DE102006040533A1 - Producing foamed adhesives useful in wound or skin care products comprises foaming a mixture of an elastomer and e.g. polyacrylic acid, a polyol and polyvinylpyrrolidone - Google Patents
Producing foamed adhesives useful in wound or skin care products comprises foaming a mixture of an elastomer and e.g. polyacrylic acid, a polyol and polyvinylpyrrolidone Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung geschäumter Klebemassen, wobei die Schaumstruktur durch gezielte Vernetzung von Polyacrylsäuren mit Stickstoffbasen, wie z.B. Polyvinylpyrrolidonen, oder mehrwertigen Alkoholen, wie z.B. Ethylenglycol, oder durch thermisch vernetzte Polyacrylate mit Isocyanaten erfolgt.The Invention comprises a process for producing foamed adhesives, wherein the foam structure by targeted crosslinking of polyacrylic acids with Nitrogen bases, e.g. Polyvinylpyrrolidones, or polyvalent ones Alcohols, e.g. Ethylene glycol, or by thermally crosslinked Polyacrylates with isocyanates takes place.
Klebende Pflaster und deren Klebemassen sind bekannt. In der Vergangenheit wurden üblicherweise Pflaster vollflächig mit einer Zink-Kautschuk-Klebemasse beschichtet. Das Verkleben derartiger Produkte auf der Haut zeigt nach dem Ablösen deutliche Hautirritationen und eine mechanische Beanspruchung der Haut. Die Verklebung läßt sich ohne Hilfsmittel nur unter Schmerzen lösen. Fallweise kommt es zu allergischen Reaktionen. Die verwendeten Klebemassen führen darüber hinaus oft zu einem Massetransfer, d.h. einem Umspulen, auf die Haut.adhesive Plasters and their adhesives are known. In the past were usually plaster entire area coated with a zinc-rubber adhesive. The bonding of such Products on the skin shows clear skin irritations after peeling and a mechanical stress on the skin. The bonding can be without aids only in pain solve. Case by case it comes to allergic reactions. The adhesives used lead beyond often to a mass transfer, i. a rewind, on the skin.
Die Verwendung von hautfreundlichen Klebemassen, wie Acrylatklebemassen oder Hydrogelen, ist aufgrund der geringen Scherstabilität und Anfaßklebrigkeit nicht immer optimal. Eine Verbesserung durch eine Nachbehandlung, insbesondere Vernetzung, ist möglich, jedoch bleibt das Ergebnis insgesamt unbefriedigend. Die propriorezeptive Wirkung dieser Massen ist gegenüber den Systemen mit einer Harz-Kautschuk-Klebemasse zudem geringer.The Use of skin-friendly adhesives, such as acrylate adhesives or hydrogels, is due to low shear stability and tack not always optimal. An improvement by a post-treatment, especially networking, is possible however, the overall result is unsatisfactory. The proprioreceptive Effect of these masses is opposite the systems with a resin-rubber adhesive also lower.
Andere bekannte Klebesysteme auf Basis von herkömmlichen Blockcopolymeren sind zum einen durch hohen Stabilisatorzusatz nicht hautfreundlich, beziehungsweise zeigen durch die hohe Kohäsivität bislang nur eine Eignung für technische Anwendungsfälle. Zum anderen sind sie nicht stark hautklebend und hauthaftend einzustellen.Other known adhesive systems based on conventional block copolymers on the one hand by high stabilizer addition not skin-friendly, respectively show by the high cohesiveness so far only aptitude for technical applications. On the other hand, they are not strongly skin-sticky and skin-adhering.
Die zuvor genannten Klebemassen sind druckempfindliche Selbstklebemassen, wobei die Massen für die Verarbeitung in einer Trägermatrix vorliegen können. Als Trägermatrix werden gängige organische oder anorganische Lösemittel oder Dispergiermittel verstanden.The adhesives mentioned above are pressure-sensitive self-adhesives, being the masses for the Processing in a carrier matrix may be present. As carrier matrix become common organic or inorganic solvents or dispersing understood.
Systeme ohne Trägermatrix werden als 100 %-Systeme bezeichnet und sind ebenfalls nicht unbekannt. Sie werden im elastischen oder thermoplastischen Zustand verarbeitet. Eine gängige Verarbeitungsweise ist die Schmelze.systems without carrier matrix are referred to as 100% systems and are also not unknown. They are processed in the elastic or thermoplastic state. A common one Processing is the melt.
Auch solche Haftschmelzklebemassen sind im Stande der Technik bereits vorbeschrieben. Sie basieren auf natürlichen oder synthetischen Kautschuken und/oder anderen synthetischen Polymeren.Also such pressure-sensitive hotmelt adhesives are already known in the art described above. They are based on natural or synthetic Rubbers and / or other synthetic polymers.
Polyacrylsäure als Klebemasse muß zur Ausbildung eines Gels mit definierter Struktur vernetzt werden. Die Natur des Vernetzers trägt dabei entscheidend zur Struktur des resultierenden Gels bei. Die üblichen vernetzende Agentien können dabei Metallionen (z.B.: Al3+-Ionen) oder organische Verbindungen sein. Die Vernetzung mit Aluminiumsalzen läuft über die Koordination der Sauerstofffunktionen der Polyacrylsäure an die Al3+-Ionen. Es bildet sich ein sehr engmaschiges Gel mit hoher Viskosität aus, wobei die Viskosität des Gels nur über die Menge an Vernetzer gesteuert werden kann (handbook of Pressure sensitive adhesive technology, Seite 458 ff, 1999).Polyacrylic acid as an adhesive must be crosslinked to form a gel with a defined structure. The nature of the crosslinker contributes significantly to the structure of the resulting gel. The usual crosslinking agents may be metal ions (eg Al 3+ ions) or organic compounds. The crosslinking with aluminum salts proceeds via the coordination of the oxygen functions of the polyacrylic acid to the Al 3+ ions. It forms a very dense gel with high viscosity, wherein the viscosity of the gel can be controlled only by the amount of crosslinker (Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology, page 458 ff, 1999).
In
Aus
der Literatur sind weitere Beispiele der Vernetzung mit multivalenten
Metallionen bekannt, z.B.
