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

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 Download PDF

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Abstract

水系ヒドロゲルポリマーコーティング、および天然ゴムまたは他のエラストマーラテックス製品への塗布方法が提供される。水系ヒドロゲルポリマーは、少なくとも1つのエラストマー材料のブレンドと混合されて、ヒドロゲルポリマーブレンド組成物を提供する。水系ヒドロゲルポリマーブレンド組成物は、ポリマーブレンド組成物への溶媒の添加なしで、かつ別個の酸性下塗りまたは化学的下塗り工程なしで、エラストマー物品、例えば手袋などに、1回の塗布で塗布される。本明細書の水系ヒドロゲルコーティングは、潤滑性の増大を提供し、これにより、エラストマー物品の湿式および乾式着用の改善を容易にする。

Description

本明細書において、天然ゴムまたは合成ゴム物品用の水系ヒドロゲルコーティング、および前記コーティング、具体的には、ヒドロゲルとエラストマー材料のブレンドを含む水系ヒドロゲルコーティングブレンドを塗布する方法が提供される。
医療用物品、例えば手袋、および他のエラストマー物品などは、使用中によく液体および流体と接触する。このような物品は、使用者の皮膚と外部環境との間のバリヤを形成する。医療用手袋、例えば検査用手袋および手術用手袋などは、ヘルスケア環境において使用される物品の例であり、これらは、感染性疾患の蔓延を最小化することにおいて重要な役割を果たす。このような物品は、ヘルスケア従事者によって頻繁に使用される。したがって、医療用物品、例えば手袋などにとって、使用者への快適さの適切なレベル提供しながら、有効なバリヤを提供することは重要である。その一方で、コーティングしていないラテックス物品、例えば手術用手袋などは、使用者が手袋を着用、例えば、湿式着用(例えば、皮膚が湿っている際の手袋の着用)、および乾式着用(例えば、皮膚が乾燥している際の手袋の着用)の両方において、手袋のヒトの手への着用が困難になる不十分な潤滑性を有し得る。したがって、これらのエラストマー物品へのコーティングの塗布は、平滑であり、滑りにくくない、皮膚に接触する内側表面を提供するために使用することができ、例えば、コーティングが塗布された物品を着用することを容易にする。これらのコーティングされた物品はまた、好ましくは剥がれ落ちないコーティングを有する。
ゴムおよび合成ラテックス製品、例えば手術用手袋、コンドーム、指サック、カテーテル、プローブカバー、尿管などに、使用者の皮膚と接触する際に、製品の潤滑性を強化するために、潤滑剤または他のコーティングを利用することは、当該技術分野において知られている。1つのこのような手法は、粉体、例えば炭酸カルシウム、およびコーンスターチなどを含んだ、手術用手袋の皮膚に接触する内側表面に塗布されて、手袋の着用を容易にする、潤滑剤を利用することであった。しかしながら、粉体潤滑剤は、粉体潤滑剤が手袋の内部から漏れて、手術現場を汚染するリスクのために、好ましくない可能性がある。その上、特定の澱粉粒子は、一部の手袋の使用者によっては、ラテックスアレルギーを引き起こし得る、ラテックスアレルゲンのキャリアとなる可能性がある。
他の手法において、粉体を含まない潤滑剤コーティングが、手袋の内側表面に塗布される。一例において、ポリマーコーティング、例えばヒドロゲルコーティングなどが、手袋に塗布され得る。ヒドロゲルコーティングが手袋に塗布される場合、それは溶媒媒体、例えばエタノールなどによく提供されて、ポリマーを溶液中に維持する。ポリマー溶液における溶媒システムの使用は望ましくない。なぜなら、溶媒は典型的に高価であり、火災の危険を引き起こす可能性があり、環境に優しくない廃棄物処分問題をもたらす。その上、溶媒系ヒドロゲルポリマー溶液は、短い可使時間、例えば、わずか数週間しか有さない傾向があり、そこで、溶液が使用され、コーティングとして塗布されなければならない。
好ましくない溶媒系システムを含有する、これらのヒドロゲルコーティングの配合に加えて、これらの溶媒系システムの塗布の方法は、高価で煩わしい工程をもたらす可能性がある。具体的には、ポリマーコーティングの手袋の表面への塗布の前に、例えば、ラテックスまたはゴムが加熱乾燥され、次いで、さらに化学的下塗り工程を用いて処理されて、ヒドロゲルポリマー溶媒系コーティングを受けるための、ゴムまたはラテックス表面を調製する。化学的下塗り工程は、続いて起こるコーティング溶液中への浸漬前に、ゴムまたはラテックス物品を、酸性溶液または他の過酷な化学物質中に浸漬することを含むことができる。酸または他の過酷な化学物質中での浸漬に次いで、物品はすすぎ洗いされて、残留酸または化学物質を除去する。手袋のコーティングプロセスにおける化学的下塗り工程の使用は、追加の、望ましくない、時間がかかり、高価である工程をもたらす。その上、下塗り工程中に使用される酸または化学物質はまた、後で処分されなければならず、追加の廃棄物処分工程を作り出し、追加費用をもたらす。
溶媒系ヒドロゲルコーティングの塗布の後、溶媒廃棄物を処分するために、追加のプロセス工程が必要である。溶媒は環境に優しくないので、処分の前に特別の処理を必要とする。その上、プロセスを耐火にしてヒドロゲル溶液で使用される可燃性溶媒からのあらゆる発火を防止するために特別の予防措置および工程を取る必要がある。
したがって、エラストマー物品をコーティングするために、水系ヒドロゲルコーティングの必要性が存在する。
水系ヒドロゲルコーティングでコーティングされるエラストマー物品の潤滑性の改善、手袋の場合、着用の改善を容易にする、水系ヒドロゲルコーティングが提供される。具体的には、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み、溶媒媒体を必要としない、水系ヒドロゲルブレンドコーティング溶液が提供される。さらに、酸性下塗りまたは他の化学的下塗り工程を必要としない改善されたプロセスを有する、水系ヒドロゲルブレンドコーティング組成物を、エラストマー物品に塗布する方法が提供される。一実施形態において、ヒドロゲルブレンド溶液のエラストマー成分の少なくとも1つが、最終エラストマー物品のエラストマー材料と同じであるまたは類似しているように、ヒドロゲルブレンドコーティング組成物が供給され得る。
水系ヒドロゲルコーティングは、水系ヒドロゲルと1つまたは複数のエラストマー材料を組み合わせることによって形成することができ、一態様において、2つ以上のエラストマー材料のブレンドを用いて、水系ヒドロゲルブレンドコーティングを形成することができる。一態様において、エラストマーブレンドは、2つ以上のエラストマー材料を含むことができ、一例において、ニトリルゴムおよびベース物品材料と類似している、別のエラストマーを含むことができる。この水系ヒドロゲルブレンドは、天然または合成ゴムラテックス材料に塗布され、少なくとも1つの表面に、ヒドロゲルブレンドコーティングでコーティングされる、最終物品をもたらすことができる。コーティングされる最終物品は、改善された潤滑性から利益を得ることができる、任意のエラストマー物品であり得、一態様において、医療用手袋、手術用手袋、検査用手袋、工業用手袋、コンドーム、指サック、プローブカバー、カテーテル、尿管などを挙げることができるが、これらに限定されない。
ブレンド配合物は、より高い固形分を有するコーティング溶液を可能にし、最終エラストマー物品の潤滑性を改善するのに有益であり、高固形分を有しているにもかかわらず物品に付着したままである。対照的に、非ブレンド配合物は、同様に高固形分で、コーティングの付着を保持することができず、したがって、エラストマー物品上に高固形分でコーティングすることができない。より高い固形分により、手袋の表面エリア当たりより多くのコーティングが塗布されることを可能にし、次に潤滑性の増大を提供する。本明細書において開示される水系ヒドロゲルブレンドでコーティングされた、最終コーティングされたエラストマー物品は、ヒドロゲル単独でコーティングされた物品よりも、改善された潤滑性を有することができ、かつエラストマー手袋物品の着用、例えば、皮膚が湿っている際(例えば、湿式着用)および皮膚が乾燥している際の着用(例えば、乾式着用)の両方での改善をさらに容易にすることができる。
水系ヒドロゲルブレンドコーティングを、エラストマー物品に塗布する方法は、これまでの溶媒系コーティングプロセスと比較して、必要なプロセス工程数を削減することができる。具体的には、ヒドロゲルブレンドコーティングの塗布の前に、酸性または他の化学的下塗り工程が必要とされない。一態様において、エラストマー手袋材料は、本明細書において開示されるヒドロゲルブレンドコーティングを用いたプロセスでコーティングすることができる。手袋材料は、従来の手袋形成プロセス、例えば凝着浸漬法などによって作製することができる。手袋型が、ラテックス材料中に浸漬された後、乾燥されて、酸性下塗り工程または他の化学的下塗り工程を必要としない、ヒドロゲルブレンドコーティング中に再度浸漬される。別の態様において、手袋は、手袋の湿式および乾式着用の改善のためのコーティング材料を用いて提供することができ、さらに使用中での手袋のつかみ性の改善のための手ざわりの残る表面を手袋に付与することができる。
水系ヒドロゲルブレンドは、製造施設において、溶媒系ヒドロゲルを使用することと関連する幾つかの可燃性の問題を回避することができる無溶媒であるため有益である。さらに、溶媒系配合物と比較して、水系配合物のために材料廃棄物および処分が少なくなり、水系配合物をより環境に優しくする。溶媒系配合物は、コスト、加工時間を追加し、環境に優しくない、有害な溶媒材料の処分を必要とする。その上、水系ヒドロゲルブレンドの貯蔵寿命が、溶媒系ヒドロゲルシステムと比較して増加し、それにより、水系ヒドロゲルブレンド配合物は、使用前に、より長い期間貯蔵することができる。
