耐磨损且抗切割的涂层及涂层手套的制作方法
【专利摘要】本发明公开了弹性体的耐磨损且抗切割的涂层或涂层手套，包括聚合物层、弹性体层、或乳胶层，以及任选的织物衬里。还实质上公开了制造弹性体的耐磨损且抗切割的涂层或涂层手套的方法。
【专利说明】耐磨损且抗切割的涂层及涂层手套
【背景技术】 发明领域
[0001] 本发明的实施方式一般地涉及涂层和手套，更特别地涉及具有改善的耐磨损性和 抗切割性的涂层和涂层手套及其制造方法。
[0002] 相关技术的描述
[0003] 涂层用于众多行业中，并且尤其用作防护剂。另外，手套用于诸如建筑业、工业和 医药业的众多行业，以及用于家用，以便保护使用者的手免于磨损、撞击和物理伤害。很多 这种手套包含作为涂层的聚合物材料，诸如合成乳胶或天然乳胶或者诸如丁腈橡胶和聚氯 丁二烯的其他弹性体。并且，一些手套具有发泡聚合物涂层以赋予柔性和其他舒适相关的 性能。然而，尽管这种手套具有不渗透的性能（免于细菌、病毒和微生物以及损伤），但这种 手套特别不耐磨损，尤其当为发泡的时，这在使用期间、尤其在长期使用期间产生破损。并 且，很多用乳胶或热塑性弹性体制造的手套的制造成本高并且不耐用。较廉价的支撑手套 (supported gloves)包括具有在其上设置的涂层的织物衬里，其通常具有2级EN耐磨损和 1级抗切割水平。然而，目前没有提供具有发泡涂层的弹性且耐用的手套。
[0004] 因此，亟需具有耐磨损性和抗切割性的涂层和手套用涂层，以及制造这种耐用涂 层和手套的方法。
[0005] 概沭
[0006] 如在权利要求中更完整阐述的，公开了耐磨损且抗切割的涂层和涂层手套，以及 制造耐磨损且抗切割的发泡或非发泡的涂层和涂层手套的方法，基本上如本文附图至少之 一所示和/或与其相关地所描述的。通过如下描述和附图，将更全面地理解本发明的各种 优点和特征。
[0007] 附图简沭
[0008] 因此，以可详尽地理解本发明的上述特征的方式，如上所简述的本发明更具体的 描述可参考实施方式，一些实施方式在附图中示例。然而，应该注意的是，附图仅示例本发 明的示例性实施方式，因此不视为对本发明范围的限制，因为本发明可认同其他等效的实 施方式。应当理解的是，一个实施方式的组成和特征可存在于其他实施方式中而不再引述。 还应当理解的是，如果可能的话，相同的参考数字用于指示与附图共有的相当组成。
[0009] 图1描述了根据本发明的一个或多个实施方式的制造涂层和涂层手套的方法的 流程图；
[0010] 图2描述了根据本发明的实施方式的左手支撑手掌-浸渍手套的透视图；以及
[0011] 图3描述了根据本发明的实施方式的左手非支撑浸渍手套的透视图。
[0012] 迸述
[0013] 本发明的实施方式包括涂层和手套以及制造耐用涂层和手套的方法，该涂层和手 套具有改善的物理性质，并且尤其具有耐磨损性和抗切割性，同时使该手套保持非常薄且 柔韧，以便在使用期间具有改善的灵活性。本文公开的手套具有通过Taber和Martindale 磨损试验机和试验规程所测量的显著提高的耐磨损性，以及提高的抗切割性。例如，乳胶 涂层、聚合物涂层或弹性体涂层以及涂层手套（根据本发明的实施方案制造的）能够获得 4级EN耐磨损水平，然而，迄今为止，已知没有具有薄的、柔性的弹性体层、聚合物层或乳胶 层的涂层或手套获得超过EN3级的性能。并且，根据本发明的实施方式的手套获得了 2级 EN抗切割性，而先前的手套仅获得了 1级EN的抗切割性。
[0014] 根据本发明的实施方式的方法包括以下步骤：将手套形的模型或在模型上包衬的 织物衬里浸入促凝剂，将该模型或模型上的衬里浸入聚合物组合物，以便形成如下所讨论 的支撑或非支撑的手套。接下来，该支撑或非支撑的手套具有涂覆于其上的弱酸，随后涂覆 强促凝剂。
[0015] 据信，对聚合物涂层、弹性体涂层或乳胶涂层的外表面层起作用的强促凝剂促进 了外层的快速胶凝作用，因此迅速固化聚合物涂层的表面，此为一种类型的表面硬化。固化 的表面防止促凝剂迁移到聚合物层的内部，导致聚合物层的内部的不完全的胶凝作用。也 就是说，对聚合物层的外部部分起作用的强促凝剂促进外部部分的快速胶凝作用，但促使 聚合物层的内部的不完全胶凝作用。无意受理论限制，据信弱酸缓慢地迁移到聚合物层、弹 性体层或乳胶层的内部，这导致了缓慢的胶凝作用。因此，已经出乎意料地发现弱酸促进聚 合物层的内部的胶凝作用，这导致了涂层具有更加内部的胶凝作用，因此产生更强的、更耐 用的、耐磨损且抗切割的涂层。
