手袋コーティングおよび製造プロセス
本発明は、潤滑性および着用性が改善され他着性/粘着性が低下したエラストマー物品に関する。本発明の方法によれば、エラストマー物品の内面はポリイソプレン層でコーティングされる。本発明のコーティングは、微量の他の成分を含有してもしなくてもよい合成ポリイソプレンゴムから形成される。コーティングは、好ましくは、基礎となるエラストマー物品に直接結合している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
1. 発明の分野
本発明は、概して、医療器具および実験器具の分野に関する。特に、本発明は、医療用手袋および実験用手袋の皮膚接触面用のコーティング組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
2. 発明の背景
医療用手袋および実験用手袋は、時間に制約のある医療処置または研究室での実験を行うのに用いられる時、急いで着用しなければならないことが多い。従って、これらのエラストマー物品の重要な特徴は、物品を着用者の手に着けやすいこと、すなわち着用性である。さらに、医療用手袋またはコンドームなどの物品は使用者が長時間身に付けると予想される。ある特定のエラストマー物品は比較的高い頻度でかつ長期間用いられるので、このような物品の重要な特徴には物理的特性および使用の快適さが含まれる。
【０００３】
様々な医療用手袋、例えば、手術用手袋および検査用手袋は医療分野において周知であり、容易に入手可能である。このような手袋に用いられるエラストマーの化学的特性および物理的特性は研究されており、使い方に応じて望ましい特性を示す手袋が開発されている。使い方および/または着用特徴を向上させる、引張り強さおよび伸びにおけるモジュラスなどの特性ならびにコーティングおよび潤滑剤が研究されている。天然ラテックスおよび合成ラテックスを用いた配合物を含む様々なエラストマーポリマー組成物も調べられている。
【０００４】
天然ゴムラテックスまたは合成ゴムラテックスからエラストマー物品を作製する製造プロセスは硬化工程を伴い、この間に、硫黄基による架橋または加硫がポリマー単位間で起こる。天然ラテックスまたは合成ラテックスからエラストマー物品を作る従来のプロセスは、典型的には、ラテックスの分散液またはエマルジョンを調製し、製造しようとする物品の形状の浸漬型をラテックスに浸漬し、ラテックスを浸漬型上で硬化させる工程を伴う。ある特定のエラストマー物品の望ましい性質、例えば、引張り強さは、製造プロセスの架橋段階および硬化段階の影響を実質的に受ける。
【０００５】
手袋の内面へのコーティングは当技術分野において周知である。Podellへの米国特許第3,813,695号（特許文献1）は、手袋の内面への親水性ヒドロゲルプラスチックのコーティングを開示している。Stockumへの米国特許第4,143,109号（特許文献2）は、手袋の内面を、微粒子状物質がランダムに分散しているエラストマー材料を含む層でコーティングすることを開示している。この微粒子状物質は、粒子が表面から突出するようにエラストマー層の厚みより大きなサイズを有する。さらに、Jamesへの米国特許第4,499,154号（特許文献3）およびPodellへの米国特許第4,575,476号（特許文献4）は、乾燥した皮膚での潤滑性を改良するために、ゴム物品へのヒドロゲルポリマーのコーティングを開示している。ここで、ヒドロゲルポリマーは、2-ヒドロキシエチルメタクリレートと、メタクリル酸(MAA)または2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)またはMAAおよびEHAの両方とのコポリマーである。Ansellへの米国特許第5,088,125号（特許文献5）は、手袋の手接触面を、イオン性ポリウレタンとイオン性ポリウレタンの粒径より大きな粒径を有する第2の粒状ポリマーとのブレンドを含むエラストマー材料でコーティングすることを開示しており、このコーティングにより手接触面上には粒子クラスターがある。Chenへの米国特許第5,284,607号（特許文献6）は、エラストマー表面を、粒子が全体に分散しているブロッキング防止組成物でコーティングすることを開示している。粒子が表面上に突出部を形成するように、粒子の大半はブロッキング防止組成物層の厚みより大きなサイズを有する。最後に、Brindleへの米国特許第5,405,666号（特許文献7）および同第5,395,666号（特許文献8）は、結合剤(特定の特性を有するポリマー)と、微小粒子が結合剤で包まれているが、結合剤から部分的に突出することによって、表面に微小な凹凸のある外観を付与するように、約4〜約20マイクロメートルの実質的に凝集していない微小粒子(シリカ)を含むコーティングを付与する乾燥した小片で、エラストマー物品をコーティングすることを開示している。
【０００６】
医療装置分野において、快適な感触を含む、天然ゴム対応物において見られる望ましい特性を維持しながら、着用性が改善したエラストマー物品、特に、手袋が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第3,813,695号
【特許文献２】米国特許第4,143,109号
【特許文献３】米国特許第4,499,154号
【特許文献４】米国特許第4,575,476号
【特許文献５】米国特許第5,088,125号
【特許文献６】米国特許第5,284,607号
【特許文献７】米国特許第5,405,666号
【特許文献８】米国特許第5,395,666号
【発明の概要】
【０００８】
3. 発明の概要
本発明は、ポリイソプレンでコーティングされたエラストマー物品が、コーティングされていないエラストマー物品と比較した時に実質的に改善した物理的特性(例えば、着用性、快適性、感触、内側他着性)を有するという驚くべき発見に基づいている。このことは、ポリイソプレンと、化学的に非常に密接に関連している材料(例えば、天然ゴム)を比較した時でも当てはまる。機序に拘束されるつもりはないが、改善された特徴は、少なくとも部分的には、ポリイソプレンセグメントの鎖屈曲性によるものである。
【０００９】
本発明は、コーティングされた表面の柔らかさおよび着用性が改善し、コーティングされた表面の他着性/粘着性が低下するように、合成ポリイソプレンゴムから形成されたコーティングが結合しているエラストマー物品を提供する。さらに、本発明は、合成ポリイソプレンゴムから形成されたコーティングが結合しているゴム物品であって、乾燥した着用条件および湿った着用条件でのコーティングされた表面の潤滑性をさらに改善するように、物品のコーティングされた表面が潤滑剤溶液で処理されているゴム物品を提供する。本発明のコーティングされたエラストマー製品の感触は、コーティングされていない対応物より柔らかく、快適である。
【００１０】
本発明はまた、天然ゴム、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ニトリル、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンコポリマー、ポリウレタン、またはこれらのゴムおよびビニルの混合物から作られたゴム物品も提供する。コーティングに用いられる合成ポリイソプレンゴムラテックスは、少量の天然ゴムラテックス、ポリクロロプレンラテックス、ニトリルラテックス、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴムラテックス、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンコポリマー、またはポリウレタンラテックス、またはポリ塩化ビニル(ビニル)ラテックスを含有してもよい。
【００１１】
本発明は、合成エラストマーポリイソプレンコーティングを有するエラストマー物品を作るプロセスを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
4. 図面の簡単な説明
【図１】コーティングの無い天然ゴム手袋を、(A)引き伸ばさずに、または(B)1分間300％に引き伸ばした後に撮影した走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図２】ポリイソプレンコーティングを有する天然ゴム手袋を、(A)引き伸ばさずに、または(B)1分間300％に引き伸ばした後に撮影した走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図３】アクリルコーティングを有する天然ゴム手袋を、(A)引き伸ばさずに、または(B)1分間300％に引き伸ばした後に撮影した走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図４】ヒドロゲルコーティングを有する天然ゴム手袋を、(A)引き伸ばさずに、または(B)1分間300％に引き伸ばした後に撮影した走査型電子顕微鏡写真を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
5.発明の詳細な説明
本発明の目的は、エラストマー物品の潤滑性および着用性を改善する、エラストマー物品内面用のコーティングを提供することにある。本発明のコーティングは、微量の他の成分を含有しても含有しなくてもよい合成ポリイソプレンゴムから形成される。コーティングは、好ましくは、基礎となるエラストマー物品に直接結合している。
【００１４】
5.1 エラストマー物品
本発明に従って様々なエラストマー物品を作ることができる。このようなエラストマー物品には、医療用手袋、コンドーム、プローブカバー(例えば、超音波プローブ用またはトランスデューサープローブ用のプローブカバー)、歯科用ダム、指サック、カテーテルなどが含まれるが、これに限定されない。本発明は着用に関して多くの点で非常に多くの利点および利益を提供するので、本発明の方法を用いると、コーティングされた表面の潤滑性の改善およびコーティングされた表面の他着性/粘着性の低下から利益を得る任意のエラストマー物品を作ることができる。好ましい態様では、着用可能なエラストマー物品は本発明のコーティングを含む。より好ましい態様では、医療用手袋は本発明のコーティングを含む。
【００１５】
エラストマー物品の外面が皮膚と接触する態様(例えば、カテーテル)では、ポリイソプレンコーティングは物品の外面にある。
【００１６】
基礎となるエラストマー物品は任意のエラストマー組成物から作ることができる。エラストマー組成物には、ポリイソプレン、天然ゴム、ポリクロロプレン、ニトリル、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンコポリマー、ポリウレタン、ビニル、またはその混合物が含まれるが、これに限定されない。さらに、ある態様では、エラストマー物品は、天然ゴムラテックス材料と、少なくとも1種類のさらなる非天然ゴムラテックス手袋材料のブレンドを含んでもよい。非天然ゴムラテックス手袋材料の適切な例には、ビニル、ニトリル、ポリウレタン、ネオプレン(ポリクロロプレン)、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンコポリマー、およびその組み合わせが含まれるが、これに限定されない。好ましい態様では、エラストマー物品は、ポリイソプレン、天然ゴム、および/またはネオプレンを含む。
【００１７】
基礎となるエラストマー物品がポリイソプレンから作られる態様では、ポリイソプレン組成物は、ポリイソプレンの加硫速度を速めるために、米国特許出願公開第2004/0169317号(この内容は全体が参照により組み入れられる)に開示される促進剤組成物を含む。
【００１８】
5.2 ポリイソプレンコーティング
エラストマー物品の内面をコーティングするために、任意の公知のポリイソプレン組成物を本発明の方法において使用することができる。ポリイソプレンラテックスがコーティング組成物の主成分である。好ましい態様では、コーティングは、約50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、98％、または99％を超えるポリイソプレンである。使用することができる適切なポリイソプレンラテックスは容易に入手可能であり、Kraton(商標)Corporation, Houston, Tex.; Shell International Corporation, Houston, Tex.; Medline Industries, Inc., Mundelein, ILから入手可能なIsolex;およびLord Corporation, Erie, Pa.から入手可能なAqualast(商標)E0501が含まれるが、これに限定されない多数の商業的供給源から得ることができる。ポリイソプレンに加えて、ポリイソプレンコポリマーおよびポリイソプレンブレンドも使用することができる。使用することができるポリイソプレンコポリマーには、イソプレンモノマー単位を有し、ポリイソプレンコーティングの望ましい特性を示すようにポリイソプレンの十分に類似する化学特性および構造特性を有する任意のコポリマーが含まれる。適切なポリイソプレンブレンドは、天然ゴムラテックス;ポリジエンおよびそのコポリマー、例えば、ポリブタジエン、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンコポリマー、置換ポリジエン、例えば、ポリクロロプレン;熱可塑性材料、例えば、ポリウレタン;ビニル、ニトリルなどを含んでもよいが、これに限定されない。前記の天然ゴムラテックス材料および非天然ゴムラテックス材料の組み合わせもポリイソプレンと共に使用することができる。本明細書で使用する「ポリイソプレンコーティング」という用語は、少なくとも50％超のポリイソプレンである、エラストマー物品の内面にあるコーティングを指す。
【００１９】
エラストマー物品をコーティングするのに用いられるポリイソプレン組成物を製造するために、当技術分野において公知の任意の促進剤を使用することができる。1つの態様において、エラストマー物品をコーティングするのに用いられるポリイソプレン組成物は、ポリイソプレンの加硫速度を速めるために、米国特許出願公開第2004/0169317号(この内容は全体が参照により組み入れられる)に開示される促進剤組成物を含む。他の態様では、複数の種類の促進剤が用いられる。特定の態様では、促進剤として、ZDEC、ZMBT、およびDPGを一緒に使用することができる(全体が参照により組み入れられる米国特許第6,828,387号を参照されたい)。
【００２０】
エラストマー物品上のポリイソプレン層は、コーティングされていない表面と比較して、コーティングされた表面の潤滑性を改善し、コーティングされた表面の他着性/粘着性を低下するのであれば、任意の厚みでよい。1つの態様において、ポリイソプレンコーティングは、厚みが1〜20ミクロン、5〜15ミクロン、8〜12ミクロン、5〜7ミクロンである。コーティングに用いられるポリイソプレン組成物の総固体含有率は、望ましいコーティングの厚みに応じて約3％〜約15％、好ましくは約5％〜約8％でよい。
