JP4921974B2 - 相互侵入高分子網目シート材料を製造する改良された方法及びその有用な物品 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、相互侵入高分子網目(interpenetrating polymer network (IPN))のシート材料を製造する新しい方法に関する。特に、この発明は、種々の型の創傷被覆材(wound dressings)及び傷跡処理(scar management)製品として用いるためのシート材料状材料を製造する改良された方法に関する。
米国特許第4,832,009号(1989年5月23日発行、Mark E. Dillon、その後Bio Med Sciences, Inc社(米国、ペンシルベニア州、Allentown)へ譲渡された)、及び同第5,980,923号(1999年11月9日発行、Mark E. Dillon、その後Bio Med Sciences, Inc社へ譲渡された)は、相互侵入高分子網目のシート材料、特にポリジメチルシロキサン(PDMS)及びポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の相互侵入高分子網目シート材料を含む創傷被覆材及び傷跡処理材料を記載している。相互侵入高分子網目(又は入れ子型ポリマーネットワーク)は、2種又はそれ以上のポリマー材料の配合物であって、各材料が連続的網目構造(network)を形成しており、各網目構造が他方の網目構造と相互侵入しているものと規定されている(Sperling、Interpenetrating Polymer Network and Related Materials Plexem Press、New York、1981年)。従って、IPNは、1種のポリマー/ポリマー複合材料(composite)である。上記特許文献においてはいずれも、PTFE/PDMS IPNシート材料を製造するために、液状のPDMS組成物をミクロポーラス(微小孔性又は微細な多孔質構造の(microporous))又は引き延ばしたPTFE(ePTFE)膜に含浸させる方法が用いられている。この方法は、液状PDMSをePTFE膜上に流延(cast)するか、又はキャリヤー基材(carrier substrate)上に液状PDMSを流延して、その液状PDMSの上にePTFE膜を載置することを含んでいる。いずれの場合にも、液状PDMSをePTFE膜の中へ含浸させる作用をする毛細管現象(capillary action)に起因する自然な吸い込み(wicking)が生じる。得られるIPNシート材料をその後、熱にさらしたり又はその他の可硫化方法(method of vulcanization)にさらしたりして、液状PDMSを固体エラストマー若しくはゲルの中で架橋させて、それによってIPNシート材料が生成する。
発明者は、Oleeva(登録商標)ファブリックのような製品を、常套の2回パス・プロセスではなく、1回パス技術を用いて達成し得ることを、予想外に見出した。本発明の方法を達成するためには、上述したように、液状PDMS層10の表面にePTFE膜30を適用する。しかしながら、新しい方法では、ファブリック40が適用された後まで、IPNシート材料12の加硫は行わない。最初の試みでは、この技術は成功せず、ファブリック40とIPN上側表面25との間に著しい結合は形成されなかった。このことは、吸い込みプロセスがePTFE膜30の上側表面25にて停止しようとする自然な傾向によるものであって、ファブリック40への十分な結合を達成しなかったと考えられる。
1)1回パス・プロセス。
2)接着剤として作用することが要求されるPDMSの第2の層50が無いこと。
3)溶媒又はその他の処理助剤を必要としないこと。
4)要求される滞留時間を実施するために、オーブン長さの追加を必要としないこと。
5)PDMS層10はプロセスの終わりまで十分に架橋させる必要がないので、ライン速度が向上すること。ファブリック層40の上側表面35がダウンライン装置の部分及びローラに接触するので、材料がローラ等に付着する傾向はない。
6)キャリヤー基材20は、その片側のみに剥離表面を被覆すればよいこと。従来の技術では、IPNシート材料12の上側表面25は、1回目のパスにおいてシート材料がロールに巻き取られる際に、ペーパー・キャリヤー基材20の裏材料に最終的に接触するので、両側にポリマー樹脂が被覆されたベース・ペーパー・キャリヤー基材を必要としていた。第2の剥離被覆は、IPNシート材料のキャリヤー基材20の裏側への意図しない接着を防止するために必要とされていた。1回目のパスの間にファブリック40が存在することによって、この傾向が排除される。
