(57)【要約】手袋やコンドームのようなエラストマー性物品と、該物品の製造プロセスを開示する。本発明に従って製造されたエラストマー性物品は、合成ポリマーから形成される。物品の製造の際に、架橋剤として金属酸化物を用いてポリマーを架橋する。一実施形態においては、ポリマーは、通常の硫黄含有架橋剤又は促進剤を使用せずに架橋される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物を含む架橋剤で架橋された合成ポリマーからなる薄いエラストマー性フィルムを有する手袋。
【請求項２】
前記架橋剤が亜鉛酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載の手袋。
【請求項３】
前記架橋剤が、前記フィルム中に約０．２５ＰＨＲから約３ＰＨＲまでの量で存在することを特徴とする請求項１に記載の手袋。
【請求項４】
前記フィルムが、約４ミルから約５．５ミルまでの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の手袋。
【請求項５】
前記架橋剤が、本質的に前記金属酸化物からなることを特徴とする請求項１に記載の手袋。
【請求項６】
前記架橋剤が硫黄を含有しないことを特徴とする請求項１に記載の手袋。
【請求項７】
前記架橋剤が、酸化マグネシウムと酸化カドミウムからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の手袋。
【請求項８】
前記手袋がさらに、該手袋の中に手を入れ易くするために前記フィルムに取り付けられた着用層を備えることを特徴とする請求項１に記載の手袋。
【請求項９】
前記手袋の外側表面が塩素処理されたことを特徴とする請求項１に記載の手袋。
【請求項１０】
薄いエラストマー性フィルムから作られたエラストマー性物品であって、前記エラストマー性フィルムが、本質的に金属酸化物からなる架橋剤で架橋された合成ポリマーを含み、硫黄を含有しないことを特徴とする物品。
【請求項１１】
前記物品が手袋を構成することを特徴とする請求項１０に記載のエラストマー性物品。
【請求項１２】
前記物品がコンドームを構成することを特徴とする請求項１０に記載のエラストマー性物品。
【請求項１３】
前記架橋剤が酸化亜鉛を含むことを特徴とする請求項１０に記載のエラストマー性物品。
【請求項１４】
前記架橋剤が酸化マグネシウムと酸化カドミウムからなる群から選択された材料を含むことを特徴とする請求項１０に記載のエラストマー性物品。
【請求項１５】
前記架橋剤が、前記フィルム中に約０．２５ＰＨＲから約３ＰＨＲまでの量で存在することを特徴とする請求項１０に記載のエラストマー性物品。
【請求項１６】
前記合成ポリマーが、促進剤を使用せずに架橋されたことを特徴とする請求項１０に記載のエラストマー性物品。
【請求項１７】
エラストマー性物品を製造するプロセスであって、
合成ポリマーと、金属酸化物を含む架橋剤とを含有し、硫黄を含有しないポリマーエマルジョンを用意し、
前記エマルジョン中にフォーマを浸漬させて、前記エマルジョンで前記フォーマをコーティングし、
前記エマルジョンから前記フォーマを取り出し、
前記フォーマ上で前記合成ポリマーを重合させ、前記コーティングを乾燥させて、これにより前記フォーマ上にエラストマー性フィルムを形成し、
前記フォーマから前記エラストマー性フィルムを取り外す、
ステップを含むプロセス。
【請求項１８】
前記架橋剤が、酸化亜鉛、酸化カドミウム、及び酸化マグネシウムからなる群から選択される材料を含むことを特徴とする請求項１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記架橋剤が、前記エマルジョン中に約０．２５ＰＨＲから約３ＰＨＲまでの量で存在することを特徴とする請求項１７に記載のプロセス。
【請求項２０】
前記コポリマーが重合され、前記コーティングが約１００℃より低い温度で乾燥されることを特徴とする請求項１７に記載のプロセス。
【請求項２１】
前記合成ポリマーが重合され、前記コーティングが約８５℃より低い温度で乾燥されることを特徴とする請求項１７に記載のプロセス。
【請求項２２】
前記フォーマが、前記ポリマー・エマルジョン中に浸漬される前に、凝集剤で最初に被覆されることを特徴とする請求項１７に記載のプロセス。
【請求項２３】
前記ポリマー・エマルジョンが少なくとも８．０のｐＨを有することを特徴とする請求項１７に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（背景技術）