エラストマー物品を、水系ヒドロゲルブレンドでコーティングすることは、ヒドロゲルコーティング単独のみでコーティングすることと比較して、さらに有益である。ヒドロゲルブレンド混合物は、ヒドロゲルコーティング混合物単独と比較して、改善された機械的および熱安定性を有する。さらに、ヒドロゲルブレンドは、ヒドロゲルコーティング単独と比較して、エラストマー基材に対する優れた接着性を有する。コーティングとしてヒドロゲルのみの、エラストマー物品への塗布は、いくつかの技術的な課題を提起する。課題の1つは、エラストマー物品上のヒドロゲルのみのコーティングは、エラストマー物品基材から剥離する可能性があることである。剥離の問題を克服するために、エラストマー物品の表面は、過酷な化学物質で下塗りすることができる。しかしながら、これは、エラストマー物品自身の物理的特性の劣化を引き起こす可能性がある。剥離を克服するための別の手法は、エラストマー物品を低い全固形分のコーティング溶液でコーティングすることであり得る。しかしながら、低い全固形分は、コーティングの性能を低減させる可能性があり、次に不十分な乾式または湿式潤滑性をもたらす可能性がある。別の手法は、ポリマー格子の包含によって、ヒドロゲルのみの材料を改質することであり得る。
一態様において、エラストマー手袋が形成され得、次いで、本明細書において開示される水系ヒドロゲルブレンドでコーティングされ得る。一実施形態において、手袋は、天然ゴムラテックスから形成され得、次いで、ヒドロゲル、天然ゴム、および第2のエラストマー材料、例えばニトリルラテックスなどを含むヒドロゲルブレンド中に浸漬され得る。ブレンド中の天然ゴムの量は、ブレンド中のニトリルラテックスの量を超えることができる。別の態様において、天然ゴムラテックスの量は、ブレンド中のニトリルラテックスの量と同じであり得る。さらに別の態様において、ブレンド中のニトリルの量は、天然ゴムを超えることができる。
別の実施形態において、手袋は、合成ゴムラテックスから形成され得、次いで、ヒドロゲル、合成ゴム、および第2のエラストマー材料を含むヒドロゲルブレンド中でコーティングされ得る。一実施形態において、手袋は、合成ゴムラテックスから形成され得、次いで、ヒドロゲル、合成ゴム、および第2のエラストマー材料、例えばニトリルラテックスなどを含むヒドロゲルブレンド中に浸漬され得る。ブレンド中の合成ゴムの量は、ブレンド中のニトリルラテックスの量を超えることができる。別の態様において、合成ゴムラテックスの量は、ブレンド中のニトリルラテックスの量と同じであり得る。さらに別の態様において、ブレンド中のニトリルの量は、合成ゴムを超えることができる。好ましい実施形態において、物品の合成ゴムおよびブレンドは、ポリイソプレンである。さらに別の実施形態において、ヒドロゲルブレンド中に存在するエラストマー材料の少なくとも1つは、エラストマー物品中で使用されるエラストマー材料と同じであり得る。
本明細書において開示される水系ヒドロゲルブレンドを使用した、例示的なコーティングプロセスのフローチャートである。
手袋を延伸した後で、ヒドロゲルのみでコーティングされた手袋の、倍率100倍でのSEM走査画像である。
手袋を延伸した後で、ヒドロゲルブレンドでコーティングされた手袋の、倍率100倍でのSEM走査画像であり、本明細書において開示される水系ヒドロゲルブレンド中でコーティングされた手袋の、影響を受けていない局所のコーティング表面を示す。
延伸しないで、ヒドロゲルのみでコーティングされた手袋の、倍率100倍でのSEM走査画像であり、水系ヒドロゲル単独の中での浸漬後の手袋の、局所のコーティング表面を示す。
延伸しないで、ヒドロゲルブレンドでコーティングされた手袋の、倍率100倍でのSEM走査画像であり、水系ヒドロゲルブレンド組成物中での浸漬後の手袋の、局所のコーティング表面を示す。
ヒドロゲル−ポリイソプレン−ニトリルブレンドでコーティングされたポリイソプレン手袋のSEM走査画像であり、倍率100倍で示す。
ヒドロゲルのみのコーティングでコーティングされたポリイソプレン手袋のSEM走査画像であり、倍率100倍で示す。
本明細書において開示される水系ヒドロゲルブレンドを使用した第2の例示的なコーティングプロセスのフローチャートである。
ヒドロゲル−ポリイソプレン−ニトリルブレンドでコーティングされたポリイソプレン手袋のSEM走査画像であり、倍率100倍で示す。
延伸しないで、ヒドロゲルのみでコーティングされたポリイソプレン手袋の、倍率100倍でのSEM走査画像であり、水系ヒドロゲル単独の中での浸漬後の手袋の、局所のコーティング表面を示す。
ヒドロゲル−ポリイソプレン−ニトリルブレンドでコーティングされたポリイソプレン手袋のSEM走査画像であり、倍率500倍で示す。
延伸しないで、ヒドロゲルのみでコーティングされたポリイソプレン手袋の、倍率500倍でのSEM走査画像であり、水系ヒドロゲル単独の中での浸漬後の手袋の、局所のコーティング表面を示す。
ヒドロゲル−ポリイソプレン−ニトリルブレンドでコーティングされたポリイソプレン手袋のSEM走査画像であり、倍率1000倍で示す。
延伸しないで、ヒドロゲルのみでコーティングされたポリイソプレン手袋の、倍率1000倍でのSEM走査画像であり、水系ヒドロゲル単独の中での浸漬後の手袋の、局所のコーティング表面を示す。
コーティングとしてエラストマー物品への塗布のための水性ポリマーブレンド組成物、およびコーティングをエラストマー物品に塗布する方法が、本明細書において記載され、図1〜8Bに示される。ポリマーブレンド組成物は、少なくとも1つのエラストマー材料と、水系ヒドロゲル組成物、および一態様において、少なくとも2つのエラストマー材料と水系ヒドロゲルとのブレンドによって形成することができる。別の態様において、エラストマー材料のブレンドは、特にコーティングされるエラストマー物品が天然ゴムから作製される場合、天然ゴムとニトリルのブレンドを含むことができる。さらに別の態様において、エラストマー材料のブレンドは、特にコーティングされるエラストマー物品が合成ゴムから作製される場合、合成ゴムとニトリルのブレンドを含むことができる。一実施形態において、合成ゴムはポリイソプレンである。コーティング材料は、エラストマー物品の潤滑性を向上させることができ、エラストマー手袋の例においては、使用者による手袋の着用性を向上させることができる。具体的には、手袋の少なくとも1つの表面へのコーティングの塗布(例えば、皮膚に接触する内側表面)は、着用目的で、粉体材料または他の潤滑剤を、手袋の皮膚に接触する表面に添加する必要性を排除することができる。したがって、コーティングされた手袋は、粉体を含まなくすることができる。
ポリマーブレンド組成物は、水系ヒドロゲルポリマーを含む。ヒドロゲルポリマーは、親水性ポリマーであり得る。ヒドロゲルはまた、アクリル系ポリマーであり得る。一実施形態において、ヒドロゲルは、合成アクリル系ポリマーであり得る。ヒドロゲルポリマーは、当該技術分野において公知である任意のものを含むことができ、一態様において、Nobel Synthetic Polymer Sdn.Bhd.、(Selangor,Malaysia)によって提供される水系ヒドロゲルポリマーであり得る。一態様において、ヒドロゲルポリマーは、約15%を超える合成アクリル系ポリマー、約5%未満の添加剤、および水からなる残りの量を含むことができる。アクリル系ポリマーは、当該技術分野において公知であり得る。最終ヒドロゲルブレンド組成物中に提供されるヒドロゲルの量は、少なくとも1つまたは複数のエラストマー材料と比較すると、多量のヒドロゲルを含むことができる。
ポリマーブレンド組成物中に提供されるエラストマー材料は、エラストマー物品の生成において典型的に使用される任意のものであり得、天然ゴムおよび/または合成エラストマーを含むことができる。使用することができる天然ゴムとしては、当該技術分野において公知のへベアゴムラテックスおよびグァユルゴムラテックス、および任意の他の天然ゴムから作製されるゴムが挙げられる。使用することができる合成ゴムエラストマーとしては、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、スチレンブタジエンゴム、スチレンとブタジエンのブロックコポリマー、スチレンとイソプレンのブロックコポリマー、これらのエラストマーとビニルの混合物などが挙げられる。使用することができる他の合成ゴムとしては、アクリルジエンブロックコポリマー、アクリルゴム、ブチルゴム、EPDMゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、およびフッ素ゴムを挙げられる。一態様において、エラストマー材料の少なくとも1つは、それがエラストマー物品のベース材料と同じ材料または類似しているように選択することができる。例えば、エラストマー物品が、天然ゴムから作製される手袋である場合、ヒドロブレンドは、コーティング組成物中に、少なくともヒドロゲルおよび天然ゴムを含むことができる。別の例において、手袋材料が、合成ポリイソプレンラテックス材料から作製される場合、ヒドロゲルブレンド組成物は、ヒドロゲル、およびエラストマー成分として少なくとも合成ポリイソプレンなどを含むことができる。別の例において、エラストマー材料は、エラストマー物品と異なり得る。例えば、天然ゴムエラストマー物品、ヒドロゲルブレンドは、ヒドロゲル、および少なくとも1つの合成ゴムエラストマーを含むことができる。
一実施形態において、ヒドロゲルブレンド組成物は、最終物品のベース材料と同じ材料に相当する第1のエラストマー材料と、任意選択で第1の材料と異なる第2のエラストマー材料を混合したヒドロゲルを含むことができる。したがって、一態様において、エラストマー物品が天然ゴムから作製される場合、ヒドロゲルブレンド組成物は、天然ゴムである第1のエラストマー材料、および例えばニトリルまたは第1の材料と異なる別のエラストマーポリマーである第2のエラストマー材料を含むことができる。別の実施形態において、エラストマー物品が天然ゴム手袋である場合、ヒドロゲル組成物は、エラストマー材料の1つとして天然ゴムラテックスを含むことができ、一例において、天然ゴムラテックスを約37phrまでの量で含有することができる。別の態様において、天然ゴムラテックスは、約12.5〜約37phrの量で、具体的には19phrで、ブレンド中に含めることができる。ヒドロゲルブレンド中の第2のエラストマー材料は、例えばニトリルラテックスを含むことができる。ニトリルラテックスは、約25phrまでの量で含めることができる。別の例において、ニトリルラテックスは、約0.5〜約25phrの量で、具体的には約6phrの量で、ブレンド中に含めることができる。そこでニトリルラテックスは、約28%の結合アクリロニトリル含量を有することができる。
