ES2199396T3 - Material de soporte dotado de un recubrimiento autoadhesivo parcial. - Google Patents
Material de soporte dotado de un recubrimiento autoadhesivo parcial.Info
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Abstract
SOPORTE CON REVESTIMIENTO AUTOADHESIVO DISCONTINUO AL MENOS POR UN LADO, REALIZANDOSE LA COLOCACION DE LA MASA AUTOADHESIVA EN FORMA DE CUERPOS GEOMETRICOS, CARACTERIZADO PORQUE AL MENOS EN UNA PARTE DE LOS CUERPOS GEOMETRICOS, LA SUPERFICIE BASICA, CON LA CUAL SE PEGAN SOBRE EL SOPORTE LOS CUERPOS GEOMETRICOS, SE ENCUENTRA DENTRO DE LA SUPERFICIE DE PROYECCION DE LOS CUERPOS GEOMETRICOS, POR LO QUE SE OBTIENE QUE LOS CUERPOS GEOMETRICOS SE PROYECTAN VERTICALMENTE SOBRE EL SOPORTE.
Description
Material de soporte dotado de un recubrimiento
autoadhesivo parcial.
La invención se refiere a un material de soporte
dotado por lo menos por una cara de un recubrimiento autoadhesivo
parcial, aplicado sobre la superficie una masa autoadhesiva en forma
de cuerpos geométricos, a un procedimiento para la fabricación del
material de soporte así como a su utilización.
El recubrimiento parcial de materiales de soporte
con masas autoadhesivas susceptibles de impresión es una técnica
conocida, ya sea por aplicación de las masa autoadhesivas en forma
de puntos de una retícula, por ejemplo por serigrafía (patente
DE-42 37 252), en la que se pueden repartir los
casquetes esféricos de adhesivo en distintos tamaños y/o en
distintos cuerpos geométricos (patente EP-353 972),
o por huecograbado de barras combinadas en sentido longitudinal y
vertical (patente DE-43 08 649). También se conoce
que pueden recubrirse materiales de soportes especiales con
materiales autoadhesivos, dichos soportes pueden arrancarse sin
dejar residuos.
En el documento de publicación
DE-OS 42 37 252 se emplean geometrías especiales
para lograr la ausencia de residuos.
Se ha descrito también el dopado de cintas
autoadhesivas recubiertas parcialmente. En el documento
US-4 669 792 se describe un dispositivo de
fabricación de emplasto con sustancias activas.
En el comercio pueden adquirirse estructuras
planes que pueden arrancarse de nuevo sin dejar residuos, que se
venden en forma de bloques, p.ej. con el nombre de "tesa
Notes"® de la empresa Beiersdorf.
En calidad de material de soporte se han descrito
previamente numerosos materiales sobre una base de tipo lámina,
tejido, género de punto, tejido no tejido, gel o espuma, que han
encontrado aplicación en la práctica.
En el sector médico se plantean exigencias
especiales a los materiales de soporte. Los materiales tienen que
ser bien tolerados por la piel, por lo general tienen que ser
permeables al aire y al vapor de agua y ser capaces de adaptarse
bien y poseer una gran flexibilidad. Por estas exigencias se
prefiere a menudo un soporte lo más fino y blando posible. Para la
manipulación y durante el uso se exige además de los materiales de
soporte que tengan una resistencia mecánica suficiente y
eventualmente una estirabilidad limitada. Además, el material de
soporte impregnado de agua debe presentar una resistencia mecánica
suficiente y una reducida estirabilidad.
Para aplicaciones especiales, por ejemplo cintas
(tapes) destinadas a vendajes funcionales de tipo cinta para la
profilaxis y la terapia de heridas, enfermedades y alteraciones del
aparato locomotor se requieren soportes no elásticos de una gran
resistencia mecánica en el sentido en el que se ejerce el esfuerzo
mecánico. Esto se logra empleando tejidos, normalmente de algodón o
de viscosa. Por lo general, estos materiales de soporte y peso
relativamente grande por unidad de superficie son de un coste
elevado. Una flexibilidad elevada solamente puede conseguirse con un
tejido de poca resistencia mecánica. El tejido presenta por lo
general un cierto alargamiento cuando se somete a esfuerzo, dicho
alargamiento no es deseable para el uso.
La ventaja de la aplicación en forma de retícula
consiste en que los materiales adhesivos mantienen la permeabilidad
al aire y al vapor de agua del material de soporte, suponiendo que
este sea debidamente poroso y, por lo general, los materiales
adhesivos pueden arrancarse de nuevo.
La aplicación parcial (del adhesivo) permite en
especial en las aplicaciones médicas la formación de canales
regulares para la evacuación de la pérdida de agua transepidérmica y
mejora la evaporación del sudor de la piel, en especial si se
emplean materiales de soporte permeables al aire y al vapor de agua.
De este modo se evitan las irritaciones cutáneas que pudieran
provocarse por estancamiento de líquidos corporales. Los canales de
evacuación creados permiten la salida incluso cuando se emplean
vendajes de varias capas.
Pero, un inconveniente de estos productos
consiste en que, cuando se cubre una gran superficie, la capa de
adhesivo, que es impermeable, restringe la permeabilidad al aire y
al vapor de agua y aumenta el consumo de masa adhesiva, mientras que
en el caso de cubrirse una superficie pequeña con la capa de
adhesivo, las propiedades adhesivas pueden ser insuficientes, es
decir, el producto se suelta con demasiada facilidad del sustrato,
en particular de la piel, en especial cuando los materiales textiles
de soporte son pesados.
En el caso de las masas autoadhesivas ya
mencionadas, susceptibles de aplicarse por impresión, las masas
destinadas a la transformación pueden estar presentes en una matriz
de soporte. Se entiende por matriz de soporte los disolventes o los
dispersantes orgánicos e inorgánicos habituales.
