具備強(qiáng)度和彈性的具有熔接縫的彈性體制品的制作方法
【專利摘要】描述了通過將兩個聚合物膜(30,32)熔接到一起而制備的彈性體手套(10)。選擇具有優(yōu)異的彈性性質(zhì)以及拉伸強(qiáng)度性質(zhì)的聚合物膜。所述聚合物膜由熱塑性彈性制成，其具有大約40MPa的拉伸強(qiáng)度和約2MPa至約20MPa的模量。
【專利說明】具備強(qiáng)度和彈性的具有熔接縫的彈性體制品
【背景技術(shù)】
[0001]由天然或合成橡膠制成的彈性體制品被用于多種不同的應(yīng)用領(lǐng)域，其包括用作外科手術(shù)手套、檢查用手套、避孕用具、導(dǎo)管、氣球和管(tubing)等。由于其物理性質(zhì)，彈性體材料在生產(chǎn)這樣的制品中是有用的。例如，所述材料不僅可以被拉伸，而且在釋放時也能夠基本上回到它們的初始形狀。
[0002]傳統(tǒng)上，已經(jīng)通過使用要生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的形狀的模具或樣板制造了彈性體制品。例如，當(dāng)制造手套時，首先將手形模具或樣板浸潰入促凝劑漿體中。漿體在樣板上干燥后，將樣板浸潰入諸如天然或合成的乳膠的橡膠類材料中?？梢詫影鍞?shù)次浸潰入橡膠材料中以在樣板上逐漸建立所期望厚度的層。然后將形成的彈性體制品固化、冷卻以及從模具剝離。
[0003]如以上所描述的多步浸潰方法可以生產(chǎn)諸如手套的彈性體制品，所述彈性體制品是彈性的，形狀貼合(form-fitting)的，具有觸覺敏感性，并且耐化學(xué)腐蝕。然而，不幸的是，以上所描述的多步浸潰方法是勞動和能量密集型的。另外，僅僅某些類型的橡膠材料可接受浸潰方法。
[0004]在一個替代的技術(shù)方案中，也可以通過將兩個膜層熱封在一起來生產(chǎn)手套，而不是通過浸潰方法生產(chǎn)手套。通過熱封方法形成手套可以相對地更加便宜。然而，不幸的是，過去在能夠生產(chǎn)具有彈性性質(zhì)的熱封手套中已經(jīng)遇到了難題，其中所述彈性性質(zhì)提供觸覺敏感性。在這方面，該手套通常不具有形狀貼合性質(zhì)，通常由比浸潰產(chǎn)品更厚的膜制成，并且對于手而言是過大的，導(dǎo)致較差的貼合。
[0005]據(jù)此，在以成本效率更高的方式生產(chǎn)具有優(yōu)異觸覺敏感性的形狀貼合手套方面仍需要改進(jìn)。
[0006]發(fā)明概沭
[0007]本公開內(nèi)容一般涉及制備彈性體制品，例如通過將膜片熔接到一起形成的手套，而不是通過多步浸潰方法形成彈性體制品。根據(jù)本公開內(nèi)容，可以更經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)諸如手套的彈性制品。另外，本公開內(nèi)容涉及選擇具體的彈性體聚合物，所述彈性體聚合物提供與由通過浸潰方法制備的常規(guī)手套得到的性質(zhì)相當(dāng)?shù)暮蜕踔粮玫男再|(zhì)。例如，可以根據(jù)本公開內(nèi)容生產(chǎn)彈性手套，所述彈性手套不僅具有形狀貼合性質(zhì)以及具有常規(guī)手套的所有觸覺特性，而且還比以前生產(chǎn)的乳膠手套具有更高的強(qiáng)度。
[0008]在一個實施方案中，例如，本公開內(nèi)容涉及包括沿周邊熔接到第二手形片的第一手形片的手套。所述第一片和所述第二片以形成用于接受手的中空開口的方式熔接到一起。所述第一手形片和所述第二手形片由熱塑性聚合物組成。每個手形片由具有約0.25密耳(mils)至約8密耳的厚度的彈性膜形成。根據(jù)本公開內(nèi)容，所述第一手形片和所述第二手形片具有約40MPa至約lOOMPa，例如約60MPa至約IOOMPa的拉伸強(qiáng)度。另外，所述第一和第二手形片具有約2MPa至約lOMPa，例如約5MPa至約IOMPa的模量。
[0009]以上所描述的手套可以由流延薄膜(cast film)、吹塑薄膜或它們的組合制成?？梢酝ㄟ^例如熱結(jié)合或超聲結(jié)合將所述膜熔接到一起，而不使用粘合劑。[0010]如以上所描述的，基于一組受控的性質(zhì)或基于所期望的應(yīng)用，選擇用于生產(chǎn)根據(jù)本公開內(nèi)容的彈性制品的熱塑性彈性體。可以使用的熱塑性彈性體的實例包括熱塑性聚氨酯彈性體、聚烯烴彈性體和/或苯乙烯嵌段共聚物。當(dāng)使用熱塑性聚氨酯彈性體時，所述聚氨酯聚合物可以是基于聚醚或基于聚酯的。一般地，選擇能夠形成流延薄膜或吹塑薄膜，能夠熔接到一起，并且具有以上限定范圍內(nèi)的拉伸強(qiáng)度和模量的熱塑性聚合物。
[0011]以下將更詳細(xì)地討論本公開內(nèi)容的其它特征和方面。
[0012]附圖的簡要i兌明
