PL218789B1 - Wodna kompozycja powłokowa - Google Patents

Abstract

Wynalazek dotyczy kompozycji powłokowej, która zawiera wodną matrycę polimerową, polimer hydrofilowy, koloidalny tlenek metalu i środek sieciujący. Kompozycja powłokowa po naniesieniu na przyrządy medyczne stanowi powłokę hydrofilową, wykazującą polepszony poślizg, wytrzymałość na ścieranie i adhezję do podłoża, metalowego czy z tworzywa sztucznego. Powłoka wykazuje także ulepszone pokrywanie filmem wodnym, co zapewnia dostarczenie powleczonych podłoży o właściwościach przeciwdziałania zaparowywaniu. Powłoka absorbuje wodne barwniki lub roztwory barwiące, co sprawia, że podłoże może być zadrukowywane.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wodna kompozycja powłokowa. W szczególności, przedmiotem wynalazku jest kompozycja, która pozwala na wytworzenie na powierzchni obiektu trwałej, hydrofilowej powłoki, po wysuszeniu lub utwardzeniu kompozycji, która to powłoka zapewnia podłożu, obejmującemu tworzywo sztuczne, metal, szkło, celulozę lub włókno (np. urządzenia medyczne, osłony zabezpieczające, okienne, ściany szklarni, drzwi lodówki, folie do pakowania żywności i papier do drukowania), użytecznej, hydrofilowej powłoki o dobrej adhezji, dobrych właściwościach poślizgowych i wysokiej trwałości.

Znane są kompozycje polimerowe nadające na powłoki powierzchniowe użyteczne w zastosowaniach medycznych, zastosowaniach zapobiegających zaparowaniu i związanych z wchłanianiem tuszu (lub drukowaniem). Jednakże, jak omówiono poniżej, znane kompozycje posiadają wady lub nie mogą być ulepszone, tak aby wytwarzane powłoki były zadowalające.

Przykładowo, znanych jest wiele polimerów, użytecznych jako powłoki do urządzeń medycznych, np. tlenek polietylenu (EPO), glikol polietylenowy (PEG), poliwinylopirolidon (PVP) i poliuretan (PU). Poza kompatybilnością z krwią, powłoki zapewniające zmniejszenie tarcia, wysoką trwałość i dobrą adhezję do podłoża, z lub bez uwalniania leku i/lub własnościami kontrastowymi (cieniującymi) cieszą się wzrastającym zainteresowaniem dla takich urządzeń.

1. Zastosowania medyczne

Zaproponowano zastosowanie, jako powłoki, samego poliwinylopirolidonu (PVP) lub w połączeniu z innymi polimerami. Na przykład, poliwinylopirolidon może być związany z podłożem przez termicznie aktywowane inicjatory wolnych rodników, aktywowane światłem UV inicjatory wolnych rodników, lub promieniowanie strumieniem elektronów. Jedną wadą stosowania takich powłok jest to, że promieniowanie strumieniem elektronów może być szkodliwe dla niektórych materiałów stosowanych w urządzeniach medycznych.

Poliwinylopirolidon (PVP) jest na ogół stosowany w preparatach opartych na rozpuszczalniku i/lub wodzie, w połączeniu z innymi polimerami. Znana jest powłoka otrzymana z PVP i akrylanu glicydylowego. Taka powłoka wymaga obecności grup aminowych na powierzchni podłoża, celem reagowania z grupami epoksydowymi akrylanu glicydylowego, aby kowalencyjnie związać z podłożem kopolimer zawierający PVP. Guma silikonowa nie zawiera żadnych wolnych grup aminowych, i dlatego ten rodzaj powłoki nie może tworzyć wiązań kowalencyjnych z powierzchnią silikonowego podłoża, prowadząc do słabej adhezji.

Inne proponowane powłoki składają się z mieszaniny PVP i poliuretanu. Takie powłoki zapewniają powierzchnie o niskim tarciu, jeśli są mokre. Jedna taka powłoka jest interpolimerem poliwinylopirolidonopoliuretanowym. Inna taka powłoka składa się z hydrofilowych mieszanek poliwinylopirolidonu (PVP) i liniowych, preformowanych poliuretanów. Dodatkowo, PVP może być wprowadzone do siatki PU przez połączenie poliizocyjanianu i poliolu z roztworem PVP. Jeszcze inna taka powłoka składa się z dwóch warstw: podkładu i powłoki nawierzchniowej. Podkład stanowi poliuretanowy prepolimer, zawierający wolne grupy izocyjanianowe, podczas gdy powłokę nawierzchniową stanowi hydrofilowy kopolimer PVP i polimeru posiadającego aktywne grupy wodorowe, takiego jak akryloamid.

Szczególnym zainteresowaniem cieszą się oparte na wodzie poliuretanowe kompozycje powłokowe, zapewniające urządzeniom medycznym powierzchnie hydrofilowe. Zaproponowano takie powłoki, które zawierają matrycę poliuretanową i polimer hydrofilowy wybrany z grupy obejmującej poliwinylopirolidon, tlenek polietylenu, metylocelulozę i inne takie, dzięki którym artykuł stawał się śliski i miał właściwości poślizgowe po zwilżeniu.

Wspomniane polimery stosowano w połączeniu z różnymi innymi materiałami celem wytworzenia ulepszonych powłok o właściwościach poślizgowych dla urządzeń takich jak medyczne rurki, cewniki, prowadniki, stenty i podobne.

Matryca polimerowa typowo jako środki sieciujące zawiera azyrydyny, karbodiimidy i inne, i kwas organiczny tak, aby zapewnić odpowiednią adhezję do podłoża. Jednak, korzystne środki sieciujące, np. niektóre azyrydyny, mogą być żrące, przed użyciem in vivo muszą być całkowicie przereagowane, hydrolizują w wodzie lub wilgotnym powietrzu, i/lub reagują gwałtownie z kwasami. Również roztwór powlekający, po włączeniu środka sieciującego, na ogół musi być zużyty w czasie 48 godzin. Podwyższona temperatura również dezaktywuje materiał powłokowy i promuje przyspieszone sieciowanie, prowadzące do wyższej lepkości.

PL 218 789 B1

Powłoki również typowo wymagają obróbki wstępnej podłoża, takiej jak chemiczny podkład, wyładowanie plazmowe lub koronowe lub poddanie powierzchni działaniu płomieni, celem zabezpieczenia odpowiedniej adhezji do podłoża.

Zaproponowano również inne powłoki, np. powłoki obejmujące PEO i izocyjaniany. Dodatkowo poliole mogą być połączone z powłokami PEO/izocyjanian tak, aby wytworzyć usieciowaną siatkę poliuretanową (PU), zatrzymującą PEO. Taka powłoka jednak na ogół ma takie same wady, jak przedyskutowano powyżej.

Sposoby dostarczające sprzętowi medycznemu powłoki zabezpieczającej powierzchnię zaproponowano również do uzyskania odporności sprzętu medycznego na zadrapania i przekłucia. Powłoka zabezpieczająca zawiera polimerową matrycę, składającą się z uretanu na bazie wodnej, akrylowej lub epoksydowej i stosuje podwyższone temperatury suszenia (utwardzania). Sugerowano również obróbkę plazmową lub zastosowanie podkładu. Matryca polimerowa jest wzmocniona dzięki zastosowaniu środków płytkowych lub włókno-podobnych, takich jak mikowe (blaszkowate) pigmenty, włókno szklane lub proszek wolframowy dla zwiększenia twardości powierzchni. Powłoka zawiera również wielofunkcyjne azyrydyny, karbodiimidy, mocznik/formaldehyd, melaminę/formaldehyd, kondensaty środka sieciującego, związki epoksydowe, izocyjaniany, tytaniany, związki cynku lub silany jako środki sieciujące. Środki sieciujące są ewentualnie dodawane, aby zapewnić polepszoną twardość, adhezję i odporność chemiczną i wodoodporność. Powłoka zawiera ponadto substancję dodatkową przeciwpoślizgową lub środki przeciwbakteryjne lub lecznicze.

Zaproponowano również wieloskładnikowy kompleks do przedłużonego uwalniania środków bioefektywnych, w którym środek bioefektywny jest związany wiązaniem kowalencyjnym z azyrydynami, związkami epoksydowymi, formaldehydami lub metaloestrami z uretanem na urządzeniu medycznym, wytworzonym ze stali lub uretanu. Korzystne wiązania kowalencyjne dla wiązań, ulegających rozerwaniu w warunkach reakcji hydrolizy stanowią wiązania estrowe. Hydroksyterminalne materiały hydrofilowe, takie jak tlenek polietylenu, mogą być dodane do reakcji, celem polepszenia hydrofilowości. Alternatywnie, może być stosowany wielowarstwowy układ polimerowy, do trzech warstw.

Jednak żadna z tych powłok nie wykazuje wystarczającej adhezji do powlekania podłoży, takich jak krzem, polerowana stal nierdzewna, PEBAX i podobne. Ze względu na to, że takie powłoki nie tworzą wiązań kowalencyjnych z silikonową powierzchnią podłoża, wykazują one słabą przyczepność i trwałość i są stosunkowo łatwe do starcia z powierzchni po zwilżeniu.

Proponowano również hydrofilowe poliuretany, stosujące preparaty inne niż z PVP jako powłoki dla urządzeń medycznych. Na przykład, zaproponowano powłoki składające się z hydrożeli poliuretanowych, zawierające przypadkową mieszaninę poliizocyjanianów i polieteru, zdyspergowane w wodnej fazie ciekłej. Poliuretany również stosowano jako powłoki w kompozycjach zawierających hydrofilowe termoplastyczne poliuretanowe polimery o przedłużonych łańcuchach, z różnorodnymi hydrofiIowymi nieuretanowymi polimerami o wysokim ciężarze cząsteczkowym. Zaproponowano również zmieszanie uretanu z emulsją silikonową lub siloksanową. Grupy kwasu karboksylowego podłoża i powłoki mogą być połączone ze środkiem sieciującym, takim jak wielofunkcyjna azyrydyna.

Jednak ze względu na to, że polimery uretanowe i niejuretanowe nie mogą reagować ze sobą lub z powierzchnią, która ma być powlekana, uzyskane powłoki wykazują słabą adhezję, zwłaszcza do powierzchni silikonowych. Również, ze względu na to, że powierzchnie silikonowe nie zawierają wolnych grup kwasu karboksylowego, środek sieciujący taki jak wielofunkcyjna azyrydyna, nie wiąże kowalencyjnie znanych powłok do powierzchni podłoża silikonowego.

Zgodnie z tym zaproponowano zastosowanie roztworów poliwinyIopirolidonu z izocyjanianem i/lub poliuretanem w wielo-etapowych operacjach. Jednak często takie powłoki nie są trwałe. Ponadto, kontrola dokładnego składu finalnej powłoki jest trudna ze względu na to, że kompozycja stanowi złożoną funkcję wielu czynników, takich jak ilości wszystkich roztworów, które mają być osadzone na podłożu, ilości pierwszej powłoki, która reaguje z innym materiałem, przed zastosowaniem powłoki nawierzchniowej, lub ilości pierwszej powłoki, która ulega ponownemu rozpuszczeniu po zastosowaniu dodatkowej powłoki. Jednorodność kompozycji powłokowej takiego wieloetapowego powlekania jest jeszcze bardziej złożona, ponieważ jest prawdopodobne, że podczas powlekania zanurzeniowego różne części tego samego przedmiotu mają różne czasy przebywania i dlatego ilość pierwszego składnika, który ulega ponownemu rozpuszczeniu jest zmienna. Wieloetapowe procesy powlekania są również bardziej złożone i bardziej intensywne czasowo, praco- i materiałochłonne.

Z tego względu istnieje zapotrzebowanie na powłoki do zastosowań medycznych, które można zastosować ekonomicznie, które są biokompatybilne i zapewniają polepszoną adhezję do powlekanego

PL 218 789 B1 podłoża, np. urządzenia medycznego, i polepszoną trwałość; jednocześnie zapewniając polepszone właściwości poślizgowe (lub zmniejszony współczynnik tarcia) podczas kontaktu powierzchni powłoki z wodą, płynami ustrojowymi lub krwią.

2. Zastosowania zapobiegające zaparowaniu.

Na ogół, tworzenie mgły zachodzi w warunkach wysokiej wilgotności i wysokiej temperatury lub na granicy międzyfazowej, gdzie istnieje duża różnica temperatury i wilgotności. Zaproponowano powłoki, które podobno zmniejszają tendencję powierzchni do „zaparowania” (to znaczy powłoki przeciwzaparowujące).

W celu zapobiegania takiemu zaparowaniu jest znane stosowanie różnych środków powierzchniowo czynnych, zapewniających artykułowi właściwości zapobiegające zaparowaniu. Na przykład, środki hydrofilowe dodano do poliuretanów celem uzyskania własności zapobiegających zaparowaniu. Zaproponowano zapobiegające zaparowaniu kompozycje powłokowe dla powierzchni przezroczystych, obejmujące trójwymiarowo sieciowany poliuretan, posiadający środek czynny o wolnej powierzchni, rozmieszczony w otwartych obszarach jego sieciowanej struktury. Kompozycje powłokowe są otrzymywane na drodze reakcji izocyjanianów z wielofunkcyjnymi poliolami, celem otrzymania poliuretanu, i następnie poddanie tak otrzymanego poliuretanu kontaktowi z hydrofilowym środkiem powierzchniowo czynnym, celem rozproszenia cząstek środka powierzchniowo czynnego do wnętrza powłoki.

Środek powierzchniowo czynny nie jest jednak poddany reakcji do poliuretanu, lecz zamiast tego jest fizycznie osadzany w strukturze polimerowej. Jako taka, utwardzona powłoka jest podatna na niepożądane wypłukiwanie i erozję środka powierzchniowo czynnego, zmniejszających w ten sposób własności kompozycji powłokowej związane z zapobieganiem zaparowaniu.

Zaproponowano również przereagowanie środków powierzchniowo czynnych z poliuretanową kompozycją powłokową celem nadania kompozycji powłokowej własności związanych z zapobieganiem zaparowaniu.

Na przykład, zaproponowano dodatek sulfonowanych „żywic” do poliuretanów celem otrzymania powłok z różnymi własnościami, obejmującymi własności związane z zapobieganiem zaparowaniu. Żywice otrzymuje się z dioli lub diamin, poddanych reakcji z estrami kwasów dikarboksylowych, a następnie sulfonowaniem podwójnych wiązań lub czwartorzędowaniem amin. Żywice powinny zwiększać charakter hydrofilowy i wchłanianie wody powłok poliuretanowych dzięki przereagowaniu w szkielecie poliuretanowym w sposób koniec do końca, raczej niż jako grupy wiszące. Takie żywice, które reagują w sposób koniec do końca, w przeciwieństwie do pozostałych wiszących na końcu łańcucha poliuretanowego, nie mogą zapewnić wyraźnego wytyczenia grup hydrofilowych i hydrofobowych i pod tym względem nie zachowują się jak środki powierzchniowo czynne, to znaczy nie zapewniają one współpracy pomiędzy odmiennymi częściami hydrofilowymi i hydrofobowymi tak, aby zmniejszyć napięcie międzyfazowe.

Zaproponowano również kompozycje poliuretanowe, które są użyteczne jako powłoki dla podłoży przezroczystych z polepszonymi własnościami samoregenerującymi i zapobieganiu tworzenia wilgoci powierzchniowej. Kompozycje poliuretanowe otrzymuje się w reakcji izocyjanianu z mieszaniną polioli, zawierającą dwufunkcyjny sulfonowany polieterowy poliol i trójfunkcyjny poliol. Taka kompozycja poliuretanowa obejmuje tylko kombinacje poliolowe, które nadają powłoce charakter hydrofilowy i ponadto nie włączają do kompozycji materiału powierzchniowo czynnego.

Jednak te kompozycje nie zapewniają własności trwałej odporności na zaparowanie, to znaczy własności odporności na zaparowanie, trwałej po powtarzającym się myciu lub przedłużonym moczeniu w wodzie, ani nie są skuteczne przez więcej niż kilka godzin stosowania.