本発明の以下の態様例は、本発明を限定するものではなく、本発明の発明としての広い思想から離れることなく、これらの構成及び方法は変更することができる。同様に、この方法において、いくつかの材料を置き換えて、創傷被覆材及び傷跡処理材料以外の種々の用途に有用な生成物を製造し得るとも考えられる。特に、繊維ファブリック以外の材料、例えば不織布フィルム、発泡体(フォーム(foam))などを用いることもできる。
ポリマー被覆されたキャリヤー基材20の15インチ(38cm)幅のロール80を、毎分約1フィート(30cm)の速度で巻き出した。次に、キャリヤー基材20は、キャリヤー基材20の11.5インチ(29cm)幅の領域に液状PDMSの被覆11を付着させるように、液状PDMS10のリザーバ9を有するナイフ・オーバーロール被覆ステーションを通過させた。キャリヤー基材20の表面とナイフ90との間の隙間は、0.020インチ(500マイクロメートル)に設定した。0.0003インチ(3マイクロメートル)厚み及び12インチ(30cm)幅のロール31のePTFE膜30を、液状PDMS被覆11の表面に巻き出した(繰り出して供給した)。14インチ(36cm)幅のロール41のトリコット繊維ファブリック40をePTFE膜30の表面に巻き出した。
巻き出し装置の配置を、ePTFE膜30がファブリック40の上側を引っ張られて、2つの材料が同時に液状PDMS被覆11に接触するような構成に変更して(図6)、実施例1の方法を繰り返した。このことによって、張力に対して非常に敏感で、機械的変形を受けやすいePTFE膜30の巻き出しが簡略化された。更に、ePTFE膜/ファブリックの下手側とオーブン60の入口部との間に、減圧ローラ100を設けた。減圧ローラ100の活性表面(active face)は、12インチ(30cm)幅とされ、巻き付け角は約180°とされた。
繊維ファブリックを、ドットパターンのホットメルトポリウレタン接着剤10bを用いてオフラインにてePTFEフィルムにラミネートしたこと以外は、実施例1の方法を繰り返した。前もってラミネートした材料110のロールを液状シリコーン上に巻き出して、ラミネートのePTFE側をシリコーンに接触させた。ホットメルト接着剤は、PTFEと繊維製品裏材料との間に高品質の結合を提供し、それによって減圧ローラや溶剤処理エイドの必要がなくなる。この技術はePTFEと繊維製品裏材料とを個別に巻き出さない点で、巻き出しプロセスを簡略化し得る。前もってラミネートする技術はプロセスに前工程を導入するが、繊維製品裏材料との効果的な結合を達成する上で、シリコーンの効率よい含浸に依存することによって、装置の変更等を行う必要がなくなる。従って、含浸及び結合プロセスのライン速度及び温度パラメータへの感受性を大きく低下させ、それによって製造効率が向上して、予備的ラミネート工程のコストを相殺し得る。ePTFEの細孔寸法及び厚みのパラメータの組み合わせは、シリコーンをePTFEへ十分に含浸させてIPN構造を形成し、IPN材料と繊維製品裏材料との間に適度の結合整合性を生じることができる。
Claims (31)
- 裏材料40に結合した相互侵入高分子網目シート材料12を製造する方法であって、
a)キャリヤー基材20上に被覆11として液状ポリマー配合物10を流延すること;
b)前記被覆11の表面に微小孔性ポリマーシート材料膜30を適用して、液状ポリマー配合物10を前記微小孔性ポリマーシート材料膜30に含浸させて、前記微小孔性ポリマーシート材料膜30の遠位側表面25へ移動させること;
c)含浸させた微小孔性ポリマーシート材料膜30の遠位側表面25に裏材料40を適用すること;
d)裏材料40と含浸させた微小孔性ポリマーシート材料膜30との間に結合を生じさせて、複合シート材料52を形成すること;並びに
e)液状ポリマー配合物を固化させること
を含んでなり、被覆11、含浸させた微小孔性ポリマーシート材料膜30、および裏材料40をオーブンの中に1回通過させて一体に硬化させることによって複合シート材料を形成する方法。 - 液状ポリマー配合物10がポリジメチルシロキサンである請求項1に記載の方法。
- 微小孔性ポリマーシート材料膜30が、延伸ポリテトラフルオロエチレンである請求項1または2に記載の方法。