[0013]在包括參考附圖在內(nèi)的說明書的其余部分中，對包括對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言的最佳方式在內(nèi)的完整且能夠?qū)崿F(xiàn)的本發(fā)明的公開內(nèi)容做了更詳細(xì)的闡述，其中:
[0014]圖1A是根據(jù)本公開內(nèi)容制備手套的方法的一個實施方案的透視圖；
[0015]圖1B是可以在圖1A中所說明的裝置中使用的手形線(hand-shaped wire)的透視圖；
[0016]圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容制備的手套的透視圖；和
[0017]圖3是以下描述的實施例中得到的結(jié)果的圖示。
[0018]在本說明書和附圖中重復(fù)使用的附圖標(biāo)記意在表示本發(fā)明的相同或相似的特征或元件。
[0019]定義
[0020]如本文中所使用的，術(shù)語“彈性體的”或“彈性的”是指，施加拉力時，在至少一個方向(例如，橫向方向)上是可拉伸的，并且釋放拉力時，收縮/回復(fù)到近似其初始尺寸的材料。例如，拉伸的材料可以具有比其松弛未拉伸的長度至少長50%的拉伸長度(stretchedlength)，并且釋放拉力時，拉伸長度將恢復(fù)到其拉伸長度的至少50%以內(nèi)。一個假設(shè)的實例為，一 (I)英寸的材料樣品，其可拉伸到至少1.50英寸，以及釋放拉力時，將恢復(fù)到不大于1.25英寸的長度。希望地，所述材料收縮或恢復(fù)至少50%的拉伸長度，以及更優(yōu)選地，至少80%的拉伸長度。
[0021]如本文中所使用的，術(shù)語“可伸長的”或“可伸長性”通常是指在施加力的方向上拉伸或伸長至少約50%的其松弛長度或?qū)挾鹊牟牧稀？缮扉L的材料不必然具有恢復(fù)性質(zhì)。例如，彈性體材料是一種具有恢復(fù)性質(zhì)的可伸長的材料。
[0022]如本文中所使用的，術(shù)語“拉伸百分比”是指受到一定的力時，在給定方向上材料拉伸到的程度。特別地，拉伸百分比是通過測量在拉伸維度上材料長度的增加，該值除以材料的原始尺寸，以及然后乘以100來測定。具體地，該試驗使用兩個夾子，每個夾子具有兩個鉗口(jaw)，而每個鉗口具有與樣品接觸的面。所述夾子在相同平面，通常垂直地夾持材料，所述夾子隔開2英寸，并且以指定的伸長速率移開。樣品具有2英寸的寬度和7英寸的長度。鉗口面高為I英寸以及寬為3英寸，具有300_/分鐘的恒定伸長速率。將試樣夾持在，例如，具有 Renew MTS mongoose box(控制)以及使用 TESTW0RKS4.07b 軟件(SintechCorp, of Cary, N.C.)的Sintech2/S測試儀中。試驗是在環(huán)境條件下進(jìn)行的。結(jié)果通常報告為三個試樣的平均值，并且可以用橫向方向(CD)和/或機(jī)器方向(MD)的試樣來進(jìn)行。
[0023]如本文中使用的，術(shù)語“變定(set) ”是指伸長和恢復(fù)后(即，在循環(huán)試驗過程中，材料已被拉伸并且允許松弛之后)的材料樣品中保留的伸長。
[0024]如本文中使用的，術(shù)語“永久變形率”是循環(huán)后從其原始長度拉伸的材料的量的量度(循環(huán)試驗后的即時變形)。永久變形率為循環(huán)的回縮曲線穿過伸長軸的地方。所施加的壓力去除后(零載荷)剩余的應(yīng)變測量為永久變形率。
[0025]如本文中所使用的，樣品的“滯后損失”可以通過首先伸長樣品(“裝載”(“l(fā)oadup”))以及然后允許樣品回縮(“卸載”(“l(fā)oad down”))來測定。滯后損失是在循環(huán)加載過程中能量的損失。滯后損失測量為百分比。如本文中所使用的，永久變形率和滯后損失是基于將樣品拉伸到250%的伸長以及然后允許樣品松弛而測定的。用于永久變形率和滯后損失的樣品尺寸為2英寸寬和7英寸長。可以使用與測定拉伸百分比中所描述的相同的設(shè)備和設(shè)置來測定永久變形率和滯后損失。
[0026]如本文中所使用的，術(shù)語“熔接”是指，通過臨時地使一個膜或中間材料的至少部分變成軟化或塑性狀態(tài)，以及不使用機(jī)械附件，例如，如，縫合，或不使用致使所述膜粘在一起的粘合材料將所述膜結(jié)合的方法，用至少第二聚合物膜的部分固定第一聚合物膜的至少部分?？梢砸愿鞣N方式將兩個或多個膜熔接在一起，例如，通過熱結(jié)合、超聲結(jié)合、壓力結(jié)合、溶劑結(jié)合(solvent bonding)或他們的混合。
[0027]如本文中所使用的，“減摩添加劑”是指降低靜摩擦系數(shù)的納入層中的或施加到層表面的任意材料或組合物。如本文中所使用的，根據(jù)ASTMTest D1894-11測量靜摩擦系數(shù)。
[0028]如本文中所使用的，“彈性體”是指彈性體的或彈性的并且包括塑性體在內(nèi)的任意聚合物材料。
[0029]如本文中所使用的，使用Die D根據(jù)ASTM Test D412-06測量包括模量和峰值載荷在內(nèi)的膜的拉伸性能。
