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分散在胶黏剂中的交联的微凝胶颗粒的杂化材料

摘要

描述了两相胶黏剂组合物和选择性剥离剂。所述胶黏剂组合物包括:包含压敏胶黏剂的基本上连续的第一相和包括交联的硅氧烷凝胶微粒的不连续的第二相。当施加时,所述选择性剥离剂被凝胶微粒吸收。所述凝胶微粒改变尺寸或形状,并且通过减少胶黏剂和基底之间的接触面积,促进从基底剥离所述胶黏剂。还描述了选择性剥离压敏胶黏剂组合物的方法,制造压敏胶黏剂组合物的方法,利用压敏胶黏剂组合物的制品、胶黏剂系统和包括包含所述压敏胶黏剂组合物和选择性剥离剂的制品的试剂盒。

著录项

  • 公开/公告号CN104870567A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2015-08-26

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 艾利丹尼森公司;

    申请/专利号CN201380067084.4

  • 发明设计人 N·卡蒂;

    申请日2013-10-21

  • 分类号C08L83/04(20060101);C08J3/03(20060101);

  • 代理机构11245 北京纪凯知识产权代理有限公司;

  • 代理人赵蓉民;尚晓芹

  • 地址 美国俄亥俄州

  • 入库时间 2023-12-18 10:40:55

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2018-09-07

    授权

    授权

  • 2015-12-16

    实质审查的生效 IPC(主分类):C08L83/04 申请日:20131021

    实质审查的生效

  • 2015-08-26

    公开

    公开

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求提交于2012年10月22日的美国临时专利申请号61/716,828的权益,其通过引用以其全部并入本文。

领域

本主题涉及包括微粒的两相胶黏剂组合物,用于剥离所述胶黏剂的选择性剥离剂,使用所述胶黏剂的方法,用选择性剥离剂剥离所述胶黏剂的方法,制造所述胶黏剂的方法,使用所述胶黏剂、胶黏剂系统和剥离剂的制品,和包括胶黏剂制品和选择性剥离剂的试剂盒。

背景

胶黏剂广泛用于固定各种制品至基底。压敏胶黏剂(PSA)是熟知的并且用于各种工业、消费者和医学应用。压敏胶黏剂具有通常发黏的特征,并且当施加至基底时展现瞬时黏着性。各种聚合物已被用于制造压敏胶黏剂,例如丙烯酸和甲基丙烯酸酯均聚物或共聚物、基于丁基橡胶的系统、硅氧烷、腈、苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯、聚氨酯、乙烯酯和酰胺、烯烃共聚物材料、天然或合成橡胶等等。

压敏胶黏剂在尝试调整其性质上已经被广泛地研究,从而它们容易从给定基底剥离。对于接触皮肤的胶黏剂,比如用于伤口敷料的那些具有非常高的初黏合性是特别期望的。这使得它们容易被施加,保持牢固地附着在合适的位置,并且充当抵抗外部微生物污染物的良好屏障。同时优选地,胶黏剂容易被去除。由去除胶黏剂制品造成的组织创伤是显而易见的现象,其可延迟创伤愈合、增加创伤尺寸和引起明显疼痛。

存在用于减轻与去除皮肤胶黏剂相关的创伤的许多策略。一些策略采用与所述胶黏剂反应的剥离剂至制品,这导致损失黏合性。通过使用外部引发物,比如温度变化、光暴露、水合作用等,其他策略根据需要减活化胶黏剂。其他策略简单地依赖于达成胶黏剂强度和容易去除之间的折衷,柔软的硅氧烷胶黏剂是极佳的实例。这些努力通常导致小于最佳结果。问题包括黏合强度的不令人满意的减小或压敏胶黏剂在剥离剂中的溶解。当压敏胶黏剂溶解时,去除后其在基底上留下黏性残留。

虽然现有努力已试图将微粒或微胶囊并入压敏胶黏剂中,但是这种努力具有限制和问题。各种类型的微粒和微胶囊包括发泡剂、水溶性的增黏剂或水胶体颗粒。这些策略已经引起两个问题:1)胶黏剂的初始黏合强度的显著降低;和2)使用不期望的剥离剂,比如热、紫外光、或酸性或碱性溶液的需要。

压敏胶黏剂已被并入包括在医学应用、汽车应用和胶带中使用的那些的各种产品中。虽然已知许多商业产品促进从基底去除胶黏剂制品,但是仍存在利用选择性剥离剂来促进这种制品的去除的需要。

发明内容

在本组合物、胶黏剂、使用其的制品和相关的方法中克服了与先前已知的胶黏剂和策略相关的困难和缺点。

本主题涉及当暴露于剥离流体时扩张以辅助去除胶黏剂的交联的硅氧烷凝胶微粒(本文也称为“微凝胶颗粒”、“微凝胶”和/或“微粒”)。

在一个方面,本主题提供了适合于选择性剥离的压敏胶黏剂组合物,其包括压敏胶黏剂和分散在其中的交联的硅氧烷凝胶微粒。该微粒是这样的,当暴露于选择性剥离剂时,它们经历在形状和体积的至少一种中的变化。

在另一方面,本主题提供了选择性可剥离的胶黏剂系统。该系统包括选择性剥离剂和压敏胶黏剂组合物。该压敏胶黏剂组合物包括压敏胶黏剂和分散在其中的交联的硅氧烷凝胶微粒。该微粒是这样的,当暴露于选择性剥离剂时,它们经历形状和体积的至少一种中的变化。

在另一方面,本主题提供了制备适合于选择性剥离的压敏胶黏剂组合物的方法,所述压敏胶黏剂组合物包括压敏胶黏剂和分散在其中的交联的硅氧烷凝胶微粒。该微粒是这样的,当暴露于选择性剥离剂时,它们经历形状和体积的至少一种中的变化。

在另一方面,本主题提供了剥离含有适合于选择性剥离的压敏胶黏剂组合物的制品的方法。该方法包括提供胶黏地黏合至基底的制品,选择剥离剂,将剥离剂施加至压敏胶黏剂,和从基底剥离制品。该压敏胶黏剂组合物包括压敏胶黏剂和分散在其中的交联的硅氧烷凝胶微粒。该微粒是这样的,当暴露于选择性剥离剂时,它们经历形状和体积的至少一种中的变化。该方法包括选择将被交联的硅氧烷凝胶微粒吸收的剥离剂并且改变其形状和/或体积,从而降低压敏胶黏剂和基底之间的黏合性。剥离剂是这样的,它不被压敏胶黏剂吸收,或溶解压敏胶黏剂。

在另一方面,本主题提供了一种制品,其包括具有第一和第二相反朝向的表面的衬底材料、布置在衬底材料的第一表面上的压敏胶黏剂组合物、和黏附至压敏胶黏剂组合物的暴露表面的产品隔离衬垫。该压敏胶黏剂组合物适合于选择性剥离,并且包括压敏胶黏剂和分散在其中的交联的硅氧烷凝胶微粒。该微粒是这样的,当暴露于选择性剥离剂时,它们经历形状和体积的至少一种中的变化。

在另一方面,本主题提供了一种试剂盒,其包括衬底材料、布置在衬底材料上用于将衬底材料施加至基底的压敏胶黏剂组合物、和用于从基底去除衬底材料的选择性剥离剂。该压敏胶黏剂组合物适合于选择性剥离,并且包括压敏胶黏剂基质、分散在压敏胶黏剂基质中的交联的硅氧烷凝胶微粒,其具有这样的特征,当暴露于剥离剂时,该微粒经历形状和体积的至少一种中的变化。

如将认识到,本文描述的主题能够实现其它和不同的实施方式,并且其若干细节能够实现各个方面的改进,其所有都不偏离要求保护的主题。因此,附图和说明书被认为是说明性的并且不是限制性的。

附图简述

结合附图,通过参考本主题的示例性实施方式的以下更详细的描述,将更完全地理解和领会本主题的这些以及其他特征、方面和优势。

图1是根据本主题的优选的实施方式胶黏剂的示意性的横截面图。

图2是根据本主题的另一优选的实施方式胶黏剂的示意性的横截面图。

图3是根据本主题的另一优选的实施方式胶黏剂的示意性透视图。

图4是根据本主题的黏附至基底的优选的实施方式胶黏剂制品的示意性的横截面图。

图5是根据本主题的黏附至基底的另一优选的实施方式胶黏剂制品的示意性的横截面图。

图6A-6C是根据本主题用于从基底剥离制品的示例性系统的示意性的横截面图。

图7是根据本主题用于制备压敏胶黏剂组合物的示例性方法的流程图。

图8是根据本主题使用胶黏剂制品和选择性剥离剂的示例性方法的流程图。

图9是根据本主题具有部分去除的隔离衬垫的优选的实施方式胶黏剂制品的示意图。

图10是根据本主题不具有隔离衬垫的另一优选的实施方式胶黏剂制品的示意图。

图11是根据本主题优选的实施方式胶带的透视图。

图12是在根据本主题制备的含有按重量计1%的硅氧烷微凝胶颗粒的压敏胶黏剂基质的放大下拍摄的照片。

图13是在根据本主题制备的含有按重量计10%的硅氧烷微凝胶颗粒的压敏胶黏剂基质的放大下拍摄的照片。

图14是根据本主题的优选的实施方式试剂盒的示意图,其包括具有隔离衬垫的胶黏剂制品、选择性剥离剂、选择性剥离剂的容器、和包装。

实施方式详述

本文描述的主题提供了用于将制品胶黏地黏合至基底的组合物,并且从基底容易地并且选择性地去除制品。该胶黏剂组合物包括分散在胶黏剂基质内的独特微粒。当暴露于选择性剥离剂时,本主题的微粒改变形状和/或增加尺寸。形状和/或尺寸的改变在本文中通常称为“膨胀”。暴露于水溶液,比如来自创伤的水或渗出物,通常不引起微粒的尺寸或形状变化。该选择性剥离剂通常不溶解胶黏剂基质。

