JP5457446B2 - 貼付材 - Google Patents

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    • C09J175/04Polyurethanes
    • C09J175/08Polyurethanes from polyethers

Description

本発明は、主に皮膚の創傷部位に適用される貼付材に関する。
医療用貼付材、特にドレッシング材は、外部から水、細菌、又はウイルス等が体内に侵入するのを阻止し、かつ、皮膚の曲面や動きに追随できる柔軟性及び追従性等を有することが必要である。そのため、このような貼付材の支持体としては、皮膚に類似した低い弾性率を有する薄層のエラストマーフィルムが一般的に用いられている。また、皮膚からの発汗による水分が貼付材外部に蒸散されるように、透湿性に優れていることも貼付材には要求される。
さらに、透湿性が悪いと、皮膚から発生した水分が皮膚と粘着剤層との間に貯留し、粘着力の低下を引き起こして貼付材の固定機能が弱まり剥がれやすくなり、また水の貯留による常在菌の増殖などによって皮膚障害が発生しやすくなる。したがって、医療用貼付材については、高透湿性を付与することも重要な要件となっている。
高透湿性を付与するために、透湿性のあるフィルム基材に粘着剤を格子状やダイヤモンド等の形状にパターンコーティングした医療用貼付材が提案されている。しかし、このような貼付材は粘着剤を塗布していない部分があることにより周辺部が剥がれやすく、また、粘着剤が塗布された部分については透湿性が低いために皮膚が白くふやけて皮膚の細胞間の結合が弱くなり、角質剥離量が増大してしまうという問題があった。
そこで、高透湿性の貼付材として、支持体として透湿性のあるエステル系ウレタン樹脂フィルム又はエーテル系ウレタン樹脂フィルムを用い、粘着剤として室温でペースト状の液体になるアクリル系粘着剤を用いた、皮膚貼付剤も開発された(特許文献1、特許文献2)。
特開2003−190205号公報 特開2005−218496号公報
しかしながら、上記の特許文献1及び2の貼付材には、優れた粘着特性を維持しつつ高透湿性を付与することに限界があるという課題が依然として残っている。
そこで、本発明は、上記問題点を解決して、優れた粘着特性と高透湿性とを両立させた、貼付材を提供することを目的とする。
本発明者らは、これらの課題を解決することを目的として鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、透湿度が3,000g/m・day以上の支持体と、透湿度が5,000g/m・day以上の粘着剤層とを備えた貼付材であって、該粘着剤層が、
(1)数平均分子量5,000以上かつ平均官能基数2以上のポリオキシアルキレン構造を含有する活性水素化合物と、
(2)数平均分子量1,500〜5,000かつ平均官能基数1のポリオキシアルキレン構造を含有する活性水素化合物と、
(3)有機ポリイソシアネートと、
を反応させて得られるポリウレタン系粘着剤を含み、
ここで、上記の粘着剤を得るのに使用された全活性水素化合物の平均官能基数が2〜2.6であり、かつ上記粘着剤中の全活性水素化合物のエチレンオキシド単位の含有量が3〜8重量%であることを特徴とする、貼付材に関する。
また、本発明は、上記(1)の活性水素化合物が、平均官能基数2〜3のポリエーテルポリオールである、上記貼付材にも関する。
さらに、本発明は、粘着剤層が支持体の1面全体を本質的に覆った状態であって、透湿度が2,000〜4,000g/m・dayを示す上記貼付材にも関する。
さらに、本発明は、透湿度が5,000g/m・day以上のポリウレタン系粘着剤であって、
(1)数平均分子量5,000以上かつ平均官能基数2以上のポリオキシアルキレン構造を含有する活性水素化合物と、
(2)数平均分子量1,500〜5,000かつ平均官能基数1のポリオキシアルキレン構造を含有する活性水素化合物と、
(3)有機ポリイソシアネートと、
を反応させて得られる粘着剤(ここで、上記の粘着剤を得るのに使用された全活性水素化合物の平均官能基数が2〜2.6であり、かつ上記粘着剤中の全活性水素化合物のエチレンオキシド単位の含有量が3〜8重量%である)に関する。
本発明によれば、優れた粘着特性と高透湿性とを両立させた貼付材を提供することができる。
本発明の貼付材の一例の断面図の模式図である。
本発明の貼付材は、例えば、上記所定の透湿度の支持体に慣用の手法を用いて上記所定の透湿度の粘着剤層を設けることで得ることができる。
また、本発明の貼付材はさらに担持体及び/又は剥離体を備えてもよい。担持体は、支持体の粘着剤層が設けられた面とは反対側の面に剥離可能な状態で設けられる。剥離体は、粘着剤層の支持体が設けられた面とは反対側の面に剥離可能な状態で設けられる。すなわち、本発明の貼付材は、担持体、支持体、粘着剤層、及び剥離体を、この順序で、備えていてもよい(図1)。また、本発明では、担持体と支持体との間、支持体と粘着剤層との間、及び/又は粘着剤層と剥離体との間に、他の層を一層以上介在させてもよい。例えば、接着性や剥離性を高めるため、下塗剤層や接着剤層、又は剥離剤層を設けてもよいし、あるいはフィルム、不織布、織布、又はそれらの積層体を介在させてもよい。
上記の粘着剤層は、支持体にパターンコーティング、例えば格子状やダイヤモンド等の形状でコーティングされて設けられてもよいが、皮膚への固定性を向上させるために、該粘着剤層が支持体の1面全体を本質的に覆った状態にあるのが好ましい。また、貼付材を皮膚から剥がした際の角質剥離量が減少する点、皮膚と粘着剤層の間に貯留した水分による固定性の低下を抑制する点から、本発明の貼付材の透湿度は2,000〜4,000g/m・dayであることが好ましい。
