであり、および顕著な量の腐食性無機酸を生成せずに、焼却により安全に廃棄し得ることである。他の目的は、材料が使用後には標準の熱可塑性加工方法によりリサイクルし得ることである。材料はまた、材料の経費を節約し、そして製造の無駄を減らすために、製造プロセスの間に回収された再粉砕スクラップ材料と混合することが望ましい。最後に、材料は現在医学デバイスに使用されている様々なPVC処方物のコスト効果のある代替品として役に立つべきである。
【０００９】
１種より多いポリマーがブレンドされてアロイ組成物を形成するときには、上記の目的を同時にすべて達成するのは難しい。例えば、ほとんどの例においてはアロイ組成物は光を散乱し得、したがって、光学的透明性の目的に合わない。光の散乱強度（ヘーズにより測定される）は成分のマイクロメートル（μ）の範囲のドメインサイズ、および各成分の屈折率の近接性に依存する。原則として、非常に小さいドメインサイズに思い通りにプロセスされ得、そして屈折率の不適合を最小にする成分の選択は、困難な作業である。
【００１０】
上記の望ましい特性に加えて、多くの医薬品および食料貯蔵の用途においては、酸素、二酸化炭素、および水浸透性に対するバリアー特性を有するフィルムの提供が望ましい。所望の濃度の薬物または溶質を有する、パッケージされた医学的溶液については、水に対するバリアー性が、水が容器から漏れるのを防ぐことにより濃度の維持を助ける。pHの変化を防ぐための緩衝液（例えば、一般的に使用されている重炭酸ナトリウム緩衝液）では、二酸化炭素に対するバリアー性が、二酸化炭素が容器から漏れるのを防いで緩衝液の維持を助ける。タンパク質またはアミノ酸を含む医学的溶液では、酸素バリアー性が、タンパク質またはアミノ酸を酸化し、溶液をその意図される目的に対して無効果にし得る酸素の進入の防御を助ける。食料品容器については、これらのバリアーは、食料品の芳香の維持および周囲の食料品からの芳香の進入の防御を助ける。
【００１１】
このようなフィルムは、酸素感受性のある腸内用および非経口用の溶液を包容し、処理し、および取り扱うための容器、および他の医学的デバイスを構成するために使用し得る。これらの溶液の多くは、容器が満たされた後には最終的には滅菌しなければならない容器中に貯蔵され、そして出荷される。酸素感受性材料（例えば、ビタミン）用の最近の容器は、ラミネートされており、そして箔および／またはポリビニリデンジクロリド（PVDC）バリアー層を組み合わせたフィルムから構成される。このようなラミネートフィルムは、単位当たりのコストが、本発明の共押出フィルム製品に比較して極めて高い。さらにラミネートされた箔およびPVDCのフィルムは高周波エネルギーの感受性がなく、そしてそのためRF溶着技術を用いてシールし得ない。箔容器は、ナイロンを用いて強化された場合でさえ、折り曲げで裂けたりピンホールを生じやすい脆い構造物のままであり、そして低い耐衝撃性を有する。加えて、PVDCを含むフィルムは、フィルムをラミネートするために使用される接着剤から派生することが知られている多量の抽出可能物を有する。PVDCはまた、廃棄の際の環境に有害な影響を有し得る塩素を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
エチレンビニルアルコールは、もう１つの効果的なバリアー材料である。しかし、エチレンビニルアルコールは、材料がエチレンビニルアルコールの融点を超える通常のオートクレーブの温度でオートクレーブ滅菌プロセスを用いられなければならない場合に、使用するには困難を有する。
【００１３】
本発明はこれらおよび他の問題を解決するために提供される。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（項目１）多層構造物であって、以下の：
スキン層；
バリアー層；および
30〜60重量％の範囲内の量の第１のポリオレフィン、25〜50重量％の範囲内の量の第２のポリオレフィン、３〜40重量％の範囲内の量の高周波受容可能ポリマー、５〜40重量％の範囲内の量のスチレンおよび炭化水素ブロックコポリマーを有する高周波受容可能層を含む、構造物。
（項目２）前記バリアー層が、エチレンビニルアルコールおよび高ガラス状結晶性ポリアミドからなる群から選択される、項目１に記載の構造物。
（項目３）前記スキン層が、ポリプロピレンコポリマーを、該ポリプロピレンの量の０〜20重量％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とともに含有する、項目２に記載の構造物。
（項目４）前記第１のポリオレフィンがポリプロピレンであり、そして前記第２のポリオレフィンが、超低密度ポリエチレン、ポリブテン-1、ブテンエチレンコポリマー、酢酸ビニルの含量が約18〜50％の間であるエチレン酢酸ビニルコポリマー、メチルアクリレートの含量が約20〜40％の間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の含量が20〜40％の間であるエチレンn-ブチルアクリレートコポリマー、アクリル酸の含量が約15％より多い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の群から選択される、項目３に記載の構造物。
