专利名称：轻薄型柔性聚合物涂覆的手套和制备方法
技术领域：
本发明的方面涉及轻薄柔性胶乳制品，其薄的针织内衬部分由薄的多孔或连续胶乳层覆盖和渗透，由此增加柔性。多孔胶乳层能够经处理以提供透气性，并且油或水不渗 透。
背景技术：
在工业或家庭环境下，手套通常用于保护双手。佩戴上后，手套充满汗液，使用者会感到黏湿。手套制造技术的进步已经导致在织物针织内衬上部分涂覆粘性胶乳层，使得手套在暴露的针织区域具有透气性。针织内衬采用较厚的纤度为319或更大旦尼尔的结实纱线通过15号或更大的针织针制作(旦尼尔定义为9000米纱线的克数)。形成的胶乳层也相应的厚，导致手套感觉沉重，柔性有限。当为了提供透气性而采用多孔胶乳层，则多孔胶乳层的最终厚度通常较大，导致手套手感笨重，触感灵敏度有限。为了具有等同的耐磨性，发泡层厚度必须超过非发泡层。许多专利涉及手套以及采用较厚的针织内衬和厚的胶乳涂层来制作手套的方法。厚的针织内衬和厚的发泡胶乳层的组合，无法使整个手套厚度小，手套产品不能提供柔性和手指的易活动性。Johnson的美国专利4，514, 460和4，515, 851公开了防滑表面。Johnson的美国专利 4，555，813 和 4，567，612 公开了防滑手套。Johnson 的美国专利 4，569，707 和 4，589，940公开了发泡防滑表面的制作方法。该多孔表面特别适用于工作环境下的工人，其中所述手套具有透气性和吸潮性。该表面是层压在针织或制造的网幅基底上的泡沫表面。聚氨酯、聚氯乙烯、丙烯腈；天然橡胶、合成橡胶泡沫在层压前，可以用不同含量的空气进行发泡，空气含量取决于抗磨度的要求。发泡方式可以为机械发泡或化学发泡。Watanabe的美国专利4，497，072和4，785，479公开了多孔带涂层的手套和手套制作方法。破裂的空气泡形成多孔表面。气室被封闭，并提供防寒防水。该厚的闭室泡沫与织造的或针织的织物结合。由于其具备防寒功能，因此该手套厚且柔性极小。Heeter等人的美国专利5，322，729公开了制作透气的带涂层的织物的方法。该方法涉及用树脂涂覆织物基底，然后通过将气流穿过该织物基底和树脂涂层从而在树脂内打开气孔。气孔使得该带涂层的织物具有透气性，使蒸气或湿气的传输速率为无孔树脂涂覆的织物的大约十倍。强制空气穿过尚未固化的树脂，一般将导致通气量无法控制，在最不利情况下，将造成树脂与织物分层。Krocheski的美国专利5，581，812公开了防漏纺织手套。将棉手套翻转过来，并浸入PVC或聚氨酯胶乳溶液中，使棉手套具备防水防油渗透功能。该手套翻转过来，使棉质表面成为抓握面，而胶乳层与皮肤接触。胶乳层可以任选地植绒，增加皮肤舒适感。该手套中无针织内衬。施加的胶乳层具有防水防油渗透性，但不具有透气性。Yamashita等人的美国专利6，527，990公开了橡胶手套的制造方法。该橡胶手套如下制造将手套模按顺序浸在絮凝性的人造橡胶胶乳中，该橡胶胶乳含有可热膨胀的微胶囊。在人造橡胶胶乳硫化期间，这些微胶囊发生破裂，提供优异的防堵塞能力，和干湿条件下的抓握力。该手套中无针织内衬，该胶乳层将手完全包围。Borreani的美国专利公开2002/0076503公开了衣服制品，例如由纺织品支撑体制作的工作手套或防护手套。该纺织品支撑体接收含水硝酸钙形式的粘附性底漆。具有该 粘附性底漆的纺织品支撑体涂有发泡的含水聚合物，优选全部或部分是脂肪族聚醚氨基甲酸酯或聚酯氨基甲酸酯。所述发泡的含水聚合物只在所述支撑体外部上，不透过所述纺织品支撑体的网眼。如果纺织品支撑体亲含水过强，向该含水胶乳乳液中增加2-5%的碳含氟化学品。所述纺织品支撑体中的纱线尺寸未予说明。该专利未说明为什么.含水聚合物不渗透所述纺织品支撑体的网格。含水空气泡沫的黏度在1500至3000厘泊，这种厚的泡沫可能不进入网眼，仅在非常局部的区域处和纤维接触，从而导致聚合物层和纺织品支撑体之间的结合差。Dillard等人的美国专利公开2004/0221364公开了用于提供泡沫手套的方法、设备和生产制品。纺织品壳涂有泡沫聚合涂层，该聚合涂层部分由纺织品壳的表面支撑。将足量空气和基础聚合物混合，使基础聚合物的密度降低为基础聚合物的原密度的大约10%至于50%。纺织品壳采用尼龙、聚酯、芳族聚酰胺、棉、羊毛、人造纤维或丙烯酸纤维针织而成。泡沫室吸收液体，这表明在用手抓握带水或油的目标物时，无法防止手部沾染水或油。纱线据称是采用15号针采用Shima Seki针织机针织，该针织机将针织的纺织品壳的尺寸定型为厚的壳，而非薄的壳。结果，泡沫手套是厚的产品，不是非常柔性。GB730879公开了层压材料和层压材料制作方法。层压材料包括背衬层和泡沫胶乳层，两者通过胶乳层渗透背衬层织物的基本一半从而牢固结合，胶乳层外露表面已经经过摩擦去除了可以轻易分离的外部部分。而渗透的泡沫不会因摩擦而分离。这不是在背衬层上的泡沫层，后者在使用过程保持完好。GB2400051和W02005088005公开了聚合服装材料。该聚合服装材料通过将絮凝剂施加到基底上而制成(基底可以位于模子上)，在基底上施加聚合材料的泡沫，使絮凝剂絮凝一些所述泡沫，将未絮凝的泡沫从基底上除去，从而在基底上保留一层絮凝的聚合材料。喷洒液体例如水或将气体例如空气的射流导向基底，可以去除掉未絮凝的泡沫。将未絮凝的泡沫清除后，可以将基底浸入水中以清除掉絮凝剂。聚合材料可以为如下的一种或多种丁腈胶乳(nitrile latex)、天然胶乳、聚氨酯胶乳、聚氯乙烯胶乳、氯丁橡胶和聚醋酸乙烯酯。吹喷泡沫，只留下部分的所述施加的泡沫层，从而形成所述泡沫化弹性体层的不均匀覆盖。射流的压力可以迫使未固化的、凝胶的聚合物进入基底的纤维之间的间隙。相应地，本领域需要轻薄型高柔性的胶乳手套，其中胶乳层施加在轻型针织内衬的仅仅部分上，从而为手套提供透气性。还合意的是具有多孔胶乳层，从而提供另外的透气性和改善的柔性。合意的是防止水或油透过多孔胶乳层。