本発明において、透湿度の測定はJIS Z−0208に準じるものとする。透湿度が高いほど、蒸れが少ない支持体等であるといえる。特に本発明において「高透湿性」という言葉を用いる場合があるが、JIS Z−0208に準じた試験において2,000g/m・day以上を指すものとする。
本発明の支持体は、前述の課題を克服する上で、透湿度が3,000g/m・day以上であり、4,000g/m・day以上であることが好ましい。また、支持体の透湿度の上限は、特に制限されないが、通常、約10,000g/m・day以下、好ましくは約8,000g/m・day以下である。このような透湿度を有する支持体は、不織布、編布では容易に達成されるが、特にドレッシング材として有用なウレタン樹脂の支持体はそれ自体公知であり(例えば、特開平7−231910号公報)、市販されている。
医療用テープに使用する場合の支持体は、透湿度が3,000g/m・day以上、特に4,000g/m・day以上であれば好ましく、伸縮性または非伸縮性のものを用いることもできる。例えば織布、不織布、編布、フィルムなどであり、ポリウレタン、ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、アルミニウムシート等、またはそれらの複合素材から選択することができ、積層とすることもできる。そのままでは透湿性が低いフィルムについては、炭酸カルシウム等を含有した多孔質フィルムや、穿孔等をして加工して用いることもできる。水膨潤性の低い貼付材が得られる点で、支持体として、不織布、織布、及び編布などが好ましい。
本発明の支持体として、特にドレッシング材用の支持体として、ウレタン樹脂から製造する支持体、例えばフィルムなどが好適であり、柔軟で適度な強度を持ち、特に皮膚への貼付材の固定性を高めたり貼付中の違和感を減らしたりする観点から好ましくは水膨潤性が低いものが使用される。
本発明において、支持体をウレタン樹脂から製造する場合は、上述の透湿度を有している限り、特に制限されず、エーテル系ウレタン樹脂及びエステル系ウレタン樹脂など例示されるが、水膨潤性が低い点からエーテル系ウレタン樹脂が好ましく選択される。
これら所定の透湿度のエーテル系ウレタン樹脂は、BASF社等で入手可能である。エーテル系ウレタン樹脂を製造するには、例えば、従来から用いられてきたワンショット法又はプレポリマー法を用いて重合することができる。また、溶剤を使用しないバルク重合であっても、粘度低減のために溶液中で重合を行ってもよい。これらの重合法により作製されたフィルムは、DINTEX FT1080−PE、DINTEX FT1881−PE(ユニポリマー製)、サンプレンHMP−17A(三洋化成製)等があり、それぞれ入手可能である。
本発明の支持体には、必要に応じて通常使用される添加剤、例えば紫外線吸収剤、老化防止剤、充填剤、顔料、着色剤、難燃剤、帯電防止剤などが添加され得る。これらの添加剤は、その種類に応じて通常の量で用いられる。
本発明の支持体の厚みは、貼付材としての取り扱い性を高める点から、10μm以上、特に15μm以上が好ましく、また、高透湿の支持体が製造し易くなり、本発明の効果が奏し易くなる点から、50μm以下、好ましくは40μm以下が好ましい。10μm以下、特に5〜10μmの場合は、支持体として非常に薄く取り扱い性が困難になるため、担持体の工夫、例えば担持体の剛性を支持体より高めたり、口取り片などを設けたりすることが必要となる。
本発明の担持体は、支持体を補強して、本発明の貼付材の製造性や操作性を向上させる役割を果たす。また、この担持体は貼付時に貼付部位が確認できるような視認性を考慮すると、透明もしくは半透明であることが望ましい。さらに、この担持体は、支持体に対して相対的に高い弾性率を有して、支持体に対し、3〜20倍程度の弾性率であるものが好ましい。また、担持体を支持体に積層させる面には、支持体と適度な接着性を保って積層される必要があるため、各種処理を行っておくことが適切である。このような処理としては、コロナ処理、プラズマ処理、紫外線処理、マット処理などが例示される。
担持体が支持体から剥離しにくい場合は、担持体の中央部付近に切れ目を設けてもよく、担持体同士の切れ目間隔を空けて担持体を2枚としてもよい。また、さらに担持体の切れ目上部にテープ又はフィルムを積層して、掴み片として口取り部を設けてもよい。口取り部はフィルム、不織布、織布、又はそれらの積層体としてもよいし、粘着テープとしてもよく、着色も可能である。担持フィルムの端部分は波形或いは複数の切り込みを入れた状態としても良く、支持体より大きく形成したものを使用してもよい。これらは、貼付材をロール状とした場合においても、担持フィルムを剥ぎ取りやすくし、取り扱い性を向上させるのに有効である。
上記の担持体として用いられるのは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテフタレートなどのポリエステル、ナイロンなどのポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどが挙げられる。また、これらの単体の担持体だけでなく、紙、不織布、織布、編布、金属箔と積層した複合体の担持体であっても差し支えないが、このような担持体には、視認性やコストなどの観点からポリオレフィン及びポリエステルフィルムが用いられることが好ましい。
本発明の粘着剤層は、前述の課題を克服する上で、透湿度が5,000g/m・day以上であり、7,000g/m・day以上であることが好ましい。粘着剤層の透湿度の上限値は8,000g/m・day以下であってもよいが、透湿度は高ければ高いほど好ましく、上限値は特に制限されない。
本発明において粘着剤の透湿度の調整は公知の方法で行い得る(例えば、特開平7−231910号公報、特開2005−58288号公報参照)。一般的に、ポリウレタン系粘着剤中のエチレンオキシド(EOと略すこともある)単位を多くすることにより、高透湿性を得ることができるが、EO単位が余りに多いと、水分吸収時に膨潤が発生しベタツキや、物性値の低下が発生する。また、可塑剤添加により透湿性や粘着性の操作も可能であるが、可塑剤添加により、ポリウレタン系粘着剤の内部凝集力不足が発生し、粘着力の低下が発生したり、剥離時に、皮膚表面への粘着剤の糊残りを生じたりする。更に、これら可塑剤の化学成分による刺激にて、かぶれや皮膚炎症の原因になると報告もされている。
