ES2291600T3 - Material elastomero multicapa cargado de sustancia quimica activa y sus utilizaciones. - Google Patents
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Abstract
Material elastómero multicapa que tiene al menos dos capas de barrera externas L1 y L3, que presentan respectivamente una tensión de rotura sigma1 y sigma3 y un grosor e1 y e3, que encierran al menos una capa intermedia L2 compuesta por una matriz de elastómero que comprende al menos una dispersión de gotitas de al menos una composición que contiene al menos una sustancia activa, teniendo dicha capa intermedia L2 una tensión de rotura sigma 2Tot y un grosor e2, caracterizado porque el diámetro medio de dichas gotitas es superior o igual a 10 mim y porque dicho material cumple la siguiente doble desigualdad (I): ** ver fórmula** desigualdad en la que: - sigma2Tot representa la tensión de rotura del material elastómero cargado que constituye la capa L2, - sigma1, sigma3, e1, e2 y e3 son como se han definido anteriormente.
Description
Material elastómero multicapa cargado de
sustancia química activa y sus utilizaciones.
La presente invención se refiere a un material
multicapa realizado a partir de elastómeros y que comprende al
menos una capa que contiene una o varias sustancias activas
dispersadas en forma de gotitas así como a sus utilizaciones,
particularmente como guante, como dedil o como preservativo.
Los diferentes materiales elastómeros utilizados
normalmente en el campo médico o paramédico (particularmente para
higiene) pueden modificarse, para que se asocien con sustancias
químicas activas que tengan un efecto de protección, durante la
utilización de este material (guantes, dediles, preservativos,
cintas y vendas). En efecto, tanto en el caso de examen o de
intervención quirúrgica o en odontología, como para la protección
contra agentes patógenos tales como, por ejemplo, bacterias, virus y
esporas fúngicas, una rotura o incluso a veces simplemente los
poros o una fisura de la membrana del elastómero puede acarrear una
contaminación del portador de dicho material por pinchazos de
jeringas, de agujas de sutura, de un trocart, de esquirlas óseas,
etc.
Por lo tanto ya se han propuesto,
particularmente en la solicitud de Patente
EP-A-0 981 573, películas de
elastómeros en las que se dispersan uniformemente, en forma de
gotitas de líquidos, sustancias químicas activas tales como agentes
desinfectantes de uso médico. Dichos materiales se presentan
generalmente en forma de tres capas distintas, L_{1}, L_{2} y
L_{3} como se representan en el esquema I a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
Esquema
I
en el que las capas L_{1} y
L_{3} son capas de barrera externas y L_{2} representa una capa
intermedia que contiene la o las sustancias químicas activas
dispersadas en forma de
gotitas.
En estos materiales, el líquido que contiene la
o las sustancias químicas activas se dispersa de manera uniforme y
estable en forma de gotitas y de este modo está disponible en el
caso de rotura accidental de la capa externa protectora L_{1} o
L_{3}.
Desafortunadamente, dichas películas no siempre
presentan las prestaciones deseadas. Por un lado, la cantidad de
sustancias químicas activas que entra en contacto con el objeto
punzante muy a menudo es insuficiente para asegurar las propiedades
deseadas, por otro lado, el fluido solamente se pone en contacto con
y no se expulsa sobre el objeto contundente, asegurando solamente
una inmersión parcial, lo que conlleva una eficacia reducida de
este tipo de dispositivos. Esto último punto es tanto más importante
cuanto la geometría del objeto punzante a menudo es compleja
(agujas huecas, biseladas, etc.).
Por lo tanto para remediar estos problemas
principales, siguiendo sus investigaciones, los solicitantes han
descubierto que, de forma sorprendente, las características finales
del material multicapa, tales como la cantidad de sustancia activa
depositada sobre el objeto contundente y la velocidad de expulsión
de las gotitas de sustancia activa, están en función de la
combinación de las características intrínsecas de cada una de las
capas que constituyen el material.
De acuerdo con la presente invención, se
entiende por "características intrínsecas", las características
mecánicas (tensión de rotura y constante elástica) y dimensionales
(grosor) de los elastómeros formulados que constituyen cada capa,
así como, para la capa intermedia L_{2}, el índice de llenado y el
tamaño de las gotitas. En esta invención, las características
intrínsecas de cada una de las capas se ajustan con respecto al
material multicapa en su totalidad.
Los inventores se han fijado por lo tanto como
objetivo proporcionar un material elastómero multicapa que contiene
al menos una sustancia activa, particularmente adecuada para
utilizarse en el campo médico o paramédico para la fabricación de
dispositivos de protección que presentan mejores prestaciones en lo
que se refiere a la cantidad de sustancia activa que entra en
contacto con un objeto contundente en caso de perforación de dicho
dispositivo así como en lo que se refiere a la velocidad a la que
esta sustancia activa entra en contacto con dicho objeto
contundente con respecto a los materiales similares de la técnica
anterior.