发明内容
手套的柔性是手套厚度的显著函数，与手套厚度的立方成反比增加。因此，弹性体，例如乳胶层涂覆的手套，的厚度减少30%，则该手套的柔性变为三倍。手套厚度由针织内衬的厚度和粘附性结合的聚合层的厚度构成。柔性可以比基于弹性体计算的预计值要大，因为针织内衬能够在针织纱线级别上移位。当单根纱线是由多股组成，而非单丝纱线时，则倍数将更大。如果聚合物完全渗透内衬，则这种柔性方面的改善将失去；由于针织层变挺，则将显著增加手套的挺度。典型情况下，对于涂层的针织工作手套，通常使用15号的织针。Shima Seiki生产能够使用更细的织针机针尺寸例如18号的织针，的针织机器。根据Spencer D. J KnittingTechnology (1993年版，209页)，针织机织针的号与能够使用的纱线的旦尼尔有确定的关系。例如，15号的织针采用的是319旦尼尔的纱线。但是，18号的织针采用的是221旦尼尔 的纱线。旦尼尔是长度为9000米的纱线的克数。因此，采用18号织针针织的内衬比采用15号织针针织的内衬重量要轻大约30%。采用18号织针针织的小直径221旦尼尔纱线，每平方单位面积也具有较高的堆积密度，因此，为乳胶浸入提供了更光滑的表面，从而获得更平滑、厚度更小的乳胶。因为18号的织针纱线的纱线尺寸比15号的纱线要小，所以18号的薄针织内衬的针脚和/或纱线间的空间更小。采用该18号的织针通常意味着针织内衬中针脚和/或纱线之间的距离是纱线直径的一倍到三倍。这样，在纱线和/或针脚之间形成较小的间隙。为了将乳胶层结合到薄的针织内衬上，乳胶应渗透该薄针织内衬的厚度一半或以上。乳胶层渗透程度不足一半时，通常将造成较差的粘附力，并且能够导致无法预计的乳胶层分离现象。但是，如果整个乳胶层完全渗透针织内衬，则聚合涂层将会与佩带手套人的皮肤接触，造成不合意的影响，有时造成刺激。这个问题能够并以前已经通过使用15号的织针纱线得以解决，这是因为能用的内衬厚度大。对于18号的织针纱线而言，特别是当使用含水乳胶乳液的时候，还没有解决乳胶层的粘附和防止渗透的乳胶与皮肤接触之间的这种平衡问题。总的来说，本发明的一个方面提供了具有薄的针织内衬和聚合乳胶涂层的手套，该聚合乳胶涂层厚度约为针织层厚度的O. 75至I. 25倍，由此所述聚合乳胶涂层渗透所述厚度的一半或以上，并且对于至少一部分所述针织内衬而言，聚合乳胶涂层不渗透所述薄的针织内衬的整个厚度。纱线尺寸为221旦尼尔或更小。在一个实施方案中，18号织针用于针织内衬。在另一实施方案中，针织内衬的皮肤接触表面基本上无聚合乳胶涂层。基本上无聚合乳胶涂层的意思是所述针织内衬的皮肤接触表面的大部分表面积都无乳胶涂层。在一个实施方案中，针织内衬的皮肤接触表面约75%或更多的面积无聚合乳胶涂层。在一个实施方案中，所使用的纱线是部分取向的尼龙66，规格2股/70旦尼尔/103丝线或I股/70旦尼尔/103丝线，每个丝线纤度为O. 68旦尼尔，典型地是纤度小于I个旦尼尔每丝线的丝线。具有大量纤度极小的丝线的这种多丝线纱线束，具有极高的柔性，因此，针织内衬也具有极高的柔性。18号的织针能够使用由2股纤度为70旦尼尔的纱线组成的单个纱线或一股纤度为140旦尼尔的纱线或纤度大到221旦尼尔的纱线来针织内衬。聚合乳胶层仅涂在手套经过挑选的部分区域，通常包括手套的手掌和手指区，同时，内衬的手背部分不涂聚合乳胶层。在具体实施方案中，聚合乳胶涂层选自由如下组成的组天然橡胶、合成聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯、羧化或非羧化的丙烯腈-丁二烯、氯丁橡胶、聚丙烯酸、丁基橡胶或水基聚氨酯(聚酯基或聚醚基的)或其组合。在具体实施方案中，聚合物包括由含水胶乳乳液形成的羧化的丙烯腈丁二烯乳胶。在实施方案中，整个手套厚度为O. 6mm至I. 14mm。在具体实施方案中，整个厚度为大约O. 70至大约O. 90mm。在第二实施方案中，聚合胶乳层采用分散良好的气室形成，这些气室占5至50体积百分比，从而在聚合胶乳层中形成具有互连孔隙的密闭气室或开放气室。密闭气室提供了防液体的聚合胶乳涂层，使其具有高度的柔性、柔软性和海绵状，并提供良好了干湿抓握性。密闭的气室通常空气含量为5%体积至15体积％。互连的开放气室通常出现在15%至50体积％空气范围内，并提供了通过泡沫聚合胶乳层的透气性。