Ein weiteres Problem bei der Vernetzung von Polyacrylsäure zu einem selbstklebenden Gel ist, dass ein einmal hergestelltes Gel mit definierten physikalischen Eigenschaften, Viskosität, Klebrigkeit etc. in einem späteren Herstellungsprozeß die gleichen definierten Eigenschaften aufweisen muß. Diese Reproduzierbarkeit ist mit den derzeit bekannten Vernetzungstechnologien aufwendig oder gar nicht zu verwirklichen.One Another problem with the crosslinking of polyacrylic acid to a Self-adhesive gel is a once-made gel with defined physical properties, viscosity, tack etc. in a later manufacturing process are the same must have defined properties. This reproducibility is consuming with the currently known networking technologies or not at all.
In
Als
Problem ist auch in
Geschäumte Haftklebemassen
sind ebenfalls bekannt. Die
Die
Schäumung
von Polymeren ist auch in der
In
der
Das Problem bei geschäumten Klebemassen, insbesondere hydrokolloiden Schäumen, besteht darin, dass die Massen einen sogenannten „kalten Fluss" aufweisen. Dieser führt dazu, dass die Schaumstruktur nicht stabil ist und sich im Laufe von Stunden wieder auflöst.The Problem with foamed Adhesive compositions, in particular hydrocolloid foams, is that the Masses a so-called "cold River "have. This leads to make the foam structure unstable and overflow of hours dissolves again.
Als „kalter Fluss" wird die Eigenschaft von unvernetzten Polymeren beschrieben, die sich aus einer vorgegebenen Form durch Einwirkung von Kraft (z.B. Schwerkraft) in eine andere verformen. Beispielsweise wird eine scharfe Schnittkante einer solchen Klebemasse im Verlauf von Stunden bis Wochen, je nach Molmasse des Polymers, zu einer mehr oder weniger abgerundeten Kante verlaufen. Im Allgemeinen führt dies zu einer Zerstörung der Schaumstruktur hin zu einem glatten Materialbelag. Bislang vermeidet man ein zu starkes verlaufen durch die Zugabe von z.B. Füllstoffen, die die Massen aber härter machen. Ein weiteres Problem stellt sich, da ein völliges Unterbinden des kalten Flusses zu einem Verlust der Klebkraft führt.As "cold River "becomes the Property of uncrosslinked polymers that are made up a predetermined shape by the action of force (e.g., gravity) to deform into another. For example, a sharp cutting edge of such an adhesive in the course of hours to weeks, depending on Molar mass of the polymer, to a more or less rounded edge run. In general leads this to destruction the foam structure towards a smooth material coating. Avoided so far if you run too strong by the addition of e.g. fillers, but the masses are harder do. Another problem arises because a complete inhibition the cold flow leads to a loss of adhesion.
Wünschenswert wäre es demnach ein Verfahren bereit zu stellen, das es ermöglicht eine stabilisierte und insbesondere gegen den „kalten Fluß" stabilisierte und geschäumte Klebemasse herzustellen. Dabei sollte vorteilhafterweise aber auch ein gewisses Mass an „kaltem Fluss" individuell einstellbar sein, um eine ausreichende Klebkraft einstellen zu können ohne dabei zwingend auf den ansonsten notwendigen Zusatz von Harzen und anderen Tackifiern zurück zu greifen.Desirable would it be Accordingly, a method to provide, which allows a stabilized and in particular stabilized against the "cold river" and foamed To produce adhesive. It should be advantageous but also a certain amount of cold River "individual be adjustable in order to set a sufficient adhesive force without while compelling on the otherwise necessary addition of resins and back to other tacklers to grab.
Das zu lösende Problem besteht u.a. dabei darin, das Verhältnis von Vernetzung zu „kaltem Fluss" so zu variieren, dass die Schaumstruktur unter normaler mechanischer Belastung erhalten bleibt, d.h. stabil bleibt.The to be solved Problem exists u.a. In doing so, the ratio of networking to "cold River "so to vary that the foam structure obtained under normal mechanical stress remains, i. remains stable.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung und/oder Stabilisierung geschäumter Klebemassen umfasst die
Schritte der Bereitstellung eines oder mehrerer Klebemassenpolymere
gewählt
aus der Gruppe Polyisobutylen (PIB), Polyisopren, Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer
(SIS), Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol-Blockcopolymer (SEES), Styrol-Butadien-Rubber
(SBR), Styrol-Butadien-Styrol Blockcopolymer (SBS) oder deren Mischungen,
und
anschließende
Zugabe der weiteren erfindungsgemäßen Komponenten in der aufgeführten Reihenfolge, wobei
nach jeder Zugabe eine Homogenisierung der Masse zu empfehlen ist,
- 1.) Polyacrylsäure
- 2.) mehrwertiger Alkohol, insbesondere Ethylenglycol und/oder Polyethylenglycol,
- 3.) gegebenfalls Tris-(hydroxymethyl)aminomethan (IRIS)
- 4.) Poly(1-viny-2-pyrrolidinone) (PVP)
and subsequent addition of the further components according to the invention in the order listed, it being recommended after each addition to homogenize the mass,
- 1.) polyacrylic acid
- 2.) polyhydric alcohol, in particular ethylene glycol and / or polyethylene glycol,
- 3.) optionally tris (hydroxymethyl) aminomethane (IRIS)
- 4.) Poly (1-vinyl-2-pyrrolidinones) (PVP)
Bei Einsatz von Polyacrylaten und Isocyanat wird das Polyacrylat anstelle der Polyacrylsäure zugegeben. Anstelle des PVP wird dann als Vernetzungsschritt Isocyanat zugesetzt. Die Zugabe von Isocyanat erfolgt dann als letzte Komponente:
- 1.) Polyacrylat
- 2.) gegebenenfalls mehrwertiger Alkohol, insbesondere Ethylenglycol und/oder Polyethylenglycol, Fettsäureester oder Öle,
- 3.) gegebenfalls Tris-(hydroxymethyl)aminomethan (IRIS)
- 4.) Isocyanat
- 1.) polyacrylate
- 2.) optionally polyhydric alcohol, in particular ethylene glycol and / or polyethylene glycol, fatty acid esters or oils,
- 3.) optionally tris (hydroxymethyl) aminomethane (IRIS)
- 4.) isocyanate
Die mehrwertigen Alkohole können bei Verwendung von Polyacrylat/Isocyanat durch Fettsäureester oder andere Öle ersetzt werden, da die vernetzende Funktion durch das Isocyanat/polyacrylat System übernommen wird. Die mehrwertigen Alkohole, Fettsäureester oder Öle können aber bevorzugt zugesetzt werden, da sie vorteilhaft als Weichmacher dienen können.The polyhydric alcohols can when using polyacrylate / isocyanate by fatty acid esters or other oils be replaced because the crosslinking function by the isocyanate / polyacrylate System adopted becomes. But the polyhydric alcohols, fatty acid esters or oils can are preferably added, since they serve advantageously as a plasticizer can.
