由多層膜制成的具有熔接縫的彈性體制品的制作方法

由多層膜制成的具有熔接縫的彈性體制品的制作方法
【專利摘要】通過將兩個多層膜(40)片熔接在一起制備諸如手套(10)的彈性體制品。通過超聲結合、熱結合或它們的混合將所述膜片熔接在一起。所述多層膜(40)包含至少三個層(42,44,46)，在一個實施方案中，這些層是共擠出的。所述多層膜的每個層(42,44,46)由不同的組合物制備，該不同的組合物產生具有不同性質的層。
【專利說明】由多層膜制成的具有熔接縫的彈性體制品
【背景技術】
[0001]由天然或合成橡膠制成的彈性體制品被用于多種不同的應用領域，其包括用作外科手術手套、檢查用手套、避孕用具、導管、氣球和管(tubing)等。由于其物理性質，彈性體材料在生產這樣的制品中是有用的。例如，所述材料不僅可以被拉伸，而且在釋放時也能夠基本上回到它們的初始形狀。
[0002]傳統上，已經通過使用要生產的最終產品的形狀的模具或樣板制造了彈性體制品。例如，當制造手套時，首先將手形模具或樣板浸潰入促凝劑漿體中。漿體在樣板上干燥后，將樣板浸潰入諸如天然或合成的乳膠的橡膠類材料中。可以將樣板數次浸潰入橡膠材料中以在樣板上逐漸建立所期望厚度的層。然后將形成的彈性體制品固化、冷卻以及從模具剝離。
[0003]如以上所描述的多步浸潰方法可以生產諸如手套的彈性體制品，所述彈性體制品是彈性的、形狀貼合的(form-fitting)、具有觸覺敏感性，并且耐化學腐蝕。然而，不幸的是，以上所描述的多步浸潰方法是勞動和能量密集型的。另外，僅僅某些類型的橡膠材料可接受浸潰方法。
[0004]在一個替代的技術方案中，也可以通過將兩個膜層熱封在一起來生產手套，而不是通過浸潰方法生產手套。通過熱封方法形成手套可以相對地更加便宜。然而，不幸的是，過去在能夠生產具有彈性性質的熱封手套中已經遇到了難題，其中所述彈性性質提供觸覺敏感性。在這方面，該手套通常不具有形狀貼合性質，通常由比浸潰產品更厚的膜制成，并且對于手而言是過大的，導致較差的貼合。
[0005]據此，在以成本效率更高的方式生產具有優異觸覺敏感性的形狀貼合手套方面仍需要改進。
[0006]發明概 沭
[0007]一般地，本公開內容涉及由熱塑性彈性體膜制成的諸如手套的彈性制品。在一個實施方案中，所述膜包括多層膜。所述多層膜可以包括，例如，共擠膜。根據本公開內容，所述膜包含具有不同特性的多個層。一旦成形膜，然后可以通過將至少兩片所述膜熔接到一起而使用該膜生產諸如手套的彈性制品。例如，可以圍繞它們的周邊將由多層膜制成的第一手形片(panel)熔接至也是由所述膜制成的第二手形片以形成手套。選擇用于形成所述膜的彈性體材料，使得該材料可以熱結合或超聲結合到其本身。因此，可以將所述第一手形片附著到所述第二手形片而不使用粘合劑。
[0008]在以上描述的方式中，可以生產手套和其它的彈性制品，而沒有必要將樣板浸潰入多個浸潰溶液中以形成制品。
[0009]在一個實施方案中，例如，本公開內容涉及使用者穿戴時具有形狀貼合性質的手套。所述手套包含圍繞它們的周邊或外周長熔接到第二手形片的第一手形片。這兩個片熔接到一起，留有用于接收手的中空開口。根據本公開內容，所述手形片包含彈性的多層膜。
[0010]所述多層膜包括位于第一層和第二層之間的至少一個中間層。所述第一層可以形成或至少面向手套的外表面。所述第二層形成或面向手套的內表面。每個層可以含有熱塑性彈性體。每個層可以由不同的材料組合物形成。在一個實施方案中，所述第二層含有用于使手套穿戴便利的減摩添加劑。所述減摩添加劑可以包括，例如，包括納米顆粒在內的顆粒。所述顆粒可以包括，例如，諸如二氧化硅和/或氧化鋁的填料。所述減摩添加劑也可以包括聚合物顆粒或聚合物添加劑。可以將所述減摩添加劑納入所述第二層內或者可以將所述減摩添加劑施加到所述第二層的表面。在一個實施方案中，例如，所述減摩添加劑可以包括油，例如，施加到所述第二層表面的硅油。所述多層膜可以具有約0.5密耳(mil)至約8密耳，例如約I密耳至約6密耳的厚度。
[0011]根據本公開內容，所述多層膜可以包括非層壓的膜。特別地，可以同軸地(in-line)制備所述多層膜，但是該膜的所有層是一次形成的，而不是將單獨的膜片(filmplies)粘著在一起。例如，所述膜可以是共擠出的。
[0012]在一個實施方案中，所述多層膜的所有三個層包含相同的熱塑性彈性體。例如，在一個實施方案中，所述膜的三個層主要由熱塑性聚氨酯彈性體制成。所述熱塑性聚氨酯彈性體可以是基于聚醚的或基于聚酯的。雖然每個層包含熱塑性彈性體，但是每個層可以包含不同的組分和成分。例如，如以上所描述的，所述第二層可以包含減摩添加劑。在一個實施方案中，所述第一層可以包含增強抓握或減小粘連的添加劑，和/或著色劑。
[0013]在一個替代的實施方案中，所述多層膜的至少兩個層，例如，所有的三個層可以由不同的熱塑性彈性體制成。
[0014]以下將更詳細地討論本公開內容的其它特征和方面。
[0015]附圖的簡要i兌明