手袋その他の医療用製品のような肉厚の薄い引き伸ばし可能な物品は、長い間天然ラテックスポリマーから形成されてきた。典型的には、こうした物品は、天然由来のポリマーと水とのエマルジョンに安定化剤と加硫剤が添加された天然ゴムラテックスから形成される。物品を製造するためには、形成する物品の形状をもつフォーマを凝集剤溶液で最初に被覆する。凝集剤溶液を被覆した後に、フォーマをラテックス混合液中に１回又は数回浸漬して、所望の厚さの層を堆積させる。フィルムを乾燥させ、加硫して、適切な機械的及び物理的特性を与える。
【０００２】
こうした用途において、天然ラテックスポリマーは、強く、高弾性で、全体的に良好な触覚特性をもつという多くの利点を有する。良好な触覚特性は、１０から５００パーセント伸び時の変形応力が低く、弾性回復率が高い天然ラテックスによって得られると考えられる。
天然ラテックスは種々の利点を与えるものではあるが、当業者らは、天然ラテックスと類似した物理的特性を有する合成ポリマーから、引き伸ばし可能な物品を作製することを試みてきた。これに関しては、浸漬成形によって製造された薄い物品に使用するために、種々のタイプの合成エラストマー性ポリマー製品が開発されてきた。例えば、この目的のために、ニトリルポリマーが一般的に用いられる。さらに、米国特許第５，１１２，９００号と米国特許第５，４０７，７１５号との両方は、エラストマー性物品を製造するためのエラストマー性トリブロックコポリマー組成物を開示している。上記の両特許は、引用によりここに組み入れられる。
【０００３】
現在まで開発されてきた種々の合成ポリマー組成物は、天然ラテックスポリマーに非常に良く似た特性を有するものである。さらに、合成組成物から形成された物品は、認識できるほどのピンホールを生じることなく、非常に均一なフィルム厚さを有することが見出されている。
しかしながら、他のタイプの合成ポリマーから作られた手袋のような改善されたエラストマー性物品に対する必要性が依然として残っている。本発明は、この必要性を満たすものであり、さらに、これに関連する利点を与えるものである。
【０００４】
（発明の開示）
一般に、本発明は、手袋やコンドームのようなエラストマー性物品に向けられる。物品は、弾性特性をもつ薄いフィルムから形成される。フィルムは、合成ポリマーから形成される。合成ポリマーは、例えば、Ｒｉｅｃｈｏｌｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．によって市販されているＢＡＲＲＩＥＲＰＲＯ  ＢＰ２０００とすることができる。ＢＡＲＲＩＥＲＰＲＯ  ＢＰ２０００は、ＴＹＬＡＣ６８０８０ポリマーを含有する。
【０００５】
本発明によれば、合成ポリマーは、金属酸化物架橋剤で架橋される。この架橋剤は、例えば酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カドミウム等とすることができる。架橋剤は、ポリマー中に約０．２５ＰＨＲから約３ＰＨＲ（Ｐａｒｔｓ  ｐｅｒ  ｈｕｎｄｒｅｄ  ｒｕｂｂｅｒ）までの量で存在することができる。
特に重要なこととして、本発明者らは、エラストマー性物品は、通常の硫黄含有架橋剤及び促進剤を使用することなく上述のポリマーから形成できることを見出した。事実上、促進剤の使用を必要としない。従来は、硫黄含有架橋剤と促進剤を使用するときに、通常はポリマーを約１３０℃より高い温度で硬化しなければならなかった。しかしながら、架橋剤として金属酸化物を使用すると、合成ポリマーエマルジョンを、約１２０℃より低い温度、特定的には１００℃より低い温度、より特定的には８５℃より低い温度で硬化することができる。結果として得られたポリマーは硫黄を含有しない。ここで用いられる「硫黄を含有しない」という用語は、測定可能な量の硫黄元素又は硫黄化合物を含有しない
ポリマーか又はポリマー・エマルジョンとして定義される。
【０００６】
手袋やコンドームのような本発明に係るエラストマー性物品の製造においては、所望の形状のフォーマが最初に予熱される。予熱されると、フォーマは、凝集剤浴中に浸漬されるか又は浸される。フォーマは、凝集剤浴から引き上げられ、該フォーマの表面上に硝酸カルシウムのような凝集剤を残したまま乾燥される。
次に、フォーマがポリマー・エマルジョン中に浸漬される。本発明によれば、エマルジョンは、合成ポリマーと、水と、酸化亜鉛のような金属酸化物架橋剤を含有する。凝集剤で被覆されたフォーマがエマルジョン中に浸漬され又は浸され、フォーマ上にポリマー・エマルジョンのコーティングを残したまま引き上げられる。フォーマ上のポリマー・コーティングが重合され、約１３０℃より低い温度、特定的には約１００℃より低い温度で乾燥される。
