用于气体或蒸汽可去污的包装应用的密封膜和包装件的制作方法

本发明涉及一种用于气体或蒸汽可去污的包装应用的密封膜以及包括其的包装件，包装应用包括具有在去污前待由膜密封的开口的容器。密封膜特别有益于医疗、制药或化妆品用途的物品的无菌储存和运输，特别是对于无菌药物初级包装装置，如小瓶、安瓿、注射器和/或卡式瓶。

背景技术：

1、在生产用于无菌储存和运输物品的包装件时，基本要求包装件是可灭菌的并且能够维持包装件内的无菌环境。特别是对于无菌药物初级包装装置，如小瓶、安瓿、注射器或卡式瓶，用于从药物初级包装装置的制造商运输到使用其的制药公司的典型包装件包括保持多个初级包装装置的盆或托盘，盆或托盘由无纺布密封。通常，将密封的盆或托盘进一步包封在一个或两个袋子中。无纺布通常是由高密度聚乙烯制成的闪蒸纺丝丛丝薄膜-原纤维结构，其以杜邦公司的商标而熟知，或纺粘的非常细的细丝无纺布。

2、在封闭包装件后，这种选择性渗透无纺布使得能够借助气体或蒸汽、如环氧乙烷、水汽或过氧化氢灭菌。因此，外包封袋的至少一个壁也包括这种无纺布或由其组成。虽然对于灭菌气体或蒸汽是可渗透的，但选择性渗透无纺布对微生物类是基本不可渗透的，因此形成了微生物屏障。大多数微生物类不能通过无纺布细丝结构。取决于无纺布的类型和密度，可以实现不同的无菌性保证等级，但总有一些微生物类通过。因此，应该仅仅认为这些无纺布对微生物类是基本不可渗透的。

3、在制药公司处，无菌初级包装装置在受控的无菌条件下解封和灌装。这涉及从较高级别的洁净室等级过渡到较低分类的洁净室等级的所谓消毒和/或去污步骤。这些可以例如是使用电子束、过氧化氢或用酒精溶液擦拭的生物去污。在将盆或托盘转移到去除或其他无纺布密封膜并将活性药物成分罐装到初级包装装置中的无菌区域之前，进行进一步的去污步骤。这是必要的，因为无法保证盆或托盘外部的无菌性。

4、在本技术的内容中，去污定义为用于减少微生物类和生物制剂、例如真菌、细菌、病毒、孢子形式、朊病毒、单细胞真核生物等的量的总称。特殊术语消毒和灭菌在减少这些的量方面有所不同。虽然消毒仅仅减少所述污染物的量，但灭菌有效地杀死、灭活或消除存在的所有生命形式和其他生物制剂，即减少100％。因此，消毒不如灭菌有效。所需的减少水平由预期应用决定。

5、虽然无纺布密封膜在保证盆或托盘的无菌性方面效果很好，但尤其存在两个目前为止尚未满意解决的问题。第一个问题涉及无纺布的密封性能和其撕开行为。为了对盆或托盘的聚合物是可密封的同时维持灭菌介质运输，无纺布通常点涂有粘合剂。这种粘合剂层导致相当小的密封窗口，对于密封缝的完全完整性必须满足密封窗口。此外，密封强度在很大程度上随错过的最佳密封条件的量而变化。因此，在打开过程期间密封的无纺布可能呈现中间层失效，即包装件并非通过将粘合剂从盆或托盘分离而打开，而是通过将无纺布撕裂而打开。这是尤其不希望的，因为如此无纺布的原纤维和细丝产生的绒毛量增加，可能污染包装的物品。当然，无纺布根本没有设置粘合剂层时这个问题更加严重。

6、粘合剂也是有问题的，因为它限制了可以用于水汽灭菌的温度范围。如果水汽太热，则密封缝可能软化和失效。此外，在包装件的运输期间，在覆盖容器开口的区域中的非密封粘合剂可能由于振动而由置于无纺布上的包装的物品从无纺布刮掉。形成的颗粒也可能污染包装的物品。这个问题随密封膜的老化而增加，因为老化往往使粘合剂变脆。

7、此外，在密封过程期间粘合剂涂覆的无纺布往往难以处理，因为积累静电能量的倾向。然而，通常使用的抗静电添加剂不能用于这些膜，因为它们通过迁移到聚合物的表面起作用，在那里它们会污染包装的物品。特别是在医疗和制药行业中使用的保持疫苗的物品需要极高的洁净等级并且没有任何污染物和异物且必须符合规范标准。