Los sistemas sin matriz de soporte se denominan
sistemas al 100% y también son conocidos. Se procesan en estado
elástico o termoplástico. Un estado habitual de aplicación es el de
masa fundida.
En el estado de la técnica se han descrito
también con anterioridad este tipo de masas adhesivas fundibles. Se
basan en cauchos naturales o sintéticos y/o en otros polímeros
sintéticos.
La ventaja de los sistemas al 100% consiste en
que se evita la eliminación de la matriz de soporte, es decir, de
los auxiliares en la técnica de proceso, con lo cual se aumenta la
productividad de aplicación y se reduce al mismo tiempo los costes
en concepto de maquinaria y de consumo energético. Además se reduce
la cantidad de materiales residuales de la matriz de soporte que se
forman, lo cual favorece a su vez la reducción del potencial
alergénico.
Es un cometido de la invención el desarrollo de
un material de soporte autoadhesivo parcial, aplicado por lo menos
por una cara, que en virtud de su dotación, es decir, de la forma de
aplicación y de las propiedades de la masa adhesiva así como por las
propiedades del material soporte, sea apto para el uso funcional
correcto en diversas fijaciones, en especial para productos médicos
y proporcione ventajas funcionales y también económicas.
Este cometido se alcanza con un material de
soporte autoadhesivo en parte de su superficie, aplicado por lo
menos por una cara, tal como se define en la reivindicación
principal. Son objeto de las reivindicaciones secundarias las formas
de ejecución ventajosas del material de soporte, un procedimiento
para la fabricación del material de soporte y los usos especialmente
ventajosos.
Por lo tanto, la invención se refiere a un
material de soporte, provisto de un recubrimiento autoadhesivo sobre
una parte de su superficie por lo menos por una de sus caras, la
masa autoadhesiva se aplica en forma de cuerpos geométricos. La
superficie base de por lo menos una parte de los cuerpos
geométricos, con la que dichos cuerpos se adhieren sobre el material
soporte, está situada dentro de la superficie de proyección de los
cuerpos geométricos, de ello resulta que los cuerpos geométricos se
proyectan sobre el material de soporte en sentido perpendicular.
Dentro de los cuerpos geométricos existe, en
consecuencia, por lo menos una superficie transversal, en un plano
paralelo al material de soporte, que es mayor que la superficie de
base, es decir, la superficie con la que los cuerpos geométricos se
anclan sobre el material de soporte.
En calidad de materiales de soporte son idóneas
todas las estructuras planas, rígidas o elásticas, fabricadas con
materias primas naturales o sintéticas. Son preferidos los
materiales de soporte que, después de la aplicación de la masa
adhesiva, pueden utilizarse de modo que tengan las propiedades de un
vendaje funcionalmente idóneo. A título de ejemplo cabe mencionar
los materiales textiles del tipo tejido, género de punto, capas,
tejido no tejido, laminados, redes, láminas, espumas y papeles.
Además, estos materiales pueden tratarse de forma previa o de forma
ulterior. Los tratamiento previos usuales son el tratamiento corona
y la hidrofugación; los tratamientos posteriores habituales son el
calandrado, el acondicionamiento térmico, el doblado (gofrado), el
troquelado y el revestimiento.
Para el recubrimiento del material de soporte
pueden utilizarse con ventaja las masas adhesivas termoplásticas
termofusibles, basadas en cauchos naturales y sintéticos o en otros
polímeros sintéticos, por ejemplo acrilatos, metacrilatos,
poliuretanos, poliolefinas, derivados polivinílicos, poliésteres o
siliconas con las aditivos correspondientes, por ejemplo resinas
adhesivas, plastificantes, estabilizadores y otros auxiliares, en el
supuesto de que sean necesarios.
El punto de reblandecimiento de estas masas
debería ser superior a 50ºC, ya que la temperatura de aplicación se
sitúa por lo general en 90ºC por lo menos, con preferencia entre 120
y 150ºC o bien entre 180 y 220ºC en el caso de las siliconas.
Eventualmente puede ser conveniente una reticulación posterior
mediante radiación UV o de haz electrónico, con el fin de ajustar
las propiedades especialmente ventajosas de las masas adhesivas
termofusibles.
Las masas adhesivas termofusibles especiales,
basadas en copolímeros de bloque, se caracterizan por sus múltiples
posibilidades de variación, ya que con la disminución específica de
la temperatura de transición vítrea de la masa autoadhesiva, como
consecuencia de la oportuna elección de los adhesivos,
plastificantes así como del tamaño de molécula polimérica y de la
distribución molecular de los componentes utilizados, se garantiza
la adhesión necesaria y funcionalmente correcta sobre la piel,
incluso en las zonas críticas del aparato locomotor humano.
La gran resistencia al cizallamiento de la masa
adhesiva termofusible se logra gracias a la alta cohesión del
polímero. La buena pegajosidad al tacto resulta de la gama de
adhesivos y de plastificantes que se utilizan.
Para sistemas de fuerza adhesiva especialmente
grande, la masa adhesiva termofusible se basa con preferencia en
copolímeros de bloque, en especial en copolímeros de bloque del tipo
A-B o A-B-A o sus
mezclas. La fase rígida A es con preferencia poliestireno o sus
derivados y la fase blanda B contiene etileno, propileno, butileno,
butadieno, isopreno o sus mezclas, siendo preferidos en particular
el etileno y el butileno o sus mezclas.
Los bloques de poliestireno pueden formar parte
también de la fase blanda B, a saber hasta un 20% de la misma. El
contenido total de estireno debería mantenerse siempre por debajo
del 35% en peso. Son preferidos los contenidos de estireno
comprendidos entre el 5% y el 30%, ya que un porcentaje inferior de
estireno haría que la masa adhesiva resultara demasiado
flexible.
En particular es ventajosa la mezcla específica
de copolímeros de bloque de dos o de tres componentes, siendo
preferido un contenido en copolímeros de bloque de dos componentes
inferior al 80% en peso.
