CN113874427B - 一种用于弹性橡胶手套的聚合物体系涂层 - Google Patents

Abstract

本发明提供了具有改进的佩戴特性的各种手套和防护用品。该手套包括内表面和涂覆该内表面的聚合物体系。该聚合物体系包括平均粒度在100‑400nm之间的一种或多种第一聚合物。该聚合物体系进一步包括平均粒度大于500nm的一种或多种第二聚合物。该一种或多种第一聚合物可包括丁二烯基聚合物和共聚物胶乳、异戊二烯基聚合物和共聚物胶乳、由苯乙烯和丙烯酸单体制备的共聚物胶乳和聚氨酯共聚物的一种或多种。该一种或多种第二聚合物可包括醋酸乙烯酯聚合物。该手套可以是涂有以干基计0.0004‑0.0016g该聚合物体系的弹性橡胶手套。

Description

一种用于弹性橡胶手套的聚合物体系涂层

技术领域

本公开大体上涉及弹性手套，具体涉及应用于医疗和工业的手套。

背景技术

由天然橡胶和合成橡胶及其他材料制成的弹性手套广泛用于医疗行业和工业领域。为确保良好的触感，手套必须紧贴手指和手掌。然而，这种紧密贴合会使手套难以佩戴，尤其是当手潮湿时。常见的问题有戴手套所需的时间增加以及手套与手指的最终贴合度不佳，这可能会导致触觉控制丢失以及不良的手部卫生行为。此外，在医疗保健领域，手套可能会撕裂或损坏，并且在手套撕裂的情况下花费时间佩戴其他手套会极大地损害所提供的医疗保健的质量。

手套制造商已经尝试通过在手插入手套时使用润滑手部的佩戴粉末来解决这些问题。但这些粉末被认为会导致医疗环境中的其他问题，因此现已被被美国监管机构禁用。此外，手套制造商还尝试通过氯化来硬化橡胶手套的接触表面以改善手套的佩戴性能。工业通常使用400-1200ppm(基于游离氯)的氯化水平。这确实改善了手套的干戴性能，但对手套的湿戴性能影响有限。另外，在加工过程中，将手套暴露在如此高的氯化水平会使手套表面破裂并削弱，并且手套生产过程中使用的化学品的性质也会带来腐蚀等的问题。

因此，需要改进弹性橡胶手套，其在干燥和潮湿条件下都易于佩戴，同时在其制备过程不使用粉末、极少使用或不使用腐蚀性的氯化化学品。

发明内容

为了便于理解本公开的一些实施例，下面对本公开进行了简要概括。该概括不是对本公开的完整描述，也不用于确定本公开的关键要素以及解释本公开的范围。该概括仅是以简化形式呈现本文公开的一些概念，作为后续呈现的更详细描述的序言。

本公开的一些实施例提供了一种具有改进的佩戴特性的手套。所述手套包括内表面和涂覆所述内表面的聚合物体系。所述聚合物体系包括一种或多种第一聚合物，每种第一聚合物的平均粒度在100-400nm之间；以及一种或多种第二聚合物，每种第二聚合物的平均粒度大于500nm。

所述一种或多种第一聚合物可包含以下中的至少一种：丁二烯基聚合物和共聚物胶乳、异戊二烯基聚合物和共聚物胶乳、由苯乙烯和丙烯酸单体制备的共聚物胶乳和聚氨酯共聚物。所述一种或多种第二聚合物可包含醋酸乙烯酯聚合物。所述聚合物体系还可包含平均粒度大于500nm的无机颗粒。

所述聚合物体系可进一步包含以下至少一种：醇乙氧基化物表面活性剂、羟乙基纤维素、溴硝醇(C₃H₆BrNO₄)和有机硅型消泡剂。

所述内表面未氯化或暴露在低于600ppm的氯化水平。可通过将所述内表面浸入所述聚合物体系的水基分散体，将所述聚合物体系施加到所述内表面。可将重量百分比为约1.0-1.7％(w/w)的所述聚合物体系与浓度为约0.10-0.30％(w/w)聚乙二醇共混入水中形成所述水基分散体。可通过喷涂所述聚合物体系的水基分散体将所述聚合物体系施加到所述内表面。

所述手套可以是弹性橡胶手套。所述手套可含有0.0004-0.0016g以干基计的所述聚合物体系。所述内表面的湿摩擦系数可小于0.15。在至少六十次伸长和松弛循环之后，所述聚合物体系可不出现与所述内表面的分层。

本公开的其他实施方式包括其他可佩戴物品以及与所述手套及物品相对应的方法。这些其他实施方式可各自可选地包括以下特征中的一种或多种。例如，提供了一种防护用品，其包括第一表面和如上所述的涂覆所述第一表面的聚合物体系。所述聚合物体系包括一种或多种第一聚合物和一种或多种第二聚合物，每种第一聚合物的平均粒度在100-400nm之间，每种第二聚合物的平均粒度大于500nm。

还提供了一种方法，包括在模具上形成弹性橡胶手套。该方法还包括将聚合物体系施加到所述弹性橡胶手套的内表面上。所述聚合物体系包括一种或多种第一聚合物和一种或多种第二聚合物，每种第一聚合物的平均粒度在100-400nm之间，每种第二聚合物的平均粒度大于500nm。

所述一种或多种第一聚合物可包含以下中的至少一种：丁二烯基聚合物和共聚物胶乳、异戊二烯基聚合物和共聚物胶乳、由苯乙烯和丙烯酸单体制备的共聚物胶乳和聚氨酯共聚物。所述一种或多种第二聚合物可包含醋酸乙烯酯聚合物。