具有开放气室泡沫的手套表现出的透气性表现如下能够通过罩住嘴巴吹动空气通过手套的聚合胶乳涂层，受到非常小的阻碍。通常，手套的透气性通常是通过针织内衬的未涂有泡沫聚合胶乳层的部分(比如，手套的背面)来获得的。该泡沫胶乳层也渗透针织内衬厚度的一半或以上，并对于至少部分所述针织内衬而言，聚合胶乳层不会渗透整个厚度，因此基本上避免聚合胶乳与 皮肤的接触。在第三个实施方案中，在固化之前并在含水胶乳浸入之后立刻将所述无泡沫聚合胶乳层或泡沫聚合胶乳层的外表面用含水含氟化学品分散体涂料涂覆大约O. 5至2微米，在硫化热处理期间该涂料和胶乳层一起固化，改变与任何液体例如水或油的接触角，从而防止液体通过泡沫聚合胶乳层的细尺寸孔或无泡沫胶乳层中的任何缺陷浸入。这样，保留了泡沫聚合胶乳层的透气性，同时水或油不会渗透到手套内部。在第四个实施方案中，聚合胶乳层上具有多个空腔，从而手套外胶乳表面对潮湿、油滑和/或干燥表面具有优异的抓握能力。空腔所提供的加强表面区域提供了用于从工作表面俘获边界层油膜或水膜的表面积，所述工作表面被抓握。另外，抓握压力的施加使得油或水的边界层在工作制品上移位，并将其挤入空腔中。因为本发明的轻型针织内衬的厚度相对较薄并且相应的胶乳层厚度也较薄，所以空腔的渗透深度也应受到控制。在Flather等人的美国专利公开号2005/0035493中公开了均匀分布在胶乳外表面上的空腔制作工艺，在此其内容作为参考文献整体引述。按照本发明的一个方面，制作轻薄型柔性聚合物涂层手套的方法包括以下步骤I)将18号针织内衬套在手型陶瓷或金属模子上，2)将套有针织内衬的模子浸入包括例如以下材料的絮凝剂溶液中硝酸钙絮凝溶剂，或醇溶液，或含水溶液，或其组合，3)将带有絮凝涂层针织内衬的模子取出，4)将带有絮凝涂层针织内衬的模子浸入含有含水聚合胶乳乳液的槽中精确深度，使得聚合胶乳乳液渗透针织内衬厚度的一半或以上，并对于至少部分所述针织内衬而言，聚合胶乳乳液不渗透整个针织内衬的厚度；絮凝剂剂使聚合胶乳凝胶，从而防止胶乳进一步渗透针织内衬的厚度，5)将带有涂有聚合胶乳涂层的针织内衬的手模取出，6)清洗带有凝胶的聚合胶乳涂层的模子，7)加热到硫化温度选定时间，和8)另外清洗手套，以清除絮凝剂和讨厌的胶乳蛋白、胶乳稳定化和加工用化学剂。控制聚合胶乳乳液渗透的工艺变量，包括胶乳黏度控制和对在聚合胶乳乳液槽中的浸入深度的控制。不希望受限于理论，在含水聚合胶乳乳液槽中的液压也会对渗透深度造成影响。在按第6步进行清洗后，泡沫聚合胶乳涂层的外表面可以涂上含水或溶液基的含氟化学品分散体涂料，并根据第7和第8步骤进行硫化处理，以形成疏水疏油涂层，从而防止油或水从胶乳层上的任何缺陷渗透到内部。在方法的第二个实施方案中，第4步中的聚合胶乳液采用空气压力或机械搅动的方式制造泡沫。对于至少一部分针织内衬而言，为防止泡沫聚合胶乳乳液渗透整个针织内衬的厚度，采用第一实施方案所述的对浸入深度进行控制，或采用如以下第三实施方案所述的阻挡。控制泡沫聚合胶乳乳液渗透的工艺变量包括对乳液黏度的控制和对在聚合胶乳乳液槽中的浸入深度进行控制。在按第6步 进行清洗后，泡沫聚合胶乳涂层的外表面可以涂上含水或溶剂基的含水含氟化学品分散体涂料，并根据第7和第8步骤进行硫化处理，以形成疏水疏油涂层。泡沫可以提供透气性，尤其是当空气含量在15%至50%之间时，形成开放的气室结构，同时所述含氟化学品涂层防止油或水进入手套内部。在第三实施方案中，首先将针织内衬套在手形模子上。针织内衬的外表面涂有阻挡性涂料，例如高分子量PVA、熔蜡、溶剂基聚氨酯、或其组合、或其他阻挡针织内衬纱线之间间隙的材料的粘稠厚涂层。有利地是，可以在絮凝剂溶液中添加合适的阻挡性化合物。可选择地，经过阻挡处理的针织内衬从手模上剥离取下，并翻转过来，然后套在手形陶瓷或金属模上。实施第I实施方案中列出的除第4步以外的步骤，由于纱线间的间隙已经采用例如PVA、蜡、溶剂基聚氨酯或类似化学物进行阻挡，所以聚合胶乳乳液无法渗透针织内衬的整个厚度，因此，不需要采取特别的措施控制带有针织内衬的模子的浸入深度。在实施第6步期间，某些阻挡性材料，例如PVA或腊，在清洗过程中进行清除。PVA例如分解，蜡例如被渗出。因此，手套的与皮肤接触的表面的部分不含有聚合胶乳涂料，从而使用者皮肤在聚合胶乳涂料中的暴露最小化。作为阻挡剂使用的溶剂基聚氨酯特别适用，因为不同于聚合胶乳，溶剂基聚氨酯涂料呈现出不伤害皮肤的表面，所以不需要将其从针织内衬上清除。在方法的第四个实施方案中，制造方法包括将套在手模上的涂有絮凝剂的针织内衬首先浸入含水胶乳乳液中，以将针织内衬中的内部纤维间空间封闭，胶乳渗透内衬厚度的多于一半而不渗透整个内衬厚度。该涂有薄胶乳层的内衬进一步浸入第二胶乳浴中，涂有第二层胶乳层的针织内衬将进行流化床盐处理。相互分离并通过流化床保持漂浮状态的盐粒与第二层接触，第二层立即凝胶，复制盐粒的形状。位于第一胶乳层和针织内衬上的该含盐第二层进行水洗，以清除盐粒。该水洗过程不会改变第二胶乳层中的空腔结构，因为第二胶乳层已经凝胶并具有一定的机械完整性。清洗后的手套将进行硫化加热处理，该工艺将第一和第二胶乳层固化，并将其粘结在一起。轻薄柔性聚合物涂层手套的特征包括如下特征(单个的或组合):首先，轻薄柔性内衬由221或更小旦尼尔的纱线制作。