DE69903434T2

DE69903434T2 - Verwendung eines metallocen-polyethylenvliesstoffes als trägermaterial

Info

Publication number: DE69903434T2
Application number: DE69903434T
Authority: DE
Inventors: Yasurou Araida; Dirk Lenz; Juergen Timm
Original assignee: Beiersdorf AG
Current assignee: Beiersdorf AG
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1999-07-10
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2019-07-11
Also published as: EP1097185A1; WO2000002969A1; AU747201B2; ATE225834T1; AU5035399A; ES2185376T3; EP1097185B1; DE69903434D1; DE19830864A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung eines Metallocen- Polyethylenvliesstoffes als Trägermaterial, insbesondere für Schnellverbände, chirurgische Fertigverbände, Pflaster auf Rollen und/oder Streifenverbände sowie Klebeband.
Pflaster, die einen hohen Tragekomfort bieten, zeichnen sich durch ihre gute Anpassung an konturierte Bereiche des Körpers, ihre Fähigkeit, sich mit beweglichen Gelenken zu bewegen (beispielsweise an den Fingern), und darüber hinaus durch ihre Durchlässigkeit für Wasserdampf oder auch Luft aus.
Als Materialklasse eignen sich Vliesstoffe besonders gut als Trägermaterial für Pflaster. Sie sind im allgemeinen luftdurchlässig, preiswerter zu produzieren als Gewebe, sofern die üblichen Fasermaterialien zum Einsatz kommen, und verleihen dem Pflaster wertvolle taktile Eigenschaften.
Ein Nachteil bei den üblichen Vliesstoffen für Pflasteranwendungen besteht darin, daß sie nur eine begrenzte Elastizität aufweisen und daher für die konturierten Bereiche des Körpers nicht ideal sind.
Vliesstoffe können mit Hilfe verschiedener Techniken hergestellt werden: beispielsweise durch das Trockenverfahren, das Spinnvliesverfahren oder durch Naßverfahren. Daraufhin folgt eine Reihe von Endbearbeitungsschritten. In einigen Fällen werden chemische Binder verwendet (trockengelegte Vliesstoffe), die den Nachteil mit sich bringen, daß unerwünschte Chemikalien bei Verwendung des Pflasters in die Nähe der Wunde gelangen.
Ein besonders beliebtes Verfahren ist das Melt Blown-Verfahren, bei dem u. a. Elastomerpolymere oder Polymermischungen in einem Extruder geschmolzen und in einem Spinnverfahren weiterverarbeitet werden. Dadurch erhält man ein Vlies mit sehr hoher mechanischer Festigkeit und extrem feinen Fasern (< 10 um Durchmesser). Die elastischen Eigenschaften des Polymers bleiben im Vlies erhalten, d. h. das Material weist, wenn es Dehnungen ausgesetzt wird, was bei normaler Verwendung eines Pflasters die Regel ist (max. 50% Dehnung), praktisch vollständige Erholung auf.
Die thermoplastischen Polymere, Blockcopolymere auf der Basis von Styren- Butadien-Styren (Kraton), Polyurethane oder Polyether- und Polyesterurethane, die bis heute für diesen Zweck verwendet werden, haben in einigen Fällen den Nachteil eines hohen Preises für das Rohmaterial oder einer ungünstigen toxikologischen Beurteilung (beispielweise können aromatische Polyurethane aromatische Amine abgeben).
Die Verfestigung dieser Vliesstoffe erfolgt fast ausschließlich durch thermische oder mechanische Methoden, so daß das fertige Vlies im Verlauf seiner Herstellung nicht mit weiteren Prozeßchemikalien oder Zusatzchemikalien in Berührung kommt. Daher eigenen sich die durch dieses Verfahren hergestellten Materialien besonders gut für den Einsatz in medizinischen Produkten, wie etwa Pflaster oder Verbandmaterial.
EP 0749 756 A2 offenbart die Herstellung von Vliespflastern auf der Basis von Polyesterelastomeren (präziser gesagt, auf der Basis eines Polybutenterephthalat- Polyethercopolymers). Die Flexibilität und Dehnbarkeit des Materials (> 600%) werden hervorgehoben und unterstreichen die besondere Eignung des Materials als Trägermaterial für Pflaster.
