Полиизопреновый презерватив
Изобретение относится к способам получения синтетического полиизопренового латекса и латексных пленочных изделий, в частности презерватива. Способ получения компаундированного синтетического полиизопренового латекса, пригодного для изготовления латексной пленки, включает (а) компаундирование синтетического полиизопренового латекса подходящими компаундирующими ингредиентами, (b) созревание латекса и необязательно (с) хранение латекса. Стадии (а), (b) и (с), если включены, выполняют при температуре меньше 20°С, чтобы минимизировать предвулканизацию латекса. Изобретение позволяет получать качественные изделия с улучшенными физическими свойствами. 5 н. и 23 з.п. ф-лы, 3 табл.
Настоящее изобретение относится к способам получения синтетического латекса полиизопренового каучука и синтетических полиизопреновых презервативов и к презервативам, полученным такими способами.
Натуральный каучук, который включает, главным образом, цис-1,4-полиизопрен, широко использовался как материал для получения формованных окунанием объектов, таких как хирургические перчатки, воздушные шарики, презервативы и т.п. Однако изделия, сформованные из натурального латекса, связаны с рядом проблем здоровья. Некоторые потребители имеют аллергические реакции или другие побочные реакции (такие как раздражающий дерматит) к натуральному каучуку (более конкретно, к белкам, остающимся в натуральном каучуке, или к химикатам, добавленным, чтобы ускорить отверждение пленки), которые могут привести к болезненным или неприятными симптомам.
Различные синтетические эластомеры использовали в качестве заменителя натурального каучука. Нитрильные и хлоропреновые синтетические каучуковые материалы, например, использовали в производстве хирургических перчаток и перчаток экспертизы. Однако у этих материалов нет высокой упругости и низких величин остаточного удлинения (упругости) натурального каучука. Полиуретан также использовали в качестве заменителя натурального каучука, но хотя полиуретаны имеют очень высокое сопротивление растяжению, им не хватает упругости и низких значений остаточного удлинения натурального каучука. В результате было найдено, что полиуретаны являются неподходящими для многих применений натурального каучука.
Разработка настоящей замены натурального каучука оказалась трудным делом, с синтетическими вариантами, обычно имеющими, например, различные молекулярновесовые характеристики относительно натурального каучука. Это в свою очередь привело к синтетическим полиизопреновым пленкам, имеющим низший баланс свойств по сравнению с пленкой из вулканизированного натурального каучука.
В частности, при попытках использовать цис-1,4-полиизопрен (главный компонент натурального каучука) без белка, который сохраняется из источников натурального каучука, было найдено, что полученные изделия, формованные окунанием, в частности презервативы, имеют недостаток в свойствах растяжения, которые являются важным признаком этих изделий, и могут быть менее механически прочными. Например, из патента США 3917746 известно, что изделия, сформованные из немодифицированного цис-1,4-полиизопрена, деформируются при удалении вулканизированного изделия из формы и содержат полосы и канавки в каучуковой пленке, которые вызывают механические дефекты.
Различные документы описывают попытки улучшить прочность при растяжении синтетического полиизопренового каучука, увеличивая сшивку используемого полиизопренового каучука.
Из патента США 3215649 известны латексы полиизопренового каучука, которые могут быть отверждены, используя серу и алкилдитиокарбаматы цинка и цинкмеркаптобензтиазол с оксидом цинка в качестве активатора. Латекс предвулканизируют при 40 или 50°C до подходящей плотности сшивки - в течение 72 часов при 40°C или 16 часов при 50°C. Это время может быть уменьшено, используя более высокие температуры, но выше 65-70°C не рекомендуется, поскольку латекс начинает разрушаться. Максимальная величина прочности при растяжении составляет 460 фунтов на дюйм (приблизительно 3 МПа), что недостаточно для презерватива.
Из патента США 6329444 известны изделия, сделанные из латекса полиизопренового каучука для окунания, но без использования серосодержащих компонентов. В общем, они используют пероксиды и высокие температуры или излучение высоких энергий. Отверждение пероксидами требует, чтобы кислород был исключен из системы во время отверждения, и влечет за собой окунание латекса полиизопренового каучука в ванну расплавленной соли (например, при 180°C). Этот способ препятствует применению линии окунания обычного латексного презерватива, таким образом, он не пригоден для производства презервативов.
Из патента США 6618861 известен способ получения перчаток, имеющих прозрачный участок запястья, из диапазона материалов, включающих латекс полиизопренового каучука. Подробности данного способа ограничены, но состав дан для латекса полиизопренового каучука в Примере 2, который включает пять ускоряющих добавок (тетраметилтиурамдисульфид, цинк-2-меркаптобензтиазол, цинка дибутилдитиокарбамат, цинка диэтилдитиокарбамат и 1,2-дифенил-2-тиомочевина), так же как серу и оксид цинка в качестве вулканизирующих средств. Свойства растяжения пленок, сделанных из этого латекса полиизопренового каучука, даны как прочность при растяжении, 13,22 МПа, относительное удлинение при разрыве, 1028%, и напряжение при 300% деформации, 1,03 МПа. Прочность при растяжении, достигаемая этим способом, недостаточна для презерватива. Нет по существу никаких сведений относительно параметров процесса.