描述了使用胶黏剂制品和从基底剥离胶黏剂制品的相关方法。从基底剥离制品的方法是廉价的、实用的并且容易被使用者控制。方法不需要使用热、光或pH变化来促进剥离。提供了包括本主题的胶黏剂组合物的胶黏剂制品,并且施加该胶黏剂制品至基底。当期望去除制品时,将选择性剥离剂施加至基底和制品之间的界面处的胶黏剂组合物。暴露于剥离剂的界面处的微粒将吸收至少一部分剥离剂,并且膨胀和/或改变形状。由于微粒在界面处膨胀,它们推动胶黏剂基质或以其他方式转移胶黏剂基质远离基底,导致胶黏剂基质从基底部分地剥离。这产生了基底和胶黏剂基质之间的表面接触面积的减小。由于较小的胶黏剂基质表面接触基底,需要较小的力用于胶黏剂制品的去除。这允许更容易的去除。

制备本主题的胶黏剂组合物的相关方法具有另一优势——简单的和廉价的生产工具。通过在水和表面活性剂的溶液中混合双组分硅氧烷凝胶组分系统完成制备。结合这两部分硅氧烷凝胶组分,然后立即将它们混合在水和表面活性剂溶液中。一旦凝胶组分与溶液混合,搅拌混合物并且将其加热以在水溶液中均匀地分散未固化的硅氧烷凝胶的液滴。硅氧烷凝胶液滴固化,并且至少部分地交联以形成悬浮水溶液中的硅氧烷凝胶微粒。该悬浮液任选地被冷却。然后使用溶剂萃取微粒。含有硅氧烷凝胶微粒的溶剂然后与压敏胶黏剂结合。蒸发至少一部分过量溶剂以产生具有分散在其中的固化的和交联的硅氧烷凝胶微粒的压敏胶黏剂。

本主题的优选的实施方式是适合于选择性剥离的压敏胶黏剂组合物。该组合物包括溶剂丙烯酸压敏胶黏剂和分散在压敏胶黏剂中的交联的硅氧烷凝胶微粒。微粒形式的硅氧烷凝胶具有这样的特征,当暴露于选择性剥离剂时,所述微粒经历形状变化和/或体积增加。本文如下将更详细描述这些和其他方面。

微粒

在一个方面,本主题涉及包含在压敏胶黏剂基质内的微粒。该微粒提供胶黏剂制品从基底的剥离。可调整微粒的若干特征以优化剥离。取决于预期的应用,可调节这些特征的一个或全部以适应使用者的具体需要。这些特征中的一些取决于下列或至少被下列所影响:微粒的其他特征、压敏胶黏剂的特性和剥离剂的品质。这些关系和相关特征如下。

1.压敏胶黏剂内的分散

压敏胶黏剂基质内的微粒分散是可以影响本主题的剥离机制的一个因素。微粒可遍及压敏胶黏剂基质被均匀分散或被局部分散至压敏胶黏剂基质的一个区域。选择的压敏胶黏剂组合物内微粒的配置将取决于许多因素,包括但不限于:成本、时间、预期的目的、将微粒结合至压敏胶黏剂的方法、将压敏胶黏剂组合物施加至胶黏剂制品的方法等等。

限制或不限制微粒分散至压敏胶黏剂基质内的某些区域,例如可取决于预期的应用。

在其中存在胶黏剂制品的衬里层的某些应用中,将微粒局部化在压敏黏合层的表面处或附近可变得是优选的。通常在压敏胶黏剂组合物内分散微粒可导致衬底材料从压敏胶黏剂组合物的剥离。如果邻近衬里层的微粒变得暴露于剥离剂,微粒的膨胀可引起衬里层从压敏胶黏剂组合物剥离,而不是使胶黏剂制品和压敏胶黏剂组合物共同地从基底剥离。这会不期望地使压敏胶黏剂组合物黏附至基底。将微粒限制至压敏胶黏剂组合物的基底侧将限制该结果。

可选地,在其他应用中,通常将微粒分散在压敏胶黏剂内可以变得是期望的。其中压敏胶黏剂组合物意欲留在不具有衬里层的基底上可以是期望的。压敏胶黏剂可然后通过喷雾方式、刷涂方式等等经载体层被施加。

根据本主题的微粒优选均匀地分散在压敏胶黏剂组合物内。在另一优选的实施方式中,微粒集中在压敏胶黏剂基质层的一个或多个区域附近。

参见附图,其中附图仅是为了图解本主题的优选的实施方式的目的,并不是为了限制其的目的,并且首先参见图1和图2,分别显示了压敏胶黏剂基质1、10,其分别包括压敏胶黏剂2、11和分别分散在其中的微粒3、12,并且其根据本主题的优选的实施方式。

根据一个优选的实施方式并且如图1中所示,微粒3通常被均匀地分散在压敏胶黏剂2内。根据另一优选的实施方式并且如图2中所示,微粒12可通常沿着压敏胶黏剂11的一个表面或区域被分散。

分别在两个实施方式中,微粒3、12构成与压敏胶黏剂2、11不同的相,并且不溶解在压敏胶黏剂中。微粒具有其自身的离散形状,其独立于压敏黏合层的整体轮廓。

通常如图2所显示的压敏胶黏剂基质内的局部微粒分散可以与微粒尺寸对压敏胶黏剂层厚度的比有关。压敏胶黏剂通常以30和100微米之间的厚度在胶黏剂制品中分层堆积。如果微粒的尺寸接近压敏胶黏剂层的厚度,那么微粒通常不沿着压敏胶黏剂基质的外表面或区域被分散,并且从而限定压敏胶黏剂内不含或基本上不含微粒的一个或多个其他区域。该相对大的微粒将然后从一个表面或区域至另一个表面或区域完全地延伸通过压敏黏合层。为了实现压敏胶黏剂的表面上的微粒分散,应关于压敏胶黏剂层的厚度调整微粒尺寸。可随后制备如图2中所示的压敏胶黏剂基质。

微粒分散还涉及添加至压敏胶黏剂基质的颗粒的量。增加微粒的量可防止微粒局部分散至压敏胶黏剂组合物的某些区域。

用于结合微粒至压敏胶黏剂的方法也将影响分散布置。结合微粒和压敏胶黏剂的技术可被定制,以制备如图1和图2中所描绘的分散布置。将在本文制备方法部分中进一步讨论这些技术。

2.材料组合物

根据本主题用于制备微粒的材料的选择取决于许多考虑因素。根据本主题,关于采用的剥离剂、其中将并入微粒的压敏胶黏剂的类型、和组合物的预期用途优选地选择微粒的组合物。

微粒优选地响应于引起其膨胀的特定剥离剂。当包括在压敏胶黏剂组合物中的是胶黏剂制品的部分时,微粒的改变辅助剥离过程。

微粒优选地不溶解在压敏胶黏剂中或不与压敏胶黏剂化学反应。当并入压敏胶黏剂时和在胶黏剂被施加至基底之前的某个时间,这将防止微粒溶解或膨胀。压敏胶黏剂和微粒之间的交叉反应性可引起许多问题。由于溶解微粒,压敏胶黏剂可损失一定量的胶黏性,抑制完全黏附。该压敏胶黏剂可以以其他方式被微粒溶解,当去除胶黏剂制品时在基底上留下黏性膜。如果微粒由于与压敏胶黏剂反应而膨胀,它们可在胶黏剂制品上产生非平滑的黏性表面。这可降低胶黏剂制品和基底之间的黏合。

微粒优选地符合最终产品的预期的用途需求。例如,如果伤口敷料是预期的用途,不吸收汗或渗出物的微粒对于压敏胶黏剂组合物是优选的。硅氧烷凝胶微粒将适合于这种应用。硅氧烷凝胶微粒优选地不吸收来自创伤的渗出物、来自使用者的皮肤的汗、或来自环境比如来自沐浴或气象降水的水。硅氧烷凝胶微粒也是有利的,因为它们也展现初始胶黏性,该初始胶黏性是与压敏胶黏剂基质独立的并且是除压敏胶黏剂基质之外的。当暴露于选择性剥离剂时,硅氧烷凝胶微粒优选改变形状和/或增加体积。在暴露于剥离剂之后,硅氧烷凝胶微粒也损失胶黏性。其体积增加和胶黏性损失均辅助从基底剥离胶黏剂制品。

