JP2016006183A - 感圧接着剤の適用のための両親媒性シリコーンコポリマー - Google Patents

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Abstract

【課題】経皮的な薬剤送達、創傷包帯剤、瘢痕包帯剤、および健康管理等に使用される医療用シリコーン感圧接着剤において、生体適合性で皮膚にやさしく、乾燥している時でも医療装置を身体にしっかりと接着させ、皮膚の発汗中のような湿潤条件下でも、皮膚に対する粘着性を失わない、医療用シリコーン感圧接着剤。
【解決手段】両親媒性コポリマーを含むシリコーン感圧接着剤組成物であって、両親媒性コポリマーは、ポリジメチル水素シロキサンまたはポリジメチルシロキサンベースのマクロイニシエーターに基づき、少なくとも１つの反応性の親水性または両親媒性のモノマー、オリゴマー、マクロマー、の組み合わせを用いて調製されるシリコーン感圧接着剤組成物。ポリ（ジメチルシロキサン）−ポリ（無水マレイン酸−ビニルエチルエーテル）（ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ）を含むシリコーン感圧接着剤組成物。
【選択図】なし

Description

シリコーン感圧接着剤は、経皮的な薬剤送達、創傷包帯剤、瘢痕包帯剤、および他の健康管理の適用において広く使用される。これらの接着剤は、一般に、シリケート樹脂とポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）流体との縮合産物、またはビニルおよび水素化物含有ＰＤＭＳとヒドロシリル化反応によって硬化したシリケート樹脂との反応性ブレンドである（非特許文献１）。これらの接着剤は、生体適合性で皮膚にやさしく、そして環境が乾燥しているときに医療装置を身体にしっかりと接着させる。しかしながら、皮膚の発汗中のような湿潤条件下では、疎水性シリコーン接着剤は、皮膚に対するその粘着性を失い、そのことは、包帯剤が時期尚早に身体からはずれることをもたらし得る。
水分の存在下での皮膚に対するこれらの接着剤の粘着性を改善する必要性がある。慣習的に、皮膚接着剤における湿潤環境下での粘着性は、感圧接着剤に水を吸収する充填剤（ｆｉｌｌｅｒ）（例えば、ヒドロコロイド）を添加することにより達成されている。ヒドロコロイド充填剤は、水分を吸収し、軟化し、湿潤粘着力（ｗｅｔ ｔａｃｋ）を提供し、それにより皮膚に対する粘着性をより長く改善する。しかしながら、このアプローチの不利な点は、硬い充填剤の存在に起因する接着剤の乾燥剥離強度（ｄｒｙ ｐｅｅｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ）および粘着力特性における低減である。さらに、上記充填剤の水に対する親和性に起因して、充填剤は溶解し、接着剤から浸出し、包帯剤の除去後に粘液性の残留物を皮膚上に残し得る。
湿潤環境下でのシリコーン接着剤の粘着性を改善、および以前のアプローチの欠点を克服するために、本アプローチは、適切な両親媒性シリコーンコポリマーをシリコーン感圧接着剤に添加することである。このような適用に適した理想的な両親媒性シリコーンコポリマーは、高い凝集力、高い透湿度（ＭＶＴＲ）、表面に対する高い感圧粘着性を有し、湿潤条件下であっても粘着性を維持するべきであり、構成要素を浸出すべきでもなく、残留物を残すべきでもない。市販の両親媒性シリコーンコポリマーは、一般に、グラフトポリ（エチレングリコール）に基づく。これらのコポリマーは、一般に、界面活性剤または消泡剤（ｄｅｆｏａｍｅｒ）として使用される低分子量液体である。このような低分子量コポリマーの添加は、湿潤条件下での表面移動に起因して接着剤性能に影響し得、粘着性の低減をもたらし得る。
いくつかの両親媒性シリコーンコポリマーは、文献に報告されている。最近、Ｇ．ＥｄｒｏｄｉおよびＪ．Ｐ．Ｋｅｎｎｅｄｙは、ポリ（エチレングリコール）（ＰＥＧ）とポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）との両親媒性コネットワークの合成を公開した（非特許文献２）。両親媒性コネットワークは、水およびヘキサン中での膨張を示し、両連続（ｂｉ−ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ）相を示した。