【００２１】
5.3 本発明のコーティングされた物品の製造
基礎となるエラストマー物品は、当技術分野において公知の任意の方法によって作ることができる。ポリイソプレンコーティングは製造されたら、当技術分野において公知の任意の方法を用いてエラストマー物品の内面に適用することができる。好ましい態様を以下に開示する。
【００２２】
5.3.1 エラストマー物品の製造
例えば、以下の工程:(a)ナイロンブラシで機械的にブラシ掛けする工程、(b)凝固剤から残留炭酸カルシウム粉末を溶解する酸溶液、例えば、クエン酸または硝酸に浸漬する工程、(c)ナイロンブラシで機械的にブラシ掛けする工程、(d)アルカリ溶液に浸漬する工程、(e)ナイロンブラシで機械的にブラシ掛けする工程、および(f)温水(約50℃〜約70℃)に浸漬して、約60℃まで加熱する工程の1つまたは複数によって、磁器製の型(または浸漬型)が徹底的に清掃される。清掃された型は、例えば、空気を吹き付けることによって、および/または熱風乾燥機に入れ、約57℃〜約61℃まで加熱することによって乾燥される。
【００２３】
清掃された型は、凝固剤溶液(例えば、硝酸カルシウムおよび塩化カルシウム)に浸漬される。凝固剤溶液が硝酸カルシウムの態様では、溶液は、好ましくは、約52℃〜約59℃であり、(必要な材料の厚みに応じて)比重は約1.100〜約1.200である。凝固剤溶液は、離型剤(例えば、炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウム)ならびに湿潤剤(例えば、Surfynol TG、ならびに非イオン性界面活性剤、例えば、Teric 320およびTriton X100)をさらに含む。凝固剤でコーティングされた型は、乾燥機(約100℃、約15秒)の中で乾燥され、次いで、架橋剤(例えば、硫黄および硫黄ドナー、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)およびテトラエチルチウラムジスルフィド(TETD))、加硫促進剤(例えば、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛(ZDBC)、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛(ZDEC)、メルカプトベンズチアゾール亜鉛(ZMBT)、およびジフェニルグアニジン(DPG))、活性剤(例えば、酸化亜鉛および酸化マグネシウム)、酸化防止剤(例えば、Winstay LおよびVulcanox BKF)、任意で、着色顔料を含有する配合ラテックスに浸漬される。ラテックス中での滞留時間は約10秒であり、ラテックスの総固体含有率は、必要な厚みおよび使用される特定の材料に応じて30％〜約49％である。次いで、ラテックスコーティングされた型は、ラテックス薄膜をゲル化するために、1つまたは複数の、好ましくは2つの熱風乾燥機に通される。1つの態様において、ポリイソプレンコーティングの前に、薄膜から水溶性材料(例えば、硝酸カルシウム、タンパク質、および界面活性剤)がリーチングされる。このような態様では、薄膜は、温水(約65℃〜約85℃、好ましくは、複数のタンクに入れられた温水、より好ましくは、5種類のタンクに入れられた温水)に、合計で約4分間、リーチングされる。別の態様において、ポリイソプレンコーティングは、リーチング工程の前に薄膜に適用される(節5.3.2を参照されたい)。
【００２４】
エラストマー物品がポリイソプレンから作られる態様では、米国特許第6,828,387号に記載の製造プロセスを使用することができる。
【００２５】
5.3.2 ポリイソプレンコーティングの適用
リーチング工程の後にポリイソプレンコーティングがエラストマー物品に適用される態様では、リーチングされた薄膜は、ポリイソプレンラテックス化合物に浸漬される。
【００２６】
リーチング工程の前にポリイソプレンコーティングがエラストマー物品に適用される態様では、第1の熱風乾燥機内での乾燥の後に、ラテックスコーティングされた型はポリイソプレンラテックス組成物に浸漬される。次いで、ラテックス薄膜をゲル化するために、型は第2の熱風乾燥機内で乾燥される。次いで、節5.3.1に記載のように、ゲル化した薄膜は温水中でリーチングされる。
【００２７】
次いで、エラストマー物品がポリイソプレン層でコーティングされた後に、エラストマーおよびポリイソプレン薄膜でコーティングされた型は、約115℃から約135℃まで温度が漸増する一連の熱風乾燥機に約20分間入れられる。乾燥機の中で、最初に、エラストマー物品は乾燥され、次いで、加硫される(すなわち、ゴム分子は、例えば、硫黄の結合によって架橋する)。硬化したエラストマー物品は温水中でさらにリーチングされ、次いで、剥ぎ取りを助けるよう機能しかつエラストマー物品の内側他着性を低下させる1種類または複数の種類の材料(例えば、シリコーンエマルジョンを含むまたは含まない、炭酸カルシウム粉末もしくはデンプン粉末または炭酸カルシウム粉末とデンプン粉末)のスラリーに浸漬される。冷却後、エラストマー物品は手で型から剥ぎ取られる。これによって、エラストマー物品は裏返しになり、従って、ポリイソプレンコーティングは内側になる。
【００２８】
ある態様において、ポリイソプレンコーティング組成物は、ポリイソプレン分子を架橋する硬化剤を含有する。硬化剤には、硫黄架橋系、ペルオキシド架橋系(ペルオキシド,ヒドロペルオキシド)、またはガンマ線照射を用いた早期加硫/早期硬化ポリイソプレン分子が含まれるが、これに限定されない。好ましくは、硫黄架橋が用いられる。このような態様において、架橋剤は、硫黄、加硫促進剤、酸化亜鉛、および酸化防止剤を含む。特定の態様において、ポリイソプレン分子は、架橋反応間に、基礎となるエラストマー物品のゴム表面に直接結合される。
【００２９】
1つの態様において、エラストマー物品に適用されるポリイソプレン層は1つである。他の態様において、複数のポリイソプレン層がエラストマー物品に適用される。このような態様において、各層は組成が同一でもよく、異なってもよい。さらに、各層は厚みが同じでもよく、異なってもよい。
【００３０】
5.3.3 塩素化
本発明のエラストマー物品は塩素化によって後処理されてもよい。塩素化は、エラストマー物品から粉末を取り除き、着用を改善するように内面を改良し、外面での掌握力を弱くもする。ポリイソプレンコーティングされた内面が、塩素化に直接曝露される外側にあるように、形成された物品は裏返しにされる。次いで、物品はクロリネーターに入れられ、塩素強度が約400ppm〜約700ppmの塩素水溶液中で塩素化される。塩素化サイクルの終わりに、中和溶液のpHが約8以上になるようにカセイソーダ溶液を添加することによって、残留塩素が全て中和される。
【００３１】
5.3.4 潤滑化
ある態様では、塩素化プロセスの後に、本発明のエラストマー物品はさらに潤滑化されてもよい。本発明のエラストマー物品の着用のしやすさ、特に、湿り気のある表面への物品の着用(湿気を帯びた状態での着用(damp donning))をさらに改善するために、潤滑化は好ましい。潤滑化の任意の方法を使用することができる。1つの態様において、コーティングされたエラストマー物品は、潤滑剤の水溶液と共に回転された後に乾燥される。任意のタイプの潤滑剤を使用することができる。潤滑剤には、シリコーンエマルジョン、アニオン性界面活性剤を伴うまたは伴わないカチオン性界面活性剤が含まれるが、これらに限定されない。好ましい態様において、潤滑剤は、塩化セチルピリジニウム、シリコーンSM2140エマルジョン、およびアルキルホスフェートのアンモニウム塩(米国特許出願第10/666,650号を参照されたい)を含む。
【００３２】
5.4 本発明のポリイソプレンコーティングの特徴
本発明のポリイソプレンコーティングは、エラストマー物品のコーティングされた表面の潤滑性を改善し、他着性/粘着性を低下させるという特徴を示す。
【００３３】
5.4.1 柔らかくかつ快適な感触
本発明のポリイソプレンコーティングは、コーティングされていないエラストマー物品より柔らかくかつ快適な感触を提供する。このことは、コーティングされたエラストマー物品およびコーティングされていないエラストマー物品のモジュラス値と相関関係がある。モジュラス値の低いエラストマー物品の着用時の感触は快適であり、柔らかい(節6.9を参照されたい)。ポリイソプレンコーティングされた天然ゴム手袋の感触および柔らかさは、全てポリイソプレンから作られた手袋の感触および柔らかさに近かった(表6、試料2Aおよび試料6を参照されたい)。
【００３４】
さらに、本発明のポリイソプレンコーティングは、コーティングされていない物品と比較して、エラストマー物品のコーティングされた表面の他着性を減少させる(節6.8を参照されたい)。コーティングされていない天然ゴム手袋とポリイソプレンコーティングされた天然ゴム手袋を比較すると、内側他着性の実質的な差が示された(表5を参照されたい)。
【００３５】
これらの特徴は、ポリイソプレンおよび天然ゴムが化学的に非常に似ていることを考慮すれば驚くべきことである。天然ゴムは約98％のcis-1,4-ポリイソプレンを含有するのに対して、合成ポリイソプレンは、材料源および製造方法に応じて約90％〜98％のcis-1,4-ポリイソプレンを含有する(Reference : P. Henderson, From Isoprene Monomer to Synthetic Polyisoprene Latex, International Latex Conference, July 25-26, 2000, Akron, Ohio and F. B. Chen, Synthetic Polyisoprene Latex, 3rd International Rubber Glove Conference ＆ Exhibition, 12-14 September, 2006, Kuala Lumpur, Malaysia.)。
【００３６】
5.4.2 粗い表面
本発明のポリイソプレンコーティングは平面をもたらさない。それどころか、表面は、様々なサイズおよび表面から突出した形状の粒子で覆われる。突出部は約0.5マイクロメートルから数マイクロメートルである。突出部はポリイソプレンコーティング材料のみからなる。突出部を生じさせるために、さらなる非コーティング粒子は添加されない。
【００３７】
ポリイソプレンコーティングの組成および/または沈着方法を変えることによって、突出部の特徴を変えることができる。
【００３８】
突出部は、1000×倍率で走査電子顕微鏡を用いて、および/または原子間力顕微鏡を用いて見ることができる。
【００３９】
5.4.3 割れなし
本発明のポリイソプレンコーティングは、引き伸ばされていない時でも、(例えば、100％、300％、500％など)引き伸ばされた時でも実質的な割れを示さない。好ましい態様では、ポリイソプレンコーティングは割れを全く示さない。本明細書で使用する「割れ」または「クラック」という用語は、コーティングの全厚みを貫いて基礎となるエラストマー物品まで及んでもよく、及ばなくてもよい、コーティング表面の亀裂を意味する。
【００４０】
1つの態様では、コーティングの割れは、1000×倍率で走査電子顕微鏡を用いて検査することができる。別の態様では、コーティングの割れは物理的操作を用いて検査することができる。このような態様では、エラストマー物品は、(例えば、100％、300％、500％など)引き伸ばされ、コーティングされた表面は(例えば、指を用いて)繰り返し擦られる。ある態様では、手袋は、中等度の圧力を用いて、5回超、10回未満、20回未満、または100回未満、擦られる。次いで、表面は、剥離および/または粉末物質の放出について目視検査される。任意で、剥離および/または粉末物質の放出は、黒色の背景(例えば、紙または布の断片)をバックにして、もっと目に見えるようにされてもよい。剥離および/または粉末物質が存在すると、割れが存在することが分かる。本発明のポリイソプレンコーティングの割れおよび/または剥離は、アクリルコーティングまたはヒドロゲルコーティングを有するエラストマー物品と比較して少ない。
【００４１】
以下の実施例は本発明の利点をさらに例示し、実施例の中で述べられた態様に本発明を限定するものであると解釈されるべきではない。
【００４２】
6. 実施例
6.1 実施例1:ポリイソプレンコーティングされた手袋の準備
A. 手袋の作製
磁器製の型(または浸漬型)を以下の工程によって徹底的に清掃した。
(a)ナイロンブラシで機械的にブラシ掛けする工程、
(b)凝固剤から残留炭酸カルシウム粉末を溶解する酸溶液、例えば、クエン酸または硝酸に浸漬する工程、
(c)ナイロンブラシで機械的にブラシ掛けする工程、
(d)アルカリ溶液に浸漬する工程、および
(e)ナイロンブラシで機械的にブラシ掛けする工程。
【００４３】
温水(約50℃〜約70℃)に浸漬して、約60℃まで加熱する工程によって、型をさらに清掃した。清掃された型は、型に空気を吹き付けた後に型を熱風乾燥機に入れ、乾燥させ、約57℃〜約61℃まで加熱することによって乾燥させた。
【００４４】
清掃された型を、硝酸カルシウム凝固剤溶液(52〜59℃、必要な手袋の厚みに応じて、比重約1.100〜1.200)に浸漬した。凝固剤溶液は、炭酸カルシウム(離型剤)およびSurfynol TG(湿潤剤)も含有した。凝固剤でコーティングされた型を乾燥機(約100℃、約15秒)内で乾燥させ、次いで、硫黄(架橋剤)、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛(加硫促進剤)、酸化亜鉛(活性剤)およびWinstay L(酸化防止剤)および着色顔料を含有する配合天然ゴムラテックスに浸漬した。ラテックス中での滞留時間は約10秒であり、ラテックスの総固体含有率は、必要な手袋の厚みに応じて30％〜約49％であった。次いで、ラテックスコーティングされた型は、ラテックス薄膜をゲル化する2つの熱風乾燥機に通した。その後に、手袋の末端部を機械的に平らにすることによって、袖口部の端にビードを形成した。薄膜から水溶性材料、例えば、硝酸カルシウム、タンパク質、および界面活性剤を浸出させるために、温水(65〜85℃、5種類のタンクに入れられた温水)の中で、合計で約4分間、手袋をリーチングした。
【００４５】
B. ポリイソプレンコーティングの適用
