專(zhuān)利名稱：多層共擠輸液膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高分子材料制成的多層共擠膜及其制造方法，更具體地說(shuō)，涉及在醫(yī)療領(lǐng)域中作為輸液或血液等藥用包裝材料的多層共擠輸液膜及其制造方法。
背景技術(shù)：
以往較普遍使用的輸液或血液等類(lèi)似醫(yī)療用品的包裝用材料是軟聚氯乙烯，由于其在加工過(guò)程中需要加入各種助劑以改善其性能，而小分子助劑的遷移以及聚氯乙烯自身所帶的氯元素使軟聚氯乙烯從加工到回收過(guò)程，都會(huì)釋放出對(duì)人體健康有危害的成分。為保障人民用藥安全，以及根據(jù)環(huán)保的要求，目前我國(guó)和世界各國(guó)的藥監(jiān)部門(mén)對(duì)直接接觸藥液或血液等藥用包裝材料制訂了要求很高的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，軟聚氯乙烯已不能滿足其要求。
基于此，人們正在積極研究采用各種新型材料或材料的組合，以滿足該類(lèi)包裝材料在性能上多方面多層次的嚴(yán)格要求。由于單一組成的膜材很難滿足其各方面的綜合要求，因而現(xiàn)在的做法通常是把幾種各具特性的單膜加以優(yōu)化組合而制成多層共擠膜，以兼取各種單膜之優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)單膜之不足。查閱現(xiàn)已公開(kāi)的專(zhuān)利，這些已公開(kāi)的材料如中國(guó)專(zhuān)利ZL99814444.4及中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)01111112.7中所公開(kāi)的材料，在當(dāng)時(shí)確有一定的先進(jìn)性，但隨著人民對(duì)藥品包裝要求的提高，以及各種高性能塑料樹(shù)脂的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，這些專(zhuān)利技術(shù)顯然無(wú)法適應(yīng)和滿足社會(huì)的需要。比如申請(qǐng)?zhí)枮?111112.7的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)采用聚酰胺樹(shù)脂，阻隔性能和拉伸強(qiáng)度確實(shí)很好，但它到藥廠的灌裝線里上機(jī)試用，會(huì)發(fā)現(xiàn)切斷時(shí)有很多纖維絲，調(diào)整工藝也排除不了這種現(xiàn)象，這是多年來(lái)一直克服不了的難題，因?yàn)檩斠菏且M(jìn)入血管里的，肉眼看不見(jiàn)的微粒將會(huì)造成生命危險(xiǎn)，所以藥品灌裝的潔凈室內(nèi)不允許有這種細(xì)小纖維絲來(lái)污染環(huán)境。再者，性能優(yōu)異的良好多層膜材料應(yīng)當(dāng)具有良好的綜合性能，包括具有良好的物理性能、密封性能好，微粒滲出低，透明度佳、柔軟性好及能耐121℃高溫高壓蒸汽消毒等，并且符合藥用液體包裝材料所需的耐化學(xué)穩(wěn)定性能及生物、衛(wèi)生指標(biāo)，從這些指標(biāo)來(lái)考察，現(xiàn)有多層膜材料的綜合性能還有待進(jìn)一步提高，尤其是在柔軟性、耐溫性及透明性的綜合平衡與提高上有待進(jìn)一步提升。
另外，多層膜材的生產(chǎn)工藝對(duì)材料性能的影響也不容忽視?，F(xiàn)有技術(shù)大多采用的是下吹水冷的傳統(tǒng)工藝，不須說(shuō)擠出機(jī)要放在6米多高的設(shè)備上有多少麻煩，批量生產(chǎn)時(shí)每天幾噸料拿上去也很吃力。更為關(guān)鍵的是，目前無(wú)法解決的難題是下吹水冷的衛(wèi)生指標(biāo)達(dá)不到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。大家知道微生物很容易在恒溫，并帶有水分和潮濕的環(huán)境里生長(zhǎng)繁育，所以這個(gè)微生物限度控制不好，衛(wèi)生指標(biāo)無(wú)法通過(guò)，目前國(guó)內(nèi)引進(jìn)的幾條水冷下吹輸液生產(chǎn)線，至今都無(wú)法批量生產(chǎn)，藥廠不能接受的產(chǎn)品理論再好也沒(méi)用。
本發(fā)明正是在這樣的背景下，經(jīng)過(guò)多年的試驗(yàn)，逐步提高并吸取和應(yīng)用了國(guó)際上新型專(zhuān)用樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行優(yōu)化組合而獲得的具有良好的物理性能和衛(wèi)生指標(biāo)的多層膜材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀而提供一種綜合性能好，尤其是密封性能、防微粒滲出性能、透明度、柔軟性及耐溫性優(yōu)良的新型多層共擠輸液膜，以及該多層共擠輸液膜的制造方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為該種多層共擠輸液膜，從材料組成上看為五層結(jié)構(gòu)，其特征在于第一層為封內(nèi)層A，其成分是聚丙烯與SEBS熱塑性彈性共聚物組成的混合樹(shù)脂，SEBS指苯乙烯-乙烯-丁烯橡膠-苯乙烯嵌段共聚物，且SEBS熱塑性彈性共聚物在混合樹(shù)脂中的加入量為40-60wt％；熱封內(nèi)層A中所用聚丙烯與SEBS熱塑性彈性共聚物組成的混合樹(shù)脂的熔融指數(shù)為2.0～15g/10min，密度為0.89～0.9g/cm3；該層厚度為20～45μm，占多層共擠輸液膜總厚度的15～25％。
SEBS彈性體為苯乙烯-乙烯-丁烯橡膠-苯乙烯嵌段共聚物，由于丁烯橡膠的彈韌性特別好，所以不但成品柔軟性和強(qiáng)韌度極佳，低溫?zé)岱庑阅芤埠芎?。SEBS用在內(nèi)層還具有自粘作用，在膜泡內(nèi)用100級(jí)無(wú)菌超凈空氣吹制，經(jīng)夾棍壓扁后，能使二層膜始終在自粘閉合的狀態(tài)下分切包裝，杜絕外界低凈化級(jí)別的空氣污染，從而保證了直接接觸藥液的內(nèi)層具有優(yōu)良的衛(wèi)生和生物指標(biāo)。經(jīng)藥物相容性試驗(yàn)證明，它耐化學(xué)穩(wěn)定性能特別好，具有廣泛的藥物相容性，灌裝藥液后經(jīng)微粒儀在6個(gè)月的加速試驗(yàn)中檢測(cè)證明，滲出物和微粒數(shù)極少，完全達(dá)到和超過(guò)了歐美及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