Ｙｉｌｄｉｚらは、ポリ（ビニルピロリドン）−ポリ（ジメチルシロキサン）−ポリ（ビニルピロリドン）のブロックコポリマーを合成した（非特許文献３）。彼らは、ジイソシアネート末端ＰＤＭＳを調製し、これは次に、過酸化ｔ−ブチルでエンドキャップされた。これは、Ｎ−ビニルピロリドン重合のためのマクロイニシエーターとして使用された。結果として生じるコポリマーは、ホモポリマーであるポリ（ビニルピロリドン）よりも低いガラス転移温度（Ｔｇ）を示した。
Ｇｒａｉｖｅｒらは、銅レドックス系の存在下でのビニル共重合のために反応部位としてアルデヒド官能性シリコーンを使用した（非特許文献４）。ポリメタクリル酸およびポリアクリル酸を含むいくつかのグラフトコポリマーおよびブロックコポリマーは、シリコーンポリマーに組み込まれた。これらの極性セグメントは、ｔ−ブチルエステルで置換されたポリアクリレートセグメントの熱分解によって形成された。
Ｙｉｌｇｏｒらは、ポリカプロラクトン−ＰＤＭＳのトリブロックコポリマー、およびポリ（２−エチル−２−オキサゾリン）−ＰＤＭＳを合成した（非特許文献５）。カプロラクトンに対してヒドロキシル末端ＰＤＭＳがマクロイニシエーターとして使用され、オキサゾリンコポリマーに対して塩化ベンジル末端ＰＤＭＳが使用された。約３０％〜約５０％のシリコーン含有量を有する、結果として生じるコポリマーは、プラスチック（例えば、ＰＥＴ、ＰＭＭＡ、およびポリウレタン）の表面張力を低減することが示された。
Ｙｉｌｄｉｚらは、ジアクリレート末端ＰＤＭＳを架橋剤として用いてポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）ヒドロゲルを合成した（非特許文献６）。結果として生じるヒドロゲルは、従来の架橋剤であるＮ，Ｎ’−メチレンビス−アクリルアミドと比較して、より高い圧縮弾性率を有することが見出された。これは、ネットワークにおけるＰＤＭＳセグメント間の疎水性相互作用によるものであった。
Ｄｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｌｉｔｅｒａｔｕｒｅ， Ｓｉｌｉｃｏｎｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ （２００２） Ｇ．Ｅｄｒｏｄｉ ａｎｄ Ｊ．Ｐ．Ｋｅｎｎｅｄｙ，Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ｐａｒｔ Ａ：Ｐｏｌｙｍ．Ｃｈｅｍ．，４３，４９５４−４９６３（２００５） Ｊ．Ｃ．Ｋｉｍ，Ｍ．Ｓｏｎｇ，Ｓ．Ｐａｒｋ，Ｅ．Ｌｅｅ，Ｍ．Ｒａｎｇ，ａｎｄ Ｈ．Ａｈｎ，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，８５，２２４４−２２５３（２００２） Ｄ．Ｇｒａｉｖｅｒ，Ｇ．Ｔ．Ｄｅｃｋｅｒ，Ｙ．Ｋｉｍ，Ｆ．Ｊ．Ｈａｍｉｌｔｏｎ，ａｎｄ Ｈ．Ｊ．Ｈａｒｗｏｏｄ，Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１，１０７−１２０（２００２） Ｉ．Ｙｉｌｇｏｒ，Ｗ．Ｐ．Ｓｔｅｃｋｌｅ，Ｅ．Ｙｉｌｇｏｒ，Ｒ．Ｇ．Ｆｒｅｅｌｉｎ，ａｎｄ Ｊ．Ｓ．Ｒｉｆｆｌｅ，Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ｐａｒｔ Ａ：Ｐｏｌｙｍ．Ｃｈｅｍ．，２７，３６７３−３６９０（１９８９） Ｙ．Ｙｉｌｄｉｚ，Ｎ．Ｕｙａｎｉｋ，ａｎｄ Ｃ．Ｅｒｂｉｌ，Ｊ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｃｉ．，Ｐａｒｔ Ａ：Ｐｕｒｅ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，４３，１０９１−１１０６（２００６）
発明の説明
本発明は、ポリジメチルシロキサンの１つまたはそれより多くの両親媒性コポリマーを含む感圧接着剤に関し、ここで上記コポリマーは、ポリジメチルシロキサンマクロイニシエーターまたはポリメチル水素シロキサンマクロイニシエーターと、少なくとも１つの反応性の親水性または両親媒性のモノマー、オリゴマー、マクロマー、およびそれらの組み合わせを用いて調製される。上記反応性の親水性または両親媒性のモノマーは、Ｎ−ビニルカプロラクタム、ビニルエステル、ビニルエーテル、不飽和の酸または無水物およびそれらの塩、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリルアミド、シアン酸エステル、ヒドロキシアルキルアクリルアミド、グリシジルエステル、グリシジルエーテル、アリルモノマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される。
