CN1124458A - 拒水矫形敷料 - Google Patents

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D·A·埃尔斯弗尔德
T·C·桑维格
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Abstract

本发明提供用柔软、滑爽、适形、透气和疏水织物制成的拒水敷料。该织物含有由聚合物和含氟噁唑烷酮的挤压掺合物制成的聚合纤维。这些挤压纤维可用以制造无纺、针织或机织织物。因为本发明敷料是拒水和抗污又能透过空气和蒸汽，所以当与皮肤接触时上述敷料特别有用。

Description

拒水矫形敷料
相关申请的交互参照
本申请是申请日为1993年6月1日，申请号为08/069,868的美国专利申请的部分继续申请，而上述申请是待批的申请日为1991年五月17日，申请号为07/703,038的美国专利申请的部分继续申请，该申请又是已放弃的申请日为1988年9月9日，申请号为07/242,120的美国专利申请的继续申请。背景技术
一般来说，本申请涉及医用敷料，更具体地说，本申请涉及与铸塑材料合用的矫形材料如衬垫和松紧织物。当与皮肤接触时本发明敷料特别有用，因为该敷料是拒水和防污的，但能让空气和蒸汽透过敷料。用于制造本发明敷料的材料的制备方法描述于待批的申请日为1991年5月17日，申请号为7/703,038的美国专利申请，该申请参考引用于本发明。
发明概要
本发明提供拒水矫形敷料。该敷料由柔软、滑爽、适形、透气、疏水织物制成。该织物含有由热塑性聚合物和含氟噁唑烷酮的挤压掺合物制成的聚合纤维。这些压纺纤维可用于制造无纺织布，它特别适用于铸塑或夹板衬垫。或者，该纤维可纺成纱线，以制造针织或机织织物。由压纺纤维制成的针织物特别适用于松紧织物和筒状松紧织物。
出人意料地，由本发明压纺纤维制成的敷料明显比表面仅用美国专利4,989,593所述的含氟化合物之类的拒水材料处理的类似敷料更柔软、更滑爽、更适形。本发明敷料之提高了的手感性能使得织物可直接与病人皮肤接触，既使病人更舒适又减少了皮肤感染。
另外，压纺纤维的可加工性和/或使用性能可经表面处理或用亲水性抗静电润滑剂处理或涂布纤维加以提高。在本发明的实施方案中亲水性润滑剂有助于纤维的加工，而含氟拒水剂则在于增加初期的防水性。
用于制造本发明纤维的优选热塑性聚合物包括聚乙烯，聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯之类的聚酯以及它们的共混物或共聚物。特别适合的聚合物能在足够低的温度下熔化，以便让聚合物和含氟噁唑烷酮熔融混合，而不至于使噁唑烷酮分解。可选择的聚合物包括非反应性低熔点相容聚合物。聚乙烯和聚丙烯是目前最优选的聚合物。
适用的噁唑烷酮描述于美国专利5,025,052和5,00,026中，该专利参考引用于本发明。优选的含氟噁唑烷酮(3M，St。Paul，MN有售)示意性地用如下通式表示：
该优选的噁唑烷酮(这里是指ODOX)是按已有方法制备的。简单地说，全氟烷基磺酰胺，C8Fl7SO2N(CH3)H，与3-氯-1，2-环氧丙烷反应产生氯代醇，C8Fl7SO2N(CH3)CH2CH(CH2Cl)OH。然后氯代醇与异氰酸十八烷基酯，C18H37NCO，反应产生中间体氨基甲酸酯，上述氨基甲酸酯在碱存在下环化产生上述噁唑烷酮。
为制造用于本发明的纤维，将聚合物和含氟噁唑烷酮熔融混合，然后用已知的设备和工艺挤压成纤维，含约0.1—10.0％，更好为约0.3—3.0％噁唑烷酮。这些纤维再用已有方法制造无纺布，机织布或针织物。另外，经卷曲和烘干的纤维可用抗静电润滑剂和含整理剂的混合物进行表面处理，然后切成短纤维，用已有技术制造无纺布、机织布或针织物。实施方案详述
矫形铸件和夹板可由浸有可水固化树脂的铸塑材料制成，该铸塑材料和夹板与用在受力铸塑材料和病人皮肤之间柔软衬垫层结合使用。衬垫用来给皮肤提供垫子和保护，它应该是舒适、易于使用、不引起感染和快速干燥。当制造铸件时，一般在病人肢体上套上可伸缩的筒状松紧织物，然后在松紧织物上包上衬垫，再将铸塑材料涂在铸塑衬垫上。当制造夹板时，一般仅用一层衬垫。
在本申请中，一些术语定义如下：
“拒水性”是指织物使水在其表面形成水珠或从其表面清除以及使机械地或其他方式挤入织物中的水从织物空隙中易于挤走、渗出或移去的能力。