施加所述聚合物体系可包括将所述内表面浸入所述聚合物体系的稀水基分散体中。可将重量百分比约为1.0-1.7％(w/w)的所述聚合物体系与浓度约为0.10-0.30％(w/w)的聚乙二醇共混入水中形成所述稀水基分散体。施加所述聚合物体系可包括将所述聚合物体系的稀水基分散体喷涂在所述内表面上。

所述方法还可包括在施加所述聚合物体系之前，将所述弹性橡胶手套从所述模具上取出，并且施加所述聚合物体系可包括在所述聚合物体系的稀水基分散体中湿法翻滚所述弹性橡胶手套。

所述方法可以进一步包括在将所述聚合物体系施加到所述内表面上之前对所述内表面进行氯化，使得所述内表面的氯化水平在0-600ppm之间。

所述方法可以进一步包括在将聚合物体系施加到所述内表面上之前固化所述弹性橡胶手套，以及将所述聚合物体系施加到所述内表面上后，干燥所述弹性橡胶手套。

以下将对上述实施例及其他实施例进行进一步描述。

附图说明

图1A和1B示出了根据一个或多个实施例的具有聚合物体系涂层的可佩戴物品的示例。

图2A、2B和2C示出了现有手套涂层在重复伸长和松弛循环之后的放大视图。

图3A、3B和3C示出了根据一个或多个实施例的在重复的伸长和松弛循环之后涂覆有聚合物体系的手套的放大视图。

图4示出了根据一个或多个实施例的用于用聚合物体系涂覆手套的示例方法。

具体实施方式

现在将详细参考本公开的一些具体示例，包括本发明人认为的实施本公开的最佳方式。这些具体实施例的示例在附图中示出。虽然本公开结合这些具体实施例进行描述，但应当理解，这些实施例并不旨在将本公开限制于所描述的实施例。相反，它旨在覆盖可包括在由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的替代、修改和等同物。

例如，本公开的体系和方法将会结合具体材料进行描述的，然而，应当注意的是，本公开的结构和机制可描述本领域已知的多种不同的适用的弹性材料和/或其组合。作为另一示例，本公开的体系和方法将结合丁腈橡胶手套进行描述。然而，应当理解的是，该系统和方法适用于用户以各种目的而佩戴的各种其他弹性橡胶制品。

为了充分理解本公开，以下将对本公开的具体细节进行阐述。本公开的具体实施例可以在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下实施。在其他情况下，为了避免对本公开不必要的混淆，未对众所周知的结构、机制和材料进行详细描述。

概述

由天然橡胶和合成橡胶及其他材料制成的弹性手套广泛用于医疗行业和工业领域。为确保良好的触感，手套必须紧贴手指和手掌。然而，这种紧密贴合会使手套难以佩戴，尤其是当手潮湿时。弹性手套的未改性橡胶表面与皮肤的微表面相适应，因此当使用者试图将手插入手套时就产生了较大的抓力以及摩擦力。在潮湿的情况下，这种抓力会更强。而穿着者的皮肤更柔软，并且与橡胶表面贴合，从而产生更紧密的接触和更高的摩擦力。

事实上，大多数使用者经常面临在他们的手潮湿时佩戴弹性手套的情景。在医院时，由于医护人员在戴上检查手套之前必须执行手部消毒程序，而使手部潮湿。在工业应用中，普遍温暖的环境温度，使用者可能采取快速行动的阶段，或者从戴好一只手套到戴另一只手套的短暂过度期都会增加使用者手上出汗的可能性，从而使得在需要更换另一副检查手套时使用者的手是潮湿的。

当使用者的手处于潮湿状态时，佩戴检查手套时会遇到一系列问题。尤其是在医疗保健环境中，使用者知道湿手戴检查手套会遇到的问题，经常匆忙地佩戴完手套，最终以次优的方式佩戴手套，而这样次优的佩戴方式，可能会导致触觉控制丢失以及不良的手部卫生行为。即使使用者最终能够强行将手套佩戴在他们潮湿的手上，但由于检查手套覆盖皮肤处的气泡或者其他不贴合的区域，最终的形状因素通常不是最佳的。这可能会削弱检查手套的有效性，尤其是在高压环境下，检查手套可能会破裂。

手部潮湿时佩戴检查手套的过程也是十分费时的，因为手套经常在某一点聚集或者粘住，这就需要用户根据手的形状来调整手套，从而浪费时间。由于手部潮湿，检查手套在佩戴过程中经常会“粘”在皮肤上，可能导致检查手套撕裂或者其它损坏，从而使用者需要丢弃损坏的手套换另一只手套。由于不必要地使用多个手套，该过程造成了时间上的额外浪费和更高的成本。在医疗保健领域，这类问题会严重损害医疗保健的质量。

手套制造商已经尝试通过使用在手插入手套时润滑手部的佩戴粉末来消除该问题。但这些粉末被认为会导致医疗过程中的一些问题，因此现已被美国监管机构禁用。此外，手套制造商还尝试通过氯化来硬化橡胶手套的接触表面从而改善手套的佩戴。工业通常使用400-1200ppm(基于游离氯)的氯化水平。这确实改善了手套的干戴性能，但对潮湿时手套的佩戴性能改善有限。另外，在加工过程中，将手套暴露在如此高的氯化水平会导致手套表面破裂、降低表面强度。同时，手套生产过程中使用的化学品也会带来腐蚀等的问题。因此，管理不善的氯化过程会对手套的物理性能产生有害影响，比如，缩短手套的保质期，降低手套弹性和强度。手套在这些情况下也是难以戴上的。