次いで、表1に示し、3〜15％、好ましくは5〜8％の総固体含有率を有する配合物を用いて配合されたポリイソプレンラテックスに浸漬することによって、リーチングされた薄膜をポリイソプレン層でコーティングした。次いで、ラテックス薄膜でコーティングされた型を、115℃から135℃まで温度が漸増する一連の熱風乾燥機に、約20分間、入れた。乾燥機の中で、最初に、手袋を乾燥させ、次いで、ゴムを加硫した。これによって、ゴム分子は硫黄の結合によって架橋した。さらに多くの水溶性材料を抽出させるために、硬化した手袋を温水中でさらにリーチングし、次いで、剥ぎ取りを助けるよう機能しかつ剥ぎ取った後に手袋の内側がくっつくのを防ぐ炭酸カルシウム粉末またはデンプン粉末のスラリーに浸漬した。冷却した後に、手袋を手で型から剥ぎ取った。これによって、手袋は裏返しになり、ポリイソプレンコーティングが内側になった。
【００４６】
（表１）ポリイソプレンコーティング配合物
【００４７】
C. 塩素化
手袋を塩素化によって後処理した。塩素化プロセスによって、手袋から粉末が除去され、着用を改善するように手袋の内面が改良され、外面上での掌握力が弱くなった。ポリイソプレンコーティングされた面が外側なるように、形成された物品を手で裏返しにした。次いで、手袋をクロリネーターに入れ、水と一緒に3分間、2サイクル、回転させることによって洗浄した。次いで、手袋を、塩素強度が約400ppm〜約700ppmの塩素水溶液中で、8.3分間、塩素化した。塩素化サイクルの終わりに、中和溶液のpHが約8以上になるようにカセイソーダ溶液を添加することによって、残留塩素を全て中和した。4分間、手袋を回転させた後に、溶液を排出した。次いで、水と一緒に5回、各3分間、回転させることによって、手袋を洗浄した。
【００４８】
D. 潤滑化
塩素化の後に、湿った手袋を水抜き機(water extraction machine)に移し、遠心分離によって余分な水を除去した。湿り気のある手への手袋の着用(湿り気を帯びた状態での着用)を改善するために、手袋を潤滑剤でコーティングした。手袋をウォッシャーに入れ、塩化セチルピリジニウム(1.56％)、シリコーンSM2140エマルジョン(1.5％)、およびアルキルホスフェートのアンモニウム塩(1.2％)を含有する水溶液と共に回転させることによって、手袋をコーティングした。その後に、手袋を約60℃のサイクロンドライヤーで20分間乾燥させた。部分的に乾燥した手袋を手で裏返しにし、約60℃のサイクロンドライヤーでもう30分間さらに乾燥させた。
【００４９】
6.2 実施例2:代替コーティング法
または、ポリイソプレンコーティングはリーチング工程前に手袋に適用されてもよい。この場合、第1のラテックス浸漬および第1の熱風乾燥機内での乾燥の後に、ラテックスコーティングされた型はポリイソプレンラテックス組成物に浸漬され、次いで、ラテックス薄膜をゲル化するために第2の熱風乾燥機内で乾燥される。次いで、ゲル化した薄膜にビードを形成した後に、薄膜を温水中でリーチングした。このプロセスは、節6.1に記載のように加硫、硬化後のリーチング、および剥ぎ取りまで続く。
【００５０】
6.3 実施例3:試験に用いられる手袋
A. コーティングの無い天然ゴムラテックス手袋
ポリイソプレンラテックス組成物への浸漬を省略した以外は節6.1に記載のように、コーティングの無い天然ゴムラテックス手袋を準備した。硝酸カルシウム凝固剤の比重は約1.144であり、天然ゴムラテックスの総固体含有率は約47.5％であった。作製された手袋の指の厚みは約0.30mmであった。節6.1に記載の手順に従って、2種類の塩素強度、すなわち、約420ppmおよび約550ppmを用いて、形成された手袋を塩素化した。塩素化の後、手袋を乾燥させ、包装し、次いで、様々な特性について評価した。約420ppmで塩素化した手袋および約550ppmで塩素化した手袋を、それぞれ、試料1Aおよび試料1Bと呼ぶ。
【００５１】
約420ppmで塩素化した手袋は節6.1に記載の潤滑化プロセスにも供され、乾燥させた手袋(以下、試料1Cと呼ぶ)を包装し、評価した。
【００５２】
B. ポリイソプレンコーティングを有する天然ゴムラテックス手袋
ポリイソプレンコーティングを有する天然ゴムラテックス手袋を、節6.1に記載の手順に従って準備した。硝酸カルシウム凝固剤の比重は約1.144であり、天然ゴムラテックスの総固体含有率は約47.5％であった。ポリイソプレンコーティング組成物の総固体含有率は約8％であった。天然ゴムラテックス薄膜のリーチングの後に、手袋をポリイソプレン層でコーティングした。作製された手袋の指の厚みは約0.31mmであった。形成された手袋を、前記の手順に従って塩素化した。2種類の塩素化レベル、すなわち、塩素強度約420ppmおよび約550ppmを調べた。塩素化の後、手袋を乾燥させ、包装し、評価した。約420ppmで塩素化した手袋および約550ppmで塩素化した手袋を、それぞれ、試料2Aおよび試料2Bと呼ぶ。約420ppmで塩素化した手袋は前記の潤滑化プロセスにも供された。乾燥させた潤滑化手袋(以下、試料2Cと呼ぶ)を包装し、評価した。
【００５３】
C. アクリルコーティングされた天然ゴム手袋およびコーティングされていない天然ゴム手袋
粉末を含まない、アクリルコーティングされた塩素化天然ゴム手袋の試料(約350ppm塩素強度で塩素化した、以下、試料3と呼ぶ)、およびコーティングされていない塩素化天然ゴム手袋の試料(約350ppm塩素強度で塩素化した;以下、試料4と呼ぶ)を同じ製造業者から入手した。アクリルコーティングされた手袋(試料3)の指の厚みは約0.23mmであったのに対して、コーティングされていない手袋(試料4)の指の厚みは約0.25mmであった。手袋を様々な特性について評価した。
【００５４】
D. ヒドロゲルコーティングされた天然ゴム手袋
粉末を含まない、ヒドロゲルコーティングされた、指の厚みが約0.29mmの天然ゴム手袋の市販試料(以下、試料5と呼ぶ)を入手し、評価した。この手袋は、Regent Medical, Norcross, GA(製品照会番号30475、ロット04D1482、使用期限2009年4月)によって製造され、「Biogel」コーティングを有する、滅菌された、粉末を含まないラテックス手術用手袋であった。
【００５５】
E. ポリイソプレン手袋
天然ゴムラテックスの代わりに、表1に示した配合物である配合ポリイソプレンラテックスを使用し、このラテックスの総固体含有率が約31.0％であった以外は節6.1に記載のように、ポリイソプレン手袋を準備した。硝酸カルシウム凝固剤の比重は約1.142であった。作製された手袋の指の厚みは約0.28mmであった。節6.1に記載の手順に従って、形成された手袋を約420ppmの塩素強度で塩素化した。塩素化の後に、手袋を乾燥させ(以下、試料6と呼ぶ)、試験に用意した。
【００５６】
（表２）試験に用いられる手袋
【００５７】
6.4 実施例4:走査型電子顕微鏡による評価
A. 実験計画
以下の手袋試料の内面コーティングの表面形態を走査型電子顕微鏡によって1000X倍率で調べた。
試料1A:コーティングの無い天然ゴム手袋(対照)
試料2A:天然ゴム手袋にポリイソプレンコーティングがされている
試料3:天然ゴム手袋にアクリルコーティングがされている
試料5:天然ゴム手袋にヒドロゲルコーティングがされている
【００５８】
それぞれの手袋試料について、(a)引き伸ばされていない試料、(b)1分間、約100％引き伸ばされた後の試料、および(a)1分間、約300％引き伸ばされた後の試料の走査型電子顕微鏡写真を撮影した。
【００５９】
試料(引き伸ばされていない試料および約300％引き伸ばされた試料)の走査型電子顕微鏡写真を図1〜4に示した。約100％引き伸ばされた試料の顕微鏡写真は約300％引き伸ばされた試料とほぼ同じであり、示さなかった。
【００６０】
B. 観察
試料1A.表面は本質的に完全に平らであった。引き伸ばされていない試料(図1A)については、数本の細い線のクラックが識別できた。割れのひどさは、試料を約100％または約300％引き伸ばすことよって影響を受けなかった(図1B)。塩素化天然ゴム表面の割れは以前に報告されており(C.C. Ho and M. C. Khew, International Journal of Adhesion ＆ Adhesives 19 (1999) 387-398)、割れのひどさは塩素化の程度と共に増大した。
【００６１】
試料2A.ポリイソプレンコーティングの最も顕著な特色は表面が平らでないことであった(図2A)。表面全体が、様々なサイズおよび表面から突出した形状の粒子で覆われていた。粒子の中には、ほぼ球状に見える粒子(主に小さな粒子)もあれば、不規則な形状の粒子もあった。大きな突出部は、小さな粒子が融合している凝集物からなっているように見えた。突出部は約0.5マイクロメートルから数マイクロメートルであった。引き伸ばされていなくても、約300％引き伸ばされた後でも、全ての試料について表面割れは明らかでなかった(図2B)。
【００６２】
試料3.試料の表面形態は本質的に完全に平らであり、表面が「ジグソーパズル」のようにアクリルがつなぎ合わされたフレークからなるように多くのクラックがあった(図3A)。引き伸ばされていない試料または約100％引き伸ばされた試料もしくは約300％引き伸ばされた試料の間で、表面割れのひどさには違いがあるように見えなかった(図3B)。
【００６３】
試料5.表面形態(図4A)は、表面に突出部がある点で試料2Aとある程度の類似性を示した。しかしながら、試料2Aと比較して突出部が少ないように見え、突出部の表面は丸みがあり、滑らかなように見え、突出部のサイズは概して大きかった。大きな違いの1つは、引き伸ばされていない試料ならびに引き伸ばされた試料について、表面クラックがはっきりと目に見えたことであった。約100％引き伸ばされた試料および約300％引き伸ばされた試料(図4B)は、引き伸ばされていない試料(図4A)よりひどい表面割れを有するように見えた。
【００６４】
前述の観察に基づくと、本発明のポリイソプレンコーティングは、引き伸ばされていない手袋ならびに引き伸ばされている手袋について表面割れを示さない。これに対して、先行技術コーティングは、引き伸ばされていない手袋でも表面クラックを示す。
【００６５】
6.5 実施例5:コーティングの付着性
ゴム基材への本発明のポリイソプレンコーティング、アクリルコーティング、およびヒドロゲルコーティングの付着性を、各手袋タイプの2つの試料を用いて評価した。手袋の指および手掌の部分を約500％まで引き伸ばし、コーティングされた表面を親指で繰り返し擦った。次いで、コーティングされた表面を、コーティングフレークおよび粉末物質について目視検査した。コーティングの付着性は1から5までの段階に分けて定性評価した。1は、コーティング全体がゴム基材から剥離する最悪の場合である。5は、剥離が認められず、手袋の表面上に粉末物質が目で見えない最良の場合である。本発明のポリイソプレンコーティングの付着性は評価5と優れていた(すなわち、手袋を約500％引き伸ばし、親指で繰り返し擦った後に、剥離も粉末の破砕(shredding)も観察されなかった)。アクリルコーティング(試料3)およびヒドロゲルコーティング(試料5)の付着性は評価4とほぼ同じであった。両方の場合において、手袋を約500％引き伸ばし、親指で繰り返し擦った後に、白っぽいフレークが手袋から落ちた。
【００６６】
本発明のポリイソプレンコーティングの前記の結果は、引き伸ばされていない試料ならびに引き伸ばされた試料の表面上に割れを示さなかった走査型電子顕微鏡からの表面コーティング写真と良好な相関関係にあった。ポリイソプレンコーティングが(天然ゴムベースの手袋より長く)極限まで伸ばすことができるのは、手袋を約500％引き伸ばした時に割れが観察されなかった理由の説明となり得る。ポリイソプレンコーティングと天然ゴム基材(天然ゴムは化学的に似ている、すなわち、これもポリイソプレンである)との結合は非常に良好であったとも結論付けることができる。
【００６７】
前記のように、アクリルコーティングされた手袋およびヒドロゲルコーティングされた手袋の走査型電子顕微鏡写真は、引き伸ばされていない試料ならびに引き伸ばされた試料について表面割れを示した。この割れは、基材からのコーティングの剥離として現れたコーティング離層につながった可能性がある。
【００６８】
6.6 実施例6:潤滑化されていない手袋の着用
潤滑剤の無い手袋を乾燥した手に付け、着用のしやすさについて1から5までの段階に分けて主観的に評価した。1は、着用が非常に難しいことを意味し、5は、着用が非常に容易なことを意味する。結果(表3)から、コーティングされていない天然ゴム手袋と比較すると、ポリイソプレンコーティングされた手袋はかなり優れた着用性をもたらすことが分かる。特定の理論に拘束されるつもりはないが、ポリイソプレンは、良い手触りの突出部を手袋表面に作り出し、それにより着用中の摩擦力を弱める塩素化の影響を天然ゴムより非常に受けやすいと考えられている。
【００６９】
さらに、ポリイソプレンコーティングは、異なる塩素強度、例えば、420ppm〜550ppmの塩素強度を特徴とする塩素化プロセスに適合し、コーティングされていない天然ゴム手袋より一貫して良好な着用性をもたらし得る。
【００７０】
（表３）手袋の乾燥した状態での着用
【００７１】
6.7 実施例7:潤滑化手袋の着用
潤滑剤で処理した手袋を乾燥した手ならびに湿り気のある/湿気を帯びた手に着け、着用のしやすさについて1から5までの段階に分けて主観的に評価した。1は、着用が非常に難しいことを意味し、5は、着用が非常に容易なことを意味する。結果(表4)から、ポリイソプレンコーティングは、(コーティングされていない手袋と比べて)乾燥した手ならびに湿気を帯びた手への手袋の着用性を改善したことが分かった。コーティングされていない手袋を潤滑剤で処理すると、湿気を帯びた手への手袋の着用性は乾燥した手と比較して改善されたが、湿気を帯びた状態での着用の評価は、潤滑化されたポリイソプレンコーティング手袋(試料2C)の評価より依然としてかなり悪かった。特定の理論に拘束されるつもりはないが、前記の実施例6で示したポリイソプレンコーティングの高い塩素化効率は、コーティングされていない天然ゴム手袋より優れた、湿気を帯びた状態での着用をもたらす潤滑化プロセスにさらに適合し得るとみなされている。
【００７２】
（表４）潤滑化手袋の着用
【００７３】
6.8 実施例8:内側他着性
手袋を包装し、約29.5kGy〜約30.3kGyのガンマ線照射によって滅菌した。滅菌した手袋を約70℃で1日間および7日間エージングし、ブロッキングとも呼ばれる手袋の内面が互いにくっつく程度を評価するために検査した。他着性の程度を1から5までの段階に分けて評価した。1は全くくっつかないことを表し、5は互いにひどくくっつくことを表している。結果を表5に示した。
【００７４】
これらの結果は、本発明のポリイソプレンコーティングが約70℃で7日間エージングした後でも他着性を示さず、これに対して、コーティングされていない天然ゴム表面は約70℃で1日エージングした後でもひどいブロッキングを示したことを証明している。特定の理論に拘束されるつもりはないが、塩素化されたポリイソプレンコーティング表面上の突出部は接触表面積を小さくし、従って、表面が互いにくっつく傾向を弱めるとみなされている。