Из патента WO 02/090430 известен способ получения полиизопреновых изделий, используя новый трехкомпонентный ускоритель, включающий дитиокарбамат, тиазол и соединение гуанидина. Есть определенные сведения, что опущение любого из трех предпочтительных компонентов ускорителя приводит к значительно пониженной прочности при растяжении: использование трехкомпонентного ускорителя, таким образом, является существенным фактором. Способ включает стадию предвулканизации после компаундирования, которая требует нагревания выше 20°C, предпочтительно 25-30°C, а окунание также выполняют при температурах 20°C или выше. Температуры предотверждения 20°C дают недостаточные показатели прочности при растяжении (эквивалентные 15-17 МПа), предполагая, что должны использоваться более высокие температуры. Полученная величина самого высокого сообщенного показателя прочности при растяжении с использованием заявляемого способа составляет 3939 фунтов на дюйм (эквивалентно 27,2 МПа) после хранения в течение 6 дней при температуре окружающей среды. Более высокие прочности при растяжении желательны для презервативов.
Из заявки США-A1-2004/071909 известен высокотемпературный способ получения тонкостенных полиизопреновых изделий.
Из патента WO 2006/081415 известны пленочные изделия, использующие окиси полинитрилов как сшивающие агенты.
Из патента WO 03/072340 известны презервативы, сделанные из латекса полиизопренового каучука, отвержденного, используя ускорители, выбранные из группы, содержащей одно или больше соединений: диизопропилксантогенатполисульфид, тетраэтилтиурамдисульфид и цинка диэтилдитиокарбамат. Спецификация относится к полиизопреновому изделию предшествующего уровня техники, полученному, используя комбинацию серы, оксида цинка и дитиокарбамата в качестве отверждающего пакета. Однако, как утверждают, латекс показывает недостаточную стабильность при хранении, коагулируя в течение нескольких дней после компаундирования.
Есть установленная потребность в презервативе, который не показывает отсутствие ухудшения физических свойств при старении, и презервативах, которые не показывают никакого ухудшения свойств при созревании компаундированного латекса полиизопренового каучука. Не предоставлены в спецификации данные, показывающие, что заявляемый состав обеспечивает эти свойства; действительно, данные не предоставлены по влиянию старения на презерватив или латекс.
В описании далее утверждается, что обычные системы ускорителей (по-видимому, те, которые не содержат ксантогенаты), которые используют дитиокарбаматы цинка, такие как дибензилдитиокарбамат цинка, придают значительно сокращенную приемлемую жизнь латексу полиизопренового каучука для окунаний.
Данные параметры процесса требуют, чтобы первое покрытие, нанесенное окунанием, было высушено при 60°C в течение 3-4 минут, охлаждено до комнатной температуры или ниже, и затем второе покрытие, нанесенное окунанием, высушено при 60°C в течение 3-4 минут, шарик формуют, презерватив выщелачивают при 60°C или выше в течение 1 минуты и затем отверждают при 300°C [так] в течение 5 минут перед заключительным выщелачиванием при 60-65°C в течение 1 мин. Начальный латекс, как установлено (таблица 2), имеет температуру 77°F (25°C).
Из патента США 6828387 известен способ получения изделий из латекса полиизопренового каучука. Латекс использует трехкомпонентный ускоритель, включающий дитиокарбамат, тиазол и гуанидин, и утверждается, что компаундированный латекс показывает стабильность при длительном хранении до 8 дней по сравнению с типичными 3-5 днями для латекса полиизопренового каучука.
Начальную обработку предотверждения выполняли при меньше чем 35°C в течение 90-150 минут, и компаундированный латекс может храниться до 8 дней при 15-20°C. В примерах латекс компаундируют при температуре 25°C и выдерживают при температуре ниже 25°C. Шаблон перчатки с коагулянтом-покрытием окунают в компаундированный латекс полиизопренового каучука при окружающей температуре или температуре 20-25°C, нагревают при 70°C в течение 1 минуты, затем выщелачивают при 65°C в течение 5 минут, затем высушивают при 70°C в течение 5 минут перед заключительным отверждением при 120°C в течение приблизительно 20 минут.
Во всех ранее описанных способах некоторую степень предвулканизации вводят в латекс. Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что даже низкие уровни предвулканизации могут оказать значительное неблагоприятное влияние на физические свойства сделанных изделий. Оценивая эту проблему, авторы настоящего изобретения разработали путь существенного ее преодоления или уменьшения.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предоставлен способ получения компаундированного синтетического латекса полиизопренового каучука, пригодного для получения латексной пленки; способ включает (a) компаундирование синтетического полиизопренового латекса подходящими компаундирующими ингредиентами, (b) созревание латекса и необязательно (c) сохранение латекса; отличающийся тем, что стадии (a), (b) и (c), если включены, выполняют при низких температурах, чтобы минимизировать предвулканизацию латекса. Изобретение также включает тонкопленочные изделия, в частности презервативы, из компаундированного латекса, полученного таким образом.
