耐磨損且抗切割的涂層及涂層手套的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了彈性體的耐磨損且抗切割的涂層或涂層手套，包括聚合物層、彈性體層、或乳膠層，以及任選的織物襯里。還實(shí)質(zhì)上公開了制造彈性體的耐磨損且抗切割的涂層或涂層手套的方法。
【專利說明】耐磨損且抗切割的涂層及涂層手套

【背景技術(shù)】 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明的實(shí)施方式一般地涉及涂層和手套，更特別地涉及具有改善的耐磨損性和 抗切割性的涂層和涂層手套及其制造方法。
[0002] 相關(guān)技術(shù)的描述
[0003] 涂層用于眾多行業(yè)中，并且尤其用作防護(hù)劑。另外，手套用于諸如建筑業(yè)、工業(yè)和 醫(yī)藥業(yè)的眾多行業(yè)，以及用于家用，以便保護(hù)使用者的手免于磨損、撞擊和物理傷害。很多 這種手套包含作為涂層的聚合物材料，諸如合成乳膠或天然乳膠或者諸如丁腈橡膠和聚氯 丁二烯的其他彈性體。并且，一些手套具有發(fā)泡聚合物涂層以賦予柔性和其他舒適相關(guān)的 性能。然而，盡管這種手套具有不滲透的性能（免于細(xì)菌、病毒和微生物以及損傷），但這種 手套特別不耐磨損，尤其當(dāng)為發(fā)泡的時(shí)，這在使用期間、尤其在長期使用期間產(chǎn)生破損。并 且，很多用乳膠或熱塑性彈性體制造的手套的制造成本高并且不耐用。較廉價(jià)的支撐手套 (supported gloves)包括具有在其上設(shè)置的涂層的織物襯里，其通常具有2級(jí)EN耐磨損和 1級(jí)抗切割水平。然而，目前沒有提供具有發(fā)泡涂層的彈性且耐用的手套。
[0004] 因此，亟需具有耐磨損性和抗切割性的涂層和手套用涂層，以及制造這種耐用涂 層和手套的方法。
[0005] 概沭
[0006] 如在權(quán)利要求中更完整闡述的，公開了耐磨損且抗切割的涂層和涂層手套，以及 制造耐磨損且抗切割的發(fā)泡或非發(fā)泡的涂層和涂層手套的方法，基本上如本文附圖至少之 一所示和/或與其相關(guān)地所描述的。通過如下描述和附圖，將更全面地理解本發(fā)明的各種 優(yōu)點(diǎn)和特征。
[0007] 附圖簡沭
[0008] 因此，以可詳盡地理解本發(fā)明的上述特征的方式，如上所簡述的本發(fā)明更具體的 描述可參考實(shí)施方式，一些實(shí)施方式在附圖中示例。然而，應(yīng)該注意的是，附圖僅示例本發(fā) 明的示例性實(shí)施方式，因此不視為對(duì)本發(fā)明范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可認(rèn)同其他等效的實(shí) 施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，一個(gè)實(shí)施方式的組成和特征可存在于其他實(shí)施方式中而不再引述。 還應(yīng)當(dāng)理解的是，如果可能的話，相同的參考數(shù)字用于指示與附圖共有的相當(dāng)組成。
[0009] 圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的制造涂層和涂層手套的方法的 流程圖；
[0010] 圖2描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的左手支撐手掌-浸漬手套的透視圖；以及
[0011] 圖3描述了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的左手非支撐浸漬手套的透視圖。
[0012] 迸述
