具备强度和弹性的具有熔接缝的弹性体制品的制作方法
【专利摘要】描述了通过将两个聚合物膜(30,32)熔接到一起而制备的弹性体手套(10)。选择具有优异的弹性性质以及拉伸强度性质的聚合物膜。所述聚合物膜由热塑性弹性制成，其具有大约40MPa的拉伸强度和约2MPa至约20MPa的模量。
【专利说明】具备强度和弹性的具有熔接缝的弹性体制品
【背景技术】
[0001]由天然或合成橡胶制成的弹性体制品被用于多种不同的应用领域，其包括用作外科手术手套、检查用手套、避孕用具、导管、气球和管(tubing)等。由于其物理性质，弹性体材料在生产这样的制品中是有用的。例如，所述材料不仅可以被拉伸，而且在释放时也能够基本上回到它们的初始形状。
[0002]传统上，已经通过使用要生产的最终产品的形状的模具或样板制造了弹性体制品。例如，当制造手套时，首先将手形模具或样板浸溃入促凝剂浆体中。浆体在样板上干燥后，将样板浸溃入诸如天然或合成的乳胶的橡胶类材料中。可以将样板数次浸溃入橡胶材料中以在样板上逐渐建立所期望厚度的层。然后将形成的弹性体制品固化、冷却以及从模具剥离。
[0003]如以上所描述的多步浸溃方法可以生产诸如手套的弹性体制品，所述弹性体制品是弹性的，形状贴合(form-fitting)的，具有触觉敏感性，并且耐化学腐蚀。然而，不幸的是，以上所描述的多步浸溃方法是劳动和能量密集型的。另外，仅仅某些类型的橡胶材料可接受浸溃方法。
[0004]在一个替代的技术方案中，也可以通过将两个膜层热封在一起来生产手套，而不是通过浸溃方法生产手套。通过热封方法形成手套可以相对地更加便宜。然而，不幸的是，过去在能够生产具有弹性性质的热封手套中已经遇到了难题，其中所述弹性性质提供触觉敏感性。在这方面，该手套通常不具有形状贴合性质，通常由比浸溃产品更厚的膜制成，并且对于手而言是过大的，导致较差的贴合。
[0005]据此，在以成本效率更高的方式生产具有优异触觉敏感性的形状贴合手套方面仍需要改进。
[0006]发明概沭
[0007]本公开内容一般涉及制备弹性体制品，例如通过将膜片熔接到一起形成的手套，而不是通过多步浸溃方法形成弹性体制品。根据本公开内容，可以更经济地生产诸如手套的弹性制品。另外，本公开内容涉及选择具体的弹性体聚合物，所述弹性体聚合物提供与由通过浸溃方法制备的常规手套得到的性质相当的和甚至更好的性质。例如，可以根据本公开内容生产弹性手套，所述弹性手套不仅具有形状贴合性质以及具有常规手套的所有触觉特性，而且还比以前生产的乳胶手套具有更高的强度。
[0008]在一个实施方案中，例如，本公开内容涉及包括沿周边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开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热塑性聚合物组成。每个手形片由具有约0.25密耳(mils)至约8密耳的厚度的弹性膜形成。根据本公开内容，所述第一手形片和所述第二手形片具有约40MPa至约lOOMPa，例如约60MPa至约IOOMPa的拉伸强度。另外，所述第一和第二手形片具有约2MPa至约lOMPa，例如约5MPa至约IOMPa的模量。
[0009]以上所描述的手套可以由流延薄膜(cast film)、吹塑薄膜或它们的组合制成。可以通过例如热结合或超声结合将所述膜熔接到一起，而不使用粘合剂。[0010]如以上所描述的，基于一组受控的性质或基于所期望的应用，选择用于生产根据本公开内容的弹性制品的热塑性弹性体。可以使用的热塑性弹性体的实例包括热塑性聚氨酯弹性体、聚烯烃弹性体和/或苯乙烯嵌段共聚物。当使用热塑性聚氨酯弹性体时，所述聚氨酯聚合物可以是基于聚醚或基于聚酯的。一般地，选择能够形成流延薄膜或吹塑薄膜，能够熔接到一起，并且具有以上限定范围内的拉伸强度和模量的热塑性聚合物。
[0011]以下将更详细地讨论本公开内容的其它特征和方面。
[0012]附图的简要i兑明
[0013]在包括参考附图在内的说明书的其余部分中，对包括对本领域技术人员而言的最佳方式在内的完整且能够实现的本发明的公开内容做了更详细的阐述，其中:
[0014]图1A是根据本公开内容制备手套的方法的一个实施方案的透视图；
[0015]图1B是可以在图1A中所说明的装置中使用的手形线(hand-shaped wire)的透视图；
[0016]图2是根据本公开内容制备的手套的透视图；和
