高阻隔性弹性体粪便导管或造口袋制造技术

本发明专利技术涉及高阻隔性弹性体粪便导管或造口袋。粪便导管或造口袋，由臭味阻隔性材料制成，包括热塑性弹性体、臭味阻隔性改良剂和防粘连剂。

【技术实现步骤摘要】
高阻隔性弹性体粪便导管或造口袋本申请是申请号为201280021995.9母案的分案申请。该母案的申请日为2012年3月16日；专利技术名称为“高阻隔性弹性体粪便导管或造口袋”。
本专利技术涉及用于粪便导管、粪便袋或造口袋的臭味阻隔性材料。
技术介绍
粪便导管有时候由于粪便臭味透过管壁而遭受诟病。臭味阻隔性差的可能原因是这些器件由硅酮材料组成。硅酮的臭味阻隔性已知在聚合物材料中是最差的之一。例如，硅酮的氧透过率据报道是775,000ccmil/m2/天。因此，20mil厚的硅酮导管比通常使用的透过率为50ccmil/m2/天或更低的造口薄膜差大约3个数量级。对于硅酮粪便导管具有不好的臭味阻隔性的另一可能的解释是该类器件中使用的挤出硅酮相对粗糙并因此会存蓄粪便组分。存蓄了粪便的斑点轮廓提供了相当大的表面积，臭味通过该面积进行传递。高的臭味透过率和大的表面积结合成为了粪便导管中使用的硅酮臭味阻隔特性不好的原因之一。希望的是开发一种用于粪便导管中的材料，该材料具有所需的硅酮特性同时提供了显著优于硅酮的臭味阻隔性。本专利技术的目的是提供具有这些特性的臭味阻隔性聚合物。
技术实现思路
热塑性弹性体(TPE)或可固化的弹性体在医疗器件中的应用是众所周知的。然而，这些弹性体不为人知的是显示高的臭味阻隔性能。本专利技术是改性弹性体以实现高的臭味阻隔性同时保持其柔软性、后挤出转化(焊接和粘结)的能力以及不粘连的特征。本专利技术的一个实施方案涉及由高阻隔性弹性体制成的单层导管，从而根据ASTMD3985通过氧透过率而测量的臭味阻隔性在23℃不大于50,000ccmil/m2/天，或更优选不大于5,000ccmil/m2/天。这样的导管在臭味阻隔性上比硅酮导管好至少10倍。U.S.专利No.6,946,522、7,056,971和7,060,753公开了使用液体聚异丁烯油增塑剂提高TPE的气体阻隔性。然而，这些配制剂，尤其是当目的在于软质弹性体(即肖氏A小于60)时，产生粘连问题，其中TPE导管的表面在折叠和包装时相互密封。使用更大量的油增塑剂允许产生更软的TPE，但是伴随着在油性表面中的不利效应，导致后挤出转化(焊接和粘结)不好。另外，没有公开基于烯烃嵌段共聚物(OBC，如Dow公司制备的InfuseTM)的TPE。尽管存在使粘连最小化的普通方法，包括添加矿物油或滑润添加剂。然而，这些方法具有的缺点在于由于它们对于表面粘结的不利效应所以阻止了各部分进一步转化成粪便导管。U.S.专利No.7,629,406公开了以小于4%的浓度使用有机粘土以提高高密度聚乙烯(HDPE)的阻隔性能。然而，没有提到在TPE中使用有机粘土，其中肖氏A硬度不大于60，或者优选不大于50。本专利技术的另一实施方案涉及一种粪便导管，其肖氏A硬度不大于60和氧透过率不大于2,500cc/m2/天或优选不大于1,000cc/m2/天，包含(1)热塑性弹性体、(2)臭味阻隔性改良剂和(3)至少0.1%的防粘连剂，其中热塑性弹性体选自苯乙烯嵌段共聚物、热塑性硫化橡胶或聚烯烃弹性体，并且其中臭味阻隔性改良剂选自聚异丁烯、聚丁烯或有机粘土，而其中防粘连剂主要选自无机填料，如硅石、滑石、粘土、云母等以及它们的共混物。要注意的是在一个实施方案中有机粘土既可以用作臭味阻隔性改良剂又可以用作防粘连剂。有机粘土包括蒙脱石粘土、蒙皂石粘土、嵌入粘土（intercalatedclay）、纳米粘土或上述粘土的混合物。本专利技术中描述的有机粘土包括Nanocor公司制造的蒙脱石粘土，这是蒙皂石粘土族中最普通的一种。有机粘土可以由具有独特形态的纳米粘土组成，由此一维是在纳米范围内。另外，有机粘土优选使用有机嵌入物嵌入从而形成粘土-化学品络合物，其中粘土通道间隔由于表面改性过程而增加。在适当的温度和剪切条件下，嵌入体能够在树脂基质中脱落。任选地，可以使用下面的添加剂以便于导管挤出物的制造，包括熔体粘度改性剂、增粘剂、防粘剂、增塑剂等。基于热塑性弹性体的苯乙烯嵌段共聚物(SBC)包括苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS)和它们的共混物。热塑性硫化橡胶(TPV)包括可固化橡胶和聚烯烃(即PP或PE的均聚物和共聚物)的共混物。可固化橡胶包括EPDM、EP橡胶、山都平（santoprene）等。聚烯烃弹性体包括烯烃嵌段共聚物(OBC)，如Dow公司制备的Infuse，其中在相同的聚合物基质中烯烃嵌段共聚物的晶相充当硬嵌段，而无定形嵌段共聚物充当软嵌段。下面是根据ASTMD3985由在23℃的氧透过率测量的臭味阻隔性的概述：表1-不含有机粘土或沸石的各种弹性体的臭味阻隔性比较硅酮SBCTPVOBCSBCw/聚异丁烯SBCw/聚异丁烯和有机粘土OTR，cc/m2/天，20mil壁厚，ASTMD398537,5002,500-4,5002,5002,5001,000250洋葱阻隔性，ISO8670-3非常差，在10分钟可检测差，在60分钟可检测差，在60分钟可检测差，在60分钟可检测较好，在120分钟可检测好，持续8小时不可检测当向含有SBC热塑性弹性体和液体聚异丁烯的高阻隔性弹性体配制剂加入至少0.1%或更优选大于0.5%的防粘连剂时，对于制造不粘连的粪便导管实现了大约1000cc/m2/天范围的臭味阻隔性。这种程度的臭味阻隔性提高由根据ISO8670-3的洋葱测试得以确认，这时洋葱气味透出时间超过120分钟。另外的阻隔性提高在由含SBC热塑性弹性体、液体聚异丁烯、有机粘土的PTE制造的粪便导管中可见。在此实例中，洋葱气味透出时间超过8小时。氧阻隔性和洋葱阻隔性的结果都示于表1中。本专利技术的另一实施方案是基于多层结构的粪便导管，其中至少一层选自不含任何防粘连剂的上述高阻隔性弹性体，和至少另一表皮层选自(1)具有至少0.1%的防粘连剂的上述相同的高阻隔性弹性体，或使用或不使用防粘连剂的弹性体合金。弹性体合金定义为在分子水平上不相容的两种聚合物基质的共混物。防粘连剂的优点是施加粗糙的表面使得导管不粘连。弹性体合金的优点在于分子水平的不相容性在导管表面产生粗糙度，产生不粘连的导管。另外，添加用于弹性体合金的普通材料包括但不限于热塑性聚氨酯(TPU)。由于TPU中极性更强的结构，随后的弹性体合金转化更容易。因为导管结构的大部分由高阻隔性弹性体提供，所以臭味阻隔性和柔软性基于上面的公开内容得以保持。因为中心层和表皮层都是基于弹性体，所以粪便导管各层之间的粘合足够好。除了添加防粘连剂之外，还可以采用冷加工条件以增强导管壁的粗糙表面使得导管不粘连。防粘连剂和/或冷加工条件的作用是产生粗糙的表面，该表面可以通过用非接触的表面结构分析仪如扫描型白光干涉仪(ScanningWhiteLightinterferomtry)(SWLI)、原子力显微镜(AFM)等表征表面粗糙度。基于SWLI的非接触成像表面结构分析仪由ZygoNewView7300制造。非接触的原子力显微镜可以由FEI公司制造。已经用来定量表面形貌质量的典型参数是表面粗糙度，其用算术平均值Ra表示。在本专利技术的公开内容中，当在使用或不使用冷加工温度的情况下使用防粘连剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.粪便导管，由臭味阻隔性材料制成，包含：i) 热塑性弹性体，选自苯乙烯嵌段共聚物、热塑性硫化橡胶或聚烯烃弹性体；ii) 臭味阻隔性改良剂，选自聚异丁烯、聚丁烯或有机粘土；和iii) 防粘连剂，主要选自无机填料，包括硅石、滑石、粘土和云母。

