JP4806389B2 - ブレンド型感圧接着剤 - Google Patents
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Description
1態様において、本発明は、少なくとも2つの成分のブレンドを含んでなる感圧接着剤を提供する。ただし、第1の成分は、少なくとも1つの感圧接着剤であり、第2の成分は、少なくとも1つの熱可塑性材料である。更にまた、これらの成分は2つ以上のドメインを有するブレンド型組成物を形成し、一方のドメインは、実質的に連続的であり(通常は感圧接着剤である)、他方のドメインは、実質的に微小繊維状〜片状である(通常は熱可塑性材料である)。
(2)単独で使用されたときの感圧接着剤成分のものよりも大きい剪断強度およびそれと同等な剥離接着力。
(3)異方性剥離接着力。
(4)異方性剪断強度。
(5)破断点伸びまでのすべての伸びに対して、ウェブの横方向の引張応力よりも少なくとも2倍大きいウェブの進行方向の引張応力。
本発明は、少なくとも2つの成分のブレンドを含んでなる感圧接着剤を提供する。ただし、第1の成分は、少なくとも1つの感圧接着剤であり、第2の成分は、少なくとも1つの熱可塑性材料である。更にまた、これらの成分は2つ以上のドメインを有するブレンド型組成物を形成する。この他、第2の成分は、(a)1995年12月22日に出願された同一譲受人の米国特許出願第08/578,010号に記載の少なくとも1つの熱可塑性エラストマ、(b)1995年12月22日に出願された同一譲受人の米国特許出願第08/577,603号に記載の少なくとも1つの粘着付与樹脂含有エラストマ、または(c)少なくとも1つのエラストマであってもよい。
(2)単独で使用されたときの感圧接着剤成分よりも大きい剪断強度およびそれと同等な剥離接着力。
(3)異方性剥離接着力。
(4)異方性剪断強度。
(5)破断点伸びまでのすべての伸びに対して、ウェブの横方向の引張応力の少なくとも2倍大きいウェブの進行方向の引張応力。
次の実施例により本発明を更に説明するが、これにより本発明の範囲が限定されるものではない。実施例において、部、比、およびパーセントはすべて、特に記載のないかぎり、重量基準である。次の実施例の感圧接着剤組成物の特徴決定は、以下の試験方法を用いて行った。
剪断粘度
特に記載のないかぎり、剪断粘度は、高圧キャピラリーレオメータ(Gottfert Co.から入手可能なRHEOGRAPH 2001)を、長さ30mmおよび直径1mmのキャピラリーダイを用いて175℃で作動することにより測定した。剪断速度100s-1において、Poiseuilleの式から見掛粘度を計算し、更に、Weissenberg-Rabinovitch補正を行って真の粘度に変換した。
幅1.25cmおよび長さ15cmの感圧接着テープサンプルを用いて、ガラスおよび/または平滑キャスト二軸延伸ポリプロピレンフィルムに対する180°剥離接着力を測定するための試験を行った。2.1kg(4.5ポンド)ローラにテープを4回通すことにより、サンプルを試験面に接着させた。特に記載のないかぎり、制御された温度および湿度条件(約22℃、相対湿度40%)でエージングを約1時間行った後、Instrumentors, Inc.から入手可能なモデル3M90スプリット/剥離試験機を用い、180°構成において剥離速度30.5cm/分(12インチ/分)でテープの試験を行った。
保持時間により規定された剪断強度の測定は、感圧接着テープサンプルを用いて、制御された温度および湿度条件(約22℃、相対湿度40%)で行った。2.1kg(4.5ポンド)ローラに4回通すことにより、25.4mm×25.4mm(1.0インチ×1.0インチ)のテープ切片をステンレス鋼シートに接着させた。1000グラムの重りをサンプルか吊り下げた。重りが落下するのに要する時間を記録した。10,000分で試験を中止した。
感圧接着テープサンプルを用いて、光散乱特性を調べる試験を行った。波長632nmおよびスポットサイズ3mmで作動するヘリウムネオンレーザを、接着テープ面に垂直な方向に向けた。シャッタによりビームの露光時間を制御し、生じた光散乱像を、テープサンプルから120mm後ろに位置するPolaroid #55フィルムに記録した。配向した微小繊維状〜片状ドメインが存在する場合、散乱光強度が滲んで、フィルム面の繊維方向(すなわち、ウェブの進行方向)から90度の角度で配向した幅の狭いまたは広いラインを生じた。分散ドメインが存在する場合または球状に分散されたドメインが存在する場合、球状または等方的光散乱パターンを生じた。
