CN114126436A

CN114126436A - 弹性体手套及其制造方法

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Publication number: CN114126436A
Application number: CN201980098416.2A
Authority: CN
Inventors: A·S·巴格威尔; H·T·洛; Z·B·扎卡里亚; S·比阿恒; M·马尼亚姆; B·格温达萨米
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc
Priority date: 2019-07-18
Filing date: 2019-07-18
Publication date: 2022-03-01
Also published as: WO2021011004A1; BR112022000600A2; KR20220035168A; EP3998889A4; EP3998889A1; CA3146279A1; US20220256953A1; CO2022001347A2; AU2019457541A1

Abstract

本发明提供一种弹性体手套，所述弹性体手套包括由第一弹性体材料制成的面向身体层、由第二弹性体材料制成的中间层和不同于至少所述第二弹性体材料的第三弹性体材料的外层。所述第三弹性体材料具有大于至少所述第二弹性体材料的丙烯腈含量。

Description

弹性体手套及其制造方法

技术领域

本公开整体涉及弹性体制品，并且更具体地说，涉及具有增强的耐化学性和触觉灵敏性的薄的三层弹性体手套。

背景技术

合成橡胶材料的开发使得制造具有不同强度和耐化学性特性的各种弹性体制品成为可能。这些制品中包括设计用于诸如医疗、制药和电气部件制造和处理领域的各种行业的手套。作为安全配件，手套保护使用者免受诸如化学品或病原体等环境危害。相对薄且柔性的手套传统上由天然橡胶胶乳在浸渍工艺中制成。这些手套的穿戴表面(即内部)可以涂覆有玉米淀粉、滑石粉或石松粉以润滑手套，使其更容易穿戴。近年来，由于手套消费者的需求和认知的变化，无粉手套已经在很大程度上取代了有粉手套。例如，粉末通常不适合用于洁净室，诸如用于制造半导体和电子器件的洁净室。

部分地由于健康专家和普通民众对天然橡胶乳胶中的蛋白质的过敏反应率越来越高，以及对可能出现的过敏反应的焦虑，手套消费者也一直在远离天然橡胶手套。该行业已越来越多地转向基于合成橡胶材料的乳胶乳液。虽然医院、实验室或其他使用橡胶手套的工作环境通常希望“无乳胶”来保护工人并缓解焦虑，但诸如丁腈橡胶等非乳胶产品的较高成本往往限制了他们做出改变的能力。例如，丁腈橡胶手套的价格可能是天然橡胶胶乳或乙烯基同类产品的两倍或更多倍。这种成本增加通常导致对成本敏感的环境中的购买者要么转向价格较低的聚氯乙烯手套，要么阻止他们完全转向合成材料。

丁腈橡胶手套除了更昂贵之外，通常更硬，并且与由天然橡胶胶乳材料制成的类似手套相比，戴起来更不舒服。例如，天然橡胶胶乳(NRL)手套通常需要约2.5MPa(362.5psi)的应力才能拉伸到其原始尺寸的约300％的伸长率。这通常被称为手套的300％模量。另一方面，丁腈橡胶手套通常需要两倍以上的应力(～6-8MPa、～870-1160psi)来实现相同的300％伸长率。因此，长时间穿戴丁腈橡胶手套可能导致使用者手部疲劳。虽然聚氯乙烯医疗检查手套价格便宜，但聚氯乙烯医疗检查手套通常被认为是性能较低的选择。也就是说，聚氯乙烯医疗检查手套通常比常规较厚的丁腈橡胶医疗检查手套更硬且弹性体更低。

选择工业手套或医疗手套时的其他考虑因素是触觉灵敏性和对有害材料的特定耐化学性。例如，许多使用者要求手套既能提供触觉灵敏性，使他们能够精确灵巧地执行任务和使用工具，又能在长达几个小时的使用中防止他们免受有害材料的伤害。较厚的手套一般耐化学性增强，触觉灵敏性降低，而较薄的手套一般耐化学性降低，触觉灵敏性增强。

因此，仍然需要价格实惠的并且向使用者提供增强的触觉灵敏性和保护的一次性弹性体手套。

发明内容

在一个方面中，弹性体手套通常包括由第一弹性体材料制成的面向身体层、由第二弹性体材料制成的中间层和由不同于至少所述第二弹性体材料的第三弹性体材料制成的外层。所述第三弹性体材料具有大于至少所述第二弹性体材料的丙烯腈含量。

在另一方面，弹性体手套通常包括手套主体，所述手套主体包括套口区、手指区和手掌区。所述手套主体包括由不含促进剂的弹性体材料制成的面向身体层、由天然橡胶胶乳材料制成的中间层和由高丙烯腈腈类材料制成的外层。材料的所述面向身体层、所述中间层和所述外层在所述手套主体的所述手掌区中具有小于约0.19毫米的组合厚度。

在又一方面，制造弹性体手套的方法通常包括：将手形模型浸入含有第一弹性体材料的第一浸渍槽中，使得由所述第一弹性体材料制成的第一层形成在所述手形模型上；将所述手形模型浸入含有第二弹性体材料的第二浸渍槽中，使得由所述第二弹性体材料制成的第二层形成在所述第一层上方；以及将所述手形模型浸入含有第三弹性体材料的第三浸渍槽中，使得所述第三弹性体材料制成的第三层形成在所述第二层上方。第一弹性体材料具有至少大于第二弹性体材料的丙烯腈含量。