[0017]图3是以下描述的实施例中得到的结果的图示。
[0018]在本说明书和附图中重复使用的附图标记意在表示本发明的相同或相似的特征或元件。
[0019]定义
[0020]如本文中所使用的，术语“弹性体的”或“弹性的”是指，施加拉力时，在至少一个方向(例如，横向方向)上是可拉伸的，并且释放拉力时，收缩/回复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长度至少长50%的拉伸长度(stretchedlength)，并且释放拉力时，拉伸长度将恢复到其拉伸长度的至少50%以内。一个假设的实例为，一 (I)英寸的材料样品，其可拉伸到至少1.50英寸，以及释放拉力时，将恢复到不大于1.25英寸的长度。希望地，所述材料收缩或恢复至少50%的拉伸长度，以及更优选地，至少80%的拉伸长度。
[0021]如本文中所使用的，术语“可伸长的”或“可伸长性”通常是指在施加力的方向上拉伸或伸长至少约50%的其松弛长度或宽度的材料。可伸长的材料不必然具有恢复性质。例如，弹性体材料是一种具有恢复性质的可伸长的材料。
[0022]如本文中所使用的，术语“拉伸百分比”是指受到一定的力时，在给定方向上材料拉伸到的程度。特别地，拉伸百分比是通过测量在拉伸维度上材料长度的增加，该值除以材料的原始尺寸，以及然后乘以100来测定。具体地，该试验使用两个夹子，每个夹子具有两个钳口(jaw)，而每个钳口具有与样品接触的面。所述夹子在相同平面，通常垂直地夹持材料，所述夹子隔开2英寸，并且以指定的伸长速率移开。样品具有2英寸的宽度和7英寸的长度。钳口面高为I英寸以及宽为3英寸，具有300_/分钟的恒定伸长速率。将试样夹持在，例如，具有 Renew MTS mongoose box(控制)以及使用 TESTW0RKS4.07b 软件(SintechCorp, of Cary, N.C.)的Sintech2/S测试仪中。试验是在环境条件下进行的。结果通常报告为三个试样的平均值，并且可以用横向方向(CD)和/或机器方向(MD)的试样来进行。
[0023]如本文中使用的，术语“变定(set) ”是指伸长和恢复后(即，在循环试验过程中，材料已被拉伸并且允许松弛之后)的材料样品中保留的伸长。
[0024]如本文中使用的，术语“永久变形率”是循环后从其原始长度拉伸的材料的量的量度(循环试验后的即时变形)。永久变形率为循环的回缩曲线穿过伸长轴的地方。所施加的压力去除后(零载荷)剩余的应变测量为永久变形率。
[0025]如本文中所使用的，样品的“滞后损失”可以通过首先伸长样品(“装载”(“loadup”))以及然后允许样品回缩(“卸载”(“load down”))来测定。滞后损失是在循环加载过程中能量的损失。滞后损失测量为百分比。如本文中所使用的，永久变形率和滞后损失是基于将样品拉伸到250%的伸长以及然后允许样品松弛而测定的。用于永久变形率和滞后损失的样品尺寸为2英寸宽和7英寸长。可以使用与测定拉伸百分比中所描述的相同的设备和设置来测定永久变形率和滞后损失。
[0026]如本文中所使用的，术语“熔接”是指，通过临时地使一个膜或中间材料的至少部分变成软化或塑性状态，以及不使用机械附件，例如，如，缝合，或不使用致使所述膜粘在一起的粘合材料将所述膜结合的方法，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。可以以各种方式将两个或多个膜熔接在一起，例如，通过热结合、超声结合、压力结合、溶剂结合(solvent bonding)或他们的混合。
[0027]如本文中所使用的，“减摩添加剂”是指降低静摩擦系数的纳入层中的或施加到层表面的任意材料或组合物。如本文中所使用的，根据ASTMTest D1894-11测量静摩擦系数。
[0028]如本文中所使用的，“弹性体”是指弹性体的或弹性的并且包括塑性体在内的任意聚合物材料。
[0029]如本文中所使用的，使用Die D根据ASTM Test D412-06测量包括模量和峰值载荷在内的膜的拉伸性能。
[0030]详细说明
[0031]本领域常规技术人员将能理解，当前的论述仅是对示例性实施方案的描述，而不打算作为对本公开内容更宽方面的限制。
[0032]一般地，本公开内容涉及由弹性膜制备的弹性制品，例如形状贴合的手套。所述膜由至少一种具有所期望性质的热塑性弹性体组成。为了生产诸如手套的弹性制品，将多片的膜熔接到一起。例如，生产手套时，可以根据热封方法生产手套。根据本公开内容，可以生产具有等于或优于常规浸溃成形手套的性质的手套。事实上，在一个实施方案中，可以制备具有浸溃成形手套的所有触觉性质但强度更高的手套。