EP 0 341 875 B1 offenbart die Verwendung eines Elastomervliesfaserflors, der sich aus Melt Blown-Fasern mit einem Durchmesser von weniger als 50 um zusammensetzt, mit der Beschränkung einer Zugfestigkeit von mindestens 30 g/2,5 cm/(g/m² Flächenmasse). Bei den beschriebenen thermoplastischen Elastomeren handelt es sich um Polyurethane, Elastomerpolyester, Elastormerpolyamide sowie ABA-Blockcopolymere.
US 5.861 301 A offenbart die Verwendung von Metallocen- Polyethylenvliesstoffen als Trägermaterial, wobei das genannte Material mit einem Klebstoff beschichtet werden kann.
WO 97 42922 A offenbart die Verwendung eines Vliesstoffes als Trägermaterial. Der Vliesstoff kann aus Polyolefinen hergestellt werden, wie etwa Polyethylen. Metallocen-Polyethylen kommt nicht zum Einsatz.
Daher liegt das Ziel dieser Erfindung darin, ein Trägermaterial bereitzustellen, das die Nachteile nach dem bisherigen Stand der Technik ausschließt. Das Material muß preiswert in der Herstellung und ökologisch einwandfrei sein und bei der Verwendung Tragekomfort bieten.
Dieses Ziel wird realisiert, indem ein Trägermaterial, wie in Patentanspruch 1 ausgeführt, zum Einsatz kommt. Die Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Entwicklungen auf dieser Basis.
Die Erfindung schlägt die Verwendung eines Metallocen-Polyethylenvliesstoffes als Trägermaterial, vor, wobei das genannte Trägermaterial auf mindestens einer Seite mit einer selbstklebenden Beschichtung versehen wird.
Der Metallocen-Polyethylenvliesstoff weist vorzugsweise die folgenden Eigenschaften auf:
- eine Flächenmasse von 40 bis 200 g/m³, im besonderen von 60 bis 120 g/m³, und/oder
- eine Stärke von 0,1 bis 0,6 mm, im besonderen von 0,2 bis 0,5, und/oder
- eine Zugfestigkeit mit einer Dehngrenze in Längsrichtung von 300 bis 700% und/oder
- eine Zugfestigkeit mit einer Dehngrenze in Querrichtung von 250 bis 550%.
Die Fasern des Metallocen-Polyethylenvliesstoffes haben vorzugsweise einen Durchmesser von 1 bis 50 um, im besonderen von 10 bis 25 um.
Außerdem hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn sich der Metallocen- Polyethylenvliesstoff darüber hinaus durch folgende Eigenschaften auszeichnet:
- eine Last bei 25% Querdehnung von 0,7 bis 4 N/cm und/oder
- eine Last bei 50% Querdehnung von 0,85 bis 6,0 N/cm und/oder
- eine Last bei 100% Querdehnung von 0,6 bis 8,0 N/cm und/oder
- eine plastische Verformung nach fünffacher Dehnung und Freigabe um 50% von 5 bis 15%.
Es ist möglich, den Vliesstoff mit einer Prägung zu versehen. Die Prägefläche umfaßt vorzugsweise zwischen 2 und 40%, noch besser 10 bis 25%. Für die Prägung des Vliesstoffes kommen Temperaturen von 80ºC bis 100ºC und ein Druck von 10 bis 100 (kg/cm²) zur Anwendung.
In einer vorteilhaften besonderen Ausführungsart handelt es sich bei dem eingesetzten Polymer um ein Copolymer aus Ethylen und einem α-Olefin mit einer Kohlenstoffzahl von C&sub4; bis C&sub1;&sub0;, wobei das Polyolefin einen Schmelzindex zwischen 1 und 50 g/(10 min) und eine Dichte von 860 bis 900 kg/m³ aufweisen kann.
In einer weiteren vorteilhaften besonderen Ausführungsart wird das Metallocen- Polyethylenpolymer mit anderen Polymeren gemischt, beispielsweise LLDPE.
Für die Klebebeschichtung werden vorzugsweise handelsübliche Kontaktklebstoffmischungen auf der Basis von Acrylat oder von natürlichem oder synthetischem Kautschuk verwendet.
Darüber hinaus kann die Rückseite des Metallocen-Polyethylenvliesstoffes eine adhäsionshemmende Behandlung erhalten.
Eine neue Klasse von Polymeren für den Einsatz als Trägermaterial wird durch die Metallocen-Polyethylene, oder Single-site-catalysed PE-Klassen, repräsentiert.
Diese besitzen anpassungsfähige elastische Eigenschaften und sind zu einem günstigen Preis, verglichen mit anderen thermoplastischen Elastomeren, erhältlich.