附图说明

图1是由使用者穿戴的本公开的弹性体手套的合适实施方案的透视图，该弹性体手套具有面向身体层、中间层和外层。

图2是弹性体手套的前视平面图。

图3是弹性体手套的后视平面图。

图4是弹性体手套的俯视图。

图5是弹性体手套的仰视图。

图6是弹性体手套的右侧视图。

图7是沿线7-7截取的图1的弹性体手套的剖视图。

图8是沿线8-8截取的图1的弹性体手套的剖视图。

图9是沿线9-9截取的图1的弹性体手套的剖视图。

图10是图1的弹性体手套的透视图，其中部分被切除以示出面向身体层、中间层和外层。

图11是可用于制造图1的弹性体手套的手形模型的图示。

图12是图11的其上形成有手套的手形模型的图示，其中部分被切除以示出手形模型、面向身体层、中间层和外层被着色以提供视觉对比。

图13是弹性体手套的放大局部视图，示出了可设置在外层上的一个合适的抓握图案。

图14是示出根据本公开的一个实施方案的制造图1的弹性体手套的方法的示意图。

具体实施方式

现在转向附图，图1至图10示出了大体上以10表示的本公开的弹性体手套的一个合适的实施方案。图1中所见的手套10示出为由使用者12穿戴。手套10包括手套主体14，该手套主体具有套口区16、手指区18和位于套口区16与手指区18之间的手掌区20。手指区18由多个手指22限定，其中五个手指22中的每一者具有基部24和指尖26。如本文所述，手掌区20包括在套口区16与手指22的基部24之间延伸的手套主体14上的区域。手套10可以设计为双手通用的，或者可以设计成仅左撇子或右撇子使用。

手套10也可以基于其预期用途而具有任何合适的长度L(图6中示出)。例如，手套10可以预期用于医疗、牙科、制药、电气或洁净室环境中。在一个合适的实施方案中，手套10的长度L在约8英寸至约16英寸之间、约8英寸至约14英寸之间、约8英寸至约10英寸之间、或约9英寸至约10英寸之间。在所示的实施方案中，例如，手套10的长度L为大约9英寸。在其他合适的实施方案中，在不脱离本公开的一些方面的情况下，手套10的长度L可以等于或大于约16英寸。在此类实施方案中，手套主体14的长度L增加，使得与具有较短长度的手套相比，套口区16覆盖使用者12的臂的较大部分。

现在转向图7，手套主体14包括面向身体层28、中间层30和外层32。每个层28、30和32由使手套10能够如本文所述起作用的任何合适的弹性体材料制造。如本文所用，术语“弹性体材料”是指可拉伸至其松弛长度的至少约25％(即，可拉伸至其松弛长度的至少约一又四分之一倍)的伸长率的材料，并且在释放拉伸力后，将恢复至少约40％的伸长率。

一般来说，手套10是根据需要使用一系列组合物(诸如凝结剂组合物和弹性体组合物)在浸渍工艺中形成，以实现期望的手套特征。由组合物形成的层可以在形成附加层之前固化。可以使用层的任何组合，并且尽管本文描述了特定层，但应理解，可以根据需要使用其他层和层的组合。

为了制造面向身体层28，可以使用任何合适的凝结剂组合物和弹性体材料，其有助于为使用者12提供舒适感，但不会引起过敏反应或导致穿戴手套10的使用者12对可能出现过敏反应的焦虑。因此，根据ASTM D6124和EN455-3，凝结剂组合物不含粉末，从而使手套10和面向身体层28也不含粉末。

另外，面向身体层28的弹性体材料不含促进剂。促进剂是有时包含在弹性体材料浴中的化合物，用于促进弹性体材料的硫化。然而，促进剂的存在可能导致由包含促进剂的弹性体材料形成的制品的使用者发生不良反应。反应通常被称为IV型过敏，其通常在与制品接触后6至48小时内发生，并且其局限于接触的皮肤区域。准备用于制造面向身体层28的弹性体材料浴(其不含促进剂)有助于减少或基本上消除对穿戴手套10的使用者12的不良反应。

用于形成面向身体层28的弹性体材料的合适实例包括但不限于氯丁橡胶、腈、丁基、弹性纤维、聚氯丁二烯、苯乙烯-丁二烯橡胶和聚异戊二烯。弹性体材料不含天然橡胶胶乳。因此，面向身体层28含有小于约50微克/克的蛋白质，或小于约30微克/克的蛋白质。

为了制造中间层30，可以使用任何合适的凝结剂组合物和弹性体材料，其有助于为穿戴手套10的使用者12提供舒适性和灵巧性。也就是说，选择弹性体材料，使得中间层的模量值比外层32的模量值小300％。因此，中间层30有助于增加手套10的柔韧性和感知舒适性。用于形成中间层30的弹性体材料的合适实例包括但不限于天然橡胶胶乳、氯丁橡胶、腈、丁基、弹性纤维、聚氯丁二烯、苯乙烯-丁二烯橡胶和聚异戊二烯。

如图7至图9中所示，中间层30由面向身体层28和外层32包封。因此，所示的构造使中间层30能够由天然橡胶胶乳制造，以便提供天然橡胶胶乳固有的期望舒适性和灵巧性，而不使使用者12暴露于潜在的过敏原。