在其他方法中，可以在手套制造过程中将聚合物涂层施加到手套的内表面。例如，在现有技术中，大量使用由多种亲水单体制备的水凝胶聚合物涂层。然而，此类聚合物的制造通常很昂贵，另外，由于需要额外的交联、化学预处理和冲洗步骤，使得手套制造过程更加复杂，也因此还没有在医疗和工业领域进行商业推广。

本公开的目的大体上是提供一种在干燥和潮湿条件下都具有改进的佩戴特性的手套，将在随后的进行更详细的描述。提供了一种用于涂覆弹性检查手套的聚合物体系的新配方，包含乳液聚合物，该乳液聚合物包含平均粒度在100-400nm之间的一种或多种聚合物和/或单体胶乳的组合，以及平均粒度超过500nm的较大粒度聚合物。该配方使得涂层对弹性手套具有优异的粘合性能，同时还提供了异质的表面形貌，最大限度地减少与皮肤的接触点，从而显著减少佩戴时的摩擦。

因此，涂有新型聚合物体系的手套使得其在潮湿和干燥条件下都可以方便快速地佩戴在使用者手上，同时避免了手套的损伤也减少了佩戴时间。因此，在医疗保健环境中，该涂层体系及手套降低因手套损伤而带来的使用成本，提高使用者的工作效率。而检查手套适宜的贴合度也提高了使用安全性，同时也更好地遵守关于手部卫生以及安全方面的规定。

所公开的手套和用于此类手套的涂层还实现了改进橡胶手套的无粉生产。同时，这类手套极少使用或不使用带有腐蚀性的用于氯化的化学品，而是将水基聚合物涂层直接施加到弹性手套表面，无需预处理也不会使制造更复杂。当手套被拉伸时，聚合物涂层也不会与手套的弹性基体分离和分层。

实施例

本公开的聚合物体系也叫涂层可以用于改性手套的橡胶表面如内表面，用以增加表面硬度，使得手套表面贴合和抓紧皮肤的能力下降。同时该涂层形成的表面形貌可以减少手套表面和佩戴者皮肤之间的接触面积，从而减小佩戴手套时需要克服的摩擦力。

图1A和1B示出了根据一个或多个实施例的聚合物体系涂层改性的可佩戴物品的示例。参照图1A，示出了戴在使用者手部140上的手套100。如图所示，手套100包括施加至手套100用于与使用者手部140接触的内表面的聚合物体系110(以虚线示出)。在一些实施例中，手套100为弹性橡胶手套。例如，手套100可以由一系列弹性体，包括但不限于天然橡胶、羧基化丙烯腈丁二烯橡胶胶乳(腈)、聚氯丁二烯胶乳、丁苯胶乳、丙烯酸胶乳、聚氨酯分散体及它们的混合物，使用本领域普通技术人员所熟悉的一种或几种凝固剂浸渍工艺制得。

参照图1B，更大体地示出了具有聚合物体系160的可佩戴物品150。该可佩戴物品150可以为防护用品，比如为使用者身体的各个部分所配置的弹性橡胶制品，例如袜子、脚套、胳膊套筒或腿部套筒等。应当认识到，本文所述的聚合物体系可以是各种这样的弹性体和橡胶制品。在各种实施例中，可佩戴物品150包括施加到其各个表面的聚合物体系160。特别地，聚合物体系160可以施加到被配置为在实际应用及操作中与使用者皮肤接触的表面上，该表面通常是可佩戴物品的内表面。下面进一步描述了可以用本公开的各种实施例实施的聚合物体系110和聚合物体系160。

特定选择的聚合物体系实现了聚合物体系对预先极少氯化或者没有氯化的橡胶手套表面粘附的改进。包含该聚合物体系的涂层还能够承受手套的伸长而不出现分层。

该聚合物体系可包括水基乳液聚合物和柔性粘合剂或粘合部，其可包括一种或多种平均粒度约为100-400nm的各种聚合物或单体的组合。这些聚合物可以包括但不限于丁二烯、异戊二烯、苯乙烯、丙烯酸和聚氨酯。在一些实施例中，该聚合物可包括胶乳，例如丁二烯基聚合物和共聚物胶乳、异戊二烯基聚合物和共聚物胶乳、由苯乙烯和丙烯酸单体制备的共聚物胶乳、聚氨酯共聚物以及醋酸乙烯酯单体的共聚物。

在一些实施例中，该聚合物体系进一步包含有平均粒度超过500nm的较大粒度的水基聚合物和/或无机颗粒，例如醋酸乙烯酯聚合物或者醋酸乙烯酯单体的共聚物。在一些实施例中，一种或多种上述的聚合物可以是水基的。在一些实施例中，平均粒度可以改变。然而，在一些实施例中，较小粒度的聚合物的实际尺寸不小于100nm且不超过400nm。类似地，在一些实施例中，较大粒度的聚合物的尺寸大于500nm。

较小粒度的聚合物可表现出更好的弹性性能,并增强聚合物体系与手套表面的结合。较大粒度聚合物的存在可以增加涂层的硬度，并与较小粒度聚合物相结合形成异质表面形貌，最大限度地减少与皮肤的接触点，从而显著减小摩擦。此外，在潮湿情况下，异质表面形貌可增强涂层表面的疏水特性，通过增大水或湿气与涂层表面的接触角来限制水或湿气在涂层表面的沉积和扩散，从而减小水在涂层表面所占的面积和限制摩擦力的产生。

在橡胶手套的制造过程中，可以通过凝固剂浸渍将聚合物体系施加到橡胶手套的未氯化或轻度氯化的内表面。例如，手套的表面可暴露于0ppm至600ppm(含)之间的氯化水平。然而，在一些实施例中，手套表面可能暴露于高于600ppm的氯化水平。例如，在某些实施例中，手套表面可能暴露于高达1200ppm的氯化水平。

