本公開涉及不連續(xù)有機硅粘合劑制品以及制備不連續(xù)有機硅粘合劑制品的方法。
背景技術(shù):
有機硅粘合劑可用于醫(yī)療帶材和敷料,因為有機硅粘合劑可提供到皮膚的粘附力,并且溫和地從皮膚移除而不導(dǎo)致創(chuàng)傷或剝除皮膚細胞或毛發(fā)。皮膚,尤其是傷口可產(chǎn)生水分。有機硅粘合劑一般極具疏水性并且不允許流體吸收或流體通過。因此,來自皮膚的水分可減弱對皮膚的粘合劑粘結(jié)并導(dǎo)致粘合劑提離皮膚。而且,來自皮膚的水分可被截留并且可以導(dǎo)致皮膚浸軟。
為幫助從皮膚移除水分或流體,親水性有機硅可與疏水性有機硅共混以改善水分吸收,參見例如美國專利7,842,752。在其它設(shè)計中,將吸收性顆粒摻入疏水性粘合劑中可有助于增加吸收性。然而,對于任一種情況,粘合劑體系吸收水的能力是有限的。
在有機硅粘合劑層中包括通孔可有助于流體管理。例如,美國專利5,540,922公開了在支承膜上的有機硅粘合劑,其中有機硅粘合劑和支承膜是穿孔的以允許流體通過。然而,在生產(chǎn)過程期間在涂有粘合劑的膜上穿孔產(chǎn)生浪費掉的材料并且因此增加成本。此外,穿孔過程增加了由切割過程造成的顆?;蛩槠度氲接袡C硅粘合劑中并且被引入到皮膚或傷口的風險。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
公開了不連續(xù)有機硅制品,其包括被布置為形成在股線之間帶有開口的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的多根輻射固化的有機硅凝膠股線。有機硅凝膠提供到表面諸如皮膚的粘附力,并且開口提供了遠離表面的水分透過。
在一個實施方案中,不連續(xù)有機硅制品包括至少一根粘合劑聚合物股線和多根連接股線。粘合劑聚合物股線包含輻射固化的有機硅凝膠并且每根聚合物股線在粘結(jié)區(qū)重復(fù)地接觸相鄰的連接股線。
在一個實施方案中,有機硅凝膠包含交聯(lián)的聚二有機基硅氧烷材料。在一個實施方案中,聚二有機基硅氧烷材料包含聚二甲基硅氧烷。在一個實施方案中,聚二甲基硅氧烷選自一種或多種硅烷醇封端的聚二甲基硅氧烷、一種或多種非官能聚二甲基硅氧烷以及它們的組合。在一個實施方案中,聚二甲基硅氧烷由一種或多種非官能聚二甲基硅氧烷組成。在一個實施方案中,粘合劑聚合物股線還包含硅酸酯樹脂增粘劑。在一個實施方案中,粘合劑聚合物還包含聚(二甲基硅氧烷-草酰胺)線性共聚物。在一個實施方案中,交聯(lián)的聚二有機基硅氧烷材料包含交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷材料并且未交聯(lián)的聚二有機基硅氧烷流體包含未交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷流體。在一個實施方案中,聚二有機基硅氧烷材料包含在25℃下動態(tài)粘度不大于500,000mPa·秒的聚二有機基硅氧烷流體。在一個實施方案中,聚二有機基硅氧烷材料包含在25℃下動態(tài)粘度不大于100,000mPa·秒的聚二有機基硅氧烷流體。在一個實施方案中,粘合劑聚合物還包含親水性聚合物。
在一個實施方案中,聚合物股線和連接股線基本上彼此不交叉。在一個實施方案中,聚合物股線與第一連接股線和第二連接股線相鄰。在一個實施方案中,多個第一粘結(jié)區(qū)各自彼此間隔開地形成于聚合物股線與第一連接股線之間。在一個實施方案中,多個第二粘結(jié)區(qū)各自彼此間隔開地形成于聚合物股線與第二連接股線之間。在一個實施方案中,連接股線各自形成基本上直的線。在一個實施方案中,多根聚合物股線各自形成波形。在一個實施方案中,在接連的第一粘結(jié)區(qū)之間的區(qū)域中于聚合物股線與第一連接股線之間形成開口。在一個實施方案中,開口在接連的第二粘結(jié)區(qū)之間的區(qū)域中形成于聚合物股線與第二連接股線之間。在一個實施方案中,開口形成不連續(xù)有機硅制品的面積的至少25%。
在一個實施方案中,連接股線包含熱塑性樹脂、彈性體材料、粘合劑、疏水性聚合物或剝離材料。在一個實施方案中,連接股線具有與聚合物股線相同的組成。在一個實施方案中,制品還包括背襯,多根聚合物股線和連接股線固定至該背襯。在一個實施方案中,背襯為機織材料、針織材料、非織造材料、膜、紙材、泡沫。在一個實施方案中,背襯涂覆有粘合劑。在一個實施方案中,背襯延伸超出聚合物股線和連接股線。
在一個實施方案中,不連續(xù)有機硅制品包括多根連接股線和多根粘合劑聚合物股線,其中粘合劑聚合物股線通過將包含聚二有機基硅氧烷材料的組合物暴露于足夠劑量的電子束輻照和γ輻照中的至少一種以使聚二有機基硅氧烷材料交聯(lián)并且形成輻射固化的有機硅凝膠來形成,其中有機硅凝膠包含交聯(lián)的聚二有機基硅氧烷材料和聚(二甲基硅氧烷-草酰胺)線性共聚物,多根連接股線。每根聚合物股線在粘結(jié)區(qū)重復(fù)地接觸相鄰的連接股線。