在根据本主题的优选的实施方式中,微粒是使得其与剥离剂反应引起微粒改变形状和/或增加体积的某些材料组合物。

在根据本主题的另一优选的实施方式中,压敏胶黏剂基质的微粒是使得其不与压敏胶黏剂反应或溶解在其中的某些材料组合物。

在根据本主题的另一优选的实施方式中,压敏胶黏剂基质的微粒是使得其不与水溶液反应或溶解在其中的某些材料组合物。

在另一优选的实施方式中,本主题的微粒优选地包括硅氧烷凝胶。双组分(组分A和组分B)硅氧烷凝胶组分系统用于制备微粒。该多组分系统由反应性硅氧烷聚合物(A)和交联剂(B)组成。典型地,组分A和B包括乙烯基取代的聚二甲基硅氧烷基剂(base)。

优选地,组分A和B均具有相同的乙烯基取代的聚二甲基硅氧烷基剂。反应性硅氧烷聚合物(A)包含直接键合至硅原子的氢原子。

交联剂(B)含有至少一种乙烯基取代的聚二甲基硅氧烷以及催化剂。该催化剂含有铂或铑金属络合物,并且更优选地为有机金属化合物。有机金属化合物以金属-碳键为特征,其通常为离子和共价之间的特征中间体。

组分A和B均容易被混合,并且当分开操作时,不固化。

通过温度活化的加成聚合反应制备最终产品。通过以约1∶1的比完全地混合组分A和B产生黏性硅氧烷凝胶,从而使乙烯基取代的硅氧烷上的乙烯基基团被催化剂和含有氢化物的硅氧烷活化。这导致交联硅氧烷,从而开始固化。所得的硅氧烷凝胶由弹性体交联的硅氧烷聚合物组成。期望的固化需要的时间取决于各种因素,比如,例如,反应温度或催化剂浓度。聚合反应可通过胺、硫、氮氧化物、有机锡化合物和一氧化碳的存在被抑制。

可以以各种不同的方式影响完全固化的硅氧烷的性质。例如,通过改变组分A和B的比,通过改变负责交联的基团比如乙烯基基团和硅-氢基团的化学计量比,通过使用的聚硅氧烷的分子量或通过使用的填充剂(一种或多种)的浓度可影响该性质。以此方式,使得可以得到柔软的、非常黏的和不易碎的,并且展现对皮肤显著黏合性的硅凝胶。

硅氧烷凝胶产品优选地为以中交联密度至少部分地交联的柔软的、清澈的、黏性的硅氧烷凝胶。

当暴露于挥发性小分子硅氧烷流体比如六甲基二硅氧烷(HDMS)时,硅氧烷凝胶微粒优选地膨胀至其原始尺寸的约3至约20倍,并且当暴露于水性流体时不膨胀。

硅氧烷凝胶微粒优选地不与压敏胶黏剂反应。作为暴露于压敏胶黏剂的结果,硅氧烷凝胶微粒不膨胀或改变形状。

硅氧烷凝胶微粒优选地不与水溶液反应。作为暴露于水溶液的结果,硅氧烷凝胶微粒不膨胀或改变形状。

NuSil Technology LLC(Carpenteria,California)提供了一种这样的硅氧烷凝胶组分系统,其以双组分配方提供:MED-6345组分A(反应性硅氧烷聚合物)和组分B(交联剂)。

MED-6345组分A是清澈、稳定的液体,其基本上没有气味并且不溶解于水。其具有Mn(数均)=62,900;Mw(重均)=98,200;和Mz(z均)=145,000的分子量。其具有大于135℃的闪点,含有聚二甲基硅氧烷,并且具有约0.97的比重。MED-6345组分B是具有轻微气味的清澈、稳定的液体。其具有Mn(数均)=35,100;Mw(重均)=52,000;和Mz(z均)=69,200的分子量。其具有小于约5mm Hg的蒸汽压,并且小于0.1%可溶于水。MED-6345组分B含有10%的二甲基、甲基氢硅氧烷共聚物,并且具有高于约60℃的闪点。它具有约0.94的比重。

两种硅氧烷凝胶组分在25℃下都具有约12,750cP或12,750毫帕斯卡·秒(mPa·s)的未固化的黏度。通过痕量的胺、硫、氮氧化物、有机锡化合物和一氧化碳可抑制固化。硅氧烷凝胶组分在60℃下三小时内固化以形成硅氧烷凝胶,该硅氧烷凝胶在具有19.5g轴和6.35mm直径尺的精密透度计(GCA Precision Penetrometer)上15秒后展现5mm渗透。

还可使用具有其他特征的硅氧烷凝胶。可并入更坚硬的或更柔软的凝胶,其将影响所得的压敏胶黏剂组合物。增加更大的初始黏性、产生更大的颗粒膨胀和降低成本都是确定组分材料的考虑因素。

可选地,并且取决于应用和预期的剥离剂,根据本主题微粒还优选地包括水凝胶、热响应性凝胶或pH响应性凝胶。

3.交联

交联指一个聚合物链与另一个的连接。当聚合物链通过交联连接在一起时,它们损失了其作为单个聚合物链移动的能力。

交联的程度(“交联密度”或“交联百分数”)影响所得的凝胶的性质。低交联密度降低所得的凝胶的黏度。中等密度产生具有弹性体性质的材料。高交联密度可产生坚硬的产品。

当施加至硅氧烷聚合物时,该交联过程“固化”两种液体硅氧烷组分以形成硅氧烷凝胶。这需要交联剂的存在。典型交联剂的实例是具有可与另一种硅氧烷聚合物反应或连接的多个官能位点的硅氧烷分子。在适合的条件(热、湿度或紫外光)下以及交联剂和催化剂的存在下,单个聚合物链将连接在一起以形成更复杂的材料。取决于基础聚合物、交联密度和任何增强填充剂的存在,该材料范围可从刚性膜至柔性橡胶或海绵凝胶变动。

取决于应用,通过控制交联密度可调节硅凝胶微粒的特性。通过改变硅氧烷交联剂组分与反应性硅氧烷聚合物的比可控制交联密度的量。增加反应性硅氧烷聚合物与硅氧烷交联剂的比将产生更柔软的凝胶。相反地,增加硅氧烷交联剂与反应性硅氧烷聚合物的比将产生更坚硬的凝胶。

当暴露于选择性剥离剂时,增加的交联密度将导致微凝胶颗粒的较小膨胀。在存在选择性剥离剂的情况下,增加的交联密度也将产生具有减小的胶黏性并且溶解更少的更坚硬的凝胶。

当暴露于选择性剥离剂时,降低的交联密度将导致微凝胶颗粒的较大膨胀。在存在选择性剥离剂的情况下,降低的交联密度也将产生具有增加的胶黏性并且溶解更多的更柔软的凝胶。

在根据本主题的优选的实施方式中,使用中等交联密度。这通过使用反应性硅氧烷聚合物与硅氧烷交联剂分别按重量计约1∶1的比实现。根据本主题这产生了清澈的、黏性硅氧烷凝胶微粒。

在另一实施方式中,高交联密度是优选的。这通过增加硅氧烷交联剂与反应性硅氧烷聚合物按重量计的比实现。根据本主题这产生了清澈的硅氧烷凝胶微粒。如与中等交联密度微凝胶颗粒相比,这些微粒将是较低黏性并且更坚硬的;在存在剥离剂的情况下它们均将溶解并且膨胀较少。

在又另一实施方式中,低交联密度是优选的。这通过增加反应性硅氧烷聚合物与硅氧烷交联剂按重量计的比实现。根据本主题,这产生了清澈的硅氧烷凝胶微粒。如与中等交联密度微凝胶颗粒相比,这些微粒将是更黏性并且更柔软的;在存在剥离剂的情况下它们将溶解并且膨胀较多。

在所有的实施方式中,硅氧烷凝胶微粒是至少部分地交联的,意思是硅氧烷聚合物分子中的至少一些通过交联连接在一起。

在某些实施方式中,关于其交联的程度描述了硅氧烷凝胶微粒。交联的程度可在比如1%、10%等的百分比基础上表达。本文提及了关于交联百分比的各种参考。这些参考指的是可交联的材料比如聚合物材料交联的程度。该百分比在0%至100%的范围内表达,其中0%表示具有最小交联程度的材料的状态,并且100%表示具有最大交联程度的材料的状态。

4.形状

微粒可以是不同的形状,包括:新月形、L形、星形、球形、立方体、圆柱形、杯形等等。这些形状很大程度上取决于制造工艺,并且涉及成本、时间、装置和材料组分的考虑因素。制造非球形微粒通常更困难并且更昂贵。另一方面,可以容易地并廉价地制造球形微粒,并且特别是硅氧烷微凝胶颗粒。当应用于本主题时,它们是有效的。

在如图1和图2中所描绘的优选的实施方式中,本主题的微粒3、12各自通常是球形。

在另一方面中,微粒可以是任何任意形状。图3描绘了压敏胶黏剂组合物15,其包括压敏胶黏剂16和分散在其中的圆柱形的微粒17。

5.初始尺寸

压敏胶黏剂通常在胶黏剂制品中以从约30至约100微米的厚度分层堆积。当施加至胶黏剂制品时,压敏胶黏剂的暴露面被可释放地附着至基底。为了有效地将胶黏剂制品固定至基底,压敏胶黏剂的暴露面通常包括平滑表面。压敏胶黏剂的该大体上平滑的表面促进胶黏剂制品和基底之间的相对大的表面积。胶黏剂制品和基底之间存在的表面积越大,压敏胶黏剂和基底之间展现的黏合性越大。

