JP2022515539A - 熱結合性接着テープバッキング - Google Patents

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Abstract

開示された熱結合性接着テープバッキングは、1つの表面に存在する感圧接着剤と、デバイスに熱結合するための反対側の表面に存在する熱可塑性ポリウレタン接着剤とを有する。熱可塑性ポリウレタン接着剤は、比較的低温で軟化及び溶融する。したがって、熱可塑性ポリウレタン接着剤の溶融が達成される一方で、感圧接着剤は定位置に留まり、熱結合の領域において押し退けられない。

Description

本開示は、熱結合性接着テープバッキング、熱結合性接着テープバッキングに熱結合されたデバイス、及びデバイスを熱結合性接着テープバッキングに熱結合する方法に関する。
露出した感圧接着剤表面は、デバイスを様々な物品に固定するために良好に機能する。例えば、医療用デバイスは、感圧接着剤を使用して、医療用デバイスを皮膚に固定することができる。デバイスと感圧接着剤との間に強力な付着を得るために、典型的には、感圧接着剤を含有するフィルム、不織材、又は布地を含有するバッキングが、デバイスの表面に固定される。多くの場合、デバイスはポリマーであり、したがって、デバイスのポリマー材料と感圧接着剤を含有するポリマー層との間で結合を得ることは困難となり得る。感圧接着フィルムをデバイスに固定するために、追加の接着剤及び接着テープを使用することができる。あるいは、プラスチック部品を融合するために熱結合が一般的に使用される。
開示される熱結合性接着テープバッキングは、感圧接着剤表面と、デバイスへの熱結合のための熱結合性表面とを有する。開示される熱結合性接着テープバッキングは、下にある感圧接着剤の接着強度も維持しながら、デバイスに十分に固定する熱結合性表面を含む。
熱が感圧接着剤中に伝達されて、熱結合性表面とデバイスとの間に結合が生じると、感圧接着剤の粘度が低下する。結合熱が高すぎる場合、感圧接着剤は、熱結合の領域で変位して、感圧接着剤が接着強度を失い得る。
開示される熱可塑性ポリウレタン接着剤は、熱結合性表面において比較的低温で軟化及び溶融する。したがって、熱可塑性ポリウレタン接着剤の溶融が達成される一方で、感圧接着剤表面は定位置に留まり、熱結合の領域において押し退けられない。
加えて、熱可塑性ポリウレタン接着剤は、高表面エネルギーポリマーデバイスに結合し、該デバイスは多くの場合、硬質で耐久性があり、一般的に医療用デバイス又はウェアラブルデバイスの外部表面に使用される。これらの医療用デバイス又はウェアラブルデバイスが熱結合性接着テープバッキングに強く結合されると、熱可塑性ポリウレタン接着剤との界面で強力かつ確実な接続が行われると同時に、感圧接着剤を皮膚のような表面と接触させるために使用することができる。
一実施形態では、物品は、デバイスと、熱結合性接着テープバッキングとを含む。熱結合性接着テープバッキングは、第1主面と、第1主面とは反対側の第2主面とを含む。熱結合性接着テープバッキングは、第1主面に存在する熱可塑性ポリウレタン接着剤と、第2主面に存在する感圧接着剤とを有する。デバイスは熱可塑性ポリウレタン接着剤に熱結合される。感圧接着剤は、デバイスの下にある領域に留まっている。
一実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤は、デバイスの熱可塑性表面に結合している。一実施形態では、デバイスの熱可塑性表面は、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、又はこれらの組み合わせである。一実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤は140℃未満の溶融温度を有する。一実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤は、130℃未満の軟化温度を有する。一実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤は、ポリエーテル単位、ポリエステル単位、ポリカプロラクトン単位、又はこれらの組み合わせを追加的に含む。一実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤は、第1主面において連続的に広がっている。一実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤は、第1主面においてパターン状である。一実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤は、第1主面においてフィルム状である。一実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤は、粒子、繊維、布地、織布材料、又は不織材料を含む。
一実施形態では、熱結合性接着テープバッキングは、感圧接着剤に隣接し、且つ熱可塑性ポリウレタン接着剤に隣接する支持材を更に含む。一実施形態では、支持材は感圧接着剤に隣接し、且つ熱可塑性ポリウレタン接着剤中に分散されている。一実施形態では、支持材は、フィルム、布地、織物、編物、又は不織材である。
一実施形態では、感圧接着剤は、第2主表面において連続的に広がっている。一実施形態では、感圧接着剤は、第1主面においてパターン状である。一実施形態では、感圧接着剤は、第1主面においてフィルム状である。一実施形態では、バッキングは、感圧接着剤を被覆するライナーを更に含む。一実施形態では、感圧接着剤は、アクリレート接着剤又はシリコーン接着剤である。
一実施形態では、デバイスは、120℃超140℃未満の熱、約5ポンド/インチの作用力、及び約5秒の時間で、熱可塑性ポリウレタン接着剤に熱結合される。
一実施形態では、感圧接着剤は、第1の皮膚粘着(stick-to-skin)剥離力及び第2の皮膚粘着剥離力を有する。第1の皮膚粘着剥離力は、ある持続時間にわたって熱及び力を第2主面に適用する前に決定され、第2の皮膚粘着剥離力は、ある持続時間にわたって熱及び力を第2主面に適用した後に決定される。一実施形態では、第2の皮膚粘着剥離力は、第1の皮膚粘着剥離力の少なくとも85%である。一実施形態では、第2の皮膚粘着剥離力は、第1の皮膚粘着剥離力の少なくとも90%である。
