專利名稱：粘性片形材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及粘性片形材料，例如適用于濕表面，尤其是濕皮膚上的粘合帶。該粘性片形材料可有效地粘合在濕表面上并將水分從表面轉(zhuǎn)移出去。
本發(fā)明的背景用于常規(guī)工業(yè)、包裝和醫(yī)學(xué)/外科手術(shù)中的粘性片形材料是眾所周知的并且得到了高度的發(fā)展。這些材料是由背襯和壓敏粘合劑(PSA)涂層組成的，對(duì)這些材料加以選擇以獲得粘性片形材料所需性質(zhì)(粘合性和彈性)的合適平衡。另外，如剝離強(qiáng)度和抗蠕變性之類的性質(zhì)通常也是要考慮的。粘合性材料的這些性質(zhì)已由Dahlquist在學(xué)科間科學(xué)評(píng)論(Interdisciplinary Science Review)2，2(1977)中闡述過(guò)，較近期還在粘合劑時(shí)代(Adhesives Age)1982年3月中闡述過(guò)。
一般來(lái)講，粘性片形材料或帶設(shè)計(jì)成具有選定的各種性質(zhì)，使片或帶能有效地粘合到目標(biāo)表面上。例如，用于粘合包裝的片或帶將顯示出高的粘結(jié)性和粘合性但低的拉伸性和彈性。這種包裝帶的剝離強(qiáng)度是低的，但剪切強(qiáng)度和抗蠕變性是高的。
紙粘合帶通常具有高的粘合性，但實(shí)際上它是沒(méi)有彈性的。它具有較高的剪切強(qiáng)度。它的粘性是高的以致于低壓力就可以使它粘合。
用于活皮膚的片或帶具有中等的粘合性和中等至高的拉伸性和彈性。這種片或帶的粘結(jié)強(qiáng)度應(yīng)是足夠高的，使得去除帶時(shí)PSA剩余物不會(huì)留在皮膚上。這種片或帶也具有高的粘性，中等壓力就可以使之粘合。
在片或帶和與之粘合的表面之間存在流體一般會(huì)破壞粘合。對(duì)試圖將帶貼到皮膚上的任何人來(lái)說(shuō)，水和其它非粘性物質(zhì)(如油)是眾所周知的令人煩惱的東西。流體形成的物理阻擋層阻礙PSA粘合到表面上。由于使用粘合片和帶時(shí)這種覆蓋有流體的表面是一個(gè)始終存在的問(wèn)題，因而業(yè)已開(kāi)展了多方面研究以解決這個(gè)問(wèn)題。
用于解決這個(gè)問(wèn)題的“透氣”和“吸收性”粘合帶可以在市場(chǎng)購(gòu)得，并且在專利文獻(xiàn)中業(yè)已作過(guò)廣泛的描述。例如，Copeland在美國(guó)專利3,121,021中描述了一種由非織造背襯和PSA微孔層制成的外科手術(shù)用的帶。微孔PSA層可讓水蒸氣通過(guò)。
Gander在美國(guó)專利3,579,628中描述了一種不同的方法。Gander披露了一種敷料膜，其中膜背襯吸收水蒸氣，水作為組成膜的聚合物的增塑劑。濕潤(rùn)時(shí)該膜是自粘合的。
Potter在歐洲專利申請(qǐng)0091800中同樣提出了水的膜吸收。Potter描述了一種外科用粘合膜，其中將PSA涂覆到膜上形成圖案。該膜是吸收水蒸氣的。
Rawlings在美國(guó)專利5,010,883中進(jìn)一步發(fā)展了吸收儲(chǔ)存器的概念。Rawlings描述了一種多層粘合劑涂覆的片材料，其中粘合劑涂覆層是穿孔的，以透過(guò)液體水。表面層是連續(xù)的可透過(guò)蒸汽的膜。液體水被輸送至兩層之間的儲(chǔ)存器區(qū)域，并緩慢地以水蒸氣的形式從表面層中蒸發(fā)出去。
然而，在粘性片形材料或帶中的這些改進(jìn)是設(shè)計(jì)成處理少量的水分的。它們不能處理大量的液體水。另外，一般用于這種“吸收”片和帶的PSA和背襯的吸收容量限制了可以從表面除去的水蒸氣的量。最后，當(dāng)施加到濕的表面上時(shí)，這種片和帶的粘合能力也是差的。因此，目前為止，無(wú)法購(gòu)得在非常濕的表面上使用的粘性片形材料。特別地，在水下或被水流徹底地潤(rùn)濕的表面(例如皮膚)上，已知的粘性片形材料或帶都無(wú)法有效地使用。因此，需要發(fā)展一種在非常濕的條件下適用的粘性片形材料或帶。還需要發(fā)展一種能粘合到非常濕的表面(如被水覆蓋或浸在水中的皮膚)上的片材料或帶。
本發(fā)明的概述本發(fā)明涉及一種適用于粘合在濕表面上的粘性片形材料或帶。該粘性片形材料是由含兩面的多孔背襯和涂覆在背襯一面上的壓敏粘合劑(PSA)制成的。PSA涂層是間斷的，形成由裸露的背襯區(qū)域分散的許多PSA區(qū)域。