[0030]詳細(xì)說明
[0031]本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)人員將能理解，當(dāng)前的論述僅是對示例性實施方案的描述，而不打算作為對本公開內(nèi)容更寬方面的限制。
[0032]一般地，本公開內(nèi)容涉及由彈性膜制備的彈性制品，例如形狀貼合的手套。所述膜由至少一種具有所期望性質(zhì)的熱塑性彈性體組成。為了生產(chǎn)諸如手套的彈性制品，將多片的膜熔接到一起。例如，生產(chǎn)手套時，可以根據(jù)熱封方法生產(chǎn)手套。根據(jù)本公開內(nèi)容，可以生產(chǎn)具有等于或優(yōu)于常規(guī)浸潰成形手套的性質(zhì)的手套。事實上，在一個實施方案中，可以制備具有浸潰成形手套的所有觸覺性質(zhì)但強(qiáng)度更高的手套。
[0033]例如，可以由彈性膜形成根據(jù)本公開內(nèi)容制成的彈性制品，所述彈性膜具有大于約40MPa，例如大于約50MPa，例如大于約60MPa，例如大于約70MPa，例如甚至大于約80MPa.的拉伸強(qiáng)度。一般地，所述膜的拉伸強(qiáng)度將小于約lOOMPa。所述膜也可以具有大于約2MPa，例如大于約5MPa,例如大于約7MPa的模量。在一個實施方案中，所述膜的模量可以小于約25MPa，例如小于約IOMPa
[0034]參見圖2，顯示了根據(jù)本公開內(nèi)容制成的手套10。雖然附圖和隨后的說明一般涉及手套，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，本公開內(nèi)容的教導(dǎo)可以用于制備其它的彈性制品。例如，可以根據(jù)本公開內(nèi)容制備的其它彈性制品包括導(dǎo)管、氣球和管等。
[0035]如圖2所示的，手套10通常是手形的。具有特別優(yōu)勢地，根據(jù)本公開內(nèi)容制備的手套具有緊密服帖穿戴者的手的形狀貼合性質(zhì)，并且是彈性的，允許手在手套內(nèi)自由移動。
[0036]手套10包含手掌區(qū)域12、背部區(qū)域14、多個手指區(qū)域16和拇指區(qū)域18。手套10可以還包含終止于袖口 22的手腕部分20。[0037]根據(jù)本公開內(nèi)容，手套10包含熔接到第二手形片32的第一手形片30。如以下將更詳細(xì)地描述的，第一片30熔接到第二片32以形成縫34。所述第一和第二片以形成用于接收手的開口 36的方式圍繞它們的周邊熔接在一起。所述片熔接在一起后，縫34可以是不可見的。
[0038]可以用于生產(chǎn)片30和32的熱塑性彈性體可以依據(jù)具體的應(yīng)用變化。在一個實施方案中，選擇具有期望的彈性性質(zhì)的熱塑性彈性體。例如，所述膜可以由熱塑性彈性體制成，使得該膜可以被拉伸至少約300%，例如至少約400%，例如至少約500%，例如至少約600%，而不損壞或裂開。
[0039]在一個實施方案中，所述膜也可以具有與過去用于生產(chǎn)浸潰成形的手套的材料相似或更好的滯后特性。例如，一個循環(huán)后被拉伸250%之后，所述膜可以具有小于約100%，例如小于約90 %，例如小于約80 %，例如小于約75 %的滯后損失。在一些實施方案中，所述膜可以具有低的滯后損失，例如小于約60%，例如小于50%，例如小于約40%，例如小于約30%，例如小于約20%，例如小于約10%。一個循環(huán)之后，所述膜也可以具有小于約95%，例如小于約90%，例如小于約85%，例如小于約80%的永久變形率。與滯后損失相似，所述膜也可以具有小于約70 %，例如小于約60 %，例如小于約50 %，例如小于約40 %，例如小于約30%，例如小于約20%，例如小于約10%的永久變形率。一般地，滯后損失和永久變形率大于百分之零。如本文中所使用的，除非另外說明，滯后損失和永久變形率是在機(jī)器方向上測量的。滯后損失和永久變形率可以在不同的厚度上測量。
[0040]具有特別優(yōu)勢地，所述多層膜可以具有以上滯后特性，也擁有出色的強(qiáng)度特性。事實上，本公開內(nèi)容的膜可以具有比用于形成浸潰成形的手套的許多材料更好的強(qiáng)度特性，例如，腈聚合物和天然乳膠聚合物。例如，所述膜可以具有大于約10N，例如大于約14N，例如甚至大于約20N的斷裂強(qiáng)度(三次250%的伸長的循環(huán)之后)。一般地，斷裂強(qiáng)度小于約50N。
[0041]可以用于形成所述膜的熱塑性彈性體的實例包括聚氨酯、聚烯烴、苯乙烯嵌段共聚物、聚醚酰胺和聚酯。