[0033]例如，可以由弹性膜形成根据本公开内容制成的弹性制品，所述弹性膜具有大于约40MPa，例如大于约50MPa，例如大于约60MPa，例如大于约70MPa，例如甚至大于约80MPa.的拉伸强度。一般地，所述膜的拉伸强度将小于约lOOMPa。所述膜也可以具有大于约2MPa，例如大于约5MPa,例如大于约7MPa的模量。在一个实施方案中，所述膜的模量可以小于约25MPa，例如小于约IOMPa
[0034]参见图2，显示了根据本公开内容制成的手套10。虽然附图和随后的说明一般涉及手套，但是应当理解的是，本公开内容的教导可以用于制备其它的弹性制品。例如，可以根据本公开内容制备的其它弹性制品包括导管、气球和管等。
[0035]如图2所示的，手套10通常是手形的。具有特别优势地，根据本公开内容制备的手套具有紧密服帖穿戴者的手的形状贴合性质，并且是弹性的，允许手在手套内自由移动。
[0036]手套10包含手掌区域12、背部区域14、多个手指区域16和拇指区域18。手套10可以还包含终止于袖口 22的手腕部分20。[0037]根据本公开内容，手套10包含熔接到第二手形片32的第一手形片30。如以下将更详细地描述的，第一片30熔接到第二片32以形成缝34。所述第一和第二片以形成用于接收手的开口 36的方式围绕它们的周边熔接在一起。所述片熔接在一起后，缝34可以是不可见的。
[0038]可以用于生产片30和32的热塑性弹性体可以依据具体的应用变化。在一个实施方案中，选择具有期望的弹性性质的热塑性弹性体。例如，所述膜可以由热塑性弹性体制成，使得该膜可以被拉伸至少约300%，例如至少约400%，例如至少约500%，例如至少约600%，而不损坏或裂开。
[0039]在一个实施方案中，所述膜也可以具有与过去用于生产浸溃成形的手套的材料相似或更好的滞后特性。例如，一个循环后被拉伸250%之后，所述膜可以具有小于约100%，例如小于约90 %，例如小于约80 %，例如小于约75 %的滞后损失。在一些实施方案中，所述膜可以具有低的滞后损失，例如小于约60%，例如小于50%，例如小于约40%，例如小于约30%，例如小于约20%，例如小于约10%。一个循环之后，所述膜也可以具有小于约95%，例如小于约90%，例如小于约85%，例如小于约80%的永久变形率。与滞后损失相似，所述膜也可以具有小于约70 %，例如小于约60 %，例如小于约50 %，例如小于约40 %，例如小于约30%，例如小于约20%，例如小于约10%的永久变形率。一般地，滞后损失和永久变形率大于百分之零。如本文中所使用的，除非另外说明，滞后损失和永久变形率是在机器方向上测量的。滞后损失和永久变形率可以在不同的厚度上测量。
[0040]具有特别优势地，所述多层膜可以具有以上滞后特性，也拥有出色的强度特性。事实上，本公开内容的膜可以具有比用于形成浸溃成形的手套的许多材料更好的强度特性，例如，腈聚合物和天然乳胶聚合物。例如，所述膜可以具有大于约10N，例如大于约14N，例如甚至大于约20N的断裂强度(三次250%的伸长的循环之后)。一般地，断裂强度小于约50N。
[0041]可以用于形成所述膜的热塑性弹性体的实例包括聚氨酯、聚烯烃、苯乙烯嵌段共聚物、聚醚酰胺和聚酯。
[0042]例如，在一个实施方案中，所述膜可以由热塑性聚氨酯弹性体制成。热塑性聚氨酯弹性体一般含有软链段(soft segment)和硬链段(hard segment)。所述软链段可以源自长链二醇，而所述硬链段可以源自二异氰酸酯。也可以是使用扩链剂产生硬链段。例如，在一个实施方案中，长链二醇与二异氰酸酯反应产生具有异氰酸酯端基的聚氨酯预聚物。然后，所述预聚物与诸如低分子量的端羟基和端胺基化合物的扩链剂反应。合适的扩链剂包括诸如乙二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇和新戊二醇的脂肪族二醇。
[0043]在一个具体实施方案中，所述热塑性聚氨酯弹性体可以是基于聚醚或基于聚酯的。在一个替代的实施方案中，所述热塑性聚氨酯弹性体可以由基于聚亚甲基(polymethylene)的软链段,例如基于聚丁二醇(polytetramethylene glycol)的软链段形成。