在一实施方案中，采用18号织针来针织该轻薄柔性内衬。其次，可以使用各种纱线结构，使整个旦尼尔为221或以下。例如，18号的织针在薄内衬针织过程中，能够使用2捻缕线，每缕为I股/70旦尼尔/103丝线尼龙66纱线(140旦尼尔)，或使用一缕的2股/70旦尼尔/103丝线尼龙66纱线(140旦尼尔)，或使用一缕221旦尼尔纱线。通常，可以采用缕、股、和股旦尼尔的任何组合，使得纱线具有221或更小的旦尼尔。第三，轻薄型针织内衬的重量和厚度比使用15号织针的标准针织内衬小约30%。相应的胶乳涂层轻薄型针织内衬手套同样比15号织针编织的胶乳涂层针织内衬更薄更轻。第四，轻薄型针织内衬由网格制成，所述网格被小间隙紧密分开。如果使用了合适尺寸的号，针织内衬纱线之间的间隙典型地为所用纱线直径的一至三倍。通过适当选择纱线和针织参数，很容易取得该参数值。但是，如果使用的织针尺寸过大，将导致针织内衬纱线的距离大得多而通常不适合胶乳浸入，因为聚合胶乳乳液将渗透整个内衬厚度。第五，在具体实施方案中，提供了涂覆几何学，其中，所述针织内衬涂有聚合胶乳涂层，该涂层典型地渗透针织内衬厚度的一半或更多，从而将所述涂层良好地粘附到内衬上，但是，对于至少部分所述针织内衬而言，该涂层优选不渗透所述针织内衬的整个厚度，这样显著降低所述涂层与使用者皮肤的接触。第六，该几何学在另一具体实施方案中，通过如下工艺形成其中，将针织内衬套在模子上，浸入絮凝剂中，然后再浸入含水聚合胶乳乳液槽中预定深度，或在套上模子前间隙被阻挡，从而在针织内衬的纤维之间的间隙处形成凝胶的区域，从而基本上防止乳液进一步渗透内衬的厚度。 第七，在具体实施方案中，所述几何学通过以下形成首先将涂有絮凝剂的针织内衬中纱线之间的间隙阻挡，然后使用聚合胶乳乳液涂刷所述内衬的相对面以形成聚合胶乳涂层，该胶乳涂层渗透针织内衬的厚度的一半或更多，并对于至少部分所述针织内衬而言，聚合胶乳不渗透针织内衬的整个厚度。第八，手套的胶乳层的抓握表面有多个空腔，从而通过增加摩擦力并将边界液膜或油膜从工作表面清除而提供改善的湿的、油滑的和干燥的表面的抓握能力。
图I显示的是具有渗透针织内衬厚度一半或更多的聚合胶乳层的针织内衬的示意图。图2显示的是可以根据本发明的一个方面使用的纱线。图3显示的是代表现有技术针织内衬，使用15号织针的针织机制备的手套照片。图4显示的是按照本发明的一个方面，使用18号织针的针织机制备的手套。图5是手套横截面和上表面的SEM显微照片，其中，胶乳表面上有多个空腔。
具体实施例方式弹性制品的柔性很大程度上取决于所述对象的几何学。宽度为“B”、厚度为“T”且长度为“L”的弹性梁在承受中央载荷“P”时，则其在载荷点处的最大挠曲“ δ ”由下式计算求得和
~ Α%ΕΙ其中，“Ε”为弹性模数，I为围绕中性轴的惯性矩，由下式计算求得I -
12其中，“B”为所述梁的宽度，“Τ”为所述梁的厚度。对于“P”的其他载荷几何学而言，具有类似的关系。所有情况下，挠曲“ S ”与厚度“T”的三次幂成反比例。因此，如果所述梁厚度减少30%，则挠曲量或柔性变为2. 91或几乎3倍大。具有弹性涂层比如手套胶乳涂层的手套的柔性可以通过降低其厚度来增加。由于手套具有针织内衬，因此可以通过仅部分渗透针织内衬由此利用针织内衬的优点来提高柔性，所述针织内衬的优点是由于针织内衬的纱线之间的相对移动以及单个纱线的丝线之间的移动获得的。这种提高的柔性要求采用较薄的针织内衬和施加较薄的聚合涂层。这些方法每个所遇到的挑战将于下文讲解。传统针织机，例如Shima Seiki所提供的产品，传统上都采用15号的织针来针织手套内衬。根据D. J. Spencer于1993年出版的Knitting Technology—书(209页)的描述，该织针能够容纳319的总纱线旦尼尔。旦尼尔是9000米长纱线的以克数表示的纱线重量。尼龙66号的密度为I. 13g/cm3,319克的体积为282cm3。所述9000米长纱线的平均横截面积进而为O. 031mm2,因此，纱线的平均直径为O. 19_。该横截面直径的计算反映了单个单丝纱线的结果，但是具有相同旦尼尔数的多丝纱线可能具有明显更大的横截面直径， 因为在所述纱线的多条丝线之间留有空隙。如果将这些纱线用于针织形成内衬，则在交叉点处的横截面积直径名义上为O. 38mm。由于这些纱线通常是通过多股更小的丝线捻合而成，所以纱线的直径可能更大，相应地，针织内衬可能更厚。另外，针织工艺有一定的松度；由于该松度，针织内衬可能更厚。例如，两条2股/70旦尼尔/34号丝线(每一丝线的纤度为2. 08旦尼尔)的经纱的总标称旦尼尔为280，其适合于采用15号的织针进行针织以制造现有技术的标准内衬，该内衬用胶乳浸溃以制成标准的现有技术手套。由这种纱线所制备的内衬的测量未压缩厚度为I. 34mm，在施加9盎司(225克)的载荷后，根据ASTM D1777采用模号为BGl110-1-04的Ames Logic基本厚度量规进行测量时，其压缩厚度为I. 13mm。经过测量，针织内衬的织物单位重量为167.9±5.3克/mm2。