En una forma ventajosa de ejecución, la masa
adhesiva termofusible tiene la composición siguiente:
\newpage
| del 10 al 90% en peso | copolímeros de bloque |
| del 5 al 80% en peso | adhesivos, tales como aceites, ceras, resinas y/o sus mezclas, |
| con preferencia mezclas de resinas y aceites | |
| menos del 60% en peso | plastificantes |
| menos del 15% en peso | aditivos |
| menos del 5% en peso | estabilizadores |
Los aceites, ceras y resinas alifáticas o
aromáticas, que actúan como adhesivos, son con preferencia aceites,
ceras y resinas de hidrocarburos, en tal caso los aceites, por
ejemplo aceites de hidrocarburos parafínicos, o las ceras, por
ejemplo las ceras de hidrocarburos parafínicos, ejercen con su
consistencia un efecto favorable en la adherencia sobre la piel.
Como plastificantes se emplean ácidos grasos de cadena media o de
cadena larga y/o sus ésteres. Estos aditivos facilitan el ajuste de
las propiedades adhesivas y mejoran la estabilidad. Eventualmente se
utilizan otros estabilizadores y otros auxiliares.
Es también posible añadir a la masa adhesiva
productos de relleno, por ejemplo cargas minerales, fibras,
microesferas huecas o macizas.
La masa adhesiva termofusible presenta un punto
de reblandecimiento superior a 70ºC, con preferencia entre 95 y
120ºC.
Los materiales de soporte médicos en particular
deben cumplir grandes exigencias en lo referente a las propiedades
adhesivas. Para el caso ideal de aplicación, la masa adhesiva
termofusible debería tener una gran adherencia al tacto. Debería
tener una fuerza adhesiva adaptada funcionalmente a la piel y al
reverso del soporte. Para que no haya deslizamientos, es necesario
además que la masa adhesiva termofusible tenga una gran resistencia
al cizallamiento.
Con la disminución específica de la temperatura
de transición vítrea de la masa adhesiva, que se puede conseguir
mediante la oportuna elección de adhesivos, plastificantes y tamaños
de moléculas poliméricas y reparto molecular de los componentes
utilizados, se puede lograr una adherencia entre la piel y el
reverso del soporte, acorde con la funcionalidad pretendida.
La gran resistencia al cizallamiento de la masa
adhesiva empleada en este caso se consigue gracias a la gran
cohesión del copolímero de bloque. La buena adherencia al tacto
resulta de la gama de adhesivos y plastificantes utilizados.
Las propiedades de producto, como son adherencia
al tacto, temperatura de transición vítrea y estabilidad al
cizallamiento pueden cuantificarse bien en base a la medición de
frecuencia dinámico-mecánica. Para ello se emplea un
reómetro regulado en función de la
tensión-cizallamiento.
Los resultados obtenidos con este método de
medición aportan información sobre las propiedades físicas de un
producto tomando en consideración su fracción viscoelástica. Para
ello, a una temperatura preestablecida, se coloca la masa
autoadhesiva termofusible entre dos placas paralelas y se somete a
una pequeña deformación (intervalo viscoelástico lineal) en
vibraciones. Mediante una regulación de la absorción se determina
con ayuda del ordenador el cociente (Q = tan \delta) entre el
módulo de pérdida (G'' de la fracción viscosa) y el módulo de
almacenaje (G' de la fracción elástica).
Q = tan \ \delta = G'' \ / \
G'
Para la sensación subjetiva de la adherencia al
tacto (pegajosidad) se elige una frecuencia elevada, mientras que
para la resistencia al cizallamiento se elige una frecuencia
baja.
Un valor numérico elevado significa una mejor
adherencia al tacto y una peor estabilidad al cizallamiento.
La temperatura de transición vítrea es la
temperatura a la que los polímeros amorfos o semicristalinos pasan
del estado líquido o del estado elástico-gomoso al
estado elástico-rígido o vítreo, o viceversa (Römpp
Chemie Lexikon, 9ª edición, tomo 2, página 1587, editorial Georg
Thieme, Stuttgart-Nueva York, 1990). Equivale al
valor máximo de la función temperatura para una frecuencia
determinada.
Para las aplicaciones médicas en especial es
necesario un punto de transición vítrea relativamente bajo.
\newpage
| Denominación | T_{G} a frecuencia | Flexibilidad | Adherencia al tacto |
| baja | frecuencia baja/TA | frecuencia alta/TA | |
| masa adhesiva termofusible A | -12\pm2ºC | tan \delta = 0,32\pm0,03 | tan \delta = 1,84\pm0,03 |
| masa adhesiva termofusible B | -9\pm2ºC | tan \delta = 0,22\pm0,03 | tan \delta = 1,00\pm0,03 |
Las masas adhesivas termofusibles se ajustan con
preferencia de forma que, para una frecuencia de 0,1 rad/s, tengan
una temperatura de transición vítrea
dinámico-compleja de menos de 15ºC, con preferencia
entre 0 y -30ºC, con preferencia especial entre -3 y -15ºC.
Son preferidas las masas adhesivas termofusibles
de la invención cuya proporción entre la fracción viscosa y la
fracción elástica para una frecuencia de 100 rad/s a 25ºC se sitúa
en un valor superior a 0,7, en especial en un valor comprendido
entre 1,0 y 5,0 o bien las masas adhesivas termofusibles cuya
proporción entre la fracción viscosa y fracción elástica para una
frecuencia de 0,1 rad/s a 25ºC se sitúa en un valor inferior a 0,4,
con preferencia en un valor entre 0,35 y 0,02, con preferencia muy
especial entre 0,3 y 0,1.
Para el uso del material de soporte en productos
médicos es especialmente ventajosa la aplicación parcial de la masa
adhesiva sobre el material de soporte, por ejemplo mediante la
impresión mediante una retícula, la termoserigrafía, la
termoflexografía o el huecograbado, porque los materiales de soporte
que se dotan de recubrimiento en toda su superficie pueden provocar
irritaciones cutáneas mecánicas si el uso tiene lugar en condiciones
desfavorables. Como alternativa, la aplicación puede efectuarse por
el método de la pulverización a través de una boquilla.