【００７５】
（表５）内側他着性
【００７６】
6.9 実施例9:物理的特性および手袋の触感
異なる伸びでのモジュラスを求め、結果を表6に示した。
【００７７】
一般的に、厚みが似た、コーティングされていないゴム手袋の柔らかさ/硬さの感触(着用後)はゴムのモジュラス値と相関関係があることがある。例えば、柔らかな感触のある手袋のモジュラスは、硬い感触のある手袋より低い。コーティングのある手袋の場合、皮膚と直接接触しているのはコーティングであるので、着用後の手袋の感触は主にコーティング材料のモジュラスに支配されると予想される。
【００７８】
手袋の研究開発に8〜16年間取り組んだことのある3人の研究者らが、試料3(アクリルコーティングあり)の手袋および試料4(コーティングなし)の手袋を着用および評価した。結果から、試料3の感触は明らかに試料4より硬いことが分かった。実際には、この研究者らは、手でアクリルコーティングを触った感触は硬いと報告した。手袋の柔らかさ/硬さの感触は、手袋のモジュラス値と実際に相関関係があった。すなわち、試料3のモジュラス値は試料4より高かった。(1)アクリルコーティングのモジュラスが非常に高い、および/または(2)コーティングがあまり薄くない、ということでなければ、薄いコーティングが手袋全体のモジュラスに影響を及ぼすことができたのは予期しないことであった。
【００７９】
同じ研究者らが、コーティングされていないポリイソプレン手袋(試料6)およびコーティングされていない天然ゴム手袋(試料1A)を着用および評価した。結果から、コーティングされていないポリイソプレン手袋はコーティングされていない天然ゴム手袋より明らかに柔らかい感触があることが分かった。これは予想されていたことであり、手袋のモジュラス値と良好な相関関係にあった。すなわち、ポリイソプレン手袋のモジュラス値は天然ゴム手袋よりかなり低かった。
【００８０】
同じ研究者らが、ポリイソプレンコーティングされた手袋(試料2A)およびコーティングされていない天然ゴム手袋(試料1A)を着用および評価した。結果から、ポリイソプレンコーティングされた手袋は、コーティングされていない天然ゴム手袋より柔らかいか、またはそれと似ていると判断されたことが分かった。これは、ポリイソプレンコーティングされた手袋のモジュラス値(M100およびM300)がコーティングされていない手袋のモジュラス値よりほんのわずかに低かったのにもかかわらず、2種類の手袋試料のモジュラス値と良好な相関関係にあった。
【００８１】
（表６）
【００８２】
6.10 実施例10:代替ポリイソプレンコーティングを有する天然ゴムラテックス手袋
節6.1とは異なるように配合された代替ポリイソプレンコーティングを有する天然ゴムラテックス手袋を、節6.1に記載の手順に従って実験室において準備した。コーティング組成物を表7に示した。硝酸カルシウム凝固剤の比重は1.150であり、NRラテックス総固体含有率は47.5％であった。ポリイソプレンコーティング組成物の総固体含有率は8％であった。NRラテックス薄膜のリーチング後に、手袋をポリイソプレン層でコーティングした。手袋を135℃で30分間硬化した。作製された手袋の指の厚みは0.30mmであった。節6.1に記載の手順に従って、形成された手袋を420ppmで塩素化した。塩素化の後に、手袋を乾燥させ、包装し、評価した。
【００８３】
手袋を乾燥した手に付け、着用のしやすさについて1から5までの段階に分けて主観的に評価した。1は、着用が非常に難しいことを意味し、5は、着用が非常に容易なことを意味する。手袋の着用評価は4.5であった。これは、100％ポリイソプレンでコーティングされた手袋(表3の試料2A)の着用評価とほぼ同じであった。
【００８４】
包装された手袋を70℃で1日間および7日間エージングし、手袋の内面が互いにくっつく程度について評価した。他着性の程度を1から5までの段階に分けて評価した。1は全くくっつかないことを表し、5は互いにひどくくっつくことを表している。約70℃で1日間エージングした後ならびに約70℃で7日間エージングした後に、手袋の内面は互いに全くくっつかなかった。内側他着性の評価は両条件とも1であった。これらの結果は、100％ポリイソプレンでコーティングされた手袋(表5の試料2A)の結果とほぼ同じであった。
【００８５】
ゴム基材への代替ポリイソプレンコーティングの付着性を評価した。手袋の指および手掌の部分を約500％まで引き伸ばし、コーティングされた表面を親指で繰り返し擦った。次いで、コーティングされた表面を、コーティングフレークおよび粉末物質について目視検査した。コーティングの付着性は1から5までの段階に分けて定性評価した。1は、コーティング全体がゴム基材から剥離する最悪の場合である。5は、剥離が認められず、手袋の表面上に粉末物質が目で見えない最良の場合である。代替ポリイソプレンコーティングの付着性は評価5と優れていた(すなわち、手袋を約500％引き伸ばし、親指で繰り返し擦った後に、剥離も粉末の破砕も観察されなかった)。代替ポリイソプレンコーティングの付着性は、100％ポリイソプレンコーティングの付着性とほぼ同じである(節6.5を参照されたい)。
【００８６】
（表７）代替ポリイソプレンコーティング配合物
【００８７】
6.10 実施例11:PIブレンドコーティングを有する天然ゴムラテックス手袋
90％ポリイソプレン(PI)および10％ニトリルのブレンドを含むコーティングを有する天然ゴムラテックス手袋を、節6.1に記載の手順に従って実験室において準備した。コーティング組成物を表7に示した。この組成物は、Kraton IR-401 RPポリイソプレンラテックスを、90％ポリイソプレンおよび10％Reichholdニトリル68077-01ラテックスを含むブレンドと取り替えた以外は表1に示したコーティング組成物と似ている。硝酸カルシウム凝固剤の比重は1.150であり、NRラテックス総固体含有率は47.5％であった。ポリイソプレン/ニトリルブレンドコーティング組成物の総固体含有率は8％であった。NRラテックス薄膜のリーチング後に、手袋をポリイソプレン/ニトリル層でコーティングした。手袋を135℃で30分間硬化した。作製された手袋の指の厚みは0.31mmであった。節6.1に記載の手順に従って、形成された手袋を約420ppmで塩素化した。塩素化の後に、手袋を乾燥させ、包装し、評価した。
【００８８】
手袋を乾燥した手に付け、着用のしやすさについて1から5までの段階に分けて主観的に評価した。1は、着用が非常に難しいことを意味し、5は、着用が非常に容易なことを意味する。手袋の着用評価は4.5であった。これは、100％ポリイソプレンでコーティングされた手袋(表3の試料2A)の着用評価とほぼ同じであった。
【００８９】
包装された手袋を70℃で1日間および7日間エージングし、手袋の内面が互いにくっつく程度について評価した。他着性の程度を1から5までの段階に分けて評価した。1は全くくっつかないことを表し、5は互いにひどくくっつくことを表している。70℃で1日間エージングした後ならびに70℃で7日間エージングした後に、手袋の内面は互いに全くくっつかなかった。内側他着性の評価は両条件とも1であった。これらの結果は、100％ポリイソプレンでコーティングされた手袋(表5の試料2A)の結果とほぼ同じであった。
【００９０】
ゴム基材への本発明のポリイソプレン/ニトリルブレンドコーティングの付着性を評価した。手袋の指および手掌の部分を約500％まで引き伸ばし、コーティングされた表面を親指で繰り返し擦った。次いで、コーティングされた表面を、コーティングフレークおよび粉末物質について目視検査した。コーティングの付着性は1から5までの段階に分けて定性評価した。1は、コーティング全体がゴム基材から剥離する最悪の場合である。5は、剥離が認められず、粉末物質が手袋の表面に目で見えない最良の場合である。本発明のポリイソプレン/ニトリルブレンドコーティングの付着性は評価5と優れていた(すなわち、手袋を500％引き伸ばし、親指で繰り返し擦った後に、剥離も粉末の破砕も観察されなかった)。ポリイソプレン/ニトリルコーティングの付着性は、100％ポリイソプレンコーティングの付着性とほぼ同じである(節6.5または節6.10を参照されたい)。
【００９１】
（表８）ポリイソプレン/ニトリルコーティング配合物
【００９２】
産業上の利用可能性
本発明は、天然ゴム、合成ポリイソプレン、合成ポリマー、例えば、ネオプレン、ポリウレタン、ニトリル、ビニル、スチレンブタジエン、およびブタジエンコポリマーからなるエラストマー物品の製造プロセスにおいて有用である。本発明は、ポリイソプレンコーティングを有するエラストマー物品を作製する能力をもたらす。これによって、コーティングされた表面は他着性/粘着性が無いか、または低く、潤滑性が改善されている。有利なことに、本発明は、手術用手袋、コンドーム、プローブカバー、歯科用ダム、指サック、カテーテルなどの製造に取り入れることができる。
【００９３】
本発明は、様々な特定の好ましい態様および技術に関して説明された。しかしながら、多くの変更および修正が、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神または範囲内にありながら可能であると理解すべきである。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【技術分野】
【０００１】
1. 発明の分野
本発明は、概して、医療器具および実験器具の分野に関する。特に、本発明は、医療用手袋および実験用手袋の皮膚接触面用のコーティング組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
2. 発明の背景
医療用手袋および実験用手袋は、時間に制約のある医療処置または研究室での実験を行うのに用いられる時、急いで着用しなければならないことが多い。従って、これらのエラストマー物品の重要な特徴は、物品を着用者の手に着けやすいこと、すなわち着用性である。さらに、医療用手袋またはコンドームなどの物品は使用者が長時間身に付けると予想される。ある特定のエラストマー物品は比較的高い頻度でかつ長期間用いられるので、このような物品の重要な特徴には物理的特性および使用の快適さが含まれる。
【０００３】
様々な医療用手袋、例えば、手術用手袋および検査用手袋は医療分野において周知であり、容易に入手可能である。このような手袋に用いられるエラストマーの化学的特性および物理的特性は研究されており、使い方に応じて望ましい特性を示す手袋が開発されている。使い方および/または着用特徴を向上させる、引張り強さおよび伸びにおけるモジュラスなどの特性ならびにコーティングおよび潤滑剤が研究されている。天然ラテックスおよび合成ラテックスを用いた配合物を含む様々なエラストマーポリマー組成物も調べられている。
【０００４】
天然ゴムラテックスまたは合成ゴムラテックスからエラストマー物品を作製する製造プロセスは硬化工程を伴い、この間に、硫黄基による架橋または加硫がポリマー単位間で起こる。天然ラテックスまたは合成ラテックスからエラストマー物品を作る従来のプロセスは、典型的には、ラテックスの分散液またはエマルジョンを調製し、製造しようとする物品の形状の浸漬型をラテックスに浸漬し、ラテックスを浸漬型上で硬化させる工程を伴う。ある特定のエラストマー物品の望ましい性質、例えば、引張り強さは、製造プロセスの架橋段階および硬化段階の影響を実質的に受ける。
【０００５】
手袋の内面へのコーティングは当技術分野において周知である。Podellへの米国特許第3,813,695号（特許文献1）は、手袋の内面への親水性ヒドロゲルプラスチックのコーティングを開示している。Stockumへの米国特許第4,143,109号（特許文献2）は、手袋の内面を、微粒子状物質がランダムに分散しているエラストマー材料を含む層でコーティングすることを開示している。この微粒子状物質は、粒子が表面から突出するようにエラストマー層の厚みより大きなサイズを有する。さらに、Jamesへの米国特許第4,499,154号（特許文献3）およびPodellへの米国特許第4,575,476号（特許文献4）は、乾燥した皮膚での潤滑性を改良するために、ゴム物品へのヒドロゲルポリマーのコーティングを開示している。ここで、ヒドロゲルポリマーは、2-ヒドロキシエチルメタクリレートと、メタクリル酸(MAA)または2-エチルヘキシルアクリレート(EHA)またはMAAおよびEHAの両方とのコポリマーである。Ansellへの米国特許第5,088,125号（特許文献5）は、手袋の手接触面を、イオン性ポリウレタンとイオン性ポリウレタンの粒径より大きな粒径を有する第2の粒状ポリマーとのブレンドを含むエラストマー材料でコーティングすることを開示しており、このコーティングにより手接触面上には粒子クラスターがある。Chenへの米国特許第5,284,607号（特許文献6）は、エラストマー表面を、粒子が全体に分散しているブロッキング防止組成物でコーティングすることを開示している。粒子が表面上に突出部を形成するように、粒子の大半はブロッキング防止組成物層の厚みより大きなサイズを有する。最後に、Brindleへの米国特許第5,405,666号（特許文献7）および同第5,395,666号（特許文献8）は、結合剤(特定の特性を有するポリマー)と、微小粒子が結合剤で包まれているが、結合剤から部分的に突出することによって、表面に微小な凹凸のある外観を付与するように、約4〜約20マイクロメートルの実質的に凝集していない微小粒子(シリカ)を含むコーティングを付与する乾燥した小片で、エラストマー物品をコーティングすることを開示している。
【０００６】
医療装置分野において、快適な感触を含む、天然ゴム対応物において見られる望ましい特性を維持しながら、着用性が改善したエラストマー物品、特に、手袋が必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第3,813,695号
【特許文献２】米国特許第4,143,109号
【特許文献３】米国特許第4,499,154号
【特許文献４】米国特許第4,575,476号
【特許文献５】米国特許第5,088,125号
【特許文献６】米国特許第5,284,607号
【特許文献７】米国特許第5,405,666号
【特許文献８】米国特許第5,395,666号
【発明の概要】
【０００８】
3. 発明の概要
本発明は、ポリイソプレンでコーティングされたエラストマー物品が、コーティングされていないエラストマー物品と比較した時に実質的に改善した物理的特性(例えば、着用性、快適性、感触、内側他着性)を有するという驚くべき発見に基づいている。このことは、ポリイソプレンと、化学的に非常に密接に関連している材料(例えば、天然ゴム)を比較した時でも当てはまる。機序に拘束されるつもりはないが、改善された特徴は、少なくとも部分的には、ポリイソプレンセグメントの鎖屈曲性によるものである。
