JP2017528550A - フッ素化コポリマーを含む形状適合性コーティング組成物 - Google Patents
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Abstract
フッ素化モノマーが共重合したモノマー単位を含む(メタ)アクリレートコポリマーと、溶解度パラメータが4.9〜12.5(cal/cm3)1/2の揮発性溶媒とを含む、形状適合性コーティング組成物が記載されている。いくつかの実施形態において、フッ素化モノマーのTgは30℃未満である。いくつかの実施形態において、乾燥させたコーティングはブロッキングを呈さず、伸長率100%において75%以下の損傷率を呈する。また、本明細書に記載のコーティング組成物を乾燥させたコーティング組成物を含む形状適合性フィルム、基材上に形状適合性フィルムの層を備える物品、並びにフッ素化モノマー、シランモノマー、及び1種以上のTgが50℃以上のモノマーが共重合した単位を含むコポリマーも記載されている。
Description
本開示は、コポリマー及び溶媒を含む形状適合性コーティング組成物、並びにこの組成物から調製され、医療用途におけるバリアフィルムとして有用なコーティングに関する。
様々な形状適合性コーティング組成物が、液体絆創膏としての用途に好適であると説明されてきたが、乾燥させたコーティングのブロッキングが軽減されている、及び/又は乾燥させたコーティングを伸長させた際の損傷が軽減されている等の改善された特性を有する組成物があれば、業界において利点が見いだされるであろう。
一実施形態において、Tgが30℃未満のフッ素化モノマーが共重合したモノマー単位を含む(メタ)アクリレートコポリマーと、溶解度パラメータが4.9〜12.5(cal/cm3)1/2の揮発性溶媒とを含む、形状適合性コーティング組成物について説明する。いくつかの実施形態において、フッ素化モノマーのTgは20℃未満又は10℃未満又は0℃未満である。いくつかの実施形態において、フッ素化モノマーは、フルオロアルキル基及びアクリレート基を含む。
他の一実施形態において、形状適合性コーティング組成物は、i)少なくとも1つのフッ素化モノマーと、ii)少なくとも1つの、Tgが20℃以上のモノマーと、iii)Tgが10℃未満のシランモノマーとが共重合したモノマー単位を含む(メタ)アクリレートコポリマーと、溶解度パラメータが4.9〜12.5(cal/cm3)1/2の揮発性溶媒と、を含む。乾燥させたコーティングはブロッキングを呈さず、伸長率100%において75%以下の損傷率を呈する。
また、本明細書に記載のコーティング組成物を乾燥させたコーティング組成物を含む形状適合性フィルム、並びに、基材上に形状適合性フィルムの層を備える物品についても説明する。
また、一般式:
〜[Mfluor]v−[Msilane]w−[MhighTg]y〜
[式中、
vは5〜60重量%の、1つ以上の、Tgが20℃未満のフッ素化モノマーであり、
wは15〜90重量%の1つ以上のシランモノマーであり、かつ
yは15〜80重量%の、1つ以上の、Tgが50℃以上のモノマーである]を有するコポリマーについても説明する。
〜[Mfluor]v−[Msilane]w−[MhighTg]y〜
[式中、
vは5〜60重量%の、1つ以上の、Tgが20℃未満のフッ素化モノマーであり、
wは15〜90重量%の1つ以上のシランモノマーであり、かつ
yは15〜80重量%の、1つ以上の、Tgが50℃以上のモノマーである]を有するコポリマーについても説明する。
「アルキル」とは、直鎖状又は分枝状、環状又は非環状の飽和の一価の炭化水素を意味し、例えば、メチル、エチル、1−プロピル、2−プロピル、ペンチル、ドデシル等がある。
「アルキレン」とは、直鎖状又は分枝状の不飽和の二価の炭化水素を意味し、例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、2−メチルプロピレン、ペンチレン、ヘキシレン、ドデシレン等がある。
「アリール」とは、一価の芳香族を意味し、例えば、フェニル、ナフチル等がある。
「アリーレン」とは、多価の芳香族を意味し、例えば、フェニレン、ナフタレン等がある。
本明細書で使用するとき、「(ヘテロ)ヒドロカルビル」は、ヒドロカルビルアルキル及びアリール基、並びにヘテロヒドロカルビルヘテロアルキル及びヘテロアリール基を含み、後者は、エーテル又はアミノ基等の1つ以上のカテナリー型(鎖中)ヘテロ原子を含む。ヘテロヒドロカルビルは、エステル官能基、アミド官能基、尿素官能基、ウレタン官能基、及びカーボネート官能基を含む1つ以上のカテナリー(鎖中)官能基を任意に含有してもよい。別途記載のない限り、非重合性(ヘテロ)ヒドロカルビル基は、典型的には、1〜60個の炭素原子を含有する。本明細書で使用されるヘテロヒドロカルビルのいくつかの例としては、上記の「アルキル」、「ヘテロアルキル」、「アリール」、及び「ヘテロアリール」について記載されたものに加えて、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、4−ジフェニルアミノブチル、2−(2’−フェノキシエトキシ)エチル、3,6−ジオキサヘプチル、3,6−ジオキサヘキシル−6−フェニルが挙げられるが、これらに限定されない。
形状適合性コーティング組成物は、(メタ)アクリレートコポリマーを含む。(メタ)アクリレートコポリマーは、少なくとも1つのフッ素化モノマー[Mfluor]が共重合したモノマー単位を含む。
フッ素化モノマーは、典型的には、フルオロアルキル基又はペルフルオロアルキル基を含む。用語「フルオロアルキル基」は、C−H結合の一部又は全てがC−F結合によって置換されたアルキル基を指す。用語「ペルフルオロアルキル基」は、全てのC−H結合がC−Fによって置換されたアルキル基、並びに末端フッ素原子の代わりに存在する1つの水素を有する基を含む。ペルフルオロアルキル基のいくつかの実施形態において、少なくとも1つの水素が存在する場合、ペルフルオロアルキル基は、少なくとも1つのジフルオロメチル基を含む。好適なペルフルオロアルキル基は、2〜12個(すなわち、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、又は12個)の炭素原子を含む。