一実施形態では、物品を作製する方法は、熱結合性接着テープバッキングを準備する工程と、デバイスを熱結合性接着テープバッキングの熱可塑性ポリウレタン接着剤と接触させる工程と、デバイスの熱可塑性表面及び熱可塑性ポリウレタン接着剤の少なくとも一部分を加熱する工程と、熱可塑性ポリウレタン接着剤を軟化させて、デバイスの熱可塑性表面及び熱可塑性ポリウレタン接着剤を固定する工程と、を含む。一実施形態では、加熱要素は、熱結合性テープバッキングの第2主面に接触して、熱可塑性ポリウレタン接着剤を加熱する。一実施形態では、第2主面は剥離ライナーで被覆されていてもよく、加熱要素は剥離ライナーに接触する。一実施形態では、加熱要素は、120℃超140℃未満の熱、約5ポンド/インチの作用力、及び約5秒の時間で、第2主面と接触する。
一実施形態では、物品は、熱結合性接着テープバッキングの第2表面を、皮膚などの基材に適用することによって使用される。一実施形態では、ライナーは、基材への適用の前に、熱結合性テープバッキングの第2表面から除去される。
バッキングに固定されたデバイスの側面断面図であり、熱プレスからの圧力及び熱が、デバイスの下の感圧接着剤を変位させている。
デバイスに固定された熱結合性接着テープバッキングの一実施形態の側面断面図である。
デバイスに固定された熱結合性接着テープバッキングの別の実施形態の側面断面図である。
熱結合性接着テープバッキングと接触するデバイス及び熱プレスの側面断面図である。
上記の図面は本発明の実施形態を表しているが、説明において述べるように、他の実施形態も想到される。全ての場合において、本開示は、限定ではなく代表例の提示によって、本発明を提示する。本発明の範囲及び趣旨に含まれる多数の他の修正形態及び実施形態が当業者によって考案され得ることは理解されよう。図は、縮尺通りに描かれていないことがある。
グルコース監視デバイス又はインスリンポンプなどの医療用デバイスは、薬剤の連続的モニタリング又は送達のためにヒトの皮膚に適用される。これらのデバイスは、数日間、時には数週間にわたってヒトの皮膚に安全に固定される必要がある。心拍数モニタなどのウェアラブルデバイスも、個人の健康又は運動を追跡するためにヒトの皮膚に適用され得る。モニタリングの完了後、デバイスは、下にある皮膚を損傷することなく、皮膚から除去される。したがって、医療デバイス又はウェアラブルデバイスを、数日又は数週間にわたってヒトの皮膚に直接しっかりと取り付ける必要がある場合、デバイスと皮膚との間に強力な接着剤が必要となる。
バッキングは、デバイスがバッキングの片側に強く固定される場合に使用することができ、一方で(皮膚と接触して配置される)反対側は、デバイスを数日間又は数週間保持することができると同時に取り外し可能でもある接着剤を有する。典型的には、感圧接着剤が使用される。典型的には、負荷を分散し安定性をもたらすために、感圧接着剤を含有する表面の面積はデバイスよりも大きい。
デバイスをバッキングに固定するために、流動性ホットメルト接着剤を使用することができ、又は固化したホットメルト接着剤を、熱及び圧力の適用によってデバイスに熱結合することができる。流動性ホットメルト接着剤は、デバイスをバッキングに接続するための製造方法を、より低速とし得、したがって、熱結合の方が望ましい方法となり得る。
熱結合は、典型的には、互いに接触するプラスチック表面を溶融し、一緒にブレンドするために、熱及び圧力を必要とする。場合によっては、結合を形成するために高い温度及び圧力が必要とされる。これらの高い温度及び圧力条件は、一緒に結合されている材料を損傷し得、又は材料を流動させ得る。例えば、図1は、高い温度及び圧力を使用して、バッキング100をデバイス200に熱結合したときに観察される問題の側面断面図を示す。高い温度及び圧力下で、デバイス200の下にある熱結合領域400に存在する感圧接着剤120は容易に押し退けられ、それにより、熱結合領域400に存在する感圧接着剤120の接着強度が低下し得る。
開示された熱結合性接着テープバッキングは、感圧接着剤表面と、デバイスへの熱結合のための熱結合性表面とを有する。熱結合性表面に存在する熱可塑性ポリウレタン接着剤は、熱結合の熱及び圧力下で感圧接着剤を著しく変位させるのを回避するために十分に低い温度で軟化又は溶融する。したがって、熱可塑性ポリウレタン接着剤の軟化又は溶融が達成される一方で、感圧接着剤表面は熱結合の領域において定位置に留まっている。
加えて、熱可塑性ポリウレタン接着剤は、高表面エネルギーポリマーデバイスに結合することができ、該デバイスは多くの場合、硬質で耐久性があり、一般的に医療用デバイス又はウェアラブルデバイスの外部表面に使用される。これらの医療用デバイス又はウェアラブルデバイスが熱結合性接着テープバッキングに強く結合されると、熱可塑性ポリウレタン接着剤との界面で強力かつ確実な接続が行われると同時に、感圧接着剤を皮膚のような表面との接触に使用することができる。
図2は、プラスチックデバイス200に結合された熱結合性接着テープバッキング100の第1の実施形態の側面断面図である。バッキング100は、第1主面102と、第1主面102の反対側の第2主面104とを有する。熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、第1主面102にある。感圧接着剤120は、第2主表面104にある。任意に、感圧接着剤120に剥離ライナー130を適用して、使用まで感圧接着剤120を隠すことができる。
図2に示すように、熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、バッキング100中への熱及び圧力の適用後にデバイス200との接着を達成し、一方で感圧接着剤120は、第2主面104において実質的に均一を維持する。感圧接着剤120は、実質的に変位していなかった。感圧接着剤120の変位は、感圧接着剤120の接着強度を低下する。比較的低い溶融温度又は軟化温度を有する熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、デバイスへの接着をもたらすが、感圧接着剤120においてはより低い熱及び圧力が必要であり、そのため感圧接着剤120が変位し得る。一実施形態では、図1に示すような熱結合中の感圧接着剤120の変位を防止するために、熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、140℃未満の溶融温度又は130℃未満の軟化温度を有する。