[0016]在包括參考附圖在內的說明書的其余部分中，對包括對本領域技術人員而言的最佳實施方案在內的完整且能夠實現的本發明的公開內容做了更詳細的闡述，其中:
[0017]圖1A是根據本公開內容制備手套的方法的一個實施方案的透視圖；
[0018]圖1B是可以在圖1A中所說明的裝置中使用的手形線(hand-shaped wire)的透視圖；
[0019]圖2是根據本公開內容制備的手套的透視圖；和
[0020]圖3是根據本公開內容的可以使用的多層膜的橫截面圖。
[0021]在本說明書和附圖中重復使用的附圖標記意在表示本發明的相同或相似的特征或元件。
[0022]定義
[0023]如本文中所使用的，術語“彈性體的”或“彈性的”是指，施加拉力時，在至少一個方向(例如，橫向方向)上是可拉伸的，并且釋放拉力時，收縮/回復到近似其初始尺寸的材料。例如， 拉伸的材料可以具有比其松弛未拉伸的長度至少長50%的拉伸長度(stretchedlength)，并且釋放拉力時，拉伸長度將恢復到其拉伸長度的至少50%以內。一個假設的實例為，一 (I)英寸的材料樣品，其可拉伸到至少1.50英寸，以及釋放拉力時，將恢復到不大于1.25英寸的長度。希望地，所述材料收縮或恢復至少50%的拉伸長度，以及更希望地，至少80%的拉伸長度。
[0024]如本文中所使用的，術語“可伸長的”或“可伸長性”通常是指在施加力的方向上拉伸或伸長至少約50%的其松弛長度或寬度的材料。可伸長的材料不必然具有恢復性質。例如，彈性體材料是一種具有恢復性質的可伸長的材料。[0025]如本文中所使用的，術語“拉伸百分比”是指受到一定的力時，在給定方向上材料拉伸到的程度。特別地，拉伸百分比是通過測量在拉伸維度上材料長度的增加，該值除以材料的原始尺寸，以及然后乘以100來測定。具體地，該試驗使用兩個夾子，每個夾子具有兩個鉗口(jaw)，而每個鉗口具有與樣品接觸的面。所述夾子在相同平面，通常垂直地夾持材料，所述夾子隔開2英寸，并且以指定的伸長速率移開。樣品具有2英寸的寬度和7英寸的長度。鉗口面高為I英寸以及寬為3英寸，具有300_/分鐘的恒定伸長速率。將試樣夾持在，例如，具有 Renew MTS mongoose box(控制)以及使用 TESTW0RKS4.07b 軟件(SintechCorp, of Cary, N.C.)的Sintech2/S測試儀中。試驗是在環境條件下進行的。結果通常報告為三個試樣的平均值，并且可以用橫向方向(CD)和/或機器方向(MD)的試樣來進行。
[0026]如本文中使用的，術語“變定(set) ”是指伸長和恢復后(即，在循環試驗過程中，材料已被拉伸并且允許松弛之后)的材料樣品中保留的伸長。
[0027]如本文中使用的，術語“永久變形率”是循環后從其原始長度拉伸的材料的量的量度(循環試驗后的即時變形)。永久變形率為循環的回縮曲線穿過伸長軸的地方。所施加的壓力去除后(零載荷)剩余的應變測量為永久變形率。
[0028]如本文中所使用的，樣品的“滯后損失”可以通過首先伸長樣品(“裝載”(“loadup”))以及然后允許樣品回縮(“卸載”(“load down”))來測定。滯后損失是在循環加載過程中能量的損失。滯后損失測量為百分比。如本文中所使用的，永久變形率和滯后損失是基于將樣品拉伸到250%的伸長以及然后允許樣品松弛而測定的。用于永久變形率和滯后損失的樣品尺寸為2英寸寬和7英寸長。可以使用與測定拉伸百分比中所描述的相同的設備和設置來測定永久變形率和滯后損失。
[0029]如本文中所使用的，術語“熔接”是指，通過臨時地使一個膜或中間材料的至少部分變成軟化或塑性狀態，以及不使用機械附件，例如，如縫合，或不使用致使所述膜粘在一起的粘合材料將所述膜結合的方法，用至少第二聚合物膜的部分固定第一聚合物膜的至少部分。可以以各種方式將兩個或多個膜熔接在一起，例如，通過熱結合、超聲結合、壓力結合、溶劑結合(solvent bonding)`或他們的混合。
[0030]如本文中所使用的，“減摩添加劑”是指降低靜摩擦系數的納入層中的或施加到層表面的任意材料或組合物。如本文中所使用的，根據ASTM Test D1894-11測量靜摩擦系數。
[0031]如本文中所使用的，“彈性體”是指彈性體的或彈性的并且包括塑性體在內的任意聚合物材料。
[0032]如本文中所使用的，使用Die D根據ASTM Test D412-06測量包括模量和峰值載荷在內的膜的拉伸性能。
[0033]如本文中所使用的，由相對于另外一層而言“不同的材料組合物”形成的層是指兩個層之間的任意的配方變化。具有不同的材料組合物的兩個層可以包括由不同的熱塑性彈性體制成的層，或者可以包括含有不同添加劑或不同量的相同添加劑的層。當每層的顏色不同時，也可以出現由不同的材料組合物制成的兩個層。
[0034]詳細說明
[0035]本領域普通技術人員將能理解，當前的論述僅是對示例性實施方案的描述，而不打算作為對本公開內容更寬方面的限制。