[0044]在一个实施方案中，使用的热塑性聚氨酯弹性具有约1.0g/cc至约1.2g/cc的密度。例如，在一个实施方案中，所述聚氨酯弹性体是基于聚醚的并且具有约1.04g/cc至约
1.07g/cc的密度。在一个替代的实施方案中，所述聚氨酯弹性体包括基于聚亚甲基的软链段并且具有约1.12g/cc至约1.15g/cc的密度。[0045]所述聚氨酯弹性体可以具有通常大于约75以及通常小于约95的绍尔A硬度(Shore A hardness)(根据ASTM Test D2240)。例如，在一个实施方案中，所述聚氨酯弹性体具有大于约78，例如大于约80，例如约79至约82的绍尔A硬度。在一个替代的实施方案中，所述聚氨酯弹性体可以具有约75至约94，例如约86至约94的绍尔A硬度。
[0046]所述热塑性弹性可以具有约190°C至约225°C的熔程。例如，在一个实施方案中，所述熔程可以为195°C至约205°C。在一个替代的实施方案中，熔程可以为约200°C至约225。。。
[0047]所述聚氨酯弹性体可以具有100%的伸长下的通常大于约3MPa，例如大于约5MPa,例如大于约6MPa,例如甚至大于约IOMPa的模量。一般地，100%的伸长下的模量小于约20MPa，例如小于约15MPa。
[0048]除了热塑性聚氨酯弹性体，本公开内容的膜也可以由聚烯烃弹性体制成，本文中所述聚烯烃弹性体包括聚烯烃塑性体。所述热塑性聚烯烃可以包括，例如，聚丙烯聚合物、聚乙烯聚合物、聚丁烯聚合物或它们的共聚物。
[0049]在一个具体的实施方案中，使用的聚烯烃塑性体包括α烯烃共聚物，特别是α烯烃聚乙烯共聚物。合适的α烯烃可以是线性或支链的(例如，一个或多个C1-C3烷基支链，或芳基)。具体的实例包括:乙烯，1- 丁烯；3_甲基-1- 丁烯；3，3- 二甲基-1- 丁烯；1-戍烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一个或多个甲基、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。特别期望的α烯烃共聚单体为乙烯、1- 丁烯、1-己烯和1-辛烯。这样的共聚物的乙烯含量可以为约60摩尔％至约99.5重量％，在一些实施方案中约80摩尔％至约99摩尔％，以及在一些实施方案中约85摩尔％至约98摩尔％。同样地，α烯烃含量的范围可以为约0.5摩尔％至约40摩尔％，在一些实施方案中约I摩尔％至约20摩尔％，以及在一些实施方案中约2摩尔％至约15摩尔％。在形成乙烯共聚物的不同分子量部分之间，α烯烃共聚单体的分布通常是无规的和均匀的。
[0050]所述热塑性聚烯烃的密度一般可以小于约0.95g/cc，例如小于约0.91g/cc。所述聚烯烃的密度一般大于约0.8g/cc,例如大于约0.85g/cc,例如大于约0.88g/cc。例如，在一个实施方案中使用的热塑性聚烯烃具有0.885g/cc或更大，例如约0.885g/cc至约
0.91g/cc的密度。
[0051]在2.16kg的载荷下于190°C下根据ASTM Test D1238测量时，所述热塑性聚烯烃可以具有约lg/ΙΟ分钟至约40g/10分钟，例如约5g/10分钟至约35g/10分钟的熔体流动指数。在2.16kg的载荷下于230°C下时，熔体流动指数可以为约lg/ΙΟ分钟至约350g/10分钟，例如约lg/ΙΟ分钟至约100g/10分钟。
[0052]在另一实施方案中，包含在所述膜中的热塑性聚合物可以包括嵌段共聚物。例如，所述弹性体可以为具有被至少一个饱和共轭二烯聚合物嵌段隔开的至少两个单烯基芳烃聚合物嵌段的基本上无定型的嵌段共聚物。所述单烯基芳烃嵌段可以包括苯乙烯及其类似物和同系物，例如，邻甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯和1，3_ 二甲基苯乙烯对甲基苯乙烯(1，3dimethyl styrene p-methyl styrene)等，以及其它的单烯基多环芳香烃化合物，例如，乙烯基萘和乙烯基蒽(vinyl anthrycene)等。优选的单烯基芳烃为苯乙烯和对甲基苯乙烯。共轭二烯嵌段可以包括共轭二烯单体的均聚物、两种或以上共轭二烯的共聚物以及其中的嵌段主要是共轭二烯单元的一种或多种所述二烯与其他单体的共聚物。优选地，所述共轭二烯包含4?8个碳原子，例如，I, 3- 丁二烯(丁二烯)、2_甲基-1，3 丁二烯、异戊二烯、2，3- 二甲基-1，3- 丁二烯、1，3-戊二烯(戊间二烯)(I, 3-pentadiene (piperylene))和1，3_己二烯等。单烯基芳烃(例如,聚苯乙烯)嵌段的量可以变化，但是通常占共聚物的约8重量％至约55重量％，在一些实施方案中约10重量％至约35重量％，以及在一些实施方案中约25重量％至约35重量％。合适的嵌段共聚物可以含有具有数均分子量为约5000至约35000的单烯基芳烃末端嵌段和具有数均分子量为约20000至约170000的饱和共轭二烯中间嵌段。嵌段聚合物的总数均分子量可以为约 30000 至约 250000。
