CN111629621B - 弹性体手套及其生产方法 - Google Patents

弹性体手套及其生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111629621B
CN111629621B CN201880005060.9A CN201880005060A CN111629621B CN 111629621 B CN111629621 B CN 111629621B CN 201880005060 A CN201880005060 A CN 201880005060A CN 111629621 B CN111629621 B CN 111629621B
Authority
CN
China
Prior art keywords
glove
synthetic
former
thickness
composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201880005060.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111629621A (zh
Inventor
付孔朴
库马雷桑·普拉巴卡兰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Skinprotect Corp Sdn Bhd
Original Assignee
Skinprotect Corp Sdn Bhd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2017902922A external-priority patent/AU2017902922A0/en
Application filed by Skinprotect Corp Sdn Bhd filed Critical Skinprotect Corp Sdn Bhd
Priority to CN202310861670.1A priority Critical patent/CN117016889A/zh
Priority claimed from PCT/AU2018/050633 external-priority patent/WO2019018882A1/en
Publication of CN111629621A publication Critical patent/CN111629621A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111629621B publication Critical patent/CN111629621B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Gloves (AREA)

Abstract

本申请提供了低厚度合成弹性体手套,其(a)在手掌处的厚度小于0.050mm;(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;和/或(c)断裂伸长率为700%以下。还提供了用于制造这样的手套的方法,其涉及将手套状成型器浸入形成弹性体膜的组合物中;以及使所述成型器上的所述形成弹性体膜的组合物固化以生产所述合成弹性体手套。还描述了相应的低厚度指套,以及适合于制备这样的手套的成型器。