在一個實施方案中,制備有機硅制品的方法還包括以第一速度通過第一孔分配包含有機硅材料的聚合物股線、以第二速度通過第二孔將第一連接股線分配在聚合物股線的第一側(cè)、以第二速度通過第三孔將第二連接股線分配在聚合物股線的與第一側(cè)相對的第二側(cè)、向有機硅材料施加輻射以固化有機硅材料從而形成有機硅凝膠,其中第一速度比第二速度快。在一個實施方案中,制備有機硅制品的方法包括使聚合物股線在形成第一粘結(jié)區(qū)的第一連接股線與形成第二粘結(jié)區(qū)的第二連接股線之間振蕩。在一個實施方案中,連接股線各自形成基本上直的線。在一個實施方案中,制備有機硅制品的方法還包括振蕩第一連接股線、振蕩第二連接股線、振蕩聚合物股線。
在一個實施方案中,制備有機硅制品的方法還包括在接連的第一粘結(jié)區(qū)之間的區(qū)域中形成在聚合物股線與第一連接股線之間的開口。在一個實施方案中,制備有機硅制品的方法還包括在接連的第二粘結(jié)區(qū)之間的區(qū)域中形成在聚合物股線與第二連接股線之間的開口。
在一個實施方案中,制備有機硅制品的方法還包括向有機硅材料施加電子束輻射以固化有機硅材料從而形成有機硅凝膠。在一個實施方案中,制備有機硅制品的方法還包括在分配有機硅的10分鐘內(nèi)施加電子束以固化有機硅材料從而形成有機硅凝膠。
在一個實施方案中,制備有機硅制品的方法還包括加熱有機硅材料從而以第一速度通過第一孔擠出。在一個實施方案中,制備有機硅制品的方法還包括加熱聚合物股線的有機硅材料以通過第一孔擠出、加熱第一連接股線的材料以通過第二孔擠出并且加熱第二連接股線的材料以通過第三孔擠出。
如本文所用,詞語“股線”意指細長的長絲。
詞語“優(yōu)選的”和“優(yōu)選地”是指在某些情況下可提供某些益處的實施方案。然而,在相同的情況或其它情況下,其它實施方案也可為優(yōu)選的。此外,一個或多個優(yōu)選的實施方案的表述并非意味著其它實施方案不可用,也并非旨在排除其它實施方案。
如本文所用,“一種(個)”、“所述(該)”、“至少一種(個)”以及“一種(個)或多種(個)”可互換使用。術(shù)語“和/或”(如果使用的話)意指所識別的要素的一個或全部,或所識別的要素中的任何兩個或更多個的組合。
附圖說明
圖1為不連續(xù)有機硅制品的第一實施方案的透視圖;
圖2為不連續(xù)有機硅制品的第二實施方案的透視圖;
圖3為帶有圖1的不連續(xù)有機硅制品的醫(yī)療敷料的頂視圖;
圖4為用于分配股線的分配模頭的透視圖;
圖5為用于分配用于制備不連續(xù)有機硅制品的股線的過程的一部分的側(cè)視圖。
雖然上述圖片和附圖列出了本發(fā)明的實施方案,但正如討論中所指出的那樣,還可以想到其它的實施方案。在所有情況下,本公開示例性而非限制性地呈現(xiàn)本發(fā)明。應(yīng)當理解,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可設(shè)計出許多其它的修改和實施方案,這些修改和實施方案落入本發(fā)明的范圍和實質(zhì)內(nèi)。附圖可不按比例繪制。
具體實施方式
圖1為第一實施方案的透視圖,并且圖2為第二實施方案的透視圖,其各自示出不連續(xù)有機硅制品100,不連續(xù)有機硅制品100包括多根聚合物股線110和連接股線120。聚合物股線110在不同的第一粘結(jié)區(qū)132重復(fù)地接觸相鄰的第一連接股線122,第一粘結(jié)區(qū)132各自接連地彼此隔開。聚合物股線110在不同的第二粘結(jié)區(qū)134重復(fù)地接觸相鄰的第二連接股線124,第二粘結(jié)區(qū)134各自接連地彼此隔開。接連的第一粘結(jié)區(qū)132之間的間距和接連的第二粘結(jié)區(qū)134之間的間距形成開口140。開口140基本上不含物質(zhì)。在一個實施方案中,諸如圖1和圖2所示,聚合物股線110和連接股線120基本上彼此不交叉。在一個實施方案中,不連續(xù)有機硅制品100具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
在一個實施方案中,開口140形成有機硅制品100的面積的至少5%。在一個實施方案中,開口140形成有機硅制品100的面積的至少10%。在一個實施方案中,開口140形成有機硅制品100的面積的至少25%。在一個實施方案中,開口140形成小于有機硅制品100的面積的60%。在一個實施方案中,開口140形成小于有機硅制品100的面積的40%。
在一個實施方案中,聚合物股線110具有其中股線110在中部最寬并且在上部和下部較窄的橫截面。例如,在一個實施方案中,聚合物股線110具有圓形橫截面。相比之下,穿孔結(jié)構(gòu)將具有帶有直線側(cè)壁的橫截面。在每個開口140處,每個開口140的尺寸在制品100的表面處比在制品100的中間中的尺寸大。換句話講,在橫截面處,開口140在底部以及在頂部最寬。