本発明の粘着剤は、可塑剤等を添加することなく、ポリウレタン系粘着剤中の全活性水素化合物のEO単位含有量を調整することなどで、優れた粘着特性と高透湿性とを両立させることができる。本発明によるポリウレタン系粘着剤中の全活性水素化合物のEO単位含有量はポリウレタン系粘着剤全体に対して3〜8重量%であり、特に4〜6%重量とすることで、更に高透湿性で優れた粘着特性を持つ皮膚に優しい粘着剤を作製することができる。
また、本発明の粘着剤層は、透湿度が5,000g/m・day以上であっても、粘着層の厚さが25μmであり、支持体の厚さが20μmであるときのウレタン支持体の場合において、後述の試験法による対ベークライト粘着力が0.5〜2.0N/15mm、好ましくは1.0〜1.7N/15mmであることもでき、また、後述の試験法によるプローブタックが、0.2〜1.0N/5mmφ、好ましくは0.5〜1.0N/5mmφであることもできる。さらに、本発明の粘着剤層のヒト皮膚粘着力は、24時間貼付で0.5〜1.5N/15mm、特に0.7〜1.2N/15mm付近であることが好ましい。ここでヒト皮膚粘着力について、数値を「付近」としたのは、個体差や季節変動による数値のばらつき(例えば、夏季は低い傾向を、冬季は高い傾向を示す)が大きいため、被験者10名の平均値が上述の数値付近となることを示したためである。なお、粘着力の調整は本明細書に記載されたような方法や慣用の方法で行い得るが、粘着剤層や支持体の厚さによっても調整され得る。すなわち、粘着剤厚を厚くした場合は粘着力が高くなり、薄くした場合は粘着力が低くなる傾向にある。支持体を厚くした場合は貼付材としての剛性が高くなって粘着力が高くなる傾向にあり、支持体を薄くした場合は粘着力が低くなる傾向にある。また、支持体自体の剛軟度に影響を受けるため、一概には言えないが、例えば不織布や織布とした場合については、粘着力はウレタンの場合とほぼ傾向が同じになる。
本発明のポリウレタン系粘着剤は、分子構造として比較的長いソフトセグメントを持たせることで、柔軟となることが好ましく、したがって、前記(1)の活性水素化合物の数平均分子量は5,000以上、好ましくは10,000以上である。数平均分子量が5,000未満ではウレタン結合濃度が大きくなり、粘着力が低くなる傾向にある。前記(1)の活性水素化合物の数平均分子量の上限は特に制限されないが、数平均分子量15,000以下、特に12,000以下が、得られる粘着剤の粘着力が大きくなったり、糊残り(貼付材を皮膚から剥した時の皮膚に粘着剤が残存すること)を減少させたりする点で、好ましい。
より良好な粘着特性(例えば、指先タック官能試験による硬さ、タック感、粘着力など)を確保するため、より好ましくは、前記(1)の活性水素化合物は数平均分子量が5,000〜10,000である。
また、前記(1)の活性水素化合物の平均官能基数(F)は、2以上であれば特に制限されないが、2〜3が好ましい。凝集力が上昇して、糊残りなどの不具合が減る点で、平均官能基数は2以上が好ましい。一方、凝集力が強くなり過ぎず、粘着力が上昇し得る点や粘着剤作製時のゲル化を抑える点で、平均官能基数は3以下が好ましい。
なお、F=2とF=3の前記(1)の活性水素化合物の混合比率を変えることで、理論上Fは2〜3の間で自由に設定することができる。
本発明の前記(1)の活性水素化合物として、ポリエーテルポリオール、ポリエーテルポリオールを一部エステル変性したエーテルエステルポリオール、及びアミノ基を持つポリアルキレン(例えばエチレン及びプロピレンなど)オキシドジアミンなどが例示され、ポリエーテルポリオールが好ましい。ポリエーテルポリオールとしては、例えば、平均官能基数が2のものとして、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン等を開環重合させたポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、及びこれらを共重合させたポリエーテルグリコール等のポリエーテルグリコール、平均官能基数が3以上のものとして、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、スクロースなど活性水素基を3以上持つものを開始剤として、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン等を開環重合させたポリエチレンポリオール、ポリプロピレンポリオール、ポリテトラメチレンエーテルポリオールなどのポリエーテルポリオール、また或いはこれら2または3以上の平均官能基数を持つポリオールの2種以上の混合物が好ましい。具体的には、三洋化成社のサンニックスシリーズ、三井化学ポリウレタン社のアクトコールシリーズ、旭電化社のアデカーポリエーテルシリーズ、Lyondell社のAcclaimシリーズなどが使用できる。
本発明では、前記(1)の活性水素化合物を単体で用いてもよいが、例えば、数平均分子量、平均官能基数、モノマー単位の種類などで異なる2種以上の混合物を使用してもよい。
本発明のポリウレタン系粘着剤は、粘着力を落すことなく、高い透湿度が得られる点から、前記(2)の数平均分子量1,500〜5,000かつ平均官能基数1のポリオキシアルキレン構造を含有する活性水素化合物を使用して製造される。この上記(2)の活性水素化合物の数平均分子量は、1,500〜5,000、好ましくは2,000〜5,000である。
