DE69402679T2 - Biegsamer gummigegenstand mit verbesserten gleiteigenschaften - Google Patents
Biegsamer gummigegenstand mit verbesserten gleiteigenschaftenInfo
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf elastische Elastomerartikel (z.B. Filmartikel), die eine verbesserte Schlüpfrigkeit (Gleitfähigkeit) sowohl an trockenen als auch feuchten Oberflächen, insbesondere der Haut oder anderen Geweben des Trägers, im Vergleich mit ähnlichen Artikeln oder Filmen, die nicht wie hier beschrieben behandelt worden sind, aufweisen.
- Die Elastomeroberflächen von Artikeln weisen im allgemeinen eine schlechte Schlüpfrigkeit an trockenen Oberflächen, wie beispielsweise trockener Haut oder anderen menschlichen Geweben bzw. den von Säugetieren auf. Diese Eigenschaften beruhen auf der Oberflächenreibung Außerdem weisen viele Elastomerartikel oder Oberflächen eine geringe Schlüpfrigkeit an feuchten Oberflächen auf.
- Ein hoher Oberflächenreibungskoeffizient ist bei vielen Anwendungszwecken wie Reifenlaufflächen, Fußbodenbelägen und Schuhwerk von Nutzen. Jedoch sind dieselben Eigenschaften bei vielen anderen Anwendungen äußerst nachteilig, besonders bei den Anwendungszwecken, bei denen eine Elastomeroberfläche auf einer anderen Fläche gleiten soll, wie beispielsweise beim Überziehen von Handschuhen über trockene oder feuchte Haut. Das ist bei der Anwendung von Handschuhen für medizinische Zwecke, wie beispielsweise Handschuhen für Untersuchungen und Handschuhe für chirurgische Zwecke besonders wichtig. Diese Handschuhe liegen zur Erzielung höherer Empfindlichkeit relativ glatt an. Außerdem ziehen die meisten Chirurgen ihre Handschuhe nach dem Händewaschen ohne vollständiges Trocknen der Hände an, so daß Bereiche ihrer Hände trocken, während andere Bereiche noch ausgesprochen feucht sein können. Folglich müssen die bei derartigen Anwendungen nützlichen elastomeren Materialien gleichzeitig eine verbesserte Schlüpfrigkeit sowohl auf trockenen Oberflächen (Trockengleitfähigkeit) als auch auffeuchten Oberflächen (Feuchtgleitfähigkeit) sowie auch die erforderlichen mechanischen Eigenschaften (Dehnbarkeit, Robustheit usw.) aufweisen.
- Gewöhnlich wird eine Trockengleitfähigkeit durch Anwendung von Pudergleitmitteln wie Magnesiumcarbonat, Stärke und Talkum erzielt. Sind die Hände jedoch feucht, so bewirkt die Anwendung von Puder das Gegenteil und kann das Anziehen hemmen. Außerdem besteht in der Chirurgie ein Risiko, daß loser Puder den chirurgischen Bereich kontaminiert. Außerdem können diese Materialien zu Reizungen führen und allergisierend wirken.
- Die Chiorierung von Gummi ist ebenfalls zum Zwecke der Reduzierung der Klebrigkeit und zur Erniedrigung des Reibungskoeffizienten von Kautschuk vorgeschlagen worden (vergleiche Romberg, "Aqueous Chlorination of Natural Rubber Surfaces", A.C.S. Rubber Division, Spring Meeting (1986); T.C.Q. Noakes, Proc. Int. Rubb. Technol. Conf., Penang, Malaysia (1988); Natural Rubber Technical Information Sheet No. 17, The Malaysian Rubber Producers' Research Association, Latex Series (1977); D.C. Blackley, "High Polymer Latices", Madaren and Sons Ltd. (1966), S. 548, und PCT/GB92/00171, veröffentlicht als WO 92/13497). Die Chlorierung kann sich jedoch nachteilig auf die mechanischen Eigenschaften elastischer Elastomerartikel wie Gummihandschuhe auswirken und ist aus diesem Grund am bestem zu vermeiden. Außerdem führt die Chlorierung im allgemeinen zu Oberflächen mit einer äußerst geringen Feuchtgleitfähigkeit.
- Beschichtungen aus polymeren Gleitmitteln, die auf mit Geweben in Berührung stehende Handschuhflächen fest aufgebracht oder in den Kautschuk selbst eingebettet werden, sind zum Zweck der Reduzierung der Oberflächenreibung von Kautschuk beispielsweise in U.S.-Patenten Nr. 3.813.695, 3.856.561, 4.070.713, 4.143.109 und 4.302.852 vorgeschlagen worden. Insbesondere wird im U.S.-Patent Nr. 3.813.695 ein kaschierter Handschuh für chirurgische Zwecke beschrieben, der eine elastische Außenschicht und eine hydrophile Kunststoffinnenschicht (Hydrogelpolymer) aufweist. Andere Artikel, wie Katheter und Badekappen, die mit hydrophilen Polymeren beschichtet sind, sind in den U.S.-Patenten Nr. 3.326.742, 3.585.103, 3.607.433, 3.745.042, 3.901.755, 3.925.138, 3.930.076, 3.940.533, 3.966.530, 4.024.317, 4.110.495 und 4.125.477 sowie in den britischen Patenten Nr. 1028446 und 859297 beschrieben.
- James et al., U.S.-Patent Nr. 4.499.154 und 4.575.476 beschreibt die Behandlung eines Kautschukartikels, der eine Beschichtung aus einer festverbundenen Schicht eines gleitfähig gemachten Hydrogelpolymers (das inherent eine Trockengleitfähigkeit mit sich bringt) aufweist, mit einem Tensidmaterial, wie beispielsweise einem kationischen quarternären Ammoniumtensid oder einem langkettigen Fettsäureaminmaterial zur Verbesserung der Gleitfähigkeit der Beschichtung auffeuchter Haut auffeuchter Haut.
- In den U.S.-Patenten Nr.4.143.109 und 4.070.713 und dem britischen Patent Nr. 1.541.155 (Arbrook-Patente) wird die Anwendung, auf der mit der Haut in Kontakt stehenden Oberfläche eines elastomeren Handschuhs für medizinische Zwecke, einer zweiten Lage eines elastomeren Materials mit teilweise darin eingebettetem teilchenförmigem Material (vemetzte Stärketeilchen oder Polyethylen- Teilchen oder Teilchen von Ethylen-Vinylacetat-Copolymerisat in einer Größe von 5 bis 40 Mikron) vorgeschlagen. Das die zweite Schicht bildende elastomere Material haftet - so wird angegeben - sowohl an den Teilchen als auch am elastomeren Handschuhsubtrat.CarboxylierterStyrol-Butadien-Latex,bromiertesButylkautschukund Styrol-Polyethylen/Butylen-Styrol-Blockpolymerisat werden speziell als zur Verwendung bei der Verformung der teilchentragenden Schicht geeignete elastomere Materialien geoffenbart. Wir haben diese Handschuhe geprüft; obzwar die Trockengleitfähigkeit verbessert ist, besteht weiterhin eine Neigung zur Bildung eines puderförmigen Niederschlags auf der Hand während des Tragens der Handschuhe. Wie oben beschrieben ist das bei Handschuhen für medizinische und chirurgische Anwendungen besonders unerwünscht. Außerdem ist die Feuchtgleitfähigkeit dieser Handschuhe nicht sehr hoch.
- Während in den Arbrook-Patenten die Notwendigkeit korrekt identifiziert wird, teilchenförmige Stoffe im elastomeren Material der Handschuhe zu befestigen, bieten die oben beschriebenen Produkte keine ausreichende Haftung. Wir haben dieses Problem untersucht und nun gefunden, daß die Befestigung des teilchenförmigen Materials wesentlich verbessert werden kann. Insbesondere haben wir gefunden, daß das teilchenförmige Material zur Erzielung einer ausreichenden Haftung eine Mindestporosität aufweisen muß.
- Der vorliegenden Erfindung gemäß wird ein elastischer Artikel zur Verwendung im Kontakt mit menschlichem Gewebe bzw. dem von Säugetieren zur Verfügung gestellt, welcher Artikel eine Substratschicht aus elastomerem Material umfaßt, mit der eine im Trockenzustand Gleitfähigkeit verleihende Beschichtung fest verbunden ist, wobei die Beschichtung ein Bindemittel enthält, in dem Mikroteilchen haftend verteilt sind, wobei die Mikroteilchen ein Ölabsorptionsvermögen von mehr als 80 g Öl pro 100 g Mikroteilchen aufweisen, wobei die Beschichtung auf der mit dem Verwender in Berührung stehenden, freiliegenden Oberfläche ein Tensid aufweist.
- Die elastischen Elastomerartikel gemäß der Erfindung umfassen unter anderem diejenigen, die zur Verwendung in teuweisem oder vollständigem Kontakt mit menschlichem Geweben bzw. dem von Säugetieren, wie beispielsweise Handschuhen für chirurgische, Untersuchungs- und zahnärztliche Zwecke, Kondome, Binden, Katheter, Urether, Scheiden und scheidenartige lnkontinenzvorrichtungen und andere Filmartikel geeignet sind. Außerdem kann die Trockengleitfähigkeit verleihende Beschichtung, falls erwünscht, auf mehr als einer Oberfläche des Artikels aufgebracht werden.
- Zum Zwecke dieser Beschreibung wird die äußere Oberfläche eines Artikels und insbesondere eines Handschuhs als die Oberfläche definiert, die zur Außenfläche des Handschuhs bei der Verwendung desselben beim Tragen wird. Die Innenfläche wird als die Fläche definiert, die der Haut des Trägers während des Tragens am nächsten liegt. Im Falle eines Katheters oder Urethers ist das Gegenteil der Fall: die Außenfläche ist die Kontaktfläche mit dem Gewebe des Trägers. Um eine Doppeldeutigkeit zu vermeiden, wird im folgenden der Ausdruck "mit dem Träger in Kontakt stehende" Fläche verwendet. "Gewebe" bezieht sich unter anderen auf die Haut oder die Epithelien ohne Einschränkung.
- Gemäß vorliegender Erfindung kann es sich bei dem Substratelastomer des elastischen Elastomerartikels um einen Natur- oder Synthetikkautschuk handeln. Beispiele synthetischer Kautschuktypen sind - ohne Einschränkung - Polyurethan, Polyacrylat, Polybutylen und Silikonkautschuktypen sowie Blockcopolymerisate von Monomeren wie beispielsweise Styrol und Butadien. Polyurethan und Naturkautschuk sind vorzuziehen, wobei Polyurethan das bevorzugteste Material ist. Typische Dickenwerte des Elastomersubstrats für Handschuhe für chirurgische Zwecke liegen innerhalb des Bereichs von 30 bis 200 Mikron - ohne Einschränkung -, wobei 100 bis 150 Mikron bevorzugt werden.
- Das für das Bindemittel verwendete Material sollte ein gute Haftung sowohl auf dem elastomeren Substrat als auch auf den Mikroteilchen aufweisen und sollte vorzugsweise die mechanischen Eigenschaft des Artikels nicht negativ beeinflussen. Außerdem sollte die Bindemitteschicht gegen die Herstellungs- und Anwendungsbedingungen des Artikels widerstandsfähig sein. Die Wahl des Bindemittels hängt eindeutig in beträchtlichem Maße von der Art des Substratelastomers und den Mikroteilchen ab. Wir haben jedoch gefunden, daß sich durch Begrenzen der Dicke der Beschichtung im Vergleich mit der Dicke des Substrats und bei Verwendung entsprechend kleiner, poriger, absorptionsfähiger Mikropartikel eine Vielzahl verschiedener Bindemittelmaterialien verwenden lassen. Obwohl es mit Hilfe einer dickeren Beschichtung und/oder einer Beschichtung, die auf dem Substrat eine schlechte Haftung aufweist, möglich ist, ausreichende Trockengleiteigenschaften zu erzielen, ist dies nicht wünschenswert, da eine derartige Beschichtung dazu neigt, bei der Verformung des Artikels (wie sie bei der normalen Anwendung z.B. beim Anziehen eines Handschuhs vorkommt), aufzubrechen und sie deshalb an denselben Nachteilen wie die Anwendung eines Pudergleitmittels leidet.
- Ist das Substrat ein Polyurethan und die Mikroteilchen bestehen aus Siliciumdioxid (welches vorzuziehen ist), so sollte die Glasübergangstemperatur des Bindemittelpolymers im Bereich von ca. -60 bis ca. +30ºC, bevorzugt zwischen ca. -5 und ca. + 15ºC liegen. Bevorzugte Bindemittelmaterialien für ein Polyurethansubstrat umfassen Polyurethane sowie die Copolymerisate und Terpolymerisate des Vinylacetats (z.B. mit Ethylen, mit Ethylenacrylat, mit Ethylen und Vinylchlorid usw.).
- Besteht das Substrat aus Naturkautschuk und die Mikroteilchen aus Siliciumdioxid, so sollte die Glasübergangstemperatur des Bindemittelpolymers im Bereich von ca. - 60 bis ca. -30ºC, bevorzugt zwischen ca. -15 und ca. -5ºC liegen. Bevorzugte Bindemittelmaterialien für ein Naturkautschuksubstrat umfassen Copolymerisate und Terpolymerisate des Vinylacetats (z.B. mit Ethylen, mit Ethylenacrylat, mit Ethylen und Vinylchlorid usw.).
- Die Mikroteilchen weisen im allgemeinen eine Größe von ca. 4 bis 20 Mikron auf, wobei im Falle der Verwendung von Polyurethansubstraten mindestens 30% oder noch bevorzugter mindestens 60% der Teilchen innerhalb des Bereichs von 5 bis 13 Mikron liegen sollten. Bevorzugterweise sollten die Teilchen eine relativ enge Größenverteilung aufweisen. Die Teilchengröße wurde auf einer Gewichtsprozentbasis (Coulter Counter, Industriemodell D) bzw. auf einer Volumenprozentbasis (Malvern Master Sizer Modell E, Malvern Ltd.) gemessen.
- Bevorzugt sind sie im wesentlichen von regelmäßiger Form ohne scharfe Kanten oder Ecken (z.B. kugelförmig oder fast kugelförmig).
- Die bevorzugten Mikroteilchen zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind Siliciumdioxid-Mikroteilchen, insbesondere (jedoch nicht ausschließlich) diejenigen, die durch die Geltechnik hergestellt werden. Beispiele der bevorzugten Siliciumdioxide sind das Syloid ED5 und das Syloid ED80, die von W.R. Grace & Co. geliefert werden. Andere Materialien können ebenfalls verwendet werden, vorausgesetzt, sie besitzen die nötige Porosität - wie durch das Ölabsorptionsverfahren bestimmt - und vorausgesetzt, sie eignen sich in anderer Beziehung für die beabsichtigte Anwendung. Wir haben gefunden, daß andere anorganische Materialien, wie Magnesiumoxid, sowie gewisse synthetische Polymermaterialien wie beispielsweise Polyamidpulver und Cellulosetriacetat verwendet werden können. Nicht alle derartigen im Handel erhältlichen Materialien erfüllen jedoch die nötigen Erfordernisse für die Verwendung gemäß vorliegender Erfindung, wie es dem mit dem Stand der Technik vertrauten Fachmann klar sein wird. Beispielsweise weisen keine der im U.S.-Patent Nr. 4.143.109 zur Verwendung als teilchenförmiger Stoff beschriebene Materialien (z.B. mit Epichlorhydrin vernetzte Maisstärke und Polyethylen- und Ethylen-Vinylacetatperlen) die notwendige Porosität auf. In jedem speziellen Fall werden Routineprüfungen zur Bestimmung der Eignung notwendig sein. Ein Problem, das bei sehr feinen Teilchen auftreten kann, besteht darin, daß sie sich agglomerieren und dadurch den Anschein einer größeren Teilchengröße als der tatsächlichen geben können. Teilchen, die tatsächlich zur Verwendung gemäß vorliegender Erfindung zu klein sind, können sich agglomerieren, um als "Teilchen" geeigneter Größe zu erscheinen. Derartige Aggomerate sind in der vorliegenden Erfindung gewöhnlich nicht zufriedenstellend, und ihre Anwendung sollte im allgemeinen vermieden werden.
- In den erfindungsgemäßen Artikeln werden die Mikroteilchen durch das Bindemittel sicher festgehalten, sodaß ihre Freigabe während der Verwendung des Artikels vermieden wird. Dieses Festhalten ist der relativ hohen Porosität, wie sie durch Ölabsorption bestimmt wird, zuzuschreiben. Die Teilchen bilden eine aufgerauhte Fläche (wie durch ein Elektronemnikroskop zu sehen ist) auf dem Bindemittel und es wird angenommen, daß diese Oberflächenwirkung teilweise für die dadurch erzielte verbesserte Gleitfähigkeit verantwortlich ist. Eine Methode, die Bildung einer aufgerauhten Oberfläche sicherzustellen, besteht darin, eine Bindemitteldicke von bevorzugt nicht mehr als und am bevorzugtesten etwas weniger als dem Durchschnittsdurchmesser der Mikroteilchen anzuwenden. Beträgt der Mikroteilchendurchmesser beispielsweise 5 bis 8 Mikron, so beträgt die bevorzugteste Bindemitteldicke ca. 4 bis 5 Mikron, was bei einem Substrat von 150 Mikron 2 bis 3% des Substrats darstellt; die Dicke der Beschichtung (einschließlich der durch sie eingehüllten Teilchen) kann jedoch beispielsweise bis zu ca. 5% des Substrats betragen. Auf diese Weise stehen die Teilchen aus der Oberfläche der Beschichtungsschicht hervor und geben der Beschichtung ein im Mikronenbereich aufgerauhtes (rundlich vernetztes) Aussehen (wie unter einem Rasterelektronenmikroskop zu sehen ist). Die Größenanordnung ist jedoch nicht unerläßlich
- Der vorliegenden Erfindung gemäß kann die Mikroteilchenporosität als Ölabsorption gemessen werden (DIN ISO 787/V). Mikroteilchen mit Ölabsorptionswerten von mehr als ca. 80 g/100 g eignen sich zur erfindungsgemäßen Verwendung. Höhere Ölabsorptionswerte werden vorgezogen, z.B. 100g/100g, 180g /100g oder höher, z.B. höher als 280 g/100 g. Das Porenvolumen sollte bevorzugt im Bereich von 1 bis 2 ml/g liegen.
- Die Konzentration der verwendeten Mikroteilchen beträgt bevorzugt 10 bis 40 Gew. % , auf die Bindemittelzusammensetzung bezogen. Für Handschuhe für medizinische Zwecke ist der bevorzugte Bereich 15 bis 30%, wobei 20 bis 25% der bevorzugteste und 25% der beste Bereich ist. Anders ausgedrückt liegt das Verhältnis von Bindemittel zu Mikroteilchen im allgemeinen bei ca. 1:1 (bevorzugt ca. 2:1) bis ca. 5:1. Für Handschuhe für medizinische Zwecke wird ein Verhältnis von ca. 3:1 am meisten bevorzugt. Der mit dem Stand der Technik vertraute Fachmann wird sich klar machen, daß diese Menge bei einem bestimmten erfindungsgemäßen Artikel einer Optimierung unterliegt. Anders ausgedrückt wird die optimale Mikroteilchenkonzentration je nach (i) der Anwendung des elastischen Elastomerartikeis und (ii) der Zusammensetzung des Elastomerartikels unterschiedlich sein.
- Bei dem Tensid, daß dazu verwendet wird, um der mit dem Träger in Kontakt stehenden Fläche Feuchtgleitfähigkeit zu verleihen, kann es sich um ein jedes Tensid handeln, das zur Verwendung auf der Haut und anderem Gewebe geeignet ist und keine allergische, Reizungs- oder andere unerwünschte Reaktion auf der Haut oder einem anderen Gewebe hervorruft. Grundsätzlich können daher amphoterische, anionische, kationische und nichtionische Tenside sowie langkettige Fettsäureamine verwendet werden, wie beispielsweise in verschiedenen Patenten und Patentanmeldungen, die hier zitiert werden und auf die Bezug genommen werden sollte, gelehrt wird. Im allgemeinen haben sich die nichtionischen Tenside jedoch als weniger wirksam erwiesen als die anderen Typen und werden als Klasse nicht empfohlen (obwohl einzelne Mitglieder dieser Klasse eventuell ziemlich wirksam sein können). Anionische Tenside, nämlich diejenigen, die mindestens einen lipophilen Anteil, wie beispielsweise eine 8 bis 18 Kohlenstoffatome enthaltendealkyl-, Aralkyl- , Aryl- oder Cycloalkylgruppe und einen hydrophilen Anteil wie eine Carbon-, Phosphor-, Sulfon-, Schwefel- oder andere Säuregruppe oder ein Salz derselben aufweisen, bieten im allgemeinen ausreichende Feuchtgleiteigenschaften; derartige Tenside werden jedoch als Klasse nicht vorgezogen, da sie stark dazu neigen, in den zur Erzielung einer Feuchtgleitfähigkeit wirksamen Konzentration auf Haut und Geweben Reizungen hervorzurufen.
- Geeignete kationische Tenside umfassen unter anderem diejenigen, die mindestens einen lipophilen Anteil wie eine 6 bis 18 Kohlenstoffatome enthaltende Alkyl-, Aralkyl-, Aryl- oder Cycloalkylgruppe und einen hydrophilen Anteil wie eine substituierte Ammoniumgruppe (beispielsweise eine Tetraalkylammonium-, Pyridinium- oder ähnliche Gruppe) enthalten. Das anwesende Gegenion sollte mit dem Gewebe des Trägers verträglich sein: es sollte beispielsweise ein Chlorid oder anderes Halogenid sein.
- Bevorzugte kationische Tenside sind quartemäre Ammoniumverbindungen mit mindestens einer C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8;-Hydrocarbyl- (Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Cycloalkyl-) Gruppe; eine Hexadecylgruppe ist dabei eine bevorzugte Hydrocarbylgruppe. Die Hydrocarbylgruppe kann an ein quarternäres Stickstoffatom angelagert sein, welches einen Teil eines heterocyclischen Rings (wie eines Pyridin-, Morpholin- oder Imidazolinrings) darstellt.
- Die am meisten bevorzugten kationischen Tenside bestehen aus Benzalkoniumchloriden,Hexadecyltrimethylammoniumchlorid,Hexydecylpyridiniumchlorid, Duodecylpyridiniumchlorid, den entsprechenden Bromiden und einem Hydroxyethylheptadecylimidazoliumhalogenid.
- Geeignete amphoterische Tenside sind unter anderem: mindestens eine C&sub6; - C&sub1;&sub8;-Hydrocarbylgruppe enthaltende Betaine und Sulteine. Andere Typen geeigneter Tenside sind mindestens eine C&sub6;-C&sub1;&sub8;-Hydrocarbylgruppe enthaltende Aminoxide, Sulfosuccinate und Isethionate. Aniphoterische Tenside werden bevorzugt, da sie im allgemeinen ein geringes Hautreizungspotential aufweisen.
- Mischungen von Tensiden können ebenfalls verwendet werden.
- Ein besonders bevorzugtes Tensid ist das Hexadecylpyridiniumchlorid und andere besonders bevorzugte Tenside sind das Kokosalkyldimethylammoniumbetain und das Kokosaminopropylbetain.
- Einer bevorzugten Ausführungsform gemäß ist das Tensid bakterientötend oder bakterienwachstumshemmend. Die Anwendung eines solchen Tensids dient dem Zweck, das Bakterienwachstum zu hemmen, wenn die auf der Beschichtung gebildete Schicht mit der Haut oder dem Gewebe des Trägers in Kontakt steht. Das ist besonders bei Handschuhen für Chirurgen von Vorteil, da sie manchmal während der chirurgischen Vorgänge durchlöchert werden und Bakterien, die seit Anfang der Operation eventuell auf der Haut des Chirurgen gewachsen sind, im chirurgischen Bereich freigesetzt werden können.
- Wird ein neutrales Fettsäureamin verwendet, so sollte bevorzugt eine C&sub6;-C&sub1;&sub8;- Hydrocarbylgruppe, wie beispielsweise eine Hexadecylgruppe, am Stickstoffatom angelagert sein. Das N-N-Dimethylhexadecylamin ist ein solches Amin.
- Die aus Tensid oder langkettigem Fettsäureamin bestehende Beschichtung braucht die mit dem Träger in Kontakt stehende Fläche nicht vollständig zu bedecken. Es ist nur notwendig, daß genügend Tensid oder langkettiges Amin zur Verbesserung der Feuchtgleitfähigkeit aufgetragen wird. Es wird bevorzugt, im Falle von Handschuhen für medizinische oder zahnärztliche Zwecke das Tensid soweit praktisch möglich auf die mit dem Träger in Kontakt stehenden Fläche zu beschränken, um sicherzustellen, daß auf der Außenfläche ein maximaler Halt beibehalten wird. Das Tensid kann als wäßrige, ca. 0,2 bis ca. 2% Tensid enthaltende Lösung aufgebracht werden. Der Artikel kann in eine solche Lösung getaucht oder die Lösung kann darauf aufgesprüht oder gepinselt werden, bevorzugt, bevor er von der Tauchform entfernt wird. Als Alternative kann das Tensid aufgebracht werden, nachdem der Artikel von der Tauchform abgestreift worden ist.
- Das Verfahren zum Auftragen der teilchenhaltigen Beschichtung auf die mit dem Träger in Kontakt stehende Fläche des Elastomersubstrats hängt teilweise von der Art des Substrats ab sowie davon, ob der Handschuh oder der jeweilige Artikel durch Eintauchen einer Tauchform in einen Elastomerpolymerlatex oder in eine Lösung des Elastomerpolymers in einem geeigneten Lösungsmittel gebildet wird. Methoden zur Herstellung von Elastomersubstratartikeln gemäß der vorliegenden Erfindung sind im Stand der Technik gut bekannt.
- Wird der Artikel aus compoundiertem Naturkautschuklatex gebildet, so wird die Ablagerung auf der Tauchform auf normale Weise mit einer Schweißwulst versehen und ausgelaugt und kann daraufhin teilweise oder vollständig getrocknet jedoch nicht vollständig vulkanisiert werden. Es wird angenommen, daß die Beschichtung normalerweise durch darauffolgendes Eintauchen der Ablagerung auf der Tauchform in eine wäßrige Aufschlämmung des Beschichtungsmaterials, d. h. des Bindemittels und der Mikroteilchen, aufgebracht wird. Die Ablagerung und die Beschichtung können daraufhin erhitzt werden, um sie zu trockenen und den Kautschuk vollständig zu vulkanisieren.
- In einigen Fällen kann es von Vorteil sein, eine Aufschlämmung oder Lösung des Beschichtungsmaterials auf die Ablagerung auf der Tauchform aufzusprühen oder aufzupinseln. Wird ein Sprühverfahren angewendet, so kann es vorteilhaft sein, die Kautschukablagerung zuerst mit einer Aufschlämmung oder Lösung des Bindemittels zu besprühen, die Ablagerung zu trocknen, mit einer Aufschlämmung der Mikroteilchen zu besprühen, nochmals zu trocknen und nochmals mit dem Bindemittel und einem Träger zu besprühen, gefolgt von einer letzten Trocknung und Vulkanisierung.
- Andere Substratpolymere in dispergierter, d. h. Litexform, einschließlich der Polyurethane, können auf ähnliche Weise behandelt werden, obwohl ein Vulkanisationsschritt nicht in jedem Falle notwendig sein wird, wie sich ein mit dem Stand der Technik vertrauter Fachmann ohne weiteres klar machen kann.
- Wird der Artikel durch Eintauchen aus einem Polymer in Lösung, beispielsweise einem Polyurethan in Tetrahydrofuran gebildet, so wird die Ablagerung auf der Tauchform durch Erhitzen teilweise vom Lösungsmittel befreit und daraufhin in eine wäßrige Aufschlämmung des Beschichtungsmaterials getaucht und auf oben beschriebene Weise getrocknet. In diesem Fall kann die Beschichtung ebenfalls durch Aufsprühen oder Aufpinseln anstatt Eintauchen aufgebracht werden.
- Es versteht sich von selbst, daß verschiedene Bestandteile wahlweise in diese Artikel eingearbeitet werden können, wie es einem jeden mit dem Stand der Technik vertrauten Fachmann klar sein wird. Ist der Artikel beispielsweise ein Handschuh, so kann ein Antiblockmittel verwendet werden, was das Anziehen und die Anwendung erleichtern würde. Das Antiblockmittel besteht bevorzugt aus einem niedrigschmelzenden Wachs (Schmelzpunkt ca. 100ºC bis ca. 150ºC), wie beispielsweise Polyethylenwachs, das als (z.B. 1 bis 2%ige) wäßrige Emulsion der Beschichtungsmischung zugesetzt wird. Die Teilchengröße des Wachses sollte bevorzugt weniger als 1 Mm betragen, um eine Störung der Oberflächenmorphologie zu vermeiden.
- Zum besseren Verstzndnis der Erfindung wird Bezug genommen auf die beiliegenden Darstellung, wobei:
- Abbildung 1 eine durch ein Rasterelektronenmikroskop (REM) aufgenommene Mikrophotographie darstellt, welche die Mikroteilchen enthaltende Bindemittelschicht einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt. Es ist beachtenswert, daß die Beschichtung ein im wesentlichen glattes jedoch mikroaufgerauhtes Aussehen aufweist, das im wesentlichen frei von scharfen Ecken, Rissen und Kratern ist;
- es sich bei Abbildung 2 um denselben Typ einer Mikrophotographie wie in Abbildung 1 handelt, wobei die Bindemittelschicht Mikroteilchen eines anderen Typs enthält und scharfe Ecken aufweist;
- es sich bei Abbildung 3 um denselben Typ einer Mikrophotographie wie in Abbildung 1 handelt, welche Mikroteilen eines wiederum anderen Typs enthält und eine "kraterhaltige" Oberfläche aufweist;
- es sich bei Abbildung 4 um denselben Typ einer Mikrophotographie wie in Abbildung 1 handelt, die eine Beschichtung zeigt, welche einen anderen Typ von Mikroteilchen enthält und ebenfalls eine kraterhaltige Oberfläche aufweist;
- es sich bei Abbildung 5 um denselben Typ einer Mikrophotographie wie in Abbildung 1 handelt, welche eine Bindemittelschicht zeigt, die dem Stand der Technik entsprechende Maisstärkemikroteilchen enthält. Bemerkenswert ist die Anwesenheit von Rissen und Unterbrechungen in der gesamten Fläche; und
- es sich bei Abbildung 6 um denselben Typ einer Mikrophotographie wie in Abbildung 1 handelt, die einen Oberflächenzustand der Beschichtung zeigt, ähnlich dem in Abbildung 1 auf einem Naturkautschuksubstrat gezeigten.
- In den folgenden Beispielen, die die Erfindung ohne ihren Umfang zu beschränken erläutern, werden folgende Produktbezeichnungen verwendet:
- - Ausgefälltes Siliciumdioxid FK383 (Warenname der Firma Degussa Ltd.)
- - Ausgefälltes Siliciumdioxid Sipemat 50S (Warennarne der Firma Degussa Ltd.)
- - Zeolith Silosiv A10 (Warenname der Firma W.R. Grace & Co.)
- - Siliciumdioxid Syloid ED2 (Warennarne der Firma W.R. Grace & Co.)
- - Siliciumdioxid Syloid ED5 (Warennarne der Firma W.R. Grace & Co.)
- - Siliciumdioxid Syloid ED80 (Warennarne der Firma W.R. Grace & Co.)
- - Siliciumdioxid Syloid 622 (Warennarne der Firma W.R. Grace & Co.)
- - Vinylacetat/Ethylenacrylat-Copolymerisat Vinarnul 3692 (Warennarne der Firma Vinarnul Lid. Carshalton, Surrey, England)
- - Vinylacetat/Ethylen-Copolyrnerisat Vinamul 3231 (Warenname der Firma Vinamul Ltd.)
- - Vinylacetat/Ethylen/Vinylchlorid-Terpolymerisat Vinarnul 3452 (Warenname der Firma Vinamul Ltd.)
- - Vinylacetat/Ethylenlvinylchlorid-Terpolyrnerisat Vinamul 3459 (Warennarne der Firma Vinamul Ltd.)
- - Polyurethan Estane 5707 (Warennarne der Firma B.F. Goodrich Inc.)
- - Wäßrige Polyurethanemulsion Witcobond 787 (Warennarne der Firma Witco Chemical Corporation, New York, New York)
- - Carboxylierter Styrolbutadienkautschuk 21P40 (Warennarne der Firma Doverstrand Ltd., Harlow, Essex, England)
- - Amphoterisches Tensid Dehyton A830 (Kokosalkyldimethylammoniumbetain, Warenname der Firma Henkel Ltd.)
- - Vernetzte Maisstärke stammte von Tunnel Refineries, Greenwich, Löndon
- - Nichtvernetzte Maisstärke stammte von Biosorb, Arbrook/Ethicon, Großbritannien
- - Polyethylenemulsion Aquaslip 655 oder 671 (Capricorn Chemicals, Ely, Cambridgeshire, Großbritannien)
- - HK 125/400 (Degussa)
- - Nichtionisches Tensid Dehydol TA 20 (Henkel)
- - Wäßriges Polyurethan Witcobond 769 (Witco)
- - Doverstrand 76D41 (Doverstrand)
- - Styrol-Isopren-Styrol-Blockcopolymerisat Kraton D1117 (Shell Chemicals, Großbritannien)
- - Silicontenside DC193 (Dow Corning)
- Die charakteristischen Merkmale der fertigen Filme oder Artikel wurden wie folgt bestimmt:
- Die Zugfestigkeit, Bruchdehnung (BD) und Dehnung bei 100% Spannung (S1005) wurden ASTMD4I2 entsprechend gemessen. Die Reißfestigkeit wurde an einer Winkelprobe (ASTM D624) gemessen.
- Die Haftung des Bindemittels am Substrat und die Haftung der Teilchen am Bindemittel wurden visuell unter Anwendung eines Rasterelektronenmikroskops (Vergrößerung 1,5 × 10² bis 2,5 × 10³) beurteilt. Die Proben wurden visuell beurteilt und zwar jeweils auf die Anwesenheit und Häufigkeit von Rissen in der Beschichtung und auf die Kraterbildung in der Beschichtung hin (letzteres zeigt an, daß die Teilchen herausgehoben worden sind und deshalb dem Bindemittel nicht mehr anhaften). Sie wurden einer willkürlichen Skala entsprechend von 1 bis 5 eingestuft, wobei 1 "ausgezeichnet" und 3 "kaum akzeptabel" bedeutet.
- Die Trocken- und Feuchtgleitfähigkeit wurden subjektiv auf einer Skala von 1 (ausgezeichnete Gleitfähigkeit) bis 5 (keine Gleitfähigkeit - nicht anziehbar im Falle eines Handschuhs) eingestuft, wobei 3 "kaum akzeptabel" bedeutet.
- Ein Filmartikel (Handschuh) wurde durch Eintauchen einer handförmigen Tauchform in eine 18%ige Lösung eines Polyurethans in Tetrahydrofuran (einfaches Eintauchverfahren) hergestellt. Während er sich im Naßgelstadium (teilweise angetrocknet) und immer noch auf der Tauchform befand, wurde der Artikel in eine wäßrige Beschichtungslösung getaucht, die 2,0% Siliciumdioxidmikroteilchen (Syloid ED5), 6,0% Vinylacetat/Ethylenacrylat-Copolymerisat (Vinamul 3692; Glasübergangstemperatur +13ºC), 0,1% Xanthangummi und 91,9% entionisiertes Wasser (alle Prozentsätze bedeuten Gewichtsprozent) enthielt. Er wurde 20 Minuten bei 100ºC getrocknet. Während er sich immer noch auf der Tauchform befand, wurde der getrocknete Handschuh 10 Minuten in eine 0,75%ige wäßrige Lösung eines amphoteren Tensids (Dehyton A830) getaucht. Daraufhin wurde er von der Tauchform abgezogen und luftgetrocknet. Die Dicke der Beschichtung in diesem Beispiel betrug ca. 5 Mikron; die Dicke des Bindemittels allein betrug 4 bis 5 Mikron.
- Der fertige Handschuh wies eine Zugfestigkeit von 60,3 MPa und eine Reißfestigkeit von 60,1 Nimm auf, im Vergleich mit 62,9 MPa bzw. 59,6 N/mm bei einem auf ähnliche Weise hergestellten jedoch unbeschichteten Handschuh. Die Einstufung der Trockengleitfähigkeit betrug 1 und die Einstufung der Feuchtgleitfähigkeit 2,5. Es wurde eine ausgezeichnete Haftung der Beschichtung an dem Polyurethan (sowie der Teilchen am Bindemittel) durch Rasterelektronenmikroskopie aufgezeigt, welche eine mikroaufgerauhte Fläche aufzeigte, wobei die Beschichtung keinerlei Risse, keine freien Fragmente und keine Krater enthielt (Abbildung 1).
- Wie in Beispiel 1 wurden beschichtete Polyurethanhandschuhe zubereitet, mit der Ausnahme, daß das Vinamul 3692 durch eines der in Tabelle 1 gezeigten Bindemittel ersetzt wurde; Tabelle 1 zeigt die in jedem Fall erzielte Einstufung der Trockengleitfähigkeit und des Haftgrads. Tabelle 1 HAFTUNG VERSCHIEDENER BINDEMITTEL AM POLYURETHANSUBSTRAT
- Es wurden wie in Beispiel 1 beschichtete Polyurethanhandschuhe hergestellt, mit der Ausnahme, daß das Syloid EDS durch eines der in der unten aufgeführten Tabelle 2 angegebenen Mikroteilchen ersetzt wurde. Die in jedem Fall erzielte Einstufung der Trockengleitfähigkeit und des Haftgrads sind in Tabelle 2 aufgeführt. Tabelle 2 WIRKUNG VERSCHIEDENER MIKROTEILCHEN AUF DIE EIGENSCHAFT VON POLYURETHANHANDSCHUHEN
- Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, war das Leistungsverhalten der Teilchen in den Beispielen 1,7 und 8 äußerst zufriedenstellend. Die Teilchen der Beispiele 9 und 10 waren klein und außerdem eventuell agglomeriert (d.h. nicht von einer im wesentlichen glatten Form) und das eckige Aussehen der damit erzielten Beschichtungen läßt sich eventuell dadurch erklären (Abbildung 2). In Beispiel 11 wiesen die Teilchen eine sehr niedrige Ölabsorption auf und führen zu einer kraterhaltigen Beschichtung (Abbildung 3). In Beispiel 12 waren der Teilchengrößenbereich und die -verteilung relativ breit (beispielsweise waren routinemäßig unter dem REM Teilchen einer Größe von bis zu 50 µm und im unteren Größenbereich von bis zu 1 µm zu sehen und der Anteil der Teilchen von 8 µm war relativ gering), wodurch sich die schlechten Gleitfähigkeitseigenschaften der Beschichtung eventuell. erklären lassen.
- Die Maisstärketeuchen in Beispiel 13 führten ebenfalls zu einer kraterhaltigen Beschichtung, was anzeigt, daß sich die Teilchen losgelöst hatten (Abbildung 4). Ihre Ölabsorption war ebenfalls niedrig.
- Es wurden wie in Beispiel 1 beschichtete Polyurethanhandschuhe hergestellt, mit der Ausnahme, daß die wäßrige Beschichtungsdispersion 1,5% vernetzte Maisstärke, 7,5% 21P40, 0,005% Xanthangummi, 0,6% Casein, 0,4% Zinkoxid und 90,0% entionisiertes Wasser (U.S.-Patent Nr.4.143.109 gemäß) enthielt, und der getrocknete Handschuh vor dem Abziehen 10 Minuten in entionisiertes Wasser (kein Tensid) getaucht wurde. Der fertige Handschuh wies zufriedenstellende physikalische Eigenschaften auf, die Einstufung seiner Trockengleitfähigkeit betrug jedoch 2 bis 3. Nach dem stark gerissenen Aussehen (Abbildung 5) zu urteilen, sowie der Tatsache, daß ein Großteil der Beschichtung sich während der Wasserbehandlung vor dem Abziehen losgelöst hatte, war die Haftung der Beschichtung auf dem Substrat schlecht. Der fertige Handschuh sah aus und fühlte sich an wie ein gepuderter Handschuh.
- Es wurde ein Handschuh aus Naturkautschuklatex mit einem hohen Ammoniakgehalt durch ein dem mit dem Stand der Technik vertrauten Fachmann bekanntes Verfahren hergestellt, das die Schritte des Eintauchens einer handförmigen Tauchform in ein wäßriges Koagulierungsmittel, Lufttrocknen und Eintauchen in den Letex umfaßte. Die Naßgelablagerung wurde daraufhin in eine der in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Beschichtungsdispersionen eingetaucht. Sie wurde daraufhin getrocknet und durch halbstündiges Erhitzen bei 120ºC vulkanisiert. Die Eigenschaften der fertigen Handschuhe sind in Tabelle 3 beschrieben. Tabelle 3 WIRKUNG VERSCHIEDENER BESCHICHTUNGEN AUF DIE EIGENSCHAFREN VON NATURKAUTSCHUKHANDSCHUHEN
- Wie die obige Tabelle zeigt, werden weichere Bindemittel (d. h. Bindemittel mit einer niedrigeren Glasübergangstemperatur) zur Erzielung derselben Haftung benötigt, wie wenn ein Naturkautschuksubstrat verwendet wird. In Abbildung 6 wird die Haftung und das Aussehen eines Handschuhs gemäß Beispiels 16 veranschaulicht. Es ist zu sehen, daß die Oberflächenbeschaffenheit deijenigen von Beispiel 1 entspricht. Es sind jedoch auch viel härtere Bindemittel auf Polyurethansubstraten akzeptabel.
- Es wurde ein Handschuh aus Naturkautschuklatex durch die in den Beispielen 15 bis 16 beschriebene Methode hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Beschichtung die in Beispiel 14 (U.S.-Patent Nr.4.143.109) beschriebene war. Die Haftung dieser Beschichtung im fertigen Handschuh war geringfügig besser (Einstufung 4,5) als diejenige des Beispiels 14, die Gleitfähigkeitseigenschaften und das Aussehen waren jedoch dieselben.
- Es wurde ein Handschuh mit der in den Beispielen 15 und 16 beschriebenen allgemeinen Methode aus einer Polyurethanemulsion (Witcobond 787) durch Eintauchen des Naßgels in die in Beispiel 1 beschriebene Beschichtungsdispersion hergestellt. Die Haftung der Beschichtung wurde mit 1 und die Trockengleitfähigket mit 1 eingestuft.
- Die Verfahren der Beispiele 1 und 7 - 13 wurden mit folgenden Ausnahmen wiederholt: Der Durchschnittsdurchmesser wurde sowohl auf einer Gewichtsprozent- als auch einer Volumenprozentbasis gemessen. Außerdem wurde die Teilchenverteilung mit Hilfe des Malvern-Apparats gemessen. Schließlich wurden den geprüften Materialien Teilchen des ausgefällten Siliciumdioxids HK125/400 zugesetzt. Dieses Material wurde durch das Verfahren nach Beispiel 1 ausgeprüft, mit der Ausnahme, daß die Beschichtung 1,5% HK 125/400; 2,0 % Polyethylenemulsion Aquaslip 671 mit einem Feststoffgehalt von 40%, 4,5% V3692, 0,2% Xanthangummi, ca. 1% Dehydol TA 20 (20% Feststoffe) in 8 1 entionisiertem Wasser enthielt. Dieses Material führte zu einer guten Haftung (2) auf dem Polyurethansubstrat. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2A aufgeführt.
- In einer getrennten Untersuchung führte das Syloid 622 zu einer guten Haftung und einer Trockengleitfähigkeit von "1" auf einem Naturkautschuksubstrat. Die obigen Ergebnisse führen zu den folgenden Schlußfolgerungen:
- Die Ölabsorption sollte ziemlich hoch (mindestens über 80/100) sein. Eine enge Teilchengrößenverteilung wird bevorzugt, je enger desto besser. Genauso wichtig wie die Ölabsorption und noch wichtiger als die Verteilung ist die Anwendung nichtagglomerierender Teilchen: FK 383 und HK 125/400 sind beides sich agglomerierende Teilchen, die aus kleineren primären Teilchen (von 10 bis 30 nm) bestehen.
- Die Stabilität der Dispersion im Bindemittel ist ebenfalls ein Faktor, wie im folgenden verdeutlicht wird. Tabelle 2A: WIRKUNG VERSHIEDNER MIKROTEILCHEN AUF DIE EIGENSCHAFTEN VON POLYURETHANHANDSCHUHEN
- Es wurden drei Substrate als Alternativen zu Naturkautschuk und Polyurethan mit einer für Haftung und Trockengleitfähigkeit besonders bevorzugten Beschichtung: wäßrigem Polyurethan Witocbond 769, selbstvernetzendem Styrol- Butadienlatex Doverstrand 76D41 und Styrol-Isopren-Styrolblockcopolymerisat Shell Kraton D1117 in Tetrahydrofuran ausgeprüft.
- Diese Materialien wurden mit einer K-Stange auf Glasplatten gegossen und angetrocknet (15 bis 30 Minuten bei 70ºC). Während die Filme noch fest an der Glasplatte anhafteten, wurden sie daraufhin in folgende Beschichtungsrezeptur getaucht:
- 0,5% festes Wachs (A671)
- 1,5% Siliciumdioxid (ED5)
- 4,0 % festes Bindemittel (V3692)
- 0,25% Xanthangummi
- 1,0% festes Dehydol TA 20
- 0,9% Silicontenside DC 193
- Die beschichteten Filme wurde daraufhin 30 Minuten bei 100ºC getrocknet. Die Filme wurden mit Hilfe von Wasser von der Platte abgezogen und die Beschichtungsqualität bzw. Haftung visuell beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4 WIRKUNG VERSCHIEDENER SUBSTRATE AUF DIE BESCHICHTUNGSHAFTUNG/GLEITFÄHIGKEIT
- Wie ersichtlich wiesen alle eine gute leistungsfähigkeit auf und wären als Alternativsubstrate geeignet. Die Haftungsprüfung wurde visuell ausgeführt und eine "gute" Einstufung entspricht ungefähr der Zahl 2 in Tabelle 1. Die Beschichtungsqualität und die Trockengleitfähigkeitseigenschaften waren den auf Polyurethan erhaltenen ähnlich.
- In den folgenden Beispielen werden die folgenden zusätzlichen Produktbezeichnungen verwendet:
- - Beetle 9040 (aliphatisches wäßriges PU (von BIP)
- - nichtionisches Benetzungsmittel Laurapal X1207 (von Witco)
- - Nichtvernetze Maisstärke Biosorb
- - Polyethylen-Mikroperlen Microthene FN510 (von Croxton and Garry)
- - Ethylen/Vinylacetat-Mikroperlen Microthene FE532 (von Croxton and Garry)
- - (feines) Magnesiumoxid (von Aldrich)
- - (leichtes) Aluminiumoxid (von Aldrich)
- - mikronisiertes poröses Cellulosetriacetat Celluflow TA25 (von Presperse Inc.)
- - mikronisiertes poröses Polyamid Orgasol 2002 UD (von ELF Atochem) (5 Mikron)
- - mikronisiertes poröses Polyamid Orgasol 2002 EXD (von ELF Atochem) (10 Mikron)
- - Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol Kraton G1650 (von Shell Chemicals)
- - bromierter Butylkautschuklatex (von Burke Palmerson VH14/163)
- - [2,2'-Methylen-bis(4-methyl-6-t-butylphenol)] Antioxidationsmittel 2246
- Die Ölabsorptionsmessungen wurden an verschiedenen Teilchentypen nach ISO 787/V durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 aufgeführt und zeigen, daß die im Arbrook-Patent verwendeten Teilchen Ölabsorptionswerte aufwiesen, welche wesentlich unterhalb des Mindestwerts von 809/100g der in der vorliegenden Erfindung verwendeten, lag. Außer Aluminiumoxid, wiesen die übrigen Teilchen Ölabsorptionswerte von 100g/100g oder mehr auf. Tabelle 5 ÖLABSORPTION VERSCHIEDENER TEILCHEN
- Die Teilchengrößenverteilung dieser Teilchen wurde mit Hilfe eines Malvem-Photon-Korrelationsspektrometers (Master Sizer Model E) gemessen. Die auf einer Volumenbasis ausgedrückten Ergebnisse sind in Tabelle 6 wiedergegeben. Alle Teilchen hatten eine Durchschnittsgröße innerhalb des bevorzugten Bereichs von 4 bis 12 Mikron. Tabelle 6 DATEN DER TEILCHENGRÖSSENVERTEILUNG
- = Spanne ist ein willkürlicher, auf den Ausdrucken des Malvern-Apparats gezeigter Meßwert, der anzeigt, wie breit die Teilchengrößenverteilung ist. Im Falle einer breiten Verteilung ist der Wert hoch und umgekehrt ist der Wert bei einer geringen Verteilung niedrig.
- Beispiele 2 und 3 des U.S.-Patents Nr.4.143.109 von Arbrook wurden wie unten aufgezeigt formuliert:
- 300g Kraton G 1650
- 30g hellfarbener Naturkreppkautschuk
- 300g Weißöl
- 6600g Toluol
- 300g vernetzte Maisstärke
- 7530g insgesamt (stellt ein Verhältnis von Teilchen zu Bindemittel von ca. 1:1 dar)
- Das Kraton G wurde mit Hilfe eines Blattrührers in 2200g Toluol dispergiert. Dieses Verfahren wurde mit Kreppkautschuk und der Stärke wiederholt. Die drei Mischungen wurden daraufhin in einem Tauchtopf von 8 l zusammen gemischt. Die Dispersion wurde bedeckt und über Nacht stehen gelassen, jedoch unmittelbar vor dem Eintauchen kräftig gerührt.
- 300,00g bromierter Butylkautschuk (fest)
- 10,50g Stearinsäure
- 3,75g Antioxidationsmittel 2246
- 15,00g Paraffinwachs
- 75,00g feinverteilter Talkum
- 6,00g Petrolatum
- 6,00g Titandioxid
- 15,00g Zinkoxid
- 3,00g Zinkdimethyldithiocarbamat
- 375,00g Polyethylen Microthene FN510
- 7500,00g Hexan
- 8309,25g insgesamt (stellt ein Verhältnis von Teilchen zu Bindemittel von ca. 1:1 dar)
- Bromierter Butylkautschuklatex wurde unter Bildung eines festen bromierten Butylkautschuks getrocknet, welcher zerkleinert und in 2000g Hexan gelöst wurde. Petrolatum und Paraffinwachs wurden dieser Lösung zugegeben. Es bildete sich eine klare Lösung ohne Klumpen oder Gelen. Die übrigen Bestandteile (mit Ausnahme des Microthene) wurden in 2009 Hexan dispergiert und daraufhin in die Lösung eingemischt. Die Microthene-Perlen wurden im restlichen Hexan dispergiert und mit dem gerührten Hauptteil der Dispersion vermischt. Nach einer weiteren Zeit des Rührens wurde die Dispersion in einen Tauchtopf gegeben und bedeckt. Die Dispersion wurde stehen gelassen, jedoch unmittelbar vor dem Eintauchen gerührt.
- Die in den Arbrook-Beispielen 2 und 3 hergestellten Dispersionen wurden sofort und 24 Stunden nach dem Mischen auf ihre Beständigkeit hin geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt. Die Dispersionen wurden auf Handschuhtauchformen aufgebracht, die vorher mit einem thermoplastischen Polyesterpolyurethan durch Eintauchen in eine Tetrahydrofuranlösung (18%) und 30 Minuten langes Trocknen bei Raumtemperatur beschichtet worden waren. Nach dem Eintauchen in die Dispersion wurde der Film getrocknet und wie in Beispiel 1 beschrieben behandelt. Die Haftung der Beschichtung auf dem Polyurethansubstrat und die Gleitfähigkeitseigenschaften eines jeden Handschuhs sind in Tabelle 7 beschrieben.
- Keines der Arbrook-Beispiele führte zu einer akzeptablen Gleitbeschichtung. Die Teilchen waren nicht stark auf dem Substrat befestigt, wahrscheinlich weil sie das Bindemittel nicht ausreichend absorbierten (geringe Ölabsorption). Die von ihnen gebildeten Oberflächen waren kemig und wiesen eine schlechte Gleitfähigkeit auf. Dies ist der relativ großen Teilchengröße zuzuschreiben (die Teilchen sind vom Hersteller als einen Durchschnittsdurchmesser von ca. 20 Mikron besitzend beschrieben).
- Magnesiumoxid (13 g) wurde mit Hilfe eines Blattrührers in entionisiertem Wasser (400 g) dispergiert und Xanthangummi (2 g) wurde mit Hilfe eines Silverson- Mischers in entionisiertem Wasser (400 g) dispergiert. Diese beiden Mischungen wurden durch vorsichtiges Rühren miteinander vermischt. Vinamul 3692 (78 g) (Bindemittel) wurden der dadurch entstehenden Dispersion zugegeben und gründlich gerührt. Die Mischung wurde durch Zusatz von entionisiertem Wasser auf einen Liter aufgefüllt und in einen Tauchtopf gegeben. Die Beständigkeit der Dispersion wurde wie oben angegeben (Tabelle 6) kontrolliert. Ein Polyurethanfilm wurde durch Eintauchen in diese Dispersion wie in den Beispielen 21 und 22 beschichtet, mit der Ausnahme, daß eine Kondomtauchform verwendet wurde. Die Haftung und die Gleitfähigkeits-eigenschaften sind in Tabelle 7 angegeben. Tabelle 7 STABILITÄT VON DISPERSIONEN UND BESCHICHTUNGSMERKMALE
- Dieses Verfahren wurde mit den folgenden Teilchen und Modifikationen wiederholt:
- Magnesiumoxid: Das saure Vinamul V3692-Bindemittel wurde durch ein alkalisches Bindemittel (Beetle 9040) ersetzt und verdünntes Ammoniak zugegeben, um den pH-Wert auf den des wäßrigen Magnesiumoxids zu erhöhen.
- Aluminiumoxid anstatt Magnesiumoxid (Vergleichsbeispiel).
- Cellulosetriacetat anstatt Magnesiumoxid. Laurapal X1207 (2 g) wurde ebenfalls zugegeben, um die Dispergierung des Pulvers im Silverson-Mischer zu fördern.
- Polyamid (Orgasol 2002 UD) anstatt Magnesiumoxid. Laurapal X1207 (2 g) wurde ebenfalls zugegeben, um die Dispergierung des Pulvers im Silverson-Mischer zu fördern.
- Das Polyamid Orgasol 2002 EXD wurde in diesem Beispiel anstatt Magnesiumoxid verwendet und die Kondomtauchform wurde wie in den Beispielen 15 und 16 in einen Naturkautschuklatex getaucht. In diesem Fall wurde das weichere Bindungsmittel Vinamul 3231 anstatt Vinamul 3692 verwendet.
- Die Ergebnisse in Tabelle 7 zeigen, daß Aluminiumoxid eine zu niedrige Ölabsorption aufweist, um eine gute Beschichtung zu bilden. Magnesiumoxid war durchaus wirksam, die Dispersionen desselben waren jedoch ziemlich unbeständig. Das Cellulosetriacetat und beide Polyamide wiesen sowohl auf Polyurethan als auch auf Naturkautschuksubstraten eine ausgezeichnete Haftung und Gleitfähigkeitseigenschaften auf.
Claims (10)
1. Elastischer Artikel zur Verwendung im Kontakt mit menschlichem Gewebe
bzw. dem von Säugetieren, welcher Artikel eine Substratschicht aus elastomerem
Material umfaßt, mit der eine im Trockenzustand Gleitfähigkeit verleihende
Beschichtung fest verbunden ist, wobei die Beschichtung ein Bindemittel enthält, in
dem Mikroteilchen haftend verteilt sind, wobei die Mikroteilchen ein
Ölabsorptionsvermögen von mehr als 80 g Öl pro 100 g Mikroteilchen aufweisen,
wobei die Beschichtung auf der mit dem Verwender in Berührung stehenden,
freiliegenden Oberfläche ein Tensid aufweist.
2. Artikel nach Anspruch 1, bei dem die Mikroteilchen ein
Ölabsorptionsvermögen von mindestens 180 g Öl pro 100 g Mikroteilchen aufweisen.
3. Artikel nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Elastomer aus Naturkautschuk,
einem Polyurethan, einem Polyacrylat, einem Polybutylen, einem Siliconkautschuk
oder einem Blockcopolymerisat von Styrol oder Butadien besteht.
4. Artikel nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem das Bindemittel ein Polymer mit
einer Glasübergangstemperatur von über -60 und unter -30ºC ist.
5. Artikel nach Anspruch 4, bei dem das Bindemittel ein Copolymerisat oder
Terpolymerisat von Vinylacetat mit mindestens einer der Substanzen Ethylen,
Ethylenacrylat und Vinylchlorid ist.
6. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Mikroteuchen einen
mittleren Durchmesser von 5 bis 13 Mikron aufweisen.
7. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Tensid ein
Alkyldimethylammoniumbetain oder eine quarternäre Ammoniumverbindung mit
mindestens einer C &sub6;-C&sub1;&sub8;-Hydrocarbylgruppe ist.
8. Artikel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Mikroteilchen
aus einem anorganischen oder. synthetischen polymeren Material bestehen.
9. Artikel nach Anspruch 8, bei dem die Mikroteilchen aus Siliciumdioxid,
Magnesiumoxid, Cellulosetriacetat oder Polyamid bestehen.
10. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, der einen Handschuh für
medizinische oder chirurgische Zwecke darstellt.
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