由于此现象,优选地是具有在其最宽横截面处的尺寸小于包含它们的压敏黏合层的厚度的微粒。当如此维持颗粒的尺寸时,它们完全地被压敏胶黏剂包围,并且压敏黏合层的光滑暴露表面被保护。光滑表面允许压敏胶黏剂至基底的适合的初黏合性。

如果使用相对大的微粒,它们可能彼此堆叠并且从压敏胶黏剂层突出。如果它们仍然更大,单个微粒可独自从压敏黏合层突出,并且损害理想地适合于黏附胶黏剂制品至基底的大体上平滑的表面。

为了维持这些益处,并且在根据本主题的一个实施方式中,微粒的原始尺寸在最大横截面处优选地在1和50微米之间,并且在其最大横截面处更优选地在5和10微米之间。

根据本主题,在压敏胶黏剂以比30至100微米厚的层施加的应用中,利用在其最大横截面处大于50微米的微粒是可能的。

还考虑利用不同大小微粒的组合。例如,相对较大微粒的第一群体可与较小微粒的第二群体结合使用,其全部分散在压敏胶黏剂中,比如在图1和2中所显示。还考虑使用不同大小微粒的额外的群体。

6.膨胀尺寸

在初始施加至基底之后,去除利用含有微粒的压敏胶黏剂基质的胶黏剂制品可以是期望的。当微粒改变形状、增加其尺寸或这些改变的组合时,制品的去除被辅助。当它们暴露于和/或响应于选择性剥离剂时,微粒改变形状或增加体积。

尺寸的改变受选择的剥离剂和剥离剂被吸收或与微粒反应的优劣影响。更完全的反应或吸收将增加微粒的膨胀尺寸。如本文所讨论,交联的程度也将影响微粒的膨胀尺寸。

为了剥离胶黏剂制品,只需要在制品和基底之间的界面处将微粒暴露于选择性剥离剂。可通过使用滴管或其他液体分配器在界面处依赖于毛细管作用、喷雾、涂覆、起泡、摩擦、浸透、浸没、刷涂、灌浇、气相沉积、喷洒、灌注、喷射、浸泡和雾化等等递送剥离剂。

当界面处的微粒暴露于剥离剂时,它们改变形状,变得更大,或二者皆有。它们从光滑的胶黏剂层突出,产生不平坦的表面。这些改变了的微粒减少了在压敏胶黏剂和基底之间的界面处的接触面积。表面积的此减少降低了压敏胶黏剂的黏合性,并且降低了从基底去除胶黏剂制品所需的剥离力。

在根据本主题的一个优选的实施方式中,当暴露于选择性剥离剂时,在界面处的微粒体积增加。通常,当暴露于选择性剥离剂时,微粒将均匀膨胀其球形形状。这将在界面处导致较大球形尺寸的微粒。在界面处膨胀的球体减少了压敏胶黏剂组合物和基底之间的接触表面积,引起黏合性的降低。

在根据本主题的另一优选的实施方式中,当暴露于选择性剥离剂时,微粒改变形状。当一部分微粒延伸出部分地包围微粒的压敏胶黏剂时,微粒可从其正常球形尺寸膨胀转移。延伸出压敏胶黏剂的部分可“鼓起”,而仍包含在压敏胶黏剂中的微粒部分可能不鼓起那么多或丝毫不鼓起。如本文所使用,术语“鼓起”指的是微粒的膨胀,并且通常以不规则的方式,以便形成至少一种膨胀的或凸出的区域。这可产生蘑菇状的微粒或其他不同形状的颗粒,其减少了压敏胶黏剂组合物和基底之间的界面处的表面积,引起黏合性降低。

在根据本主题的又另一优选的实施方式中,当暴露于选择性剥离剂时,在界面处的微粒体积增加。当暴露于选择性剥离剂时,微粒将通常均匀膨胀其任意形状,其包括球形、新月形、L形、星形、立方体、圆柱形、杯形等等。这将导致较大尺寸的微粒。在界面处扩张形状的颗粒减少了压敏胶黏剂组合物和基底之间的接触表面积,引起黏合性降低。

根据本主题,微粒在其最大横截面处优选的膨胀尺寸为其原始尺寸的约3倍和约20倍之间,并且更优选地为其原始尺寸的20倍或更多倍。

在根据本主题的另一实施方式中,微粒既改变形状又增加其最大横截面处的直径。

在图6A-6C中描绘了膨胀的微粒。图6A–6C描绘了根据本主题用于从基底剥离制品的示例性系统的截面图。图6A显示了根据本主题黏合至基底49的胶黏剂制品48。图6B描绘了被施加至胶黏剂制品48的基底侧的选择性剥离剂50。可沿着胶黏剂制品48和基底49之间的至少一部分界面使用任选的流体导管层或构件51。流体导管层51促进剥离剂50沿着界面分布。流体导管层可由具有内部孔隙、通道等等的多孔材料形成。剥离剂50暴露于压敏胶黏剂基质内的微粒52或以其他方式与其接触,并且引起微粒52膨胀。如图6C所描绘,膨胀的微粒52如箭头55所示从基底49部分地剥离胶黏剂制品48。

7.胶黏性

本主题的交联的硅氧烷凝胶微粒优选地展现其自身的离散或固有胶黏性。如本文所讨论,其胶黏性的程度可被交联的程度和用于制备微粒的硅氧烷凝胶的组合物所影响。较小的交联密度通常导致较大胶黏性,而较大的交联密度通常导致较小胶黏性。

如果微粒不展现其自身的胶黏性,那么其内含物可显著地减小压敏胶黏剂组合物的整体胶黏性。虽然压敏胶黏剂组合物的胶黏性没有被交联的硅氧烷凝胶微粒损害的那么多。但是当与非黏性微粒相比时,硅氧烷凝胶微粒总体上不降低那么多压敏胶黏剂组合物的胶黏性。

优选的硅氧烷凝胶的另一特征是当暴露于小分子挥发性硅氧烷液体时,硅氧烷凝胶损失其胶黏性。该机制,结合硅氧烷微凝胶颗粒的膨胀效果,有助于压敏胶黏剂组合物内的微粒的剥离效果。

在根据本主题的优选的实施方式中,硅氧烷微凝胶颗粒具有它们自身的胶黏性,该胶黏性独立于在其内包含它们的压敏胶黏剂并且是除在其内包含它们的压敏胶黏剂之外的。当暴露于剥离剂时,微粒损失其黏合性质。

8.与压敏胶黏剂基质的比例

分散在压敏胶黏剂基质中的交联的硅氧烷凝胶微粒的比例可改变压敏胶黏剂组合物的初始整体胶黏性。微粒的比例也可改变从基底去除胶黏剂制品所需要的剥离力。这些是在选择并入压敏胶黏剂组合物的微粒的量中所涉及的相互竞争的利益。

如果压敏胶黏剂比硅氧烷凝胶微粒黏性更强,其很可能是这种情形,那么并入微粒将降低压敏胶黏剂组合物的整体胶黏性。添加大比例的微粒至压敏胶黏剂组合物可降低压敏胶黏剂组合物的初黏合性;而添加较少量的微粒将增加去除所需要的剥离力。

特定应用将需要调整压敏胶黏剂组合物中微粒的比例。需要较大初黏合性处,将并入较少的微粒至压敏胶黏剂组合物中。需要较大的剥离效果处,将并入较多的微粒至组合物。

如本文所讨论,本主题的益处是添加黏性微粒至压敏胶黏剂降低的压敏胶黏剂组合物的黏合性将不如添加非黏性微粒降低的压敏胶黏剂组合物的黏合性那么多。

在根据本主题的优选的实施方式中,基于压敏胶黏剂组合物的总重量,添加至压敏胶黏剂组合物的微粒的量在按重量计约1%和约50%之间,并且更优选地为按重量计10%。

现在参见图12和图13。显示了分散在根据本主题制备的丙烯酸胶黏剂基质中的代表性硅氧烷微凝胶的光显微照片。图12是含有按重量计1%的硅氧烷凝胶微粒的压敏胶黏剂组合物的暴露的表面层的视图。图13是含有按重量计10%的硅氧烷凝胶微粒的压敏胶黏剂组合物的暴露的表面层的视图。在图12和13二者中,硅氧烷凝胶微粒还没有被暴露于剥离剂并且不处于其膨胀状态。

胶黏剂基质

压敏胶黏剂是通过施加压力黏合至基底的胶黏剂。不需要溶剂、水、化学反应或热来活化胶黏剂。黏合强度的程度受用于施加胶黏剂至表面的压力的量影响。黏合强度也受基底特征比如光滑度、表面能、污染物的存在等的影响。压敏胶黏剂通常被设计为在室温下使用。它们通常在低温下显示黏合强度的完全或部分损失并且在高温下显示剪切保持能力的完全或部分损失。

压敏胶黏剂展现黏弹性特性,其被调整以确保适合的黏合性。压敏胶黏剂被设计为平衡其流动性倾向(黏合力)和其抗流动性(内聚力)。压敏胶黏剂形成与表面的黏合,因为其黏合力使得其流动或润湿基底。该黏合维持强度因为压敏胶黏剂的内聚力使得当施加压力至该黏合时其抵抗流动。