8、第二个问题与盆或托盘中的小瓶等的运输有关。在惯常的做法中，小瓶放在盆或托盘中分开的小格中，然后用无纺布密封容器。为了灭菌和运输，容器自上而下放在运输架中，即小瓶以其全部重量仅置于无纺布上。这可能导致无纺布在一定程度下垂，并且小瓶从其小格中掉出来。为了避免这种情况，必须增加小格的高度达到容器的上缘。然而，这不仅需要更多的容器材料，进而使其更贵且更重，而且导致在堆放容器时和借助机器人夹具从容器中取出小瓶时出现问题。特别是当使用水汽作为灭菌介质时，这个问题更加严重。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于气体或蒸汽可去污的包装应用的密封膜，包装应用包括具有在去污前待用膜密封的开口的容器，其至少克服了现有技术的密封膜的一些缺点。

2、特别地，一个目的是提供对于密封过程具有宽温度(通常称为宽密封窗口)的密封膜。另一目的是提供一种对于水汽灭菌允许宽温度范围的密封膜。此外，密封膜应该具有减少的形成绒毛和颗粒的趋势，特别是在包装件的解封过程中。另一目的是提供防止包装的物品从容器的小格掉出同时不妨碍借助机器人夹具它们自动脱离的密封膜。

3、当本文中提及“膜”时，该术语理解为不仅包括固体聚合物膜，而且包括无纺布层或其组合。该术语用作包装件的两种类型的聚合物层的可互换总称。

4、在本技术中，“选择性渗透无纺布”理解为对于气体或蒸汽是可渗透的，但对微生物类和微生物是基本不可渗透的，因此形成微生物屏障。在本发明的内容中，术语“对微生物基本不可渗透”是指根据astm f1608-16的2-6对数折减值(lrv)测量的微生物屏障。

5、在第一方面，本发明涉及一种用于气体或蒸汽可去污的包装应用的密封膜，包装应用包括具有在去污前待用膜密封的开口的容器、优选地刚性容器，密封膜由从包装的外部向内部至少按顺序的以下组成或包括从包装的外部向内部至少按顺序的以下

6、a)对微生物是基本不可渗透的选择性渗透无纺布层，和

7、b1)在待覆盖容器开口的密封膜的区域内具有一个或多个预定义的切口区域的第一层膜，或

8、b2)对去污气体或蒸汽是基本不可渗透的在待覆盖容器开口的密封膜的区域内具有第一针孔、穿孔和/或切割图案的第一层膜，

9、其中，选择性渗透无纺布层a)和第一层膜b1)或b2)通过密封缝粘合，密封缝配置且布置为至少部分地受制于用于密封容器开口的密封缝区域但与密封缝区域不重叠(which is configured and arranged at least partially subject to and non-overlapping with a sealing seam area for sealing the opening of thecontainer)。

10、发明人已经确定，密封膜设计为多层膜而非粘合剂覆盖的无纺布提供更优越的结果。因此，有利地用包括一层或多层的固体聚合物膜代替粘合剂。这允许微调与不同的容器材料、明确限定的打开机制相关的密封性能，并避免形成颗粒和绒毛。为了维持无纺布对灭菌介质的渗透性，待接合到无纺布的膜可以有两种不同的设计。

11、上文标为b1)的第一种选择使用具有一个或多个窗口状切口区域的膜。这些窗口定位成使得它们在容器开口上方留出区域，以允许灭菌介质进入容器，即当固定至容器开口时，无纺布层至少没有被开口区域内的不可渗透的膜完全覆盖。切口区域每个或一起通常应该具有尽可能大的尺寸，以允许灭菌介质畅通无阻进入。然而，如果稍微增加的灭菌时间是可接受的和/或希望至少部分区域的不可渗透覆盖，也可以使用更小的切口。对于密封过程，在具有容器开口的密封区域内小的膜“框架”就足够了。因此，具有几乎容器开口大小的单个切口区域是优选的。只需要留出足够的膜区域用于与容器边缘、即开口周围的密封区域密封，和用于将膜与无纺布接合的密封缝。

12、提出两种选择用于布置用于将膜与无纺布接合的密封缝，其也适于第一层膜的另一选择b2)。关键的是，密封缝与用于密封容器开口的密封缝区域不重叠，因为随后必须在已经存在的密封缝上对容器边缘上的密封膜进行密封。

13、密封缝可以布置在待覆盖容器开口的区域内。在这种情况下，密封膜的尺寸可能与开口一样，如果它作为预切片或在与容器开口宽度相同的卷上使用。后者对于自动包装是优选的。在置于容器边缘上后，密封膜然后通过密封缝密封到容器边缘，密封缝仅仅在将膜与无纺布接合的密封缝的轮廓之外。这样的优点是，没有密封膜延伸超过容器的轮廓，这可能导致在处理封闭的包装件中的困难并增加材料成本。

