包括具有消音性能的气味阻隔层的多层膜的制作方法

本发明涉及一种多层膜，尤其涉及一种包括具有消音性能的气味阻隔层的多层膜。

用于收集身体废物的造口术器具，例如造口袋，由已经进行外科手术例如结肠造口术、回肠造口术或尿道造口术的患者使用。理想的是，造口术器具使用具有良好的气味阻隔性能的薄膜制造，并且当弯曲或起皱时产生最小的噪声，以避免使用者尴尬。声音吸收或声音阻隔性能对于造口术器具也是所需要的。当从造口释放排泄物时，肠胃气通常与排泄物一起释放。通过造口的肠胃气可导致身体组织中的振动瞬变，这是患者不能控制的。此类造口的肠胃气的释放可伴随不适宜的噪声，这也引起患者的尴尬。因此，理想的是，用于造口术器具的膜除了气味阻隔和静音性能之外，还应具有吸声性能。

Chang等人，国际专利WO2013/102009公开了一种使用吸声材料制成的造口术器具，例如多层膜和吸声无纺材料，所述多层膜中的至少一层包括吸声的三嵌段共聚物，所述吸声无纺材料包括吸声的三嵌段共聚物。Chang等人，美国专利US 13/837867公开了一种吸声粘合剂和一种用于造口术器具的包括吸声粘合剂层的膜。此外，Chang，美国专利US 13/835499公开了一种包括用于造口术器具的吸声泡沫层的层压材料。上述专利已与本申请的受托人签署，并通过引用将其全文并入本文。

此外，已经开发了产生相对低的沙沙声的静音薄膜，例如当使用者移动时由造口袋产生的塑料劈啪声。这种静音薄膜的实例包括Giori，美国专利US 7270860中公开的多层膜，其被转让给本申请的受托人，并且通过引用将其全文并入本文。Giori公开的多层膜包括由官能化的聚烯烃(例如马来酸酐接枝的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物)改性的非晶形聚酰胺形成的气味阻隔层。由这种改性的非晶形聚酰胺形成的气味阻隔层与未改性的非晶形聚酰胺相比具有降低的刚性和沙沙声噪音。然而，由官能化的聚烯烃改性的非晶形聚酰胺形成的气味阻隔层的消音能力仍然很低。

由于对与使用造口术器具的需求相关的固有的强烈的医疗、社会和个人关注，改进造口术器具是十分必要的。该造口术器具中，为了提供更大的谨慎性和隐私性，任何明显的改善在患者的生活质量中均是非常重要的。因此，非常需要进一步改善用于造口术器具的多层膜的吸声和静音性能。根据各种实施例，本发明提供了具有改善的吸声和静音性能的多层膜以增强造口术器具的隔音性能。

技术实现要素：

根据本发明公开的各种实施例，提供具有改善的静音和吸声性能的多层膜。具体地，所述多层膜包括气味阻隔层，所述气味阻隔层除了提供优异的气味阻隔性能之外，还提供吸声性能并产生较少的沙沙声。此类气味阻隔层可由官能化的消音树脂改性的聚酰胺形成。

一方面，提供一种包括具有消音性能的气味阻隔层的多层膜。所述气味阻隔层由官能化的富含乙烯基的三嵌段共聚物改性的聚酰胺形成。

在一些实施例中，所述富含乙烯基的三嵌段共聚物为富含乙烯基的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物或富含乙烯基的苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物；其中，所述富含乙烯基的三嵌段共聚物用马来酸酐或环氧树脂官能化，并与聚酰胺反应以改性聚酰胺。

优选的，所述富含乙烯基的三嵌段共聚物的玻璃化温度为约-20℃至约20℃之间，tanδ峰值温度为约-10℃约30℃之间，以及室温下的tanδ值为约0.30至约1.5之间。此外，所述聚酰胺优选非晶形聚酰胺。

在一实施例中，所述气味阻隔层由包含约85wt.％的非晶形聚酰胺和约15wt.％的用马来酸酐官能化的富含乙烯基的SIS嵌段共聚物的共混物形成；其中，所述富含乙烯基的SIS嵌段共聚物具有约8℃的玻璃化温度，约20℃的tanδ峰值温度，以及室温下约为1.2的tanδ峰值。