Dodatkowo, jest znane wprowadzanie niejonowych środków powierzchniowo czynnych, zawierających reaktywne grupy funkcyjne do poliuretanów, otrzymanych z poliwinylopirolidonu, jako środka hydrofilowego. Na przykład, znane są kompozycje powłokowe o własnościach związanych z zapobieganiem zaparowaniu, zawierające prepolimer izocyjanianowy, który poddaje się reakcji z polimerem poliwinylopirolidonowym, który to produkt reakcji następnie poddaje się reakcji z niejonowym środkiem powierzchniowo czynnym, posiadającym reaktywne grupy do reagowania z izocyjanianem, na przykład, reaktywnymi grupami hydroksylowymi. Polimery poliwinylopirolidonu jednak, chociaż służą do zwiększania hydrofilowości matrycy poliuretanowej i polepszania własności związanych z zapobieganiem zaparowaniu, ogólnie zmniejszają odporność na zarysowanie, odporność chemiczną, wrażliwość na wodę i trwałość utwardzonej powierzchni poliuretanowej. Tym samym, chociaż te kompozycje po utwardzeniu

PL 218 789 B1 są znane z zapewniania własności związanych z zapobieganiem zaparowaniu, ich wrażliwość na rozpuszczalnik, elastyczność i własności odporności na zarysowanie, są mniej niż pożądane.

Z tego względu istnieje zapotrzebowanie na kompozycję poliuretanową, która po utwardzeniu zapewnia zwiększoną odporność chemiczną i odporność na zarysowanie, dodatkowo do długo utrzymujących się, trwałych własności związanych z zapobieganiem zaparowaniu, i która nie ulega łatwo erozji lub wymywaniu środka powierzchniowo czynnego.

3. Zastosowania związane z wchłanianiem tuszu (atramentu)

Zaproponowano różne powłoki polepszające podatność tuszu względem powierzchni hydrofobowych. Typowo materiał hydrofilowy jest nakładany na powierzchnię hydrofobową, celem uczynienia jej bardziej podatnym na tusz na bazie wodnej. Na przykład, zaproponowano środowisko drukowania dla drukarki atramentowej, które obejmuje poliuretan lub inny hydrofobowy środek wiążący i poliwinylopirolidon z krzemionką jako wypełniaczem. Można również zastosować środek sieciujący. Środowisko stosuje się jako pierwszą i drugą warstwę do środowiska podłoża. Druga warstwa powlekająca posiada strukturę mikroporowatą i hydrofobowy polimer i krzemionkę jako wypełniacz wchłaniający wodę, istotnie zdyspergowany w co najmniej jednym hydrofobowym polimerze.

Zaproponowano również powłokę dla przezroczystych arkuszy do rejestratorów z pisakami, która zawiera poliuretan i wysoce hydrofilowy polimer. Polimer hydrofilowy korzystnie stanowi poliwinylopirolidon, który zmieszano z poliuretanem „pochodzenia wodnego”. Jako środek antyblokujący dodano krzemionkę w postaci sproszkowanej.

Zaproponowano również arkusz do zapisu do drukowania atramentowego, który jest powlekany co najmniej jednym tworzącym film polimerem hydrofilowym lub mieszaniną tworzącą film poliwinylopirolidonu i/lub poliuretanu i osadzoną w tym filmie co najmniej jedną trójwartościową sól metalu z szeregu grupy Illb układu okresowego pierwiastków. Sole lub kompleksy pierwiastków grupy Illb mogą być powlekane bezpośrednio na powierzchni podłoża bez obecności polimeru tworzącego film. W filmie można stosować środek sieciujący z grupy formaldehydów, triazyn lub dioksanów i innych. W filmie można stosować krzemionkę koloidalną jako wypełniacz lub pigment, prowadzące do matowego, białego i nieprzezroczystego polimeru.

Ze względu jednak na strukturę warstwową zastosowanie takich powłok jest pracochłonne, raczej kosztowne w projektowaniu papieru do drukowania i najwyraźniej nie zapewnia odpowiedniego powlekania hydrofobowych folii z tworzyw sztucznych, folii metalowych lub innych metalowych powierzchni, przy zastosowaniu drukarki atramentowej do drukowania z tuszem na bazie wody.

Z tego względu istnieje zapotrzebowanie na ulepszoną, jednoetapową powłokę, przyjmującą tusz, która jest ekonomiczna, trwała i nie posiada wyżej wymienionych wad.

Celem wynalazku jest opracowanie kompozycji pozwalającej na uzyskanie hydrofilowej powłoki organicznej o zadowalających właściwościach poślizgowych, która wykazuje znacznie zmniejszony współczynnik tarcia, jeśli jest poddana działaniu wody lub wodnych roztworów, i która utrzymuje swoje właściwości poślizgowe po zwilżeniu po przedłużonym kontakcie z wodą lub roztworami wodnymi, nawet po powtarzanych cyklach zwilżanie/suszenie.

Przedmiotem wynalazku jest wodna kompozycja powłokowa, do pokrywania powierzchni obiektu trwałą, hydrofilową powłoką po wysuszeniu lub utwardzeniu kompozycji, przy czym powierzchnia obiektu obejmuje metal, stop metalu, tworzywo sztuczne, szkło, skórę ludzką lub zwierzęcą, charakteryzująca się tym, że zawiera:

a) wielofunkcyjny polimerowy nośnik ze zmodyfikowanego poliuretanu, rozproszony lub zemulgowany w wodzie, w stężeniu od 0,5 do 15% wagowych, w oparciu o całkowity ciężar kompozycji powłokowej, przy czym nośnik tworzy matrycę po wysuszeniu lub utwardzeniu kompozycji powłokowej;

b) hydrofilowy rozpuszczalny w wodzie organiczny monomer, oligomer, prepolimer, polimer lub kopolimer na bazie N-winylopirolidonu w stężeniu od 0,001 do 10% wagowych, w oparciu o całkowity ciężar kompozycji powłokowej;

c) wielofunkcyjny wodny koloidalny tlenek metalu, w stężeniu od 0,01 do 25% wagowych, w oparciu o całkowity ciężar kompozycji powłokowej, przy czym wymieniony koloidalny tlenek metalu stanowi tlenek krzemu, ewentualnie w połączeniu z tlenkiem glinu lub tlenkiem srebra, lub ich kombinacją; oraz

d) wielofunkcyjny środek sieciujący wybrany z grupy obejmującej azyrydynę, aminę, i ich kombinacje, przy czym stężenie środka sieciującego wynosi od 0,001 do 8% wagowych.

PL 218 789 B1

Korzystanie, gdy koloidalny tlenek metalu jest wybrany z grupy obejmującej krzemian, glinian, glinokrzemian, i ich kombinacje.

Korzystnie, gdy wielofunkcyjna azyrydyna jest wybrana z grupy obejmującej trimetylolopropano-tri-[beta-(N-azyrydynylo)-propionian, 2,2-bishydroksymetylo-butanolo-tris[3-(1-azyrydyno)propionian], azyrydyno-2-metyIoIoakryIan, azyrydyno-2-metylometakrylan, N-(2-azyrydynylo)-metyloakryloamid,

N-(2-azyrydynylo)-metylometakryloamid, 1-(azyrydyn-2-ylo)-2-oksabut-3-en, 4-(azyrydyn-2-ylo))-but-1-en, 5-(azyrydyn-2-ylo)-pent-1-en, prepolimerowe żywice wymienionych związków azyrydynowych, i ich kombinacje.

Korzystnie, gdy wielofunkcyjna amina jest wybrana z grupy obejmującej melaminę, heksametylenodiaminę, heksametylenotetraaminę i guanidynę.

Korzystnie, gdy kompozycja powłokowa ponadto zawiera substancję pomocniczą do zwiększenia wydajności wodnej kompozycji powłokowej i/lub uzyskanej hydrofilowej powłoki na powlekanej powierzchni.

Korzystnie, gdy substancja pomocnicza jest wybrana z grupy obejmującej środek powierzchniowo czynny, środek zwilżający, emulgator, barwnik, pigment, środek barwiący, pochłaniacz UV, zmiatacz rodnikowy, antyutleniacz, środek antykorozyjny, wybielacz optyczny, fluorescery, środki bielące, aktywatory środka bielącego, katalizatory środka bielącego, nieaktywowane enzymy, układy stabilizujące enzym, związki chelatowe, związek wspomagający powlekanie, katalizator metalu, katalizator tlenku metalu, katalizator metaloorganiczny, promotor tworzący film, utwardzacz, akcelerator łączenia, środek poprawiający płynność, środek niwelujący, środek odpieniający, środek smarny, cząstki matujące, modyfikator reologiczny, zagęszczacz, cząstki przewodzącego lub nieprzewodzącego tlenku metalu, cząstki magnetyczne, środek antystatyczny, środki kontroli pH, aromaty, środki konserwujące, biocydy, pestycydy, środek przeciwporostowy, algicyd, środek bakteriobójczy (bakterycyd), środki przeciwdrobnoustrojom (germicydy), środek dezynfekujący, środek grzybobójczy, środekbioefektywny, witaminy, lek, środek leczniczy, i ich kombinacje.

Korzystnie, gdy biocyd jest wybrany z grupy obejmującej parabeny, środki uwalniające formaldehyd, haloalkile, haloalkinyle, kwasy alkilowe, kwasy arylowe, izotiazoliny, czwartorzędowe sole amonowe (kwasy), tlenek cynku, związki organiczne cynku, jod, powidono-jod, chlorheksydynę, bronopol, triklosan, klotrimazol, propikonazol, tebukonazol, mikonazol, tolnaftat, kliochinol, srebro koloidalne, kompleksy srebra, sole srebra, i ich kombinacje.

Korzystnie środek bakteriobójczy jest wybrany z grupy obejmującej antybiotyki, antyseptyki, środki dezynfekujące, tetracykliny, rifamycyny, rapamycynę, makrolidy, penicyliny, cefalosporyny, antybiotyki betalaktamowe, aminoglikozydy, chloramfenikol, sufonamidy, glikopeptydy, chinolony, ciprofloksacynę, kwas fusydowy, trimetoprym, metronidazol, klindamycynę, mupirocynę, polieny, azole (azotes), flukonazol, oraz inhibitory beta-laktamowe.

Korzystnie, gdy środek leczniczy jest wybrany z grupy obejmującej grupy obejmującej środki przeciwbólowe, środki przeciwzapalne, miejscowe środki przeciwświądowe, steroidy takie jak hydrokortyzon, dezonid, acetonid triamcynolonu, walerianian betametazonu, dipropionian betametazonu, benzoesan betametazonu, propionian klobetazolu, halcynonid, dezoksymetazon, amcynonid, fluocynonid, fluandrenolid, dipropionian alklometazonu, acetonid fluocynolonu, dioctan diflorazonu, pirośluzan mometazonu, fluorometolon, piwalonian klokortolonu, acetonid triamcynolonu, halcynonid, środki dermatologiczne, ekstrakt antralinowej smoły węglowej, środek keratolityczny, miejscowy środek znieczulający, środek przeciwtrądzikowy, witamina A oraz środek usuwający brodawki.

Korzystnie lek jest wybrany z grupy obejmującej taksol, paklitaksel, deksametazon, heparynę, takrolimus, ewerolimus, cyklosporyny, sirolimus, aspirynę, hirudynę, lek uwalniający tlenek azotu, angiopeptynę, enoksaprynę, węgiel pirolityczny, węglik krzemu, i ich kombinacje.

Korzystnie, gdy substancja pomocnicza obejmuje środek kontrastowy.

Korzystnie, gdy środek kontrastowy jest w ilości do 75% wagi ciał stałych kompozycji powłokowej.

Korzystnie, gdy środek kontrastowy jest wybrany z grupy obejmującej amidotryzonian, jotalamanian, metryzonian, jodipamid, kwas trijodobenzoesowy, kwas jotalamowy, kwas jopanoinowy lub jodopanoinowy, kwas trijodofenylowy, kwas jodotalamowy, jod, jodki, brom, bromek perfluorooktylu, siarczan baru, samar, erb, trójtlenek bizmutu, tlenek tytanu, tlenek cyrkonu, złoto, platynę, srebro, tantal, niob, wolfram, tytan, iryd, platynę, ren, i ich kombinacje.

Korzystnie stężenie substancji pomocniczej wynosi od 0,001% do 10% wagowych.

Korzystnie stężenie substancji pomocniczej wynosi od 0,01% do 5% wagowych.

PL 218 789 B1

Korzystnie, gdy substancja pomocnicza jest chemicznie związana i/lub fizycznie wprowadzona do wodnej kompozycji powłokowej lub wprowadzona do wykończonej hydrofilowej powłoki na powierzchni przedmiotu.

Korzystnie, gdy kompozycja powłokowa dodatkowo zawiera co najmniej jeden rozpuszczalnik organiczny w ilości od 0,5% do 50% i wodę w ilości od 1% do 95% wagowo.

Korzystnie, gdy rozpuszczalnik organiczny jest wybrany z grupy obejmującej alkohole, alkiloketony, aryloalkiloketony, ketoalkohole, cykliczne ketony, heterocykliczne ketony, etery, cykliczne etery, estry, i ich kombinacje.

Korzystnie, gdy stężenie hydrofilowego rozpuszczalnego w wodzie organicznego monomeru, oligomeru, prepolimeru, polimeru lub kopolimeru wynosi od 0,25% do 10% wagowych.

Korzystnie stężenie wielofunkcyjnego wodnego koloidalnego tlenku metalu wynosi od 0,25% do 20% wagowych.

Korzystnie stężenie środka sieciującego wynosi od 0,01% do 3% wagowych.

Korzystnie, gdy kompozycja powłokowa jest w postaci żelu.

Wiadomo, że właściwości powierzchni przedmiotów na ogół znacznie wpływają na ich oddziaływanie z cieczami, wodą, atmosferą, gazami i układami biologicznymi. Hydrofilowość powierzchni zmienia drastycznie jej własności fizyczne, chemiczne i biologiczne, np. własności poślizgowe lub tarcie, zwilżalność, wchłanianie wody, uwalnianie wody, uwalnianie cieczy, energię powierzchni, obszar powierzchni, widoczność, kompatybilność, wypłukiwanie, zamierzone uwalnianie substancji, zachowanie biostatyczne, reaktywność chemiczną, oddziaływanie z białkami i innymi cząsteczkami, adhezję lub odpychanie drobnoustrojów lub organizmów morskich, inkrustację (tworzenie się skorupy), sedymentację, zwapnienie, immunogenność i biokompatybilność. Rozważając szerokie spektrum, gdzie hydrofilowość powierzchni urządzenia, przedmiotu lub produktu czyni korzystną różnicę, jest zrozumiałe, że istnieje zapotrzebowanie na trwały, o własnościach poślizgowych, hydrofilowy układ powłokowy o dobrej adhezji, w sektorach przemysłu, takich jak urządzenia medyczne, preparaty farmaceutyczne, produkty o własnościach zapobiegających zaparowaniu, tekstylia, drukowanie, i transport wodny i powietrzny.

Dogodnie i korzystnie taka powłoka może być na bazie wody, jak większość rozpuszczalnika nośnikowego. Otrzymana powłoka powinna mieć dobrą trwałość i przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania). Proces i zastosowanie powlekania powinno być bezpieczne, nie kosztowne i nie czasochłonne, nie wymagające poważnego wyposażenia i rozległych przygotowań powierzchni. Powłoka nie powinna wymagać zastosowania dodatkowego podkładu, stanowiąc w ten sposób kompozycję powłokową jedno-układową. Powinna być również sucha w dotyku, po rozsądnym czasie suszenia lub utwardzania, korzystnie nie powinno to wymagać podwyższonej temperatury. Powłoka powinna wykazywać dobrą, długotrwałą adhezję i dobrą trwałość w długim czasie używania, i powinna być twarda, lecz elastyczna wobec ścierania i temperatury podłoża lub dynamiki mechanicznej. W połączeniu z dobrą odpornością na ścieranie powinna mieć wysoką hydrofilowość, wraz z dobrymi, długo utrzymującymi się własnościami poślizgowymi, własnościami związanymi z zapobieganiem zaparowaniu, zdolnością wchłaniania tuszu bez tendencji do blokowania. Z utwardzonej powłoki nie powinny być wymywane ani przeciekać niepożądane składniki, w ten sposób powłoka utrzymuje dobrą przezroczystość i umożliwia recykling powlekanych polimerów bez żółknięcia. Poza chemicznym związaniem niektórych użytecznych środków do celów biologicznych lub identyfikacyjnych, taka powłoka powinna również posiadać elastyczną strukturę obudowującą specyficzne środki z programowalnym czasem i stężeniem schematu uwalniania, dla celów ochronnych lub terapeutycznych. Ponadto, powłoka jako taka powinna posiadać rozsądny profil toksykologiczny, będąc w ten sposób łagodną dla środowiska, dla którego są przeznaczone jej własności poślizgowe, kontrolowane uwalnianie, własności związane z zapobieganiem zaparowaniu lub wchłaniania.