Также описан во втором аспекте способ получения синтетического полиизопренового презерватива, способ включает окунание подходящим образом оформленного шаблона в компаундированный синтетический латекс полиизопренового каучука и вулканизацию с образованием презерватива и отличается тем, что во время получения и необязательного хранения латекс выдерживают при низкой температуре, чтобы минимизировать предвулканизацию латекса. Получение латекса выполняют в соответствии с первым аспектом изобретения.
Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что недостатки предшествующих технологических способов, обрисованных в общих чертах выше, могут, к удивлению, быть преодолены или существенно снижены, регулируя количество предвулканизации латекса до очень низких уровней. Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что это может быть достигнуто охлаждением латекса до температуры, такой, что очень незначительная предвулканизация имеет место или нет существенно никакой предвулканизации. "Низкая температура" относится к температурам, при которых очень низкие уровни предвулканизации имеют место, и обычно будет на несколько градусов Цельсия ниже окружающей или комнатной температуры (25°C), например, авторы настоящего изобретения предпочитают использовать температуры ниже 20°C.
Предпочтительно выдерживать температуру латекса или охлаждать латекс до температуры приблизительно 17°C или меньше, более предпочтительно 15°C или меньше. Температуры приблизительно 15°C±2°C особенно предпочтительны.
Авторами настоящего изобретения было обнаружено, что латексные пленки, в частности презервативы, произведенные из латекса, имеющего очень низкий уровень предвулканизации, обладают многими выгодными особенностями. Вулканизированные пленки обладают лучшими разрывными свойствами - в терминах объема и давления при разрыве; и превосходными свойствами растяжения, и эти свойства сохраняются после старения даже при температурах до 70°C. Этими характеристиками обладают как смазанные, так и сухие презервативы. Настоящее изобретение также приводит к минимальным дефектам пленки, таким как "растрескивание", и минимизирует неоднородный поток латекса, который может привести к нежелательным изменениям в толщине пленки.
Соответственно синтетический полиизопреновый латекс поддерживают при низкой температуре, в частности приблизительно 15°C ±2°C, во время всех предварительных стадий способа, то есть во время компаундирования латекса, созревания, хранения в резервуарах резерва, перехода на линию окунания и, насколько возможно, во время окунания, вплоть до точки вулканизации.
Соответственно третий аспект настоящего изобретения описывает способ получения компаундированного синтетического полиизопренового латекса, пригодного для получения латексной пленки, причем способ включает (a) компаундирование синтетического полиизопренового латекса подходящими компаундирующими ингредиентами, (b) созревание латекса и необязательно (c) сохранение латекса; отличающийся тем, что стадии (a), (b) и (c), если включены, проводят при температуре ниже 20°C, предпочтительно при приблизительно 17°C или меньше, соответственно при приблизительно 15°C±2°C.
Также описан в четвертом аспекте способ получения синтетического полиизопренового презерватива, включающий окунание соответственно оформленного шаблона в компаундированный синтетический полиизопреновый латекс и вулканизацию латекса с формованием презерватива, который отличается тем, что во время получения и необязательного хранения латекс поддерживают при температуре ниже 20°C, предпочтительно при приблизительно 17°C или меньше, соответственно при приблизительно 15°C±2°C.
Одной мерой количества предвулканизации в латексе является плотность сшивки, и она может быть определена, например, измерением модуля релаксации предвулканизата (МРП). Метод измерения модуля релаксации основан на оригинальном методе, разработанном Gorton и Pendle (Natural Rubber Technology, 1976, 7 (4), 77-81). Измерение модуля релаксации пленок, политых из предвулканизата, обеспечивает воспроизводимую индикацию состояния вулканизации в пленке, то есть плотности сшивки пленки. МРП может быть определен, используя следующую процедуру:
1. Убедитесь, что латекс размешан.
2. Возьмите трубку с закругленными краями, такую как толстостенная пробирка (известной окружности C, сантиметры), опустите ее в латекс и извлекайте медленно и устойчиво.
3. Позвольте лишнему латексу стечь и поместите пробирку в сушильный шкаф при 70°C на 2,5 минуты.
4. Вытрите лишний латекс в буртике открытого конца пробирки тканью.
5. Прокрутите латексную пленку по длине пробирки от открытого конца, чтобы сформировать кольцо и снимите кольцо с пробирки.
6. Взвесьте кольцо на аналитических весах, чтобы найти его массу (М, граммы)
7. Поместите кольцо в подходящие крепления на динамометре, растяните кольцо до 100% растяжения и выдержите.
8. После одной минуты измерьте нагрузку в ньютонах, проявленную кольцом.
9. Используя показание шкалы нагрузки и массу кольца, вычислите МРП (в мегапаскалях) следующим образом:
где F - нагрузка (N), проявленная кольцом после одной минуты при 100%-ном растяжении; d - плотность латексного кольца (г·см-3); C - внешняя окружность погруженной пробирки (см); М - масса латексного кольца (г).
Как правило, МРП измеряют на четырех образцах и регистрируют среднее. Тестирование может быть выполнено, используя, например, тестер RRIM Relaxed Modulus Tester, модель M403, доступный от малазийского министерства каучука Malaysian Rubber Board (см. http://www.lgm.gov.my/services/rptu/rrimrelax.html).