Description

弹性体手套及其生产方法
技术领域
本申请涉及弹性体手套及其生产方法。本申请特别涉及低厚度或低重量弹性体手套。本文还描述了适用于生产这样的手套的成型器。
背景技术
薄膜、一次性弹性体手套被广泛用于医疗或牙科环境以及需要对手部进行屏障保护的其他情况。对于那些反复使用这样的手套的人来说,期望手套在仍具有良好的屏障特性、弹性和拉伸性的同时尽可能地薄,以便使通过手套所体验的触觉最大化。薄膜弹性体手套还可能在食品处理/食品服务行业中替代聚氯乙烯(PVC)手套的使用。PVC手套包含可能对人体健康有害的增塑剂,因此基于不含增塑剂的弹性体(例如丁腈橡胶等)而不是PVC的薄膜手套也是这样的行业感兴趣的。此外,在一些国家中,有报道称由于成本高以及缺少对这样的产品的预算,因此禁止出于卫生目的而使用一次性手套。成本较低的替代产品由于材料投入较低而在这样的国家可能是引人关注的。此外,有利的是能够使用较少的材料(即,较少的聚合物材料)、较少的化学品(即,其他试剂)、较少的能量以及在处理用过的手套后产生减少量的废物的情况下生产手套。这样的产品将更符合绿色技术。
虽然期望生产极薄、低重量手套,但实际上尚未获得实现这一点的技术。印刷出版物中可能提及具有某些广泛的特性和厚度(或重量)的手套,但是没有可用于使这样的薄手套能够生产成具有可接受的特性的技术,可能要带着怀疑阅读这样的公开内容。用代替天然橡胶而被使用的合成弹性体实现这一点是特别困难的。天然橡胶的使用是不期望的,因为其与引起I型变态反应的潜在过敏原相关。
本发明的一个目的是提供提供上述期望特征的新弹性体制品,或者至少提供目前可用的手套的替代手套。
发明内容
根据本发明,提供了合成弹性体手套,其:
(a)在手掌处的厚度小于0.05mm;
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;和/或
(c)断裂伸长率为700%以下。
根据本发明,还提供了制造上述合成弹性体手套的方法,其包括:
-将手套状成型器浸入形成弹性体膜的组合物中;
-使成型器上的形成弹性体膜的组合物固化以生产合成弹性体手套。
本申请人首次实现了超薄、低重量手套的生产。
手套由包含合成聚合物和交联剂的胶乳组合物(在这种情况下为合成胶乳组合物)形成。本申请人在胶乳组合物中使用一系列交联剂生产了新超薄手套。在一些实施方案中,交联剂包含多价金属的多金属氧化物、多价金属的氢氧化物、或多价金属的盐。该交联剂可适当地预配制成包含多价金属源(即多价金属的多金属氧化物、多价金属的氢氧化物、或多价金属的盐)的水溶液的交联组合物,使得交联组合物包含pH为至少9.0的带负电荷的多价金属络合离子的水溶液。换言之,在一些实施方案中,交联剂可以包含以增溶形式使用的三价金属化合物。可以将增溶的三价金属化合物预配制成交联组合物。
在值得注意的实施方案中,交联剂还包含以下任一者:(a)硫和硫供体,(b)多价金属氧化物或离子交联剂,(c)硫、硫供体、和离子交联剂,或(d)硫供体。
因此,在一些实施方案中,本申请提供了合成弹性体手套,其:
(a)在手掌处的厚度小于0.05mm;
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;和/或
(c)断裂伸长率为700%以下,
并且包含合成胶乳组合物的固化产物,所述合成胶乳组合物包含合成聚合物和含有交联组合物的交联剂,所述交联组合物包含多价金属的多金属氧化物、多价金属的氢氧化物、或多价金属的盐的水溶液,使得交联组合物包含pH为至少9.0的带负电荷的多价金属络合离子的水溶液。
换言之,在一些实施方案中,本申请提供了合成弹性体手套,其:
(a)在手掌处的厚度小于0.05mm;
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;和/或
(c)断裂伸长率为700%以下,
包含合成聚合物和交联剂,其中所述交联剂包含pH为至少9的增溶的三价金属化合物。
上述实施方案中的交联剂还可以包含硫、硫供体(即促进剂)和二价金属氧化物。每种另外的交联剂的量可以小于1.0phr,优选不大于0.9phr、0.8phr、0.7phr、0.6phr、0.5phr、或0.4phr。
在提及具有特征(a)、(b)和/或(c)的手套的情况下,这意味着存在特征(a),并且存在特征(b)和(c)中的一者或两者。在值得注意的实施方案中,合成弹性体手套包含特征(b)和(c)(模量和断裂伸长率特性)两者。
在一些实施方案中,合成弹性体手套的手掌区表面粗糙度(由Sz值表示)为26μm至41μm。
本文还描述了手套状成型器,其包括(i)手掌区、(ii)袖口(cuff)区、(iii)指间区和(iv)手指区,其中:
-成型器的手掌区的表面粗糙度(Sz)为28μm至42μm;和/或
-成型器的袖口区包括纹理化的袖口条纹区域。
在一个实施方案中,手套状成型器的手掌区表面粗糙度(Sz)为28μm至42μm。该成型器可以称为受控粗糙度成型器。手掌区表面粗糙度可以测量为在手掌区中的一个位置处进行的单次表面粗糙度测量,但是在优选的实施方案中,手掌区表面粗糙度测量为在手掌区中的复数个位置处进行的复数次粗糙度测量的平均值。优选表面粗糙度是在手掌区中的4个不同位置处进行的4次粗糙度测量的平均值。在一些实施方案中,表面粗糙度为28μm至40μm,例如29μm至40μm、30μm至38μm、30μm至36μm、29μm至36μm、或29μm至34μm。
在一些实施方案中,袖口区的表面粗糙度(Sz)也在28μm至42μm的范围内。优选的范围为29μm至40μm、30μm至38μm、30μm至36μm、29μm至36μm、或29μm至34μm。与手掌区表面粗糙度测量一样,袖口区表面粗糙度测量可以在手掌区中的单个位置处进行,或者测量可以基于复数(合适地为4)次测量的平均值。
在另一个实施方案中,描述了手套状成型器,其包括含有袖口条纹区域的袖口区。袖口条纹区域的表面粗糙度(Sz)可以大于袖口条纹区域外的袖口区的表面粗糙度(Sz),或者袖口条纹区域可以包括视觉上可观察到的纹理化区域(即,粗糙化的、带条纹的或以其他方式纹理化的表面),该纹理化区域抵抗或防止胶凝胶乳在成型器上的滑动。该成型器可以称为袖口有条纹的成型器。袖口有条纹的成型器在手套生产的预浸取阶段期间对胶凝胶乳组合物在成型器上的滑动提供阻力。这样的特征对于发现存在较大滑动倾向的超薄膜手套的生产特别有针对性。
本申请还描述了制造合成弹性体手套的方法,其包括:
-将如上所述的成型器浸入形成弹性体膜的组合物中;
-使成型器上的形成弹性体膜的组合物固化以生产合成弹性体手套。
本申请还描述了在上述成型器上生产的手套和通过上述方法生产的手套。
附图说明
现在将参照以下示出本发明的方面的非限制性实例的附图进一步详细地描述本发明。
图1是根据本发明的实施方案对2g、1g或0.5g手套的袖口、手掌和手指处的厚度进行比较的图。
图2是示出根据本发明的实施方案的使用未老化组合物A至J制成的2g手套的伸长率的图。
图3是示出根据本发明的实施方案的使用未老化组合物A至J制成的2g手套在500下的模量的图。
图4是根据本发明的实施方案的可以用于生产手套的成型器的示意图。
图5是图4所示的成型器的修改图,其示出成型器的区的最大范围。
具体实施方式
在本部分中进一步详细描述合成弹性体手套及制造方法。还描述了可以用于生产合成弹性体手套的新成型器类型。
手套特性
本申请的手套可以归类或描述为一次性手套、检查手套、手术手套、医用手套、实验室手套、洁净室手套、用于食品接触、食品加工和/或生物技术应用的手套、家用手套等。手套适用于洁净室应用。手套可以描述为浸渍薄膜手套。
手套可以为单层或多层的。这是指弹性体膜层的数目。在多层手套的情况下,可以具有两个弹性体膜层以保持薄膜特性和低重量,尽管如果每个层都非常薄,则可以存在另外的弹性体膜层。还可以施加涂层,例如滑动涂层或粉末涂层以帮助穿戴。
在计算弹性体手套的总厚度时,行业中的标准操作(由相关标准D6319所确定的)是在袖口、手掌和手指三个点处测量手套的厚度。手指厚度在距离指尖13mm+/-3mm处测量;手掌厚度在手掌的中心处测量;袖口厚度在距离袖口边缘25mm+/-5mm处测量。取三次测量的平均值来确定手套厚度。厚度测量根据ASTM D3767-03(2014年重新审核的)中规定的程序进行。
在这三个点中的每一者处测量的厚度可以紧靠在一起(例如,在每个点处测量的厚度可以为0.05mm),或者每个点处的厚度测量之间可以存在较大的偏差(例如,手掌和袖口可以为约0.05mm而手指可以为0.08mm)。手指厚度可以高于在袖口和手掌处测量的厚度,特别是如果手套模具被成形为在手套的手指区域中产生“纹理化”或“凹陷的”抓握表面的话。对于基于光滑表面在手指处的厚度为约0.050mm的手套,添加纹理化或凹陷的表面导致基于峰厚度测量的厚度最高增加另外的0.010mm或0.020mm。在袖口处,测量的厚度可以低于或高于在手掌和手指处进行的测量。在一些实施方案中,袖口可以具有较低的厚度,特别是在袖口被成形为使得在浸渍过程中施加的胶乳层比在手掌区域处更薄的情况下。在另一些实施方案中,袖口厚度可以显著较高,这可以通过使用一系列凝结剂浸渍和水浸渍步骤来实现,设计成在模具上除了袖口区域(其包含较高的凝结剂浓度)之外的所有区域处留下较低的凝结剂浓度,以确保在袖口中施加较厚的胶乳层。手掌区域是用以控制在本申请中指定的低厚度范围内的三个测量点中最重要的。因此,对于本申请的特定实施方案,焦点在于手掌厚度,并且在更具体的实施方案中,袖口和/或指尖处的厚度也考虑在内。
弹性体手套在手掌处的厚度(或“手掌厚度”)小于0.05mm。在一些实施方案中,手掌厚度可以在0.005mm至小于0.050mm的范围内。手掌厚度可以为例如0.005mm、0.007mm、0.010mm、0.015mm、0.020mm、0.025mm、0.030mm、0.035mm、0.040mm、或0.045mm的最小值。该厚度可以为0.048mm、0.045mm、0.040mm、0.035mm、0.030mm、0.028mm、或0.025mm的最大值。可以将任意最小值和最大值组合以形成范围,条件是最小值在最大值以下。在一些实施方案中,手掌厚度为0.010mm至小于0.050mm、或0.015mm至0.045mm、或0.020mm至0.041mm。在替代实施方案中,手掌厚度可以为0.050mm或更大(最高至0.080mm),特别是如果手套具有较小的袖口厚度和手指厚度,使得三者的平均值为0.050mm以下的话。
在一些实施方案中,弹性体手套在袖口处的厚度(或“袖口厚度”)小于0.05mm。袖口厚度可以在0.005mm至小于0.050mm的范围内。袖口厚度可以为例如0.005mm、0.007mm、0.008mm、0.010mm、0.015mm、0.020mm、0.025mm、0.030mm、0.035mm、0.040mm、或0.045mm的最小值。袖口厚度可以为0.048mm、0.045mm、0.040mm、0.035mm、0.030mm、0.028mm、或0.025mm的最大值。可以将任意最小值和最大值组合以形成范围,条件是最小值在最大值以下。在一些实施方案中,袖口厚度为0.008mm至小于0.050mm、或0.008mm至0.040mm、或0.010mm至0.040mm。在替代实施方案中,袖口厚度可以最高至0.080mm厚。在这样的替代实施方案中,手掌厚度和手指厚度通常较小,使得三个点处的平均厚度为0.050mm以下。
在一些实施方案中,弹性体手套在手指处的厚度(或“手指厚度”)为0.080mm或更小,例如0.070mm或更小。如上所述,手指厚度大小可以高于手套的其他部分,特别是如果手套在手套的手指区域中具有“纹理化”或“凹陷的”抓握表面的话。纹理化区域可以包含峰和谷,峰比谷厚最高至另外的0.010mm或0.020mm。手指厚度可以在0.005mm至0.070mm的范围内。手指厚度可以为例如0.005mm、0.008mm、0.010mm、0.015mm、0.020mm、0.025mm、0.030mm、0.035mm、或0.040mm的最小值。手指厚度可以为0.070mm、0.060mm、0.055mm、0.050mm、小于0.050mm、0.048mm、0.045mm、0.040mm、0.035mm、0.030mm、0.028mm、或0.025mm的最大值。可以将任意最小值和最大值组合以形成范围,条件是最小值在最大值以下。在一些实施方案中,手指厚度为0.010mm至小于0.060mm、或0.015mm至0.060mm、或0.015mm至0.050mm。在手指厚度为0.050mm及以上的情况下,优选三个点(手指、手掌和袖口)处的平均厚度为0.050mm以下。
在一些实施方案中,手掌厚度和手指厚度的平均值为0.050mm以下。手掌厚度和手指厚度的平均值可以在0.005mm至小于0.050mm的范围内。平均厚度可以为例如0.005mm、0.007mm、0.010mm、0.015mm、0.020mm、0.025mm、0.030mm、0.035mm、0.040mm、或0.045mm的最小值。平均厚度可以为0.048mm、0.045mm、0.040mm、0.035mm、0.030mm、0.028mm、或0.025mm的最大值。可以将任意最小值和最大值组合以形成手掌厚度和手指厚度的平均值的范围,条件是最小值在最大值以下。在一些实施方案中,平均厚度为0.010mm至小于0.050mm、或0.015mm至0.045mm、或0.020mm至0.040mm。
在一些实施方案中,手掌厚度和袖口厚度的平均值为0.050mm以下。手掌厚度和袖口厚度的平均值可以在0.005mm至小于0.050mm的范围内。平均厚度可以为例如0.005mm、0.007mm、0.010mm、0.015mm、0.020mm、0.025mm、0.030mm、0.035mm、0.040mm、或0.045mm的最小值。平均厚度可以为0.048mm、0.045mm、0.040mm、0.035mm、0.030mm、0.028mm、或0.025mm的最大值。可以将任意最小值和最大值组合以形成手掌厚度和袖口厚度的平均值的范围,条件是最小值在最大值以下。在一些实施方案中,平均厚度为0.010mm至小于0.050mm、或0.015mm至0.045mm、或0.020mm至0.040mm。
根据本申请的另一个方面,提供了合成弹性体手套,其:
(a)基于手掌厚度、袖口厚度和手指厚度的平均值的厚度小于0.05mm;
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;和/或
(c)断裂伸长率为700%以下。
优选模量和断裂伸长率都在所示范围内(即手套具有特征(b)和(c))。在一些实施方案中,平均厚度(基于手掌厚度、袖口厚度和手指厚度的平均值)在0.005mm至小于0.050mm的范围内。平均厚度可以为例如0.005mm、0.007mm、0.010mm、0.015mm、0.020mm、0.025mm、0.030mm、0.035mm、0.040mm、或0.045mm的最小值。平均厚度可以为0.048mm、0.045mm、0.040mm、0.035mm、0.030mm、0.028mm、或0.025mm的最大值。可以将任意最小值和最大值组合以形成平均厚度的范围,条件是最小值在最大值以下。在一些实施方案中,平均厚度为0.010mm至小于0.050mm、或0.010mm至0.045mm、或0.015mm至0.040mm。
根据本领域已知的标准程序在本申请中指定的任意测量点处测量弹性体膜手套的厚度。测量程序陈述于ASTM D3767-03(2014年重新修订)中。简言之,该程序涉及测量基于用测微计在每个测试样品上进行的三次测量的中间值的厚度。测微计可以为模拟的或数字的。本申请人使用7301型Mitutoyo模拟测微计或PK-101型Mitutoyo数字测微计中的每一种。对手掌、袖口和手指进行厚度测量的确切位置陈述于ASTM D 6319-10中。
弹性手套具有许多长度,这主要取决于袖口长度或袖子长度。手套的长度从最长的指尖到袖口的末端进行测量。一个标准手套长度为9英寸(229mm),另一个为12英寸(305mm)。因此,本申请的实施方案的手套的长度可以为200mm至330mm。
基于这样的长度尺寸,对于12英寸(305mm)手套(例如,对于长度为270mm至330mm的手套),具有如上所述厚度的手套的重量应不大于2.8克;而对于9英寸(229mm)手套(例如,对于长度为200mm至270mm的手套),所述重量应为2.2克或更小。
在本申请的一个特定实施方案中,提供了合成弹性体手套,其:
(a)对于200mm至270mm的手套长度,重量不大于2.4克;或者对于270mm至330mm的手套长度,重量不大于2.8克;
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;和/或
(c)断裂伸长率为700%以下。
优选存在特征(b)和(c)两者。在一些实施方案中,手套的重量不大于2.4克。重量可以为0.3克的最小值。在一些实施方案中,手套重量可以为2.3克、2.2克、或2.1克的最大值。在一些实施方案中,手套重量为0.3g、0.4g、0.5g、0.7g、或1.0g的最小值。在一些实施方案中,手套重量为约0.5克、1.0克、1.5克、或2.0克。该值可以+/-0.2g,因此覆盖0.5克+/-0.2克、1.0克+/-0.2克、或2.0克+/-0.2克。在适合于更长长度的手套的替代实施方案中,重量为2.8克或更小,例如为2.7克、2.6克、2.5克、或2.4克的最大值。最小重量可以为本段中上面指出的那些重量中的任一者。
重量信息基于中等手套尺寸。中等尺寸的手套的手掌宽度为90mm至99mm,优选为94mm至98mm。一次性手套通常以各种尺寸选择出售:超超小(XXS)、超小(XS)、小(S)、中(M)、大(L)、超大(XL)和超超大(XXL)。手掌宽度因尺寸而异。应理解,在每个尺寸范围内都存在手套的常规尺寸,并且适用于中等尺寸的重量范围的设定允许进行有效的比较。然而,在一些实施方案中,无论手套的尺寸如何,手套重量要求都适用。
本申请的一个实施方案的弹性体手套在500%下的模量为6.5MPa以上。在500%下的模量可以大于7.0、8.0、9.0、10、12、15、20、或25。在一些实施方案中,模量可以为20的最大值。当与最小值组合时,最小值为20以下。模量值可以基于未老化的变体,但优选基于老化的变体,或未老化的变体和老化的变体两者。已经首次实现了超薄手套(即,手掌处的厚度小于0.05mm)的该模量值。
本申请的弹性体手套的断裂伸长率为700%以下。本申请的手套具有与前述超低重量(和厚度)以及上述在500%下的模量值相结合的该伸长率值。断裂伸长率可以小于680%、660%、650%、640%、630%、620%、610%、或小于600%。断裂伸长率通常大于200%,例如大于250%、或大于300%。
本申请的弹性体手套优选还满足或超过关于漏水的ASTM D6319-00a。尽管厚度在ASTM D6319-00a设定的厚度以下,但本发明的手套满足该漏水测试。
重量、厚度、模量和伸长率的计算可以基于至少10个手套的样品。
合成弹性体手套的手掌区表面粗糙度(Sz)合适地为26μm至41μm。该表面粗糙度表示手套在具有略高于手套表面粗糙度的受控手掌表面粗糙度的成型器上生产,例如,在手掌区表面粗糙度为28μm至42μm的成型器上生产。
手套的手掌区表面粗糙度Sz可以为26μm、27μm、28μm、29μm、30μm、31μm、或32μm的最小值。在一些实施方案中,手套的手掌区表面粗糙度Sz不大于41μm、40μm、39μm、38μm、37μm、36μm、35μm、34μm、33μm、或32μm。可以将各个最小值和最大值组合以形成手套的手掌区表面粗糙度的合适范围,例如27μm至38μm、28μm至36μm、28μm至34μm、27μm至34μm、或27μm至32μm。
手掌区表面粗糙度作为在相同区中具有相应表面粗糙度的成型器上生产手套的结果而产生。如下面进一步详细说明的,这样具有受控手掌区表面粗糙度的受控粗糙度成型器有助于生产高品质超低厚度手套。
在手套的手掌区中手套的表面粗糙度(Sz)通常比在相同区中成型器的表面粗糙度小约1μm至10μm、1μm至7μm、2μm至6μm、或1μm至3μm。
在整个本说明书中,表面粗糙度使用Keyence VHX-6000高分辨率数字显微镜测量。进行该操作以根据ISO 25178(非接触探针)确定Sz值。用于确定所需比例的表面粗糙度的合适透镜是Z100透镜,放大倍数在400x至500x之间。
如下面进一步详细描述的,本申请人已经能够首次以商业规模生产具有非常低的缺陷率的低厚度手套。实际上,在4种成型器每天生产96件的持续21天的测试生产运行(每天持续约55分钟的24个循环)中,存在零水平的针孔缺陷率。对2016个手套全部进行测试,发现没有针孔缺陷。该结果对于这样的低厚度产品而言是卓越的。
弹性体
形成弹性体膜的组合物包含混悬液或乳液形式的形成弹性体膜的聚合物(或简称聚合物)。该聚合物是合成聚合物,因为天然橡胶(天然异戊二烯)不在本申请所适用的聚合物的范围内。用于制备弹性体手套的聚合物可以选自合成的形成弹性体膜的聚合物,其可以交联以生产弹性体手套。聚合物可以为单一聚合物或者两种或更多种聚合物的组合(共混物)。该聚合物或每种聚合物可以为均聚物或共聚物、接枝聚合物或改性聚合物、或其共混物。共混物可以包含1%至99%的共混物的各组分,其中聚合物的总量加起来达到100%(基于聚合物含量)。共混物中聚合物的数量通常为两种或三种。
聚合物可以包含自由的可离子交联基团、可共价交联基团、或两者的组合。可离子交联基团的实例为酸,包括羧酸盐(和酯)、磺酸盐和酸酐;可共价交联基团的实例为双键。在一些实施方案中,形成弹性体膜的组合物的聚合物或者在共混物的情况下聚合物中的至少一者包含可离子交联基团和可共价交联基团两者。
聚合物可以选自丁腈橡胶、聚氨酯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、丙烯酸类聚合物(包括丙烯酸类二烯嵌段共聚物)、聚丁二烯、这些聚合物和其他聚合物/单体的共聚物(无规共聚物、嵌段共聚物或其他)、以及这些聚合物或共聚物的改性形式(例如包含另外的取代基(如羧酸盐、磺酸盐、卤化物或其他取代基)的聚合物)。
可以使用的一类聚合物是通过共轭二烯单体和烯键式不饱和酸单体的共聚获得的聚合物(羧化聚丙烯腈丁二烯是这样的共聚物的一个实例)、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、苯乙烯共聚物和/或聚氨酯。在共轭二烯单体的范围中,实例为1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-乙基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、氯丁二烯和丙烯腈。关于烯键式不饱和酸单体,酸基团可以为羧基、磺酸基或酸酐基团。烯键式不饱和酸单体的实例包括丙烯酸或甲基丙烯酸;衣康酸、马来酸、富马酸、马来酸酐、柠康酐、苯乙烯磺酸、富马酸一丁酯、马来酸一丁酯、马来酸单-2-羟丙酯、及其碱金属盐或铵盐。根据需要,所使用的聚合物可以为羧化的或非羧化的。
在一些实施方案中,本申请中使用的聚合物是羧化聚合物。合成羧化聚合物可以选自羧化丁腈橡胶、羧化苯乙烯丁二烯橡胶、羧化丁基橡胶、羧化丙烯酸丁二烯橡胶、羧化聚异戊二烯、羧化聚氯丁二烯、及其混合物或共聚物。
在一些实施方案中,合成羧化聚合物是羧化丙烯腈丁二烯聚合物、或该聚合物的共聚物、或该聚合物与第二聚合物的混合物。
合适的聚合物的一个值得注意的实例为聚丙烯腈丁二烯。这可以为羧化的或非羧化的。在一个实施方案中,聚合物为羧化丙烯腈丁二烯橡胶。在一个特定形式中,羧化丙烯腈丁二烯橡胶具有中等丙烯腈含量。合适的聚合物的实例包括由Synthomer、Nippon-Zeon、Nantex、Shin-Foong、Khumho、BST等提供的那些,注意待从中选择的等级是指示为适用于浸渍制品(例如手套和类似产品)的那些。
羧化是指聚合物链上存在羧酸根(羧酸或酯)基团。羧化可以通过用含有羧酸根基团的单体形成聚合物,或者通过将羧酸根基团接枝到聚合物来实现。
聚合物的羧化度可能影响关于需要何种交联剂的决定。羧化度可以在较高端(5%至15%;更通常为5%至10%),或在较低端(0.01%至5%)。
当使用浸渍过程生产手套时,聚合物最初以水混悬液的形式提供。水混悬液的pH适当地为至少9.0。形成弹性体膜的组合物也可以被称为“合成胶乳组合物”或“胶乳组合物”。在本领域中通常使用表述“胶乳”或“橡胶”来指代一般意义上的任何聚合物,并且“胶乳组合物”以相应的方式使用。胶乳不应被解读为是指天然橡胶胶乳。
在本发明的领域中,按重量计,通常将形成弹性体的聚合物的量称为100phr(每100份“橡胶”),并且对于用于生产弹性体膜的组合物的剩余组分的相对量,计算为与100phr的形成弹性体的聚合物相比的份数。因此,对于按重量计在组合物中交联剂的量为形成弹性体的聚合物的量的1/100,交联剂的量称为1.0phr。
交联剂
交联剂类别包括离子交联剂和共价交联剂。用于生产弹性体手套的一种或更多种交联剂可以选自离子交联剂、共价交联剂、及其组合。
离子交联剂包括金属氧化物交联剂(例如氧化锌和氧化镁);过氧化物(例如1,1-二(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷,其可以以商品名Trigonox29-40B-pd购买);和增溶的离子交联剂例如三价金属化合物,包括多价金属的多金属氧化物(例如增溶的铝酸钠)、多价金属氢氧化物、和多价金属盐。可以使用本领域已知那些中的其他离子交联剂。
共价交联剂包括有机交联剂、硫和/或硫供体、及其组合。
硫可以以元素硫的形式添加。硫可以以硫供体的形式添加。合适的硫供体的实例包括氨基甲酸盐/酯,例如硫代氨基甲酸盐(例如二丁基二硫代氨基甲酸锌(ZDBC)、二乙基二硫代氨基甲酸锌(ZDEC)、二甲基二硫代氨基甲酸锌(ZDMC);秋兰姆(例如四乙基秋兰姆二硫化物(TETD)、四甲基秋兰姆二硫化物(TMTD));二五亚甲基秋兰姆四硫化物(DPTT);二五亚甲基秋兰姆六硫化物(DPTH);二亚戊基秋兰姆六硫化物;硫脲(乙基硫脲(ETU)和二苯基硫脲(DPTU);噻唑(例如巯基苯并噻唑(MBT)、巯基苯并噻唑二硫化物(MercaptoBenzothiozole disulphide,MBTS)、锌2-巯基苯并噻唑(ZMBT));胍(例如二苯胍(DPG))和基于醛/胺的硫供体(例如六亚甲基四胺)。其他实例是本领域公知的并且可以从多种公开来源获得。
可以使用的其他交联剂可以选自:交联单体,反应性低聚物,聚异氰酸酯低聚物,官能的可交联聚合物,乙二醇二(甲基)丙烯酸酯的衍生物(例如乙二醇二丙烯酸酯、二(甘醇)二丙烯酸酯、四(亚甲基/乙二醇)二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)、二(甘醇)二甲基丙烯酸酯(DEDMA)、三(亚甲基/乙二醇)二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯(TEDMA)),亚甲基双丙烯酰胺的衍生物(例如N,N-亚甲基双丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、N,N-(1,2-二羟基乙烯)双丙烯酰胺),无甲醛交联剂(例如N-(1-羟基-2,2-二甲氧基乙基)丙烯酰胺),二乙烯基苯,二乙烯基醚,邻苯二甲酸二烯丙酯,二乙烯砜,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)、多官能交联剂等。还可以使用这些交联剂的组合。
组合物中交联剂的总量可以为0.01phr至14phr。然而,通常期望使交联剂量(以及相关的成本或缺点)最小化。总交联剂量可以在以下范围之一内:0.01phr至14.5phr、0.2phr至12.5phr、0.3phr至10phr、0.1phr至10phr、0.2phr至10phr、0.3phr至9phr、0.5phr至9phr、0.8phr至9phr、0.3phr至8phr、0.5phr至8phr、0.8phr至6phr、1phr至5phr、2phr至9phr、3phr至10phr、3phr至7phr、1phr至3phr、0.01phr至0.5phr、0.01phr至1.0phr。在一个实施方案中,合成弹性体手套由包含少量交联剂或交联剂的组合的合成胶乳组合物制成,其中组合物中存在的一种或更多种交联剂的总量小于5.0phr、小于4.0phr、小于3.0phr、小于2.5phr、小于2.0phr,小于1.8phr、或小于1.5phr。