在另一实施例中，所述气味阻隔层由包含约85wt.％的非晶形聚酰胺和约15wt.％的用马来酸酐官能化的富含乙烯基的SIS嵌段共聚物的共混物形成；其中，所述富含乙烯基的SIS嵌段共聚物具有约-13℃的玻璃化温度，约-3℃的tanδ峰值温度，以及室温下约为0.7的tanδ峰值。

在又一实施例中，所述气味阻隔层由包含约85wt.％的非晶形聚酰胺和约15wt.％的用马来酸酐官能化的富含乙烯基的SEPS嵌段共聚物的共混物形成；其中，所述富含乙烯基的SEPS嵌段共聚物具有约-15℃的玻璃化温度，约-5℃的tanδ峰值温度，以及室温下约为0.45的tanδ峰值。

在一些实施例中，多层膜的其它层也可包括消音树脂，例如富含乙烯基的三嵌段共聚物。

此外，所述多层膜具有多种不同的膜结构。例如，所述多层膜为具有外层/粘结层/气味阻隔层/粘结层/外层结构的5层膜，或具有外层/内层/粘结层/气味阻隔层/粘结层结构的5层膜、或具有外层/粘结层/气味阻隔层/粘结层结构的4层膜、或具有外层/内层/粘结层/气味阻隔层/粘结层/外层结构的6层膜、或具有外层/内层/粘结层/气味阻隔层/粘结层/内层/外层结构的7层膜。在其他实施例中，所述多层膜可包括少于4层或多于7层，以及可具有多种不同的膜结构。

在一些实施例中，所述外层中的至少一个是密封层，所述密封层包括乙烯乙酸乙烯酯(EVA)共聚物、乙烯丙烯酸甲酯(EMA)共聚物、乙烯-α烯烃共聚物、烯烃嵌段共聚物(OBC)、乙烯-丙烯(EP)共聚物或其共混物；并且每个粘结层均由马来酸酐接枝聚烯烃形成。所述内层包括EVA、EMA、乙烯烯烃共聚物、OBC、EP共聚物或其共混物。

另一方面，提供一种包括第一壁面和第二壁面的造口袋。所述第一壁面和所述第二壁面沿其外围边缘密封以限定空腔；其中，所述第一壁面和所述第二壁面中的至少一个由任一上述多层膜形成。

其他方面，本发明的目的和优点将在下面结合附图的详细描述中变得更加明显。

附图说明

在阅读了以下详细描述和附图之后，本发明实施例的益处和优点对于相关领域的普通技术人员将变得更加显而易见，其中：

图1为根据一实施例的5层膜的剖面示意图；

图2为根据一实施例的4层膜的剖面示意图；

图3为根据一实施例的7层膜的剖面示意图；

图4为一示例性造口袋的示意图；

图5为根据另一实施例的5层膜的剖面示意图；以及

图6为根据又一实施例的6层膜的剖面示意图。

具体实施方式

尽管本发明公开了各种形式的实施例，但应当理解的是，在附图中示出并且在下文中描述的优选实施例，应被认为是示例性的，本发明的保护范围不仅限于此。

图1是根据一实施例的包括具有消音性能的气味阻隔层的多层膜10。所述多层膜10为包括1个气味阻隔层12、2个粘结层14/16和2个外层18/20的5层膜。如图1所示，粘结层14/16中的每一个分别位于气味阻隔层12和外层18/20之间，以促进气味阻隔层12和外层18/20之间的粘附。

气味阻隔层12由包含聚酰胺和消音树脂的聚合物共混物形成。例如，气味阻隔层12可以由包含聚酰胺和富含乙烯基的三嵌段共聚物的共混物形成，例如富含乙烯基的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物(例如来自Kuraray Co.Ltd.公司的5125或5127)或富含乙烯基的苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物(例如7125)。在此类实施例中，富含乙烯基的三嵌段共聚物可用马来酸酐或环氧基树脂官能化，并与聚酰胺反应以改性聚酰胺。优选地，具有合适的消音性能的富含乙烯基的三嵌段共聚物的玻璃化温度大于约-25℃，更优选约-20℃至约20℃之间，tanδ峰值温度大于约-15℃，更优选约-10℃至约30℃之间，以及室温下的tanδ峰值大于约0.30，更优选约0.40至约1.5之间。