上記反応性の親水性または両親媒性のオリゴマーおよびマクロマーは、ビニル、エポキシ、アリル、およびそれらの組み合わせから選択される反応性の基を有する、ポリアルキレンオキシド、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、多糖類、ポリペプチド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミドからなる群から選択される。
スキーム１は、ＰＤＭＳマクロイニシエーターを用いた両親媒性シリコーンブロックコポリマーについての合成スキームを示す。
スキーム２は、ＰＤＭＳマクロイニシエーターを用いた両親媒性シリコーングラフトコポリマーについての合成スキームを示す。
図１は、ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／１／１）ターポリマーの１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。 図２は、ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／２／２）ターポリマーの１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。 図３は、０．１４ｐｐｍで一致するＰＤＭＳシグナルを有すると判断されたＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／１／１）（栗色）、ＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／２／２）（シアン色）の１Ｈ ＮＭＲスペクトルを示す。 図４は、ＰＤＭＳ前駆体、ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／１／１）ターポリマーおよびＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／２／２）ターポリマーのＴＧＡを示す。 図５は、ＧａｎｔｒｅｚＴＭＡＮ−１６９（ＭＡ／ＶＭＥコポリマー）のＴＧＡを示す。 図６は、α，ω−水素化物末端ＰＤＭＳ前駆体（Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．からのＤＭＳ−Ｈ２５）のＤＳＣを示す。 図７は、ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／１／１）のＤＳＣを示す。 図８は、ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／２／２）のＤＳＣを示す。 図９は、ＧａｎｔｒｅｚＴＭＡＮ−１６９のＤＳＣを示す。 図１０は、ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥターポリマーおよびＰＤＭＳ開始物質のＦＴＩＲを示す。 図１１は、ＭＡ／ＶＭＥコポリマー（ＧａｎｔｒｅｚＴＭＡＮ−１６９）の参照ＦＴＩＲを示す。
マクロイニシエーターは、重合反応を開始することが可能な化合物であって、ここで上記化合物の分子量は、少なくとも２００ｇ／ｍｏｌである。
従って、本発明は、ポリ（ジメチルシロキサン）−ポリ（無水マレイン酸−ビニルエチルエーテル）（ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ）の１つまたはそれより多くの両親媒性コポリマーおよび一緒にブレンドされるシリコーンゲル接着剤を含む感圧接着剤を含む。
本発明は、ポリジメチルシロキサンの１つまたはそれより多くの両親媒性コポリマーを含む感圧接着剤を有する医療装置をさらに含み、ここで上記コポリマーは、ポリジメチルシロキサンマクロイニシエーターまたはポリメチル水素シロキサンマクロイニシエーター、および少なくとも１つの反応性の親水性または両親媒性のモノマーまたはオリゴマーまたはマクロマーを用いて調製される。このような接着剤が応用可能である医療装置の例としては、ストーマ装置、創傷管理装置、皮膚ケアおよび失禁ケア、ならびに注入装置が挙げられる。