別の実施形態において、エラストマー物品が、合成ゴム、具体的には例えばポリイソプレンなどから作製される手袋の場合、ヒドロゲルブレンドは、ベース手袋材料、すなわちポリイソプレンと類似しているエラストマー材料を含むことができる。ブレンド中のポリイソプレンまたは他の合成ゴムは、約15phrまでのレベルで、特に約7.5phrの量で、含めることができる。一態様において、ポリイソプレンは、約4〜11phrの量であり得る。さらに、ポリイソプレンブレンドはまた、コーティング溶液中に第2のエラストマー材料を含むことができ、一例において、第2のエラストマーはニトリルであり得る。ニトリルラテックスは、約15phrまでの量で、特に約7.5phrの量で含めることができる。一態様において、ニトリルは、約4〜約11phrの量で含めることができる。ニトリルラテックスは、約28%の結合アクリロニトリル含量を有することができる。
理論に縛られることなく、少なくとも1つの追加のエラストマー材料を、ベース材料に相当する第1のエラストマー材料を既に含むブレンドに導入することによって、この追加のエラストマー成分は、水系ヒドロゲルコーティングの連続フィルム特性を破壊する可能性があり、潤滑剤ローディングを支えて、使用者の皮膚との接触面積を低減させるための、隙間および不規則なドメインをさらに提供する可能性があり、したがって、最終コーティングされた物品の乾式および湿式着用は、潤滑性が増大し、達成する可能性があると考えられている。事実上、物品のベース材料と類似している第1のエラストマー材料は、ヒドロゲルコーティングの物品への接着性を提供することができる。一方で、第1のエラストマー材料と異なる少なくとも第2のエラストマー材料の添加は、コーティングの連続フローを破壊する可能性があり、したがって、平坦ではなく、着用性を改善し得るいくつかの山と谷を提供する、表面上に独特の形態をもたらす。ヒドロゲルブレンドコーティングはまた、手袋が包装のために平らに押し付けられた場合のくっつく状態を低減することができ、それにより、同じ手袋の2つの内側のコーティングされた表面が接触しても、ヒドロゲルのみのコーティングでコーティングされた手袋のようには互いにくっつかない。1つのエラストマー材料のみがヒドロゲルと提供される場合、コーティング表面はいくぶん平坦になる可能性がある。対照的に、少なくとも第2のエラストマー材料が、ブレンドに添加される場合、より多くの隙間および不規則なドメインを有する表面を提供し、手袋のコーティングされた表面に生成された、手ざわりの残る表面をもたらす可能性がある。手ざわりの残る表面は、コーティングの突出する「頂点」のみが、使用者の皮膚と接触するので、使用者の皮膚との接触面積を減少させることができ、したがって、着用を改善する。エラストマー物品のベース材料と類似している少なくとも1つのエラストマー材料を含むことによって、組合せはまた、水系ヒドロゲルブレンドのベースエラストマー物品への接着性を高めるために必要な化学的親和性を提供することができると考えられている。このことは、より高レベルの潤滑剤(例えば、塩化セチルピリジニウム(CPC)など)を用いる処理を可能にするために、さらに有益であり得る。コーティング接着性が良好でない場合、すなわち、ヒドロゲルのみのコーティングの場合にあるように、具体的には高レベルの潤滑剤(例えば、CPC)を用いて処理されると、コーティングはエラストマー表面から剥がれる。コーティングされた手袋に添加される、より高レベルのCPCはまた、手袋の湿式着用の改善を促進することができる。
一態様において、コーティングされる最終エラストマー物品が手袋の場合、それにより例えば、ベース手袋は天然ゴムから作製され、ベース手袋を作製するために使用される天然ゴムは、安定剤、架橋剤、加硫活性剤、加硫促進剤、酸化防止剤、オゾン分解防止剤、および任意選択で白色または他の色の顔料と混ぜ合わせることができる。別の態様において、コーティングされる最終エラストマー物品が手袋の場合、それにより例えば、ベース手袋は合成ゴム、例えばポリイソプレンなどから作製され、ベース手袋を作製するために使用されるポリイソプレンは、安定剤、架橋剤、加硫活性剤、加硫促進剤、酸化防止剤、オゾン分解防止剤、および任意選択で白色または他の色の顔料と混ぜ合わせることができる。
水系ヒドロゲルブレンド組成物は、約50%〜約99%のヒドロゲル、約0.5%〜約37%の第1のエラストマー、および約0.5%〜約25%の第2のエラストマーを含むことができる。一例において、最終コーティング組成物は、コーティング組成物中に約75%の水系ヒドロゲルと、約25%を構成するエラストマーブレンドを含むことができる。別の実施形態において、ヒドロゲルブレンド組成物は、約50%〜約99%のヒドロゲル、約0.5%〜約37%の天然ゴムラテックス、および約0.5%〜約25%のニトリルラテックスを含むことができる。一実施形態において、ヒドロゲルブレンドは、75〜85%のヒドロゲル、19%の天然ゴム、および6%のニトリルを含むことができる。さらに他の実施形態において、ヒドロゲルブレンドは、約12%〜約40%の第1のエラストマー材料と、ヒドロゲルが取り込まれた後、コーティング組成物中の残りを構成する、第2のエラストマー材料を含むことができ、一例において、第1のエラストマー材料は、約12.5%〜約37%を含むことができる。1つのエラストマー材料のみがヒドロゲルとブレンドされる場合、ヒドロゲルは、コーティング溶液の約50重量%〜約99重量%の範囲のヒドロゲルで提供することができ、1つのエラストマー材料は、約5%〜約35%で提供することができる。合成ゴムラテックス物品、例えばポリイソプレンなどを有する別の実施形態において、ヒドロゲルブレンド組成物は、約75%〜約85%の水系ヒドロゲルと、ヒドロゲルブレンド組成物の約10%〜約20%を構成するエラストマーブレンドを含むことができる。一例において、ヒドロゲルブレンドは、75〜85%のヒドロゲルであり、約4%〜約11%の第1のエラストマー材料、例えばポリイソプレンラテックスなど、および約4%〜約11%の第2のエラストマー材料、例えばニトリルラテックスなどを含むことができる。別の例において、ヒドロゲルブレンドは、75〜85%のヒドロゲルであり、約7.5%の第1のエラストマー材料、例えばポリイソプレンなど、および7.5%の第2のエラストマー材料、例えばニトリルなどを含むことができる。
ヒドロゲルブレンド組成物は、ヒドロゲル単独と比較すると、より高い全固形分を有することができ、より具体的には、ヒドロゲルブレンド組成物は、約3.0%〜約7%の間の全固形分を有することができる。一例において、3.5%〜約5%の全固形分の範囲が提供され得る。一態様において、約4%の全固形分が目標となる。
エラストマー物品を、エラストマー材料を添加することなく、ヒドロゲル組成物単独のみでコーティングすることは、エラストマー物品に対する不十分なコーティング接着性をもたらす。具体的には、ヒドロゲルのみのコーティングは、コーティングされたエラストマー物品でコーティングの剥がれ落ちをもたらす可能性があり、コーティングはまた、塩素化プロセス中に摩耗する可能性がある。その上、形成されるエラストマー物品が手袋の場合、内側の滑りにくさが見られる。さらに、すべてのヒドロゲルコーティングの全固形分が多すぎるかまたは少なすぎる場合、不十分な結果、例えば内側の滑りにくさ、不十分な着用特性、および最終物品の「湿った」見かけなどを引き起こし得る。最後に、潤滑剤、例えばCPCなどを用いる後処理が、ヒドロゲルのみのコーティング組成物でコーティングされた物品に実行される場合、粉体含量が粉体を含まない手袋用の仕様を満たすことができるように、潤滑剤の量は著しく削減されなければならない、そうでなければ、ヒドロゲルのみのコーティングは、エラストマー物品の表面から剥がれ、粉体微粒子を形成する可能性がある。
対照的に、ヒドロゲルブレンドコーティング組成物は、ヒドロゲルのみのコーティングと比較すると、エラストマー物品に対する接着性を改善する。その上、高固形分のブレンドコーティングは、最終物品に何ら問題が見うけられることなく使用することができ、より高い固形分は物品の最終潤滑性を改善するので望ましい。ヒドロゲルブレンドコーティングはまた、コーティングされた物品に独特のコーティング表面形態を提供することができ、その表面形態は、内側の滑りにくさを防止し、物品、例えば手袋などの着用の改善を容易にし、そして最終物品の「湿った」見かけの外観を防止することができる。さらに、ヒドロゲルブレンドコーティング組成物は、より堅牢な後処理プロセス、例えば、より多くの潤滑剤でコーティングされた手袋を処理することなどを可能にすることができる。
水系ポリマーブレンド組成物は、溶媒系ポリマー組成物よりもはるかに長い貯蔵寿命を有することができる。手袋のコーティングにおいて使用される溶媒系ポリマー組成物は、典型的には、非常に短い可使時間を有し、プロセスに制約、例えば、一旦作成された溶媒系材料のほぼ即時使用を必要とすることを課し得る。対照的に、水系ポリマーブレンドは、より長い期間貯蔵することができ、使用前の組成物のより長い貯蔵を可能にする。例えば、溶媒系ポリマー組成物の可使時間は、約3〜約4週間であり得、一方で、水系ポリマーブレンド組成物の可使時間は、本明細書において開示されるように、約6カ月までであり得る。