离子交联剂的量可以为0.0phr至5.0phr,例如0.01phr至5.0phr、或0.01phr至4.0phr。该量还优选更低,为0.01phr至3.0phr、或0.01phr至2.0phr、0.01phr至1.0phr、0.01phr至0.7phr、0.01phr至0.6phr、或0.01phr至0.5phr。在离子交联剂的量内,可以存在量为0.01phr至0.6phr、0.01phr至0.5phr、或0.01phr至0.45phr的增溶的三价金属交联剂以及量为0.01phr至0.8phr,优选0.01phr至0.6phr、0.01phr至0.5phr的二价金属氧化物。
硫的量可以为0.0phr至5.5phr。该量还可以更低,为0.0phr至3.5phr,例如0.01phr至3.0phr、0.01phr至2.0phr、0.01phr至1.5phr、0.01phr至1.0phr、0.01phr至0.7phr、0.01phr至0.5phr、或0.01phr至0.3phr。
硫供体(促进剂)的量可以为0.0phr至2.0phr,例如0.01phr至1.5phr、0.01phr至1.0phr、0.2phr至1.0phr、0.01phr至0.7phr、0.01phr至0.5phr、0.01phr至0.3phr、或0.05phr至0.2phr。
有机交联剂的量可以为0.0phr至4.0phr,例如0.01phr至4.0phr。该量还可以更低,为0.01phr至3.0phr、或0.01phr至2.0phr、或0.01phr至1.0phr。在一些实施方案中,交联剂不含除硫和硫供体以外的有机交联剂。
交联剂可以在合适的时间点与胶乳组合物和形成弹性体膜的组合物的其他组分组合以形成期望类型的膜。通常将交联剂与其他组分一起添加到胶乳组合物中,然而对于某些形式的交联剂(例如增溶的离子交联剂,包括铝酸钠)而言,存在涉及在受控条件下形成交联组合物并将其与胶乳组合的初始步骤,然后添加其他组分和第二交联剂。
交联组合物
在一些实施方案中,交联剂包含交联组合物,所述交联组合物包含pH为至少9.0的带负电荷的多价金属络合离子的水溶液。换言之,交联组合物基于金属配位络合物的水溶液,其中金属是多价金属,存在与中心金属离子配位的配体,并且整个络合物带负电荷。这样的带负电荷的多价金属络合离子的一个实例是[Al(OH)4]-,其基于铝金属离子、与金属配位的四个氢氧化物配体、以及整体负电荷。溶液中可能存在阳离子抗衡离子,例如Na+。这样的溶液可以通过将多价金属的多金属氧化物、多价金属氢氧化物、或多价金属盐溶解在水中来形成。在[Al(OH)4]-的情况下,这可以在适当条件下在铝酸钠增溶时产生。这些条件可以包括用氢氧化物(即氢氧化物形式的碱)稳定化。这种所谓的“交联组合物”可以在与形成弹性体膜的组合物的其他组分组合之前由多价金属的多金属氧化物、多价金属氢氧化物、或多价金属盐形成。可能需要氢氧化物(氢氧化物形式的碱)以使带负电荷的多价金属络合离子保持为溶液形式而没有明显的沉淀。另外的交联剂可以与该交联剂/交联组合物一起使用。络合物中的配体可以为任何合适的类型。值得注意的实例为氢氧化物和水。可能的是另一些配体可以存在于合适的金属络合物中,例如氢氧化物、水、碘化物、溴化物、硫化物、硫氰酸盐、氯化物、硝酸盐、氟化物、草酸盐、氧代、nitrileisothyacyanate、乙腈、氨和硝酸盐中的一种或更多种。
简言之,在一个实施方案中,交联组合物可以包含增溶的三价金属化合物,例如增溶的铝化合物。实例包括铝酸钠、氧化铝和氢氧化铝。为了pH调节以实现增溶,组合物可以包含另外的氢氧化物化合物,例如氢氧化钠、氢氧化钾和/或氢氧化铵。举例来说,这样的另外的氢氧化物的量可以为至少0.05phr、0.1phr、或0.2phr、或0.3phr。交联组合物还可以包含机械稳定剂和/或表面活性剂,如本文进一步描述的。
铝酸钠是多价金属的多金属氧化物的值得注意的实例,其中多价金属为铝。通过本文所述的技术,可以将其增溶以产生带负电荷的多价金属络合离子的溶液。虽然本发明的实施方案基于铝酸钠,但应注意可以使用相同类别中的其他试剂。在该具体实施方式部分中,提及带负电荷的铝络合离子和铝酸钠作为这些离子的来源的实例。然而,这应该在该上下文中解读,并且不应被理解为限制本发明的范围。
本发明人已经设法使用增溶形式的多价金属交联剂生产具有良好性能特性的超薄弹性体膜手套。当使用增溶的多价金属交联剂(例如增溶的铝酸钠)时,重要的是在初始步骤中用碱(即碱金属氢氧化物)增溶多价金属,而不是将固体形式的多价金属(例如铝酸钠)添加至合成聚合物的水混悬液中,然后单独添加碱金属氢氧化物以试图在后面的步骤中增溶多价金属。用于增溶多价金属的碱金属氢氧化物的量优选为约0.05phr至0.5phr。一经增溶(形成所谓的交联组合物),就将组合物以受控方式添加至合成聚合物的水混悬液中。还可以使水混悬液经受pH控制。小心地合并这些流,同时避免破坏乳液、通过来自组合物的组分的微凝结、沉淀或其他沉降形成胶乳团块。
多价金属
术语“多价金属”是指化合价为2或更高的金属。表述“二价或更高价”可以与“多价”互换使用。在一些实施方案中,多价金属是三价金属。
铝是优选的多价金属。在另一些实施方案中,多价金属是两性金属。两性金属是由其氧化物和/或氢氧化物形成两性物质的那些金属。该分类包括铝、铍、铬、锌、铜、铁、钴、铅、锡、铋、镓、铟、钪、钛、锆、钒、银、金、锗、锑和碲。多价金属优选选自铝、铍、铬、铁、钴、铜、锌、铅、锡和铋。多价金属可以选自铝和铍。三价(或更高价)金属是优选的,并且在所选实施方案中铝是最优选的。
为了产生交联组合物,首先通过将多价金属的来源溶解在水中而形成溶液。这可以在加热和任选地添加碱和/或机械稳定剂和/或表面活性剂的情况下实现。交联组合物中可以包含机械稳定剂和/或表面活性剂。
应选择能够产生带负电荷的多价金属络合离子的溶液的多价金属的合适来源。这可能需要对溶液进行pH调节以实现增溶。合适的来源包括(A)多价金属的多金属氧化物;(B)多价金属的氢氧化物;或(C)多价金属的盐。
关于第一类,为多价金属的多金属氧化物,该术语是指多价金属与另一种或更多种不同金属物质的氧化物。这些可以简称为“多金属氧化物”。这样的材料也可以视为混合的金属氧化物。在存在两种金属的情况下,氧化物可以描述为双金属氧化物。第二金属物质可以是例如碱金属,例如钠或钾。在铝作为多价金属的情况下,第二金属物质优选为钠或钾,也称为铝酸钠和铝酸钾。在一个实例中,多价金属的多金属氧化物可以是碱金属-多价金属氧化物。
第二类,为多价金属的氢氧化物,可以简称为金属氢氧化物。在实践中,为了实现带负电荷的多价金属络合离子的产生,需要第二氢氧化物(例如碱金属氢氧化物或其他氢氧化物形式的碱),结果提高了多价金属氢氧化物增溶所需的pH。在一些情况下,多价金属的氢氧化物可以被视为水合的多价金属氧化物,并且多价金属氢氧化物的来源在实践中可以是多价金属氧化物(特别是混合的金属氧化物)。在溶液中,可能存在不同的络合离子形式的多价金属的不同氢氧化物的混合物。
第三类,为多价金属的盐,通常需要相当多的碱/氢氧化物添加(例如碱金属氢氧化物或氢氧化物形式的其他碱)以实现多价金属的增溶和带负电荷的多价金属络合离子的产生。多价金属盐的溶液通常不是碱性的,并且可能需要添加相当多的碱(氢氧化物形式的碱)以将pH提高到至少9.0。在这种情况下,重要的是在提高pH时产生带负电荷的多价金属络合离子,而没有不溶性盐的明显沉淀。盐的实例包括矾(alum)(钾矾或硫酸铝钾)、聚氯化铝(也称为AlCl3)和聚硫酸铁。这些盐的10%溶液的pH分别为2.83、3.27和1.7,因此需要相当多的碱(以碱金属氢氧化物的形式)将pH提高到至少9.0并形成带负电荷的多价金属络合离子。
前两类是优选的,因此优选交联组合物包含多价金属的多金属氧化物的溶液或多价金属氢氧化物的溶液。
如上所述,在一些实施方案中,交联组合物包含铝酸钠的溶液,产生带负电荷的铝络合离子。形成的主要离子是四羟基铝酸盐(III)离子,其是中心铝原子与配位羟基配体的络合物。Aqua(水)配体也可以形成络合离子的一部分。溶液中的其他离子将包括铝和碱金属(例如Na)。在文献中报道了在增溶铝酸钠时产生的带负电荷的铝络合离子的范围。在不同的pH水平下,多种离子之间的平衡将不同。保持可溶性铝络合离子的关键是将pH保持在9.0以上,因为在9.0以下会形成不溶的Al(OH)3,其从溶液析出。对于其他多价金属,pH必须使得形成多价金属的可溶性带负电荷的络合离子,并且使不溶性沉淀物最小化或将其避免。在这方面,优选不大于20%,更优选不大于15%、10%、5%或小于2%的多价金属是不溶性沉淀物的形式(从溶液析出)。无论使用何种来源,并且无论被增溶以形成带负电荷的多价金属络合离子的多价金属的特性如何,这些百分比都适用。
与使用如本文中描述的铝酸钠或其他增溶的交联剂源相关的优点如下:
-没有与研磨相关的成本(与固体氧化锌和其他现有技术的固体交联剂相比)。因此,与仅包含固体交联剂的组合物相比,在组合物中并入至少一些增溶形式的铝酸钠与节省成本相关。
-铝的原子量低,为27,比重为2.7。与许多其他交联剂相比,需要交联的每个分子需要更少重量的基于铝的试剂。
-铝的化合价为3,每分子允许3个连接。相比之下,锌的化合价为2,每分子允许2个连接。这使得与锌相比,铝的交联能力理论上为50%,即使不考虑增溶效果(与固体氧化锌相比)。
-这种形式的铝不涉及纯度问题,这使得其可以用于一系列应用中。铝是丰富的,并且对食品应用是安全的(如通过使用铝箔食品包装所反映的)。
-考虑到与增溶的多价金属交联的有效性,可以生产具有较低量的硫和硫供体材料的产品。这也适用于使用除仅铝之外的多价金属的实施方案。可以生产适合于商业生产的低重量手套,其含有低水平的增溶的多价金属氧化物、氢氧化物或盐,具有低水平的硫和硫供体(单独或与离子交联剂一起)、或单独的硫供体。
-由于带负电荷的络合物的亮度(1ightness)和离子性质,均匀性得到改善。可以以与颗粒间交联相似的分布形成颗粒内交联。如下所述,通过使用稳定剂可以进一步使均匀性最大化。
-避免因研磨损耗造成的损失。避免了在储存期间或在浸渍槽中沉降造成的损失。
-水离子形式的多价金属可以立即与聚合物上的羧基反应,其中羧化聚合物用作形成弹性体膜的聚合物。这可以在室温下完成,从而导致与避免的加热相关的可能的成本节省。虽然交联可以在较低温度(例如<40℃或<30℃)下进行,但仍可以使用较高温度来实现一种或更多种第二交联剂(如果存在的话)的交联。
-使用低水平的基于铝的增溶的交联剂的实施方案以总交联剂的低输入量(以phr计)提供了特别好的结果。
-已经发现使用交联组合物和通过相关方法制造的制品(例如手套)具有非常有利的特性,例如有利的触感和舒适性以及改善的柔软性。手套由非常薄的一层(或更多层)弹性体膜制成,而不增加缺陷的存在,所述缺陷例如针孔、弱的点(weak spots)或其他缺陷。
-由产品制成的手套容易穿戴。
应该注意,氧化锌不是用于产生增溶的带负电荷的多价金属络合离子的合适试剂的实例,即使添加有它的水性组合物的pH为约9.0至10.0的pH。氧化锌是金属氧化物,而不是混合的金属氧化物,即使向包含氧化锌的水性组合物中添加相当多的碱金属氢氧化物,对于产生增溶的带负电荷的多价金属络合离子也是无效的。虽然氧化锌不是用于形成增溶的交联组合物的试剂的实例,但它可以用作另外的(第二)交联剂。
交联组合物中的碱和pH
在本发明的一些实施方案中,交联组合物还包含碱。术语“碱”用于指增加溶液的pH的试剂或试剂的组合。pH控制可以为碱的主要功能。通常,将强碱(例如氢氧化物)用于此目的。形成交联组合物的一部分的碱的量优选为0.01phr至5phr。在交联组合物中,最大值优选不大于4phr、3phr、2phr、或1phr(注意在胶乳组合物中可能存在另外的碱)。量可以为0.9phr、0.8phr、0.7phr、0.6phr、0.5phr、0.4phr、或0.3phr的最大值。量可以为0.01phr、0.05phr、0.06phr、0.07phr、0.08phr、0.09phr、或0.1phr的最小值。可以将任意最大值和最小值组合以形成范围。在一些实例中,碱的量为0.01phr至0.5phr、或0.01phr至0.4phr、或0.05phr至0.5phr。碱可以是氢氧化物的形式。其可以以氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、或其两者或更多者的组合的形式添加。最常用的是氢氧化钠和/或氢氧化钾。碱用于将pH提高至增溶所需的水平和/或使带负电荷的多价金属络合离子的溶液化学稳定。在一些实施方案中,使用氢氧化钾。
在一些实施方案中,使用氢氧化钠和氢氧化钾的组合。在络合离子的形成中,氢氧化钠与铝(其中这是多价金属)相互作用。氢氧化钾更常用于胶乳组合物中,并且当将交联剂添加到合成羧化聚合物的水混悬液时,作为碱之一的氢氧化钾的存在有助于避免潜在的局部凝结。氢氧化钠与氢氧化钾的相对量可以为约3:1至1:3。该量可以为约2:1(钠比钾)、或约1:1。
当使用增溶的基于多价金属的交联剂作为交联剂或交联剂之一时,pH必须使得通过产生带负电荷的多价金属络合离子实现多价金属的增溶。在一些实施方案中,pH与形成合成膜的聚合物的水混悬液的pH“匹配”。一般而言,pH应足够高以实现多价金属的增溶。这可以为9.0至13.5,例如9.0至13.0、9.0至12.5、9.0至12、9.0至11.5,例如9.0至11.0、9.2至11.0、9.5至11.0、9.5至10.5、9.8至10.8、10.0至11.0、或10.0至10.8。当使用盐形式的多价金属时,优选使用较高的pH来抑制酸性,因此可能需要约10.0至13.0的pH,例如约11.5至12.5、或约12。
除了影响交联组合物的pH之外,碱还影响溶液中络合离子的稳定性。来自氧化钠的钠使溶液中的络合离子稳定,并在溶液中产生氢氧化钠(碱金属氢氧化物)。较高量的氢氧化钠使得络合物中多价金属(例如铝)更大的活化,并允许在组合物中使用减少的量的多价金属源。
交联组合物中的机械稳定剂
当使用增溶的多价金属作为交联剂之一时,有利的是在交联组合物中包含机械稳定剂以机械地(即,结构上)保持溶解的带负电荷的多价金属络合离子。机械稳定剂通过在络合离子周围提供结构支撑以避免再沉淀或重结晶来帮助保持溶液的稳定性。机械稳定剂可以是具有该功能的任何试剂。机械稳定剂可以是水混溶性或水溶性有机多元醇,或者水溶性或水混溶性增稠剂,其实例在食品或药物制造中是公知的。这样的多元醇和增稠剂的实例包括甘油、糖和糖醇、麦芽糖糊精、多糖、聚甘油、淀粉、改性淀粉、及其混合物。
交联组合物合适地不含聚乙二醇,或仅包含一定量的聚乙二醇,其不足以使聚乙二醇起到增链剂的作用。所述量合适地小于0.5phr、或小于0.4phr、0.3phr、0.2phr、0.1phr、或小于0.05phr。本领域已经假定聚乙二醇起增链剂的作用。在本配制物中不需要这样的增链剂,并且优选将其避免。
胶乳组合物还合适地不含聚环氧乙烷,或者包含小于0.3phr、小于0.2phr、或小于0.1phr的聚环氧乙烷。现有技术中指示需要这样的试剂来实现低模量。聚环氧乙烷不是用于生产模量大于6.5MPa的薄膜手套的本配制物的必要组分。
交联组合物中组分的量
在本文中所描述的实施方案的范围内,胶乳组合物中的(A)多金属氧化物、(B)多价金属氢氧化物、或(C)多价金属盐的量可以为0.01phr至5phr的任何值。尽管是这种情况,但在一些特定实施方案中,所使用的phr量可以落在更窄的值范围内。
虽然可以使用该范围内的任何量,但在一些特定实施方案中,将少量(A)多金属氧化物、(B)多价金属氢氧化物、或(C)多价金属盐并入组合物中。该量可以在0.01phr至0.5phr的范围内。在一些特定实施方案中,多价金属离子的量不大于0.4phr、或不大于0.35phr。最大量可以不大于O.35phr、0.34phr、0.33phr、0.32phr、0.31phr、0.30phr、0.29phr、0.28phr、0.27phr、0.26phr、或0.25phr。最小量可以为至少0.05phr、0.06phr、0.07phr、0.08phr、0.09phr、0.1phr、0.11phr、0.12phr、0.13phr、0.14phr、0.15phr、0.16phr、0.17phr、0.18phr、0.19phr、或0.2phr。可以将任意最大值和最小值组合以形成范围。在交联组合物中使用低水平的多价金属源生产具有优异特性以及低试剂利用的手套,如本说明书中的多个实施例中所证明的。
在另一些实施方案中,该量可以在0.01phr至5.0phr、或0.01phr至1.0phr的较宽范围内,包括达0.9phr、0.8phr、0.7phr、0.6phr、0.5phr的范围。这些最大值可以与前一段中指出的任意最小值组合。在一些实施方案中,所使用的多金属氧化物的量可以在该范围的较高端。例如,作为交联剂的来源的多金属氧化物的量可以在以下范围之一内:0.15phr至5phr、1.0phr至5phr、2.0phr至4.0phr、2.5phr至5phr、或3.0phr至5.0phr。在另一些实施方案中,例如,当羧化度低,或者存在高百分比的进行共价交联(或可自交联)的其他聚合物时,量可能会更低。合适的范围包括0.01至1.0、0.01至0.8、0.01至0.6、0.01至0.5、0.01至0.4、0.01至0.3、或0.01至0.2。使用铝酸钠作为来源的实例确定了这些量。要确定其他试剂的相应phr范围,可以计算适当的换算。
交联组合物的制备
可以通过将多价金属的多金属氧化物、多价金属的氢氧化物、或多价金属的盐在水中增溶,并将pH控制在至少9.0来形成交联组合物。加热对于增溶可能是有用的或必要的。交联组合物的形成还可以包括将氢氧化物形式的碱溶解在交联组合物中的步骤。可以在多价金属的多金属氧化物、多价金属的氢氧化物、或多价金属的盐的增溶之前、同时或之后将氢氧化物添加并溶解在溶液中。
在一些情况下,可以避免加热。然而,加热可以帮助使溶解最大化。加热可以是达到至少35℃、至少40℃、至少50℃、至少80℃、或约95℃至沸腾的温度。如上所述,通常通过添加碱(例如,碱金属氢氧化物)来实现pH的控制,以将pH提高到至少9.0(至为该过程所设定或靶向的特定水平)。或者可以调节pH以使在目标pH水平下pH稳定。另外,可以通过使用具有高pH的多金属源来实现pH的控制。然而,即使pH高于所需水平,通常也需要添加另外的碱以更精确地控制pH,以使pH与合成羧化聚合物的水混悬液的pH匹配。此外,如上所述,当交联组合物和合成羧化聚合物的水混悬液合并时,具有氢氧化钠和氢氧化钾的组合提供了优势。
当使用机械稳定剂时,根据优选的实施方案,在将交联组合物添加到合成羧化聚合物的水混悬液之前,将机械稳定剂添加到交联组合物以保持溶解的多价金属络合离子,从而形成稳定的交联组合物。
除机械稳定剂之外或代替机械稳定剂,可以使用表面活性剂来改善交联组合物的稳定性。在一些实施方案中,在将组合物添加至胶乳之前将表面活性剂与交联组合物组合,以便将溶液中的交联组合物中的多价金属保持为带负电荷的多价金属络合离子。当使用交联组合物时,交联组合物需要非常稳定以便以适合于生产本文中所述制品的方式处理合并入胶乳组合物中。
最初,可以制备相对高度浓缩的交联组合物。浓缩的交联组合物的生产中使用的组分的相对量可以为每100重量份的水:
-0.01份至5份的(A)多价金属的多金属氧化物、(B)多价金属的氢氧化物、或(C)多价金属的盐(优选0.05份至3份、或0.1份至2份);以及
-0.01份至5份的氢氧化物形式的碱(当使用上述组分(A)时,优选0.05份至4份;当使用上述组分(B)时,0.05份至3份;或者当使用上述组分(C)时,0.05份至4份)。
浓缩组合物还可以包含:
-0.03份至15份的稳定剂(即,总的稳定剂,在混合物的情况下;优选0.5份至3份)。
然而,上面显示的量可能会有一些变化,这些是已经证明有效地作用的指示值。
在形成浓缩组合物后,可以在将交联组合物添加到合成聚合物的水混悬液之前将其稀释。通常进行稀释以降低浓度,以使多价金属离子浓度降低至交联组合物的0.33重量%至3.3重量%。在这种情况下,该量基于金属离子,而不是多价金属离子的来源(A)、(B)、或(C)的总重量。如果考虑稀释的交联组合物中多价金属源(即(A)、(B)、或(C))的量,则来源的稀释的浓度通常为交联组合物的1重量%至10重量%。作为一个实例,交联组合物中铝酸钠的稀释浓度可以为约5%(约1.5%铝)。基于浓缩的交联组合物中的上述典型量,多价金属离子的初始浓度为约3重量%至10重量%。
因此,每100重量份的水,交联组合物(以准备与胶乳组合的形式)可以包含:
-0.0001份至0.5份的多价金属源(A)、(B)、或(C)(例如,0.0005份至0.3份、或0.001份至0.2份的这些组分之一);以及
-0.0001份至0.5份的碱金属氢氧化物(优选0.001份至0.4份、0.005份至0.3份、或0.005份至0.4份)。
交联组合物(以准备与胶乳组合的形式)还可以包含:
-0.0003份至1.5份的稳定剂(即,总的稳定剂;优选0.0005份至0.3份)。
第二交联剂
当使用包含增溶的多价金属的交联组合物时,可以使用另外的交联剂(其可以称为“第二交联剂”)。在另一些实施方案中,交联剂不包含增溶的多价金属,而是交联剂包含固体金属氧化物、硫、和硫供体交联剂中的一种或更多种。
在该部分中,描述了基于交联组合物和一种或更多种“第二交联剂”的组合的实施方案。第二交联剂通常在胶乳组合物的形成期间作为单独的组分添加,并且以固体形式添加。固体微粒状交联剂可以与交联组合物同时添加到合成聚合物的水混悬液,或者在添加交联组合物之后添加。
第二交联剂可以选自以上列出的任何共价交联剂、离子交联剂、及其组合。在一些实施方案中,第二交联剂包含硫、硫供体、和金属氧化物。
在一些实施方案中,第二交联剂可以选自以下中的任一者:
-硫和硫供体;
-多价金属氧化物或离子交联剂(例如固体离子交联剂);
-硫、硫供体和离子交联剂;或
-硫供体。
固体离子交联剂类别包括例如氧化锌和氧化镁。通常在并入至组合物中之前将这些研磨至细颗粒尺寸。优选地,平均颗粒尺寸为5微米以下。均匀的颗粒尺寸是期望的,并且粗研磨可能产生不均匀的颗粒并因此产生不均匀的膜,这会导致膜特性的高波动。
第二交联剂的量
从广义上讲,可以使用任何量的第二交联剂,如最终制品特性所要求的。因此,组合物中交联剂的总量(包括在交联组合物的形成中添加的交联剂)可以为0.01phr至14phr。然而,期望使交联剂量最小化。在使用本发明的交联组合物的情况下,这是可能的。总交联剂量(包括用于形成交联组合物的交联剂量)可以在以下范围之一内:0.01phr至14.5phr、0.2phr至12.5phr、0.3phr至10phr、0.1phr至10phr、0.2phr至10phr、0.3phr至9phr、0.5phr至9phr、0.8phr至9phr、0.3phr至8phr、0.5phr至8phr、0.8phr至6phr、1phr至5phr、2phr至9phr、3phr至10phr、3phr至7phr、1phr至3phr、0.01phr至0.5phr、0.01phr至1.0phr。
在期望的实施方案中,每种第二交联剂的量优选不大于1.0phr,优选不大于0.9phr、0.8phr、0.7phr、0.6phr、0.5phr、0.4phr、0.3phr、或0.2phr。所有第二交联剂的总量优选也不大于1.0phr、0.9phr、0.8phr、0.7phr、0.6phr、或0.5phr(或为1.0phr、0.9phr、0.8phr、0.7phr、0.6phr、或0.5phr以下)。
当用作第二交联剂时,硫的量可以为0.0phr至5.5phr、或0.01phr至5.5phr。该量还可以更低,为0.0phr至3.5phr,例如0.01phr至3.0phr、0.01phr至2.0phr、0.01phr至1.5phr、0.01phr至1.0phr、或0.01phr至0.5phr。该量优选不大于1.0phr,优选不大于0.9phr、0.8phr、0.7phr、0.6phr、0.5phr、0.4phr、0.3phr、或0.2phr。
当用作第二交联剂时,硫供体的量可以为0.0phr至2.0phr,例如0.01phr至2.0phr、0.01phr至1.5phr、0.01phr至1.0phr、0.1phr至1.5phr、0.1phr至1.0phr、0.2phr至1.0phr、0.3phr至2.0phr、0.3phr至1.5phr、或0.2phr至0.6phr。该量优选不大于1.0phr,优选不大于0.9phr、0.8phr、0.7phr、0.6phr、0.5phr、0.4phr、0.3phr、或0.2phr。
当用作第二交联剂时,有机交联剂的量可以为0.0phr至4.0phr,例如0.01phr至4.0phr。该量还可以更低,为0.01phr至3.0phr、或0.01phr至2.0phr、或0.01phr至1.0phr。
当用作第二交联剂时,离子交联剂的量可以为0.0phr至4.0phr,例如0.01phr至4.0phr。该量还优选更低,为0.01phr至3.0phr、或0.01phr至2.0phr、0.01phr至1.0phr、或0.01phr至0.5phr。这适用于固体多价金属氧化物,例如氧化锌。该量优选不大于1.0phr,优选不大于0.9phr、0.8phr、0.7phr、0.6phr、0.5phr、0.4phr、0.3phr、或0.2phr。
交联剂优选基本上由增溶的三价金属化合物、二价金属氧化物、硫和硫供体、或其组合中的一者或更多者组成。因此,交联剂优选不含有机交联剂,例如聚乙二醇交联剂。
将形成弹性体膜的组合物的组分组合
当使用增溶的多价金属作为交联剂之一(例如增溶的铝酸钠)时,当避免胶乳组合物(即合成聚合物的水混悬液,因为它与其他组分组合以产生胶乳组合物)的pH突然提高时,获得了最佳结果。这可以以两种方式实现。一种方式涉及将交联组合物非常缓慢地添加到合成聚合物的水混悬液,以允许pH的平衡而没有pH的突然提高。(应注意,交联组合物的pH和浓度越高,添加速率就越慢,反之亦然。)第二种替代方式是确保交联组合物的pH合理地“匹配”合成羧化聚合物的水混悬液的pH。如果pH不是相差太远,则添加速率就不那么重要。理想地,匹配涉及使两种组分(或流)的pH在1.0单位内,或彼此在0.5单位之间,优选彼此在0.2单位内,最优选相同的pH。然而,如上所述,如果交联组合物流的添加非常缓慢,以及添加的交联组合物用机械稳定剂和/或表面活性剂适当地稳定,则可允许甚至更高的pH差。通过以缓慢的添加速率和/或在匹配的pH下添加交联组合物作为稀释的流(即,水占交联组合物的大于90%,例如约90%或更大、约91%或更大、约92%或更大、约93%或更大、约94%或更大、或者约95%或更大),可以产生从其中没有或有最少的多价金属沉淀的胶乳组合物。(即,小于20%、小于15%、小于10%、小于5%、小于2%、优选没有多价金属从胶乳组合物中沉淀)。
向制造设备提供合成聚合物的水混悬液通常以pH为9.0以下的浓溶液形式进行。在本发明的方法中,可能需要在添加交联组合物之前向合成聚合物的水混悬液添加碱,以将水混悬液的pH提高到至少9.0。碱在下面可以作为稳定剂存在于胶乳组合物中的其他组分的列表中提及。应控制量以确保水混悬液所需的pH。
还可能需要将所提供的合成羧化聚合物的水混悬液稀释至总固含量(totalsolids content,TSC)更接近弹性体手套的生产所需的总固含量。为了生产本发明的低重量手套,最终浸渍TSC为约3%至15%。在一些实施方案中,最终浸渍TSC为约3%至12%、4%至15%、3%至11%、4%至14%、4%至13%、4%至12%、4%至11%、4%至10%、3%至10%、5%至14%、5%至13%、5%至12%、5%至11%、5%至10%,优选3%至12%。初始稀释为达到TSC略高于最终浸渍TSC浓度。所提供的合成羧化聚合物的水混悬液的TSC通常需要比进行浸渍的TSC高至少约3%或5%,因为通过添加本发明的水性形式的交联组合物将会稀释组合物。在一些实例中,提供的胶乳可以以TSC为约45%、约50%、约55%、或约60%提供。
在一个实施方案中,提供了合成胶乳组合物,其包含合成聚合物和交联剂,其中交联剂以小于1.0phr的量存在,并且组合物的总固含量为约3%至约15%。
将交联组合物添加至聚合物混悬液