ポリジメチルシロキサン−ポリ（無水マレイン酸−ａｌｔ−ビニルエチルエーテル）（ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ）の合成：
ターポリマーの合成は、Ｃｒｉｖｅｌｌｏら（Ｊ．Ｖ．Ｃｒｉｖｅｌｌｏ，Ｄ．Ａ．Ｃｏｎｌｏｎ，ａｎｄ Ｊ．Ｌ．Ｌｅｅ，Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ｐａｒｔ Ａ：Ｐｏｌｙｍ．Ｃｈｅｍ．，２４，１１９７−１２１５（１９８６））によって記載される手順に従って、ＰＤＭＳマクロイニシエーターを用いる、無水マレイン酸とビニルエチルエーテルとの共重合（ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ）に基づいた（スキーム１）。本発明の独特さは、親水性の基をシロキサンポリマーへと組み込むことを含み、このシロキサンポリマーは、驚くべきことに、望ましい引きはがし粘着力、水分管理、および生体適合性を有する感圧接着剤に適しているポリマー添加剤をもたらす。
Ｇｅｌｅｓｔ，Ｉｎｃ．からの反応性シリコーンであるα，ω−水素化物末端ポリジメチルシロキサン（ＤＭＳ−Ｈ２５）を前駆体として使用し、マクロイニシエーターを調製した。このポリマーは、１７，２００ｇ／ｍｏｌの分子量および約０．０１ｍｏｌ％のＳｉ−Ｈ基を有することが記載されている。
手短に言えば、Ｋａｒｓｔｅｄｔ触媒の存在下で、ビス（ジメチルビニルシリル）ベンゾピナコレートをα，ω−水素化物末端ＰＤＭＳ前駆体と反応させることによって上記マクロイニシエーターを調製した。ターポリマー合成については、パドルスターラー（ｐａｄｄｌｅ ｓｔｉｒｒｅｒ）、還流凝縮器および窒素入口を備えた２５０ｍＬのフラスコにおいて、約２．０ｇのポリジメチルシロキサンマクロイニシエーターを、１５０ｍＬの乾燥トルエン中の等モル比の無水マレイン酸およびビニルエチルエーテルと混合した。合成された上記マクロイニシエーター対コモノマーのモル比（ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ）は、２／１／１および２／２／２であった。温度を８０℃まで上げることによって重合を開始し、５時間反応を続けた。反応の終わりに、メタノールを用いてターポリマーを沈殿させ、減圧下で室温にて乾燥させた。重合収率は、両方の組成物において約９５％であった。スキーム１にはトリブロック構造を示すが、混合物中にジブロックおよびマルチブロックも存在することが予想されることに注意すべきである。
スキーム１ シリコーンブロックコポリマー合成
参考文献：Ｊ．Ｖ．Ｃｒｉｖｅｌｌｏ，Ｄ．Ａ．Ｃｏｎｌｏｎ，ａｎｄ Ｊ．Ｌ．Ｌｅｅ，Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．Ｐａｒｔ Ａ：Ｐｏｌｙｍ Ｃｈｅｍ．，１１９７−１２１５（１９８６）
Figure 2016006183
スキームＩＩ シリコーングラフトコポリマー合成
ＰＤＭＳ−水素化物を、シクロヘキセンオキシド（ここで例として示す）、グリシジルメチルエーテルなどのようなオキシラン含有化合物と反応させて、両親媒性ＰＤＭＳコポリマーを合成する。
Figure 2016006183
スキームＩを用いた実施例
ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥターポリマーの特徴づけ
溶解性調査を、重水素化メタノール、２−プロパノール、およびトルエンにおいて実施した。２−プロパノール、および重水素化メタノール中では、ターポリマーは部分的な溶解性を示したが、主に懸濁物として残留し、トルエン中では、ターポリマーは不溶性であった。しかし、トルエン／２−プロパノール（１：１の比）混合物中で、ターポリマーは完全に溶解し、ターポリマーにおける極性鎖セグメントおよび非極性鎖セグメントの両方の存在を示した。ターポリマーサンプルは、希釈したアルカリ溶液に浸されたときにいくらかの膨張を示した。
サンプルＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／１／１）およびＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／２／２）を１Ｈ ＮＭＲによって分析した。ターポリマーを、分析のために、重水素化していない２−プロパノールおよびトルエン−ｄ８の５０：５０ｖ／ｖ混合物中の混合物中に溶解させた。