14、在该选择中，用于将膜与无纺布接合的密封缝可以仅仅布置在待覆盖容器开口的区域之外。因此，密封膜必须是比容器开口足够大的尺寸。将密封膜固定至容器的密封区域的密封缝然后将仅仅定位在将膜与无纺布接合的密封缝的轮廓内。

15、如果希望作为预防措施或者如果膜的非密封边缘在薄膜定位期间导致卡住，则这两种选择也可以与切口区域的轮廓周围的附加密封缝结合。这对于包括多于一个切口区域或比容器开口小得多的切口区域的设计可能特别有益。然而，在其它实施例中不是必要的。

16、上文标为b2)的第二种选择使用对去污气体或蒸汽是基本不渗透的在待覆盖容器开口的密封膜的区域内具有第一针孔、穿孔和/或切割图案的膜。然后膜将覆盖整个无纺布层并允许灭菌介质通过针孔、穿孔和/或切割图案进入。关于膜和无纺布之间的接合密封缝，与选择b1)相同，其中在此情况下切口区域周围的附加密封缝当然是不适用的。

17、在优选的实施例中，密封膜还包括在第一层b2)后从包装的外部向内部按顺序的：

18、c)可以通过能量传输活化的粘合剂层，覆盖下面层的整个表面或以图案排列，

19、d)对去污气体或蒸气是基本不可渗透的具有与第一针孔、穿孔和/或图案不一致的第二针孔、穿孔和/或切割图案的第二层膜。

20、通过这些额外的层，灭菌后密封膜能够提供容器气密密封的进一步功能。结构的气密密封通过活化第一层膜和第二层膜之间的粘合剂来实现。重要的是，第一和第二针孔、穿孔和/或切割图案不一致。这可以通过使用两种不同的图案或使用相同的图案但位置改变来实现。优选地，两层之间没有相交的图案，以避免从膜的外部到内部的直接线性路径。已经证明为此目的是有用的图案是例如迷宫状图案、梳状图案或间隔足够开的条纹图案。

21、关于两层膜中使用的针孔、穿孔和/或切割图案，有多种选择用于布置它们。当观察通过组合膜时，它们可以以交叉方式布置在膜的整个表面上方，如上所述。这样的优点是在两层膜之间去污气体或蒸汽行进路径非常短，因此增加了包装件的透气性。然而，膜层的机械强度随图案的密度而降低。对于这种变体，也可以仅覆盖膜的有限区域，从而形成允许去污气体和蒸汽仅在这些预定义的区域中进入包装件的窗口状表面。

22、作为替代，针孔、穿孔和/或切割图案可以布置在组合膜层的分开区域中。例如，图案可以布置在第一层膜中以仅覆盖容器开口左侧上的区域，并且布置在第二层膜中以仅覆盖容器开口右侧上的区域，而容器开口的中间完全不包含图案。

23、优选地，通过能量传输活化粘合剂层可以通过热、uv照射、ir照射、感应和/或微波照射实现。选择能量传输类型以适合粘合剂类型。粘合剂可以例如是热熔粘合剂或反应性体系、如聚氨酯或聚(甲基)丙烯酸酯粘合剂。反应性体系通常包含添加剂、例如光引发剂或自由基引发剂，因此可以通过uv或ir辐射或热活化。可以通过感应活化的体系通常包含纳米尺度的铁磁添加剂。热可密封的粘合剂可以例如基于乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或离聚物。

24、在特别优选的实施例中，粘合剂是包含响应能量传输的添加剂的热熔热封粘合剂体系。

25、在实施例中，选择性渗透无纺布是闪蒸纺丝丛丝薄膜-原纤维结构或纺粘的非常细的细丝无纺布。优选地，非常细的细丝的直径在任一情况下在0.5-10μm的范围。这种无纺布材料的一个示例是杜邦公司的对于本技术特别适合的类型是1073b。

26、优选地，选择性渗透无纺布由高密度聚乙烯(hdpe)、聚丙烯(pp)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)制成。

27、在优选的实施例中，第一层膜b1)或b2)和/或第二层膜d)具有单轴向或双轴向热收缩性能。生产具有收缩性能的膜层将有助于抵消在倒立位置的容器灭菌和运输期间无纺布的下垂。特别是当使用水汽作为灭菌液时，该特点具有明显的效果。升高的水汽温度允许广泛选择用于膜的聚合物和生产参数。此外，水汽的温度太高也导致常见的深冲托盘明显的收缩，使处理前已经密封在托盘上的密封膜的下垂更严重。然而，其他灭菌介质也在足以超过收缩引发温度的高温下使用。因此，该选择不仅适于水汽灭菌。除此之外，也可以使用例如借助ir灯的单独加热步骤或普通的收缩通道来引发收缩。当然，该实施例的密封膜的优点通过水汽更加明显，因为它不需要任何额外的步骤。