- 裏材料が、繊維ファブリック40である請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 裏材料が、発泡体、不織布フィルム、または繊維ファブリック以外の材料である請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
- 液状ポリマー配合物を固化させる前に、裏材料40の遠位側表面35に接触するように配置された減圧ローラデバイス100を用いて減圧にさらすことによって、裏材料40と膜30の遠位側表面との間の結合を向上させる請求項1〜5のいずれかに記載の方法。
- 液状ポリマー配合物層10がポリジメチルシロキサンであり、微小孔性ポリマーシート材料膜30が延伸ポリテトラフルオロエチレンであり、裏材料40が繊維ファブリックである請求項1または6に記載の方法。
- 液状ポリマー配合物層10がポリジメチルシロキサンであり、微小孔性ポリマーシート材料30が延伸ポリテトラフルオロエチレンであり、裏材料40が発泡体、不織布フィルム、または繊維ファブリック以外の材料である請求項1または6に記載の方法。
- 創傷被覆材及び傷跡処理製品を製造する方法であって、
キャリヤー基材20上に液状PDMSの層10を形成すること;
液状PDMS層10の頂部にePTFEの層30を載置すること;
前記ePTFEの層は細孔を有しており、ePTFEの層30に液状PDMSを含浸させ、ePTFE層の毛細管として作用する細孔の中を通して、毛細管現象にて液状PDMSをePTFEの層30の上側表面へ移動させ、IPNシート材料12を形成すること、
IPNシート材料12の上側表面25を、ePTFEの層30の上側表面へ移動させた液状PDMSと共に、繊維ファブリック40に結合させて、IPNシート材料12が衣類に巻き付いたり又はまとわりついたりする傾向を低減し又は排除して、製品の上側を覆う衣類が繊維ファブリック40の上側を容易にスライドするように、複合ファブリックシート材料52を形成すること、
IPNシート材料12およびそれに結合させた繊維ファブリック40をオーブン60の中に1回通過させて一体に硬化させることによって液状PDMSを固化させること、ならびに
硬化処理の間に複合ファブリックシート材料52がオーブン内を通過する際に、1つのアイドラー・ローラの上側、次のアイドラー・ローラの下側、次のアイドラー・ローラの上側を通り、オーブン内をS字形状にたどり蛇行する経路に複合ファブリックシート材料52を通すことによって、複合ファブリックシート材料52に連続的に圧力をかけて、IPNシート材料12と繊維ファブリック40との間に有効な結合を形成させること
を含んでなる方法。 - ePTFE層30を繊維ファブリック40上を通して引っ張り、2つの材料を同時に液状PDMSに接触させる請求項9に記載の方法。
- 繊維ファブリック40がオーブン60の中へ入る前に、繊維ファブリック40の上側表面35に減圧を適用して、IPNシート材料12と繊維ファブリック40との間の結合を向上させる請求項9または10に記載の方法。
- 裏材料40に結合した相互侵入高分子網目シート材料12の複合シート材料を製造する方法であって、a)キャリヤー基材20上に被覆11として液状ポリマー配合物10を流延させること;b)被覆11の表面に、微小孔性ポリマーシート材料膜及び裏材料のラミネートを適用して、液状ポリマー配合物10をその微小孔性ポリマー膜に含浸させること;並びにc)該液状ポリマー配合物を固化させることを含んでなり、
被覆11、含浸させた微小孔性ポリマーシート材料膜30、および該微小孔性ポリマーシート材料膜にラミネートさせた裏材料をオーブンの中に1回通過させて一体に硬化させることによって複合シート材料を形成する方法。 - 液状ポリマー配合物10がポリジメチルシロキサンである請求項12に記載の方法。
- 微小孔性ポリマー膜30が、延伸ポリテトラフルオロエチレンである請求項12または13に記載の方法。
- 裏材料40が、繊維ファブリック40である請求項12〜14のいずれかに記載の方法。
- 裏材料40が、発泡体、不織布フィルム、または繊維ファブリック以外の材料である請求項12〜14のいずれかに記載の方法。
- 液状ポリマー配合物層10がポリジメチルシロキサンであり、微小孔性ポリマー膜が延伸ポリテトラフルオロエチレンであり、裏材料40が繊維ファブリックである請求項12に記載の方法。