熱重量分析（ＴＧＡ）をコポリマーサンプルおよびα，ω−水素化物末端ＰＤＭＳ前駆体（ＤＭＳ−Ｈ２５）に対して実施した。あらゆる揮発性画分の存在、ならびにターポリマー系の分解挙動を分析した。全てのサンプルを、２ｍｇ〜１２ｍｇの範囲のサンプル重量を用いて、大気中で１０℃／分にて３０℃〜９００℃まで行った。
示差走査熱分析（ＤＳＣ）−ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥサンプルを、試験の前に減圧オーブンにおいて一晩乾燥させた。実施されるＤＳＣの温度範囲におけるこれらのサンプルで、ＴＧＡにて観測された４％〜１０％の重量減少に起因して、これを行った。サンプルを、ハーメチックパンにおいて、デュアルヒート（ｄｕａｌ ｈｅａｔ）ＤＳＣによって、１０℃／分にて９０℃から２００℃まで分析した。
上記サンプルを、減衰全反射（ＡＴＲ）モードでのフーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光法によって試験した。
スキームＩＩを用いた実施例
ポリ（メチル水素シロキサン）−コ−ＰＤＭＳ−ｇ−ポリ（シクロヘキセンオキシド）（ＰＭＤＳ−ｇ−ＣＨＯ）およびポリ（メチル水素シロキサン）−コ−ＰＤＭＳ−ｇ−ポリ（グリシジルメチルエーテル）（ＰＭＤＳ−ｇ−ＣＨＯ）の合成
ポリ（メチル水素シロキサン）上へのシクロヘキセンオキシドのグラフト重合
ポリ（メチルシロキサン）上へのシクロヘキセンオキシドまたはグリシジルメチルエーテルのグラフト重合をトルエン中で実施した。モノマーおよび溶媒の両方を、水素化カルシウムで乾燥させた。マグネチックスターラーおよび還流凝縮器を備えた乾燥した２５０ｍＬのフラスコに、５０ｍＬの乾燥トルエン、１２ｇ（０．１２ｍｏｌ）のシクロヘキセンオキシドまたはグリシジルメチルエーテル、および８．０ｇのメチルヒドロシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー（ＧｅｌｅｓｔからのＨＭＳ−０６４；分子量５５０００〜６５０００、Ｓｉ−Ｈ：５ｍｏｌ％〜７ｍｏｌ％）を窒素雰囲気下で導入した。溶解後、０．６２７ｇのＡｓｈｂｙ触媒を添加した。反応物を２５℃にて約１２時間静置した。この時間の終わりに、グラフトコポリマーを、メタノールで沈殿させ、減圧下で室温にて乾燥させた。
表１は、反応スキームＩＩによって合成されたＰＤＭＳブロックコポリマーおよびＰＤＭＳグラフトコポリマーの特徴づけの結果を示す。粘着性であるように思われるＰＤＭＳ／ＧＭＥグラフトコポリマーを除き、全ての他のコポリマーは、非粘着性であった。
Figure 2016006183
ＰＤＭＳ／ＶＥＥ／ＭＡターポリマーの特徴づけ
図１および２は、ターポリマーについてのＮＭＲスペクトルを示す。２つのターポリマーサンプルは、同様のシグナルを示した。４．８９ｐｐｍ、３．９２ｐｐｍ、および１．１３ｐｐｍでの大きいシグナルは、２−プロパノール溶媒に起因する。７．０８ｐｐｍ、６．９８ｐｐｍ、および２．１２ｐｐｍでのシグナルは、トルエン−ｄ８溶媒に起因する。０．１４ｐｐｍでの鋭いシグナルは、サンプル材料からのＰＤＭＳに起因する。無水マレイン酸およびビニルエチルエーテルの交互コポリマーのソフトウェア予測は、１．１ｐｐｍ、１．６ｐｐｍでのシグナル、および３．３ｐｐｍと３．４ｐｐｍとの間の３つのシグナルを予測している。１．１ｐｐｍに存在するあらゆるシグナルは、より極めて大きな２−プロパノールのシグナルによって不明瞭である。１．６ｐｐｍで予測されたシグナルもまた観測されず、それが予測より高磁場へシフトしている場合は溶媒によって不明瞭であり得る。シグナルは３．６２ｐｐｍおよび３．５０ｐｐｍで観測され、ＭＡ／ＶＥＥ単位に対応するようである。３番目のシグナル、およびことによると４番目のシグナルを表す３．２ｐｐｍ周辺にブロードシグナルがある。図３は、２つのスペクトルを重ね合わせたもの（ｏｖｅｒｌａｙ）を示し、サンプルＰＤＭＳシグナル強度が等価であると判断される。この図において、３．６２ｐｐｍと３．２ｐｐｍとの間のシグナルが、ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／２／２）ターポリマーよりもＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／１／１）ターポリマーにおいて高いことがはっきりと示され、このことは、決められたターポリマー比に基づく予想と一致する。これらのサンプルにおけるＭＡ／ＶＥＥが、無水マレイン酸およびビニルエチルエーテルの交互コポリマーであると仮定する場合、３．６２ｐｐｍ、３．５０ｐｐｍ、および３．２ｐｐｍでの３つのシグナルは、コポリマー由来の５個のプロトンと一致し、ＭＡ／ＶＥＥ対ＰＤＭＳの比が計算され得る。これらの計算の結果を表２に示す。