最简单地，聚合物体系可以通过将仍然在手套模具上的手套浸入该聚合物体系的稀水基分散体中来施加。在某些实施例中，浸渍步骤可以在手套固化后和固化后浸出后以及最终干燥之前直接进行，例如，在手套从模具上剥离并在同一过程中翻转之前进行浸渍。或者，在一些实施例中，可在凝固剂浸渍过程的各个阶段或离线，通过喷涂或其他涂覆技术，例如湿法翻滚，来施加聚合物体系。例如，成型的手套从模具中取出后不进行外翻，从而将内表面暴露在外。然后可将手套与该聚合物体系的水基分散体一起翻滚直到内表面被该聚合物体系充分涂覆。在一些实施例中，相同或相似浓度的聚合物体系的水基分散体可用于不同的应用技术。可以根据具体应用技术的需要使用不同合适浓度的此类水基分散体。

在各种实施例中，每只手套包含干重在0.0004-0.0016g的该聚合物体系，以防止手套内部出现不合需要的光泽或者潮湿的外观以及相关的粘附问题。然而在一些实施例中，每只手套可包含干重在0.0004g或更少的涂层材料。而在另一些实施例中，每只手套包含干重在0.0016g或更多的涂层材料。如果涂覆的涂层材料太少，手套佩戴性能可能无法充分改善。如果使用过多的材料，最终的手套内表面会变得发亮并容易出现粘连。

在一些实施例中，聚合物体系110可由含有较高粒度的聚合物材料的乳液聚合物的水基分散体制备，其中，固体总含量为20％。在一些实施例中，稀释的水分散体包含以下一种或多种粒度在约100nm至约400nm范围内的柔性粘结剂：丁二烯和/或异戊二烯基聚合物和共聚物胶乳、由苯乙烯和丙烯酸单体制备的共聚物胶乳和聚氨酯分散体。该水基分散体还可包含粒度大于500nm的较大粒度的材料。例如，该较大粒度的材料的粒度尺寸可高达1.0微米甚至更高。在一些实施例中，聚合物比如醋酸乙烯酯和/或无机颗粒比如二氧化硅或氧化铝可实施为该较大粒度的材料。该无机颗粒可以添加分散至该水基分散体中。

在一些实施例中，该聚合物体系可以选择性地添加其他成分比如表面活性剂或杀虫剂。可能的表面活性剂可包括阴离子和/或非离子表面活性剂，例如十二烷基硫酸钠和/或醇乙氧基化物表面活性剂。阴离子和/或非离子表面活性剂可增强涂层的稳定性，特别是当弹性材料添加到涂料组合物中时。在一些实施例中，在该聚合物体系中添加杀虫剂可以控制控制生物负载水平。在特定实施例中，所使用的杀虫剂可以为溴硝醇(C₃H₆BrNO₄)或类似的杀虫剂。在一些实施例中，该聚合物体系还可添加消泡剂，例如有机硅型消泡剂。在一些实施例中，该聚合物体系还可添加悬浮剂，例如羟乙基纤维素或聚乙二醇。

降低摩擦特性

在一些实施例中，将重量百分比为1.0-1.7％(w/w)的聚合物体系与浓度约为0.10-0.30％(w/w)的聚乙二醇(例如，由SIGMA ALDRICH提供的)混合入水中。在一些实施例中，常用的聚乙二醇提高了该聚合物体系在水中的分散稳定性，并且还可以包括分子量范围为400至20,000的单功能或双功能材料及其组合。制备并测试了三种涂料配方制备的涂料，详情如表1所示，其中每个配方的摩擦系数是根据ASTMD1894标准规范在干燥条件下测量的。

在实验1中，针对本领域先前已知的对照配方测试了三种不同的聚合物体系配方。在配方1中，将1.00％w/w的该聚合物体系与0.30％w/w的聚乙二醇一起混合到水中。在配方2中，将1.5％w/w的该聚合物体系与0.10％w/w的聚乙二醇混合到水中。在配方3中，将1.7％w/w的该聚合物体系与0.10％w/w的聚乙二醇混合到水中。对照配方包括由ChemproTechnology Sdn Bhd提供的现有聚合物体系POLYSLIP N130的水基分散体。在正常手套制造中的后固化浸出阶段之后和手套从模具剥离前的最终干燥之前，放置一罐体，通过将手套模具浸入该罐体中，将相应的聚合物体系涂覆到3.5g的丁腈弹性手套上。所有手套经过了约500ppm的氯化。

表1中所示的结果是根据每种配方的三个样品测试(三个手套)结果求得的平均值。如表1所示，与对照手套相比，配方1的聚合物体系使得静摩擦系数的平均测量值降低了21％，动摩擦系数的平均测量值降低了21％；与对照手套相比，配方2的聚合物体系使得静摩擦系数的平均测量值降低了34％，动摩擦系数的平均测量值降低了36％；与对照手套相比，配方3的聚合物体系使得静摩擦系数的平均测量值降低了34％，动摩擦系数的平均测量值降低了36％。

在实验2中，在潮湿和干燥条件下用2.9g的丁腈手套对2.9g的对照丁腈手套进一步测试配方2。使用与实验1中相同的涂覆工艺，用配方2涂覆测试手套并用对照制剂涂覆对照手套。表2显示了根据ASTM D1894标准规范在干燥和潮湿条件下测量的实验2中每种配方的三只手套的平均摩擦系数。