いくつかの実施形態において、ペルフルオロアルキル基は、ペルフルオロ−n−ヘキシル、ペルフルオロ−n−ペンチル、ペルフルオロイソペンチル、ペルフルオロ−n−ブチル、ペルフルオロイソブチル、ペルフルオロ−sec−ブチル、ペルフルオロ−tert−ブチル、ペルフルオロ−n−プロピル、又はペルフルオロイソプロピルの場合のように、3〜6個の炭素原子を含む。
好適なフッ素化モノマーとしては、例えば、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,5−ノナフルオロペンチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,6−ウンデカフルオロヘキシル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,7−トリデカフルオロヘプチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−ペンタデカフルオロオクチル(メタ)アクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8−トリデカフルオロオクチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ノナデカフルオロデシル(メタ)アクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10−ヘプタデカフルオロデシル(メタ)アクリレート、2−トリフルオロメチル−3,3,3−トリフルオロプロピル(メタ)アクリレート、3−トリフルオロメチル−4,4,4−トリフルオロブチル(メタ)アクリレート、1−メチル−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、1−メチル−2,2,3,3,4,4,4−ヘプタフルオロブチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4−ヘキサフルオロシクロブチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロシクロペンチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−デカフルオロシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7−ドデカフルオロシクロヘプチル(メタ)アクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8−テトラデカフルオロシクロオクチル(メタ)アクリレート、2−トリフルオロメチルシクロブチル(メタ)アクリレート、3−トリフルオロメチルシクロブチル(メタ)アクリレート、2−トリフルオロメチルシクロペンチル(メタ)アクリレート、3−トリフルオロメチルシクロペンチル(メタ)アクリレート、2−トリフルオロメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、3−トリフルオロメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−トリフルオロメチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−トリフルオロメチルシクロヘプチル(メタ)アクリレート、3−トリフルオロメチルシクロヘプチル(メタ)アクリレート、及び4−トリフルオロメチルシクロヘプチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
フッ素化(メタ)アクリレートモノマーは、末端フルオロアルキル基と末端(メタ)アクリレート基との間にアルキレン連結基を含んでもよい。この実施形態において、フッ素化(メタ)アクリレートモノマーは、式:
Rf−L−(CH2)p−OC(O)C(R)=CH2
[式中、
Rfは前述のペルフルオロアルキル基であり、Rはメチル又はHであり、かつLは共有結合である]
を有する。
Rf−L−(CH2)p−OC(O)C(R)=CH2
[式中、
Rfは前述のペルフルオロアルキル基であり、Rはメチル又はHであり、かつLは共有結合である]
を有する。
他の実施形態において、Lは、酸素、窒素、及び/又は硫黄等の他の原子を含む、二価の結合基である。1つの代表的な連結基は−SO2N(R)−であり、式中、Rはメチル又はHである。
典型的な実施形態において、フッ素化モノマーは、フルオロアルキル基又はペルフルオロアルキル基及びアクリレート基を含む。アクリレート基を含むフッ素化モノマーは低Tgモノマーであることが多いのに対し、メタクリレート基を含むフッ素化モノマーは高Tgモノマーであることが多い。例えば、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレートホモポリマーのTgは−10℃であるのに対し、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレートホモポリマーのTgは69℃である。更にもう1つ例を挙げると、ヘキサフルオロイソプロピルアクリレートホモポリマーのTgは−23℃であるのに対し、ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレートホモポリマーのTgは40℃である。
(メタ)アクリレートコポリマーは、好ましくは、少なくとも1つのTgが30℃以下の低Tgフッ素化モノマーが共重合したモノマー単位を含む(すなわち、フッ素化モノマーのホモポリマーのTgは30℃以下である)。典型的な実施形態において、フッ素化モノマーのTgは、25℃、20℃、15℃、10℃、5℃、0℃、又は−5℃未満である。いくつかの実施形態において、フッ素化モノマーのTgは、2,2,2−トリフルオロエチルアクリレートの場合のように、少なくとも−25℃又は−20℃である。他の実施形態において、フッ素化モノマーのTgは、−25℃又は−20℃未満であり、典型的には、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルアクリレートの場合のように、少なくとも−100℃、−75℃、又は−50℃である。