Figure 2016006183
 図１ ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／１／１）ターポリマーの１Ｈ ＮＭＲスペクトル
Figure 2016006183
 図２ ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／２／２）ターポリマーの１Ｈ ＮＭＲスペクトル
Figure 2016006183
 図３ ０．１４ｐｐｍで一致するＰＤＭＳシグナルを有すると判断されたＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／１／１）（栗色）、ＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／２／２）（シアン色）の１Ｈ ＮＭＲスペクトル
Figure 2016006183
α，ω−水素化物末端ＰＤＭＳ前駆体のＴＧＡを、コポリマーサンプルと一緒に図４に示す。前駆体については、オリゴマー中の残留モノマーまたは残留溶媒におそらく起因する、約３％を占める低温重量減少がある。およそ３３０℃に始まる主要な重量減少は、シリコーンポリマー骨格の分解に起因する。ＰＤＭＳからかなりの量の炭が残され、３回のＴＧＡの実施に関して平均して約３８％である。ターポリマー（２／１／１および２／２／２モル比）の両方は、４つのはっきりとした領域を示す−１つ目は５０℃まで、２つ目は１４０℃〜２５０℃、３つ目は２５０℃〜３２５℃、そして４つ目は３２５℃〜５５０℃である。最初の２つの領域は、おそらく、残留溶媒および残留モノマーに起因する。２つ目の重量減少の性質は、さほど明らかではないが、１１０℃の沸点を有する（合成に使用された）残留トルエン、１７５℃の沸点を有する残留オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、または２０２℃の沸点を有する残留無水マレイン酸に起因し得た。３つ目および４つ目の領域は、ターポリマー分解による。ターポリマー組成物は、約７％の炭が残留することを示し、これは、ニートのＰＤＭＳ前駆体と比較して低レベルのＰＤＭＳに起因することが予想される。
Figure 2016006183
 図４ ＰＤＭＳ前駆体、ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／１／１）ターポリマーおよびＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／２／２）ターポリマーのＴＧＡ
ポリジメチルシロキサンは、シリカの形成に起因して、大気中で炭をもたらすことが知られている。ほとんどの炭化水素ベースの化合物は、大気中で完全に酸化し、一切の残留物を残さない。これを実証するために、無水マレイン酸／ビニルメチルエーテルの市販のコポリマーであるＧａｎｔｒｅｚＴＭ ＡＮ−１６９（ＩＳＰ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を、同じ条件を使って分析した（図５を参照のこと）。予想されたように、このコポリマーは、一切の炭を示さなかった。コポリマーの分解プロフィールは、４つのはっきりとした領域を有するターポリマーのより低温の分解プロフィールと一致する。これは、ターポリマー系におけるビニルエーテルおよび無水マレイン酸のコモノマーの存在を示す。ターポリマー系の炭化水素部分の予想される炭化はないので、残留物の量は、ターポリマー中のＰＤＭＳの量に関連すると仮定される。ターポリマー中のＰＤＭＳの量を、ターポリマーとニートの前駆体との間の炭重量の比を得ることによって計算した。これらの計算に基づいてターポリマー中のＰＤＭＳの重量パーセントを計算すると、２０％未満であった（表２）。これは、反応器への初期投入量およびＮＭＲ分析から基づいて予想されたものよりもずいぶん低い。これらの相違は、炭化水素コモノマーの存在下でのシロキサン鎖の変えられた炭化メカニズムに起因し得る。
Figure 2016006183
 図５ 同様のコポリマーであるＧａｎｔｒｅｚＴＭＡＮ−１６９（ＭＡ／ＶＭＥコポリマー）のＴＧＡ