Istnieją liczne kompozycje malarskie i powłokowe (znane np. z różnych czasopism handlowych przemysłowego sektora badawczego i rozwojowego). Wspólną cechą wszystkich powłok jest to, że fizyczne, chemiczne lub biologiczne własności powlekanych powierzchni powinny być udoskonalone, to znaczy zabezpieczone przed korozją. Właściwe finalne zastosowanie kompozycji powłokowej z charakterystyką podłoży poddanych powlekaniu określa skład powłoki.

Poza podstawowym rozpuszczalnikiem lub polimerową matrycą na bazie wody, np. poliuretanową, odpowiednią do powlekania, stosowane są w takim preparacie obszernie, zasadniczo jako zagęszczacze, hydrofilowe lub hydrofobowe tlenki na bazie krzemionki, celem zapewnienia „masy” (jak podano w opisie US 3 939 260 dotyczącym preparatów kosmetycznych). Stwierdzono jednak również,

PL 218 789 B1 że specyficznie otrzymana koloidalna krzemionka posiada -OH grupy dostępne dla reakcji, które prowadzą do korzystnych produktów, np. z azyrydyną, do substancji do przemysłowej obróbki wody (jak podano w opisach US 3 592 834 oraz US 3 946 061).

Koloidalne tlenki metalu stosowane w kompozycji według wynalazku są dobrze znane i mogą być otrzymane, np. jako krzemionka koloidalna lub mieszane krzemionki koloidalne (np. tlenek glinu), z krzemionki sodowej przez ostrożne zakwaszanie do osiągnięcia pewnego żądanego pH. Średni wymiar cząstki zazwyczaj waha się w zakresie od 1 nm do 100 nm. Korzystnie, średni wymiar cząstki waha się od około 10 nm do 80 nm.

Nie wdając się w teorię uważa się, że co najmniej część materiału koloidalnego tlenku metalu jest umieszczona w kompozycji powłokowej i że co najmniej część materiału reaguje z matrycą polimerową i środkiem sieciującym. Uważa się, że grupy hydroksylowe w koloidalnym tlenku metalu reagują z matrycą polimerową i środkiem sieciującym tworząc bardziej trwałą powłokę. Ponadto uważa się, że tlenek metalu oddziałuje z powlekanym podłożem, prowadząc do lepszej adhezji powłoki do podłoża. Uważa się również, że koloidalny tlenek metalu tworzy pęcherzyki lub wgłębienia w powłoce, które mogą wchłaniać wodę, prowadząc do większej zdolności wchłaniania wody i wyższej możliwości spęcznienia.

W zależności od zastosowania kompozycji powłokowej, można używać albo pojedynczy koloidalny tlenek metalu albo można stosować kombinację różnych koloidalnych tlenków metali, aby polepszyć adhezję do podłoża. Stwierdzono dla wysoce polerowanych powierzchni, że użycie kombinacji koloidalnych tlenków metali prowadzi do polepszonej adhezji wobec pojedynczego tlenku metalu. Na przykład, kombinacja krzemionki koloidalnej i tlenku glinu prowadzi do polepszonej adhezji w porównaniu do stosowania tylko krzemionki. Szczególnie interesującą kombinację do zwiększania adhezji do wysoce polerowanych powierzchni stanowi koloidalna krzemionka i tlenek glinu posiadający proporcję AI:Si około 1:10.

W przypadku powłok w urządzeniach medycznych, nacisk na powłokę hydrofilową (np. medyczną powłokę), nie jest położony na zabezpieczający aspekt dla podłoża, lecz na właściwości poślizgowe zastosowanej powłoki. W jednej z pierwszych zastosowanych powłok według opisu US 4 100 309 i opisu US 4 119 094 stwierdzono, że powłoka poliuretanowa i/lub poliizocyjanianowa na bazie rozpuszczalnika, na urządzeniu medycznym może nabyć właściwości poślizgowych dzięki wszczepieniu do niej polimeru hydrofilowego, np. poliwinylopirolidonu.

Przeprowadzono liczne różne procedury chirurgiczne, wymagające bezpośredniego kontaktu różnych narzędzi chirurgicznych, urządzeń medycznych i implantów protetycznych z żywymi tkankami. Urządzenia i narzędzia są wykonane z wielu różnych metali, stopów metali lub urządzeń pokrywanych, takich jak stopy stali nierdzewnej, NiTi lub Nitinol, złoto, srebro, platynę, nikiel, nikiel-kobalt, tytan, tantal, metal ziem rzadkich, wolfram lub ich kombinacje. Podobnie, szeroko stosowane są medyczne urządzenia z tworzywa sztucznego lub polimerowe, które wykonano z poliuretanów, poliwęglanów, polieterów, poliestrów, polistyrenu, polietylenu, polioctanu winylu, gum silikonowych, lateksu gumowego, kopolimerów poliestro-polieterowych, metakrylanów etylenowych, silikonu, naturalnych i syntetycznych gum, nylonu, PEBAX-u, poliamidu lub ich kombinacji. Te różne materiały wymagają wzrastającej uwagi odnośnie ich własności poślizgowych, ponieważ powierzchnie takich urządzeń są zazwyczaj hydrofobowe. Mogą one poważnie oddziaływać na przechowanie lub działanie urządzenia medycznego lub prawie uniemożliwić jego pracę podczas wprowadzania do ciała ludzkiego lub zwierzęcego, lub podczas usuwania po pewnym okresie czasu używania ich w ciele. Jest pożądane dostarczenie takich urządzeń o własności hydrofilowej powierzchni metalowych, z tworzywa sztucznego lub polimerowego, elastomerowego kauczuku celem przezwyciężenia ogólnie hydrofobowych własności takich podłoży.

Zaproponowano różnorodne kompozycje powłokowe, aby polepszyć jakość powlekania dla powłok zawierających kombinację matrycy polimerowej lub nośnika z polimerami hydrofilowymi. Jednym znacznym ulepszeniem była kombinacja matrycy polimerowej lub nośnika z polimerem hydrofilowym w jednoetapowym produkcie, na bazie rozpuszczalnika, jak wspomniano w opisie US 4 642 267. Wiele innych powłok, o właściwościach poślizgowych, dla urządzeń medycznych poznano przez lata następujące po tym projekcie, stosującym kombinację polimerowej matrycy lub nośnika z polimerem hydrofilowym, z umiarkowanym sukcesem lub znaczącymi efektami ubocznymi lub wadą. W wielu przykładach proponowano kompozycję powłokową na bazie rozpuszczalnika. Takie powłoki mogą powodować problemy związane z ochroną środowiska i stwarzać szczególne środki ostrożności dla manipulacji przez operatorów, związane z emisją par rozpuszczalnika z kompozycji powlekającej podPL 218 789 B1 czas procesu powlekania. Inną wadą może być wpływ rozpuszczalnika lub kompozycji rozpuszczalnika kompozycji powłokowej na bazie rozpuszczalnika na właściwe urządzenie medyczne. Urządzenie może ulec nieodwracalnej deformacji podczas działania rozpuszczalników lub może ulec wytrawieniu, w ten sposób czyniąc zamierzone zastosowanie urządzenia wątpliwym.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że kompozycja według wynalazku umożliwia dostarczenie hydrofilowej powłoki o zadowalających właściwościach poślizgowych, dla urządzeń medycznych, która ponadto wykazuje znacznie zmniejszony współczynnik tarcia podczas kontaktu powierzchni powłoki z wodą, roztworami wodnymi lub płynami ustrojowymi.

Charakter polimerowej matrycy lub nośnika i polimeru hydrofilowego uległ dużym zmianom w czasie ostatnich dwudziestu lat. Należy wspomnieć, że wybory polimerów na bazie rozpuszczalnika jako nośników według niniejszego wynalazku są różne od polimerów na bazie rozpuszczalnika. Na przykład, niektóre chemiczne grupy funkcyjne, takie jak wolne grupy izocyjanianowe wykazują tylko umiarkowaną trwałość w kompozycjach powłokowych na bazie rozpuszczalnika. Wodna kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku skupia się na rozproszonych lub zemulgowanych polimerowych nośnikach, które są korzystnie wielofunkcyjnymi, modyfikowanymi polimerowymi uretanami, mocznikami, estrami, eterami, węglanami, winylami, akrylami, metakrylami, alkidami, akryloamidami, bezwodnikiem maleinowym, epoksy-prepolimerami, ich kombinacją lub rozproszonych lub zemulgowanych polimerów na bazie wody, które są pochodnymi technologii farb i powłok i są dopuszczalne toksykologicznie.

Ponadto stwierdzono, że kompozycja według wynalazku umożliwia dostarczenie trwałej, hydrofilowej, elastycznej, o własnościach poślizgowych powłoki, która utrzymuje swoje własności poślizgowe, po zwilżeniu, jeśli poddana przedłużonemu działaniu wody, wodnych roztworów lub płynów ustrojowych, po powtarzanych cyklach zwilżanie/suszenie, posiada zwiększona odporność na ścieranie i polepszoną adhezję do najtrudniejszych, celem powlekania powierzchni urządzeń medycznych bez wymaganego, w większości przypadków, dodatkowego podkładu, i która jest łagodna w swoim charakterze toksykologicznym wobec środowiska chirurgicznego, w którym powlekane urządzenia umieszczono w ludzkim lub zwierzęcym ciele.

Nieoczekiwanie stwierdzono dla kompozycji powłokowej według niniejszego wynalazku, że dodatek wielofunkcyjnego, wodnego, koloidalnego tlenku metalu i wielofunkcyjnego środka sieciującego nie osłabia własności poślizgowych uzyskanej hydrofilowej powłoki.

Przeciwnie, własności poślizgowe uległy znacznej poprawie. Ponadto, wytrzymałość i odporność na ścieranie nieoczekiwanie znacznie wzrosła. Ponadto, nieoczekiwanie polepszyła się znacznie adhezja do podłoży metalowych lub z tworzyw sztucznych.

Kompozycja powłokowa według niniejszej kompozycji zawiera ewentualnie rozpuszczalnik taki jak, alkohole, alkiloketony, aryloalkiloketony, ketoalkohole, cykliczne ketony, heterocykliczne ketony, etery, cykliczne etery, estry i podobne i ich kombinacje.

Kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku, wykazuje polepszone własności poślizgowe, podwyższoną trwałość, podwyższoną odporność na ścieranie i polepszoną adhezję, zwłaszcza przy zastosowaniu dla urządzeń medycznych, wykonanych z metali, stopów, tworzyw sztucznych lub polimerów lub szkła, zwłaszcza takich jak stal nierdzewna, nikiel, nikiel-kobalt, tytan, NiTi, tantal, Nitinol, metal ziem rzadkich, srebro, platyna, wolfram, lub ich kombinacje, lub stopy lub artykuły z nich pokrywane lub poliuretan, poliwęglan, polieter, poliester, polistyren, polietylen, polioctan winylu, gumy silikonowe, lateks gumowy, kopolimery poliestro-polieterowe, metakrylany etylenowe, silikon, naturalne i syntetyczne gumy, nylon, PEBAX, poliamid, lub ich kombinacje. Urządzenia medyczne mogą być, co najmniej częściowo, wykonane ze szkła, takie jak optyczne okulary, optyczne soczewki, okulary polaryzujące, lustra, lustra optyczne, pryzmaty, szkło kwarcowe i podobne.

Korzystne materiały polimerowe takich urządzeń medycznych obejmują termoplastyczne poliuretany, poliestry takie jak tereftalan polietylenowy (PET), polimery nylonowe takie jak nylon-11 i nylon-12, kopolimery blokowe polieteru i polimerów poliestru (HYTREL) blokowe kopolimery polimerów polieterowych i poliamidów (seria żywicy PEBAX, dostępna z ATOCHEM), poliimidy, poliolefiny, takie jak polietyleny (PE) i polipropyleny (PP), syntetyczne polimery węglowodorowe, takie jak SBR, EPDM, obejmujące termoplastyczne polimery węglowodorowe (KRATON, dostępne z SHELL), jak również naturalną gumę. Do zastosowań w cewnikach, stosowanych w angioplastyce, korzystnymi polimerowymi podłożami są komponenty wykonane z TPU, PET, nylonów 11 i 12, HYTREL, PEBAX, i PE. Dla balonów cewnikowych stosowanych w angioplastyce wieńcowej korzystne polimerowe podłoża to PET, nylony i PE.

PL 218 789 B1

Ponadto, odpowiednie polimerowe podłoża obejmują, przykładowo, poliakrylany i metakrylany (to znaczy polimetylometakrylan, polimetyloakrylan, polibutylmetakrylan, itd.); poliolefiny (polietylen, polipropylen, polibutadien); kopolimery styren-butadien; kopolimery etyleno-propylenowe, kopolimery blokowe styren-etylen/butadien/styren; poliwęglany; polimery fluorowęglowe (to znaczy fluorek poliwinylidenowy-PVDF, politetrafluoroetylen (PTFE), poliperfluoroetylenopropylen-FEP); polisiloksany; różne alifatyczne i aromatyczne poliuretany, obejmujące poliuretanowy poliester lub kopolimery blokowe polieteru; polichlorek winylu, różne poliestry, obejmujące tereftalan polietylenu (PET); kopolimery poliwęglanu/polidimetylosiloksanu i podobne.

Przykłady urządzeń medycznych obejmują, przykładowo, rurki, kapilary, druty, arkusze, spirale, pręty, siatki lub sieć drutów (przewodów), takie jak pręt chirurgiczny, prowadnik (guidewire), rurki do prowadnika, spiralne rurki doprowadzające, cewnik spiralny, jednorazowy lub niejednorazowy stent, spirale elektrodowe, igła, ostrze lub podobne metalowe urządzenia medyczne, jak również nośnik do preparatów farmaceutycznych lub weterynaryjnych, powłokę tabletki, kapsułkę, rurkę, kapilarę, arkusz, włókno, opatrunek na ranę, nici do szwów, balon, folię, prezerwatywę, cewnik, cewnik moczowy, rurkę doprowadzającą, dren do ran, stent lub podobne urządzenie medyczne. Ponadto kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku może być utworzona w postaci twardych, hydrofiIowych, o własnościach poślizgowych, elastycznych filmów lub włókien o różnej grubości, obejmujących tkany materiał odpowiedni do zastosowania jako materiał ochronny na ranę, błony, opatrunki na ranę, substytuty skóry, substytuty tkanek lub sztuczną skórę dla ludzi lub zwierząt. Może być również uformowana w postaci dysków medycznych i innych kształtów do wspomagania ruchu między stawami.

Bardziej specyficznie, typowe medyczne urządzenia, które mogą być powlekane kompozycją powłokową według niniejszego wynalazku stanowią medyczne rurki, dreny do ran, rurki doprowadzające, stenty i balony do wysokich ciśnień do rozszerzania stentów, chirurgiczne narzędzia i przyrządy, np. sondy, haki, separatory tkanek i naczyń, narzędzia do przepłukiwania i aspiracji, narzędzia do fakoemulsyfikacji, tampony, kleszczyki hemostatyczne, ostrza, obejmujące ostrza skalpeli, rękawiczki, prowadnice soczewek (lens glides), narzędzia ustawiające, cewniki, kleszcze (nożyce), narzędzia do wprowadzania, klamry, szwy i podobne.