聚合物股線110沿著x軸線為連續(xù)的,并且連接股線120沿著x軸線為連續(xù)的(參見圖1和圖2)。聚合物股線110與第一連接股線122之間的多個第一粘結(jié)區(qū)132,連同聚合物股線110與第二連接股線124之間的多個第二粘結(jié)區(qū)134導(dǎo)致有機硅制品100具有在y軸以及x軸形成屏障的結(jié)構(gòu)。限制沿著x軸和y軸兩者的流體流動有益于當有機硅制品100(其中施加背襯150也用于限制z軸流動,參見圖3)被用于皮膚上時限制外部污染物進入覆蓋區(qū)域并且限制傷口流體排出覆蓋區(qū)域。
在圖1的實施方案中,連接股線120各自以基本上直的線形成,而聚合物股線110在相鄰的連接股線120之間起伏并且形成波狀線。在圖2的實施方案中,連接股線120和聚合物股線110各自起伏以形成波狀線。
對于每根聚合物股線110或連接股線120,可使用各種寬度、維度、幅值和頻率的波形,只要聚合物股線110重復(fù)地接觸相鄰的連接股線120并且只要開口140形成于粘結(jié)區(qū)132、134之間。
在一些實施方案中,有機硅制品100的厚度大于0.025mm。在一個實施方案中,有機硅制品100的厚度小于2.54mm。
在一些實施方案中,聚合物股線110的平均寬度在10微米至500微米范圍內(nèi)(在10微米至400微米,或甚至10微米至250微米范圍內(nèi))。在一些實施方案中,連接股線120具有與聚合物股線110相同的尺寸。在一些實施方案中,連接股線120比聚合物股線110小或大。
在一些實施方案中,有機硅制品100的基重在5g/m2至2000g/m2(在一些實施方案中,10g/m2至400g/m2)的范圍內(nèi)。
連接股線120可包含熱塑性樹脂、彈性體材料、粘合劑、有機硅凝膠、剝離材料或諸如WO 2013/032683中所公開的股線的任何成分,只要連接股線120具有能夠與一根或多根聚合物股線粘結(jié)的成分。在一個實施方案中,連接股線120為輻射固化的。在一個實施方案中,連接股線120為輻射固化的有機硅凝膠。在一些實施方案中,連接股線120具有與聚合物股線110相同的組成。
對于本公開的不連續(xù)有機硅粘合劑制品,至少一根聚合物股線110包含輻射固化的有機硅凝膠。在一個實施方案中,所有的聚合物股線110都包含輻射固化的有機硅凝膠。
有機硅凝膠(交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷(“PDMS”))材料已用于電介質(zhì)填料、減震器和用于促進疤痕組織愈合的醫(yī)學(xué)療法。輕度交聯(lián)的有機硅凝膠是柔軟、發(fā)粘的彈性材料,與傳統(tǒng)的增粘有機硅PSA相比具有低至中度的粘附強度。有機硅凝膠通常比有機硅壓敏粘合劑(“PSA”)軟,其在粘附至皮膚時會導(dǎo)致較少的不適。相對低的粘附強度和中度的粘性的組合使得有機硅凝膠適用于對皮膚溫和的粘合劑應(yīng)用。
有機硅凝膠粘合劑在溫和的移除力的情況下提供到皮膚的良好粘附力并且具有重新定位的能力。可商購獲得的有機硅凝膠粘合劑體系的示例包括以如下商品名出售的產(chǎn)品:Dow Corning MG 7-9850、WACKER 2130、BLUESTAR 4317和BLUESTAR 4320以及NUSIL 6345和NUSIL 6350。
這些有機硅凝膠粘合劑是通過乙烯基封端的聚(二甲基硅氧烷)(PDMS)與氫封端的PDMS之間在硅氫化催化劑(例如鉑絡(luò)合物)存在下進行的加成固化反應(yīng)形成的。乙烯基封端的PDMS鏈和氫封端的PDMS鏈由于其特定的化學(xué)部分而被稱為“官能化的”有機硅。單獨地,此類官能有機硅一般為非反應(yīng)性的;然而,它們在一起形成反應(yīng)性有機硅體系。另外,可配制硅酸酯樹脂(增粘劑)和帶有多個氫官能團的PDMS(交聯(lián)劑)以改性凝膠的粘附性能。
加成固化反應(yīng)所得的有機硅凝膠粘合劑是非常輕度交聯(lián)的聚二甲基硅氧烷(PDMS)網(wǎng)絡(luò),具有一定含量的游離(未交聯(lián)的)PDMS流體以及很少的增粘樹脂或不具有增粘樹脂。相比之下,在有機硅PSA中增粘樹脂通常以高用量(45pph至60pph)使用。
除了催化劑促進的有機硅材料的固化外,已知由有機過氧化物的高溫降解所形成的自由基可使有機硅制劑交聯(lián)或固化。該固化技術(shù)是不期望的,因為來自固化化學(xué)反應(yīng)的膜中留有酸性殘基,酸性殘基為腐蝕性的并且不適用于皮膚接觸。此外,該固化技術(shù)太慢以致不能在足夠長的時間內(nèi)使有機硅材料交聯(lián)以保持不連續(xù)制品100的開口140。