En una forma preferida de ejecución se aplica la
masa autoadhesiva sobre el soporte en forma de casquetes esféricos
poligeométricos, muy en especial en forma de casquetes esféricos
tales que la proporción entre diámetro y altura sea inferior a
5:1.
Los casquetes esféricos pueden tener diversas
formas. Son preferidas las semiesferas achatadas. Es posible además
aplicar otras formas y figuras sobre el material de soporte, por
ejemplo una figura impresa en forma de combinaciones de signos
alfanuméricos o figuras del tipo rejilla, rayas, así como la
acumulación de casquetes esféricos y líneas en zigzag.
La masa adhesiva se puede aplicar también por
ejemplo por pulverización (pistoleado), lo cual da lugar a figuras
más o menos irregulares. Se puede repartir además la masa adhesiva
sobre el material de soporte de modo homogéneo, pero con arreglo a
la función deseada se puede aplicar el producto sobre la superficie
con intensidades o grosores diferentes.
Por la geometría de la invención de los casquetes
esféricos se ahorra masa adhesiva con respecto a un material de
soporte recubierto por un método convencional, para la misma
superficie de contacto con el sustrato, o bien, para el mismo peso
de masa adhesiva aplicada, se logra una mejor adherencia sobre el
sustrato.
Por lo tanto, para aplicaciones especiales, sobre
todo para el sector médico, no se merma de forma sustancial la
permeabilidad elevada y ventajosa de la capa adhesiva al aire ni al
vapor de agua.
El procedimiento preferido de fabricación de un
material de soporte dotado de un recubrimiento autoadhesivo se
caracteriza en total por tres etapas de proceso.
En la primera etapa se aplican sobre un soporte
auxiliar los cuerpos geométricos, formados con la masa adhesiva
termofusible, para tal aplicación se utiliza una impresión de tipo
reticular, termoserigrafía o huecograbado o un método de boquilla;
en la segunda etapa se coloca el soporte auxiliar y sus cuerpos
adhesivos sobre el material de soporte y finalmente se trasladan los
cuerpos adhesivos del soporte auxiliar al material de soporte.
Se entiende por soporte auxiliar las cintas
convencionales continuas de diversos materiales, pero también los
dispositivos de tipo rodillo, etc.
En función del material de soporte y de su
sensibilidad a la temperatura, la masa adhesiva termofusible puede
aplicarse directamente sobre dicho material de soporte.
Puede ser también ventajoso el calandrado
posterior del producto recubierto y/o el tratamiento previo del
soporte, por ejemplo la exposición a una radiación corona, para
lograr un mejor anclaje de la capa de adhesivo.
Por otro lado, el tratamiento de la masa adhesiva
termofusible mediante la reticulación final con haz de electrones o
mediante el tratamiento con radiación UV puede traducirse en una
mejora de las propiedades deseadas.
El principio de la termoserigrafía consiste en el
uso de una pantalla redonda, de tipo tambor, calentada, sin
costuras, que gira sobre un eje y que se alimenta con una boquilla
de la masa adhesiva termofusible preferida. Un labio de boquilla de
forma especial (rasqueta redonda o cuadrangular) empuja la masa
adhesiva termofusible, alimentada a través de un canal, obligándola
a pasar a través de las perforaciones de la pared de la pantalla,
con lo cual fija sobre la banda portadora que pasa junto a dicha
pantalla. La banda portadora avanza con una velocidad equivalente a
la velocidad tangencial del tambor serigráfico en rotación, dicha
banda es arrastrada por un rodillo de contrapresión que presiona
sobre el encamisado exterior del tambor serigráfico caliente.
La formación de los pequeños casquetes esféricos
de adhesivo tiene lugar en virtud del mecanismo siguiente:
La presión de la rasqueta de boquilla obliga a la
masa adhesiva termofusible a pasar por las perforaciones del tambor
serigráfico y alcanzar el material de soporte. El tamaño de los
casquetes esféricos formados viene predeterminado por el diámetro de
los orificios perforados en el tambor. En función de la velocidad de
transporte de la cinta de soporte (velocidad de rotación del tambor
serigráfico), el tambor se levanta o separa del soporte. Debido a la
gran adhesión de la masa adhesiva y a la cohesión interna del
adhesivo "hot-melt", la base de los casquetes
esféricos que ya está pegada sobre el soporte arranca la reserva
limitada de masa adhesiva termofusible existente en los orificios,
formando contornos nítidos, o bien la presión de la rasqueta la
empuja hacia el soporte.
Una vez finalizado este transporte y en función
de la reología de la masa adhesiva termofusible se forma sobre la
superficie base predeterminada una superficie más o menos inclinada
del casquete esférico. La proporción entre la altura y la base del
casquete esférico dependerá de la proporción entre el diámetro del
orificio y el grosor de pared del tambor serigráfico y de las
propiedades físicas de la masa autoadhesiva (reología, tensión
superficial y ángulo de humectación sobre el material de
soporte).
En la pantalla serigráfica empleada en la
termoserigrafía, la proporción entre grosor de chapa y diámetro de
orificio puede ser inferior a 10:1, con preferencia inferior o igual
a 1:1, en especial igual a 1:5.
El mecanismo de formación de casquetes esféricos
que se ha descrito exige con preferencia materiales de soporte
absorbentes o por lo menos humectables con la masa adhesiva
termofusible. Las superficies de soporte no humectables tienen que
someterse a un tratamiento previo de tipo químico o físico. Esto
puede realizarse mediante la adopción de medidas complementarias,
por ejemplo una descarga corona o el recubrimiento con productos que
mejoren la humectación.