Das Klebmassenpolymer oder Gerüstpolymer, wie Polyisobutylen (PIB), Polyisopren, Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymer (SIS), Styrol-Ethylen-Butadien-Styrol- Blockcopolymer (SEES), Styrol-Butadien-Rubber (SBR), Styrol-Butadien-Styrol Blockcopolymer (SBS) oder deren Mischungen, wird vorgelegt und homogenisiert. Die Gerüstpolymere bilden die Matrix für die Aufnahme der zu stabilisierenden Komponenten.The Adhesive polymer or scaffold polymer, such as polyisobutylene (PIB), polyisoprene, styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS), Styrene-ethylene-butadiene-styrene block copolymer (SEES), styrene-butadiene rubber (SBR), styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS) or mixtures thereof, is submitted and homogenized. The backbone polymers form the matrix for the Recording the components to be stabilized.
Die Klebmassen können lösungsmittelbasiert sein, wobei dann vorteilhaft in einem Mischer gearbeitet wird. Die Klebmasse kann aber auch lösemittelfrei sein, sog. Hotmelt-Masse, so dass dann bevorzugt im Kneter oder Extruder verarbeitet wird.The Adhesives can solvent-based be, in which case it is advantageous to work in a mixer. The But adhesive can also be solvent-free be, so-called hotmelt mass, so then preferably in the kneader or Extruder is processed.
Die Gerüstpolymere/Klebmassenpolymere, sind bevorzugt zu einem Anteil von etwa mindestens 15 Gew.%, bevorzugt mindestens 20 Gew.%, insbesondere mindestens 30 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmasse der Klebmatrix, enthalten.The Framework polymers / Klebmassenpolymere, are preferably in an amount of about at least 15% by weight, preferably at least 20 wt.%, In particular at least 30 wt.%, Based on the total mass of the adhesive matrix.
Maximal sind sie zu einem Anteil von bevorzugt 65 Gew.%, bevorzugt maximal 55 Gew.%, besonders bevorzugt bis zu 45 Gew.% enthalten, immer bezogen auf die Gesamtmasse der Klebmasse.Maximum they are in a proportion of preferably 65 wt.%, Preferably maximum 55% by weight, more preferably up to 45% by weight, always upholstered on the total mass of the adhesive.
Vor der erfindungsgemäßen Zugabe der Polyacrylsäure bzw. Polyacrylat kann der Masse vorteilhaft Harzanteile, wie z.B. Kohlenwasserstoffharze wie Regalite 7100 oder hydrierte Kolophoniumgylcerolester wie Staybilite Ester 10, vorteilhaft zu Anteilen von 1 bis 40 Gew.%, bevorzugt 2 bis 30 Gew.%, besonders bevorzugt 5 bis 30 Gew.%, hinzu gefügt werden.In front the addition of the invention the polyacrylic acid or polyacrylate, it is advantageous for the composition to have resin components, e.g. Hydrocarbon resins such as Regalite 7100 or hydrogenated rosin glycerol esters like Staybilite ester 10, advantageously at levels of 1 to 40 wt%, preferably 2 to 30 wt.%, Particularly preferably 5 to 30 wt.% Added together become.
Anschließend wird beispielsweise die Polyacrylsäure zugegeben. Diese sollte, wie erwähnt zunächst homogenisiert werden, da sie bei Kontakt mit dem Vernetzungsreagenz gegebenfalls zu harten, schuppigen Partikeln reagieren könnte.Subsequently, will for example, the polyacrylic acid added. This should, as mentioned initially homogenized as they come in contact with the cross-linking reagent if necessary could react to hard, flaky particles.
Die Zugabe der Polyacrylsäure bzw. Polyacrylat erfolgt bevorzugt zu einem Anteil von etwa mindestens 1 Gew.%, bevorzugt mindestens etwa 3 Gew.%, besonder bevozugt mindestens 5 Gew.%. Maximaler Anteil an Polyacrylsäure/Polyacrylat ist bevorzugt ein Anteil von etwa 30 Gew.%, bevorzugt maximal 20 Gew.%, besonders bevorzugt maximal 20 Gew., jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der Klebemasse.The Addition of the polyacrylic acid or polyacrylate is preferably in a proportion of about at least 1% by weight, preferably at least about 3% by weight, especially preferably at least 5% by weight. Maximum proportion of polyacrylic acid / polyacrylate is preferred a proportion of about 30% by weight, preferably at most 20% by weight, especially preferably not more than 20 wt., In each case based on the total mass of Adhesive.
Anschließend wird homogenisiert und erst im Anschluß an Schritt 1. können optional weitere Komponenten wie Füllstoffe und/oder Hydrokolloidpartikel, z.B. Cellulose (Elcema P050), oder Carboxymethylcellulose (Cekol 30000P) zugegeben werden.Subsequently, will homogenized and only after step 1. can be optional other components such as fillers and / or hydrocolloid particles, e.g. Cellulose (Elcema P050), or Carboxymethylcellulose (Cekol 30000P) can be added.
In den weiteren Schritten (2.-4.) werden dann die Vernetzerkomponenten, die mehrwertigen Alkohole, beispielsweise Ethylenglycol, und, sofern bevorzugt, IRIS, sowie PVP zugegeben und homogenisiert.In the further steps (2-4.) Then the crosslinker components, the polyhydric alcohols, for example ethylene glycol, and, if so preferably, IRIS, and PVP added and homogenized.