[0036]一般地，本公開內容涉及由多層膜制成的彈性制品以及涉及制備該彈性制品的方法。本公開內容的彈性制品是通過將至少兩片膜熔接在一起生產的，而不是通過勞動和能量密集型的多步浸潰方法生產的。例如，在一個實施方案中，手套是通過將兩個手形片熔接在一起形成的，所述手形片都是由多層膜制成的。根據本公開內容，在制備多層膜時選用熱塑性彈性體，該多層膜生產提供形狀貼合性質的諸如手套的彈性制品。特別地，根據本公開內容制備的手套提供舒適性、觸覺敏感性、耐化學性和物理性能。
[0037]當由多步浸潰方法形成手套時，由于手套形成的方式，僅僅可以使用特定類型的聚合物。但是，根據本公開內容，可以使用任意熱塑性彈性體形成多層膜，只要該聚合物能夠形成膜并且結合到其本身。例如，所述膜可以包括流延薄膜(cast film)或吹塑薄膜。根據本公開內容的可以形成膜和用于形成手套的熱塑性彈性體包括聚氨酯、聚烯烴、苯乙烯嵌段共聚物、聚醚酰胺和聚酯。具有特別優勢地，可以根據所期望的物理性質選擇合適的熱塑性彈性體。特別地，可以針對給定的最終用途或應用選擇熱塑性彈性體。
[0038]在一個實施方案中，熱塑性彈性體可以用于形成含有熔接增強添加劑(weld-enhancing additive)的彈性制品，所述熔接增強添加劑允許或增強熱塑性彈性體結合到本身的能力。例如，熔接增強添加劑可以包括低熔點的顆粒或促進更容易的熔接的其它組分。
[0039]根據本公開內容制備的膜通常包含多層，其中每個層具有不同的物理性質和/或不同的材料組合物。例如，可以構造所述膜的一個層以提供由該膜制成的容易穿戴的手套。另一方面，可以配制所述膜的相對層以提供觸覺敏感性和抓握性能。所述層中一個也可以包含用于改進手套的美學訴求的著色劑。
[0040]在一個具體實施方案中，根據本公開內容制備的手套可以由包含至少三個層的膜制成。所述三個層可以是共擠出的，使得多層膜不必要被層壓在一起以生產彈性制品。換而言之，雖然所述膜包含至少三個層，但是該多層膜包括單獨的片并且可被稱為復合膜，而不是將多片膜組合在一起。
[0041]參照圖2，顯示了根據本公開內容制備的手套10。雖然附圖和隨后的說明一般涉及手套，但是應當理解的是，本公開內容的教導可以用于制備其它的彈性制品。例如，可以根據本公開內容制備的其它彈性制品包括導管、氣球和管等。
[0042]如圖2所示的，手套10通常是手形的。具有特別優勢地，根據本公開內容制備的手套具有緊密服帖穿戴者的手的形狀貼合性質，并且是彈性的，允許手在手套內自由移動。
[0043]手套10包含手掌區域12、背部區域14、多個手指區域16和拇指區域18。手套10可以還包含終止于袖口 22的手腕部分20。
[0044]根據本公開內容，手套10包含熔接到第二手形片32的第一手形片30。如以下將更詳細地描述的，第一片30熔接到第二片32以形成縫34。所述第一和第二片以形成用于接收手的開口 36的方式圍繞它們的周邊熔接在一起。所述片熔接在一起后，縫34可以是不可見的。
[0045]如以上所描述的，如圖2所示的手套10是由多層膜形成的。圖3顯示了根據本公開內容可以使用的多層膜的一個實施方案。在所說明的實施方案中，多層膜40包含3個層:位于第一外層44和第二外層46之間的中間層42。應該理解的是，所述多層膜可以通過含有多個中間層而包含多于三個的層。
[0046]當如圖3所示的多層膜40用于形成如圖2中所說明的手套10時，第一層44可以包括手套的外表面，而第二層46可以包含手套的內表面，所述內表面是鄰近穿戴者的手的手套表面。根據本公開內容，膜40內的每個不同層可以依據具體的應用而具有不同的組合物和不同的性質。例如，中間層42可以包括用于手套的主要彈性基體。另一方面，可以配制第一層44以增強抓握、減小粘連，第一層44可以包括根據具體應用可能重要的其它性質或特征。另一方面，可以配制第二層46以改進手套的可穿戴性(donnability)和/或促進熔接的形成(例如，通過包含熔接增強添加劑)。例如，可以構造第二層46以允許個人容易地將手套置于手上。
[0047]一般地，多層膜40的所有層可以含有熱塑性彈性體。所有層可以含有相同的熱塑性彈性體。然而，在一些實施方案中，每個層可以含有不同的熱塑性彈性體。
[0048]可以用于生產多層膜40的熱塑性彈性體可以依據具體的應用變化。在一個實施方案中，所述熱塑性彈性體具有期望的彈性性質。例如，所述多層膜可以由熱塑性彈性體制成，使得該膜可以被拉伸至少約300%，例如至少約400%，例如至少約500%，例如至少約600%，而不損壞或裂開。
[0049]在一個實施方案中，所述多層膜也可以具有與過去用于生產浸潰成形的手套的材料相似或更好的滯后特性。例如，一個循環后被拉伸250%之后，所述膜可以具有小于約100%，例如小于約90%，例如小于約80%，例如小于約75%的滯后損失。在一些實施方案中，所述膜可以具有低的滯后損失，例如小于約60 %，例如小于50 %，例如小于約40 %，例如小于約30 %，例如小于約20 %，例如小于約IO %。一個循環之后，所述膜也可以具有小于約95%，例如小于約90%，例如小于約85%，例如小于約80%的永久變形率。與滯后損失相似，所述膜也可以具有小于約70%，例如小于約60%，例如小于約50%，例如小于約40%，例如小于約30%,例如小于約20%,例如小于約10%的永久變形率。一般地,滯后損失和永久變形率大于百分之零。如本文中所使用的，除非另外說明，滯后損失和永久變形率是在機器方向上測量的。滯后損失和永久變形率可以在不同的厚度上測量。