特に、数平均分子量5,000以上、とりわけ5,000〜12,000の前記(1)の活性水素化合物と、前記(2)の活性水素化合物とを組み合わせて、好ましくは比較的高分子量、例えば2,000〜5,000の前記(2)の活性水素化合物とを組み合わせて得られる本発明のポリウレタン系粘着剤は、粘着力及び透湿度が向上して好ましい。このようにして得られたポリウレタン系粘着剤は、可塑剤を使用したりすることなく、透湿度を大きくすることができるので、可塑剤の使用などによって生じるベタツキなどが抑えられる点でも有利である。
前記(2)の活性水素化合物として、ポリオキシアルキレンモノオール及びポリアルキレン(例えばエチレンなど)オキシドモノアミンなどが例示され、ポリオキシアルキレンモノオールが好ましい。ポリオキシアルキレンモノオールとして、例えば、アルキルモノオールを開始剤としてエチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン等を開環重合させたアルキルポリオキシエチレン/ポリプロピレンモノオール、アルキルポリオキシテトラメチレンモノオール、また或いはこれらの2種以上の混合物が例示される。
本発明では、前記の(2)の活性水素化合物を単体で用いてもよいが、例えば、数平均分子量やモノマー単位の種類などで異なる2種以上の混合物を使用してもよい。
本発明のポリウレタン系粘着剤を製造する際の前記(2)の活性水素化合物の使用量は、特に制限されないが、優れた粘着力及び透湿度が得られる点から、前記(1)の活性水素化合物100重量部に対して、好ましくは5〜55重量部、より好ましくは20〜40重量部使用される。
本発明のポリウレタン系粘着剤の製造に使用される活性水素化合物は、優れた粘着物性を得るために、前記(1)及び(2)の活性水素化合物のみからなるものが好ましいが、他のモノオールやポリオールなどの活性水素化合物を粘着特性に問題を生じない程度で含有することも可能である。このようなモノオールやポリオールなどの活性水素化合物として、アクリルモノオールやエステルポリオール、ポリカーボネートポリオールなど一般的なものが使用可能である。
本発明のポリウレタン系粘着剤を得るのに使用された全活性水素化合物の平均官能基数とは、前記(1)及び(2)の活性水素化合物を含めた、前記(3)の有機ポリイソシアネートと反応させたすべての活性水素化合物について、活性水素化合物ごとの平均官能基数とその添加重量割合との積を総和して求められるものである。この平均官能基数は、優れた粘着特性が得られる点から、2〜2.6、好ましくは2.05〜2.4である。
本発明のポリウレタン系粘着剤の構成分子であるアルキレンオキシド、つまりポリオキシアルキレン構造を含有する前記(1)及び(2)の活性水素化合物は一般的に人体への安全性が高いことが確認されている。同様にこれをセグメントに有するポリウレタンもまた安全性が高く、医療用高分子材料として実用されている。また前記(1)及び(2)の活性水素化合物の種類を選択することにより、セグメントの親水性、疎水性のバランスを調節でき、ウレタン結合による分子のフレキシビリティが加わり、透明度が高く皮膚に対して密着性がよく、柔軟で馴染みが良く、低刺激性の粘着剤となる。従って、人体に貼付する用途に適しており、医療用貼付材用の粘着剤として好適である。この場合、粘着性、安全性、材料としての安定性、経済性など全てを充足した新規粘着剤となり得るものである。
本発明のポリウレタン系粘着剤に用いられる前記(3)の有機ポリイソシアネートとしては、一般にポリウレタン樹脂の製造に使用できるものは全て使用可能である。具体的には、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネ−ト、2,2′−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート等の芳香族ジイソシアネート、或いはテトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネ−ト、リジンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート、また或いはイソホロンジイソシアネート、水添化トリレンジイソシアネート、水添化ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂環族ジイソシアネート、さらにこれらの混合物等の有機ジイソシアネートが好ましいが、これらの一部をウレタン化、ウレトジオン化、又はカルボジイミド化などにより変性したポリイソシアネートも使用できる。また、ポリオールにてプレポリマー化したイソシアネートプレポリマーを使用することも可能である。
活性水素化合物と有機ポリイソシアネートのNCO/OHモル比は、反応におけるゲル化が抑えられ、粘着力が上昇するため、0.7/1.00〜1.00/1.00が好ましい。残存NCO量が低ければ、経時安定性などが良好になるため、1.05/1.00以下、特に1.00/1.00以下の比率が好ましい。また、0.7/1.00以上の場合、残存活性水素化合物の量が減少するため、ブリードアウトの可能性が低下し、好ましい。
本発明におけるポリウレタン系粘着剤の製造は、例えば、溶融状態で反応させるバルク重合(固形反応)法、溶液重合法等の通常の方法を用いることができる。溶液重合法にて用いる溶剤としては、具体的には、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶剤、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、セロソルブ、カルビトール等のグリコールエーテル系溶剤、セロソルブアセテート等の酢酸グリコールエーテル系溶剤、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系溶剤等、更にこれらの混合溶剤が挙げられる。