Die Hauptanwendungen der neuen Materialien finden sich in den Bereichen flexible Verpackungen, Schläuche und Schlauchwaren, Kabelummantelung sowie Spritzgießverfahren. Die elastomeren PE-Klassen Affinity (Dow Chemical) und Engage (DuPont) bestehen aus einem Octenethylencopolymer mit einer Dichte von etwa 0,85 g/cm³.
Die Verwendung von m-PE bietet gegenüber der Verwendung von alternativen thermoplastischen Polymeren, insbesondere in Zusammenhang mit medizinischen Produkten, im allgemeinen die folgenden Vorteile:
- Materialeinsparungen aufgrund besserer mechanischer Leistung der m-PE- Klassen.
- geringe Mengen an Katalysatorrückständen (bis zu 1000 mal weniger).
- niedrigerer Rohmaterialpreis, verglichen mit anderen Elastormercopolymeren (Kraton, Polyurethane, Polyester, SIS).
Als Folge dessen ist es möglich, Hochleistungsvliesstoffe für den Einsatz im Pflastersektor zu einem äußerst günstigen Preis herzustellen.
Das vorliegende Vliesmaterial wird auf einer konventionellen Melt Blown- Straße unter Einsatz von elastomeren m-PE-Klassen von DuPont oder Dow Chemical, USA, hergestellt.
Die Materialien haben die in Tabelle 1 aufgeführten physikalischen Eigenschaften.
Das Metallocen-Polyethylen (mPE) ist ein Polymerschmelzprodukt, das aus einer Extruderdüse stammt. Es wird weiter erhitzt und aus einer Reihe kleiner Öffnungen in Form von feinen Filamenten extrudiert, während Bündelschichten mit Heißluft (Primärluft), die aus der Düse treten, mit den Filamenten in Berührung kommen und die heißen Filamente durch Schleppkräfte auf Mikrogröße dehnen. Die Filamente werden in einem zufällig verflochtenen Muster auf einem beweglichen Sammelschirm gesammelt, beispielsweise einem umlaufenden Fördersystem, um ein Vliesgewebe aus ultrafeinen verflochtenen Fasern zu bilden. Die Filamente erstarren und verfestigen sich in geringem Abstand von der Öffnung mit Hilfe von Umgebungsluft (Sekundärluft).
Dann wird das Vliesgewebe (die Vliesstoffschicht) aufgerollt.
Die m-PE-Vliesstoffe weisen nahezu isotrope mechanische Eigenschaften auf (identische Werte in Längs- und Querrichtung). Selbst bei Mehrfachdehnung um 50% und nachfolgender Kontraktion (5 Zyklen) wird eine permanente plastische Verformung von max. 20% erreicht.
Die Beschichtung des m-PE-Vliesstoffes mit einer Kontaktklebstoffmischung führt zu Kontaktklebstoffprodukten (PSA-Produkten), die sich hervorragend an konturierte Körperbereiche anpassen und bei Bewegungen von Körperteilen nicht hinderlich wirken (beispielsweise am Finger). Das luftdurchlässige Material führt, auch nach längerem Tragen, nicht zur Mazeration. Wenn das Pflaster entfernt wird, kommt es nicht zum Aufspalten des Trägermaterials, da die Zusammensetzung des Vliesstoffes optimale Kohäsion bewirkt. Die hervorragenden Eigenschaften des Vliesstoffes lassen sich in optimaler Weise auf das Pflaster übertragen.
Die oben ausgeführten Vorteile führen zu besonders vorteilhaften Anwendungen der PSA-beschichteten m-PE-Vliesstoffe als Schnellverbände, chirurgische Fertigverbände, Pflaster auf Rollen und/oder Streifenverbände.
Wie es im allgemeinen bei Pflastermaterial der Fall ist, können die Schnellverbände oder Pflaster auf Rollen auch mit einer Wundabdeckung versehen werden, die sich wiederum mit Releasepapier bekleben läßt, um das Produkt schließlich in einer Papierverpackung zu verschweißen.
Darüber hinaus kann der Vliesstoff, der selbstklebend behandelt wurde, auch mit hervorragender Wirksamkeit als Klebeband verwendet werden.
Im folgenden Text ist eine Anwendung im Einklang mit der Erfindung beschrieben, wobei Beispiele genannt werden, ohne daß jedoch beabsichtigt ist, die beschriebene Erfindung unnötigerweise zu beschränken.