【０００９】
本発明は、コーティングされた表面の柔らかさおよび着用性が改善し、コーティングされた表面の他着性/粘着性が低下するように、合成ポリイソプレンゴムから形成されたコーティングが結合しているエラストマー物品を提供する。さらに、本発明は、合成ポリイソプレンゴムから形成されたコーティングが結合しているゴム物品であって、乾燥した着用条件および湿った着用条件でのコーティングされた表面の潤滑性をさらに改善するように、物品のコーティングされた表面が潤滑剤溶液で処理されているゴム物品を提供する。本発明のコーティングされたエラストマー製品の感触は、コーティングされていない対応物より柔らかく、快適である。
【００１０】
本発明はまた、天然ゴム、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ニトリル、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンコポリマー、ポリウレタン、またはこれらのゴムおよびビニルの混合物から作られたゴム物品も提供する。コーティングに用いられる合成ポリイソプレンゴムラテックスは、少量の天然ゴムラテックス、ポリクロロプレンラテックス、ニトリルラテックス、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴムラテックス、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンコポリマー、またはポリウレタンラテックス、またはポリ塩化ビニル(ビニル)ラテックスを含有してもよい。
【００１１】
本発明は、合成エラストマーポリイソプレンコーティングを有するエラストマー物品を作るプロセスを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
4. 図面の簡単な説明
【図１】コーティングの無い天然ゴム手袋を、(A)引き伸ばさずに、または(B)1分間300％に引き伸ばした後に撮影した走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図２】ポリイソプレンコーティングを有する天然ゴム手袋を、(A)引き伸ばさずに、または(B)1分間300％に引き伸ばした後に撮影した走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図３】アクリルコーティングを有する天然ゴム手袋を、(A)引き伸ばさずに、または(B)1分間300％に引き伸ばした後に撮影した走査型電子顕微鏡写真を示す。
【図４】ヒドロゲルコーティングを有する天然ゴム手袋を、(A)引き伸ばさずに、または(B)1分間300％に引き伸ばした後に撮影した走査型電子顕微鏡写真を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
5.発明の詳細な説明
本発明の目的は、エラストマー物品の潤滑性および着用性を改善する、エラストマー物品内面用のコーティングを提供することにある。本発明のコーティングは、微量の他の成分を含有しても含有しなくてもよい合成ポリイソプレンゴムから形成される。コーティングは、好ましくは、基礎となるエラストマー物品に直接結合している。
【００１４】
5.1 エラストマー物品
本発明に従って様々なエラストマー物品を作ることができる。このようなエラストマー物品には、医療用手袋、コンドーム、プローブカバー(例えば、超音波プローブ用またはトランスデューサープローブ用のプローブカバー)、歯科用ダム、指サック、カテーテルなどが含まれるが、これに限定されない。本発明は着用に関して多くの点で非常に多くの利点および利益を提供するので、本発明の方法を用いると、コーティングされた表面の潤滑性の改善およびコーティングされた表面の他着性/粘着性の低下から利益を得る任意のエラストマー物品を作ることができる。好ましい態様では、着用可能なエラストマー物品は本発明のコーティングを含む。より好ましい態様では、医療用手袋は本発明のコーティングを含む。
【００１５】
エラストマー物品の外面が皮膚と接触する態様(例えば、カテーテル)では、ポリイソプレンコーティングは物品の外面にある。
【００１６】
基礎となるエラストマー物品は任意のエラストマー組成物から作ることができる。エラストマー組成物には、ポリイソプレン、天然ゴム、ポリクロロプレン、ニトリル、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンコポリマー、ポリウレタン、ビニル、またはその混合物が含まれるが、これに限定されない。さらに、ある態様では、エラストマー物品は、天然ゴムラテックス材料と、少なくとも1種類のさらなる非天然ゴムラテックス手袋材料のブレンドを含んでもよい。非天然ゴムラテックス手袋材料の適切な例には、ビニル、ニトリル、ポリウレタン、ネオプレン(ポリクロロプレン)、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンコポリマー、およびその組み合わせが含まれるが、これに限定されない。好ましい態様では、エラストマー物品は、ポリイソプレン、天然ゴム、および/またはネオプレンを含む。
【００１７】
基礎となるエラストマー物品がポリイソプレンから作られる態様では、ポリイソプレン組成物は、ポリイソプレンの加硫速度を速めるために、米国特許出願公開第2004/0169317号(この内容は全体が参照により組み入れられる)に開示される促進剤組成物を含む。
【００１８】
5.2 ポリイソプレンコーティング
エラストマー物品の内面をコーティングするために、任意の公知のポリイソプレン組成物を本発明の方法において使用することができる。ポリイソプレンラテックスがコーティング組成物の主成分である。好ましい態様では、コーティングは、約50％、60％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、98％、または99％を超えるポリイソプレンである。使用することができる適切なポリイソプレンラテックスは容易に入手可能であり、Kraton(商標)Corporation, Houston, Tex.; Shell International Corporation, Houston, Tex.; Medline Industries, Inc., Mundelein, ILから入手可能なIsolex;およびLord Corporation, Erie, Pa.から入手可能なAqualast(商標)E0501が含まれるが、これに限定されない多数の商業的供給源から得ることができる。ポリイソプレンに加えて、ポリイソプレンコポリマーおよびポリイソプレンブレンドも使用することができる。使用することができるポリイソプレンコポリマーには、イソプレンモノマー単位を有し、ポリイソプレンコーティングの望ましい特性を示すようにポリイソプレンの十分に類似する化学特性および構造特性を有する任意のコポリマーが含まれる。適切なポリイソプレンブレンドは、天然ゴムラテックス;ポリジエンおよびそのコポリマー、例えば、ポリブタジエン、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンコポリマー、置換ポリジエン、例えば、ポリクロロプレン;熱可塑性材料、例えば、ポリウレタン;ビニル、ニトリルなどを含んでもよいが、これに限定されない。前記の天然ゴムラテックス材料および非天然ゴムラテックス材料の組み合わせもポリイソプレンと共に使用することができる。本明細書で使用する「ポリイソプレンコーティング」という用語は、少なくとも50％超のポリイソプレンである、エラストマー物品の内面にあるコーティングを指す。
【００１９】
エラストマー物品をコーティングするのに用いられるポリイソプレン組成物を製造するために、当技術分野において公知の任意の促進剤を使用することができる。1つの態様において、エラストマー物品をコーティングするのに用いられるポリイソプレン組成物は、ポリイソプレンの加硫速度を速めるために、米国特許出願公開第2004/0169317号(この内容は全体が参照により組み入れられる)に開示される促進剤組成物を含む。他の態様では、複数の種類の促進剤が用いられる。特定の態様では、促進剤として、ZDEC、ZMBT、およびDPGを一緒に使用することができる(全体が参照により組み入れられる米国特許第6,828,387号を参照されたい)。
【００２０】
エラストマー物品上のポリイソプレン層は、コーティングされていない表面と比較して、コーティングされた表面の潤滑性を改善し、コーティングされた表面の他着性/粘着性を低下するのであれば、任意の厚みでよい。1つの態様において、ポリイソプレンコーティングは、厚みが1〜20ミクロン、5〜15ミクロン、8〜12ミクロン、5〜7ミクロンである。コーティングに用いられるポリイソプレン組成物の総固体含有率は、望ましいコーティングの厚みに応じて約3％〜約15％、好ましくは約5％〜約8％でよい。
【００２１】
5.3 本発明のコーティングされた物品の製造
基礎となるエラストマー物品は、当技術分野において公知の任意の方法によって作ることができる。ポリイソプレンコーティングは製造されたら、当技術分野において公知の任意の方法を用いてエラストマー物品の内面に適用することができる。好ましい態様を以下に開示する。
【００２２】
5.3.1 エラストマー物品の製造
例えば、以下の工程:(a)ナイロンブラシで機械的にブラシ掛けする工程、(b)凝固剤から残留炭酸カルシウム粉末を溶解する酸溶液、例えば、クエン酸または硝酸に浸漬する工程、(c)ナイロンブラシで機械的にブラシ掛けする工程、(d)アルカリ溶液に浸漬する工程、(e)ナイロンブラシで機械的にブラシ掛けする工程、および(f)温水(約50℃〜約70℃)に浸漬して、約60℃まで加熱する工程の1つまたは複数によって、磁器製の型(または浸漬型)が徹底的に清掃される。清掃された型は、例えば、空気を吹き付けることによって、および/または熱風乾燥機に入れ、約57℃〜約61℃まで加熱することによって乾燥される。
【００２３】
清掃された型は、凝固剤溶液(例えば、硝酸カルシウムおよび塩化カルシウム)に浸漬される。凝固剤溶液が硝酸カルシウムの態様では、溶液は、好ましくは、約52℃〜約59℃であり、(必要な材料の厚みに応じて)比重は約1.100〜約1.200である。凝固剤溶液は、離型剤(例えば、炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウム)ならびに湿潤剤(例えば、Surfynol TG、ならびに非イオン性界面活性剤、例えば、Teric 320およびTriton X100)をさらに含む。凝固剤でコーティングされた型は、乾燥機(約100℃、約15秒)の中で乾燥され、次いで、架橋剤(例えば、硫黄および硫黄ドナー、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)およびテトラエチルチウラムジスルフィド(TETD))、加硫促進剤(例えば、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛(ZDBC)、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛(ZDEC)、メルカプトベンズチアゾール亜鉛(ZMBT)、およびジフェニルグアニジン(DPG))、活性剤(例えば、酸化亜鉛および酸化マグネシウム)、酸化防止剤(例えば、Winstay LおよびVulcanox BKF)、任意で、着色顔料を含有する配合ラテックスに浸漬される。ラテックス中での滞留時間は約10秒であり、ラテックスの総固体含有率は、必要な厚みおよび使用される特定の材料に応じて30％〜約49％である。次いで、ラテックスコーティングされた型は、ラテックス薄膜をゲル化するために、1つまたは複数の、好ましくは2つの熱風乾燥機に通される。1つの態様において、ポリイソプレンコーティングの前に、薄膜から水溶性材料(例えば、硝酸カルシウム、タンパク質、および界面活性剤)がリーチングされる。このような態様では、薄膜は、温水(約65℃〜約85℃、好ましくは、複数のタンクに入れられた温水、より好ましくは、5種類のタンクに入れられた温水)に、合計で約4分間、リーチングされる。別の態様において、ポリイソプレンコーティングは、リーチング工程の前に薄膜に適用される(節5.3.2を参照されたい)。
【００２４】
エラストマー物品がポリイソプレンから作られる態様では、米国特許第6,828,387号に記載の製造プロセスを使用することができる。
【００２５】
5.3.2 ポリイソプレンコーティングの適用
リーチング工程の後にポリイソプレンコーティングがエラストマー物品に適用される態様では、リーチングされた薄膜は、ポリイソプレンラテックス化合物に浸漬される。
【００２６】
リーチング工程の前にポリイソプレンコーティングがエラストマー物品に適用される態様では、第1の熱風乾燥機内での乾燥の後に、ラテックスコーティングされた型はポリイソプレンラテックス組成物に浸漬される。次いで、ラテックス薄膜をゲル化するために、型は第2の熱風乾燥機内で乾燥される。次いで、節5.3.1に記載のように、ゲル化した薄膜は温水中でリーチングされる。
【００２７】
次いで、エラストマー物品がポリイソプレン層でコーティングされた後に、エラストマーおよびポリイソプレン薄膜でコーティングされた型は、約115℃から約135℃まで温度が漸増する一連の熱風乾燥機に約20分間入れられる。乾燥機の中で、最初に、エラストマー物品は乾燥され、次いで、加硫される(すなわち、ゴム分子は、例えば、硫黄の結合によって架橋する)。硬化したエラストマー物品は温水中でさらにリーチングされ、次いで、剥ぎ取りを助けるよう機能しかつエラストマー物品の内側他着性を低下させる1種類または複数の種類の材料(例えば、シリコーンエマルジョンを含むまたは含まない、炭酸カルシウム粉末もしくはデンプン粉末または炭酸カルシウム粉末とデンプン粉末)のスラリーに浸漬される。冷却後、エラストマー物品は手で型から剥ぎ取られる。これによって、エラストマー物品は裏返しになり、従って、ポリイソプレンコーティングは内側になる。
【００２８】
ある態様において、ポリイソプレンコーティング組成物は、ポリイソプレン分子を架橋する硬化剤を含有する。硬化剤には、硫黄架橋系、ペルオキシド架橋系(ペルオキシド,ヒドロペルオキシド)、またはガンマ線照射を用いた早期加硫/早期硬化ポリイソプレン分子が含まれるが、これに限定されない。好ましくは、硫黄架橋が用いられる。このような態様において、架橋剤は、硫黄、加硫促進剤、酸化亜鉛、および酸化防止剤を含む。特定の態様において、ポリイソプレン分子は、架橋反応間に、基礎となるエラストマー物品のゴム表面に直接結合される。
【００２９】