为了制造外层32，可以使用任何合适的凝结剂组合物和弹性体材料，其有助于形成为使用者12提供物理和化学保护的层，但不会引起过敏反应或导致穿戴手套10的使用者12对可能出现过敏反应的焦虑。因此，根据ASTM D6124和EN455-3，凝结剂组合物不含粉末，从而使手套10和外层32也不含粉末。在一个合适的实施方案中，弹性体材料是高丙烯腈腈类材料。如本文所用，“高丙烯腈腈类”是指丙烯腈含量大于约30％，限定在约30％至约50％之间的范围内，限定在约35％至约45％之间的范围内，或者限定在约36％至约42％之间的范围内的聚合物材料。

外层32的弹性体材料的丙烯腈含量大于面向身体层28和中间层30的弹性体材料。不受任何特定理论的束缚，据信，由高丙烯腈腈类材料制造外层32有助于向手套10赋予增强的耐化学性特性，如下文将更详细地描述。因此，仅由高丙烯腈腈类材料制造外层32使手套10能够在降低的价格点上具有特定耐化学性。

用于制造外层32的弹性体材料的其余部分可以包括聚合物，诸如丁二烯等。具有较高水平的丙烯腈的聚合物往往对脂肪族油和溶剂具有更好的耐受性，但比具有较低水平的丙烯腈的聚合物更硬。因此，选择弹性体材料的丙烯腈含量以向使用者12提供耐化学性和舒适性的平衡。弹性体材料也不含天然橡胶胶乳。因此，外层32含有小于约50微克/克的蛋白质，或小于约30微克/克的蛋白质。因此，面向身体层28和外层32相对于中间层30的组合和取向使手套10能够被考虑，并且根据联邦药物管理局指南被标记为“乳胶安全”或“不含乳胶”。

鉴于上述标准，手套10可以由使手套10能够具有本文所述的期望特性的层的任何组合来制造。例如，外层32可以由与面向身体层28和中间层30两者不同的材料制造。在一个合适的实施方案中，例如，面向身体层28和中间层30可以由相同材料制造，并且外层32由与面向身体层28和中间层30不同的材料制造。在另一合适的实施方案中，例如，面向身体层28、中间层30和外层32中的每一者由不同材料制造。在替代实施方案中，外层32可以由与面向身体层28相同的材料制造，并且由与中间层30不同的材料制造。

在一个合适的实施方案中，手套10通过在多个(例如，至少三个)迭代工艺步骤中将模具浸入凝结剂浴中，然后浸入含有弹性体材料的浴中来制造。凝结剂浴中的凝结剂组合物有助于将弹性体材料粘附到手形模型34(图11中示出)，并且有助于将相邻的弹性体材料层28、30和32彼此粘附。

参考图7至图9，手套主体14在手套10的相应区中具有组合厚度T_C、T_P和T_F。应理解，用于制造手套10的浸渍工艺可以导致手套10在套口区16中的厚度T_C、手套10在手掌区20中的厚度T_P和手套10在手指区18中的厚度T_F的变化。也就是说，手形模型34的指尖40(图11中示出)通常首先浸没在特定弹性体材料浴中，并且因此与手形模型34的其余部分相比与弹性体材料接触的时间更长。

如图7中所示，手套10在套口区16中的厚度T_C被定义为面向身体层28的厚度T₁、中间层30的厚度T₂和外层32的厚度T₃的函数。如图8中所示，手套10在手掌区20中的厚度T_P被定义为面向身体层28的厚度T₄、中间层30的厚度T₅和外层32的厚度T₆的函数。如图9中所示，手套10在手指区18中的厚度T_F被定义为面向身体层28的厚度T₇、中间层30的厚度T₈和外层32的厚度T₉的函数。

如在手套主体14的手掌区20中测量的厚度T_P通常用作用于量化手套10可以提供的感觉和触觉灵敏性的标准。然而，应当执行浸渍工艺，以将套口区16的厚度T_C和手指区18的厚度T_F同样地维持在预定公差内。在一个合适的实施方案中，厚度T_P限定在约0.14毫米(mm)至约0.22mm的范围内，限定在约0.16mm至约0.20mm的范围内，或小于约0.19mm。厚度T_C限定在约0.10mm至约0.18mm之间的范围内，限定在约0.12mm至约0.16mm之间的范围内，或限定在约0.13mm至约0.15mm之间的范围内。如在手指区18中测量的厚度T_F限定在约0.18mm至约0.26mm的范围内，限定在约0.20mm至约0.25mm的范围内，或限定在约0.21mm至约0.23mm的范围内。因此，手套10被制造成具有厚度T_C、T_P和T_F，其被选择为在穿戴手套10的同时为使用者12提供增强的触觉灵敏性。

在所示的实施方案中，中间层30具有比袖带区16、手指区18和手掌区18中的每一者中的面向主体层28和外层32中的每一者更大的平均厚度。也就是说，厚度T₂、T₅和T₈的平均值大于厚度T₁、T₄和T₇的平均值，并且大于厚度T₃、T₆和T₉的平均值。如上所述，中间层30有助于增加手套10的柔韧性，以为穿戴手套10的使用者12提供舒适性和灵巧性。因此，鉴于用于制造面向身体层28和外层32的材料相对较硬，将中间层30制造成在每一层28、30和32中具有比面向身体层28和外层32更大的平均厚度提高了手套主体14的舒适性。