“适形性”是指织物易随物体变形的能力。适形性可用下列实施例2中进行的HANNDLE—O—METER刚度试验加以定量测量。
“滑爽性”是指表面触感并可用下列实施例3中进行的表面摩擦试验而加以定性测量。
“柔软性”是指织物在皮肤上引起的主观触觉。本发明与其他拒水织物或敷料的柔软性比较描述于下列实施例4中。
“疏水性”是织物保持或吸收织物表面水的能力的一个量度。通过测量材料的表面能可测量疏水性，而表面能可易于用美国专利5,027,803中所述的改进的AATCC试验方法118—1983测量。本发明优选的敷料具有小于约40erg/cm，更好地小于约30erg/cm的表面能。
适用于本发明的含氟拒水剂就是用于制造纺织品的拒水剂。在制造如地毯和衣服之类的纺织品或其他如纸和皮革之类的纤维衬底时，一般来说，用含氟化合物处理即可使这类材料产生表面拒油性和拒水性。适用于纤维材料的含氟化合物描述于各种出版物中：如美国专利2,803,615(属于Ahlbrecht等)、2,934,450(属于Brown)、3,068,187(属于Bolstad等)、3,094,547(属于Heine)、3,329,661(属于Smith等)、3,341,497(属于Sherman等)、3,398,182(属于Guenthner等)、3,458,571(属于Tokoli)、3,462,296(属于Raynolds等)、3,574,791(属于Sherman等)、3,728,151(属于Sherman等)、3,896,251(属于Landucci)、3,916,053(属于Sher-man等)、4,013,627(属于Temple)、4,024,178(属于Landucci)、4,029,585(属于Dettre)、4,034,964(属于Sherman等)、4,144,367(属于Landucci)、4,160,777(属于Loudas)，、4,165,338(属于Kat-sushima等)、4,190,545(属于Marshall)、4,215,205(Landucci)、4,264,484(属于Patel)、4,325,857(属于Champaneria等)、4,340,749(属于Patel)、4,401,780(属于Steel)、4,426,476(属于Chang)、4,525,305(属于Patel)、4,525,423(属于Lynn等)、4,529,658(属于Schwartz等)、4,540,497(属于Chang等)、4,560,487(属于Brink-ley)、4,564,366(属于Patel)、4,565,641(属于Chang等)、4,566,981(属于Howells)、4,579,924(属于Schwartz等)、4,582,882(属于Lynn等)、4,606,737(属于Stern)、4,668,406(属于Chang)、4,668,726(属于Howells)和R。E。Banks编辑的“有机氟化合物和它的工业用途”，Ellis Horwood，Ltd。，Wes t Sussex，England226—230(1979)中。
优选的含氟拒水剂是SCOTCHGARD牌地毯保护剂(FC—359)、美国专利4,560,487中所述类型的氟化聚碳酸二酰亚胺水性乳化液，它是一种氟化的乳剂。和一般在美国专利3,916,053，更详细地在美国专利3,574,791和3,728,151中所述类型的含氟共聚物。
适用于本发明的亲水润滑抗静电剂是通常用在纤维工业中任何这类试剂，如Sipo Lube GS—1031(Synthetic Industries，Inc。，Chickamauga，GA有售)
下列实施例提供实施本发明优选的方法和步骤。这些实施例进一步解释本发明的各种实施方案，但不应认为这些实施例限制了本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求书加以限定。实施例1—纤维的制备