引張試験を行って、種々のブレンド型感圧接着剤コーティング層に対する応力‐歪データを得た。幅2.54cm(1.0インチ)、厚さ51ミクロン〜127ミクロン(2ミル〜5ミル)のサンプルに対して、INSTRONTMシリーズ9ソフトウェアパッケージを備えたINSTRONTM モデル1122をクロスヘッド速度102cm/分(40インチ/分)で作動させて試験を行った。サンプルのDW方向およびCW方向の両方向について試験を行った。
幅2.5cm×長さ5cmのテープサンプルをヒト被検者の背中に貼り、皮膚接着力試験を行った。各テープを、約30.0cm/分の速度で移動する2.0kgローラに、順方向に1回、逆方向に1回通した。皮膚への接着力は、180度の角度および15.0cm/分の引き離し速度においてテープを引き離すのに要する剥離力として測定した。最初に貼り付けた直後(T0)および48時間後(T48)に接着力を測定した。好ましい皮膚接着剤は、一般的には、T0が約50グラム〜100グラム(1.9N/dm〜3.8N/dm)、T48が約150グラム〜300グラム(5.8N/dm〜11.5N/dm)である。14回の試験の結果を平均した。
48時間皮膚接着力試験を行った際、テープを引き離す前にテープサンプルを調べて皮膚から浮き上がった(剥離した)面積を求め、次のような等級付けを行った。
0 浮き上がりは観測されない。
1 テープの縁だけが浮き上がる。
2 試験領域の1%〜25%が浮き上がる。
3 試験領域の25%〜25%が浮き上がる。
4 試験領域の50%〜75%が浮き上がる。
5 試験領域の75%〜100%が浮き上がる。
14回の試験の結果を平均した。好ましい皮膚接着剤は、一般的には、約2.5未満の平均等級を呈する。
48時間皮膚接着力試験を行った際、テープサンプル下の皮膚を目視検査し、皮膚表面上に残留した接着剤の量を求め、次のような等級付けを行った。
0 残留物は見られない。
1 残留物はテープの縁だけに発生する。
2 残留物は試験領域の1%〜25%を占める。
3 残留物は試験領域の25%〜50%を占める。
4 残留物は試験領域の50%〜75%を占める。
5 残留物は試験領域の75%〜100%を占める。
14回の試験の結果を平均した。好ましい皮膚接着剤は、一般的には、約2.5未満の平均等級を呈する。
実施例1および2において、感圧接着剤であるアクリル系成分〔イソオクチルアクリレート95重量%/アクリル酸5重量%:米国特許第RE 24,906号(Ulrich)(引用により本明細書中に含まれるものとする)に従って水系乳化重合により調製された剪断粘度150Pa-sを有する物質〕および熱可塑性材料成分を、直径34mmの完全かみあい型同方向回転二軸スクリュー押出機(Leistritz, Inc.から入手可能なLEISTRITZTMモデルLSM34GL)中で溶融ブレンドした。熱可塑性材料成分は押出機の供給口に導入し、感圧接着剤成分はゾーン4に導入した。ゾーン1からゾーン4までの温度を38℃から177℃まで(100°Fから350°Fまで)徐々に上昇させた。残りのゾーンの温度は、177℃〜191℃(350°F〜375°F)に保った。実施例1および2において、供給速度を調節することにより、感圧接着剤成分対熱可塑性材料成分の比をそれぞれ95:5および85:15とした。
実施例18、19、および20はそれぞれ、実施例3、4、および5に従って実施したが、ただし、異なる熱可塑性材料成分TENITETM 1550P(Eastman Kodakから入手可能な剪断粘度675Pa-sの低密度ポリエチレン)を感圧接着剤成分に添加した。実施例21および22はそれぞれ、実施例1および2に従って実施したが、ただし、異なる熱可塑性材料成分DOWLEXTM 2517(Dow Chemicalから入手可能な剪断粘度280Pa-sの線状低密度ポリエチレン)を感圧接着剤成分に添加した。