La invención se refiere por lo tanto en primer
lugar a un material elastómero multicapa que tiene al menos dos
capas de barrera externas L_{1} y L_{3}, que presentan
respectivamente una tensión de rotura \sigma_{1} y
\sigma_{3} y un grosor e_{1} y e_{3}, que encierran en su
interior al menos una capa intermedia L_{2} compuesta por una
matriz de elastómero que comprende al menos una dispersión de
gotitas de al menos una composición que contiene al menos una
sustancia activa, teniendo dicha capa intermedia L_{2} una
tensión de rotura \sigma_{2Tot} y un grosor e_{2},
caracterizado porque el diámetro medio de dichas gotitas es
superior o igual a 10 \mum y porque dicho material cumple las
siguiente desigualdad doble (I):
desigualdad en la
que:
- -
- \sigma_{2Tot} representa la tensión de rotura del material elastómero cargado que constituye la capa L_{2},
- -
- \sigma_{1}, \sigma_{3}, e_{1}, e_{2} y e_{3} son como se han definido anteriormente.
En las desigualdades definidas anteriormente,
\sigma_{2Tot} está en función de la fracción de volumen \phiv
de las gotitas incorporadas en la capa L_{2} y de las
características intrínsecas del material elastómero que constituye
la matriz (\sigma_{2}). A este respecto, se ha ajustado por
supuesto \phiv para satisfacer las desigualdades anteriores con
respecto a la tensión de rotura \sigma_{2Tot}.
Gracias a estas características particulares, y
cuando se ejerce una presión sobre el material de acuerdo con la
invención con un objeto punzante, la capa intermedia L_{2} cede
antes que las capas externas L_{1} y L_{3} y las gotitas se
expulsan sobre el objeto punzante después de la rotura de la capa de
barrera externa (L_{1} y/o L_{3}).
Los inventores han demostrado, en efecto, que la
rotura de las capas que constituyen un material multicapa está
esencialmente en función de la resistencia al esfuerzo cortante o de
penetración de cada una de las capas que es proporcional al
producto de la tensión de rotura multiplicado por el grosor para
cada una de las capas. La resistencia a la rotura de la capa
intermedia está además en función de la cantidad de composición que
contiene a la sustancia activa comprendida en esta capa (fracción de
volumen de líquido \phiv).
De acuerdo con la invención, las tensiones de
rotura \sigma_{1}, \sigma_{2}, \sigma_{2Tot} y
\sigma_{3} se miden experimentalmente por medio de un
dinamómetro Zwick, a una velocidad de 500 mm/min y con probetas H2
de acuerdo con la norma NF EN455-2.
De acuerdo con una realización ventajosa de la
invención, el producto (\sigma_{2Tot\cdot}e_{2}) responde a
la siguiente condición doble (II):
en la que \sigma_{1},
\sigma_{2Tot}, \sigma_{3}, e_{1}, e_{2} y e_{3} tienen
los mismos significados que los indicados
anteriormente.
Las tensiones de rotura \sigma_{1},
\sigma_{2} y \sigma_{3} de cada una de las capas del
material de acuerdo con la invención, iguales o diferentes, varían
preferentemente entre 0,1 y 100 MPa, y aún más preferentemente
entre 5 y 40 MPa.
Los grosores e_{1}, e_{2} y e_{3} de cada
una de las capas de material de acuerdo con la invención, iguales o
diferentes, varían preferentemente entre aproximadamente 25 y 500
\mum, seleccionándose este grosor en función del destino de uso
de dicho material.
Como ejemplos no limitantes, cuando el material
de acuerdo con la invención va a utilizarse para la fabricación de
preservativos, entonces el grosor de cada una de las capas es de
aproximadamente 25 \mum; cuando se utiliza para la fabricación de
guantes quirúrgicos, entonces el grosor de cada una de las capas es
de aproximadamente 100 \mum y cuando se utiliza para la
fabricación de guantes protectores, por ejemplo guantes de limpieza
o guantes para basureros, entonces el grosor de cada una de las
capas es de aproximadamente 500 \mum.
De acuerdo con una realización preferida del
material de acuerdo con la invención, el diámetro medio de las
gotitas dispersadas en la capa L_{2} está preferentemente
comprendido entre aproximadamente 10 y 100 \mum.
Preferentemente, los inventores han demostrado
también que la expulsión de la composición que contiene la
sustancia activa sobre un objeto contundente que acaba de perforar
una de las dos capas de barrera L_{1} o L_{3} mejora aún más en
función de la viscoelasticidad de los materiales que constituyen
cada capa, y más particularmente de su constante elástica (E), es
decir E_{1}, E_{2} y E_{3} respectivamente.
De este modo, de acuerdo con una realización
ventajosa de la invención, la constante elástica del material que
constituye la capa intermedia L_{2} es superior a la de las capas
de barrera L_{1} y L_{3} (E_{1} y E_{3}) es decir E_{2}
> máximo de
(E_{1}, E_{3}).
(E_{1}, E_{3}).