本発明におけるポリウレタン系粘着剤を製造する際には、必要に応じて触媒及び添加剤等を用いることができる。触媒としては、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン等の含窒素化合物、ジブチル錫ジラウレート、オクチル酸錫、ステアリン酸錫等の有機金属化合物など一般的なウレタン化触媒が挙げられる。添加剤としては、例えば、置換ベンゾトリアゾール類等の紫外線吸収剤、フェノール誘導体等の酸化防止剤、及び加水分解防止剤等が挙げられる。
また、凝集力をアップし、糊残りなどの問題を回避するために、上記ポリウレタン系粘着剤の製造に鎖延長剤を使用することができる。鎖延長剤の使用モル数の合計は、系全体における活性水素化合物のモル数の合計以下、特にその1/2以下が好ましい。鎖延長剤の使用モル数の合計が系全体における活性水素化合物のモル数の合計以下、特にその1/2以下の場合、凝集力の強いウレタン結合量が減少して機械特性が悪化するが、粘着力が上昇する点で好ましい。
ポリウレタン系粘着剤は、ポリイソシアネート硬化剤を併用し、粘着特性を変化させることが可能である。ポリイソシアネート硬化剤の併用による凝集力のアップは、糊残りなどの不具合の改善に有効である。また、このポリイソシアネート硬化剤の添加量を変化させることで、最終的な粘着剤の物性を微調整することも可能である。例えば、粘着剤の凝集力を上げる場合は、添加量を上げ、粘着剤のタックを上げる場合は、添加量を低下させる。硬化剤として用いられるポリイソシアネートとして、前記(3)の有機ポリイソシアネートも使用することができるが、これらと2官能以上のポリオールの反応で得られるイソシアネートのポリオールアダクトが好ましく、また、ポリメリックポリイソシアネート、イソシアヌレート変性体、カルボジイミド変性体も好ましい。具体的には、日本ポリウレタン工業製のコロネートL、コロネートHL、コロネート3041、コロネート2030、コロネート2031、コロネートHX、ミリオネートMTL、ミリオネートMR等が挙げられる。その使用量は、前記ポリウレタン系粘着剤100重量部に対して、0.5〜5重量部(いずれも固形分として)であることが好ましく、特にコロネートLの場合は1〜3重量部(いずれも固形分として)が好ましい。
本発明の貼付材の粘着剤層は、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリウレタン系粘着剤以外の粘着剤を含有してもよい。しかしながら、本発明の粘着剤層はアクリル系粘着剤を含まなくてもよいので、本発明によればアクリル系粘着剤独特の臭気や皮膚刺激性等の心配がほとんどない貼付材を得ることができる。
本発明の貼付材の粘着剤層の厚さは、特に制限されないが、皮膚への固定性を担保し、支持体厚みとのバランスの点から10μm以上が好ましく、粘着剤層が厚くなりすぎると透湿度が低下する点から40μm以下が好ましい。
また、皮膚を覆うという用途において、貼付材の粘着剤層の厚さを3〜7μm付近とする場合は、貼付材としての皮膚への追従性、目立ちにくさ等の効果を貼付材に与えることができる。
本発明の剥離体として貼付材の分野で慣用のものを用いることができる。例えばシリコーン離型処理した上質紙、グラシン紙等の紙基材やポリエステルフィルム等を用いることができる。また、剥離体の目付けは、限定はされないが、通常、50〜150g/m程度が好ましく、60〜100g/m程度がより好ましい。剥離体の略中心部に、その外形を分断する線状の剥離ライナー分断部を1本もしくは2本以上設けることによって、一方の剥離体を剥がしても、他方の剥離体が残り、粘着面に触れることなく貼付作業ができるようになり、作業性が向上する。貼付材をロール状とした場合においては、特に剥離体を剥ぎ取りやすくし、取り扱い性を向上させるのに有効である。また、2枚以上の剥離体を粘着剤から剥離しやすいように、剥離体を一方に覆い被さるか又は折り返すように配置しても、取り扱い性を向上させるのに有効である。
本発明の貼付材は、パッドを使用することもできる。パッドは、ガーゼやレーヨン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリプロピレンの不織布などで目付が2〜100g/m程度のものを使用することができ、好適には粘着剤塗布面の中央部に置くことができる。
本明細書中に示された上限値及び下限値で示される数値範囲は、それを任意に狭めることで一部除いてもよく(また、その範囲内の一点又は数点を除いてもよい)、除いた後の範囲においても、除く前と同様の作用効果を奏する。
以下に実施例を用いて、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の合成例、実施例及び比較例中の部及び%は、原則として、それぞれ質量部及び質量%を示す。
1.ポリウレタン系粘着剤の調製
温度計、攪拌機及び冷却管を備えた反応容器に、表1に示すとおり、ポリエーテルポリオールA〔グリセリンを開始剤としたEO単位とプロピレンオキシド(PO)単位の共重合体、数平均分子量10,000、F=3、ポリエーテルポリオールB(EO単位とPO単位の共重合体、数平均分子量4,000、F=2)、ポリエーテルポリオールC(PO単位の重合体、数平均分子量10,000、F=2)、ポリエーテルモノオールD(メタノールを開始剤としたPO単位の重合体、数平均分子量3,500、F=1)、ポリエーテルポリオールE(PO単位の重合体、数平均分子量3,000、F=2)、ポリエチレングリコールA(数平均分子量11,000、F=2)、アクリルモノオールA(数平均分子量1,400、F=1)、ポリエーテルポリオールF(グリセリンを開始剤としたPO単位の重合体、数平均分子量10,000、F=3)、又はポリエーテルモノオールG(メタノールを開始剤としたPO単位の重合体、数平均分子量5,000、F=1)の所定量に、トルエン及び酢酸エチルを加えて固形分50%になるように調整し、次いでウレタン化触媒としてジブチル錫ジラウレートを前記固形分に対して0.02%加え、40℃で混合してから、有機ジイソシアネートとしてヘキサメチレンジイソシアネートプレポリマー(Mw600、F=2)を、モル比が活性水素化合物中の水酸基100に対してイソシアネートプレポリマー中のイソシアネート基の90となるように加え、80℃にて反応させた。反応により発熱が起こり、内温が約80℃となり、粘度も時間とともに上昇した。適時酢酸エチルを加えて希釈しながら80℃に保って7時間反応させ、均一透明な液体としてポリウレタン系粘着剤(A)〜(J)を得た。最終的な固形分及び粘度は表1に示す値となった。