背襯是基本上不吸水的纖維的非織造，針織或織造結(jié)構(gòu)。纖維的不吸水特征是纖維組合物的一個(gè)功能。用于本發(fā)明的纖維能吸收不大于約4重量％的水；較好地不大于約3重量％的水。由于這個(gè)特征，水能不受阻礙地通過(guò)背襯。
PSA是不溶于水的且較不吸水。每單位面積的整塊背襯(即，涂覆和未涂覆的面積)上涂覆的PSA的量為中至大，它至少為約2mg/cm2，較好地為約6-約15mg/cm2。當(dāng)使用片材料時(shí)，此量可使粘性片形材料很好地粘合到表面上。PSA最好也具有粘合性和彈性的平衡，使之能粘合到活皮膚上。或者，也可將PSA的這些性質(zhì)調(diào)節(jié)到符合無(wú)生命表面的特殊需要。
使用粘性片形材料時(shí)，背襯上的PSA涂層圖案使表面水有效地進(jìn)入并通過(guò)背襯。PSA區(qū)域中央距裸露背襯區(qū)域的距離是設(shè)計(jì)成使水在幾秒內(nèi)就能從PSA進(jìn)入裸露背襯。粘性片形材料上的各個(gè)PSA涂層區(qū)域的尺寸至少在一維上不大于5mm，較好地為約0.5mm-約5mm，更好地為約1-約3mm，最好在二維上都不大于5mm。PSA的總面積為片材料總面積的約30％-約80％，較好地為約40-70％。因此，未被粘合劑涂覆的背襯的面積占背襯面積的約20-70％。PSA涂層的圖案可為點(diǎn)狀圖案，條紋圖案，波形圖案，線形，正方形，和其它規(guī)則或不規(guī)則圖案。
本發(fā)明也涉及將粘性片形材料粘合到被含水流體(如水)濕潤(rùn)的表面上的方法。該方法包括將粘性片形材料施加到濕表面上的步驟，所述片材料使水離開(kāi)表面并通過(guò)片背襯。通過(guò)促進(jìn)水不受阻礙地移動(dòng)通過(guò)背襯以及PSA涂層區(qū)域與裸露背襯之間的短距離，在貼用粘性片形材料過(guò)程中將表面上的水壓至背襯的外表面。因此，粘性片形材料可粘合到被水濕潤(rùn)或浸在水中的表面上。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明的粘性片形材料可有效而強(qiáng)固地粘合到通過(guò)如水膜，流動(dòng)的水或在水下而徹底地被水濕潤(rùn)或覆蓋的表面上。該粘性片形材料可粘合到通過(guò)如流動(dòng)的水或水體而持續(xù)浸在水中的表面上，或粘合到通過(guò)如出汗而在其表面上不斷產(chǎn)生大量水的表面上。本發(fā)明的粘性片形材料也可粘合到干的表面上。
盡管并不意味著限制本發(fā)明，但認(rèn)為這些濕粘合特征是由以下的粘性片形材料的性質(zhì)而得到的，如在背襯上的PSA的間斷圖案，PSA的不溶于水和不吸水的特性，所存在的PSA的量，背襯的基本上不吸水的特征和整個(gè)粘性片形材料較好是多孔的。當(dāng)將粘性片形材料壓到濕表面上時(shí)，認(rèn)為這些性質(zhì)使表面水進(jìn)入并通過(guò)背襯。認(rèn)為PSA的間斷圖案和不溶于水和不吸水的特性使水從與PSA接觸的表面上排出。所加壓力迫使水進(jìn)入并通過(guò)背襯。認(rèn)為背襯的基本上不吸水的特征在將粘性片形材料壓到施用表面而引起水的泵吸作用的過(guò)程中便于水到達(dá)片材料的外表面。認(rèn)為PSA的不溶于水和不吸水的特征及其量可使接觸表面被密封，使水無(wú)法再潤(rùn)濕表面。
背襯及其纖維粘性片形材料的背襯是由纖維制成的，它具有非織造，針織或織造結(jié)構(gòu)。所述纖維基本上不吸水，它們吸收小于約4重量％的水，較好地小于3重量％的水。從功能上講，這個(gè)性質(zhì)意味著水將不吸入或者用其它方式保留在纖維內(nèi)。只要試劑不向纖維提供吸水性，可用各種試劑(疏水或親水的)對(duì)纖維進(jìn)行表面處理。這些性質(zhì)能使水不受阻礙地移動(dòng)通過(guò)背襯，并最大程度地降低了背襯的吸水量或保水量。
用于本發(fā)明的纖維結(jié)構(gòu)包括多層構(gòu)造，涂覆構(gòu)造和固體均勻構(gòu)造。這些纖維在已有技術(shù)中是眾所周知的，并且在由American Fabrics and FashionsMagazine(Prentice-Hall，Inc.，Englewood Cliffs，NJ，1980)的編輯所著的紡織品百科全書，第3版，“人造纖維”，第1-69上，特別是66-69頁(yè)上有描述。