在一个合适的实施方案中，面向身体层28和外层32可以具有相同的厚度。也就是说，厚度T₁、T₄和T₇的平均值基本上等于厚度T₃、T₆和T₉的平均值。在另一合适的实施方案中，面向身体层28可以比外层32厚。也就是说，厚度T₁、T₄和T₇的平均值大于厚度T₃、T₆和T₉的平均值。在另一合适的实施方案中，外层32可以比面向身体层28厚。也就是说，厚度T₃、T₆和T₉的平均值大于厚度T₁、T₄和T₇的平均值。

在所示的实施方案中，面向身体层28的厚度T₁、T₄和T₇可以等于或小于约0.076mm，限定在约0.038mm至约0.076mm的范围内，或限定在约0.050mm至约0.070mm的范围内。中间层30的厚度T₂、T₅和T₈可以限定在约0.089mm至约0.127mm的范围内，限定在约0.100mm至约0.120mm的范围内，或限定在约0.100至约0.110mm的范围内。外层32的厚度T₃、T₆和T₉可以等于或小于约0.076mm，限定在约0.038mm至约0.076mm的范围内，或限定在约0.050mm至约0.070mm的范围内。

根据以上描述制造的手套10具有各种物理特性。例如，根据ASTM D412、ASTM D573和ASTM D6319，手套10的拉伸强度(老化前)等于或大于约14MPa，或大约等于约24MPa。根据ASTM D412、ASTM D573和ASTM D6319，手套10的最终伸长率(老化前)等于或大于约500％，或大约等于约600％。根据ASTM D412和EN455-2:2015，手套10在断裂处的中值力(老化前)等于或大于约6牛顿，或大约等于约9牛顿。根据ASTM D412、ASTM D573和ASTM D6319，手套10的拉伸强度(老化后)等于或大于约14MPa，或大约等于约20MPa。按照ASTM D412、ASTMD573和ASTM D6319，手套10的最终伸长率(老化后)等于或大于约400％，或大约等于约600％。根据ASTM D412和EN455-2:2015，手套10在断裂处的中值力(老化后)等于或大于约6牛顿，或大约等于约9牛顿。

另外，根据本公开的手套10为处理放射性和/或有害材料，诸如有害化学品或生物材料提供保护。不受任何特定理论的束缚，据信，外层32中的高丙烯腈腈类材料的存在增强了根据本公开的手套10的耐化学性。当与面向身体层28和中间层30结合使用时，手套10对某些油、溶剂和危险材料具有特定耐化学性，目前与其他薄弹性体制品无法满足该耐化学性。

例如，根据ASTM D6978，手套10对于卡莫司汀、环磷酰胺、多柔比星、依托泊苷、氟尿嘧啶、紫杉醇、顺铂、达卡巴嗪、异环磷酰胺、米托蒽醌、噻替派和长春新碱中的每一者具有大于约240分钟的耐化学性突破时间。

根据EN 16523-1，手套10对于甲醇、丙酮、乙腈、二氯甲烷、二硫化碳、甲苯、二乙胺、四氢呋喃、乙酸乙酯、正庚烷、40％氢氧化钠、96％硫酸、65％硝酸、99％乙酸、25％氢氧化铵、30％过氧化氢、40％氢氟酸和37％甲醛中的每一者还具有大于约10分钟或大于约480分钟的耐化学性突破时间。也就是说，手套10对于EN ISO 374-1中列出的所有18种化学品具有至少1类的化学性能。

根据EN 16523-1，手套10对于异丙醇和二甲基亚砜中的每一者还具有大于约120分钟的耐化学性突破时间，并且对于盐酸具有大于约480分钟的耐化学性突破时间。

手套10还符合在韩国职业安全和健康管理局(KOSHA)注册新产品的要求。也就是说，手套10对于以下化学品列表中的至少三种化学品具有大于约30分钟的耐化学性突破时间：甲醇、丙酮、乙腈、二氯甲烷、二硫化碳、甲苯、二乙胺、四氢呋喃、乙酸乙酯、正己烷、40％氢氧化钠和96％硫酸。也就是说，手套10对上文列出的三种化学品具有至少2类的化学性能。

另外，根据KOSHA要求，手套10对于表1中列出的测试项中的至少一者达到至少1类性能。

表1

另外，根据BfR法规(欧盟)和根据US FDA Cfr 177.2600(北美和加拿大)，手套10与食品接触是安全的，与消毒剂一起使用是安全的，表面电阻率符合ESD1149，并且病毒渗透率符合ISO 16604。

在所示的实施方案中，手套10是洁净室批准的。例如，根据IEST-RP-CC005，对于0.05微米或更大的颗粒，手套10的颗粒计数小于每平方厘米约950个。另外，根据IEST-RPCC005，手套10的钙离子浓度等于或小于约45微克/克、氯离子浓度等于或小于约35微克/克、镁离子浓度等于或小于约5微克/克、硝酸盐离子浓度等于或小于约15微克/克、钾离子浓度等于或小于约5微克/克、钠离子浓度等于或小于约10微克/克、硫酸根离子浓度等于或小于约10微克/克、锌离子浓度等于或小于约25微克/克、铵离子浓度等于或小于约5微克/克。

