JP2018533649A - 水系ヒドロゲルブレンドコーティングおよびエラストマー物品への塗布方法 - Google Patents
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Abstract
Description
下記の表1によって、ヒドロゲルブレンドコーティング配合物を提供する。具体的には、ヒドロゲルブレンドにおいて、ヒドロゲルを約75重量%で提供し、天然ゴムを約18.6重量%で提供し、ニトリルラテックスを約6.2重量%で提供する。追加の界面活性剤および殺生物剤も含む。コーティング組成物中の追加のエラストマー材料のために、界面活性剤を添加する。界面活性剤は、溶液中で天然ゴムとニトリルを一緒にブレンドするのに役立つことができ、溶液中で2つのエラストマーを安定化させるのに効果的に役立つ。比較で、ヒドロゲルのみの溶液も提供する。ヒドロゲルのみの溶液を、界面活性剤なしで調製した。なぜなら、溶液は安定化する必要のある、あらゆる追加のエラストマー材料も含有しないためである。さらに、ヒドロゲルのみのコーティングは、ASTM標準3577による粉体含量仕様要件を満たさないために、コーティング後、大量の潤滑剤を支持することができない。これは実施例8でより詳細に示す。
実施例1で調整したコーティング配合物を、3つの異なる全固形分、3%、3.5%、および4%でそれぞれ調整し、天然ゴム基材に対するコーティング接着性に関して試験した。図1に示すものと類似のプロセスを使用して、天然ゴム手袋を形成した。次いで、天然ゴム手袋を、組成物Aに関して調製した3つの異なる全固形分中に浸漬し、別の手袋を、組成物Bに関して調製した3つの異なる全固形分中に浸漬した。
ヒドロゲルに添加されるエラストマー材料の異なる量を有するコーティング組成物を使用して、別の一連のコーティング接着性試験を実行した。下記の表3は、試験される異なる組成物に使用される構成要素の量を示す。
下記の表5によって、ヒドロゲルブレンドコーティング配合物を提供する。具体的には、ヒドロゲルブレンドにおいて、ヒドロゲルを約85重量%で提供し、合成ポリイソプレン化合物を約7.5重量%で提供し、ニトリルラテックスを約7.5重量%で提供する。追加の界面活性剤および殺生物剤も含む。コーティング組成物中の追加のエラストマー材料のために、界面活性剤を添加する。界面活性剤は、溶液中で合成ポリイソプレン化合物とニトリルを一緒にブレンドするのに役立つことができ、溶液中で2つのエラストマーを安定化させるのに効果的に役立つ。比較で、ヒドロゲルのみの溶液も提供する。ヒドロゲルのみの溶液を、界面活性剤なしで調製した。なぜなら、溶液は安定化する必要のあるいかなる追加のエラストマー材料も含有しないためである。さらに、ヒドロゲルのみのコーティングは、ASTM標準3577による粉体含量仕様要件を満たさないために、コーティング後、大量の潤滑剤を支持することができない。これは実施例Xでより詳細に示す。
実施例4で調整したコーティング配合物を、3つの異なる全固形分、3%、3.5%、4%でそれぞれ調整し、合成ポリイソプレン基材に対するコーティング接着性に関して試験した。図1に示すものと類似のプロセスを使用して、合成ポリイソプレン手袋を形成した。次いで、合成ポリイソプレン手袋を、組成物Aに関して調製した3つの異なる全固形分中に浸漬し、別の手袋を、組成物Hに関して調製した3つの異なる全固形分中に浸漬した。
ヒドロゲルに添加されるエラストマー材料の異なる量を有するコーティング組成物を使用して、別の一連のコーティング接着性試験を実行した。下記の表7は、試験される異なる組成物に使用される構成要素の量を示す。
機械的安定性試験(MST)を実行して、コーティング組成物の機械的安定性を決定した。MSTとは、コーティング組成物の、凝固することなく高速撹拌に耐える能力の測定である。これは、最初に180μmのふるいを通して濾したコーティング組成物を、高速撹拌機の動作にかけることによって決定される。約50グラムの濾過した溶液を秤量し、試験瓶中に入れる。瓶を試験器上に置き、約14,000±200rpmで、30分間撹拌する。コーティング組成物温度が、試験中常に約60℃を超えないことを確実にするため、温度を測定し、10分毎に記録する。次いで、撹拌したコーティング組成物を、180μmのフィルターを通して濾過し、次いで、フィルター上に得られた凝塊を、炉内で約100℃で、凝塊の重量が一定になるまで乾燥させた。次いで、濾過後のフィルター上に残っている凝塊の百分率を記録した。フィルター上に残っている凝塊の百分率が高いほど、コーティング組成物の安定性が不十分であることを示す。