一般來講,本公開的交聯(lián)的硅氧烷網(wǎng)絡(luò)可由官能化或非官能化的有機硅材料形成。這些凝膠粘合劑由于聚硅氧烷網(wǎng)絡(luò)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)和模量非常低而具有優(yōu)異的潤濕特性。在流變學(xué)上,這些凝膠在建立粘結(jié)和斷開粘結(jié)的時標表現(xiàn)出幾乎相同的儲能模量,導(dǎo)致需要相對低至中等的力就能通過剝離使粘合劑脫粘。這使得在移除時對皮膚的創(chuàng)傷極少或沒有。另外,交聯(lián)凝膠的彈性性質(zhì)防止粘合劑在粘附皮膚期間在毛發(fā)周圍流動,另外減少了在移除期間產(chǎn)生疼痛的情況。
一般來講,有機硅材料可為油、流體、膠、彈性體或樹脂,例如脆性固體樹脂。一般來講,較低分子量、較低粘度的材料被稱為流體或油,而較高分子量、較高粘度的材料被稱為膠;然而,這些術(shù)語之間沒有截然區(qū)別。彈性體和樹脂具有比膠甚至更高的分子量,并且通常不流動。如本文所用,術(shù)語“流體”和“油”是指在25℃下的動態(tài)粘度不大于1,000,000mPa·秒(例如小于600,000mPa·秒)的材料,而在25℃下的動態(tài)粘度大于1,000,000mPa·秒(例如,至少10,000,000mPa·秒)的材料被稱為“膠”。
一般來講,可用于本公開的有機硅材料為聚二有機基硅氧烷,即,包含聚硅氧烷主鏈的材料。在一些實施方案中,聚二有機基硅氧烷為不包含官能有機硅片段或共聚物的均聚物。在一些實施方案中,非官能化的有機硅材料可為由下式描述的線性材料,下式示出帶有脂肪族取代基和/或芳族取代基的硅氧烷主鏈:
其中R1、R2、R3和R4獨立地選自烷基基團和芳基基團,每個R5為烷基,并且n和m為整數(shù),并且m或n中的至少一個不為零。在一些實施方案中,烷基基團或芳基基團中的一個或多個可包含鹵素取代基,例如氟。例如,在一些實施方案中,烷基基團中的一個或多個可為-CH2CH2C4F9。
在一些實施方案中,R5為甲基基團,即,非官能化聚二有機基硅氧烷材料以三甲基硅氧基基團封端。在一些實施方案中,R1和R2為烷基基團并且n為零,即,該材料為聚(二烷基硅氧烷)。在一些實施方案中,烷基基團為甲基基團,即,聚(二甲基硅氧烷)(“PDMS”)。在一些實施方案中,R1為烷基基團,R2為芳基基團,并且n為零,即,該材料為聚(烷基芳基硅氧烷)。在一些實施方案中,R1為甲基基團,并且R2為苯基基團,即,該材料為聚(甲基苯基硅氧烷)。在一些實施方案中,R1和R2為烷基基團,并且R3和R4為芳基基團,即,該材料為聚(二烷基二芳基硅氧烷)。在一些實施方案中,R1和R2為甲基基團,并且R3和R4為苯基基團,即,該材料為聚(二甲基二苯基硅氧烷)。
在一些實施方案中,非官能化聚二有機基硅氧烷材料可為支鏈的。例如,R1、R2、R3和/或R4基團中的一個或多個可為帶有烷基或芳基(包括鹵代的烷基或芳基)取代基和R5端基的直鏈或支鏈的硅氧烷。
如本文所用,“非官能基團”為由碳、氫,以及在一些實施方案中鹵素(例如氟)原子組成的烷基基團或芳基基團。如本文所用,“非官能化聚二有機基硅氧烷材料”為其中R1、R2、R3、R4和R5基團為非官能基團的聚二有機基硅氧烷材料。
一般來講,官能有機硅體系包括附接到起始材料的聚硅氧烷主鏈的特定反應(yīng)性基團(例如氫、羥基、乙烯基、烯丙基或丙烯酸基團)。如本文所用,“官能化聚二有機基硅氧烷材料”為其中式2的R基團中的至少一個為官能團的聚二有機基硅氧烷材料。
在一些實施方案中,官能聚二有機基硅氧烷材料為其中R基團中的至少2個為用于交聯(lián)的官能團的聚二有機基硅氧烷材料。一般來講,式2的R基團可為獨立選擇的。在一些實施方案中,至少一個用于交聯(lián)的官能團選自氫化物基團、羥基基團、烷氧基基團、乙烯基基團、環(huán)氧基基團和丙烯酸酯基團。
除了官能R基團外,R基團也可為非官能基團,例如烷基基團或芳基基團,其包括鹵代(例如氟代)烷基基團和芳基基團。在一些實施方案中,官能化聚二有機基硅氧烷材料可為支鏈的。例如,R基團中的一個或多個可為帶有官能和/或非官能取代基的直鏈或支鏈硅氧烷。
本公開的粘合劑可如下制備:將一種或多種聚二有機基硅氧烷材料(例如有機硅油或流體)任選地與適當?shù)脑稣硺渲旌希ㄟ^模頭分配所得混合物以形成聚合物股線110以及任選地形成連接股線120,并且使用例如電子束(E-beam)輻照或γ輻照來輻射固化。一般來講,也可包含任何已知的可用于配制粘合劑的添加劑。
一般來講,如果包含添加劑的話,那么可使用任何已知的增粘樹脂,例如,在一些實施方案中,可使用增粘性的硅酸酯樹脂。在一些示例性粘合劑組合物中,可使用多種增粘性的硅酸酯樹脂以實現(xiàn)期望的性能。增粘樹脂在有機硅凝膠粘合劑中的量可至多達10%(wt.)、20%(wt.)、30%(wt.)、40%(wt.)或50%(wt.)。