在一些实施方案中，例如，如下文将更详细地描述，手套10的湿抓握能力和干抓握能力经由纹理化而提高。使用诸如SATRA TM437方法、SATRA TM438方法和SATRA 1544方法的抓握测试来测量手套10的抓握能力。SATRA TM437覆盖手指和拇指的“捏握”，SATRATM438提供测试“全握”(拇指、四根手指和手掌)的方法。

SATRA TM437“捏握测试”要求受试者佩戴手套，握住装有器械的垂直悬挂的扁平金属杆，并向下拉动该杆，以将平衡重量提升一段设定的距离。然后松开抓握直到检测到杆抵着手套表面的滑移，此时佩戴者必须增加抓握以防止进一步滑移。然后，将杆轻轻抬起到其原始的未装载位置。在整个测试周期中，借助于杆内的电子称重传感器来记录抓握力。还记录了佩戴者对操作的便利性和抓握的有效性的评价(这将包括手套衬里与佩戴者皮肤之间以及手套外部与测试杆之间的安全性的主观观点)。生成的结果既是客观的(来自握杆内称重传感器的力数据)，也是主观的(使用者对手套性能的评论)。

SATRA TM438“全握”测试要求测试受试者握住圆筒，并向下拉动该圆筒，以将较大的平衡重量提升一段设定的距离。然后，握住一段时间，然后将圆筒返回到原始的未装载位置。如果出现任何滑移，则要求受试者尽可能通过施加更高的力来维持抓握。该测试指示整个手套的抓握表面在实际工作条件下的表现。再次，所生成的结果既是客观的(来自抓握筒内的称重传感器的力数据)，也是主观的(使用者对手套性能的评论)。

本发明的制品可以使用多种工艺形成，例如，浸渍、喷涂、翻滚、干燥和固化。如下文将更详细地描述，每一层28、30和32在一系列工艺步骤中以浸渍工艺形成。例如，参考图11，可以使用一系列手套模具或手形模型34来形成本公开的手套10(图1中示出)。参考图12，外层32最初形成在手形模型34上，使得外层32与手形模型34接触。中间层30和然后面向身体层28形成在外层32上方的手形模型34上。当从手形模型34剥离时，手套10倒置，使得面向身体层28限定手套10的内部，用于接纳使用者12的手和臂，并且使得外层32暴露于周围环境。

图11中所示的手形模型34示出在用于批处理操作的托盘36上，但应理解，本公开的工艺也可以在连续操作中使用。

手形模型34通常可以被认为是具有纹理化或平滑表面的成型模具，其可以接受一系列涂层且接着释放所形成的手套10。示例性涂层材料包括但不限于硬脂酸钙、聚氯乙烯和聚(甲基丙烯酸甲酯)。手形模型34可以由使本公开的工艺能够如本文所述起作用的任何材料制造。例如，手形模型34的表面可以由陶瓷、瓷器、玻璃、金属或某些碳氟化合物形成。

纹理化手形模型34有助于改善形成在其上的手套10的湿抓握能力和干抓握能力。纹理化可以通过压花、分割、柔性铸造等来实现。在一个合适的实施方案中，手形模型34经纹理化以在模具的选定区域上(诸如在手形模型34的指尖40上)具有图案化区域38。替代地，图案化区域38可以设置在模具的其他区域上，以在手套的其他区域(诸如手指区18和手掌区20)的整个或部分上方提供纹理化。如下文将更详细地描述，在每个手形模型34上形成的手套10被剥离并倒置，以从手形模型34移除手套10。因此，如图10中所示，对手形模型34进行纹理化有助于在制造期间在手套10的面向模型层(即外层32)上限定对应的图案化区域39。

图案化区域39可以包括有助于改善手套10的抓握的任何合适的纹理化。纹理化可以由任何合适的几何形状、非几何形状或其组合限定。例如，如图13中所示，图案化区域39由形成在手套10的外层32中的具有菱形构造的多个形状42限定。相邻形状42彼此间隔开距离D，并且距离D可以是用于改善手套10的抓握的任何合适的距离。相邻形状10之间的间隔示出为基本上等距。然而，形状42也可以彼此间隔开不规则的距离D。另外，形状42可以形成为相对于外层32的表面44凹陷的凹痕，或形成为相对于外层32的表面44凸起的脊。

转向图12，手形模型34由材料制造，使得手形模型34的至少表面46被着色，以提供与将在其上形成的弹性体材料层形成对比的视觉外观。典型地，通常由陶瓷材料制造的手形模型34具有基本上白色的视觉外观。当在其上形成具有与手形模型34相同颜色的后续弹性体材料层时，目视检查手套10和/或容易地确定手套10是否有缺陷变得越来越困难。在所示的实施方案中，手形模型34的表面46是第一颜色48，如第一图案所示，其提供与手套10的层形成对比的视觉外观，以便对手套10的缺陷进行快速在线检查。

另外，形成在手形模型34上的弹性体材料的每一层28、30和32可以同样地被着色，以提供与手形模型34和/或包括在手套主体14中的其他层形成对比的视觉外观。在所示的实施方案中，面向身体层28是第二颜色50，中间层30是第三颜色52，并且外层32是第四颜色54，每个颜色由图13中的对比图案示出。在一个合适的实施方案中，第一颜色48、第二颜色50、第三颜色52和第四颜色54各自为不同的对比色。替代地，层28、30和32的第二颜色50、第三颜色52和第四颜色54是相同的颜色，其不同于手形模型34的第一颜色48。进一步替代地，第二颜色50和第四颜色54是相同的颜色，并且第三颜色52不同于第二颜色50和第四颜色54。因而，对比色有助于提供制造线上的潜在缺陷或手套10使用期间的磨损和撕裂的视觉指示。