[0016] 还据信，在使内部聚合物层更完整地胶化时，诸如腈橡胶的聚合物分子变得更紧 密，例如，提高了锌、氧化锌的数量、或硫交联。也就是说，交联密度和交联的数量存在令人 惊奇且出乎意料的提高。据信，交联的提高导致耐磨损性的显著且出乎意料的提高。此外， 也观察到令人惊奇的抗切割性的提高。
[0017] 在本发明的一些实施方式中，涂覆弱酸后涂覆强促凝剂。例如，手套可包括以三相 形式形成的聚合物层，形成内聚合物层、中聚合物层、和外聚合物层。在这种情况下的层在 所定义的限界中不表现出三个分离的层。当然，术语层用于指示一个整体层的一部分被凝 胶化，随后一个整体层的第二部分被凝胶化，以及一个整体层的第三部分被凝胶化。
[0018] 通过例如将在模型上的织物衬里或未包衬的模型浸入诸如硝酸钙的强促凝剂，随 后将衬里或模型浸入聚合物、弹性体或乳胶的组合物，形成聚合物层，从而形成内层。将具 有聚合物层的涂层衬里或模型浸入弱酸溶液来使中聚合物层凝胶化。通过将具有内聚合物 层和中聚合物层的手套浸入强促凝剂溶液来形成外聚合物层，在中聚合物凝胶化后将外聚 合物层凝胶化。
[0019] 根据本发明的实施方式制造的手套可包括至少一个聚合物层（非支撑手套）或至 少一个在织物衬里上的聚合物层（支撑手套）。具有织物衬里的手套可为机织的、非机织的 或针织的。针织衬里包括各种纱中的一种或多种。在本发明的一些实施方式中，针织衬里 为压缩的，通过热洗涤过程提高衬里的密度，由此也修饰衬里纱的表面以促进与聚合物组 合物的粘附并提高耐磨损性。在压紧步骤后，洗涤并干燥衬里。或者，可在无压紧步骤的情 况下制备衬里。
[0020] 衬里可全部为相同的纱，或在衬里的特定区域包括不同的纱，或者，包括成为一 种纱的各种纤维混纺物以赋予所需的性能。衬里包括主纱和/或用主纱编成的纱，其 与主纱相同或不同。例如，一些纱是抗切割的、耐火的和/或耐热的、亲水性的、疏水性 的或柔性的。抗切割纱包括，例如，超高分子量聚乙烯（UHMWPE)，诸如DYNEEMA? 或TSUNOOGA?;间位芳给，诸如NOMEX? ;或对位芳给，诸如KEVLAR?或 TWARON?。廉价的弹性纱，诸如LYCRA?成SPANDEX?，可合并入其中。
[0021] 耐磨损的纱由能承受磨损作用的材料制成。在本发明的一些实施方式中，耐磨损 的纱包括诸如纤维玻璃的材料或具有3以上的莫氏硬度的其他材料。耐磨损的纱的实例包 括2/70/34结构尼龙66丝和2/70/34结构尼龙6。在本发明的一些实施方式中，纱包括钢 丝、玻璃纤维、脂肪族和芳香族尼龙、芳纶、SPECTRA?、VECTRAN?、等，或纤维和 材料的任何复合材料或混纺物，包括棉花、人造丝、聚酯、聚丙烯等。在一些实施方式中，衬 里可使用可变针设计（Variable Stitch Design(KVSD))方法针织，如在共转让的美国专利 第6, 962, 064、7, 213, 419、7, 246, 509和7, 434, 422号中所描述的，其通过引用整体并入本 文。
[0022] 根据本发明的实施方式的手套包括如上所述的非支撑手套和支撑手套。例如，在 模型上直接形成的并且不具有基底结构的聚合物手套为非支撑手套。支撑手套包括在织 物衬里上设置的聚合物层，可在外或内（接触皮肤的）表面上涂覆有聚合物或弹性体的组 合物。非支撑和支撑的手套包括弹性体材料，诸如天然橡胶乳胶或合成橡胶乳胶，以及其他 弹性体聚合物材料，例如，但不限于，天然或合成聚异戊二烯、羧化或非羧化丙烯腈丁二烯、 腈、腈-丁二烯、聚氯丁二烯、乙烯类聚合物、丁基乳胶、苯乙烯-丁二烯（SBR)、苯乙烯-丁 二烯乳胶、苯乙烯-异戊二烯 _苯乙烯（SIS)、苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯（SEBS)、苯乙 烯-丙烯腈（SAN)、聚乙烯-丙烯-二烯、基于水或溶剂的聚氨基甲酸酯、阴离子稳定的聚合 物组合物等，或其混合物或混纺物。本发明的实施方式还包括：在模型上包衬衬里；涂覆诸 如非胶粘热塑性粘附剂的粘附层（诸如通过热熔喷涂、干粉喷涂、纤维涂覆等）；以及在衬 里和粘附剂上设置聚合物壳，诸如由本文公开的三浸渍法（three-dip process)制成的手 套；在衬里、粘附剂和聚合物壳之间形成紧密接触；并且对衬里、粘附剂和壳进行红外辐射 以使粘附剂熔化，由此在冷却时形成键，如在共转让的美国专利第8, 367, 168号中公开的， 其通过引用以其整体合并入本文。