- 液状ポリマー配合物層10がポリジメチルシロキサンであり、微小孔性ポリマーシート材料が延伸ポリテトラフルオロエチレンであり、裏材料が発泡体、不織布フィルム、または繊維ファブリック以外の材料である請求項12に記載の方法。
- 創傷被覆材及び傷跡処理製品を製造する方法であって、
キャリヤー基材20上に被覆11として液状ポリマー配合物の層10を形成すること;
液状ポリマー配合物層10の頂部に、裏材料にラミネートされた微小孔性ポリマーシート材料膜の層30を載置すること;
前記微小孔性ポリマーシート材料の細孔の中を通して毛細管現象の吸い込みによって、前記微小孔性ポリマーシート材料膜層30に液状ポリマー配合物を含浸させ、IPNシート材料12を形成すること、並びに
被覆11、含浸させた微小孔性ポリマーシート材料膜30、および該微小孔性ポリマーシート材料膜にラミネートさせた裏材料をオーブンの中に1回通過させて硬化させることによって液状ポリマー配合物を固化させること
を含んでなる方法。 - 液状ポリマー配合物10がポリジメチルシロキサンである請求項19に記載の方法。
- 微小孔性ポリマー膜30が、延伸ポリテトラフルオロエチレンである請求項19または20に記載の方法。
- 裏材料が、繊維ファブリック40である請求項19〜21のいずれかに記載の方法。
- 裏材料が、発泡体、不織布フィルム、または繊維ファブリック以外の材料である請求項19〜21のいずれかに記載の方法。
- 液状ポリマー配合物層10がポリジメチルシロキサンであり、微小孔性ポリマーシート材料膜30が延伸ポリテトラフルオロエチレンであり、裏材料40が繊維ファブリックである請求項19に記載の方法。
- 液状ポリマー配合物層10がポリジメチルシロキサンであり、微小孔性ポリマーシート材料30が延伸ポリテトラフルオロエチレンであり、裏材料40が発泡体、不織布フィルム、または繊維ファブリック以外の材料であるである請求項19に記載の方法。
- 繊維ファブリック40は上側表面35を有しており、
液状PDMSを固化させる前に、裏材料40の上側表面35に減圧を適用することによって、繊維ファブリック40とIPNシート材料12の上側表面25との間の結合を向上させることを更に含む請求項9に記載の方法。 - 微小孔性ポリマーシート材料膜は上側表面25を有し、裏材料40は上側表面35を有しており、
液状ポリマー配合物を固化させる前に、裏材料40の上側表面35に減圧を適用することによって、繊維ファブリック40とIPNシート材料12の上側表面25との間の結合を向上させることを更に含む請求項12〜18のいずれかに記載の方法。 - 微小孔性ポリマーシート材料膜30は上側表面25を有し、裏材料は上側表面35を有しており、
液状ポリマー配合物を固化させる前に、裏材料の上側表面35に減圧を適用することによって、裏材料40と微小孔性ポリマーシート材料膜30の上側表面25との間の結合を向上させることを更に含む請求項19〜25のいずれかに記載の方法。 - 硬化処理の間に複合ファブリックシート材料52がオーブン内を通過する際に、1つのアイドラー・ローラの上側、次のアイドラー・ローラの下側、次のアイドラー・ローラの上側を通り、オーブン内をS字形状にたどり蛇行する経路に複合ファブリックシート材料52を通すことによって、複合ファブリックシート材料52に連続的に圧力をかけて、裏材料と含浸させた微小孔性ポリマーシート材料膜30との間に有効な結合を形成させることを更に含む請求項1〜8のいずれかに記載の方法。
- 硬化処理の間に複合ファブリックシート材料52がオーブン内を通過する際に、1つのアイドラー・ローラの上側、次のアイドラー・ローラの下側、次のアイドラー・ローラの上側を通り、オーブン内をS字形状にたどり蛇行する経路に複合ファブリックシート材料52を通すことによって、複合ファブリックシート材料に連続的に圧力をかけることを更に含む請求項12〜18のいずれかに記載の方法。
- 硬化処理の間に相互侵入高分子網目シート材料12とそれに結合した裏材料とがオーブン内を通過する際に、1つのアイドラー・ローラの上側、次のアイドラー・ローラの下側、次のアイドラー・ローラの上側を通り、オーブン内をS字形状にたどり蛇行する経路に相互侵入高分子網目シート材料12とそれに結合した裏材料とを通すことによって、相互侵入高分子網目シート材料12とそれに結合した裏材料とに連続的に圧力をかけることを更に含む請求項19〜25のいずれかに記載の方法。
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