转向图14，本文描述了用于形成手套10的示例性浸渍工艺，但可以采用其他工艺来形成具有不同形状和特征的各种制品。

在所示的实施方案中，在手形模型34上形成手套之前，清洁56手形模型34(图11中示出)。清洁过程通常包括可选的水预冲洗，随后为酸洗。在酸洗之后，例如用刷子机械地擦洗手形模型34，然后用水冲洗，并在最后冲洗之前浸没在加热的苛性碱溶液中。在可选的清洁过程之后，将手形模型34干燥58以制备通过一系列浸渍和干燥步骤在手形模型34上形成手套。

例如，在一个合适的实施方案中，在清洁56之后，将手形模型34浸入第一凝结剂浸渍槽60中的无粉凝结剂组合物中。一般来说，凝结剂组合物使将形成手套10的基材主体的基础聚合物在手形模型34上凝结和聚合。可以用于本公开的凝结剂可以包括诸如金属盐的凝结剂盐的溶液。凝结剂的实例可以包括但不限于钙、锌、铝等的水溶性盐。例如，在一个实施方案中，水或酒精中的硝酸钙可以用于凝结剂组合物中。在一些实施方案中，硝酸钙可以以高达约40重量％的量存在于溶液中，尽管也可以使用更大或更小的量。可选地，凝结剂组合物还可以含有诸如表面活性剂的添加剂。

在浸入凝结剂组合物中之后，将手形模型34从第一凝结剂浸渍槽60取出，并且使存在于模型表面上的凝结剂在第一凝结剂干燥步骤62中干燥。对于许多应用，凝结剂可以风干约一分钟至约两分钟的时间。一旦干燥，凝结剂的残余涂层保留在手形模型34上。

如果需要，凝结剂组合物可以可选地含有某些添加剂。例如，凝结剂组合物可以含有各种添加剂，其可以改善手套表面的触觉特征。替代地，凝结剂组合物可以含有某些释放助剂，当与本发明的工艺组合时，所述释放助剂可以进一步改善手套10从手形模型34的剥离能力。在任何情况下，凝结剂组合物添加剂不应阻碍本发明的工艺。

在完成第一凝结剂干燥步骤62之后，将手形模型34浸入含有第一弹性体材料的第一弹性体浸渍槽64中。如上所述，第一弹性体材料是与用于形成外层32的材料一致的组合物。如本领域中通常已知的，第一弹性体材料还可以含有各种添加剂，诸如pH调节剂、稳定剂等。在第一弹性体材料与凝结剂组合物接触时，凝结剂可以使第一弹性体材料中的一些变得局部不稳定并且凝结在手形模型34的表面上。在许多应用中，凝结剂本身并不形成最终手套的单独层，而是成为手套10的外层32的一部分。凝结剂组合物中的任何添加剂，取决于它们是什么，可以保持在手形模型34与外层32之间，或者替代地可以结合到外层32中。在期望时间量之后，将手形模型34从第一弹性体浸渍槽64取出，并且使弹性体材料的凝结层完全聚结在模型上。

手形模型34浸入第一弹性体材料中的时间量(通常称为停留时间)决定外层32的厚度。增加第一弹性体材料中的手形模型34的停留时间使外层32(图2中示出)的厚度增加。手套主体14的总厚度也可以取决于其他参数，包括例如乳胶乳液的固体含量和乳胶乳液和/或凝结剂组合物的添加剂含量。在所示的实施方案中，根据上述参数，选择第一弹性体浸渍槽64内的手形模型34的停留时间以限定外层32的厚度T₃、T₆和T₉(图7至图9中示出)。

一旦手形模型34从第一弹性体材料移除，则形成在其上的外层32可以可选地至少部分地固化66，以准备在其上接纳诸如中间层30和面向身体层28(两者在图2中示出)的手形模型34。用于在手形模型34上形成中间层30和面向身体层28的工艺步骤通常与用于在其上形成外层32的工艺步骤相同。例如，在可选的固化66之后，将其上形成有外层32的手形模型34浸入第二凝结剂浸渍槽68中的凝结剂组合物中，使凝结剂组合物在第二凝结剂干燥步骤70中干燥，并将手形模型34浸入含有第二弹性体材料的第二弹性体浸渍槽72中。如上所述，第二弹性体材料是与用于形成中间层30的材料一致的组合物。

然后将手形模型34从第二弹性体材料移除，并且在其上形成的中间层30可以可选地至少部分地固化74。将其上形成有外层32和中间层30的手形模型34浸入第三凝结剂浸渍槽76中的凝结剂组合物中，使凝结剂组合物在第三凝结剂干燥步骤78中干燥，并将手形模型34浸入含有第三弹性体材料的第三弹性体浸渍罐80中。如上所述，第三弹性体材料是与用于形成面向身体层28的材料一致的组合物。上文详细描述了例如在手形模型34上形成外层32的上下文中描述的特定工艺细节、实例和添加剂选择。然而，应理解，工艺细节、实例和添加剂选择也适用于在手形模型34上形成中间层30和面向身体层28。

