吸氧塑料结构制造技术

一种多层吸氧结构，其包含至少两层依次布置的反应性除氧层：快速吸收性高反应性除氧系统，包含透氧基质聚合物和除氧剂；和长寿命层，包含高惰性氧阻隔基质聚合物和除氧剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及热封塑料薄膜和薄片结构，其适用于包装氧敏产品，且能吸收在密 封后截留于包装中的残氧并提供针对氧渗透的高反应性阻隔层，这不依赖于湿气扩散和 过渡金属型催化剂。
技术介绍
许多药物产品对湿气敏感，需要干燥的存储环境以便保持其活性。一些新型药 物制剂也对环境氧敏感，包装中存在环境氧会引起基本产品组分快速氧化，这通常导致 产品活性损失和保存期缩短。常见的医药产品包括片剂、胶囊、囊形片(gelcap)，和其它 的固体单剂量制剂，所述制剂通常也称作“片剂”。许多医药产品的包装的存储要求通 常包括至少两年的保存期要求。例如图1所示的泡罩包装提供一种在金属箔与热封塑料 薄片之间封装个别片剂的方便方法，所述塑料薄片经热成型以产生一组空腔，以便用自 身的个别空腔包装每一个片剂。所述泡罩包装允许在不暴露包装中其它片剂的情况下， 从包装分配个别片剂到外部环境中。密封包装后在产品、包装顶空和包装壁内部存在的氧被称为残氧。包装产品的 氧化变质可通过使用高“惰性”阻隔包装材料和结构，并将它们与气调包装方法(例如 真空包装和/或在密封前用惰性气体冲洗顶空)组合而得以减缓和/或延迟。针对氧渗 透的惰性阻隔层是作为物理阻隔层，其减少或消除扩散氧通过容器壁的传输，但不与氧 发生化学相互作用。这些保护方法通常并不足以提供所需存储期和防止产品活性损失。早期“主动”包装方法是通过维持包装内部的低氧环境延长氧敏产品的保存 期，包括在包装内部放置化学反应性吸氧剂。可在存储条件下不可逆的化学反应过程中 吸收氧的材料通常称为除氧剂。以单独的小包(packet)、小囊(pouch)或小袋(sachet)的 形式封闭在包装内部的除氧剂降低残氧量并与渗透氧发生反应，但其不能防止氧通过容 器壁经由正常扩散进入。因此，通常需要其它阻隔保护，其采用以低透氧性为特征的高 惰性阻隔材料的形式。渗透穿过包装的氧然后由清除剂和氧敏产品竞争性地加以消耗。 对于高度不稳定的产品，通常需要封闭的清除剂与氧的反应性非常高，以防止包装产品 优先氧化。使用除氧剂小包的一个问题是除氧剂小包或其内容物可能被宠物、儿童和成 年消费者吞食。鉴于封闭除氧剂的局限性，已经提出了将除氧剂并入形成容器壁的包装材料 中。所述结构被称为针对氧渗透的“活性阻隔层”，因为它们不仅在物理上限制氧穿过 阻隔层的扩散速率，而且与渗透氧发生化学反应，从而进一步降低氧渗透的有效速率。 所述活性阻隔层也是有利的，因为其可能像封闭吸收剂那样吸收在包装内部截留的氧。 如 Solovyov 和 Goldman所述，当快速反 应性除氧物质放置在最高阻隔性的基质材料中时，特定来说是放置在具有最低氧扩散率 的材料中时，获得最低的透氧率和最大的阻隔改进。阻隔改进系数是定义为通过活性阻 隔层的有效氧通量与通过由基本上相同的基质材料制得的惰性阻隔层的有效氧通量的比率。因此，阻隔改进系数表征因为化学反应而不仅仅是因为结构的阻隔功能而导致的相 对渗透率降低。有效通量的意思是指穿过阻隔层下游边界(即暴露于包装内容物的边界) 的净扩散物质传递速率。PVOH (聚乙烯醇聚合物)、EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物)和 某些聚酰胺树脂是适合用作用以负载除氧物质和用以制造高效反应性阻隔层的聚合物基 质的所述高惰性阻隔聚合物材料的实例。然而，已知PVOH和EVOH材料的氧阻隔功能 会随着其环境相对湿度的增加而迅速退化。因此，所述材料不能单独用于形成氧阻隔结 构，并且它们通常须由其它的例如由聚烯烃制成的水蒸气阻隔层加以保护以防止湿气扩 散。当阻隔层两侧都存在氧时，反应性阻隔层可能从两侧都吸收氧，导致密封后截 留在包装内部的残氧量降低。Solovyov和Goldman针对均勻反应性单层阻隔层推 导出了这一作用的发生条件。