[0050]具有特別優勢地，所述多層膜可`以具有以上滯后特性，也擁有出色的強度特性。事實上，本公開內容的多層膜可以具有比用于形成浸潰成形的手套的許多材料更好的強度特性，例如，腈聚合物和天然乳膠聚合物。例如，所述多層膜可以具有大于約10N，例如大于約14N，例如甚至大于約20N的斷裂強度(三次250%的伸長的循環之后)。一般地，斷裂強度小于約50N。
[0051]可以用于形成多層膜40的熱塑性彈性體的實例包括聚氨酯、聚烯烴、苯乙烯嵌段共聚物、聚醚酰胺和聚酯。
[0052]例如，在一個實施方案中，所述多層膜可以由熱塑性聚氨酯彈性體制成。熱塑性聚氨酯彈性體一般含有軟鏈段(soft segment)和硬鏈段(hard segment)。所述軟鏈段可以源自長鏈二醇，而所述硬鏈段可以源自二異氰酸酯。也可以是使用擴鏈劑產生硬鏈段。例如，在一個實施方案中，長鏈二醇與二異氰酸酯反應產生具有異氰酸酯端基的聚氨酯預聚物。然后，所述預聚物與諸如低分子量的端羥基和端胺基化合物的擴鏈劑反應。合適的擴鏈劑包括諸如乙二醇、1，4- 丁二醇、1，6-己二醇和新戊二醇的脂肪族二醇。
[0053]在一個具體實施方案中，所述熱塑性聚氨酯彈性體可以是基于聚醚或基于聚酯的。在一個替代的實施方案中，所述熱塑性聚氨酯彈性體可以由基于聚亞甲基(polymethylene)的軟鏈段,例如基于聚丁二醇(polytetramethylene glycol)的軟鏈段形成。
[0054]在一個實施方案中，使用的熱塑性聚氨酯彈性具有約1.0g/cc至約1.2g/cc的密度。例如，在一個實施方案中，所述聚氨酯彈性體是基于聚醚的并且具有約1.04g/cc至約
1.07g/cc的密度。在一個替代的實施方案中，所述聚氨酯彈性體包括基于聚亞甲基的軟鏈段并且具有約1.12g/cc至約1.15g/cc的密度。
[0055]所述聚氨酯彈性體可以具有通常大于約75以及通常小于約95的紹爾A硬度(Shore A hardness)(根據ASTM Test D2240)。例如，在一個實施方案中，所述聚氨酯彈性體具有大于約78，例如大于約80，例如約79至約82的紹爾A硬度。在一個替代的實施方案中，所述聚氨酯彈性體可以具有約75至約94，例如約86至約94的紹爾A硬度。
[0056]所述熱塑性彈性可以具有約190°C至約225°C的熔程。例如，在一個實施方案中，所述熔程可以為195°C至約205°C。在一個替代的實施方案中，熔程可以為約200°C至約225。。。
[0057]所述聚氨酯彈性體可以具有100%的伸長下的通常大于約3MPa，例如大于約5MPa,例如大于約6MPa,例如甚至大于約IOMPa的模量。一般地，100%的伸長下的模量小于約20MPa，例如小于約15MPa。
[0058]除了熱塑性聚氨酯彈性體，本公開內容的膜也可以由聚烯烴彈性體制成，本文中所述聚烯烴彈性體包括聚烯烴塑性體。所述熱塑性聚烯烴可以包括，例如，聚丙烯聚合物、聚乙烯聚合物、聚丁烯聚合物或它們的共聚物。
[0059]在一個具體的實施方案中，使用的聚烯烴塑性體包括α烯烴共聚物，特別是α烯烴聚乙烯共聚物。合適的α烯烴可以是線性或支鏈的(例如，一個或多個C1-C3烷基支鏈，或芳基)。具體的實例包括:乙烯，1- 丁烯；3_甲基-1- 丁烯；3，3- 二甲基-1- 丁烯；1-戍烯；具有一個或多個甲基、 乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一個或多個甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二烯；和苯乙烯。特別期望的α烯烴共聚單體為乙烯、1- 丁烯、1-己烯和1-辛烯。這樣的共聚物的乙烯含量可以為約60摩爾％至約99.5重量％，在一些實施方案中約80摩爾％至約99摩爾％，以及在一些實施方案中約85摩爾％至約98摩爾％。同樣地，α烯烴含量的范圍可以為約0.5摩爾％至約40摩爾％，在一些實施方案中約I摩爾％至約20摩爾％，以及在一些實施方案中約2摩爾％至約15摩爾％。在形成乙烯共聚物的不同分子量的部分之間，α烯烴共聚單體的分布通常是無規的和均勻的。
[0060]所述熱塑性聚烯烴的密度一般可以小于約0.95g/cc，例如小于約0.91g/cc。所述聚烯烴的密度一般大于約0.8g/cc,例如大于約0.85g/cc,例如大于約0.88g/cc。例如，在一個實施方案中使用的熱塑性聚烯烴具有0.885g/cc或更大，例如約0.885g/cc至約
0.91g/cc的密度。