一旦基底和压敏胶黏剂接近,还存在分子间相互作用,比如键中所包含的范德华力,其显著有助于黏合强度。

压敏胶黏剂通常由具有或不具有增黏剂的弹性体聚合物组成。各种聚合物已经被用于制造压敏胶黏剂;例如,丙烯酸和甲基丙烯酸酯均聚物或共聚物、基于丁基橡胶的系统、硅氧烷、腈、苯乙烯嵌段共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯、聚氨酯、乙烯酯和酰胺、烯烃共聚物材料、天然或合成橡胶等等。

压敏胶黏剂通常被划分为两个类别中的一个:永久性的和可去除的。

永久性压敏胶黏剂是这样的胶黏剂,其不允许胶黏剂制品从基底去除而不具有对制品的相当大的损害、制品表面的脱胶、胶黏剂的主体中的内聚破坏、或胶黏剂至基底的残留转移。

可去除的压敏胶黏剂的黏合性是相当低的,甚至在长期的接触期间之后其允许制品从基底去除。完成去除而不显著损害制品或基底。可去除的压敏胶黏剂形成临时黏合,并且可被去除而不在基底上留下任何残留。可去除的压敏胶黏剂可被施加至表面保护膜、遮蔽胶带、书签和便条纸、价标标签、促销图形材料、和皮肤接触制品,即,伤口敷料、EKG电极、镇痛药和经皮的药贴、医学或透气胶带等。

压敏胶黏剂可以被制备为具有液体载体或固体形式。由液体压敏胶黏剂制造的制品被涂覆胶黏剂,并且溶剂或水载体蒸发。它们可被进一步加热以引发聚合物中的交联反应并且增加分子量。固体形式压敏胶黏剂可以是被涂覆的低黏度聚合物,并且然后与辐射反应以增加分子量并且形成胶黏剂;或它们可以是高黏度材料,其被加热以减小黏度至足以涂覆,并且然后冷却至其最终形式。

胶黏剂组合物的具体应用将决定压敏胶黏剂所必需的性质。

胶黏剂可被直接施加至基底,并且根据效用,或使用比如喷雾、线材涂覆、刮刀涂覆、Meyer Bar涂覆、幕涂、挤压涂覆或凹版印刷涂覆技术通过载体被施加至衬底材料或载体层。

本主题的胶黏剂基质的优选的实施方式由压敏胶黏剂组成。压敏胶黏剂是含有微粒的不连续的第二相的胶黏剂组合物的连续的第一相。压敏胶黏剂将优选地不与微粒化学反应或溶解微粒。混合时微粒将容易地掺混在胶黏剂内。压敏胶黏剂优选地不溶于水溶液或选择性剥离剂。该基质维持悬浮液中微粒随着时间的大致均匀分散。颗粒将不会沉降出或迁移至胶黏剂基质的具体区域。

压敏胶黏剂优选地由溶剂丙烯酸胶黏剂组成。可以使用其他压敏胶黏剂;比如丙烯酸聚合物、聚氨酯胶黏剂、橡胶胶黏剂等等。压敏胶黏剂可通过溶剂聚合、本体聚合和乳液聚合形成,包括分散聚合和悬浮聚合,并且由聚合物和这样的添加剂的任何组合形成:当该添加剂被结合时将提供具有低于使用温度小于约10℃,通常低于使用温度小于约30℃的玻璃化转变温度的压敏胶黏剂产物。如本文所使用,短语“使用温度”是胶黏剂正常结合至基底的温度。使用温度通常是环境温度(25℃)但是可以是用于低温应用的0℃或更低和用于高温应用的高于25℃。

本主题的胶黏剂的共聚物可以通过使用UV稳定剂和抗氧化剂抗UV稳定和氧化降解。还可添加填充剂、着色剂、增黏剂、增塑剂、油等等。

当施加至胶黏剂制品时,该基质优选地完全包含微粒并且形成实际平滑的基底接触表面。压敏胶黏剂将优选地比微粒更黏,并且当用作胶黏剂制品的部分时,提供大部分黏合性。

胶黏剂组合物将通过任何实用的手段被施加至胶黏剂制品,比如喷雾、线材涂覆、浸涂、刮刀涂覆、Meyer Bar涂覆、幕涂、挤压涂覆或凹版印刷涂覆。甚至当暴露于剥离剂时,胶黏剂组合物将保持粘贴至胶黏剂制品的衬底材料。胶黏剂组合物将优选地以具有约30至约100微米的厚度的层施加。

无论选择何种压敏胶黏剂用于胶黏剂基质,优选压敏胶黏剂不溶解于选择性剥离剂。选择可溶解于剥离剂的压敏胶黏剂将导致不期望的结果。当剥离剂被施加至含有压敏胶黏剂的制品时,压敏胶黏剂可部分地或全部地溶解;在去除制品之后在基底上留下残留。本主题和相关的实施方式通过并入不与选择性剥离剂化学反应的压敏胶黏剂缓解该问题。

在优选的实施方式中,根据本剥离技术,压敏胶黏剂将不损害胶黏剂制品、将不经历制品表面的脱胶、不经历胶黏剂的主体中的内聚破坏、或剥离时不转移残留至基底。

选择性剥离剂

剥离剂辅助从基底去除胶黏剂制品。剥离剂可包括流体、热、pH变化、化学反应等等。在其最基本的水平,剥离剂被暴露于胶黏剂,并且减小或消除其黏结性能。

添加剂可被并入胶黏剂,比如微粒,其提供辅助剥离的机制。在并入添加剂的位置,剥离剂对添加剂起作用以产生剥离效果。在这些系统中,剥离剂对胶黏剂本身起作用以辅助剥离也是可能的。

剥离剂可以是“选择性的”,因为其与剥离添加剂比如微粒化学反应,但是不与胶黏剂反应。

剥离剂的选择将基于胶黏剂类型、预期的应用、添加剂类型、生产成本、剥离成本、环境因素等等确定。

在本主题的一个实施方式中,剥离剂将优选地被吸收并与微粒反应,引起这些微粒膨胀。根据本主题,当并入胶黏剂制品时,膨胀的微粒降低基底和胶黏剂组合物之间的界面处的黏合力,并且辅助剥离。

在另一优选的实施方式中,剥离剂将优选地被吸收并与微粒反应,引起这些微粒改变形状。根据本主题,当并入胶黏剂制品时,微粒的形状变化降低基底和胶黏剂组合物之间的界面处的黏合力,辅助剥离。

在两种实施方式中,优选地剥离剂为“选择性的”,因为其将不与胶黏剂化学反应,并且仅与胶黏剂组合物的微粒反应。如果剥离剂与胶黏剂基质反应,在去除之后它可在基底上留下非期望的黏性残留。

选择性剥离剂优选地包括六甲基二硅氧烷(HMDS)。其他适合的剥离剂优选地包括硅油、烃油、矿物油或其他小分子硅氧烷。术语“小分子”指具有小于约200,更优选地小于175,和更优选地小于165的分子量的分子。选择性剥离剂的另外的例子包括但不限于硅氧烷、全氟烷基衍生物、低分子量油、水性组合物、烷基酯、柠檬烯衍生物、石蜡溶剂、烃溶剂、烷基醚、芳族酯、表面活性剂和其组合。这些试剂中的一种或多种的组合也包括在本主题中。

胶黏剂系统

本主题还包括当暴露于一种或多种剥离剂,或施加一种或多种剥离剂时为选择性可剥离的各种胶黏剂系统。胶黏剂系统包括如本文所述的胶黏剂组合物,和如本文所述的剥离剂(一种或多种)。

具体而言,本主题提供选择性可剥离的胶黏剂系统。该系统包括选择性剥离剂和压敏胶黏剂组合物。压敏胶黏剂组合物包括压敏胶黏剂和分散在其中的交联的硅氧烷凝胶微粒。该微粒是这样的,当暴露于选择性剥离剂时,它们经历体积增加和/或形状变化。

制备方法

在图1、2和3中描绘了根据本主题含有硅氧烷凝胶微粒的压敏胶黏剂基质。在本主题的一个方面,提供了制备这种胶黏剂组合物的方法。该方法包括如本文所述的某些操作。该方法提供了容易形成和结合硅氧烷凝胶微粒与压敏胶黏剂的简单生产方法。

现在参见图7,优选的方法60通常包括以下操作:提供未固化的硅氧烷凝胶,如操作61所描绘;提供水和表面活性剂的溶液,如操作62所显示;使未固化的硅氧烷凝胶与水和表面活性剂的溶液混合,如操作63所显示;搅拌所得的混合物以使未固化的硅氧烷凝胶均匀地分散在水和表面活性剂的溶液中,如操作64所描绘;加热分散体,同时继续搅拌,直到硅氧烷凝胶固化以在溶液中形成悬浮的硅氧烷凝胶微粒,如操作65所显示;冷却悬浮液至室温,如操作66所显示;使用溶剂萃取微粒,如操作67所描绘;使溶剂和微粒结合至压敏胶黏剂,如操作68所指出;和蒸发溶剂,如操作69所显示。

方法60的操作61优选地包括利用双组分(组分A和B)硅氧烷凝胶组分系统。该组分系统由反应性硅氧烷聚合物(A)和交联剂(B)组成。组分A和B均具有相似的乙烯基取代的聚二甲基硅氧烷基剂。反应性硅氧烷聚合物(A)含有直接键合至硅原子的氢原子。交联剂(B)含有至少一种乙烯基取代的聚二甲基硅氧烷以及催化剂。催化剂含有铂或铑金属络合物,和更优选地有机金属化合物。反应性硅氧烷聚合物(A)和交联剂(B)通常在烧杯或其他适合的容器中完全地结合,然后立即将它们混合在水和表面活性剂的溶液中。组分A优选地以按重量计约6.5%的全部悬浮液的量结合。组分B优选地以按重量计约6.7%的全部悬浮液的量结合。所得的结合的硅氧烷将是未固化的,并且在该点为液体形式。