図示のように、熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、第1主面102の実質的に全てを被覆する。一部の実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、プラスチックデバイス200の下にある第1主面102の一部分のみを被覆し得ることが理解される。
同様に、図示のように、感圧接着剤120は、第2主表面104の実質的に全てを被覆する。一部の実施形態では、感圧接着剤120は、第2主面104の一部分のみを被覆し得ることが理解される。
図3は、熱結合性多層バッキング100の第2の実施形態の側面断面図である。この実施形態では、バッキング100は、図2の実施形態と同様であるが、支持材115を追加的に含む。支持材115は、熱可塑性ポリウレタン接着剤110と感圧接着剤120との間にある。支持材115は、薄い可撓性バッキング100に強度及び構造を提供することができる。一部の実施形態では、支持材115は、熱可塑性ポリウレタン接着剤110及び/又は感圧接着剤120に部分的又は全体的に貫入することができる。一部の実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、支持材115の表面に存在する別々の層である。一部の実施形態では、感圧接着剤120は、支持材115の表面に存在する別々の層である。
図4は、熱結合性接着テープバッキング100と接触するデバイス200及び熱プレス300の側面断面図である。バッキング100の感圧接着剤120が変形及び変位し得る図1に示される方法とは異なり、下にある感圧接着剤120は、デバイス200を熱可塑性ポリウレタン接着剤110に結合するために使用される熱及び圧力下で、変位しないか、又はわずかしか変位しない。
理論に束縛されるものではないが、本開示による熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、典型的にはそれ自体以外の熱可塑性基材には融着可能ではないポリカーボネート又はアクリロニトリルブタジエンスチレンなどの高エネルギー熱可塑性プラスチックに有利に結合することが確認された。この特性は、高表面エネルギー熱可塑性デバイス200をバッキングに結合することができ、それを次に皮膚に適用することができるようにするのに、有利である。更に、熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、熱が適用されたときに感圧接着剤120が著しく変位するのを回避するのに十分低い温度で溶融する。これは、熱及び圧力が適用されたときに、熱可塑性ポリウレタン接着剤110が熱可塑性デバイス200の表面と結合でき、感圧接着剤120を変位させない点で有利である。したがって、感圧接着剤120は、図1に示されるように変位されたときよりも効果的に患者の皮膚に結合できる。
開示される熱結合性接着テープバッキング100は、熱可塑性ポリウレタン接着剤110と、感圧接着剤120と、任意に支持材115と、任意に剥離ライナー130と、任意に追加の充填剤と、を含む。
熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、感圧接着剤の著しい流動を回避するのに十分に低い溶融温度を有する。感圧接着剤120は、第2主面104上で実質的に均一(すなわち、均一な厚さ又は均一な体積)を維持する。具体的には、感圧接着剤120は、熱結合の領域(すなわち、結合されたデバイス200の下にある領域)及び熱結合の外側の隣接領域において、実質的に均一を維持する。感圧接着剤120は、熱結合を形成するために必要な圧力が適用されたときに、容易に変位され得る。変位とは、熱を適用した後に、熱を適用する前よりも少ない感圧接着剤120が表面上に存在し、そのため接着力が低減することを意味する。変位は、熱可塑性ポリウレタン接着剤110を溶融するための温度が、感圧接着剤120の温度を、感圧接着剤120を表面から流動させるのに十分な温度まで上昇させた場合に起こり得る。一実施形態では、変位が発生し始める温度は、一般に使用されるアクリレート系及びシリコーン系感圧接着剤の場合、約140℃である。したがって、一実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、140℃未満の溶融温度又は130℃未満の軟化温度を有する。
熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、ポリエステル単位、ポリエーテル単位、ポリカプロラクトン単位、及びこれらの組み合わせを含むことができる。ポリエステル単位、ポリエーテル単位、ポリカプロラクトン単位を有する熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、高エネルギー熱可塑性デバイスとの適合性がより大きいことが確認された。好適な熱可塑性ポリウレタン接着剤の例は、Lubrizol Advanced Materials(Brecksville,OH)から入手可能なLubrizol(商標)Pearlbond 1160L、Lubrizol(商標)Pearlbond 360 EXP、又はLubrizol(商標)Tecoflex EG-80Aである。
熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、概ね、ポリオール又は長鎖ジオールを、ジイソシアネート及び任意による短鎖ジオール鎖延長剤(extender)と重合することによって調製される。重合の方法及び追加の添加剤は、当業者に公知である。例えば、国際公開第2016/144676号は、本開示に従って使用できる熱可塑性ポリウレタン接着剤110を開示しており、その開示が参照により本明細書に組み込まれる。
