CN101495161B - 用具有低蒸汽压的增塑剂增塑的膜 - Google Patents

用具有低蒸汽压的增塑剂增塑的膜 Download PDF

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Abstract

本发明的中心方面涉及用低蒸汽压的增塑剂增塑的可生物降解材料的膜，该膜在一个或两个表面上包含玻璃或金属的涂层。因此，解决了以下难题：玻璃和金属仅能气相沉积在不含增塑剂的聚合物上，因为增塑剂在真空过程中蒸发。通过选择具有低蒸汽压的增塑剂，解决了由于蒸发而引起的问题。

Description

用具有低蒸汽压的增塑剂增塑的膜
技术领域
本发明涉及适于用作造口袋的膜。
背景技术
关于胃肠道中的许多疾病的外科手术，在很多情况下，结果是结肠、回肠或尿道已经在外科手术中暴露，而且会在病人腹部留出小孔，经过这些器官运输的身体的废液和废物，通过人造的孔或开口排出并收集在收集袋中，该收集袋依靠粘合剂薄片或薄板附着在皮肤上，该粘合剂薄片或薄板具有与小孔相适应的进口。还有，关于瘘管，病人将不得不依赖器械来收集来自这些开口的身体物质。
当更换造口袋时，如果所用的造口袋是在卫生间一次性使用的，而不是不得不与结果具有气味问题的日常垃圾一起，对造口术的病人是有利的。然而，为了制造这样的对环境友好的可冲走的袋子，需要袋子是可生物降解的。
EP 0703762描述了所谓的袋中袋的解决方案。其中，外袋类似于具有木炭过滤的常规造口袋。该外袋提供对于臭气的隔离。内袋，其是可清洗的，是可生物降解的和或/水溶性的。在卫生间中冲洗该内袋之前，分开两个袋子。
GB 2083762描述了PVOH制成的膜，其用PVDC、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、无规聚丙烯、硝化纤维素、蜡、油脂、硅氧烷或压敏胶涂覆。多层层压物的原理是可生物降解的和/或水溶性层给出机械强度的主要部分，而机械弱的层给出隔离性质的主要部分。
在此期间，已经进行了数个实验以制备可清洗的造口袋，但是直到现在，仍未能制备可生物降解且同时对于粪便臭气具有足够隔离性的箔。
发明内容
本发明公开了可生物降解的膜的构造，该膜具有对排泄物臭气的隔离性而且没有噼啪声。这是这样获得的：对膜材料使用特定的低蒸汽压的增塑剂，接着通过玻璃或金属层的常规真空沉积。
具体实施方式
本发明的中心方面涉及这样的膜：用聚合物型增塑剂或另外的低蒸汽压增塑剂增塑的可生物降解材料的膜，该膜在一个或两个表面上包含玻璃或金属的涂层。
该膜满足以下要求：
1)其是可生物降解的，即90重量％的膜在六个月后降解(通过ISO14852测定)；
2)水和粪便气味在至少10小时期间不可渗透；
3)比起目前用于造口袋的膜，其不会更硬或更噼啪响。
在优选实施方案中，该膜还是隔热的和透明的。
因此，解决了本领域的以下难题：玻璃和金属仅能气相沉积在不含增塑剂的聚合物上，因为增塑剂在真空操作期间蒸发。通过选择具有低蒸汽压的增塑剂，解决了由于蒸发而引起的问题。本发明因此提供一种造口袋，其包含用具有低蒸汽压的增塑剂增塑的可生物降解材料的膜，该膜在至少一个表面上包含玻璃或金属的涂层。
增塑剂的蒸汽压在25℃为10-4mmHg以下是优选的。蒸汽压取决于玻璃沉积操作期间所用的压力。在一个实施方案中，增塑剂是在25℃具有10-7mmHg以下的蒸汽压的增塑剂。
表格显示了一些普通单体型增塑剂的近似蒸汽压。看来也有可能选择具有低蒸汽压的普通增塑剂。万思科化学品公司(Velsicol Chemical)提供的F.x.Benzoflex 50，其与PLA兼容，并在25℃具有2.29×10-7mmHg的蒸汽压。
  蒸汽压范围(mmHg，25℃)   化学名
  10-3   邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二异丁酯
  10-4   邻苯二甲酸二烯丙酯
  10-5   邻苯二甲酸二正丁酯、邻苯二甲酸二己酯
  10-6   邻苯二甲酸丁苄酯、邻苯二甲酸二异辛酯、癸二酸二丁酯、邻苯二甲酸二正辛酯、柠檬酸乙酰基三丁酯、壬二酸二(2-乙基己基)酯、沙巴酸二(2-乙基己基)酯
  10-7   己二酸二(2-乙基己基)酯、己二酸二正辛酯、磷酸三甲苯酯、邻苯二甲酸二异壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯、邻苯二甲酸二壬酯
  10-8   邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯
  10-9   邻苯二甲酸二(十一烷)酯
  10-10
  10-11   偏苯三甲酸三(2-乙基己基)酯、邻苯二甲酸二(十三烷)酯
George Wypych，Handbook of Plasticizers(增塑剂手册)，605页，ChemTec Publishing，Toronto 2004。
在一个实施方案中，增塑剂是聚合物本身，例如聚酯增塑剂。在另一个实施方案中，增塑剂是单体型增塑剂。
增塑剂的用量为5～50％，如10～30％，取决于材料(膜)希望的柔软度。
将增塑剂应用于膜材料是本领域技术人员公知的。在一个方法中，通过高温的挤出机或混合机将增塑剂混入熔融状态的聚合物。作为选择，使聚合物溶解并与增塑剂混合。随后，能从该混合物流延膜。