【０００７】
フォーマ上のポリマー・コーティングが乾燥すると、フォーマからエラストマー性物品を取り外すことができ、或いは、コーティングの厚みを増すためにエマルジョン中に再び浸漬することができる。
本発明の他の特徴及び態様は、後でさらに詳細に説明される。
当業者にとって最良の形態を含む、本発明の十分な及び本発明を可能にする開示は、付属の図面の参照を含む本明細書の残りの部分でさらに具体的に説明される。
【０００８】
（発明を実施するための最良の形態）
次に本発明の実施形態について詳しく説明し、その１つ又はそれ以上の例については後述する。各例は、本発明を説明するために与えられたものであって、本発明を制限するためのものではない。事実上、本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、本発明に種々の修正及び変形をなし得ることが当業者には明らかであろう。例えば、１つの実施形態の一部として図示され又は説明された特徴を、別の実施形態に用いて、さらに別の実施形態を生み出すことができる。したがって、本発明は、こうした修正及び変形を、特許請求範囲の請求項及びそれらの均等物の範囲内にあるものとして包含するように意図されている。
【０００９】
本発明は一般に、合成ポリマーから作られた高弾性物品に向けられる。合成ポリマーは、フィルムに形成されて、コンドームや手袋のような物品を形成することができる。例えば、本発明によって製造された手袋は、外科用手袋、検診用手袋、実験用手袋、電子部品の製造中に着用する手袋、及び種々の他のタイプの手袋としての使用に好適である。
本発明に用いられる合成ポリマーは、例えば、Ｒｅｉｃｈｈｏｌｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．によって市販されているＢＡＲＲＩＥＲＰＲＯ  ＢＰ２０００とすることができる。こうしたポリマーは、従来は、手袋のようなエラストマー性物品を形成するのに用いられていた。しかしながら従来は、こうしたポリマーは、物品を形成するために、ニトリルポリマーと同様に、架橋剤としての硫黄と、促進剤として硫黄を含有する化合物とを用いて重合され、架橋された。従来用いられた特定の促進剤には、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛のようなカルバミン酸塩が含まれていた。
【００１０】
不運にも、通常の硫黄含有架橋剤と促進剤の使用には、ポリマーを硬化して物品を形成するために比較的高い温度が要求される。例えば、多くの通常のシステムでは、物品は、約１１５℃から約１３０℃までの温度で硬化しなければならない。
これに対して、本発明者らは、架橋剤として金属酸化物を用いて上述のポリマーを低い温度で硬化し架橋することができることを見出した。本発明によれば、硫黄架橋剤及び／又は硫黄含有促進剤は、物品を形成するのに必要ではない。本発明者らは、架橋剤として金属酸化物を用いることによって、ほぼ室温でポリマーを架橋し硬化してエラストマー性物品を形成することができる。より特定的には、ポリマーは、約１００℃より低い温度、特に約８５℃より低い温度、少なくとも１つの実施形態においては約７５℃から約８５℃までの温度で硬化することができる。さらに、本発明によって形成された物品は、天然ゴムラテックス物品や、通常使用されるニトリルポリマーのような合成ポリマーから作られた物品に非常によく似た物理的特性をもつことが見出された。
本発明のプロセスは、従来技術を上回る種々の利点及び利益を与える。既に説明したように、ポリマーは低い温度で硬化されるので、本発明のプロセスは、エネルギー所要量が減少される。硫黄架橋剤と促進剤を使用しないので、エラストマー性物品を製造するための乳化プロセスが簡単になる。さらに、本発明によって製造された手袋その他の物品は、通常は安価に製造される。
【００１１】
次に、本発明に係るエラストマー性物品を製造するためのプロセスの一実施形態を詳細に説明する。後述するプロセスは、手袋の製造に特有のものとされる。しかしながら、本発明に従って種々の他のエラストマー性物品を形成することもできることを理解されたい。
既に説明したように、本発明に使用可能な市販のコポリマーの１つは、ＢＡＲＲＩＥＲＰＲＯ  ＢＰ２０００という商標名でＲｅｉｃｈｈｏｌｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．によって市販されている合成ポリマーである。
【００１２】