如表2所示，在实验2中，用配方2的聚合物体系涂覆的2.9g丁腈手套导致在干燥和潮湿条件下静态和动态摩擦系数进一步降低。

当用上述聚合物体系制剂涂到未经氯化处理的手套时，观察到所测的摩擦系数进一步降低。在实验3(如表3中所示)和实验4(如表4中所示)中用氯化手套进一步测试了配方2。在实验3和4中，配方2的聚合物体系制备与实验1相同，但在涂覆到相应的3.5g丁腈手套上之前，对实验3和实验4中的手套分别进行了氯化水平为0ppm及600ppm的氯化。浸渍条件使得每只手套上有0.0004-0.0016g(以干基计)的涂层材料。然而，在一些实施例中，手套在施加之后可接收少于0.0004g或者大于0.0016g的涂层材料。实验3和4将各自的测试手套与实验1中涂有对照配方的3.5g对照丁腈手套进行了比较。表3和4为根据ASTM D1894标准规范在干燥和潮湿条件下测量每种配方的三个样品测试(三只手套)所得的平均摩擦系数。

如表3和4所示，在干燥条件下，没用经过氯化的手套在涂覆配方2的聚合物体系后摩擦系数进一步降低，在潮湿条件下，摩擦系数也有类似的降低。因此，手套在生产过程中无需氯化也可以通过该聚合物体系达到相似或更好的佩戴性能。

如前所述，弹性手套佩戴困难，因为弹性体的表面，比如没有涂层或未经处理的橡胶手套的表面，与皮肤的微表面相似，并且当使用者试图将手插入手套时，会产生较高的抓地力、静电电荷和高摩擦力。在潮湿条件下，静电荷分布更均匀，导致摩擦力增加(M.M.Mahmoud,Frictional Behavior of Different Glove Materials Sliding AgainstGlass Sheet.Journal of Applied Sciences,2016,16:491-495.5)。例如，表3和4中实验3和4的对照手套的静摩擦系数在干燥条件下为0.57，在潮湿条件下为0.75，动摩擦系数在干燥条件下0.44，而在潮湿条件下为0.37。

如以上实验1-4所示，表1中为3.5g丁腈手套在干燥条件下的实验1；表2为2.9g丁腈手套在干湿条件下的实验2；表3和4为3.5g丁腈手套在干湿条件下的实验2和4。根据由ASTM International发布的塑料薄膜和片材的静态和动态摩擦系数测试的测量标准ASTMD1894进行测量，用该聚合物体系处理的手套与涂有现有已知配方的对照手套相比具有更低的摩擦系数。

表1-4中呈现的结果清楚地证明了使用该聚合物体系的优势。在实验3中，在干燥条件下摩擦显著减少了93％，在潮湿条件下减少了76％，这将使得用户更容易戴上这样的手套，尤其是在潮湿的情况下。

就佩戴涂有该聚合物体系的手套而言，由于不同尺寸的聚合物的组合提供的异质表面形态减少了与用户皮肤的接触点，从而与现有手套相比显着减少了摩擦。这种表面形态进一步增强了表面的疏水性并减少了表面上的水所占的面积，从而减少了由湿气或水引起的摩擦力积累。

用户感觉研究

为了进一步阐明该聚合物体系的益处，在此描述了盲知觉研究结果。该研究根据世界卫生组织提出的以下两种手部卫生情景，将对照手套与涂有该聚合物体系的手套(在此称为“测试手套”或“涂层手套”)进行了比较：情景1涉及在手明显变脏、被血液或其他体液明显弄脏时、在如厕后或在艰难梭菌爆发期间，使用肥皂和水洗涤双手。情景2涉及在所有其他临床情况下，使用含酒精的洗手液作为常规手部消毒的情形：a)在接触患者之前和之后；b)在处理用于患者护理的侵入性设备之前，无论是否使用手套；c)接触体液或排泄物、粘膜、不完整的皮肤或伤口敷料后；d)在护理同一患者期间从受污染的身体部位移动到另一身体部位；e)接触患者附近的无生命表面和物体(包括医疗设备)后；以及f)脱下无菌或非无菌的手套后。

根据实验1用配方2的聚合物体系涂覆3.5g测试手套。对照手套为涂覆有实验1中所用的对照配方的3.5g标准丁腈检查手套。选择受访者的目标人口统计以反映美国医院的性别和职业比例，包括200名由医生和护士组成的医务人员，每人至少有2-3年的经验，其中70％是护士，30％的医生，并且77％是女性，23％是男性。

在以下两种情况下要求受访者戴上手套：1)喷水——在他们的左手上涂上水后立即戴上手套；以及2)用酒精擦——在左手涂上酒精后立即戴上手套。在这两种情况下，每位受访者都需要戴一个测试手套和一个对照手套。记录每次戴手套的实际时间，并询问受访者对戴测试手套和对照手套的体验的看法，包括i)速度、ii)舒适度和iii)两种情况下的阻力水平。

研究结果显示，佩戴涂层手套的时间减少了接近50％。总体而言，佩戴涂层手套的体验感优于对照手套，73.4％的受访者认为涂层手套佩戴起来更快，70％的受访者认为涂层手套更容易佩戴，71％的受访者认为在佩戴涂层手套时阻力较小。总体而言，与喷水场景(即阻力较小)相比，酒精擦拭场景中使用者对佩戴涂层手套的体验感及所用时间的感受都更好些。

在喷水场景中，佩戴测试手套比佩戴对照手套平均快7.6秒，并且85％的受访者佩戴测试手套比佩戴对照手套更快。超过70％的受访者表示佩戴测试手套时的感知时间较短，近20％的受访者表示佩戴对照手套的时间更长。超过一半的受访者认为测试手套比普通手套更容易佩戴，接近70％的受访者认为测试手套比对照手套更容易佩戴。超过70％的受访者将一些或高阻力与对照手套相关联，且超过70％的受访者认为与对照手套相比，佩戴测试手套受到的阻力更小。