Con el procedimiento de impresión indicado se
puede establecer de modo definido el tamaño y la forma de los
casquetes esféricos. Los valores de fuerza adhesiva relevantes para
la aplicación, que determinan la calidad de los productos
fabricados, se sitúan dentro de tolerancias muy estrechas,
efectuando el recubrimiento de modo correcto. El diámetro de la base
de los casquetes esféricos puede elegirse entre 10 \mum y 5000
\mum, la altura de los casquetes esféricos entre 20 \mum y 2000
\mum, con preferencia entre 50 \mum y 1000 \mum, el intervalo
de diámetros menores está previsto para soportes lisos, el intervalo
de diámetros mayores y mayor altura de casquetes esféricos está
previstos para materiales de soporte rugosos o muy porosos.
El posicionado de los casquetes esféricos sobre
el soporte se establece de modo definido mediante la geometría
variable dentro de amplios límites del dispositivo aplicador, por
ejemplo la geometría del grabado o del tambor serigráfico. Con los
parámetros mencionados, el perfil de propiedades deseado del
recubrimiento puede ajustarse con gran precisión mediante las
magnitudes ajustables, adaptándolo a los diversos materiales de
soporte y a las distintas aplicaciones.
El material de soporte se recubre con preferencia
con una velocidad superior a 2 m/min, en especial entre 20 y 200
m/min, la temperatura de recubrimiento debe elegirse más elevada que
la temperatura de reblandecimiento.
La porción porcentual de la superficie recubierta
con la masa adhesiva termofusible debería ser por lo menos el 20% de
la superficie total, pudiendo alcanzar hasta el 95%, para productos
especial se sitúa con preferencia entre el 40 y el 60% o bien del 70
al 95% de la superficie total. Esto puede lograrse eventualmente con
una aplicación reiterada, pudiendo aplicarse además masas adhesivas
termofusibles de distintas propiedades.
Con un control regulable de la temperatura y/o
con la aplicación de energía de radiación, mecánica o secundaria
durante la fabricación en el caso de masas autoadhesivas
termoplásticas se puede efectuar una modificación de la geometría de
los cuerpos geométricos, pudiendo variar el diámetro del pico y de
la base dentro de amplios márgenes. La regulación de la temperatura
puede llevarse a cabo también con preferencia en la superficie de
los casquetes esféricos primarios termoplásticos o elásticos, es
decir de los casquetes esféricos aplicados sobre el soporte
auxiliar, por ejemplo por calentamiento mediante radiación, p.ej.
IR, con cuya ayuda pueden generarse casquetes esféricos secundarios
que presentan propiedades de pegado óptimas con vistas a la
transferencia del producto.
La adición durante la regulación energética en el
material y/o en la superficie de los polímeros permite generar una
gran variedad de formas de casquetes esféricos poligeométricos. Para
dar la forma definitiva a los casquetes esféricos secundarios
transferidos puede ser ventajosa una instalación de presión
regulable (Spart/presión/temperatura/
velocidad). También puede ser ventajoso un calandrado final.
velocidad). También puede ser ventajoso un calandrado final.
El perfil viscoelástico de propiedades de los
cuerpos de masa autoadhesiva, existente antes de la transferencia de
los casquetes esféricos secundarios, puede ajustarse controlando la
energía calorífica del proceso de recubrimiento, aportando por lo
menos parcialmente la energía superficial o evacuando por lo menos
parcialmente la energía calorífica o efectuando una combinación de
estos procedimientos.
Por consiguiente, los cuerpos geométricos pueden
dividirse en varias zonas, que presenten propiedades completamente
distintas. Los cuerpos geométricos depositados sobre el soporte
auxiliar tienen con preferencia en el momento de la transferencia
sobre el material de soporte en la zona de base, que corresponde a
la parte del cuerpo que están en contacto con el material de
soporte, una relación entre plasticidad y elasticidad para una
frecuencia de 100 rad/s de 0,4 a 50 y en la zona del pico, que
constituye la parte exterior del cuerpo opuesta a la zona de base,
una relación entre plasticidad y elasticidad superior a 0,3, con
preferencia de 0,4 a 50, pero la relación entre plasticidad y
elasticidad en la zona del pico no debe ser inferior a la existente
en la zona de base.
Por lo demás ha demostrado tener ventajas el
ajuste de la proporción de alturas entre la zona de pico y la zona
de base entre el 5 y el 95%, con preferencia entre el 10 y el
50%.
La combinación de la masa adhesiva termofusible y
el recubrimiento parcial asegura un pegado eficaz sobre el material
de soporte.
En particular, cuando el material de soporte se
emplea para fabricar un producto médico, este se adhiere sobre la
piel, por otro lado deberán excluirse por lo menos las irritaciones
cutáneas de tipo alérgico o mecánico apreciables visualmente,
incluso en el caso de que la aplicación se prolongue durante varios
días.
La aplicación sobre una superficie parcial
permite, gracias a canales regulados, la evacuación de la pérdida de
agua transepidérmica y mejora la emisión de vapor de la piel con el
sudor, en especial empleando materiales de soporte que sean
permeables al aire y al vapor de agua. Con ello puede evitarse las
irritaciones cutáneas provocadas por estancamiento de líquidos
corporales. Los canales de evacuación generados permite la salida
incluso cuando se emplea un vendaje de varias capas.
La depilación de las regiones corporales en
cuestión y la transferencia de masa sobre la piel son despreciables
debido a la cohesión del adhesivo, porque el adhesivo no se ancla
sobre la piel o el pelo, sino que el anclaje tiene lugar sobre el
material de soporte, pudiendo llegar hasta 12 N/cm (anchura de la
probeta), valor bueno para aplicaciones médicas.
Gracias a las zonas de rotura preformadas en el
recubrimiento ya no se desplazan las capas de piel en la misma
dirección o en dirección contraria en el momento del arrancado. El
no desplazamiento de las capas de piel y la escasa depilación se
traducen en un grado hasta ahora desconocido de ausencia de dolor en
tales sistemas de fuerte adherencia. Además, la regulación
individual de la fuerza adhesiva biomecánica, que presenta una
reducción demostrable de la fuerza adhesiva de estos emplastos,
aumenta la idoneidad para el arrancado. El material de soporte
aplicado presenta buenos efectos propiorreceptores.