De acuerdo con la invención, las constante
elásticas de cada una de las capas L_{1}, L_{2} y L_{3}, es
decir respectivamente E_{1}, E_{2} y E_{3}, están comprendidas
preferentemente entre 0,1 y 50 MPa y aún más preferentemente entre
0,1 y 10 MPa para las capas L_{1} y L_{3} y entre 0,5 y 50 MPa
para la capa L_{2}; siendo los valores de E_{1} y de E_{3}
iguales o diferentes.
De acuerdo con la invención, las constantes
elásticas se miden por medio de un viscoanalizador de tipo DMPTA
(Dynamical Thermal Analysis, tal como el aparato VA2000 de la
compañía METRAVIB), capaz de evaluar, en los intervalos de
temperatura habituales, las características viscoelásticas de los
materiales considerados, a una frecuencia de 1 Hz (de excitación en
el campo viscoelástico lineal) en modo
tracción-compresión de acuerdo con el método
descrito en la norma NF EN ISO 527-3.
De acuerdo con la invención, el o los
elastómeros que constituyen las capas de barrera externas L_{1} y
L_{3} así como la capa intermedia L_{2}, se seleccionan
preferentemente entre caucho natural, polibutadieno, poliisopreno,
policloropreno, poliuretano, copolímeros o polímeros acrílicos,
elastómeros de silicona, copolímeros SBR (Styrene Butadiene
Rubber (Goma de Estireno butadieno)), SBS (Styrene Butadiene
Styrene (Estireno Butadieno Estireno)),
isobuteno-isopreno tales como el caucho de butilo,
NBR (Nitrite Butadiene Rubber (Goma de Nitrilo Butadieno))
x-NBR (carboxylated Nitrile Butadiene Rubber (Goma
de Nitrilo Butadieno carboxilada)), SIS (Styrene Isoprene
Styrene (Estireno Isopreno Estireno)), SEBS (Styrene Ethylene
Butylene Styrene (Estireno Etileno Butileno Estireno)) y sus
mezclas; entendiéndose que la naturaleza del o de los elastómeros
que constituyen cada una de dichas capas puede ser igual o diferente
de una capa a otra. De acuerdo con la invención, se prefieren SIS y
SEBS.
Las características de los elastómeros (masa
molar, densidad de reticulación (química y/o física) se seleccionan
en función de las características finales deseadas para las capas
L_{1} y L_{3} y para la capa L_{2}, siempre que, por
supuesto, estén de acuerdo con las definiciones que se han dado
anteriormente.
Además de los elastómeros definidos
anteriormente, una al menos de las capas de barrera L_{1} y
L_{3} y/o la capa intermedia L_{2}, puede contener además uno o
varios agente(s) plastificante(s) o
flexibilizante(s) cuya naturaleza química y contenido sean
compatibles con las características intrínsecas del material tal
como se han definido anteriormente.
Cuando se utilizan, estos agentes plastificantes
se seleccionan preferentemente entre aceites minerales entre los
que pueden mencionarse particularmente los aceites de parafina, pero
también pueden seleccionarse entre aceites naftalénicos o
aromáticos o entre las mezclas de estos productos.
Cuando se utilizan, el o los agentes
plastificantes, representan preferentemente de 5 a 500 partes por
100 partes del elastómero que constituye la capa en la que están
presentes.
Debe observarse que la naturaleza química, la
composición o el grosor de la capa L_{1}, no son necesariamente
equivalentes a los de la capa L_{3}.
Finalmente, cada capa L_{1} o L_{3} puede,
como variante, ser el resultado de la superposición de dos o más
subcapas de naturaleza química equivalente o no. Las características
intrínsecas de la capa L_{1} o L_{3}, se medirán entonces sobre
la capa completa.
La capa intermedia L_{2} sirve como matriz
para las gotitas de la composición que contienen la o las sustancias
químicas activas utilizadas.
De acuerdo con la invención, la naturaleza de
esta sustancia activa podrá seleccionarse en función de las
propiedades que se desea otorgar a la capa intermedia L_{2}. Esta
sustancia química activa puede seleccionarse particularmente entre
agentes anti-corrosión, lubricantes, marcadores
químicos, productos con cambio de fase, ralentizadores de
partículas energéticas (radiación), agentes que posean poder
desinfectante, agentes odorizantes o hidratantes, colorantes
detectores de cortes, partículas metálicas y sus mezclas.
Cuando la sustancia química activa es un
producto que posee poder desinfectante, éste se selecciona
preferentemente entre sustancias capaces de provocar una
desnaturalización casi instantánea de las proteínas mediante el
contacto simple, por reacción química o por un efecto
físico-químico tal como una modificación de la
tensión superficial. Entre dichas sustancias pueden mencionarse
particularmente biocidas, tales como amonios cuaternarios y más
particularmente cloruro de dimetildidecilamonio y cloruro de
benzalconio, biguanidas tales como las sales hidrosolubles de
clorhexidina, como digluconato de clorhexidina, ftalaldehído,
derivados fenólicos, tales como hexaclorofeno, o bencílicos,
formol, tensioactivos no iónicos que tienen al menos una secuencia
de polioxietileno tal como octoxinol (o Triton® X100), hexamidina,
compuestos yodados de polivinilpirrolidona, tensioactivos no
iónicos con actividad viricida, bicromatos e hipocloritos de sodio y
de potasio y sus mezclas.