对于酒精擦拭场景，佩戴测试手套比佩戴对照手套平均快8.1秒，并且几乎90％的受访者佩戴测试手套比佩戴对照手套更快。超过80％的受访者表示测试手套戴起来“很快”或“非常快”，且没有人认为佩戴测试手套“非常慢”。不到5％的受访者认为测试手套难以戴上，而大约40％的受访者对对照手套的佩戴给出了“困难”或“非常困难”的评级。接近70％的受访者认为佩戴对照手套时受到一些或者高的阻力，而超过90％的受访者认为在较小的感知阻力方面，测试手套与对照手套相同或更好。

增强的粘合

如前所述，该聚合物体系还提供柔性粘合部，其组成提高对手套内表面的粘附力，防止分层。进行实验以与按实验1涂覆的3.5g手套进行比较。与实验1一样，测试手套涂有配方2的聚合物体系，对照手套涂有对照配方(POLYSLIP N130)，在此称为“对照手套”。使用能够在干燥环境中对手套进行重复拉伸(伸长和松弛)循环的机器对手套样品进行评估。图2A-2C和3A-3C为扫描电子显微镜(SEM)成像，用于观察和检测表面形态的破坏和各个聚合物体系涂层的状态。在一些实施例中，手套在每次循环中被机器拉长到相同的长度。在本测试示例中，测试手套在伸长期间被拉伸至约19厘米(6.7英寸)。在其他测试示例中，手套在伸长期间可以在约0.25英寸和10英寸之间拉伸。在一些情况下，可通过在伸长期间拉伸超过10英寸来测试手套。

图2A示出了放大1000倍的测试前(0次循环)的对照手套的涂层。图2B示出了放大1000倍的60次测试循环之后的现有技术手套的涂层。图2C示出了放大1000倍的300次测试循环之后的现有技术手套的涂层。如图2A-2C所示的SEM图像，对比图2A与图2B和图2C，可以看出现有技术手套经过60次重复伸长和松弛循环后，出现明显的片状剥落，且随着伸长-松弛循环次数的增加，表面形貌受到严重破坏，出现分层。

作为对比，图3A-3C为涂有配方2的聚合物体系的测试手套的SEM图像。图3A示出了根据一个或多个实施例的放大1000倍的在测试之前(0次循环)的涂有聚合物体系的手套的涂层。图3B示出了根据一个或多个实施例的放大1000倍的在60个测试循环之后的涂有聚合物体系的手套的涂层。图3C示出了根据一个或多个实施例的放大1000倍的在300个测试循环之后的涂有聚合物体系的手套的涂层。如图3A-3C所示，聚合物体系和涂层保持完整，没有出现任何形式的劣化、分层或表面形态的变化。

该聚合物体系在分层和佩戴方面优于现有的手套涂层。通过使用现有的手套制造工艺制备手套并在最后阶段【在手套经过氯化和浸出(洗涤)之后】添加该聚合物体系，该聚合物体系能够非常牢固地与弹性基体结合，避免分层。此外，由于对照涂层(POLYSLIPN130)也以相同的方式施加至对照手套，该聚合物体系也必须固有地更牢固地结合。因此，该合物体系与弹性基体很好地匹配，此处的弹性基体为丁腈。

符合USP<800>标准的双重佩戴

由于对医疗检查期间感染风险担心的日益增加，医护人员越来越多地在第一副橡胶手套上戴第二副橡胶手套(即双戴)。戴两副手套提供了额外的安全边际。事实上，美国药典将在2019年12月1日之前实施更严格的关于在医疗环境中处理危险药物的指导方针，即USP<800>。该要求将规定在处理危险药物时需要戴上双层手套。

在双重佩戴时，使用第二副手套显著提高了对佩戴者的保护水平，并显著降低了产品污染的风险。双重佩戴自身会带来一系列的特殊实践和挑战，并非所有一次性手套在双重佩戴时的舒适度都相同，其在双重佩戴过程时的难易程度也不同。第一只手套的外表面和第二只手套的内表面之间的高度摩擦可能导致撕裂或其他损坏，而佩戴困难也增加了佩戴时的挫败感和准备时间。

如上所述，潮湿佩戴是使用者佩戴一次性手套常面临的挑战。无论潮湿是汗水、异丙醇(IPA)喷雾剂或消毒液的使用导致的，还是在液体溶液中进行工作导致的，潮湿环境中的双重佩戴都可能令人恼火。对于每天必须多次佩戴双重手套的个体来说，这可能是日常恼怒的根源，同时在工作期间还消耗了大量的时间。

涂有该聚合物体系的手套进一步降低了表面摩擦，可实现更快和更有效的双重佩戴。在特定实施例中，涂有该聚合物体系的手套能够戴在其他此类手套或其他现有手套上，例如标准丁腈手套。在盲测(实验5和6)中，对照手套与涂有聚合物体系的手套(称为“测试手套”或“涂层手套”)就双重佩戴的容易性进行了比较。实验5和6的结果表明，在双重佩戴应用中，涂覆有该聚合物体系的测试手套优于对照手套。

在实验5和6中，对涂层手套A与对照手套A进行了测试，以及对涂层手套B与对照手套B进行了测试。涂层手套A为涂覆有配方2的聚合物体系的2.9g丁腈手套，对照手套A为涂覆有对照配方的2.9g丁腈手套。涂层手套B为涂覆有配方2的聚合物体系的3.5g丁腈手套，对照手套A为涂覆有对照配方的3.5g丁腈手套。实验5和6中的所有手套均按照实验1的方式进行涂覆。对每种手套类型进行了七次测试。指示测试对象戴上第一只手套，然后在第一只手套上戴上相同类型的手套。例如，测试对象戴上第一个涂层手套A，然后在第一个手套上戴上第二个涂层手套A。在实验5和6中，第一只手套都戴在干手上。