組成物AおよびBのコーティング試料を、以下の表13に示されるコーティングされた天然ゴム物品上で、潤滑剤溶液を用いて、それぞれ処理した。手袋の各々を、最初に、95ppmの塩素で塩素化し、次いで、表13の潤滑剤溶液を用いて、噴霧プロセスを介する塗布によって潤滑化した。潤滑剤溶液の大部分は水を含み、Darvan(登録商標)Lが水の次の最大量で、Darvan(登録商標)Lは、Vanderbilt Chemicals,LLCから入手可能なアルキルホスフェートのアンモニウム塩を含む界面活性剤の商標名である。さらに、潤滑剤CPC(塩化セチルピリジニウム)、消泡剤、例えばDow Corning Corporationによって製造されているANTIFOAM 1920など、およびシリコーンエマルション、例えばMomentive Performance Materialsによって製造されているSilicone SM2140などを添加する。
以下のASTM D1894の湿式摩擦係数(COF)試験を行い、手袋着用性を決定した。この試験方法において、別の表面上にある1つの表面を移動させるのに必要な力と、これらの表面に垂直に加えられた力の合計の比率として、摩擦係数を定義した。値が低いほど、2つの表面間の摩擦は低い。したがって、低いCOF値は、より良好な着用性を示す。
走査型電子顕微鏡(SEM)を介して、コーティングされた手袋を評価して、形成および硬化後のコーティングされた手袋の表面形態を示した。4つの試料、前の実施例から組成物A、組成物B、組成物F、および組成物Gを調製し、試験した。天然ゴム手袋を形成して、次いでコーティングした。各手袋を、4つのうちの1つとは異なる溶液でコーティングした。次いで、コーティングされた手袋を、顕微鏡下で検査し、倍率100倍でSEM走査画像を撮った。これらの結果を図3A〜3Dに示す。
SEM走査画像を使用して、コーティングされた合成ポリイソプレン手袋の表面形態を試験した。図1に示されるように、天然ゴム手袋用の類似の凝固剤浸漬プロセスを使用して、ポリイソプレン手袋を作製した。ひとたび手袋をポリイソプレンラテックス中に浸漬すると、コーティング組成物中に浸漬し、次いで硬化させる。ポリイソプレン手袋上に試験された3つのコーティング組成物中があった;ヒドロゲルのみの組成物、および2つのヒドロゲル−ポリイソプレン−ニトリルブレンド。約75%のヒドロゲル、および約6%のポリイソプレン、および約19%のニトリルラテックスを含む溶液の残りの部分を使用して、第1のヒドロゲル−ポリイソプレン−ニトリルブレンドを作製した。約85%のヒドロゲル、および約7.5%のポリイソプレン、および約7.5%のニトリルラテックスを含む溶液の残りの部分を使用して、第2のヒドロゲル−ポリイソプレン−ニトリルブレンドを作製した。手袋をコーティングし、硬化させると、手袋をSEM下で走査して、表面形態を決定し、図4A〜4B、6A〜6B、7A〜7B、および8A〜8Bにおいて、結果を見ることができる。
Claims (62)
- コーティングを有するエラストマー物品であって、コーティングが、
水系ヒドロゲルポリマーと、
水系ヒドロゲルポリマーに添加されて、コーティング配合物を形成する、少なくとも1つのエラストマー材料
とを含み、
コーティング配合物に、いかなる溶媒も添加されていない、エラストマー物品。 - コーティングが、エラストマー物品の表面に、ヒドロゲルポリマーのみがコーティングされたエラストマー物品と比較して、改善された潤滑性を提供する、請求項1に記載のエラストマー物品。
- エラストマー材料が、天然ゴムラテックス、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリウレタン、ポリブタジエン、ニトリル、スチレンとブタジエンとのブロックコポリマー、スチレンとイソプレンとのブロックコポリマーからなる群から選択される、請求項1または2に記載のエラストマー物品。
- エラストマー材料が、天然ゴムである、請求項3に記載のエラストマー物品。
- エラストマー材料が、ポリイソプレンである、請求項3に記載のエラストマー物品。
- エラストマー材料が、少なくとも2つのエラストマー材料のブレンドである、請求項1から5のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- コーティング配合物中の少なくとも1つのエラストマー材料が、エラストマー物品と同じである、請求項1から6のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- 水系ヒドロゲルが、コーティング配合物中に、約50重量%〜約90重量%の量で存在する、請求項1から7のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- コーティング配合物が、界面活性剤をさらに含む、請求項1から8のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- コーティング配合物が、殺生物剤をさらに含む、請求項1から9のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- ヒドロゲルが、コーティング配合物の約75重量%の量で存在する、請求項1から10のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- ヒドロゲルが、約75重量%〜約85%の量で存在する、請求項8に記載のエラストマー物品。