[0042]例如，在一個實施方案中，所述膜可以由熱塑性聚氨酯彈性體制成。熱塑性聚氨酯彈性體一般含有軟鏈段(soft segment)和硬鏈段(hard segment)。所述軟鏈段可以源自長鏈二醇，而所述硬鏈段可以源自二異氰酸酯。也可以是使用擴(kuò)鏈劑產(chǎn)生硬鏈段。例如，在一個實施方案中，長鏈二醇與二異氰酸酯反應(yīng)產(chǎn)生具有異氰酸酯端基的聚氨酯預(yù)聚物。然后，所述預(yù)聚物與諸如低分子量的端羥基和端胺基化合物的擴(kuò)鏈劑反應(yīng)。合適的擴(kuò)鏈劑包括諸如乙二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇和新戊二醇的脂肪族二醇。
[0043]在一個具體實施方案中，所述熱塑性聚氨酯彈性體可以是基于聚醚或基于聚酯的。在一個替代的實施方案中，所述熱塑性聚氨酯彈性體可以由基于聚亞甲基(polymethylene)的軟鏈段,例如基于聚丁二醇(polytetramethylene glycol)的軟鏈段形成。
[0044]在一個實施方案中，使用的熱塑性聚氨酯彈性具有約1.0g/cc至約1.2g/cc的密度。例如，在一個實施方案中，所述聚氨酯彈性體是基于聚醚的并且具有約1.04g/cc至約
1.07g/cc的密度。在一個替代的實施方案中，所述聚氨酯彈性體包括基于聚亞甲基的軟鏈段并且具有約1.12g/cc至約1.15g/cc的密度。[0045]所述聚氨酯彈性體可以具有通常大于約75以及通常小于約95的紹爾A硬度(Shore A hardness)(根據(jù)ASTM Test D2240)。例如，在一個實施方案中，所述聚氨酯彈性體具有大于約78，例如大于約80，例如約79至約82的紹爾A硬度。在一個替代的實施方案中，所述聚氨酯彈性體可以具有約75至約94，例如約86至約94的紹爾A硬度。
[0046]所述熱塑性彈性可以具有約190°C至約225°C的熔程。例如，在一個實施方案中，所述熔程可以為195°C至約205°C。在一個替代的實施方案中，熔程可以為約200°C至約225。。。
[0047]所述聚氨酯彈性體可以具有100%的伸長下的通常大于約3MPa，例如大于約5MPa,例如大于約6MPa,例如甚至大于約IOMPa的模量。一般地，100%的伸長下的模量小于約20MPa，例如小于約15MPa。
[0048]除了熱塑性聚氨酯彈性體，本公開內(nèi)容的膜也可以由聚烯烴彈性體制成，本文中所述聚烯烴彈性體包括聚烯烴塑性體。所述熱塑性聚烯烴可以包括，例如，聚丙烯聚合物、聚乙烯聚合物、聚丁烯聚合物或它們的共聚物。
[0049]在一個具體的實施方案中，使用的聚烯烴塑性體包括α烯烴共聚物，特別是α烯烴聚乙烯共聚物。合適的α烯烴可以是線性或支鏈的(例如，一個或多個C1-C3烷基支鏈，或芳基)。具體的實例包括:乙烯，1- 丁烯；3_甲基-1- 丁烯；3，3- 二甲基-1- 丁烯；1-戍烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二烯；和苯乙烯。特別期望的α烯烴共聚單體為乙烯、1- 丁烯、1-己烯和1-辛烯。這樣的共聚物的乙烯含量可以為約60摩爾％至約99.5重量％，在一些實施方案中約80摩爾％至約99摩爾％，以及在一些實施方案中約85摩爾％至約98摩爾％。同樣地，α烯烴含量的范圍可以為約0.5摩爾％至約40摩爾％，在一些實施方案中約I摩爾％至約20摩爾％，以及在一些實施方案中約2摩爾％至約15摩爾％。在形成乙烯共聚物的不同分子量部分之間，α烯烴共聚單體的分布通常是無規(guī)的和均勻的。
[0050]所述熱塑性聚烯烴的密度一般可以小于約0.95g/cc，例如小于約0.91g/cc。所述聚烯烴的密度一般大于約0.8g/cc,例如大于約0.85g/cc,例如大于約0.88g/cc。例如，在一個實施方案中使用的熱塑性聚烯烴具有0.885g/cc或更大，例如約0.885g/cc至約
0.91g/cc的密度。
[0051]在2.16kg的載荷下于190°C下根據(jù)ASTM Test D1238測量時，所述熱塑性聚烯烴可以具有約lg/ΙΟ分鐘至約40g/10分鐘，例如約5g/10分鐘至約35g/10分鐘的熔體流動指數(shù)。在2.16kg的載荷下于230°C下時，熔體流動指數(shù)可以為約lg/ΙΟ分鐘至約350g/10分鐘，例如約lg/ΙΟ分鐘至約100g/10分鐘。
[0052]在另一實施方案中，包含在所述膜中的熱塑性聚合物可以包括嵌段共聚物。例如，所述彈性體可以為具有被至少一個飽和共軛二烯聚合物嵌段隔開的至少兩個單烯基芳烴聚合物嵌段的基本上無定型的嵌段共聚物。所述單烯基芳烴嵌段可以包括苯乙烯及其類似物和同系物，例如，鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對叔丁基苯乙烯和1，3_ 二甲基苯乙烯對甲基苯乙烯(1，3dimethyl styrene p-methyl styrene)等，以及其它的單烯基多環(huán)芳香烴化合物，例如，乙烯基萘和乙烯基蒽(vinyl anthrycene)等。優(yōu)選的單烯基芳烴為苯乙烯和對甲基苯乙烯。共軛二烯嵌段可以包括共軛二烯單體的均聚物、兩種或以上共軛二烯的共聚物以及其中的嵌段主要是共軛二烯單元的一種或多種所述二烯與其他單體的共聚物。