可以以每100体积份合成羧化聚合物的水混悬液约0.01份至0.5份的量将交联组合物添加到聚合物的水混悬液。交联组合物非常稀,因此需要相对大体积的稀交联组合物。这是另一个被发现有助于形成稳定的胶乳组合物的因素。在一些实施方案中,典型的量为0.03份至0.3份(每100份合成聚合物混悬液)的量,在一些情况下为0.03份至0.1份的量。
在添加交联组合物之前或同时,将表面活性剂添加到合成羧化聚合物的水混悬液是有利的。这有助于保持乳液的稳定性和溶解的多价金属络合离子的稳定性。这样的表面活性剂对可以用于形成交联组合物的那些是另外的,其还可以选自下面列出的实例。
表面活性剂可以选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂和来自这一种或两种类别的试剂的组合。
合适的阴离子表面活性剂包括但不限于:(C8-C18)烷基硫酸盐、(C8-C18)线性烷基芳基硫酸盐、(C8-C18)烷基醚硫酸盐、(C8-C18)脂肪酸盐、具有一摩尔或更多摩尔乙氧基化的(C8-C18)烷基醚硫酸盐、(C8-C18)烷基醚磺酸盐、烷基苯氧基聚氧乙烯乙醇的硫酸酯、(C8-C18)氨基醇氧化物、(C8-C18)烷酰基肌氨酸盐、(C8-C18)磺基乙酸盐、(C8-C18)磺基琥珀酸盐、(C8-C18)烷基二苯醚二磺酸盐、磺酸甲酯、α-烯烃磺酸盐、烷基碳酸盐、烷基醚羧酸盐、脂肪酸、肌氨酸盐、辛苯聚醇或壬苯醇醚磷酸盐、牛磺酸盐、脂肪族氨基乙磺酸盐(fattytaurides)、脂肪酸酰胺聚氧乙烯硫酸盐、羟乙基磺酸盐、和/或其共混物。(C8-C18)烷基可以为直链(例如,硬脂酸、鲸蜡基、月桂酸、油酸、肉豆蔻酸)或支链的(例如2-乙基己基)。阴离子表面活性剂的阳离子可以是碱金属(例如钠或钾)、铵、C1-C4烷基铵(例如,单-、二-、三-)、或C1-C3烷醇铵(例如,单-、二-、三-)。这样的阴离子表面活性剂的具体实例包括但不限于月桂基硫酸盐、辛基硫酸盐、2-乙基己基硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐、月桂胺氧化物、癸基硫酸盐、十三烷基硫酸盐、椰油酸盐、月桂基肌氨酸盐、月桂基磺基琥珀酸盐、月桂基醚硫酸盐(一个或更多个环氧乙烷)、肉豆蔻基硫酸盐、油酸盐、硬脂酸盐、树脂酸盐(tallate)、蓖麻油酸盐、鲸蜡基硫酸盐等。
非离子表面活性剂包括以下非穷举的实例:乙氧基化烷基酚、乙氧基化和丙氧基化脂肪醇、甲基葡萄糖的聚乙二醇醚、山梨糖醇的聚乙二醇醚、环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、脂肪(C8-C18)酸的乙氧基化酯、环氧乙烷与长链胺或酰胺的缩合产物、环氧乙烷与醇的缩合产物、及其共混物。具体实例,但不限于,甲基葡萄糖聚醚-10、PEG-20甲基葡萄糖二硬脂酸酯、PEG-20甲基葡萄糖倍半硬脂酸酯、C11-15链烷醇聚醚-20、鲸蜡醇聚醚-8、鲸蜡醇聚醚-12、dodxynol-12、月桂醇聚醚-15、PEG-20蓖麻油、聚山梨醇酯-20、硬脂醇聚醚-20、聚氧乙烯-10鲸蜡基醚、聚氧乙烯-10油基醚、聚氧乙烯-20油基醚、乙氧基化壬基酚、乙氧基化辛基酚、乙氧基化十二烷基酚或乙氧基化脂肪(C6-C22)醇(包括3至20个环氧乙烷部分)、聚氧乙烯-20异十六烷基醚、聚氧乙烯-23甘油月桂酸酯、聚氧乙烯-20甘油基硬脂酸酯、PPG-10甲基葡萄糖醚、PPG-20甲基葡萄糖醚、聚氧乙烯-20山梨聚糖单酯、聚氧乙烯-80蓖麻油、聚氧乙烯-15十三烷基醚、聚氧乙烯-6-十三烷基醚、月桂醇聚醚-2、月桂醇聚醚-3、月桂醇聚醚-4、PEG-3蓖麻油、PEG 600二油酸酯、PEG 400二油酸酯、氧基乙醇、2,6,8-三甲基-4-壬氧基聚乙烯氧基乙醇、亚烷氧基聚乙烯-氧基乙醇、与5摩尔至30摩尔的环氧乙烷的具有直链或支链构型的C8-C18碳原子的亚烷氧基聚乙烯氧基乙醇水溶性醇环氧乙烷缩合物、及其共混物。其他合适的非离子表面活性剂包括一个或更多个包含直链或支链构型的C8-C18碳原子的烷基酚与5摩尔至30摩尔的环氧乙烷的聚环氧乙烷缩合物、及其共混物。烷基酚乙氧基化物的具体实例包括与每摩尔辛基/壬基酚约7-13/9.5摩尔环氧乙烷缩合的壬基,与每摩尔苯酚约12/15摩尔EO(环氧乙烷)缩合的二壬基苯酚,及其混合物。
表面活性剂通常作为水溶液添加。溶液浓度通常为约2%至10%。可以与交联组合物一起添加到聚合物的水混悬液的表面活性剂溶液的量可以为例如向胶乳组合物提供0.01phr至5phr。该范围可以为0.1phr至2phr、或约0.6phr。应注意,该表面活性剂对可能存在于供应商提供的合成羧化聚合物的浓缩水混悬液中的任何表面活性剂是额外的。
形成弹性体膜的组合物的其他组分
可以将其他组分添加至胶乳组合物以形成形成弹性体膜的组合物。这些其他组分可以包括选自以下的组分:增塑剂、抗臭氧剂、稳定剂如pH稳定剂、乳化剂、抗氧化剂、硫化剂、聚合引发剂、颜料、填料、着色剂、和敏化剂。这些试剂中的许多以微粒形式添加。其他的作为液体添加。这些在将胶乳组合物形成为合成弹性体制品的形状之前添加。
可以在形成弹性体膜的组合物中使用稳定剂。稳定剂可以是,例如,阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂。形成弹性体的聚合物可以用稳定剂例如氢氧化钾、氢氧化铵和/或氢氧化钠的溶液稀释。所用稳定剂的量取决于形成弹性体膜的组合物中使用的聚合物、组合物的pH、和其他因素。稳定剂可以为0.1phr至5.0phr,例如0.5phr至2phr,优选1.0phr至1.5phr,其用水稀释,优选过滤水、或去离子水、或总固含量为约5ppm水平的水。
可以在形成弹性体膜的组合物中使用乳化剂。合适的乳化剂包括烷基芳基硫酸钠、烷基硫酸钠、或其他阴离子/非离子表面活性剂。所用乳化剂的量取决于形成弹性体膜的组合物中使用的聚合物、组合物的pH、和其他因素。乳化剂的量可以为约0.1phr至3phr。
可以使用pH稳定剂避免不稳定的可能性,这在聚合物含有羧酸基团的情况下是可能的。合适的pH稳定剂包括碱金属氢氧化物,例如氢氧化钾、氢氧化铵、和/或氢氧化钠。优选地,pH稳定剂是氢氧化钾。稀释的稳定剂溶液可以与聚合物混合。将混合物的pH适当调节至约8.5至约12.5、或约8.5至约11.0。然后可以向混合物添加一种或更多种交联剂。
可以在形成弹性体膜的组合物中使用抗臭氧剂。合适的抗臭氧剂包括石蜡、微晶蜡和中间体类型(石蜡和微晶蜡两者的共混物)。抗臭氧剂的量可以为约0.0phr至5.0phr。
可以向本发明的形成弹性体膜的组合物添加抗氧化剂。合适的抗氧化剂包括受阻(hindered)芳基胺或聚合物受阻酚,以及Wingstay L(对甲酚和二环戊二烯的产物)。例如,抗氧化剂的添加量可以为0.0phr至5.0phr、0.0phr至3.0phr、0.0phr至1.0phr、或0.3phr至0.5phr。
由于其颜料淀积(pigmentation)而选择来降低最终弹性体膜的透明度的颜料(例如二氧化钛)的添加量可以为0.01phr至10.0phr,例如1.5phr至2.0phr、或1.0phr至3.0phr,还可以添加期望量的着色剂。然后通过添加液体(例如水)将混合物稀释至目标总固体浓度。在形成弹性体膜的组合物中使用的颜料可以选自EN/USFDA批准的染料。
可以在形成弹性体膜的组合物中使用橡胶除味剂(rubber reoderant)。合适的橡胶除味剂包括天然或合成来源的香料油。橡胶除味剂的量可以为约0.001phr至2.0phr。
可以在形成弹性体膜的组合物中使用润湿剂。合适的润湿剂乳化剂包括阴离子表面活性剂,如十二烷基苯磺酸钠或月桂基醚硫酸钠,或非离子乙氧基化烷基酚,例如辛基苯氧基聚乙氧基乙醇或其他非离子润湿剂。润湿剂的量可以为约0.001phr至2.0phr。
可以在形成弹性体膜的组合物中使用消泡剂。消泡剂可以选自萘类消泡剂、有机硅类消泡剂和其他非烃类消泡剂或植物来源的精制油的消泡剂。消泡剂的量可以为约0.001phr至2.0phr。
形成弹性体膜的组合物还可以与无机填料共混。合适的无机填料包括碳酸钛钙、炭黑或粘土。优选地,共混物中包含的无机填料的量单独或组合不超过75%。应理解,共混组合物将保持有利的特性。
敏化剂是可以用在用于产生弹性体膜的组合物中以控制在浸渍(膜沉积)期间将保持涂覆在模具上的组合物的量的化学品。本领域已知的可以用在用于产生弹性体膜的组合物中的敏化剂的实例包括聚乙烯基甲基醚、聚丙二醇、硝酸铵、和氯化铵。其量通常为0.01phr至2.0phr,例如0.1phr至1.0phr。当使用其他技术来控制模具上的膜厚度时,例如使用将模具预浸入凝结剂中,之后进行在用于产生弹性体膜的组合物中的多次浸渍,用于产生弹性体膜的组合物可能不需要敏化剂。
本领域技术人员将能够容易地改变弹性体手套或成膜组合物的组分以适合于情况。本领域技术人员还应理解,上面列出的特定化学品或化合物旨在代表可以用于配制形成弹性体膜的组合物的常规材料,并且仅旨在作为组合物的每种这样的组分的非限制性实例。然而,优选使用本文提供的组合物和指导,因为已经发现这些组合物和指导在实现所要求保护的具有可接受的性能特性的薄膜手套的生产中是最佳的。
应注意,胶乳组合物的许多组分是微粒状的,并且优选确保颗粒尺寸足够小以允许在模具的表面上浇铸超薄膜。如上所述,可以使用增溶的交联组合物作为交联剂(或交联剂之一)。已经发现在组合物中使用增溶形式的交联剂对超薄膜的生产是优选的,因为它使微粒组分的数量减少或最小化,否则所述微粒组分会通过覆盖颗粒密集组合物中的颗粒而增大膜的厚度。为了实现期望的弹性体特性,除了增溶的交联组合物之外,还有用的是包括第二交联剂(或其组合)。最有用的第二交联剂通常为固体形式,具有不同的颗粒尺寸。一些第二交联剂可以以增溶形式使用(例如硫可以是增溶的)。在本申请中,期望的是待使用的固体第二交联剂的颗粒尺寸小于5μm(即,至少95%的颗粒的尺寸小于5μm)。还期望不溶于胶乳组合物的任何其他固体组分具有小的颗粒尺寸。此外,期望将颗粒的数量(通过总微粒交联剂phr测量)控制在相对低的水平。这些因素允许形成薄膜产品,避免在浇铸在模具上的膜中交联剂颗粒在彼此之上过量积聚。
形成弹性体膜的组合物优选不含福尔马林。
最终的组合物制备阶段
如上所述将形成弹性体膜的组合物的所有组分组合,必要时注意避免可能引起凝结的pH突变(pH shock)。
在混合所有组分之后,则放置形成弹性体膜的组合物以使其熟化。熟化的长度可以根据交联剂的量和聚合物的羧化度而变化,其中聚合物是经羧化的。为了除去配混聚合物(compounded polymer)内的气泡,可以将组合物放置至少2小时至18小时。通过将组合物保持在受控的升高的温度下,可以使具有合适添加剂的经配混的形成弹性体膜的组合物预熟化。例如,形成弹性体膜的组合物可以在40℃至60℃下保持例如约4小时至约24小时的时间,这取决于温度、聚合物的羧化度、硫化活化剂和硫供体的量和类型、pH稳定剂和乳化剂稳定剂以及润湿剂/表面活性剂的类型和数量。
制备弹性体制品,例如膜
将组合物形成为手套的形状,然后固化。固化以一般含义使用,是指进行交联的阶段。
将产品成形为期望的形状适当地涉及将手套状成型器(可以替代地称为模具)浸入组合物中。成型器可以是本领域已知的任何类型。在一些实施方案中,成型器属于下面详细描述的新类别之一。
制造手套的步骤如PCT/AU2014/000726和PCT/AU2014/000727中一般地描述的。然而,使用特定的步骤和条件控制手套的形成以便具有本申请所要求的非常低的厚度。此外,还控制成型器设计以允许形成超薄手套,如下所述。
一些实施方案中的方法步骤如下:
步骤(a)将成型器浸入凝结剂组合物中
将手套状成型器浸入通常称为凝结剂组合物的预备组合物中。凝结剂组合物通常包含溶解的多价离子。该程序在成型器的表面上留下带电离子的薄涂层。带电离子涂层有助于通过电荷相互作用控制随后在浸入胶乳组合物中之后保留在模具的表面上的用于形成弹性体膜的组合物(胶乳组合物)的量。
凝结剂中多价离子的浓度可以大致在凝结剂溶液的0.0重量%至20重量%的范围内(测量为多价离子溶液中的多价离子的化合物),这取决于弹性体膜层的期望厚度和待施加的层数(即一层或两层或更多层)。对于薄层的制备,浓度合适地在以下范围内:0.0%至20%、0.0%至15%、0.1%至20%、0.0%至12%、0.1%至12%、0.1%至10%、0.1%至5%、0.5%至12%、0.5%至10%、0.5%至5%、1.5%5520%、1.5%至15%、1.0%至10%、1.5%至10%、和1%至5%。
通常使用含阳离子多价离子的凝结剂,例如钙凝结剂。凝结剂可以选自氯化钙、氯化镁、氯化钠、和其他形式的一价和多价金属盐,其在溶解时表现出阳离子,因为膜的沉积需要在溶液中存在一些带正电的离子。
应注意,凝结剂组合物可以包含零量的凝结多价离子。可以在没有任何凝结剂的情况下生产手套。尽管情况如此,但是为了提供另一些有用特性,例如脱模特性,仍然可以将手套成型器浸入预备组合物(可以称为凝结剂组合物,而不论是否存在凝结多价离子)中。除了常规凝结剂之外或代替常规凝结剂,可以使用热敏剂。
成型器所浸入的预备组合物通常称为凝结剂组合物,可以包含脱模剂。脱模剂是有助于在剥离时从成型器释放固化的手套产品的试剂。脱模剂是微粒状脱模剂。合适的脱模剂的实例包括硬脂酸盐,例如碱金属硬脂酸盐和碱土金属硬脂酸盐——即,硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钾——聚合物脱模剂、有机硅微粒材料等。在优选的实施方案中,脱模剂是硬脂酸盐。
在胶乳浸渍步骤之前,需要将脱模剂施加至成型器的表面,并且脱模剂是平均颗粒尺寸小于15μm的微粒状脱模剂是有利的。在一些实施方案中,其可以小于14μm、小于13μm、小于12μm、小于11μm、或小于10μm。这样的颗粒尺寸是指D95颗粒尺寸(即至少95%的颗粒在该颗粒尺寸范围内)。
本申请人在进行大量测试工作期间假定需要大量的脱模剂以使非常薄的、相对精细的手套从成型器剥离。然而,本申请人发现使用大量脱模剂来帮助从模具上剥离(滑动)固化的手套产品不利地影响制品特性,包括手套厚度的均匀性,这导致在试图剥离时产生薄弱的区域并因此破损。较大量的脱模剂的应用还影响最终产品的颜色。也就是说,最常用的脱模剂是深色的,虽然在较厚的手套中这可以是模糊的,但是超薄手套不包含足够的体积来减弱脱模剂的变暗效果。用大量脱模剂生产的产品具有不期望的灰色外观。
本申请人试图避免使用脱模剂来避免这些挑战,但是发现不可能在不显著影响生产成本和产生手套产品的其他不期望品质的情况下采取该步骤。
最终,如果将脱模剂的颗粒尺寸最小化(即,使其在上述尺寸范围之一内),并且同时将成型器的表面粗糙度控制在特定范围内,则提供适当的特性平衡,其使得能够使用常规的手套生产线(具有常规的手套生产速度)生产品质良好的超薄手套。
就成型器表面而言,修改成型器生产成受控表面粗糙度(Sz)在28μm至42μm范围内。将表面粗糙度小心地控制在足以允许胶乳组合物的粘着(pick-up)(不从成型器滴下/汇集),并实现在成型器上形成足够均匀的胶乳膜层。将其与凝结剂中的脱模剂的颗粒尺寸组合也有助于生产具有较少缺陷的强膜。较大的脱模剂颗粒可以改变经凝结剂浸渍的成型器的表面,并产生准粗糙度区域,这降低了这样的脱模剂颗粒积聚处的膜厚度。
下面详细描述根据优选实施方案的用于生产手套的成型器的表面粗糙度。
凝结剂组合物可以根据需要包含任何其他另外的试剂。实例包括表面活性剂、增稠剂和消泡剂。增稠剂可以是基于纤维素的增稠剂或其他。
适用于本申请的凝结剂中的组分的典型量如下:
-凝结剂离子:0重量%至20重量%(例如基于钙的凝结剂)
-脱模剂:0.1重量%至5.0重量%(例如硬脂酸盐)
-表面活性剂:0重量%至1.0重量%,例如0.001重量%至1.0%重量
-增稠剂:0重量%至1.0重量%,例如0.01重量%至1.0重量%
-抗形成剂:0.001重量%至1.0重量%。
将模具下降到凝结剂中的时间段可以为1秒至30秒,例如2秒至30秒、1秒至10秒、或1秒至5秒。然后,模具在凝结剂中的持续时间或停留时间适当地为0秒至50秒,例如1秒至50秒、或1秒至30秒。在一些实施方案中,模具在凝结剂中的停留时间为1秒至10秒。在一些实施方案中,模具在凝结剂中的停留时间可以长于30秒。模具从凝结剂中移除的时间段可以为1秒至30秒,例如3秒至30秒、或1秒至10秒。在一个实施方案中,总时间段可以为10秒至24秒。模具所浸入的凝结剂的温度可以例如为30℃至80℃。
应注意,在浸入凝结剂或胶乳(见下文)中的情况下,用于下降(“进”)的时间包括从模具首次接触凝结剂或胶乳组合物直到完全浸没(即浸渍期间模具下降的最低点)的时间。移除或上升(“出”)的时间包括从模具上升开始直到模具从凝结剂或胶乳中完全移除并且刚好断开与凝结剂/胶乳表面的接触的点的时间。
还应注意,本文所示的浸渍时间的时间段取决于手套生产线的生产速度和生产线中存在的槽的尺寸。这些浸渍时间段适合约3.3米至8米的凝结剂有效长度和20米/分钟的线速度,这是薄膜手套生产的常规线速度。下面所示的胶乳浸渍时间适合相同线速度下5米至8米的胶乳有效长度。可以对具有不同槽长度和不同线速度的生产线进行调整。
步骤(b)干燥或部分干燥浸渍的成型器
在步骤(a)的浸渍之后,将成型器干燥或部分干燥。
步骤(i)将成型器浸入形成弹性体膜的组合物中,以在模具上产生形成弹性体制品的组合物的层
将成型器浸入包含如上面详细描述的组分的用于产生弹性体膜的组合物(即,胶乳组合物)中。浸渍的持续时间、温度和成型器表面温度可以如上面提到的PCT公开中所述。浸渍的持续时间或停留时间是指从手套成型器完全浸入组合物的点开始直到手套成型器开始从组合物中移除的点所需的时间。
成型器在浸渍槽中持续一段时间以确保成型器被均匀地涂覆,但不长到发展为比必要的更厚的涂层。将模具下降到浸渍槽或胶乳组合物中的时间段可以为1秒至30秒,例如2秒至30秒、1秒至10秒、或1秒至5秒。然后,根据所需的涂层厚度,成型器在浸渍槽中的停留时间可以为约0秒至50秒,例如约1秒至50秒、0秒至15秒、1秒至15秒、2秒至15秒、0秒至10秒、1秒至10秒、5秒至20秒、10秒至30秒、15秒至25秒、20秒至40秒、25秒至40秒、30秒至40秒、或20秒至50秒。从胶乳中移除模具的时间段可以为1秒至30秒,例如3秒至30秒、1秒至30秒、或1秒至20秒。在一些实施方案中,总时间段可以为约3秒至50秒,例如5秒至30秒。在一些实施方案中,时间段可以为15秒至24秒。
成型器所浸入的组合物的温度通常在10℃至60℃的范围内,例如10℃至50℃、15℃至50℃、20℃至50℃、25℃至50℃、25℃至45℃、20℃至40℃、或20℃至35℃。优选地,将成型器所浸入的组合物用冷水不断冷却,并且将胶乳浴温度保持在20℃至35℃,例如20℃至30℃,更优选25℃。在一些实施方案中,使组合物在槽中不断循环以避免形成弹性体膜的组合物中包含的化学品的乳液化和沉降。
优选地,成型器的表面温度不超过形成弹性体膜的组合物的温度大于80℃。本申请人已经发现,如果成型器的表面温度比用于产生弹性体膜的组合物的温度高大于80℃,则可能发生成型器上的形成弹性体膜的组合物的涂层的收缩。在一些实施方案中,成型器的表面温度低于形成弹性体膜的组合物的温度。然而,通常,成型器的表面温度比形成弹性体膜的组合物的温度高约20℃至60℃。
如果生产单膜层手套,则进行的下一步骤是步骤(v)。
步骤(ii)任选的将成型器上的形成弹性体膜的组合物的层干燥或部分干燥的步骤——如果是单膜层手套则不进行
如果进行第二浸渍,则将形成弹性体膜的组合物的初始层在成型器上干燥或部分干燥。可以根据需要控制干燥阶段的时间和温度,以确保第二层在第一层上的粘合/混合。
步骤(iii)任选的将涂覆有干燥或部分干燥的形成弹性体膜的组合物的层的成型器浸入形成弹性体膜的组合物中,以在成型器上产生形成弹性体膜的组合物的另一个层的步骤
此步骤是任选的,并且在生产多层制品时存在。第二浸渍的条件可以与第一浸渍的条件相同,或者该浸渍可以在不同的总固含量下进行,并且持续更短的停留时间。
成型器在浸渍槽中持续一段时间以确保成型器被均匀地涂覆,但不长到发展为比必要的更厚的涂层。将模具下降到浸渍槽中(胶乳组合物中)的时间段可以为1秒至30秒,例如2秒至30秒、1秒至10秒、或1秒至5秒。然后,根据所需的涂层厚度,成型器在浸渍槽中的停留时间可以为约0秒至50秒,例如1秒至50秒、1秒至20秒、0秒至15秒、1秒至15秒、2秒至15秒、0秒至10秒、或1秒至10秒。在一些实施方案中,第二浸渍步骤的停留时间可以更短,例如为约1秒至15秒,例如约1秒至10秒、或1秒至5秒。从胶乳中移除模具的时间段可以为1秒至30秒,例如3秒至30秒、1秒至30秒、或1秒至20秒。在一些实施方案中,总时间段可以为约3秒至50秒,例如5秒至30秒。
成型器所浸入的用以产生另一层的组合物的温度通常在10℃至60℃的范围内,例如10℃至50℃、15℃至50℃、20℃至50℃、25℃至50℃、25℃至45℃、20℃至40℃、或20℃至35℃。优选地,将成型器所浸入的用以产生另一层的组合物用冷水不断冷却,并且将胶乳浴温度保持在20℃至35℃,例如20℃至30℃,更优选25℃。在一些实施方案中,使组合物在槽中不断循环以避免形成弹性体膜的组合物中包含的化学品的乳液化和沉降。
优选地,成型器的表面温度不超过形成弹性体膜的组合物的温度大于80℃。本申请人已经发现,如果成型器的表面温度比用于产生弹性体膜的组合物的温度高大于80℃,则可能发生成型器上的形成弹性体膜的组合物的涂层的收缩。在一些实施方案中,成型器的表面温度低于形成弹性体膜的组合物的温度。然而,通常,成型器的表面温度比形成弹性体膜的组合物的温度高约20℃至60℃。
步骤((iv)任选地重复干燥或部分干燥步骤(ii)和另外的浸渍步骤(iii)
该步骤是任选的,并且优选不进行。在任选的步骤(iii)中形成第二膜层之后,该步骤产生三个或更多个膜层。
干燥和固化之前任选的另外的步骤
可以采取进一步的步骤来微调弹性体膜或制品的制造。这些步骤的细节如上面提到的PCT公开中所述。简言之,可以浸取(leach)膜或制品以除去可提取组分,可以具有施加的涂料,可以进行成珠(beading)/卷边(cuffing cab)和/或可以使产品通过固化或硫化炉以蒸发膜中的水,并实现更好的交联。
步骤(v)使成型器上的层状弹性体膜干燥和/或固化
对通过浸渍步骤产生的弹性体膜层按照常规程序进行干燥和/或固化。该步骤的细节如上面提到的PCT公开中所述。
干燥和固化之后任选的另外的步骤
在干燥和/或固化之后可以发生的任选的步骤可以包括冷却、氯化、后固化漂洗、聚合物涂覆和另外的干燥步骤中的一者或更多者。还可以将固化膜冷却/氯化/在热水中浸取后中和,以及任选地浸入润滑剂溶液或任何有机硅/不含有机硅聚合物中,以帮助剥离和更好的穿戴。这些任选的步骤的细节如上面提到的PCT公开中所述。
步骤(vi)剥离
在形成过程结束时将手套从成型器剥离。
通常使用机器或自动剥离设备进行剥离。在机器剥离期间,使用诸如压缩空气应用、空气和机械传动的组合、以及机械剥离(其涉及自动化来模拟将手套从袖口脱离模具的人体运动)的技术从成型器移除手套。通过机器而不是手工剥离,虽然更具成本效益,但是要求手套足够坚固以承受机械施加的剥离压力,并且要求手套容易从模具表面“释放”(滑脱或滑过表面)。在常规的薄手套制造中,可能存在低程度的手套移除失败(即,未完全从成型器移除的手套的百分比低),其在成型器进行洗涤之前被手动移除。在超薄手套制造的情况下,上述手套生产技术使得能够使用机器剥离设备,因此节省了相当大的成本。剥离失败率保持在相对低的水平,使得至少90%的手套通过机器剥离被成功地移除,并且通常至少92%、95%、98%或更高百分比的手套被成功地移除。
在生产其他更高价值的浸渍产品时,也可以使用其他剥离技术,例如空气/水喷射剥离。空气喷射剥离并未广泛用于手套生产中。
成型器
常规的成型器可以用于生产超薄手套,尽管手套的品质和/或缺陷率可能会受到在这样的成型器上生产的不利影响。在一些实施方案中,使用上述类别之一的成型器(即受控粗糙度成型器和/或袖口有条纹的成型器)作为用于生产超薄手套的成型器。这样的(新的)成型器也可以更普遍地用于生产弹性体手套,包括标准膜厚度的手套(包括手掌厚度为至少0.05mm的手套)。
手套状成型器可以包括(i)手掌区、(ii)袖口区、(iii)指间区、和(iv)手指区。这些区的位置和大小在下面描述。
在优选的实施方案中,手掌区的表面粗糙度(Sz)为28μm至42μm。优选袖口区也具有该表面粗糙度。
除非另有说明,否则在提及表面粗糙度时,应将其解读为是指最大峰尺寸(Sz)。在表面粗糙度测量的非接触方法中,使用光学显微镜适当地测量Sz。Sz是区域的最大轮廓高度的测量,并且是在限定的区域内最大峰高度值和最大凹坑深度值的总和,以μm计。Sz是Rz的面积延伸,Rz是沿2D线的曲线的最大高度轮廓的测量,计算为沿着线长度的最大峰和最大谷的总和。Sz通过合适的仪器自动计算,例如Keyence VHX-6000高分辨率数字显微镜。测量结果根据ISO 25178计算。手套的区中或成型器的特定区中的表面粗糙度通过在该区的中央处或中央附近的一个位置处进行表面粗糙度测量来评估。
成型器在手掌处的Sz优选为28μm、29μm、30μm、31μm、或32μm的最小值。成型器在手掌处的Sz在每种情况下优选为42μm、41μm、40μm、39μm、38μm、37μm、或36μm的最大值。可以将任意最小值和最大值组合以形成范围。合适的范围包括29μm至40μm、30μm至38μm、30μm至36μm、29μm至36μm、或29μm至34μm。
在一些实例中,表面粗糙度(Sz)取自VHS-6000数字显微镜的读数,四舍五入到最接近的整μm值。
控制表面粗糙度不仅影响膜的均匀度,而且影响膜对模具的粘附性,以及固化膜从模具的释放。成型器必须足够粗糙以使液体胶乳组合物粘附,但是然后不那么粗糙以至于固化产物过度粘附。本申请人出乎意料地发现了允许超薄手套的商业规模生产的平衡。手套可以在常规的手套浸渍线上生产(虽然可以对成型器、组合物等进行修改),而没有生产速度的任何减慢(或过度减慢),生产速度对生产每单位产品的总成本至关重要。还期望将表面粗糙度与凝结剂中的脱模剂的低颗粒尺寸组合。
在一些实施方案中,成型器的手掌区的表面粗糙度(Sz)不同于指间区和手指区中的一者或两者的表面粗糙度。
在一些实施方案中,手掌区和袖口区一起包围成型器表面(具体地,成型器表面的浸渍区)的至少50%,并且组合的手掌和袖口区具有在先前指出的手掌区的范围内的表面粗糙度。
在另一个实施方案中,成型器是袖口有条纹的成型器。在该实施方案中,手套状成型器包括袖口区,该袖口区包括具有肉眼可见的粗糙表面的袖口条纹区域。袖口条纹区域的表面粗糙度(Sz)适当地大于袖口条纹区域外的袖口区的表面粗糙度(Sz)。成型器的袖口条纹区域在手套生产的预浸取阶段期间对胶凝胶乳组合物在成型器上的滑动提供阻力。将成型器以手指向下方向浸渍,袖口条纹处于最上端。将成型器浸入胶乳中,直到成型器的袖口条纹区域部分浸入胶乳中,然后将其取出,使得成型器上胶乳的上边缘位于袖口条纹区域内。在稍后的胶乳胶凝和洗涤阶段,胶凝胶乳可能会滑下成型器表面,产生缺陷。袖口条纹区域在成型器上的手套的上端提供阻力区,其防止否则就可能发生的胶凝胶乳的滑动。这样的特征对于已经发现存在较大的滑动倾向的超薄膜手套的生产特别有针对性。在一些实施方案中,袖口条纹区域的表面粗糙度至少与手掌区和袖口区二者的表面粗糙度一样高或者更高。在一些实施方案中,袖口条纹区域表面粗糙度是手掌区表面粗糙度的至少110%。在这样的袖口有条纹的成型器中,袖口条纹区域的表面粗糙度可以为30μm或更大,例如33μm或更大。在上面的讨论中,袖口区是指袖口条纹区域外的袖口区的一部分。
袖口条纹区域的Sz可以为30μm、31μm、32μm、33μm、34μm、35μm、或36μm的最小值。Sz没有特别限制,但其可以想象为高达36μm、37μm、38μm、39μm、40μm、41μm、42μm、43μm、44μm、45μm、46μm、47μm、48μm或更大。可以将最小值和最大值没有限制地组合。
图4和图5中示出了各个区——(i)手掌区P、(ii)袖口区C、(iii)指间区BF、和(iv)手指区F的位置。该图示出了手套成型器1,其具有包括手掌区2、袖口区3、指间区4和手指(指尖)区5的区。在图4中,区2至5被示为具有较小的尺寸,由数字之后的a表示。在图5中,区2至5被示为较大的尺寸,由b表示。每个区可以限定如下:
P:手掌区(图4中的(2a)和图5中的(2b))在手套的对应于手的手掌的区域中。这可以存在于成型器的每一侧,并且可以作为围绕成型器的任一侧延伸的连续区存在,因为每个成型器用于制造相同形状的手套以便戴在左手或右手二者上。因此,手掌区通常围绕成型器的手指和袖口之间的中间部分延伸。手掌区为4cm2的最小值(见图4中的2a)。手掌区可以从末端手指区(图5中的6所示)延伸远至袖口区的开始(其通常开始于距离最远的指尖200mm的线周围——由图5中的虚线8标记)。图5中的(2b)表示手掌区的较大尺寸变型,不过应注意,手掌区的长度将取决于袖口区终止的位置(参见下面的讨论)。当进行复数次手掌区表面粗糙度测量时,这些可以例如在手掌区内均匀地间隔开。例如,可以在手掌区中心的2cm×2cm正方形区域的四个拐角处进行测量。
C:袖口区延伸为宽度为至少20mm的带,其包围距离最远指尖超过200mm的区域,如图4中的(3a)所示。通常,袖口区包围成型器的较宽区域,其覆盖如图5中所示的虚线8(其距离最远的指尖200mm)至虚线10之间的区域,这对应于预期的成型器上的浸渍深度。袖口区可以进一步延伸,以包围图5中从线9延伸至线10的标记为X1的区域。因此,袖口区的长度可以是图4中的(3a)所示之处至图5中的X1所示之处之间的任何地方。根据上述实施方案,可以存在袖口区的子部分,称为袖口条纹区域(在图4中标记为7a,在图5中标记为7b),其具有比剩余的袖口区更高的粗糙度。袖口条纹区域的宽度可以是20mm的最小值(参见图4中的(7a),并且在成型器的对应于预期浸渍深度的整个区域中延伸。这可以对应于手套的成珠区。袖口条纹区域的宽度可以最高至40mm(参见图5中的7b)。
BF:指间区4是指成型器的相邻手指部分之间的分叉部。指间区适当地是在整个分叉部区域内延伸的任何合适形状的1cm2的最小面积(参见图4中的(4a))。指间区可以延伸到任何合适尺寸的最高至约4cm2大小的区域(参见图5中的(4b))。
F:成型器包括5个手指(在这种情况下,拇指被分类为手指)。手指区5覆盖至少从每个手指的指尖延伸的手指长度的前1/5。图4中的(5a)表示最小尺寸区域。手指区可以延伸到手指部分的全长的2/3,从指尖处开始(参见图5中的(5b),终止于图5中数字6所示的线处)。手指区可以进一步延伸,例如延伸到手指的末端,在那里其可以与手掌区和指间区的起点相遇。手指区不包括指间区4。
对于未说明的区之间的任何区域,粗糙度可以设置为任何合适的值。通常,手套将被分成多个区,使得所示的四个区中的每一个(加上袖口的袖口条纹区域)将彼此邻接。作为一个实例,手掌区可以部分地延伸一直到成型器的手指,终止于手指区开始的点(例如,图5中的点6)。在一个区和下一个相邻区的粗糙度之间可能存在逐渐过渡,或者在相邻区之间可能存在明显的划界。
应注意,上述组的一些相邻区的粗糙度值是相同的,因此在这样的情况下不需要区分一个区的结束和下一个区的开始。在相邻区之间的粗糙度值不同的情况下,可以检测到不同粗糙度的区域。
超薄手套的形成的控制
在一些实施方案中,控制凝结剂浸渍步骤和胶乳浸渍的组合以确保在模具上的超薄涂层。根据特定实施方案的条件的合适组合如下:
-基于多价离子浓度(例如钙),混凝剂浓度为0%至10%,例如0.1%至10%、1%至10%、0.1%至7%、1%至7%,优选1%至5%;
-涵盖将模具下降到凝结剂槽中、停留时间和从凝结剂槽上升的总时间段为10秒至24秒;
-胶乳总固含量为约1%至20%,例如约3%至约12%;
-涵盖将模具下降到胶乳浸渍槽中、停留时间和从槽中上升的总时间段为15秒至24秒。
条件可以包括如前所述的脱模剂颗粒尺寸。条件可以包括前述凝结剂中的脱模剂的含量。条件可以包括在具有如上所述的表面粗糙度特性的成型器上形成手套。条件还可以包括如前所述的交联剂的浓度。条件还可以包括如前所述的交联剂的特性。
指套
本申请还扩展到指套及其制造方法。
指套是仅用于手指的一次性屏障,并且在不需要完整手套的情况下使用。指套可以通过与上述手套生产相同的技术并使用相同的组合物制成,其中一个区别在于模具的形状和随之产生的产品形状/尺寸。指套包括手指部分和珠状边缘。在指套的情况下,手指厚度是整个产品厚度的指标,并且影响产品的重量。
根据这些方面,提供了合成弹性体指套,其:
(a)厚度小于0.05mm;
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;和/或
(c)断裂伸长率为700%以下。
厚度是指手指厚度。手指厚度的优选厚度如以上在手套的手指厚度的上下文中所规定的,尽管限于小于0.05mm的厚度。
上述手套的模量和伸长率值同样适用于指套的生产。使用本文所述的技术,可以生产这样具有如上所述的伸长率和模量值的超薄指套。
根据本发明,还提供了制造上述合成弹性体指套的方法,其包括:
-将手指形成型器浸入形成弹性体膜的组合物中;
-使成型器上的形成弹性体膜的组合物固化以生产合成弹性体指套。
用于制造指套的条件(包括组合物细节)如上对手套所述,作出一些修改以适合于指套生产。一项修改是成型器为手指形成型器。手指形成型器的表面粗糙度(Sz)优选为28μm至42μm,或者在以上对受控粗糙度成型器的手掌区指出的任何较窄范围之间。手指形成型器还优选具有比与条纹区域相邻的手指区的表面粗糙度更高的表面粗糙度(Sz)的条纹区域。这对应于手套状成型器中的袖口条纹区域。另一项修改是将模具浸入凝结剂和浸入胶乳(涵盖下降、停留和上升)的时间段较短,因为模具的尺寸/长度较小,其需要较短的时间来下降和上升以完全浸入凝结剂或胶乳中。总时间段适当地为对上述手套生产所规定的一半。
在权利要求和前面的描述中,除非上下文由于明确的语言或必要的含义而另外要求,否则词语“包括”或诸如“包含”或“含有”的变体以包含的含义使用,即指定存在所述特征但不排除在本发明的各个实施方案中存在或添加其他特征。
实施例
现在将参考以下非限制性实施例进一步详细描述本发明,所述实施例涉及弹性体膜手套的制备。
生产弹性体手套的一般性程序
在下面列出的实施例中,除非相反地指出,否则使用以下一般性程序来生产弹性体手套。
1.交联组合物的制备
将作为所选多价金属源的一份铝酸钠与作为碱的1份氢氧化钠和1份氢氧化钾以及作为稳定剂的1份甘油一起与6份水组合。然后,将该初始浓缩物的一部分与10份水组合,得到包含96份水和各1份铝酸钠、NaOH、KOH和甘油的交联组合物。将该组合在升高的温度(通常为约95℃,但为80℃至沸点的任何温度)下加热,以通过形成带负电荷的多价金属络合离子来溶解多价金属。获得的交联组合物中金属离子的浓度分别为总溶液的0.66重量%或0.33重量%。溶液的pH在约12至13的范围内。
2.胶乳组合物的制备
使用3%氢氧化钾溶液将以约45%或更大的总固含量供应的市售合成羧化聚合物的水混悬液稀释至中等总固含量。添加的氢氧化钾溶液的量使得提供实施例中指示的KOH的量(phr)。基于期望的KOH的phr量和胶乳组合物的浸渍组合物的最终总固含量,选择稀释混悬液的实际总固含量。最终总固含量可以为3%至15%之间的任何值。对于总固含量为约5%或10%的最终胶乳组合物,如这些实施例中所用,初始稀释度为约25%至30%。如此产生的稀释混悬液的pH为9.0以上,通常在9.2至9.6的范围内。
将合成羧化聚合物的稀释混悬液置于混合容器中,并添加表面活性剂。表面活性剂的量和特性如实例中所示。接着,在不断搅拌下非常缓慢地添加交联组合物。添加交联组合物的量使得对聚合物提供所需phr的多价金属。考虑到实施例中使用的流的浓度,两种组分的相对量为约0.1份交联组合物比100份聚合物混悬液。这进一步降低了聚合物的总固含量更接近于20%。
接下来,添加任何第二交联剂。添加顺序如下。首先,添加任何固体氧化锌或氧化镁(如果使用的话)。然后,添加硫和硫供体。
最后,添加最终粉末材料在水中的分散体。这包括二氧化钛和抗氧化剂。每种包含物的量是提供胶乳组合物的目标配制物所需要的。在添加固体组分之后,可以通过添加另外的碱(本实施例中的3%KOH溶液)来微调pH。实施例的胶乳组合物的最终配制物的总固含量为约5%至10%。在另一些情况下,对于薄膜手套的形成,其可以为3%至15%。
3.洗涤
对成型器进行预洗涤,以在移除先前在成型器上制成的手套后,除去任何残留的残留物。将成型器在温和的酸/碱和热水中清洗。然后通过鼓风机吹气或气帘或使用具有温度为105℃以上的热空气的烘箱干燥成型器。
4.凝结剂浸渍
将清洁的干燥成型器浸入凝结剂浴中,该浴含有0重量%至50重量%的硝酸钙溶液。凝结剂还含有0.1重量%至5.0重量%的金属硬脂酸盐、合适的润湿剂(0.001%至1.0%)和消泡剂(0.001%至1.0%)。在一些实施方案中,不需要凝结剂浸渍。在这里实施的实施例中,除了上述金属硬脂酸盐(硬脂酸钙)、润湿剂和消泡剂之外,凝结剂还包含2%至4%的硝酸钙。浸入凝结剂中的总时间段为约10秒至24秒,包括下降和上升进入凝结剂的时间段(从模具首次接触凝结剂组合物的表面的时刻开始,到完全从凝结剂组合物中移除)。该时间段可以更一般地应用于本文描述的实施方案,并且不应被解读为仅应用于这些实施例。
5.干燥
将涂覆有凝结剂的成型器在热空气循环烘箱中在约110℃至130℃的温度下干燥。
6.浸渍步骤
将涂覆有干燥的凝结剂的成型器浸入含有上面步骤2中所述的胶乳组合物的槽中。将组合物保持在约20℃至35℃的温度下,并在槽中不断循环以避免固体的乳液化和沉降。成型器可以浸入组合物中2秒至60秒,优选约2秒至约15秒的总时间段,该时间段从开始下降到胶乳中(即,当模具首次接触胶乳组合物时)到模具的上升结束(即,当模具完全从胶乳中移除时)。在这里实施的实施例中,下降时间段(“进”)为约2秒至6秒,停留时间为约0秒至8秒,上升时间(“出”)为约3秒至15秒,总时间段为约5秒至30秒。这些时间段可以更一般地应用于本文描述的所有实施方案,并且不应该被解读为仅应用于这些实施例。
7.干燥
将涂覆有组合物的成型器在胶凝烘箱中在约100℃至300℃的温度下胶凝,持续时间为2秒至300秒。在这里实施的实施例中,干燥条件为110℃下持续60秒。
8.预浸取
该步骤是任选的。在单次浸渍弹性体的情况下,按照该顺序完成预浸取。在多次浸渍胶乳组合物的情况下,该步骤在最终浸入胶乳组合物中然后胶凝之后完成。通过在温水中清洗一小段时间来进行预浸取。对成型器上的胶凝膜涂层在环境温度和95℃之间的任何温度下在一系列槽中进行预浸取。在实施例中,其通常为约55℃。
9.第二浸渍步骤
该步骤是任选的,并且如果要在形成弹性体膜的组合物的初始层上形成另一层弹性体膜,则进行该步骤。将成型器上的胶凝弹性体膜涂层浸入含有胶乳组合物的槽中,该胶乳组合物含有给定实施例中指定的组分(如通过步骤2制备)。将组合物保持在约20℃至40℃的温度下,并在槽中不断循环以避免固体的乳液化和沉降。将成型器浸入组合物中,停留时间为5秒至90秒。在这里实施的实施例中,第二浸渍停留时间为8秒。
10.胶凝/预浸取/成珠
该预浸取步骤是任选的,并且在形成另一层弹性体膜之后多次浸渍胶乳组合物的情况下按照该顺序进行。在第二浸渍步骤之后对产品进行胶凝和预浸取以及成珠。在在线聚合物涂覆的情况下,顺序是胶凝/预浸取/聚合物涂覆/成珠。
在单次浸渍弹性体的情况下,如上所述完成预浸取。在浸渍步骤之后对产品进行胶凝和预浸取以及成珠。在在线聚合物涂覆的情况下,顺序是胶凝/预浸取/聚合物涂覆/成珠。
成珠、干燥和预浸取步骤可以以任何顺序进行。根据袖口成珠(cuff beading)的品质,成珠和固化前浸取的过程可以交换。
11.固化
然后使珠状手套固化。固化在约80℃至150℃下进行约15分钟至30分钟,这取决于膜厚度和预期的最终产品物理特性。
12.后浸取/润滑剂/最终干燥/剥离/翻滚
在手套产品的情况下,固化的弹性体制品可以经受一个或更多个加工步骤,包括后浸取、氯化(注意这可以替代地在固化之前发生)、中和、另外的固化/表面处理和/或润滑剂应用(例如通过浸入润滑剂组合物中)。将手套从成型器剥离并干燥。然后可以包装。在需要另外的固化或表面处理时,可以使用热空气在约80℃至120℃的温度下翻滚手套约15分钟至120分钟。
成型器
将由商业供应商生产和供应的常规成型器用于实施例1至5。实施例6至7中使用的成型器如那些实施例中详细描述的那样。
用于生产指套的一般性程序
可以将与上述手套生产相同的一般性程序用于指套的生产。不同之处在于模具的形状,以及凝结剂和胶乳中的停留时间减半(由于达到完全浸渍和从凝结剂/胶乳中完全移除的时间段较短)。
测试程序
对于所有实施例,进行测试以确定膜的以下特性:
·在300%下的模量
·在500%下的模量
·拉伸强度(MPa/Psi)(1MPa=145Psi);
·伸长率(%);以及
·断裂负荷(N%)。
基于由手套标准设定的样品尺寸,通过根据ASTM D 412-06a(2013)进行的测试程序测量拉伸强度、300%和500%模量下的应力和断裂伸长率。还对手套测试根据EN455测量的断裂负荷(或断裂力)。标准很容易获得。这些测试可以应用于多层膜和手套(例如用于医疗应用的检查手套)。在结果的所有表中,表示拉伸强度、在300%下的模量和在500%下的模量的值以MPa为单位,伸长率(或断裂伸长率)和断裂负荷以%计。
测量缺陷,结果以每百万的缺陷(DPM)或AQL表示。根据ISO 2859-1(参见ISO2859-1的表I和IIA)进行统计控制,并且根据ISO 13485进行品质控制。
一般配方
以下列出了组合物的典型配方。
在每个实施例中,使用上文概述的一般性程序的步骤1,由所示总配方的选定组分制备交联组合物。根据一般性程序的步骤2和3,以产生相关表中给出的胶乳组合物的量将交联组合物与市售的合成聚合物(其特性在实施例中概述)组合。使用一般性程序的步骤由胶乳组合物生产手套。
实施例1
使用下面所示的组合物生产手套,各自含有增溶的铝酸钠。
聚合物=市售的羧化丙烯腈丁二烯胶乳
抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂Lowinox CPL。
铝酸钠——phr量是指总铝酸钠。将其以交联组合物的形式添加,该组合物包含增溶的铝酸钠(基于橡胶,量为0.1phr至0.3phr)、氢氧化钠(0.1phr至0.3phr)、氢氧化钾(0.1phr至0.3phr)、甘油(0.1phr至0.3phr)和水,其中交联组合物中的水浓度为96%。
手套按照上述一般性程序使用下表中列出的不同尺寸手套的浸渍参数生产:
手套的尺寸列于下表中:
测试所生产的膜的特性,并列于下表中:
2克手套
结果分析:
生产的低重量手套具有良好的物理特性。
对于2克手套,老化前拉伸强度值为30MPa至34MPa,并且老化后拉伸强度值为35MPa至40MPa。考虑到丁腈橡胶检查手套的ASTM标准规范(ASTM D6319)对检查手套的最低要求为14MPa,即使这些手套重量低,它们也能轻松通过强度标准。具体地,本申请的手套不满足ASTMD6319中要求的最小厚度,但无论如何,这些都满足拉伸强度要求。考虑到超低厚度(在ASTM规定的丁腈手套水平以下),这是一项重大成就。
在未老化条件下的老化前断裂伸长率为640%至560%,在100℃下持续22小时的加速老化条件下为630%至540%。相对于ASTM标准规范对丁腈橡胶检查手套(ASTM D6319)的最低要求为未老化时500%和加速老化后400%,实施例1的2克手套优于要求。同样,本申请的手套不满足ASTMD6319中要求的最小厚度,但无论如何,这些都符合断裂伸长率要求。考虑到超低厚度(在ASTM规定的丁腈手套水平以下),这是一项重大成就。
生产的手套没有可见的缺陷或孔的迹象。手套膜表面完整并且整个手套都有粘性。
上述结果可以意味着可以生产具有良好特性的低重量手套。由于手套重量低,因此制作这些手套所需的材料较少,这允许它们以较低的成本生产。
实施例2
使用下面所示的组合物生产手套。
聚合物=市售的羧化丙烯腈丁二烯胶乳。
抗氧化剂为受阻酚类抗氧化剂Lowinox CPL。
手套按照上述一般性程序使用下表中列出的不同尺寸手套的浸渍参数生产:
手套的尺寸列于下表中:
测试所生产的膜的特性,并列于下表中:
2克手套
结果分析:
生产的低重量手套具有良好的物理特性。
对于2克手套,未老化拉伸强度值为24MPa至40MPa,并且老化后拉伸强度值为33MPa至44MPa。考虑到丁腈橡胶检查手套的ASTM标准规范(ASTM D6319)对检查手套的最低要求为14MPa,即使这些手套重量低,它们也将通过强度标准。
在老化前条件下,M300值从2MPa变化至10MPa,M500值从7Mpa变化至28Mpa。在老化条件下,M300值从3变化至7,M500值从10变化至23。这表明膜足够强以承受预期用途。
在未老化的条件下,断裂伸长率为580%至620%,在100℃下持续22小时的加速老化条件下,断裂伸长率为600%至630%。相对于ASTM标准规范对丁腈橡胶检查手套(ASTMD6319)的最低要求为未老化时500%和加速老化后400%,实施例2的2克手套优于要求。
生产的手套没有可见的缺陷或孔的迹象。手套膜表面完整并且整个手套都有粘性。
上述结果可以意味着可以生产具有良好特性的低重量手套。由于手套重量低,因此制作这些手套所需的材料较少,这允许它们以较低的成本生产。
实施例3
使用与形成手套所述的相同凝结剂和浸渍参数使用如上所述的组合物A至E和G至J生产指套,不同之处在于模具是手指形模具而且浸渍步骤的持续时间为:
-进——1秒至2秒;停留——0秒至3秒;出——1秒至5秒。
实施例4
使用下面所示的组合物生产标称2.2克重量的手套(注意实际重量可以为2.0克至2.2克)。这些组合物基于大部分的丁腈橡胶和少部分的聚异戊二烯或聚氯丁二烯。
XNBR是市售的羧化丁腈橡胶。
抗氧化剂如上所述。
使用常规成型器来制备本实施例的2.2克手套。
如下制作手套:通过将成型器单次浸入下述凝结剂组合物(进6秒,停留4秒,出6秒),并单次浸入上述形成弹性体膜的组合物中(进5秒,停留6秒,出7秒)。
凝结剂具有以下特性:
-8.5%至10.5%硝酸钙(溶解),
-2.0%至3.0%硬脂酸钙,颗粒尺寸为8微米至15微米(作为脱模剂)
-0.1%的辛基酚乙氧基化物表面活性剂,
-余量为水。
发现通过这种方法生产的手套在手掌处的厚度小于0.050mm,即0.04mm,通过了ASTMD5151的孔测试的自由度,并具有以下特性:
实施例5
在标准手套生产线上用标准成型器生产重量为(a)2.2克且手掌厚度为0.05mm以下(包括平均厚度小于0.05mm)的生产规模(商业规模)批次的手套,但是具有受控的配制物和浸渍时间。用于每个手套的组合物如下:
丁腈胶乳是市售的羧化丁腈橡胶。
凝结剂 重量%
硝酸钙重量% 8.5至10.5
硬脂酸钙重量%(CaSt) 2.0至3.0
CaSt的颗粒尺寸(微米) 8至15
辛基酚乙氧基化物表面活性剂 0.1
凝结剂浸渍特征
进(秒) 6
停留(秒) 4
出(秒) 6
胶乳浸渍条件
Latex TSC-槽I 12.5至13.5
pH-槽II 9.2至10.2
胶乳浸渍特征-槽1
进(秒) 5
停留(秒) 6
出(秒) 7
胶乳TSC-槽II NA
pH-槽II NA
胶乳浸渍特征-槽II
进(秒) 5
停留(秒) 6
出(秒) 7
测试32个2.2克手套样品的拉伸强度、在500%下的模量和伸长率。对每个样品产生老化前结果和老化后结果,其中老化后基于在100℃下持续22小时的加速老化测试。随着生产运行的进行,样品之间的差异减小,手套特性变得更加均匀。测试样品的平均结果如下:
在生产运行中,在开始时,在剥离站撕裂的手套多(17%、10%、5%),并且进行第二浸渍的未剥离的手套(没有从第一浸渍完全移除)数量高,达到3%。通过关于调整凝结剂中的抗粘剂(脱模剂)的百分量和适当的清洁的纠正行动,剥离次品率(即,未从成型器成功剥离的手套的百分比)降至2%以下,然后1%以下。进行第二轮浸渍的未剥离手套的数量从3%下降到0.01%,然后进一步下降到0%。
重新调整自动剥离机夹具以避免在剥离期间撕裂。调整成型器清洁阶段的清洁刷以使手套中的粉末痕迹最小化。
需要在避免粉末痕迹(来自微粒状脱模剂)和易于剥离手套之间找到良好的平衡。
注意到在屏障缺陷(针孔缺陷)率方面存在一些不一致性。试验早期的针孔水平较高,为约AQL 4.0(由ISO 2859-1确定),然后其慢慢下降至小于AQL 2.5甚至小于AQL 1.0或有时小于AQL 0.65。
通过生产规模试验,虽然可以生产具有所需物理特性且无缺陷的薄手套,但仍面临一些挑战。这包括低于期望的机器剥离有效率,以及高于期望的缺陷率如针孔缺陷和撕裂。
实施例6-成型器修改
提出该想法是为了修改成型器表面粗糙度以试图改善超薄膜手套的物理特性,特别是批次的超薄膜手套(例如500手套批次)的特性。
考虑具有高度均匀的表面的玻璃成型器,但是这些成型器产生光亮的膜并且需要不同的系统以允许将适量的形成弹性体膜的组合物粘着到成型器上。此外,玻璃成型器需要较低速度的浸渍线,这从生产成本的角度影响产品的可行性。
基于具有釉面的陶瓷成型器,得到表示为“1”、“2”和“3”的光滑手套状成型器。
使用上述实施例1B的胶乳配制物在这些成型器上制备手套,其中胶乳TSC为13%且pH为10.07。凝结剂的硝酸钙浓度为9.38重量%,硬脂酸钙为2.42%(基于3微米至13微米的颗粒尺寸——即,95%的颗粒为3微米至13微米)。生产1.8克重量的手套,并使用模具D对这些手套进行常规测试方案。结果列于下表中。
实施例7-成型器粗糙度测试和控制
进行进一步工作以测试使用更广泛的成型器生产的超薄膜手套的特性。
指导陶瓷成型器供应商生产具有不同粗糙度水平的成型器。这些成型器表示为成型器V4至V12。成型器由陶瓷材料制成,并且干燥/固化成所谓的生坯状态或“饼坯状态”。然后使成型器经受喷砂然后高温烧制(窑烧),或者经受撒砂(或陶瓷化合物)然后高温烧制(窑烧)。一些成型器用包含用于在烧制步骤期间产生更玻璃状的表面的试剂的陶瓷生产,以改善表面的光滑度。提供3至5个每种成型器类型以用于测试。
目的
进行测试以评估用不同程度的喷砂作为调整成型器粗糙度的手段而制成的成型器的性能。对在成型器上生产的手套测试膜的品质(屏障、粉末痕迹、膜滑动导致成珠不完全)、从成型器移除的难度以及手套最终产品的光泽性。
随后的假设和系统
将试验成型器V4至V12(每种2至5个)固定在标准手套生产线中,并使用一致的凝结剂和胶乳配制物使其经历最少2周的测试期,以使用每种成型器生产生产规模量的手套。还使用对照成型器(常规成型器设计)基于相同配制物和加工条件来生产比较手套。
将手套产品按成型器收集,并且按类型收集,并且以这些类别分析结果。手套产品根据相关标准按照既定的质量体系管理进行检查。根据ISO 2859进行统计控制,并根据ISO13485进行质量控制。
结果
a.屏障功能
进行屏障功能测试(针孔检测测试)以评估在成型器V4至V12上生产的膜的特性。从每种成型器(注意每种类型的成型器有3至5个)生产大量手套样品并分析手掌处的孔(孔P或HP)、袖口处的孔(孔CF或HCF)、手指分叉部处的孔(孔CR或HCR)、和指尖区域处的孔(孔F或HF)。每种成型器的样本量为:V4-360个手套;V5-540个手套;V6-900个手套;V7-540个手套;V8-900个手套;V9-480个手套;V10-900个手套;VI1-900个手套;V12-900个手套。结果示于下面。
对于V8、V10和V12成型器,总屏障缺陷分别为11、5、5,即V8有11/900件(12,222DPM),V10-5/900件(5556DPM),以及V12-5/900件(5556DPM)。总共有21/2700件(7777DPM),其中DPM意指每百万件的缺陷。
然而,将这些结果与撕裂缺陷(下面显示的结果)进行比较,将会注意到,对于这三种成型器,所获得的撕裂缺陷极其高:V8-67/900(74,0444DPM);V10-85/900(94,444DPM);V12-136/900(151,111DPM)。
由于滑动和/或自动剥离机不能抓紧手套而由剥离机引起撕裂缺陷。另一个问题是由一些成型器类型生产的手套的高表面光泽度。
b.孔-手指、手掌和总计
在总共检查的6420件中,手指处有12个针孔缺陷(HF)——12/6420-0.19%(1869DPM)。在对照(常规成型器)的情况下,发现HF缺陷为99/6420-1.54%(15420DPM)。
总(针孔)缺陷如下所示:
对照成型器的缺陷水平为50467DPM(324/6420)(在相同条件下同时运行)。与普通(对照)成型器相比,V4至V12成型器的缺陷水平更低。
V4至V12的每种成型器类型和对照成型器的手掌缺陷(手掌处的针孔缺陷)数量列于下表中。
c.粉末痕迹
关于手套的视觉外观,可以检测到的关键缺陷(特别是在有色产品中)是粉末痕迹,其中残留的粉末通过积聚在成型器上然后转移到手套上而粘附至手套,留下白色斑点或痕迹。在深色产品中,粉末痕迹可能非常明显,这会导致消费者拒绝手套。
在所有试验成型器上生产的手套中研究是否存在粉末痕迹,并且在常规检查和记录程序之后与对照成型器进行比较。粉末痕迹测试的结果如下:
有两种类型的成型器具有比其他成型器光亮得多的抛光表面。在这两种情况下,1800个检查件中没有检测到粉末痕迹。
本发明人已经假定凝结剂中使用的抗粘材料积聚在成型器表面的微尺寸裂缝中,并且一旦积聚很多,则抗粘粉末材料就会转移到手套中。控制成型器的粗糙度可以使制造商减少抗粘材料的积聚,因此可以避免粉末痕迹。
该表在倒数第二行中包括放在一起的所有试验成型器的总平均值。与对照成型器的1.73%粉末痕迹缺陷的结果相比,测试手套的作为%的缺陷水平为0.45%。
d.手套的光泽度或光亮
评估在每种成型器上生产的手套样品的表面光泽度,并对每种成型器类型确定被认为有过量光泽度缺陷的手套的数量。结果在下面列出:
成型器 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12
光亮率 0 0 2 1 3 1 4 2 5
成型器V6、V8、V10和V12比成型器V4、V5、V7、V9和V11更有光泽。将这些组合在一起并参考每百万的缺陷(DPM)对结果进行比较,获得以下结果:
结果表明,除了其他因素,成型器表面的光泽度程度对手套产品的光泽度水平有影响。虽然这对某些产品而言可能是减损,但有光泽表面的好处是残留物不易粘附至成型器表面,使成型器更容易清洁。
在手套生产中,有光泽的手套表面是不期望的。有光泽的手套给消费者带来手套光滑的印象,并且会导致戴手套的手所握住的物品的滑动,特别是在有水接触(例如洗涤)的应用中。
即使膜产生良好的质量屏障(就针孔缺陷和高拉伸强度而言),与低粗糙度成型器相关的视觉外观和光滑度也会减少用于生产手套(薄膜或其他)的具有极低表面粗糙度的成型器的选择。
e.膜强度
对使用成型器类型生产的膜/手套的拉伸强度进行测试。还测量了M500和断裂伸长率(%)。结果如下:
虽然如上指出,V12类型成型器获得了最高的拉伸强度,但这种成型器生产有过度光泽且具有较高的滑动特性的手套。观察到高表面粗糙度导致低拉伸强度并且低表面粗糙度导致高拉伸强度。为了获得最佳品量特性,例如高拉伸强度、低视觉缺陷、无光亮、较少的屏障缺陷和较低的光滑度,选择在不同点处的成型器粗糙度特性的组合以产生新成型器V13,如下面进一步详述的。
f.凝结剂涂层
本发明人在测试工作期间观察到,与常规成型器相比,在测试成型器的表面上存在改善的凝结剂涂层,并且凝结剂能够保持在模具的裂缝内并且作为涂层保留在模具表面的整个浸渍部分上。这对于形成弹性体膜的组合物的均匀粘着和均匀涂覆是重要的。
g.成型器上的粉末残留
本发明人在测试工作期间观察到,粉末状残留物在成型器V4和V6上积聚的趋势更大。
h.湿凝胶阶段的滑下
本发明人在测试工作期间还观察到,更有光泽的成型器表面可能导致在湿凝胶阶段期间,形成弹性体膜的组合物从袖口区域的顶部向手套的主体“滑下”成型器表面的更大趋势。然后,本发明人在具有视觉上可观察到的粗糙化或带条纹的表面的袖口区内的一端(成型器浸渍方向的上端)发展出袖口条纹区域。袖口条纹区域比成型器的袖口部分的其余部分更具纹理(更粗糙或更多条纹)。提供这种条纹可以改善湿凝胶对模具的夹持,并避免凝胶态膜滑下成型器。在手套生产的后期阶段期间,袖口条纹区域成珠或卷起以形成手套的珠状开口。
i.预浸取后的滑下
手套生产期间的预浸取旨在除去湿凝胶中的可溶性物质并减少污染物的存在。不适当地除去这样的污染物会影响手套在使用时或在储存期间的性能。当经湿凝胶涂覆的成型器通过预浸取站时,它们受到通过成型器在预浸取水浴内的运动而作用在成型器和凝胶上的直接流体力。如果凝胶对成型器的粘合性不够好,则膜会变形。
本发明人发现,对于具有更高光泽度的成型器——V10和V12,在该阶段期间滑动的趋势更大。在最坏的情况下,通过手套表面中存在的折叠或褶皱观察到这样的滑动。因此,与避免在预浸取期间/之后的滑下相比,优选控制表面粗糙度以确保包括拉伸强度的特性的平衡。
j.不均匀的珠-珠撕裂