合適的增粘性的硅酸酯樹脂包括由以下結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的那些樹脂:M(即,單價R’3SiO1/2單元)、D(即,二價R’2SiO2/2單元)、T(即,三價R′SiO3/2單元)和Q(即,四價SiO4/2單元)以及它們的組合。典型的示例性硅酸酯樹脂包括MQ增粘性的硅酸酯樹脂、MQD增粘性的硅酸酯樹脂和MQT增粘性的硅酸酯樹脂。這些增粘性的硅酸酯樹脂的數(shù)均分子量通常在100克/摩爾至50,000克/摩爾,例如500克/摩爾至15,000克/摩爾的范圍內(nèi),并且R’基團一般為甲基基團。
MQ增粘性的硅酸酯樹脂為共聚樹脂,其中每個M單元都鍵合到Q單元,并且每個Q單元都鍵合到至少一個其它Q單元。Q單元中的一些僅鍵合到其它Q單元。然而,一些Q單元鍵合到羥基得到HOSiO3/2單元(即,“TOH”單元),從而說明了增粘性的硅酸酯樹脂中的一些硅鍵合的羥基含量。
可將MQ樹脂上的硅鍵合的羥基基團(即硅烷醇)的含量降低至計不大于1.5重量%、不大于1.2重量%、不大于1.0重量%或不大于0.8重量%,基于增粘性的硅酸酯樹脂的重量。這可通過例如使六甲基二硅氮烷與增粘性的硅酸酯樹脂反應(yīng)來實現(xiàn)。此類反應(yīng)可用例如三氟乙酸來催化。另選地,可使三甲基氯硅烷或三甲基硅烷基乙酰胺與增粘性的硅酸酯樹脂反應(yīng),在這種情況下無需催化劑。
MQD增粘性的有機硅樹脂為具有M、Q和D單元的三元共聚物。在一些實施方案中,D單元中的一些甲基R’基團可被乙烯基(CH2=CH-)基團取代(“DVi”單元)。MQT增粘性的硅酸酯樹脂為具有M、Q和T單元的三元共聚物。
合適的增粘性的硅酸酯樹脂可從諸如道康寧(Dow Corning)(例如DC 2-7066)、邁圖高新材料集團(Momentive Performance Materials)(例如SR545和SR1000)和瓦克化學(xué)品公司(Wacker Chemie AG)(例如BELSIL TMS-803)的來源商購獲得。
在一些實施方案中,粘合劑可包括多種已知的填料和添加劑中的任一種,包括但不限于增粘劑(例如MQ樹脂)、填料顏料、用于改善粘附力的添加劑、用于改善濕氣透過率的添加劑、藥劑、化妝劑、天然提取物、有機硅蠟、有機硅聚醚、親水性聚合物和流變改性劑。用于改善粘附力、特別是用于潤濕表面的添加劑包括聚合物,諸如聚(環(huán)氧乙烷)聚合物、聚(環(huán)氧丙烷)聚合物和聚(環(huán)氧乙烷和環(huán)氧丙烷)的共聚物、丙烯酸聚合物、羥乙基纖維素聚合物、諸如聚(環(huán)氧乙烷)和聚二有機基硅氧烷的共聚物和聚(環(huán)氧丙烷)和聚二有機基硅氧烷的共聚物的有機硅聚醚共聚物、以及它們的共混物。有機硅聚合物基體還可包含分散的吸收性顆粒或纖維。例如,PCT公開WO2013/025955公開了適合于在聚合物股線和/或連接股線中使用的有機硅粘合劑組合物,其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。
在涂覆和固化之前,如果存在,那么聚硅氧烷材料、增粘樹脂,以及任何任選的添加劑可通過多種已知方法中的任一種來混合。例如,在一些實施方案中,可使用通用設(shè)備諸如攪拌器、共混機、研磨機、擠出機等預(yù)先共混各種組分。
在一些實施方案中,可將材料溶解在溶劑中、通過模頭分配并且在固化之前干燥。在一些實施方案中,可使用無溶劑配混和通過模頭分配。在一些實施方案中,可在大約室溫下發(fā)生無溶劑分配。例如,在一些實施方案中,材料的運動粘度可不大于100,000厘沲(cSt),例如不大于50,000cSt。然而,在一些實施方案中,可使用熱熔融處理諸如擠出,以例如降低較高分子量材料的粘度。各種組分可一起以各種組合或單獨地通過擠出機的一個或多個單獨的端口加入、在擠出機內(nèi)共混(例如,熔融混合)然后擠出以形成熱熔融組合物。
本文所公開的不連續(xù)有機硅制品100可通過被稱為型材擠出的過程來制備。例如,公布WO 2013/032683公開了適用于制備所公開的不連續(xù)有機硅制品100的型材擠出過程,其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。圖4示出了用于分配用于分別制備聚合物股線110和連接股線120的材料的示例性模頭200的透視圖。
對于在室溫下具有相對較低粘度(例如,在25℃下動態(tài)粘度不大于1,000,000mPa·秒)的材料,在通過模頭200發(fā)出以用于分別形成聚合物股線110和連接股線120之前沒有必要加熱該材料。相反,這些低粘度材料在室溫下可通過重力通過模頭200來分配。在一些實施方案中,來自泵的壓力可用于通過模頭200分配。在一些實施方案中,熱可用于通過模頭200分配材料。
一般來講,型材擠出過程包括模頭200,模頭200包括用于分配彼此隔開的聚合物股線110和連接股線120的多個孔210。一般來講,已觀察到股線粘結(jié)的速率與較快股線的分配速度成比例。例如,分配器速度、孔尺寸、組合物性能可用于控制所分配的聚合物股線和連接股線的速度。