Además de la o de las sustancias químicas
activas, la composición en forma de gotitas puede contener además
uno o varios diluyentes que permiten disolver dicha o dichas
sustancias químicas activas.
Cuando se utiliza, este diluyente puede
seleccionarse particularmente entre polioles y preferentemente entre
glicerina, etilenglicol, polietilenglicoles líquidos a temperatura
ambiente o a una temperatura cercana a temperatura ambiente (entre
aproximadamente 20 y 30ºC) de masa molar comprendida entre 62
(etilenglicol) y 750 Dalton (polietilenglicol: PEG 750) y sus
mezclas, así como entre cualquier compuesto compatible con la o las
sustancias químicas activas utilizadas.
Además, la composición en forma de gotitas puede
contener también uno o varios aditivos que permiten ajustar las
características finales de la mezcla tales como por ejemplo
colorantes, agentes tensioactivos o agentes espesantes.
La composición en forma de gotitas que contiene
la sustancia activa puede estar en forma líquida (en forma de
emulsión), gelificada o puede contener partes cristalinas
(microesferas). Cuando esta composición se presenta en forma de
microesferas, éstas pueden estar envueltas además por una película
fina de polímero protector (microcápsulas).
De acuerdo con una realización particular de la
invención, la capa intermedia L_{2} puede estar formada por una
superposición de dos o más subcapas intermedias que comprenden cada
una, una dispersión de gotitas, siendo la naturaleza de la
sustancias activas contenidas en cada una de dichas subcapas igual o
diferente de una subcapa a otra. En este caso, las características
intrínsecas de la capa L_{2} se medirán entonces para la capa
completa.
De acuerdo con otra realización particular de la
invención, la capa intermedia L_{2} está formada por una única
capa que contiene una dispersión de gotitas que contienen sustancias
químicas activas diferentes de una gotita a otra.
Cada una de las capas que constituyen el
material elastómero de acuerdo con la invención puede contener
además, otros adyuvantes empleados convencionalmente en la
industria de los polímeros como por ejemplo antiestáticos,
lubricantes, antioxidantes, colorantes, agentes de formulación o
también promotores de adherencia de acuerdo con las propiedades
particulares que se desea otorgar siempre que, por supuesto, estos
adyuvantes sean compatibles entre sí y con las características
intrínsecas de dicho material como se han definido
anteriormente.
De acuerdo con una variante de la invención, el
material multicapa puede reforzarse con una trama de tejido
elástica de fibras orgánicas naturales o sintéticas que sirve
entonces de soporte para una de las dos capas de barrera L_{1} o
L_{3}. Cuando la trama de tejido está adyacente a la capa de
barrera L_{1}, este material multicapa puede representarse
mediante el esquema II a continuación:
Esquema
II
La unión entre las diferentes capas que
constituyen el material de acuerdo con la invención puede fijarse
opcionalmente con un agente de encolado o mediante una modificación
química o físico-química de una cualquiera de las
capas. Sin embargo dicho tratamiento no influye sobre las
características finales del material.
De acuerdo con la invención, se entiende por
modificación química, un injerto o un ataque químico y por
modificación físico-química un bombardeo de la
superficie de la película con iones, electrones o fotones.
El material elastómero multicapa de acuerdo con
la invención puede presentarse particularmente en forma de guantes,
dediles, preservativos, cintas, vendas, etc.
La presente invención también se refiere por lo
tanto a la utilización de al menos un material elastómero multicapa
tal como se ha definido anteriormente para la fabricación de
artículos elastómeros de protección tales como guantes, dediles,
preservativos, cintas o vendas.
La fabricación del material multicapa tal como
se ha definido anteriormente, puede realizarse de acuerdo con un
procedimiento de inmersiones y evaporaciones sucesivas de un molde
correspondiente a la utilización prevista para dicho material, en
soluciones orgánicas o en dispersiones acuosas (látex) del o de los
elastómeros seleccionados para formar sucesivamente las capas
L_{1}, L_{2} y L_{3}, realizándose la formación de la capa
L_{2} por ejemplo mediante procedimientos que consisten en:
- -
- preparar una emulsión estable formada por las gotitas de una composición líquida que contiene la o las sustancias químicas activas en una disolución del elastómero en un disolvente volátil tal como el que se describe particularmente en la Solicitud de Patente EP-A-0 981 573;
- -
- preparar una dispersión de dichas gotitas en forma gelificada, o cristalizada (microesfera) en una disolución del elastómero en un disolvente volátil tal como el que se describe en la solicitud de Patente EP-A-771 837. Opcionalmente, las microesferas pueden estar envueltas por una fina película de polímero protector (microcápsulas);
- -
- depositar las gotitas, por ejemplo, en forma de microesferas o microcápsulas sobre la capa L_{1} y/o L_{3} y después recubrir dichas gotitas con un elastómero, en forma de solución de las mismas en un disolvente orgánico o en forma de una dispersión acuosa (látex) o en forma sólida.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Durante este procedimiento, cada inmersión viene
seguida de un periodo de evaporación, generalmente en una estufa
con termostato, durante la cual se elimina el disolvente o el
agua.