多層纖維較好地包含由一種或多種聚合物組成的芯，所述聚合物選自聚烯烴，聚酯，聚酰胺或聚氨酯及其取代的形式，其中取代基是側(cè)鏈質(zhì)子惰性的基團(tuán)，如烷基(較好地含1-6個(gè)碳原子)，芳基(較好地含6-10個(gè)碳原子)，酯和鹵素原子(以下稱為“聚合物表”)。多層纖維的外層也由聚合物表中的一種或多種聚合物組成，它可包含一種或多種嵌入或聚合的疏水試劑如合適的含氟化學(xué)試劑或硅氧烷。
涂覆的纖維由芯和涂層組成。芯較好地由聚合物表中的一種或多種聚合物組成。涂層是纖維的一種或多種疏水試劑的共價(jià)鍵合，嵌入或粘合的膜，所述疏水試劑如硅氧烷，碳氟化合物和其它防水試劑(例如地毯和布的防水和防雨試劑)。
固體均勻的纖維可由聚合物表中的一種或多種聚合物組成。
多層纖維，涂覆纖維和固體均勻纖維可由溶液或乳液紡絲，擠出或在制造纖維的已有技術(shù)中已知的其它方法來(lái)制造。例如參見(jiàn)，“紡織品基礎(chǔ)(Elements ofTextiles)”，Jules Labarthe，MacMillan Publishing Co.，Inc.，New York，NY，1975，第4和6章。后成形方法(例如活性或機(jī)械/熱涂覆或表面層聚合)可用于制造多層或涂覆纖維。固體均勻纖維可構(gòu)成多層和涂覆纖維的芯。
使用已知的織造，針織或非織造技術(shù)將纖維制成背襯。例如參見(jiàn)，“紡織品基礎(chǔ)”中的“纖維構(gòu)造”一文，Jules Labarthe，MacMillan，(1975)第6章。針織或織造纖維、纖維長(zhǎng)絲或由纖維組成的線能有效地制造含縱向和橫向編排的纖維的針織或織造背襯。機(jī)械織機(jī)和針織或織造齒條(Weave racks)可用來(lái)制造這種針織或織造材料。
非織造背襯可由熔融成形法(例如紡吹法或熔噴法)，空氣成形法，通過(guò)化學(xué)、熱或機(jī)械過(guò)程進(jìn)行粘合的機(jī)械成形法或液體纏結(jié)法(hydroentanglement)來(lái)制造。這些方法是已知的并且在上面援引的“紡織品基礎(chǔ)”中有描述。纖維排列成沿縱向和橫向兩個(gè)方向上延伸。
壓敏粘合劑本發(fā)明所用的壓敏粘合劑(PSA)是由不溶于水和不吸水，較好地為粘彈性聚合的組分組成的。PSA也是耐水的，這就是說(shuō)，即使存在大量水的情況下它也繼續(xù)起粘合劑的作用。PSA同樣顯示出對(duì)所考慮的特殊表面是合適的粘合性(用剝離強(qiáng)度表示)，升脫性(即，粘合劑過(guò)早地與施加帶的表面脫離的程度)，和抗蠕變性(即，抗流動(dòng)性)，通常，對(duì)組分的量和種類進(jìn)行選擇以便獲得合適的剝離強(qiáng)度和升脫性是取決于目標(biāo)表面的性質(zhì)和要達(dá)到的粘合性。中等的剝離強(qiáng)度和低的升脫性用于活皮膚是較好的。高的剝離強(qiáng)度和低的升脫性用于無(wú)生命的物體是較好的。與PSA組分的種類和量與剝離強(qiáng)度和升脫性的關(guān)系可參見(jiàn)Kirk Othmer的化學(xué)技術(shù)百科全書，第4版，New York，NY 1992，Vol.1“粘合劑”。
PSA中存在的組分包括粘彈性聚合物和任選的粘合劑。也可加入填料，抗氧化劑，穩(wěn)定劑和交聯(lián)劑。粘彈性聚合物本身可具有粘性，這時(shí)就不需要粘性組分了。粘彈性聚合物可為聚丙烯酸酯，聚烯烴，聚醚，聚異戊二烯，丁基橡膠，天然橡膠，丁苯橡膠，聚氨酯，聚酯等。粘彈性聚合物可為這些聚合物的混合物或共混物。粘性組分在已有技術(shù)中是已知的，例如它包括樹(shù)脂，樹(shù)膠，糊精等。
盡管PSA的組成可以包括疏水和親水組分的混合物，但其整體特征必須是不吸水，不溶于水和耐水的?！安晃笔侵窹SA能吸收不大于約10重量％的水；較好地不大于約7重量％的水?！安蝗苡谒笔侵窹SA在水中的溶解度不大于2重量％；較好地不大于0.5重量％。耐水特征是指PSA在水中不會(huì)溶解、降解或分散，水對(duì)其粘合特性不會(huì)產(chǎn)生不利的影響。
制造粘性片形材料的方法可按已有技術(shù)中已知的方法將PSA作為圖案敷施到背襯上，形成粘性片形材料。這些方法包括噴涂，輥筒印刷，絲網(wǎng)印刷和類似的單次接觸的方法。對(duì)于輥筒印刷，首先使包含刻有所需圖案的筒體的壓延機(jī)輥壓通過(guò)PSA或其溶液，然后在背襯上輥壓。壓延機(jī)含有由脫模劑(如硅氧烷，聚全氟烯烴或其它非粘性材料)組成的表面，使PSA從壓延機(jī)上脫離并涂覆背襯。壓延機(jī)輥中的凹陷處由PSA溶液填充，它用來(lái)涂覆背襯上的PSA圖案。與輥筒印刷法一樣，可以使用人工印刷，絲網(wǎng)印刷和平版印刷法直接來(lái)制造粘性片形材料。