在一個實施方案中,孔之間的間距大于通過模頭分配之后所得的股線的直徑,這導(dǎo)致股線彼此重復(fù)碰撞以形成粘結(jié)區(qū)。如果孔之間的間距太大,則股線將不彼此碰撞并且將不形成粘結(jié)區(qū)。通常,聚合物股線以重力方向被分配。這使共線股線在變得彼此不對齊之前能夠彼此碰撞。在一些實施方案中,尤其是當?shù)谝痪酆衔锖偷诙酆衔锏臄D出孔彼此不共線時,期望水平地分配股線。
在一個實施方案中,聚合物股線110以第一速度從第一孔211分配,而聚合物股線110的第一側(cè)上的第一連接股線122以第二速度從第二孔212分配,并且聚合物股線110的與第一側(cè)相對的第二側(cè)上的第二連接股線124也以第二速度從第三孔213分配。
在一個實施方案中,所擠出的聚合物股線110、第一連接股線122和第二連接股線124基本上彼此不交叉。在一個實施方案中,聚合物股線110在形成第一粘結(jié)區(qū)132的第一連接股線122與形成第二粘結(jié)區(qū)134的第二連接股線124之間振蕩。開口140在接連的第一粘結(jié)區(qū)132之間的區(qū)域中形成于聚合物股線110和第一連接股線122之間,并且在然后接連的第二粘結(jié)區(qū)134之間的區(qū)域中形成于聚合物股線110和第二連接股線124之間。
在一個實施方案中,連接股線122、124各自形成基本上直的線。在一個實施方案中,聚合物股線110和連接股線122、124均振蕩。
通常,模頭的孔相對較小。在一個實施方案中,孔小于50密耳(1270微米),并且在一個實施方案中小于30密耳(762微米)。
聚合物股線110不管是如何形成的,都通過輻射固化。如果連接股線120也為有機硅材料,則它們也通過輻射固化。在一些實施方案中,股線可通過暴露在輻照諸如電子束輻照下來固化。在一些實施方案中,股線可通過暴露在γ輻照下來固化。在一些實施方案中,可使用電子束固化和γ射線固化的組合。例如,在一些實施方案中,股線可通過暴露在電子束照射下來部分固化。隨后,股線可通過γ輻照來進一步固化。
多種用于電子束固化和γ射線固化的工序是為人們所熟知的。固化取決于所用的具體設(shè)備,并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員可為具體設(shè)備、幾何形狀和線速度以及其它為人們所熟知的工藝參數(shù)定義劑量校正模型。
可商購獲得的電子束發(fā)生設(shè)備是易得的。例如,可在CB-300型電子束發(fā)生儀器(購自馬薩諸塞州威明頓的能源科技公司(Energy Sciences,Inc.(Wilmington,MA))上執(zhí)行輻射處理。一般來講,支撐膜(例如,聚對苯二甲酸酯支撐膜)貫穿腔室。在一些實施方案中,可將在兩側(cè)面(“閉合面”)上帶有襯件(例如,氟代硅氧烷剝離襯件)的未固化材料的樣品附接到支撐膜,并以約6.1米/分鐘(20英尺/分鐘)的固定速度輸送。在一些實施方案中,可將未固化材料的樣品施加至一個襯件上,而在相對的表面(“開放面”)不帶有襯件。一般來講,在用電子束固化樣品時,特別是在進行開放面固化時,將該腔室惰化(例如,以惰性氣體例如氮氣替代含有氧氣的室內(nèi)空氣)。
未固化材料可通過剝離襯件從一側(cè)暴露于電子束輻照。對于制備單層層合粘合劑型帶材,單次穿過電子束就可足夠了。較厚的樣品可在粘合劑的橫截面上表現(xiàn)出固化梯度,使得可期望使未固化材料從兩側(cè)暴露于電子束輻射。
可商購獲得的γ輻照設(shè)備包括常用于對用于醫(yī)療應(yīng)用的產(chǎn)品進行γ輻照消毒的設(shè)備。在一些實施方案中,此類設(shè)備可用于固化或部分固化本公開的股線。在一些實施方案中,可同時發(fā)生此類固化與對半成品或成品例如帶材或傷口敷料的消毒過程。
對于分別在室溫下能夠流動的未固化聚合物股線110和連接股線120,期望在從模頭200分配之后快速地固化材料以保留股線的離散形狀、開放區(qū)域和粘結(jié)區(qū)。在一個實施方案中,不連續(xù)有機硅制品100在從模頭200分配的10分鐘內(nèi)被輻射固化。在一個實施方案中,不連續(xù)有機硅制品100在從模頭200分配的2分鐘內(nèi)被輻射固化。在一個實施方案中,不連續(xù)有機硅制品100在從模頭200分配的10秒內(nèi)被輻射固化。
在一個實施方案中,在不連續(xù)有機硅制品100的側(cè)面上包括附加的背襯150。背襯150可為單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。在一些實施方案中,透明的背襯是期望的,以允許觀察下方皮膚或醫(yī)療裝置。背襯150可包括織物(諸如機織材料、針織材料、非織造材料)、紙材、膜、泡沫、以及它們的組合。背襯150可包括粘合劑160涂層以有助于將有機硅制品100固定至背襯150。在一些實施方案中,背襯150的總體尺寸與有機硅制品100一致。在一些實施方案中,背襯150延伸超出有機硅制品100的總體尺寸,并且粘合劑160還可用于有助于固定至下方表面或皮膚??蓪⒂袡C硅制品100直接施加至背襯且固定而不包括附加的粘合劑。