Dodatkowe odpowiednie urządzenia medyczne mogą obejmować twarde i miękkie soczewki kontaktowe, stenty, druty, prowadniki, cewniki dożylne i żylne ośrodkowe, urządzenia laserowe i angioplastyki balonowej, urządzenia związane z naczyniami i sercem (rurki, cewniki, balony), asystę komorową, komponenty dializy krwi, natleniacze krwi, urządzenia związane z cewką moczową/moczowodem/drogami moczowymi (cewniki Foley'a, stenty, rurki i balony), cewniki do dróg oddechowych (rurki dotchawicze i tracheostomijne i mankiety), rurki do żywienia jelitowego (obejmujące zgłębniki nosowo-żołądkowe, dożołądkowe i do jelita czczego), rurki drenujące do ran, rurki służące do drenowania jam ciała, takich jak opłucna, dootrzewnowe, czaszkowe i osierdziowe, worki na krew, probówki, probówki do pobierania krwi, pojemniki próżniowe, strzykawki, igły, pipety, końcówki do pipet, rurki do krwi.

Implanty, które można modyfikować według niniejszego wynalazku obejmują, lecz bez ograniczania zakresu, przeszczepy naczyniowe, protezy tkanek miękkich i twardych obejmujące, lecz bez ograniczania zakresu, pompy, urządzenia elektryczne obejmujące stymulatory i przyrządy rejestrujące, protezy słuchowe, stymulatory serca, sztuczną krtań, implanty zębowe, implanty piersi, implanty prądowe, ścięgna czaszkowo-twarzowe, sztuczne stawy, ścięgna, wiązadła, łąkotki i krążki, sztuczne kości, sztuczne narządy, obejmujące sztuczną trzustkę, sztuczne serca, sztuczne kończyny i zastawki serca.

Znane hydrofobowe powierzchnie urządzeń medycznych mogą powodować adhezję tkanki i komórki, stan zapalny, tworzenie skrzepów, hemolizę, bakteryjne i grzybicze zaleganie i infekcje, niepożądane złogi mineralne i zwiększony ból. Coraz więcej takich powłok posiada wiele funkcji, wychodzących poza wyłącznie właściwości poślizgowe.

Kompozycja według wynalazku umożliwia dostarczenie powłoki o właściwościach poślizgowych dla urządzenia medycznego, która zmniejsza adhezję komórkową, tworzenie skrzepów, hemolizę, bakteryjne i grzybicze zaleganie i infekcje, niepożądane złogi mineralne i/lub powłokę lub układ powlekający, odpowiednie do dostarczania leku, obejmujące uwalnianie leku o wyraźnym profilu uwalniania leku, zależnym od wymagania dawki skutecznej w czasie dla indywidualnego urządzenia medycznego. Powłoka jest stosowana celem jednoczesnego dostarczenia trwałej, hydrofilowej powłoki o własnościach poślizgowych, o dobrej adhezji do podłoża i dobrej odporności na ścieranie.

Lek, środek konserwujący, biocyd, pestycyd, środek przeciwporostowy, środek bakteriobójczy (bakterycyd), środek przeciwdrobnoustrojom (germicyd), środek dezynfekujący, środek grzybobójczy,

PL 218 789 B1 biofektywny środek, środek przeciwbakteryjny, algicyd, witamina, środek leczniczy lub ich kombinację można wprowadzić po prostu na drodze zmieszania ich z kompozycją powłokową według niniejszego wynalazku przed powlekaniem urządzenia medycznego według zamierzonej ilości terapeutycznej i profilu czas uwalniania/stężenie. Czas uwalniania i stężenie mogą być zaprogramowane dzięki układowi powlekającemu więcej niż jednej powłoki różnych kompozycji.

Lek, środek konsenwujący, biocyd, pestycyd, środek przeciwporostowy środek bakteriobójczy (bakterycyd), środki przeciwdrobnoustrojom (germicydy), środek dezynfekujący, środek grzybobójczy, środek bioefektywny, środek przeciwbakteryjny, algicyd, witamina, środek leczniczy lub ich kombinację można również wprowadzić powlekając urządzenie medyczne najpierw kompozycją według niniejszego wynalazku. pozwalając na wyschnięcie lub utwardzenie powłoki i stosując następnie wodny lub inny dogodny roztwór leku lub wymienionego środka na drodze zanurzania powlekanego urządzenia w roztworze przez określony wcześniej czas.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że pobór roztworu z powłoki według wynalazku, w oparciu o różnicę ciężaru, wzrósł o około 100% w porównaniu z uprzednio znaną powłoką medyczną, o własnościach poślizgowych, poliuretanowo/poliwinylopirolidynową o porównywalnej procentowości ciał stałych.

Przykłady środka konserwującego, biocydu, pestycydu, środka przeciwporostowego, środka bakteriobójczego (bakterycyd), środki przeczciwdrobnoustrojom (germicydy), środka dezynfekującego, środka grzybobójczego, obejmują substancję wybraną z grupy obejmującej parabeny, środki uwalniające formaldehyd, haloalkile, haloalkinyle, kwasy alkilowe, kwasy arylowe, izotiazoliny, czwartorzędowe sole amonowe (kwaty), tlenek cynku, związki organiczne cynku, jod, powidono-jod, chlorheksydynę, bronopol, triklosan, klotrimazol, mikonazol, tolnaftat, kliochinol, srebro koloidalne, kompleksy srebra i sole srebra lub ich kombinacje.

Środki przeciwbakteryjne włączone do kompozycji według niniejszego wynalazku mogą obejmować antybiotyki, antyseptyki, środki dezynfekujące, obejmujące tetracykliny, rifamycyny, rapamycynę, makrolidy, penicyliny, cefalosporyny, antybiotyki beta-laktamowe, aminoglikozydy, chloramfenikol, sufonamidy, glikopeptydy, chinolony, ciprofloksacynę, kwas fusydowy, trimetoprym, metronidazol, klindamycynę, mupirocynę, polieny, azole (azotes), flukonazol, inhibitory beta-laktamowe i podobne.

Przykłady środków leczniczych włączonych do kompozycji powłokowej według niniejszego wynalazku mogą obejmować środki przeciwbólowe, środki przeciwzapalne, miejscowe środki przeciwświądowe, niesteroidy, acetaminofen, ester etylosalicylowy, kamforę, bufeksamak, ibuprofen, indometacyny, steroidów takich jak hydrokortyzon, dezonid, acetonid triamcynolonu, walerianian betametazonu, dipropionian betametazonu, benzoesan betametazonu, propionian klobetazolu, halcynonid, dezoksymetazon, amcinonid, fluocinonid, fluandrenolid, dipropionian alklometazonu, acetonid fluocinolonu, dioctan diflorazonu, pirośluzan mometazonu, fluorometolon, piwalonian klokortolonu, acetonid triamcynolonu, halcynonid, środki dermatologiczne, ekstrakt antralinowej smoły węglowej, środek keratolityczny kwas salicylowy, mocznik, miejscowy środek znieczulający, taki jak lidokaina, benzokaina, środek przeciw trądzikowy, taki jak nadtlenek benzoilu, pochodne witaminy A, środek usuwający brodawki taki jak kwas salicylowy, kwas mlekowy, i podobne, i inne podobne środki i ich kompleksy dekstrynowe.

Przykłady leku przeciwzakrzepowego lub środka przeciwzakrzepowego, lub leku zapobiegającego restenozie po założeniu stentu, obejmujące taksol, paklitaksel, pochodne paklitakselu, deksametazon, i pochodne, heparynę i jej pochodne, aspirynę i hirudynę, pochodną leku z tlenkiem azotu, lek uwalniający tlenek azotu, takrolimus, ewerolimus, cyklosporyny, sirolimus, angiopeptynę i enoksaprynę i podobne lub ich kombinacje.

Kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku ewentualnie może zawierać środki przeciwbakteryjnego lub zwapnieniowe, dla powlekania urządzeń medycznych, np. cewnika moczowego.

Przykłady takich środków stanowią cytrynian sodu, korzystnie cytrynian srebra z podwójną korzyścią działania przeciwindukrutacyjnego i zapobiegającego tworzeniu się skorupy lub działania przeciw zwapnieniowego.

Korzystnie, kompozycja według wynalazku umożliwia dostarczenie trwałej powłoki o własnościach poślizgowych dla urządzenia medycznego, które staje się bardziej widoczne w warunkach promieniowania rentgenowskiego, w których pożądana jest lepsza widoczność urządzenia medycznego, ze względu na jego materiał, jego konstrukcję lub ze względu na jego małe fizyczne wymiary.

Odnośnie tego, kompozycja powłokowa o właściwościach poślizgowych według niniejszego wynalazku, może zawierać środek kontrastowy, który jest chemicznie związany z kompozycją powło12

PL 218 789 B1 kową tak, że nie jest wymywany. Dla wystarczającej widoczności w promieniowaniu rentgenowskim środek kontrastowy stanowi do 75% ciał stałych kompozycji powłokowej.

Przykłady ewentualnych środków kontrastowych w kompozycji powłokowej według niniejszego wynalazku obejmują, lecz bez ograniczania zakresu, amidotryzonian, jotalamanian, metryzonian, jodipamid, kwas trijodobenzoesowy, kwas jotalamowy, kwas jopanoinowy, kwas trijodofenylowy, kwas jodotalamowy, jod, jodki, brom, bromek perfluorooktylu, siarczan baru, samar, erb, trójtlenek bizmutu, tlenek tytanu, tlenek cyrkonu, złoto, platynę, srebro, tantal, niob, wolfram, złoto, tytan, iryd, platynę lub ren i ich kombinacje.

Wodną kompozycję powłokową według niniejszego wynalazku można stosować na urządzenie medyczne na drodze zanurzania, nakładania pędzlem, zalewania, natryskiwania, osadzania elektrolitycznego, natryskiwania elektrostatycznego, galwanizacji, obróbki próżniowej, obróbki ciśnieniowej lub ich kombinacji.

Grubość powłoki może być różna w zależności od zastosowania. Typowo grubość powłoki kompozycji powłokowej wynosi pomiędzy około 0,1 μm do około 100 μm, korzystnie około 0,5 do około 50 μm.

Wodna kompozycja powłokowa według wynalazku może być łatwo wysuszona lub utwardzona, w większości przypadków zastosowania, w temperaturze pokojowej raczej niż w temperaturze podwyższonej. Jeśli to dopuszczalne dla podłoża, powłokę korzystnie suszy się około 2 do 3 minut w zakresie temperatury około 70°C do około 120°C. Powłokę można również suszyć w temperaturze pokojowej, to znaczy około 23°C, jeśli to potrzebne.

Zaproponowano również inne układy powłokowe, które obejmują podkład i powłokę nawierzchniową. Podkład w takim przypadku jest dostosowany do indywidualnego podłoża tak, aby osiągnąć wystarczającą adhezję hydrofilowej powłoki nawierzchniowej. Zastosowanie takiego układu jest bardziej czasochłonne i wymaga dodatkowego wysiłku badawczego do dostosowania podkładu do różnych powszechnie używanych materiałów urządzeń medycznych. Po drugie, warstwowy układ powlekający wymaga dodatkowej uwagi względem kompatybilności powłoki nawierzchniowej z podkładem.

Szereg przykładów opisanych poprzednio hydrofitowych powłok również sugeruje wstępną obróbkę powierzchni urządzeń medycznych za pomocą różnych sposobów fizyko-chemicznych, np. wyładowania koronowego lub szczepienia z promieniowaniem gamma, celem uczynienia podłoża bardziej kompatybilnym lub reaktywnym dla własności poślizgowych powłoki nawierzchniowej i osiągnięcia w ten sposób wystarczającej adhezji. Takie działania wymagają dodatkowego kosztownego wyposażenia i mogą ujemnie oddziaływać na urządzenie medyczne w jego zamierzonym zastosowaniu.

Istnieje olbrzymie zapotrzebowanie na jednoetapową, uniwersalną, łatwą do stosowania, wodną kompozycję powłokową, która modyfikuje powierzchnie takich urządzeń i materiałów do uzyskania żądanych własności powierzchni z trwałą powłoką o własnościach poślizgowych, posiadającą lepszą adhezję do hydrofobowych podłoży, lecz która nie wpływa lub nie naraża na szwank zamierzonego stosowania lub funkcjonowania urządzenia w przedłużonych okresach czasu.

Wodna kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku może być zastosowana w jednoetapowym procesie powlekania, który modyfikuje powierzchnie takich urządzeń i materiałów i zapewnia uzyskanie żądanych własności powierzchni z trwałą powłoką o własnościach poślizgowych, posiadającą lepszą adhezję do hydrofobowych podłoży, bez narażania na szwank zamierzonego stosowania lub funkcjonowania urządzenia w przedłużonych okresach czasu.

Wodna kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku może być stosowana do obróbki urządzenia w taki sposób, że obrabiana powierzchnia posiada wyjątkowo niskie napięcie powierzchniowe. A zatem, kompozycja może być stosowana do obróbki powierzchni z różnorodnych materiałów, obejmujących tworzywa sztuczne, polimery, wyroby ceramiczne, metale i materiały złożone (kompozyty).

Urządzenie medyczne, powlekane kompozycją według wynalazku, może być umieszczone w żywych tkankach z minimum efektów ubocznych. Na przykład, stent naczyniowy może być poddany obróbce według niniejszego wynalazku celem zwiększenia hydrofilowości zewnętrznej powierzchni stentu lub dodania fosfolipidów lub innych biofunkcyjnych cząsteczek do zewnętrznej powierzchni stentu. Taki stent można również modyfikować tak, aby zawierał leki i środki przeciwzakrzepowe (heparyna, warfaryna, itd.) celem zminimalizowania powstania skrzepu blisko uszkodzonych tkanek lub zmniejszenia ryzyka krwawienia w innym miejscu. Taki stent może być wprowadzony do naczynia krwionośnego. Nie przywiązując się do tej hipotezy uważa się, że poddany obróbce stent naczyniowy wywołuje minimum zdarzeń związanych z tworzeniem skrzepów, w wyniku zmniejszonej adhezji płyPL 218 789 B1 tek, w porównaniu ze stentami naczyniowymi nie poddanymi obróbce. W ten sposób, niniejszy wynalazek zapewnia unikalny sposób wytwarzania trwałych modyfikacji chroniących powierzchnię tkanek na materiałach polimerowych, metalowych, ceramicznych i materiałów złożonych (kompozytów). Niniejszy wynalazek ulepsza wiele dotychczasowych urządzeń medycznych dzięki zminimalizowaniu uszkodzenia i szkodliwych efektów ubocznych wynikających ze szkodliwych oddziaływań tkanki i komórki z powierzchniami, i zmniejszeniu urazu tkanki i infekcji spowodowanych przez adhezję powierzchniową właściwe większości tworzyw sztucznych, polimerów i metali.

Powlekane medyczne przyrządy i urządzenia są gładkie, o zadowalających właściwościach poślizgowych, i nie przylegające do komórek i tkanek. Powlekane medyczne przyrządy i urządzenia wykazują zmniejszone ścieranie i tarcie z wrażliwymi tkankami cielesnymi takimi jak ciałka krwi, śródbłonek naczyniowy, otrzewna, osierdzie, i wrażliwe powierzchnie układu oddechowego obejmujące tkanki takie jak wyściółka tchawicy, układu moczowego obejmujące cewkę moczową i moczowód, układu żołądkowo-jelitowego, i układu krążenia, dzięki czemu minimalizują uszkodzenie tkanki i potencjalnie związanych z tym problemów zagrażających życiu. Dodatkowo, powierzchnie modyfikowane według niniejszego wynalazku są mniej podatne na pojawienie się zakaźnych bakterii i innych szkodliwych mikroorganizmów, które wywołują pooperacyjne skrzepy krwi, infekcje i komplikacje z nimi związane.

Znane jest zastosowanie hydrofilowych polimerowych powłok do zmniejszania zaparowania i/lub do zmniejszania połysku. Istnieją liczne przykłady polimerowych kompozycji, które wykazują umiarkowane właściwości zapobiegające zaparowaniu. Zazwyczaj najbardziej skuteczne z tych powłok dotychczas znanych, zawierają rozpuszczalne polimery i środki powierzchniowoczynne, które mają krótki żywot ze względu na ich wymywanie. Polimerowe powłoki o własnościach związanych z zapobieganiem zaparowaniu powłoki, które są mniej hydrofilowe, chociaż bardziej trwałe, mają ograniczone własności zapobiegające zaparowaniu. Powłoki do zastosowania przez cały rok w otwartych warunkach pogodowych wymagają szczególnej trwałość, adhezji, długo utrzymujących się własności hydrofilowych i odporności na ścieranie. Szczególnie, jeśli rozważa się recykling folii z tworzyw sztucznych ze szklarni, jest niezbędne dostarczenie kompozycji hydrofilowej powłoki, która nie powoduje żółknięcia w temperaturach wytłaczania po zmieszaniu i wytłaczaniu łącznie z materiałem pierwotnym.