Cuando el material multicapa de acuerdo con la
presente invención comprende un soporte de materia tejida, entonces
la primera inmersión se realiza con un molde de porcelana recubierto
por una trama de tejido.
Además de las disposiciones anteriores, la
invención comprende además otras disposiciones que surgirán a partir
de la siguiente descripción, que se refiere a ejemplos de
preparación de materiales elastómeros multicapa de acuerdo con la
invención, así como a un ejemplo comparativo de preparación de un
material multicapa no de acuerdo con la invención.
Debe entenderse sin embargo que estos ejemplos
se proporcionan únicamente como ilustración del objeto de la
invención, y por lo tanto no constituyen de ninguna manera una
limitación.
Ejemplo
1
Este ejemplo describe la preparación de un
material multicapa realizado enteramente a partir de elastómero de
síntesis en un medio disolvente.
Se prepara un primer baño de elastómero en un
disolvente (ciclohexano) compuesto por el 20% en peso (con respecto
al extracto seco) de una mezcla de copolímero SEBS comercializado
con la denominación comercial Kraton® G 1652, por la compañía
Kraton Polymers y de un aceite mineral (Primol® 352, compañía Esso)
utilizado como agente plastificante. En esta mezcla las
proporciones en masa de elastómero/agente plastificante son de
100:30. Este baño se utiliza para realizar las capas de barrera
L_{1} y L_{3}.
Por otro lado, y de acuerdo con el procedimiento
descrito en la solicitud de Patente
EP-A-981 573, se prepara un baño de
elastómero (SEBS, KRATON® G 1652 al 20% en peso de extracto seco en
ciclohexano) que contiene una dispersión de gotitas de sustancia
activa (cloruro de benzalconio en solución de etilenglicol, en
proporciones de masa 1:9) estabilizada con un estabilizante
particular orgánico que es un copolímero dibloque de
polibutadieno-poli(óxido de etileno) a razón de 5
partes por 100 partes de solución de cloruro de benzalconio en
etilenglicol.
En esta dispersión, el diámetro medio de las
gotitas (medido al microscopio óptico) es de 30 \mum. La fracción
de volumen de las gotitas \phiv es de 0,5 (con respecto al
extracto seco después de mezclarlo con el elastómero en solución de
ciclohexano).
A continuación se prepara el material multicapa
mediante inmersiones sucesivas de un molde de porcelana de la
siguiente manera:
- 1)
- formación de la capa de barrera L_{1}: dos inmersiones sucesivas en el primer baño de elastómero;
- 2)
- formación de la capa intermedia L_{2}: tres inmersiones sucesivas en el segundo baño de elastómero que contiene la dispersión de la sustancia activa; y después
- 3)
- formación de la capa de barrera L_{3}: dos inmersiones sucesivas en el primer baño de elastómero;
- entendiéndose que cada etapa de inmersión viene seguida inmediatamente de una etapa de evaporación del ciclohexano, en primer lugar al aire libre, y después en una estufa a una temperatura de 40ºC, hasta la evaporación completa del disolvente.
De este modo se obtiene un material multicapa
compuesto por dos capas de barrera L_{1} y L_{3} iguales entre
si, de un grosor de 175 \mum cada una y una capa intermedia
L_{2} de un grosor de 200 \mum, que contiene una dispersión de
gotitas de cloruro de benzalconio (los grosores se miden en un
comparador micrométrico).
Para determinar las características intrínsecas
de cada una de las capas que constituyen este material, se preparan
dos películas de elastómero distintas realizando:
- -
- por un lado, la inmersión de un primer molde de porcelana en el primer baño de elastómero (de acuerdo con la técnica descrita anteriormente en la etapa 1) de preparación del material multicapa) para realizar un material monocapa compuesto únicamente por una capa L_{1};
- -
- por otro lado, la inmersión de un segundo molde de porcelana en el segundo baño de elastómero (de acuerdo con la técnica descrita anteriormente en la etapa 2) de preparación del material multicapa) para realizar un material monocapa compuesto únicamente por una capa L_{2}.
\global\parskip1.000000\baselineskip
A continuación se estudian las distintas capas
L_{1} y L_{2} preparadas de este modo para medir sus
características intrínsecas.
Para cada una de las capas L_{1} y L_{2}, se
han metido las tensiones de rotura por medio de un dinamómetro
(Zwick) en probetas de tipo H2, a una velocidad de 500 mm/minuto, de
acuerdo con la norma NF EN455-2.
Las constantes elásticas se miden por medio de
un viscoanalizador VA2000 (METRAVIB R.D.S. Limonets, Francia) en
probetas rectangulares de las capas L_{1} y L_{2} de un tamaño
20 x 50 mm, en modo tracción-compresión de acuerdo
con el método descrito en la norma NF EN ISO
527-3.