優(yōu)選地，所述共軛二烯包含4?8個碳原子，例如，I, 3- 丁二烯(丁二烯)、2_甲基-1，3 丁二烯、異戊二烯、2，3- 二甲基-1，3- 丁二烯、1，3-戊二烯(戊間二烯)(I, 3-pentadiene (piperylene))和1，3_己二烯等。單烯基芳烴(例如,聚苯乙烯)嵌段的量可以變化，但是通常占共聚物的約8重量％至約55重量％，在一些實施方案中約10重量％至約35重量％，以及在一些實施方案中約25重量％至約35重量％。合適的嵌段共聚物可以含有具有數(shù)均分子量為約5000至約35000的單烯基芳烴末端嵌段和具有數(shù)均分子量為約20000至約170000的飽和共軛二烯中間嵌段。嵌段聚合物的總數(shù)均分子量可以為約 30000 至約 250000。
[0053]特別合適的彈性體可購自德克薩斯州(Tex.)休斯頓的Kraton Polymers有限責(zé)任公司，且商品名為丨CRATON?。KRATON?聚合物包括苯乙烯-二烯嵌段共聚物，例如,苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-異戍二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯乙烯-異戍二烯-苯乙烯。KRATON?聚合物還包括由苯乙烯-二烯嵌段共聚物的選擇性加氫形成的苯乙烯-烯烴嵌段共聚物。這樣的苯乙烯-烯烴嵌段共聚物的實例包括苯乙烯_(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)、苯乙烯-(乙烯-丁烯)苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯-(乙烯-丙烯)和苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯。這些共聚物可以具有線性的、輻射狀的(radial)或星形的分子結(jié)構(gòu)。具體的KRATON?嵌段共聚物包括以商標(biāo)名稱G1652、G1657、G1730、MD6673和MD6937銷售的那些。各種合適的苯乙烯嵌段共聚物描述于美國專利 4，663，220,4, 323，534,4, 834，738,5, 093，422 和 5，304，599，為所有目的通過引用將這些專利全部納入本文。其它市售的嵌段共聚物包括可購自日本R山(Okayama)的Kuraray Company, Ltd.的S-EP-S彈性體共聚物,且商品名稱為S.EPT0.N?。還有其它的合適的共聚物包括可購自德克薩斯州休斯頓的Dexco Polymers的S_I_S和S_B_S彈性體共聚物，且商品名稱為VECTOR?。包含A-B-A-B四嵌段共聚物的聚合物也是合適的，例如，描述于Taylor等人的美國專利5，332，613中的那些，為所有目的通過引用將其全部納入本文。這樣的四嵌段共聚物的實例為苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)_苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)(“ S-EP-S-EP ”)嵌段共聚物。
[0054]可以納入根據(jù)本公開內(nèi)容的彈性制品的各種熱塑性彈性體包括購自DSMEngineering Plastics 的 ARNITEL 聚合物、購自 ExxonMobil Chemical Company 的VISTAMAXX 聚合物、購自 Dow Chemical Company 的 AFFINITY 聚合物、購自 ExxonMobilChemical Company 的 SANT0PRENE 聚合物、購自 Merquinsa 的 PEARLTHANE 聚合物、購自Lubrizol 的 PELLETHANE 聚合物、購自 Arkema Technical Polymers 的 PEBAX 聚合物、購自Lubrizol 的 ESTANE 聚合物和購自 Dow Chemical Company 的 INFUSE 聚合物等。
[0055]根據(jù)本公開內(nèi)容的用于生產(chǎn)諸如手套的彈性制品的彈性膜，可以包括單層膜或可以包括多層膜。一般地，所述膜具有小于約8密耳，例如小于約6密耳，例如小于約5密耳，例如小于約4密耳的厚度。一般地，所述彈性膜具有大于約0.25密耳，例如大于約0.5密耳，例如大于約I密耳的厚度。[0056]除了熱塑性聚合物，所述彈性膜可以包含各種其它的添加劑、成分和表面處理。例如，在一個實施方案中，所述彈性膜可以包含減摩添加劑，該減摩添加劑配置為降低由該膜制成的手套的內(nèi)表面的摩擦。例如，當(dāng)形成手套時，所述手套的內(nèi)表面可以具有根據(jù)ASTMTest D1894-11測量時，小于約0.3，例如小于約0.25，例如小于約0.2的靜摩擦系數(shù)。