En otra forma ventajosa de ejecución se espuman
las masas autoadhesivas antes de aplicarse sobre el material de
soporte.
Las masas autoadhesivas se espuman con
preferencia con gases inertes, por ejemplo nitrógeno, dióxido de
carbono, gases nobles, hidrocarburos o aire o mezclas de los
anteriores. En muchos casos ha demostrado ser también idónea la
espumación por descomposición térmica de sustancias que desprenden
gases, por ejemplo compuestos azoicos, carbonatos o hidrazidas.
El grado de espumación, es decir, la porción de
gas, debe situarse por lo menos en el 5% en volumen, pudiendo
alcanzar hasta el 85% en volumen. En la práctica han dado buenos
resultados los valores comprendidos entre el 10% en volumen y el 75%
en volumen, con preferencia el 50% en volumen. Si se trabaja a
temperaturas relativamente altas, en torno a 100ºC y a una presión
interna relativamente grande, entonces se forman capas de espuma de
poros muy abiertos, que son especialmente permeables al aire y al
vapor de agua.
Las propiedades ventajosas de los recubrimientos
autoadhesivos espumados, como son el bajo consumo de adhesivo, la
gran pegajosidad al tacto y la buena adaptabilidad, incluso sobre
superficies no planas, gracias a la elasticidad y a la plasticidad
así como a la pegajosidad inicial, pueden aprovecharse de forma
óptima en especial en el ámbito de los productos médicos.
Con el uso de recubrimientos transpirables
combinado con materiales de soporte elásticos y también
transpirables se obtiene un confort de uso que el usuario percibe
subjetivamente como agradable.
Un procedimiento especialmente indicado para la
fabricación de la masa autoadhesiva espumada es el sistema llamado
de mezclado y espumación. Para ello, la masa autoadhesiva
termoplástica dentro de un sistema de rotor y estator se somete a
una presión elevada de los gases previstos, por ejemplo nitrógeno,
aire o dióxido de carbono, a una temperatura superior al punto de
reblandecimiento (aprox. 120ºC), hasta que incorpora distintos
volúmenes (del 10% en volumen hasta el 80% en volumen) de los
mismos.
La presión aplicada de tales gases es superior a
100 bar, mientras que las presiones de las mezclas gas/termoplástico
dentro del sistema se sitúan entre 40 y 100 bar, con preferencia
entre 40 y 70 bar. La espuma de adhesivo fabricada de este modo
puede transportarse seguidamente por tubería hasta la máquina de
aplicación. La máquina de aplicación trabaja con los sistemas
habituales de boquilla, extrusión o cámara.
Con la espuma de la masa autoadhesiva y los
consiguientes poros abiertos de la masa, los productos recubiertos
con la masa adhesiva, siendo el soporte de por sí poroso, presentan
una buena permeabilidad al aire y al vapor de agua. La cantidad de
masa adhesiva requerida se reduce notablemente sin merma de las
propiedades adhesivas. Las masas adhesivas presentan una pegajosidad
al tacto sorprendentemente alta, ya que por cada gramo de masa se
dispone de más volumen y por tanto de mayor superficie de adherencia
para humectar el sustrato a pegar y la plasticidad de las masas
adhesivas aumenta gracias a la estructura de espuma. Se mejora
también el anclaje sobre el material de soporte. Por otro lado y del
modo que ya se ha indicado, el recubrimiento adhesivo espumado
confiere a los productos un tacto blando y flexible.
Con la espumación normalmente se reduce además la
viscosidad de las masas adhesivas. Con ello se reduce la energía de
fusión y pueden recubrirse incluso directamente los materiales de
soporte que son inestables térmicamente.
La masa adhesiva termofusible puede aplicarse
sobre el material de soporte con un peso por unidad de superficie
mayor que 6 g/m^{2}, con preferencia entre 20 y 300 g/m^{2}, con
preferencia muy especial entre 40 y 180 g/m^{2}.
El material de soporte recubierto con la masa
adhesiva puede presentar una permeabilidad al aire superior a 1
cm^{3}/(cm^{2}*s), con preferencia superior a 15
cm^{3}/(cm^{2}*s), con preferencia muy especial superior a 70
cm^{3}/(cm^{2}*s), y por otro lado una permeabilidad al vapor de
agua superior a 200 g/(m^{2}*24h), con preferencia superior a 500
g/(m^{2}*24h) y con preferencia muy especial superior a 2000
g/(m^{2}*24h).
El material de soporte de la invención presenta
una fuerza de adhesión en su reverso de por lo menos 0,5 N/cm, en
especial una fuerza de adhesión entre 2,5 y 5 N/cm. Sobre sustratos
de otro tipo pueden lograrse fuerzas de adhesión mayores.
Las formidables propiedades del material de
soporte de la invención, dotado de un recubrimiento autoadhesivo,
sugieren el uso para productos médicos, en especial emplastos,
fijaciones médicas, vendajes de heridas, sistemas dopados, vendas y
vendajes ortopédicos y flebológicos. En el caso de sistemas dopados
son especialmente preferidos aquellos que liberan sustancias.
Finalmente, el material de soporte puede cubrirse
después del proceso de recubrimiento con un soporte antiadhesivo,
por ejemplo un papel siliconado, o bien dotarse de un apósito o un
acolchado.
Es ventajoso en especial que el material de
soporte sea esterilizable, con preferencia mediante rayos gamma
(\gamma). Son especialmente indicadas para la esterilización
posterior las masas adhesivas termofusibles basadas en copolímeros
de bloque que no tengan dobles enlaces. Esto se aplica en especial a
los copolímeros de bloque de
estireno-butileno-etileno-estireno
y los copolímeros de bloque de
estireno-butileno-estireno. En tal
caso no aparecen cambios significativos en las propiedades adhesivas
que puedan ser negativos para la aplicación.