[0023] 在本发明的至少一个实施方式中，弹性体组合物包含水性乳胶组合物，每 IOOphr (parts per hundred,百分量）的乳胶包括50至70phr范围的稳定剂、0· 1至2. Ophr 范围的一种或多种表面活性剂、2. 0至5. Ophr范围的本领域技术人员已知的固化剂、促进 剂（accelerator)，和加工助剂以及着色齐IJ。表1给出一种示例性组合物，尽管可在不偏离 本发明的实施方式的范围的条件下使用各种配方。在本发明的一些实施方式中，腈乳胶为 羧化腈。其他适用于本发明的实施方式的组合物包括如上所述的阴离子稳定的聚合物组合 物。
[0024]
[0025]
【权利要求】
1. 耐磨损且抗切割的手套，包括： 涂层，所述涂层包括聚合物组合物、弹性体组合物、或乳胶组合物，其中所述涂层具有4 级EN耐磨损水平。
2. 如权利要求1所述的耐磨损且抗切割的手套，还包括针织尼龙衬里，所述针织尼龙 衬里为15或18针数衬里。
3. 如权利要求2所述的耐磨损且抗切割的手套，其中所述针织尼龙衬里包含尼龙6或 尼龙66纱或其混纺物。
4. 如权利要求3所述的耐磨损且抗切割的手套，其中所述耐磨损且抗切割的手套具有 4级以上的EN耐磨损水平或2级EN抗切割水平中的至少一种。
5. 如权利要求1所述的耐磨损且抗切割的手套，其中所述涂层是发泡的。
6. 如权利要求1所述的耐磨损且抗切割的手套，其中所述涂层的厚度在0. 1至0. 3mm 之间。
7. 如权利要求2所述的耐磨损且抗切割的手套，其中所述聚合物组合物、弹性体组合 物、或乳胶组合物还包含天然聚异戊二烯、合成聚异戊二烯、羧化丙烯腈丁二烯、非羧化丙 烯腈丁二烯、腈-丁二烯、聚氯丁二烯、乙烯类聚合物、丁基乳胶、苯乙烯-丁二烯（SBR)、 苯乙烯-丁二烯乳胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯（SIS)、苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯 (SEBS)、苯乙烯-丙烯腈（SAN)、聚乙烯-丙烯-二烯、基于水的聚氨基甲酸酯、阴离子稳定 的聚合物组合物、基于溶剂的聚氨基甲酸酯，或者其组合或混纺物中的至少一种。
8. 如权利要求1所述的耐磨损且抗切割的手套，其中所述耐磨损且抗切割的手套在 Taber磨损试验机中经受大于10, 000转数而未失效或未表现出涂层从所述衬里剥落。
9. 如权利要求1所述的耐磨损且抗切割的手套，其中所述手套在Martindale磨损试验 机中能够经受大于20, 000转数而没有涂层失效或基本上未暴露所述衬里。
10. 制造耐磨损且抗切割的手套的方法，包括： 向手套形的模型涂覆强促凝剂； 向所述模型涂覆聚合物组合物，由此将涂层设置在所述模型和/或衬里上； 将具有在其上的涂层的所述模型浸入弱酸；以及 将所述聚合物层浸入强促凝剂。
11. 如权利要求10所述的方法，其中所述聚合物组合物是发泡的。
12. 如权利要求10所述的方法，其中所述弱酸包含至少一种三羧酸、甲酸或乙酸。
13. 如权利要求10所述的方法，其中所述聚合物组合物还包含天然聚异戊二烯、合成 聚异戊二烯、羧化丙烯腈丁二烯、非羧化丙烯腈丁二烯、腈-丁二烯、聚氯丁二烯、乙烯类聚 合物、丁基乳胶、苯乙烯-丁二烯（SBR)、苯乙烯-丁二烯乳胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯 (SIS)、苯乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯（SEBS)、苯乙烯-丙烯腈（SAN)、聚乙烯-丙烯-二烯、 基于水的聚氨基甲酸酯、阴离子稳定的聚合物组合物、基于溶剂的聚氨基甲酸酯，或者其组 合或混纺物中的至少一种。
14. 如权利要求10所述的方法，还包括在涂覆强促凝剂之前将所述模型用织物衬里包 衬。
15. 如权利要求14所述的方法，还包括压缩所述织物衬里。
【文档编号】D06M15/693GK104270974SQ201380023166
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年6月27日 优先权日:2012年6月29日
【发明者】曼纽·派瑞拉, 德姆麦卡·维拉斯安伽, 尼罗斯海瑞·谭特瑞治, 阿曼尼·曼索塔 申请人:安塞尔保健产品有限责任公司