本発明によれば、合成ポリマーは、金属酸化物架橋剤と組み合わされる。架橋剤は、例えば、酸化カドミウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、及びこれらの混合物とすることができる。ポリマーと組み合わされる架橋剤の量は、特定の用途に依存することになる。特定の利点としては、より多い又は少ない量の金属酸化物架橋剤を添加することによって、結果として得られるポリマーの特性が変わる。したがって、ポリマーに添加される架橋剤の量を、形成される物品の物理的特性が最適化するように変化させることができる。多くの用途においては、金属酸化物架橋剤は、約０．２５から約３ＰＨＲ（ｐａｒｔｓ  ｐｅｒ  ｈｕｎｄｒｅｄ  ｐａｒｔｓ  ｒｕｂｂｅｒ）までの量でポリマーに組み合わされる。特定の一実施形態においては、架橋剤は、酸化亜鉛とすることができ、約１ＰＨＲから約２ＰＨＲまでの濃度で合成ポリマーに組み合わせることができる。
【００１３】
合成ポリマーと金属酸化物架橋剤に加えて、本発明に係る物品を形成するのに用いられるポリマーエマルジョンは、水も含有することができる。具体的には、ポリマーエマルジョンは、該エマルジョンが約２５％から約３２％までの固体濃度を有するような量の水を含有することができる。さらに、エマルジョンは、望ましくは少なくともｐＨ８．０、特定的には少なくともｐＨ８．５、より特定的にはｐＨ約８．５から約９．５までとすることができる。必要であれば、ｐＨを上げるか又は下げるために、エマルジョンにどんな好適なｐＨ調整剤を添加することもできる。例えば、ｐＨを上げるために、水酸化カリウムか又は水酸化アンモニウムを使用することができる。
特定の利点としては、上記の成分を組み合わせて、通常の室温でエマルジョンを形成することができる。例えば、エマルジョンは、約５０℃より低い温度、特定的には約２０℃から約３５℃までの温度で形成することができる。
【００１４】
上述のポリマーエマルジョンから手袋のようなエラストマー性物品を形成するためには、所望の形状のフォーマ又はモールドを最初にオーブン中で加熱する。手袋を形成するときには、フォーマは手の形状である。オーブンの中に入れられると、フォーマは、通常は約５５℃から約７５℃まで、より特定的には約６０℃から約７１℃までといった５０℃より高い温度まで加熱される。
フォーマを加熱した後に、該フォーマを凝集剤中に浸すか又は浸漬する。凝集剤によって、コポリマーエマルジョンが凝集し、重合する。本発明に使用可能な好適な凝集剤は金属塩溶液を含む。例えば、一実施形態においては、水又はアルコール中の硝酸カルシウムを使用する。硝酸カルシウムは、溶液中に重量の約４０％の量で存在することができる。
【００１５】
凝集剤中に浸した後に、フォーマを引き上げて、フォーマの表面上に存在する凝集剤を乾燥させる。多くの用途においては、凝集剤を、約１分から約２分間空気乾燥させることができる。乾燥すると、凝集剤の残留コーティングがフォーマ上に残る。
次に、凝集剤で被覆されたフォーマを合成ポリマーエマルジョン中に浸すか又は浸漬する。凝集剤層と接触することによって、ポリマーエマルジョンが凝集し、フォーマ上にフィルムが形成される。フォーマがコポリマー・エマルジョン中に浸される時間（普通は滞留時間と呼ばれる）の量によって、フィルムの厚さが決まる。ポリマー中のフォーマの滞留時間を増やすと、フィルムの厚みが増すことになる。一実施形態においては、フォーマは、コポリマー・エマルジョン中に、約１５秒から約３０秒、特定的には約２０秒間浸漬することができる。
【００１６】
フォーマがポリマー・エマルジョンから取り出されると、フォーマの表面上に存在するポリマーが乾燥され、硬化される。特定の利点としては、ポリマーは、約３５℃から約８５℃までといった約１３０℃より低い温度で乾燥され硬化される。
ポリマーフィルムが乾燥され硬化された後に、所望であれば、ポリマー層の厚さを増やすために、フォーマをポリマーエマルジョン中に再び浸すか又は浸漬することができる。例えば、一実施形態においては、フォーマは、約４ミルから約５・１／２ミルの全フィルム厚さを形成するために、ポリマーエマルジョン中に２回浸漬される。
【００１７】
所望であれば、合成ポリマー層が形成された後に、フォーマを他のポリマー溶液中に浸漬して、物品上に他のコーティングを形成することができる。例えば、手袋を形成するときには、手袋の着用を容易にするために手袋上に他のコーティングを施すか、又は後の手袋のグリップ特性を改善することになるコーティングを手袋上に施すことができる。