Соответственно МРП латекса должен быть не больше чем приблизительно 0,1 МПа.
Уменьшение предвулканизации латекса по существу относится к соблюдению МРП (и косвенно, плотности сшивки) в основном на этом уровне или ниже.
Значение МРП от приблизительно 0,08 до приблизительно 0,10 МПа является предпочтительным, таким образом, латексы, имеющие это свойство, являются особенно подходящими. Время созревания компаундированного латекса может быть отрегулировано соответственно так, чтобы дать желательный МРП (плотность сшивки).
Таким образом, также описан в пятом аспекте изобретения способ получения компаундированного синтетического полиизопренового латекса, пригодного для получения латексной пленки, причем способ включает (a) компаундирование синтетического полиизопренового латекса подходящими компаундирующими ингредиентами, (b) созревание латекса и необязательно (c) сохранение латекса; который отличается тем, что стадии (a), (b) и (c), если включены, проводят при низкой температуре, такой что МРП латекса составляет приблизительно 0,1 МПа или меньше.
Шестой аспект изобретения также обеспечивает способ получения синтетического полиизопренового презерватива, причем способ включает окунание соответственно оформленного шаблона в компаундированный синтетический полиизопреновый латекс и вулканизацию латекса с формованием презерватива, который отличается тем, что во время получения и необязательного хранения латекс выдерживают при низкой температуре, такой что МРП латекса составляет приблизительно 0,1 МПа или меньше.
Изобретение также обеспечивает презерватив, доступный способами по второму, четвертому и шестому аспектам изобретения, и также обеспечивает латексные пленочные изделия, в частности презервативы, доступные из компаундированного синтетического полиизопренового латекса, предоставленного первым, третьим и пятым аспектами изобретения. Изобретение, таким образом, охватывает применение компаундированных латексов, предоставленных здесь, для получения латексных пленочных изделий, в частности презервативов.
В качестве фона имеется три основных компаундирующих подхода к созданию латексных пленок.
a) Невулканизированный латекс
Латекс компаундируют (то есть химикаты, которые будут влиять на отверждение, примешивают в латекс) без какого-либо нагревания и латекс затем добавляют в установку окунания, изделие окунают и, наконец, вулканизируют [=отверждают] в установке.
b) Частично предвулканизированный латекс
Латекс компаундируют и предвулканизируют при повышенной температуре, позволяют созревать и затем компаундируют далее в случае необходимости, прежде чем добавить в установку окунания, изделие окунают и вулканизацию заканчивают. Это самый обычный подход.
c) Полностью предвулканизированный латекс
Латекс компаундируют и полностью вулканизируют вне установки. Его затем добавляют в установку окунания и изделие окунают. Вулканизация отсутствует, или только ограниченная вулканизация имеет место в установке.
Все из вышеупомянутого может быть "прямым окунанием", где коагулянт латекса не используется, или "окунанием с коагулянтом", где покрытие, нанесенное окунанием в коагулянт, предшествует окунанию в латекс. Прямое окунание, в общем, используется для производства тонкостенных изделий, таких как презервативы, тогда как окунание с коагулянтом применяется, чтобы произвести более толстые изделия, такие как перчатки.
Типичный способ предвулканизации для латекса натурального каучука (ЛНК) вызывает:
1) предвулканизацию - компаундирующие ингредиенты добавляют к ЛНК, латекс нагревают при перемешивании до 60°C±2°C и выдерживают при этой температуре в течение 14 часов;
2) созревание - латекс охлаждают до окружающей температуры, дополнительный активатор вулканизации добавляют (в случае необходимости) и латексу позволяют созревать при окружающей температуре в течение шести-десяти дней;
3) резерв (или заключительная стадия компаундирования) - дальнейший активатор вулканизации добавляют в случае необходимости и латекс нагревают при 40°C±2°C в течение 18 часов;
4) перенос - латекс охлаждают до окружающей температуры, вязкость регулируют и латекс переносят в ванны для окунания на установке;
5) окунание - латекс в ваннах для окунания выдерживают при окружающей температуре (обычно >20°C).
Как отмечено выше, определенная предшествующая технология также описывает изделия, сделанные из синтетического полиизопренового латекса, или способы их получения, и в каждом случае созревают компаундированный латекс, чтобы ввести некоторую степень предвулканизации. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что введение даже низких уровней предвулканизации перед окунанием может значительно воздействовать на полученные изделия таким образом, что они имеют неадекватные физические свойства или свойства быстро разлагаться при высокотемпературном старении или длительном хранении. Далее предвулканизация может воздействовать неблагоприятно на пленкообразующие свойства полиизопренового латекса.
Исходные материалы для настоящего способа все легко доступны коммерчески и могут быть получены из любого подходящего источника. Например, сырой полиизопреновый латекс может быть получен из Kraton Corporation, Houston, Texas.