膜至少一侧的涂层的目的是使气味、水湿气不能渗透膜。因此，该涂层是玻璃或金属的连续层。公知SiOx层或铝层能提高PET膜的隔离性质(参见，Barrier Technologies(隔离技术)，AIMCAL Fall TechnicalConference，Dr.B.M.Henry，University of Oxford(牛津大学)，2005的图1)。通过用SiOx或铝涂覆可生物降解的膜看来能得到相似的隔离改进。
将玻璃或铝真空沉积在膜材料上对于本领域普通技术人员而言是公知的。这些步骤的例子描述在“Barrier properties of SiOx-coatedpolymers：multi-layer modelling and effects of mechanical folding(SiOx涂覆的聚合物的隔离性能：机械折叠的作用和多层模型)”，M.S.Hedenqvist，Surface and Coatings Technology(表面和涂层技术)172(2003)7～12中。
真空沉积，或膜材料与其它隔离涂层的共挤出也是可想到的。包括其他金属氧化物或DLC(金刚石状碳)以及任选包含Si、Cl或F的有机聚合物表面。
在本发明的一方面，可生物降解材料在六个月后降解90％(重量)。然而，优选可生物降解材料在六个月后降解100％，允许10重量％的膜是不可降解材料(例如玻璃或金属涂层)。在一个优选的实施方案中，可生物降解材料通常选自可生物降解聚酯。特别优选的可生物降解材料选自PVOH(聚乙烯醇)、淀粉、PLA(聚乳酸)、PHB(聚羟基丁酸酯)和聚己内酯。这些膜的例子有Mater-Bi、Eco-flex和PVOH。
在本发明，“膜”是指厚度约为10～100微米的薄的平坦的片。典型地，用于造口袋使用的膜的尺寸(高×宽)在126×200mm的范围。
这种解决方案是有利的，因为你不需要在清洗内袋之前分开袋并保留外袋(多少有些污点)。
该膜还可在其它情况下使用，其中可生物降解性/可溶解性应与高隔离性结合，例如用于尿袋，而且也可用于其中产品将被密封的完全不同的关联情况，例如用于食品的包装或期望可控的释放时，即包装降解/溶解，由此内容物被释放。
实施例
实施例l：增塑PLA
通过使用具有16mm螺杆直径和30L/D的双螺杆挤出机(ThermoPrism Eurolab)制造PLA增塑的膜。加工温度从进料进口到模具设定为125～180℃。挤出机装备有膜片模具以及脱膜单元。
PLA小球(Biomer L9000)按重量进料，并同时按体积加入增塑剂(Benzoflex 50[50∶50二苯甲酸二乙二醇酯∶二苯甲酸二丙二醇酯])，进一步放入挤出机筒，其中熔融提到的PLA小球。这样得到50μm厚和10cm宽的膜挤出物。薄膜的成分为80％的PLA和20％的Benzoflex。
实施例2：SiOx的等离子沉积
通过使用等离子沉积用SiOx涂覆50μm增塑的膜样品(80％PLA，20％Benzoflex)。将增塑的膜样品放置在反应器内，并将六甲基乙硅氧烷(HMDSO)和氧气的混合物加入反应器以产生SiOx化合物，其涂覆膜样品。使用下表所列的参数设定来完成沉积。
  等离子类型   工艺气体/单体   功率(W)   流速(sccm)   压力(毫托)   沉积时间(分钟)   频率(kHz)
  SiOx   HMDSO+O21∶10   150   2.5∶25   75   1   140
实施例3：袋的噼啪声
具有柔软的膜是重要的，因为膜的噼啪声是不合宜的。为了测定袋子的噼啪声，让三个盲人确定噼啪声的等级：1＝无噼啪声至5＝很大的噼啪声。
下表显示了三个人对十三种不同膜的噼啪声的评估。膜E和F是用于惯常造口袋的膜类型。膜E和F是目前的最佳标准，用于如何小的噼啪声是可接受的。
膜I是未增塑的可生物降解的膜。膜J、K、L和M是增塑的可生物降解的膜。膜I有很大的噼啪声，反之增塑的膜噼啪声较小。所有这些膜(A～M)没有玻璃隔离层，不期望玻璃层(N)显著增加噼啪声。
膜G和H是水溶性PVOH膜。膜H被浮饰，也就是其表面具有图案结构，似乎降低了噼啪声。
薄膜A、B、C和D是普通的薄膜。
Figure G2007800277934D00071
可以从上表观察到增塑的PLA膜(J)与用于造口袋(Saranex 114，F)的通常膜有相似的噼啪声。还可以观察到SiOx的涂覆没有显著增强噼啪声(N)。
实施例4：袋的气味
为了检测透过袋子传出的气味，我们进行了下面的试验。每种材料的袋子由两片膜制成(120×120mm)。将膜在三条边处热密封。在加入1ml的0.2％的粪臭素水溶液后，将最后一边密合。将袋放置在分别封闭的玻璃罐中并保持在32℃。让三个盲人在三个不同的时间点来评估气味。
气味值等级：0＝没有气味，3＝强的气味
  1.5小时   4小时   24小时
  L：Mater-Bi 20my   增塑的可生物降解膜   1   2   3
  Mater-Bi 80my   0   2   3
  Ecoflex   1   3   3
  E：Saranex 630   目前的造口袋   0   0   0
  F：Saranex   目前的造口袋   0   0   0
  B：LDPE 40my   2   3   3
  G：PVOH   2   3   3
可以看到，含PVDC的Saranex膜比其它的都好，并且达到了气味隔离的目的。普通不可生物降解的膜(像LDPE)和任何可生物降解的膜，两都不能对造口术气体提供充分的隔离。看来具有沉积玻璃层的增塑的可生物降解膜对造口术气体会提供充分的隔离，通过该粪臭素试验来测定。