Zastosowanie hydrofilowej powłoki według niniejszego wynalazku na powierzchnię artykułu ogólnego przemysłowego i powszechnego użytku posiada szereg korzyści.

Powierzchnie powlekane według niniejszego wynalazku są zdolne do rozpraszania wody, i w ten sposób zapobiegania tworzeniu kropelek wody na powierzchnia artykułu, który jest szczególnie potrzebny i pożądany dla wielu zastosowań. Przezroczyste tworzywa sztuczne stosowane w mglistych lub wilgotnych środowiskach takich jak szklarnie, powinny unikać tworzenia kropli wody na przezroczystych tworzywach sztucznych. Powierzchnie rozpraszające wodę na tych materiałach pomagają utrzymać ich przejrzystość i uniknąć niepożądanego smużenia. Po drugie, zapobiegają one ściekaniu wody, która ulega zanieczyszczeniu w klimacie szklarni przez zarodniki bakterii i grzybów i mogą opadać na rośliny bez odpowiedniego tworzenie filmu wodnego na tworzywie sztucznym, w ten sposób zarażając rośliny.

Tworzenie filmu wodnego jest również pożądane w szeregu zastosowaniach podczas deszczu w znakach samochodowych i znakach drogowych. Hydrofilowa powłoka według niniejszego wynalazku zapewnia działanie zapobiegające zaparowaniu i tworzenie filmu wodnego o wysokiej trwałości i stabilności temperatury, dobrej adhezji wraz z dobrą przejrzystością tak, aby uniknąć w dużym stopniu pogorszenia światła emitowanego spoza ochronnej osłony szklanej. Rosa i mgła jest inną postacią opadu, który oddziałuje na przesyłanie światła na znaki samochodowe i drogowe.

Istnieją liczne inne przykłady, w których wartość optycznie przezroczystych przedmiotów mogłaby być zwiększona, jeśli zmniejszono by tendencję artykułów do powodowania odblasku lub zasłonięcia przez tworzenie mgły na powierzchni artykułu. Na przykład, artykuły ochraniające oczy (gogle, osłony na twarz, hełmy, itd.), soczewki optyczne, oszklenia architektoniczne, dekoracyjne ramy szklane, szyby w pojazdach motorowych i szyby przednie mogą wszystkie odbijać światło w sposób, który wywołuje irytujący i pobudzający blask. Na użycie takich artykułów może mieć również szkodliwy wpływ tworzenie zaparowania parami wilgoci na powierzchni artykułu.

Z drugiej strony, lustra tracą zdolność odbijania, jeśli ulegają zaparowaniu, W ten sposób osłabiając funkcję luster.

Istnieje również potrzeba zmniejszenia tarcia pewnych artykułów lub konstrukcji, które w przedłużonych okresach czasu pozostają w kontakcie częściowym lub pełnym z wodą. Gładkość ich po14

PL 218 789 B1 wierzchni wpływa na tarcie i dlatego na skuteczność i szybkość. Na przykład, jest korzystne zastosowanie powłoki według niniejszego wynalazku na liny łowcze (rybołówstwo) lub kadłub statku, szczególnie kadłubów łodzi żeglarskich i motorowych. Powierzchnia kadłuba statku potraktowana w ten sposób wykazuje zwiększoną szybkość w wyniku zmniejszonego tarcia wody. W zamian zużycie paliwa może być znacznie zmniejszone. Kadłub statku może być również potraktowany według niniejszego wynalazku tak, aby zapobiegać przywieraniu wąsonogów. Zwiększone działanie takiej powłoki osiąga się stosując dodatkowe środki przeciwporostowe wprowadzone do powłoki przed jej zastosowaniem. W całkowicie zanurzonych artykułach, urządzeniach, pojazdach lub trajektoriach można również polepszyć ich szybkość podwodną. Inne rodzaje pojazdów motorowych, takie jak samochody, ciężarówki i samoloty można również uczynić bardziej wydajnymi stosując powłokę zmniejszającą tarcie.

Wchłaniające podłoża dla trwałych drukowanych obrazów (wizerunków) i dla wysoce zwilżalnych powierzchni.

Jest znane zastosowanie powłok w celu dostarczenia powierzchni na hydrofobowym podłożu, takim jak tworzywo sztuczne, np. poliolefina, filmu posiadającego polepszoną drukowalność. Powłoki na ogół dostarczają hydrofilową powierzchnię lub powierzchnię wchłaniającą wodę, umożliwiającą penetrację tuszu na bazie wody. Jednak wiele ze znanych powłok nie jest trwałe, nie zapewniają ostrych drukowanych obrazów lub nie wysychają wystarczająco tak, aby unikać rozmazywania obrazu.

Niniejszy wynalazek dostarcza hydrofilowy preparat powłokowy, który wchłania tusze i barwniki na bazie wody i dostarcza odpornych, trwałych i dających się zadrukować powierzchni na podłożach metalowych, papierowych, tekstylnych i z tworzyw sztucznych.

A zatem, kompozycja według wynalazku jest stosowana do obróbki powierzchni różnych materiałów, np. papieru. Po obróbce, powierzchnia materiału jest w wysokim stopniu zwilżalna. Jest to ogromnie użyteczne tam, gdzie zwilżalność powierzchni materiału jest korzystna. Takie zastosowania obejmują, przykładowo, ręczniki, myjki, podkładki gazowe, bandaże, ręczniki (serwety) chirurgiczne, zasłony chirurgiczne, pieluszki, urządzenia i ubrania związane z nie trzymaniem moczu, podpaski, chusteczki papierowe, prześcieradła, wnętrza chirurgicznych uniformów i umywalni, wnętrze wielu rodzajów ubrań, i podobne.

Powierzchnie powlekane kompozycją według niniejszego wynalazku dostarczają zatem urządzeń medycznych z trwałymi powłokami o własnościach poślizgowych i ewentualnie mogą być stosowane jako nośnik dla leków, środków terapeutycznych lub bioefektywnych lub chemicznie związanych środków kontrastowych. Powłoka z kompozycji według niniejszego wynalazku wykazuje lepszą adhezję z dobrą trwałością dla szeregu podłoży. Krople wody na takiej hydrofilowej powierzchni wykazują wyjątkowo mały kąt zwilżania, w ten sposób czyniąc kompozycję powłokową odpowiednią jako powłokę zapobiegającą zaparowaniu, w połączeniu z wysoką odpornością na ścieranie. Powlekane powierzchnie z tworzyw sztucznych mają wysoką przejrzystość i tym samym dobre przenikanie światła i mały efekt żółknięcia w procesie recyklingu. Powierzchnie powlekane preparatem według niniejszego wynalazku również wykazują zwiększone wchłanianie wody, dzięki czemu powłoka jest odpowiednia jako nośnik dla tuszów w procesie drukowania.

P r z y k ł a d y

Poniższe przykłady obejmują otrzymywanie kompozycji powłokowych według wynalazku, analizy powłok i testy powłok.

1. Sposoby testowania

Wizualna ocena działania

Podłoże jest spłukiwane wodą, podczas gdy płyta jest trzymana pod kątem 90° do poziomu i płytę ocenia się celem określenia czy wykazuje tworzenie filmu, powstają zacieki lub perełkowanie. „Tworzenie filmu” jest wtedy, gdy równomierny film z wody pokrywa podłoże, i powoli wysycha bez powodowania przerw w filmie. „Powstawanie zacieków” zachodzi wtedy, gdy woda powoli wpływa do środka i ścieka z podłoża. Funkcjonowanie jest określone jako „perełkowanie”, kiedy woda nie wykazuje powinowactwa do powierzchni, i szybko spływa z podłoża.

PL 218 789 B1

Test lepkości

Wszystkie pomiary wykonano z Brookfield RVDV 11+ obrotowym lepkościomierzem dostępnym z Brookfield Engineering Labs, Inc., Stoughton, Mass., USA. Postępowanie według zalecanej procedury z następującymi wyjątkami. Zalecaną procedurę zmieniono używając mniejsze naczynie i usuwając nóżkę zabezpieczającą. Kalibrację określono stosując 600 ml niską zlewkę, typu griffin (z dzióbkiem), z gliceryną (1,4 Pa^s) i oliwą z oliwek (0,8 Pa^s), dla 100 obr./min. Wszystkich kolejnych pomiarów dokonano w 50 ml zlewkach dla 100 obr./min. z odpowiednim trzpieniem obrotowym.

Kąt zwilżania

Jak stosowane niniejszym, termin „hydrofilowy” opisuje powierzchnie, które są zwilżane przez wodę dejonizowaną, zalegającą na powierzchni. Stan techniki odnośnie zwilżania materiałów dopuszcza definicję hydrofobowości (i zwilżania) w zależności kątów zwilżania i napięcia powierzchniowego zaangażowanych cieczy i ciał stałych. Przedyskutowano to szczegółowo w publikacji Amerykańskiego Towarzystwa Chemicznego zatytułowanej „Contact Angle, Wettability, and Adhesion” wydanej przez Robert F. Gould i prawa autorskie w 1964.

Test określenia kąta zwilżania przeprowadzono zwilżając poliwęglan jako powierzchnię reprezentatywną. Wodę jako reprezentatywną ciecz umieszczono na reprezentatywnej powierzchni. Kąt zwilżania pomiędzy cieczą i powierzchnią jest mniejszy niż 90°, lub jeśli ciecz wykazuje tendencję do rozpraszania na powierzchni spontanicznie. Obydwa te stany normalnie współistnieją. Wodę przenosi się na badaną powierzchnię za pomocą igły do strzykawki. Sposób i odczyt przeprowadzono za pomocą wyposażenia CAM-MICRO dostarczonego przez Tantec, Inc. Ten test stosowano jako ogólne kryteria oceny dla preparatów wspomnianych przykładów i porównawczych przykładów, celem określenia własności hydrofilowych kompozycji według niniejszego wynalazku. Ten sposób jest odpowiedni dla oszacowania własności hydrofilowych powłoki w zastosowaniach medycznych, związanych z zapobieganiem zaparowaniu i drukowaniu.

Zastosowanie kompozycji

Przykłady kompozycji według niniejszego wynalazku i przykłady porównawcze zazwyczaj stosowano na drodze zanurzania, nakładania pędzlem, natryskiwania, osadzania elektrolitycznego lub za pomocą wałka do powlekania ogólnego lub za pomocą prętu drucianego dla specyficznej grubości powłoki. Te zastosowania są odpowiednie dla powłok medycznych, i zastosowań związanych z zapobieganiem zaparowaniu i drukowania.

Jednorodność/Właściwości hydrofilowe

W celu sprawdzenia jednorodnej dystrybucji hydrofilowej powłoki przeprowadzono test barwiący z wodnym roztworem fioletu krystalicznego, zanurzając powlekaną próbkę w roztworze. W niektórych przypadkach stosowano 1% roztwór jodu do barwienia i ocenę jednorodności powłoki.

Korzystny test jednorodności dla powłok medycznych, powłok o właściwościach związanych z zapobieganiem zaparowaniu i wchłanianiu tuszu przeprowadza się z roztworem fioletu krystalicznego.

Testowanie trwałości

Testy trwałości przeprowadzono zasadniczo dwoma drogami. Byk Gradner dostarcza wyposażenie i opis testu, który użyto do oszacowania odporności na ścieranie powłok hydrofilowych. Sposób badania 18.1.1 katalog 90 pozwala na zróżnicowanie dotyczące siły tarcia, narzędzi tarcia (pędzel lub gąbka), liczby cykli tarcia z lub bez wody. Cykle zazwyczaj biegną pomiędzy 100 i 1500 z zatrzymaniem na ocenę co 100 cykli. Cykl 2 przejść wynosił 33,83 m/minutę. Po zbadaniu ścierania pozostała powłoka stała się widoczna dzięki zabarwieniu roztworem fioletu krystalicznego. Oszacowany % stopnia nie barwionej powierzchni umożliwia wyciągnięcie wniosków dotyczących polepszenia trwałości powłoki.

Drugą serię testów ścierania przeprowadzono na serii badanych preparatów, celem porównania trwałości znanych technologii powlekania względem trwałości zastosowanych kompozycji według niniejszego wynalazku. Mieszadło Arrow odwrócono i zamocowano na stojaku pierścieniowym. Wiertło wyposażono w okrągłą końcówkę i wprowadzono do mieszadła. Do tej końcówki zamocowano okrągłą szmatkę do czyszczenia Scotch. Na wysokości 5 mm poniżej szmatki Scotch zamocowano wokół niej pierścień i dociśnięto do stojaka pierścieniowego. Szmatkę zwilżono wodą dejonizowaną (Dl) i powleczoną próbkę, wariant formuły, umieszczono w poprzek pierścienia. Umiejscowienie było takie, że środek próbki był lekko osadzony w szmatce. Na wierzchu próbki umieszczono ciężar 389 g. Mieszadło pracowało przez dwie minuty przy 300 obr./min.

PL 218 789 B1

Poddane ścieraniu wszystkie próbki umieszczono koło siebie na białym pofałdowanym medium. Światło umieszczono pod kątem 60° do próbki. Następnie każdą z nich oceniono pod względem stopnia ścierania, trwałości i adhezji. Oceniono je jako doskonałe, dobre, przeciętne lub słabe.

Współczynnik tarcia

Urządzenie testujące składa się z maszyny tarciowej i komputera. Ciągnienie, z jakim sanie są przemieszczane na powlekanej powierzchni z/lub bez kontaktu z wodą jest notowane i porównywane z niepowlekaną próbką na wykresie. Urządzenie testujące umożliwia automatyczne zbieranie danych, z ustawieniem zera. Sanie mogą ponadto zawierać gąbkę. Zwilżone badane próbki są ciągnięte zgodnie z wartościami ustalonymi i siłami ciągnienia, które są zapisywane na komputerowo wydrukowanym wykresie. Ujawniono poprawę właściwości poślizgowych preparatu powłokowego lub niskie resztkowe tarcie powłok hydrofilowych dla urządzeń medycznych według niniejszego wynalazku. Powłokę badano w odniesieniu do ASTM D 1894-87 (Standard Test Methods for Static and Kinetic Coefficients of Friction of Plastic Film and Sheeting - standardowe sposoby testowania statycznych i kinetycznych współczynników tarcia filmów i warstw z tworzyw sztucznych).

Test adhezji

Powlekane podłoże według niniejszego wynalazku zarysowuje się krzyżykowym nacięciem 5 x 5. Taśmę przylepną 3M typ 610 przyciska się mocno do nacięć i odrywa. Do względnego porównania ulepszonej kompozycji według niniejszego wynalazku stosuje się stopień oderwania powłoki. Można ocenić adhezję powłok medycznych i zapobiegających zaparowaniu.

Tendencja do żółknięcia/recykling

Tendencję do żółknięcia powlekanych próbek bada się w 270°C przez 10 minut. Żółknięcie notowano wizualnie. Przydatność dla recyklingu uprzednio powlekanych arkuszy poliwęglanowych; rozdrobniono i zmieszano do 30% wagowych z pierwotnym materiałem do ponownego wytłaczania. Recykling stosuje się zasadniczo do zastosowań związanych z zapobieganiem zaparowaniu.

Test przyrostu masy po zanurzeniu

Powłoki z różnych kompozycji wysuszono w temperaturze pokojowej przez noc lub utwardzano w 70°C przez 10 minut i sprawdzano pod względem ich zdolności poboru wody przez określenie różnicy wagi pomiędzy znanymi kompozycjami i kompozycjami według niniejszego wynalazku przed i po zanurzeniu w wodzie. Badanie to stosuje się zasadniczo do zdolności ładunkowej leku i zdolności wchłaniania tuszu przez powłoki niniejszego wynalazku.

Test kondensacji (metoda testowa związana z zapobieganiem zaparowaniu)

Powłoki o właściwościach związanych z zapobieganiem zaparowaniu są oceniane według testu gorącej mgły: 250 ml szklaną zlewkę, zawierającą około 50 ml wody i pokrytą filmem, poddanym ocenie, zanurzono do około 1/2 jej wysokości w łaźni wodnej w 70°C. Powłoki obserwuje się w zdefiniowanych odstępach czasu od początku doświadczenia i przypisuje się typowe ocenianie w zakresie: doskonała, bardzo dobra, dobra, przeciętna i słaba.