当针织内衬涂了聚合胶乳乳液时，纱线往往聚在一起，从而使针织内衬的厚度接近压缩厚度。聚合胶乳涂层的厚度接近针织内衬的厚度。涂有聚合胶乳涂层的、由两条2股/70旦尼尔/34丝线的的经纱制备的15号针织内衬使得手套厚度为I. 15mm至I. 5mm,例如Ansell 11-800。Ansell 11-800手套为15号的针织手套，涂覆有渗透整个厚度的溶剂基聚氨酯，厚度接近等于大约Imm厚的针织内衬的厚度。Showa产品B0-500也使用15号的针织内衬，其被溶剂基聚氨酯完全渗透，该产品厚度接近等于大约Imm厚的所述针织内衬的厚度。Shima Seiki也有能够使用18号织针的针织机。这样，可以使用纤度较小的纱线来制造针织内衬。根据D. J. Spencer于1993年出版的Knitting Technology (209页)一书，18号织针可以使用总纤度为221旦尼尔的纱线。考虑到尼龙66号的密度(I. 13g/cm3),该纱线的体积为195cm3。该9000米纱线的平均横截面积进而为0. 021mm2,由此纱线的平均直径为0. 16mm。但是，如果使用的是纤度为140旦尼尔的纱线，则横截面积为0. 014mm2,或者纱线平均直径为0. 13_。由此，如果使用纤度为221旦尼尔的纱线，在纱线的交叉点处，针织内衬的最小厚度将为0.32mm。实际上，该厚度预计会更大，因为采用的是多丝线。在具体实例中，可以使用由纤度为0. 68旦尼尔的103根丝线构成的纤度为70旦尼尔的纱线。针织内衬具有一定的松度。除了使用2根经纱(每根经纱是I股/70旦尼尔/103根丝线)之外，工艺也可以使用双股/70旦尼尔/103个丝线的纱线，该纱线纤度为140旦尼尔，或使用纤度为221旦尼尔的纱线来针织内衬。如果使用单一 2股/70旦尼尔/103根丝线的纱线(其中每根丝线纤度为O. 68旦尼尔)则获得如下针织内衬其则在无压状态下为O. 83mm，在受到9盎司(225克)载荷下压缩状态厚度为O. 67mm，按照ASTM D1777使用型号为BGl110-1-04的Ames Basic Logic厚度规测量。该针织内衬经测量具有的织物单位重量为142. 9±1. 3克/m2。如果该18织针制备的针织内衬涂有厚度接近针织内衬厚度的聚合胶乳涂层，则该手套的最终厚度在O. 6mm至I. 14mm之间。在具体实施方案中，手套厚度为大约O. 70至大约O. 90_。由于纱线采用直径极细的部分取向的纤维制备，因此纱线的柔性非常高。因此，与具有采用15号织针针织的内衬的手套相比较，手套的厚度将减少多于30%，使得手套的柔性将提高多于2倍。胶乳手套的整体重量同样更轻。通常根据所使用的纱线的纤度来选择织针号。但是，对于纤度较小 纱线可以使用较大号的织针，这种组合造成针织内衬中纱线之间距离过大，比所需的大一至三个范围。这通过当采用15号和18号织针时针织内衬中纱线间距的变化示出。如果选用合适的针号，则间隙空间典型地为用于针织内衬的纱线直径的一至三倍。15号织针可以使用纤度为280旦尼尔的纱线，平均纱线直径为O. 19mm。18号织针可以使用纤度为140旦尼尔的纱线，平均纱线直径为O. 13mm。当内衬被套上模子后，纱线直径和间隙之间的关系将发生变化，使得间隙直径能够为纱线直径的三倍大。当在薄的针织内衬上涂含水聚合胶乳时，会出现技术问题。已经认识到，将胶乳层粘附到薄的针织内衬上具有难度，和胶乳层接触时也会对某些使用者的皮肤形成刺激。因此，18号针针织内衬目前还未涂含水聚合胶乳乳液。为解决这些技术问题，根据本发明的方面，针织内衬的减少了的厚度要求将聚合胶乳乳液渗透大约一半或更多，以在聚合胶乳涂层和针织内衬之间形成粘附。对于至少部分所述针织内衬而言，胶乳层不渗透针织内衬的整个厚度，由此，当手套佩戴时，显著减少聚合胶乳和使用者皮肤之间的接触。根据本发明的方面的方法方法，显著降低整体误差范围。在制备较薄手套，例如Ansell 11-600或Showa B0-500，(它们采用15号针针织的内衬并且具有被溶剂基聚氨酯渗透的厚度)，方面的尝试获得了硬挺的手套。这些手套的内衬完全被溶剂基聚氨酯渗透，所以加固了内衬，增加了内衬的弹性模数“E”，从而降低了挠曲。另外，在溶剂基聚氨酯中使用的化学物质不容易洗掉，造成更硬挺的手套。尽管如此，在本发明的一些实施方案中，溶剂基聚氨酯是可以接受的阻挡剂，能与聚合胶乳涂料一起使用，该胶乳涂料渗透针织内衬的一半或更多并且用于至少部分所述针织内衬。根据本发明方面的手套不论采用的纱线尺寸如何采用例如18号针都实现了这种手套几何学。图I以示意图的方式显示针织内衬中的纱线布局以及它和聚合胶乳涂层之间的关系，所述聚合胶乳涂层可以是发泡的或者未发泡的。采用平均直径D的纱线针织内衬，获得厚度为Tl的内衬。厚度为T2的聚合胶乳涂层渗透所述针织内衬，从而形成整个手套厚度。对于至少部分所述针织内衬，T-T2所确定的距离不被聚合胶乳涂层渗透，渗透的程度根据(Τ_Τ2)/Τ1的比值确定。如果涂层渗透整个内衬厚度，则无论针织内衬的厚度Tl为何值，未渗透的区域值为O。T-Tl确定了位于内衬外的聚合胶乳涂层。因此，聚合胶乳涂层的厚度Τ2，通常为针织内衬厚度Tl的O. 75至I. 25倍。