第二層為粘接層B，其成分是丙烯-乙烯共聚物，熔融指數(shù)為1.5～5g/10min，密度為0.89～0.9g/cm3；該層厚度為15～26μm，占多層共擠輸液膜總厚度的8～15％。該層作用是對(duì)第一層A和第三層C原料具有良好的粘結(jié)強(qiáng)度，使他們不管是低溫儲(chǔ)藏，還是高溫滅菌始終結(jié)合在一起。
第三層為核心層C，其成分是丙烯-乙烯/a-烯烴共聚彈性體，熔融指數(shù)為1～5g/10min，密度為0.89～0.92g/cm3；該層厚度為50～80μm，占多層共擠輸液膜總厚度的30～45％。該層特點(diǎn)是柔軟度特別好，能耐沖擊和彎曲，透明度和耐穿刺極佳，在低溫下仍能保持良好的韌性，垂伸強(qiáng)度和力學(xué)性能好，是能保證通過(guò)2.5米跌落實(shí)驗(yàn)的主要材料。
第四層為粘接層D，其成分是乙烯甲基丙烯酸酯聚合物，熔融指數(shù)為1.5～5g/10min，密度為0.9～0.93g/cm3該層厚度為15～25μm，占多層共擠輸液膜總厚度的8～14％。該層質(zhì)地柔軟，冷熱穩(wěn)定性好，對(duì)第三層C和第五層E原料具有良好的粘接牢度。
第五層為耐候?qū)覧，其成分為彈性樹(shù)脂聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，熔融指數(shù)為4～10g/10min，密度為1.1～1.3g/cm3；該層厚度為18～36μm，占多層共擠輸液膜總厚度的10～20％。聚脂具有良好的阻隔性能和耐沖擊強(qiáng)度，透明度好，強(qiáng)韌耐磨，冷熱穩(wěn)定性能好，在高溫?zé)岱夂透邷貧⒕鷷r(shí)不會(huì)變形，并以優(yōu)良的物理性能，保證外層的耐磨擦性能和印刷牢度。
眾所周知，聚脂的熔點(diǎn)溫度為225-260℃，丙烯的熔點(diǎn)溫度為164-172℃，乙烯的熔點(diǎn)溫度是125-128℃，用聚脂作為外層，能利用它的耐高溫性能，解決了很多專(zhuān)利中所謂的對(duì)稱結(jié)構(gòu)(即內(nèi)外層都用丙烯或乙烯)在實(shí)際應(yīng)用的熱封制袋時(shí)會(huì)碰到的困難，如外層樹(shù)脂熔融溫度與內(nèi)層差不多的話，熱合時(shí)溫度低了根本燙不牢，如把溫度調(diào)高到內(nèi)層樹(shù)脂能熔融粘牢的時(shí)候，外層樹(shù)脂先接觸燙模，因經(jīng)不起長(zhǎng)時(shí)間的高溫而變形，甚至破裂，盡管溫度、時(shí)間、壓力微調(diào)得很仔細(xì)，由于輸液膜的厚度大，總是感覺(jué)外面的膜快熔破了，而傳遞到內(nèi)層的熱合溫度還不夠。這樣熱合成袋的平整度肯定不好，漏包等次品比例也很高。
我們?cè)诖罅康纳a(chǎn)實(shí)踐中分析研究，結(jié)論是內(nèi)層A樹(shù)脂在能經(jīng)得起高溫121度30分鐘滅菌的同時(shí)，應(yīng)選用熔點(diǎn)溫度應(yīng)盡量低的樹(shù)脂，我們創(chuàng)造性地加入SEBS，正好滿足了這方面的要求，同時(shí)外層必須選用能耐高溫的聚脂，才能保證制袋質(zhì)量和輸液袋上燙印文字的效果，隨著外層溫度適應(yīng)范圍的寬廣，就有把握提高制袋速度，在保證內(nèi)層熱封效果的同時(shí)，也提高了生產(chǎn)效率。
聚脂不但透明度和透光率好，還有著良好的阻隔性能和拉伸強(qiáng)度，聚脂的氧氣透過(guò)量比聚丙烯少25倍以上，比聚乙烯要少50倍以上，這就是用了聚脂后，拉伸強(qiáng)度和透氧、透濕等物理性能大幅提高，輸液膜的厚度降低了，還有把握達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的理由之一。
所述多層共擠輸液膜的總厚度為150～190μm。
任何物質(zhì)既有它好的一方面，同時(shí)也存在著不足和缺陷，開(kāi)發(fā)五層共擠輸液膜的目的是兼取各種樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)單一薄膜中的不足，丙烯耐高溫性能比乙烯要好，但柔軟度不如乙烯，為保證輸液膜的柔軟性，保證袋裝輸液能完全壓扁，配方中不能沒(méi)有乙烯，但加入乙烯后，其可能存在以下問(wèn)題吹膜時(shí)透明度很好，但當(dāng)共擠所得多層膜經(jīng)121度30分鐘高溫殺菌后，可能由于經(jīng)不起高溫而造成發(fā)自現(xiàn)象，造成透明度下降，為解決這一難題，確保多層膜經(jīng)高溫殺菌后不出現(xiàn)發(fā)白現(xiàn)象，我們經(jīng)過(guò)多年的反復(fù)試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)經(jīng)高能電子輻照交聯(lián)后的薄膜耐高溫性能顯著提高。用同樣的材料和相同工藝吹制多卷多層膜，其中一卷采用輻照交聯(lián)新技術(shù)加以處理，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，經(jīng)輻照交聯(lián)技術(shù)處理的那卷多層膜，由于在輻照作用下，使聚烯烴產(chǎn)生了一系列的C-C鍵，而形成分子交聯(lián)結(jié)構(gòu)，結(jié)果該卷產(chǎn)品耐高溫能力大幅度提高，經(jīng)121度30分鐘高溫滅菌后，透明度和柔軟性保持不變，柔韌性和撕裂強(qiáng)度顯著提高；空氣和水在薄膜中的透過(guò)率下降；光學(xué)物理性能更加優(yōu)秀。當(dāng)然，這與輻照交聯(lián)的程度有關(guān)，如果輻照程度不夠或過(guò)頭都會(huì)影響最后的結(jié)果。因此，本發(fā)明中制造該多層共擠輸液膜的方法是其采用上吹風(fēng)冷式共擠工藝，其特征在于在共擠牽引的同時(shí)，對(duì)共擠所得多層膜采用高能電子輻照或X射線進(jìn)行輻射，輔照強(qiáng)度為2-8兆拉特，輔照時(shí)間可根據(jù)生產(chǎn)速度和吸收強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)整，一般為10～40分鐘。
此外，針對(duì)現(xiàn)有下吹水冷工藝的缺點(diǎn)，我們的五層共擠生產(chǎn)線采用上吹風(fēng)冷共擠工藝，冷卻風(fēng)是由下面往上吹的，潔凈車(chē)間內(nèi)沒(méi)有外滴的水，膜的冷卻風(fēng)是用制冷機(jī)的冷凍液經(jīng)風(fēng)機(jī)盤(pán)管循環(huán)制冷的，吹膜用的冷風(fēng)是經(jīng)多級(jí)高效過(guò)濾的100級(jí)潔凈空氣，整個(gè)輸液膜生產(chǎn)是在10000級(jí)，局部100級(jí)的潔凈環(huán)境下生產(chǎn)的，塵埃和微生物指標(biāo)詳見(jiàn)下表潔凈室(區(qū))空氣潔凈度級(jí)別表