実施例23〜29は、実施例1に従って実施したが、ただし、異なる感圧接着剤層の厚さ、異なる熱可塑性材料成分、および種々の感圧接着剤成分対熱可塑性材料成分の比を使用した。実施例23〜29および比較例C2において、感圧接着剤層の厚さは約90μmであった。実施例23および24において、熱可塑性材料成分はFINATM 3374X(Fina Oil and Chemicalから入手可能な剪断粘度700Pa-sのポリプロピレン)であり、それぞれ90:10および85:15の比で感圧接着剤成分に添加した。実施例25および26は、実施例23および24に従って実施したが、ただし、熱可塑性材料成分はESCORENETM 3860(EXXONから入手可能なポリプロピレン)であった。実施例27では、DURAFLEXTM 0200(Shell Chemicalから入手可能な剪断粘度682Pa-sのポリブチレン)を使用し、比は85:15であった。実施例28および29では、PRIMACORETM 1430(Dow Chemicalから入手可能な剪断粘度630Pa-sのエチレンアクリル系エステルコポリマ)を使用し、比はそれぞれ92:8および87:13であった。比較例C2では、感圧接着剤組成物層中に感圧接着剤成分だけを含有させた。
実施例30〜33は、実施例1に従って実施したが、ただし、ゾーン4の温度は204℃(400°F)であり、異なる熱可塑性材料成分を使用し、感圧接着剤成分対熱可塑性材料成分の比は85:15であった。実施例30および31において、熱可塑性材料成分は、それぞれKodarTM 6763(Eastman Chemical Productsから入手可能な剪断粘度3150Pa-sの非晶質ポリエステル)およびStyronTM 615(Dow Chemicalから入手可能な剪断粘度650Pa-sのポリスチレン)であった。実施例32および33において、熱可塑性材料成分は、それぞれPlexiglasTM VM100(Ato Haasから入手可能な剪断粘度1900Pa-sのポリメチルメタクリレート)およびPETROTHENETM 3150B(Quantum Chemicalから入手可能な剪断粘度340Pa-sの高密度ポリエチレン)であった。感圧接着剤層の厚さは、64μm(2.5ミル)であった。
実施例34〜35は、実施例33に従って実施したが、ただし、異なる感圧接着剤成分および異なる熱可塑性材料成分を使用した。実施例34では、感圧接着剤は実施例33のものと類似していたが、ただし、0.3部のアクリルオキシベンゾフェノンが追加されており、更に、熱可塑性材料はELVAXTM 260であった。実施例35では、感圧接着剤はHRJTM 4326(Schenectedy Internationalから入手可能な剪断粘度10Pa-sの2-エチルヘキシルアクリレート)であり、熱可塑性材料はELVAXTM 240であった。比較例C3およびC4の感圧接着テープは、実施例34および35の場合と同じように作製したが、ただし、熱可塑性材料成分は含まれていなかった。
実施例36〜42は、実施例1に従って実施したが、ただし、異なる感圧接着剤成分および異なる熱可塑性材料成分を、種々の感圧接着剤成分対熱可塑性材料成分の比で使用するとともに、感圧接着剤組成物の厚さを変化させた。更に、いくつかの実施例の感圧接着剤には粘着付与剤が含まれていた。実施例36〜42および比較例C5〜C6で使用した感圧接着剤は、実施例1で使用した水系乳化重合型接着剤ではなく、懸濁重合されたアクリル系感圧接着剤であった。この懸濁重合型アクリル系感圧接着剤は、米国特許第4,833,179号(Youngら)に従って、次のように調製した。冷却器、サーモウェル、窒素供給口、ステンレス鋼製モータ駆動型攪拌機、および温度調節機能付き加熱マントルを備えた2リットルのスプリット反応器に、脱イオン水750gを仕込み、これに酸化亜鉛2.5gおよび親水性シリカ(Cabot Corp.から入手可能なCAB-O-SILTM EH-5)0.75gを添加し、酸化亜鉛およびシリカが完全に分散されるまで、窒素をパージングしながら55℃まで加熱した。この時点で、イソオクチルアクリレート480g、メタクリル酸20g、開始剤(DuPontから入手可能なVAZOTM 64)2.5g、およびイソオクチルチオグリコレート連鎖移動剤0.5の仕込材料を一緒に混合した。次に、こうして得られた開始剤および連鎖移動剤含有溶液を、良好な懸濁液が得られるように激しい攪拌(700rpm)を続けながら、最初の水性懸濁液に添加した。