（項目５）前記高周波受容可能ポリマーが、ポリアミド、酢酸ビニルの量が18〜50重量％であるエチレン酢酸ビニル、メチルアクリレートの量が20％〜40重量％であるエチレンメチルアクリレートコポリマー、ビニルアルコールの量が15％〜70％であるエチレンビニルアルコールの群から選択される、項目３に記載の構造物。
（項目６）前記スチレンおよび炭化水素ブロックコポリマーがスチレン-エチレン-ブテン-スチレンブロックコポリマーである、項目５に記載の構造物。
（項目７）さらに、２つの結合層を含有し、１つの結合層が前記スキン層と前記バリアー層との間に配置され、もう１つの結合層が該バリアー層と前記高周波受容可能層との間に配置される、項目６に記載の構造物。
（項目８）前記結合層が、修飾されたポリオレフィン、および修飾されたポリプロピレンおよびポリエチレンコポリマーの群から選択される、項目７に記載の構造物。
（項目９）前記高周波ポリマーが脂肪酸ポリアミドダイマーである、項目７に記載の構造物。
（項目１０）前記スキン層が0.5mil〜4.0milの範囲内の厚みを有し、前記バリアー層が0.3mil〜5.0milの範囲内の厚みを有し、前記高周波受容可能層が2.0mil〜8.0milの範囲内の厚みを有し、そして前記結合層がそれぞれ0.3mil〜1.0milの範囲内の厚みを有する、項目７に記載の構造物。
（項目１１）多層構造物であって、以下の：
スキン層；
バリアー層；
30〜60重量％の範囲内の量の第１のポリオレフィン、25〜50重量％の範囲内の量の第２のポリオレフィン、３〜40重量％の範囲内の量の高周波受容可能ポリマー、５〜40重量％の範囲内の量のスチレンおよび炭化水素ブロックコポリマーを有する高周波受容可能層；および
該高周波受容可能層を第１および第２の高周波受容可能層に分割する第１のポリプロピレン層であって、ここで該第１および第２の高周波受容可能層のそれぞれが、所定範囲内の厚みを有する、第１のポリプロピレン層を含む、構造物。
（項目１２）前記第１および第２の高周波受容可能層が実質的に同じ厚みである、項目１１に記載の構造物。
（項目１３）前記第１および第２の高周波受容可能層が異なる厚みである、項目１１に記載の構造物。
（項目１４）前記各層が連続的な順序で積層される、項目１１に記載の構造物。
（項目１５）さらに、前記スキン層と前記バリアー層との間に配置される第１の結合層；および該バリアー層と前記第１の高周波受容可能層との間に配置される第２の結合層を含む、項目１４に記載の構造物。
（項目１６）前記バリアー層がエチレンビニルアルコール、および高ガラス状結晶性ポリアミドからなる群から選択される、項目１１に記載の構造物。
（項目１７）前記第１のポリオレフィンが第２のポリプロピレンであり、そして前記第２のポリオレフィンが、超低密度ポリエチレン、ポリブテン-1、ブテンエチレンコポリマー、酢酸ビニルの含量が約18〜50％の間であるエチレン酢酸ビニルコポリマー、メチルアクリレートの含量が約20〜40％の間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の含量が20〜40％の間であるエチレンn-ブチルアクリレートコポリマー、アクリル酸の含量が約15％より多い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の群から選択される、項目１６に記載の構造物。
（項目１８）前記スキン層が、ポリプロピレンコポリマーを、該ポリプロピレンの量の０〜20重量％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とともに含有する、項目１７に記載の構造物。
（項目１９）多層構造物であって、以下の：
スキン層；
２から10ユニットのバリアー層および結合層を有するバリアーサンドイッチ層；および
30〜60重量％の範囲内の量の第１のポリオレフィン、25〜50重量％の範囲内の量の第２のポリオレフィン、３〜40重量％の範囲内の量の高周波受容可能ポリマー、５〜40重量％の範囲内の量のスチレンおよび炭化水素ブロックコポリマーを有する高周波受容可能層を含む、構造物。
（項目２０）前記スキン層と前記バリアーサンドイッチ層との間にさらに結合層を含有する、項目１９に記載の構造物。
（項目２１）前記第１のポリオレフィンがポリプロピレンであり、そして前記第２のポリオレフィンが、超低密度ポリエチレン、ポリブテン-1、ブテンエチレンコポリマー、酢酸ビニルの含量が約18〜50％の間であるエチレン酢酸ビニルコポリマー、メチルアクリレートの含量が約20〜40％の間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の含量が20〜40％の間であるエチレンn-ブチルアクリレートコポリマー、アクリル酸の含量が約15％より多い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の群から選択される、項目２０に記載の構造物。
（項目２２）前記バリアー層がエチレンビニルアルコールおよび高ガラス状結晶性ポリアミドからなる群から選択される、項目２１に記載の構造物。
（項目２３）前記結合層が、修飾されたポリオレフィンおよび修飾されたポリプロピレンおよびポリエチレンコポリマーの群から選択される、項目２２の構造物。
【００１５】
発明の開示
本発明に従って、特定の多層ポリマーを基礎とした構造物を開示する。この構造物から、医薬物品（例えば、医薬溶液または血液生産物のための容器、血液バッグ、および関連する製品）または多層構造物から構成される他の製品を製造し得る。
【００１６】