Drugi sposób testowania zaprojektowano tak, aby sprawdzić działanie porównawczych preparatów o właściwościach związanych z zapobieganiem zaparowaniu. Zimną ramę około 100 cm x 100 cm pokrytą z podzieloną szklaną strukturą i nachyloną około 10° w kierunku południowym umieszczono nad typowym wilgotnym kompostem, zawierającym glebę ogrodową, późną wiosną. Tworzenie skondensowanej wody wciąż obserwowano na zewnątrz i wewnątrz nie poddanej obróbce pokrywie szklanej, w czasie kilku okresów 24 godzinnych, blokujące wgląd do zimnej ramy prawie całkowicie. Tworzenie kropli wody również powodowało niepożądane zasłanianie. Szklaną konstrukcję wysuszono przed każdym 24 godzinnym okresem obserwacji. Następnie poddano obróbce połowę szklanej konstrukcji z obydwu stron, nanosząc pędzlem typową kompozycję o właściwościach związanych z zapobieganiem zaparowaniu na bazie wodnej i zezwolono na wysuszenie bez specjalnego utwardzania. Drugą połowę szklanej pokrywy powleczono kompozycją według niniejszego wynalazku i zezwolono na wysuszenie bez specjalnego utwardzania. Obydwie strony funkcjonowały zadowalająco przez około 24 godziny. Typowy preparat jednak ulega zmatowieniu i traci znacznie działanie zapobiegające zaparowaniu w czasie kilku dni. Druga połowa powlekana kompozycją według niniejszego wynalazku pozostaje przezroczysta, nie ulega zmatowieniu i zapobiega tworzeniu kropli wewnątrz i zewnątrz w czasie tygodni.

Pokrywanie filmem wodnym (trwałość pokrywania filmem wodnym)

Tafle szklane powleka się dwoma porównawczymi kompozycjami o właściwościach związanych z zapobieganiem zaparowaniu, obok siebie lub część tafli jest pozostawiona nie powlekana. Pod kątem około 45° natryskuje się wodę przez dłuższy okres czasu, pokrywając obydwie powierzchnie.

PL 218 789 B1

W celu oceny właściwości zapobiegających zaparowaniu kompozycji według niniejszego wynalazku rejestruje się trwałość pokrywania cienką warstwą, tendencję do wymywania i nieprzezroczystość.

Test drukowania na drukarce atramentowej

Testy przeprowadzono stosując zwykły papier do drukowania, folię aluminiową, folię polietylenową i folie przezroczyste, powszechnie używane do prezentacji w rzutnikach przezroczy. Technologię drukowania strumieniowego na bazie wodnej zastosowano do porównania zdolności wchłaniania tuszu, jak również oceny przejrzystości przez porównanie stereomikroskopowe dla powlekanych i niepowlekanych. Przeprowadzono dodatkowy test pocierania kciukiem na drukowanych powierzchniach W porównaniu z nie zadrukowanymi powierzchniami.

Preparat i poziom zastosowania

Wodna kompozycja powłokowa według niniejszego wynalazku dostarczająca powierzchni przedmiotu trwałej, hydrofilowej powłoki zawiera wielofunkcyjny polimerowy nośnik, zawieszony lub zemulgowany w wodzie i zdolny do utworzenia matrycy polimerowej, hydrofilowy rozpuszczalny w wodzie organiczny monomer, oligomery, prepolimery, polimer lub kopolimer; wielofunkcyjny wodny koloidalny tlenek metalu; wielofunkcyjny środek sieciujący i ewentualnie co najmniej jedną substancję pomocniczą dla zwiększenia wydajności wodnej kompozycji powłokowej i/lub uzyskanej powłoki hydrofilowej wymienionej powlekanej powierzchni. Kompozycja powłokowa może również zawierać środek kontrastowy dla zwiększenia widoczności w promieniowaniu rentgenowskim.

Stężenie rozproszonego lub zemulgowanego wielofunkcyjnego nośnika polimerowego wynosi od 0,01% do 42% korzystnie od 0,5% do 15%. Stężenie hydrofilowego rozpuszczalnego w wodzie organicznego monomeru, oligomerów, prepolimerów, polimeru lub kopolimeru wynosi od 0,001% do 25% korzystnie od 0,25% do 10%. Stężenie wielofunkcyjnego wodnego koloidalnego tlenku metalu wynosi od 0,01% do 25% korzystnie od 0,25% do 20%. Stężenie wielofunkcyjnego środka sieciującego wynosi od 0,001 do 8% korzystnie od 0,01% do 3%. Stężenie substancji pomocniczej dla zwiększenia wydajności wynosi od 0,001% do 10% korzystnie od 0,01% do 5%. Stężenie rozpuszczalnika organicznego wynosi od 0% do 50% i stężenie wody od 0,5% do 95%. Środek kontrastowy może stanowić do 75% ciał stałych kompozycji powłokowej.

P r z y k ł a d 1

Do 87 g wody dodano 189 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon (NMP), 40 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 40 g wodnej dyspersji poliuretanowej 911 (Alberdinck&Boley), 1,6 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryI CX 100 (Zeneca Resin) i 23 g wodnego roztworu krzemionki koloidalnej N 5110 (Eka-Akzo). Dyspersja poliuretanowa 911 stanowi dyspersję poliuretanową modyfikowaną alifatycznym poliwęglanem. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęgIanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania tak małymi jak 8 stopni wobec 50 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 2

Do 281 g wody dodano 89 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i alkohol diacetonowy, 19 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 19 g wodnej aromatycznej dyspersji poliuretanowej NeoRez R-940 (NeoResins), 0,8 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryI CX100 (Zeneca Resin) i 11 g wodnego roztworu koloidalnej krzemionki N5110 (Eka-Akzo). Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym właściwości poślizgowe z kątami zwilżania 24 stopnie wobec 50 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 3

Do 94 g wody dodano 152 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 31,7 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 32,2 g wodnej dyspersji poliuretanowej Sancure 898 (BF Goodrich), 1,3 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryI XC100 CX 100 (NeoResins) i 18,4 g wodnego roztworu koloidalnej krzemionki N 5110 (Eka-Akzo). Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

PL 218 789 B1

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania tak małymi jak 20 stopni wobec 47 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 4

Do 173 g wody dodano 115 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 23 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 24 g wodnej alifatycznej dyspersji poliuretanowej NeoRez R-960 (NeoResins), 0,95 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryi CX100 (NeoResins) i 13,5 g wodnego roztworu koloidalnej krzemionki N 5110 (Eka-Akzo). Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania tak małymi jak 18 stopni wobec 58 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 5

Do 326 g wody dodano 79 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 17 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 17 g wodnej dyspersji poliuretanowej 600 (Alberdinck&Boley), 0,68 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryI CX100 (NeoResins) i 10 g wodnego roztworu koloidalnej krzemionki N 5110 (Eka-Akzo). Dyspersja poliuretanowa 600 stanowi dyspersję poliuretanową modyfikowaną alifatycznym polieterem. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania tak małymi jak 20 stopni wobec 58 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 6

Do 246 g wody dodano 103 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 21 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 22 g wodnej dyspersji poliuretanowej 915 (Alberdinck&Boley), 0,87 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryI CX100 (NeoResins) i 12,6 g wodnego roztworu koloidalnej krzemionki N 5110 (Eka-Akzo). Dyspersja poliuretanowa 915 stanowi dyspersję poliuretanową modyfikowaną alifatycznym poliestrem. HydrofiIowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe własności poślizgowe z kątami zwilżania tak małymi jak 14 stopni wobec 58 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 7

Do 293 g wody dodano 72 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 15 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 15 g wodnej dyspersji poliuretanowej 910 (Alberdinck&Boley), 0,6 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryI CX100 (NeoResins) i 8,7 g wodnego roztworu koloidalnej krzemionki N 5110 (Eka-Akzo). Dyspersja poliuretanowa 910 stanowi dyspersję poliuretanową modyfikowaną alifatycznym poliestrem. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania tak małymi jak 10 stopni wobec 47 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 8 (próbka porównawcza)

Do 110 g wody dodano 189 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 40 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 40 g wodnej dyspersji poliuretanowej 911 (Alberdinck&Boley), 1,6 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryl CX100 (NeoResins) i nie dodano koloidalnej krzemionki. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on przeciętną przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania 16 stopni wobec 44 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 9 (próbka porównawcza)

Do 292 g wody dodano 89 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol I alkohol diacetonowy, 19 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 19 g wodnej dyspersji

PL 218 789 B1 poliuretanowej NeoRez R-940 (NeoResins), 0,8 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryI CX100 (NeoResins) i nie dodano koloidalnej krzemionki. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on przeciętną przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym właściwości poślizgowe z kątami zwilżania mniejszymi niż 36 stopni wobec 50 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 10 (próbka porównawcza)

Do 112 g wody dodano 152 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 31,7 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 32,2 g wodnej dyspersji poliuretanowej Sancure 898 (BF Goodriich), 1,3 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryI CX100 (NeoResins) i nie dodano koloidalnej krzemionki. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on przeciętną przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania 30 stopni wobec 48 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 11 (próbka porównawcza)

Do 190 g wody dodano 112 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 23 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 24 g wodnej dyspersji poliuretanowej NeoResin R-960 (NeoResins), 0,95 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryI CX100 (NeoResins) i nie dodano koloidalnej krzemionki. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania 25 stopni wobec 46 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 12 (próbka porównawcza)

Do 336 g wody dodano 79 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 17 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 17 g wodnej dyspersji poliuretanowej 600 (Alberdinck&Boley), 0,68 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryI CX100 (NeoResins) i nie dodano koloidalnej krzemionki. Hydrofitowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania 32 stopni wobec 40 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 13 (próbka porównawcza)

Do 257 g wody dodano 103 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 22 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 22 g wodnej dyspersji poliuretanowej 915 (Alberdinck&Boley), 0,87 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryI CX100 (NeoResins) i nie dodano koloidalnej krzemionki. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania tak małymi jak 22 stopnie wobec 48 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 14 (próbka porównawcza)

Do 302 g wody dodano 72 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 15 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 15 g wodnej dyspersji poliuretanowej 910 (Alberdinck&Boley), 0,6 g azyrydynowego środka sieciującego NeoCryI CX100 (NeoResins) i nie dodano koloidalnej krzemionki. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania tak małymi jak 18 stopni wobec 38 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 15 (próbka porównawcza)

Do 112 g wody dodano 189 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 40 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 40 g wodnej dyspersji poliuretanowej 911 (Alberdinck&Boley), nie dodano azyrydynowego środka sieciującego i nie

PL 218 789 B1 dodano koloidalnej krzemionki. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania 18 stopni wobec 50 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 16 (próbka porównawcza)

Do 293 g wody dodano 89 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i alkohol diacetonowy, 19 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 19 g wodnej dyspersji poliuretanowej NeoRez R-940 (NeoResins), nie dodano azyrydynowego środka sieciującego i nie dodano koloidalnej krzemionki. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania nie mniejszymi niż 38 stopni wobec 55 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 17 (próbka porównawcza)

Do 112 g wody dodano 152 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 31,7 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 32,2 g wodnej dyspersji poliuretanowej Sancure 898 (BF Goodrich), nie dodano azyrydynowego środka sieciującego i nie dodano koloidalnej krzemionki. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on przeciętną przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania nie mniejszymi niż 35 stopni wobec 52 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 18 (próbka porównawcza)

Do 191 g wody dodano 112 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 23 g roztworu poliwinylopirolidonu (20% Kollidone K90, BASF), 24 g wodnej dyspersji poliuretanowej NeoRez R-960 (NeoResins), nie dodano azyrydynowego środka sieciującego i nie dodano koloidalnej krzemionki. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Powłoki z różnymi szybkościami rozcieńczania z wodą wykazały na podłożu poliwęglanowym doskonałe właściwości poślizgowe z kątami zwilżania 40 stopni wobec 58 stopni dla suchej powłoki i 80 stopni dla nie powlekanego arkusza poliwęglanu.

P r z y k ł a d 19

Według niniejszego wynalazku 3,4 części wodnej, na bazie aromatycznej dyspersji poliuretanowej (komponent A), 3,2 części wodnego poliuretanu modyfikowanego alifatycznym poliestrem (komponent B) i 7 części 20% wodnego poliwinylopirolidonu połączono z 1,5 części krzemionki koloidalnej, 0,2 części środka sieciującego i 0,3 części środka powierzchniowo czynnego w 84,4 częściach mieszaniny woda-alkohol izopropylowy. Filmy uzyskane z lepkiej dyspersji miały właściwości poślizgowe po zwilżeniu ze współczynnikiem tarcia poniżej 0,05. Powłoka wykazała zmniejszenie tarcia od 0,28 kg do 0,015 kg, zmniejszenie o 0,265 kg lub blisko do 95%. Kompozycja wykazała kąt zwilżania poniżej 10 stopni.

P r z y k ł a d 20 (przykład porównawczy z amerykańskiego opisu patentowego 4 662 267)

Do 47 g wody i 10 g N-metylopirolidonu dodano 10 g poliwinylopirolidonu i 33 g wodnej dyspersji liniowego poliuretanu. Odlewy filmowe z uzyskanej lepkiej dyspersji miały właściwości poślizgowe po zwilżeniu (współczynnik tarcia 0,08) i wchłaniają wodę tworząc elastyczne, przezroczyste filmy, użyteczne jako opatrunki na oparzenia i rany. Roztwór może być również użyty do przędzenia włókien, które są twarde i elastyczne, jeśli mokre i mogą być stosowane do wytwarzania hydrofilowych pianek albo na drodze mechanicznego spienienia lub formowania filmów z dodanym acetonem i wysuszeniem z ogrzewaniem pod próżnią. Współczynnik tarcia kompozycji według niniejszego wynalazku był dużo poniżej odnotowanej wartości z przykładu z odnośnika.

P r z y k ł a d 21 (przykład porównawczy)

Do mieszaniny 75 g alkoholu diacetonowego i 25 g metyloetyloketonu dodano 4 g poliwinylopirolidonu (Kollidon 90, BASF Corp.) i 2 g Iiniowego poliuretanu (Estane 5703, B.F. Goodrich Co.).

Otrzymany roztwór po zastosowaniu do podłoży, takich jak żywice winylowe, epoksydowe i poliuretanowe i pozostawione do wyschnięcia tworzą wysoce trwałą powłokę, która po zwilżeniu jest śliska

PL 218 789 B1 (współczynnik tarcia 0,05). Stały kontakt powlekanych podłoży z wodą przez sześć miesięcy nie uszkadza powłoki ani nie zmienia jej właściwości poślizgowych w zauważalnym zakresie.

Współczynnik tarcia 0,06 został potwierdzony dla 1 pociągnięcia. Jednak po 10 pociągnięciach współczynnik tarcia wzrósł do około 0,14, całkowita zmiana o 0,08.

P r z y k ł a d 22

Według niniejszego wynalazku 13 części wodnej, na bazie aromatycznej dyspersji poliuretanowej (składnik A), 14 części wodnego poliuretanu modyfikowanego alifatycznym poliestrem (składnik B) i 26 części 20% wodnego poliwinylopirolidonu połączono z 17 częściami krzemionki koloidalnej, 0,5 części azyrydynowego środka sieciującego, 0,6 części środka powierzchniowo czynnego w 115 częściach wody i 128 częściach mieszaniny alkohol izopropylowy/N-metylopirolidon (NMP). Kompozycja po wyschnięciu nabyła dobrych właściwości poślizgowych po zwilżeniu i film jest trwalszy.

Współczynnik tarcia dla jednego pociągnięcia wynosi około 0,016. Po 10 pociągnięciach współczynnik tarcia wzrasta tylko niewiele do 0,025, wzrost tylko o 0,009. (Patrz przykład porównawczy 21), powlekane powierzchnie równomiernie wybarwiono z roztworem fioletu krystalicznego, wykazując tym samym dobrą jednorodność powłoki. Kompozycja po zastosowaniu również nie wykazała żółknięcia w teście recyklingu, utrzymała doskonałą zdolność tworzenia filmu wodnego bez zmatowienia, doskonałe wchłanianie tuszu, adhezję tuszu i kontrast obrazu dla drukowanych powierzchni według testu drukowania.