[0057]所述減摩添加劑可以包括納入所述彈性膜中的顆粒。例如，所述顆粒可以包括諸如氧化鋁顆?；蚨趸桀w粒的填料顆粒。除了以上顆粒，各種其它的填料顆粒可用作減摩添加劑。例如，可以使用的其它顆粒包括碳酸鈣顆粒和云母等。所述顆?？梢砸云茐耐鈱颖砻娴姆绞郊{入所述膜中，用于降低摩擦。所述顆粒可以完全嵌入所述膜內(nèi)。
[0058]包含于所述膜中的顆粒尺寸和顆粒量可以根據(jù)具體應(yīng)用而變化。一般地，納入所述膜中的顆粒的量為以重量計約5%至約50%，例如以重量計約10%至約40%。所述顆粒通常具有小于約15微米，例如小于約10微米的尺寸。所述顆粒通常具有大于約I微米，例如大于約2微米的尺寸。
[0059]在一個替代的實施方案中，所述減摩添加劑可以包括納米顆粒，例如具有小于I微米，例如小于0.5微米，例如小于約0.1微米粒度的顆粒。這樣的顆?？梢砸韵鄬π〉牧考{入所述膜中，例如以重量計約0.1%至約10%的量。
[0060]在本公開內(nèi)容的另一實施方案中，所述減摩添加劑可以包括碳氟化合物、硅氧烷或脂肪酸(其包括脂肪酸衍生物)，其可以與用于形成所述彈性膜的聚合物相結(jié)合或可以施加到所述膜的表面。如本文中所使用的，術(shù)語“硅氧烷”通常是指具有重復(fù)硅-氧主鏈的合成聚合物的寬范圍族(broad family),其包括但不限于,聚二甲硅氧烷和具有選自氨基、羧基、羥基、醚、聚醚、醛、酮、酰胺、酯和硫醇基團(tuán)的氫鍵官能團(tuán)的聚硅氧烷。 [0061]通常，可以使用能夠增強(qiáng)手套的穿戴特性的任意硅氧烷。在一些實施方案中，聚二甲硅氧烷和/或改性聚硅氧烷可以用作所述硅氧烷成分。例如，一些可以使用的合適的改性聚硅氧烷包括但不限于，苯基改性聚硅氧烷、乙烯基改性聚硅氧烷、甲基改性聚硅氧烷、氟改性聚硅氧烷、烷基改性聚硅氧烷、烷氧基改性聚硅氧烷、氨基改性聚硅氧烷和它們的組
口 ο
[0062]一些合適的苯基改性聚硅氧烷包括但不限于，二甲基二苯基聚硅氧烷共聚物；二甲基，甲基苯基聚硅氧烷共聚物；聚甲基苯基硅氧烷；和甲基苯基，二甲基硅氧烷共聚物。
[0063]如以上所指出的，本發(fā)明中也可以使用氟改性聚硅氧烷。例如，一種可以使用的合適的氟改性聚硅氧烷為三氟丙基改性聚硅氧烷，例如，三氟丙基硅氧烷改性二甲基聚硅氧烷。三氟丙基硅氧烷改性二甲基聚硅氧烷可以通過將甲基_3，3，3-三氟丙基硅氧烷與二甲基硅氧烷反應(yīng)合成。
[0064]除了以上提及的改性聚硅氧烷，也可以使用其它的改性聚硅氧烷。例如，一些合適的乙烯基改性聚硅氧烷包括但不限于，乙烯基二甲基封端的聚二甲基硅氧烷；乙烯基甲基，二甲基聚硅氧烷共聚物；乙烯基二甲基封端的乙烯基甲基，二甲基聚硅氧烷共聚物；二乙烯基甲基封端的聚甲基硅氧烷；以及乙烯基苯基甲基封端的聚甲基硅氧烷。進(jìn)一步地，一些可以使用的甲基改性聚硅氧烷包括但不限于，二甲基氫封端的聚二甲基硅氧烷；甲基氫，二甲基聚硅氧烷共聚物；甲基氫封端的甲基辛基硅氧烷共聚物；以及甲基氫，苯基甲基硅氧烷共聚物。另外，一些氨基改性聚硅氧烷的實例包括，但不限于，聚甲基(3-氨丙基)_硅氧烷和聚甲基[3-(2-氨乙基)氨丙基]-硅氧烷。[0065]在一個實施方案中，還可以將填料顆粒納入所述彈性膜中以使抓握便利或降低粘連或所述手套粘到一起的趨勢。當(dāng)為了增強(qiáng)穿戴的目的而被納入時，通常將所述顆粒施加到所述彈性膜的內(nèi)表面。然而，當(dāng)被施加到相對的表面時，在一個實施方案中，所述顆粒可以增強(qiáng)抓握。例如，在一個實施方案中，所述顆?？梢园ū３植糠直┞对谀ね獗砻娴哪z態(tài)
二氧化硅顆粒。
[0066]在又一實施方案中，所述彈性膜可以包含導(dǎo)電顆粒。所述導(dǎo)電顆?？梢栽试S靜電荷在期望抗靜電性能的地方消失。例如，在一個實施方案中，所述顆粒可以包括經(jīng)包覆以使其導(dǎo)電的膠態(tài)二氧化硅顆粒。例如，導(dǎo)電表面處理的一個實施方案包括氯化鋁水合物。在其它的實施方案中，所述顆?？梢园灿薪饘佟?br> [0067]除了以上成分，所述彈性膜還可以包含一種或多種著色劑。所述著色劑可以包括染料、顏料、顆?；蚰軌?qū)㈩伾x予所述彈性膜的任意其它材料。
[0068]例如，參見圖1A和1B，說明了用于由所述膜生產(chǎn)熔接手套的系統(tǒng)的實施方案。如圖1所示，系統(tǒng)50包括用于將多個膜片投料到所述方法的多個導(dǎo)出輥(roll letoffs)52和54。在圖1A所說明的實施方案中，系統(tǒng)50包括第一導(dǎo)出棍52和第二導(dǎo)出棍54,所述第一導(dǎo)出輥和第二導(dǎo)出輥各自配置為支持并解開(unwind)本公開內(nèi)容的膜的成螺旋形的卷筒。在其它的實施方案中，系統(tǒng)50可以包括用于將多于兩個的膜片投料到所述方法的多于兩個的導(dǎo)出輥。例如，在一個實施方案中，手套的拇指部分可以相對于手指部分單獨地形成。在該實施方案中，可以使用第三導(dǎo)出輥以制備所述拇指部分，然后單獨地將拇指部分熔接到手套上。