本発明の目的は、以下の物理的特性を有する多層フィルムを調製することである：（１）ASTM D-882に従って測定したときに40,000 psiよりも少ない機械的弾性率、および、さらに好ましくは25,000psiよりも少ない弾性率、（２）最初の20％の変形後の、70％以上、およびより好ましくは75％以上の、長さの回復、（３）および９milの厚みの組成物について、ASTMD-1003に従って測定したときに、30％よりも少ない、より好ましくは15％より少ない光学的ヘーズ、（４）１Hzで処理温度にて測定した損失正接が1.0より大きく、そして、より好ましくは2.0より大きい、（５）ハロゲン元素の含有量が0.1％より少ない、そして、より好ましくは0.01％より少ない、（６）低分子量水溶性画分が0.1％より少なく、そして、より好ましくは0.005％より少ない、（７）１MHzと60MHzとの間および25℃〜250℃の温度範囲の間での最大誘電損失が0.05以上であり、そして、より好ましくは0.1以上である、（８）121℃、27psiの負荷でのサンプルクリープにて測定したオートクレーブ耐性が60％以下であり、そして、より好ましくは20％以下であり、そして、（９）毎分約20インチ（50cm）の通常の速度で約100％の伸びまで歪ませた後に歪み白化がなく、そして、歪み白化の有無が気付かれる。
【００１７】
本発明の多層構造物は、好ましくはスチレンおよび炭化水素ブロックコポリマーを伴うポリプロピレンコポリマーから構成されるスキン層を含有する。より好ましくはスキン層の０〜20重量％の範囲内のエチレン-ブテンスチレン（「SEBS」）を伴うプロピレンコポリマーである。この構造物はさらに、スキン層に接着する高周波（「RF」）受容可能な層を含有する。RF層は、ポリプロピレンポリマーである第１の成分、非ポリプロピレンポリオレフィン（プロピレン繰り返し単位を含まないもの）である第２の成分、高周波受容可能ポリマーである第３の成分、およびポリマー相溶化剤である第４の成分から構成される。別の実施態様では、さらなる層（例えば、コア層、スクラップ（scrap）層、およびバリアー層）が、得られたフィルム構造物の付加的機能または強化機能を与えるためにスキン層およびRF層に付加される。
【００１８】
RF層は、同時に出願された米国特許出願整理番号  第1417P030号（本明細書中で参考として援用する）の主題である。本発明の多層フィルム構造物は、RF層のみの構成は提供されないというさらなる特徴を提案する。多層フィルムのこのさらなる特徴は、外部表面光沢およびフィルム構造物の外側表面に対する粘着性の減少を含む。加えて、多層フィルム構造物は、改良された蒸気バリアー特性、より大きい強度および光学的透明度を有し、そしてより清浄であり、または容器の内容物への移動傾向が低減された。
【００１９】
スキン層とRF層との間にはさまれたコア層は、３成分からなる。好ましくは、第１の成分はポリプロピレン（コア層の約40％を構成する）であり、第２の成分は超低密度ポリエチレン（「ULDPE」）（コア層の約50重量％を構成する）であり、そして第３の成分はスチレン-炭化水素ブロックコポリマー、およびより好ましくはSEBSブロックコポリマー（コア層の約10重量％を構成する）である。コア層全体は4.0milの厚みである。
【００２０】
数ある中で、経済的理由のために、フィルム材料の処理の間に回収された再粉砕スクラップ材料を、フィルム構造の組成物に戻して取り入れることもまた望ましい。これにより、全体の層構造物の重量％としてかなりの量のスクラップ材料の使用を導き得、それにより実質的にフィルム製品のコストが減少する。再粉砕スクラップは、上記の構造物に、スキン層とRF層との間のどこかに位置する付加的な別の層として組み入れられ得、またはコア層に付加的成分としてブレンドされ得る。いずれの場合でも、スクラップ材料を再処理することによって、かなりの資源が節約される。
【００２１】
この構造物のガスバリアー特性を向上させるためには、スキン層とRF層との間にバリアー層を組み入れることが望ましい。バリアー層は、接着性タイ（tie）層を用いて周囲の層に接着され得る。バリアー層は、エチレンビニルアルコール（例えば、Evalcaという名の商品（Evalca Co.））、高ガラス状または高結晶性のポリアミド（例えば、Sclar PA(R)（Dupont Chemical Co.））、ニトリル含有率の高いアクリロニトリルコポリマー（例えば、British Petroleumが販売する、商品名 Barex(R)として販売されているもの）から選択され得る。特に、バリアー構造物は、0.5mil〜4.0milの範囲内、より好ましくは1.0mil〜3.0mil、そして最も好ましくは1.0milの厚みを有するポリプロピレンのスキン層を有し、0.3mil〜5.0milの範囲内、より好ましくは1.5mil〜4.0mil、そして最も好ましくは2.0milの厚みを有するエチレンビニルアルコールのバリアー層を有し、そして、2.0mil〜8.0milの範囲内、より好ましくは3.0mil〜6.0mil、そして最も好ましくは4.0milの厚みを有するRF受容可能層を有する。そのような構造物は、エチレンビニルアルコール層の完全性が失われることなく、オートクレーブ滅菌を受け得ることが見いだされた。
【００２２】