在此类实施例中，气味阻隔层12由包含约70wt.％～95wt.％的非晶形聚酰胺(尼龙)和约5wt.％～30wt.％的官能化的富含乙烯基的三嵌段共聚物的共混物形成。例如，共混物包含约85wt.％的非晶形聚酰胺和约15wt.％的用马来酸酐官能化的富含乙烯基的三嵌段共聚物，例如马来酸酐接枝的富含乙烯基的SEPS嵌段共聚物。

适合于气味阻隔层12的聚酰胺包括具有部分芳香族结构的非晶形聚酰胺，其通常通过脂肪族二胺与芳族二酸或二酸的组合物的缩合制备，其摩尔量等于所用的二胺。此类聚酰胺的实例包括由DuPont公司销售的PA3426聚酰胺树脂，其实质上是非晶形的，其密度为约1.19克/立方厘米(g/cc)，其玻璃化温度(干)为约127℃，其具有较高的熔融强度，并且与常规结晶尼龙相比，其可以在更宽的工艺条件下使用。PA3426通过六亚甲基二胺、对苯二甲酸和间苯二甲酸的缩合制备，以使得65％至80％的聚合物单元衍生自六亚甲基间苯二甲酰胺。另一种非晶形聚酰胺的实例是EMS-Chemie of Sumter公司市售的例如G21。SCG21的密度为约1.18g/cc，玻璃化温度(干)为约128℃。HB5299也是合适的非晶形聚酰胺，其密度为约1.2g/cc，玻璃化温度(干)为约95℃，以及熔点温度为约219℃。

在一实施例中，气味阻隔层12由包含约85wt.％的非晶形聚酰胺和约15wt.％的官能化的富含乙烯基的SIS嵌段共聚物的共混物形成，所述富含乙烯基的SIS嵌段共聚物具有约8℃的玻璃化温度，约20℃的tanδ峰值温度，以及室温下约为1.2的tanδ峰值，例如，用马来酸酐官能化的5127树脂。在另一实施例中，气味阻隔层12由包含约85wt.％的非晶形聚酰胺和约15wt.％的官能化的富含乙烯基的SIS嵌段共聚物的共混物形成，所述富含乙烯基的SIS嵌段共聚物具有约-13℃的玻璃化温度，约-3℃的tanδ峰值温度，以及室温下约为0.7的tanδ峰值，例如，用马来酸酐官能化的5125树脂。在又一实施例中，气味阻隔层12由包含约85wt.％的非晶形聚酰胺和约15wt.％的官能化的富含乙烯基的SEPS嵌段共聚物的共混物形成，所述富含乙烯基的SEPS嵌段共聚物具有约-15℃的玻璃化温度，约-5℃的tanδ峰值温度，以及室温下约为0.45的tanδ峰值，例如，用马来酸酐官能化的7125树脂。

粘结层可邻近气味阻隔层设置，以促进气味阻隔层粘附到多层膜的其它层。在图1所示的实施例中，粘结层14设置在气味阻隔层12和外层18之间，而粘结层16设置在气味阻隔层12和外层20之间。粘结层14/16可以由相同材料或不同材料形成，这取决于气味阻隔层12和外层18/20的组成。用于粘结层14/16的合适材料包括马来酸酐接枝的聚烯烃，例如马来酸酐接枝的乙烯丙烯酸甲酯共聚物(EMA-MAH)，在树脂中，其具有存在量约0.3wt.％的马来酸酐和存在量约20wt.％的丙烯酸甲酯。一种此类材料可从Arkema,Inc.公司作为504获得。在一个实施例中，粘结层14/16由包含80wt.％的EMA(来自Arkema,Inc.公司的18MA02)和20wt.％的马来酸酐接枝化合物(来自DuPont.公司的CXA41E710)的共混物形成。