[0061]在2.16kg的載荷下于190°C下根據ASTM Test D1238測量時，所述熱塑性聚烯烴可以具有約lg/ΙΟ分鐘至約40g/10分鐘，例如約5g/10分鐘至約35g/10分鐘的熔體流動指數。在2.16kg的載荷下于230°C下時，熔體流動指數可以為約lg/ΙΟ分鐘至約350g/10分鐘，例如約lg/ΙΟ分鐘至約100g/10分鐘。[0062]在另一實施方案中，包含在所述多層膜中的熱塑性聚合物可以包括嵌段共聚物。例如，所述彈性體可以為具有被至少一個飽和共軛二烯聚合物嵌段隔開的至少兩個單烯基芳烴聚合物嵌段的基本上無定型的嵌段共聚物。所述單烯基芳烴嵌段可以包括苯乙烯及其類似物和同系物，例如，鄰甲基苯乙烯、對甲基苯乙烯、對叔丁基苯乙烯和1，3_ 二甲基苯乙烯對甲基苯乙烯(1，3dimethyl styrene p-methyl styrene)等，以及其它的單烯基多環芳香烴化合物，例如，乙烯基萘和乙烯基蒽(vinyl anthrycene)等。優選的單烯基芳烴為苯乙烯和對甲基苯乙烯。共軛二烯嵌段可以包括共軛二烯單體的均聚物、兩種或以上共軛二烯的共聚物以及其中的嵌段主要是共軛二烯單元的一種或多種所述二烯與其他單體的共聚物。優選地，所述共軛二烯包含4~8個碳原子，例如，I, 3- 丁二烯(丁二烯)、2_甲基-1，3 丁二烯、異戊二烯、2，3- 二甲基-1，3- 丁二烯、1，3-戊二烯(戊間二烯)(I, 3-pentadiene (piperylene))和1，3_己二烯等。單烯基芳烴(例如,聚苯乙烯)嵌段的量可以變化，但是通常占共聚物的約8重量％至約55重量％，在一些實施方案中約10重量％至約35重量％，以及在一些實施方案中約25重量％至約35重量％。合適的嵌段共聚物可以含有具有數均分子量為約5000至約35000的單烯基芳烴末端嵌段和具有數均分子量為約20000至約170000的飽和共軛二烯中間嵌段。嵌段聚合物的總數均分子量可以為約 30000 至約 250000。
[0063]特別合適的彈性體可購自德克薩斯州(Tex.)休斯頓的Kraton Polymers有限責任公司，且商品名為KRATON?。KRATON?:聚合物包括苯乙烯-二烯嵌段共聚物，例如,苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-異戍二烯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯和苯乙烯-異戍二烯-苯乙烯。KRATON?聚合物還包括由苯乙烯-二烯嵌段共聚物的選擇性加氫形成的苯乙烯-烯烴嵌段共聚物。這樣的苯乙烯-烯烴嵌段共聚物的實例包括苯乙烯_(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)、苯乙烯-(乙烯-丁烯)苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯、苯乙烯-(乙烯-丁烯)-苯乙烯-(乙烯-丁烯)、苯乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯-(乙烯-丙烯)和苯乙烯-乙烯-(乙烯-丙烯)-苯乙烯。這些共聚物可以具有線性的、輻射狀的(radial)或星形的分子結構。具體的KRATON?.嵌段共聚物包括以商標名稱G1652、G1657、G1730、MD6673和MD6937銷售的那些。各種合適的苯乙烯嵌段共聚物描述于美國專利 4，663，220,4, 323，534,4, 834，738,5, 093，422 和 5，304，599，為所有目的通過引用將這些專利全部納入本文。其它市售的嵌段共聚物包括可購自日本R山(Okayama)的KurarayCompany, Ltd.的S-EP-S彈性體共聚物,且商品名稱為SEPTON?。還有其它的合適的共聚物包括可購自德克薩斯州休斯頓的Dexco Polymers的S_I_S和S_B_S彈性體共聚物，且商品名稱為VECTOR?。包含A-B-A-B四嵌段共聚物的聚合物也是合適的，例如，描述于Taylor等人的美國專利5，332，613中的那些，為所有目的通過引用將其全部納入本文。這樣的四嵌段共聚物的實例為苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)_苯乙烯-聚(乙烯-丙烯)(“ S-EP-S-EP ”)嵌段共聚物。
[0064]可以納入根據本公開內 容的彈性制品的各種熱塑性彈性體包括購自DSMEngineering Plastics 的 ARNITEL 聚合物、購自 ExxonMobil Chemical Company 的VISTAMAXX 聚合物、購自 Dow Chemical Company 的 AFFINITY 聚合物、購自 ExxonMobilChemical Company 的 SANT0PRENE 聚合物、購自 Merquinsa 的 PEARLTHANE 聚合物、購自Lubrizol 的 PELLETHANE 聚合物、購自 Arkema Technical Polymers 的 PEBAX 聚合物、購自Lubrizol 的 ESTANE 聚合物和購自 Dow Chemical Company 的 INFUSE 聚合物等。