【技术特征摘要】
2011.03.17 US 61/4536671.粪便导管，由臭味阻隔性材料制成，包含：i)热塑性弹性体，选自苯乙烯嵌段共聚物、热塑性硫化橡胶或聚烯烃弹性体；ii)臭味阻隔性改良剂，选自聚异丁烯、聚丁烯或有机粘土；和iii)防粘连剂，主要选自无机填料，包括硅石、滑石、粘土和云母。2.权利要求1的粪便导管，其中所述苯乙烯嵌段共聚物包括苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯(SEPS)或上述共聚物的共混物。3.权利要求1的粪便导管，其中所述热塑性硫化橡胶包含可固化的橡胶与聚烯烃的共混物。4.权利要求3的粪便导管，其中所述聚烯烃是聚乙烯和聚丙烯，包括它们的均聚物和共聚物。5.权利要求3的粪便导管，其中可固化的橡胶选自乙烯丙烯二烯单体(EPDM)、乙烯丙烯橡胶和山都平以及它们的共混物。6.权利要求1的粪便导管，其中所述聚烯烃弹性体包括烯烃嵌段共聚物，其中烯烃嵌段共聚物的晶相充当硬嵌段而无定形嵌段共聚物充当软嵌段。7.权利要求1的粪便导管，其中所述有机粘土包括蒙脱石粘土、蒙皂石粘土、嵌入粘土、纳米粘土或上述粘土的混合物。8.权利要求1的粪便导管，其中根据ASTMD3985的氧阻隔性透过率在23℃为1000cc/m2/天或更低。9.权利要求1的粪便导管，具有的肖氏A硬度为60或更低。10.权利要求1的粪便导管，具有的算术平均表面粗糙度Ra不小于0.1μm或优选不小于1μm。11.权利要求1的粪便导管，其中粪便导管的表面可以用粘合强度大于5N/in的粘合剂粘结。12.权利要求1的粪便导管，其中粪便...

【专利技术属性】
技术研发人员：ML蔡，T阮德玛丽，
申请(专利权)人：康沃特克科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US