酸素、水、および二酸化炭素の透過に対する増加した抵抗性は、バリアー層を、結合層により分割された薄いバリアー層の多層の積み重ねの中に分割することにより実現した。3.0milの厚みの１つのバリアー層は、２から10までの範囲のバリアー層に分けられ得る。10バリアー層の実施態様では、それぞれのバリアー層は、0.3milの厚みであり、そしてそれぞれの層は、結合層により分割されている。そのような多層バリアーサンドイッチ状のフィルム構造物は、直前に議論したバリアーフィルム構造物に似ている。このバリアーフィルム構造物は、ポリプロピレンのスキン層、結合層、および多層バリアーサンドイッチ（上述の１から10の連続的なバリアーおよび結合層のユニットを有する）、次いでRF活性層またはポリオレフィン（例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレン）のシーラント層を有する。
【００２３】
前述の構造および組成を有するフィルムは、柔軟で、光学的に透明で、歪み白化がなく、そしてスチーム滅菌および放射滅菌し得ることが見いだされた。加えて、フィルムは医療用途に適合する。フィルムを構成する成分が、組成物が接触することになる液体および内容物への最小限の抽出可能性しか有しないからである。さらに、フィルムは、焼却時に悪影響のある分解物を生成しないということにおいて、環境的に安全である。最後に、このフィルムは、コスト効果を与えるPVCの代替品である。
【００２４】
本発明のさらなる特徴および利点は、図面および目下の好ましい実施態様の詳細な説明に記載され、そして、それらから明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
発明を実施する最良の形態
本発明は、多くの様々の形式での実施態様が可能であり、そして本明細書中に詳細に記載されているが、本発明の好ましい実施態様を、この開示が本発明の原理の例と考えられ、そして本発明の広範な局面を例示の実施態様に限定することを意図しない、との理解のもとに、開示する。
【００２６】
本発明に従って、上述した要求に合う多層フィルム構造物が提供される。
【００２７】
図１は、スキン層12および高周波（「RF」）受容可能層14を有する２層のフィルム構造物10を示す。スキン層12は、耐熱分解性および耐摩耗性を提供し、そして好ましくはポリプロピレンであり、そしてより好ましくは、スチレンおよび炭化水素のブロックコポリマーがブレンドされたポリプロピレンコポリマーである。より好ましくは、スキン層12は、０〜20重量％の範囲内で、SEBSブロックコポリマーがブレンドされたポリプロピレンコポリマーである。スキン層12は、0.2mil〜3.0milの範囲内の厚みを有するべきである。
【００２８】
本発明のRF受容可能な層14は、0.05よりも大きい誘電損失を１MHz〜60MHzの範囲内および室温〜250℃の温度の範囲内にて有するべきである。RF層14は、好ましくは４成分を有する。RF層14は、フィルム構造物10に対して、RFシール性、柔軟性、耐熱変形性、および相容性を提供する。RF層14の第１の成分は、ポリプロピレンコポリマー、および好ましくはプロピレンα-オレフィンランダムコポリマー（「PPE」）から選択される。PPEは、要求される剛性および約121℃のオートクレーブ温度でのたわみへの抵抗性を保有する。しかし、PPEだけでは、PPEは剛直すぎて柔軟性の要求を満たさない。特定の低弾性率ポリマーとアロイ化により組み合わせるとき、良好な柔軟性が得られ得る。
【００２９】
これらの低弾性率コポリマーとしては、エチレンベースのコポリマー、例えば、エチレン-コ-酢酸ビニル（「EVA」）、エチレン-コ-αオレフィン、またはいわゆる超低密度（代表的には0.90Kg/L未満）のポリエチレン（「ULDPE」）が挙げられる。これらのULDPEとしては、市販の商品、商標TAFMER(R)（Mitsui Petrochemical Co.）製品名A485,Exact(R)（Exxon Chemical Company）製品名4023〜4024、および、Insite(R)technology polymers（Dow Chemical Co.）が挙げられる。加えて、ポリブテン-1（「PB」）（例えば、Shell Chemical Company製の製品名PB-8010、PB-8310）；SEBSブロックコポリマーをベースとした熱可塑性エラストマー（Shell Chemical Company）、ポリイソブテン（「PIB」）（製品名Vistanex L-80、L-100、L-120、L-140（Exxon Chemical Company））、エチレンアルキルアクリレート、メチルアクリレートコポリマー（「EMA」）（例えば、製品名EMAC 2707およびDS-1130（Chevron））、およびn-ブチルアクリレート（「ENBA」）（Quantum Chemical）が容認し得るポリマーであることが判った。アクリル酸コポリマーおよびメタクリル酸コポリマーおよびその部分的に中和された塩およびアイオノマー（例えば、PRIMACOR(R)（Dow Chemical Company）およびSURYLN(R)（E.I.DuPont de Nemours ＆ Company）のようなエチレンコポリマーもまた、容認し得る。代表的には、約110℃より低い融点温度を有するエチレンベースのコポリマーは、121℃でのオートクレーブを使用する用途には適切でない。さらに、それぞれの成分の割合のうちほんの限定された範囲のみが、柔軟性およびオートクレーブ性能（autoclavability）の要求を同時に満たす。