窒素をパージングしながら、少なくとも6時間、反応を続け、この間、反応温度が70℃未満に保たれるように反応をモニタした。得られた感圧接着剤を回収し、少なくとも固形分90%まで乾燥した。実施例36〜39において、熱可塑性材料成分は、StyronTM 615であり、感圧接着剤対熱可塑性材料の比はそれぞれ、95:5、90:10、90:10、および80:2であった。実施例40〜42の感圧接着テープはそれぞれ、実施例36に従って作製したが、ただし、感圧接着剤には更に、脂肪族/芳香族C9粘着付与剤ESCOREZTM 2393(EXXONから入手可能)が含まれており、感圧接着剤対粘着付与剤の比はそれぞれ、76:19、76:19、および64:16であり、感圧接着剤組成物の厚さはそれぞれ、およそ46μm、30μm、および33μmであった。比較例C5およびC6は、実施例36に従って実施したが、ただし、感圧接着剤組成物中に感圧接着剤成分だけが含まれていた。
合成ゴム系および天然ゴム系感圧接着剤を製造するための配合装置およびコーティング装置については、米国特許第5,539,033号に記載されているが、この特許の内容は引用により本明細書中に含まれるものとする。実施例43〜44において、合成ゴムNATSYNTM 2210(Goodyearから入手可能な剪断粘度1500Pa-sの合成ポリイソプレン)、粘着付与剤EXCOREZTM 1310LC、可塑剤の鉱油、および熱可塑性材料成分StyronTM 615を、直径30mmの完全かみあい型同方向回転二軸スクリュー押出機(Werner-Pfleidererから入手可能なモデルZSK30で、長さ対直径の比は47:1である)中で溶融ブレンドした。弾性ポリマおよび熱可塑性ポリマの両方を押出機のゾーン1(バレル1)中に供給した。粘着付与剤は、ゾーン2(バレル6)に10%、ゾーン3(バレル8)に90%の割合で分割して供給した。可塑剤はバレル10に供給した。ゾーン1からゾーン5までの温度を60℃から204℃まで徐々に上昇させた。残りのゾーンの温度は、170℃(350°F)に保った。スクリュー速度は毎分200回転であった。供給速度を調節することにより、合成ゴム対粘着付与剤対可塑剤の比が61:32:7である感圧接着剤成分を提供するとともに、実施例43および44に対して、感圧接着剤成分対熱可塑性材料成分の比がそれぞれ90:10及び80:20である感圧接着剤組成物を提供した。
実施例47〜50および比較例C10〜C11は、それぞれ実施例43〜46ならびに比較例C7およびC9に従って実施したが、ただし、その後、電子ビームの照射を行った。ELECTROCURTAINTMモデルCB-175(マサチューセッツ州WilmingtonのEnergy Sciences Incorporatedから入手可能)を125kVの加速電圧で使用して、各テープのサンプルに電子ビームを照射した。この照射は、不活性窒素雰囲気中において計算線量4.0メガラドで行った。
実施例51および比較例C12において、実施例37および比較例C5のときと同じように感圧接着テープを作製したが、ただし、感圧接着剤層の厚さは58μmであり、異なる支持体を使用した。支持体は、非吸蔵性、すなわち、通気性の織布バッキングであった。このバッキングは、ジョージア州SpartanburgのMilliken and Co.から入手可能な180×48平織アセテートタフタクロスから成り、縦糸方向に75デニールの繊維が、横糸方向に150デニールの繊維が使用されている。
本発明の接着剤を用いると、以下に説明される手順から分かるように、多層経皮薬剤送達デバイスからの薬剤の放出速度を調節することができる。実施例52〜57および比較例C13〜C14の試験パッチに使用される速度調節用接着剤は、それぞれ実施例30、32、33、34、37、および42、ならびに比較例C13〜C14に従って作製したが、ただし、各接着剤を剥離紙に接合した。
ただし:
Ri = 時刻「i」におけるサンプルから放出されたフェノバルビトールのパーセント
i = 時刻のシーケンス番号 (値: 1, 2, 3...n)
Ci = 時刻IにおけるHPLC分析によるサンプル濃度(μg/mL単位)
C0 = 0
T.C. = フェノバルビトールの理論含有量(μg/cm2単位)
S.A. = 試験パッチの表面積(cm2単位)