さらに、水系ポリマーブレンドは、溶媒系材料と比較して火災の危険がないため、製造および製造施設において使用するにはより安全である。溶媒系ポリマーコーティングの主要な成分は、容易に発火し得る溶媒系材料、例えばアルコールなどである。水系ポリマーブレンドを実行することにおいて、稼働中の安全性の懸念への対処に追加の設備投資は不要であり、このことは、水系ポリマーブレンドコーティングを、異なる製造プラットフォーム間で実行することを容易にする。溶剤系材料は、溶媒の特別な処理のための高い処分コストを有する可能性があり、ならびに環境に優しくないのに対して、水系ポリマーブレンドは、施設内の既存の廃水処理装置を通して扱うのが、はるかに容易で、はるかにコストがかからない。
本明細書において開示される、水性ポリマーブレンドでコーティングされ得るエラストマー物品は、最終製品に対する改善された潤滑性から利益を得ることができる任意のエラストマー物品であり得る。物品を作製するために使用することができるエラストマー材料の例としては、天然ゴム、および合成ゴムラテックス材料、例えばポリイソプレン、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のブロックコポリマー、スチレンとイソプレンのブロックコポリマーなどを挙げることができるが、これらに限定されない。選択されたエラストマー材料から生じる最終物品の例としては、手袋、カテーテル、コンドーム、プローブカバー、指サック、尿管などを挙げることができる。
一態様において、エラストマー材料は、手袋、具体的には、外科医用手袋または検査用手袋に調製することができる。手袋が形成された後、手袋は、ポリマーブレンド組成物中に浸漬されて、手袋の少なくとも1つの表面にコーティングすることができる。手袋の少なくとも内側表面、すなわち皮膚に接触する表面にコーティングすることが好ましい。手袋が、型もしくは手袋鋳型またはマンドレル上で形成される場合、例えば、皮膚に接触する表面は露出する、または手袋型の外側に配置される。したがって、手袋がポリマーブレンドの水性溶液中に浸漬される場合、外側表面がコーティングされるが、その表面は後に、手袋が鋳型から取り除かれ、裏返された後に、皮膚に接触する表面が内側表面になる。
別の態様において、エラストマー材料は、手袋型を天然ゴムラテックス材料中に浸漬することによって、手袋に調製される天然ゴムラテックスを含むことができ、次いで、天然ゴム手袋をポリマーブレンド組成物に浸漬して、手袋の少なくとも1つの表面をコーティングする。さらに別の態様において、最終製品に使用されるエラストマー材料は、合成ポリイソプレン材料を含むことができ、合成ポリイソプレン材料は、手袋型をポリイソプレンラテックス材料中に浸漬することによって、最初に手袋に形成され、次いで、ポリマーブレンドコーティング溶液中に浸漬する。選択された任意のエラストマー材料について、類似のプロセスを実行することができる。
一実施形態において、ポリマーブレンド組成物は、約75重量%の水系ヒドロゲル、約19重量%の天然ゴムラテックス、および約6重量%のニトリルラテックスを含むことができる。別の実施形態において、ポリマーブレンド組成物は、約75重量%の水系ヒドロゲル、およびおおむね同量のエラストマー材料、またはそれぞれ約12.5重量%を含むことができる。さらに別の実施形態において、ポリマーブレンド組成物は、約75重量%の水系ヒドロゲル、約6重量%の天然ゴムラテックス、および約19重量%のニトリルラテックスを含むことができる。一例において、ポリマーブレンド組成物は、約85%のヒドロゲル、4%のポリイソプレン、および11%のニトリルを含むことができる。別の例において、ポリマーブレンド組成物は、約85%のヒドロゲル、11%のポリイソプレン、および4%のニトリルを含むことができる。別の例において、ポリマーブレンド組成物は、約85重量%のヒドロゲル、および約7.5重量%のポリイソプレン、および7.5重量%のニトリルを含むことができる。
任意選択で、他の構成要素、例えば界面活性剤または殺生物剤などが、コーティング組成物に添加され得る。可能な界面活性剤は、アニオン性および/またはノニオン性界面活性剤、例えばラウリル硫酸ナトリウムおよび/またはエトキシル化ノニルフェノールであってもよい。アニオン性および/またはノニオン性界面活性剤は、具体的にはエラストマー材料がコーティング組成物に添加される場合、コーティング安定性を高めるのに役立つことができる。一態様では、ノニオン性界面活性剤、例えばIgepal CO 630など、または他の類似の界面活性剤が提供され得る。別の態様では、アニオン性界面活性剤、例えばDarvan(登録商標)WAQなど、または他の類似の界面活性剤が提供され得る。一実施形態において、ノニオン性およびアニオン性界面活性剤が添加される。殺生物剤もまた、任意選択でコーティング溶液に添加されて、コーティング溶液のバイオバーデンレベルを制御することができる。一例において、使用される殺生物剤は、Biogard、または他の類似の殺生物剤であり得る。
別の任意選択の工程において、コーティングされた物品は、コーティング後に潤滑剤、例えば塩化セチルピリジニウム(CPC)などを用いての後処理を含むことができる。別の態様において、コーティングされた物品は、消泡剤、ならびに他の潤滑剤、例えばシリコーン、および/またはアルキルホスフェートのアンモニウム塩などを用いての後処理をさらに含むことができる。一例において、消泡剤、例えばDow Corning Corporationによって製造されているANTIFOAM 1920などが供給され得る。別の例において、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SM2140などが供給され得、M2140はポリジメチルシロキサン、ノノキシノール−20、およびラウレス−23を含む。さらに別の例において、アルキルホスフェートのアンモニウム塩、例えばVanderbilt Chemcials,LLCによって製造されているDarvan(登録商標)Lなどが供給され得る。
図1について、手袋材料を作製するプロセスの例示的な実施形態を図示する、本明細書において開示される、手袋を水系ヒドロゲルブレンドでコーティングする工程を含む、フローチャートが示される。工程1で、鋳型または手袋型が調製される。鋳型は、手のような形状をしており、ラテックスポリマー中に鋳型の指が下方を向くように浸漬される。使用前に、手袋鋳型は、型の洗いおよびこすり洗いによって洗浄することができる。
ひとたび鋳型が調製され、洗浄されれば、手袋鋳型は、工程2で示されるように、手袋を形成するために使用されるラテックス分散液中に浸漬する前に、凝固剤中に浸漬して、手袋鋳型をコーティングすることによってさらに調製することができる。その後、工程3で、鋳型は、約55℃〜約60℃の温度で、約5分間炉で乾燥される。
鋳型が調製された後、次いで、工程4で示されるように、鋳型は、特定の手袋を形成するために使用されるエラストマーラテックス分散液中に浸漬することができる。浸漬された鋳型は、所定時間が経過した後に、ラテックスから取り出され、ラテックス分散液の一部は、鋳型上に層を形成する。本明細書において開示されるエラストマー手袋は、当該技術分野において公知の任意の従来の製造方法を使用して製造することができる。図1の実施形態において、手袋は、凝固剤浸漬プロセスを介して形成されるものとして示される。凝固剤浸漬プロセスの一態様において、型は、凝固剤中に浸漬され、次いで、ラテックス分散液中に浸漬され、次いで、硬化されて、最終物品を形成する。あるいは、適切な任意の他のプロセスが使用され得る。これらの方法は、最終物品が形成されるエラストマーを含有する分散液を利用する。好ましいエラストマーとしては、天然ゴム、ポリウレタン、ポリブタジエン、ポリクロロプレン(ネオプレン)、ニトリルゴム、スチレンとブタジエンのブロックコポリマー、スチレンとイソプレンのブロックコポリマー、およびポリイソプレンが挙げられる。特定の態様によれば、エラストマーは天然ゴムであり得る。他の態様によれば、エラストマーは、合成ゴム、具体的には合成ポリイソプレンであり得る。
手袋鋳型をラテックス分散液中に浸漬した後、コーティングされた型は、周囲温度で、約3分間乾燥することができ(工程5)、ビーディング工程(工程6)が続き、ビーディングとは、ラテックスフィルムを巻いて、腕回り領域付近にバンドを形成するプロセスである。前硬化リーチング工程が、乾燥および浸漬された手袋のビーディングに続いて、工程7にあるように、追加され得、リーチング温度は約65℃〜約80℃であり、リーチング時間は約240秒である。
工程8において、依然として手袋鋳型上の形成された手袋は、水系ヒドロゲルブレンド中に浸漬されて、手袋の外側表面上にコーティングを形成し、後に手袋が鋳型から取り除かれると、皮膚に接触する内側表面となる。コーティング組成物は、約3.5%〜約4.8%の全固形分を有する。浸漬工程でのコーティング組成物の温度は、約25℃〜約35℃で維持され、形成された手袋のコーティング組成物中への浸漬時間は、約12秒である。形成された手袋は、ヒドロゲルブレンドコーティング組成物中への浸漬時、依然湿ったまたは部分的な乾燥であり得る。したがって、手袋は、コーティング溶液中に浸漬する前に、完全に乾燥している必要はない。特に、図1のフローチャートから抜けているものは、形成された手袋をヒドロゲルブレンド組成物中に浸漬する前の、化学的下塗り工程であり、なぜならこのような工程は不必要であるからである。下塗りなしでも可能であるが、任意選択の下塗り工程が追加され得る。手袋鋳型が、最初にラテックス分散液中に浸漬され得て、次いで下塗り工程なしでヒドロゲルブレンドコーティング中に浸漬される、ここで使用されるプロセスは、ラテックスを調製して、コーティングを受けるための、これらの間に追加の工程が不必要であり、二重浸漬が、本質的に、必要に応じて最初のラテックス層を乾燥させるための、2つの浸漬の間の短い休止で、交互に実行され得るので、「リーン二重浸漬」プロセスと称することができる。コーティングは、(後に、皮膚に接触する内側表面となる)手袋の外側表面上に形成され、硬化される(工程9)。硬化工程の工程9で、手袋は、約135℃、約20分間加硫される。工程10で、炭酸カルシウムが、形成された手袋に塗布される。炭酸カルシウムはただの軽質粉体であり、最終すすぎ洗いまたは塩素化工程前に、手袋が互いにくっつくことを防ぐのに役立ち、その後粉体は洗い流される。