Как понимают в технологии, сырой латекс должен быть компаундирован подходящими компаундирующими ингредиентами, чтобы дать латекс, который может быть впоследствии отвержден, чтобы обеспечить латексную пленку. Обобщенный типичный компаундированный латексный состав является следующим:
| Таблица 1 Состав латекса |
|
| Функция ингредиента | pphr1 |
| Синтетический полиизопреновый латекс | 100 |
| Стабилизаторы | 0-92 |
| рН регулятор | 0-0,1 |
| Вулканизирующее средство | 0,6-1,0 |
| Активатор вулканизации | 0,1-0,4 |
| Ускоритель | 0,5-1,0 |
| Противостаритель | 0,5-1,5 |
| Вода | 0-20 |
| 1pphr=частей на сто частей каучука | |
| 2стабилизаторы - могут включать ряд отдельных соединений |
Вышеупомянутый состав дан только для иллюстрации, понимая, что в принципе любой соответственно компаундированный синтетический полиизопреновый латекс может использоваться. Нужно отметить, что пока полиизопрен является главным (или единственным) полимером каучука, изобретение не исключает наличие малого количества других подходящих сополимеров.
Любой подходящий ускоритель или комбинация ускорителей могут использоваться в составе. Однако авторами настоящего изобретения было обнаружено, что когда стадии компаундирования, созревания и необязательно хранения способа получения компаундированного синтетического полиизопренового латекса выполняют при низкой температуре, чтобы минимизировать предвулканизацию латекса, возможно использовать единственный ускоритель. Соответственно, предпочтительно использовать единственный ускоритель, а не комбинацию. Например, единственным ускорителем является соответственно дитиокарбамат, предпочтительно дибутилдитиокарбамат цинка. Предпочтительно не использовать тиазолы или гуанидины.
Стадия компаундирования включает смешивание сырого латекса с желательными компаундирующими ингредиентами и может быть выполнена в любом подходящем сосуде, в котором можно регулировать температуру латекса. Во время компаундирования латекс соответственно выдерживают при температуре приблизительно 17°C или меньшей, предпочтительно при приблизительно 15°C±2°C, чтобы минимизировать любую предвулканизацию. Любые подходящие компаундирующие ингредиенты могут использоваться, специалистам в данной области техники хорошо известны подходящие соединения, которые могут использоваться.
После компаундирования обычно созревают латекс. Например, это будет обычно включать хранение компаундированного латекса сроком на время до переноса в ванны для окунания. Предпочтительно время созревания минимально. Подходящий период составляет приблизительно 24-48 часов. Время созревания управляется развитием плотности сшивки в латексе. Предпочтительно, чтобы время созревания было не больше, чем время, которое приводит к МРП приблизительно 0,1 МПа или меньше, более предпочтительно 0,08-0,1 МПа, хотя МРП может быть ниже, чем этот интервал, если желательно. Созревание должно быть выполнено при низкой температуре, предпочтительно при температуре ниже 20°C, более предпочтительно при приблизительно 17°C или ниже, еще более предпочтительно при приблизительно 15°C±2°C, например, в течение 24-48 часов.
Минимальная сшивка/созревание латекса дает возможность правильного регулирования реологии латекса и помогает предотвратить дефекты, такие как "взламывание налета" и неоднородное течение - последнее обстоятельство приводит к изменению толщины пленки.
Обычное измерение плотности сшивки обычно требует, чтобы диск определенного диаметра был вырезан из латексной пленки. Диск затем помещают в растворитель, такой как толуол или n-гептан, который заставляет пленку набухать; диаметр диска измеряют, когда набухание уравновешивается, а конечный и начальный диаметры используют, чтобы вычислить "индекс набухания". Однако пленки по настоящему изобретению все разлагаются, когда набухают в этих углеводородных растворителях, демонстрируя чрезвычайно низкий уровень плотности сшивки в них. Предшествующая технология, которая описывает измерение плотности сшивки, неизменно показывает набухание образцов пленки в растворителе, таким образом демонстрируя, что они развивали значительно более высокий уровень сшивки, чем пленки, сделанные в соответствии с настоящим изобретением.
После созревания компаундированного латекса он может необязательно быть перенесен в резерв или бак-хранилище, прежде чем быть перенесенным в ванну для окунания, где окунание имеющих форму шаблонов в латекс имеет место. Любое хранение компаундированного латекса должно быть при низкой температуре, предпочтительно при температурах, указанных выше для компаундирования и созревания. По существу вплоть до вулканизации компаундированного латекса на шаблонах особенно предпочтительно выдерживать латекс при низкой температуре, чтобы избежать любой дальнейшей предвулканизации, как только максимальный уровень достигнут. Предпочтительно во время всех стадий вплоть до вулканизации латекс выдерживают при температуре приблизительно 15°C±2°C.
Как только зрелый латекс переносится в ванны для окунания, предпочтительно как можно скорее начинать окунание изделия, чтобы избежать любого дальнейшего созревания. Температура в ваннах для окунания предпочтительно приблизительно 15°C, более предпочтительно меньше 15°C.