熱可塑性エラストマ成分を含有する本発明の接着剤を用いると、以下の手順から分かるように、多層経皮薬剤送達デバイスからの薬剤の放出速度を調節することができる。実施例58において、直径30mmのバレルを備え、長さ対直径の比が37:1である同方向回転二軸スクリュー押出機モデルSZK 30中で、実施例36に記載の水系懸濁重合されたアクリル系感圧接着剤成分を、熱可塑性エラストマ接着剤成分(熱可塑性エラストマブロックコポリマKRATONTM D1107P 50部と、酸化防止剤IRGANOXTM 1010 1部と、粘着付与樹脂ESCOREZTM 1310LC 50部と、をブレンドすることにより調製されたもの)と共に、それぞれアクリル系接着剤対熱可塑性エラストマ接着剤との比を50:50にして溶融ブレンドした。熱可塑性エラストマブロックコポリマをゾーン1に供給し、粘着付与樹脂をゾーン2に供給し、アクリル系感圧接着剤をゾーン3に供給した。温度を249℃〜165℃に保った。得られた感圧接着剤組成物を、接着剤層の厚さが51μmとなるように剥離紙に接合した。
ただし:
Ri = 時刻「i」におけるサンプルから放出されたフェノバルビタールのパーセント
i = 時刻のシーケンス番号 (値: 1, 2, 3...n)
Ci = 時刻IにおけるHPLC分析によるサンプル濃度(μg/mL単位)
C0 = 0
T.C. = フェノバルビタールの理論含有量(μg/cm2単位)
S.A. = 試験パッチの表面積(cm2単位)
実施例60において、米国特許第5,539,033号に記載のものと類似した方法を用いて、実施例36に記載の感圧接着剤成分を、直径30mmの完全かみあい型同方向回転二軸スクリュー押出機(ニュージャージー州RamseyのWerner-Pfleiderer Corp.から入手可能なモデルZSK30で、長さ対直径の比は36:1である)中で溶融ブレンドした。使用したスクリュー構成は、米国特許第5,539,033号の図4に示されているものと同じであった。弾性ポリマNATSYNTM 2210をゾーン1に添加した。アクリル系感圧接着剤をゾーン9に添加した。エラストマ対アクリル系感圧接着剤の比は50:50であった。スクリュー速度は475rpmであった。ゾーン3へ空気を注入し、温度を133℃に保つことにより、エラストマの分子量を低下させ、ホットメルト処理適性を向上させた。ダイの温度は154℃であった。9.1m/分で移動する厚さ30μmのポリエチレンテレフタレートフィルム上に、厚さ42μmの層となるように感圧接着剤を塗布した。感圧接着剤層は、本質的に非粒状性で、触れると粘着性を示し、光散乱試験により調べたところ微小繊維状の形態を呈した。
Claims (4)
- 少なくとも1つの感圧接着剤成分と、使用温度において該感圧接着剤成分と混和しない少なくとも1つの熱可塑性材料成分と、を含んでなる感圧接着剤層であって、しかも、
(1)少なくとも40重量%の感圧接着剤成分と、少なくとも5重量%の熱可塑性材料成分と、を含み、
(2)少なくとも2つの異なるドメイン、すなわち、連続な該感圧接着剤成分から形成される第1のドメインおよび微小繊維状〜片状の該熱可塑性材料成分から形成される第2のドメイン、を含有する形態を有し、更に、
(a)単独で使用されたときの該感圧接着剤成分のものよりも大きい剥離接着力およびそれと同等な剪断強度、
(b)単独で使用されたときの該感圧接着剤成分のものよりも大きい剪断強度およびそれと同等な剥離接着力、
(c)異方性剥離接着力、
(d)異方性剪断強度、および
(e)破断点伸びまでのすべての伸びに対して、ウェブの横方向の引張応力よりも少なくとも2倍大きいウェブの進行方向の引張応力、
から成る群より選ばれた少なくとも1つの感圧接着特性を有する前記感圧接着剤層。 - 前記感圧接着剤成分が、アクリル系化合物、スチレンブロックコポリマ、天然ゴム、合成ゴム、シリコーン尿素ポリマ、ポリウレタン、ポリビニルメチルエーテル、およびこれらのブレンドから成る群より選ばれる請求項1記載の感圧接着剤層。
- 前記熱可塑性材料成分が、エチレン‐ビニルアセテート、ポリオレフィン、ポリスチレン、非晶質ポリエステル、ポリメチルメタクリレート、およびナイロンである請求項1記載の感圧接着剤層。
- 粘着付与剤を更に含んでなる請求項1記載の感圧接着剤層。
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