聚丙烯/噁唑烷酮浓缩物是用40mm双螺杆压出机由新鲜的聚丙烯(90％(重量)，#3661—纤维级，Fina Oil & Chemical Co.Dal-las，TX)和含氟噁唑烷酮(10％(重量)噁唑烷酮，上述的ODOX，Protective Chemicals Division，3M，St。Paul，MN)制成。制成的聚丙烯/噁唑烷酮浓缩物(10％(重量)与另外的聚丙烯(90％(重量)，#3661—纤维级，Fina Oil & Chemical Co。)一起送入160mm栅型双头挤出机中，将混合物熔化并在约232—249℃温度间混合约1—3分钟。将聚丙烯和噁唑烷酮的熔融混合物挤成3旦尼尔纤维。将挤出的纤维卷曲，烘干燥并切成3.81cm或4.76cm长的短纤维。短纤维的氟分析表明纤维的含氟量为约0.88—1.2％(重量)。
该测量即作为纤维的含氟量指标。简单地说，通过将试样放在密封聚碳酸酯瓶中在氧气和已知体积的去离子水存在下，经电子点火燃烧将有机氟转化成无机氟离子。无机氟离子被水吸收。氟离子用氟离子特殊电极，即#94-09型氟离子电极(购自Orion ResearchInc.，Boston MA)进行测量。
然后，由Astro—Form公司，Danielson，CT用标准方法和市售的Randoweb设备将较短的3.81cm挤压纤维加工成无纺铸塑衬垫。也制成7.62cm和10.16cm宽的垫料卷(padding rolls)并检验之。
经手动织物撕裂试验测定，聚丙烯/噁唑烷酮压纺，纤维垫料比常规之未经处理的聚酯垫料(Synthetic cast padding，MW03，3M，St.Paul，MN)具有较低的撕裂强度，这可能是由于纤维长度短的关系。共压纺纤维垫料非常柔软、适形并有很好的拒水性。当用4.76cm压纺纤维制造垫料时，其撕裂强度与未处理聚酯垫料相当。
由Doran Textiles，Shelby，GA.用现成的工艺将较长的4.76cm压纺纤维纺成20(棉支数)单纱。然后由Balfour，Inc.，Rockwood，TN用市售的圆筒形罗纹针织机将该纱织成5.08cm和7.62cm宽度的松紧织物卷。该聚丙烯/噁唑烷酮松紧织物也非常柔软适形并有很好的抗水性。实施例2-适形性试验
本试验测量无纺织物的刚度或手感。与不适形性织物相比，适形性织物更易弯曲且更刚度较低。为测量无纺织物的刚度，用一柱体使无纺材料变形，并塞入一定直径的孔，所需的力即为其刚度之量度，用INDA标准试验、HANDLE-O-METER刚度试验、ITS 90.3-92按已报道方法测量该所需的力。
测量三种不同垫料的适形性。用实施例1中制成的3.81cm纤维制造之聚丙烯/噁唑烷酮压纺垫料。
用2％(重量)含氟化合物水溶液(FC-270含氟拒水剂，3M，St.Paul，MN)浸渍标准聚酯垫料(合成铸型垫料，MW03，3M，St.Paul，MN)以制备表面处理的垫料。经两辊间压榨除去过量的含氟化合物溶液，然后将表面处理过的垫料在65.6℃下烘干约24小时。
未经处理聚酯垫料为市售的标准聚酯垫料(合成铸型垫料，MW03，3M，St.Paul，MN)。
测得的三种垫料(测量的试验为7.62cm×15.24cm)的适形性数据列于表1。这些数据(三次操作计算的平均力)表明：与表面仅用含氟拒水剂处理的垫料相比，聚丙烯/噁唑烷酮压纺垫料更适形。
                  表1
       垫    料    平均力
    未经处理的聚酯    28.5克
    表面处理的聚酯    46.5克
 聚丙烯/噁唑烷酮压纺掺合物    31克
实施例3-表面摩擦试验
本试验测量试样的表面摩擦力，该力可用来评价织物的手感。本试验包括将用TRANSPORE带(3M，St.Paul，MN)覆盖的不锈钢舟皿拉过试样表面并测量移动舟皿所需的力。移动舟皿通过试样表面所需的力越大，试样的表面摩擦力就越大。进行本试验所需的详细步骤描述于美国专利4,667,661中。
测量无纺垫料和针织松紧织物的表面摩擦力。压纺垫料和松紧织物按上述实施例1所述方法制备。表面处理过的垫料和松紧织物按实施例2所述方法制备。未经处理的合成铸型垫料(MW03)和未经处理的MS03松紧织物都可购自3M，St.Paul，MN。
测量的不同材料的数据列于表2。这些数据(三次操作计算的平均力)表面：与表面同按实施例2方法制备的拒水材料处理的相应垫料或松紧织物相比较，聚丙烯/噁唑烷酮压纺垫料和松紧织物都有较小的表面摩擦力。
                 表2
       垫    料  移动舟皿所需的力
    未经处理的聚酯      68.25克