[0013] 本發(fā)明的實(shí)施方式包括涂層和手套以及制造耐用涂層和手套的方法，該涂層和手 套具有改善的物理性質(zhì)，并且尤其具有耐磨損性和抗切割性，同時(shí)使該手套保持非常薄且 柔韌，以便在使用期間具有改善的靈活性。本文公開的手套具有通過Taber和Martindale 磨損試驗(yàn)機(jī)和試驗(yàn)規(guī)程所測(cè)量的顯著提高的耐磨損性，以及提高的抗切割性。例如，乳膠 涂層、聚合物涂層或彈性體涂層以及涂層手套（根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案制造的）能夠獲得 4級(jí)EN耐磨損水平，然而，迄今為止，已知沒有具有薄的、柔性的彈性體層、聚合物層或乳膠 層的涂層或手套獲得超過EN3級(jí)的性能。并且，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的手套獲得了 2級(jí) EN抗切割性，而先前的手套僅獲得了 1級(jí)EN的抗切割性。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的方法包括以下步驟：將手套形的模型或在模型上包襯的 織物襯里浸入促凝劑，將該模型或模型上的襯里浸入聚合物組合物，以便形成如下所討論 的支撐或非支撐的手套。接下來，該支撐或非支撐的手套具有涂覆于其上的弱酸，隨后涂覆 強(qiáng)促凝劑。
[0015] 據(jù)信，對(duì)聚合物涂層、彈性體涂層或乳膠涂層的外表面層起作用的強(qiáng)促凝劑促進(jìn) 了外層的快速膠凝作用，因此迅速固化聚合物涂層的表面，此為一種類型的表面硬化。固化 的表面防止促凝劑遷移到聚合物層的內(nèi)部，導(dǎo)致聚合物層的內(nèi)部的不完全的膠凝作用。也 就是說，對(duì)聚合物層的外部部分起作用的強(qiáng)促凝劑促進(jìn)外部部分的快速膠凝作用，但促使 聚合物層的內(nèi)部的不完全膠凝作用。無意受理論限制，據(jù)信弱酸緩慢地遷移到聚合物層、彈 性體層或乳膠層的內(nèi)部，這導(dǎo)致了緩慢的膠凝作用。因此，已經(jīng)出乎意料地發(fā)現(xiàn)弱酸促進(jìn)聚 合物層的內(nèi)部的膠凝作用，這導(dǎo)致了涂層具有更加內(nèi)部的膠凝作用，因此產(chǎn)生更強(qiáng)的、更耐 用的、耐磨損且抗切割的涂層。
[0016] 還據(jù)信，在使內(nèi)部聚合物層更完整地膠化時(shí)，諸如腈橡膠的聚合物分子變得更緊 密，例如，提高了鋅、氧化鋅的數(shù)量、或硫交聯(lián)。也就是說，交聯(lián)密度和交聯(lián)的數(shù)量存在令人 驚奇且出乎意料的提高。據(jù)信，交聯(lián)的提高導(dǎo)致耐磨損性的顯著且出乎意料的提高。此外， 也觀察到令人驚奇的抗切割性的提高。
[0017] 在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，涂覆弱酸后涂覆強(qiáng)促凝劑。例如，手套可包括以三相 形式形成的聚合物層，形成內(nèi)聚合物層、中聚合物層、和外聚合物層。在這種情況下的層在 所定義的限界中不表現(xiàn)出三個(gè)分離的層。當(dāng)然，術(shù)語層用于指示一個(gè)整體層的一部分被凝 膠化，隨后一個(gè)整體層的第二部分被凝膠化，以及一個(gè)整體層的第三部分被凝膠化。
[0018] 通過例如將在模型上的織物襯里或未包襯的模型浸入諸如硝酸鈣的強(qiáng)促凝劑，隨 后將襯里或模型浸入聚合物、彈性體或乳膠的組合物，形成聚合物層，從而形成內(nèi)層。將具 有聚合物層的涂層襯里或模型浸入弱酸溶液來使中聚合物層凝膠化。通過將具有內(nèi)聚合物 層和中聚合物層的手套浸入強(qiáng)促凝劑溶液來形成外聚合物層，在中聚合物凝膠化后將外聚 合物層凝膠化。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式制造的手套可包括至少一個(gè)聚合物層（非支撐手套）或至 少一個(gè)在織物襯里上的聚合物層（支撐手套）。具有織物襯里的手套可為機(jī)織的、非機(jī)織的 或針織的。針織襯里包括各種紗中的一種或多種。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，針織襯里 為壓縮的，通過熱洗滌過程提高襯里的密度，由此也修飾襯里紗的表面以促進(jìn)與聚合物組 合物的粘附并提高耐磨損性。在壓緊步驟后，洗滌并干燥襯里?；蛘?，可在無壓緊步驟的情 況下制備襯里。
[0020] 襯里可全部為相同的紗，或在襯里的特定區(qū)域包括不同的紗，或者，包括成為一 種紗的各種纖維混紡物以賦予所需的性能。襯里包括主紗和/或用主紗編成的紗，其 與主紗相同或不同。例如，一些紗是抗切割的、耐火的和/或耐熱的、親水性的、疏水性 的或柔性的?？骨懈罴啺ǎ?，超高分子量聚乙烯（UHMWPE)，諸如DYNEEMA? 或TSUNOOGA?;間位芳給，諸如NOMEX? ;或?qū)ξ环冀o，諸如KEVLAR?或 TWARON?。廉價(jià)的彈性紗，諸如LYCRA?成SPANDEX?，可合并入其中。
[0021] 耐磨損的紗由能承受磨損作用的材料制成。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，耐磨損 的紗包括諸如纖維玻璃的材料或具有3以上的莫氏硬度的其他材料。耐磨損的紗的實(shí)例包 括2/70/34結(jié)構(gòu)尼龍66絲和2/70/34結(jié)構(gòu)尼龍6。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，紗包括鋼 絲、玻璃纖維、脂肪族和芳香族尼龍、芳綸、SPECTRA?、VECTRAN?、等，或纖維和 材料的任何復(fù)合材料或混紡物，包括棉花、人造絲、聚酯、聚丙烯等。在一些實(shí)施方式中，襯 里可使用可變針設(shè)計(jì)（Variable Stitch Design(KVSD))方法針織，如在共轉(zhuǎn)讓的美國專利 第6, 962, 064、7, 213, 419、7, 246, 509和7, 434, 422號(hào)中所描述的，其通過引用整體并入本 文。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的手套包括如上所述的非支撐手套和支撐手套。例如，在 模型上直接形成的并且不具有基底結(jié)構(gòu)的聚合物手套為非支撐手套。支撐手套包括在織 物襯里上設(shè)置的聚合物層，可在外或內(nèi)（接觸皮膚的）表面上涂覆有聚合物或彈性體的組 合物。非支撐和支撐的手套包括彈性體材料，諸如天然橡膠乳膠或合成橡膠乳膠，以及其他 彈性體聚合物材料，例如，但不限于，天然或合成聚異戊二烯、羧化或非羧化丙烯腈丁二烯、 腈、腈-丁二烯、聚氯丁二烯、乙烯類聚合物、丁基乳膠、苯乙烯-丁二烯（SBR)、苯乙烯-丁 二烯乳膠、苯乙烯-異戊二烯 _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、基于水或溶劑的聚氨基甲酸酯、陰離子穩(wěn)定的聚合 物組合物等，或其混合物或混紡物。本發(fā)明的實(shí)施方式還包括：在模型上包襯襯里；涂覆諸 如非膠粘熱塑性粘附劑的粘附層（諸如通過熱熔噴涂、干粉噴涂、纖維涂覆等）；以及在襯 里和粘附劑上設(shè)置聚合物殼，諸如由本文公開的三浸漬法（three-dip process)制成的手 套；在襯里、粘附劑和聚合物殼之間形成緊密接觸；并且對(duì)襯里、粘附劑和殼進(jìn)行紅外輻射 以使粘附劑熔化，由此在冷卻時(shí)形成鍵，如在共轉(zhuǎn)讓的美國專利第8, 367, 168號(hào)中公開的， 其通過引用以其整體合并入本文。
[0023] 在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式中，彈性體組合物包含水性乳膠組合物，每 IOOphr (parts per hundred,百分量）的乳膠包括50至70phr范圍的穩(wěn)定劑、0· 1至2. Ophr 范圍的一種或多種表面活性劑、2. 0至5. Ophr范圍的本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的固化劑、促進(jìn) 劑（accelerator)，和加工助劑以及著色齊IJ。表1給出一種示例性組合物，盡管可在不偏離 本發(fā)明的實(shí)施方式的范圍的條件下使用各種配方。在本發(fā)明的一些實(shí)施方式中，腈乳膠為 羧化腈。其他適用于本發(fā)明的實(shí)施方式的組合物包括如上所述的陰離子穩(wěn)定的聚合物組合 物。