根据上述(h)和(i),成型器上的滑动接着可能导致成珠阶段的问题。如果由于这些因素手套长度不够长,则手套袖口长度可能不足以允许发生完全成珠——留下具有不完整的珠或根本没有珠的手套,这可能看起来是珠区域的明显撕裂。珠形成的困难是由于湿凝胶(膜)的滑动。因此,优选控制表面粗糙度一方面以确保包括拉伸强度的特性的平衡,并确保由于不完全成珠而导致的低缺陷率。
k.自动剥离
在商业手套制造中,出于成本和品质控制的原因,重要的是手套能够使用具有相当高的剥离效率(即,手套被机器成功地剥离而没有损坏的速率)的常规自动剥离设备剥离。自动剥离设备使用珠以允许从成型器移除手套。如果珠不完整,则这对自动剥离具有流动效果——导致手套错过剥离,和/或在剥离期间撕裂手套。其他手套品质(例如在剥离期间导致撕裂的薄弱区域)也可能对过程的该阶段产生影响。因此,需要考虑成型器表面粗糙度和其他因素对生产过程的剥离阶段的影响。本发明人已经发现,控制成型器表面粗糙度允许在足够高的剥离效率水平下实现自动剥离,而不会过度损害低厚度手套的拉伸强度。剥离效率可以为至少90%、至少95%、或至少98%。
l.成型器上的橡胶残留
手套与成型器的严重粘附也可能导致不适当的剥离,并且这可能导致残留的手套材料/橡胶残留物留在成型器上。这可能是超薄膜手套形成中的一个特殊问题,原因是较低的膜厚度和膜的粘结性,导致残留高程度的橡胶残留物。当试图在常规成型器上制造超薄手套时,发现这是一个重大问题。通过改变成型器的粗糙度(与常规成型器相比),发现该问题显著减少。
m.分叉部孔
当存在时,分叉部孔是严重的缺陷并且是分叉部(手指之间)区域的膜品质的指示。分叉部孔表明该区的膜弱,这可能导致手套过早失效。本发明人从试验成型器上收集的数据中发现,V5成型器中的分叉部孔为零。
n.手套产品品质/生产性能的总体分析
本申请人比较了在不同测试中取得的结果,并制定了一个表格来说明综合结果,如下所述。
其他综合测试结果如下:
屏障和视觉缺陷的前3个最高值
“袖口撕裂”是指在机器剥离期间由于薄弱而在袖口处撕裂。
每种成型器V4至V12的各个缺陷水平(屏障和视觉)如下表所示:
表中使用的以前未解释过的缩写如下:
STN一污点
DD-两次浸渍
TS-细斑点
FM-流动痕迹
NRD-不可去除的污物
LM-线痕迹
ICB-不完全成珠
接触是指涂覆有胶乳的成型器(具有凝胶或干膜形式的胶乳)在经过生产阶段(站)期间接触某些物质导致膜包含小的或大的裂口的情况。虽然小心避免引起这样的接触缺陷的外部因素,但这些仍可能发生,并且认为这样的手套是有缺陷的。可能发生这种情况的阶段或站包括预浸取、成珠、烘箱(固化烘箱和/或干燥烘箱)、表面处理、后浸取或其他。
结论:
1.选择具有不同表面粗糙度水平的成型器会产生一些积极和消极的方面。
2.对于诸如V10和V12的成型器,成型器的一些重要功能,例如整体屏障特性、粉末痕迹、拉伸强度和洁净度都更好。
3.对于成型器V4、V7,一些功能例如光亮度、凝结剂涂层、珠形成和易剥离性更好。
4.理想情况下,应选择产生这样的特性的合适平衡的粗糙度(Sz)。
5.在综合结果表中,最优选的和商业上可行的属性用三角形符号标记。
6.接着第5点,观察到对于成型器/手套产品的不同区,对最终成型器表面粗糙度存在不同的优选。在手掌处的孔(HP)的情况下,最优选两种类型的成型器V4和V11。对于袖口中的孔(HCF),V4是优选的(注意,虽然V8和V12提供相同的结果,但是由于不均匀的凝结剂粘着、不均匀的成珠/撕裂、错过剥离和非常高水平的袖口撕裂,认为它们是不太期望的)。对于手指分叉部中的孔(HCR),V5是优选的,并且在该区中实现零针孔缺陷水平是非常期望的。(另外,如果V5的表面特性仅存在于手指分叉部区的模具中,则存在高手掌孔缺陷率是无关紧要的。)最后,对于HF区,最优选V5和V6型成型器粗糙度。
7.然后提出这样的想法,使具有不同粗糙度的区的成型器根据该区的需要定制。基于该实施例中提供的结果,预期使成型器的区具有不同粗糙度值将产生具有最小数量的缺陷类型的产品,所述缺陷对于该特定区是最成问题的。因此,控制成型器粗糙度将有助于实现超薄手套的可接受的低缺陷率。
8.设计了表示为V13的成型器,其在4个区(P、C、BF和F)中的每一个中的表面粗糙度基于在成型器V4至V12的初步测试工作中该区的最好结果而选择。成型器V13也设计有袖口条纹区域。为了进行比较,还设计了另外四组在每个区中具有与V13相似的特性但具有一项或两项修改的成型器。成型器V17在每个区中包括与V13相同的表面特性,但在指间具有更尖锐的V会合点以改善该区域中的强度。成型器的特征总结如下:
指导成型器制造商生产在上表所示的每个区中具有所选特性(选自测试成型器V4至V12)的成型器。生产每种类型的四个成型器,并且如下所述在每种类型的成型器V13至V17上制造手套。成型器的生产需要掩盖成型器的区以进行喷砂(陶瓷化合物)/撒砂(陶瓷化合物)操作,以分别为每个区产生目标粗糙度特性,尽管这些区基于相同的成型器特性(例如手掌和袖口都是V4),这些区一起进行处理。在成型器中还形成了袖口条纹区域,其包括在成型器周围蚀刻形成可见的具有比相邻袖口区更高的表面粗糙度的条纹区域。
关于成型器V17,它以与成型器V13一致的方式生产,但具有更尖锐的分叉部区域以使手指分叉部中的弱的点的发生最小化。或者,将区的粗糙度设计成与成型器V13的区的粗糙度相似。
对新成型器的每个区的表面粗糙度进行测试。使用下表中列出的胶乳配制物在每种成型器上生产手套。制造标称重量为2.2克的尺寸中等的手套,手掌处厚度为约0.04mm。
使用KeyenceVHX-6000高分辨率数字显微镜,根据操作说明书并根据ISO25178(非接触探针)操作,测量成型器的不同区中和手套的不同区中的表面粗糙度Sz。镜头是Z100镜头,放大倍率为400x或500x。记录通过仪器测量的Sz值,并列表如下:
注意,袖口条纹是珠状的,因此在手套产品中不测量该区的表面粗糙度。
手套以试验、商业规模、生产运行用4个V13成型器在21天时期内制造,生产2016个手套。测试每个手套的所有手套区并发现具有零针孔缺陷。对于超薄膜厚度手套来说,这是卓越的结果。数据在下面列出:
还在以2cm×2cm正方形排列的4个间隔开的点处进行了V13成型器手掌粗糙度的测量,并以类似的2cm×2cm间隔排列在V13手套上进行测量。测量如下:
V13成型器 V13手套
1 36.42 35.18
2 36.04 34.06
3 34.32 32.77
4 35.19 34.01
平均(四舍五入) 35 34
在不脱离本发明的精神和范围的情况下,与实施例相比可以进行各种修改,如以下项目和权利要求中所述。
项目:
1.一种合成弹性体手套,其:
(a)在手掌处的厚度小于0.050mm;
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;和/或
(c)断裂伸长率为700%以下。
2.一种合成弹性体手套,其:
(a)在手掌处的厚度小于0.050mm;
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;以及
(c)断裂伸长率为700%以下。
3.根据项目1或项目2所述的合成弹性体手套,其中所述手套的手掌厚度为0.010mm至小于0.050mm。
4.根据前述项目中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述手套的袖口厚度小于0.050mm。
5.根据项目4所述的合成弹性体手套,其中所述手套的袖口厚度为0.008mm至0.040mm。
6.根据前述项目中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述手套的手指厚度为0.070mm或更小。
7.根据项目6所述的合成弹性体手套,其中所述手套的手指厚度为0.015mm至0.060mm。
8.根据前述项目中任一项所述的合成弹性体手套,其中基于手掌厚度、袖口厚度和手指厚度的平均值,所述手套的平均厚度小于0.050mm。
9.根据前述项目中任一项所述的合成弹性体手套,其中对于200mm至270mm的手套长度,所述手套的重量不大于2.7克(或不大于2.4克);或者对于270mm至330mm的手套长度,所述手套的重量不大于3.34克(或不大于2.8克)。
10.根据前述项目中任一项所述的合成弹性体手套,对于200mm至270mm的手套长度,所述手套的重量不大于2.2克。
11.根据前述项目中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述手套包含合成胶乳组合物的固化产物,所述合成胶乳组合物包含合成聚合物和交联剂。
12.根据前述项目中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述手套由合成胶乳组合物的固化产物形成,所述合成胶乳组合物包含合成聚合物和交联组合物,所述交联组合物包含多价金属的多金属氧化物、多价金属氢氧化物、或多价金属盐的水溶液,产生pH为至少9.0的带负电荷的多价金属络合离子的水溶液,其中多价金属的多金属氧化物、多价金属氢氧化物、或多价金属盐的量小于0.3phr。
13.根据项目12所述的合成弹性体手套,其中所述带负电荷的多价金属络合离子的多价金属选自铝、铍、铬、铁、钴、铜、锌、铅、锡和铋。
14.根据项目12至13中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述带负电荷的多价金属络合离子的多价金属是铝。
15.根据项目12至14中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述交联组合物包含pH为至少9.0的多价金属的多金属氧化物、多价金属的氢氧化物、或多价金属的盐的水溶液。
16.根据项目15所述的合成弹性体手套,其中所述交联组合物包含多价金属的多金属氧化物的溶液或多价金属氢氧化物的溶液。
17.根据项目12至16中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述交联组合物包含产生带负电荷的铝络合离子的铝酸钠的溶液。
18.根据项目12至17中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述交联组合物包含氢氧化物形式的碱。
19.根据项目18所述的合成弹性体手套,其中所述交联组合物包含氢氧化钠、氢氧化钾、或氢氧化铵。
20.根据项目12至19中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述交联组合物包含用于保持溶解的所述带负电荷的多价金属络合离子的稳定剂。
21.根据项目20所述的合成弹性体手套,其中所述稳定剂选自甘油、麦芽糖糊精、多糖、聚甘油、及其混合物。
22.根据项目12至21中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述合成胶乳组合物中多价金属的量为0.01phr至5phr。
23.根据项目12至22中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述合成胶乳组合物中多价金属的量为0.01phr至0.5phr。
24.根据项目12至23中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述合成聚合物选自羧化丁腈橡胶、羧化丁苯橡胶、羧化丁基橡胶、羧化丙烯酸丁二烯橡胶、羧化聚异戊二烯、羧化聚氯丁二烯、及其混合物或共聚物。
25.根据项目12至24中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述合成聚合物是羧化丙烯腈丁二烯橡胶。
26.根据项目12至25中任一项所述的合成弹性体手套,其包含第二交联剂。
27.根据项目26所述的合成弹性体手套,其中所述第二交联剂以固体形式或溶解形式并入所述胶乳组合物中。
28.根据项目26或项目27所述的合成弹性体手套,其中所述第二交联剂包含硫、硫供体、或其组合。
29.根据项目28所述的合成弹性体手套,其中硫以0.01phr至5.5phr的量包含在所述胶乳组合物中。
30.根据项目28或项目29所述的合成弹性体手套,其中硫供体以0.01phr至4.0phr的量包含在所述胶乳组合物中。
31.根据项目26至项目30中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述第二交联剂包含有机交联剂。
32.根据项目31所述的合成弹性体手套,其中所述有机交联剂以0.01phr至4.0phr的量存在于所述胶乳组合物中。
33.根据项目26至32中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述第二交联剂包含选自氧化锌、氧化镁、及其组合的离子交联剂。
34.根据项目33所述的合成弹性体手套,其中所述胶乳组合物中离子交联剂的量为0.01phr至4.0phr。
35.根据项目1至10中任一项所述的合成弹性体手套,其包含合成弹性体聚合物和交联剂,其中所述交联剂包含pH为至少9的增溶的三价金属化合物。
36.根据项目35所述的合成弹性体手套,其中所述三价金属化合物的量为0.01phr至0.6phr。
37.根据项目35或36所述的合成弹性体手套,其还包含硫、硫供体和二价金属氧化物。
38.根据项目37所述的合成弹性体手套,其中所述硫、硫供体和二价金属氧化物交联剂各自的量小于1.0phr。
39.根据项目37所述的合成弹性体手套,其中所述硫、硫供体和二价金属氧化物交联剂各自的量不大于0.5phr。
40.根据项目1至39中任一项所述的合成弹性体手套,其不含聚乙二醇交联剂或者包含小于0.5phr的聚乙二醇,优选小于0.4phr、0.3phr、0.2phr、0.1phr、或小于0.05phr的聚乙二醇。
41.根据项目1至40中任一项所述的合成弹性体手套,其不含聚环氧乙烷或者包含小于0.3phr的聚环氧乙烷,优选小于0.2phr或小于0.1phr的聚环氧乙烷。
42.根据前述项目中任一项所述的合成弹性体手套,其表面粗糙度(Sz)为26μm至41μm。
43.一种合成弹性体手套,其:
(a)在手掌处的厚度小于0.05mm;
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;和/或
(c)断裂伸长率为700%以下,
并且包含合成胶乳组合物的固化产物,所述合成胶乳组合物包含合成聚合物和含有交联组合物的交联剂,所述交联组合物包含多价金属的多金属氧化物、多价金属的氢氧化物、或多价金属的盐的水溶液,使得所述交联组合物包含pH为至少9.0的带负电荷的多价金属络合离子的水溶液。
44.一种合成弹性体手套,其:
(a)在手掌处的厚度小于0.05mm;
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;和/或
(c)断裂伸长率为700%以下,
包含合成聚合物和交联剂,其中所述交联剂包含pH为至少9的增溶的三价金属化合物。
45.根据项目1至44中任一项的合成弹性体手套,所述合成弹性体手套的表面粗糙度对应于其上已经生产了所述合成弹性体手套的手套状成型器(或者所述手套是在手套状成型器上生产的手套),所述成型器包括(i)手掌区、(ii)袖口区、(iii)指间区、和(iv)手指区,其中:
-所述手掌区的表面粗糙度(Sz)为26μm和41μm;和/或
-所述成型器的所述袖口区包括纹理化的袖口条纹区域。
46.根据项目1至45中任一项所述的合成弹性体手套,其已经在涂覆有凝结剂的成型器上生产,所述凝结剂包含具有这样的颗粒尺寸的脱模剂:使得至少95%的颗粒(D95)的尺寸小于15μm。
47.一批次合成弹性体手套,其包括复数个前述项目中任一项所要求保护的合成弹性体手套,所述批次根据ISO 2859所确定的缺陷最大值小于4.0AQL、或小于2.5AQL、小于1.5AQL、小于0.65AQL、或小于0.4AQL。
48.一批次合成弹性体手套,其包括复数个前述项目中任一项所限定的合成弹性体手套,其中所述批次的手套使用剥离效率为至少90%的剥离机生产。
49.一种制造根据前述项目中任一项所述的合成弹性体手套的方法,其包括:
-将手套状成型器浸入形成弹性体膜的组合物中;以及
-使所述成型器上的所述形成弹性体膜的组合物固化以生产所述合成弹性体手套。
50.根据项目49所述的方法,其中将所述交联组合物足够缓慢地添加到合成聚合物的水混悬液以避免由于pH突变引起的局部凝结。
51.根据项目50所述的方法,其中所述交联组合物的pH在所述合成聚合物的水混悬液的pH的1.0单位内。
52.根据项目49至51中任一项所述的方法,其包括在添加所述交联组合物之前将碱添加到所述合成聚合物的水混悬液以将所述水混悬液的pH提高到至少9.0。
53.根据项目49至52中任一项所述的方法,其包括当所述交联组合物中多价金属离子的浓度为所述交联组合物的约1重量%至10重量%时,将所述交联组合物添加到所述合成聚合物的水混悬液。
54.根据项目49至53中任一项所述的方法,其包括以每100体积份的所述合成聚合物的水混悬液约1份至20份的量添加所述交联组合物。
55.根据项目49至54中任一项所述的方法,其包括将表面活性剂与所述交联组合物一起添加到所述合成聚合物的水混悬液。
56.根据项目49至55中任一项所述的方法,其中所述手套状成型器包括(i)手掌区、(ii)袖口区、(iii)指间区、和(iv)手指区,其中:
-所述手掌区的表面粗糙度(Sz)为28μm和42μm;和/或
-所述成型器的所述袖口区包括纹理化的袖口条纹区域。
57.根据项目49至56中任一项所述的方法,其包括在将所述成型器浸入所述胶乳组合物的步骤之前将所述成型器浸入凝结剂组合物中,其中所述凝结剂组合物包含具有这样的颗粒尺寸的脱模剂:使得至少95%的颗粒(D95)的尺寸小于15μm。
58.根据项目57所述的方法,其中所述形成弹性体膜的组合物的总固含量小于30%,例如小于25%、或小于20%、或约3%至15%。
59.根据项目49至58中任一项所述的方法,其中所述带负电荷的多价金属络合离子的多价金属是两性金属。
60.根据项目49至59中任一项所述的方法,其中所述带负电荷的多价金属络合离子的多价金属是铝。
61.根据项目49至60中任一项所述的方法,其包括将所述交联组合物以一定的量添加到所述合成聚合物的水混悬液以在所述胶乳组合物中提供0.01phr至5phr的多价金属。
62.根据项目49至61中任一项所述的方法组合物,其包括将所述交联组合物以一定的量添加到所述合成聚合物的水混悬液以在所述胶乳组合物中提供0.01phr至0.5phr的多价金属。
63.根据项目49至62中任一项所述的方法,其包括通过将多价金属的多金属氧化物、多价金属的氢氧化物、或多价金属的盐在水中增溶并将pH控制为至少9.0来形成所述交联组合物。
64.根据项目63所述的方法,其包括通过在加热下使铝酸钠在水中增溶来形成所述交联组合物。
65.根据项目63或项目64所述的方法,其中形成所述交联组合物的步骤包括添加碱以将所述交联组合物的pH提高到至少9.0。
66.根据项目63至65中任一项所述的方法,其包括在将所述交联组合物添加到合成聚合物的水混悬液之前,将稳定剂添加到所述交联组合物以保持溶解的所述多价金属络合离子从而形成稳定的交联组合物。
67.根据项目66所述的方法,其中所述稳定剂选自甘油、麦芽糖糊精、多糖、聚甘油、及其混合物。
68.根据项目63至67中任一项所述的方法,其包括在将所述交联组合物添加到合成聚合物的水混悬液之前,稀释所述交联组合物以获得所述交联组合物的1重量%至10重量%的多价金属离子浓度的步骤。
69.根据项目49至68中任一项所述的方法,其中所述合成聚合物包含合成聚合物颗粒,并且所述固化步骤导致所述合成聚合物颗粒通过聚合物颗粒内多价金属交联和聚合物颗粒间多价金属交联而彼此键合,其中所述聚合物颗粒内和聚合物颗粒间多价金属交联在整个固化产物中均匀分布。
70.根据项目49至69中任一项所述的方法,其中所述合成聚合物经羧化并选自羧化丁腈橡胶、羧化丁苯橡胶、羧化丁基橡胶、羧化丙烯酸丁二烯橡胶、羧化聚异戊二烯、羧化聚氯丁二烯、及其混合物或共聚物。
71.根据项目70所述的方法,其中所述合成羧化聚合物是羧化丙烯腈丁二烯橡胶。
72.根据项目49至71中任一项所述的方法,其包括在使所述胶乳组合物形成为所述合成弹性体手套的形状之前,向所述胶乳组合物添加选自以下的颗粒组分:第二交联剂、增塑剂、抗臭氧剂、稳定剂例如pH稳定剂、乳化剂、抗氧化剂、硫化剂、颜料、填料、着色剂、和敏化剂。
73.根据项目72所述的方法,其中所述颗粒组分包含第二交联剂。
74.根据项目73所述的方法,其中所述第二交联剂包含硫、硫供体、或其组合。
75.根据项目74所述的方法,其中硫以0.01phr至5.5phr的量添加到所述胶乳组合物中。
76.根据项目74或项目75所述的方法,其中硫供体以0.01phr至4.0phr的量添加到所述胶乳组合物中。
77.根据项目73至76中任一项所述的方法,其中所述第二交联剂包含有机交联剂。
78.根据项目77所述的方法,其中所述有机交联剂以0.01phr至4.0phr的量添加到所述胶乳组合物。
79.根据项目73至78中任一项所述的方法,其中所述第二交联剂包含选自氧化锌、氧化镁、及其组合的离子交联剂。
80.根据项目79所述的方法,其中所述离子交联剂以0.01phr至4.0phr的量添加到所述胶乳组合物中。
81.根据项目49至80中任一项所述的方法,其中所述手套生产期间的条件如下:
-基于多价金属离子浓度,凝结剂浓度为0.1%至10%;
-凝结剂浸渍的总时间段为1秒至30秒,例如10秒至24秒;
-胶乳总固含量小于30%,例如小于25%、小于20%、或约1%至约20%;
-浸入所述形成弹性体膜的组合物中的总时间段为1秒至30秒,例如15秒至24秒。
82.根据项目49至81中任一项所述的方法,其包括生产一批次所述手套,并使用剥离效率为至少90%的剥离机从所述手套状成型器剥离所述手套。
83.根据项目49至82中任一项所述的方法,其包括生产一批次所述手套,所述手套使用ISO 2859所测量的缺陷最大值小于4.0AQL、或小于2.5AQL、小于1.5AQL、小于0.65AQL、或小于0.4AQL。
84.一种弹性体手套或一批次弹性体手套,其通过项目49至83中任一项所述的方法生产。
85.一种合成弹性体手套,其:
(a)基于手掌厚度、袖口厚度和手指厚度的平均值的厚度小于0.05mm;
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;和/或
(c)断裂伸长率为700%以下。
86.一种合成弹性体手套,其:
(a)对于200mm至270mm的手套长度,重量不大于2.7克(或不大于2.4克);或者对于270mm至330mm的手套长度,重量不大于3.34克(或不大于2.8克),
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上,和/或
(c)断裂伸长率为700%以下。
87.根据项目85或86所述的合成弹性体手套,其中对于200mm至270mm的手套长度,所述手套的重量不大于2.2克。
88.根据项目85至87中任一项所述的合成弹性体手套,其手掌区表面粗糙度(Sz)为26μm至41μm。
89.一种合成弹性体指套,其:
(a)厚度小于0.05mm;
(b)在500%下的模量为6.5MPa以上;和/或
(c)断裂伸长率为700%以下。
90.一种制造根据项目89所述的合成弹性体指套的方法,其包括:
-将手指形成型器浸入形成弹性体膜的组合物中;以及
-使所述成型器上的所述形成弹性体膜的组合物固化以生产所述合成弹性体指套。
91.一种手套状成型器,其包括(i)手掌区、(ii)袖口区、(iii)指间区、和(iv)手指区,其中:
-所述成型器的所述手掌区的表面粗糙度(Sz)为28μm至42μm;和/或
-所述成型器的所述袖口区包括纹理化的袖口条纹区域。
92.根据项目91所述的手套状成型器,其中所述袖口区的表面粗糙度为28μm至42μm。
93.根据项目91所述的手套状成型器,其中所述手掌区的表面粗糙度为29μm至40μm、30μm至38μm、30μm至36μm、29μm至36μm、或29μm至34μm。
94.根据项目91至93中任一项所述的手套状成型器,其中所述手掌区(i)的表面粗糙度(Sz)不同于所述手指区和所述指间区中一者或两者的表面粗糙度。
95.根据项目91至94中任一项所述的手套状成型器,其中所述袖口条纹区域存在并且具有比所述袖口条纹区域外的所述袖口区的表面粗糙度(Sz)更大的表面粗糙度(Sz)。
96.根据项目91至95中任一项所述的手套状成型器,其中所述袖口条纹区域存在并且具有肉眼可见的粗糙表面。
97.根据项目91至96中任一项所述的手套状成型器,其中所述袖口条纹区域存在并且具有最小30μm的表面粗糙度(Sz)。
98.根据项目97所述的手套状成型器,其中区(i)至(iii)中的每一者的表面粗糙度(Sz)为36μm或更小,并且不大于所述袖口条纹区域的表面粗糙度(Sz)。
99.一种手套状成型器,其手掌区表面粗糙度(Sz)为28μm至42μm。
100.根据项目99所述的手套状成型器,其中所述手掌区的表面粗糙度为29μm至40μm、30μm至38μm、30μm至36μm、29μm至36μm、或29μm至34μm。
101.一种手套状成型器,其包括具有纹理化袖口条纹区域的袖口区。
102.一种手套状成型器,其包括含有袖口条纹区域的袖口区,所述袖口条纹区域的表面粗糙度(Sz)大于所述袖口条纹区域外的所述袖口区的表面粗糙度(Sz)。
103.根据项目101或102所述的手套状成型器,其包括(i)手掌区、(ii)所述袖口区、(iii)指间区、和(iv)手指区,其中所述袖口条纹区域的表面粗糙度(Sz)至少与区(i)、(ii)和(iii)的表面粗糙度一样高。
104.根据项目101至103中任一项所述的手套状成型器,其中所述袖口条纹区域的表面粗糙度(Sz)是所述手掌区区域的表面粗糙度(Sz)的最少110%。
105.根据项目97所述的手套状成型器,其中所述袖口条纹区域的表面粗糙度(Sz)为至少30μm。
106.一种手指形成型器,其表面粗糙度(Sz)为28μm至42μm。
107.一种手指形成型器,其具有纹理化的条纹以在指套生产期间对所述成型器上胶凝胶乳组合物的滑动提供阻力。
108.一种手套,其在根据项目91至105中任一项所述的手套状成型器上生产。
109.一种指套,其在根据项目106和107中任一项所述的手指形成型器上生产。
110.一种制造合成弹性体手套的方法,其包括:
-将手套状成型器浸入形成弹性体膜的组合物中,所述手套状成型器包括(i)手掌区、(ii)袖口区、(iii)指间区、和(iv)手指区,其中:
-所述成型器的所述手掌区的表面粗糙度(Sz)为28μm至42μm;和/或
-所述成型器的所述袖口区包括纹理化的袖口条纹区域;以及
-使所述成型器上的所述形成弹性体膜的组合物固化以生产所述合成弹性体手套。
111.根据项目110所述的方法,其包括在将所述手套状成型器浸入所述胶乳组合物中的步骤之前将所述成型器浸入凝结剂组合物中。
112.根据项目111所述的方法,其中所述凝结剂组合物包含具有这样的颗粒尺寸的脱模剂:使得至少95%的颗粒(D95)的尺寸小于15μm。
113.根据项目110至112中任一项所述的方法,其中所述形成弹性体膜的组合物的总固含量小于30%,例如小于25%、小于20%、或约3%至约15%。
114.根据项目110至113中任一项所述的方法,其中将所述手套状成型器浸入所述形成弹性体膜的组合物中总时间段保持约1秒至约50秒。
115.根据项目110至114中任一项所述的方法,其中所述手套生产期间的条件如下:
-基于多价金属离子浓度,凝结剂浓度为0.1%至20%;
-凝结剂浸渍的总时间段为1秒至30秒,例如10秒至24秒;
-胶乳总固含量小于30%,例如小于25%、小于20%、或约1%至约20%;和/或
-浸入所述形成弹性体膜的组合物中的总时间段为1秒至30秒,例如15秒至24秒。
116.根据项目110至115中任一项所述的方法,其包括生产一批次所述手套,并使用剥离效率为至少90%、或至少92%、95%、或98%的剥离机从所述手套状成型器剥离所述手套。
117.根据项目110至116中任一项所述的方法,其包括生产一批次所述手套,所述手套使用ISO 2859所测量的缺陷率小于4.0AQL、2.5AQL、1.5AQL、0.65AQL、或小于0.4AQL。