方法60的操作62优选地包括利用按重量计约0.6%的全部悬浮液的量的月桂基硫酸钠作为表面活性剂和按重量计约86.2%的全部悬浮液的量的水。在添加未固化的液体硅氧烷之前,水和表面活性剂在烧杯或其他适合的容器中被完全地混合。可优选地使用相似量的其他阴离子硫酸表面活性剂,比如十二烷基硫酸铵、十二烷基醚硫酸钠、肉豆蔻醇聚醚硫酸钠(sodium myreth sulfate)等等。

方法60的操作63优选地包括使来自操作61的未固化的液体硅氧烷与操作62的水和表面活性剂的溶液混合。混合通过将未固化的液体硅氧烷倾倒,或其他类似方式,在包含在烧杯或其他适合的容器中的水和表面活性剂溶液内实现。

一旦结合,方法60的搅拌操作64优选地包括搅拌该混合物。这优选地可包括在一定速率下搅拌、振动、混合、打浆、折叠、打旋、抖动、摇动或掺混未固化的液体硅氧烷凝胶和水和表面活性剂溶液以便将未固化的液体硅氧烷均匀分散在整个水和表面活性剂溶液中。

方法60的操作65优选地包括加热操作64的分散体至约30℃至约35℃的范围内的温度,持续约三小时,同时优选地继续搅拌分散体。这可在热板上用搅拌棒机构或通过其他常规的加热和搅拌方式实现。可采用工业混合器和加热器用于大规模批量生产。加热促使液体硅氧烷固化成凝胶。获得完全固化是优选的。可选地,并且对于其他各种应用,部分固化将是期望的。期望的固化量需要的时间取决于各种因素,比如,例如,反应温度或催化剂浓度。在该步骤中的继续搅拌在凝胶固化过程期间将使液体硅氧烷凝胶保持分散在溶液中。

搅拌速率将影响硅氧烷凝胶微粒的最终产物的尺寸。增加搅拌将降低硅氧烷凝胶微粒的尺寸。相反地,降低搅拌将增加硅氧烷凝胶微粒的尺寸。优选地,搅拌速率将是这样的,使得生产在其最大横截面处具有从约10至约50微米的跨度的微粒。因为压敏胶黏剂通常以30至100微米的层被分层堆积,所以微凝胶颗粒的尺寸更优选地在5和30微米之间。根据该方法,微凝胶颗粒具有均匀的、基本上单分散的尺寸分布。

在加热和搅拌操作65中,通过调整交联的程度可控制硅凝胶微粒的特征。通过改变硅氧烷交联剂(组分B)与反应性硅氧烷聚合物(组分A)的比,可完成控制交联的量。增加硅氧烷交联剂的量将增加交联密度。这将导致微凝胶颗粒的较少膨胀、较硬的凝胶、和在选择性剥离剂中溶解较少的微凝胶颗粒。

方法60的冷却操作66包括在硅氧烷凝胶固化之后从加热和搅拌源去除悬浮液。悬浮液被允许或诱导以冷却至室温。在另一方面,去除该操作,并且保持悬浮液在高于环境的升高的温度下。这在方法60的后续操作(一种或多种)中将辅助溶剂的蒸发。

方法60的萃取操作67优选地包括使用甲苯作为萃取步骤中的溶剂。在其他优选的实施方式中,可以使用其他不溶于水的有机溶剂。传统的萃取工艺被采用,并且包括添加一定量的液体溶剂至悬浮液。然后搅拌悬浮液至一定程度以将溶剂均匀地分布在整个悬浮液中。然后停止搅拌,并且使悬浮液沉降。这将导致溶剂和水在容器内基本上分离为两层。一部分硅氧烷凝胶微粒将迁移至与水溶液分离的溶剂层。在沉降之后,可以用移液管或其他适合的手段将溶剂和硅氧烷微凝胶颗粒从容器中去除。随着调整初始添加的溶剂的量,可控制溶剂悬浮液中硅氧烷凝胶微粒的按重量计的比。较多的溶剂将导致较低浓度的硅氧烷凝胶微粒。较少的溶剂将导致较高浓度的硅氧烷凝胶微粒。在另一方面,在不进行冷却操作66的情况中,在其中硅氧烷凝胶固化以形成微粒的加热和搅拌操作65之后将直接进行萃取。

方法60的结合操作68优选地包括通过物理混合使溶剂和硅氧烷微凝胶颗粒与压敏胶黏剂结合。在一个方面,以提供遍及硅氧烷凝胶微粒的胶黏剂基质的分散方式进行该结合。在另一方面,以提供限制至压敏胶黏剂层的一个表面或区域的微粒分散的方式进行该结合。结合技术将影响在压敏胶黏剂组合物内微粒的分散。

结合技术被优选地定制,以便制备如图1和图2所描绘的分散布置。为了获得如图1中所显示的分散体,溶剂和微凝胶被物理地混合成溶剂丙烯酸压敏胶黏剂。通过简单的物理搅拌或类似方式可实现该混合。混合将继续直到悬浮液和压敏胶黏剂被完全地结合。所得的结合的组合物在本文偶尔被称为中间产物。

为了实现图2中描绘的压敏胶黏剂配置,可以使用许多技术。一个优选的实施方式包括将压敏胶黏剂层施加至衬底材料。然后将含有微凝胶的溶剂倾倒至暴露的压敏胶黏剂上。溶剂将部分地溶解压敏胶黏剂的暴露的面,并且也开始蒸发。在该过程期间,微凝胶将迁移至压敏胶黏剂的暴露的面内。当大部分溶剂被蒸发时,微凝胶将仅被包含在压敏胶黏剂的暴露的面内,并且不遍及该压敏胶黏剂层。

实现图2中描绘的压敏胶黏剂配置的另一技术包括将溶剂和悬浮的微凝胶倾倒至容器内,以便形成液体薄层。然后将压敏胶黏剂施加在溶剂微凝胶液体层上。溶剂和微凝胶将迁移至覆盖它们的压敏黏合层内。该溶剂将然后蒸发,将微凝胶留在初始暴露于溶剂悬浮液的面中。

实现图2中描绘的压敏胶黏剂结构的第三种方法包括使溶剂和微凝胶结合至压敏胶黏剂,并且混合以将微凝胶分布在压敏胶黏剂中。然后从压敏胶黏剂基质蒸发过量溶剂。将该压敏胶黏剂基质的约10至30微米的厚度的薄层施加在不含有微凝胶的压敏胶黏剂的约20至70微米的厚度的厚层上。如图2中所描绘,两层压敏胶黏剂在压敏胶黏剂的一个表面处形成一个具有微凝胶的内聚层。

优选地,溶剂丙烯酸胶黏剂用于基质。溶剂丙烯酸胶黏剂允许溶剂和硅氧烷凝胶微粒掺混进胶黏剂中。

方法60的蒸发操作69优选地包括从压敏胶黏剂组合物蒸发至少一部分,并且通常过量的溶剂。蒸发过量的溶剂使得压敏胶黏剂适当地起作用,并且维持其适当的黏合力和内聚力。过量溶剂扰乱了这两个特征之间的平衡,并且减小了压敏胶黏剂的有效性。

通过提供过量的溶剂独立地蒸发的时间或通过施加外部热或能量加速该过程,可进行该蒸发步骤。

在一个方面,优选的方法60可产生以按重量计1至50%之间的量分散在压敏胶黏剂内的硅氧烷凝胶微粒。溶解过量的溶剂所需要的时间的量取决于萃取操作67中使用的溶剂的量、温度和搅拌速率。在蒸发(操作69)期间的搅拌可继续并且辅助过量的溶剂的蒸发。在另一方面,并且为了获得根据图2的分散体,将不会并入对压敏胶黏剂基质的搅拌。

增加压敏胶黏剂基质的温度也将辅助溶剂蒸发。这可通过利用外部热源或通过跳过方法60的冷却操作66,并且在所有后续操作67、68和69期间保持压敏胶黏剂基质的升高的温度来完成。

应当理解,提供前面提及的用于制备黏性硅氧烷凝胶的步骤是为了示例性目的,并且该主题并不意味着受限于这种步骤或操作。可以使用制备分散在压敏胶黏剂中的硅氧烷凝胶微粒的任何适合的步骤,而其仍在本主题的范围内。因此,本主题包括在其中不利用操作61-69中的一种或多种的方法60的变型。该主题也包括包含一种或多种另外的操作的方法60的变型。

由方法60形成的硅氧烷凝胶微粒优选地为柔软的、清澈的、具有中等交联密度的至少部分地交联的黏性硅氧烷凝胶微粒。当暴露于挥发性小分子硅氧烷流体比如六甲基二硅氧烷(HDMS)时,硅氧烷凝胶微粒优选地膨胀至其原始尺寸的约3倍至约20倍,并且当暴露于水性流体时不膨胀。硅氧烷凝胶微粒优选地不与压敏胶黏剂基质反应。由于暴露于压敏胶黏剂,硅氧烷凝胶微粒不膨胀或改变形状。硅氧烷凝胶微粒优选地不与水溶液反应。由于暴露于水溶液,硅氧烷凝胶微粒不膨胀或改变形状。