在实验5中，在干燥条件下将第二只手套戴在第一只手套上。在实验6中，使用上述盲感知研究描述的喷水技术，在潮湿条件下将第二只手套戴在第一只手套上。让受访者对双重佩戴的感知轻松度分级：1级(非常容易佩戴)、2级(稍微容易佩戴)、3级(中等费力佩戴)或4级(高度费力佩戴)。

如表5所示，在干燥条件下100％的实验中，涂层手套A和涂层手套B的得分均为1级(非常容易佩戴)。而只有29％的受访者将对照手套A评为1级，71％的受访者将对照手套A评为2级。进一步比较，100％的受访者将对照手套B评为2级。如表6所示，涂层手套A和涂层手套B在潮湿条件下的100％实验中得分为1级(非常容易佩戴)。而大多数受访者(57％)将对照手套A评为2级，只有43％的受访者将对照手套A评为1级。进一步比较，只有29％的受访者将对照手套B评为1级，57％的受访者将对照手套B评为2级，14％的受访者将对照手套B评为3级。因此，在潮湿和干燥条件下，与相应的对照手套相比，涂层手套都被评为非常容易佩戴。

制造方法

图4示出了根据一个或多个实施例的用于用聚合物体系涂覆手套的示例方法400。在步骤402中，在模具或解剖模型上制造手套。如前所述，可以使用现有的一种或多种凝固剂浸渍工艺由各种弹性体制造弹性橡胶手套。手套通过步骤402成形后，成形的手套可在步骤404中进行固化和浸出以将手套转变为弹性状态并去除或最大程度减少过敏性蛋白质和皮肤敏感的化学品。步骤404的工艺可以通过本领域普通技术人员理解的现有手套制造工艺来执行。

在一些实施例中，在步骤404的固化后浸出后，可在步骤406对手套进行氯化。在一些实施例中，手套的内表面的氯化水平为0ppm至600ppm。然后在步骤408中将聚合物体系施加到手套的内表面。在一些实施例中，通过将内表面浸入聚合物体系的稀水基分散体中来涂覆聚合物体系。或者，和/或额外地，如前所述，通过将聚合物体系喷涂到内表面上或通过湿法翻滚来施加聚合物体系。随后，在步骤410进行最终干燥，并在步骤412将手套从模具剥离并且翻转。

聚合物体系的离线湿法滚涂可以在手套从模具中取出后进行，但不翻转，这样可使内表面保持暴露。然后可将手套放入滚筒式烤箱中。可通过精细喷雾施加水基分散体，同时将手套翻滚10至15分钟。然后可在预定温度(例如70摄氏度)下继续翻滚手套以干燥所施加的聚合物体系涂层。在另一实施例中，可以将手套与适量的水基分散体一起放入大滚筒或桶装置中。滚动滚筒10到15分钟使手套被均匀涂覆。然后可将手套取下并在烘箱中翻滚，例如在预定温度(例如70摄氏度)下的滚转烘箱中翻滚以干燥所施加的聚合物体系涂层。在湿法翻滚后，将手套从烤箱中取出并翻转，从而暴露外表面。在一些实施例中，可以通过一种或多种所述涂覆技术的组合来涂覆聚合物体系。

在一些实施例中，步骤406对手套的氯化是可选步骤，并且聚合物体系的施加可以在手套固化及固化后浸出后并且在最终干燥步骤(410)之前直接进行。在一些实施例中，可以在步骤402的制造过程中的凝固剂浸渍的各个阶段通过喷涂或其他涂覆技术来施加聚合物体系。

结论

尽管为了方便起见以单数形式描述上述组件和过程，但本领域技术人员应该理解，可以以多个部件和重复步骤来实施本公开的技术方案。

尽管已经参照本公开的具体实施例对本公开进行了详细说明，但本领域技术人员应当理解，可以在不背离本公开的精神或范围的情况下对公开的实施例的形式和细节进行改变。因此，本公开旨在包括落入本公开的精神和范围内的所有变化和等同物。

Claims (29)

1.一种手套，包括：

内表面；和

涂覆所述内表面的聚合物体系；

其中，所述聚合物体系包括一种或多种第一聚合物以及一种或多种第二聚合物，每种所述第一聚合物的平均粒度在100-400nm之间，每种所述第二聚合物的平均粒度大于500nm；

所述一种或多种第一聚合物包含以下至少一种：

丁二烯基聚合物和共聚物胶乳，

异戊二烯基聚合物和共聚物胶乳，

由苯乙烯和丙烯酸单体制备的共聚物胶乳，和

聚氨酯共聚物；

所述一种或多种第二聚合物包括醋酸乙烯酯聚合物；

所述第一聚合物增加所述聚合物体系的弹性,并增强所述聚合物体系与所述手套表面的结合，所述第二聚合物增加所述聚合物体系的硬度，并与所述第一聚合物相结合形成异质表面形貌，减少与皮肤的接触点，从而减小摩擦。

2.根据权利要求1所述的手套，其特征在于，所述聚合物体系还包括平均粒度大于500nm的无机颗粒。

3.根据权利要求1所述的手套，其特征在于，所述聚合物体系还包含以下至少一种：

醇乙氧基化物表面活性剂，

羟乙基纤维素，

溴硝醇(C₃H₆BrNO₄)，和

有机硅型消泡剂。

4.根据权利要求1所述的手套，其特征在于，所述内表面未氯化或暴露在低于600ppm的氯化水平。

5.根据权利要求1所述的手套，其特征在于，通过将所述内表面浸入所述聚合物体系的水基分散体，将所述聚合物体系施加到所述内表面。

6.根据权利要求5所述的手套，其特征在于，将重量百分比约为1.0-1.7％(w/w)的所述聚合物体系与浓度约为0.10-0.30％(w/w)的聚乙二醇共混入水中形成所述水基分散体。