    经表面处理的聚酯      85.19克
 聚丙烯/噁唑烷酮挤压掺合物      58.10克
       松紧织物
    未经处理的聚酯      76.51克
    经表面处理的聚酯      80.71克
 聚丙烯/噁唑烷酮挤压掺合物      63.80克
实施例4-柔软性试验
本实施例提供主观评定的试片结果，并比较不同垫料和松紧织物材料的柔软性。在本实施例检验三种垫料(聚丙烯/噁唑烷酮垫料、按实施例3方法制得的经表面处理的垫料和未经处理的垫料)和三种松紧织物(用聚丙烯/噁唑烷酮织物制成的松紧织物、同样按实施例3方法制得的经表面处理的和未经处理的松紧织物)。
简要地说，要求每个检验人员按柔软性次序将垫料和松紧织物进行分类。材料的特性设有提供给检验人员。将材料分类后，要求检验人员用1-20的柔软性等级确定材料的柔软度。柔软性等级1表示为最柔软的，能与棉球的柔软性相比较。检验的结果列于表3和表4。
                            表3
                       垫料柔软性试验
检验人员   柔软性分类第一   柔软性等级1-20   柔软性分类第二   柔软性等级1-20   柔软性等级第三   柔软性等级1-20
    1     C     1     B     2     A     15
    2     C     1     B     3     A     10
    3     C     10     B     14     A     19
    4     C     5     B     10     A     20
    5     C     2     B     4     A     10
    6     C     2     B     5     A     10
    7     C     2     B     3     A1     15
 平均值     3.29     5.86     14.14
材料：A-经表面处理的聚酯垫料。
      B-聚丙烯/噁唑烷酮垫料
      C-未经处理的聚酯垫料(MW03垫料)
                          表4
                    松紧织物柔软性试验
检验人员   柔软性分类第一   柔软性等级1-20   柔软性分类第二   柔软性等级1-20   柔软性分类第三   柔软性等级1-20
    1     A     4     C     6     B     10
    2     A     2     C     3     B     15
    3     A     8     C     12     B     18
    4     A     5     C     10     B     15
    5     A     5     C     10     B     15
    6     A     3     C     10     B     15
    7     A     5     C     8     B     10
 平均值     4.57     8.43     14.0
材料：A-经表面处理的聚酯垫料。
      B-聚丙烯/噁唑烷酮垫料
      C-未经处理的聚酯垫料(MW03垫料)
表3和表4中的数据表明：压纺垫料和松紧织物明显比经表面处理的垫料或松紧织物更柔软。实施例5-聚丙烯/噁唑烷酮压纺夹板垫料
构成多层固定夹板并检验其吸水性和保水性。
简单地说，每个夹板的底层为30.48cm长和8.89cm宽的垫料，该垫料或由针刺粘结(needle—tacked)的聚乙烯/噁唑烷酮纤维〔99.3％(重量)聚丙烯，0.7％(重量)噁唑烷酮，上述的ODOX，3M，St.Paul，MN)〕或由针刺粘结的未经处理的聚丙烯纤维制成。针刺粘结是用Hunter针粘机(Morse and Bershire Company，NorthAdams，MA)进行。将上述两种纤维针刺粘结成约340.29/0.84m2的无纺毯。