在一些实施例中，粘结层14/16也具有吸声性能。在此类实施例中，粘结层14/16包含富含乙烯基的三嵌段共聚物，例如以增强多层膜10的机械性能和吸声性能。例如，粘结层14/16由富含乙烯基的SEPS嵌段共聚物(例如7125)和马来酸酐接枝化合物(例如CXA41E710)的共混物形成。

外层18/20可由相同的材料或不同的材料形成。优选地，外层18/20中的至少一个是具有合适的热密封性的密封层，以使得密封层可热密封在一起以形成造口袋。用于外层18/20的合适材料包括乙烯基聚合物，例如乙烯与乙烯酯的共聚物、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)和乙烯丙烯酸甲酯(EMA)、乙烯-α烯烃共聚物(乙烯基塑性体)，乙烯基弹性体(烯烃嵌段共聚物，OBC)和乙烯-丙烯(EP)共聚物(PP-弹性体)及其共混物。合适的EVA共聚物包括那些含有约5wt.％至35wt.％的乙酸乙烯酯，优选约18wt.％的乙酸乙烯酯。一种此类EVA共聚物可从ExxonMobil公司作为产品Ultra FL00218获得。这种EVA共聚物的熔点温度为86℃，肖氏A硬度为约91。已知EVA共聚物表现出了用于连接到另一EVA构件的必要特性，如通过热密封，以在接头或密封处提供气体密封和液体密封。EVA共聚物可被共混以促进膜的形成和挤出。例如，EVA共混物可在EVA载体中包含约98wt.％的EVA共聚物和约2wt.％的防结块及防滑添加剂。一种此类添加剂可从A.Schulman Inc.公司作为SAB-1982VA获得。

合适的EMA共聚物包含约5wt.％至约35wt.％的丙烯酸甲酯，优选约15wt.％至约30wt.％的丙烯酸甲酯。一种此类EMA共聚物为由Arkema Inc公司供应的18AM02。此共聚物的熔点为约83℃，比重为约0.841。EMA共聚物可在EMA载体中与防结块和/或防滑添加剂共混。一种此类合适的添加剂为上文提及的SAB-1982VA。共混物包含98wt.％EMA共聚物和约2wt.％SAB-1982VA防结块及防滑添加剂。

用于外层18/20的另一合适材料包括乙烯-α烯烃共聚物(乙烯基塑性体)。一种合适的乙烯-α烯烃共聚物的实例为由ExxonMobil公司供应的0203树脂，其比重为约0.88，肖氏A硬度为95，熔点温度为约95℃，比重为约0.902。该树脂设计用于单层和多层共挤出流延薄膜应用，并且适用于需要韧性和热密封性能的应用。

用于外层18/20的另一种合适的材料是乙烯基弹性体(烯烃嵌段共聚物，OBC)，例如由Dow Chemical公司供应的9107，该材料的比重为约0.866，肖氏A硬度为约60，以及熔点为约121℃。

用于外层18/20的另一种合适的材料是乙烯-丙烯共聚物(PP-弹性体)树脂。其具有低模量，因此表现出低噪声特性。其与聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)具有极好的相容性。优选地，乙烯-丙烯共聚物包含约6wt.％至约18wt.％的乙烯。一种合适的乙烯-丙烯共聚物的实例为从Dow Chemical公司获得的2200。该树脂为包含约9wt.％乙烯的PP-弹性体，其熔点为约82℃，肖氏A硬度为约94，肖氏D硬度为约42，比重为约0.878。另一个实例是来自Exxon公司的3980FL，其是包含约8.5wt.％乙烯的PP-弹性体。