如果比值为O. 75，则聚合胶乳涂层渗透内衬的四分之三，此时涂层的顶部与纤维齐平。渗透可以更小但仍大于一半，造成聚合胶乳涂层延伸到纤维的顶部上方。如果比值为I. 25，则聚合胶乳涂层渗透四分之三造成仍然有一半厚度的所述聚合胶乳涂层位于针织内衬之外。在该范围内，图I的几何学得以实现，其中聚合胶乳涂层覆盖针织内衬但不渗透针织内衬的整个厚度。表I中提供了以下手套的典型性能测量值的比较:Ansell 11_800手套，具有15号针织内衬，内衬上具有由含水聚合胶乳制备的胶乳涂层；Ansell-600手套，具有由溶剂基聚氨酯涂层完全渗透的15号针织内衬；Showa产品B0-500，具有由溶剂基聚氨酯完全渗透的15号内衬。根据本发明的示例性手套，称作实施例I，使用18号针织内衬制备，该内衬由羧化的丙烯腈-丁二烯胶乳部分渗透，该手套也列于表I。选择这些例子是因为它们直接将15号针传统产品和根据本发明方法制备的18号产品比较。Ansell 11-800手套典型地具有I. 15至I. 5mm的厚度,而根据本发明制作的手套厚度是O. 60mm至I. 14_。在具体实施方案中，手套的厚度为约O. 70至约O. 90mm。相应地，实施例I的手套具有更高的柔性，并提供更好的触觉敏感性。实施例I的示例性8号手套平均重14. 8克，而类似的8号11-800手套的重量为19. 2至20. 7克。表I也显示了实施例I产品上含水含氟化学品(FC)涂层 对油渗透性的有效性。表I
产品织针厚度手掌重 Clark挺干握水握油握油渗透性 号 mm 量盘司/ 度cm 盘司盎司盘司秒
平方码
Ansell 15 1.17 145.25 108 38 321-2
11-800
Ansell 15 0.89107.75 100 NA 2623
11-600
BO-500 15 0.867NA NA NA NANA
实施例 I 18 0.84 104.2 103 53 38 5，无 FC 时；
> 28,800，有 FC时Clark挺度数值较高，表示手套具有较高的挺度。涂有聚氨酯的Ansell 11-600手套尽管厚度减小，但相当硬挺，其Clark挺度为7. 75cm，这是因为聚氨酯渗透了 15号针织内衬的整个厚度,增强了内衬,产生较高的弹性模数“E”，由此减少了挠曲和柔性。11-800手套的Clark挺度为5. 25cm，而根据实施例I制作的手套，其Clark挺度为4. 2cm。根据实施例I制作的手套经过含氟化学品(FC)分散体涂层处理。该经过处理的手套和实施例I的未经过处理的手套的油渗透性已经测量。如表I所示，经过FC处理的手套在防油渗透性上得到提高。本发明实施方案的手套具有优异的干抓握、水抓握和油抓握。轻薄柔性聚合涂层手套的生产过程涉及多个步骤。在具体实施方案中，采用标称纤度为140旦尼尔的尼龙66纱线制备的18号针织内衬被套在手形陶瓷或金属模子上，并被浸入2-15wt%的硝酸钙含水溶液中。此硝酸钙絮凝剂溶液渗透到整个针织内衬的厚度。当该涂了絮凝剂的内衬与含水聚合胶乳乳液接触时，它破坏所述乳液的稳定性并使所述胶乳凝胶。然后，套在模子上的涂有絮凝剂的针织内衬将被浸入所述含水聚合胶乳乳液中。含水聚合胶乳的黏度在250-5000厘泊之间，并且具有通常使用的稳定剂，包括但不限于氢氧化钾、氨、磺酸盐和其他。胶乳可以含有其他常用成分，例如表面活性剂、抗菌剂、和填料/添加剂等等。由于纱线直径较小，纤维间距离迅速降低，从而在针织内衬中形成收缩区，当聚合胶乳乳液进入该区域时，则凝胶动作实质上阻塞聚合胶乳乳液的进入，由此基本上防止了聚合胶乳乳液完全渗入整个针织内衬的厚度。这种渗透和凝胶作用对聚合胶乳乳液的黏度以及套有絮凝剂涂层内衬的模子压入聚合胶乳乳液罐的深度敏感。静水压力越高，聚合胶乳乳液渗入针织内衬越多。当浸入深度小并且聚合胶乳乳液黏度高时，聚合胶乳涂料最小程度渗透针织内衬，从而导致差的涂层粘附。因此，可以采用两个可控工艺变量，对聚合胶乳涂料渗透针织内衬的程度进行精确和可靠控制，即使在针织内衬较薄时。这些工艺变量是I)聚合胶乳乳液黏度的控制和2)套有针织内衬的模子的浸入深度。基于胶乳乳液的黏度，实现该含水聚合胶乳乳液的浸入深度大于针织内衬的厚度的一半至少于整个厚度所需的典型进入深度是O. 2至5cm。因为手套的胶乳涂层通常位于手套的手掌和手指区上，模子采用复杂的机械结构进行连接，将模子浸入胶乳乳液和从胶乳乳液中抽出，从而将套在模子上的针织内衬的各个部分浸入逐渐改变的深度。结果是，手套的一些部分可以有一定程度的胶乳渗透，但是，针织内衬的超过75 %的区域被渗透至少或超过一半，并且在与皮肤接触的手套表面没有胶乳污溃。该工艺的第一实施方案在薄针织内衬上形成薄的连续胶乳凝胶层，首先进行清洗，然后加热对胶乳组合物进行硫化，然后进行清洗以去除絮凝剂 盐和其他用于稳定和控制胶乳乳液的黏度和润湿特征的工艺化学物质。由此制备的手套与15号手套相比，重量和厚度将减少多于30%，同时柔性提高多于二倍。在本发明的第二实施方案中，所使用的聚合胶乳乳液经过发泡处理。空气含量(体积)典型地在5%至50%范围。聚合胶乳乳液可含有另外的表面活性剂，例如TWEEN20，以稳定胶乳泡沫。