[0069]如圖1A所示的制備手套的系統(tǒng)50通常包括框架56，該框架支撐包括導(dǎo)出輥52和54在內(nèi)的部件。
[0070]當(dāng)使用如圖1A所示的系統(tǒng)50形成手套時，將至少兩個膜片從導(dǎo)出輥52和54上解開并投料到至少一個模具裝置58。所述模具裝置58可以是液壓或氣動操作的，其包括一對相對的臺板60和62。臺板60和62相互靠攏并由兩個膜片形成手套，而所述膜片是疊加的關(guān)系。
[0071]例如，在一個實施方案中，如圖1B所示的頂部臺板60可以包括熔接裝置64，該熔接裝置將能量傳遞給兩個膜片。例如，熔接裝置64可以包括加熱絲或可以包括將兩個膜片以手套形狀熔接在一起超聲裝置，而同時還將手套從所述膜片上切斷。然后收集形成的手套，同時膜廢料投料到下游并如期望的重復(fù)使用。
[0072]具有特別優(yōu)勢地，如圖1B所示的，可以使用熔接裝置64生產(chǎn)具有形狀貼合性質(zhì)的手套。在這方面，產(chǎn)生的手套可以緊密貼合并且在手上是服帖的(snugly)，而不是“松垂的” (baggy) ο
[0073]參考以下實施例可以更好地理解本公開內(nèi)容。
實施例
[0074]將各種不同的熱塑性聚合物制成了膜。然后對膜進(jìn)行各種測試。具體地，測試所述膜的強(qiáng)度和它們的彈性性質(zhì)。
[0075]更具體地，生產(chǎn)了 18個不同的膜樣品。樣品號I?16包含流延薄膜。膜樣品號17和18包括腈聚合物膜和天然乳膠膜，其為通常用于生產(chǎn)浸潰成形手套的材料。為了比較的目的測試這些聚合物膜。
[0076]測試了以下膜樣品。
[0077]樣品號I
[0078]聚合物-熱塑性的共聚酯彈性體
[0079]密度-1.110g/cc
[0080]熔融溫度-195.(TC
[0081]硬度-34D
[0082]樣品號2
[0083]聚合物-基于丙烯的烯烴彈性體
[0084]密度-0.861g/cc
[0085]硬度-6IA
[0086]樣品號3
[0087]聚合物-基于丙烯的烯烴彈性體
[0088]密度-0.868g/cc
[0089]硬度-77A
[0090]樣品號4
[0091]聚合物-由乙烯-辛烯共聚物制成的聚烯烴塑性體
[0092]密度-0.885g/cc
[0093]熔融溫度-83.(TC
[0094]樣品號5
[0095]聚合物-非吸濕性的熱塑性硫化橡膠TPE
[0096]密度-0.930g/cc
[0097]熔融溫度-196~224°C
[0098]硬度-90A
[0099]樣品號6
[0100]聚合物-多功能熱塑性硫化橡膠TPE
[0101]密度-0.960g/cc
[0102]熔融溫度-204 °C
[0103]硬度-87A
[0104]樣品號7
[0105]聚合物-基于聚醚共聚物的熱塑性聚氨酯彈性體
[0106]密度-1.05g/cc
[0107]熔融溫度-195~205 O
[0108]硬度-82A
[0109]樣品號8
[0110]聚合物-包含基于聚丁二醇軟鏈段的聚氨酯彈性體
[0111]密度-1.14g/cc
[0112]熔融溫度-204~221 °C
[0113]硬度-86 ~94[0114]樣品號9
[0115]聚合物-包含基于聚丁二醇軟鏈段的聚氨酯彈性體
[0116]密度-1.13g/cc
[0117]熔融溫度-192~210°C
[0118]硬度-77 ~84A
[0119]樣品號10
[0120]聚合物-苯乙烯乙烯/ 丁烯苯乙烯嵌段共聚物
[0121]樣品號11
[0122]聚合物-由聚醚和剛性聚酰胺嵌段制成的熱塑性彈性體
[0123]密度-l.0Og/cc
[0124]熔融溫度-134°C
[0125]硬度-27D
[0126]樣品號12
[0127]聚合物-基于聚醚的熱塑性聚氨酯彈性體
[0128]密度-1.06g/cc
[0129]硬度-79A
[0130]樣品號13
[0131]聚合物-基于聚醚的熱塑性聚氨酯彈性體
[0132]密度-1.07g/cc
[0133]熔融溫度-136°C
[0134]硬度-75A
[0135]樣品號14
[0136]聚合物-基于聚醚的熱塑性聚氨酯彈性體
[0137]密度-1.06g/cc
[0138]硬度-74A
[0139]樣品號15
[0140]聚合物-烯烴嵌段共聚物
[0141]密度-0.866g/cc
[0142]熔融溫度-118°C
[0143]硬度-55A
[0144]樣品號16
[0145]聚合物-烯烴嵌段共聚物
[0146]密度-0.877g/cc
[0147]熔融溫度-120°C
[0148]硬度-7IA
[0149]樣品號17
[0150]聚合物-腈聚合物
[0151]樣品號18
[0152]聚合物-天然乳膠[0153]然后測試以上膜樣品的模量和拉伸強(qiáng)度。結(jié)果見圖3。使用Die D根據(jù)ASTM TestD412測試膜樣品(厚度為3密耳)。