【００３０】
好ましくは、第１の成分は、ポリプロピレンホモポリマーおよびαオレフィンとのランダムコポリマーの群から選択され、これはフィルムの約30〜60重量％、より好ましくは35〜45重量％、そして最も好ましくは45重量％を構成する。例えば、プロピレンおよびエチレンのランダムコポリマーであって、エチレン含有量が、プロピレンの重量の０％〜６％の範囲内の量であり、そしてより好ましくは２％〜６％の範囲内の量であるものが第１の成分として好ましい。
【００３１】
RF層14の第２の成分は、柔軟性および低温度での延性をRF層14に与え、そして、プロピレン繰り返し単位を有さないポリオレフィン（「非プロピレンベースポリオレフィン」）からなる群から選択され、このポリオレフィンは、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、エチレン酢酸ビニルコポリマー、酢酸ビニル含量が約18％〜50％のコポリマー、エチレンメチルアクリレートコポリマー（メチルアクリレート含量は約20％〜40％の間）、エチレンn-ブ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は20％〜40％）、エチレンアクリル酸コポリマー（約15％より多いアクリル酸含量）を包含する。これらの製品の例は、製品名Tafmer  A-4085（Mitsui）、EMACDS-1130（Chevron）、Exact 4023、4024および4028（Exxon）として販売されている。好ましくは、RF層14の第２の成分はULDPE（Mitsui Petrochemical Companyが、製品名TAFMER A-4085として販売している）、またはポリブテン-1（PB8010およびPB8310（Shell Chemical））であり、そしてフィルムの約25重量％〜50重量％、より好ましくは35重量％〜45重量％であり、そして最も好ましくは45重量％を構成する。
【００３２】
RF層14の第１および第２の成分は、高融点および高柔軟性のオレフィン（例えば、the Rexene Companyが、製品名FPOとして販売しているポリプロピレン）から選択される１つの成分により置換され得る。この成分の融点温度は130℃よりも高く、かつ弾性率は20,000psiを下回るべきである。この成分は、RF層の30〜60重量％の間を構成すべきである。
【００３３】
RF誘電損失をRF層14に加えるために、特定の公知の高誘電損失成分がフィルム構造物10の第３成分として含有される。例えば、十分に高いコモノマー含量のEVAおよびEMAは、有意な損失特性を27MHzにて示し、組成物を誘電プロセスによりシール可能とする。材料の１つのクラスとしてのポリアミド、およびエチレンビニルアルコール（「EVOH」）コポリマー（代表的にはEVAコポリマーの加水分解により生産される）の両者は、適切な温度での高誘電損失特性を有する。他の活性材料としては、PVC、塩化ビニリデンおよびフッ化ビニリデン、ビスフェノールＡおよびエピクロロヒドリンのコポリマー（PHENOXYS(R)（Union Carbide）として知られている）が挙げられる。しかし、これらの塩素およびフッ素含有ポリマーの有意量の含有は、そのような材料を焼却すると無機酸を生成するので、環境的に悪影響となる。ゆえに、RF層14の第３の成分は、好ましくは、ポリアミドのクラスから選択される。
【００３４】
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り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二酸の縮合反応により得られる脂肪族ポリアミド、脂肪酸ダイマーの縮合反応により得られるポリアミド、およびアミド含有コポリマー（ランダム、ブロック、またはグラフト）、から選ばれる。
【００３５】
ポリアミド（例えば、ナイロン）は、フィルムに耐摩耗性を与えるので、広くフィルム材料に使用されている。しかし、ナイロンは、医薬溶液に接触する層中ではほとんど見出せない。なぜならナイロンは、代表的には溶液中に溶出して溶液を汚染するからである。しかし、本発明の出願人らにより、様々なダイマー脂肪酸ポリアミド（例えば、Henkel Corporationによって、製品名MACROMETおよびVERSAMIDとして販売されている）がそのような汚染をせず、したがって最も好ましいRF層14の第３成分であることが発見された。第３の成分は、RF層14に対し、約３重量％〜40重量％、より好ましくは７重量％〜13重量％であり、そして最も好ましくは10重量％である。
【００３６】
RF層14の第４の成分は、RF層14の極性成分および非極性成分の間に相容性を与える。第４の成分はスチレン-炭化水素ブロックコポリマーおよび好ましくはSEBSブロックコポリマー（これはマレイン酸無水物、エポキシ、またはカルボキシレートの官能性により修飾される）から選ばれた。最も好ましくは、第４の成分は、マレイン酸無水物により官能化されたSEBSブロックコポリマーである。このような製品はShell Chemical CompanyによりKRATON RP-6509の製品名で販売されている。第４の成分は、RF層14の、約５重量％〜40重量％を構成するべきであり、より好ましくは７重量％〜13重量％であり、そして最も好ましくは10重量％である。
【００３７】