[0065]根據本公開內容使用的多層膜通常可以具有小于約10密耳(mils)的厚度。例如，所述多層膜可以具有約0.5密耳至約8密耳，例如約I密耳至約6密耳的厚度。如圖3所示的，在一些實施方案中，中間層42可以具有大于外層44和46的厚度。例如，所述一個或多個中間層42可以包括向手套提供彈性性質的手套的主要基體，而外層主要用作功能層。在這方面，每個外層44和46可以構成膜厚度的約5%至約25%，例如，總膜厚度的約5%至約 10%。
[0066]如以上所描述的，所述膜的每個層可以包含相同的熱塑性聚合物或者可以包含不同聚合物或不同聚合物的共混物。在一個實施方案中，所述多層膜是通過共擠出方法生產的。在這方面，用于生產每個層的聚合物對于這樣的方法應當是相容的。所述多層膜可以通過流延方法或吹塑方法生產。
[0067]如以上所描述的，在一個實施方案中，如圖2所示，多層膜40的第二層46可以包括手套10的穿戴層(donning layer)。在這方面,在一個實施方案中，除了熱塑性聚合物，第二層46可以包含用于使手套穿戴便利的減摩添加劑。所述減摩添加劑可以根據具體應用和所期望的結果而變化。在一個實施方案中，減摩添加劑存在于第二層46中，使得手套的內層具有小于約0.3，例如小于約0.25，例如小于約0.2的靜摩擦系數(根據ASTM TestD1894-11 測量時)。
[0068]在一個實施方案中，所述減摩添加劑可以包括納入第二膜層46的顆粒。例如，所述顆粒可以包括諸如氧化鋁顆粒或二氧化硅顆粒的填料顆粒。除了以上顆粒，各種其它的填料顆粒可用作減摩添加劑。例如，可以使用的其它顆粒包括碳酸鈣顆粒和云母等。所述顆粒可以以破壞外層表面的方式納入外層中，用于降低摩擦。所述顆粒可以完全嵌入外層46內。
[0069]包含于外膜層46中的顆粒尺寸和顆粒量可以根據具體應用而變化。一般地，納入所述第二膜層的顆粒的量為以重量計約15%至約50%，例如以重量計約20%至約40%。所述顆粒通常具有小于約15微米，例如小于約10微米的尺寸。所述顆粒通常具有大于約I微米，例如大于約2微米的尺寸。
[0070]在一個替代的實施方案中，所述減摩添加劑可以包括納米顆粒，例如，具有小于I微米，例如小于0.5微米，例如小于約0.1微米粒度的顆粒。這樣的顆粒可以以相對小的量納入所述膜層中，例如以重量計約0.1%至約10%的量。
[0071]在本公開內容的另一實施方案中，所述減摩添加劑可以包括碳氟化合物、硅氧烷或脂肪酸(其包括脂肪酸衍生物)，其可以與用于形成第二層的聚合物相結合或可以施加到第二表面46。如本文中所使用的，術語“硅氧烷”通常是指具有重復硅-氧主鏈的合成聚合物的寬范圍族(broad family)，其包括但不限于，聚二甲硅氧烷和具有選自氨基、羧基、羥基、醚、聚醚、醛、酮、酰胺、酯和硫醇基團的氫鍵官能團的聚硅氧烷。
[0072] 通常，可以使用能夠增強手套的穿戴特性的任意硅氧烷。在一些實施方案中，聚二甲硅氧烷和/或改性聚硅氧烷可以用作所述硅氧烷成分。例如，一些可以使用的合適的改性聚硅氧烷包括但不限于，苯基改性聚硅氧烷、乙烯基改性聚硅氧烷、甲基改性聚硅氧烷、氟改性聚硅氧烷、烷基改性聚硅氧烷、烷氧基改性聚硅氧烷、氨基改性聚硅氧烷和它們的組人
口 O
[0073]—些合適的苯基改性聚硅氧烷包括但不限于，二甲基二苯基聚硅氧烷共聚物；二甲基，甲基苯基聚硅氧烷共聚物；聚甲基苯基硅氧烷；和甲基苯基，二甲基硅氧烷共聚物。
[0074]如以上所指出的，本發明中也可以使用氟改性聚硅氧烷。例如，一種可以使用的合適的氟改性聚硅氧烷為三氟丙基改性聚硅氧烷，例如，三氟丙基硅氧烷改性二甲基聚硅氧烷。三氟丙基硅氧烷改性二甲基聚硅氧烷可以通過將甲基_3，3，3-三氟丙基硅氧烷與二甲基硅氧烷反應合成。
[0075]除了以上提及的改性聚硅氧烷，也可以使用其它的改性聚硅氧烷。例如，一些合適的乙烯基改性聚硅氧烷包括但不限于，乙烯基二甲基封端的聚二甲基硅氧烷；乙烯基甲基，二甲基聚硅氧烷共聚物；乙烯基二甲基封端的乙烯基甲基，二甲基聚硅氧烷共聚物；二乙烯基甲基封端的聚二甲基硅氧烷;以及乙烯基苯基甲基封端的聚二甲基硅氧烷。進一步地，一些可以使用的甲基改性聚硅氧烷包括但不限于，二甲基氫封端的聚二甲基硅氧烷；甲基氫，二甲基聚硅氧烷共聚物；甲基氫封端的甲基辛基硅氧烷共聚物；以及甲基氫，苯基甲基硅氧烷共聚物。另外，一些氨基改性聚硅氧烷的實例包括但不限于，聚甲基(3-氨丙基)-硅氧燒和聚甲基[3-(2-氨乙基)氨丙基]-硅氧烷。