通过以约1∶1的比完全地混合组分A和B产生黏性硅氧烷凝胶。可以以不同的方式影响完全固化的硅氧烷的性质——例如通过改变组分A和B的比,通过修改负责交联的基团——比如乙烯基基团和硅-氢基团的化学计量比,通过使用的聚硅氧烷的分子量或通过使用的填充剂(一种或多种)的浓度。以此方式,使得可以得到柔软的、非常黏的和不易碎的,并且展现对皮肤显著黏合性的硅凝胶。

制品

本主题的另一实施方式包括利用压敏胶黏剂组合物的制品。现在参见图4、5、9、10和11,示出的是本主题的优选的实施方式制品。具体而言,图4描绘了根据本主题黏附至基底26的优选的实施方式胶黏剂制品20的截面图。制品20包括具有第一侧24和第二相反朝向的侧25的衬里层21。含有分散的微粒23的压敏胶黏剂基质22被布置或定位在衬里层21的第一侧24上。制品20的暴露的黏合面28被施加至基底26,形成制品-基底界面27。

图5描绘了根据本主题黏附至基底41的优选的实施方式胶黏剂制品35的截面图。制品35包括具有第一侧39和第二相反朝向的侧40的衬里层36。沿着或接近暴露的黏合面42分散的含有微粒32的压敏胶黏剂基质37被布置在衬里层36的第一侧39上。制品35的暴露的黏合面42被施加至基底41,形成制品-基底界面43。

图9描绘了多边形的多层伤口敷料74。该敷料包括具有第一表面76和相反朝向的第二表面77的衬里层75。本主题的压敏胶黏剂组合物78沿着衬里层75的第一表面76被布置。敷料79,比如纱布,也位于衬里层75的第一表面76上。这包括伤口敷料74的创伤接触侧80。任选地包括产品隔离衬垫81。隔离衬垫81优选地覆盖胶黏剂组合物78。

图10描绘了根据本主题的另一优选的实施方式的椭圆形伤口敷料。椭圆形伤口敷料85包括具有第一表面87和相反朝向的第二表面88的衬里层86。本主题的压敏胶黏剂组合物89沿着衬里层86的第一表面87被布置或定位。敷料90,比如纱布,也位于衬里层86的第一表面87的中央。这包括伤口敷料85的创伤接触侧91。虽然描绘图10中的伤口敷料85不具有产品隔离衬垫,但是将理解根据本主题可包括这种衬垫,并且附图决不限制该实施方式。

图11描绘了根据本主题的另一优选的实施方式的一卷胶带。胶带95包括围绕中央圆柱核心97卷动的延伸的衬里层96。衬里层96限定第一表面98和相反朝向的第二表面99。本主题的压敏胶黏剂组合物94被布置在衬里层96的第一表面98上,和任选地在第二表面99上(未描绘)。衬里层的第二表面99可任选地具有产品隔离涂层或层,比如施加至其的聚四氟乙烯或其他硅基剂,以便允许压敏胶黏剂组合物94容易地从其释放。胶带95可任选地包括沿着其整个长度或其部分黏附在压敏胶黏剂组合物94上的产品隔离衬垫(未描绘)。

优选的实施方式的衬里层优选地由薄的聚合物弹性或柔性涂膜组成,其提供由可渗透水蒸气的柔韧弹性体材料形成的细菌屏障。该膜是连续的,因为它不具有穿过膜的厚度延伸的穿孔或孔。这种类型的膜是已知的,并且通常为水可通过其扩散的亲水聚合物材料。衬里层优选地选自聚氨酯、聚烯烃的微孔膜、聚酯、聚(己内酰胺)、聚(N-偏二氟乙烯)、尼龙、醋酸纤维素。也可使用这些材料的组合。包括载体层的其他层或材料可任选地被并入本主题的制品中。

适合的连续一致的衬里层具有在38℃下单独为约1,500至约14,600g/m2/24hrs,优选地2500至2700g/m2/24hrs的衬里层的湿气渗透率(MVTR)。衬里层厚度优选地在约15至约45微米的范围内,更优选地为30微米。

在某些实施方式中,压敏胶黏剂基质以从约30至约100微米的厚度被布置在衬里层上。

并入本主题的压敏胶黏剂组合物的另一优选的实施方式制品是胶水。胶水被封闭在具有密封机构的容器中。该密封机构在打开和关闭位置之间改变。当打开时,使用者可使用压敏胶黏剂组合物。在一个实施方式中,该关闭机构包括分配装置。在另一实施方式中,容器是具有分配顶盖的可压缩容器,该分配顶盖具有用于使胶水离开容器的装置。在另一实施方式中,胶水包含在刚性容器中,并且该密封机构包括具有并入的刷子装置的顶盖,以将压敏胶黏剂组合物施加至基底。

包含在优选的实施方式压敏胶黏剂组合物内的微凝胶颗粒的直径在5和30微米之间。根据应用,对于预期的用途,可调节交联密度和硅氧烷凝胶微粒的尺寸。在暴露于选择性剥离剂之后,硅氧烷凝胶微粒的膨胀尺寸应该在其原始大小的5倍和20倍之间,并且优选地为大于其原始大小的20倍。分散在压敏胶黏剂中的硅氧烷凝胶微粒的量应该在按重量计1%和50%之间。当并入制品时,微凝胶颗粒优选均匀地分散在压敏胶黏剂的组合物内,或可选地优选地主要位于压敏胶黏剂组合物的暴露的表面处。

压敏胶黏剂优选地为溶剂丙烯酸胶黏剂,并且可选地为聚氨酯胶黏剂、橡胶胶黏剂等。这些胶黏剂中的一种或多种的组合也包括在本主题中。优选地当暴露于水或渗出物时胶黏剂不剥离或溶解。一种或多种压敏胶黏剂的组合也包括在本主题中。

并入本主题的压敏胶黏剂组合物的其他制品包括表面保护膜或片、造口术胶黏剂制品、临时固定膜或片、固定膜或片、包装密封件、载带、密封带或片、标签、医用敷料、绷带、(手术室用)布帘、或机械组件。

使用方法

在图1、2和3中描绘了根据本主题含有硅氧烷凝胶微粒的压敏胶黏剂基质。在图4、5、9、10和11中描绘了根据本主题并入含有硅氧烷凝胶微粒的压敏胶黏剂组合物的制品。在本主题的一个方面,提供了使用这种胶黏剂组合物和制品的方法。

现在参见图8,显示了优选的方法100,其包括:提供制品,如操作101所显示;暴露黏合面,如操作102所显示;将制品施加至基底,如操作103所描绘;提供剥离流体,如操作104所显示;使制品的胶黏剂暴露于剥离流体,如操作105所描绘;和从基底去除制品,如操作106所显示。

在操作101中,该制品是任何胶黏剂类型的制品,比如伤口敷料或带;或可选地制品单独为压敏胶黏剂组合物。在其他方面,制品是任何的表面保护膜、遮蔽胶带、书签和便条纸、价标标签、促销图形材料和皮肤接触制品(即,伤口敷料、造口术胶黏剂制品、EKG电极、镇痛药和经皮的药贴、医学或透气胶带等)。在优选的实施方式中,并且如在后续操作中所讨论,制品包括具有溶剂丙烯酸压敏胶黏剂的伤口敷料,该溶剂丙烯酸压敏胶黏剂含有分散在其中的硅凝胶微粒。将认识到,可合并这些操作以应用于根据本主题含有压敏胶黏剂组合物的任何制品,而不背离本文提供的教导。

在暴露操作102中,该制品优选地具有产品隔离衬垫。衬垫被去除以暴露伤口敷料的创伤接触侧。这暴露了压敏胶黏剂组合物,并且允许将该制品黏合至人皮肤的基底。隔离衬垫是容易从制品暴露的胶黏剂分离的膜。在意欲被使用者使用之前,产品隔离衬垫使胶黏剂免于与基底、污物或水溶液接触。与环境要素的无意的接触可降低胶黏剂的胶黏性并且阻止期望的黏合。产品隔离衬垫保持胶黏剂胶黏性。制品的创伤接触侧的过早暴露也可将细菌和其他污染物引入创伤区域。

在施加操作103中,该伤口敷料被施加至人皮肤的基底。通过朝着皮肤按压压敏胶黏剂组合物的暴露表面进行该施加。对于其他制品类型,以相似的方式进行该步骤。为了将不与层状制品相关的压敏胶黏剂组合物施加至基底,该操作优选地通过喷雾、散布、涂覆等进行。基底可包括人皮肤、塑料、纸、木材、砖石、金属、石头等。还考虑这些操作中的一种或多种的组合。

操作104包括提供剥离流体。在该步骤中,剥离流体优选地为“选择性的”,因为它将被交联的硅氧烷凝胶微粒吸收,引起其由其原始形状和尺寸改变形状或尺寸,并且同时不溶解压敏胶黏剂。在优选的实施方式中,剥离剂优选地包括六甲基二硅氧烷(HMDS),但是可以可选地由硅油、烃油、或矿物油组成。HDMS将不溶解溶剂丙烯酸压敏胶黏剂。HDMS将被硅氧烷凝胶微粒吸收,并且引起其膨胀。