有用なポリイソシアネートの例としては、4,4’-メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)、1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、m-キシレンジイソシアネート(XDI)、フェニレン-1,4-ジイソシアネート、ナフタレン-1,5-ジイソシアネート、及びトルエンジイソシアネート(TDI)などの芳香族ジイソシアネート、並びにイソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,4-シクロヘキシルジイソシアネート(CHDI)、デカン-1,10-ジイソシアネート、リジンジイソシアネート(LDI)、1,4-ブタンジイソシアネート(BDI)、イソホロンジイソシアネート(PDI)、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート(TODI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(NDI)、及びジシクロヘキシルメタン-4,4-ジイソシアネート(H12MDI)が挙げられる。これらのジイソシアネートの異性体も有用であり得る。2つ以上のポリイソシアネートの混合物が使用されてもよい。一部の実施形態では、ポリイソシアネートはMDI及び/又はH12MDIである。一部の実施形態では、ポリイソシアネートはMDIから本質的になる。一部の実施形態では、ポリイソシアネートはH12MDIから本質的になる。
含ジオールポリエステル中間体としては、約500~約10,000、例えば、約3,000~約6,000ダルトン、更に例えば約4,000~約6,000ダルトンの数平均分子量(M)を有する直鎖ポリエステルが挙げられる。分子量は、末端官能基のアッセイによって決定され、数平均分子量に関連する。ポリエステル中間体は、(1)1つ以上のグリコールと1つ以上のジカルボン酸若しくはジカルボン酸無水物とのエステル化反応、又は(2)エステル交換反応、すなわち、1つ以上のグリコールとジカルボン酸のエステルとの反応、によって生成されてもよい。末端ヒドロキシル基が優勢である直鎖を得るために、酸に対して1モル超の過剰のグリコールのモル比が概ね好ましい。所望のポリエステルのジカルボン酸は、脂肪族、脂環式、芳香族、又はこれらの組み合わせであり得る。単独で又は混合物で使用され得る好適なジカルボン酸は、概ね、合計4~15個の炭素原子を有し、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸などが挙げられる。無水フタル酸、テトラヒドロフタル酸無水物などの上記ジカルボン酸の無水物も使用できる。所望のポリエステル中間体を形成するために反応させるグリコールは、脂肪族、芳香族、又はこれらの組み合わせであり得、合計で2~20個、又は2~12個の炭素原子を有する。好適な例としては、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタン-ジオール、1,6-ヘキサンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、デカ-メチレングリコール、ドデカメチレングリコール、及びこれらの混合物が挙げられる。
好適な含ジオールポリエーテル中間体としては、合計で2~15個の炭素原子を有するジオール又はポリオールから誘導されるポリエーテルポリオールが挙げられる。一部の実施形態では、ヒドロキシル末端ポリエーテルは、2~6個の炭素原子を有するアルキレンオキシド、典型的にはエチレンオキシド若しくはプロピレンオキシド、又はこれらの混合物を含むエーテルと反応した、アルキルジオール又はグリコールである。例えば、ヒドロキシル官能性ポリエーテルは、最初にプロピレングリコールをプロピレンオキシドと反応させ、続いてエチレンオキシドと反応させることによって生成することができる。エチレンオキシドから生じる一級ヒドロキシル基は、二級ヒドロキシル基よりも反応性が高く、したがって好ましい。有用な市販のポリエーテルポリオールとしては、エチレングリコールと反応したエチレンオキシドを含むポリ(エチレングリコール)、プロピレングリコールと反応したプロピレンオキシドを含むポリ(プロピレングリコール)、テトラヒドロフランと反応した水を含むポリ(テトラメチレンエチレングリコール)(これは、重合テトラヒドロフランと記載でき、一般にPTMEGと称される)が挙げられる。
熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、フィルムとして適用されてもよく、及び/又は支持材115に埋め込まれてもよい。一実施形態では、熱可塑性ポリウレタンは、バッキング100の全表面積を被覆する。一部の実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、バッキング100の一部分のみを被覆する。一部の実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、デバイス200の下にあるバッキング110の一部分を被覆する。例えば、熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、選択領域に適用されてもよく、又は線、別個の要素などのパターンとして適用されてもよい。一実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、ペレット、粒子、ストランド、又は繊維状に形成され、バッキング110上で使用されてもよい。例えば、熱可塑性ポリウレタン接着剤110が、従来の繊維形成技術を使用して繊維状に形成された場合、それらの熱可塑性ポリウレタン接着剤110繊維は、それ自体が、バッキング100で使用するための織物、編物、又は不織材に形成されてもよい。
熱可塑性ポリウレタン接着剤110は、熱可塑性ポリウレタン接着剤110に埋め込まれた他の充填剤又は材料を任意に含むことができる。任意による追加の充填剤及び材料としては、繊維、シリカ、ウェビング材料、織物材料、吸収性粒子及び繊維、不織材料、及び金属微粒子を挙げることができる。一実施形態では、熱可塑性ポリウレタン接着剤は、140℃未満、135℃未満、130℃未満の温度で溶融する。