Die vernetzenden und stabilisierenden Komponenten, die mehrwertigen Alkohole, wie vorteilhaft Ethylenglycol oder Polyethylenglycol, z.B. Lutrol 400, werden zu einem Anteil von etwa mindestens 3 Gew.%, bevorzugt zu einem Anteil von mindestens 5 Gew.% und maximal zu einem Anteil von 30 Gew.%, besonders bevorzugt maximal 15 Gew.%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der Klebmasse, zugegeben.The crosslinking and stabilizing components, the polyvalent ones Alcohols, such as, advantageously, ethylene glycol or polyethylene glycol, e.g. Lutrol 400, are used in a proportion of about at least 3 wt.%, preferably to a proportion of at least 5 wt.% And at most to a proportion of 30% by weight, particularly preferably at most 15% by weight, in each case based on the total mass of the adhesive added.
Die Zugabe von IRIS ist optional und bewirkt eine zusätzliche Vernetzung und damit „Verstrammung" der Matrix.The Addition of IRIS is optional and causes an additional Networking and thus "Verstrammung" the matrix.
Als letzter erfindungsgemäßer Schritt (4.) erfolgt die Zugabe von PVP, z.B. Kollidon 30.,When last step according to the invention (4) the addition of PVP, e.g. Kollidon 30.,
Die Mischung wird dann final homogenisiert und kann ausgepresst werden.The Mixture is then finally homogenized and can be squeezed out.
Wenn anstelle der PVP/Alkohol/TRIS Stabilisierung hingegen Isocyanat als chemischer Vernetzer und Stabilisator eingesetzt wird (bei Polyacrylaten, Schritt 4.), so muss zunächst nach der Homogenisierung des Grundpolymers das Polyacrylat zugegeben werden (Schritt 1.) und abschließend das Isocyanat (Schritt 4.). Auch hier kann der Mischung nach dem 1. Schritt bevorzugt Füllstoffe, wie z.B. Carboxymethylcellulose, zugesetzt werden. Das Isocyanat wird als letzte Komponente zugegeben und bevorzugt bei maximal 30 Min bei Temperaturen unter 80°C homogenisiert, da die thermische Vernetzung bei höheren Temperaturen ansonsten umgehend einsetzen könnte. Die Weiterverarbeitung erfolgt vorteilhaft innerhalb von 24h, da die Vernetzung selbstständig weiterläuft.If instead of PVP / alcohol / TRIS stabilization, however, isocyanate as a chemical crosslinker and Stabilizer is used (in polyacrylates, step 4), so first after homogenization of the base polymer, the polyacrylate must be added (step 1.) and finally the isocyanate (step 4.). Here, too, fillers, such as, for example, carboxymethylcellulose, may preferably be added to the mixture after the first step. The isocyanate is added as the last component and preferably homogenized at temperatures of less than 80 ° C. for a maximum of 30 minutes, since thermal crosslinking at higher temperatures could otherwise begin immediately. The further processing takes place advantageously within 24 hours, since the networking continues independently.
Abschließend werden die entsprechend den Schritten 1.-4. hergestellten stabilisierten Klebmassen geschäumt, wie es aus dem Stand der Technik bekannt istTo conclude following steps 1.-4. stabilized Foamed foams, as is known in the art
Wenn chemisch mit z.B. Azodicarbonamid geschäumt wird, so wird dieses nach dem Vernetzer, also nach Schritt 3.) bzw. 4.) bei der PVP/Alkohol/TRIS-Stabilisierung bzw. nach Schritt 4.) bei der Isocyanat-Stabilisierung, zugegeben. Die Schäumung erfolgt dann durch Erhitzen auf ca. 240°C an der ausgepressten Klebmasse.If chemically with e.g. Azodicarbonamid is foamed, so this is after the crosslinker, ie after step 3.) or 4.) in the PVP / alcohol / TRIS stabilization or after step 4.) in the isocyanate stabilization added. The foaming is then carried out by heating to about 240 ° C at the extruded adhesive.
Bei der Schäumung mit Kohlendioxid (CO2) wird die Masse in einem Extruder hergestellt und entweder in-line geschäumt, oder in einen gesonderten Extruder zur Schäumung eingetragen. In jedem Fall sollte die Compoundierung der Masse zu diesem Zeitpunkt bereits vollständig abgeschlossen sein. Das CO2 wird dabei als überkritisches Fluid in den Extruder eingedüst und in der Masse gelöst. Durch das Austragen der Masse aus der Düse wird das überkritische Fluid entspannt und somit wieder gasförmig. Die entstehenden Gasblasen erzeugen den Schaum.In the foaming with carbon dioxide (CO 2 ), the mass is prepared in an extruder and either foamed in-line, or entered into a separate extruder for foaming. In any case, the compounding of the mass should already be completed at this time. The CO 2 is injected as a supercritical fluid into the extruder and dissolved in the mass. By discharging the mass from the nozzle, the supercritical fluid is expanded and thus again gaseous. The resulting gas bubbles generate the foam.
Nach dem Austragen aus der Düse kann die Klebstoffbahn durch ausformen, eindecken und stanzen beispielsweise zu Pflastern konfektioniert werden.To discharging from the nozzle can form, cover and punch the adhesive sheet, for example be made into patches.
Erfindungsgemäß wird in dem geschilderten Verfahren ein Kompromiss zwischen der Stabilität und der Klebkraft der geschäumten Klebemasse über die Einstellung des kalten Flußes herbeigeführt.According to the invention is in The method described a compromise between the stability and the Adhesive strength of the foamed Adhesive over the setting of the cold river brought about.
Vereinfacht ausgedrückt wird durch eine Vernetzung, die den kalten Fluss bremst aber die Flexibilität der Masse nicht aufhebt, eine Stabilisierung der geschäumten Klebmassen erreicht. Eine Stabilisierung der Schaumstruktur und dessen Eigenschaften wird erfindungsgemäß erreicht.simplified expressed is through a network that slows down the cold river but the Flexibility of Mass does not cancel, a stabilization of the foamed adhesives reached. A stabilization of the foam structure and its properties is achieved according to the invention.
Erfindungsgemäß wird das Verhältnis von Vernetzung zu „kaltem Fluss" so variiert, dass die Schaumstruktur unter normaler mechanischer Belastung erhalten bleibt, d.h. stabil bleibt. Eine stabilisierte Schaumstruktur ist erfindungsgemäß genau dann gegeben.According to the invention relationship from networking to "cold River "so varied, that the foam structure obtained under normal mechanical stress remains, i. remains stable. A stabilized foam structure is according to the invention exactly then given.