La cantidad de sustancia química activa
expulsada sobre una aguja durante la perforación del guante se
evalúa en el material multicapa, por medio de un ensayo
estandarizado que consiste en:
- -
- cortar el material multicapa siguiendo un plano de corte vertical L_{1}, L_{2}, L_{3} en nitrógeno líquido,
- -
- pegar el plano de corte en un lámina de vidrio,
- -
- colocar el conjunto en el campo de un microscopio de reflexión (Questar),
- -
- perforar el material multicapa con una aguja hueca de un diámetro de 0,7 mm, rellena de agua ultra pura, con una velocidad de perforación de 15 cm/s,
- -
- medir la velocidad de expulsión de cloruro de benzalconio en el campo del microscopio con ayuda de una cámara de video,
- -
- dosificar analíticamente la cantidad de cloruro de benzalconio depositado sobre la aguja por medio de un dispositivo de electroforesis capilar.
Las características del material multicapa se
resumen en la Tabla I a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
La cantidad de cloruro de benzalconio depositada
sobre la aguja se evalúa en 1 \mug; la velocidad de expulsión se
estima en 5 m/s.
Ejemplo
2
Este ejemplo tiene como objeto ilustrar la
preparación de un material "híbrido" realizado a partir de
caucho natural y de elastómero de síntesis mediante un
procedimiento que mezcla agua y disolvente.
En este caso dicho material se obtiene mediante
inmersiones sucesivas de un molde de porcelana en una dispersión
acuosa de caucho natural (látex) para formar las dos capas de
barrera L_{1} y L_{3} y en una solución de elastómero de
síntesis en ciclohexano, conteniendo dicha solución una dispersión
de sustancia activa para formar la capa L_{2}.
Las capas de barreras se forman mediante una
superposición de dos subcapas.
La primera subcapa está formada mediante la
inmersión (dos veces) de un molde de porcelana en un baño de látex
nitrilo (x-NBR: copolímero de
butadieno-acrilonitrilo-ácido metacrílico,
comercializado por la compañía Polymer Latex) al 50% (extracto
seco) que comprende también el 10% de óxido de cinc, el 2% de
dietilditiocarbonato de cinc (ZDEC) y el 1,5% de azufre.
La segunda subcapa se forma mediante la
inmersión (una vez) del molde en una mezcla de látex natural (NR) y
de látex nitrilo x-NBR, en proporción de masa 75:25.
El látex nitrilo es el mismo que el que se ha utilizado
anteriormente para formar la primera subcapa. El látex natural
(Heveatex) se formula con el 1% de azufre y el 0,8% de ZDEC.
El extracto seco de la mezcla látex
nitrilo/látex natural es del orden del 45%.
La capa L_{2} se realiza como se ha descrito
anteriormente en el ejemplo 1.
De este modo se obtiene un material multicapa
compuesto por dos capas de barrera L_{1} y L_{3} idénticas
entre si, de un grosor de 250 \mum cada una y por una capa
intermedia L_{2} de un grosor de 200 \mum, que contiene una
dispersión de gotitas de cloruro de benzalconio.
Cada etapa de inmersión viene seguida
inmediatamente de una etapa de evaporación de agua, en principio al
aire libre, y después en una estufa a una temperatura de 40ºC
(evaporación de ciclohexano para la capa L_{2}) o a 60ºC
(evaporación del agua para las capas L_{1} y L_{3}), y hasta la
evaporación completa del ciclohexano y del agua.
El material multicapa final se vulcaniza a
continuación a 80ºC durante 2 horas.
La estructura del material final como el
realizado de acuerdo con este ejemplo se representa en el Esquema
III a continuación:
Esquema
III
El material multicapa preparado de este modo se
caracteriza a continuación de acuerdo con los métodos descritos
anteriormente en el ejemplo 1.
Las características obtenidas se presentan en la
tabla II a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
La cantidad de cloruro de benzalconio depositado
sobre la aguja después del ensayo de perforación de acuerdo con las
condiciones descritas anteriormente en el ejemplo 1 se evalúa en 0,6
\mug. La velocidad de expulsión se evalúa en
3 m/s.
3 m/s.
Ejemplo comparativo
3
Este contraejemplo ilustra la preparación de un
material multicapa a base de elastómeros de síntesis de tipo SEBS
pero cuyas características no están de acuerdo con a la doble
desigualdad (I) como se define de acuerdo con la presente
invención.
El material multicapa se realiza enteramente a
partir de disoluciones de SEBS en ciclohexano. Los diferentes baños
de elastómeros utilizados para realizar las capas L_{1} a L_{3}
son los siguientes:
- -
- Capas de barrera L_{1} y L_{3}: baño de elastómero compuesto por el 20% en peso (con respecto al extracto seco) de una mezcla de copolímero SEBS comercializado con la denominación comercial Kraton® G1652 por la compañía Kraton Polymers y de un aceite mineral (Primol® 352, compañía Esso) utilizado como agente plastificante en solución en ciclohexano. En esta mezcla las proporciones en masa de elastómero/agente plastificante son de 100:30.