1つの態様において、エラストマー物品に適用されるポリイソプレン層は1つである。他の態様において、複数のポリイソプレン層がエラストマー物品に適用される。このような態様において、各層は組成が同一でもよく、異なってもよい。さらに、各層は厚みが同じでもよく、異なってもよい。
【００３０】
5.3.3 塩素化
本発明のエラストマー物品は塩素化によって後処理されてもよい。塩素化は、エラストマー物品から粉末を取り除き、着用を改善するように内面を改良し、外面での掌握力を弱くもする。ポリイソプレンコーティングされた内面が、塩素化に直接曝露される外側にあるように、形成された物品は裏返しにされる。次いで、物品はクロリネーターに入れられ、塩素強度が約400ppm〜約700ppmの塩素水溶液中で塩素化される。塩素化サイクルの終わりに、中和溶液のpHが約8以上になるようにカセイソーダ溶液を添加することによって、残留塩素が全て中和される。
【００３１】
5.3.4 潤滑化
ある態様では、塩素化プロセスの後に、本発明のエラストマー物品はさらに潤滑化されてもよい。本発明のエラストマー物品の着用のしやすさ、特に、湿り気のある表面への物品の着用(湿気を帯びた状態での着用(damp donning))をさらに改善するために、潤滑化は好ましい。潤滑化の任意の方法を使用することができる。1つの態様において、コーティングされたエラストマー物品は、潤滑剤の水溶液と共に回転された後に乾燥される。任意のタイプの潤滑剤を使用することができる。潤滑剤には、シリコーンエマルジョン、アニオン性界面活性剤を伴うまたは伴わないカチオン性界面活性剤が含まれるが、これらに限定されない。好ましい態様において、潤滑剤は、塩化セチルピリジニウム、シリコーンSM2140エマルジョン、およびアルキルホスフェートのアンモニウム塩(米国特許出願第10/666,650号を参照されたい)を含む。
【００３２】
5.4 本発明のポリイソプレンコーティングの特徴
本発明のポリイソプレンコーティングは、エラストマー物品のコーティングされた表面の潤滑性を改善し、他着性/粘着性を低下させるという特徴を示す。
【００３３】
5.4.1 柔らかくかつ快適な感触
本発明のポリイソプレンコーティングは、コーティングされていないエラストマー物品より柔らかくかつ快適な感触を提供する。このことは、コーティングされたエラストマー物品およびコーティングされていないエラストマー物品のモジュラス値と相関関係がある。モジュラス値の低いエラストマー物品の着用時の感触は快適であり、柔らかい(節6.9を参照されたい)。ポリイソプレンコーティングされた天然ゴム手袋の感触および柔らかさは、全てポリイソプレンから作られた手袋の感触および柔らかさに近かった(表6、試料2Aおよび試料6を参照されたい)。
【００３４】
さらに、本発明のポリイソプレンコーティングは、コーティングされていない物品と比較して、エラストマー物品のコーティングされた表面の他着性を減少させる(節6.8を参照されたい)。コーティングされていない天然ゴム手袋とポリイソプレンコーティングされた天然ゴム手袋を比較すると、内側他着性の実質的な差が示された(表5を参照されたい)。
【００３５】
これらの特徴は、ポリイソプレンおよび天然ゴムが化学的に非常に似ていることを考慮すれば驚くべきことである。天然ゴムは約98％のcis-1,4-ポリイソプレンを含有するのに対して、合成ポリイソプレンは、材料源および製造方法に応じて約90％〜98％のcis-1,4-ポリイソプレンを含有する(Reference : P. Henderson, From Isoprene Monomer to Synthetic Polyisoprene Latex, International Latex Conference, July 25-26, 2000, Akron, Ohio and F. B. Chen, Synthetic Polyisoprene Latex, 3rd International Rubber Glove Conference ＆ Exhibition, 12-14 September, 2006, Kuala Lumpur, Malaysia.)。
【００３６】
5.4.2 粗い表面
本発明のポリイソプレンコーティングは平面をもたらさない。それどころか、表面は、様々なサイズおよび表面から突出した形状の粒子で覆われる。突出部は約0.5マイクロメートルから数マイクロメートルである。突出部はポリイソプレンコーティング材料のみからなる。突出部を生じさせるために、さらなる非コーティング粒子は添加されない。
【００３７】
ポリイソプレンコーティングの組成および/または沈着方法を変えることによって、突出部の特徴を変えることができる。
【００３８】
突出部は、1000×倍率で走査電子顕微鏡を用いて、および/または原子間力顕微鏡を用いて見ることができる。
【００３９】
5.4.3 割れなし
本発明のポリイソプレンコーティングは、引き伸ばされていない時でも、(例えば、100％、300％、500％など)引き伸ばされた時でも実質的な割れを示さない。好ましい態様では、ポリイソプレンコーティングは割れを全く示さない。本明細書で使用する「割れ」または「クラック」という用語は、コーティングの全厚みを貫いて基礎となるエラストマー物品まで及んでもよく、及ばなくてもよい、コーティング表面の亀裂を意味する。
【００４０】
1つの態様では、コーティングの割れは、1000×倍率で走査電子顕微鏡を用いて検査することができる。別の態様では、コーティングの割れは物理的操作を用いて検査することができる。このような態様では、エラストマー物品は、(例えば、100％、300％、500％など)引き伸ばされ、コーティングされた表面は(例えば、指を用いて)繰り返し擦られる。ある態様では、手袋は、中等度の圧力を用いて、5回超、10回未満、20回未満、または100回未満、擦られる。次いで、表面は、剥離および/または粉末物質の放出について目視検査される。任意で、剥離および/または粉末物質の放出は、黒色の背景(例えば、紙または布の断片)をバックにして、もっと目に見えるようにされてもよい。剥離および/または粉末物質が存在すると、割れが存在することが分かる。本発明のポリイソプレンコーティングの割れおよび/または剥離は、アクリルコーティングまたはヒドロゲルコーティングを有するエラストマー物品と比較して少ない。
【００４１】
以下の実施例は本発明の利点をさらに例示し、実施例の中で述べられた態様に本発明を限定するものであると解釈されるべきではない。
【００４２】
6. 実施例
6.1 実施例1:ポリイソプレンコーティングされた手袋の準備
A. 手袋の作製
磁器製の型(または浸漬型)を以下の工程によって徹底的に清掃した。
(a)ナイロンブラシで機械的にブラシ掛けする工程、
(b)凝固剤から残留炭酸カルシウム粉末を溶解する酸溶液、例えば、クエン酸または硝酸に浸漬する工程、
(c)ナイロンブラシで機械的にブラシ掛けする工程、
(d)アルカリ溶液に浸漬する工程、および
(e)ナイロンブラシで機械的にブラシ掛けする工程。
【００４３】
温水(約50℃〜約70℃)に浸漬して、約60℃まで加熱する工程によって、型をさらに清掃した。清掃された型は、型に空気を吹き付けた後に型を熱風乾燥機に入れ、乾燥させ、約57℃〜約61℃まで加熱することによって乾燥させた。
【００４４】
清掃された型を、硝酸カルシウム凝固剤溶液(52〜59℃、必要な手袋の厚みに応じて、比重約1.100〜1.200)に浸漬した。凝固剤溶液は、炭酸カルシウム(離型剤)およびSurfynol TG(湿潤剤)も含有した。凝固剤でコーティングされた型を乾燥機(約100℃、約15秒)内で乾燥させ、次いで、硫黄(架橋剤)、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛(加硫促進剤)、酸化亜鉛(活性剤)およびWinstay L(酸化防止剤)および着色顔料を含有する配合天然ゴムラテックスに浸漬した。ラテックス中での滞留時間は約10秒であり、ラテックスの総固体含有率は、必要な手袋の厚みに応じて30％〜約49％であった。次いで、ラテックスコーティングされた型は、ラテックス薄膜をゲル化する2つの熱風乾燥機に通した。その後に、手袋の末端部を機械的に平らにすることによって、袖口部の端にビードを形成した。薄膜から水溶性材料、例えば、硝酸カルシウム、タンパク質、および界面活性剤を浸出させるために、温水(65〜85℃、5種類のタンクに入れられた温水)の中で、合計で約4分間、手袋をリーチングした。
【００４５】
B. ポリイソプレンコーティングの適用
次いで、表1に示し、3〜15％、好ましくは5〜8％の総固体含有率を有する配合物を用いて配合されたポリイソプレンラテックスに浸漬することによって、リーチングされた薄膜をポリイソプレン層でコーティングした。次いで、ラテックス薄膜でコーティングされた型を、115℃から135℃まで温度が漸増する一連の熱風乾燥機に、約20分間、入れた。乾燥機の中で、最初に、手袋を乾燥させ、次いで、ゴムを加硫した。これによって、ゴム分子は硫黄の結合によって架橋した。さらに多くの水溶性材料を抽出させるために、硬化した手袋を温水中でさらにリーチングし、次いで、剥ぎ取りを助けるよう機能しかつ剥ぎ取った後に手袋の内側がくっつくのを防ぐ炭酸カルシウム粉末またはデンプン粉末のスラリーに浸漬した。冷却した後に、手袋を手で型から剥ぎ取った。これによって、手袋は裏返しになり、ポリイソプレンコーティングが内側になった。
【００４６】
（表１）ポリイソプレンコーティング配合物
【００４７】
C. 塩素化
手袋を塩素化によって後処理した。塩素化プロセスによって、手袋から粉末が除去され、着用を改善するように手袋の内面が改良され、外面上での掌握力が弱くなった。ポリイソプレンコーティングされた面が外側なるように、形成された物品を手で裏返しにした。次いで、手袋をクロリネーターに入れ、水と一緒に3分間、2サイクル、回転させることによって洗浄した。次いで、手袋を、塩素強度が約400ppm〜約700ppmの塩素水溶液中で、8.3分間、塩素化した。塩素化サイクルの終わりに、中和溶液のpHが約8以上になるようにカセイソーダ溶液を添加することによって、残留塩素を全て中和した。4分間、手袋を回転させた後に、溶液を排出した。次いで、水と一緒に5回、各3分間、回転させることによって、手袋を洗浄した。
【００４８】
D. 潤滑化
塩素化の後に、湿った手袋を水抜き機(water extraction machine)に移し、遠心分離によって余分な水を除去した。湿り気のある手への手袋の着用(湿り気を帯びた状態での着用)を改善するために、手袋を潤滑剤でコーティングした。手袋をウォッシャーに入れ、塩化セチルピリジニウム(1.56％)、シリコーンSM2140エマルジョン(1.5％)、およびアルキルホスフェートのアンモニウム塩(1.2％)を含有する水溶液と共に回転させることによって、手袋をコーティングした。その後に、手袋を約60℃のサイクロンドライヤーで20分間乾燥させた。部分的に乾燥した手袋を手で裏返しにし、約60℃のサイクロンドライヤーでもう30分間さらに乾燥させた。
【００４９】
6.2 実施例2:代替コーティング法
または、ポリイソプレンコーティングはリーチング工程前に手袋に適用されてもよい。この場合、第1のラテックス浸漬および第1の熱風乾燥機内での乾燥の後に、ラテックスコーティングされた型はポリイソプレンラテックス組成物に浸漬され、次いで、ラテックス薄膜をゲル化するために第2の熱風乾燥機内で乾燥される。次いで、ゲル化した薄膜にビードを形成した後に、薄膜を温水中でリーチングした。このプロセスは、節6.1に記載のように加硫、硬化後のリーチング、および剥ぎ取りまで続く。
【００５０】
6.3 実施例3:試験に用いられる手袋
A. コーティングの無い天然ゴムラテックス手袋
ポリイソプレンラテックス組成物への浸漬を省略した以外は節6.1に記載のように、コーティングの無い天然ゴムラテックス手袋を準備した。硝酸カルシウム凝固剤の比重は約1.144であり、天然ゴムラテックスの総固体含有率は約47.5％であった。作製された手袋の指の厚みは約0.30mmであった。節6.1に記載の手順に従って、2種類の塩素強度、すなわち、約420ppmおよび約550ppmを用いて、形成された手袋を塩素化した。塩素化の後、手袋を乾燥させ、包装し、次いで、様々な特性について評価した。約420ppmで塩素化した手袋および約550ppmで塩素化した手袋を、それぞれ、試料1Aおよび試料1Bと呼ぶ。
【００５１】
約420ppmで塩素化した手袋は節6.1に記載の潤滑化プロセスにも供され、乾燥させた手袋(以下、試料1Cと呼ぶ)を包装し、評価した。
【００５２】
B. ポリイソプレンコーティングを有する天然ゴムラテックス手袋
ポリイソプレンコーティングを有する天然ゴムラテックス手袋を、節6.1に記載の手順に従って準備した。硝酸カルシウム凝固剤の比重は約1.144であり、天然ゴムラテックスの総固体含有率は約47.5％であった。ポリイソプレンコーティング組成物の総固体含有率は約8％であった。天然ゴムラテックス薄膜のリーチングの後に、手袋をポリイソプレン層でコーティングした。作製された手袋の指の厚みは約0.31mmであった。形成された手袋を、前記の手順に従って塩素化した。2種類の塩素化レベル、すなわち、塩素強度約420ppmおよび約550ppmを調べた。塩素化の後、手袋を乾燥させ、包装し、評価した。約420ppmで塩素化した手袋および約550ppmで塩素化した手袋を、それぞれ、試料2Aおよび試料2Bと呼ぶ。約420ppmで塩素化した手袋は前記の潤滑化プロセスにも供された。乾燥させた潤滑化手袋(以下、試料2Cと呼ぶ)を包装し、評価した。
【００５３】
C. アクリルコーティングされた天然ゴム手袋およびコーティングされていない天然ゴム手袋
粉末を含まない、アクリルコーティングされた塩素化天然ゴム手袋の試料(約350ppm塩素強度で塩素化した、以下、試料3と呼ぶ)、およびコーティングされていない塩素化天然ゴム手袋の試料(約350ppm塩素強度で塩素化した;以下、試料4と呼ぶ)を同じ製造業者から入手した。アクリルコーティングされた手袋(試料3)の指の厚みは約0.23mmであったのに対して、コーティングされていない手袋(試料4)の指の厚みは約0.25mmであった。手袋を様々な特性について評価した。
【００５４】
D. ヒドロゲルコーティングされた天然ゴム手袋
粉末を含まない、ヒドロゲルコーティングされた、指の厚みが約0.29mmの天然ゴム手袋の市販試料(以下、試料5と呼ぶ)を入手し、評価した。この手袋は、Regent Medical, Norcross, GA(製品照会番号30475、ロット04D1482、使用期限2009年4月)によって製造され、「Biogel」コーティングを有する、滅菌された、粉末を含まないラテックス手術用手袋であった。
【００５５】
E. ポリイソプレン手袋