Figure 2016006183
１回目および２回目の実施からのＰＤＭＳ前駆体（ＧｅｌｅｓｔからのＤＭＳ−Ｈ２５）についてのＤＳＣデータを図６に示す。このデータは、１回目および２回目の加熱の両方において、ＰＤＭＳの融解温度による、およそ−４０℃での著しい吸熱を示す。図７および８は、２つのターポリマーＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／１／１および２／２／２モル比）のＤＳＣスキャンである。同じ領域（−４０℃）での吸熱は、ターポリマーにおいて見られ得、このことは、これらのターポリマー中のＰＤＭＳ晶子の存在を示す。各ターポリマー系はまた、１回目の加熱において、２回目の加熱において存在しない高温吸熱を示し、このことはＤＳＣにおける冷却サイクルの間に結晶化が起きていないことを示す。この吸熱は、前駆体において存在しないのでターポリマーのＭＡ／ＶＥＥセグメント由来であるが、Ｇａｎｔｒｅｚ ＡＮ−１６９（図９）においても見られる。両方のターポリマーサンプルは、１３５℃と１４５℃との間の弱いガラス転移の温度Ｔｇを示し、これは、ポリ（ＭＡ−ａｌｔ−ＶＥＥ）（８）について報告された１４６℃のＴｇよりも低い。これは、ターポリマーにおける少なくとも２つのはっきりとした相（ＰＤＭＳ相、および有機相）の存在を示す。図９は、供給業者の文献（ＩＳＰ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によると１５４℃のＴｇを有することが報告される、Ｇａｎｔｒｅｚ ＡＮ−１６９の１回目および２回目の加熱をそれぞれ示す。
Figure 2016006183
 図６ α，ω−水素化物末端ＰＤＭＳ前駆体（Ｇｅｌｅｓｔ Ｉｎｃ．からのＤＭＳ−Ｈ２５）のＤＳＣ
Figure 2016006183
 図７ ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／１／１）のＤＳＣ
Figure 2016006183
 図８ ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ（２／２／２）のＤＳＣ
Figure 2016006183
 図９ ＧａｎｔｒｅｚＴＭＡＮ−１６９のＤＳＣ
図１０は、ＰＤＭＳ前駆体（一番下の曲線）と重ね合わせたＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥターポリマーについてのＦＴＩＲスペクトルを示す。前駆体は、１２５８ｃｍ−１（Ｓｉ−ＣＨ３）、１０６７ｃｍ−１および１０１３ｃｍ−１（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ伸縮振動）、ならびに７９３ｃｍ−１（Ｓｉ−Ｃ伸縮およびＣＨ３横揺れ）でのＰＤＭＳについてのフィンガープリントバンドを示す。ターポリマーは、１８５６ｃｍ−１および１７８１ｃｍ−１でのはっきりとしたバンドを示し、これは無水物基によるものであり得る。図１１に提供される無水マレイン酸／ビニルメチルエーテル（ＩＳＰ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎからのＧａｎｔｒｅｚＴＭＡＮ−１６９）の参照スペクトルは、図１０におけるターポリマーサンプルに対して高い一致を示す。これは、コポリマーにおけるＰＤＭＳ部分およびＭＡ／ＶＥＥ部分の存在を確かにする。
Figure 2016006183
 図１０ ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥターポリマーおよびＰＤＭＳ開始物質のＦＴＩＲ
Figure 2016006183
 図１１ ＭＡ／ＶＭＥコポリマー（ＧａｎｔｒｅｚＴＭＡＮ−１６９）の参照ＦＴＩＲ
両親媒性シリコーンＰＳＡの特性：粘着性および透湿度（ＭＶＴＲ）
２０ｗｔ％の充填レベルでＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥターポリマーを従来のシリコーンゲル接着剤へと、ゲルを硬化する前にブレンドすることによって両親媒性シリコーン感圧接着剤を調製した。反応性ブレンドを、次に、Ｗｅｒｎｅｒ−Ｍａｔｈｉｓコーターを用いてポリウレタンフィルム上にコーティングし、１５０℃で３分間硬化させた。コーティングの厚みは約１０ミルであった。接着剤の透湿度（ＭＶＴＲ）を、直立カップ法（ｕｐｒｉｇｈｔ ｃｕｐ ｍｅｔｈｏｄ）ＡＳＴＭ Ｅ９６−００を用いて測定した。表３は、ニートのシリコーンゲル接着剤と比較した、粘着性および透湿度の変化（％）の概要を示