フォーマ上に物品が形成されると、物品はフォーマから剥がされ、所望であればさらに加工される。例えば、一実施形態においては、形成された物品を塩素処理することができる。塩素処理は、通常は、形成された物品を塩素含有溶液か又は塩素含有ガスに接触させるステップを含む。プロセス中のこのステップの間に、形成された物品の外側表面と塩素が反応する。具体的には、塩素処理は、手袋の粘着性を減少するのに用いられる。
本発明は、以下の実施例を参照すると良く理解することができる。
【００１８】
実施例
以下の実施例は、本発明に従って作成されたポリマーフィルムの特性を、他の通常使用されるポリマーフィルムの特性と比較するために行われたものである。具体的には、合成ポリマーフィルムのモジュラスを、ニトリルフィルム、天然ラテックスフィルム、及びポリ塩化ビニルフィルムのモジュラスと比較した。
合成ポリマーフィルムを形成するために、ＢＡＲＲＩＥＲＰＲＯ  ＢＰ２０００という商標名でＲｅｉｃｈｈｏｌｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｉｎｃ．によって市販されているコポリマー溶液を、以下の濃度の水、酸化亜鉛、二酸化チタン、及び青色顔料と組み合わせた。
【００１９】
2004526063.tif 000002
【００２０】
上記のエマルジョンからなる手袋の形成の際に、凝集剤として硝酸カルシウム溶液を使用した。
上記の手袋が形成された後に、該手袋からダンベル形状のサンプルを切断し、モジュラス（引張り強度対パーセント伸び）について試験した。具体的には、サンプルは、ＡＳＴＭ試験ｎｏ．Ｄ−４１２に従って試験された。
市販の手袋から同様のサンプルを切断した。具体的には、サンプルは、ニトリルポリマーから形成された手袋、天然ラテックスポリマーから形成された手袋、及び塩化ビニルポリマーから形成された手袋から切断された。使用したニトリル手袋は、カタログナンバー５５０８０−５５０８４のＰＦＥ  ＰＵＲＰＬＥ  ＮＩＴＲＩＬＥエグザムグローブという名称でセーフスキン・コーポレーションによって市販されている手袋である。使用した天然ラテックスポリマー手袋は、カタログナンバー１１０−５５０のＰＦＥ  ＮＡＴＵＲＡＬ  ＬＡＴＥＸエグザムグローブという名称で同じくセーフスキン・コーポレーションによって市販されている手袋である。
【００２１】
得られたモジュラスのプロットを図１及び図２に示す。図示のように、本発明に係るＢＡＲＲＩＥＲＰＲＯ  ＢＰ２０００から作成された試験サンプルは、ニトリルポリマーから作られたサンプル、及び天然ラテックスポリマーから作られたサンプルと比べて遜色がなかった。
当業者であれば、特許請求範囲の請求項において更に特定的に定められる本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明へのこれらの及び他の修正及び変形を行うことができるであろう。また、種々の実施形態の態様を全て又は部分的に交換できることを理解されたい。さらに、当業者には、上記の詳細な説明は、単に例示するためのものであって、本発明を制限するものではなく、こうした特許請求範囲の請求項においてさらに説明されることが分かるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
実施例において得られた結果のグラフである。
【図２】
実施例において得られた結果のグラフである。
【図１】
2004526063.tif 000003
【図２】
2004526063.tif 000004
【国際公開パンフレット】
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2004526063.tif 000006
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2004526063.tif 000008
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2004526063.tif 000022
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004526063.tif 000023
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004526063.tif 000024
2004526063.tif 000025
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2004526063.tif 000040
2004526063.tif 000041
【国際調査報告】
2004526063.tif 000042
2004526063.tif 000043