[0076]在一個實施方案中，第二層46由不同于所述多層膜的其它層的彈性體聚合物制成。例如，第二層46可以由熱塑性聚合物制成，該熱塑性聚合物具有比用于形成其它層的聚合物的紹爾A硬度更大的紹爾A硬度。例如，第二層46的紹爾A硬度可以比中間層的紹爾A硬度大至少約2%，例如大至少約5%，例如大至少約10%。例如，在一個具體實施方案中，第二層46和中間層42可以由熱塑性聚氨酯彈性體制成，其中，用于生產第二層46的熱塑性聚氨酯彈性體具有大于用于形成中間層42的熱塑性聚氨酯彈性體的紹爾A硬度。
[0077]除了配制第二層46以使穿戴便利`，也可以配制多層膜40的第一層44以增強抓握或提供其它的好處，例如，降低粘連或手套粘到一起的趨勢。例如，在一個實施方案中，可以將諸如金屬氧化物顆粒的顆粒納入第一層44中，從而提高膜表面的摩擦系數。例如，在一個實施方案中，第一外層44可以包括保持部分暴露在膜的外表面的膠狀二氧化硅顆粒。
[0078]在一個實施方案中，除了以更低的量之外，第一層44可以含有可以包含在第二層46中的以上所描述的任意顆粒。例如，可以將顆粒納入第一層44中，且量為以重量計約2 %至約15%，例如量為以重量計約5%至約12%。將所述顆粒以更低的量加入第一層44中，該更低的量可以改善手套的抓握性質和/或降低粘連。
[0079]在一個實施方案中，納入第一層44的顆粒可以包括導電顆粒。以這樣的方式，所述顆粒允許靜電荷在期望抗靜電性能的地方消失。例如，在一個實施方案中，所述顆粒可以包括經包覆以使其導電的膠狀二氧化硅顆粒。例如，導電表面處理的一個實施方案包括氯化鋁水合物。在其它的實施方案中，所述顆粒可以包覆有金屬層。
[0080]在一個替代的實施方案中，可以將其它的抗靜電劑(ant1-static agent)納入多層膜的第一層44中。所述抗靜電劑可以包括與所述熱塑性聚合物相結合的樹脂。
[0081 ] 在一個實施方案中，可以將一種或多種著色劑納入所述多層膜中。所述著色劑可以包括染料、顏料、顆粒或能夠將一種或多種顏色賦予所述層的任意其它材料。例如，可以將著色劑納入單獨的層中或納入多層膜的所有層中。例如，在一個具體的實施方案中，僅僅將著色劑加入所述膜的第一層44中。[0082]在其它的實施方案中，可以將不同的著色劑加入所述多層膜的不同層中。例如，在一個實施方案中，可以將第一著色劑納入第一層44中，而將第二著色劑納入第二層46中。不同的著色劑可以結合產生獨特的外觀或效果。
[0083]在一個實施方案中，例如，第二層46包含使該層具有單色且不透明的著色劑。例如，在一個實施方案中，可以將白色顏料納入所述第二層以產生不透明的白色層。例如，顏料顆粒可以包括二氧化鈦顆粒。可以將以重量計約1%至約10%量的二氧化鈦顆粒納入所述第二層中。然后可以將不同的著色劑納入第一層44中，該不同的著色劑在使所述第一層半透明的同時，改變所述第一層的顏色。例如，所述第一層可以包含使第一層具有諸如紫色、紅色、藍色或綠色等任意的合適顏色的著色劑。
[0084]不透明、白色的第二層與半透明的第一層的結合提供了各種優勢和好處。例如，半透明層與不透明層的結合可以提供深度增強。白色不透明的層也可以反射光和增強半透明外層的顏色。
[0085]除了如圖3所示的第一層、中間層和第二層，多層膜40也可以包含如期望的各種其它的表面處理。所述表面處理可以在手套的穿戴側上或者可以在手套的外表面上。在一個實施方案中，可以將表層施加到所述第一層和/或所述第二層。
[0086]一旦如圖3所示的多層膜40已經形成，然后該膜可以用于形成諸如手套的彈性制品。在一個具體的實施方案中，可以形成手套或其它彈性制品，而不將任何另外的材料層壓到所述多層膜。因此，所述手套可以是由非層壓的膜制成的。
[0087]在一個替代的實施方案中，在形成彈性制品之前，可以將其它材料層壓到所述膜。例如，在一個實施方案中，在形成彈性制品之前，可以將可伸長的織物層壓到所述多層膜的一側。例如，所述可伸長的非織造物可以包括向彈性制品提供布樣感覺的非織造纖網。
[0088]可以層壓到所述膜的非織造纖網包括熔噴纖網、紡粘纖網、粘合梳理纖網(bondedcarded webs)等。在一個實施方案中,可以將紡粘/熔噴/紡粘層壓材料或紡粘/熔噴層壓材料層壓到所述多層膜。在又一實施方案中，可以將水力纏結纖網層壓到所述膜。所述水力纏結纖網可以包括與紙漿纖維水力纏結的紡粘纖網。層壓到所述膜的織物可以是可伸長且非彈性的，或是可伸長且彈性的。可以使用粘合劑將織物層壓到所述膜，或者將織物熱結合到所述膜。
[0089]為了形成彈性制品，例如，如圖2所示的手套10，可以將兩片多層膜熔接在一起。例如，可以使用熱結合、超聲結合等將所述兩片膜結合在一起。
[0090]例如，參見圖1A和1B，說明了用于由所述多層膜生產熔接手套的系統的實施方案。如圖1所示，系統50包括用于將多個多層膜片投料到所述方法的多個導出輥(rollletoffs)52和54。在圖1A所說明的實施方案中，系統50包括第一導出輥52和第二導出輥54，所述第一導出輥和第二導出輥各自配置為供給(support)并解開(unwind)本公開內容的多層膜的成螺旋形的卷筒。在其它的實施方案中，系統50可以包括用于將多于兩個的膜片投料到所述方法的多于兩個的導出輥。例如，在一個實施方案中，手套的拇指部分可以相對于手指部分單獨地形成。在該實施方案中，可以使用第三導出輥以制備所述拇指部分，然后單獨地將拇指部分熔接到手套上。