工程11で、次いで、手袋は剥ぎ取られる。手袋が鋳型から剥ぎ取られると、裏返しになり、その結果、手袋のコーティングされた表面は、そこで手袋の内側表面になる。例えば、手袋は表裏逆で取り除かれる。このことは、手袋のコーティングされた部分が、使用者の皮膚に接触することを可能にする。
手袋が取り除かれた後、塩素化工程が提供され得る。図1の手袋は、形成後塩素化された。最初に、コーティングされた手袋は、塩素化機に載せられ、手袋は、2回、前すすぎ洗いされた。次いで、約95ppmの塩素の水性塩素溶液が、塩素化機に添加された。手袋は、塩素化機内で、約20分間混転された。次いで、塩素化溶液は、約50%の水酸化ナトリウム溶液で、約4分間中和された。手袋は、約15分の総経過時間の間、5回、後すすぎ洗いされた。次いで、手袋は、抽出器に移送され、手袋から余分な水を抽出し、次いで約70℃で、約20分間乾燥するために、サイクロン乾燥機に載せられ、続いて約2分間の周囲空気の送風によって冷却された。
次いで、乾燥された手袋は、潤滑プロセスの塗布のために、潤滑装置(例えば、混転洗浄機)に載せられた。水性潤滑溶液は、約0.1090重量%の塩化セチルピリジニウム(CPC)、0.08重量%のシリコーンエマルジョン、0.014重量%の消泡剤、および0.48重量%のアルキルホスフェートのアンモニウム塩で構成される。手袋は潤滑装置内で混転され、約15リットルの潤滑溶液で噴霧され、手袋は約19分間混転された。次いで、手袋は、潤滑装置から取り除かれ、約70℃で約28分間の加熱サイクル、および約2分間の冷却サイクルを用いてサイクロン乾燥機で乾燥された。
この実施形態において、手袋が説明されるが、ヒドロゲルブレンドコーティングを受けるのに適切な任意の物品が、手袋の代わりに使用され得る。一態様において、エラストマー物品は、指サック、カテーテル、コンドーム、プローブカバー、および他の適切なエラストマー物品を含むことができる。
図5について、手袋材料を作製するプロセスの別の例示的な実施形態を図示する、本明細書において開示される、手袋を水系ヒドロゲルブレンドでコーティングする工程を含む、別のフローチャートが示される。工程1で、鋳型または手袋型が、例えば、型を洗浄することなどによって調製される。一例において、手袋鋳型は、鋳型がブラシを通過して、浄化されるように、回転ブラシを使用することによって洗浄することができる。鋳型はまた、追加の洗浄のため、水タンクを通過することもできる。
ひとたび鋳型が調製され、洗浄されれば、手袋鋳型は、工程2で示されるように、手袋を形成するために使用されるラテックス分散液中に浸漬する前に、凝固剤中に浸漬して、手袋鋳型をコーティングすることによってさらに調製することができる。その後、工程3で、鋳型は、約100℃の温度で、約20秒間、炉で乾燥される。
鋳型が調製された後、次いで、工程4で示されるように、鋳型は、特定の手袋を形成するために使用されるエラストマーラテックス分散液中に浸漬することができる。浸漬された鋳型は、所定時間が経過した後に、ラテックスから取り出され、ラテックス分散液の一部は、鋳型上に層を形成する。本明細書において開示されるエラストマー手袋は、当該技術分野において公知の任意の従来の製造方法を使用して製造することができる。図5の実施形態において、手袋は、凝固剤浸漬を介して形成されるものとして示される。凝固剤浸漬プロセスの一態様において、型は、凝固剤中に浸漬され、次いで、ラテックス分散液中に浸漬され、次いで、硬化されて、最終物品を形成する。適切な任意のプロセスが使用され得る。好ましいエラストマーとしては、天然ゴム、ならびにポリウレタン、ポリブタジエン、ポリクロロプレン(ネオプレン)、ニトリルゴム、スチレンとブタジエンのブロックコポリマー、スチレンとイソプレンのブロックコポリマー、およびポリイソプレンを含む合成ゴムが挙げられる。特定の態様によれば、エラストマーは天然ゴムであり得る。他の態様によれば、エラストマーは、合成ゴム、具体的にはポリイソプレンであり得る。
手袋鋳型をラテックス分散液中に浸漬した後、コーティングされた型は、約40℃の温度の炉内で、20秒間乾燥すること(工程5)ができ、ビーディング工程(工程6)が続く。前硬化リーチング工程が、乾燥および浸漬された手袋のビーディングに続いて、工程7にあるように、追加され得て、リーチング温度は約65℃〜約80℃であり、リーチング時間は約60秒である。
工程8において、依然として手袋鋳型上の形成された手袋は、水系ヒドロゲルブレンド中に浸漬されて、手袋の外側表面上にコーティングを形成し、後に手袋が鋳型から取り除かれると、皮膚に接触する内側表面となる。コーティング組成物は、約3.5%〜約4.8%の全固形分を有する。浸漬工程でのコーティング組成物の温度は、約25℃〜約35℃で維持され、組成物中への浸漬時間は、約12秒である。形成された手袋は、ヒドロゲルブレンドコーティング組成物中への浸漬時、依然湿ったまたは部分的な乾燥であり得る。したがって、手袋は、コーティング組成物中に浸漬する前に、完全に乾燥している必要はない。図1で示されるプロセスフローにあるように、図5のフローチャートからも抜けているものは、形成された手袋をヒドロゲルブレンド組成物中に浸漬する前の、化学的下塗り工程であり、なぜならこのような工程は不必要であるからである。図5のプロセスは、同様に「リーン二重浸漬」プロセスを使用する。コーティングは、(後に、皮膚に接触する内側表面となる)手袋の外側表面上に形成され、硬化され(工程9)、工程10で、後硬化リーチングおよびすすぎ洗いが続く。工程9の硬化工程で、手袋は、約105℃〜約120℃の範囲の温度を有する、一連の硬化炉を通過する。硬化時間は、約12分である。
工程11で、依然として鋳型上のコーティングされた手袋は、スラリー中に浸漬される。一態様において、スラリーは、殺生物剤および炭酸カルシウムの混合物を含むことができる。次いで、最終乾燥工程が、工程12に提供され、コーティングされた手袋が、約50℃の温度で、約20秒間乾燥される。
最終乾燥工程後、コーティングされた手袋は、工程13で、手袋鋳型から剥ぎ取られる。手袋が鋳型から剥ぎ取られると、裏返しになり、その結果、手袋のコーティングされた表面は、そこで手袋の内側表面になる。例えば、手袋は表裏逆で取り除かれる。このことは、手袋のコーティングされた部分が、使用者の皮膚に接触することを可能にする。取り除かれた手袋は、約60℃の温度で、約12分間タンブラー内で再度乾燥することができ、約8分間の冷却工程が続く。手袋が取り除かれた後、上記図1で説明したものと類似の塩素化工程が提供される。
別の例示的実施形態は、またコーティングされる物品に対して手ざわりの残るコーティングまたは表面を提供することによって、エラストマー物品用のヒドロゲルブレンドコーティングを用いることができる。その上、ヒドロゲルブレンドコーティングされた物品、例えば手袋などは、意図された用途の要件または好みに基づいて、着用特性を妥協することなしで、手袋の特別仕様のつかみを提供することができる。
一例示的な態様において、ヒドロゲルブレンドコーティングは、天然ゴムラテックス物品、例えば手袋などに塗布することができる。この態様における、ヒドロゲルブレンドは、ヒドロゲルに添加される、天然ゴムとニトリルのブレンドを含むことができる。天然ゴムを用いて形成される手袋は、平滑な手袋鋳型または手ざわりの残る手袋鋳型のいずれかで形成することができる。手袋が手ざわりの残る手袋鋳型を使用して形成される場合、手袋の内側表面、例えば手袋上のテクスチャーまたは突起を有する、鋳型に接触する表面を提供する。この鋳型に接触する表面は、後に手袋が型から取り除かれて、裏返しになると、手袋の外側表面になる。したがって、強化つかみ性表面、例えば高摩擦つかみを有する手袋の外側表面を提供する。手袋は顔料を含有してもしなくてもよく、着色手袋、例えば茶色の手袋などを提供する、または白色もしくはベージュ色の手袋を提供することができる。さらに、手袋は、その使用に適した可能な厚みの配列を有することができる。例えば、手袋は、マイクロ厚みで提供することができ、一例において、約0.15mm〜約0.18mmの範囲であり得る。別の例において、手袋は、標準厚みで提供することができ、一例において、約0.20mm〜約0.26mmであってもよい。さらに別の例において、手袋は、より厚い構成、例えば、約0.30mm〜約0.37mmなどで提供することができる。
さらに別の例示的な態様において、ヒドロゲルブレンドコーティングは、合成ゴム手袋に塗布することができる。一例において、それはポリイソプレン手袋である。その例において、ヒドロゲルブレンドは、ヒドロゲル、および少なくともポリイソプレン材料、ならびにヒドロゲルと一緒にブレンドされたニトリルを含み、コーティング組成物を構成する。上記天然ゴム手袋同様に、ポリイソプレン手袋は、平滑な手袋鋳型または手ざわりの残る手袋鋳型のいずれかで形成することができ、手袋は顔料を含有してもしなくてもよく、着色手袋、例えば茶色の手袋、または白色もしくはベージュ色の手袋などを提供する。その上、ポリイソプレン手袋は、手袋の使用に適した任意の厚みで提供することができる。手袋は、マイクロ厚みで提供することができ、一例において、約0.15mm〜約0.18mmの範囲であり得る。別の例において、手袋は、標準厚みで提供することができ、一例において、約0.20mm〜約0.26mmであってもよい。さらに別の例において、手袋は、より厚い構成、例えば、約0.30mm〜約0.37mmなどで提供することができる。
上記の態様において、強化つかみ性を有する手ざわりの残る手袋が、強化つかみを得るために要望されている場合、手袋は、無塩素または低塩素で塩素化される必要があり得る。低レベルの塩素は、最終手袋製品のつかみ性を維持および強化するのに役立つ。コーティングされていない手袋が使用される場合、低有効塩素濃度で手袋を塩素化するプロセスは、十分な着用性をもたらさない、なぜなら、着用表面(すなわち、手袋の皮膚に接触する表面)が十分な有効塩素濃度で処理されないためである。対照的に、ヒドロゲルブレンドコーティングを用いて処理された手袋は、非常に低塩素または無塩素でも手袋の着用に関して改善された潤滑性を提供することができる。したがって、コーティングされた手袋は、低有効塩素濃度で手袋を塩素化する融通性を提供し、手袋の外側表面の所望のつかみ性を依然として維持する。