P r z y k ł a d 23 (próbka porównawcza z amerykańskiego zgłoszenia patentowego 20020018898)

Hydrofilową powłokę otrzymano dodając środek sieciujący melamina formaldehyd (heksametoksymelamina/formaldehyd, Cymel 303, Cytec Corp.) w 2,0 razy poziom stechiometryczny (względem równ. wag. kwasu). Obliczenia stechiometryczne oparto na trzech raczej niż sześciu grupach funkcyjnych dla heksametoksymelaminy, zakładając, że steryczna przeszkoda i brak dostępności reaktywnych grup funkcyjnych dla wszystkich sieciowanych grup funkcyjnych uchroni wszystkie sześć miejsc od reagowania. Powłokę uformowano w 6 wilgotnych warstwach milicalowych 0,03 mm na nie osłoniętym glinie i utwardzano w 163°C przez 15 minut.

Porównawcza próbka ze środkiem sieciującym wymaga ekstremalnych warunków utwardzania.

P r z y k ł a d 24 (kontrolowane uwalnianie)

Płytki ze stali nierdzewnej SS 316 około 1 cm x 2,5 cm zagruntowano z roztworem podkładu etylowinylooctanu w NMP/THF, zawierającym 2,5% fenoloftaleiny. Po wysuszeniu płytki pokryto jedną, dwoma, i trzema powłokami z przykładu 19. Powlekaną próbkę wielokrotnie wymywano do 50 g wodnych próbek, do których dodano 3 krople 10% roztworu wodorotlenku sodu dla barwnego wskazania stopnia wymywania. Według niniejszego wynalazku układ jednej powłoki nawierzchniowej uległ uszkodzeniu po 15 dniach (brak koloru). Układ dwóch powłok nawierzchniowych uległ uszkodzeniu po 60 dniach (brak koloru) i trzech powłok nawierzchniowych trwał ponad 80 dni.

P r z y k ł a d 25 (kontrolowane uwalnianie, próbka porównawcza)

Płytki ze stali nierdzewnej SS 316 około 1 cm x 2,5 cm zagruntowano z roztworem podkładu etylowinylooctanu w NMP/THF, zawierającym 2,5% fenoloftaleiny. Po wysuszeniu płytki pokryto jedną, dwoma, i trzema powłokami z przykładu 20. Powlekaną próbkę wielokrotnie wymywano do 50 g wodnych próbek, do których dodano 3 krople 10% roztworu wodorotlenku sodu dla barwnego wskazania stopnia wymywania. Próbka porównawcza była całkowicie wymyta i uległa uszkodzeniu po 15 dniach (brak koloru).

P r z y k ł a d 26

Według niniejszego wynalazku otrzymano żel na drodze zmieszania 15 części wodnej, opartej na aromatycznej dyspersji poliuretanowej, 39 części 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu, części krzemionki koloidalnej, 0,6 części azyrydynowego środka sieciującego, 137 części mieszaniny rozpuszczalników alkohol izopropylowy/NMP/alkohol diacetonowy i 146 części wody.

P r z y k ł a d 27

Według niniejszego wynalazku otrzymano żel na drodze zmieszania 13 części wodnej, opartej na aromatycznej dyspersji poliuretanowej, 64 części 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu, części krzemionki koloidalnej, 0,6 części azyrydynowego środka sieciującego, 152 części mieszaniny rozpuszczalników alkohol izopropylowy/NMP/alkohol diacetonowy i 90 części wody.

P r z y k ł a d 28

Według niniejszego wynalazku otrzymano żel na drodze zmieszania 8 części wodnej, opartej na aromatycznej dyspersji poliuretanowej, 8 części dyspersji poliuretanowej, modyfikowanej poliestrem, części 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu, 14 części roztworu krzemionki koloidalnej,

PL 218 789 B1

0,6 części azyrydynowego środka sieciującego, 149 części mieszaniny rozpuszczalników alkohol izopropylowy/NMP/alkohol diacetonowy i 128 części wody.

Przykłady żeli, które uformowano na arkuszach silikonowych wykazały zwiększone właściwości poślizgowe, dobre właściwości zapobiegające zaparowaniu i mogą być wielokrotnie suszone i uwodnione z lub bez uwalniania dodatków zawierających wodę.

P r z y k ł a d 29

Według niniejszego wynalazku 11 części wodnej, opartej na aromatycznej dyspersji poliuretanowej (składnik A), 11 części wodnego poliuretanu, modyfikowanego alifatycznym poliestrem (składnik B) część wodnego poliuretanu, modyfikowanego poliwęglanem (składnik C) i 23 części 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu połączono z 15 częściami handlowego roztworu krzemionki koloidalnej, 0,2 części azyrydynowego środka sieciującego i 5 części środka powierzchniowo czynnego w 111 częściach mieszaniny rozpuszczalników alkohol izopropylowy/NMP/alkohol diacetonowy i 154 części wody. Filmy uzyskane z lepkiej dyspersji posiadają właściwości poślizgowe po zwilżeniu, mają mały współczynnik tarcia, istotną twardość i odporność na ścieranie. Wilgotne filmy wykazują kąt zwilżania bliski 0 stopni. Po 25 potarciach z nasyconą alkoholem izopropylowym gazą, powłoka zabarwiona fioletem krystalicznym lub roztworem jodu na folii poliwęglanowej wykazała niewielkie ślady wytarcia.

P r z y k ł a d 30 (próbka porównawcza z amerykańskiego opisu patentowego 4 662 267)

Do 47 g wody i 10 g N-metylopirolidonu dodano 10 g poliwinylopirolidonu i 33 g wodnej dyspersji liniowego poliuretanu. Filmy uzyskane z lepkiej dyspersji posiadają właściwości poślizgowe po zwilżeniu, jeśli mokre i mogą być stosowane do wytwarzania hydrofilowych pianek albo na drodze mechanicznego spienienia lub formowania filmów z dodanym acetonem i wysuszeniem z ogrzewaniem pod próżnią.

Współczynnik tarcia kompozycji według niniejszego wynalazku wynosił dużo poniżej odnotowanej wartości z przykładu z odnośnika po 25 potarciach z nasyconą alkoholem izopropylowym gazą, powłoka zabarwiona fioletem krystalicznym na folii poliwęglanowej wykazała istotne wytarcie i uległa uszkodzeniu.

P r z y k ł a d 31

Według niniejszego wynalazku połączono 11 części wodnej, opartej na aromatycznej dyspersji poliuretanowej (składnik A), 11 części wodnego poliuretanu, modyfikowanego alifatycznym poliestrem (składnik B) i 1 część wodnego poliuretanu, modyfikowanego poliwęglanem (składnik C) i 23 części 20% wodnego poliwinylopirolidonu z 15 częściami handlowego roztworu krzemionki koloidalnej, częściami glinianu sodu, 0,2 części azyrydynowego środka sieciującego i 5 częściami środka powierzchniowo czynnego 111 częściach mieszaniny rozpuszczalników alkohol izopropylowy/NMP/alkohol diacetonowy i 152 częściach wody.

Filmy uzyskane z lepkiej dyspersji posiadają właściwości poślizgowe po zwilżeniu, mają mały współczynnik tarcia, istotną twardość i odporność na ścieranie. Wilgotne filmy wykazują kąt zwilżania bliski 0 stopni. Po 25 potarciach z nasyconą alkoholem izopropylowym gazą, powłoka zabarwiona fioletem krystalicznym lub roztworem jodu na folii poliwęglanowej nie wykazała wytarcia.

P r z y k ł a d 32

Do 118 g wody dodano 133 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i N-metylopirolidon, 28 g 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu, 14 g wodnej, modyfikowanej aromatycznej dyspersji poliuretanowej, 1 g wodnej dyspersji poliuretanowej, modyfikowanej poliwęglanem, 13 g wodnego poliuretanu modyfikowanego alifatycznie, 0,5 części azyrydynowego środka sieciującego i 18 g handlowego roztworu krzemionki koloidalnej. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Test na ścieranie powłoki z przykładu według niniejszego wynalazku wykazał „dobrą” odporność na ścieranie na folii poliwęglanowej, według skali „doskonała”, „dobra”, „przeciętna” i „słaba”.

P r z y k ł a d 33 (próbka porównawcza)

Do 200 g wody dodano 94 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i alkohol diacetonowy, 19 g 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu, 20 g wodnej, modyfikowanej poliestrem dyspersji poliuretanowej, nie dodano azyrydynowego środka sieciującego i 13 g handlowego roztworu krzemionki koloidalnej. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Test na ścieranie powłoki z przykładu wykazał „przeciętną” odporność na ścieranie na folii poliwęglanowej, według skali „doskonała”, „dobra”, „przeciętna” i „słaba”. Kąt zwilżania dla suchego filmu wynosił 50 stopni i dla filmu wilgotnego wynosił 18 stopni.

PL 218 789 B1

P r z y k ł a d 34

Do 200 g wody i 4 g środka powierzchniowo czynnego dodano 94 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i alkohol diacetonowy, 19 g 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu, 10 g wodnej, modyfikowanej aromatycznej dyspersji poliuretanowej, 9 g wodnej, modyfikowanej poliestrem dyspersji poliuretanowej i 1 g wodnej dyspersji poliuretanowej, modyfikowanej poliwęglanem, 0,4 g alternatywnego azyrydynowego środka sieciującego i 13 g handlowego roztworu krzemionki koloidalnej. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Test na ścieranie powłoki z przykładu według niniejszego wynalazku wykazał „przeciętną” odporność na ścieranie na folii poliwęglanowej, według skali „doskonała”, „dobra”, „przeciętna” i „słaba”. Kąt zwilżania dla suchej powłoki wynosił 50 stopni i dla powłoki wilgotnej wynosił 28 stopni.

P r z y k ł a d 35

Do 143 g wody i 6 g środka powierzchniowo czynnego dodano 129 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol, alkohol diacetonowy i N-metylopirolidon, 27 g 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu, 15 g wodnej, modyfikowanej aromatycznej dyspersji poliuretanowej i 13 g wodnej, modyfikowanej poliestrem dyspersji poliuretanowej, 0,5 g azyrydynowego środka sieciującego i 17 g handlowego roztworu krzemionki koloidalnej. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Test na ścieranie powłoki z przykładu według niniejszego wynalazku wykazał „dobrą” odporność na ścieranie na folii poliwęglanowej, według skali „doskonała”, „dobra”, „przeciętna” i „słaba”. Kąt zwilżania dla suchej powłoki wynosił 35 stopni i dla powłoki wilgotnej wynosił blisko 0 stopni.

P r z y k ł a d 36

Do 118 g wody i 6 g środka powierzchniowo czynnego dodano 133 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol, alkohol diacetonowy i N-metylopirolidon, 28 g 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu, 14 g wodnej, modyfikowanej aromatycznej dyspersji poliuretanowej i 13 g wodnej, modyfikowanej poliestrem alifatycznym dyspersji poliuretanowej, 1 g wodnej dyspersji poliuretanowej, modyfikowanej poliwęglanem, 0,5 g azyrydynowego środka sieciującego i 18 g handlowego roztworu krzemionki koloidalnej. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Test na ścieranie powłoki z przykładu według niniejszego wynalazku wykazał „dobrą” odporność na ścieranie na folii poliwęglanowej, według skali „doskonała”, „dobra”, „przeciętna” i „słaba”. Kąt zwilżania dla suchej powłoki wynosił 45 stopni, a dla powłoki wilgotnej wynosił 21 stopni.

P r z y k ł a d 37

Do 200 g wody i 4 g środka powierzchniowo czynnego dodano 94 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i alkohiol diacetonowy, 19 g 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu, 9 g wodnej, modyfikowanej poliestrem dyspersji poliuretanowej i 11 g wodnej dyspersji poliuretanowej, modyfikowanej poliwęglanem, 0,3 g azyrydynowego środka sieciującego i 13 g handlowego roztworu krzemionki koloidalnej. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Test na ścieranie powłoki z przykładu według niniejszego wynalazku wykazał „dobrą” odporność na ścieranie na folii poliwęglanowej, według skali „doskonała”, „dobra”, „przeciętna” i „słaba”. Kąt zwilżania dla suchej powłoki wynosił 30 stopni, a dla powłoki wilgotnej wynosił 27 stopni.

P r z y k ł a d 38

Do 200 g wody i 4 g środka powierzchniowo czynnego dodano 94 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol, alkohol diacetonowy i N-metylopirolidon, 19 g 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu, 10 g wodnej, modyfikowanej aromatycznej dyspersji poliuretanowej i 9 g wodnej, modyfikowanej poliestrem dyspersji poliuretanowej, 1 g wodnej dyspersji poliuretanowej, modyfikowanej poliwęglanem, 0,4 g azyrydynowego środka sieciującego i 13 g handlowego roztworu krzemionki koloidalnej. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Test na ścieranie powłoki z przykładu według niniejszego wynalazku wykazał „doskonałą” odporność na ścieranie na folii poliwęglanowej, według skali „doskonała”, „dobra”, „przeciętna” i „słaba”. Kąt zwilżania dla suchej powłoki wynosił 48 stopni i dla powłoki wilgotnej wynosił 16 stopni.

P r z y k ł a d 39

Do 200 g wody i 4 g środka powierzchniowo czynnego dodano 94 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol, alkohol diacetonowy i N-metylopirolidon, 19 g 20% wodnego roztworu

PL 218 789 B1 poliwinylopirolidonu, 10 g wodnej, modyfikowanej aromatycznej dyspersji poliuretanowej, 9 g wodnej, modyfikowanej poliestrem alifatycznym dyspersji poliuretanowej, 1 g wodnej, modyfikowanej poliwęglanem dyspersji poliuretanowej, 0,4 g azyrydynowego środka sieciującego i 13 g alternatywnego handlowego roztworu krzemionki koloidalnej. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania). Kąt zwilżania dla suchej powłoki wynosił 27 stopni i dla powłoki wilgotnej wynosił 14 stopni.

P r z y k ł a d 40 (próbka porównawcza)

Do 200 g wody dodano 94 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i alkohol diacetonowy, 19 g 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu, 10 g wodnej, modyfikowanej aromatycznej dyspersji poliuretanowej, 9 g wodnej, modyfikowanej poliestrem dyspersji poliuretanowej, 1 g wodnej dyspersji poliuretanowej, modyfikowanej poliwęglanem, nie dodano azyrydynowego środka sieciującego i 13 g alternatywnego handlowego roztworu krzemionki koloidalnej. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Test na ścieranie powłoki z przykładu wykazał „przeciętną” odporność na ścieranie na folii poliwęglanowej, według skali „doskonała”, „dobra”, „przeciętna” i „słaba”. Kąt zwilżania dla suchej powłoki wynosił 50 stopni i dla powłoki wilgotnej wynosił 34 stopnie.

P r z y k ł a d 41

Do 200 g wody dodano 94 g mieszaniny rozpuszczalnika, zawierającej izopropanol i alkohol diacetonowy, 19 g 20% wodnego roztworu poliwinylopirolidonu, 10 g wodnej, modyfikowanej aromatycznej dyspersji poliuretanowej, 9 g wodnej, modyfikowanej poliestrem dyspersji poliuretanowej, 1 g wodnej modyfikowanej poliwęglanem dyspersji poliuretanowej, 0,4 g melaminowego środka sieciującego i 13 g alternatywnego handlowego roztworu krzemionki koloidalnej. Hydrofilowy preparat zmieszano i ujawnił on dobrą przechowalność (dopuszczalny okres magazynowania).

Test na ścieranie powłoki z przykładu wykazał „dobrą” odporność na ścieranie na folii poliwęglanowej, według skali „doskonała”, „dobra”, „przeciętna” i „słaba”. Kąt zwilżania dla suchej powłoki wynosił 64 stopnie i dla powłoki wilgotnej wynosił 22 stopnie.

P r z y k ł a d 42

Przykład 27 według niniejszego wynalazku stosowano dla powtarzanego procesu powlekania zanurzeniowego trzpienia celem wytworzenia rurki poliuretanowej z/lub bez wzmacniającego rękawa włóknistego. Rurka była hydrofilowa, nabywała właściwości poślizgowych i spęczniała po zetknięciu z wodą, wchłaniając wodę z i bez rozpuszczonych dodatków rozpuszczonych w wodzie.