いくつかの実施形態において、(メタ)アクリレートコポリマーは、2種以上の低Tgフッ素化モノマーが共重合したモノマー単位を含む。更に、(メタ)アクリレートコポリマーはまた、少なくとも1種のTgが30℃以下のフッ素化モノマー及び少なくとも1種のTgが30℃超のフッ素化(例えば、メタクリレート)モノマーから調製することもできる。
少なくとも1種の低Tgフッ素化モノマーを形状適合性コーティングの(メタ)アクリレートコポリマー中に含めることは、形状適合性コーティングのブロッキングを低減し、同時に、(乾燥させた)形状適合性コーティングを伸長させた際のフィルムの損傷を低減するのに有益である。
(メタ)アクリレートコポリマーは、典型的には、Tgが20℃未満のフッ素化モノマーが共重合したモノマー単位を少なくとも5、6、7、8、9、又は10重量%含む。(メタ)アクリレートコポリマーは、フッ素化モノマーが共重合したモノマー単位を最大50、45、又は40重量%含んでもよい。いくつかの実施形態において、(メタ)アクリレートコポリマーは、典型的には、Tgが20℃未満のフッ素化モノマーが共重合したモノマー単位を35、30、25、又は20重量%以下含む。
(メタ)アクリレートコポリマーは、Tgが50℃以上の高Tgモノマー、[MhighTg]、が共重合したモノマー単位を更に含む(すなわち、そのモノマーのホモポリマーのTgは50℃以上である)。いくつかの実施形態において、高TgモノマーのTgは、少なくとも60℃、70℃、80℃、90℃、又は100℃である。高Tgモノマーは、典型的には、Tgが175℃以下であり、いくつかの実施形態において、170℃、165℃、160℃、155℃、又は150℃以下である。いくつかの実施形態において、コポリマーは粘着性であり、高Tgモノマーの添加により、コポリマーのTg及び弾性率は上昇し、粘着性は低下する。好適な高Tgモノマーとしては、t−ブチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、s−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、フェニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、3,3,5−トリメチルシクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、N−オクチルアクリルアミド、及びプロピルメタクリレート又はこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態において、(メタ)アクリレートコポリマーは、直前に述べたように、非酸性高Tgモノマーが1つ以上共重合したモノマー単位を含む。(メタ)アクリレートコポリマーは、酸官能性高Tgモノマーを含まなくてもよい。
他の実施形態において、(メタ)アクリレートコポリマーは、少なくとも1種の酸官能性高Tgモノマーを含み、酸官能基は、それ自体が酸、例えばカルボン酸であってもよく、又は一部分がその塩、例えばカルボン酸アルカリ金属塩であってもよい。有用な酸官能性モノマーとしては、エチレン性不飽和カルボン酸、エチレン性不飽和スルホン酸、エチレン性不飽和ホスホン酸、及びこれらの混合物から選択されるものが挙げられるが、これらに限定されない。このような化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、マレイン酸、オレイン酸、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、2−スルホエチルメタクリレート、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルホスホン酸、及びこれらの混合物から選択されるものが挙げられる。
コポリマー中に酸官能性モノマーが存在すると、イオン架橋(水素結合)によって、物理的一体性(physical integrity)及び弾性を増強することができる。酸官能性モノマーはまた、カルボン酸の酸性により、シアノアクリレートを安定化することもできる。
これらの入手のしやすさから、酸官能性コポリマーの酸官能性モノマーは、通常、アクリル酸及びメタクリル酸等のエチレン性不飽和カルボン酸から選択される。更により強い酸を所望の場合、酸性モノマーとしては、エチレン性不飽和スルホン酸及びエチレン性不飽和ホスホン酸が挙げられる。
(メタ)アクリレートコポリマーは、典型的には、高Tgモノマーが共重合したモノマー単位を少なくとも5、10、又は15重量%含む。(メタ)アクリレートコポリマーは、高Tgモノマーが共重合したモノマー単位を最大80、70、60、50又は40重量%含んでもよい。いくつかの実施形態において、(メタ)アクリレートコポリマーは、高Tgモノマーが共重合したモノマー単位を30重量%以下含む。
いくつかの実施形態において、(メタ)アクリレートコポリマーは、2種以上の高Tgモノマーが共重合したモノマー単位を含む。いくつかの実施形態において、典型的にはTgが異なる、2種の異なる非酸性Tgモノマーを使用してもよい。例えば、酸官能性モノマーは、非酸性高Tgモノマーと組み合わせて使用してもよい。この後者の実施形態において、(メタ)アクリレートコポリマーは、酸官能性モノマーを少なくとも0.1、0.5、又は0.1重量%、最大5、6、7、8、9、又は10重量%の範囲まで含んでもよい。
(メタ)アクリレートコポリマーは、シランモノマー[MSilane]が共重合したモノマー単位を含む。シランモノマーのTgは50℃未満又は40℃未満であり、いくつかの実施形態においては、30℃未満、20℃未満、又は10℃未満である。
いくつかの実施形態において、シランモノマーは、式:
A−R8−[Si−(R9)3]q
[式中、
Aは、ビニル、アリル、ビニルオキシ、アリルオキシ、及び(メタ)アクリロイルを含むエチレン性不飽和重合性基、好ましくは、(メタ)アクリレートであり、
R8は共有結合又は二価の(ヘテロ)ヒドロカルビル基であり、qは少なくとも1、好ましくは1より大きく、より好ましくは3であり、