これらのポリウレタン系粘着剤(A)〜(J)の構成原料及びその比並びに特性値を表1に示す。
Figure 0005457446
2.貼付材の作製
(実施例1)
上記で調製されたポリウレタン系粘着剤(A)100部とコロネートL(日本ポリウレタン工業製)2部とを均一に混合したのち脱泡し、剥離処理を施したポリエステルフィルム(剥離体、厚み50μm)上にナイフコータを用い乾燥膜厚25μmとなるように塗布し、次いで120℃で3分間硬化乾燥させた。得られた粘着剤層の上に、厚さ20μmのエーテル系ウレタン樹脂のフィルム基材(支持体、透湿度3,300g/m・day)と厚さ40μmポリエステルフィルム(担持体)との積層体を、そのフィルム基材面を向けて貼り合わせた後、熱風乾燥機中に50℃の雰囲気下で5日間保存して粘着剤層の架橋反応を完結させて、貼付材を作製した。
(実施例2)
ポリウレタン系粘着剤として、(A)の代わりに前記で調製された(B)を使用した以外は実施例1と同様にして貼付材を作製し、測定及び評価を行った。
(実施例3)
ポリウレタン系粘着剤として、(A)の代わりに前記で調製された(G)を使用した以外は実施例1と同様にして貼付材を作製し、測定及び評価を行った。
(実施例4)
ポリエーテル系ポリウレタンエラストマー溶液(セイコー化成株式会社製 ラックスキン US2268)を、片面シリコーン処理した75μm厚のポリエステルフィルムの、シリコーン処理した表面に、乾燥後の厚みが5μmとなるよう塗布し、乾燥して、ポリウレタンフィルムからなる支持体(透湿度5,150g/m・day)とした。この支持体のポリエーテル系ポリウレタンエラストマー層上に、上記で調製されたポリウレタン系粘着剤(A)100部とコロネートL(日本ポリウレタン工業製)2部とを均一に混合したのち脱泡したものを、ナイフコータを用いて、乾燥後の当該粘着剤厚が5μmとなるように、塗布し、次いで120℃で3分間硬化乾燥させた。得られた粘着剤層上に、別の片面シリコーン処理した75μm厚のポリエステルフィルムを、そのシリコーン処理した面を向けて貼り合わせ、次いで裁断して貼付材を作製し、測定及び評価を行った。
(実施例5〜8)
各実施例とも実施例4と同様にして貼付材を作製し、測定及び評価を行った。但し、乾燥後の粘着剤厚が、実施例5では10μm、実施例6では15μm、実施例7では20μm、実施例8では25μmとなるように、塗布した。
(比較例1)
ポリウレタン系粘着剤として、(A)の代わりに前記で調製された(C)を使用した以外は実施例1と同様にして貼付材を作製し、測定及び評価を行った。
(比較例2)
ポリウレタン系粘着剤として、(A)の代わりに前記で調製された(D)を使用した以外は実施例1と同様にして貼付材を作製し、測定及び評価を行った。
(比較例3)
ポリウレタン系粘着剤として、(A)の代わりに前記で調製された(E)を使用した以外は、実施例1と同様にして貼付材を作製し、測定及び評価を行った。
(比較例4)
ポリウレタン系粘着剤として、(A)の代わりに前記で調製された(F)を使用した以外は、実施例1と同様にして貼付材を作製し、測定及び評価を行った。
(比較例5)
ポリウレタン系粘着剤として、(A)の代わりに前記で調製された(H)を使用した以外は、実施例1と同様にして貼付材を作製し、測定及び評価を行った。
(比較例6)
ポリウレタン系粘着剤として、(A)の代わりに前記で調製された(I)を使用した以外は実施例1と同様にして貼付材を作製し、測定及び評価を行った。
(比較例7)
ポリウレタン系粘着剤として、(A)の代わりに前記で調製された(J)を使用した以外は、実施例1と同様にして貼付材を作製し、測定及び評価を行った。
(比較例8)
実施例4で作製したポリウレタンフィルムからなる支持体に、アクリル系粘着剤(アクリル酸2−エチルヘキシル/酢酸ビニル/アクリル酸=85/11/4重量%の酢酸エチル溶液)を乾燥後の厚みが5μmとなるよう塗布し、次いで得られた粘着剤層上に、片面シリコーン処理した75μm厚のポリエステルフィルムを、そのシリコーン処理した面を向けて貼り合わせ、次いで裁断して貼付材を作成し、測定及び評価を行った。
(市販品a)
市販の医療用粘着テープとしてオプサイトIV−3000(スミスアンドネフユー(株)製#4973、Lot0510、Plant No 9285)を使用した。
3.貼付材の特性・官能性評価
上記得られた実施例1〜3及び比較例1〜7の貼付材について対ベークライト粘着力、プローブタック、保持力、透湿度、指先タック(官能性)を下記の方法に従い評価した。結果は表2に示した。なお、試験片は、特に記載していない場合、貼付材を元巻きの流れ方向が長辺(MD方向)となるように15mm幅×60mm長さにカットして作製する。
また、貼付材から担持体と剥離体を剥がして測定する。
(1)対ベークライト粘着力
JIS Z−0237に従い、25℃雰囲気下でベークライトパネル(フェノール樹脂板、住友ベークライト社製、PL−1102)に15mm幅の試験片を貼付し、2kgのゴムロールで300mm/分の速度で1往復圧着し、20分放置後、剥離角度90度又は180度、剥離速度300mm/分の剥離力を測定した。
(2)プロ−ブタック
ASTM D−2979に準じ、25℃雰囲気下でNSプローブタックテスター(ニチバン(株)社製)を用いて、円柱状接触子(プローブ)の直径;5mm、押圧0.98N/cm2、接触時間;1秒、引剥速度;10mm/secの条件下で測定した。