Claims (37)

1.一种合成弹性体手套,所述手套:
在手掌处的厚度小于0.050mm;
在500%下的模量为6.5MPa以上;并且
断裂伸长率为700%以下,
其中所述手套包含合成胶乳组合物的固化产物,所述合成胶乳组合物包含合成聚合物、交联剂,以及总固含量为3重量%至15重量%。
2.根据权利要求1所述的合成弹性体手套,其中所述手套的手掌厚度为0.010mm至小于0.050mm。
3.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述手套的袖口厚度小于0.050mm。
4.根据权利要求3所述的合成弹性体手套,其中所述手套的手掌厚度和所述袖口厚度的平均值小于0.050mm。
5.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述手套的手指厚度为0.070mm或更小。
6.根据权利要求5所述的合成弹性体手套,手指厚度为0.015mm至0.060mm。
7.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的合成弹性体手套,其中基于手掌厚度、袖口厚度和手指厚度的平均值,所述手套的平均厚度小于0.050mm。
8.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的合成弹性体手套,其中对于200mm至270mm的手套长度,所述手套的重量不大于2.7克;或者对于270mm至330mm的手套长度,所述手套的重量不大于3.34克。
9.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的合成弹性体手套,其中对于200mm至270mm的手套长度,所述手套的重量不大于2.4克;或者对于270mm至330mm的手套长度,所述手套的重量不大于2.8克。
10.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的合成弹性体手套,对于200mm至270mm的手套长度,所述手套的重量不大于2.2克。
11.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述交联剂包含增溶的三价金属化合物。
12.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述交联剂包含交联组合物,所述交联组合物包含多价金属的多金属氧化物、多价金属氢氧化物、或多价金属盐的水溶液,产生pH为至少9.0的带负电荷的多价金属络合离子的水溶液。
13.根据权利要求12所述的合成弹性体手套,其中所述多价金属的多金属氧化物、所述多价金属氢氧化物、或所述多价金属盐以0.3phr或更小的量存在于所述合成胶乳组合物中。
14.根据权利要求12所述的合成弹性体手套,其中所述合成胶乳组合物还包含硫、硫供体、和金属氧化物作为第二交联剂。
15.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的合成弹性体手套,其中交联剂的总量小于5.0phr。
16.根据权利要求15所述的合成弹性体手套,其中交联剂的总量小于1.0phr。
17.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的合成弹性体手套,其中所述合成聚合物选自丁腈橡胶、聚氨酯、聚异戊二烯、聚氯丁二烯、丙烯酸类聚合物、聚丁二烯、及其共聚物和改性形式。
18.根据权利要求17所述的合成弹性体手套,其中所述合成聚合物包括羧化丁腈橡胶。
19.根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的合成弹性体手套,所述合成弹性体手套的手掌表面粗糙度为26μm至41μm。
20.一种合成弹性体手套,所述手套:
在手掌处的厚度小于0.05mm;
在500%下的模量为6.5MPa以上;并且
断裂伸长率为700%以下,
包含合成聚合物和交联剂,其中所述交联剂包含pH为至少9的增溶的三价金属化合物,
其中所述手套包含合成胶乳组合物的固化产物,所述合成胶乳组合物包含合成聚合物、交联剂,以及总固含量为3重量%至15重量%。
21.一种合成弹性体手套,所述手套:
基于手掌厚度、袖口厚度和手指厚度的平均值的厚度小于0.05mm;
在500%下的模量为6.5MPa以上;并且
断裂伸长率为700%以下,
其中所述手套包含合成胶乳组合物的固化产物,所述合成胶乳组合物包含合成聚合物、交联剂,以及总固含量为3重量%至15重量%。
22.一种合成弹性体手套,所述手套:
对于200mm至270mm的手套长度,重量不大于2.7克;或者对于270mm至330mm的手套长度,重量不大于3.34克,
在500%下的模量为6.5MPa以上,并且
断裂伸长率为700%以下,
其中所述手套包含合成胶乳组合物的固化产物,所述合成胶乳组合物包含合成聚合物、交联剂,以及总固含量为3重量%至15重量%。
23.根据权利要求22所述的合成弹性体手套,其中对于200mm至270mm的手套长度,所述手套的重量不大于2.4克;或者对于270mm至330mm的手套长度,所述手套的重量不大于2.8克。
24.根据权利要求22或权利要求23所述的合成弹性体手套,其中所述手套的手掌厚度小于0.05mm。
25.根据权利要求22至23中任一项所述的合成弹性体手套,其中对于200mm至270mm的手套长度,所述手套的重量不大于2.2克。
26.一种合成弹性体手套,所述手套:
基于手掌厚度、袖口厚度和手指厚度的平均值的厚度小于0.05mm,
对于200mm至270mm的手套长度,重量不大于2.7克;或者对于270mm至330mm的手套长度,重量不大于3.34克,以及
在500%下的模量为6.5MPa以上并且断裂伸长率为700%以下,
其中所述手套包含合成胶乳组合物的固化产物,所述合成胶乳组合物包含合成聚合物、交联剂,以及总固含量为3重量%至15重量%。
27.根据权利要求26所述的合成弹性体手套,其中对于200mm至270mm的手套长度,所述手套的重量不大于2.4克;或者对于270mm至330mm的手套长度,所述手套的重量不大于2.8克。
28.一种制造根据权利要求1至27中任一项所述的合成弹性体手套的方法,包括:
-将手套状成型器浸入合成胶乳组合物中,所述合成胶乳组合物包含合成聚合物、交联剂,以及总固含量为3重量%至15重量%;以及
-使所述手套状成型器上的所述合成胶乳组合物固化以生产所述合成弹性体手套。
29.根据权利要求28所述的方法,其中所述手套状成型器包括手掌区、袖口区、指间区、和手指区,其中:
-所述手套状成型器的手掌表面粗糙度为28μm至42μm;和/或
-所述手套状成型器的所述袖口区包括纹理化的袖口条纹区域。
30.根据权利要求29所述的方法,包括在将所述手套状成型器浸入所述胶乳组合物的步骤之前将所述手套状成型器浸入凝结剂组合物中,其中所述凝结剂组合物包含具有这样的颗粒尺寸的脱模剂:使得至少95%的颗粒具有小于15μm的尺寸。
31.根据权利要求28至29中任一项所述的方法,其中将所述手套状成型器浸入所述合成胶乳组合物中总时间段保持1秒至50秒。
32.根据权利要求28至29中任一项所述的方法,其中在所述手套的生产期间的条件如下:
-基于多价金属离子浓度,凝结剂浓度为0.1%至20%;
-凝结剂浸渍的总时间段为1秒至30秒;和/或
-浸入所述合成胶乳组合物中的总时间段为1秒至30秒。
33.根据权利要求32所述的方法,其中凝结剂浸渍的总时间段为10秒至24秒。
34.根据权利要求32所述的方法,其中浸入所述合成胶乳组合物中的总时间段为15秒至24秒。
35.一种弹性体手套,通过根据权利要求28至34中任一项所述的方法来生产。
36.一种合成弹性体指套,所述合成弹性体指套:
厚度小于0.05mm;
在500%下的模量为6.5MPa以上;并且
断裂伸长率为700%以下,
其中所述指套包含合成胶乳组合物的固化产物,所述合成胶乳组合物包含合成聚合物、交联剂,以及总固含量为3重量%至15重量%。
37.一种制造根据权利要求36所述的合成弹性体指套的方法,包括:
-将手指形成型器浸入合成胶乳组合物中,所述合成胶乳组合物包含合成聚合物、交联剂,以及总固含量为3重量%至15重量%;以及
-使所述手指形成型器上的所述合成胶乳组合物固化以生产所述合成弹性体指套。
CN201880005060.9A 2017-07-25 2018-06-22 弹性体手套及其生产方法 Active CN111629621B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310861670.1A CN117016889A (zh) 2017-07-25 2018-06-22 弹性体手套及其生产方法