一個(gè)較好的敷施方法包括將PSA絲網(wǎng)印刷到脫模紙(release paper)上，再使涂覆的脫模紙接觸或?qū)訅旱奖骋r上。脫模紙法可以連續(xù)或分批的方式進(jìn)行。連續(xù)法可使用絲網(wǎng)印刷，噴印或其它的涂覆方法，將PSA圖案敷施到移動(dòng)的脫模紙片上，然后將脫模紙和針織，織造或非織造背襯層壓在一起。分批法包括用人工印刷或平版法將PSA印刷到這種脫模紙上，隨后進(jìn)行背襯層壓。這種脫模紙法在已有技術(shù)中是已知的。
若PSA是可固化的組合物，則可通過(guò)噴涂，輥筒印刷，絲網(wǎng)印刷等方法將形成粘合物前的組合物圖案涂覆到背襯上。經(jīng)紫外輻射或在經(jīng)涂覆的形成粘合物前的組合物中加入自由基固化劑來(lái)進(jìn)行固化。
在另一種方法中，可以上述方式從溶液中涂覆PSA。
粘性片形材料的物理特征粘性片形材料的線性尺寸可以結(jié)合設(shè)計(jì)方案，以獲得粘性片形材料的所需形狀和大小。該尺寸可提供自纏繞或帶襯里的卷，帶，或襯在脫模襯里上的任何下述形式片，塊，塞，墊片，標(biāo)簽，細(xì)繩，線，定制的形狀，可被切成任何大小和形狀的矩形片，和任何類似的粘性或帶狀材料。片材料的厚度僅受體積和其干燥能力等實(shí)際問(wèn)題的限制。
本發(fā)明的粘性片形材料是多孔的，這是由于其組成，其針織，織造或非織造的特征和粘合劑的圖案涂層。在型號(hào)為4110的Gurley紙透氣度測(cè)定儀上按ASTMD726-58方法A測(cè)量整個(gè)粘性片形材料的孔隙度，其Gurley值較好地在0-15秒/100立方厘米空氣的范圍內(nèi)；特別好地為小于2秒/100立方厘米空氣。
本發(fā)明粘性片形材料的物理特征包括柔韌性和對(duì)不規(guī)則表面的高度適應(yīng)性。
該粘性片形材料的剝離強(qiáng)度(粘合性的度量)性質(zhì)可按具體使用所需的參數(shù)而變?？梢园匆阎椒▉?lái)適當(dāng)選擇背襯強(qiáng)度，背襯中針織、織造或簇絨的緊密度以及PSA合適粘合特性的組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)此剝離強(qiáng)度的所需變化。例如，粘合于皮膚，粘性片形材料的剝離強(qiáng)度應(yīng)至少為約25克/英寸寬度(即約0.1牛頓/厘米寬度)。
實(shí)例在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例中，粘性片形材料可由固體聚丙烯纖維非織造紡粘網(wǎng)制得。這種背襯可按本領(lǐng)域技術(shù)熟練者眾所周知的方法來(lái)制造(例如參見(jiàn)“紡織品基礎(chǔ)”(如上))。該背襯的厚度為約0.2-2mm。此實(shí)例所用的涂層是由自粘合、粘彈性聚丙烯酸酯組成的PSA，例如由Ulrich在美國(guó)專利Re24,906中所描述的。將聚丙烯酸酯PSA涂覆到背襯上，其量為每平方厘米背襯上至少約2毫克，較好地每平方厘米背襯上約6-15毫克，涂施成半徑不大于約1mm的圓點(diǎn)或圓圈，在兩個(gè)圓點(diǎn)之間有不大于5mm(較好地不大于1mm)裸露背襯。
為了制造這種粘性片形材料實(shí)例，可將PSA涂覆到刻有上述尺寸圓點(diǎn)的凹陷圖案的金屬平板上。將這圖案中的PSA轉(zhuǎn)移到硅氧烷脫模紙上，經(jīng)層壓將脫模紙施加到非織造背襯上，形成粘性片形材料。
其它較好的實(shí)例是從由人造絲，聚酯，聚酰胺或聚烯烴纖維或這些纖維的混合物組成的非織造網(wǎng)背襯制成的，所述背襯用不吸水試劑，如防水含氟化學(xué)涂覆劑，氟化聚合物或聚硅氧烷進(jìn)行涂覆。不吸水試劑可粘合或嵌在熔噴纖維的表面層上或可表面施涂到任何非織造網(wǎng)上。例如參見(jiàn)美國(guó)專利5,027,803中所披露的。這些背襯可用不溶于水，不吸水的PSA(例如聚丙烯酸酯，含粘合劑的粘性聚烯烴或其它類似的疏水PSA)進(jìn)行圖案涂覆。這些實(shí)例中的PSA圖案涂層由約0.1-1mm寬，間隔為0.1-1mm的PSA帶構(gòu)成的，并且每平方厘米背襯中有約6-15毫克PSA。
應(yīng)用本發(fā)明的粘性片形材料和帶可用于醫(yī)學(xué)和非醫(yī)學(xué)或工業(yè)用途上。當(dāng)待扎上或粘貼的表面在非常濕的環(huán)境中時(shí)，這些用途是特別希望的。通常發(fā)現(xiàn)，在指壓幾秒鐘迫使PSA將水從表面上排出之后，本發(fā)明的片材料或帶就牢固地粘合在濕表面上。一般來(lái)講，片或帶的最初剝離強(qiáng)度至少為0.1牛頓/厘米寬度，較好地約0.15-0.20牛頓/厘米寬度。
下述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。然而，這些實(shí)施例并不意味著對(duì)上面文本已詳細(xì)描述的本發(fā)明的限制。
實(shí)施例1點(diǎn)狀圖案PSA帶的制備和比較點(diǎn)狀圖案PSA帶是將丁二烯和苯乙烯的粘性合成嵌段共聚物壓敏粘合劑印刷到人造纖維/聚酯非織造背襯上制成的。該帶的參數(shù)如下a.背襯是可作為商品購(gòu)得的流體纏結(jié)的人造絲/聚酯非織造背襯，“HEF703-2”(購(gòu)自International Paper，Veratec Nonwovens Group，Walpole，MA)，其規(guī)格如下i.背襯的寬度為20cm(8英寸)；ii.背襯的厚度為約0.1-0.2mm；iii.背襯的孔隙度為0.1秒/100立方厘米空氣(Gurley值)；和iv.吸水度小于約2重量％。
b.PSA是在300°F(149℃)下混和一共混物制得的粘合劑，所述共混物由25份“KratonTM1112 Rubbers”(購(gòu)自Shell Chemical Company，Houston，TX的丁二烯和苯乙烯的橡膠狀嵌段共聚物)，55份“Wingtack PlusTMHydrocarbonResins”(購(gòu)自Goodyear Tire and Chemical Corp.，Akron，OH的烴樹(shù)脂粘合劑)和20份Tg為260.5°K的“TuffloTMProcess Oil 6056 Mineral Oil”(購(gòu)自LyondellPetrochemical Co.，Houston TX)組成的。
印刷是由常規(guī)的旋轉(zhuǎn)式絲網(wǎng)印刷方法完成的。印刷參數(shù)包括a.粘合劑的涂敷溫度為150-155℃；b.20篩目的旋轉(zhuǎn)印刷絲網(wǎng)，獲得的PSA圓點(diǎn)圖案為20篩目；c.印刷速度為15-16米/分鐘；和d.每平方厘米背襯上施涂7.95-8.37毫克PSA。
對(duì)點(diǎn)狀圖案PSA帶在干燥條件下進(jìn)行評(píng)價(jià)，并貼在用濕紙巾潤(rùn)濕的六個(gè)自愿者后背的皮膚上。同樣評(píng)價(jià)市場(chǎng)購(gòu)得的“MicroporeTM商標(biāo)的外科用帶”(3M)，一起作為比較。這些評(píng)價(jià)的結(jié)果列于下表中并以平均值表示
表 I帶 T-01T-242升脫性3剩余物4T-0-濕5點(diǎn)狀圖案PSA帶 0.8530.768 2.41.1 0.205MicroporeTM帶 0.1270.533 2.00.0 0.0621T-0是按下述皮膚粘合性協(xié)議法測(cè)量的在時(shí)間為0時(shí)(貼用時(shí))干帶對(duì)干表面的粘合性。該粘合性以表示為牛頓/厘米的每單位寬度的力來(lái)量度。
2T-24是按下述皮膚粘合性協(xié)議法測(cè)量的在24小時(shí)時(shí)干帶對(duì)干表面的粘合性。該粘合性以表示為牛頓/厘米的每單位寬度的力來(lái)測(cè)量。
3按下述協(xié)議法來(lái)測(cè)量升脫性。
4按下述協(xié)議法來(lái)測(cè)量剩余物。
5T-0-濕是按下述皮膚粘合性協(xié)議法測(cè)量的在時(shí)間為0時(shí)帶對(duì)濕表面的粘合性。單位為牛頓/厘米。
數(shù)據(jù)表明印刷的間斷涂層，疏水PSA和不潤(rùn)濕背襯的組合對(duì)粘合濕皮膚是非常有用的。
協(xié)議法皮膚粘合性組合物對(duì)人體皮膚粘合性的評(píng)價(jià)是一種本質(zhì)上因人而異的判定。人體皮膚在組成，外形，和存在/不存在各種體液上有很大的變化。然而，使用來(lái)自在此所述的幾個(gè)個(gè)體上的帶的試驗(yàn)結(jié)果可以獲得粘合性的對(duì)比平均值。
按普遍接受的在180°清除角時(shí)進(jìn)行的單面涂覆粘合帶的PSTC-1剝離粘合性試驗(yàn)來(lái)測(cè)量最初的皮膚粘合性(T0)，在與皮膚連續(xù)接觸24小時(shí)之后的皮膚粘合性(T24)和對(duì)濕皮膚的皮膚粘合性(T濕)。PSTC-1剝離粘合性試驗(yàn)是由位于5700 OldOrchard Road，Skokie，IL的壓敏帶協(xié)會(huì)的規(guī)范和技術(shù)委員會(huì)創(chuàng)立的試驗(yàn)協(xié)議法。對(duì)此試驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)以用于本發(fā)明的將帶施加到活人皮膚上的目的。
將尺寸為2.5cm寬×7.6cm長(zhǎng)的三個(gè)樣品施加到六個(gè)人體研究對(duì)象(三男三女)的各人后背上。使研究對(duì)象擺成其手臂在兩側(cè)，頭偏向一側(cè)的俯伏姿勢(shì)。將樣品貼到脊柱的兩側(cè)，使各個(gè)樣品的長(zhǎng)度方向與脊柱成直角。在對(duì)皮膚沒(méi)有張力和拉力的情況下施加樣品。
將那些用于濕皮膚粘合性試驗(yàn)的樣品施加到在緊接在施加樣品前用濕布浸濕的皮膚上，皮膚上留有可見(jiàn)的不流動(dòng)的水滴。
用2kg輥筒以約2.5厘米/秒的速度前進(jìn)后退一個(gè)來(lái)回將樣品壓到位。在施加過(guò)程中不應(yīng)對(duì)輥筒施加人工壓力。
然后在施加后即刻(T0)或與皮膚連續(xù)接觸24小時(shí)后(T24)，使用裝有連接于2.5cm夾子上的25lb(11.3kg)試驗(yàn)線的常規(guī)粘合性試驗(yàn)機(jī)，在180°的清除角和15厘米/分鐘的清除速度下，清除樣品。用手將樣品從皮膚上抬起約1cm，將夾子連接在抬起的邊緣上，這樣就使夾子連接在距脊柱最遠(yuǎn)的樣品邊緣處。粘合性試驗(yàn)機(jī)是安裝在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)支架上的應(yīng)變儀。
測(cè)得的實(shí)現(xiàn)清除所需的力以牛頓/厘米來(lái)表示。為了粘合到濕皮膚上，T-0-濕值必須大于約0.1牛頓/厘米。這樣，表I的結(jié)果表明本發(fā)明的帶能粘合到濕皮膚上，而標(biāo)準(zhǔn)“MicroporeTM帶”將不能。
粘合升脫性與上述評(píng)價(jià)組合物對(duì)人體皮膚粘合性的理由相同，組合物對(duì)人體皮膚的粘合牢度的評(píng)價(jià)也是一種本質(zhì)上因人而異的判定。
然而，對(duì)粘合牢度(升脫性)的觀測(cè)值通常是可再現(xiàn)的，并且與類似性能的主觀評(píng)估相一致。
粘合脫升性試驗(yàn)是對(duì)在按皮膚粘合性試驗(yàn)施加樣品之后粘合帶過(guò)早地與人體脫離的程度的主觀評(píng)估。緊接在試驗(yàn)皮膚粘合性(即施加后24小時(shí))之前，肉眼觀察所施加的樣品，確定樣品邊緣與皮膚脫離的程度?；谙率鲇^察，給各樣品標(biāo)上從0到5的評(píng)定值評(píng)定值 定義0 沒(méi)有可見(jiàn)的脫離1 只在帶的邊緣有脫離2 帶的1％-25％的區(qū)域有脫離3 帶的26％-50％的區(qū)域有脫離4 帶的51％-75％的區(qū)域有脫離5 帶的76％-100％的區(qū)域有脫離由各個(gè)評(píng)定小組成員按上述所列的表格給各個(gè)樣品評(píng)定一個(gè)分?jǐn)?shù)。然后對(duì)各小組成員(通常是六個(gè)成員)的評(píng)定值取平均值并表示到一位小數(shù)。由于試驗(yàn)的主觀性，平均余值相差小于0.5應(yīng)被認(rèn)為基本上相同。表I表明，對(duì)于在人體皮膚上使用，本發(fā)明的帶的升脫性與標(biāo)準(zhǔn)帶的升脫性基本上是相同的。
粘合劑剩余物與評(píng)定粘合升脫性一樣，對(duì)于組合物在人體皮膚上的粘合劑剩余物評(píng)定值(剩余物)的評(píng)估也是一種本質(zhì)上因人而異，但可再現(xiàn)的判定。
粘合劑剩余物試驗(yàn)是在除去進(jìn)行皮膚粘合性試驗(yàn)的粘合劑樣品之后對(duì)留在皮膚上的粘合劑數(shù)量的主觀評(píng)估。肉眼觀察直接在各個(gè)樣品下面的皮膚，確定與粘合劑接觸的區(qū)域保留剩余粘合劑的程度。然后基于下述觀察，給各樣品標(biāo)上從0到5的評(píng)定值評(píng)定值 定義0沒(méi)有可見(jiàn)的剩余物1只在帶的邊緣有剩余物2試驗(yàn)區(qū)域的1％-25％覆蓋有剩余物3試驗(yàn)區(qū)域的26％-50％覆蓋有剩余物4試驗(yàn)區(qū)域的51％-75％覆蓋有剩余物5試驗(yàn)區(qū)域的76％-100％覆蓋有剩余物由各個(gè)評(píng)定小組成員按上述所列的表格給各個(gè)樣品評(píng)定一個(gè)分?jǐn)?shù)。然后對(duì)各小組成員(通常是六個(gè)成員)的評(píng)定值取平均值并表示到一位小數(shù)。由于試驗(yàn)的主觀性，平均余值相差小于0.5應(yīng)被認(rèn)為基本上相同。
較好皮膚粘合劑的平均剩余物評(píng)定值通常低于約2.5。
實(shí)施例2含有用含氟化學(xué)物質(zhì)涂覆的纖維背襯的點(diǎn)狀圖案PSA帶使用實(shí)施例1所述的粘合劑，設(shè)備和過(guò)程經(jīng)旋轉(zhuǎn)絲網(wǎng)印刷來(lái)制造人造絲點(diǎn)狀圖案帶。所用的背襯是實(shí)施例1所述類型的人造纖維和聚酯纖維的流體纏結(jié)網(wǎng)。背襯的寬度為15cm，厚度為約0.1-0.2mm，孔隙度為0.1秒/100立方厘米空氣(Gurley值)。(在表II中這種背襯稱為“703-1”)。
在另一個(gè)變化中，用1.6重量％的氟化脂族化學(xué)混合物FC-270(購(gòu)自3MCompany，St.Paul，MN)將背襯涂覆至飽和，隨后室溫干燥。(在表II中這種用含氟化學(xué)物質(zhì)涂覆的背襯稱為“703-1FC”)。
在再一個(gè)變化中，按上述方法來(lái)制造含有1％3M Company含氟化學(xué)物質(zhì)“FM 3559”的表面涂層的背襯。按上述過(guò)程、參數(shù)和PSA由這種背襯來(lái)制造帶。(在表II中未涂覆的背襯和用含氟化學(xué)物質(zhì)涂覆的背襯分別稱為“703-2”和“703-2，F(xiàn)C，”)。
按實(shí)施例1所述的過(guò)程，使用各種未涂覆和用含氟化學(xué)物質(zhì)涂覆的背襯來(lái)制造本發(fā)明的圖案涂覆的帶。粘合劑是實(shí)施例1所述的共聚物，每平方厘米背襯涂覆有9.2毫克。
下表提供了按實(shí)施例1給出的過(guò)程對(duì)上述帶和3M“MicroporeTM帶”進(jìn)行試驗(yàn)的結(jié)果。
表 II背襯 T-0-干 T-24-干 T-0-濕*703-1 0.630.80 0.28703-1，F(xiàn)C 0.640.90 0.28703-2 0.760.85 0.24703-2，F(xiàn)C 0.740.88 0.233M MicroporeTM0.150.46 0.05*以牛頓/厘米表示實(shí)施例3平版印刷帶由平版印刷法來(lái)制造使用幾種不同背襯的圖案涂覆的壓敏粘合帶。平版是一種金屬工具，其中隆起的脊(0.2-0.25mm高，0.25mm寬)形成正方格子圖案，格子正方形的中心距中心的距離為2.5mm。平版用混有7.5％“Syloff23A Catalyst176”(一種購(gòu)自Dow Corning Corp.，Midland，MI的催化劑)的硅氧烷脫模劑(“Syloff23”，購(gòu)自Dow Coming Corp.，Midland，MI)涂覆。用50/50戊烷/庚烷將硅氧烷/催化劑混合物稀釋成含6％的固體；涂覆到印刷平版上，在150℃固化10-15分鐘。按制備脫模劑的說(shuō)明書中所述，將涂覆的平版在約25℃下后固化幾小時(shí)。
然后將粘合劑涂覆到平版上，在約25℃下干燥。粘合劑由70重量％丙烯酸異辛酯、15重量％丙烯酸和15重量％丙烯酸酯化的聚環(huán)氧乙烷低聚物構(gòu)成，所述低聚物是購(gòu)自Union Carbide Corp的“Carbowax 750”(商品為在由60％乙酸乙酯、30％異丙醇和10％甲苯組成的溶劑中含50重量％所述低聚物)。用剛性硬毛刷將各種非織造網(wǎng)條壓到表面并壓入到粘合劑中。所用的非織造帶背襯是(a)CFX尼龍(購(gòu)自Allied Signal Corp.，East Providence，RI)(b)用5重量％“Triton X-100”牌號(hào)的辛基苯氧基聚乙氧基乙醇涂覆的聚丙烯熔噴網(wǎng)(購(gòu)自Union Carbide Chemical and Plastics Co.，Danbury CT)，和(c)用1％“Atmer685”牌號(hào)的表面活性劑涂覆的紡纖網(wǎng)聚乙烯(購(gòu)自ICIAmericas，Wilmington，DE)。
從平版上取下間斷涂覆的粘合帶的條，并加壓保持5-10秒貼在濕手的手掌上。1-2分鐘之后，所有的帶都顯示出抗剝離性。
對(duì)比例4除了只在三個(gè)人體研究對(duì)象上使用帶之外，其余均按實(shí)施例1所述的方法來(lái)評(píng)價(jià)作為商品購(gòu)得的圖案涂覆的壓敏粘合劑帶。本實(shí)施例的帶是購(gòu)自LectecCorporation，Minnetonka，Minnesota，商品名為“SuperporeTM帶”。粘合劑是異戊二烯/苯乙烯彈性體，松香酯粘性樹(shù)脂和長(zhǎng)鏈脂肪酸鹽。背襯由聚酯和纖維素纖維組成。粘合劑和背襯吸收147重量％的水。
平均結(jié)果列于表III中。
表 IIIT-0-干*T-24-濕*T-0-濕*SuperporeTM帶 0.3 0.63 0.07*以牛頓/厘米表示表III表明，當(dāng)施加到濕皮膚上時(shí)，“SuperporeTM帶”不具有本發(fā)明帶那么高的剝離強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種粘性片形材料，它包含一種有相對(duì)兩面的多孔背襯，它是由吸水量小于4重量％的纖維制成的，和一種能吸收不大于10重量％水的不溶于水的壓敏粘合劑，粘合劑是間斷地涂覆在背襯的一面上，獲得由未涂覆的背襯區(qū)域分散的許多壓敏粘合劑區(qū)域，未被粘合劑涂覆的背襯面積占背襯總面積的20-70％；其中背襯的孔隙度足以使粘性片形材料的Gurley值達(dá)到0-15秒/100立方厘米空氣。
2.如權(quán)利要求1所述的粘性片形材料，其中的纖維是選自多層纖維，涂覆纖維和固體均勻纖維。
3.如權(quán)利要求2所述的粘性片形材料，纖維至少一部分是由選自下述的聚合物制成的，所述聚合物包括聚烯烴，取代的聚烯烴，聚酯，取代的聚酯，聚酰胺，取代的聚酰胺，聚氨酯和取代的聚氨酯，其中任何上述取代聚合物中的取代基都是質(zhì)子惰性的側(cè)鏈基團(tuán)。
4.如權(quán)利要求2所述的粘性片形材料，其中的纖維是用含氟化學(xué)物質(zhì)或硅氧烷涂覆的。
5.如權(quán)利要求1所述的粘性片形材料，其中涂在背襯上的壓敏粘合劑的量至少為約2mg/cm2。
6.如權(quán)利要求1所述的粘性片形材料，其中用粘合劑涂覆的各個(gè)背襯區(qū)域至少在一維上不大于約5mm。
7.如權(quán)利要求6所述的粘性片形材料，其中用粘合劑涂覆的各個(gè)背襯區(qū)域在二維上不大于約5mm。
8.如權(quán)利要求1所述的粘性片形材料，其中粘彈性聚合物是選自聚丙烯酸酯，聚烯烴，聚醚，聚異戊二烯，丁基橡膠，天然橡膠，聚氨酯，聚酯和丁二烯與苯乙烯的嵌段共聚物。
9.如權(quán)利要求1所述的粘性片形材料，其中背襯包含具有相對(duì)兩面的織造，針織或非織造的多孔纖維質(zhì)背襯，它由纖維組成，所述纖維選自具有含疏水劑的表面層的多層纖維，具有含疏水劑表面涂層的涂覆纖維和固體均勻纖維，以及各個(gè)壓敏粘合劑區(qū)域至少在一維上的尺寸不大于5mm，涂在背襯上的壓敏粘合劑的量為每平方厘米背襯上至少2毫克，用壓敏粘合劑涂覆的總面積占背襯總面積的30-80％。
10.一種將如權(quán)利要求1所述的粘性片形材料粘合到用含水液體潤(rùn)濕的表面上的方法，它包括在有足夠的時(shí)間和壓力使含水液體通過(guò)粘性片形材料的條件下，將粘性片形材料施加到濕表面上，所述粘性片形材料包含具有相對(duì)兩面，由吸水量小于4重量％的纖維組成的多孔纖維質(zhì)背襯；和能吸收不大于10重量％水，并且間斷地涂覆在背襯一面上的不溶于水的壓敏粘合劑，涂層提供由裸露的背襯區(qū)域分散的許多壓敏粘合劑區(qū)域，未被粘合劑涂覆的背襯面積占背襯總面積的20-70％；其中背襯的孔隙度足以使粘性片形材料的Gurley值為0-15秒/100立方厘米空氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粘性片形材料，例如適用在濕表面上，尤其是濕皮膚上的粘合帶。這種粘性片形材料能有效地粘合在濕表上并將水分從表面上除去。這種粘性片形材料含具有相對(duì)兩面的多孔背襯，并由不可潤(rùn)濕的纖維制成。不溶于水的壓敏粘合劑間斷地涂覆在背襯的一面上，獲得由裸露的背襯區(qū)域分散的許多粘合劑區(qū)域。
文檔編號(hào)C09J201/00GK1159820SQ95195488
公開(kāi)日1997年9月17日 申請(qǐng)日期1995年9月28日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月4日
發(fā)明者D·H·盧卡斯特, C·D·卡爾霍恩, J·E·里德?tīng)? C·W·泰勒 申請(qǐng)人:美國(guó)3M公司