(3)保持力
カートンテープで貼付材を覆い、JIS Z−0237に従って、25℃雰囲気下両面粘着テープ[産業用](ニチバン(株)社製)を貼付し、その上にイッパンユポFPG 130((株)ユポ・コーポレーション社製)を貼ったガラス板に12mm(水平方向)×20mm(垂直方向)の面積となるように貼付し、2kgのゴムロールで300mm/分の速度で1往復圧着した。20分放置後、貼付材が垂直に垂れ下がるように吊るし、200gの荷重を加えて、30分後又は60分後のズレ長さ(mm)を測定した。
(4)透湿度
一定時間に単位面積の試験片を通過する水蒸気の量として透湿度を評価した。具体的には、40℃雰囲気下、試験片により隔てられる一方側の空間の相対湿度を90%とし、他方側の空間を吸湿剤によって乾燥状態に保ったときに、24時間に試験片を通過する水蒸気の質量(g)を測定し、試験材料1m2当たりに換算した。測定はJIS Z−0208に従って行い、カップの内径より約10mm大きい直径の円形の試験片を約16gの塩化カルシウム吸湿剤を入れたカップに被せ、さらに試験片がずれないようにゴムパッキンとリングを被せてネジ止めした。粘着剤層の透湿度を測定する場合は、粘着剤層の透湿度に影響しない目の粗いナイロンネットにて測定すべき粘着剤層を支持させて試験片を作製し、上記と同様に測定した。この試験片の総質量を測定した後、40℃、90%RH雰囲気下の恒温恒湿槽中に入れ、一定時間毎の質量変化を測定し、以下の式に従って透湿度を求めた:
透湿度(g/m・day)=W×24000/S
[式中、Sは透湿面積(cm2)を、Wは1時間当たりの質量増加(g/hr)を表す。]
(5)指先タック[官能試験]
貼付材からポリエステルフィルムを剥離して、親指で粘着剤層に直接触れて、粘着剤の官能評価(硬さ、タック感、粘着力)を下記のとおりに評価した。
a)硬さ
支持体側に人差し指が、粘着剤側に親指がそれぞれ接するように貼付材を挟み込んで、粘着剤に向けて親指を押下し、また引き剥がした際に指先で感じる粘着剤の硬さを下記の基準で調べた。
優:親指を押下した際、粘着剤の硬さが適度にある。
良:親指を押下した際、粘着剤がやや硬いかやや柔らかい。
適度:親指を押下した際、粘着剤が硬いか柔らかい。
b)タック感
上記の硬さの評価と同様の操作で、タック感を下記基準で調べた。なお素早くとは0.5秒以下の容易に達成できる程度の剥離時間である。
優:粘着剤から親指を素早く引き剥がす際に、適度な抵抗を感じる。
良:粘着剤から親指を素早く引き剥がす際に、やや強いもしくはやや弱い抵抗を感じる。
適度:粘着剤から親指を素早く引き剥がす際に、強いもしくは弱い抵抗を感じる。
c)粘着力
上記の硬さの評価と同様の操作で、粘着力を下記基準で調べた。なおゆっくりとは1〜2秒程度の時間である。
優:粘着剤から親指をゆっくり引き剥がす際に、適度な抵抗を感じる。
良:粘着剤から親指をゆっくり引き剥がす際に、やや強いもしくはやや弱い抵抗を感じる。
適度:粘着剤から親指をゆっくり引き剥がす際に、強いもしくは弱い抵抗を感じる。
Figure 0005457446
4.貼付材の実用評価
実施例1および市販品aについて、(6)皮膚粘着力、(7)付着状態、(8)剥離時の痛み、(9)粘着剤の残留、(10)皮膚刺激指数、(11)角質剥離量、及び(12)皮膚再貼付性を下記の方法に従って評価し、平均値を求めた。結果は表3に示した。なお、下記の評価は特に断りのない場合は、被験者は成人10名とし、試験片は貼付材を元巻きの流れ方向が長辺(MD方向)となるように15mm幅×60mm長さとカットしたものとする。また、貼付材から担持体と剥離体を剥がして測定する。
(6)皮膚粘着力
被験者は、貼付20分前に25℃、50%RH条件下の測定室に入室してもらい、試験片から剥離体を剥がして一人2枚ずつ前腕内側部に横方向に貼付し、次いで担持体を剥離した。貼付6時間後及び24時間後に、インストロン型引張試験機で90°の剥離角度で100mm/minの引張速度で引き剥がして皮膚粘着力を測定した。
(7)付着状態
(6)において貼付24時間後の皮膚粘着力を測定する前の試験片の皮膚への付着状態を観察し、下記の基準に従って評点とした。
5点:全面付着、4点:貼付材周辺部の剥離、3点:25%程度剥離、2点:50%程度剥離、1点:脱落
(8)剥離時の痛み
貼付24時間後、(6)で皮膚粘着力を測定した時に剥離時の痛みについても、下記の基準に従って評点とした。
4点:ほとんどなし、3点:やや痛いが問題ない、2点:痛くて問題、1点:著しくあり問題
(9)粘着剤の残留
貼付24時間後、(6)で皮膚粘着力試験後の皮膚上の粘着剤の残留性(糊残り)を下記の基準に従って評点とした。
4点:ほとんどなし、3点:若干あり、2点:全面にややあり、1点:全面に多いにあり
(10)皮膚刺激指数
試験片が貼付された部分の皮膚反応を、貼付24時間後に試験片を剥離し、剥離1時間後と24時間後の試験片の貼付部位の皮膚刺激を本邦基準に従って評価した。
ここで、本邦基準とは、本邦パッチテスト研究班の基準である。具体的には、下記の−、±、+、++、+++、及び++++を、それぞれ0、0.5、1、2、3、及び4点と重み付けし、下式に従い、各被験者の評価結果の平均値を100倍して、皮膚刺激指数とした。
判定基準
− :反応なし、
± :軽い紅斑、
+ :紅斑、
++ :紅斑+浮腫、
+++ :紅斑+浮腫+丘疹、
++++:紅斑+浮腫+丘疹、漿液性丘疹、小水疱。
皮膚刺激指数=(評点総和/被験者数)×100
皮膚刺激指数は、10前後が刺激少、30前後が刺激強め、50以上が刺激大である。
(11)角質剥離量
試験片を被験者に24時間貼付したのち剥離して、この試験片を以下の染色液に24時間浸漬して染色し、蒸留水で洗浄した。剥離した後試験片の粘着面に移行した角質量を光学顕微鏡にて観察し、角化細胞の剥離量を全体に占める面積(%)で計測した。角質剥離量が100%の場合は、角化細胞が粘着剤全面に付着していることを示す。