以下の非限定実施例は、本明細書において開示されるコーティング組成物およびコーティングのためのプロセスの特定の実施形態を説明する。実施例は、コーティング組成物およびコーティングのためのプロセスの全体の範囲の包括的なものを意味するわけではない。
実施例1
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。
Figure 2018533649
ヒドロゲルブレンドコーティング組成物は、下記の試験において特に記載がない限り、約3.5%〜約4.7%の範囲の全固形分を有する。典型的には、約4%の全固形分が目標となる。ヒドロゲルのみの組成物は、下記の試験において特に記載がない限り、約3%の全固形分である。
実施例2
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。
基材に対するコーティングの接着性の程度を試験するために、コーティングが手袋上で硬化した後、手袋の指部分と手袋の腕回り部分の両方で延伸および引っ張りによって、静止位置から100%延伸位置まで手袋を延伸する、延伸試験を実行し、次いで静止位置まで解除した。ひとたびコーティングされた手袋を延伸すると、試験器は、指を使用して、手袋のコーティング上を擦って、コーティングが剥がれ落ちるかどうか見る。手袋を1〜3の基準で測定すし、ここで1は剥がれなし、3は高度の剥がれありとする。
さらに、各サンプルのSEM(走査型電子顕微鏡)走査画像も撮って、延伸後のコーティングされた手袋の表面形態を示す。手袋の試料を、ASTM D412に規定されている適切な寸法および形状に、打ち抜きで切断して、SEM試験走査画像に使用される試験片を準備する。ASTM試験仕様で採用された、手袋の試料を切断するための1つの方法は、ダンベル試験片である。次いで、張力計を用いて、元の長さの500%まで試験片を延伸し、延伸した手袋の試験片を、その元の位置に戻す前に、約1分間保持する。
コーティング接着性試験は、ヒドロゲルポリマーブレンドが、ヒドロゲルのみのコーティングと比較して、改善されたコーティング接着性を有し、ヒドロゲルブレンドコーティングが、延伸した後、手袋の剥がれ落ちがないことを示した。対照的に、ヒドロゲルのみのコーティングされた手袋は、最終手袋製品の高度のコーティングの剥がれ落ちを示した。接着性試験の結果を、下記の表2に示す。そこで、組成物Aはヒドロゲルのみのコーティング組成物であり、組成物Bはヒドロゲルブレンドコーティング組成物である。
Figure 2018533649
手袋を延伸して、剥がれの観察をした後、組成物Aでコーティングされた手袋、および組成物Bでコーティングされた手袋を、走査型電子顕微鏡(SEM)下で走査して、延伸の影響および手袋上の剥がれを観察した。図2Aおよび2Bは、これらのコーティングされた手袋の倍率100倍でのSEM走査画像データを示す。図2Aにおいて、延伸された後の、組成物A(すなわち、ヒドロゲルのみのコーティング)でコーティングされた手袋を示す。コーティングされた手袋が延伸された後のコーティングの剥がれ落ちのために、いくつかの露出したコーティングされていない領域があることがわかる。対照的に、図2Bにおいて、延伸された後の、組成物B(すなわち、ヒドロゲルブレンドコーティング)でコーティングされた手袋を示す。図2は、均質な、完全にコーティングされた表面形態を示す。組成物Bでコーティングされた手袋に、コーティングの剥がれは示されなかったので、図2Bにおいて、手袋の露出したコーティングされていない表面は存在しない。
実施例3
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。
Figure 2018533649
実施例2と同様に、天然ゴム手袋を形成し、それぞれのコーティング組成物中に浸漬した。ひとたび手袋上のコーティングを硬化すると、実施例2において記載されているように延伸試験を実行して、コーティング接着性の程度を測定した。延伸試験の結果を下記表4に示す。
Figure 2018533649
延伸試験の結果は、天然ゴムとニトリルラテックスの同量でさえも、コーティングは、なお手袋に対する優れた接着性を示すことを示す。同様に、天然ゴムラテックスに対してより多くのニトリルラテックス含量を有するコーティングで、コーティング接着性は、なお優れている。このことは、ニトリルラテックスがより多くの量で存在するか、または天然ゴムラテックスがより多くの量で存在するかは、手袋製品に対するコーティングの接着性の性能および特性に影響を及ぼさないことを示す。したがって、エラストマー材料は、任意の比率で存在し得る。具体的には、手袋のベース材料は天然ゴムラテックス材料であり、ヒドロゲルブレンド中の天然ゴムが、コーティング組成物中に多量で存在するかまたは少量で存在するかは、問題ではない。
対照的に、ヒドロゲルのみのコーティングは、約90%のヒドロゲルとわずか10%の天然ゴムおよびニトリルを含むエラストマーブレンドを有するヒドロゲルブレンドコーティングと同様に、高度の剥がれを有した。同様に、1つのエラストマー材料のみで、約75%のヒドロゲルを含有する、組成物FおよびGは、3%、3.5%、および4%の全固形分で、高度の剥がれを示した。
全固形分は、ヒドロゲルブレンドコーティングの結果に影響を及ぼさなかったようだ。しかしながら、延伸試験は、約4%のより高い固形分で、ヒドロゲルのみのコーティングは、高度の剥がれを示し、手袋に対する接着性が良好ではなかった。対照的に、組成物B(実施例2より)、組成物Dおよび組成物Eのヒドロゲルブレンドは、4%の高固形分でさえも、優れた接着性を示した。
約4.7%の全固形分の溶液Dを利用して、追加の延伸試験を行い、同量のニトリルおよび天然ゴム、ならびに約75%のヒドロゲルを有する、より高い固形分レベルでも、1の結果、またはコーティングの剥がれなしを得た。したがって、約75%のヒドロゲル、およびエラストマーブレンドである組成物の残りの部分を有するヒドロゲルブレンドは、ブレンド内の各個々のエラストマー材料の量に関係なく、手袋に対する優れた接着特性を示し、手袋を延伸すると、試験されたすべての3つの固形分レベルで、全く剥がれが示されなかった。したがって、手袋物品を、高固形分のヒドロゲルブレンド組成物で、いかなる剥がれもないコーティングをすることができ、ゴム基材に対する優れたコーティング接着性を示す、
実施例4
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。
Figure 2018533649
ヒドロゲルブレンドコーティング組成物は、下記の試験において特に記載がない限り、約3.5%〜約4.5%の範囲の全固形分を有する。典型的には、約4%の全固形分が目標となる。ヒドロゲルのみの組成物は、下記の試験において特に記載がない限り、約3%の全固形分である。
実施例5
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。
基材に対するコーティングの接着性の程度を試験するために、コーティングが手袋上で硬化した後、手袋の指部分と手袋の腕回り部分の両方で延伸および引っ張りによって、静止位置から100%延伸位置まで手袋を延伸する、延伸試験を実行し、次いで静止位置まで解除した。ひとたびコーティングされた手袋を延伸すると、試験器は、指を使用して、手袋のコーティング上を擦って、コーティングが剥がれ落ちるかどうか見る。手袋を1〜3の基準で測定すし、ここで1は剥がれなし、3は高度の剥がれありとする。
さらに、各サンプルのSEM(走査型電子顕微鏡)走査画像も撮って、延伸後のコーティングされた手袋の表面形態を示す。手袋の試料を、ASTM D412に規定されている適切な寸法および形状に、打ち抜きで切断して、SEM試験走査画像に使用される試験片を準備する。ASTM試験仕様で採用された、手袋の試料を切断するための1つの方法は、ダンベル試験片である。次いで、張力計を用いて、元の長さの500%まで試験片を延伸し、延伸した手袋の試験片を、その元の位置に戻す前に、約1分間保持する。
コーティング接着性試験は、ヒドロゲルポリマーブレンドが、ヒドロゲルのみのコーティングと比較して、改善されたコーティング接着性を有し、ヒドロゲルブレンドコーティングが、延伸した後、手袋の剥がれ落ちがないことを示した。対照的に、ヒドロゲルのみのコーティングされた手袋は、最終手袋製品の高度のコーティングの剥がれ落ちを示した。接着性試験の結果を、下記の表6に示す。そこで、組成物Aはヒドロゲルのみのコーティング組成物、組成物Hはヒドロゲルブレンドコーティング組成物である。
Figure 2018533649
手袋を延伸して、剥がれの観察をした後、組成物Aでコーティングされた手袋、および組成物Hでコーティングされた手袋を、走査型電子顕微鏡(SEM)下で走査して、延伸の影響および手袋上の剥がれを観察した。図6Aおよび6Bは、これらのコーティングされた手袋の倍率100倍でのSEM走査画像データを示す。図6Bにおいて、延伸された後の、組成物A(すなわち、ヒドロゲルのみのコーティング)でコーティングされた手袋を示す。コーティングされた手袋が延伸された後のコーティングの剥がれ落ちのために、いくつかの露出したコーティングされていない領域があることがわかる。対照的に、図6Aにおいて、延伸された後の、組成物H(すなわち、ヒドロゲルブレンドコーティング)でコーティングされた手袋を示す。図2は、均質な、完全にコーティングされた表面形態を示す。組成物Hでコーティングされた手袋に、コーティングの剥がれは示されなかったので、図6Aにおいて、手袋の露出したコーティングされていない表面は存在しない。
実施例6
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。
Figure 2018533649
実施例5と同様に、合成ポリイソプレン手袋を形成し、それぞれのコーティング組成物中に浸漬した。ひとたび手袋上のコーティングを硬化すると、実施例5において記載されているように延伸試験を実行して、コーティング接着性の程度を測定した。延伸試験の結果を下記表8に示す。