方法100的暴露操作105包括将伤口敷料的压敏胶黏剂组合物暴露于选择性HDMS。将剥离剂施加至压敏胶黏剂组合物和基底之间的界面。施加方法优选地包括在剥离界面处使用滴管,依赖于毛细管作用、喷雾、涂覆、起泡、摩擦、浸透、浸没、刷涂、倾倒、气相沉积、喷洒、喷涂、喷射、浸泡和雾化。该操作也在先前讨论的图6B中被图形化描绘。

该暴露操作105包括允许剥离剂改变溶剂丙烯酸胶黏剂内的硅氧烷凝胶微粒的形状或尺寸,以便降低压敏胶黏剂组合物的黏合力。HDMS将在基质-基底界面处与硅氧烷凝胶微粒接触。硅氧烷凝胶微粒将吸收HDMS,并且膨胀至其原始尺寸的约3倍至约20倍,并且优选地为其原始大小的20倍或更多倍。在接下来的去除步骤期间,可继续暴露伤口敷料的胶黏剂至剥离流体。该步骤也在先前讨论的图6B中被图形化描绘。

方法100的去除操作106包括从皮肤去除伤口敷料。伤口敷料从皮肤的去除由经历形状或尺寸变化的硅氧烷微凝胶辅助。交联的凝胶颗粒将膨胀至其原始尺寸的约3倍至约20倍,并且优选地为其原始尺寸的20倍或更多倍。该尺寸的增加减小,并且同时减小了硅氧烷微凝胶颗粒的黏合性质。在其他实施方式中,选择的剥离剂将优选地对应于选择用于压敏胶黏剂组合物的凝胶。优选选择本身将不溶解压敏胶黏剂,但是仅膨胀包含在其中的微凝胶颗粒的剥离剂。这使得制品的剥离在基底上不留下任何胶黏剂残留。该操作也在先前讨论的图6B中被图形化描绘。

本主题包括在其中不利用操作101-106中的一种或多种的方法100的变型。该主题也包括包含一种或多种另外的操作的方法100的变型。

当暴露于选择性剥离剂时,微粒将改变形状和/或尺寸。微凝胶颗粒将吸收一部分剥离剂。这可以以通常均匀的方式膨胀颗粒。其一个例外是当微凝胶颗粒仅部分包含在胶黏剂组合物内时。没有包含在胶黏剂基质并且暴露于剥离剂的微凝胶部分将与仍包含在基质内的微凝胶颗粒部分以不同的方式变形。这将在没有包含在胶黏剂基质的微凝胶颗粒部分上导致“鼓起”效果。这使得不仅尺寸变化,而且形状也变化。该形状变化可产生蘑菇形的颗粒。

一旦硅氧烷微凝胶膨胀或改变形状,并且溶剂丙烯酸压敏胶黏剂的黏合性减小,伤口敷料可以更容易从皮肤去除。通过膨胀的微凝胶被减小的去除所需的力将比传统的伤口敷料去除产生更小的创伤和皮肤刺激。在其他实施方式中,比如纸间界面,去除所需的剥离力的减小将使得衬里层和/或基底保持完全完整。

试剂盒

本主题的另一方面包括试剂盒。优选的实施方式试剂盒包括胶黏剂制品和选择性剥离剂。在优选的实施方式中,试剂盒包括利用具有硅氧烷凝胶微粒的压敏胶黏剂基质的胶黏剂制品,和包括HDMS的选择性剥离剂。微凝胶的类型可改变,并且然后优选地选择剥离剂应以对应于选择的微凝胶颗粒的类型。剥离流体优选地包含在具有滴管部件帽的容器、喷雾容器、具有刷涂部件帽的容器、气相沉积机构、注射器、喷射器或等价物中。

现在参见图14,显示了本主题的优选的实施方式试剂盒115。具体而言,图14描绘了多边形的多层胶黏剂制品120、包含在具有滴管部件帽126的瓶125内的选择性剥离剂121、以及容纳这些和试剂盒的任选地其他内含物的包装122。

胶黏剂制品120显示为包括衬里层123,其具有布置在第一表面上的本主题的压敏胶黏剂组合物,和位于压敏胶黏剂组合物的暴露表面上的产品隔离衬垫124。伤口敷料120任选地包括封闭个体伤口敷料并且标识其内含物的外部个体包装材料(未显示)。试剂盒115优选地包括多于一种伤口敷料或其他类型的胶黏剂制品。胶黏剂制品的其他优选的实施方式,比如胶带或粘贴手术巾,可用于试剂盒115。

选择性剥离剂121显示为包含在瓶125内。该瓶显示为包含具有整合的滴管部件的帽126。该滴管用于将选择性剥离剂121施加至胶黏剂-基底界面。滴管帽126给予使用者对于施加装置的量和位置的控制。该瓶任选地具有标识其内含物的标签。用于选择性剥离剂的其他优选的实施方式容器可用于试剂盒中。

包装122显示为具有用于选择性剥离剂121和瓶125的隔间127,和用于伤口敷料120的分离的隔间128的盒子。两个隔间被垂直分隔包装122的内壁129分开。包装122具有四个侧面、底部、和能够在打开和关闭位置之间变化的顶部。该盒被描绘为具有用于观察选择性剥离流体的开放窗户。包装可以可选地和交替地被配置为不具有内部分隔壁129或包括其他常见形式。

如箭头130所描绘的,通过将胶黏剂制品120放置在其相应隔间128内组装试剂盒。如箭头131所描绘的,选择性剥离剂121和瓶125被放置在相应隔间127内。然后关闭包装的顶部以形成完整的试剂盒。

在本主题的上面提到的所有实施方式内,将认识到,微凝胶颗粒具有其自身的胶黏性,自身的胶黏性独立于压敏胶黏剂的胶黏性,并且是除了压敏胶黏剂的胶黏性之外的。当暴露于剥离剂并且微凝胶颗粒膨胀时,颗粒损失胶黏性并且提供用于减小压敏胶黏剂基质的黏合强度的单独的和不同的机制。该特征是优选的,因为微凝胶颗粒本身最初不显著地减损包含它们的压敏胶黏剂的胶黏性或黏合强度。另外,通过改变硅氧烷凝胶微粒中交联的量,对每个具体应用可调节颗粒本身的胶黏性。已知在本实施方式中,在施加剥离剂之后,硅氧烷凝胶微粒的尺寸具有几乎瞬间的膨胀。

实施例

制备了包括分散在丙烯酸胶黏剂基质中的硅氧烷微凝胶的优选的实施方式组合物。通过固化含水悬浮液中的双组分黏性硅氧烷凝胶合成硅氧烷微凝胶。将相等组分的NuSil MED-6345硅氧烷凝胶(组分A和B)混合在一起,并且然后通过强力搅拌数分钟将其分散在水和月桂基硫酸钠的溶液中(表1)。悬浮的材料然后被加热至约35℃,并且固化三小时,同时强力搅拌。将所得的硅氧烷微凝胶从水和月桂基硫酸钠溶液中萃取至甲苯,产生含有按重量计约2.5%固体的悬浮液。显微镜显示微凝胶具有集中在平均20μm(标准偏差=6μm)的直径分布。

表1:通过悬浮液固化合成硅氧烷微凝胶的代表性配方

材料量[g]量[wt%]NuSil MED-6345组分A0.626.5NuSil MED-6345组分B0.636.7月桂基硫酸钠0.060.68.1686.2

所得的甲苯中的硅氧烷微凝胶的悬浮液与湿的丙烯酸胶黏剂(Avery Dennison AS-967)掺混以产生杂化材料。使约80μm厚的涂层沉积在载玻片上,并且在显微镜中成像,以验证硅氧烷微凝胶被如图12和13中所示的包被和均匀分散。

制备三种不同的混合物,每种具有不同量的硅氧烷。每种混合物被涂覆在硅化的PET隔离衬垫上,并且在层压至1密耳、电晕处理的聚氨酯膜之前,在升高的温度下干燥。切掉层压材料的条,去除隔离衬垫,并且然后黏附至合成的、非生物材料的仿制皮肤的表面(Vitro-Skin N-19,IMS,Inc.,Portland,ME)。在室温下保存约16小时以后,样品以100mm/min的速率被剥离,保持90°的剥离角。在去除过程完成大约一半时,将六甲基二硅氧烷(HMDS)添加至剥离面,并且对剩余剥离继续添加。在整个去除过程连续地测量剥离力,并且计算两个区域的平均数:添加HMDS之前一次和之后一次。

随着微凝胶负载增加,在添加HMDS之前的剥离力单调降低。在每种情况中,HMDS的添加引起剥离力突然下降30-40%。虽然随着微凝胶的添加剥离力的百分数降低没有急剧改变,但是随着最高微凝胶负载,添加HMDS之后的剥离力最低。

从该技术的未来应用和发展来看,许多其他益处无疑将变得显而易见。

本文指出的所有专利、公开的申请和制品在此通过引用以其全部并入本文。

将理解的是,以上公开的各种特征和功能和其他主题,或其可选方案或变化,可期望地结合至许多其他不同的系统或应用中。此外,本领域技术人员随后可做出各种目前未预见的或未预料的可选方案、改变、变化或改进,其也旨在包括在权利要求书中。

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