包含EVA共聚物、EMA共聚物、乙烯-α烯烃共聚物(乙烯基塑性体)、乙烯基弹性体(烯烃嵌段共聚物，OBC)和乙烯-丙烯共聚物(PP-弹性体)的聚合物共混物也适用于外层。实例包括但不限于，EVA共聚物(存在量为49wt.％的FL00218)、乙烯-丙烯共聚物(PP-弹性体，存在量为49wt.％的2200)与防结块及防滑添加剂的共混物，EMA共聚物(存在量为49wt.％的1330AC)、PP-弹性体(存在量为49wt.％的200)与防结块及防滑添加剂的共混物。各种EP共聚物树脂的共混物也是合适的，例如，2200和3400的共混物，其类似于EP共聚物树脂，但其熔点较高，为约97℃，肖氏A硬度为72，肖氏D硬度为22，比重为约0.865。合适的共混物在共混物中可具有约50wt.％至约75wt.％的2200的比率。PP-弹性体，例如来自Mitsui公司的和以及来自LyondellBasell公司的PP-EP橡胶如Q100F，也是合适的。

在一实施例中，外层18/20可由包含约49wt.％EVA共聚物(例如Ultra FL00218)、49wt.％EP共聚物(例如3980FL)以及约2wt.％的防结块及防滑添加剂(例如SAB-1982VA)的共混物形成。

外层18/20也可具有吸声性能。在此类实施例中，外层18/20包含富含乙烯基的三嵌段共聚物，例如以增强机械性能和吸声性能。例如，外层18/20由富含乙烯基的苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)嵌段共聚物(例如5127)、PP-弹性体(例如和EMA共聚物(例如20MA08)的共混物形成。

虽然，图1所示的多层膜10为具有外层/粘结层/气味阻隔层/粘结层/外层结构的5层膜，在其它实施例中，多层膜可具有不同的膜结构或可多于5层或少于5层。例如，如图2所示的包括具有消音性能的气味阻隔层的4层膜100。4层膜100具有外层108/粘结层104/气味阻隔层102/粘结层106结构。图5示出具有不同膜构造的5层膜。5层膜300具有外层310/内层308/粘结层304/气味阻隔层302/粘结层306结构。

图3是根据一实施例的包括具有消音性能的气味阻隔层的多层膜200的剖面示意图。多层膜200为包括气味阻隔层202、2个粘结层204/206、2个内层208/210和2个外层212/214的7层膜。7层膜200的构造类似于为图1所示的5层膜10，除了内层208/210设置在粘结层204/206和外层212/214之间。

如图所示，内层208布置在粘结层204和外层212之间，而内层210布置在粘结层206和外层214之间。内层208/212被提供以改进膜的性能。例如，内层208/212可赋予多层膜200额外的机械性能，例如改善多层膜200的撕裂强度。上述的用于5层膜10的外层18/20的材料也适用于内层208/210，例如，乙烯基聚合物，如乙烯与乙烯酯的共聚物，举例来说，EVA共聚物和EMA共聚物，乙烯-α烯烃共聚物(乙烯基塑性体)，乙烯基弹性体(烯烃嵌段共聚物，OBC)和乙烯-丙烯共聚物(PP)及其共混物。

在一实施例中，内层208/210由包含约65wt.％EP共混物(例如3980FL)和约35wt.％PP-EP橡胶的共混物形成。

在一些实施例中，内层208/210也具有吸声性能。在此类实施例中，内层208/210包含富含乙烯基的三嵌段共聚物，例如以增强多层膜200的机械性能和吸声性能。例如，内层208/210由富含乙烯基的苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯(SEPS)嵌段共聚物(例如7125)和PP-弹性体(例如)的共混物形成。

图6是根据又一实施例的包括具有消音性能的气味阻隔层的多层膜400的横截面图。多层膜400为包括外层410/内层408/粘结层404/气味阻隔层402/粘结层406/外层412的6层膜。

根据本发明公开的各种实施例的多层膜可用于制造，例如造口袋，其如图4所示。造口袋300由2片薄膜302/304形成，薄膜302/304是热密封的或以其它方式密封，如在306处彼此粘结，以形成气体密封和液体密封的造口袋300。造口袋的开口308允许，例如，将废物从手术形成的造口(未示出)中流入造口袋。这种造口袋的构造可参照上述的Giori的美国专利US 7270860的公开内容。本领域技术人员应认可其他结构的造口袋或其他容器，以及其它用途。