一旦胶乳经过发泡含有合适的空气含量且对黏度进行了调节，则可首先通过使用合适的搅拌器以最佳速度搅拌来细化泡沫，然后使用不同的搅拌器以降低的速度细化空气泡的尺寸。该经过发泡处理的聚合胶乳乳液一般具有较高的黏度，所以更难以渗透针织内衬中纱线之间的间隙，并可能要求套有针织内衬的模子更深地浸入。由于纱线表面停留的絮凝剂的作用，渗透的经过发泡处理的胶乳乳液立即凝胶，从而在纤维之间形成阻塞区域，防止经过发泡的乳胶乳液进一步进入到针织内衬的厚度。气室降低了聚合胶乳涂层的弹性模数，增加了手套的柔性。在5至15个体积百分比之间的空气含量导致泡沫具有封闭气室，且聚合胶乳涂层是不透液体的。该涂层具有海绵般的柔软感。一些邻近外表面的气室打开，从而增加了粗糙度，并能将油和水的边界层从抓握面清除掉，提高抓握力。当空气体积含量为15% -50%时，气室彼此相邻，在硫化加热期间，气室膨胀相互接触，形成开放的气室泡沫。手套的聚合胶乳涂层是可透气的，并且手套不会变得湿冷的。如果在手套的手掌部分放上液滴，液体可以渗透聚合胶乳涂层，特别当手套被穿戴由于开放气室受到拉伸时。通过施加含水含氟化学品分散体涂料可以最大限度降低或阻止这种液体渗透，具体取决于气室的开口尺寸。分散体一般由分散在含水溶剂介质中的含氟化学品组合物组成，形成典型厚度为O. 5至2微米的涂层。所述含水含氟化学品分散体涂层也可以施加到针织内衬的没有被聚合胶乳涂料覆盖的部分上。在进行硫化处理前可以将含氟化学品涂料施加到凝胶的胶乳上，该涂料与胶乳聚合物一起固化。该含氟化学品涂料可以同样很好地施加到未经发泡处理的胶乳涂层上，以防止油或水渗透通过手套胶乳涂层中偶见的缺陷。
图2显示了能用于根据本发明的一方面的内衬中的纱线。在本发明的一个实施方案中，该纱线为纱线的组合。该纱线组合的纤度能够为大约140至150旦尼尔。所显示的工艺为标准技术，但是，所制作的纱线适合于采用18号针针织，并制备出适于根据本发明制备手套用的轻型、较薄的针织内衬。任何纱线或纱线组合可以用于本发明的各个方面中。图3为采用具有15号针的针织机制备的现有技术内衬的比例图。图中的亮区为纱线，暗区为纱线间的空间。纱线纤维具有大直径，纱线间空间也相应较大。类似地，图4为使用具有18号针的针织机制作的根据本发明的方面的内衬的比例图，其亮区为纱线，暗区为纱线间的空间。纤度为140旦尼尔的18 号纱线的直径小得多，该针织工艺形成的纱线间空间较小。这些图显示出对于采用15号针或18号针两者而言纱线之间的间距均是纱线直径的大约一倍，但是，本发明使用纤度为221旦尼尔或更小的纱线制成了轻型更柔性的更薄的手套。图5显示的是放大50倍的胶乳手套的扫描电子显微镜的显微图，该图显示的是胶乳层上有空腔时手套横截面和手套上表面的带角度视图的一部分。该图也显示了手套的全放大图，其中，在手指和手掌部分的胶乳表面具有多个空腔。参考标尺显微图显示的是1_的距离，在该距离上带有10个每个间距O. Imm的点。在所述Imm标尺处直接画有刻度，代表5点，或O. 5mm。采用该刻度测量各个剖个的空腔，并且它们的尺寸直接显示在每个空腔下面。空腔显不为 300 μ m、225 μ m、260 μ m、360 μ m、250 μ m、290 μ m、300 μ m 和 350 μ m。空腔近乎均匀分布，平均空腔尺寸为292 μ m。该尺寸的标准偏差为47 μ m,该偏差反映小的采样规模。手套的针织内衬延伸至该显微图的底部下方，灰色胶乳渗透超过内衬的一半厚度，但不渗透整个内衬厚度。胶乳层的横截面显示在切割边缘处空腔的半月形横截面。上表面的超出该部分的部分代表所述上表面的浅角度试图，显示出空腔在胶乳手套的抓握表面中近乎均匀的分布。由此，该发明的各个方面都已相当全面的详述，应理解，无需严格遵守所述详情，相反另外的改变和修改可能对于本领域技术人员而言是显而易见的，所有这些修改和改变都落在所附权利要求限定的本发明范围内。
权利要求
1.手套，包括 针织内衬，其具有由221或更小的旦尼尔的纱线制成的多个针织组织；和 粘附在所述针织内衬上的聚合胶乳涂层； 所述聚合胶乳涂层渗透通过所述针织内衬的厚度的一半或更多，并且对于至少一部分所述针织内衬而言，所述聚合胶乳涂层不渗透所述针织内衬的整个厚度；和所述聚合胶乳涂层的厚度是所述针织内衬的厚度的O. 75至I. 25倍。
2.权利要求I的手套，其中所述针织内衬的皮肤接触面基本不含所述聚合胶乳涂层。
3.权利要求2的手套，其中约75%或更多的所述针织内衬的皮肤接触面不含所述聚合胶乳涂层。
4.权利要求I的手套，其中针织组织之间的间隔为所述纱线直径的约I至约3倍。
5.权利要求I的手套，其中所述纱线的旦尼尔为约70至约221。
6.权利要求I的手套，其中所述聚合胶乳涂层具有多个空腔。
7.权利要求6的手套，其中所述多个空腔分布均匀。
8.权利要求6的手套，其中所述多个空腔的尺寸范围约为225μ m至约350 μ m。
9.权利要求I的手套，其中所述针织组织由18号织针形成。
10.权利要求I的手套,其中所述手套的厚度是约O.60mm至约I. 14mm。
11.权利要求10的手套，其中所述厚度为约O.70mm至约O. 90mm。