す。両親媒性コポリマー添加剤を有する組成物は、触ると粘着性であるので、依然として感圧接着剤であり、そしてＭＶＴＲは、ニートのシリコーンゲルと比較して約８００％の増加を示した。
Figure 2016006183
ポリマー骨格において熱分解性（ｔｈｅｒｍｏｌｙｚａｂｌｅ）ビス（シリルピナコレート）基を含有するポリジメチルシロキサンマクロイニシエーターに基づいて両親媒性シリコーンターポリマーを合成した。上記ターポリマーは、トルエン／２−プロパノール混合物中での溶解性を示したが、個々の溶媒では溶解性を示さず、このことは、共有結合性の疎水性および親水性のセグメントの存在を示した。さらに、アルカリ溶液中でのサンプルの穏やかな膨張は、さらに疎水性および親水性のドメインの存在を支持する。ＰＤＭＳ構成要素およびＭＡ／ＶＥＥ構成要素の両方の存在を、ＮＭＲ、ＴＧＡ、ＤＳＣ、およびＦＴＩＲによって確かめた。これらの両親媒性ターポリマーをシリコーン感圧ゲル接着剤にブレンドすることは、透湿度の増加をもたらしたが、剥離強度もまた著しく低減した。湿潤条件下での粘着性は、接着剤除去の際に残留物を伴わない著しい改善を示し、このことは、ターポリマーが水分中で可溶化されないことを示した。
これは、両親媒性シリコーンターポリマーが、透湿度（ＭＶＴＲ）の実証された増加を伴って、感圧接着剤の適用のために合成された初めてのことであると発明者らは考える。疎水性ポリマーにブレンドすることにより、当業者はＭＶＴＲの同様の増加を達成し得るが、現在のアプローチは、２つの理由で優れている：１）低充填レベルの、接着剤中の両親媒性コポリマーで、ＭＶＴＲの相当な増加を達成することが可能であり、そして；２）両親媒性コポリマーが、水分の存在下で接着剤から浸出しない。さらに、加水分解性モノマー（例えば、無水マレイン酸）の選択は、湿潤条件下での皮膚への粘着性を改善する。

Claims (5)

  1. ポリジメチルシロキサンの１つまたはそれより多くの両親媒性コポリマーを含む感圧接着剤であって、ここで該コポリマーは、ポリジメチルシロキサンマクロイニシエーターまたはポリメチル水素シロキサンマクロイニシエーターと、少なくとも１つの反応性の親水性または両親媒性のモノマー、オリゴマー、マクロマー、およびそれらの組み合わせを用いて調製される、感圧接着剤。
  2. 前記反応性の親水性または両親媒性のモノマーが、Ｎ−ビニルカプロラクタム、ビニルエステル、ビニルエーテル、不飽和の酸または無水物およびそれらの塩、アクリレート、メタクリレート、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−アルキルアクリルアミド、シアン酸エステル、ヒドロキシアルキルアクリルアミド、グリシジルエステル、グリシジルエーテル、アリルモノマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の感圧接着剤。
  3. 前記反応性の親水性または両親媒性のオリゴマーおよびマクロマーが、ビニル、エポキシ、アリル、およびそれらの組み合わせから選択される反応性の基を有する、ポリアルキレンオキシド、ポリエーテル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、多糖類、ポリペプチド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリルアミドからなる群から選択される、請求項１に記載の感圧接着剤。
  4. ポリ（ジメチルシロキサン）−ポリ（無水マレイン酸−ビニルエチルエーテル）（ＰＤＭＳ／ＭＡ／ＶＥＥ）の１つまたはそれより多くの両親媒性コポリマーおよび一緒にブレンドされるシリコーンゲル接着剤を含む、請求項１に記載の感圧接着剤。
  5. ポリジメチルシロキサンの１つまたはそれより多くの両親媒性コポリマーを含む感圧接着剤を含む医療装置であって、ここで該コポリマーは、ポリジメチルシロキサンマクロイニシエーターまたはポリメチル水素シロキサンマクロイニシエーター、および少なくとも１つの反応性の親水性または両親媒性のモノマーまたはオリゴマーまたはマクロマーを用いて調製される、医療装置。
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