R9は一価のアルキル、アリール、又はトリアルキルシリルオキシ基であり、qは1、2、又は3、好ましくは1である]を有する。
A−R8−[Si−(R9)3]q
[式中、
Aは、ビニル、アリル、ビニルオキシ、アリルオキシ、及び(メタ)アクリロイルを含むエチレン性不飽和重合性基、好ましくは、(メタ)アクリレートであり、
R8は共有結合又は二価の(ヘテロ)ヒドロカルビル基であり、qは少なくとも1、好ましくは1より大きく、より好ましくは3であり、
R9は一価のアルキル、アリール、又はトリアルキルシリルオキシ基であり、qは1、2、又は3、好ましくは1である]を有する。
一実施形態において、R8は、約1〜20個の炭素原子の二価の又は多価の炭化水素架橋基であり、−O−、−C(O)−、−S−、−SO2−、及び−NR1−基(並びに−C(O)−O−等のこれらの組み合わせ)[式中、R1は、水素、又はC1〜C4のアルキル基である]からなる群から選択される1〜5個の部分を任意に主鎖に含む、アルキレン及びアリーレン並びにこれらの組み合わせを含む。好ましくは、R8は二価のアルキレンである。
有用なシランモノマーとしては、例えば、3−(メタクリロイルオキシ)プロピルトリメチルシラン、3−アクリルオキシプロピルトリメチルシラン、3−アクリロイルオキシプロピルトリエチルシラン、3−(メタクリロイルオキシ)プロピルトリエチルシラン、3−(メタクリロイルオキシ)プロピルメチルジメチルシラン、3−(アクリロイルオキシプロピル)メチルジメチルシラン、3−(メタクリロイルオキシ)−プロピルジメチルエチルシラン、3−(メタクリロイルオキシ)プロピルジエチルエチルシラン、ビニルジメチルエチルシラン、ビニルメチルジエチルシラン、ビニルトリエチルシラン、ビニルトリイソプロピルシラン、ビニルトリメチルシラン、ビニルトリフェニルシラン、ビニルトリ−t−ブチルシラン、ビニルトリス−イソブチルシラン、ビニルトリイソプロペニルシラン、ビニルトリス(2−メチルエチル)シラン、3−[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルメタクリレート、及びこれらの混合物が挙げられる。
他の有用な実施形態において、シラン官能性モノマーは、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願公開第2007/0054133号(Shermanら)及び同第2013/0224373号(Jariwalaら)に開示されたもののようなシラン官能性マクロマーから選択されてもよい。シランマクロモノマーの調製及びその後のビニルモノマーとの共重合は、いくつかの文献、Y.Yamashitaら,Polymer J.14,913(1982)、ACS Polymer Preprints 25(1),245(1984)、Makromol.Chem.185,9(1984)、並びに米国特許第3,786,116号及び同第3,842,059(Milkovichら)に記載されている。このマクロモノマー調製法は、制御された分子量のリビングポリマーを形成するための、ヘキサメチルシクロトリシロキサンモノマーのアニオン重合を伴い、停止反応は、重合可能なビニル基を含有するクロロシラン化合物を介して行われる。一官能性シロキサンマクロモノマーと、メチルメタクリレート又はスチレン等のビニルモノマーとのフリーラジカル共重合により、明確に規定された構造の、すなわち、グラフト化シロキサン分枝の長さ及び数が制御された、シロキサングラフト化コポリマーが提供される。このようなマクロマーとしては、ポリ(3−メタクリロイルオキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン(TRIS)−コ−メチルメタクリレート−コ−イソオクチルアクリレートが挙げられる。
(メタ)アクリレートコポリマーは、典型的には、シランモノマーが共重合したモノマー単位を少なくとも5、10、又は15重量%含む。(メタ)アクリレートコポリマーは、シランモノマーが共重合したモノマー単位を最大90、80、70、又は60重量%含んでもよい。いくつかの実施形態において、(メタ)アクリレートコポリマーは、共重合したシランモノマー単位を少なくとも40重量%含む。
(メタ)アクリレートコポリマーは、任意に、ペンダント結晶性基を有するモノマーが共重合した単位を含んでもよい。そのようなモノマーは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第61/950284号に記載されており、これらはまた、乾燥させたコーティングのブロッキングの低減及び/又は乾燥させたコーティングを伸長させた際の損傷の低減にも寄与し得る。「結晶性」とは、示差走査熱量測定法(DSC)によって組成物を測定したとき、モノマーが30℃以上の結晶融点を呈することを意図したもので、コポリマーのTmは、好ましくは20℃以上である。測定された吸熱のピーク温度を、結晶融点とする。結晶相は、コポリマーが構造を担う複数の格子を含み、その構造では、隣接する結晶性モノマーの化学部分間に高度に規則的な配置が観察される。格子内の充填構造(最密配置)は、その化学的見地及び幾何学的見地の両方において高度に規則的である。一般に、モノマー自体のTmは30℃を超えるが、コポリマー中に組込まれるとTmが低下する場合があり、それでも、コポリマーの呈するTmは好ましくは20℃超である。
好適な結晶性ポリマー材料は、非第三級高級アルキルアルコールのアクリレートエステル又はメタクリレートエステルから誘導される、アクリレートポリマー又はメタクリレートポリマーである。これらのアルコールのアルキル基は、少なくとも約18、好適には約24〜36個の炭素原子を含有する。したがって、本発明の好適な結晶性ポリマー材料としては、ポリ(ドデシルアクリレート)、ポリ(イソトリデシルアクリレート)、ポリ(n−テトラデシルアクリレート)、ポリ(n−ヘキサデシルアクリレート)、ポリ(n−ヘキサデシルメタクリレート)、ポリ(n−オクタデシルアクリレート)、ポリ(ベヘニルアクリレート)、ポリ(エイコサニルアクリレート)、及びこれらの混合物が挙げられる。これらのうち、ポリ(n−オクタデシルアクリレート)、ポリ(ベヘニルアクリレート)、及びこれらの混合物又はコポリマーが好ましい。DSCによって測定すると、ポリ(オクタデシルアクリレート)の融点は約42℃〜約49℃の範囲にあり、融解エンタルピーは約77ジュール/gであり、ポリ(ベヘニルアクリレート)の融点は約62℃〜約72℃の範囲にあり、融解エンタルピーは約105ジュール/gである。これらの結晶性ポリマーは、それぞれの融解温度付近及びそれより高い温度での有機溶媒への溶解性により、特に好ましい。これによって、コポリマーの構成成分とは別に、連続的な結晶性構成成分の形成が容易になる。