Figure 2018533649
延伸試験の結果は、合成ポリイソプレンとニトリルラテックスの同量でなくても、コーティングは、なお手袋に対する優れた接着性を示す。同様に、合成ゴムラテックスに対してより多くのニトリルラテックス含量を有するコーティングで、コーティング接着性は、なお優れている。このことは、ニトリルラテックスがより多くの量で存在するか、または合成ゴムラテックスがより多くの量で存在するかは、手袋製品に対するコーティングの接着性の性能および特性に影響を及ぼさないことを示す。したがって、エラストマー材料は、任意の比率で存在し得る。具体的には、手袋のベース材料は合成ゴムラテックス材料であり、ヒドロゲルブレンド中の合成ゴムが、コーティング組成物中に多量で存在するかまたは少量で存在するかは、問題ではない。
対照的に、ヒドロゲルのみのコーティングは、約92%のヒドロゲルと、わずか8%の合成ゴムおよびニトリルを含むエラストマーブレンドを有するヒドロゲルブレンドコーティングと同様に、高度の剥がれを有した。同様に、1つのエラストマー材料のみと、約85%のヒドロゲルを含有する、組成物は、高度の剥がれを示した。
全固形分は、ヒドロゲルブレンドコーティングの結果に影響を及ぼさなかったようだ。しかしながら、延伸試験は、約4%のより高い固形分で、ヒドロゲルのみのコーティングは、高度の剥がれを示し、手袋に対する接着性が良好ではなかった。対照的に、組成物H(実施例5より)、組成物Jおよび組成物Kのヒドロキシブレンドは、4%の高固形分でさえも、優れた接着性を示した。
実施例7
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。
7つの異なるコーティング配合物を試験した。実施例1で調製した組成物Aおよび組成物B、実施例3で示す組成物FおよびG、実施例4で調製した組成物H、ならびに実施例6で示す組成物LおよびM。コーティングを5%の全固形分で調整した。最初にコーティング組成物を、連続撹拌を用いて、40℃の加熱工程に供することによって、合計3日間の評価試験を通して、1日、2日、および3日間の測定で、MSTを実行した。記録された結果を、以下の表9と10に示す。
Figure 2018533649
Figure 2018533649
得られた結果に基づいて、ヒドロゲルのみのコーティング組成物(組成物A)は、ヒドロゲルブレンドコーティング組成物(組成物BおよびH)より、熱的および機械的安定性がはるかに低いことがわかる。ブレンド中に1つのエラストマー材料のみを含有するコーティング組成物(F、G、L、およびM)もまた、不十分な安定性を示した。したがって、2つの異なるエラストマー材料を有するヒドロゲルブレンド組成物は、5%の高固形分の溶液で、良好な熱的および機械的安定性を示した。
前の実施例で記載された機械的安定性試験を、安定剤を添加した組成物に対しても実行した。
Figure 2018533649
これらの組成物を、MTS試験で試験した。
Figure 2018533649
Igepal CO630およびDarvan WAQの添加は、Nobelのみのコーティング(組成物A)のコーティング安定性を高めなかった。しかしながら、同じ安定剤の添加は、組成物Bの3日後の安定性を劇的に増大し、0.0094の低い値にした。
実施例8
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。
Figure 2018533649
追加の潤滑剤で噴霧された手袋の受容性を測定するために、手袋の粉体含量を測定した。受容性であるためには、手袋の粉体含量は低く、約2mg/手袋未満でなければならない。手袋の粉体含量を測定して、塩素化プロセスが使用される場合その後、または最終プロセス工程後の、手袋上に残っている粉体または微粒子を決定する。ASTM 3577における要件によれば、粉体を含まない手袋とは、2mg/手袋未満の粉体含量を含有するものである。コーティングされた、および噴霧された手袋の粉体含量を試験するために、手袋を水の入ったビーカーに入れ、ビーカーを振とうし、水を濾過して、手袋から放出された残渣粉体含量を測定する。最終結果を、以下の表14に示す。2つの試料セットを試験し、各手袋の種類について表14に示す。そこで、手袋の5つの断片を使用して、1つの試料セットに対して1つの粉体含量データポイントを得た。
Figure 2018533649
潤滑剤の添加、約0.1%CPCを含有するものさえ、ヒドロゲルのみでコーティングされ、潤滑剤で処理された手袋上で、高く、容認できないレベルの残渣粉体を示すことが、粉体含量試験からわかる。ヒドロゲルブレンド手袋は、0.1%の潤滑剤CPCで処理することができ、手袋上で、有意な粉体含量を示さない。したがって、ヒドロゲルブレンドコーティング組成物でコーティングされた手袋は、ヒドロゲルのみでコーティングされた手袋と比較して、より高レベルのCPC潤滑剤で処理することができる。
実施例9
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。
ASTM D1894試験方法は、具体的には湿式COFに関して、湿式条件でそれ自身または他の金属製板の上を滑る際の、手袋フィルムの始動および滑り摩擦の係数の決定を包含する。この手順は、固定された平面を有する、(手袋フィルムで包まれた)可動スレッドを使用することができる。
スレッド(金属製ブロック、63.5mm(2.5インチ)平方、約6mm(0.25インチ)厚み、適切なアイスクリューが一端に締め付けられた状態で)に取り付ける、平坦で欠陥のない正方形のフィルム(手袋)試験片を、各辺約120mm(4 1/2インチ)に切断する。試験片の標準コンディショニングサイクルは、23±2℃(73.4±3.6°F)および50±5%相対湿度の標準実験室条件で、24時間である。これらの温度および湿度条件が満たされない場合、試料を、試験器と同じ部屋で、最低24時間コンディショニングする。ASTM D1894における図1(c)に準拠して、試験装置を組み立て、製造者の指示書に従って、力測定装置を較正する。次いで、手袋の被検試料を、平滑で清浄な表面に置き、スレッドを、試料のほぼ中心に置く。フィルムの端を、スレッドの上部に折りたたみ、粘着テープを使用して固定し、スレッドの底部のフィルムに延伸またはしわがないことを確認する。試験の平面(磨かれた金属性シート、約150×300×1mm)を、イソプロピルアルコールまたは他の適切な洗浄剤を使用して洗浄する。湿式試験に関しては、平面に水を噴霧する。試料の付いたスレッドを、試験手順中に、スレッドを引くために使用されるケーブルに取り付ける。次いで、スレッドを、水平面上の適切な位置に置く。スレッドの位置決めは、スレッドの長さ、隣接するケーブルの長さ、および平面の長手方向が平行であるようにする。150+/−mm/分の一定速度で引く、動力源を使用して、駆動機構を始動させる。接触している表面間の摩擦力の結果として、スレッド上の引張力が、接触面で作用する静摩擦力と同じ、または超えるまで、スレッドと可動平面との間で、即座の相対運動は起こらない。初期の、最大読み取り値が、静摩擦係数の力成分である。約130mm(5インチ)の測定中、表面が互いの上で一定で滑っている間、任意の視覚的平均読み取り値もまた記録する必要がある。これは、表面間の動きを持続させるために必要な動的な力に相当し、一般的に動きを開始するために必要な静的な力より低い。スレッドが130mm(5インチ)移動した後、装置を停止する。動摩擦係数を、式μk=Ak/B、(式中、Ak=フィルムの一定の滑りの間に得られる平均目盛り読み取り値、グラム、B=スレッド重量、グラム)を用いて算出する。
75%のヒドロゲル、19%の天然ゴム、および6%のニトリルのブレンドを、3つの異なるTSCで、5つの試料で試験した。平均を表15に示し、実行データを表16に示す。
Figure 2018533649
Figure 2018533649
湿式COF試験は、コーティングのレベルが高いほど、低い湿式COF、または着用性の増大を有する手袋を製造する。したがって、剥がれ落ちが生じず、より多くコーティングされる、ヒドロゲルブレンドの能力は、着用性の増大をもたらす。
実施例10
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。
図3Aについて、手袋にヒドロゲルのみのコーティング(すなわち、組成物A)を塗布した。走査画像を通して表示されるセグメントは、コーティングされた表面である。これらのセグメントの間の隙間または空間は、手袋のコーティングされていない表面エリアを表す。ヒドロゲルブレンドコーティング(すなわち、組成物B)を表す図3Bと比較すると、図3Aの走査画像において、図3Bよりも、有意に多くの空間またはコーティングされていない表面があることがわかる。図3Bにおいて、走査画像で見られる、より多くのコーティングセグメントの連続パッチがあり、これはより多くの手袋上の連続コーティング模様を表す。
図3Cおよび3Dについて、これらは、1つのエラストマー−ヒドロゲルブレンドを含有する手袋の走査画像を表す。図3Cにおいて、ヒドロゲルおよび天然ゴムのみ(すなわち、組成物F)でコーティングされた手袋の走査画像を示す。この走査画像から、コーティングされた表面がほとんどないことがわかる。図3Dにおいて、ヒドロゲルおよびニトリルのみ(すなわち、組成物G)でコーティングされた手袋の走査画像を示す。手袋表面の大部分はコーティングされているが、ヒドロゲルブレンドと比較して、いくぶん平坦であり、着用の改善に役立つ、少なくとも2つのエラストマー材料のブレンド中で顕著である微小隆起を有さないことがわかる。SEM走査画像は、ヒドロゲルブレンドコーティングを含有する図3Bの走査画像が、試験された他の3つのコーティング組成物のいずれよりも大きな表面エリアにわたってコーティングされる手袋を作り出す独特の表面形態を有し、表面隆起を有する独特の表明形態を有することを示す。具体的には、ヒドロゲルブレンドを有する、この連続コーティングは、手袋の着用を容易にするのに役立つ、内側の滑りにくさを作り出す。
実施例11