P r z y k ł a d 43

Przykład 27 według niniejszego wynalazku odlano na folię silikonową tworząc matowy arkusz typu żelu, o grubości około 2 mm. Próbki wysuszono w komorze o kontrolowanej wilgotności przy 20% RH (względnej wilgotności). Suche próbki miały wymiar 2 cm x 2 cm i były przezroczyste. Po namoczeniu w wodzie próbka arkuszowa spęczniała do ponad podwójnej powierzchni suchej próbki.

Arkusz był hydrofilowy, nabywał właściwości poślizgowych i spęczniał po zetknięciu z wodą, wchłaniając wodę z i bez rozpuszczonych dodatków rozpuszczonych w wodzie.

P r z y k ł a d 44

Ciężar próbek z wysuszonych arkuszy z przykładu 27 według niniejszego wynalazku oznaczono przed i po przechowywaniu w wodzie. Oryginalna próbka 3 cm x 1 cm miała ciężar 0,18 g. Po 30 min ciężar wzrósł do 0,8 g lub 4 razy jej ciężar pierwotny. Po 1 godzinie ciężar wzrósł 6-krotnie w stosunku do pierwotnego, po 24 godzinach wzrósł 10,3-krotnie w stosunku do ciężaru pierwotnego.

P r z y k ł a d 45

Próbki z wysuszonych arkuszy z przykładu 27 według niniejszego wynalazku moczono przez 30 min w różnych roztworach chlorku sodu jako elektrolitach. Czysta próbka 2 cm x 1 cm wykazała opór 4000 omów pomiędzy dwoma płytkami ze stali nierdzewnej. Próbki z 0,5% NaCI wykazały 1500 omów, 1% - 1500 omów i 2% - 1100 omów.

P r z y k ł a d 46 (porównawczy związany z zapobieganiem zaparowaniu z amerykańskiego opisu patentowego 4 467 073)

Poliwinylopirolidon, PVP-K90, 2,5 g, rozpuszczono w 100 ml mieszaniny 75% alkoholu diacetonowego i 25% cycloheksanu, następnie 1,0 g sulfobursztynianu dioktylo-sodowego jako środka powierzchniowo czynnego i 5,0 g Tycel 7351 prepolimeru izocyjanianowego (Hughson Chemicals,

Lord Corporation). Powłoki zastosowane z taką kompozycją i utwardzane 24 godziny w 22°C były przezroczyste, bezbarwne, twarde i odporne na zarysowanie i nie ulegały zaparowaniu po ochłodzeniu do 0°C i następnie trzymaniu nad zlewką z gotującą wodą. Odporność na zaparowanie nie zmniejPL 218 789 B1 szyła się po 20 cyklach ochładzania, eksponowania na parę i suszenia. Odporność na zaparowanie była zasadniczo nie zmieniona po 3 dniach moczenia w wodzie. Powłoka wykazywała doskonałą adhezję do tworzyw sztucznych z poliwęglanu, poliestru, polimetylometakrylanu i octanu celulozy.

P r z y k ł a d 47

Preparat powłokowy jak wspomniano w przykładzie 19 według niniejszego wynalazku stosowano do powlekania poliwęglanu i badano jego właściwości zapobiegające zaparowaniu. Film utwardzano w 120°C przez 3 minuty. Powłoka jest przezroczysta, posiada wysoką odporność na zarysowanie i wytrzymuje stałe natryskiwanie wodą przez co najmniej 168 godzin bez tracenia swoich właściwości tworzenia filmu wodnego. Dodatek 30% postrzępionej próbki poliwęglanu powlekanego przeciw zaparowaniu do oryginalnego poliwęglanu wytrzymuje warunki recyklingu bez żółknięcia. Próbka porównawcza według przykładu 46 traci całkowicie swoje właściwości hydrofilowe po wspomnianym okresie natryskiwania i wykazuje znaczne żółknięcie w warunkach utwardzania i ponownego wytłaczania, wspomnianych w tym przykładzie.

P r z y k ł a d 48 (porównawcza próbka z amerykańskiego opisu patentowego 4 789 720)

Powlekany cewnik: Lateksowy cewnik moczowy Foley'a powlekano zanurzeniowo roztworem otrzymanym z 3 części polimeru z przykładu 1 i 97 części dichloroetanu. Po wysuszeniu na powietrzu zanurzanie powtórzono. Powłokę utwardzano w 80°C przez 5 minut. Podczas gdy niepowlekany lateks miał współczynnik tarcia 0,4, to powlekany cewnik miał współczynnik tarcia w stanie całkowicie uwodnionym 0,18.

P r z y k ł a d 49

Lateksowy cewnik moczowy Foley'a powlekano zanurzeniowo z kompozycją z przykładu 19 według niniejszego wynalazku. Powlekanie przeprowadzono w jednoetapowym procesie i wysuszono na powietrzu bez dodatkowego utwardzania. Współczynnik tarcia zasadniczo był poniżej 0,05.

P r z y k ł a d 50

Kompozycję powłokową z przykładu 19 zmodyfikowano z 25% dostępnym handlowo przeciwbakteryjnym, koloidalnym srebrem (Milliken). Adhezja i właściwości poślizgowe jednoetapowo powlekanych cewników nie uległy zmianie.

P r z y k ł a d 51

Paski 2,5 cm x 5 cm wykonane według kompozycji z przykładu 27 z filmu wysuszono i następnie moczono przez 30 minut w emulsji z tłuszczem rybnym, znanym jako przynęta rybna (Dr. Juice). Takie suche próbki funkcjonują dobrze w przedłużonym okresie czasu jako skuteczna przynęta dla ryb na haczykach wędkarskich.

P r z y k ł a d 52

Arkuszowe próbki według kompozycji z przykładu 27 i odmiany około 2 cm szerokie i 10 cm długie badano pod względem zdolności wydłużania i elastyczności. Próbka bez koloidalnej krzemionki i środka sieciującego osiągnęła wydłużenie 2,5 cm przed rozerwaniem. Siła rozerwania wyniosła 68 g. Podobna próbka, która zawierała koloidalną krzemionkę, lecz nie zawierała środka sieciującego osiągnęła wydłużenie 5 cm z siłą rozerwania 91 g. Próbka według niniejszego wynalazku również osiągnęła wydłużenie 5 cm, lecz siła potrzebna do rozerwania próbki wyniosła 408 g.

Claims (22)

1. Wodna kompozycja powłokowa, do pokrywania powierzchni obiektu trwałą, hydrofilową powłoką po wysuszeniu lub utwardzeniu kompozycji, przy czym powierzchnia obiektu obejmuje metal, stop metalu, tworzywo sztuczne, szkło, skórę ludzką lub zwierzęcą, znamienna tym, że zawiera:

a) wielofunkcyjny polimerowy nośnik ze zmodyfikowanego poliuretanu, rozproszony lub zemulgowany w wodzie, w stężeniu od 0,5 do 15% wagowych, w oparciu o całkowity ciężar kompozycji powłokowej, przy czym nośnik tworzy matrycę po wysuszeniu lub utwardzeniu kompozycji powłokowej;

b) hydrofilowy rozpuszczalny w wodzie organiczny monomer, oligomer, prepolimer, polimer lub kopolimer na bazie N-winylopirolidonu w stężeniu od 0,001 do 10% wagowych, w oparciu o całkowity ciężar kompozycji powłokowej;

c) wielofunkcyjny wodny koloidalny tlenek metalu, w stężeniu od 0,01 do 25% wagowych, w oparciu o całkowity ciężar kompozycji powłokowej, przy czym wymieniony koloidalny tlenek metalu stanowi tlenek krzemu, ewentualnie w połączeniu z tlenkiem glinu lub tlenkiem srebra, lub ich kombinacją, oraz

PL 218 789 B1

d) wielofunkcyjny środek sieciujący wybrany z grupy obejmującej azyrydynę, aminę i ich kombinacje, przy czym stężenie środka sieciującego wynosi od 0,001 do 8% wagowych.

2. Kompozycja powłokowa według zastrz. 1, znamienna tym, że koloidalny tlenek metalu jest wybrany z grupy obejmującej krzemian, glinian, glinokrzemian, i ich kombinacje.

3. Kompozycja powłokowa według zastrz. 1, znamienna tym, że wielofunkcyjna azyrydyna jest wybrana z grupy obejmującej trimetylolopropano-tri-[beta-(N-azyrydynylo)-propionian, 2,2bishydroksymetylobutanolo-tris[3-(1-azyrydyno)propionian], azyrydyno-2-metyloakrylan, N-(2-azyrydynylo)metyloloakrylan, azyrydyno-2-metylolo metyloakryloamid, N-(2-azyrydynylo)-metylometakryloamid, 1-(azyrydyn-2-ylo)-2-oksabut-3-en, 4-(azyrydyn-2-ylo))-but-1-en, 5-(azyrydyn-2-ylo)-pent-1-en, prepolimerowe żywice wymienionych związków azyrydynowych, i ich kombinacje.

4. Kompozycja powłokowa według zastrz. 1, znamienna tym, że wielofunkcyjna amina jest wybrana z grupy obejmującej melaminę, heksametylenodiaminę, heksametylenotetraaminę i guanidynę.

5. Kompozycja powłokowa według zastrz. 1, znamienna tym, że ponadto zawiera substancję pomocniczą do zwiększenia wydajności wodnej kompozycji powłokowej i/lub uzyskanej hydrofilowej powłoki na powlekanej powierzchni.

6. Kompozycja powłokowa według zastrz. 5, znamienna tym, że substancja pomocnicza jest wybrana z grupy obejmującej środek powierzchniowo czynny, środek zwilżający, emulgator, barwnik, pigment, środek barwiący, pochłaniacz UV, zmiatacz rodnikowy, antyutleniacz, środek antykorozyjny, wybielacz optyczny, fluorescery, środki bielące, aktywatory środka bielącego, katalizatory środka bielącego, nieaktywowane enzymy, układy stabilizujące enzym, związki chelatowe, związek wspomagający powlekanie, katalizator metalu, katalizator tlenku metalu, katalizator metaloorganiczny, promotor tworzący film, utwardzacz, akcelerator łączenia. środek poprawiający płynność, środek niwelujący, środek odpieniający, środek smarny, cząstki matujące, modyfikator reologiczny, zagęszczacz, cząstki przewodzącego lub nieprzewodzącego tlenku metalu, cząstki magnetyczne, środek antystatyczny, środki kontroli pH, aromaty, środki konserwujące, biocydy, pestycydy, środek przedwporostowy, algicyd, środek bakteriobójczy (bakterycyd), środki przeciw drobnoustrojom (germicydy), środek dezynfekujący, środek grzybobójczy, środek bioefektywny, witaminy, lek, środek leczniczy, i ich kombinacje.

7. Kompozycja powłokowa według zastrz. 6, znamienna tym, że biocyd jest wybrany z grupy obejmującej parabeny, środki uwalniające formaldehyd, haloalkile, haloalkinyle, kwasy alkilowe, kwasy arylowe, izotiazoliny, czwartorzędowe sole amonowe (kwaty), tlenek cynku, związki organiczne cynku, jod, powidono-jod, chlorheksydynę, bronopol, triklosan, klotrimazol, propikonazol, tebukonazol, mikonazol, tolnaftat, kliochinol, srebro koloidalne, kompleksy srebra, sole srebra, i ich kombinacje.

8. Kompozycja powłokowa według zastrz. 6, znamienna tym, że środek bakteriobójczy jest wybrany z grupy obejmującej antybiotyki, antyseptyki, środki dezynfekujące, tetracykliny, rifamycyny, rapamycynę, makrolidy, penicyliny, cefalosporyny, antybiotyki beta-laktamowe, aminoglikozydy, chloramfenikol, sufonamidy, glikopeptydy, chinolony, ciprofloksacynę, kwas fusydowy, trimetoprym, metronidazol, klindamycynę, mupirocynę, polieny, azole, flukonazol, oraz inhibitory beta-laktamowe.

9. Kompozycja powłokowa według zastrz. 6, znamienna tym, że środek leczniczy jest wybrany z grupy obejmującej grupy obejmującej środki przeciwbólowe, środki przeciwzapalne, miejscowe środki przeciwświądowe, przeciwświądowe steroidy takie jak hydrokortyzon, dezonid, acetonid triamcynolonu, walerianian betametazonu, dipropionian betametazonu, benzoesan betametazonu, propionian klobetazolu, halcynonid, dezoksymetazon, amcynonid, fluocynonid, fluandrenolid, dipropionian alklometazonu, acetonid fluocynolonu, dioctan diflorazonu, pirośluzan mometazonu, fluorometolon, piwalonian klokortolonu, acetonid triamcynolonu, halcynonid, środki dermatologiczne, ekstrakt antralinowej smoły węglowej, środek keratolityczny, miejscowy środek znieczulający, środek przeciwtrądzikowy, witamina A oraz środek usuwający brodawki.

10. Kompozycja powłokowa według zastrz. 6, znamienna tym, że lek jest wybrany z grupy obejmującej taksol, paklitaksel, deksametazon, heparynę, takrolimus, ewerolimus, cyklosporyny, sirolimus, aspirynę, hirudynę, lek uwalniający tlenek azotu, angiopeptynę, enoksaprynę, węgiel pirolityczny, węglik krzemu, i ich kombinacje.

11. Kompozycja powłokowa według zastrz. 6, znamienna tym, że substancja pomocnicza obejmuje środek kontrastowy.

12. Kompozycja powłokowa według zastrz. 11, znamienna tym, że środek kontrastowy jest w ilości do 75% wagi ciał stałych kompozycji powłokowej.

13. Kompozycja powłokowa według zastrz. 11, znamienna tym, że środek kontrastowy jest wybrany z grupy obejmującej amidotryzonian, jotalamanian, metryzonian, jodipamid, kwas trijodobenPL 218 789 B1 zoesowy, kwas jotalamowy, kwas jopanoinowy lub jodopanoinowy, kwas trijodofenylowy, kwas jodotalamowy, jod, jodki, brom, bromek perfluorooktylu, siarczan baru, samar, erb, trójtlenek bizmutu, tlenek tytanu, tlenek cyrkonu, złoto, platynę, srebro, tantal, niob, wolfram, tytan, iryd, platynę, ren, i ich kombinacje.

14. Kompozycja powłokowa według zastrz. 6, znamienna tym, że stężenie substancji pomocniczej wynosi od 0,001% do 10% wagowych.

15. Kompozycja powłokowa według zastrz. 6, znamienna tym, że stężenie substancji pomocniczej wynosi od 0,01% do 5% wagowych.

16. Kompozycja powłokowa według zastrz. 6, znamienna tym, że substancja pomocnicza jest chemicznie związana i/lub fizycznie wprowadzona do wodnej kompozycji powłokowej lub wprowadzona do wykończonej hydrofilowej powłoki na powierzchni przedmiotu.

17. Kompozycja powłokowa według zastrz.1 albo 6, znamienna tym, że dodatkowo zawiera co najmniej jeden rozpuszczalnik organiczny w ilości od 0,5% do 50% i wodę w ilości od 1% do 95% wagowo.

18. Kompozycja powłokowa według zastrz. 17, znamienna tym, że rozpuszczalnik organiczny jest wybrany z grupy obejmującej alkohole, alkiloketony, aryloalkiloketony, ketoalkohole, cykliczne ketony, heterocykliczne ketony, etery, cykliczne etery, i ich kombinacje.

19. Kompozycja powłokowa według zastrz. 1, znamienna tym, że stężenie hydrofilowego rozpuszczalnego w wodzie organicznego monomeru, oligomeru, prepolimeru, polimeru lub kopolimeru wynosi od 0,25% do 10% wagowych.

20. Kompozycja powłokowa według zastrz. 1, znamienna tym, że stężenie wielofunkcyjnego wodnego koloidalnego tlenku metalu wynosi od 0,25% do 20% wagowych.

21. Kompozycja powłokowa według zastrz. 1, znamienna tym, że stężenie środka sieciującego wynosi od 0,01% do 3% wagowych.

22. Kompozycja powłokowa według zastrz. 1, znamienna tym, że jest w postaci żelu.