[0091]如圖1A所示的制備手套的系統50通常包括框架56，該框架支撐包括導出輥52和54在內的部件。[0092]當使用如圖1A所示的系統50形成手套時，將至少兩個多層膜片從導出輥52和54上解開并投料到至少一個模具裝置58。所述模具裝置58可以是液壓或氣動操作的，其包括一對相對的臺板60和62。臺板60和62相互靠攏并由兩個膜片形成手套，而所述膜片是疊加的關系。
[0093]例如，在一個實施方案中，如圖1B所示的頂部臺板60可以包括熔接裝置64，該熔接裝置將能量傳遞給兩個膜片。例如，熔接裝置64可以包括加熱絲或可以包括將兩個膜片以手套形狀熔接在一起超聲裝置，而同時還將手套從所述膜片上切斷。然后收集形成的手套，同時膜廢料投料到下游并如期望的重復使用。
[0094]具有特別優勢地，如圖1B所示的，可以使用熔接裝置64生產具有形狀貼合性質的手套。在這方面，產生的手套可以緊密貼合并且在手上是服帖的(snugly)，而不是“松垂的” (baggy) ο
[0095]具有特別優勢地，可以生產根據本公開內容形成的手套以具有形狀貼合性質。特別地，在生產多層膜中選擇熱塑性彈性體(包括塑性體)，使得產生的手套具有優異的彈性性質，以及優異的觸覺性質。
[0096]本領域普通技術人員可以對本發明做出這些和其它的變更和改變，而不偏離如所附權利要求中更詳細闡明的本發明的精神和范圍。另外，應當理解的是，各個實施方案的多個方面可以整體或部分地互換。此外，本領域普通技術人員將能理解前面的描述僅僅是示例性的，而不打算對如所附 的權利要求中進一步描述的本發明做出進一步限定。
【權利要求】
1.一種手套，其包括: 第一手形片，所述手形片限定了周邊； 第二手形片，所述第二手形片也限定周邊，所述第二手形片圍繞手形片的周邊以形成用于接受手的中空開口的方式熔接到所述第一手形片，所述手形片由彈性的多層膜組成，所述多層膜包括位于第一層和第二層之間的中間層，所述第一層形成手套的外表面，所述第二層形成手套的內表面，每個層含有熱塑性彈性體但是由不同的材料組合物形成，所述第二層具有小于約0.3的靜摩擦系數，所述多層膜具有小于約8密耳的厚度，構造手套以具有使用者的手穿戴時形狀貼合性質。
2.如權利要求1所述的手套，其中，所述第二層包含用于使手套穿戴便利的減摩添加劑。
3.如權利要求2所述的手套，其中，所述第二層中含有的減摩添加劑的量為以重量計約15%至約50%。
4.如權利要求2所述的手套，其中，所述第二層中含有的減摩添加劑包括顆粒，所述顆粒在第二層中的含量為以重量計約20 %至約40 %，并且其中所述顆粒具有約2微米至約10微米的粒度。
5.如權利要求2所述的手套，其中，所述減摩添加劑包括硅氧烷或脂肪酸或氧化物顆粒。
6.如任一項前述權利要求所述的手套，其中，所述多層膜具有小于約6密耳的厚度。
7.如任一項前述權利要求所述`的手套，其中，所述多層膜包括流延薄膜。
8.如任一項前述權利要求所述的手套，其中，所述多層膜包括吹塑薄膜。
9.如任一項前述權利要求所述的手套，其中，所述第一層包含抓握或抗粘連劑，所述抓握或抗粘連劑在第一層中的含量為以重量計約5 %至約15 %。
10.如權利要求9所述的手套，其中，所述抓握或抗粘連劑包括填料顆粒。
11.如任一項前述權利要求所述的手套，其中，所述多層膜的中間層包含熱塑性聚氨酯彈性體。
12.如權利要求11所述的手套，其中，所述熱塑性聚氨酯彈性體包含基于聚亞甲基的軟鏈段。
13.如任一項前述權利要求所述的手套，其中，所述手套含有著色劑，所述著色劑位于所述多層膜的第一層中。
14.如任一項前述權利要求所述的手套，其中，所述第二層含有包括白色顏料顆粒的著色劑。
15.如權利要求14所述的手套，其中，所述第一層含有第二著色劑，所述第一層是半透明的。
16.如權利要求1所述的手套，其還包括可伸長的織物層，所述織物層層壓到所述手套的外表面。
17.如權利要求1所述的手套，其中，所述第一層包含抗靜電劑。
18.如任一項前述權利要求所述的手套，其中，所述多層膜在拉伸到250%的伸長后具有小于約100%，例如小于約80%的滯后損失，以及具有小于約95%，例如小于約80%的永久變形率。
19.如任一項前述權利要求所述的手套，其中，所述多層膜的中間層含有基于聚醚或基于聚酯的熱塑性聚氨酯彈性體，或者含有聚烯烴彈性體，或者含有α烯烴共聚物，或者含有苯乙烯 嵌段共聚物。
【文檔編號】A41D19/00GK103889363SQ201280052402
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年9月26日 優先權日:2011年10月31日
【發明者】S·E·肖弗, M·S·夏米斯, A·C·迪馬可 申請人:金伯利-克拉克環球有限公司