一旦从第三弹性体浸渍槽80移除，就将手套10进行卷边82以有助于限定手套的套口区16，并且有助于从手形模型34剥离手套10。然后可以根据需要进一步加工手套10。例如，各种预固化加工技术通常是本领域已知的。例如，未固化的面向身体层28可以用流动的热水浸析84。浸析工艺可以从例如聚结的弹性体材料中提取各种乳液组分，诸如盐和水。这可以使手套主体14在手形模型34上略微收缩，并且从聚结的乳液移除杂质。

外层32、中间层30和面向身体层28接着可以被固化86或硫化以形成手套主体14。一般来说，弹性体材料通过与硫化剂(诸如硫)的高温反应而固化，以引起聚合物链的交联。固化86通常可以在约200°F与约300°F的温度下进行。除了固化弹性体材料之外，高温工艺还可以导致残留在手形模型34上的任何挥发性组分的蒸发，包括残留在乳液中的任何水。因此，固化工艺66可以使手套主体14收缩，并且固化的弹性体层的厚度通常可以小于聚结在手形模型34上的乳液的厚度。

在弹性体材料已固化之后，可以执行附加处理步骤。例如，手套的表面可以在固化之后(例如在卤化工艺88中)进行化学处理。卤代工艺88(诸如氯化)是本领域已知的，并且已用于各种目的，诸如用于降丁腈橡胶制品表面上的粘性。在一个实施方案中，卤化工艺88包括将卤素气体(诸如氯气)注入水中，然后将手形模型34浸入卤化水中。然而，可以替代地使用使手套氯化的其他已知方法。

例如，在一个合适的实施方案中，卤化工艺88包括使手套10与溴气而不是氯气接触。在卤化工艺88中使用溴气有助于减少手套10的变色，并且在手套制造工艺中处理和利用可能更安全。

在手套固化且任何固化后处理步骤已完成之后，将手形模型上的手套主体14用水(诸如水浴中)冲洗90，然后在从手形模型34剥离94制品之前干燥92。对于大多数应用，在剥离之前，手套10可以在仍处于手形模型34上的情况下干燥92。然而，替代地，在一些应用中，也可以在湿的同时将手套主体14从手形模型34剥离，然后稍后干燥制品。

当在剥离94之前干燥92个制品时，可以通过将热量施加到手套10来干燥仍在模型上的手套10。例如，手套10在手形模型34上时可以与热空气接触，诸如在对流烘箱中。例如，在一个实施方案中，可以将手形模型34从液体浴转移至烘箱进行干燥。

在烘箱中，高温下的对流空气可以干燥膜并移除任何残余水分。例如，温度在约250°F与约275°F之间的对流空气可以用于干燥手形模型34。在该温度范围内，干燥工艺可以非常快，例如，手套10可以在烘箱中干燥约3分钟。在一个实施方案中，手套10可以在约一分钟内在烘箱中干燥。在另一实施方案中，手套10可以在烘箱中干燥小于约一分钟。

在手套10在仍处于手形模型34上时干燥的实施方案中，手套10可以可选地在移除残余水分之后冷却，然后从手形模型34剥离94。手套10可以主动地(例如，使模型经受冷气流)或被动地冷却，或者两者的组合，例如仅通过从烘箱移除并在环境空气中冷却一段时间。在一个实施方案中，手套10可以冷却至低于约100°F的温度。一旦干燥和冷却，手套10就从手形模型34剥离并封装94。然后，可以重新使用手形模型34来制造附加手套10。

再次参考图11，在所示的实施方案中，手形模型34各自配备有射频识别(RFID)系统96。RFID系统96有助于监测用于制造手套10的工艺的步骤和/或参数，例如图14中所示的步骤和/或参数。例如，RFID系统96对每个手形模型34在初始接合模型清洁步骤56时经历的周期次数进行计数。计数周期次数有助于跟踪每个手形模型34的使用情况，从而有助于对手形模型34的进行检查和/或翻新。RFID系统96还可以在一个或多个所示的工艺步骤(例如清洁步骤56和弹性体浸渍步骤64、72和80)中监测手形模型34的表面46(图12中示出)上的pH。监测表面46上的pH确保在清洁步骤56中没有材料堆积在手形模型34上，并且确保在浸渍步骤64、72和80中存在低结网且无气泡形成。

RFID系统96还可以在一个或多个所示的工艺步骤(例如干燥步骤58、凝结干燥步骤62、70和78以及固化步骤66、74和86)中监测手形模型34的表面46上的温度。监测表面46上的温度有助于确定表面46是否由于每个清洁步骤而干燥。监测温度还确保手形模型34在预定固化温度下花费了足够的时间以充分固化手形模型34上的层28、30和32。在卷边步骤82中，RFID系统96还可以测量从卷边位置到手套10上的中指指尖的长度，以验证手套长度。RFID系统96还可以测量手形模型34上的卷边厚度。

当介绍本发明的元件或其优选实施方案时，冠词“一个/种”和“该/所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在为包括性的并表示可以存在除所列元件之外的附加元件。