适于制造最有效的针对氧渗透的反应性阻隔层的聚合物材 料如PVOH和EVOH同时不适合用作通过负载的清除剂从包装内部快速吸收顶空氧的基 质。原因是所述材料中的低氧溶解度和低氧扩散速率防止氧有效传输到基质内的清除反 应性位点。所得的氧吸收到基质中的速率太低，导致无法有效地去除残留的顶空氧。此 外，这些吸收速率会随着除氧剂被从包装内部穿越反应壁厚度传播的局部反应_扩散波 (类似于消耗固态燃料棒的反应-扩散燃烧波)消耗或灭活而逐渐减小。需要克服这个问 题并有效清除从外部环境渗透的氧和密封后包装中存在的残氧。在医药包装的设计中，获得最终气体阻隔层的常用方法是从密封于另一个箔卷 装(rollstock)上的金属箔卷装产生个别空腔。为了密封箔包装，通常用粘合密封剂涂 布上部和下部箔卷装中的一者或两者。所述包装并不是通常所理解的泡罩包装，因为它 们缺乏透明度且封装片剂周围的几何形状轮廓不分明，实际上是针对每一个片剂形成微 囊。因此，消费者不能立即明显地观察到个别微囊是否含有片剂。另一方面，热成型的 刚性或半刚性透明塑料薄片热封于箔卷装以形成例如图1的泡罩包装(因为分配便利性 和产品可见性而受到消费者偏爱)，所形成的泡罩包装中水蒸气和氧渗透穿过塑料的速率 通常很高。需要降低塑料薄片材料的高透氧性，从而使其适用于制造长保存期的泡罩包 装。在制造医药泡罩包装时，经由一种已知的热成型技术在热塑性聚合物薄片中形 成多个空腔。当使用多层薄片结构改善泡罩的气体阻隔性质时，分层结构设计、每一层 的材料选择和热成型工艺参数，例如薄片预热时间、成型温度、成型速率和成型技术， 必须加以调节以促进结构变形为期望形状，提高生产率，同时降低薄膜收缩率并防止聚 合物层材料过热和所致的降解和热分解。这些目标通常要求使用具有重叠热处理窗口的 塑料层材料，也就是说，不是每一对聚合物材料都可用作泡罩包装的可热成型衬底。已经提出了许多有机和无机除氧组合物和其组合。这些组合物的区别在于被渗 透氧氧化的是形成组合物一部分的有机衬底还是无机衬底。无机除氧剂通常是基于已 还原的过渡金属的氧化(亚硫酸盐氧化为硫酸盐)和其它类似化学物的氧化，例如美国 专利 5,262,375 (McKedy 1993)、5,744,056 (Venkateshwaran 等人 1998)、2,825,651 (Loo 和 Jackson 1958)、3,169,068 (Bloch 1965)、4,041,209 (Scholle 1977)。所述的有机除氧剂是 基于聚合物链主链和侧基中碳碳双键的氧化(烯系不饱和发生自氧化)，某些聚酰胺的过 渡金属催化型氧化，某些光还原醌的氧化，抗坏血酸盐、丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁7基羟基甲苯(BHT)、酶、某些有机金属配体和其它物质(例如WO 02/076,916 (Horsham 等人)、美国专禾U 6,517,728 (Rooney)、US 6,123,901 (Albert)、US 6,601,732 (Rooney)、 WO 04/055,131 (Scully 等人)和 WO 02/051,825 (Horsham 等人))的氧化。虽然过渡金属型无机清除剂通常具有较大的每单位重量组合物吸收氧的反应能力，但是在许多情 况下优选有机除氧剂，这是因为它们可掺入惰性阻隔聚合物中或共价连接于惰性阻隔聚 合物而不会引起不需要的颜色、透明度损失、和阻隔聚合物结构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多层吸氧结构，其包含至少两层依次布置的反应性除氧层：快速吸收性高反应性除氧系统，包含透氧基质聚合物和除氧剂，和长寿命层，包含高惰性氧阻隔基质聚合物和除氧剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯坦尼斯劳E索洛维约夫，托马斯H鲍威尔，
申请(专利权)人：多种吸附技术公司，
类型：发明
国别省市：US