- -
- Capa intermedia L_{2}: Baño de elastómero compuesto por el 20% en peso (con respecto al extracto seco) de una mezcla de copolímero SEBS comercializado con la denominación comercial Kraton® G1654 por la compañía Kraton Polymers y de un aceite material (Marcol® 82, compañía Esso) utilizado como agente plastificante en solución en ciclohexano. En esta mezcla las proporciones en masa de elastómero/agente plastificante son de 100:50. Este baño de elastómero contiene una dispersión de gotitas de sustancia activa (cloruro de benzalconio en solución en etilenglicol, en proporciones en masa de 1:9) estabilizada con un estabilizante particular orgánico que es un copolímero dibloque de polibutadieno-poli(oxido de etileno) a razón de 5 partes por 100 partes de solución de cloruro de benzalconio en etilenglicol.
En esta dispersión, el diámetro medio de las
gotitas (medido al microscopio óptico) es de 30 \mum. La fracción
de volumen de las gotitas \phiv es de 0,3 (con respecto al
extracto seco después de mezclarlo con el elastómero en solución en
ciclohexano).
De este modo se obtiene un material multicapa
compuesto por dos capas de barrera L_{1} y L_{3} idénticas
entre sí, de un grosor de 150 \mum cada una y por una capa
intermedia L_{2} de un grosor de 250 \mum, que contiene una
dispersión de gotitas de cloruro de benzalconio (los grosores se
miden en un comparador micrométrico).
El material multicapa preparado de este modo se
caracteriza a continuación de acuerdo con los métodos que se han
descrito anteriormente en el ejemplo 1.
Las características obtenidas se presentan en la
tabla III a continuación:
\vskip1.000000\baselineskip
Se obtiene por lo tanto un material cuyas
características intrínsecas no cumplen la doble desigualdad (I)
definida anteriormente ya que el producto
(\sigma_{2Tot}\cdote_{2}) de la capa intermedia L_{2} es
superior al de cada una de las capas de barrera L_{1} y
L_{3}.
\newpage
La cantidad de cloruro de benzalconio depositada
sobre la aguja después del ensayo de perforación de acuerdo con las
condiciones descritas anteriormente en el ejemplo 1 se evalúa en 0,1
\mug, lo que corresponde a una cantidad que es aproximadamente 10
veces inferior a la del ejemplo 1. La velocidad de expulsión se
evalúa en 1 m/s, lo que corresponde a una velocidad que es
aproximadamente 5 veces menor que la del ejemplo 1.
El conjunto de estos resultados demuestra que
los materiales de acuerdo con la invención, es decir los materiales
multicapa en los que las características intrínsecas de cada una de
las capas de acuerdo con la doble desigualdad (I) como se ha
definido anteriormente, presentan mejores prestaciones en lo que se
refiere a la cantidad de sustancia activa que entra en contacto con
una aguja en caso de perforación de dicho material, así como en lo
que se refiere a la velocidad a la que esta sustancia activa entra
en contacto con dicha aguja.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante únicamente es para comodidad del lector. Dicha lista no
forma parte del documento de patente Europea. Aunque se ha tenido
gran cuidado en la recopilación de las referencias, no se pueden
excluir errores u omisiones y la EPO rechaza toda responsabilidad a
este respecto.
- \bullet EP 0981573 A
- \bullet EP 981573 A
\bullet EP 771837 A
Claims (22)
1. Material elastómero multicapa que tiene al
menos dos capas de barrera externas L_{1} y L_{3}, que
presentan respectivamente una tensión de rotura \sigma_{1} y
\sigma_{3} y un grosor e_{1} y e_{3}, que encierran al
menos una capa intermedia L_{2} compuesta por una matriz de
elastómero que comprende al menos una dispersión de gotitas de al
menos una composición que contiene al menos una sustancia activa,
teniendo dicha capa intermedia L_{2} una tensión de rotura
\sigma_{2Tot} y un grosor e_{2}, caracterizado porque
el diámetro medio de dichas gotitas es superior o igual a 10 \mum
y porque dicho material cumple la siguiente doble desigualdad
(I):
desigualdad en la
que:
- -
- \sigma_{2Tot} representa la tensión de rotura del material elastómero cargado que constituye la capa L_{2},
- -
- \sigma_{1}, \sigma_{3}, e_{1}, e_{2} y e_{3} son como se han definido anteriormente.
2. Material de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizado porque el producto
(\sigma_{2Tot\cdot}e_{2}) responde a la siguiente doble
condición (II):
en la que \sigma_{1},
\sigma_{2Tot\cdot}e_{2}, \sigma_{3}, e_{1}, e_{2} y
e_{3} tienen los mismos significados que se han indicado en la
reivindicación
1.