RF層14に、上記のような官能基によって修飾されていないSEBSブロックコポリマー（例えば、Shell Chemical CompanyによりKRATON G-1652の製品名で販売されているもの）である第５の成分を含むこともまた望ましくあり得る。この成分は、RF層に対し、５重量％〜40重量％を構成するべきであり、より好ましくは７重量％〜13重量％であり、そして最も好ましくは10％である。
【００３８】
好ましくは、RF受容可能層は、１mil〜９milの範囲内の厚みを有するべきであり、より好ましくは5.0mil〜8.0milであり、そして最も好ましくは5.0milである。スキン層は、0.2mil〜3.0milの範囲の厚みを有し、そして最も好ましくは0.5milである。
【００３９】
図２は、スキン層12とRF層14との間にはさまれたコア層16を有する本発明の別の実施態様を示す。コア層16は、耐熱変形性、および柔軟性をフィルム構造物10に与え、そして、フィルム構造物10の成分の間の相容性をフィルム構造物10に与える。好ましくは、コア層は、0.5mil〜10milの範囲内の厚みを有し、より好ましくは１mil〜４milである。コア層16は３つの成分を含有する。第１の成分は、ポリオレフィンであり、好ましくは、コア層16に対し、約20重量％〜60重量％、より好ましくは35重量％〜50重量％であり、そして最も好ましくは45重量％を構成するポリプロピレンである。
【００４０】
コア層16の第２の成分は、柔軟性をコア層16に与える化合物（ULDPE、ポリブテンコポリマーを包含する）からなる群から選択される。好ましくは、コア層の第２の成分は、ULDPEまたはポリブテン-1であり、その量は、40重量％〜60重量％であり、より好ましくは40重量％〜50重量％であり、そして最も好ましくは40重量％である。
【００４１】
コア層16の第３の成分は、コア層16の成分の間の相容性を与える化合物の群から選択され、そしてスチレン炭化水素ブロックコポリマーおよび最も好ましくはSEBSブロックコポリマーが挙げられる。第３成分の量は、好ましくは、コア層16に対し、５重量％〜40重量％の範囲であり、より好ましくは７重量％〜15重量％であり、そして最も好ましくは15重量％である。
【００４２】
コア層16には第４の成分として、容器の製造中に回収した、再粉砕されたトリムスクラップ材料も添加し得る。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、コア層16の、約０重量％〜50重量％の間の量で添加され得、そしてより好ましくは10重量％〜30重量％の範囲内であり、そして最も好ましくは３重量％〜12重量％の範囲内である。
【００４３】
図３は、RF層のスキン層12と反対の側に接着している溶液接触層17を含むフィルムまたはシート構造を示す。溶液接触層17は３つの成分を含有し、その３つの成分は、上述したコア層16の最初の３つの成分と同様のもの、および同じ重量パーセントの範囲から選択され得る。好ましくは、溶液接触層17は、0.2mil〜1.0milの範囲内の厚みを有し、そして最も好ましくは1.0milである。
【００４４】
図４は、多層フィルム構造物の別の実施態様を示し、この多層フィルム構造物は、上述したようなスキン層12、コア層16、およびRF層14を有し、付加的な独立したスクラップ20層をスキン層12とコア層16との間に有する。図５は、コア層16とRF層20との間の独立したスクラップ層20を示す。図６は、コア層16を第１のコア層14aおよび第２のコア層14bに分けるスクラップ層20を示す。好ましくは、再粉砕層は、0.5mil〜5.0milの範囲内の厚みを有し、そして最も好ましくは1.0milである。
【００４５】
図７は、７つの層（上述したスキン12、コア16、およびRF層14を含み、コア層16とRF層14との間にバリアー層26を有し、そしてバリアー層26の対向する両側に付着した結合層28によって、バリアー層26がコア層16とRF層14に接着している）を有する本発明の別の実施態様を示す。図８は、コア層16とスキン層12との間のバリアー層26を示す。図９は、コア層14を２つのコア層14aおよび14bに分けるバリアー層26を示す。バリアー層26は、フィルム構造物10のガスバリアー特性を増加させる。バリアー層26は、エチレンビニルアルコール（例えば、Evalcaという名で販売されているもの（Evalca Co.））、高ガラス状または高結晶性のポリアミド（例えば、Sclar PA(R)（Dupont Chemical Co.））、ニトリル含有率の高いアクリロニトリルコポリマー（例えば、British Petroleumが販売する、商品名 Barex(R)）からなる群から選択される。好ましくは、バリアー層26は、エチレンビニルアルコールであり、そして0.3mil〜1.5milの範囲の厚みを有し、そして最も好ましくは1.0milである。
【００４６】
結合層28は、修飾されたポリオレフィン、および修飾されたエチレンおよびプロピレンコポリマー（例えば、製品名Admer（Mitsui）（マレイン酸無水物で修飾されたポリプロピレン）、製品名Prexar（Quantum Chemical Co.）、および製品名Bynel（Dupont）として販売されているもの）から選択され、そして、0.2mil〜1.0milの範囲内の厚みを有するべきであり、そして最も好ましくは0.5milである。
【００４７】