天然ゴムラテックスの代わりに、表1に示した配合物である配合ポリイソプレンラテックスを使用し、このラテックスの総固体含有率が約31.0％であった以外は節6.1に記載のように、ポリイソプレン手袋を準備した。硝酸カルシウム凝固剤の比重は約1.142であった。作製された手袋の指の厚みは約0.28mmであった。節6.1に記載の手順に従って、形成された手袋を約420ppmの塩素強度で塩素化した。塩素化の後に、手袋を乾燥させ(以下、試料6と呼ぶ)、試験に用意した。
【００５６】
（表２）試験に用いられる手袋
【００５７】
6.4 実施例4:走査型電子顕微鏡による評価
A. 実験計画
以下の手袋試料の内面コーティングの表面形態を走査型電子顕微鏡によって1000X倍率で調べた。
試料1A:コーティングの無い天然ゴム手袋(対照)
試料2A:天然ゴム手袋にポリイソプレンコーティングがされている
試料3:天然ゴム手袋にアクリルコーティングがされている
試料5:天然ゴム手袋にヒドロゲルコーティングがされている
【００５８】
それぞれの手袋試料について、(a)引き伸ばされていない試料、(b)1分間、約100％引き伸ばされた後の試料、および(a)1分間、約300％引き伸ばされた後の試料の走査型電子顕微鏡写真を撮影した。
【００５９】
試料(引き伸ばされていない試料および約300％引き伸ばされた試料)の走査型電子顕微鏡写真を図1〜4に示した。約100％引き伸ばされた試料の顕微鏡写真は約300％引き伸ばされた試料とほぼ同じであり、示さなかった。
【００６０】
B. 観察
試料1A.表面は本質的に完全に平らであった。引き伸ばされていない試料(図1A)については、数本の細い線のクラックが識別できた。割れのひどさは、試料を約100％または約300％引き伸ばすことよって影響を受けなかった(図1B)。塩素化天然ゴム表面の割れは以前に報告されており(C.C. Ho and M. C. Khew, International Journal of Adhesion ＆ Adhesives 19 (1999) 387-398)、割れのひどさは塩素化の程度と共に増大した。
【００６１】
試料2A.ポリイソプレンコーティングの最も顕著な特色は表面が平らでないことであった(図2A)。表面全体が、様々なサイズおよび表面から突出した形状の粒子で覆われていた。粒子の中には、ほぼ球状に見える粒子(主に小さな粒子)もあれば、不規則な形状の粒子もあった。大きな突出部は、小さな粒子が融合している凝集物からなっているように見えた。突出部は約0.5マイクロメートルから数マイクロメートルであった。引き伸ばされていなくても、約300％引き伸ばされた後でも、全ての試料について表面割れは明らかでなかった(図2B)。
【００６２】
試料3.試料の表面形態は本質的に完全に平らであり、表面が「ジグソーパズル」のようにアクリルがつなぎ合わされたフレークからなるように多くのクラックがあった(図3A)。引き伸ばされていない試料または約100％引き伸ばされた試料もしくは約300％引き伸ばされた試料の間で、表面割れのひどさには違いがあるように見えなかった(図3B)。
【００６３】
試料5.表面形態(図4A)は、表面に突出部がある点で試料2Aとある程度の類似性を示した。しかしながら、試料2Aと比較して突出部が少ないように見え、突出部の表面は丸みがあり、滑らかなように見え、突出部のサイズは概して大きかった。大きな違いの1つは、引き伸ばされていない試料ならびに引き伸ばされた試料について、表面クラックがはっきりと目に見えたことであった。約100％引き伸ばされた試料および約300％引き伸ばされた試料(図4B)は、引き伸ばされていない試料(図4A)よりひどい表面割れを有するように見えた。
【００６４】
前述の観察に基づくと、本発明のポリイソプレンコーティングは、引き伸ばされていない手袋ならびに引き伸ばされている手袋について表面割れを示さない。これに対して、先行技術コーティングは、引き伸ばされていない手袋でも表面クラックを示す。
【００６５】
6.5 実施例5:コーティングの付着性
ゴム基材への本発明のポリイソプレンコーティング、アクリルコーティング、およびヒドロゲルコーティングの付着性を、各手袋タイプの2つの試料を用いて評価した。手袋の指および手掌の部分を約500％まで引き伸ばし、コーティングされた表面を親指で繰り返し擦った。次いで、コーティングされた表面を、コーティングフレークおよび粉末物質について目視検査した。コーティングの付着性は1から5までの段階に分けて定性評価した。1は、コーティング全体がゴム基材から剥離する最悪の場合である。5は、剥離が認められず、手袋の表面上に粉末物質が目で見えない最良の場合である。本発明のポリイソプレンコーティングの付着性は評価5と優れていた(すなわち、手袋を約500％引き伸ばし、親指で繰り返し擦った後に、剥離も粉末の破砕(shredding)も観察されなかった)。アクリルコーティング(試料3)およびヒドロゲルコーティング(試料5)の付着性は評価4とほぼ同じであった。両方の場合において、手袋を約500％引き伸ばし、親指で繰り返し擦った後に、白っぽいフレークが手袋から落ちた。
【００６６】
本発明のポリイソプレンコーティングの前記の結果は、引き伸ばされていない試料ならびに引き伸ばされた試料の表面上に割れを示さなかった走査型電子顕微鏡からの表面コーティング写真と良好な相関関係にあった。ポリイソプレンコーティングが(天然ゴムベースの手袋より長く)極限まで伸ばすことができるのは、手袋を約500％引き伸ばした時に割れが観察されなかった理由の説明となり得る。ポリイソプレンコーティングと天然ゴム基材(天然ゴムは化学的に似ている、すなわち、これもポリイソプレンである)との結合は非常に良好であったとも結論付けることができる。
【００６７】
前記のように、アクリルコーティングされた手袋およびヒドロゲルコーティングされた手袋の走査型電子顕微鏡写真は、引き伸ばされていない試料ならびに引き伸ばされた試料について表面割れを示した。この割れは、基材からのコーティングの剥離として現れたコーティング離層につながった可能性がある。
【００６８】
6.6 実施例6:潤滑化されていない手袋の着用
潤滑剤の無い手袋を乾燥した手に付け、着用のしやすさについて1から5までの段階に分けて主観的に評価した。1は、着用が非常に難しいことを意味し、5は、着用が非常に容易なことを意味する。結果(表3)から、コーティングされていない天然ゴム手袋と比較すると、ポリイソプレンコーティングされた手袋はかなり優れた着用性をもたらすことが分かる。特定の理論に拘束されるつもりはないが、ポリイソプレンは、良い手触りの突出部を手袋表面に作り出し、それにより着用中の摩擦力を弱める塩素化の影響を天然ゴムより非常に受けやすいと考えられている。
【００６９】
さらに、ポリイソプレンコーティングは、異なる塩素強度、例えば、420ppm〜550ppmの塩素強度を特徴とする塩素化プロセスに適合し、コーティングされていない天然ゴム手袋より一貫して良好な着用性をもたらし得る。
【００７０】
（表３）手袋の乾燥した状態での着用
【００７１】
6.7 実施例7:潤滑化手袋の着用
潤滑剤で処理した手袋を乾燥した手ならびに湿り気のある/湿気を帯びた手に着け、着用のしやすさについて1から5までの段階に分けて主観的に評価した。1は、着用が非常に難しいことを意味し、5は、着用が非常に容易なことを意味する。結果(表4)から、ポリイソプレンコーティングは、(コーティングされていない手袋と比べて)乾燥した手ならびに湿気を帯びた手への手袋の着用性を改善したことが分かった。コーティングされていない手袋を潤滑剤で処理すると、湿気を帯びた手への手袋の着用性は乾燥した手と比較して改善されたが、湿気を帯びた状態での着用の評価は、潤滑化されたポリイソプレンコーティング手袋(試料2C)の評価より依然としてかなり悪かった。特定の理論に拘束されるつもりはないが、前記の実施例6で示したポリイソプレンコーティングの高い塩素化効率は、コーティングされていない天然ゴム手袋より優れた、湿気を帯びた状態での着用をもたらす潤滑化プロセスにさらに適合し得るとみなされている。
【００７２】
（表４）潤滑化手袋の着用
【００７３】
6.8 実施例8:内側他着性
手袋を包装し、約29.5kGy〜約30.3kGyのガンマ線照射によって滅菌した。滅菌した手袋を約70℃で1日間および7日間エージングし、ブロッキングとも呼ばれる手袋の内面が互いにくっつく程度を評価するために検査した。他着性の程度を1から5までの段階に分けて評価した。1は全くくっつかないことを表し、5は互いにひどくくっつくことを表している。結果を表5に示した。
【００７４】
これらの結果は、本発明のポリイソプレンコーティングが約70℃で7日間エージングした後でも他着性を示さず、これに対して、コーティングされていない天然ゴム表面は約70℃で1日エージングした後でもひどいブロッキングを示したことを証明している。特定の理論に拘束されるつもりはないが、塩素化されたポリイソプレンコーティング表面上の突出部は接触表面積を小さくし、従って、表面が互いにくっつく傾向を弱めるとみなされている。
【００７５】
（表５）内側他着性
【００７６】
6.9 実施例9:物理的特性および手袋の触感
異なる伸びでのモジュラスを求め、結果を表6に示した。
【００７７】
一般的に、厚みが似た、コーティングされていないゴム手袋の柔らかさ/硬さの感触(着用後)はゴムのモジュラス値と相関関係があることがある。例えば、柔らかな感触のある手袋のモジュラスは、硬い感触のある手袋より低い。コーティングのある手袋の場合、皮膚と直接接触しているのはコーティングであるので、着用後の手袋の感触は主にコーティング材料のモジュラスに支配されると予想される。
【００７８】
手袋の研究開発に8〜16年間取り組んだことのある3人の研究者らが、試料3(アクリルコーティングあり)の手袋および試料4(コーティングなし)の手袋を着用および評価した。結果から、試料3の感触は明らかに試料4より硬いことが分かった。実際には、この研究者らは、手でアクリルコーティングを触った感触は硬いと報告した。手袋の柔らかさ/硬さの感触は、手袋のモジュラス値と実際に相関関係があった。すなわち、試料3のモジュラス値は試料4より高かった。(1)アクリルコーティングのモジュラスが非常に高い、および/または(2)コーティングがあまり薄くない、ということでなければ、薄いコーティングが手袋全体のモジュラスに影響を及ぼすことができたのは予期しないことであった。
【００７９】
同じ研究者らが、コーティングされていないポリイソプレン手袋(試料6)およびコーティングされていない天然ゴム手袋(試料1A)を着用および評価した。結果から、コーティングされていないポリイソプレン手袋はコーティングされていない天然ゴム手袋より明らかに柔らかい感触があることが分かった。これは予想されていたことであり、手袋のモジュラス値と良好な相関関係にあった。すなわち、ポリイソプレン手袋のモジュラス値は天然ゴム手袋よりかなり低かった。
【００８０】
同じ研究者らが、ポリイソプレンコーティングされた手袋(試料2A)およびコーティングされていない天然ゴム手袋(試料1A)を着用および評価した。結果から、ポリイソプレンコーティングされた手袋は、コーティングされていない天然ゴム手袋より柔らかいか、またはそれと似ていると判断されたことが分かった。これは、ポリイソプレンコーティングされた手袋のモジュラス値(M100およびM300)がコーティングされていない手袋のモジュラス値よりほんのわずかに低かったのにもかかわらず、2種類の手袋試料のモジュラス値と良好な相関関係にあった。
【００８１】
（表６）
【００８２】
6.10 実施例10:代替ポリイソプレンコーティングを有する天然ゴムラテックス手袋
節6.1とは異なるように配合された代替ポリイソプレンコーティングを有する天然ゴムラテックス手袋を、節6.1に記載の手順に従って実験室において準備した。コーティング組成物を表7に示した。硝酸カルシウム凝固剤の比重は1.150であり、NRラテックス総固体含有率は47.5％であった。ポリイソプレンコーティング組成物の総固体含有率は8％であった。NRラテックス薄膜のリーチング後に、手袋をポリイソプレン層でコーティングした。手袋を135℃で30分間硬化した。作製された手袋の指の厚みは0.30mmであった。節6.1に記載の手順に従って、形成された手袋を420ppmで塩素化した。塩素化の後に、手袋を乾燥させ、包装し、評価した。
【００８３】
手袋を乾燥した手に付け、着用のしやすさについて1から5までの段階に分けて主観的に評価した。1は、着用が非常に難しいことを意味し、5は、着用が非常に容易なことを意味する。手袋の着用評価は4.5であった。これは、100％ポリイソプレンでコーティングされた手袋(表3の試料2A)の着用評価とほぼ同じであった。
【００８４】
包装された手袋を70℃で1日間および7日間エージングし、手袋の内面が互いにくっつく程度について評価した。他着性の程度を1から5までの段階に分けて評価した。1は全くくっつかないことを表し、5は互いにひどくくっつくことを表している。約70℃で1日間エージングした後ならびに約70℃で7日間エージングした後に、手袋の内面は互いに全くくっつかなかった。内側他着性の評価は両条件とも1であった。これらの結果は、100％ポリイソプレンでコーティングされた手袋(表5の試料2A)の結果とほぼ同じであった。
【００８５】
ゴム基材への代替ポリイソプレンコーティングの付着性を評価した。手袋の指および手掌の部分を約500％まで引き伸ばし、コーティングされた表面を親指で繰り返し擦った。次いで、コーティングされた表面を、コーティングフレークおよび粉末物質について目視検査した。コーティングの付着性は1から5までの段階に分けて定性評価した。1は、コーティング全体がゴム基材から剥離する最悪の場合である。5は、剥離が認められず、手袋の表面上に粉末物質が目で見えない最良の場合である。代替ポリイソプレンコーティングの付着性は評価5と優れていた(すなわち、手袋を約500％引き伸ばし、親指で繰り返し擦った後に、剥離も粉末の破砕も観察されなかった)。代替ポリイソプレンコーティングの付着性は、100％ポリイソプレンコーティングの付着性とほぼ同じである(節6.5を参照されたい)。
【００８６】
（表７）代替ポリイソプレンコーティング配合物
【００８７】
6.10 実施例11:PIブレンドコーティングを有する天然ゴムラテックス手袋
90％ポリイソプレン(PI)および10％ニトリルのブレンドを含むコーティングを有する天然ゴムラテックス手袋を、節6.1に記載の手順に従って実験室において準備した。コーティング組成物を表7に示した。この組成物は、Kraton IR-401 RPポリイソプレンラテックスを、90％ポリイソプレンおよび10％Reichholdニトリル68077-01ラテックスを含むブレンドと取り替えた以外は表1に示したコーティング組成物と似ている。硝酸カルシウム凝固剤の比重は1.150であり、NRラテックス総固体含有率は47.5％であった。ポリイソプレン/ニトリルブレンドコーティング組成物の総固体含有率は8％であった。NRラテックス薄膜のリーチング後に、手袋をポリイソプレン/ニトリル層でコーティングした。手袋を135℃で30分間硬化した。作製された手袋の指の厚みは0.31mmであった。節6.1に記載の手順に従って、形成された手袋を約420ppmで塩素化した。塩素化の後に、手袋を乾燥させ、包装し、評価した。