3. Material de acuerdo con la reivindicación 1 ó
2, caracterizado porque las tensiones de rotura
\sigma_{1}, \sigma_{2} y \sigma_{3} de cada una de las
capas de dicho material, iguales o diferentes, varían entre 0,1 y
100 MPa.
4. Material de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los
grosores e_{1}, e_{2} y e_{3} de cada una de las capas de
dicho material, iguales o diferentes, varían entre 25 y 500
\mum.
5. Material de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diámetro
medio de dichas gotitas está comprendido entre 10 y 100 \mum.
6. Material de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
constante elástica del material que constituye la capa intermedia
L_{2} es superior a las de las capas de barrera L_{1} y L_{3}
(E_{1} y E_{2}) es decir E_{2} > máximo de (E_{1},
E_{3}).
7. Material de acuerdo con la reivindicación 6,
caracterizado porque las constantes elásticas de cada una de
las capas L_{1}, L_{2} y L_{3}, es decir respectivamente
E_{1}, E_{2} y E_{3}, están comprendidas entre 0,1 y 50 MPa;
siendo los valores de E_{1} y de E_{3} iguales o diferentes.
8. Material de acuerdo con la reivindicación 7,
caracterizado porque las constantes elásticas de las capas
L_{1} y L_{3}, iguales o diferentes, están comprendidas entre
0,1 y 10 MPa y porque la constante elástica de la capa L_{2} está
comprendida entre 0,5 y 50 MPa.
9. Material de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el o los
elastómeros que constituyen las capa de barrera externas L_{1} y
L_{3}, así como la capa intermedia L_{2}, se seleccionan entre
caucho natural, polibutadieno, poliisopreno, policloropreno,
poliuretano, copolímeros o polímeros acrílicos, elastómeros de
silicona, copolímeros SBR (Styrene Butadiene Rubber (Goma de
Estireno Butadieno)), SBS (Styrene Butadiene Styrene
(Estireno Butadieno Estireno)),
isobuteno-isopreno tales como caucho butilo, NBR
(Nitrile Butadiene Rubber (Goma de Nitrilo Butadieno)),
x-NBR (carboxylated Nitrile Butadiene Rubber (Goma
de Nitrilo Butadieno carboxilada)), SIS (Styrene Isoprene Styrene
(Estireno Isopreno Estireno)) o SEBS (Styrene Ethylene
Butylene Styrene (Estireno Etileno Butileno Estireno)) y su
mezclas.
10. Material de acuerdo con la reivindicación 9,
caracterizado porque dichos elastómeros se seleccionan entre
SIS (Styrene Isoprene Styrene (Estireno Isopreno Estireno)) y
SEBS (Styrene Ethylene Butylene Styrene (Estireno Etileno
Butileno Estireno)).
11. Material de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al
menos una de las capas de barrera L_{1} y L_{3} y/o la capa
intermedia L_{2} contiene además, uno o varios agente(s)
plastificante(s) o flexibilizante(s).
\newpage
12. Material de acuerdo con la reivindicación
11, caracterizado porque el o los agentes plastificantes
representan de 5 a 500 partes por 100 partes del elastómero que
constituye la capa en la que están presentes.
13. Material de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada
capa L_{1} o L_{3} es el resultado de la superposición de dos o
más subcapas de naturaleza química equivalente o no.
14. Material de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
sustancia química activa se selecciona entre agentes
anti-corrosión, lubricantes, marcadores químicos,
productos con cambio de fase, ralentizadores de partículas
energéticas (radiación), agentes que poseen poder desinfectante,
agentes odorizantes o hidratantes, colorantes detectores de cortes,
partículas metálicas y sus mezclas.
15. Material de acuerdo con la reivindicación
14, caracterizado porque la sustancia química activa se
selecciona entre biocidas, biguanidas, ftalaldehído, derivados
fenólicos, formol, tensioactivos no iónicos que tienen al menos una
secuencia de polioxietileno, hexamidina, compuestos yodados de
polivinilpirrolidona, tensioactivos no iónicos con actividad
viricida, bicromatos e hipocloritos de sodio y de potasio y sus
mezclas.
16. Material de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
composición en forma de gotitas contiene además uno o varios
diluyentes que permiten disolver dicha o dichas sustancias químicas
activas.
17. Material de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la
composición en forma de gotitas está en forma líquida, gelificada o
contiene partículas cristalinas.
18. Material de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa
intermedia L_{2} está formada por una superposición de dos o más
subcapas intermedias que comprenden cada una, una dispersión de
gotitas, siendo la naturaleza de las sustancias activas contenidas
en cada una de dichas subcapas igual o diferente de una subcapa a
otra.
19. Material de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque la capa
intermedia L_{2} está formada por una única capa que contiene una
dispersión de gotitas que contienen sustancias químicas activas
diferentes de una gotita a otra.
20. Material de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se
presenta en forma de guantes, de dediles, de preservativos, de
cintas o de vendas.
21. Utilización de al menos un material como se
ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, para
la fabricación de artículos de elastómero de protección.
22. Utilización de al menos un material como se
ha definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, para
la fabricación de guantes, de dediles, de preservativos, de cintas o
de vendas.
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