- ヒドロゲルが、約85重量%の量で存在する、請求項12に記載のエラストマー物品。
- 少なくとも1つのエラストマー材料が、コーティング配合物の約0.5重量%〜約37重量%の範囲で存在する、請求項1から13のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- 第2のエラストマー材料が、コーティング配合物中に、約0.5重量%〜約25重量%の範囲で存在する、請求項6に記載のエラストマー物品。
- 少なくとも1つのエラストマー材料が、コーティング配合物の約6重量%〜約19重量%の範囲で存在する、請求項14に記載のエラストマー物品。
- 第2のエラストマー材料が、コーティング配合物の約6重量%〜約19重量%の範囲で存在する、請求項15に記載のエラストマー物品。
- 少なくとも1つのエラストマー材料が、コーティング配合物の約19重量%で存在する、請求項1から17のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- 第2のエラストマー材料が、コーティング配合物の約6重量%で存在する、請求項17に記載のエラストマー物品。
- 少なくとも1つのエラストマー材料が、天然ゴムである、請求項1から19のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- 第2のエラストマー材料が、ニトリルである、請求項6、15、17、および19のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- 少なくとも1つのエラストマー材料が、コーティング配合物の約4重量%〜約11重量%の範囲で存在する、請求項12に記載のエラストマー物品。
- 第2のエラストマー材料が、コーティング配合物の約4重量%〜約11重量%の範囲で存在する、請求項22に記載のエラストマー物品。
- 少なくとも1つのエラストマー材料、および第2のエラストマー材料が、それぞれコーティング配合物の約7.5重量%で存在する、請求項22に記載のエラストマー物品。
- 少なくとも1つのエラストマー材料がポリイソプレンであり、かつ第2のエラストマー材料がニトリルである、請求項24に記載のエラストマー物品。
- 3.5の平均TSCで、約1の平均コーティング剥がれ等級を有する、請求項1から25のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- 7%のTSCで、約0.10未満の湿式COFを有する、請求項1に記載のエラストマー物品。
- 4%のTSCで、約0.10未満の湿式COFを有する、請求項1から27のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- 残渣粉体含量試験において、1mg未満の粉体を有する、請求項1から28のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- 粉体を含まない、請求項1から29のいずれか1項に記載のエラストマー物品。
- エラストマー物品をコーティングする方法であって、
エラストマー物品を、水性コーティング組成物中に浸漬して、コーティングされた物品を得る工程であって、コーティング組成物が、水系ヒドロゲル、および少なくとも1つのエラストマー材料を含む、工程と、
コーティングされた物品を硬化させる工程と、
コーティングされた物品を乾燥させる工程
とを含み、
エラストマー物品が、溶媒を含まないコーティング溶液中に浸漬され、
エラストマー物品が、コーティング組成物中に浸漬する前に、化学的下塗り工程を必要としない、方法。 - 少なくとも1つのエラストマー材料が、エラストマー物品と同様の材料である、請求項31に記載の方法。
- 少なくとも1つのエラストマー材料と異なる、第2のエラストマー材料が、コーティング組成物に添加される、請求項31または32に記載の方法。
- コーティングされた物品を塩素化する工程をさらに含む、請求項31から33のいずれか1項に記載の方法。
- コーティングされた物品に潤滑剤溶液を噴霧する工程をさらに含む、請求項31から34のいずれか1項に記載の方法。