Als Klebemassen sind bevorzugt Polyisobutylene einzusetzen.When Adhesives are preferably polyisobutylenes use.
Die so stabiliserten Massen werden im Folgenden auf Grund ihrer Anteile an Hydrokolloiden, z.B. Cellulose (Elcema P050), oder Carboxymethylcellulose (Cekol 30000P), oder Polyvinylpyrrolidon (Kollidon 30), insgesamt auch als Hydrokolloide bezeichnet. Diese Hydrokolloidmassen werden bevorzugt, da sie in der Lage sind Wundflüssigkeiten in der geschäumten Struktur in größerem Maße zu absorbieren, wobei die Hydrokolloidpartikel durch Quellen die Absorption unterstützen.The So stabilized masses are hereafter due to their shares on hydrocolloids, e.g. Cellulose (Elcema P050), or carboxymethylcellulose (Cekol 30000P), or polyvinylpyrrolidone (Kollidon 30), in total also called hydrocolloids. These hydrocolloid masses are preferred because they are capable of wound fluids in the foamed structure to absorb to a greater extent wherein the hydrocolloid particles promote absorption by swelling.
Das Problem bei hydrokolloiden Schäumen bestand darin, dass die Massen einen kalten Fluss haben. Dieser führt dazu, dass die Schaumstruktur nicht stabil ist und sich im Laufe von Stunden wieder auflöst. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung schaumstabilisierter Klebemassen. Die Kombination und Verfahrensabfolge der enthaltenen Komponenten führen zu einer Vernetzung und bilden darüber hinaus ein stabilisierendes Netzwerk innerhalb der Klebmassen auf. Der kalte Fluss wird dadurch stark eingeschränkt bis gänzlich unterdrückt was wiederum stabile Schaumstrukturen zur Folge hat.The Problem with hydrocolloid foams was that the masses have a cold flow. This leads to, that the foam structure is not stable and can change over the course of hours dissolve again. The inventive method allows the production of foam-stabilized adhesives. The combination and process sequence of the components contained lead to a network and form over it In addition, a stabilizing network within the adhesives on. The cold flow is severely restricted to what is completely suppressed again results in stable foam structures.
Die erfindungsgemäßen Vernetzerkomponenten werden der Klebemasse nach der Zugabe der gerüstbildenden Polymere und ggf. der Klebharze und, sofern vorhanden den Füllstoffen, zugeführt (Schritt 2 bis 4). Dabei werden die Komponenten vorteilhaft einzeln nacheinander zugegeben. Das ist vorteilhaft um eine Homogenisierung der Komponenten zu gewährleisten. Im Falle der Polyacrylsäure/Polyvinylpyrrolidon/Alkohol bzw. Polyacrylsäure/Polyvinylpyrrolidon/Alkohol/Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan-Stabilisierung wird zunächst die Polyacrylsäure in der Mischung homogenisiert, und anschließend werden der Alkohol und Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan bzw. der Alkohol bei Abwesenheit von Tris-(hydroxymethyl)-aminomethan zugegeben und homogenisiert. Das Polyvinylpyrrolidon wir als letzte der Vernetzerkomponenten zugegeben. Mit seiner Hilfe werden die noch freien Säuregruppen bzw. Alkohole gebunden.The crosslinker components according to the invention are added to the adhesive after the addition of the scaffold-forming polymers and if appropriate the tackifier resins and, if present, the fillers (step 2 to 4). The components are advantageously added one at a time. This is advantageous to ensure homogenization of the components. In the case of polyacrylic acid / polyvinylpyrrolidone / alcohol or polyacrylic acid / polyvinylpyrrolidone / alcohol / tris (hydroxymethyl) aminomethane stabilization, the polyacrylic acid is first homogenized in the mixture, and then the alcohol and tris (hydroxymethyl) -aminomethan or the Alcohol in the absence of tris (hydroxymethyl) aminomethane added and homogenized. The polyvinylpyrrolidone is added as the last of the crosslinker components. With his help binds the still free acid groups or alcohols.
Im Falle der Stabilisierung mit Polyacrylaten und Isocyanat muß das Isocyanat als letzte Komponente zugegeben werden, da in der Wärme andernfalls sofort die Vernetzungsreaktion einsetzen würde. Diese würde über die kovalente Vernetzung ein Weiterverarbeiten der Masse unmöglich machen.in the In case of stabilization with polyacrylates and isocyanate must the isocyanate be added as the last component, otherwise in the heat would immediately use the crosslinking reaction. This would be about the covalent crosslinking make further processing of the mass impossible.
Alle diese erfindungsgemäßen Komponenten, deren Kombination und Einsatzweise sind verantwortlich für die Stabilisierung des letztendlich hergestellten Schaumes.All these components of the invention, their combination and mode of use are responsible for the stabilization of the finally produced foam.
Als Stabilisierung wird erfindungsgemäß insbesondere die Verringerung des kalten Flusses der geschäumten Klebmasse bezeichnet. Zweck ist es dabei, die Struktur des Schaumes zu konservieren.When Stabilization according to the invention is in particular the reduction the cold flow of the foamed Adhesive called. The purpose is the structure of the foam to conserve.
So erfolgt erfindungsgemäß die Bildung einer stabilisierten Schaumstruktur durch ein auf elektrostatischer Anziehung beruhenden Netzwerkes.So According to the invention, the formation a stabilized foam structure by a on electrostatic Attraction based network.
Dieses Netzwerk bildet sich aus der Stickstoff (N)-Funktion des Polyvinylpyrrolidons mit den OH-Funktionen der Polyacrylsäure sowie des Polyethylenglycols, bzw. den OH-Funktionen des Polyethylenglycols bzw. des Tris-(hydroxymethyl)aminomethans mit der COOH-Funktion der Klebemassenpolymere. Die Vernetzungskomponenten PVP und IRIS stabilisieren den Schaum und tragen beide dazu bei den Vernetzungsgrad der Klebemasse heraufzusetzen.This Network is formed from the nitrogen (N) function of polyvinylpyrrolidone with the OH functions of the polyacrylic acid and of the polyethylene glycol, or the OH functions of the polyethylene glycol or tris (hydroxymethyl) aminomethane with the COOH function of the adhesive polymers. The crosslinking components PVP and IRIS stabilize the foam and contribute to both to increase the degree of crosslinking of the adhesive.