[0053]特别合适的弹性体可购自德克萨斯州(Tex.)休斯顿的Kraton Polymers有限责任公司，且商品名为丨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-异戍二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯乙烯-异戍二烯-苯乙烯。KRATON?聚合物还包括由苯乙烯-二烯嵌段共聚物的选择性加氢形成的苯乙烯-烯烃嵌段共聚物。这样的苯乙烯-烯烃嵌段共聚物的实例包括苯乙烯_(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。这些共聚物可以具有线性的、辐射状的(radial)或星形的分子结构。具体的KRATON?嵌段共聚物包括以商标名称G1652、G1657、G1730、MD6673和MD6937销售的那些。各种合适的苯乙烯嵌段共聚物描述于美国专利 4，663，220,4, 323，534,4, 834，738,5, 093，422 和 5，304，599，为所有目的通过引用将这些专利全部纳入本文。其它市售的嵌段共聚物包括可购自日本R山(Okayama)的Kuraray Company, Ltd.的S-EP-S弹性体共聚物,且商品名称为S.EPT0.N?。还有其它的合适的共聚物包括可购自德克萨斯州休斯顿的Dexco Polymers的S_I_S和S_B_S弹性体共聚物，且商品名称为VECTOR?。包含A-B-A-B四嵌段共聚物的聚合物也是合适的，例如，描述于Taylor等人的美国专利5，332，613中的那些，为所有目的通过引用将其全部纳入本文。这样的四嵌段共聚物的实例为苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)_苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)(“ S-EP-S-EP ”)嵌段共聚物。
[0054]可以纳入根据本公开内容的弹性制品的各种热塑性弹性体包括购自DSMEngineering Plastics 的 ARNITEL 聚合物、购自 ExxonMobil Chemical Company 的VISTAMAXX 聚合物、购自 Dow Chemical Company 的 AFFINITY 聚合物、购自 ExxonMobilChemical Company 的 SANT0PRENE 聚合物、购自 Merquinsa 的 PEARLTHANE 聚合物、购自Lubrizol 的 PELLETHANE 聚合物、购自 Arkema Technical Polymers 的 PEBAX 聚合物、购自Lubrizol 的 ESTANE 聚合物和购自 Dow Chemical Company 的 INFUSE 聚合物等。
[0055]根据本公开内容的用于生产诸如手套的弹性制品的弹性膜，可以包括单层膜或可以包括多层膜。一般地，所述膜具有小于约8密耳，例如小于约6密耳，例如小于约5密耳，例如小于约4密耳的厚度。一般地，所述弹性膜具有大于约0.25密耳，例如大于约0.5密耳，例如大于约I密耳的厚度。[0056]除了热塑性聚合物，所述弹性膜可以包含各种其它的添加剂、成分和表面处理。例如，在一个实施方案中，所述弹性膜可以包含减摩添加剂，该减摩添加剂配置为降低由该膜制成的手套的内表面的摩擦。例如，当形成手套时，所述手套的内表面可以具有根据ASTMTest D1894-11测量时，小于约0.3，例如小于约0.25，例如小于约0.2的静摩擦系数。