Es idóneo además en gran manera para fijación
técnicas reversibles que, en el momento del arrancado, no provocan
deterioro ni daño alguno en diversos sustratos, por ejemplo papel,
plásticos, vidrio, textiles, madera, metales o minerales.
Finalmente pueden establecerse pegados
técnicamente permanentes que solamente pueden soltarse mediante
rotura parcial del sustrato.
Mediante varias figuras se presentan formas de
ejecución ventajosas del objeto de la invención, sin pretender
limitar innecesariamente su alcance.
La figura 1 representa un material de soporte
recubierto con casquetes semiesféricos.
La figura 2 presenta una proyección horizontal de
un material de soporte recubierto de la figura 1.
La figura 3 presenta un corte lateral de un
material de soporte recubierto con casquetes esféricos de diferentes
formas.
La figura 1 presenta un recorte de un material de
soporte continuo 1, recubierto con casquetes 2 fundamentalmente
semiesféricos. En cada uno de los casquetes 2 cabe distinguir entre
una zona de base 22, que se sitúa en la región del casquete 2 que
está anclada sobre el material de soporte 1, así como la zona de
pico 21, situada en la parte opuesta de la zona de base 22. Las dos
zonas, la 21 y la 22, pueden tener propiedades distintas entre
sí.
La figura 2, que presenta una proyección
horizontal del material de soporte recubierto de la figura 1,
ilustra la superficie base 24 y la superficie de proyección 23. La
superficie de base 24 es aquella superficie del casquete 2 que está
anclada sobre el material de soporte 1. La superficie de proyección
23 es la superficie resultante de la proyección perpendicular del
casquete 2 sobre el material de soporte 1. Según la invención, los
casquetes 2 están formados siempre de manera que la superficie de
base 24 esté situada dentro de la superficie de proyección 23.
En la figura 3 se representan finalmente una
sección transversal de casquetes 2 de formas distintas que se
consideran especialmente ventajosos. Se aprecian con especial
claridad en el casquete derecho la zona de base 22 y la zona de pico
21.
A continuación se ilustra el material de soporte
provisto de recubrimiento autoadhesivo de la invención mediante un
ejemplo, sin limitar por ello el alcance de la invención de modo
innecesario.
Se fabrica según la invención una venda
autoadhesiva no elástica que, por sus propiedades descritas
seguidamente, puede utilizarse como vendaje funcional de tipo cinta,
sometiéndose la técnica de vendajes funcionales a los imperativos de
la anatomía y de la biomecánica.
La venda empleada para este tipo de vendaje
consta de un tejido de algodón no elástico, cuya resistencia máxima
a la tracción es superior a 60 N/cm y presenta un alargamiento en la
fuerza máxima de tracción inferior al 20%.
La masa autoadhesiva se aplica sobre el soporte
mediante termoserigrafía, siendo la masa autoadhesiva un adhesivo
termofusible.
Esta masa adhesiva termofusible tiene la
composición siguiente:
- un copolímero de bloque del tipo
A-B/A-B-A que posee
un segmento rígido y otro flexible, con una proporción entre
A-B-A y A-B de 2:1 y
un contenido en estireno dentro del polímero del 13% molar, la
porción del copolímero dentro de la masa adhesiva es del 40% en peso
(Kraton G)
- una cera de hidrocarburo parafínico, con una
porción dentro de la masa adhesiva del 45% en peso,
- resinas de hidrocarburo con una porción del
14,5% en peso (Super Resin HC 140)
- un antioxidante con una porción inferior al
0,5% en peso (Irganox).
Se homogeneizan los componentes empleados a 195ºC
en un mezclador térmico.
El punto de reblandecimiento de esta masa
adhesiva es de 85ºC (DIN 53011) y la masa adhesiva presenta una
viscosidad de 2100 mPas a 150ºC (DIN 53018, Brookfield DV II,
varilla 21). La transición vítrea según el método descrito
anteriormente es de -7ºC.
La geometría del adhesivo permanente de la
invención se realiza mediante la transferencia descrita de los
casquetes esféricos de masa adhesiva desde un soporte auxiliar al
material de soporte.
El recubrimiento indirecto se realiza con una
velocidad de 50 m/min a una temperatura de 120ºC sobre un rodillo de
contrapresión tratado previamente (soporte auxiliar) y desde allí se
aplica sobre el material de soporte.
Poco antes de la alimentación del material de
soporte se hace una aportación energética a la masa adhesiva
mediante una radiación. Esto se traduce en una división de los
casquetes de masa adhesiva pegados sobre el soporte auxiliar en una
zona de pico de gran plasticidad y baja elasticidad y en una zona de
base de poca plasticidad y alta elasticidad. Entre ambas zonas se
halla intercalada la zona de transición.
Durante la transferencia efectuada con presión
sobre el material textil de soporte, la zona de pico de viscosidad
baja penetra fácilmente en el material de soporte y facilita el buen
anclaje del casquete de masa adhesiva; la zona de base, cuya
viscosidad es alta, se extiende sobre el material de soporte e
impide una penetración excesiva del adhesivo permanente en el
material de soporte.
Se ha constatado que es ventajoso mantener la
totalidad de los casquetes de adhesivo termofusible hasta el momento
de la transferencia en el estado viscoelástico deseado de la zona de
base, o bien obtener este estado con el calor de fusión y convertir
únicamente la zona de pico en un estado deseado de baja viscosidad
mediante un breve impulso energético inmediatamente antes de la
transferencia.
El material de soporte se recubre con 120
g/m^{2}, empleando para ello una pantalla de serigrafía del tipo
14 HX-mesh.
La base de los puntos tiene una superficie un 5%
inferior al pico de los puntos. Con ello se logra un pegado más
estable de los puntos, ya que en la superficie de pegado de la masa
plana pegajosa falta el ángulo de arista.