[0154]如圖3所示，膜樣品號4、7、8、9、10、12和14具有大于40MPa的拉伸強(qiáng)度，并且具有約2MPa至約25MPa的模量。
[0155]也測試了大多數(shù)以上膜的滯后損失和永久變形率(厚度為3密耳至6毫米)。具體地，將膜樣品拉伸到250%的伸長并且然后松弛(I個循環(huán))。
[0156]一般地，更高的滯后損失表明松弛時該樣品顯示更少的能量。另一方面，更高的永久變形率表明更差的彈性。獲得了以下結(jié)果:
【權(quán)利要求】
1.一種手套，其包括: 第一手形片，所述手形片限定了周邊； 第二手形片，所述第二手形片也限定周邊，所述第二手形片圍繞所述片的周邊以形成用于接受手的中空開口的方式熔接到所述第一手形片，所述第一手形片和所述第二手形片由含有彈性體聚合物的膜組成，每個手形片具有小于約8密耳的厚度，所述第一手形片和所述第二手形片具有至少約40MPa的拉伸強(qiáng)度和約2MPa至約25MPa的模量。
2.如權(quán)利要求1所述的手套，其中，所述膜在拉伸至250%的伸長后具有小于約100%，例如小于約80%的滯后損失，以及具有小于約95%,例如小于約80%的永久變形率。
3.如權(quán)利要求1或2所述的手套，其中，所述膜在拉伸至250%的伸長后具有小于約50%的滯后損失,或者在拉伸至250%的伸長后具有小于約50%的永久變形率。
4.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，所述膜包含減摩添加劑，使得手套的內(nèi)表面具有小于約0.3的靜摩擦系數(shù)。
5.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，所述第一手形片和所述第二手形片具有約2MPa至約IOMPa的模量。
6.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，所述第一手形片和所述第二手形片包括沒有層壓到任何其它材料層的單片膜。
7.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，所述第一手形片和所述第二手形片是從由相同的彈性體聚合物制成的膜形成的。
8.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，通過將所述片熱結(jié)合到一起，將所述第一手形片熔接到所述第二手形片。
9.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，通過將所述片超聲結(jié)合到一起，將所述第一手形片熔接到所述第二手形片。
10.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，所述彈性體聚合物包括熱塑性聚氨酯彈性體。
11.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，每個手形片具有至少約60MPa的拉伸強(qiáng)度并且具有約5MPa至約IOMPa的模量。
12.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，所述第一手形片和所述第二手形片是由流延薄膜形成的。
13.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，所述第一手形片和所述第二手形片是由吹塑薄膜形成的。
14.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，所述第一手形片和所述第二手形片不含天然橡膠膠乳、腈聚合物、聚氯丁二烯聚合物或異戊二烯聚合物。
15.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，所述彈性體聚合物包括聚烯烴塑性體或苯乙烯嵌段共聚物。
16.如權(quán)利要求10所述的手套，其中，所述熱塑性聚氨酯彈性體是基于聚醚的。
17.如權(quán)利要求10所述的手套，其中，所述熱塑性聚氨酯彈性體包含基于聚亞甲基的軟嵌段。
18.如權(quán)利要求10所述的手套，其中，所述熱塑性聚氨酯彈性體是基于聚酯的。
19.如任一項前述權(quán)利要求所述的手套，其中，所述彈性體聚合物包括聚烯烴彈性體或α烯烴共聚物或苯乙烯嵌段共聚物。
20.如任一項 前述權(quán)利要求所述的手套，其中，所述彈性體聚合物包括苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
【文檔編號】A41D19/00GK103906443SQ201280052500
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月31日
【發(fā)明者】M·S·夏米斯, A·C·迪馬可, S·E·肖弗, S·C·沃森 申請人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司