Прямое окунание, то есть окунание, не использующее коагуляции латекса, предпочтительно. Любое подходящее количество покрытий, нанесенных окунанием, может использоваться, но авторы настоящего изобретения предпочитают окунать, по меньшей мере, дважды (то есть двойное окунание) в латекс. После первого окунания шаблоны с их пленками предпочтительно высушивают, например, пропуская их через сушильный шкаф. Затем их предпочтительно охлаждают, например, пропуская их через установку охлаждения предпочтительно приблизительно до 15°C±2°C перед дальнейшим окунанием. Это предотвращает любое нагревание латекса во второй ванне для окунания. Эта стадия охлаждения может быть повторена перед любыми последующими окунаниями.
После окунания и высыхания поствулканизация пленки может быть произведена согласно обычным методикам отверждения. Например, пленки могут быть нагреты на короткое время при повышенной температуре - обычно 10 минут при 120-130°C.
Настоящие способы дают возможность производить презервативы высокого качества, имеющие превосходные физические свойства, все еще используя обычные системы, например, может использоваться обычная система ускорителя.
Следующие таблицы иллюстрируют превосходные свойства презервативов по настоящему изобретению:
| Таблица 2 Сравнение свойств пленки смазанных презервативов из пред- и поствулканизированного латекса |
||||
| Свойство (для смазанных презервативов) | Латекс натурального каучука | Латекс предвулканизиро-ванного полиизопренового каучука | Латекс поствулканизиро-ванного полиизопренового каучука | |
| Прочность при растяжении, МПа | Начальный | 22 | 16 | 28 |
| 7 дней, 70°C | 26 | - | 25 | |
| 3 месяца, 50°C | 23 | - | 26 | |
| Удлинение при разрыве, % | Начальный | 800 | 1020 | 1040 |
| 7 дней, 70°C | 810 | - | 1040 | |
| 3 месяца, 50°C | 780 | - | 1030 | |
| Напряжение при 300% деформации, МПа | Начальный | 1,2 | 1,1 | 1,1 |
| 7 дней, 70°C | 1,2 | - | 1,0 | |
| 3 месяца, 50°C | 1,2 | - | 1,0 | |
| Объем при разрыве, дм3 | Начальный | 39 | 48 | 49 |
| 7 дней, 70°C | 36 | 42 | 46 | |
| 3 месяца, 50°C | 33 | - | 44 | |
| Давление при разрыве, кПа | Начальный | 1,8 | 1,2 | 1,5 |
| 7 дней, 70°C | 1,7 | 1,1 | 1,4 | |
| 3 месяца, 50°C | 1,8 | - | 1,4 |
"Поствулканизированный" полиизопреновый латекс каучука был подвергнут минимальной предвулканизации, как описано в Примере 3. Превосходные свойства результатного презерватива очевидны.
Соответственно, изобретение также обеспечивает синтетический полиизопреновый презерватив, имеющий превосходные физические свойства. В частности, изобретение обеспечивает синтетический полиизопреновый презерватив, имеющий начальную прочность при растяжении 24 МПа или выше, или прочность при растяжении 23 MПa или выше после старения в течение 7 дней в 70°C, или прочность при растяжении 20 МПа или выше после старения в течение 3 месяцев при 50°C. Альтернативно, но предпочтительно, кроме того, презерватив также имеет начальное давление разрыва 1,3 кПа или выше, или давление разрыва 1,2 кПа или выше после старения в течение 7 дней в 70°C, или давление разрыва 1,4 кПа или выше после старения в течение 3 месяцев при 50°C. Альтернативно, но предпочтительно, кроме того, у презерватива также есть начальный объем разрыва 44 дм3 или выше, или объем разрыва 41 дм3 или выше после старения 7 дней при 70°C, или объем разрыва 42 дм3 после старения в течение 3 месяцев при 50°C или выше. Альтернативно, но предпочтительно, кроме того, презерватив имеет начальное значение относительного удлинения при разрыве 1000% или выше, или значение относительного удлинения при разрыве 1000% после старения в течение 7 дней при 70°C или в течение 3 месяцев при 50°C. Предпочтительно презерватив имеет, по меньшей мере, два или три свойства из прочности при растяжении, давления разрыва, объема разрыва и свойств относительного удлинения при разрыве, упомянутых выше. Более предпочтительно все четыре свойства, как определено, присутствуют.
| Таблица 3 Пленочные свойства полностью запакованных смазанных презервативов непрерывного производства |
|||
| Синтетический полиизопрен | Минимальные свойства презервативов при разрушении | ||
| Свойства | Начальное | После 6 месяцев при 50°C | После 28 дней при 70°C |
| Прочность при растяжении, МПа | 30 | 27 | 23 |
| Удлинение при разрыве, % | 1,000 | 1,000 | 1,000 |
| Давление при разрыве, кПа | 1,7 | 1,5 | 1,3 |
| Объем при разрыве, дм3 | 55 | 45 | 55 |
Данные таблицы 3 демонстрируют стабильность презервативов, полученных по способу изобретения и хранившихся полностью запакованными при 30°С и 50°С соответственно. Превосходные свойства презервативов очевидны.