将一条1.27cm长的950号转移带(transfer tape)(3M，St.Paul，MN)粘合在垫料的长边，把一条3.81cm长的927号转移带(3M，St.Paul，MN)粘合在垫料的短边。然后将8层25.4cm长和7.62cm宽浸有树脂的SCOTCHCAST 2牌玻璃纤维铸型带(3M，St.Paul，MN)放在垫料的中心部位。最后将一层市售的液压缠结(hydroentangled)的射流喷网无纺聚酯织物〔按美国专利5,027,803所述方法用2％含氟拒水剂(FC-270)处理的SONTARA 8000，Dupont，Wilmington，DE〕用转移带粘合于垫料层上。
测量每个夹板的吸水性和保水性。将干的夹板称重，放在一盆水中，浸0.5分钟(必要时将夹板没入水中)并同时挤两次，从水中取出夹板，用两手挤两次，然后重新称重。将每个夹板竖放在干燥的盆中固化并在空气中干燥5小时，然后重新称重。
固化时，多层夹板粘接成粘合层压品，与未处理的垫料相比，聚乙烯/噁唑烷酮垫料更柔软，更滑爽。该夹板也具有所需的吸水性和保水性。
                     表5
         夹板垫料 吸水量(％) 5小时后保水量(％)
1.875吋(4.7625cm)聚丙烯/噁唑烷酮纤维以128针/吋2之密度针剌粘结     67        55
 3.25吋(8.255cm)聚丙烯纤维以128针/吋2之密度针刺粘结     72        61
吸水或保水百分数用下式计算：
Figure A9419225300151
实施例6-润滑处理的拒水纤维
用实施例1所述的方法和材料将4364公斤聚丙烯与1091公斤的90％聚丙烯和10％含氟噁唑烷酮的混合物进行混合成98/2聚丙烯/噁唑烷酮混合物，该混合物被压纺成3旦尼尔纤维。压纺成的纤维被卷曲、烘干，然后在常规光滑滚筒型涂布设备上经单面给胶涂层法用205.6公斤亲水抗静电润滑剂Sipo Lube GS-1031(购自Syn-thetic Industries，Inc.，Chickmauga，GA)和36.4公斤SCOTCH-GARD牌织物保护剂FC-359(购自3M，St.Paul，MN的含氟化合物)的混合物进行处理。再按实施例1的方法将该纤维切成3.81cm和4.76cm长的短纤维。
将部分3.81cm纤维用常规Randoweb设备(Astro—Form Co-poration，Danielson，CT.制造)加工成无纺铸型垫料。制造7.62cm和10.2cm宽的垫料卷，并用上述改进的AATCC试验方法进行检定。现已发现：纤维的表面能在26.4—27.3ergs/cm之间。
将部分4.76cm纤维由Soutber Indiestrial，Rossville，GA用已知的方法纺成20(棉支数)单股纱。然后由Balfour，Inc；Rockwook，TN用市售的圆筒形罗纹针织机将该单纱织成5.08cm和7.62cm宽的松紧织物卷。该松紧织物用改进的AATCC试验方法进行检定，并发现其表面能在26.4—27.3erg/cm之间。

Claims (10)

1.一种拒水矫形敷料，其特征在于它由柔软、滑爽、适形、透气、疏水织物组成，上述织物是由热塑聚合物和含氟噁唑烷酮的混合物压纺纤维制成的。
2.如权利要求1所述的矫形敷料，其特征在于该聚合物选自聚乙烯、聚丙烯、聚酯。
3.如权利要求1所述的矫形敷料，其特征在于噁唑烷酮是如下通式表示的化合物：
4.如权利要求1所述的矫形敷料，其特征在于织物的表面能小于40erg/cm。
5.如权利要求1所述的矫形敷料，其特征在于织物的表面能小于30erg/cm。
6.如权利要求1所述的矫形敷料，其特征在于敷料是无纺织物或针织物。
7.如权利要求1所述的矫形敷料，其特征在于它还包括纤维的表面用亲水抗静电润滑剂和拒水含氟化合物处理过。
8.一种制造矫形敷料的方法，其特征在于它包括将聚合物和含氟噁唑烷酮挤压混合物纤维针织或机织成矫形敷料。
9.一种矫形夹板，其特征在于它包括在至少一个主表面上用含有如权利要求1所述的柔软、滑爽、适形、透气、疏水之织物垫料覆盖的浸有树脂的多层玻璃纤维带。
10.一种矫形夹板，其特征在于它包括在第一主表面上用含氟化合物处理的玻璃纤维带覆盖以及在第二主表面上用含有如权利要求1所述的柔软、滑爽、适形、透气、疏水织物垫料覆盖的浸有树脂的多层玻璃纤维带。
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