【００８８】
手袋を乾燥した手に付け、着用のしやすさについて1から5までの段階に分けて主観的に評価した。1は、着用が非常に難しいことを意味し、5は、着用が非常に容易なことを意味する。手袋の着用評価は4.5であった。これは、100％ポリイソプレンでコーティングされた手袋(表3の試料2A)の着用評価とほぼ同じであった。
【００８９】
包装された手袋を70℃で1日間および7日間エージングし、手袋の内面が互いにくっつく程度について評価した。他着性の程度を1から5までの段階に分けて評価した。1は全くくっつかないことを表し、5は互いにひどくくっつくことを表している。70℃で1日間エージングした後ならびに70℃で7日間エージングした後に、手袋の内面は互いに全くくっつかなかった。内側他着性の評価は両条件とも1であった。これらの結果は、100％ポリイソプレンでコーティングされた手袋(表5の試料2A)の結果とほぼ同じであった。
【００９０】
ゴム基材への本発明のポリイソプレン/ニトリルブレンドコーティングの付着性を評価した。手袋の指および手掌の部分を約500％まで引き伸ばし、コーティングされた表面を親指で繰り返し擦った。次いで、コーティングされた表面を、コーティングフレークおよび粉末物質について目視検査した。コーティングの付着性は1から5までの段階に分けて定性評価した。1は、コーティング全体がゴム基材から剥離する最悪の場合である。5は、剥離が認められず、粉末物質が手袋の表面に目で見えない最良の場合である。本発明のポリイソプレン/ニトリルブレンドコーティングの付着性は評価5と優れていた(すなわち、手袋を500％引き伸ばし、親指で繰り返し擦った後に、剥離も粉末の破砕も観察されなかった)。ポリイソプレン/ニトリルコーティングの付着性は、100％ポリイソプレンコーティングの付着性とほぼ同じである(節6.5または節6.10を参照されたい)。
【００９１】
（表８）ポリイソプレン/ニトリルコーティング配合物
【００９２】
産業上の利用可能性
本発明は、天然ゴム、合成ポリイソプレン、合成ポリマー、例えば、ネオプレン、ポリウレタン、ニトリル、ビニル、スチレンブタジエン、およびブタジエンコポリマーからなるエラストマー物品の製造プロセスにおいて有用である。本発明は、ポリイソプレンコーティングを有するエラストマー物品を作製する能力をもたらす。これによって、コーティングされた表面は他着性/粘着性が無いか、または低く、潤滑性が改善されている。有利なことに、本発明は、手術用手袋、コンドーム、プローブカバー、歯科用ダム、指サック、カテーテルなどの製造に取り入れることができる。
【００９３】
本発明は、様々な特定の好ましい態様および技術に関して説明された。しかしながら、多くの変更および修正が、以下の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神または範囲内にありながら可能であると理解すべきである。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面および外面を有するエラストマーゴム物品であって、内面の少なくとも一部が、合成ポリイソプレンゴム層を含むコーティングでコーティングされている、エラストマーゴム物品。
【請求項２】
合成ポリイソプレンゴムコーティングが、エラストマーゴム物品のゴム表面に直接結合している、請求項1記載のエラストマーゴム物品。
【請求項３】
天然ゴム、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ニトリル、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンコポリマー、ポリウレタン、またはその混合物、およびビニルから作られる、請求項1記載のエラストマーゴム物品。
【請求項４】
合成ポリイソプレンゴムのコーティングが、天然ゴムラテックス、ポリクロロプレンラテックス、ニトリルラテックス、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴムラテックス、スチレンブタジエンラテックス、ブタジエンコポリマーラテックスまたはポリウレタンラテックスまたはポリ塩化ビニルラテックスを含む、請求項1記載のエラストマーゴム物品。
【請求項５】
ポリイソプレンゴム層が潤滑剤溶液で処理されている、請求項1記載のエラストマー物品。
【請求項６】
合成ポリイソプレンゴムを含むコーティングが、ポリイソプレンゴムから作られた突出部を有し、かつ0.5ミクロンから10ミクロンの範囲にある、請求項1記載のエラストマーゴム物品。
【請求項７】
手袋、コンドーム、指サック、プローブカバー、または歯科用ダムである、請求項1記載のエラストマーゴム物品。
【請求項８】
ポリイソプレンゴム層でコーティングされていないエラストマーゴム物品と比較して少なくとも1つの改善された特徴を有する物品であって、該特徴が、乾燥した皮膚での潤滑性の改善、湿った皮膚での潤滑性の改善、内側他着性の低下、快適さの増大、柔らかさの増大、モジュラス値の低下、引き伸ばした時のコーティングの割れの減少およびコーティングの剥離の減少からなる群より選択される、請求項1記載のエラストマーゴム物品。
【請求項９】
コーティングされていないエラストマー物品、アクリルコーティングされたエラストマー物品、およびヒドロゲルコーティングされたエラストマー物品からなる群より選択されるポリイソプレンゴム層でコーティングされていないエラストマーゴム物品と比較して、少なくとも1つの改善した特徴を有する、請求項8記載のエラストマーゴム物品。
【請求項１０】
内面および外面を有するエラストマーゴム物品であって、外面の少なくとも一部が、合成ポリイソプレンゴム層を含むコーティングでコーティングされ、該物品がカテーテルである、エラストマーゴム物品。
【請求項１１】
物品の内面の少なくとも一部を、合成ポリイソプレンゴムを含む層でコーティングする工程を含む、エラストマーゴム物品の少なくとも1つの特徴を向上させる方法であって、該特徴が、乾燥した皮膚での潤滑性の改善、湿気を帯びた皮膚での潤滑性の改善、内側他着性の低下、快適さの増大、柔らかさの増大、モジュラス値の低下、引き伸ばした時のコーティングの割れの減少およびコーティング剥離の減少からなる群より選択される、方法。
【請求項１２】
ポリイソプレンゴム層でコーティングされていないエラストマーゴム物品が、コーティングされていないエラストマー物品、アクリルコーティングされたエラストマー物品、およびヒドロゲルコーティングされたエラストマー物品からなる群より選択される、請求項11記載の方法。
【請求項１３】
合成ポリイソプレンゴムを含むエラストマー物品の内面をコーティングするための組成物であって、該組成物が、エラストマー物品の内面の少なくとも一部に適用された時にエラストマー物品の少なくとも1つの特徴を改善し、該特徴が、乾燥した皮膚での潤滑性の改善、湿気を帯びた皮膚での潤滑性の改善、内側他着性の低下、快適さの増大、柔らかさの増大、モジュラス値の低下、引き伸ばした時のコーティングの割れの減少およびコーティング剥離の減少からなる群より選択される、組成物。
【請求項１４】
ポリイソプレンゴム層でコーティングされていないエラストマーゴム物品が、コーティングされていないエラストマー物品、アクリルコーティングされたエラストマー物品、およびヒドロゲルコーティングされたエラストマー物品からなる群より選択される、請求項13記載の組成物。
【請求項１５】
少なくとも1種類の硬化剤をさらに含む組成物であって、ポリイソプレンゴムがエラストマーゴムのゴムと架橋している、請求項13記載の組成物。
【請求項１６】
硬化剤が、硫黄および/または硫黄ドナー、加硫促進剤、酸化亜鉛、および酸化防止剤を含む、請求項15記載の組成物。
【請求項１７】
合成ポリイソプレンゴムが、天然ゴムラテックス、ポリクロロプレンラテックス、ニトリルラテックス、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴムラテックス、スチレンブタジエンラテックス、ブタジエンコポリマーラテックス、またはポリウレタンラテックス、またはポリ塩化ビニルラテックスを含む、請求項13記載の組成物。
【請求項１】
内面および外面を有するエラストマーゴム物品であって、内面の少なくとも一部が、合成ポリイソプレンゴム層を含むコーティングでコーティングされている、エラストマーゴム物品。
【請求項２】
合成ポリイソプレンゴムコーティングが、エラストマーゴム物品のゴム表面に直接結合している、請求項1記載のエラストマーゴム物品。
【請求項３】
天然ゴム、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ニトリル、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンコポリマー、ポリウレタン、またはその混合物、およびビニルから作られる、請求項1記載のエラストマーゴム物品。
【請求項４】
合成ポリイソプレンゴムのコーティングが、天然ゴムラテックス、ポリクロロプレンラテックス、ニトリルラテックス、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴムラテックス、スチレンブタジエンラテックス、ブタジエンコポリマーラテックスまたはポリウレタンラテックスまたはポリ塩化ビニルラテックスを含む、請求項1記載のエラストマーゴム物品。
【請求項５】
ポリイソプレンゴム層が潤滑剤溶液で処理されている、請求項1記載のエラストマー物品。
【請求項６】
合成ポリイソプレンゴムを含むコーティングが、ポリイソプレンゴムから作られた突出部を有し、かつ0.5ミクロンから10ミクロンの範囲にある、請求項1記載のエラストマーゴム物品。
【請求項７】
手袋、コンドーム、指サック、プローブカバー、または歯科用ダムである、請求項1記載のエラストマーゴム物品。
【請求項８】
ポリイソプレンゴム層でコーティングされていないエラストマーゴム物品と比較して少なくとも1つの改善された特徴を有する物品であって、該特徴が、乾燥した皮膚での潤滑性の改善、湿った皮膚での潤滑性の改善、内側他着性の低下、快適さの増大、柔らかさの増大、モジュラス値の低下、引き伸ばした時のコーティングの割れの減少およびコーティングの剥離の減少からなる群より選択される、請求項1記載のエラストマーゴム物品。
【請求項９】
コーティングされていないエラストマー物品、アクリルコーティングされたエラストマー物品、およびヒドロゲルコーティングされたエラストマー物品からなる群より選択されるポリイソプレンゴム層でコーティングされていないエラストマーゴム物品と比較して、少なくとも1つの改善した特徴を有する、請求項8記載のエラストマーゴム物品。
【請求項１０】
内面および外面を有するエラストマーゴム物品であって、外面の少なくとも一部が、合成ポリイソプレンゴム層を含むコーティングでコーティングされ、該物品がカテーテルである、エラストマーゴム物品。
【請求項１１】
物品の内面の少なくとも一部を、合成ポリイソプレンゴムを含む層でコーティングする工程を含む、エラストマーゴム物品の少なくとも1つの特徴を向上させる方法であって、該特徴が、乾燥した皮膚での潤滑性の改善、湿気を帯びた皮膚での潤滑性の改善、内側他着性の低下、快適さの増大、柔らかさの増大、モジュラス値の低下、引き伸ばした時のコーティングの割れの減少およびコーティング剥離の減少からなる群より選択される、方法。
【請求項１２】
ポリイソプレンゴム層でコーティングされていないエラストマーゴム物品が、コーティングされていないエラストマー物品、アクリルコーティングされたエラストマー物品、およびヒドロゲルコーティングされたエラストマー物品からなる群より選択される、請求項11記載の方法。
【請求項１３】
合成ポリイソプレンゴムを含むエラストマー物品の内面をコーティングするための組成物であって、該組成物が、エラストマー物品の内面の少なくとも一部に適用された時にエラストマー物品の少なくとも1つの特徴を改善し、該特徴が、乾燥した皮膚での潤滑性の改善、湿気を帯びた皮膚での潤滑性の改善、内側他着性の低下、快適さの増大、柔らかさの増大、モジュラス値の低下、引き伸ばした時のコーティングの割れの減少およびコーティング剥離の減少からなる群より選択される、組成物。
【請求項１４】
ポリイソプレンゴム層でコーティングされていないエラストマーゴム物品が、コーティングされていないエラストマー物品、アクリルコーティングされたエラストマー物品、およびヒドロゲルコーティングされたエラストマー物品からなる群より選択される、請求項13記載の組成物。
【請求項１５】
少なくとも1種類の硬化剤をさらに含む組成物であって、ポリイソプレンゴムがエラストマーゴムのゴムと架橋している、請求項13記載の組成物。
【請求項１６】
硬化剤が、硫黄および/または硫黄ドナー、加硫促進剤、酸化亜鉛、および酸化防止剤を含む、請求項15記載の組成物。
【請求項１７】
合成ポリイソプレンゴムが、天然ゴムラテックス、ポリクロロプレンラテックス、ニトリルラテックス、カルボキシル化アクリロニトリルブタジエンゴムラテックス、スチレンブタジエンラテックス、ブタジエンコポリマーラテックス、またはポリウレタンラテックス、またはポリ塩化ビニルラテックスを含む、請求項13記載の組成物。
【公表番号】特表２０１０−５２０９２７（Ｐ２０１０−５２０９２７Ａ）
【公表日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５４９１１７（Ｐ２００９−５４９１１７）
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／００１７０５
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０９７６４３
【国際公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【出願人】（５０９０９３５９８）アレジアンス コーポレーション (2)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月８日（２００８．２．８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／００１７０５
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０９７６４３
【国際公開日】平成２０年８月１４日（２００８．８．１４）
【出願人】（５０９０９３５９８）アレジアンス コーポレーション (2)
【Ｆターム（参考）】
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