染色液組成:Gentian Violet 1.0%
Brillian Green 0.5%
蒸留水 98.5%
(12)皮膚再貼付性
15mm×70mmにカットした試験片を用意し、皮膚の特定の部位(試験部位)に貼付し、直後に別の皮膚表面に貼りなおしを行った場合の貼付性を下記の基準に従って評点とした。貼付材の粘着面に皮膚の角質が移行する量が多いと、再貼付性が低下し、皮膚への物理的な刺激性は高くなる。
3点:再貼付可 2点:粘着性やや低下も可 1点:粘着性なく不可
5.貼付剤の目立ちにくさ
温度25℃、相対湿度65%の恒温室において、健康な30歳代〜40歳代の成人男子3名の前腕内側部に、15mm×50mmの大きさに裁断した貼付剤を貼付し、1時間後の外観から目立ちにくさを、各貼付剤ごとに以下の3段階で評価した。
A:3名が目立たない
B:2名が目立たない
C:1名が目立たない
Figure 0005457446
実施例1の貼付材の透湿度は2,556g/m・dayであり、一方、市販品aの透湿度は2,572g/m・dayであった。市販品aは粘着剤を格子状パターンにて塗布することで高い透湿度を実現しているが、実施例1の貼付材は粘着剤層をウレタン樹脂フィルムの1面全体を覆った状態でも大変優れた透湿度を有するものであることが分かった。また、別途現在販売されている医療用粘着テープの角質剥離量についていくつか評価を行ったが、すべて50%以上であった。市販品aでは、粘着剤塗布部分での角質剥離量が80%認められ、粘着剤塗布部分ではほぼ全面に近い状態で角質が剥がれてしまった。また、粘着剤の残留が実施例1の貼付材と比較してかなり多く、全面に残留が認められた被験者もいた。一方、実施例1の貼付材の角質剥離量は25%と優位に少なく、粘着剤の残留もなく、皮膚に優しい貼付材であることが判明した。
よって、本発明の貼付材は、高透湿性を有し、適度な接着力を有し、痛みもなく、粘着剤の残留も認められず、皮膚刺激が少なく、角質剥離量が少なく、かつ皮膚再貼付性に優れたものであった。
Figure 0005457446
表4から、本発明の実施例4〜8は、比較例8と比較して、代用特性及び皮膚粘着力が同等以上でありながら、角質剥離量が1/6以下かつ透湿度が約1.7倍高い値を示した。本発明の実施例4〜8は、実用的な特性が良好であることが確認された。
本発明の貼付材は、皮膚などに適用され、例えば、医療用として、例えば医療衛生分野や外用用途などの分野で好適に使用される。具体的には、絆創膏、粘着包帯、ドレッシング材、外科手術用のサージカルテープ、経皮吸収製剤などに使用できる。本発明の貼付材は、使用態様に合せて、フィルム状、シート状、板状、帯状、テープ状などの任意の形態を取り得る。また、ロール状で保管され、使用時に適宜切断して使用してもよい。
本発明は、一例として、所定時間の貼付に耐えることができ、透湿性に優れ、ならびに剥離時の痛み、皮膚刺激性、及び角質剥離量も少ない、貼付材を提供することもできる。
1 担持体
2 支持体
3 粘着剤層
4 剥離体

Claims (12)

  1. 透湿度が3,000g/m・day以上の支持体と、透湿度が5,000g/m・day以上の粘着剤層とを備えた貼付材であって、該粘着剤層が、
    (1)数平均分子量5,000以上かつ平均官能基数2以上のポリオキシアルキレン構造を含有する活性水素化合物と、
    (2)数平均分子量1,500〜5,000かつ平均官能基数1のポリオキシアルキレン構造を含有する活性水素化合物と、
    (3)有機ポリイソシアネートと、
    を反応させて得られるポリウレタン系粘着剤を含み、
    ここで、上記の粘着剤を得るのに使用された全活性水素化合物の平均官能基数が2〜2.6であり、かつ上記粘着剤中の全活性水素化合物のエチレンオキシド単位の含有量が3〜8重量%であることを特徴とする、貼付材。
  2. (1)の活性水素化合物が、平均官能基数2〜3のポリエーテルポリオールである、請求項1項記載の貼付材。
  3. 粘着剤層が支持体の1面全体を覆った状態であって、透湿度が2,000〜4,000g/m・dayを示す、請求項1又は2記載の貼付材。
  4. 粘着剤層の厚さが10〜40μmである、請求項1〜3いずれか1項記載の貼付材。
  5. 支持体の厚さが5〜10μmであり、粘着剤層の厚さが3〜7μmである、請求項1〜いずれか1項記載の貼付材。
  6. 支持体がエーテル系ウレタン樹脂フィルム又はエステル系ウレタン樹脂フィルムである、請求項1〜5いずれか1項記載の貼付材。
  7. 支持体の粘着剤層が設けられた面の反対側の面に、剥離可能な状態で担持体を備えた、請求項1〜6いずれか1項記載の貼付材。
  8. 10名のヒト皮膚粘着力の平均値が、24時間貼付で0.7〜1.2N/15mm付近である、請求項1〜7いずれか記載の貼付材。
  9. 医療用である、請求項1〜8いずれか1項記載の貼付材。
  10. ドレッシング材である、請求項9記載の貼付材。
  11. 透湿度が5000g/m・day以上の皮膚適用のポリウレタン系粘着剤であって、
    (1)数平均分子量5,000以上かつ平均官能基数2以上のポリオキシアルキレン構造を含有する活性水素化合物と、
    (2)数平均分子量1,500〜5,000かつ平均官能基数1のポリオキシアルキレン構造を含有する活性水素化合物と、
    (3)有機ポリイソシアネートと、
    を反応させて得られる、粘着剤(ここで、上記の粘着剤を得るのに使用された全活性水素化合物の平均官能基数が2〜2.6であり、かつ上記粘着剤中の全活性水素化合物のエチレンオキシド単位の含有量が3〜8重量%である)。
  12. 粘着剤中の全活性水素化合物のエチレンオキシド単位の含有量が4〜6重量%である、請求項11記載のウレタン粘着剤。
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