- コーティングを有するエラストマー物品であって、コーティングが、
水系ヒドロゲルポリマーと、
天然ゴムラテックスと、
ニトリルラテックス
とを含み、それらが一緒にブレンドされて、コーティング組成物を形成する、エラストマー物品。 - コーティングが、エラストマー物品の表面に、ヒドロゲルポリマーのみがコーティングされたエラストマー物品と比較して、改善された潤滑性を提供する、請求項36に記載のエラストマー物品。
- 水系ヒドロゲルポリマーが、コーティング組成物の約75重量%で存在し、天然ゴムラテックスとニトリルラテックスとの組合せが、コーティング組成物の約25重量%を構成する、請求項36または37に記載のエラストマー物品。
- 請求項36から38のいずれか1項のコーティングを使用してエラストマー物品をコーティングする方法。
- コーティングを有するエラストマー物品であって、コーティングが、
水系ヒドロゲルポリマーと、
ポリイソプレンと、
ニトリルラテックス
とを含み、それらが一緒にブレンドされて、コーティング組成物を形成する、エラストマー物品。 - コーティングが、エラストマー物品の表面に、ヒドロゲルポリマーのみがコーティングされたエラストマー物品と比較して、改善された潤滑性を提供する、請求項40に記載のエラストマー物品。
- 水系ヒドロゲルポリマーが、コーティング組成物の約85重量%で存在し、ポリイソプレンラテックスとニトリルラテックスとの組合せが、コーティング組成物の約15重量%を構成する、請求項40または41に記載のエラストマー物品。
- エラストマー物品をコーティングするためのコーティング組成物であって、
水系ヒドロゲルポリマーと、
水系ヒドロゲルポリマーに添加される、少なくとも1つのエラストマー材料
とを含み、コーティング配合物に、いかなる溶媒も添加されていない、コーティング組成物。 - エラストマー材料が、少なくとも2つのエラストマー材料のブレンドである、請求項43に記載のコーティング組成物。
- 水系ヒドロゲルが、コーティング配合物中に、約50重量%〜約90重量%の量で存在する、請求項43または44に記載のコーティング組成物。
- コーティング配合物が、界面活性剤をさらに含む、請求項43から45のいずれか1項に記載のコーティング組成物。
- コーティング配合物が、殺生物剤をさらに含む、請求項43から46のいずれか1項に記載のコーティング組成物。
- ヒドロゲルが、コーティング配合物の約75重量%の量で存在する、請求項43に記載のコーティング組成物。
- ヒドロゲルが、約75重量%〜約85%の量で存在する、請求項43に記載のコーティング組成物。
- 少なくとも1つのエラストマー材料が、コーティング配合物の約0.5重量%〜約37重量%の範囲で存在する、請求項49に記載のコーティング組成物。
- 第2のエラストマー材料が、コーティング配合物中に、約0.5重量%〜約25重量%の範囲で存在する、請求項44に記載のコーティング組成物。
- 少なくとも1つのエラストマー材料が、コーティング配合物の約6重量%〜約19重量%の範囲で存在する、請求項50に記載のコーティング組成物。
- 第2のエラストマー材料が、コーティング配合物の約6重量%〜約19重量%の範囲で存在する、請求項51に記載のコーティング組成物。
- 少なくとも1つのエラストマー材料が、コーティング配合物の約19重量%で存在する、請求項52に記載のコーティング組成物。
- 第2のエラストマー材料が、コーティング配合物の約6重量%で存在する、請求項53に記載のコーティング組成物。
- 少なくとも1つのエラストマー材料が、天然ゴムである、請求項43から55のいずれか1項に記載のコーティング組成物。
- 第2のエラストマー材料が、ニトリルである、請求項44に記載のコーティング組成物。
- 少なくとも1つのエラストマー材料が、コーティング配合物の約4重量%〜約11重量%の範囲で存在する、請求項43に記載のコーティング組成物。
- 第2のエラストマー材料が、コーティング配合物の約4重量%〜約11重量%の範囲で存在する、請求項44に記載のコーティング組成物。
- 少なくとも1つのエラストマー材料、および第2のエラストマー材料が、それぞれコーティング配合物の約7.5重量%で存在する、請求項58に記載のコーティング組成物。
- 少なくとも1つのエラストマー材料がポリイソプレンであり、かつ第2のエラストマー材料がニトリルである、請求項44に記載のコーティング組成物。
- コーティング組成物が、MST試験において、3日後に、0.10パーセント未満の凝塊を有する、請求項43に記載のコーティング組成物。
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