[0057]所述减摩添加剂可以包括纳入所述弹性膜中的颗粒。例如，所述颗粒可以包括诸如氧化铝颗粒或二氧化硅颗粒的填料颗粒。除了以上颗粒，各种其它的填料颗粒可用作减摩添加剂。例如，可以使用的其它颗粒包括碳酸钙颗粒和云母等。所述颗粒可以以破坏外层表面的方式纳入所述膜中，用于降低摩擦。所述颗粒可以完全嵌入所述膜内。
[0058]包含于所述膜中的颗粒尺寸和颗粒量可以根据具体应用而变化。一般地，纳入所述膜中的颗粒的量为以重量计约5%至约50%，例如以重量计约10%至约40%。所述颗粒通常具有小于约15微米，例如小于约10微米的尺寸。所述颗粒通常具有大于约I微米，例如大于约2微米的尺寸。
[0059]在一个替代的实施方案中，所述减摩添加剂可以包括纳米颗粒，例如具有小于I微米，例如小于0.5微米，例如小于约0.1微米粒度的颗粒。这样的颗粒可以以相对小的量纳入所述膜中，例如以重量计约0.1%至约10%的量。
[0060]在本公开内容的另一实施方案中，所述减摩添加剂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)，其可以与用于形成所述弹性膜的聚合物相结合或可以施加到所述膜的表面。如本文中所使用的，术语“硅氧烷”通常是指具有重复硅-氧主链的合成聚合物的宽范围族(broad family),其包括但不限于,聚二甲硅氧烷和具有选自氨基、羧基、羟基、醚、聚醚、醛、酮、酰胺、酯和硫醇基团的氢键官能团的聚硅氧烷。 [0061]通常，可以使用能够增强手套的穿戴特性的任意硅氧烷。在一些实施方案中，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，一些可以使用的合适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们的组
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[0062]一些合适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，本发明中也可以使用氟改性聚硅氧烷。例如，一种可以使用的合适的氟改性聚硅氧烷为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过将甲基_3，3，3-三氟丙基硅氧烷与二甲基硅氧烷反应合成。
[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，一些合适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。进一步地，一些可以使用的甲基改性聚硅氧烷包括但不限于，二甲基氢封端的聚二甲基硅氧烷；甲基氢，二甲基聚硅氧烷共聚物；甲基氢封端的甲基辛基硅氧烷共聚物；以及甲基氢，苯基甲基硅氧烷共聚物。另外，一些氨基改性聚硅氧烷的实例包括，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]在一个实施方案中，还可以将填料颗粒纳入所述弹性膜中以使抓握便利或降低粘连或所述手套粘到一起的趋势。当为了增强穿戴的目的而被纳入时，通常将所述颗粒施加到所述弹性膜的内表面。然而，当被施加到相对的表面时，在一个实施方案中，所述颗粒可以增强抓握。例如，在一个实施方案中，所述颗粒可以包括保持部分暴露在膜外表面的胶态
二氧化硅颗粒。
[0066]在又一实施方案中，所述弹性膜可以包含导电颗粒。所述导电颗粒可以允许静电荷在期望抗静电性能的地方消失。例如，在一个实施方案中，所述颗粒可以包括经包覆以使其导电的胶态二氧化硅颗粒。例如，导电表面处理的一个实施方案包括氯化铝水合物。在其它的实施方案中，所述颗粒可以包覆有金属。
[0067]除了以上成分，所述弹性膜还可以包含一种或多种着色剂。所述着色剂可以包括染料、颜料、颗粒或能够将颜色赋予所述弹性膜的任意其它材料。
[0068]例如，参见图1A和1B，说明了用于由所述膜生产熔接手套的系统的实施方案。如图1所示，系统50包括用于将多个膜片投料到所述方法的多个导出辊(roll letoffs)52和54。在图1A所说明的实施方案中，系统50包括第一导出棍52和第二导出棍54,所述第一导出辊和第二导出辊各自配置为支持并解开(unwind)本公开内容的膜的成螺旋形的卷筒。在其它的实施方案中，系统50可以包括用于将多于两个的膜片投料到所述方法的多于两个的导出辊。例如，在一个实施方案中，手套的拇指部分可以相对于手指部分单独地形成。在该实施方案中，可以使用第三导出辊以制备所述拇指部分，然后单独地将拇指部分熔接到手套上。