Beispiele

Die folgende Tabelle enthält eine Übersicht im Hinblick auf die Herstellung eines Ethylenoctencopolymers und die Bedingungen. Darüber hinaus wurde ein vergleichendes Beispiel mit konventionellen PE-Polymeren herangezogen. Tabelle 1D enthält die Eigenschaften der Vliesstoffe. Tabelle 1: Herstellungsbedingung für TPO-MB-Vliesstoff A. Polymer B. Melt Blown-Bedingung

C. Prägebedingung

Prägefläche (%) 10
Temp. (ºC) 85
Druck (kg/cm²) 35 D. Vliesstoffeigenschaften
*) Methode zur Prüfung der plastischen Verformung:
Teststreifen der Probe werden auf eine Breite von 15 bis 20 mm geschnitten und mit einer Einspannlänge von 100 mm in ein Zugfestigkeitsprüfgerät geführt. Die Prüfungssequenz besteht aus fünf aufeinander folgenden Belastungs- und Freigabephasen mit kontinuierlicher Lastmessung bei einer maximalen Dehnung von 50% und einer Prüfungsgeschwindigkeit von 200 mm/min. Der Zugverformungsrest der Probe ist in % angegeben:
** Messung mit dem JIS 1096
Tabelle 1D zeigt die Unterschiede zwischen den Eigenschaften von Vliesstoffen aus mPE und Vliesstoffen aus konventionellen PE-Polymeren, insbesondere nach fünfmaliger Dehnung der Proben um 50%. Die mPE-Vliesstoffe weisen einen Zugverformungsrest von maximal 12%, gegenüber 22% bei den konventionellen PE-Polymeren, auf.
Ein Vliesstoff, der im Melt Blown-Verfahren aus elastomeren m-PE-Polymeren (Dow Chemical, USA) mit nachfolgender Wärme- oder Wasserstrahlverfestigung hergestellt wird und eine Flächenmasse von 80 bzw. 70 g/cm² aufweist, wird mit 80 bis 100 g/m² einer klinisch geprüften Kontaktklebstoffmischung auf Kautschukbasis beschichtet.
Die gute Luftdurchlässigkeit des Trägermaterials ermöglicht die Luftperforation der aufgetragenen Mischung mit der Luftbürste während des Auftragens der Klebstoffmischung.
Die Metallocen-PE-Vliesstoffe mit Kontaktklebstoff wiesen die folgenden physikalischen Eigenschaften auf: Tabelle 2: Physikalische Eigenschaften der beschichteten Metallocen-PE- Vliesstoffe
**) Bedingungen im Einklang mit EN 29073 P3
Das beschichtete Gewebe wird in schmale Rollen (3,75 cm, 8 cm) geschnitten und, durch Auftragen einer Wundabdeckung, weiter zu Pflaster auf Rollen, Streifenprodukten und, auf Konvertermaschinen, zu Pflasterstrips verarbeitet.
Die Pflasterprodukte weisen die folgenden Eigenschaften auf:
- sehr komfortables Trägermaterial
- absolut nicht hinderlich für Bewegungen, selbst an konturierten Körperteilen
- luftdurchlässig
- relativ nichtaggressive Klebstoffmischungen können zum Einsatz kommen, da, aufgrund der guten elastischen Eigenschaften, geringere Scherkräfte auftreten
- hydrophobe Oberfläche des Materials ist wasserabweisend

Claims

1. Verwendung eines Metallocen-Polyethylenvliesstoffes als Trägermaterial, wobei das genannte Trägermaterial mindestens auf einer Seite mit einer selbstklebenden Beschichtung versehen wird.

2. Verwendung im Einklang mit Anspruch 1, insofern charakterisiert, als der Metallocen-Polyethylenyliesstoff

eine Flächenmasse von 40 bis 200 g/m², im besonderen von 60 bis 120 g/m² und/oder

eine Stärke von 0,1 bis 0,6 mm aufweist.

3. Verwendung im Einklang mit Anspruch 1, insofern charakterisiert, als der Metallocen-Polyethylenyliesstoff

eine Zugfestigkeit mit einer Dehngrenze in Längsrichtung von 300 bis 700% und/oder

eine Zugfestigkeit mit einer Dehngrenze in Querrichtung von 250 bis 550 % aufweist.

4. Verwendung im Einklang mit Anspruch 1, insofern charakterisiert, als die Fasern des Metallocen-Polyethylenvliesstoffes einen Durchmesser von 1 bis 50 um aufweisen.

5. Verwendung im Einklang mit Anspruch 1, insofern charakterisiert, als es sich bei dem verwendeten Polymer um ein Copolymer aus Ethylen und einem α-Olefin mit einer Kohlenstoffzahl von C&sub4; bis C&sub1;&sub0; handelt, wobei das Polyolefin einen Schmelzindex zwischen 1 und 50 g/(10 min) und eine Dichte von 860 bis 900 kg/m³ aufweist.

6. Verwendung im Einklang mit Anspruch 1, insofern charakterisiert, als die Klebstoffbeschichtung aus einer handelsüblichen Kontaktklebstoffmischung auf der Basis von Acrylat oder Kautschuk besteht.

7. Verwendung im Einklang mit Anspruch 1, insofern charakterisiert, als die Rückseite des Metallocen-Polyethylenvliesstoffes eine adhäsionshemmende Behandlung erhält.

8. Verwendung im Einklang mit mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 als Schnellverbände, chirurgische Fertigverbände, Pflaster auf Rollen und/oder Streifenverbände.

9. Verwendung im Einklang mit mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 als Klebeband.