在一個實施方案中,背襯150為薄膜,該薄膜提供對液體和至少一些氣體的通路的不可滲透的阻隔。在一個實施方案中,背襯150具有高濕氣滲透性,但一般對于液態(tài)水為不可滲透的,使得微生物和其它污染物被密封到基材下面的區(qū)域之外。合適的材料的一個示例為高濕氣可滲透膜,諸如美國專利3,645,835和美國專利4,595,001中所述的膜,這些專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。在高濕氣可滲透膜或膜/粘合劑組合物中,該組合物應(yīng)以等于或大于人體皮膚的速率透過濕氣,諸如例如使用美國專利4,595,001中所述的倒置杯方法,在37℃/100%至10%RH下以至少300g/m2/24hrs的速率,或在37℃/100%至10%RH下以至少700g/m2/24hrs的速率,或在37℃/100%至10%RH下以至少2000g/m2/24hrs的速率。在一個實施方案中,背襯150為彈性體聚氨酯、聚酯、或聚醚嵌段酰胺膜。這些膜組合了回彈性、彈性、高濕氣滲透性和透明性的期望性能。背襯層的該特性的描述可見于授權(quán)的美國專利No.5,088,483和No.5,160,315中,這些專利的公開內(nèi)容以引用方式并入本文。潛在合適的背襯材料的可商購獲得的示例可包括以商品名TEGADERM(3M公司(3M Company))出售的薄聚合物膜背襯。
因為可主動地從醫(yī)療敷料所限定的密封環(huán)境中移除流體,所以可不需要相對較高的濕氣可滲透背襯。因此,一些其它潛在可用的背襯可包括例如茂金屬聚烯烴并且可使用SBS和SIS嵌段共聚物材料。
然而無論如何,可期望將背襯保持為相對較薄以例如改善適形能力。例如,背襯可由厚度為200微米或更小、或者100微米或更小、潛在地50微米或更小、或甚至25微米或更小的聚合物膜形成。
包括于背襯150上的粘合劑160通常為壓敏粘合劑。應(yīng)當理解,有機硅制品100可對背襯150具有足夠的粘附力,由此使得用于固定有機硅制品100的粘合劑160為不必要的。然而,如果背襯150延伸超出有機硅制品100的總面積,那么至少在超出有機硅制品100的部分背襯150上的粘合劑160可為所需的,以將背襯150固定至下方基材,即,皮膚。
用于在背襯上使用的合適的粘合劑包括提供可接受的對皮膚的粘附力并且對于在皮膚上使用是可接受的任何粘合劑(例如,粘合劑應(yīng)優(yōu)選地為非刺激性的和非敏感性的)。合適的粘合劑為壓敏粘合劑,并且在某些實施方案中具有相對較高的濕氣透過率以允許濕氣蒸發(fā)。合適的壓敏粘合劑包括基于丙烯酸酯、氨基甲酸酯、水凝膠、水解膠體、嵌段共聚物、有機硅、橡膠類粘合劑(包括天然橡膠、聚異戊二烯、聚異丁烯、丁基橡膠等)的那些以及這些粘合劑的組合。粘合劑組分可包含增粘劑、增塑劑、流變改性劑。
可用于背襯上的壓敏粘合劑可包括通常施加到皮膚上的粘合劑,諸如美國專利No.RE 24,906中所述的丙烯酸酯共聚物,尤其是97∶3的丙烯酸異辛酯∶丙烯酰胺共聚物。另一示例可包括70∶15∶15的丙烯酸異辛酯:環(huán)氧乙烷丙烯酸酯∶丙烯酸三元共聚物,如美國專利No.4,737,410(實施例31)中所述。其它潛在可用的粘合劑在美國專利No.3,389,827;No.4,112,213;No.4,310,509;和No.4,323,557中有所描述。
也可使用有機硅粘合劑。一般來講,有機硅粘合劑可提供合適的對皮膚的粘附力同時從皮膚溫和地移除。合適的有機硅粘合劑公開于PCT公開WO2010/056541和WO2010/056543中,其公開內(nèi)容以引用方式并入本文。
在一些實施方案中,壓敏粘合劑可以大于或等于人體皮膚透過濕氣的速率透過濕氣。雖然通過選擇適當?shù)恼澈蟿┛蓪崿F(xiàn)此類特性,但還可預(yù)期的是,可使用實現(xiàn)高的濕氣透過相對速率的其它方法,諸如將粘合劑涂覆在背襯上的模式,如美國專利No.4,595,001中所述。其它潛在合適的壓敏粘合劑可包括吹塑微纖維(BMF)粘合劑,諸如例如在美國專利No.6,994,904中所述的那些。
圖3為醫(yī)療敷料170的第一實施方案的底視圖,醫(yī)療敷料170包括諸如圖1所述的不連續(xù)有機硅制品100和涂覆有粘合劑160的背襯150。在該實施方案中,背襯150延伸超出有機硅制品100的總體尺寸,使得粘合劑160接觸表面諸如皮膚以將醫(yī)療敷料170另外固定至皮膚。醫(yī)療敷料170可被定位于傷口上用于有機硅制品100吸收傷口流體。在一些情況下,有機硅制品100被放置于脆弱的皮膚上以保護該皮膚免于接觸外部表面。在一些實施方案中,與包含有機硅制品100的表面相對的背襯的表面包括粘合劑以固定裝置,諸如醫(yī)療裝置。