12.权利要求I的手套,其中所述手套是柔性的，Clark挺度小于约5cm。
13.权利要求I的手套，其中所述聚合胶乳涂层选自由如下组成的组天然橡胶、合成聚异戊二烯、苯乙烯-丁二烯、羧化或非羧化的丙烯腈-丁二烯、聚氯丁二烯、聚丙烯酸类、丁基橡胶、水基聚酯基聚氨酯、水基聚醚基聚氨酯或其组合。
14.权利要求13的手套，其中所述聚合胶乳涂层含有羧化丙烯腈-丁二烯。
15.权利要求I的手套，其中所述纱线包含尼龙66。
16.权利要求I的手套，其中所述聚合胶乳涂层经过发泡处理。
17.权利要求16的手套，其中所述聚合胶乳涂层的空气含量范围为5%至50%，以体积计。
18.权利要求17的手套，其中所述聚合胶乳涂层是空气含量为5%至15%的闭孔泡沫，以体积计。
19.权利要求16的手套，其中所述聚合胶乳涂层是空气含量为15%至50%的开孔泡沫，以体积计。
20.权利要求I的手套，其中在远离所述针织内衬粘附性表面的表面上，所述聚合胶乳涂层涂有含水含氟化学品分散体涂层。
21.权利要求20的手套，其中所述胶乳涂层未经发泡处理，并且所述含氟化学品分散体施加到所述未经发泡处理的胶乳涂层上。
22.权利要求20的手套，其中所述胶乳涂层经过发泡处理，并且所述含氟化学品分散体施加在所述经过发泡处理的胶乳涂层上。
23.权利要求20的手套，其中所述含水含氟化学品分散体涂层的厚度为约O.5微米至约2微米。
24.轻质柔性手套的制作方法，包括a)形成手套形状的针织内衬，其中纱线之间的间隔为纱线直径的I至3倍，所述纱线的旦尼尔为大约221或更少； b)将所述针织内衬放在手状陶瓷模或金属模上； c)将所述模和所述针织内衬浸入絮凝剂溶液中； d)取出所述模和涂有絮凝剂的针织内衬； e)将所述模和涂有絮凝剂的内衬浸入含有含水聚合胶乳乳液的槽中，以便所述聚合胶乳乳液渗透通过所述针织内衬厚度的一半或更多，并且对于至少一部分所述针织内衬而言，所述聚合胶乳乳液不渗透所述针织内衬的整个厚度； f)使得所述涂有絮凝剂的针织内衬的表面上和所述针织内衬的纱线之间的间隙处的聚合胶乳乳液发生凝胶，从而形成阻挡以防止聚合胶乳乳液进一步渗透； g)取出所述模和涂有凝胶的聚合胶乳涂层的所述针织内衬；和 h)将所述模和所述涂有凝胶的聚合胶乳涂层的针织内衬加热到硫化所述胶乳涂层的温度，从而形成其中针织内衬粘附到聚合胶乳固化的涂层上的固化的手套。
25.权利要求24的方法，进一步包括i)清洗所述固化的手套。
26.权利要求24的方法，其中所述形成手套形针织内衬的步骤包括使用具有18号织针的针织机。
27.权利要求24的方法，其中所述絮凝剂溶液为2-10Wt%硝酸钙絮凝剂溶液。
28.权利要求24的方法，其中所述含水聚合胶乳乳液通过氢氧化钾、氨或磺酸盐进行稳定。
29.权利要求24的方法，其中所述含水聚合胶乳乳液的粘度为250-5000厘泊。
30.权利要求24的方法，其中所述模和涂有絮凝剂的内衬在含有所述含水聚合胶乳乳液的槽中的浸入深度为约O. 2cm-约5cm。
31.权利要求24的方法，进一步包括对所述含水聚合胶乳乳液进行发泡处理，以产生经发泡的聚合胶乳涂层。
32.权利要求24的方法，其中所述聚合胶乳涂层未经过发泡处理，并进一步包括在所述未经发泡的、凝胶的聚合胶乳涂层上涂覆含水含氟化学品分散体涂层。
33.权利要求31的方法，进一步包括在所述经过发泡处理的聚合胶乳涂层上涂覆含水的含氟化学品分散体涂层。
34.权利要求24的方法，其中在硫化之前，将含水的含氟化学品组合物施加到所述凝胶的聚合胶乳上。
35.权利要求32的方法，其中在硫化之前，所述含水的含氟化学品组合物施加到所述凝胶的、经过发泡处理的聚合胶乳上。
36.权利要求24的方法，进一步包括在将所述模和所述针织内衬浸入絮凝剂溶液中的步骤之前，在所述针织内衬上施加阻挡材料的涂层，以阻挡所述针织内衬的纱线之间的间隙。
37.权利要求36的方法，其中所述阻挡剂选自如下组成的组PVA、蜡和基于溶剂的聚氨酯。
38.权利要求24的方法，其中在步骤f)后凝胶的胶乳层浸入含水胶乳乳液中形成第二胶乳层，并进行流体化的盐浴处理从而形成空腔并对第二层进行凝胶，所述第二层经过清洗以去除盐，从而在第二层胶乳中形成空 腔。
全文摘要
本发明公开了轻薄型柔性聚合物涂覆的手套和制备方法。该轻薄灵便型橡胶手套具有聚合乳胶层，该乳胶层穿过针织内衬的前半部分或以上，并至少保留部分内衬，不渗透整个内衬厚度。例如，内衬可以采用18号纤度为70-221的尼龙66多纤纱。聚合乳胶层厚度可以达到针织内衬的0.75至1.25倍。由于弹性提高了三倍，所以手套厚度减少至原来的30％以上。聚合乳胶层内可以填充5％至50％的空气。开孔发泡乳胶层可以涂一层氟化学分散剂防止液体渗透进手套。该工艺包括在纱线缝隙处使乳胶凝固，防止乳胶液渗透内衬过多。
文档编号B29C41/14GK102754946SQ20121020701
公开日2012年10月31日 申请日期2007年2月22日 优先权日2006年2月23日
发明者D·纳拉辛汉, E·汤普逊, H·M·加扎利, J·C·莫尔兰德 申请人:安塞尔保健产品有限责任公司