図11は、スキン層12、バリアー層26、およびRF層26を有するバリアー構造物を示す。スキン層はポリオレフィンであり得、ポリオレフィンとしてはポリプロピレン（修飾されたものおよび修飾されていないもの）、ポリエチレン、およびスチレンおよび炭化水素ブロックコポリマーとブレンドされたポリオレフィン（例えば、スチレン-エチレン-ブテン-スチレンブロックコポリマー）が挙げられる。図12は、基本層の間にはさまれた任意の結合層28を有する図11の構造物を示す。好ましくは、スキン層12は、0.5mil〜4.0milの範囲内の厚みを有し、より好ましくは1.0mil〜3.0milであり、そして最も好ましくは2.0milであり；バリアー層26は、0.3mil〜5.0milの範囲内の厚みを有し、より好ましくは1.5mil〜4.0milであり、そして最も好ましくは2.0milであり；RF層14は、2.0mil〜8.0milの範囲の厚みを有し、より好ましくは3.0mil〜6.0milであり、そして最も好ましくは4.0milであり、そして結合層は（用いられる場合）、好ましくは0.3mil〜1.0milの範囲の厚みを有し、より好ましくは0.3mil〜0.5milである。好ましくは、図11におよび12に示すバリアー構造物は、共押し出しされる。
【００４８】
図13は、RF層14を対称的にまたは非対称的のいずれかで分けるポリプロピレン層32を有する、別のバリアー構造物を示す。図13に示す構造物は、1.0milのポリプロピレンスキン層12、0.5milの結合層、2.0milのEVOHバリアー層26、0.5milの結合層、2.0milのRF層14、1.0milのポリプロピレン、2.0milのRF層14を有する。非対称構造物の一例は、1.0milのRF層14および2.0milのRF層を有する。
【００４９】
図14は、別のバリアー構造物を示す。この構造物は、スキン層12、結合層28、バリアーサンドイッチ層34（２〜10個の範囲のバリアー層26および結合層28を含むサブ層ユニット）を有する。この構造物は、さらにバリアーサンドイッチ層34に接着されたRF層14を含む。バリアーサンドイッチ層34は、上述した個々のバリアー層26について説明した範囲内の厚みを有するべきである。
【００５０】
上記の層は、共押し出し、共押し出しコーティング、または他の受容し得るプロセスにて加工され得る。これらの材料は、図10に示され、そして一般的に30で指示されるようなI.V.治療バッグの製造に用い得る。容器30を形成するために用いられる構造物は、当該産業において周知の、加熱されたダイおよびプラテンに続いての冷却ダイおよびプラテンの使用のような任意の従来の手段によりシールされ得る。伝導性および誘電性加熱シール技術（RFシール技術を含む）の使用によってこれらの構造物をシールすることもまた可能である。
【００５１】
上記成分の様々な組合せ、および以下の実施例において説明される重量パーセントを有するフィルムを以下の方法により試験した。
（１）オートクレーブ性能
耐オートクレーブ性はサンプルのクリープ、すなわち、121℃、27psiの負荷で１時間での、サンプルの長さの増加によって測定した。耐オートクレーブ性は60％以下でなければならない。
（２）低温および室温での延性
（Ａ）低温での延性
液体窒素で冷やされる低温環境チャンバーを装着した衝撃試験機にて、７inch×７inch（18cm×18cm）のフィルムサンプルを直径約６inch（15cm）の円形のサンプルホルダーの上に載せる。応力センサーを備えた半球状の衝撃ヘッドを高速（代表的には約３m/sec）で、予めコンディショニングしたフィルムへ、ヘッドを中心に導きながら、打ち込む。応力-変形曲線をプロットし、そして衝撃のエネルギーを積分により計算する。衝撃エネルギーが劇的に上昇し、そして破壊された部分が脆性高歪みモルホロジーから延性高歪みモルホロジーに変化するときの温度を、フィルムの低温性能（「L.TMP」）の測定値とする。
【００５２】
（Ｂ）機械的弾性率および回復：
オートクレーブ処理された既知の寸法のフィルムサンプルを、サンプルを伸ばすためのクロスヘッドを有する、サーボ水圧的に運転される機械的試験機に取り付ける。毎分10inch（25cm）のクロスヘッド速度にて、サンプルを、約20％の伸びまで伸ばす。この時点で、クロスヘッドは動いて、そして次いで最初にサンプルを伸ばすために使用された方向と逆方向に動いて戻る。応力と歪みの挙動をデジタル記録計に記録する。弾性率（「E（Kpsi）」）は、応力-歪み曲線の初期の傾きから得、そして回復は、サンプルの伸びのパーセントとしての過剰なサンプル長さから得る。
（３）RF加工性：
Callahanの27.12MHz、２Kw高周波発生機に、約0.25inch（6.3mm）×４inch（10cm）の直角の真鍮のダイを、平らな真鍮の電極（これもまた発生機に接続している）と反対側に接続する。候補材料の２枚のシート（溶液側をそれぞれ向かい合わせて）を間に挟んでダイを閉めながら、異なった増幅率および時間のRF電力を印加した。RFサイクルが終了すると、ダイを開け、そして得られたシールを、手で２枚のシートに引き離すことにより試験した。シールの（フィルムの強度に対する）強度および破壊の状況（剥離、破断、または凝集破壊）を材料のRF応答性の評価に用いる。
【００５３】