28、关于下垂为了获得最佳的效果，可能有益的是减小切口区域的大小或使用留下在容器开口的横向侧之间形成带状带的区域的若干切口区域。这保证了收缩膜层将施加足够的力以抵消下垂并稳定包装的物品。

29、在本文中要注意的是，由于根据本发明的密封膜不是在其整个表面上完全粘合的层压结构而只是在其外围上和任选地窗口状切口周围通过密封缝隙接合，所以收缩膜层的效果独立于下垂的无纺布层起作用。虽然无纺布层在膜层收缩后仍会下垂，但包装的物品的固定效果恢复。因此，密封膜的设计对该功能至关重要。如果无纺布层和膜层完全层压，则实现的效果小很多，因为无纺布会阻碍膜层的收缩。

30、当根据din 55543-4：2017-03确定时，第一层膜b1)或b2)和/或第二层膜d)在一个或两个方向上的收缩优选地为20％-55％、更优选25％-50％或30％-45％。

31、优选地，第一层膜b1)或b2)和/或第二层膜d)是吹塑膜，其以吹胀比1:2.5-1:10、优选地1:4-1:6和/或脱模比(take-off ratio)1:2-1:8、优选地1:3-1:5生产。在这些范围内，可以为在密封膜中的应用创造最佳的膜收缩性能。特别地，双泡程序是一种合适的生产方式。

32、在进一步的实施例中，第一层膜b1)或b2)或第二层膜d)由包括两层或更多层的膜制成。这允许密封膜不同的功能。在密封强度和兼容性方面，膜可以例如与无纺布和容器材料相适应，特别是当粘接层(tie layer)用作其他两个膜层之间的第三层时。通过适当选择聚合物，可以确定当密封膜从包装件取下时，密封缝将在膜层和容器之间分离而无纺布没有损坏。这样可以有效地减少绒毛和颗粒形成。

33、在这些功能的特别优选的变体中，第一层膜b1)或b2)或第二层膜d)是可剥离的。如果待密封在容器上的密封膜层设计成可剥离层，则可以容易地打开容器而没有来自无纺布的绒毛或来自膜层的颗粒形成。此外，可以将剥离力调节到确保容器封闭同时仍允许方便打开的水平。特别地，鉴于灭菌过程和运输期间置于密封膜上的所得重量，剥离力可以与容器的大小并且因此包装的物品相适应。

34、根据din 55529:2012-09在t-剥离试验中用宽度15mm的样品可以确定剥离力。通常，已经证明在6n/15mm至10n/15mm范围(称为“易剥离”范围)或10n/15mm至15n/15mm(称为“剥离”范围)的剥离力是合适的。本领域的技术人员很清楚影响剥离力的不同措施。影响参数的一些示例是最终膜的密封温度和密封时间以及在膜生产过程中熔体的温度、气泡中的霜线、模具间隙、吹胀比、脱模比，当然还有成分和材料。

35、在这种情况下，将第一层膜b1)或b2)或第二层膜d)设计成至少三层膜是有利的。选择聚合物的芯层然后可以提供朝包装内部的可剥离层并且朝包装外部上的无纺布层的强密封聚合物、如离聚物、茂金属催化的聚乙烯(lldpe c6、c8、mdpe、hdpe)或线性低密度聚乙烯(c4、c6、c8)层。如可能需要的，可以在这些层之间设置适当的粘接层。这种设置确保了聚合物层与无纺布的牢固结合以及与容器易于打开的结合，其导致避免绒毛和颗粒的最佳选择。

36、优选地，第一层膜b1)或b2)或第二层膜d)包括或由包括聚烯烃塑性体、等规聚1-丁烯和/或乙烯-丙烯共聚物的层组成。通过使用这些类型的聚合物，可以产生合适的剥离行为和剥离力。按照本领域的惯例，它们可以单独使用或与不同的基质聚合物(例如低密度聚乙烯)一起使用，并根据需要与适当的粘接层结合。

37、在实施例中，第一层膜b1)或b2)或第二层膜d)的膜包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺6、聚对苯二甲酸乙二醇酯或它们的混合物和/或共聚物或由其制成。

38、在第二方面，本发明涉及根据本发明的密封膜用于容器的水汽去污包装的用途。如上所述，根据本发明的密封膜在与作为去污介质的水汽结合使用时具有特别的优点。

39、在第三方面，本发明涉及一种用于物体的去污包装的包装件，包括盆、可选地包括巢或托盘，其用根据本发明的密封膜密封。

40、在包装件的优选实施例中，盆或托盘包括或聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物、聚丙烯或聚氯乙烯或它们的混合物和/或共聚物或由其制成。

41、在第四方面，本发明涉及根据本发明的包装件的用途，用于医疗、制药或化妆品的物品的去污包装。