感圧接着剤120としては、皮膚に対して許容される接着力を提供し、皮膚での使用が許容される(例えば、接着剤は、好ましくは非刺激性及び非感作性である必要がある)任意の接着剤を挙げることができる。感圧接着剤120は、熱結合の後、第2主面104上で実質的に均一(すなわち、均一な厚さ又は均一な体積)を維持する必要がある。具体的には、感圧接着剤120は、熱結合の領域(すなわち、結合されたデバイス200の下にある領域)と熱結合の外側の隣接領域との間において、実質的に均一を維持する。一実施形態では、好適な感圧接着剤120は、140℃超の温度で変位される接着剤を含む。変位とは、熱を適用した後に、熱を適用する前よりも少ない感圧接着剤が表面上に存在し、そのため接着力が低減することを意味する。変位は、熱可塑性ポリウレタン接着剤を溶融するための温度が、感圧接着剤の温度を、感圧接着剤を表面から流動させるのに十分な温度まで上昇させた場合に起こり得る。
感圧接着剤120の変位は、感圧接着剤120の皮膚への接着力の低下を引き起こし得る。剥離力は、感圧接着剤の接着力の1つの尺度である。皮膚粘着剥離力は、当該技術分野において既知の方法を使用して測定できる。一実施形態では、バッキング100に熱が適用された後の感圧接着剤120の皮膚粘着剥離力は、バッキング100に熱を適用する前の皮膚粘着剥離力を基準にして、少なくとも85%、少なくとも90%、又は少なくとも95%である。
好適な接着剤は感圧性であり、ある特定の実施形態では、水分蒸発を可能にする比較的高い水蒸気透過率を有する。好適な感圧接着剤120としては、アクリレート系、ウレタン系、ヒドロゲル系、親水コロイド系、ブロックコポリマー系、シリコーン系のもの、ゴム系接着剤(天然ゴム、ポリイソプレン、ポリイソブチレン、ブチルゴムなどを含む)、並びにこれらの接着剤の組み合わせが挙げられる。接着剤成分は、粘着付与剤、可塑剤、レオロジー調整剤、並びに例えば抗菌剤を含む活性成分を含有していてもよい。
バッキング100に使用され得る感圧接着剤120は、典型的には皮膚に適用される接着剤、例えば、米国再発行特許24,906号に記載されているアクリレートコポリマー、特に97:3イソオクチルアクリレート:アクリルアミドコポリマーを含んでもよい。別の例としては、米国特許第4,737,410号(実施例31)に記載されている70:15:15イソオクチルアクリレート:エチレンオキシドアクリレート:アクリル酸ターポリマーを挙げることができる。その他の場合により有用な接着剤は、米国特許第3,389,827号、同第4,112,213号、同第4,310,509号、同第4,323,557号、及び同第5,876,855号に記載されている。米国特許第4,310,509号及び同第4,323,557号に記載のように、薬剤又は抗菌剤が接着剤に含まれることも想到される。
シリコーン接着剤もまた使用することができる。概ね、シリコーン接着剤は、皮膚への好適な接着力と同時に、皮膚からの穏やかな除去を提供できる。好適なシリコーン接着剤は、国際公開第2010/056541号、同第2010/056543号、及び同第2013/173588号に開示されており、これらの開示は参照により本明細書に組み込まれる。
感圧接着剤120は、一部の実施形態では、ヒトの皮膚と同等以上の速度で水蒸気を透過させ得る。このような特徴は適切な接着剤の選択により達成できるが、高い相対水蒸気透過速度を達成する他の方法、例えば米国特許第4,595,001号に記載のものなど、バッキング100上への感圧接着剤120のパターンコーティングなどを使用し得ることも想到される。他の場合により好適な感圧接着剤120としては、例えば、米国特許第6,994,904号に記載されているものなどのブローンマイクロファイバー(BMF)接着剤を挙げることができる。バッキング100に使用される感圧接着剤120はまた、接着剤自体が、例えば、米国特許第6,893,655号に記載されている高精細繰り返し構造(microreplicated structure)などの構造を含む1つ以上の領域を含んでもよい。
その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第3,645,835号及び同第4,595,001号は、接着剤コーティングされたフィルムの作製方法、及びその透過性の試験方法について記載している。好ましくは、フィルム/接着剤複合体は、ヒトの皮膚と同等以上の速度で水蒸気を透過する必要がある。好ましくは、接着剤でコーティングされたフィルムは、米国特許第4,595,001号に記載の逆カップ法を使用して、少なくとも300g/m/24時間/37℃/100~10%RH、より好ましくは少なくとも700g/m/24時間/37℃/100~10%RH、最も好ましくは少なくとも2000g/m/24時間/37℃/100~10%RHの速度で水蒸気を透過する。
バッキング100の異なる部分は、国際公開第2014/003957号、発明の名称「Medical Dressing with Multiple Adhesives」に開示されているものなど、皮膚と接触するための異なる接着剤を含んでもよい。例えば、1つの部分はアクリレート接着剤を含んでもよく、別の部分はシリコーン接着剤を含んでもよい。一実施形態では、縁部の分離を防止するために、外辺部に隣接するのはアクリレート接着剤であり、中央部分の近くにはシリコーン接着剤が存在する。一実施形態では、中央部分付近のデバイス又はチューブに強固に固定するためにアクリレート接着剤が存在するが、皮膚と接触する外辺部付近はシリコーン接着剤である。
任意に、図3に記載されるものなど、熱可塑性ポリウレタン接着剤110に隣接する支持材115が存在し得る。支持材115は、薄い可撓性バッキング層に強度をもたらす。支持材115は、バッキング層よりも剛性が高く、弾性が低い。支持材115は、接着剤などのコーティングであってもよく、又は別のフィルム、織布、編物、若しくは不織布などの自己支持型基材であってもよい。例えば、米国特許第5,088,483号は、支持材115として使用され得る補強材として永久接着剤を開示している。支持材は、2つ以上の材料で構成されてもよく、追加的に複数の層で構成されてもよい。追加の層は、ライナー、接着剤、自己支持型基材、及び布地を含んでもよい。