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762536887P 2017-07-25 2017-07-25
US62/536,887 2017-07-25
AU2017902922A AU2017902922A0 (en) 2017-07-25 Elastomeric gloves and methods for their production
AU2017902922 2017-07-25
PCT/AU2018/050633 WO2019018882A1 (en) 2017-07-25 2018-06-22 ELASTOMERIC GLOVES AND METHODS OF PRODUCING THEM

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310861670.1A Division CN117016889A (zh) 2017-07-25 2018-06-22 弹性体手套及其生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111629621A CN111629621A (zh) 2020-09-04
CN111629621B true CN111629621B (zh) 2023-08-01

Family

ID=72272988

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880005060.9A Active CN111629621B (zh) 2017-07-25 2018-06-22 弹性体手套及其生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111629621B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019159780A1 (ja) * 2018-02-16 2019-08-22 日本ゼオン株式会社 ラテックス組成物および膜成形体
TWI787840B (zh) * 2021-05-26 2022-12-21 英屬維京群島商禾寶醫療器材股份有限公司 用於製備乳膠溶液之乳膠輔料組成物

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5559263A (en) * 1994-11-16 1996-09-24 Tiorco, Inc. Aluminum citrate preparations and methods
US8117672B2 (en) * 2005-05-13 2012-02-21 Kimberly-Clark Worldwide Inc. Nitrile rubber article having natural rubber characteristics
US20100257657A1 (en) * 2006-03-01 2010-10-14 Smarthealth, Inc. Polylactic acid gloves and methods of manufacturing same
CN101028742A (zh) * 2007-04-09 2007-09-05 镇江华扬乳胶制品有限公司 柔软薄型丁腈手套的制造方法
TW201514232A (zh) * 2013-07-16 2015-04-16 Skinprotect Corp Sdn Bhd 彈性體薄膜形成組成物及製自彈性體薄膜之物件(一)
US10058137B2 (en) * 2014-10-14 2018-08-28 Ansell Limited Textured gloves

Also Published As

Publication number Publication date
CN111629621A (zh) 2020-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN117016889A (zh) 弹性体手套及其生产方法
AU2016390429B2 (en) Elastomeric articles, compositions, and methods for their production
KR20130109151A (ko) 가황 촉진제 및 황을 이용하지 않는 클린룸용 엘라스토머 고무 장갑
WO2006071308A1 (en) Gloves with hydrogel coating for damp hand donning and method of making same
CN111629621B (zh) 弹性体手套及其生产方法
US20170218168A1 (en) Elastomeric articles, compositions, and methods for their production
US20220256953A1 (en) Elastomeric glove and method of fabrication
TW201704320A (zh) 浸漬成形品及保護手套

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 40032624

Country of ref document: HK

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant