MXPA05005507A

MXPA05005507A - Articulos elastomericos con resbalado en humedo mejorado.

Info

Publication number: MXPA05005507A
Application number: MXPA05005507A
Authority: MX
Inventors: H Modha Shantilal
Original assignee: Kimberly Clark Co
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2005-07-25
Also published as: CA2507569C; JP2006511637A; EP1569703B1; US6805963B2; EP1569703A1; AU2003259994A1; WO2004054634A1; CA2507569A1; DE60321483D1; US20040115444A1

Abstract

Esta descrito un articulo elastomerico tal como un guante elastomerico, por ejemplo, y un metodo para hacer el articulo elastomerico descrito. El articulo elastomerico incluye un injerto de fluorocarbono sobre la superficie de puesta del articulo. Ademas, el lubricante hidrofilico incluye un siloxano modificado que exhibe una funcionalidad polar que puede aplicarse a la superficie del articulo. En una incorporacion, el siloxano modificado puede ser un siloxano modificado amino. El lubricante de silicona y el injerto de fluorocarbono exhiben una sinergia, proporcionando un articulo con caracteristicas de resbalado en seco mejoradas y caracteristicas de resbalado en humedo mejoradas. Ademas, un alcohol graso puede ser aplicado a la superficie del articulo, mejorando ademas las caracteristicas de resbalado en humedo.

Description

1 ARTICULOS ELASTOMERICOS CON RESBALADO EN HUMEDO MEJORADO Antecedentes de la Invención Los materiales elastoméricos se han formado en incontables diferentes artículos para usarse en muchas aplicaciones, tal como guantes quirúrgicos, guantes para examen, condones, catéteres, globos, tubos y similares. Los materiales elastoméricos se han encontrado que son particularmente adecuados para tales aplicaciones debido a sus características físicas. Por ejemplo, los materiales elastoméricos, además de tener buenas propiedades elásticas, exhiben buenas características de resistencia y pueden ser producidos como para ser impermeables no solo a las soluciones acuosas sino también a muchos solventes y aceites .

Los materiales elastoméricos son típicamente pegajosos al tacto y presentan una superficie algo pegajosa. La pegajosidad de la superficie del artículo frecuentemente hace la fabricación y el uso del artículo a lo mejor difícil. Por ejemplo los artículos tales como los guantes, los catéteres o globos, pueden pegarse a los formadores durante la fabricación y así mismos y si unos a otros (comúnmente llamado "bloqueado") durante el empaque y el envío. Además, los artículos elastoméricos frecuentemente se sienten pegajosos a la piel humana. Por ejemplo, los artículos elastoméricos tales como los 2 guantes, pueden ser difíciles de resbalar sobre la mano durante la puesta debido a la pegajosidad de la superficie del guante.

Varios métodos se han desarrollado en el pasado para disminuir la pegajosidad y a la superficie de un artículo elastomérico . Un proceso común ha sido la adición de un polvo, tal como un talco o un polvo de carbonato de calcio, por ejemplo, a la superficie del articulo. El polvo actúa como un amortiguador de barrera entre la superficie del artículo y la piel para hacer al artículo elastomérico más resbaloso. Aún cuando el polvo sobre la superficie del artículo es aceptable para algunas aplicaciones, los polvos pueden no ser deseados en ciertas aplicaciones tal como las aplicaciones quirúrgicas o de tipo de cuarto limpio.

Como un resultado, los recubrimientos libres de polvo se han desarrollado en un intento de disminuir la superficie de los artículos elastoméricos . Por ejemplo, una variedad de recubrimientos poliméricos se han desarrollado para los artículos elastoméricos en un intento por proporcionar a los artículos con un resbalado incrementado a la superficie. Por ejemplo, los recubrimientos hidrofílieos , tal como los recubrimientos de polímero de hidrogel hidrofílicos , se han usado en un intento de aumentar el desempeño de la puesta húmeda. 3 Otros procedimientos usados en el pasado para aumentar el resbalado de superficie incluyen el alterar la superficie del artículo elastomérico mismo. Por ejemplo, los componentes se han injertado a la superficie del artículo elastomérico en un intento de mejorar las características de resbalado del artículo. La patente de los Estados Unidos de América No. 4,595,632 otorgada a Mayhan y otros, la cual se incorpora aquí por referencia a la misma como a toda la materia relevante, describe un proceso para formar artículos elastoméricos que incluyen un fluorocarbono injertado en la superficie .

Algunos de estos métodos aún cuando mejoran las características de resbalado de superficie de los artículos elastoméricos con respecto a las superficies secas no han mejorado similarmente las características de resbalado con respecto a las superficies húmedas. Más específicamente, cuando la superficie tratada se moja, el coeficiente de fricción aumenta, y el articulo, tal como el guante, por ejemplo, se hace difícil de resbalar sobre la piel.

Las características de resbalado en húmedo de un artículo elastomérico pueden ser particularmente importantes en las aplicaciones médicas. Por ejemplo, los catéteres deben frecuentemente tener la habilidad de resbalarse a través de un tejido epitelial interno mojado. Similarmente, los guantes médicos son usualmente puestos después de que se han lavado las 4 manos sin completar el secado, de manera que las manos pueden estar muy mojadas mientras que el usuario está intentando el deslizar los guantes sobre la piel.

Una variedad de lubricantes se han desarrollado en un intento de aliviar los problemas de las características de resbalado en húmedo en estos artículos . Los lubricantes de ejemplo usados incluyen por ejemplo, lubricantes de silicona, lubricantes de surfactante y lubricantes de amina grasa.

Aún cuando la aplicación de tales lubricantes ha mejorado algo las características de resbalado en húmedo, ha habido mucho que mejorar y aún existe la necesidad en el arte de artículos elastoméricos los cuales exhiben buenas características de resbalado bajo condiciones húmedas así como que exhiben otras características deseadas en un artículo elastomérico .

Síntesis de la Invención En una incorporación, la presente invención está dirigida a un artículo elastomérico, tal como un guante, el cual incluye una matriz primaria con un polímero elastomérico en una superficie. Esta superficie de la matriz primaria incluye un grupo funcional de fluorocarbono injertado al polímero elastomérico. El fluorocarbono puede ser injertado a 5 la columna de polímero con un enlace éster. Además, el artículo incluye un lubricante de silicona aplicado a la superficie del artículo teniendo el injerto de fluorocarbono . En una incorporación, el lubricante puede comprender una silicona modificada hidrofílica. En una incorporación, el lubricante puede comprender una silicona modificada amino hidrofílica.

La presente invención también está dirigida a un método para formar los artículos elastoméricos . En general, el método incluye el formar una matriz primaria con un polímero elastomérico sobre un formador. El fluorocarbono es entonces injertado a la columna de polímero del polímero elastomérico con un enlace éster. Un lubricante de silicona es aplicado a la misma superficie del artículo al cual se ha injertado el fluorocarbono . Cuando el lubricante de silicona es aplicado a la superficie del artículo, puede ser formado un enlace o unión entre el lubricante de silicona modificado y el fluorocarbono.

Breve Descripción de los Dibujos Una descripción completa y habilitante de la presente invención, incluyendo el mejor modo de la misma, para uno con una habilidad ordinaria en el arte como se establece más particularmente en el resto de la descripción, incluyendo la referencia a las figuras acompañantes en las cuales: 6 La figura 1 es una ilustración de los formadores de forma de guante que pueden ser usados de acuerdo con una incorporación de la presente invención; La figura 2 es una vista frontal de un guante de acuerdo a la presente invención; La figura 3 es una vista en sección transversal amplificada con una incorporación de un artículo elastomérico de la presente invención; y La figura 4 es un diagrama de flujo de una incorporación del proceso de la presente invención.

Descripción Detallada de las Incorporaciones Preferidas Deberá entenderse por uno con una habilidad ordinaria en el arte que la presente discusión es una descripción de las incorporaciones de ejemplo solamente, y que no se intenta como limitante de los aspectos más amplios de la presente invención, cuyos aspectos más amplios están involucrados en la construcción de ejemplo. Además, deberá entenderse adicionalmente que aún cuando los artículos elastoméricos mencionados en el resto de esta descripción son generalmente mencionados como guantes, la presente invención es aplicable a otros artículos elastoméricos también, y no está limitada a los guantes . 7 En un aspecto, la presente invención está dirigida a un artículo elastomérico el cual incluye un injerto de fluorocarbono sobre una superficie del artículo y un recubrimiento lubricante aplicado al artículo, el cual, cuando se combina con el injerto de fluorocarbono puede proporcionar un artículo elastomérico que exhibe excelentes características de resbalado cuando está ya sea seco o húmedo. El recubrimiento lubricante usado en la presente invención incluye un polímero de silicona modificado el cual exhibe un sinergismo con el injerto, proporcionando características de resbalado en húmedo superiores al artículo. Otros lubricantes también pueden ser recubiertos sobre el artículo los cuales pueden restringir físicamente el movimiento de la silicona modificada. Esto puede contribuir a mantener al polímero de silicona así como al segundo lubricante sobre la superficie del artículo, mejorando por tanto las características de resbalado en húmedo.

El proceso de la presente invención incluye un injerto de un fluorocarbono en una superficie de un artículo elastomérico. El proceso es aplicable a cualquier artículo el cual contiene insaturación de carbón-carbón alifática sobre la superficie, pero en general se dirige a los artículos elastoméricos . ün injerto de fluorocarbono a un artículo elastomérico puede no solo mejorar las características de mejorado del artículo sino que también puede mejorar la 8 resistencia del artículo a los procesos de oxidación, mejorando por tanto la vida en el anaquel .

Cualquier artículo elastomérico el cual incluye una matriz polimérica insaturada en la superficie puede ser procesado de acuerdo a la presente invención. Por ejemplo, los guantes de la presente invención pueden ser formados de un látex natural o sintético o de un polímero elastomérico disuelto como se desee. Por ejemplo, los guantes de la presente invención pueden ser formados de un hule natural, de un hule de nitrilo, de un poliuretano, de un homopolímero, de un dieno conjugado, un copolímero de por lo menos dos dienos conjugados, de un copolímero de por lo menos un dieno conjugado y de por lo menos un monómero de vinilo, o cualesquier otras combinaciones adecuadas del mismo. Además, las combinaciones de los polímeros o copolímeros pueden estar en una capa única de un artículo o en capas separadas, tal como un artículo de capas múltiples. En tal incorporación, la capa del artículo la cual requerirá una matriz polimérica insaturada será esa capa en la superficie del artículo en la cual se injertará el fluorocarbono .

En general, los artículos elastoméricos de la presente invención pueden ser formados por cualquier proceso adecuados. Por ejemplo, un guante elastomérico puede ser formado por una serie de procesos de embebido de un formador del a forma del artículo terminado. La figura 1 es una ilustración de una serie de moldes o formadores de guante 52 9 los cuales pueden ser usados para formar los guantes de la presente invención. Los formadores 52 mostrados en la figura 1 están ilustrados sobre una paleta como son usados convencionalmente en una operación de procesamiento de carga, pero deberá entenderse que el proceso de la presente invención puede ser utilizado igualmente en el proceso en una operación continua. Un formador 52 puede ser generalmente un molde contorneado que tiene una superficie texturizada o lisa la cual puede aceptar una serie de recubrimientos y liberar el artículo formado. Los materiales posibles para el formador de superficie 52 pueden incluir cualquier material de superficie adecuado. Por ejemplo, la superficie del formador 52 puede ser formada de cerámica, porcelana, vidrio, metal o ciertos fluorocarbonos .

En ciertas aplicaciones, un formador es limpiado antes de la formación de un guante. El proceso de limpieza puede generalmente incluir un pre-enjuague con agua opcional seguido por un lavado ácido. Después del lavado ácido, el formador puede ser enjuagado con agua y embeberse en una solución cáustica calentada antes de un enjuague de agua final. Después del proceso de limpieza puede ser formado un guante sobre el formador a través de una serie de pasos de embebido y secado .

La figura 2 ilustra una incorporación posible de un guante 50 el cual puede ser formado sobre el formador 52. En una incorporación, el guante 50 puede ser formado a través de 10 una serie de inmersiones o zambullidas del formador 52. Por ejemplo en una incorporación, después de limpiar el formador puede ser sumergido en una composición coagulante antes de formar el cuerpo principal o la matriz primaria del guante sobre el formador. Para los propósitos de esta descripción, la matriz primaria del guante es definida como que es el cuerpo principal del guante e incluye una o mas capas de material elastomérico . Un coagulante hace que el polímero de base el cual puede formar la matriz primaria del guante coagule. Las composiciones coagulantes que pueden ser usadas en la presente invención pueden incluir polvos, para facilitar el desvestido del guante del formador o si se desea, pueden estar libres de polvo. En una incorporación, una composición coagulante libre de polvo puede ser usada la cual incluye sales solubles en agua de calcio, aluminio y similares. Por ejemplo, en una incorporación, el nitrato de calcio en agua o alcohol puede ser usado en la composición coagulante. En tal incorporación, el nitrato de calcio puede estar presente en una cantidad de hasta alrededor de 40% por peso. Opcionalmente, la composición coagulante puede contener otros aditivos, tales como surfactantes que mejoran las características del guante.

Después de haberse sumergido en la composición coagulante, el formador puede ser retirado y el coagulante presente en la superficie del formador se deja secar. Para muchas aplicaciones, el coagulante puede ser secado al aire por un tiempo de desde alrededor de 1 minuto a alrededor de 2 11 minutos y una vez secado, un recubrimiento residual del coagulante se deja sobre el formador.

En una incorporación, después de la inmersión del coagulante, el formador puede ser sumergido o zambullido en una emulsión de látex del polímero elastomerico deseado, ün látex es definido para los propósitos de esta invención como un coloide en el cual el polímero elastomerico está suspendido en agu .

En general, una emulsión de látex de la presente invención puede tener un contenido de hilo seco (DRC) de menos de alrededor de 50% o alternativamente un contenido de sólido total (TSC) de menos de alrededor de 50%. En una incorporación, una emulsión de látex puede tener un contenido de hule seco o un contenido de sólido total de menos de alrededor de 25%. Una emulsión de látex también puede contener varios aditivos tales como ajustadores de pH, estabilizadores y similares.

Con el contacto de látex con la composición coagulante, el coagulante hace que algo de látex se haga localmente inestable y coagule sobre la superficie del formador. Cualesquier aditivos en la composición coagulante pueden, dependiendo de lo que esto sean, formar una capa entre el formador y la película de látex o alternativamente pueden ser incorporados en la película de látex y pueden ser subsecuentemente removidos durante un proceso de lixiviado. 12 Después de la cantidad deseada de tiempo, el formador es retirado de la emulsión de látex, y la capa coagulada se deja coalescer completamente sobre el formador.

La cantidad de tiempo por la que el formador es sumergido en emulsión (comúnmente llamado el "tiempo de residencia") determina el grosor de una película. Aumentando el tiempo de residencia del formador en el látex se hace que el grosor de la película aumente . El grosor total de la película que forma el cuerpo del guante puede depender otros parámetros, dependiendo, por ejemplo, el contenido de sólidos de la emulsión de látex y el contenido de aditivo de la emulsión de látex y/o de la composición coagulante .

Después de haberse sumergido en la emulsión de látex, el formador es entonces calentado para curar el polímero .

En una incorporación de la presente invención, las capas adicionales pueden ser formadas sobre la primera capa, de manera que la matriz primaria del guante incluye capas múltiples . Tal proceso es generalmente llamado un proceso de sobre-sumergido . En una incorporación, un proceso de sobre-sumergido puede ser llevado a cabo mediante el sumergir el formador en una emulsión o en una solución del polímero deseado. Las capas adicionales de la matriz primaria pueden mejorar ciertas características del guan e. Por ejemplo, una 13 capa adicional sobre la capa del guante puede proporcionar la insaturación de carbón alifática de la superficie del guante a fin de aceptar el injerto de fluorocarbono de la presente invención.

En general, la formación de una o mas capas sobre el guante por cualquier técnica adecuada puede ser incluida en el proceso de la presente invención. En aquellas incorporaciones en donde uno o mas procesos de sobre inmersión son llevados a cabo, el polímero deseado el cual puede estar localizado sobre la superficie de la matriz primaria del guante debe, a fin de aceptar el injerto de fluorocarbono de la presente invención, incluir una matriz polimérica insaturada.

El artículo elastomérico de la presente invención no requiere ser formado de una emulsión de látex coagulada. Por ejemplo, en una incorporación, el artículo elastomérico de la presente invención puede ser formado de uno o más polímeros los cuales se han disuelto en un solvente adecuado y se han dejado secar sobre un formador en la forma deseada el ser evaporado el solvente de la solución. Por ejemplo, uno o mas copolímeros de bloque insaturados como son conocidos generalmente en el arte pueden ser disueltos en un solvente tal como tolueno, y pueden entonces ser secados sobre un formador en la forma del artículo elastomérico deseado. Los polímeros de bloque incluyen, por ejemplo los copolímeros de bloque de estireno-isopreno-estireno (S-I-S) los copolímeros de bloque de estireno-butadieno- 14 estireno (S-B-S) , los copolímeros de bloque de estireno-butadieno (S-B) y mezclas de los mismos.

En una incorporación, la matriz primaria del guante puede ser formada de una o mas capas de polímeros elastoméricos . Por ejemplo, en una incorporación, la matriz primaria del guante puede incluir una capa interior formada de uno o más copollmeros del bloque de estireno-etileno butileno-estireno (S-EB-S) . En esta incorporación, la primera capa del guante, una vez formada puede ser sometida a un proceso de sobresumergido, a fin de formar una segunda capa de un material elastomérico sobre el cuerpo del guante el cual puede incluir una matriz polimérica insaturada necesaria para el injerto de fluorocarbono de la presente invención. Por ejemplo, un sobrerecubrimiento que incluye uno o más copolímeros de bloque insaturados puede ser formado sobre una superficie de la matriz primaria S-EB-S. La superficie del polímero insaturada del sobrerecubrimiento puede entonces aceptar el injerto de la presente invención. Por ejemplo, en una incorporación, uno o mas copolímeros de bloque S-I-S, los copolímeros de bloque S-B-S, los copolímeros de bloque S-B o las mezclas de los mismos pueden formar un sobrerecubrimiento sobre el guante el cual incluye una matriz primaria de copolímero de bloque de de estireno-etileno-butileño-estireno .

Después de que es formada la matriz primaria del artículo incluyendo cualesquier sobrecapas pesadas, se lleva a 15 cabo un proceso de injerto de fluorocarbono . En una incorporación, el injerto de fluorocarbono puede ocurrir antes del curado de la matriz primaria. Sin embargo, dado que el proceso para injertar el fluorocarbono al substrato de polímero puede ser el mismo ya sea el polímero curado antes o después del injerto, para propósitos de simplificación, la siguiente discusión está generalmente dirigida a esas incorporaciones en donde el fluorocarbono es injertado a la superficie del artículo elastomérico después del curado de la matriz primaria. También se apreciará por aquellos expertos en el arte que un paso de curado o vulcanización no será necesario del todo en ciertas incorporaciones de la presente invención.

En una incorporación, el polímero puede ser colocado antes del injerto de la presente invención a una temperatura de entre alrededor de 100°C a alrededor de 150°C. En general, un látex de hule natural o sintético puede ser vulcanizado por reacción de alta temperatura con un agente de vulcanización, generalmente sulfuro, para provocar un entrecruzado de las cadenas de polímero. Además, de vulcanizar el látex el proceso de alta temperatura puede provocar la evaporación de cualesquier componentes volátiles que restan sobre el formador, tal como cualquier agua restante.

El proceso de injerto de fluorocarbono involucra primero epoxidizar la superficie del artículo, seguido por la reacción de los grupos epoxi con el fluorocarbono apropiado. En 16 una incorporación, ambos pasos pueden ser llevados a cabo en un proceso único, aún cuando esto no se requiere para la presente invención. Antes de la etoxilación de la superficie del artículo, el artículo puede ser primero limpiado y/o lixiviado. En una incorporación, la superficie puede ser limpiada con una superficie que tiene ya sea benceno o tolueno combinado con alcohol de isopropilo.

Después de la limpieza, la superficie del artículo elastomérico puede ser expuesta a un ácido de peroxi adecuado (por ejemplo, un ácido peroxi carboxílico) a una temperatura de reacción adecuada a fin de epoxidizar la superficie del artículo. Por ejemplo, el artículo puede ser expuesto a un ácido peroxi que tiene la fórmula general : A una temperatura de menos de alrededor de 100°C. En una incorporación, el artículo puede ser expuesto a un ácido peroxi a una temperatura de entre alrededor de 10 °C a alrededor de 40°C. En una incorporación, el artículo puede ser expuesto a un ácido peroxi a la temperatura ambiente (por ejemplo alrededor de 20°C) .

Con la reacción del ácido peroxi en la matriz de polímero insaturada en la superficie del guante, la superficie 17 del guante se epoxidiza con la formación de epóxido, por una oxirana, grupos de los sitios de enlace doble de carbón-carbón: La superficie epoxidizada del artículo elastomérico está entonces lista para aceptar un injerto de fluorocarbono . La superficie epoxidizada del artículo elastomérico puede ser injertada mediante el exponer la superficie a una resolución que contiene grupos alifático, apático o alicíclico que tiene uno o más átomos de flúor.

En una incorporación, el ácido peroxitrifluoroacético puede ser usado como un medio de injerto. Esto puede encontrarse que es deseable en algunas incorporaciones de la presente invención debido a que la misma solución ácida puede ser usada para epoxidizar la superficie del substrato y proporcionar los átomos de flúor. Por tanto, la epoxidación y el injerto pueden llevarse a cabo sucesivamente en el mismo baño ácido sin interrupción para dar el injerto. En otra incorporación posible, el artículo elastomérico puede ser sumergido en una solución que incluye ambos ácido tricloroacético, peróxido de hidrógeno, de manera que la epoxidación del injerto puede llevarse a cabo en el mismo baño sin interrupción. Por ejemplo, una solución contiene entre alrededor de 25% a alrededor de 50% de ácido trifluoroacético 18 por peso y entre alrededor de 10% y alrededor de 25% de peróxido de hidrógeno por peso puede usarse para injertar el fluorocarbono en la superficie del artículo elastomérico . En una incorporación, la solución puede contener entre alrededor de 30% a alrededor de 40% de ácido trifluoroacético por peso y entre alrededor de 15% y alrededor de 20% de peróxido de hidrógeno por peso .

La solución de injerto no requiere ser acuosa. Cualquier solvente adecuado capaz de disolver el agente de injerto de fluorocarbono sin ya sea perjudicar el substrato o reaccionar con el agente de injerto de fluorocarbono puede ser usado. Por ejemplo, una incorporación incluye el uso de alcohol de isopropilo como un solvente.

Al continuar la reacción de injerto, el éster de hidroxi tiende a esterificar al diéster y también a hidrolizar al dihidroxi como se indica abajo: (diéster) (hidroxi éster) (dihidroxi) 19 Se ha encontrado que el diéster es hidrolíticamente inestable, pero que el hidroxiéster exhibe un nivel superior de estabilidad hidrolítica. Se cree que esto se debe a un enlace de hidrógeno intramolecular entre el grupo de hidroxi adyacente del enlace éster. En una incorporación, la conversión del diéster al éster hidroxi, hidrolíticamente estable puede lograrse por el paso adicional de colocar el artículo injertado de fluorocarbono en una solución acuosa mantenida de entre alrededor de 8 a alrededor de 11. En una incorporación, el artículo injertado de fluorocarbono puede ser colocado en una solución acuosa mantenida a un pH de alrededor de 9 y alrededor de 11. Por ejemplo, el artículo puede ser colocado en una solución de hidróxido de potasio a un pH de entre alrededor de 9 y alrededor de 10. Esta reacción puede proceder a la temperatura ambiente y, dependiendo de la incorporación del substrato y de la profundidad del injerto, el tiempo de permanencia sobre el substrato en la solución alcalina puede caer generalmente dentro del rango de entre alrededor de 1 y alrededor de 3 horas .

Aún cuando el ácido peroxitrifluoroacético se ha encontrado que es efectivo como un agente de injerto (y también como un agente epoxidizante) una variedad de agentes distintos a los ácidos policarboxílicos pueden ser usados para injertar grupos de fluorocarbono en la superficie epoxidizada de un substrato pre-formado. Tales agentes incluyen, por ejemplo, los acétales que contienen flúor, los acetoacetatos, acetonitrilos , 20 acetilenos, los anhídridos ácidos, los haluros decilo, los alcoholes, aldehidos, haluros de alquilo, hidroperóxidos de alquilo, amidas, aminas (primaria, secundaria o terciaria) acidas, cianatos, cetonas, malonatos, haluros organomagnesio, fenoles, fosfinas y ftalimidas .

Aún cuando la posibilidad termodinámica de todas estas reacciones es clara, se entenderá que las condiciones de reacción y los solventes variarán dependiendo del substrato particular y del material de injerto seleccionado.

En una incorporación, el proceso de injerto puede continuar hasta que esencialmente todos los sitios reactivos sobre la superficie del substrato (por ejemplo, todos los sitios de insaturación) estén ocupados por el injerto de fluorocarbono. El artículo resultante puede tener ambas las propiedades del polímero elastomérico que forma el cuerpo principal del artículo y las propiedades de superficie del injerto de fluorocarbono. En el caso de un artículo formado de un elastómero tal como un látex de hule natural, el artículo puede retener la elasticidad y la flexibilidad, pero su superficie tratada puede tomar las características de resbalado en seco y resistencia a la oxidación del fluorocarbono . Además, de aumentar marcadamente la lubricidad y la resistencia al ozono, el injerto de fluorocarbono reduce la permeabilidad de gas de una hoja o película elastomérica indicando que los orificios submicroscópicos y fisuras pueden ser sellados por el injerto de fInorocarbono denso. También, en la extensión en que los sitios reactivos que de otra manera se hagan presentes sobre la superficie de los substratos están ocupados por el injerto de fluorocarbono, se cree que es mejorada la biocompatibilidad. Una vez que la superficie del guante se ha injertado con el fluorocarbono, el guante puede ser enjuagado tal como, con agua de enjuague y secarse antes de la aplicación del lubricante de silicona de la presente invención. Si el fluorocarbono se ha injertado sobre la superficie del articulo elastomérico antes de curar la capa elastomérica, el polímero puede ser curado después del proceso de injerto y antes de la aplicación del lubricante. En una incorporación, el lubricante de silicona puede ser aplicado a la superficie del guante mientras que el guante está aún sobre el formador. Alternativamente, el guante puede ser desvestido antes de la aplicación del lubricante de silicona. En general, el lubricante de la presente invención puede ser un lubricante a base de silicona el cual puede proporcionar buenas características de resbalado en húmedo. Además, el lubricante de silicona de la presente invención también puede exhibir una funcionalidad polar. Mas específicamente, el lubricante de la presente invención puede ser un lubricante de siloxano modificado el cual exhibe la f ncionalidad polar en el componente dominante sobre la columna del polímero. En una incorporación, el grupo funcional polar sobre la columna de siloxano puede ser una mitad amino. Aún cuando no se desea el estar unido por ninguna teoría particular, se cree que un grupo 22 funcional polar sobre el polímero de siloxano, tal como un grupo de amino, por ejemplo, puede ser atraído al enlace de este fluorocarbono, a la superficie del guante. Además se cree que una atracción de carga fuerte puede desarrollarse entre el enlace de éster de fluorocarbono y el grupo polar sobre el polímero de siloxano en el enlace fluoroéster que lleva un enlace polar desarrollado entre el lubricante de siloxano y la superficie de la matriz primaria, evitando la penetración del lubricante de silicona al interior del guante y mejorando las características de resbalado en húmedo del guante.

Como tal, el lubricante de siloxano modificado polar y el polímero injertado en fluorocarbono de la matriz primaria del guante puede exhibir un sinergismo, mejorando las características de resbalado, particularmente las características de resbalado en húmedo el artículo elastomérico mas allá de aquella utilidad por el uso de un componente solo o de cualquier componente usado con otros recubrimientos y lubricantes conocidos en el arte .

En una incorporación, la silicona modificada puede ser una silicona amino-modificada. Una silicona amido-modificada puede ser formada de una silicona órgano-modificada. Los copolímeros de polisiloxano (por ejemplo, siliconas órgano-modificadas) y los métodos para hacer las mismas son generalmente conocidos por aquellos expertos en el arte . Tales copolímeros frecuentemente tienen grupos hidroxil . 23 La amino-modificación de una silicona puede llevarse a cabo mediante el primero sustituir un haluro por el grupo de hidroxilo sobre el polisiloxano órgano-modificado. El haluro puede entonces ser reaccionado con amonia o una amina para sustituir un grupo amino por el haluro. Este proceso último es llamado aminohalosis de haluros . Alternativamente, los polisiloxanos amino-modificados (por ejemplo siliconas amino-modificadas) pueden ser preparadas de acuerdo a la patente de los Estados Unidos de América No. 3,905,823 otorgada a Piskoti la cual se incorpora aquí por referencia como todo material relevante. De acuerdo a Piskoti , los polisiloxanos amino-modificados son preparados mediante el mezclar un siloxano órgano-modificado con los silanos amino-funcionales o siloxanos y después equilibrar la mezcla en la presencia de un catalizador base, por ejemplo, hidróxidos de metal alcalino, alcóxidos, hidridos, alquilos, alquenilos y arilos, y silanoatos .

En una incorporación, un polisiloxano amino modificado puede ser tal como se encuentra en un suavizador vendido por Dow Corning Corporation designado como DC 8600. En una incorporación, el polímero de silicona modificado puede ser usado en la presente invención en la forma de una emulsión, tal como una composición acuosa que contiene entre alrededor de 0.05% por peso y alrededor de 5% por peso del siloxano modificado . 24 En una incorporación, las características de resbalado en húmedo del articulo elastomérico pueden además mejorarse con la aplicación adicional de un lubricante adecuado en la superficie del guante. Por ejemplo, un lubricante que contiene 1 o mas alcoholes de peso molecular alto (por ejemplo, alcoholes grasos) puede ser usado. En una incorporación, puede ser usado un lubricante que incluye un hexadecanol y octadecanol y que se vende bajo el nombre de comercio Varisoft® BTMS disponible de Goldschmidt Chemical Corporation.

Los alcoholes grasos los cuales son definidos para los propósitos de esta descripción como un alcohol que incluye una cadena recta de por lo menos 10 carbonos, se cree que son benéficos para las características de resbalado en los guantes de la presente invención debido a que estos incluyen una parte hidroxilo ligeramente polar la cual puede formar un enlace débil con el enlace éster del injerto de fluorocarbono sobre el polímero elastomérico. Además del hidroxilo, sin embargo, también se pueden incluir una cola de hidrocarbón largo. Como se discutió previamente, el polímero de silicona puede ser sólido a la superficie del guante en el enlace fluoroéster. La unión débil adicional entre el enlace fluoroéster y el alcohol graso pueden proporcionar al polímero de silicona y al alcohol graso en una proximidad cercana, llevando a un enredado físico entre la cola de hidrocarburo larga del alcohol graso y el polímero de silicona. Esto puede 25 además restringir el movimiento de ambos el polímero de silicona y el lubricante manteniendo ambos aún mas limitados de superficie y además mejorando las características de puesta en húmedo del guante .

Los lubricantes de cadena larga tal como los alcoholes grasos pueden ser aplicados a la superficie del guante por cualquier método adecuado. Por ejemplo, después de la aplicación del lubricante de siloxano, el guante puede ser sumergido en una solución que incluye los alcoholes grasos deseados. Alternativamente, una solución puede ser rociada o pintada sobre la superficie ya sea antes o después de que el artículo es desvestido del formador . En una incorporación posible, los alcoholes grasos pueden ser incluidos en la solución con el siloxano modificado. Por ejemplo, en una incorporación el guante, puede ser desvestido en una solución incluyendo entre alrededor de 0.05% por peso y alrededor 5% por peso de polímero de silicona amino modificada y entre alrededor de 0.02% por peso y alrededor de 5% por peso de alcoholes grasos. En una incorporación, el guante puede ser sumergido en una solución o emulsión que incluye de entre alrededor de 0.01% por peso y alrededor de 1% por peso de polímero de silicona amino modificada y entre alrededor de 0.01% por peso y alrededor de 1% por peso de 1 o mas alcoholes grasos.

Otros componentes deseados son generalmente conocidos en el arte y pueden ser incluidos en la solución. Por 26 ejemplo, los poliéteres de siloxano también pueden ser incluidos en la solución para mejorar además las características del' guante . Una combinación de múltiples métodos de aplicación también se contempla por la presente invención.

El proceso específico para aplicar un lubricante de silicona a la superficie encantada de fluorocarbono del substrato elastomérico depende de las características del proceso. Por ejemplo, las variaciones en el proceso están previstas debido a la naturaleza del substrato, ya sea el artículo formado por inmersión de una forma por un látex de polímero elastomérico o en una solución del polímero elastomérico en un solvente, y similar. Los métodos para hacer el substrato elastomérico de los artículos de la presente invención también son muy conocidos en el arte.

Por ejemplo, cuando la matriz primaria es formada de un látex de hule natural compuesto, el látex sobre el formador puede ser encamado y lechado en la manera normal y puede entonces ser secado y vulcanizado seguido por el injerto de fluorocarbono sobre la superficie del artículo. Como se mencionó previamente, sin embargo, el injerto puede ser llevado a cabo ya sea antes y después de que es curada la matriz primaria. En una curación, el lubricante de silicona puede ser aplicado mediante el sumergir el artículo injertado en una solución acuosa incluyendo ambos el lubricante de siloxano y 27 uno o más alcoholes grasos. En una incorporación alterna, el guante puede ser puesto en contacto con el lubricante de silicona después de que el guante es desvestido del formador. Después de la aplicación del lubricante de silicona y, cuando se desee otros tratamientos tal como la aplicación de uno o más alcoholes grasos, el guante puede generalmente secarse tal como el secado con agitación, como se conoce generalmente en el arte . La figura 4 ilustra los diagramas de flujo para las incorporaciones posibles de la presente invención, en general, el proceso puede comenzar con el paso de lavado en el cual un formador 52 como se ilustró en la figura 1, puede ser lavado antes de la formación del guante sobre el formador. Opcionalmente , y dependiendo de por lo menos en parte del elastómero el cual formara parte de la matriz primaria del formador puede ser recubierto con una composición coagulante. Una vez que el formador es preparado, la matriz primaria del guante puede ser formada por uno o más recubrimientos-inmersiones en la composición o composiciones de polímero elastoméricas . Después de que la matriz primaria del guante se ha formado, el proceso puede continuar mediante el curar la matriz primaria, limpiando la superficie de la matriz primaria con un benceno, o tolueno y una solución de alcohol isopropilo, además injertando la mitad de fluorocarbono deseada a la matriz primaria. Alternativamente, el proceso de injerto de fluorocarbono puede ser llevado a cabo después de limpiar la superficie de la matriz primaria y antes del proceso de curado. 28 Después de que la mitad de fluorocarbono se ha injertado al artículo, el artículo colocado en una baño alcalino por un período de tiempo, para convertir el diéster de fluorocarbono al éster hidroxi hidrolíticamente mas estable. Después del baño alcalino opcional, puede ser aplicado a un lubricante incluyendo la silicona modificada a la superficie del guante, ya sea antes o después del desvestido del guante del formador.

En otras incorporaciones, los artículos elastoméricos de la presente invención pueden ser formados de acuerdo a métodos similares. Por ejemplo, los artículos elastoméricos formados de polímeros de una forma dispersada, por ejemplo látex, tal como por ejemplo, los poliuretanos y las emulsiones de látex de nitrilo así como los artículos formados de polímeros disueltos, pueden tratarse simxlarmente al método antes descrito, aún cuando el paso de vulcanización no será necesario en cada caso, como puede fácilmente apreciarse por aquellos expertos en el arte.

La figura 3 es una ilustración de una sección transversal de una parte de una incorporación del artículo hecho de acuerdo a la presente invención. En esta incorporación particular, la matriz primaria 30 del guante es una matriz primaria de capa única. El injerto de fluorocarbono 34 está en la superficie de la matriz primaria y el lubricante de silicona 32 es aplicado a la superficie de la matriz primaria que incluye el injerto de fluorocarbono . Debido a la relación 29 sinergística que se desarrolla entre el injerto de fluorocarbono 34 en la superficie de la matriz primaria 30 y el lubricante de silicona 32, los artículos, por ejemplo los guantes de la presente invención pueden tener buenas características de resbalado, incluyendo ambas características de resbalado en seco y en húmedo, sin ningún proceso de halogenación . Por ejemplo clorinación necesaria. Además, en aquellas incorporaciones en donde no se aplica polvo al formador antes de la formación de la capa de matriz primaria del guante, los guantes producidos pueden ser guantes libres de polvo sin procesos de remoción de polvo requeridos, como puede preferirse en algunas aplicaciones.

La presente invención puede ser entendida mejor con referencia al siguiente ejemplo el cual se proporciona por vía de explicación de la invención, y no de limitación de dicha invención. De hecho, será evidente para aquellos expertos en el arte que varias modificaciones y variaciones pueden hacerse de la invención sin departir del alcance o del espíritu de la invención.

E emplo Los guantes de látex natural fueron formados mediante el recubrimiento con inmersión de un coagulante incluyendo un carbonato de calcio sobre un formador de forma de guante. Después de que el coagulante estuvo sobre el formador, 30 una capa de látex natural fue formada sobre la capa de coagulante mediante inmersión-recubrimiento . Después, el artículo de látex natural fue deslavado y el látex fue curado/vulcanizado para formar el guante de látex natural sobre el formador.

Aún estando sobre los formadores, los guantes fueron entonces sumergidos sobre una solución acuosa incluyendo 1,200 gramos de ácido de cloroacético y 2,000 gramos de 30% de peróxido de hidrógeno.

Los guantes fueron removidos de la solución, se enjuagaron en agua y se colocaron en una solución de hidróxido de potasio/agua de un pH de 9.5 por dos horas. Después de este tiempo, los guantes fueron enjuagados en agua, y se secaron.

Uno de los guantes fue entonces sumergido en una composición lubricante incluyendo: 0.5 de Varisoft® BTMS (BTMS con mezcla de dos alcoholes obtenidos de Goldschmitdt Chemical Corporation) 0.45% DC 8600 (siloxano amino-modificado , alcohol graso y siloxano poliéter disponible de Dow Corning Corporation) 99.05% de agua 31 El guante fue entonces desvestido del formador y secado con agitación.

Otro de los guantes preparados fue sumergido en una composición lubricante de un lubricante de siloxano diferente, SM 2140 disponible de General Electric Corporation, el cual incluye grupos de metilo de la columna de polímero. Después de la inmersión, este guante fue desvestido del formador y se seco con agitación.

La puesta húmeda fue entonces comparada para los dos guantes por un evaluador entrenado.

El guante el cual fue recubierto con SM 2140 se encontró que pudo ser puesto con las manos mojadas pero con una gran dificultad. El guante al que se le dio una calificación de puesta en húmedo de 3.5 de acuerdo a una escala de calificación subjetivo de 1-5 la cual se describe abajo en la tabla 1.

Tabla 1 Calificación Descripción Detalle 5 Excelente Fácil de poner sin ajuste 4 Bueno Guante puesto con ajuste mínimo 3 Aceptable Puede ponerse con ajuste razonable y algún ajuste 2 Pobre Puede ponerse el guante solo parcialmente 1 Fallido No puede ponerse 0 No calificó No pudo ni intentarse ponerlo 32 El guante recubierto con la otra composición antes descrita fue puesto exitosamente con las manos mojadas y se le dio una calificación de puesta de 4+ .

La combinación de injerto de fluorocarbono, el siloxano funcionalizado y el surfactante de alcohol graso produjeron un guante con características de resbalado en húmedo mejoradas asi como buenas características de resbalado en seco y una resistencia mejorada a la oxidación. Además, el guante preparado de acuerdo al proceso de la presente invención puede tener una apariencia más blanca cuando se compara a otros guantes generalmente conocidos en el arte .

Estas y otras modificaciones y variaciones de la presente invención pueden ser practicadas por aquellos con una habilidad ordinaria en el arte sin departir del espíritu y alcance de la presente invención la cual es mas particularmente establecida en las reivindicaciones anexas. Además, aquellos con una habilidad ordinaria en el arte apreciarán que la descripción anterior es por vía de ejemplo solamente y que no se intenta el limitar la invención así descrita en tales reivindicaciones .

Claims

33 R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Un artículo elastomérico que comprende : una matriz primaria que comprende un polímero elastomérico que comprende una superficie; una mitad de fluorocarbono injertada en la primera superficie, en donde dicha mitad de fluorocarbono es injertada al polímero elastomérico a través de un enlace éster; y un lubricante de silicona aplicado a la primera superficie, el lubricante de silicona comprende una silicona modificada que exhibe una funcionalidad polar.

2. El artículo elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado además porque comprende un alcohol de cadena larga aplicado a la primera superficie.

3. El artículo elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 2, caracterizado porque el alcohol es seleccionado del grupo que consiste de hexadecanol, octadecanol y mezclas de los mismos. 34

4. El artículo elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el polímero elastomérico es hule natural o sintético.

5. El artículo elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el polímero elastomérico es copolímero de bloque.

6. El artículo elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 5, caracterizado porque el copolímero de bloque es seleccionado del grupo que consiste de copolímeros de bloque de estireno-isopreno-estireno, copolímeros de bloque de estireno-polibutadieno-estireno, copolímeros de bloque de estireno-butadieno y mezclas de los mismo.

7. El artículo elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la matriz primaria comprende una capa interior que comprende un polímero elastomérico y una capa exterior que comprende un segundo polímero elastomérico en donde la capa exterior comprende la primera superficie de la matriz primaria.

8. El artículo elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 7, caracterizado porque la capa interior comprende un copolímero de bloque de estireno-etileno butileno-estireno .

9. El artículo elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque además comprende mitades hidroxi colgantes al polímero elastomérico en donde una mitad hidroxi única y una mitad de fluorocarbono única están colgando a átomos de carbón sucesivo sobre el polímero elastomérico.

10. El artículo elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque la silicona es amino-modificada .

11. El artículo elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque las mitades de fluorocarbono son unidas a la silicona.

12. El articulo elastomérico tal y como s reivindica en la cláusula 1, caracterizado porque el artícul elastomérico es un guante .

13. El artículo elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 12, caracterizado porque el lado de puesta del guante es la primera superficie .

14. El artículo elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 12, caracterizado porque el guante es un guante libre de polvo . } 36

15. Un guante elastomérico que comprende : una matriz primaria que comprende un polímero elastomérico en una primera superficie, en donde la primera 5 superficie es un lado de puesta; una mitad de fluorocarbono injertada al polímero elastomérico en una primera superficie, en donde la primera superficie es un lado de puesta; 10 una mitad de fluorocarbono injertada al polímero elastomérico con un enlace éster; y un lubricante de silicona aplicado al lado de 15 puesta, el lubricante de silicona comprende una silicona amino- modificada .

16. El guante elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado porque comprende 20 además un alcohol de cadena larga aplicado al lado de puesta.

17. El guante elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 16, caracterizado porque el alcohol , es seleccionado del grupo que consiste de hexadecanol, 25 octadecanol y una mezcla del mismo.

18. El guante elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado además porgue comprende mitades hidroxi colgantes al polímero elastomérico, en donde una mitad hidroxi única y una mitad de hidrocarburo única están colgando a átomos de carbón sucesivo sobre el polímero elastomérico.

19. El guante elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado porque el polímero elastomérico es un hule natural o sintético.

20. El guante elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado porque el polímero elastomérico es un copolímero de bloque.

21. El guante elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 20, caracterizado porque el copolímero de bloque es seleccionado del grupo que consiste de copolímeros de estireno-isopreno-estireno, copolímeros de bloque de estireno-polibutadieno-estireno, copolímeros de bloque de butadieno-estireno y mezclas de los mismos.

22. El guante elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado porque la matriz primaria comprende una capa interior de un polímero elastomérico y una capa exterior de un polímero elastomérico en 38 donde la capa exterior es la primera superficie de la matriz primaria .

23. El guante elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 22, caracterizado porque la capa interior comprende un copolímero de bloque de estireno-etileno butileno-estireno .

24. El guante elastomérico tal y como se reivindica en la cláusula 15, caracterizado porque el guante es un guante libre de polvo .

25. Un proceso para formar un artículo elastomérico que comprende : formar una matriz primaria sobre un formador, la matriz primaria comprende un polímero elastomérico insaturado localizado sobre una primera superficie; injertar una mitad de fluorocarbono al polímero elastomérico con un enlace éster; aplicar una silicona modificada la cual exhibe funcionalidad polar a la primera superficie, formando por tanto el artículo; y desvestir el articulo del formador. 39

26. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 25, caracterizado porque comprende curar el polímero elastomérico sobre el formador.

27. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 26, caracterizado porque el polímero elastomérico es curado antes de injertar el fluorocarbono al polímero elastomérico .

28. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 26, caracterizado porque el polímero elastomérico es curado después de injertar el fluorocarbono al polímero elastomérico .

29. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 25, caracterizado porque el artículo es desvestido del formador antes de la aplicación de la silicona modificada.

30. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 25, caracterizado porque el artículo es desvestido del formador después de la aplicación de la silicona modificada.

31. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 25, caracterizado porque comprende aplicar un alcohol de cadena larga a la primera superficie . 40

32. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 31, caracterizado porgue comprende aplicar una solución de menos de alrededor de 5% por peso del alcohol de cadena larga .

33. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 25, caracterizado además porque comprende el aplicar una solución de entre alrededor de 0.05% y alrededor de 5% por peso de la silicona modificada.

3 . El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 25, caracterizado porque el artículo elastomérico es un guante .

35. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 34, caracterizado porque el lado de puesta del guante es la primera superficie .

36. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 25, caracterizado porque la silicona modificada es amino-modificada .

37. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 25, caracterizado porque comprende el sumergir la matriz primaria sobre el formador en una solución acuosa a un pH de entre alrededor de 8 a alrededor de 11 por un período de 41 entre alrededor de 1 a alrededor de 3 horas después del injerto de la mitad de fluorocarbono al polímero elastomerico.

38. El proceso tal y como se reivindica en cláusula 25, caracterizado porque el polímero elastomerico un hule natural o sintético.

39. El proceso tal y como se reivindica en cláusula 25, caracterizado porque el polímero elastomérico un copolimero de bloque.

40. El proceso tal y como se reivindica en la cláusula 25, caracterizado porque la matriz primaria comprende una capa interior y una capa exterior, en donde la capa interior comprende un copolimero de bloque de estireno-etileno butileno-estireno y la capa exterior comprende un polímero elastomérico insaturado.

41. Un guante elastomérico que comprende: una matriz primaria que comprende un polímero elastomérico que comprende una primera superficie, en donde la primera superficie es un lado de puesta; una mitad de fluorocarbono injertada al polímero elastomérico con un enlace éster; y 42 una composición lubricante que comprende silicona y un alcohol de cadena larga aplicado al lado puesta . 43 R E S U M E N Esta descrito un artículo elastomérico tal como un guante elastomérico, por ejemplo, y un método para hacer el artículo elastomérico descrito. El artículo elastomérico incluye un injerto de fluorocarbono sobre la superficie de puesta del artículo. Además, el lubricante hidrofílico incluye un siloxano modificado que exhibe una funcionalidad polar que puede aplicarse a la superficie del artículo. En una incorporación, el siloxano modificado puede ser un siloxano modificado amino. El lubricante de silicona y el injerto de fluorocarbono exhiben una sinergia, proporcionando un artículo con características de resbalado en seco mejoradas y características de resbalado en húmedo mejoradas. Además, un alcohol graso puede ser aplicado a la superficie del artículo, mejorando además las características de resbalado en húmedo.