(メタ)アクリレートコポリマーはまた、任意に、(メタ)アクリルアミド又はビニルモノマー等の、よりTgが低い(メタ)アクリレートモノマー又は他のフリーラジカル重合性モノマーを含んでもよい。このようなフリーラジカル反応性モノマーの例としては、tert−ブチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ブチルメタクリレート、酢酸ビニル、アクリロニトリル、スチレン、イソオクチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート等が挙げられるが、これらに限定されない。これらのモノマーの様々な組み合わせを使用することができる。
フッ素化モノマー、高Tgモノマー、シランモノマーは、任意のモノマーと共に、コポリマーのTgを−20℃以上又は−10℃以上又は0℃以上とするのに十分な量で使用する。Tgは典型的には、50℃以下、45℃以下、40℃以下、35℃以下、30℃以下、又は25℃以下である。いくつかの実施形態において、Tgは20℃以下又は15℃以下である。Tgは、フォックスの式:1/Tg=ΣWi/Tgiを適用することによって計算することができる、様々なモノマーの特定の組み合わせに対して算出されるTgを意味する。この式中、Tgは混合物のガラス転移温度、Wiは混合物中の構成成分iの重量分率、かつTgiは構成成分iのガラス転移温度であり、これらはホモポリマーとして重合されるときのものであり、かつ全てのガラス転移温度の単位はケルビン(K)である。
得られる(メタ)アクリレートコポリマーは、本明細書に記載のとおり、一般式:〜[Mfluor]v−[Msilane]w−[MhighTg]y〜で表すことができ、これはランダム又はブロックであってもよく、それぞれの下付き文字は、モノマー単位の重量%を表す。
(メタ)アクリレートコポリマーの重量平均分子量は、一般に30,000〜5,000,000g/モルである。コポリマーの重量平均分子量は、好ましくは、50,000g/モル超、75,000g/モル超、又は100,000g/モル超である。いくつかの実施形態において、コポリマーの重量平均分子量は、1,000,000g/モル以下である。
(メタ)アクリレートコポリマー成分は、典型的には架橋されていないが、これは少なくともその方が調製が容易であるからであり、架橋されたポリマーはゲル化する傾向にあり、乏しい弾性が問題となり得る低品質の不均一なコーティングをもたらす高粘度の溶液をもたらす。
(メタ)アクリレートコポリマーは、モノマーのラジカル重合、アニオン重合、又はカチオン重合によって合成してもよいが、より様々な使用可能なモノマーとの反応の容易さから、ラジカル重合による合成が好ましい。ラジカル重合の開始剤は、熱によってラジカルを発生させる熱開始剤、又は光によってラジカルを発生させる光開始剤であってもよい。
使用可能な熱開始剤の例としては、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサン−1−カルボニルニトリル)、及びジメチル−2,2’−アゾイソブチレート等のアゾ化合物、並びに、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、及びピバロイルt−ブチルペルオキシド等の過酸化物が挙げられる。使用可能な光開始剤の例としては、ベンゾインメチルエーテル及びベンゾインブチルエーテル等のベンゾインエーテル、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン及び2,2−ジエトキシアセトフェノン等のアセトフェノン誘導体、並びにジフェニル−2,4,6−トリメチルベンゾイルホスフィンオキシド、イソプロポキシ(フェニル)−2,4,6−トリメチルベンゾイルホスフィンオキシド、及びジメチルピバロイルホスホネート等のアシルホスフィンオキシド及びアシルホスホネート誘導体が挙げられる。
連鎖移動剤もまた、(メタ)アクリレートコポリマーの合成中に、ポリマーの分子量を調整するために使用してもよい。使用可能な連鎖移動剤は、ドデシルメルカプタン等のメルカプト化合物及び四臭化炭素等のハロゲン化合物である。
コーティング組成物は、揮発性溶媒を更に含む。組成物の粘度は1,000cps未満であり、溶解度パラメータは4.9〜12.5(cal/cm3)1/2である。一実施形態において、揮発性溶媒は、揮発性の直鎖及び環状シロキサン、揮発性のポリジメチルシロキサン、イソオクタン、オクタン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。溶媒は、全組成物の少なくとも40重量%である。組成物は組織に適用されることもあるので、溶媒は望ましくは揮発性かつ非刺激性である。一実施形態では、全組成物の少なくとも60重量%が溶媒である。一実施形態では、組成物はアンチブロッキング剤を更に含む。一実施形態では、粘度は100cps未満である。
一実施形態では、組成物は、重合性シアノアクリレートモノマー等の止血剤を更に含む。他の実施形態において、組成物は、重合性シアノアクリレートモノマーを含まない。他の止血剤としては、ミクロフィブリルコラーゲン、キトサン、ボーンワックス、オステン(ostene)、酸化セルロース及びトロンビンが挙げられる。
使用可能なシアノアクリレートモノマーとしては、アルキルシアノアクリレート、アリールシアノアクリレート、アルコキシアルキルシアノアクリレート等の容易に重合可能なα−シアノアクリレート、例えば、特にブチルシアノアクリレート及びn−ブチルシアノアクリレート、特にオクチルシアノアクリレート及び2−オクチルシアノアクリレート、エチルシアノアクリレート、メチルシアノアクリレート、n−ドデシルシアノアクリレート、フェニル2−シアノアクリレート、メトキシエチル2−シアノアクリレート等が挙げられる。組成物は、1つ以上の重合性シアノアクリレートモノマーで構成され得る。