摘自國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理局13號(hào)令與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、內(nèi)層具有自粘性能，在收卷、分切包裝出廠時(shí)始終密閉，衛(wèi)生性能好，微粒數(shù)極低，滲出物極少。
2、透明度和柔軟性極佳，可完全壓扁，避免瓶裝輸液空氣交換帶來(lái)的藥物污染。
3、耐121度高溫滅菌30分不漏液，物理性能不下降，在低溫環(huán)境下仍能保持良好的韌性，解決了玻璃瓶不能冷藏的難題，尤其是經(jīng)高能電子輻照處理后的多層膜，其在此方面的表現(xiàn)尤佳。
4、水和氧氣透過(guò)率很低，阻隔性能特別好，可以做成雙室袋或多室袋，在同一袋內(nèi)灌裝不同藥液，用力一拍即可混合，減少配藥時(shí)間，方便醫(yī)院使用。
5、廣泛的藥物相容性，不會(huì)與藥液起不良反應(yīng)。
6、熱合強(qiáng)度高，滲漏率低，適應(yīng)各種自動(dòng)灌裝機(jī)高速連續(xù)生產(chǎn)。
7、耐穿刺和沖擊性能好，抗2.5米跌落實(shí)驗(yàn)。
8、環(huán)保材料，生產(chǎn)、使用及回收中不產(chǎn)生毒素。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例多層共擠輸液膜的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
實(shí)施例如圖1所示，反映了本發(fā)明多層共擠輸液膜的各層排布情況。由圖可見(jiàn)，其從材料組成上看為五層結(jié)構(gòu)，第一至第五層各層依次為熱封內(nèi)層A、粘接層B、核心層C、粘接層D及耐候?qū)覧。
選用熔融指數(shù)為2.0～15g/10min、密度為0.89～0.9g/cm3的聚丙烯與SEBS熱塑性彈性共聚物組成的混合樹(shù)脂，熔融指數(shù)為1.5～5g/10min、密度為0.89～0.9g/cm3的丙烯-乙烯共聚物，熔融指數(shù)為1～5g/10min、密度為0.89～0.92g/cm3的丙烯-乙烯/a-烯烴共聚彈性體，熔融指數(shù)為1.5～5g/10min、密度為0.9～0.93g/cm3的乙烯甲基丙烯酸酯聚合物，熔融指數(shù)為4～10g/10min、密度為1.1～1.3g/cm3的彈性樹(shù)脂聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，作為制造多層共擠輸液膜的原料，采用上吹風(fēng)冷式共擠出加工方法，制備多卷多層共擠輸液膜，并經(jīng)121度30分鐘高溫滅菌，個(gè)別的在高溫滅菌前還采用了高能電子輻照進(jìn)行了處理，輻照處理參數(shù)為輔照強(qiáng)度為5兆拉特，輔照時(shí)間為20分鐘。各卷多層共擠輸液膜具體實(shí)施情況見(jiàn)表1。
表1各卷具體實(shí)施情況