あるいは、候補材料フィルムを最初に金またはパラジウムにて、スパッタリングして、100オングストロームの厚みにコートして、表面を導電性にし、円形に切断し、そして、誘電容量測定セルの中の平行な電極の間に装着する。Hewlett Packard 4902自動RFブリッジを用いて、誘電定数および誘電損失を、10MHzまでの異なる周波数および150℃までの異なる温度にて測定する。誘電損失はRF場での熱発生の計算を可能にする。計算またはRFシール実験との相関から、性能に対する最小誘電損失を得る。
【００５４】
RFシール性能をCallahanシーラーによって得れば、以下のランキングスケールを採用する。
【００５５】
【表１】
2006123556.tif 000002
【００５６】
（４）光学的透明度：
オートクレーブした後のフィルムサンプルを最初に約２×２インチ（５×５cm）平方に切断し、Hunter Colorimeter に装着し、ASTM D-1003に従い、それらの内部ヘーズを測定する。代表的には、その厚みに対して30％より少ない内部ヘーズのレベル（「ヘーズ％」）が必要であり、20％より少ないことが好ましい。
（５）歪み白化
オートクレーブした後のフィルムを、毎分約20インチ（50cm）の通常の速度で約100％の伸び（もとの長さの２倍）まで歪みをかけ、そして歪み白化の存在（１と表示する）または不存在（０と表示する）を記録する（「歪み白化（S.Whitening）」）。
（６）環境適合性：
環境適合性は、３つの重要な特性を含む：（ａ）材料が、廃棄されたときに埋め立て地に溶出し得る低分子可塑剤を有しない、（２）材料が、医薬送達という第一の目標を達成したとき、有用な物品に熱可塑的にリサイクルし得る、そして（３）焼却によるエネルギーの再生利用（reclaim）により、廃棄されるときに、環境に悪影響を与える有意な無機酸を放出しない。（「環境適合性（Envir.）」）。この組成物はまた、0.1重量％より少ないハロゲンを含む。溶融加工によるリサイクルを容易にするために、得られる組成物は１MHZ、加工温度にて測定して、1.0より大きい損失正接を有するべきである。
（７）溶液適合性
溶液適合性とは、フィルム内に含まれる溶液が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。（「溶液適合性（S.Comp.）」）組成物中の低分子量の水溶性留分は0.1％より少ない。
（８）バリアー特性
図11に示すバリアーフィルム構造物を、独立した実験室にて、gm／100in2／24時間の単位で表される水蒸気透過率（WVTR）、相対湿度（RH）50％および相対湿度80％における酸素透過率、および二酸化炭素透過率について試験し、そして酸素および二酸化炭素の透過率をcc／100in2／24時間の単位で表す。
【００５７】
以下の組合せは、以下に説明するフィルムについて、上記の試験方法を用いて試験した。
【００５８】
【表２】
2006123556.tif 000003
【００５９】
【表３】
2006123556.tif 000004
【００６０】
【表４】
2006123556.tif 000005
【００６１】
【表８】
2006123556.tif 000006
【００６２】
【表９】
2006123556.tif 000007
【００６３】
【表１０】
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【００６４】
本発明が、本発明の精神または中心的な特色から離れずに、他の特定の形態により実施され得ることが理解される。したがって、本発明の実施例および実施態様は、すべての点において、例証的であって制限的ではないと考えられ、そして本発明は本明細書中の詳細に限られるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、本発明の２層フィルム構造物の横断面図を示す。
【図２】図２は、本発明の３層フィルム構造物（図１のフィルムに付加されたコア層を含有する）の横断面図を示す。
【図３】図３は、溶液接触層を含む図１のフィルムの横断面図を示す。
【図４】図４は、スクラップ材料の分離層をスキン層とコア層との間に有する、本発明の４層構造物の横断面図を示す。
【図５】図５は、再粉砕したスクラップを独立した層として、コア層とRF層との間に用いたフィルム構造物の横断面図を示す。
【図６】図６は、再粉砕したスクラップを、コア層を２つのコア層に分ける独立した層として用いたフィルム構造物の横断面図を示す。
【図７】図７は、コア層とRF層との間のバリアー層および２つの結合層を含有する７層を有する本発明のフィルム構造物の横断面図を示す。
【図８】図８は、バリアー層がコア層とスキン層との間に配置されていることを除いて、図６と同じ構造を示す。
【図９】図９は、コア層を分けるバリアー層を有するフィルム構造物の横断面図を示す。
【図１０】図10は、本発明のフィルム構造物の１つから構成される容器を示す。
【図１１】図11は、スキン層、バリアー層、およびRF層を有する構造物の横断面図を示す。
【図１２】図12は、さらに結合層を基本層の間に含有する図11の構造物を示す。
【図１３】図13は、RF層を分けるポリプロピレンの層を有する多層フィルムを示す。
【図１４】図14は、２〜10の層に分けられたバリアー層を有する多層フィルムを示す。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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