Das
erfindungsgemäße Verfahren
ist demgemäß ein herstellverfahren
für geschäumte Klebemassen und
gleichzeitig ein Verfahren die erzeugten Schäume zu stabilisieren:
Eine
Stabilisierung der Schaumstrukturen ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren über einen
Zeitraum von mehr als 1 Jahr zu beobachten.The process according to the invention is accordingly a production process for foamed adhesives and at the same time a process for stabilizing the foams produced:
A stabilization of the foam structures can be observed with the method according to the invention over a period of more than 1 year.
Neben Ethylenglycol oder Polyethylenglycol können erfindungsgemäß auch andere mehrwertige Alkohole verwendet werden, wie z.B. Polypropylenglycol oder Triethylenglycol.Next Ethylene glycol or polyethylene glycol may according to the invention also other polyhydric alcohols are used, e.g. polypropylene glycol or triethylene glycol.
Es können bevorzugt die Komponenten Acrylsäure, z.B. Carbopol, mit Ethylenglykol/Polyvinylpyrrolidon, z.B. Kollidon 90, oder Acrylsäure, z.B. Carbopol, mit Ethylenglykol/PVP/TRIS als erfindungsgemäße vernetzende Komponenten eingesetzt werden. Bei diesen Rezepturen sind die Netzwerke reversibel verknüpft, da alle Komponenten wasserlöslich sind. Im Gegensatz dazu kommt es bei der Stabilisierung der Schäume durch Polyacrylat und Isocyanat zu einer irreversiblen, kovalenten Verknüpfung der Komponenten Polyacrylat und Isocyanat. Diese Vernetzungsreaktion wird thermisch ausgelöst. Neben der thermischen Variante ist erfindunsgegmäß auch eine UV-Vernetzung der Polyacrylate möglich.It can preferably the components acrylic acid, e.g. Carbopol, with ethylene glycol / polyvinylpyrrolidone, e.g. Kollidon 90, or acrylic acid, e.g. Carbopol, with ethylene glycol / PVP / TRIS as crosslinking according to the invention Components are used. These recipes are the networks linked reversibly, because all components are water-soluble are. In contrast, it comes in the stabilization of the foams Polyacrylate and isocyanate to an irreversible, covalent linkage of Components polyacrylate and isocyanate. This crosslinking reaction is thermally triggered. In addition to the thermal variant is erfindunsgegmäß also a UV crosslinking of Polyacrylates possible.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Massen, bevorzugt Hydrokolloidmassen auf Basis von Polyisobutylen, erfolgt vorteilhaft in einem Doppelschneckenextruder.The Production of the compositions according to the invention, preferably hydrocolloid compositions based on polyisobutylene, takes place advantageous in a twin-screw extruder.
Das Verfahren ist dann eine kontinuierliche Herstellung in einem Extrusionsprozess, indem compoundiert und abschließend geschäumt wird.The Method is then a continuous production in an extrusion process, by compounding and concluding foamed becomes.
Die einzelnen Komponenten werden nacheinander, wie zuvor dargelegt, zudosiert und vermischt bzw. homogenisiert.The individual components are sequentially, as previously stated, added and mixed or homogenized.
Zum Schäumen wird im hinteren Teil des Extruders bevorzugt überkritisches CO2 zudosiert und eingemischt. Das Gas löst sich in der Polymermatrix und wird nach Austritt der Masse aus einer Breitschlitzdüse schlagartig freigesetzt. Dadurch entsteht eine offenzellige Struktur des Massefilms.For foaming, supercritical CO 2 is preferably metered in and mixed in at the rear of the extruder. The gas dissolves in the polymer matrix and is released abruptly after the mass leaves a slot die. This creates an open-cell structure of the mass film.
Neben CO2 kann auch mit inerten Gasen wie Stickstoff, Edelgasen, Kohlenwasserstoffen oder Luft oder deren Gemischen geschäumt werden. In manchen Fällen hat sich ein Aufschäumen durch thermische Zersetzung gasentwickelnder Substanzen wie Azo-, Carbonat- und Hydrazid-Verbindungen als geeignet erwiesen.In addition to CO 2 can also be foamed with inert gases such as nitrogen, noble gases, hydrocarbons or air or mixtures thereof. In some cases, foaming by thermal decomposition of gas evolving substances such as azo, carbonate and hydrazide compounds has been found to be suitable.
Der Schäumungsgrad, d.h. der Gasanteil, sollte bevorzugt etwa mindestens 5 Vol.% betragen und kann vorteilhaft bis zu etwa 85 Vol.% reichen, jeweils bezogen auf das Gesamtvolumen der geschäumten Klebmasse. In der Praxis haben sich Werte von 10 Vol.% bis 75 Vol.%, bevorzugt 50 Vol.%, gut bewährt, was erfindungsgemäß vorteilhafte Bereiche darstellen. Wird bei relativ hohen Temperaturen von ungefähr 140 °C und vergleichsweise hohem Innendruck gearbeitet, entstehen sehr offenporige Klebstoffschaumschichten, die besonders gut luft- und wasserdampfdurchlässig sind.The degree of foaming, ie the gas fraction, should preferably be at least about 5% by volume and may advantageously be up to about 85% by volume, in each case based on the total volume of the foamed adhesive. In practice, values of 10% by volume to 75% by volume, preferably 50% by volume, have proven to be well, which represent advantageous ranges according to the invention. If you work at relatively high temperatures of about 140 ° C and relatively high internal pressure, resulting in very open-pored adhesive foam layers be especially good air and water vapor permeable.
Offenzellige bzw. offenporige Schäume sind daher bevorzugt.Open-cell or open-pored foams are therefore preferred.
Möglich sind so sowohl geschlossenzellige Schäume als auch offenzellige Schäume herstellbar. Die offenzelligen Schäume sind bevorzugt, da diese eine Kombination aus feuchter Wundheilung und spontanem Aufsaugen von Flüssigkeiten, wie Wundsekret, Schweiß oder Wasser, bei der Anwendung in der Wund- oder Hautpflege erlauben.Possible are so both closed-cell foams as well as open-celled foams produced. The open-celled foams are preferred since these a combination of moist wound healing and spontaneous absorption of liquids, like wound secretions, sweat or Water, when used in wound or skin care.