開口140基本上不含有機硅制品材料,其允許濕氣徹底地穿過有機硅制品100。在具有背襯150的實施方案中,背襯可限制濕氣透過。然而,如以上所討論的,特別設(shè)計的背襯或背襯/粘合劑組合可被設(shè)計成具有相對較高的濕氣透過性。在一個實施方案中,使用美國專利No.4,595,001中所述的倒置杯方法,組合有背襯的有機硅制品100的濕氣透過率為在37℃/100%至10%RH下至少300g/m2/24hrs的速率、或37℃/100%至10%RH下至少700g/m2/24hrs的速率、或在37℃/100%至10%RH下至少2000g/m2/24hrs的速率。
不連續(xù)有機硅制品100可固定至表面。多個開口140提供了柔韌性、垂懸性、和遠離下方表面的濕氣透過性。所公開的有機硅制品尤其可用于接觸皮膚并且允許濕氣從表面透過。在一些實施方案中,本公開的包含有機硅凝膠粘合劑的不連續(xù)制品100適用于形成醫(yī)療制品,諸如帶材、傷口敷料、手術(shù)蓋布、IV部位敷料、假體、造瘺袋或造口袋、口腔貼片或透皮貼片。
盡管本文已示出和描述了具體實施方案,但應(yīng)當理解,這些實施方案僅僅是例示性的可設(shè)計的許多可能的具體布置方式。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可根據(jù)這些原理在不脫離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的前提下設(shè)計出許多且不同的其它布置方式。權(quán)利要求書的范圍不應(yīng)限于本申請中所述的結(jié)構(gòu)。
實施例
下面的實施例另外示出了本發(fā)明的目的和優(yōu)點,但這些實施例中列舉的具體材料及其量以及其它條件和細節(jié)不應(yīng)被理解為是對本發(fā)明的不當限制。除非另外指明,否則所有的份數(shù)和百分比都以重量計,所有的水都為蒸餾水并且所有的分子量都為重均分子量。
樣品制備中利用的材料示于表1。
表1:組分
測試方法
MVTR
以基于ASTM E96-80的方法測定MVTR。簡而言之,將3.8cm涂覆有圖案的有機硅粘合劑樣品切割并夾置于涂覆粘合劑的箔環(huán)之間。將118mL的玻璃瓶填充帶有數(shù)滴水性0.2%(w/w)亞甲藍的50mL的水。玻璃瓶的蓋也包括3.8cm的孔穴。將箔環(huán)放置在瓶蓋中,并且將該蓋放置在具有3.6cm開口的橡膠墊圈的瓶上。將瓶以豎直位置放置在40℃、20%相對濕度的室中。四個小時之后,將瓶從該室移除、密封并稱重(W1)。將瓶放回室(豎直位置)中24小時,此時將其移除并重新稱重(W2)。使用下式計算MVTR,以每24小時每平方米的樣品區(qū)域所透過的水蒸汽克數(shù)表示。
豎直MVTR=(W1-W2)*(47,400)/24
將瓶以豎直位置返回至該室。四個小時之后,將瓶從該室移除并稱重(W3)。將瓶以倒置位置放回到該室中24小時,此時將其移除并重新稱重(W4)。使用下式計算MVTR,以每24小時每平方米的樣品區(qū)域所透過的水蒸汽克數(shù)表示。
倒置MVTR=(W3-W4)*(47,400)/24
粘附力
以基于ASTM D1000的方法測定對鋼的粘附力。簡而言之,以2kg的輥滾過兩次,將2.54cm寬×25cm長的圖案化的有機硅粘合劑樣品施加至經(jīng)清潔的不銹鋼板。英斯特朗張力檢驗器(Instron tensile tester)(馬薩諸塞州諾伍德的英斯特朗公司(Instron,Norwood,MA))用于以30cm/min在90°剝離樣品。記錄平均剝離力。
實施例配方
如下所示,在室溫(約20℃)下通過微孔模頭將PDMS和MQ的混合物擠出到25微米電暈處理的以9.1m/min的速度移動的聚氨酯膜(樹脂,賓夕法尼亞州匹茲堡的拜耳材料科學(xué)公司(Bayer Material Science,Pittsburgh,PA))上,以生產(chǎn)不連續(xù)有機硅材料。供給聚合物股線和連接股線的擠出機中的螺桿在45rpm與105rpm之間的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。擠出機模頭的出口在聚氨酯膜上方約4.5cm處。將該不連續(xù)有機硅材料暴露于電子束輻射(Broadbeam EP40767,愛荷華州達文波特的PCT工程系統(tǒng)有限責任公司(PCT Engineered Systems,LLC,Davenport,IA))以生產(chǎn)不連續(xù)有機硅凝膠粘合劑。涂層重量為約178gsm(克/平方米)。實施例的詳細條件示于表2。
用于實施例的微孔模頭
通道尺寸:762微米×813微米;762微米×406微米
通道之間:406微米
表2:有機硅組成和測試結(jié)果
[a]未測試