[0069]如图1A所示的制备手套的系统50通常包括框架56，该框架支撑包括导出辊52和54在内的部件。
[0070]当使用如图1A所示的系统50形成手套时，将至少两个膜片从导出辊52和54上解开并投料到至少一个模具装置58。所述模具装置58可以是液压或气动操作的，其包括一对相对的台板60和62。台板60和62相互靠拢并由两个膜片形成手套，而所述膜片是叠加的关系。
[0071]例如，在一个实施方案中，如图1B所示的顶部台板60可以包括熔接装置64，该熔接装置将能量传递给两个膜片。例如，熔接装置64可以包括加热丝或可以包括将两个膜片以手套形状熔接在一起超声装置，而同时还将手套从所述膜片上切断。然后收集形成的手套，同时膜废料投料到下游并如期望的重复使用。
[0072]具有特别优势地，如图1B所示的，可以使用熔接装置64生产具有形状贴合性质的手套。在这方面，产生的手套可以紧密贴合并且在手上是服帖的(snugly)，而不是“松垂的” (baggy) ο
[0073]参考以下实施例可以更好地理解本公开内容。
实施例
[0074]将各种不同的热塑性聚合物制成了膜。然后对膜进行各种测试。具体地，测试所述膜的强度和它们的弹性性质。
[0075]更具体地，生产了 18个不同的膜样品。样品号I?16包含流延薄膜。膜样品号17和18包括腈聚合物膜和天然乳胶膜，其为通常用于生产浸溃成形手套的材料。为了比较的目的测试这些聚合物膜。
[0076]测试了以下膜样品。
[0077]样品号I
[0078]聚合物-热塑性的共聚酯弹性体
[0079]密度-1.110g/cc
[0080]熔融温度-195.(TC
[0081]硬度-34D
[0082]样品号2
[0083]聚合物-基于丙烯的烯烃弹性体
[0084]密度-0.861g/cc
[0085]硬度-6IA
[0086]样品号3
[0087]聚合物-基于丙烯的烯烃弹性体
[0088]密度-0.868g/cc
[0089]硬度-77A
[0090]样品号4
[0091]聚合物-由乙烯-辛烯共聚物制成的聚烯烃塑性体
[0092]密度-0.885g/cc
[0093]熔融温度-83.(TC
[0094]样品号5
[0095]聚合物-非吸湿性的热塑性硫化橡胶TPE
[0096]密度-0.930g/cc
[0097]熔融温度-196~224°C
[0098]硬度-90A
[0099]样品号6
[0100]聚合物-多功能热塑性硫化橡胶TPE
[0101]密度-0.960g/cc
[0102]熔融温度-204 °C
[0103]硬度-87A
[0104]样品号7
[0105]聚合物-基于聚醚共聚物的热塑性聚氨酯弹性体
[0106]密度-1.05g/cc
[0107]熔融温度-195~205 O
[0108]硬度-82A
[0109]样品号8
[0110]聚合物-包含基于聚丁二醇软链段的聚氨酯弹性体
[0111]密度-1.14g/cc
[0112]熔融温度-204~221 °C
[0113]硬度-86 ~94[0114]样品号9
[0115]聚合物-包含基于聚丁二醇软链段的聚氨酯弹性体
[0116]密度-1.13g/cc
[0117]熔融温度-192~210°C
[0118]硬度-77 ~84A
[0119]样品号10
[0120]聚合物-苯乙烯乙烯/ 丁烯苯乙烯嵌段共聚物
[0121]样品号11
[0122]聚合物-由聚醚和刚性聚酰胺嵌段制成的热塑性弹性体
[0123]密度-l.0Og/cc
[0124]熔融温度-134°C
[0125]硬度-27D
[0126]样品号12
[0127]聚合物-基于聚醚的热塑性聚氨酯弹性体
[0128]密度-1.06g/cc
[0129]硬度-79A
[0130]样品号13
[0131]聚合物-基于聚醚的热塑性聚氨酯弹性体
[0132]密度-1.07g/cc
[0133]熔融温度-136°C
[0134]硬度-75A
[0135]样品号14
[0136]聚合物-基于聚醚的热塑性聚氨酯弹性体
[0137]密度-1.06g/cc
[0138]硬度-74A
[0139]样品号15
[0140]聚合物-烯烃嵌段共聚物
[0141]密度-0.866g/cc
[0142]熔融温度-118°C
[0143]硬度-55A
[0144]样品号16
[0145]聚合物-烯烃嵌段共聚物
[0146]密度-0.877g/cc