由于可在不脱离本公开范围的情况下对以上构造作出各种更改，所以预期的是，以上说明中所含的或附图中所示的所有事项均应被解释为示例性的而非限制性的含义。

Claims

1.一种弹性体手套，包括：

由第一弹性体材料制成的面向身体层；

由第二弹性体材料制成的中间层；以及

由不同于所述第二弹性体材料的第三弹性体材料制成的外层，所述第三弹性体材料具有大于至少所述第二弹性体材料的丙烯腈含量。

2.如权利要求1所述的弹性体手套，其中所述第三弹性体材料具有大于所述第一弹性体材料和所述第二弹性体材料两者的丙烯腈含量

3.如权利要求1所述的弹性体手套，其中所述弹性体手套包括套口区、手指区和手掌区，其中由所述材料制成的所述面向主体层、所述中间层和所述外层在所述弹性体手套的所述手掌区中具有小于约0.19毫米的组合厚度。

4.如权利要求1所述的弹性体手套，其中所述第三弹性体材料具有大于约30％的丙烯腈含量。

5.如权利要求1所述的弹性体手套，其中所述第一弹性体材料不含促进剂。

6.如权利要求1所述的弹性体手套，其中所述第一弹性体材料包含氯丁橡胶、腈、丁基、弹性纤维或异戊二烯。

7.如权利要求1所述的弹性体手套，其中所述第二弹性体材料包含天然橡胶胶乳、氯丁橡胶、聚氨酯或丁基。

8.如权利要求1所述的弹性体手套，其中所述弹性体手套具有等于或大于约16英寸的长度。

9.如权利要求1所述的弹性体手套，其中所述弹性体手套对于卡莫司汀、环磷酰胺、多柔比星、依托泊苷、氟尿嘧啶、紫杉醇、顺铂、达卡巴嗪、异环磷酰胺、米托蒽醌、噻替派和长春新碱中的每一者具有大于约240分钟的耐化学性突破时间。

10.如权利要求1所述的弹性体手套，其中所述弹性体手套对于甲醇、丙酮、乙腈、二氯甲烷、二硫化碳、甲苯、二乙胺、四氢呋喃、乙酸乙酯、正庚烷、40％氢氧化钠、96％硫酸、65％硝酸、99％乙酸、25％氢氧化铵、30％过氧化氢、40％氢氟酸和37％甲醛中的每一者具有大于约10分钟的耐化学性突破时间。

11.如权利要求1所述的弹性体手套，其中所述弹性体手套对于异丙醇和二甲基亚砜中的每一者具有大于约120分钟的耐化学性突破时间，并且对于盐酸具有大于约480分钟的耐化学性突破时间。

12.一种弹性体手套，包括：

手套主体，所述手套主体包括套口区、手指区和手掌区，所述手套主体包括：

由不含促进剂的弹性体材料制成的面向身体层；

由天然橡胶胶乳材料制成的中间层；以及

由高丙烯腈腈类材料制成的外层，其中所述面向身体层、所述中间层和所述外层在所述手套主体的所述手掌区中具有小于约0.19毫米的组合厚度。

13.如权利要求12所述的弹性体手套，其中所述高丙烯腈腈类材料具有大于约30％的丙烯腈含量。

14.如权利要求12所述的弹性体手套，其中所述弹性体手套不含粉末。

15.如权利要求12所述的弹性体手套，其中所述中间层具有比所述面向身体层和所述外层中的每一者更大的平均厚度。

16.如权利要求12所述的弹性体手套，其中所述面向身体层和所述外层各自含有小于约50微克/克的蛋白质。

17.一种制造弹性体手套的方法，所述方法包括：

将手形模型浸入含有第一弹性体材料的第一浸渍槽中，使得由所述第一弹性体材料制成的第一层形成在所述手形模型上；

将所述手形模型浸入含有第二弹性体材料的第二浸渍槽中，使得由所述第二弹性体材料制成的第二层形成在所述第一层上方；以及

将所述手形模型浸入含有第三弹性体材料的第三浸渍槽中，使得由所述第三弹性体材料制成的第三层形成在所述第二层上方，其中所述第一弹性体材料具有大于至少所述第二弹性体材料的丙烯腈含量。

18.如权利要求17所述的方法，其中将所述手形模型浸入含有第一弹性体材料的第一浸渍槽中包括将所述手形模型浸入含有所述第一弹性体材料的所述第一浸渍槽中，所述第一弹性体材料具有大于所述第二弹性体材料和所述第三弹性体材料两者的所述丙烯腈含量。

19.如权利要求17所述的方法，还包括在将所述手形模型浸入所述第一浸渍槽、所述第二浸渍槽和所述第三浸渍槽中的每一者中之前，将所述手形模型浸入含有凝结剂组合物的凝结剂浸渍槽中。

20.如权利要求17所述的方法，还包括将所述手形模型浸入所述第一浸渍槽、所述第二浸渍槽和所述第三浸渍槽中一段时间，使得所述第一层、所述第二层和所述第三层在所述弹性体手套的手掌区中具有小于约0.19毫米的组合厚度。

21.如权利要求17所述的方法，其中将所述手形模型浸入所述第一浸渍槽中包括将所述手形模型浸入含有所述第一弹性体材料的所述第一浸渍槽中，所述第一弹性体材料具有大于约30重量％的丙烯腈含量。

22.如权利要求17所述的方法，其中将所述手形模型浸入所述第三浸渍槽中包括将所述手形模型浸入含有无促进剂的所述第三弹性体材料的所述第三浸渍槽中。