\newpage
Gracias a la transferencia desde el soporte
auxiliar liso, la superficie de masa adhesiva adopta además una
superficie plana, que es además idónea para aumentar la superficie
de contacto con sustratos planos.
Frente a una muestra comparativa y con la
aplicación de la misma masa adhesiva se logra según la invención una
fuerza adhesiva sobre el reverso del soporte mayor en un 15%.
La venda fabricada por este procedimiento puede
arrancarse de la piel de forma reversible, presentando una buena
permeabilidad al aire y al vapor de agua. Por la gran estabilidad al
cizallamiento del adhesivo termofusible, se observa una
estabilización suficiente y un buen efecto propiorreceptor. No se
observan irritaciones cutáneas, mientras que la depilación debida al
arrancado de la venda se considera pequeña y despreciable.
Claims (18)
1. Material de soporte recubierto con adhesivo en
una parte de su superficie, por lo menos por una de sus caras, la
aplicación de la masa autoadhesiva se realiza en forma de cuerpos
geométricos, caracterizado porque por lo menos en una parte
de los cuerpos geométricos la superficie de base, que es la parte de
los cuerpos geométricos que se pega sobre el material de soporte,
está situada dentro de la superficie de proyección de los cuerpos
geométricos, resultante de la proyección perpendicular de dichos
cuerpos geométricos sobre el material de soporte.
2. Material de soporte dotado de recubrimiento
autoadhesivo según la reivindicación 1, caracterizado porque
la masa autoadhesiva se aplica sobre el soporte en forma de
casquetes poligeométricos.
3. Material de soporte según la reivindicación 1
ó 2, caracterizado porque la masa autoadhesiva es una masa
adhesiva termofusible.
4. Material de soporte según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la masa
adhesiva termofusible está basada en un copolímero de bloque, en
especial en un copolímero de bloque del tipo A-B o
A-B-A o en sus mezclas, siendo la
fase A principalmente estireno o sus derivados y la fase B etileno,
propileno, butileno, butadieno, isopreno o sus mezclas, siendo
preferido en especial el etileno y el butileno o sus mezclas.
5. Material de soporte según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la masa
aplicada sobre el material de soporte es superior a 6 g/m^{2}, con
preferencia de 20 a 300 g/m^{2}, con preferencia especial de 40 a
180 g/m^{2}.
6. Material de soporte según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el material
de soporte tiene una permeabilidad al aire superior a 1
cm^{3}/(cm^{2}*s), con preferencia de 10 a 150
cm^{3}/(cm^{2}*s), y/o una permeabilidad al vapor de agua
superior a 200 g/(m^{2}*24h), con preferencia de 500 a 5000
g/(m^{2}*24h).
7. Material de soporte según una o varias de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el reverso
de dicho material soporte presenta una fuerza adhesiva por lo menos
de 0,5 N/cm, en especial una fuerza adhesiva de 2,5 a 5 N/cm.
8. Procedimiento de fabricación de un material de
soporte provisto de un recubrimiento adhesivo según una o varias de
las reivindicaciones anteriores, en el que
a) se aplican los cuerpos geométricos, formados
de masa adhesiva termofusible, sobre un soporte auxiliar mediante la
impresión a través de una retícula, la termoserigrafía, la
termoflexografía o el huecograbado, o por el método de pulverización
a través de una boquilla,
b) se conduce el soporte auxiliar con los cuerpos
geométricos sobre el material de soporte,
c) se trasladan los cuerpos del soporte auxiliar
al material de soporte.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque, mediante una regulación de la
temperatura y/o la aportación de energía de radiación, mecánica o
secundaria, se realiza una modificación de los cuerpos
geométricos.
10. Procedimiento según las reivindicaciones 8 ó
9, caracterizado porque el perfil viscoelástico de
propiedades de los cuerpos geométricos se ajusta mediante la
regulación de la energía calorífica del proceso de recubrimiento,
mediante la aportación por lo menos parcial de energía superficial o
por la evacuación por lo menos parcial de energía calorífica o por
una combinación de dichos métodos.
11. Procedimiento según las reivindicaciones de 8
a 10, caracterizado porque los cuerpos geométricos
depositados sobre el soporte auxiliar, en el momento de la
transferencia al material de soporte presentan una relación entre
plasticidad y elasticidad para una frecuencia de 100 rad/s superior
a 0,3, con preferencia de 0,4 a 50, y en la zona de la base una
relación entre plasticidad y elasticidad de 0,4 a 50, pero la
relación entre plasticidad y elasticidad en la zona del pico no debe
ser inferior a la existente en la zona de base.
12. Procedimiento según las reivindicaciones de 8
a 11, caracterizado porque se espuma la masa adhesiva
termofusible.
13. Procedimiento según las reivindicaciones de 8
a 12, caracterizado porque la masa adhesiva termofusible
puede reticularse con haz de electrones o con radiación UV.
14. Uso según una o varias de las
reivindicaciones anteriores para productos médicos, en especial
emplastos, fijaciones médicas, vendajes de heridas, sistemas
dopados, vendas y vendajes ortopédicos o flebológicos.
15. Uso según la reivindicación 14,
caracterizado porque el material de soporte dotado de
recubrimiento adhesivo después de la aplicación está cubierto o
provisto de un apósito o acolchado.
16. Uso según la reivindicación 14,
caracterizado porque el material de soporte autoadhesivo
puede esterilizarse, con preferencia con rayos gamma (\gamma).
17. Uso según una o varias de las
reivindicaciones anteriores para fijaciones técnicas reversibles,
que en el momento del arrancado no provocan deterioros ni daños en
los diversos sustratos, por ejemplo papel, plásticos, vidrio,
textiles, madera, metales o minerales.
18. Uso según una o varias de las
reivindicaciones anteriores para uniones pegadas técnicas
permanentes, que pueden separarse únicamente mediante la rotura
parcial del sustrato.
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