支持材115用の不織材の一例は、Jacob HolmからSontaraの商標で入手可能な、Sontara 8010水流交絡ポリエステル布地などの高強度不織布である。他の好適な不織布ウェブとしては、International Paper(Walpole,Mass.)の一部門であるVeratecから入手可能な水流交絡ポリエステル布地が挙げられる。別の好適な不織布ウェブは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,230,701号に記載の不織布エラストマーウェブである。
接着剤の混入を防止するために接着剤の全部又は一部分を被覆する任意による剥離ライナー130を含むことができる。一実施形態では、接着ドレッシング材が入っているパッケージが、剥離ライナー130として機能し得る。好適な剥離ライナーは、クラフト紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル又はこれらの材料のうちのいずれかの複合材からできたものであり得る。一実施形態では、ライナーは、フルオロ化合物又はシリコーンなどの剥離剤で被覆されている。例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第4,472,480号は、低表面エネルギーペルフルオロ化合物ライナーを記載している。一実施形態では、ライナーは、シリコーン剥離材でコーティングされた紙、ポリオレフィンフィルム、又はポリエステルフィルムである。
熱結合性接着テープバッキング100は、ロール状又はシート状で提供され得る。次に、図4に示すように、デバイス200を熱結合性接着剤バッキング100に結合することができる。デバイス200をバッキング100に結合する方法は、デバイス200の表面を、バッキング100の第1主面102に存在する熱可塑性ポリウレタン接着剤110と接触させる工程と、加熱要素300を、デバイス200に垂直なバッキング100の第2表面と接触させる工程と、デバイス200と接触した熱可塑性ポリウレタン接着剤110を溶融又は軟化する工程と、加熱要素300を除去し、それによって熱可塑性ポリウレタン接着剤110を冷却してデバイス200に結合させる工程と、を含み得る。別の実施形態では、デバイス200及び加熱要素をバッキング100と接触する順序は、逆であってもよい。加熱要素の温度は、熱可塑性ポリウレタン接着剤110を溶融させる一方で、感圧接着剤120を損傷しないか、又は感圧接着剤120を溶融流動させない、任意の温度であってもよい。一実施形態では、加熱要素の温度は、140℃未満であり得る。加熱要素は、バッキング100に適用したときに熱可塑性ポリウレタン接着剤110を溶融することができる任意の物体とすることができる。加熱要素は、少なくとも約1ポンド/インチ、5ポンド/インチ、10ポンド/インチ、15ポンド/インチ、又は更には20ポンド/インチの圧力などの圧力を、バッキング100の第2主面104に適用できる。
バッキング100に結合され得るデバイス200は、熱可塑性樹脂、金属、布地、又はバッキング100に結合することが望ましくなり得る他の材料を含むことができる。一実施形態では、デバイス200は、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、又はこれらの組み合わせを含む。デバイス200は、図2~4に示されるように、バッキング100の外縁部がデバイス200の外縁部を越えて広がるように、バッキング100の一部分に結合することができる。これは、使用者の皮膚に適用されたときに、デバイス200の重量を、より大きな表面積のバッキング100に拡げて、安定性をもたらすとともに、より多くの感圧接着剤120領域を下にある表面に固定する点で有利となり得る。加えて、バッキング100の外縁部は、任意によるライナー130を除去するためのタブとして機能することができる。別の態様では、バッキング100の外縁部は、バッキング100を使用者の皮膚から除去するためのタブとして機能することができる。追加的な実施形態では、バッキング100は、デバイス200の外縁部に広がることができる。別の実施形態では、デバイス200の外縁部は、バッキング100の外縁部を越えて広がっている。デバイス200は、ウェアラブル医療デバイスであってもよい。
バッキング100の使用方法は、感圧接着剤120を含む第2主面104を使用者の皮膚に適用する工程を含み得る。ライナー130がバッキング100の第2主表面104上に存在する場合、ライナー130は、バッキング100の第2主面104を使用者の皮膚に適用する前に除去される。バッキング100は、バッキング100の第1表面上にデバイス200を追加的に含んでもよい。
本明細書において具体的な実施形態を示し説明したが、これらの実施形態は、本発明の原理の適用において考案され得る可能性のある多くの具体的構成を例示するものにすぎない点は理解されよう。当業者であれば、これらの原理に従い、本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく、多数かつ多様な他の構成を考案することができる。本発明の範囲は、本出願に記載される構造に限定されるべきではなく、請求項の文言により述べられる構造及びそうした構造の均等物によってのみ限定されるものである。
実施例1
数種類の熱可塑性ポリウレタン(TPU、表1に列記)を、1平方ヤード当たり1.3ozのJacob Holm製Sontara(登録商標)8010ポリエステルスパンレース布地上に、1milのフィルムとして押出成形した。3M 4076医療用テープとして入手可能なシリコーンコート紙剥離ライナーテープを有する粘着アクリル感圧接着剤を、上記Sontara(登録商標)ポリエステルスパンレース不織材のコーティングされていない側に適用した。
Sontara(登録商標)8010ポリエステルスパンレース布地を3M CoTran9728フィルムと接触させた状態で、3M 4076医療用テープの幅1インチ×長さ4インチのストリップを3M CoTrans 9728テープを覆って配置することで、3M CoTran 9728フィルムの幅1インチ×長さ4インチのストリップをABSプラスチックストリップ(下記)上に配置することによって、追加のヒートシール構成体を作製した。