根據(jù)國(guó)家藥監(jiān)局YBB00342002質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試各實(shí)施例產(chǎn)品各項(xiàng)性能，測(cè)試結(jié)果分別見(jiàn)表2～表8。根據(jù)《中國(guó)藥典》2000年版二部對(duì)多層共擠輸液膜與葡萄糖氯化鈉注射液相容性進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表9。
由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，本發(fā)明得到的多層共擠輸液膜具有優(yōu)良的綜合性能。其中，與未經(jīng)電子輻照處理的多層共擠輸液膜相比，經(jīng)電子輻照處理的多層共擠輸液膜在透明性方面有明顯改善。
表2、實(shí)施例1中多層共擠輸液膜物理、衛(wèi)生性能檢測(cè)數(shù)據(jù)


表3、實(shí)施例2中多層共擠輸液膜物理、衛(wèi)生性能檢測(cè)數(shù)據(jù)


表4、實(shí)施例3中多層共擠輸液膜物理、衛(wèi)生性能檢測(cè)數(shù)據(jù)


表5、實(shí)施例4中多層共擠輸液膜物理、衛(wèi)生性能檢測(cè)數(shù)據(jù)

表6、實(shí)施例5中多層共擠輸液膜物理、衛(wèi)生性能檢測(cè)數(shù)據(jù)