7.根据权利要求1所述的手套，其特征在于，通过喷涂所述聚合物体系的水基分散体将所述聚合物体系施加到所述内表面。

8.根据权利要求1所述的手套，其特征在于，所述手套是弹性橡胶手套。

9.根据权利要求1所述的手套，其特征在于，所述手套含有以干基计0.0004-0.0016g的所述聚合物体系。

10.根据权利要求9所述的手套，其特征在于，所述内表面的湿摩擦系数小于0.15。

11.根据权利要求9所述的手套，其特征在于，在至少六十次伸长和松弛循环之后，所述聚合物体系未与所述内表面分层。

12.一种防护用品，包括：

第一表面；和

涂覆所述第一表面的聚合物体系；

其中，所述聚合物体系包括一种或多种第一聚合物和一种或多种第二聚合物，每种所述第一聚合物的平均粒度在100-400nm之间，每种所述第二聚合物的平均粒度大于500nm；

所述一种或多种第一聚合物包含以下至少一种：

丁二烯基聚合物和共聚物胶乳，

异戊二烯基聚合物和共聚物胶乳，

由苯乙烯和丙烯酸单体制备的共聚物胶乳，和

聚氨酯共聚物；

所述一种或多种第二聚合物包括醋酸乙烯酯聚合物；

所述第一聚合物增加所述聚合物体系的弹性,并增强所述聚合物体系与所述手套表面的结合，所述第二聚合物增加所述聚合物体系的硬度，并与所述第一聚合物相结合形成异质表面形貌，减少与皮肤的接触点，从而减小摩擦。

13.根据权利要求12所述的防护用品，其特征在于，所述聚合物体系还包括平均粒度大于500nm的无机粉末。

14.根据权利要求12所述的防护用品，其特征在于，所述聚合物体系还包含以下至少一种：

醇乙氧基化物表面活性剂，

羟乙基纤维素，

溴硝醇(C₃H₆BrNO₄)，和

有机硅型消泡剂。

15.根据权利要求12所述的防护用品，其特征在于，所述第一表面未氯化或暴露在低于600ppm的氯化水平。

16.根据权利要求12的防护用品，其特征在于，通过将所述第一表面浸入所述聚合物体系的水基分散体中，将所述聚合物体系施加到所述第一表面。

17.根据权利要求12所述的防护用品，其特征在于，将重量百分比约为1.0-1.7％(w/w)的所述聚合物体系与浓度约为0.10-0.30％(w/w)的聚乙二醇共混入水中形成所述水基分散体。

18.根据权利要求12所述的防护用品，其特征在于，通过喷涂所述聚合物体系的水基分散体将所述聚合物体系施加到所述第一表面。

19.根据权利要求12所述的防护用品，其特征在于，所述防护用品是弹性橡胶手套。

20.根据权利要求19所述的防护用品，其特征在于，所述防护用品包含以干基计0.0004-0.0016g的所述聚合物体系。

21.根据权利要求20所述的防护用品，其特征在于，所述第一表面的湿摩擦系数小于0.15。

22.根据权利要求20所述的防护用品，其特征在于，在至少六十次伸长和松弛循环之后，所述聚合物体系未与所述第一表面分层。

23.一种方法，包括：

在模具上形成弹性橡胶手套；和

将聚合物体系施加到所述弹性橡胶手套的内表面上，

其中，所述聚合物体系包括一种或多种第一聚合物和一种或多种第二聚合物，每种第一聚合物的平均粒度在100-400nm之间，每种第二聚合物的平均粒度大于500nm；

所述一种或多种第一聚合物包含以下至少一种：

丁二烯基聚合物和共聚物胶乳，

异戊二烯基聚合物和共聚物胶乳，

由苯乙烯和丙烯酸单体制备的共聚物胶乳，和

聚氨酯共聚物；

所述一种或多种第二聚合物包括醋酸乙烯酯聚合物；

所述第一聚合物增加所述聚合物体系的弹性,并增强所述聚合物体系与所述手套表面的结合，所述第二聚合物增加所述聚合物体系的硬度，并与所述第一聚合物相结合形成异质表面形貌，减少与皮肤的接触点，从而减小摩擦。

24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，施加所述聚合物体系包括将所述内表面浸入所述聚合物体系的稀水基分散体中。

25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，将重量百分比约为1.0-1.7％(w/w)的所述聚合物体系与浓度约为0.10-0.30％(w/w)的聚乙二醇共混入水中形成所述稀水基分散体。

26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，施加所述聚合物体系包括将所述聚合物体系的稀水基分散体喷涂在所述内表面上。

27.根据权利要求23所述的方法，还包括在施加所述聚合物体系之前，将所述弹性橡胶手套从所述模具上取下，其中，施加所述聚合物体系包括将所述弹性橡胶手套在所述聚合物体系的稀水基分散体中进行湿法翻滚。

28.根据权利要求23所述的方法，还包括在将所述聚合物体系施加到所述内表面上之前对所述内表面进行氯化，使得所述内表面的氯化水平在0-600ppm之间。

29.根据权利要求23所述的方法，还包括：

在将聚合物体系施加到所述内表面上之前固化所述弹性橡胶手套；和

将所述聚合物体系施加到所述内表面上后，干燥所述弹性橡胶手套。

Images