Claims (12)

1.一种造口袋，其包含用在25℃具有10-1mmHg以下的蒸汽压的增塑剂增塑的可生物降解材料的膜，所述膜在至少一个表面上包含玻璃或金属的涂层。
2.根据权利要求1所述的造口袋，其中所述增塑剂在25℃具有10-4mmHg以下的蒸汽压。
3.根据权利要求1所述的造口袋，其中所述增塑剂在25℃具有10-7mmHg以下的蒸汽压。
4.根据前面任一项权利要求所述的造口袋，其中所述增塑剂是聚合物型增塑剂。
5.根据权利要求4所述的造口袋，其中所述聚合物型增塑剂是聚合物型聚酯增塑剂。
6.根据权利要求1所述的造口袋，其中所述增塑剂是单体型增塑剂，其在25℃具有10-4mmHg以下的蒸汽压。
7.根据权利要求6所述的造口袋，其中所述增塑剂是单体型增塑剂，其在25℃具有10-7mmHg以下的蒸汽压。
8.根据权利要求1所述的造口袋，其中所述膜在一个表面上包含玻璃或金属的涂层。
9.根据权利要求1所述的造口袋，其中所述膜在两个表面上都包含玻璃或金属的涂层。
10.根据权利要求1所述的造口袋，其中所述可生物降解材料在六个月后降解90％(重量)。
11.根据权利要求1所述的造口袋，其中所述可生物降解材料选自：PVOH(聚乙烯醇)、淀粉、PLA(聚乳酸)、PHB(聚羟基丁酸酯)和聚己内酯。
12.根据权利要求1所述的造口袋，其中所述膜具有10～100微米的厚度。
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