Соответственно, в одном варианте изобретение также обеспечивает синтетический полиизопреновый презерватив, включающий одно или больше физических свойств, выбранных из:
а) начальная прочность при растяжении 30 МПа или выше, или прочность при растяжении 23 МПа или выше после старения в течение 28 дней при 70°С, или прочность при растяжении 27 МПа или выше после старения в течение 6 месяцев при 50°С;
b) начальное давление при разрыве 1,7 кПа или выше, или давление при разрыве 1,3 кПа или выше после старения в течение 28 дней при 70°С, или давление при разрыве 1,5 кПа или выше после старения в течение 6 месяцев при 50°С;
с) начальный объем при разрыве 55 дм3 или выше, или объем при разрыве 55 дм3 или выше после старения в течение 28 дней при 70°С, или объем при разрыве 45 дм3 или выше после старения в течение 6 месяцев при 50°С;
d) начальное удлинение при разрыве 1000% или выше, или удлинение при разрыве 1000% или выше после старения в течение 28 дней при 70°С, или в течение 6 месяцев при 50°С.
Предпочтительно презерватив имеет, по меньшей мере, два или три свойства, выбранных из прочности при растяжении (a), давления при разрыве (b), объема при разрыве (c) и относительного удлинения при разрыве (d), упомянутых выше. Например, презерватив может иметь свойства (a) и (b), как определено выше, или презерватив может иметь свойства (a) и (c), или презерватив может иметь свойства (a) и (d), или презерватив может иметь свойства (b) и (c), или презерватив может иметь свойства (b) и (d) или свойства (c) и (d), как определено выше. Более предпочтительно презерватив может иметь три свойства, определенных выше, например, презерватив может иметь свойства (a), (b) и (c), как определено выше, или свойства (a), (b) и (d), как определено выше, или свойства (b), (c) и (d), как определено выше, или презерватив может иметь свойства (a), (c) и (d), упомянутые выше. Еще более предпочтительно все четыре из свойств (a), (b), (c) и (d), как определено выше, присутствуют.
Следующие Примеры иллюстрируют изобретение.
Пример 1
Типичный состав следующий:
| Функция ингредиента | pphr1 | Ингредиент | Доступен от |
| Интервал | |||
| Латекс полиизопренового каучука | 100 | Крэйтон IR-401 | Kraton Corp., Texas |
| Стабилизаторы | 0-0,5 | Дегидрол ТА202 | Henkel Performance Chemicals, UK |
| 0-0,3 | Олеат калия | Kao Corp. SA, Spain | |
| 0-0,1 | Анилан NC303 | Anikem Ltd., UK | |
| рН регулятор | 0-0,1 | 5% гидроксид калия | |
| Вулканизирующее средство | 0,6-1,0 | Сера | |
| Активатор вулканизации | 0,1-0,4 | Оксид цинка | |
| Ускоритель | 0,5-1,0 | Дибутилдитиокарбамат цинка | как Robac ZDBC от Robinsons Brothers Ltd., UK |
| Противостаритель | 0,5-1,5 | Структол LA2294 | Schill and Seilacher Group Germany |
| 0-20 | Вода | ||
| pphr1 - частей на сто частей каучука | |||
| 2конденсат цетилстеарат/этилен оксида | |||
| 3алкилбензолсульфонат натрия | |||
| 4водная дисперсия бутилированного побочного продукта реакции п-крезола и дициклопентадиена |
Пример 2
Определенный пример состава согласно Примеру 1 следующий:
| Функция ингредиента | pphr1 | Ингредиент |
| Латекс полиизопренового каучука | 100 | Крэйтон IR-401 |
| Стабилизаторы | 0,4 | Дегидрол ТА202 |
| 0,3 | Олеат калия | |
| 0,1 | Анилан NC303 | |
| рН регулятор | 0,1 | 5% гидроксид калия |
| Вулканизирующее средство | 0,8 | Сера |
| Активатор вулканизации | 0,2 | Оксид цинка |
| Ускоритель | 0,8 | Дибутилдитиокарбамат цинка |
| Противостаритель | 1,0 | Структол LA2294 |
| - | 7,4 | Вода |
| 1pphr - частей на сто частей каучука. | ||
| 2конденсат цетилстеарат/этилен оксида | ||
| 3алкилбензолсульфонат натрия | ||
| 4водная дисперсия бутилированного побочного продукта реакции п-крезола и дициклопентадиена |
Пример 3
Один предпочтительный производственный процесс следующий:
1. Синтетический полиизопреновый латекс охлаждают до 15°C+2°C и затем компаундируют ингредиентами Примера 1.
2. Компаундированный синтетический полиизопреновый латекс затем сохраняют при 15±2°C в течение 24-48 часов, пока необходимый уровень МРП не будет достигнут.
3. Синтетический полиизопреновый латекс затем переносят в резервный резервуар и выдерживают при 15°C±2°C.
4. Синтетический полиизопреновый латекс затем переносят в ванны для окунания и окунание изделия начинают как можно скорее, чтобы избежать дальнейшего созревания; латекс в ваннах выдерживают при температуре <15°C.
5. После первого покрытия окунанием окунутые шаблоны с их пленками пропускают через сушильный шкаф.
6. Их затем пропускают через установку охлаждения, чтобы охладить окунутые шаблоны назад до 15±2°C, чтобы не нагреть синтетический полиизопреновый латекс во второй ванне для окунания.