Young Technology Precision Thermal Pressを用いて、3M 4076医療用テープのシリコーンコート紙剥離ライナーに熱プレスを適用して、実施例1、表1に記載されている構成体の幅1インチ×長さ4インチのストリップを、幅1インチ×長さ5インチのABSプラスチックのストリップにヒートシールした。熱可塑性ポリウレタンフィルム又は3M CoTran 9728のいずれかは、ABSプラスチックストリップの表面と接触していた。ヒートシール条件は5PSI、5秒であった。各試料の温度を表1に列挙する。1インチ×4インチの試料のストリップ全体を、ABSプラスチックストリップにヒートシールした。
次いで、ABSプラスチック及びテープバッキング層を90°の角度で剥離するのに必要な力を測定することによって、ヒートシール強度を試験した。剥離試験は、Zwick Z005で、100mm/分の引張り速度を73°F、相対湿度50%で用いて実施した。剥離試験を開始するために、試料をZwick Z005試験機のジョーに挿入できるように、1インチ×4インチのストリップの短辺の1つの小さなタブを約0.5インチ引張り上げた。個々の試料の結果は、最初の25mmの引張り範囲の力測定値を捨てた後、50mmの引張り範囲にわたって力の平均を取ることによって計算した。結果は表1に見ることができ、少なくとも3回の反復の平均である。
Figure 2022515539000002
3M 4076医療用テープの感圧接着剤を介したヒートシールの効果を、Aeromat plastics品番TP-LDPE-0187-1-28902705632から得た3/16”LDPE試験パネルからの180°剥離によって感圧接着剤を試験することで測定した。試料をABSプラスチックにヒートシールすると、試料が剛直になり過ぎて、LDPE基材への感圧接着剤接着力を試験できない。代わりに、Sontara(登録商標)8010スパンレース布地を二次的なシリコーンコート剥離ライナー(3M 4076医療用テープの場合と同じ)に対してプレスし、加熱されたプレートを3M Companyから入手可能な3M 4076医療用テープのシリコーンコート紙剥離ライナーに適用して、幅1インチ×長さ5インチの試料をヒートシールした。したがって、感圧接着剤は、ヒートシール条件に供されたが、試料は剛直なABSプラスチックストリップに接着されなかった。
剥離試験は、まず、ヒートシール条件に供した幅1インチ×長さ5インチの3M 4076医療用テープをLDPEに適用し、両方向に1回、4.5ポンドローラーでロール処理することによって実施した。次いで、試料を、73°F/50%相対湿度、12インチ/分、180°の角度で、LDPEから引っ張った。初期の0.5インチの力測定値を捨てた後、3.5インチの引張範囲にわたる力を平均することによって、個々の試料結果を計算した。ヒートシールされた試料の条件は、5psi、5秒、及び表2に列挙される温度であり、ヒートシール条件に供されなかった試料と比較した。表2の結果は、10回の反復の平均である。各ヒートシールされた試料のLDPEに対する平均接着力を、2標本T検定により、対照と比較した。0.05超のp値は、平均値に統計的差異がないことに95%の信頼度があることを示す。.05未満のp値は、平均が統計的に異なることが95%の信頼度であることを示す。
Figure 2022515539000003
列挙された熱可塑性ポリウレタン樹脂は全て、259°F、5秒、及び5PSIのヒートシール条件で、少なくとも582g/inのABSへの接着力を達成することができた。これらの条件でのヒートシールは、ヒートシールされていない試料と比較して、感圧接着剤の接着性能に影響を与えない。エチレンビニルアセテート(EVA)は、ヒートシールを介して2つの材料を接合するために一般的に使用される材料である。CoTran 9728(18.5%酢酸ビニルを有するEVAフィルム)フィルムを有する試料は、ABSに対してわずか394g/inのヒートシール強度を達成するために、300°F、5psi、及び5秒のヒートシール条件を必要とした。これらの条件でのヒートシールは、ヒートシールされていない対照と比較して、感圧接着剤の接着性能を約25%低下させた。
実施例2
Lubrizol(商標)Pearlbond 1160Lを、1平方ヤード当たり1.3ozのJacob Holm製Sontara(登録商標)8010ポリエステルスパンレース布地上に、1milのフィルムとして押出成形した。アクリル接着剤、熱可塑性エラストマーフィルム、シリコーン医療グレード接着剤、及びフルオロポリマーコーティングされたポリプロピレン剥離ライナーからなる両面テープ(3M Companyから入手可能な3M 2477P両面テープ)を、アクリル接着剤から紙ライナーを除去した状態で、アクリル接着剤をSontara(登録商標)8010ポリエステルスパンレース布地のコーティングされていない側に接着して適用した。
実施例1に記載のように、259°F、5PSI、及び5秒のヒートシール条件を用いて、ABSに対するヒートシール強度を試験した。ヒートシール条件がこの構成体の感圧接着剤に与える影響を、実施例1に記載のように試験した。試験は、ABSにヒートシールされたか、又はシリコーン剥離ライナーに対して259°F、5秒、及び5PSIのヒートシール条件に供されたかのいずれかの試料構成体と、ヒートシールされていない同じ構成体の試料とで実施した。表の結果は、5回の反復の平均である。2標本T検定を実施して、ヒートシールされた試料のLDPEに対する平均感圧接着剤接着力を、ヒートシールされていない試料と比較した。0.05超のP値は、平均値に統計的差異がないことに95%の信頼度があることを示す。表3の試験結果を参照されたい。
Figure 2022515539000004

Claims (33)

  1. デバイスと、
    熱結合性接着テープバッキングであって、
    第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、
    前記第1主面に存在する熱可塑性ポリウレタン接着剤と、
    前記第2主面に存在する感圧接着剤と、
    を含む、熱結合性接着テープバッキングと、
    を含む、物品であって、
    前記デバイスが、前記熱可塑性ポリウレタン接着剤に熱結合されており、
    前記感圧接着剤が、前記デバイスの下にある領域に留まっている、物品。