Anstelle der Herstellung und Stabilisierung in einem kontinuierliche Extrusionsprozess kann alternativ auch eine diskontinuierliche Herstellung in einem Knetprozess erfolgen, indem compoundiert und abschließend geschäumt wirdInstead of the production and stabilization in a continuous extrusion process Alternatively, it may also be a discontinuous preparation in one Kneading process done by compounding and finally foamed
Die Herstellung von Wund- oder Hautpflegeprodukten ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich. Die erfindungsgemäß hergestellten geschäumten Klebmassen können dabei bevorzugt zur Herstellung von Pflastern verwendet werden.The Preparation of wound or skin care products is by the method of the invention possible. The inventively produced foamed Adhesives can thereby preferably used for the production of patches.
Die so hergestellten erfindungsgemäßen Pflaster können dabei bevorzugt „aus einem Stück" hergestellt werden. Das heißt, es wird zunächst eine geschäumte Bahn mittels Extrusion hergestellt. Diese Klebmassenbahn wird dann mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs (z.B. Kalander) zu Pflastern ausgeformt. Bei der Ausformung wird der Teil des Schaumes wieder zu einer Bahn ausgewalzt, der nicht im Bereich des Wundpolsters liegt. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass man in einem Schritt das komplette Pflaster ausformen kann und anschließend nur noch das Pflaster aus der Bahn ausstanzen muß. Neben der Verarbeitung bietet sich der Vorteil, dass nur eine Klebmasse im ganzen Produkt zum Einsatz kommt. Dadurch wird nicht nur der Aufbau vereinfacht, sondern auch die Anzahl an Einsatzstoffen verringert, was zur Herabsetzung eines potentiellen allergenen Risikos führt.The thus prepared inventive plaster can preferably "out one piece ". This means, it will be first a foamed Web produced by extrusion. This adhesive sheet is then to pave with the aid of a suitable tool (e.g., calender) formed. When molding the part of the foam is again rolled out to a track that is not in the area of the wound pad lies. The advantage of this method is that you are in one Step the entire plaster can form and then only still punch out the pavement from the train. In addition to the processing offers the advantage that only one adhesive in the whole product for Use comes. This not only simplifies the design, but also also reduced the number of feedstocks, resulting in a reduction a potential allergenic risk.
Der
geschäumte
Klebstofffilm wird dann mit Hilfe eines Kalanders ausgeformt (siehe
BeispieleExamples
In
den folgenden Tabellen sind exemplarische Rezepturen der erfindungsgemäßen Klebmassen
aufgelistet und deren Handelsbezeichnungen: Beschreibung
der Komponenten:
Beispiel 1:Example 1:
In einem Kneter werden 30,84g (16,00% w/w) granuliertes Oppanol B80 vorgelegt und bei einer Vorlauftemperatur von 100°C 5 min geknetet. Anschließend gibt man nacheinander 51,30g (27,00% w/w) Oppanol B10SFN, 38,00g (20,00% w/w) Regalite 7100 und 28,50g (15,00% w/w) Carbopol 980NF (Schritt 1) zu. Nach jeder Zugabe wird etwa 5min homogenisiert. Nach der letzten Zugabe wird für einen Zeitraum von 120min homogenisiert. Nach der Homogenisierphase gibt man 19,00g (10,00% w/w) Lutrol 400 (Schritt 2) und 3,80g (2,00% w/w) Trometamol (IRIS) (Schritt 3) zu und homogenisiert weitere 90min. In einem letzten Schritt werden 19,00g (10,00% w/w) Kollidon 30 zugegeben. Es schließt sich eine Homogenisierphase von 60min an.In a kneader, 30.84 g (16.00% w / w) granulated Oppanol B80 are submitted and at a Vor running temperature of 100 ° C kneaded for 5 min. Successively add 51.30 g (27.00% w / w) of Oppanol B10SFN, 38.00 g (20.00% w / w) of Regalite 7100 and 28.50 g (15.00% w / w) of Carbopol 980NF (step 1) too. After each addition, homogenize for about 5 minutes. After the last addition, homogenize for a period of 120 minutes. After the homogenization phase, 19.00 g (10.00% w / w) of Lutrol 400 (step 2) and 3.80 g (2.00% w / w) of trometamol (IRIS) (step 3) are added and homogenized for a further 90 min. In a final step, 19.00 g (10.00% w / w) of Kollidon 30 are added. This is followed by a homogenization phase of 60 minutes.
Je nach weiterem Vorgehen werden zur Herstellung geschlossenzelliger Schäume 3,80g Azodicarbonamid zugegeben und 30min homogenisiert. Die Muster werden dann ausgepresst und thermisch aufgeschäumt.ever After further action are used for the production of closed-cell foams 3.80 g azodicarbonamide added and homogenized for 30 min. The sample are then squeezed and thermally foamed.
Zur Herstellung offenzelliger Schäume wird die Masse in einem Extruder mit überkritischem CO2 begast und anschließend zur Bahn ausgeformt, wobei es zur Aufschäumung kommt.To produce open-celled foams, the mass is gassed in an extruder with supercritical CO 2 and then formed into the web, which leads to foaming.
Beispiel 2:Example 2:
In einem Kneter werden 30,84g (16,00% w/w) granuliertes Oppanol B80 vorgelegt und bei einer Vorlauftemperatur von 100°C 5 min geknetet. Anschließend gibt man nacheinander 51,30g (27,00% w/w) Oppanol B10SFN, 38,00g (20,00% w/w) Regalite 7100 und 28,50g (15,00% w/w) Carbopol 980NF zu. Nach jeder Zugabe wir etwa 5min homogenisiert. Nach der letzten Zugabe wird für einen Zeitraum von 120min homogenisiert. Nach der Homogenisierphase gibt man 19,00g (10,00% w/w) Lutrol 400 und 3,80g (2,00% w/w) Trometamol (IRIS) zu und homogenisiert weitere 90min. In einem letzten Schritt werden 19,00g (10,00% w/w) Kollidon 30 zugegeben. Es schließt sich eine Homogenisierphase von 60min an.In a kneader is 30.84g (16.00% w / w) granulated Oppanol B80 submitted and kneaded at a flow temperature of 100 ° C for 5 min. Subsequently Successively add 51.30 g (27.00% w / w) of Oppanol B10SFN, 38.00 g (20.00% w / w) Regalite 7100 and 28.50g (15.00% w / w) Carbopol 980NF to. After each addition, homogenize for about 5 minutes. After the last one Addition is for homogenized for a period of 120 minutes. After the homogenization phase One adds 19.00g (10.00% w / w) Lutrol 400 and 3.80g (2.00% w / w) trometamol (IRIS) and homogenized for another 90 min. In a last step 19.00g (10.00% w / w) Kollidon 30 is added. It closes a homogenization phase of 60min.