[0024]
[0025]

【權(quán)利要求】
1. 耐磨損且抗切割的手套，包括： 涂層，所述涂層包括聚合物組合物、彈性體組合物、或乳膠組合物，其中所述涂層具有4 級(jí)EN耐磨損水平。
2. 如權(quán)利要求1所述的耐磨損且抗切割的手套，還包括針織尼龍襯里，所述針織尼龍 襯里為15或18針數(shù)襯里。
3. 如權(quán)利要求2所述的耐磨損且抗切割的手套，其中所述針織尼龍襯里包含尼龍6或 尼龍66紗或其混紡物。
4. 如權(quán)利要求3所述的耐磨損且抗切割的手套，其中所述耐磨損且抗切割的手套具有 4級(jí)以上的EN耐磨損水平或2級(jí)EN抗切割水平中的至少一種。
5. 如權(quán)利要求1所述的耐磨損且抗切割的手套，其中所述涂層是發(fā)泡的。
6. 如權(quán)利要求1所述的耐磨損且抗切割的手套，其中所述涂層的厚度在0. 1至0. 3mm 之間。
7. 如權(quán)利要求2所述的耐磨損且抗切割的手套，其中所述聚合物組合物、彈性體組合 物、或乳膠組合物還包含天然聚異戊二烯、合成聚異戊二烯、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、乙烯類聚合物、丁基乳膠、苯乙烯-丁二烯（SBR)、 苯乙烯-丁二烯乳膠、苯乙烯-異戊二烯-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、陰離子穩(wěn)定 的聚合物組合物、基于溶劑的聚氨基甲酸酯，或者其組合或混紡物中的至少一種。
8. 如權(quán)利要求1所述的耐磨損且抗切割的手套，其中所述耐磨損且抗切割的手套在 Taber磨損試驗(yàn)機(jī)中經(jīng)受大于10, 000轉(zhuǎn)數(shù)而未失效或未表現(xiàn)出涂層從所述襯里剝落。
9. 如權(quán)利要求1所述的耐磨損且抗切割的手套，其中所述手套在Martindale磨損試驗(yàn) 機(jī)中能夠經(jīng)受大于20, 000轉(zhuǎn)數(shù)而沒有涂層失效或基本上未暴露所述襯里。
10. 制造耐磨損且抗切割的手套的方法，包括： 向手套形的模型涂覆強(qiáng)促凝劑； 向所述模型涂覆聚合物組合物，由此將涂層設(shè)置在所述模型和/或襯里上； 將具有在其上的涂層的所述模型浸入弱酸；以及 將所述聚合物層浸入強(qiáng)促凝劑。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述聚合物組合物是發(fā)泡的。
12. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述弱酸包含至少一種三羧酸、甲酸或乙酸。
13. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述聚合物組合物還包含天然聚異戊二烯、合成 聚異戊二烯、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、乙烯類聚 合物、丁基乳膠、苯乙烯-丁二烯（SBR)、苯乙烯-丁二烯乳膠、苯乙烯-異戊二烯-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、陰離子穩(wěn)定的聚合物組合物、基于溶劑的聚氨基甲酸酯，或者其組 合或混紡物中的至少一種。
14. 如權(quán)利要求10所述的方法，還包括在涂覆強(qiáng)促凝劑之前將所述模型用織物襯里包 襯。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，還包括壓縮所述織物襯里。
【文檔編號(hào)】D06M15/693GK104270974SQ201380023166
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】曼紐·派瑞拉, 德姆麥卡·維拉斯安伽, 尼羅斯海瑞·譚特瑞治, 阿曼尼·曼索塔 申請(qǐng)人:安塞爾保健產(chǎn)品有限責(zé)任公司