シアノアクリレートモノマーは、存在する場合、コポリマーの量に対し、1:2〜2:1、好ましくは1.5:1〜1:1.5の量で使用される。一般に、シアノアクリレートが組成物の不揮発性部分の少なくとも5重量%で存在することで、系は良好な止血及び止リンパ液性能を示す。
シアノアクリレートが存在する場合、コーティング組成物は、望ましくは、有効量の安定剤を含有する(すなわち、22℃で少なくとも約1ヶ月間保管した場合にゲル化を実質的に呈することなく、しかし、同時に、実用的な速度で重合することが可能なコーティング組成物を提供する量)。安定剤の例は、アニオン重合阻害剤である。
好適なアニオン重合阻害剤は当業者には周知であり、二酸化硫黄、三酸化硫黄、一酸化窒素、及びフッ化水素等の酸性気体、芳香族スルホン酸及び脂肪族スルホン酸、並びに、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第3,836,377号(Delahunty)に開示の種類の有機スルトンが挙げられる。更に有用なものとしては、ホウ酸又はエステルキレート又は米国特許第4,182,823号(Schoenberg)に記載のもののような有機酸、米国特許第4,565,883号(Siegerら)に記載のもののようなスルホン酸のシリルエステル、及び米国特許第4,650,826号(Waniczekら)に記載の硫酸のビス−トリアルキルシリルエステル(参照により本明細書に組み込まれる)、並びに対応するリン酸及びホスホン酸のシリルエステルである。
液体材料又は配合物に添加することが可能な典型的なレオロジー添加剤としては、ヒュームドシリカ、ベントナイト及び他の粘土誘導体等がある。コーティングの滑り性、硬度、及びブロッキング性能を調整するうえで、充填剤も有用であり得る。ガラスビーズ等の大きな粒子を、コーティングのブロッキング性能を低減させるために使用することができる。
組成物は、繊維状強化材、並びに染料、顔料、及び顔料色素等の着色剤を更に含んでもよい。好適な繊維状強化材の例としては、その開示内容の全体が本明細書に組み込まれる米国特許第6,183,593号に記載の、PGAミクロフィブリル、コラーゲンミクロフィブリル等が挙げられる。米国特許第5,981,621号に記載されているような好適な着色剤の例としては、1−ヒドロキシ−4−[4−メチルフェニルアミノ]−9,10−アントラセンジオン(FD&C violet No.2)、6−ヒドロキシ−5−[(4−スルホフェニル)オキソ]−2−ナフタレンスルホン酸の二ナトリウム塩(FD&C Yellow No.6)、9−(o−カルボキシフェニル)−6−ヒドロキシ−2,4,5,7−テトラヨード−3H−キサンテン−3−オン、二ナトリウム塩、一水和物(FD&C Red No.3)等が挙げられる。
蛍光色素及び顔料の使用もまた、不可視光線下でコーティングを可視化することにより有用である。コーティングは、通常の照明下では澄明かつ透明であり、その部位を皮膚の変化について容易に視認して検査することができる。コーティングが完全であり、所望の領域を被覆していることを確認する手段として、蛍光によってコーティングを可視化するバックライトワンド又は懐中電灯の使用によってその部位を検査することができる。特に有用な炭化水素系可溶性蛍光色素の1つとして、2,5−ビス(5−tert−ブチル−2−ベンゾオキザゾリル)1−チオフェンがある。
使用者の具体的な要件に応じ、組成物は、1回使用又は複数回使用可能な、スプレー、ポンプ、スワブ、ロッド、滅菌ブラシ、スポンジ塗布器、又は薬用スポイト等の公知の手段によって塗布することができる。コーティング組成物は、通常、安定性を維持するため、使用前は密封される。
揮発性溶媒及びエラストマーから構成されるコーティング組成物は、コーティングとして形成される場合、皮膚、爪、組織、臓器及び粘膜、例えば、出血創傷、手術部位、皮膚潰瘍、切り傷、擦り傷、切開、単純疱疹、水疱、発疹、歯肉及び他の口腔表面の擦り剥け、痔核及び身体部分の擦り剥け、並びに他の粘膜の切開創及び創傷等を保護又は治療するうえで有用である。コーティングはまた、外科用接着剤として使用することもできる。形状適合性コーティング組成物から形成されたコーティングは、エラストマーの溶媒溶液又は分散液を含む。
皮膚又は粘膜の被覆の他、コーティング組成物を他の基材に適用してもよい。有用な基材としては、プラスチック(例えば、二軸延伸ポリプロピレン等のポリプロピレン、ビニル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル)、不織材(例えば、紙、布、不織布スクリム)、金属箔、発泡体(例えば、ポリアクリル、ポリエチレン、ポリウレタン、ネオプレン)等を挙げることができる。いくつかの実施形態において、得られたコーティングを皮膚等の第2の基材に移行できるように、コーティング組成物を低表面エネルギー基材に塗布してもよい。剥離材として知られるこのような低表面エネルギー基材としては、例えば、シリコーン、ポリエチレン、ポリカーバメート、ポリアクリル酸等の材料が挙げられる。任意選択のシアノアクリレートが、他の基材のコーティングを限定することが理解されるであろう。
いくつかの実施形態において、バッキング層上に本開示のコーティングを備え、かつバッキング層上にコーティングに面する接着層を備えた、アイランドドレッシングが提供される。接着剤層及びバッキング層は、本件のコーティングの周辺に外辺部を形成し、コーティングを適用表面上の定位置に保持する。剥離要素は、ライナーの取り外し中にこのコーティング及び剥離ライナーが分離する領域に近接する、パッド端部の少なくとも一部分と接触している。このようなアイランドドレッシングの構成体に関する詳細は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許出願第2011/0166492号(Burtonら)に見いだすことができる。