[0147]熔融温度-120°C
[0148]硬度-7IA
[0149]样品号17
[0150]聚合物-腈聚合物
[0151]样品号18
[0152]聚合物-天然乳胶[0153]然后测试以上膜样品的模量和拉伸强度。结果见图3。使用Die D根据ASTM TestD412测试膜样品(厚度为3密耳)。
[0154]如图3所示，膜样品号4、7、8、9、10、12和14具有大于40MPa的拉伸强度，并且具有约2MPa至约25MPa的模量。
[0155]也测试了大多数以上膜的滞后损失和永久变形率(厚度为3密耳至6毫米)。具体地，将膜样品拉伸到250%的伸长并且然后松弛(I个循环)。
[0156]一般地，更高的滞后损失表明松弛时该样品显示更少的能量。另一方面，更高的永久变形率表明更差的弹性。获得了以下结果:
【权利要求】
1.一种手套，其包括: 第一手形片，所述手形片限定了周边； 第二手形片，所述第二手形片也限定周边，所述第二手形片围绕所述片的周边以形成用于接受手的中空开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弹性体聚合物的膜组成，每个手形片具有小于约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约40MPa的拉伸强度和约2MPa至约25MPa的模量。
2.如权利要求1所述的手套，其中，所述膜在拉伸至250%的伸长后具有小于约100%，例如小于约80%的滞后损失，以及具有小于约95%,例如小于约80%的永久变形率。
3.如权利要求1或2所述的手套，其中，所述膜在拉伸至250%的伸长后具有小于约50%的滞后损失,或者在拉伸至250%的伸长后具有小于约50%的永久变形率。
4.如任一项前述权利要求所述的手套，其中，所述膜包含减摩添加剂，使得手套的内表面具有小于约0.3的静摩擦系数。
5.如任一项前述权利要求所述的手套，其中，所述第一手形片和所述第二手形片具有约2MPa至约IOMPa的模量。
6.如任一项前述权利要求所述的手套，其中，所述第一手形片和所述第二手形片包括没有层压到任何其它材料层的单片膜。
7.如任一项前述权利要求所述的手套，其中，所述第一手形片和所述第二手形片是从由相同的弹性体聚合物制成的膜形成的。
8.如任一项前述权利要求所述的手套，其中，通过将所述片热结合到一起，将所述第一手形片熔接到所述第二手形片。
9.如任一项前述权利要求所述的手套，其中，通过将所述片超声结合到一起，将所述第一手形片熔接到所述第二手形片。
10.如任一项前述权利要求所述的手套，其中，所述弹性体聚合物包括热塑性聚氨酯弹性体。
11.如任一项前述权利要求所述的手套，其中，每个手形片具有至少约60MPa的拉伸强度并且具有约5MPa至约IOMPa的模量。
12.如任一项前述权利要求所述的手套，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.如任一项前述权利要求所述的手套，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.如任一项前述权利要求所述的手套，其中，所述第一手形片和所述第二手形片不含天然橡胶胶乳、腈聚合物、聚氯丁二烯聚合物或异戊二烯聚合物。
15.如任一项前述权利要求所述的手套，其中，所述弹性体聚合物包括聚烯烃塑性体或苯乙烯嵌段共聚物。
16.如权利要求10所述的手套，其中，所述热塑性聚氨酯弹性体是基于聚醚的。
17.如权利要求10所述的手套，其中，所述热塑性聚氨酯弹性体包含基于聚亚甲基的软嵌段。
18.如权利要求10所述的手套，其中，所述热塑性聚氨酯弹性体是基于聚酯的。
19.如任一项前述权利要求所述的手套，其中，所述弹性体聚合物包括聚烯烃弹性体或α烯烃共聚物或苯乙烯嵌段共聚物。
20.如任一项 前述权利要求所述的手套，其中，所述弹性体聚合物包括苯乙烯-乙烯丁烯-苯乙烯嵌段共聚物。
【文档编号】A41D19/00GK103906443SQ201280052500
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年9月26日 优先权日:2011年10月31日
【发明者】M·S·夏米斯, A·C·迪马可, S·E·肖弗, S·C·沃森 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司