7. После второго покрытия окунанием пленки на окунутых шаблонах высушивают и вулканизируют при приблизительно 120-130°C в течение приблизительно 10 минут.
1. Способ получения компаундированного синтетического полиизопренового латекса, пригодного для получения латексной пленки, включающий (а) компаундирование синтетического полиизопренового латекса подходящими компаундирующими ингредиентами, (b) созревание латекса и необязательно (с) хранение латекса, отличающийся тем, что стадии (а), (b) и (с), если включены, выполняют при температуре меньше 20°С, чтобы минимизировать предвулканизацию латекса.
2. Способ получения синтетического полиизопренового презерватива, включающий окунание подходящим образом оформленного шаблона в компаундированный синтетический полиизопреновый латекс, полученный по п.1, и вулканизацию латекса, чтобы сформировать презерватив, отличающийся тем, что во время получения и необязательного хранения латекс выдерживают при температуре меньше 20°С, чтобы минимизировать предвулканизацию латекса.
3. Способ по п.2, в котором синтетический полиизопреновый латекс выдерживают при температуре меньше 20°С во время компаундирования латекса, созревания, хранения в резервных резервуарах, переноса на линию окунания и насколько возможно во время окунания, вплоть до точки вулканизации.
4. Способ по п.1, 2 или 3, в котором латекс выдерживают при или охлаждают до температуры приблизительно 17°С или меньше.
5. Способ по п.4, в котором латекс выдерживают при или охлаждают до температуры приблизительно 15°С или меньше.
6. Способ по п.4, в котором латекс выдерживают при или охлаждают до температуры приблизительно 15°С±2°С.
7. Способ по п.6, в котором во время всех стадий до вулканизации латекс выдерживают при приблизительно 15°С±2°С.
8. Способ по п.1 или 2, отличающийся том, что температура такова, что модуль релаксации предвулканизата - МРП латекса составляет приблизительно 0,1 МПа или меньше.
9. Способ по п.8, в котором температура такова, что модуль релаксации предвулканизата - МРП латекса составляет от приблизительно 0,08 до 0,1 МПа.
10. Способ по п.1 или 2, в котором латекс созревает в течение от приблизительно 24 до приблизительно 48 ч.
11. Способ по п.1 или 2, в котором время созревания составляет не больше, чем время, которое приводит к модулю релаксации предвулканизата - МРП латекса приблизительно 0,1 МПа или меньше.
12. Способ по п.10, в котором время созревания составляет не больше, чем время, которое приводит к модулю релаксации предвулканизата - МРП от приблизительно 0,08 до 0,1 МПа.
13. Способ по п.1 или 2, в котором окунание выполняют без коагуляции латекса.
14. Способ по п.1 или 2, в котором окунание выполняют, по меньшей мере, дважды.
15. Способ по п.13, в котором латекс охлаждают между окунаниями.
16. Способ по п.1 или 2, в котором используется единственный ускоритель.
17. Способ по п.16, в котором ускорителем является дитиокарбамат.
18. Способ по п.17, в котором ускорителем является дибутилдитиокарбамат цинка.
19. Синтетический полиизопреновый презерватив, полученный по п.2, включающий одно или больше физических свойств, выбранных из:
a) начальная прочность при растяжении 30 МПа или выше или прочность при растяжении 23 МПа или выше после старения в течение 28 дней при 70°С, или прочность при растяжении 27 МПа или выше после старения в течение 6 месяцев при 50°С;
b) начальное давление при разрыве 1,7 кПа или выше, или давление при разрыве 1,3 кПа или выше после старения в течение 28 дней при 70°С, или давление при разрыве 1,5 кПа или выше после старения в течение 6 месяцев при 50°С;
c) начальный объем при разрыве 55 дм3 или выше, или объем при разрыве 55 дм3 или выше после старения в течение 28 дней при 70°С, или объем при разрыве 45 дм3 или выше после старения в течение 6 месяцев при 50°С;
20. Презерватив по п.19, обладающий двумя или более из свойств (а), (b) и (с).
21. Презерватив по п.19 или 20, обладающий тремя или более из свойств, указанных в (а), (b) и (с).
22. Презерватив по п.19 или 20, обладающий свойствами (а), (b) и (с).
23. Презерватив по любому одному из пп.19 или 20, в котором презерватив дополнительно включает физическое свойство, такое, что презерватив имеет величину начального удлинения при разрыве 1000% или выше, или величину удлинения при разрыве 1000% или выше после старения в течение 28 дней при 70°С или в течение 6 месяцев при 50°С.
24. Латексное пленочное изделие, получаемое из компаундированного синтетического полиизопренового латекса, полученного способом по п.1 или по любому одному из пп.4-12.
25. Латексное пленочное изделие по п.24, являющееся презервативом.
26. Презерватив, получаемый способом по любому одному из пп.2-15.
27. Способ по п.1 или 2, в котором способ дополнительно включает превращение компаундированного синтетического полиизопренового латекса в латексное пленочное изделие.
28. Способ по п.27, в котором латексное пленочное изделие является презервативом.