一実施形態において、本明細書に記載の形状適合性フィルムは、伸長可能な、換言すれば伸縮性のある、基材上に提供される。この実施形態において、形状適合性フィルムのコーティングの重量は、1〜30mg/インチ2の範囲である。本明細書に記載の試験方法を用いると、形状適合性フィルムはブロッキングを起こさず(例えば、評点1)、かつ損傷率は100%の伸長率で75%以下である。好ましい実施形態において、損傷率は100%の伸長率で50%未満又は25%未満である。一実施形態において、乾燥させたコーティングから形成したフィルムの厚さは1mm未満である。一実施形態において、フィルムの伸長率は少なくとも50%である。典型的な実施形態において、フィルムは低粘着、低抵抗、かつ低ブロッキングである(すなわち、実施例に記載の試験方法によると、評点1)。
本発明の目的及び利点を、以下の実施例によって更に説明するが、これらの実施例に記載する具体的な材料及びその量、並びに他の条件及び詳細は、本発明を不要に限定するものと解釈されるべきではない。特に断らない限り、部及び百分率は全て重量を基準としたものであり、水は全て蒸留水であり、分子量は全て重量平均分子量である。
試験方法
[外観]清澄なガラスバイアル中の溶液の外観を評価し、清澄性について評定した。溶液は、澄明、非常にわずかな濁り(v slt haze)、わずかな濁り(slt haze)、又は濁りを帯びたとして評定した。特記しない限り、全ての配合物は澄明であった。
[外観]清澄なガラスバイアル中の溶液の外観を評価し、清澄性について評定した。溶液は、澄明、非常にわずかな濁り(v slt haze)、わずかな濁り(slt haze)、又は濁りを帯びたとして評定した。特記しない限り、全ての配合物は澄明であった。
[粘度]粘度の評価はガラスバイアル中の溶液に対し行った。バイアルを前後に倒し、溶液の流れの速度を相対的な等級に基づいて評価し、水と同様の低粘度であれば1と評定し、非流動性のゲルであれば5と評定した。特記しない限り、全ての配合物の粘度の評点は1であった。
[粘着性]各配合物を数滴ずつ、2.54cm×5.08cmのCHGゲルパッド(例えば、3M Tegaderm(商標)CHG Dressing、カタログ番号1657、3M Company,St.Paul,MN)全体に塗り広げた。配合物を薄膜状に塗り広げ、室温で少なくとも15分間乾燥させた。粘着性は、硬化されたコーティングに指で軽く触れることによって実施する、感覚的な評価である。コーティングは、1(粘着性無)〜5(高粘着性)で評定した。特記しない限り、全ての配合物の粘着性の評点は1であった。
[抵抗]各配合物を数滴ずつ、2.54cm×5.08cmのCHGゲルパッド全体に塗り広げた。配合物を薄膜状に塗り広げ、室温で少なくとも15分間乾燥させた。抵抗は、硬化されたコーティングを指で軽くなでることによって実施する、感覚的な評価である。コーティングは、1(皮膚と同様の摩擦力)〜5(高摩擦力)で評定した。特記しない限り、全ての配合物の抵抗の評点は1であった。
[ブロッキング]各配合物を数滴ずつ、2.54cm×5.08cmのCHGゲルパッド全体に塗り広げた。配合物を薄膜状に塗り広げ、室温で少なくとも15分間乾燥させた。ブロッキングは、ゲルパッドをそれ自体の上に折り畳み、指で軽く圧力(4cm2の面積に対し約400gの力)を加えて1分間重ね合わせることによって実施する、感覚的な評価である。ブロッキングの量は、1(フィルム間の接着無)〜5(高、引き離して両側を分離する必要有)で評定した。特記しない限り、全ての配合物のブロッキングの評点は1であった。
[伸長率100%又は200%における%損傷率]各配合物を数滴ずつ、2.54cm×5.08cmのCHGゲルパッド全体に塗り広げた。配合物を薄膜状に塗り広げ、室温で少なくとも15分間乾燥させた。乾燥後、乾燥させたコーティング組成物から形成された薄膜の厚さは約5〜10マイクロメートルであった。次に、CHGゲルパッドをその初期長の100%又は200%まで引き伸ばし、引き伸ばされた位置に留まるように平らな表面上に置いた。引き伸ばされた表面上にキムワイプ紙(Kimberly Clark,Irving,TX)を置き、コーティングされたゲルの表面全体が濡れた状態になるまで、一般的な漂白剤を数滴、上に乗せた。キムワイプを1分後に取り除いた。コーティングが損傷している場合には、漂白剤中のNaOClがゲルパッド中のCHGと反応して褐色となった。褐色の呈色の量を損傷の百分位数として報告した。損傷率50〜75%を良好(実質的な改善)、50%未満をより良好、25%を最良とみなした。
比較コポリマーの合成
比較コポリマーは、モノマー濃度を25重量%にて50g量とし、開始剤2,2’−アゾビス(2−メチルブタンニトリル)をモノマーの2重量%添加し、酢酸エチル75重量%を使用して、ボトル中で溶液重合により調製した。重合に先立ち、全ての溶液を少なくとも5分間窒素パージし、系の中の酸素を除去した。重合は60℃で24時間実施し、反応温度を室温に下げることによって終了させた。次に、コポリマーをイソプロパノールで約5%の固体濃度に希釈した。水をゆっくり加え、沈殿を誘発した。固体のコポリマーを単離し、60℃で48時間乾燥した。
比較コポリマーは、モノマー濃度を25重量%にて50g量とし、開始剤2,2’−アゾビス(2−メチルブタンニトリル)をモノマーの2重量%添加し、酢酸エチル75重量%を使用して、ボトル中で溶液重合により調製した。重合に先立ち、全ての溶液を少なくとも5分間窒素パージし、系の中の酸素を除去した。重合は60℃で24時間実施し、反応温度を室温に下げることによって終了させた。次に、コポリマーをイソプロパノールで約5%の固体濃度に希釈した。水をゆっくり加え、沈殿を誘発した。固体のコポリマーを単離し、60℃で48時間乾燥した。
比較液体絆創膏配合物は、8%(重量)の比較コポリマーを、8%OCAを含むHDMS及びOCAを含まないHDMSに溶解して調製した。
コポリマーの合成
コポリマーP−1〜P−26
P−1は、TFA 2.16g(4.8重量%)、SMA 0.49g(1.1重量%)、MMA 3.97g(7.6重量%)、TRIS 7.43g(16.5%)、HMDS 31.5g(70%)、及びVazo(商標)67(0.3wt%総固体濃度)を褐色のパイント瓶に加えて調製した。溶液を室温で10分間、窒素パージによって脱気した。瓶に栓をし、60℃の水浴中に置き、24〜48時間混合した。次に、コポリマーをイソプロパノールで約5%の固体濃度に希釈した。水をゆっくり加え、ポリマーの沈殿を誘発した。固体のコポリマーを単離し、60℃で48時間乾燥した。