表7、實(shí)施例6中多層共擠輸液膜物理、衛(wèi)生性能檢測(cè)數(shù)據(jù)

表8、實(shí)施例7中多層共擠輸液膜物理、衛(wèi)生性能檢測(cè)數(shù)據(jù)

表9.多層共擠輸液膜與葡萄糖氯化鈉注射液相容性試驗(yàn)報(bào)告

權(quán)利要求
1.一種多層共擠輸液膜，從材料組成上看為五層結(jié)構(gòu)，其特征在于第一層為熱封內(nèi)層A，其成分是聚丙烯與SEBS熱塑性彈性共聚物組成的混合樹(shù)脂，SEBS指苯乙烯-乙烯-丁烯橡膠-苯乙烯嵌段共聚物；第二層為粘接層B，其成分是丙烯-乙烯共聚物；第三層為核心層C，其成分是丙烯-乙烯/a-烯烴共聚彈性體；第四層為粘接層D，其成分是乙烯甲基丙烯酸酯聚合物；第五層為耐候?qū)覧，其成分為彈性樹(shù)脂聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多層共擠輸液膜，其特征在于所述熱封內(nèi)層A中所述SEBS熱塑性彈性共聚物在所述混合樹(shù)脂中的加入量為40-60wt％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層共擠輸液膜，其特征在于所述熱封內(nèi)層A中所用聚丙烯與SEBS熱塑性彈性共聚物組成的混合樹(shù)脂的熔融指數(shù)為2.0～15g/10min，密度為0.89～0.9g/cm3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層共擠輸液膜，其特征在于所述粘接層B中所用丙烯-乙烯共聚物的熔融指數(shù)為1.5～5g/10min，密度為0.89～0.9g/cm3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層共擠輸液膜，其特征在于所述核心層C中所用丙烯-乙烯/a-烯烴共聚彈性體的熔融指數(shù)為1～5g/10min，密度為0.89～0.92g/cm3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層共擠輸液膜，其特征在于所述粘接層D中所用乙烯甲基丙烯酸酯聚合物的熔融指數(shù)為1.5～5g/10min，密度為0.9～0.93g/cm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層共擠輸液膜，其特征在于所述耐候?qū)覧中所用彈性樹(shù)脂聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯的熔融指數(shù)為4～10g/10min，密度為1.1～1.3g/cm3。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的多層共擠輸液膜，其特征在于所述熱封內(nèi)層A的厚度為20～45μm，占多層共擠輸液膜總厚度的15～25％；所述粘接層B的厚度為15～26μm，占多層共擠輸液膜總厚度的8～15％；所述核心層C的厚度為50～80μm，占多層共擠輸液膜總厚度的30～45％；所述粘接層D的厚度為15～25μm，占多層共擠輸液膜總厚度的8～14％；所述耐候?qū)覧的厚度為18～36μm，占多層共擠輸液膜總厚度的10～20％。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多層共擠輸液膜，其特征在于所述多層共擠輸液膜的總厚度為150～190μm。
10.一種制造如權(quán)利要求1所述的多層共擠輸液膜的方法，其采用上吹風(fēng)冷式共擠工藝，其特征在于在共擠牽引的同時(shí)，對(duì)共擠所得多層膜采用高能電子輻照或X射線進(jìn)行輻射，輔照強(qiáng)度為2-8兆拉特，輔照時(shí)間為10～40分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多層共擠輸液膜及其制造方法，其從材料組成上看為五層結(jié)構(gòu)，第一層為熱封內(nèi)層A，其成分是聚丙烯與SEBS熱塑性彈性共聚物組成的混合樹(shù)脂，第二層為粘接層B，其成分是丙烯－乙烯共聚物；第三層為核心層C，其成分是丙烯－乙烯/a－烯烴共聚彈性體；第四層為粘接層D，其成分是乙烯甲基丙烯酸酯聚合物；第五層為耐候?qū)覧，其成分為彈性樹(shù)脂聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。制造中對(duì)共擠所得多層膜采用高能電子輻照進(jìn)行了處理，從而提高了產(chǎn)品的耐高溫性和透明度。產(chǎn)品在物理性能、密封性能、防微粒滲出性能、透明度、柔軟性及耐溫性等方面具有優(yōu)異的綜合表現(xiàn)，特別適合在醫(yī)療領(lǐng)域中作為注射液或血液等的藥用包裝用材料使用。
文檔編號(hào)B29C71/04GK1663775SQ20051004901
公開(kāi)日2005年9月7日 申請(qǐng)日期2005年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月1日
發(fā)明者陳亦鋒 申請(qǐng)人:陳亦鋒