  2. 前記熱可塑性ポリウレタン接着剤が、前記デバイスの熱可塑性表面に結合している、請求項1に記載の物品。
  3. 前記熱可塑性表面が、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン、又はこれらの組み合わせである、請求項2に記載の物品。
  4. 前記熱可塑性ポリウレタン接着剤が、140℃未満の溶融温度を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の物品。
  5. 前記熱可塑性ポリウレタン接着剤が、130℃未満の軟化温度を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の物品。
  6. 前記熱可塑性ポリウレタン接着剤が、ポリエーテル単位、ポリエステル単位、ポリカプロラクトン単位、又はこれらの組み合わせを追加的に含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の物品。
  7. 前記熱可塑性ポリウレタン接着剤が、前記第1主面において連続的に広がっている、請求項1~6のいずれか一項に記載の物品。
  8. 前記熱可塑性ポリウレタン接着剤が、前記第1主面において不連続である、請求項1~7のいずれか一項に記載の物品。
  9. 前記熱可塑性ポリウレタン接着剤が、前記第1主面においてフィルム状である、請求項1~8のいずれか一項に記載の物品。
  10. 前記熱可塑性ポリウレタン接着剤が、粒子、繊維、布地、織物、又は不織材を含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の物品。
  11. 前記感圧接着剤に隣接し、且つ前記熱可塑性ポリウレタン接着剤に隣接する支持材を更に含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の物品。
  12. 前記感圧接着剤に隣接し、且つ前記熱可塑性ポリウレタン接着剤中に分散された支持材を更に含む、請求項1~11のいずれか一項に記載の物品。
  13. 前記支持材が、フィルム、布地、織物、又は不織材である、請求項1~12のいずれか一項に記載の物品。
  14. 前記感圧接着剤が、前記第2主面において連続的に広がっている、請求項1~13のいずれか一項に記載の物品。
  15. 前記感圧接着剤が、前記第1主面においてパターン状である、請求項1~14のいずれか一項に記載の物品。
  16. 前記感圧接着剤が、前記第1主面においてフィルム状である、請求項1~15のいずれか一項に記載の物品。
  17. 前記感圧接着剤を被覆するライナーを更に含む、請求項1~16のいずれか一項に記載の物品。
  18. 前記感圧接着剤が、アクリレート接着剤又はシリコーン接着剤である、請求項1~17のいずれか一項に記載の物品。
  19. 前記デバイスが、120℃超140℃未満の熱、約5ポンド/インチの作用力、及び約5秒の時間で、前記熱可塑性ポリウレタン接着剤に熱結合されている、請求項1~18のいずれか一項に記載の物品。
  20. 前記感圧接着剤が、第1の皮膚粘着剥離力及び第2の皮膚粘着剥離力を有し、
    前記第1の皮膚粘着剥離力は、ある持続時間にわたって熱及び力を前記第2主面に適用する前に決定され、前記第2の皮膚粘着剥離力は、ある持続時間にわたって熱及び力を前記第2主面に適用した後に決定され、
    前記第2の皮膚粘着剥離力が、前記第1の皮膚粘着剥離力の少なくとも85%である、
    請求項1~19のいずれか一項に記載の物品。
  21. 前記第2の皮膚粘着剥離力が、前記第1の皮膚粘着剥離力の少なくとも90%である、請求項20に記載の物品。
  22. 前記熱結合性接着テープバッキングの前記第2表面を患者の皮膚に適用する工程を含む、請求項1~21のいずれか一項に記載の物品の使用方法。
  23. 前記熱結合性接着テープバッキングの前記第2表面からライナーを除去する工程を更に含む、請求項22に記載の方法。
  24. 第1主面と、前記第1主面とは反対側の第2主面と、
    前記第1主面に存在する熱可塑性ポリウレタン接着剤であって、140℃未満の溶融温度を有する、熱可塑性ポリウレタン接着剤と、
    前記第2主面に存在する感圧接着剤と、
    を含む、熱結合性接着テープバッキング。
  25. 熱可塑性ポリウレタン接着剤が130℃未満の軟化温度を有する、請求項24に記載の熱結合性接着テープバッキング。
  26. 前記感圧接着剤に隣接し、且つ前記熱可塑性ポリウレタン接着剤に隣接する支持材を更に含む、請求項24又は25に記載の熱結合性接着テープバッキング。
  27. 前記感圧接着剤が、アクリレート接着剤又はシリコーン接着剤である、請求項24~26のいずれか一項に記載の熱結合性接着テープバッキング。
  28. 前記熱可塑性ポリウレタン接着剤が、粒子、繊維、布地、織物、又は不織材を含む、請求項24~27のいずれか一項に記載の熱結合性接着テープバッキング。
  29. 前記感圧接着剤に隣接し、且つ前記熱可塑性ポリウレタン接着剤に隣接する支持材を更に含む、請求項24~28のいずれか一項に記載の熱結合性接着テープバッキング。
  30. 前記支持材が、フィルム、布地、織物、又は不織材である、請求項29に記載の熱結合性接着テープバッキング。
  31. 請求項1~30のいずれか一項に記載の熱結合性接着テープバッキングにデバイスを固定する方法であって、
    前記デバイスを前記熱結合性バッキングの前記熱可塑性ポリウレタン接着剤に接触させる工程と、
    前記デバイスの前記熱可塑性表面及び前記熱可塑性ポリウレタン接着剤の少なくとも一部分を加熱する工程と、
    前記熱可塑性ポリウレタン接着剤を軟化させて、前記デバイスの前記熱可塑性表面及び前記熱可塑性ポリウレタン接着剤を固定する工程と、
    を含む、方法。
  32. 加熱要素が、前記熱結合性接着テープバッキングの前記第2主面に接触して、前記熱可塑性ポリウレタン接着剤を加熱する、請求項31に記載の方法。
  33. 前記加熱要素が、120℃超140℃未満の熱、約5ポンド/インチの作用力、及び約5秒の時間で、前記第2主面と接触する、請求項32に記載の方法。
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