Je nach weiterem Vorgehen werden zur Herstellung geschlossenzelliger Schäume 3,80g Azodicarbonamid zugegeben und 30min homogenisiert. Die Muster werden dann ausgepresst und thermisch aufgeschäumt.ever After further action are used for the production of closed-cell foams 3.80 g azodicarbonamide added and homogenized for 30 min. The sample are then squeezed and thermally foamed.
Zur Herstellung offenzelliger Schäume wird die Masse in einem Extruder mit überkritischem CO2 begast und anschließend zur Bahn ausgeformt, wobei es zur Aufschäumung kommt.To produce open-celled foams, the mass is gassed in an extruder with supercritical CO 2 and then formed into the web, which leads to foaming.
Beispiel 3:Example 3:
In einem Kneter werden 26,60g (13,89% w/w) granuliertes Oppanol B80 vorgelegt und bei einer Vorlauftemperatur von 100°C 5 min geknetet. Anschließend gibt man nacheinander 43,70g (22,82% w/w) Oppanol B12SFN und 5,70g (2,98% w/w) Regalite 7100 zu. Nach jeder Zugabe wir etwa 5min homogenisiert. Nach der letzten Zugabe wird für einen Zeitraum von 60min homogenisiert. Nach der Homogenisierphase gibt man 9,50g (4,96% w/w) Cekol 30000P zu und homogenisiert weitere 60min. In einem weiteren Schritt werden 95,00g (49,60% w/w) AHT22.0.0 zugegeben. Es schließt sich eine Homogenisierphase von 30min an, während der auf Raumtemperatur abgekühlt wird. In einem letzten Schritt werden 9,50g (4,96% w/w) Cetiol V und 1,52g (0,79% w/w) Isocyanat zugegeben und 30min homogenisiert.In a kneader is 26.60g (13.89% w / w) granulated Oppanol B80 submitted and kneaded at a flow temperature of 100 ° C for 5 min. Subsequently one successively gives 43,70g (22,82% w / w) of Oppanol B12SFN and 5,70g (2.98% w / w) Regalite 7100 too. After each addition, homogenize for about 5 minutes. After the last addition is for homogenized for a period of 60 minutes. After the homogenization phase Add 9.50g (4.96% w / w) of Cekol 30000P and homogenize further 60min. In another step, 95.00g (49.60% w / w) AHT22.0.0 added. It closes Homogenization phase of 30min, while at room temperature chilled becomes. In a final step, 9.50g (4.96% w / w) of Cetiol V and 1.52 g (0.79% w / w) of isocyanate and homogenized for 30 minutes.
Je nach weiterem Vorgehen werden zur Herstellung geschlossenzelliger Schäume 3,80g Azodicarbonamid zugegeben und 30min homogenisiert. Die Muster werden dann ausgepresst und thermisch aufgeschäumt.ever After further action are used for the production of closed-cell foams 3.80 g azodicarbonamide added and homogenized for 30 min. The sample are then squeezed and thermally foamed.
Zur Herstellung offenzelliger Schäume wird die Masse in einem Extruder mit überkritischem CO2 begast und anschließend zur Bahn ausgeformt, wobei es zur Aufschäumung kommt.To produce open-celled foams, the mass is gassed in an extruder with supercritical CO 2 and then formed into the web, which leads to foaming.
Die so hergestellte erindungsgemäße Klebemasse kann ganzflächig auf ein geeignetes anschmiegsames Trägermaterial, wie Gewebe, Gewirke, Folien, Vlies, Papier, Schaumstoff oder Laminate davon, aufgetragen werden, vorteilhaft kann sie auch flächenmäßig begrenzt beispielsweise durch Rasterdruck, Thermosiebdruck, Thermoflexodruck oder Tiefdruck aufgebracht werden. Dies führt zu einer besonders guten Luft- und Wasserdampfdurchlässigkeit der Klebeschicht.The according to the invention prepared adhesive can be over the entire surface on a suitable cuddly carrier material, such as woven, knitted fabric, Sheets, fleece, paper, foam or laminates thereof applied be advantageous, it can also limited in area, for example by screen printing, thermal screen printing, thermoflex printing or gravure printing be applied. this leads to to a particularly good air and water vapor permeability the adhesive layer.
Je nach Trägermaterial und dessen Temperaturempfindlichkeit kann die Selbstklebeschicht direkt aufgetragen oder zuerst auf einen Hilfsträger aufgebracht und dann auf den endgültigen Träger transferiert werden. Auch ein nachträgliches Kalandern des beschichteten Produktes und/oder eine Vorbehandlung des Trägers, wie Coronabestrahlung, zur besseren Verankerung der Klebeschicht kann vorteilhaft sein.ever after carrier material and its temperature sensitivity can be the self-adhesive layer applied directly or first applied to a submount and then on the final one carrier be transferred. Also a subsequent calendering of the coated Product and / or pretreatment of the support, such as corona irradiation, for better anchoring of the adhesive layer may be advantageous.
Nach der Beschichtung wird das Trägermaterial üblicherweise auf der Klebstoffseite mit einem klebstoffabweisenden Trägermaterial, wie silikonisiertes Papier, abgedeckt. Anschließend werden die Pflaster in der gewünschten Größe ausgestanzt und gegebenenfalls einzeln eingesiegelt und sterilisiert, bevorzugt durch Gamma-Strahlen.To the coating usually becomes the carrier material on the adhesive side with an adhesive-repellent carrier material, like siliconized paper, covered. Subsequently, the patches are in the desired Size punched out and optionally individually sealed and sterilized, preferably through gamma rays.
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