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。
第1のヒドロゲル−ポリイソプレン−ニトリルブレンドでコーティングされたポリイソプレン手袋を、倍率100倍(図4A)で評価した。結果は、ポリイソプレン上のヒドロゲルブレンドは、手袋の大きな表面エリアを包含する、微小隆起を有する独特の表明形態を、同様に有することを示す。対照的に、ヒドロゲルのみでコーティングされたポリイソプレン手袋は、手袋上に平坦な表面を示す。ヒドロゲルのみでコーティングされたポリイソプレン手袋もまた、倍率100倍(図4B)で評価した。図4Bにおいて、手袋の表面は、図4Aにおける手袋より平坦な表面を示すだけでなく、手袋上のコーティングされていない表面を表す多くの隙間または空間も示す。
第2のヒドロゲル−ポリイソプレンヒドロゲルブレンドでコーティングされたポリイソプレン手袋を、倍率100倍(図6A)、倍率500倍(図7A)、および倍率1000倍(図8A)で評価した。ヒドロゲルのみでコーティングされたポリイソプレン手袋もまた、倍率100倍(図6B)、倍率500倍(図7B)、および倍率1000倍(図8B)で比較評価した。結果はまた、ポリイソプレン上のヒドロゲルブレンドは、手袋の大きな表面エリアを包含する、微小隆起を有する独特の表明形態を、同様に有することを示す。対照的に、ヒドロゲルのみでコーティングされたポリイソプレン手袋は、手袋上に平坦な表面を示す。図6B、7B、および8Bにおいて、手袋の表面は、図6A、7A、および8Aにおける手袋より平坦な表面を示すだけでなく、手袋上のコーティングされていない表面を表す多くの隙間または空間も示す。
したがって、異なるエラストマー物品、すなわち、ポリイソプレンから作製されたものでさえも、ヒドロゲルのみのコーティングは、ヒドロゲル−ポリイソプレン−ニトリルブレンドほど大きな表面エリアをコーティングしないことがわかる。その上、ヒドロゲル−ポリイソプレン−ニトリルブレンドはなお、異なるエラストマーのブレンドでさえも、着用性の改善の提供を促進する独特の表明形態を示す。
本開示の目的のために、特定の態様、利益、および新規の特徴が、本明細書で記載される。任意の特定の実施形態によれば、このような利益のすべてが達成され得ることは必ずしも必要ではないことが理解されるべきである。したがって、例えば、当業者は、本開示が、本明細書にいて教示されるように、具体化されるか、または1つの利益または一群の利益を達成する方法で、本明細書にいて教示または示唆され得るように、他の利益を必ずしも達成する必要なく、実行され得ることを認識する。
その上、例示的実施形態が本明細書において記載される一方で、同等の要素、修正、省略、(例えば、様々な実施形態にわたる態様の)組み合わせ、適応および/または変更を有する、任意のおよびすべての実施形態の範囲は、本開示に基づいて、当業者によって理解されるであろう。特許請求の範囲における限定は、特許請求の範囲において用いられた言語に基づいて広く翻訳されるべきであり、本明細書内または出願の訴追中に記載された実施例に限定されず、その実施例は、非排他的であると解釈されるべきである。さらに、開示されたプロセスおよび方法の動作は、動作の並べ替え、および/または追加の動作の挿入、および/または動作の削除を含む、任意の様式において修正することができる。したがって、本明細書および実施例は単に例示的なものと見なされ、特許請求の範囲およびそれらの等価物の全範囲によって示される真の範囲と精神で、意図される。

Claims (62)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 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。
  18. 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。
  19. 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。
  20. 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。
  21. 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。
  22. 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。
  23. 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。
  24. 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。
  25. 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。
  26. 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。
  27. 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。
  28. 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。
  29. 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。
  30. 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。
  31. 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。
  32. 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。
  33. 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。
  34. 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。
  35. 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。
  36. 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。
  37. 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。
  38. 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。
  39. 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。
  40. 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。
  41. 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。
  42. 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。
  43. 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。
  44. 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。
  45. 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。
  46. 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。
  47. 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。
  48. 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。
  49. 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。
  50. 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。
  51. 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。
  52. 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。
  53. 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。
  54. 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。
  55. 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。
  56. 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。
  57. 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。
  58. 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。
  59. 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。
  60. 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。
  61. 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。
  62. 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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