コポリマーP−1〜P−26
P−1は、TFA 2.16g(4.8重量%)、SMA 0.49g(1.1重量%)、MMA 3.97g(7.6重量%)、TRIS 7.43g(16.5%)、HMDS 31.5g(70%)、及びVazo(商標)67(0.3wt%総固体濃度)を褐色のパイント瓶に加えて調製した。溶液を室温で10分間、窒素パージによって脱気した。瓶に栓をし、60℃の水浴中に置き、24〜48時間混合した。次に、コポリマーをイソプロパノールで約5%の固体濃度に希釈した。水をゆっくり加え、ポリマーの沈殿を誘発した。固体のコポリマーを単離し、60℃で48時間乾燥した。
液体絆創膏配合物
E−1を作製するため、P−1をHMDSで約30%の固体濃度に希釈した。ガラスバイアル中で、希釈したP−1 0.80g及びHMDS 1.96gを、均質になるまで約20秒間混合した。必要に応じ、溶液を60℃まで加熱し、均質になるまでボルテックスした。
E−1を作製するため、P−1をHMDSで約30%の固体濃度に希釈した。ガラスバイアル中で、希釈したP−1 0.80g及びHMDS 1.96gを、均質になるまで約20秒間混合した。必要に応じ、溶液を60℃まで加熱し、均質になるまでボルテックスした。
次に溶液を室温に戻し、OCA 0.24gを加え、溶液が均一になるまでボルテックスした。最終組成は、おおよそ、P−1固体8重量%(希釈P−1の27重量%)、OCA 8重量%、及びHMDS 65重量%であった。
E−2〜E−26は、E−1に記載のとおり調製した。各配合物は同様にコポリマーから調製した。
Claims (19)
- Tgが30℃未満のフッ素化モノマーが共重合したモノマー単位を含む(メタ)アクリレートコポリマーと、
溶解度パラメータが4.9〜12.5(cal/cm3)1/2の揮発性溶媒と、
を含む、形状適合性コーティング組成物。 - 前記フッ素化モノマーのTgが、20℃未満又は10℃未満又は0℃未満である、請求項1に記載の形状適合性コーティング組成物。
- 前記フッ素化モノマーが、フルオロアルキル基及びアクリレート基を含む、請求項1又は2に記載の形状適合性コーティング組成物。
- 前記フッ素化モノマーが、2〜6個の炭素原子を含むフルオロアルキル基を含む、請求項1又は2に記載の形状適合性コーティング組成物。
- 前記(メタ)アクリレートコポリマーが、10〜40重量%の、前記フッ素化モノマーが共重合した前記モノマー単位を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の形状適合性コーティング組成物。
- 前記(メタ)アクリレートコポリマーが、Tgが50℃以上のモノマーが共重合したモノマー単位を、前記コポリマーの15〜40重量%の範囲の量で含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の形状適合性コーティング組成物。
- Tgが50℃以上のモノマーが共重合した前記モノマー単位が、酸官能性モノマーを含む、請求項6に記載の形状適合性コーティング組成物。
- 前記(メタ)アクリレートコポリマーが、Tgが10℃未満のシランモノマーが共重合したモノマー単位を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の形状適合性コーティング組成物。
- 前記(メタ)アクリレートコポリマーが、15〜60重量%の、前記シランモノマーが共重合した前記モノマー単位を含む、請求項8に記載の形状適合性コーティング組成物。
- 前記シランモノマーが、式:
A−R8−[Si−(R9)3]q
[式中、
Aは、ビニル、アリル、ビニルオキシ、アリルオキシ、及び(メタ)アクリロイルを含むエチレン性不飽和重合性基であり、
R8は共有結合又は二価の(ヘテロ)ヒドロカルビル基であり、qは少なくとも1であり、かつ
R9は一価のアルキル、アリール、又はトリアルキルシリルオキシ基である]
を有する、請求項8又は9に記載の形状適合性コーティング組成物。 - 前記組成物が、少なくとも40重量%の揮発性溶媒を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載のコーティング組成物。
- 形状適合性コーティング組成物であって、
i)少なくとも1つのフッ素化モノマー、
ii)少なくとも1つの、Tgが20℃以上のモノマー、
iii)Tgが10℃未満のシランモノマー、
が共重合したモノマーユニットを含む、(メタ)アクリレートコポリマーと、
溶解度パラメータが4.9〜12.5(cal/cm3)1/2の揮発性溶媒と、
を含み、
乾燥させたコーティングがブロッキングを呈さず、伸長率100%において75%以下の損傷率を呈する、形状適合性コーティング組成物。 - 前記乾燥させたコーティングが、伸長率100%において50%以下の損傷率を呈する、請求項12に記載の形状適合性コーティング組成物。
- 前記乾燥させたコーティングが、伸長率100%において25%以下の損傷率を呈する、請求項12に記載の形状適合性コーティング組成物。
- 前記コーティングが、請求項2〜11のいずれか一項又はいずれかの組み合わせにより更に特徴付けられる、請求項12〜14のいずれか一項に記載の物品。
- 乾燥させた請求項1〜11のいずれか一項に記載のコーティング組成物を含む、形状適合性フィルム。
- 基材上に請求項16に記載の形状適合性フィルムの層を備える、多層の物品。
- 一般式:
〜[Mfluor]v−[Msilane]w−[MhighTg]y〜
[式中、
vは5〜40重量%の、1つ以上の、Tgが30℃未満のフッ素化モノマーであり、
wは15〜90重量%の1つ以上のシランモノマーであり、かつ
yは15〜80重量%の、1つ以上の、Tgが50℃以上のモノマーである]
を有するコポリマー。 - 前記コポリマー、前記フッ素化モノマー、前記シランモノマー、又は前記Tgが50℃以上のモノマーが、請求項1〜11のいずれか一項又はいずれかの組み合わせにより更に特徴付けられる、請求項18に記載のコポリマー。
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