Полимерная оболочка с клеевой каркасной подкладкой и способ ее получения
Группа изобретений относится к области изготовления слоистых изделий, таких как перчатки. Изделие содержит вулканизованную, непроницаемую для жидкостей полимерную оболочку, подкладку и нелипкое термопластичное клеевое соединение, находящееся между оболочкой и подкладкой. Подкладка контактирует по существу со всей оболочкой, покрытой клеевым слоем, поддерживает и ограничивает растягивание оболочки, предотвращая тем самым адгезионное расслаивание между клеевым соединением и первой оболочкой или первой подкладкой. Обеспечивается целостность изделия из-за отсутствия ослабленных зон и улучшаются эксплуатационные характеристики за счет сочетания особых свойств подкладки, оболочки и клеевого соединения. 3 н. и 26 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящая заявка заявляет приоритет предварительной заявки на патент США № 60/614604, поданной 30 сентября 2004, и патентной заявки США № 11/210515, поданной 24 августа 2005 г.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к полимерной оболочке, поддерживаемой приклеенной клеем подкладкой, ограничивающей растяжение полимерной оболочки, и способу ее получения.
Предпосылки создания изобретения
Полимерные оболочки, включающие медицинские, хирургические и другие перчатки без подкладки, обычно изготавливают из латекса. Данные полимерные оболочки производят на линиях типа сборочных, маканием покрытых коагулянтом форм желательной конфигурации в водную латексную эмульсию, на которых происходит коагуляция латекса, с последующей вулканизацией гелевого слоя с получением полимерной оболочки. Водные латексные эмульсии могут содержать добавки, включающие модификаторы вязкости, воски, поверхностно-активные вещества, стабилизаторы, вулканизующие агенты и т.п. для получения вулканизованного латексного изделия, обладающего заданными конкретными свойствами, такими как толщина, предел прочности при разрыве, сопротивление раздиру и проницаемость, гибкость и т.п. В данной области известны водные латексы различных составов, и они включают натуральные латексы, синтетические полиизопреновые и другие синтетические латексы, включающие неопреновые, нитрильные композиции и т.п. Типичные примеры полимерных оболочек, полученных способом водного макания, описаны в патенте США № 3268847 на имя Hayes et al., который раскрывает процесс производства резиновых перчаток.
Полимерные оболочки с несущей подложкой известны в данной области техники и обычно используются в областях, которые требуют прочного латексного изделия, обычно используемого в промышленных условиях, таких как перчатки для защиты рук. Ряд патентов раскрывает покрытие подкладки латексной композицией. Например, патент США № 2083684 на имя Burke раскрывает перчатки с резиновым покрытием и способ их получения. Патенты США № 4514460, 4515851, 4555813 и 4589940 на имя Johnson раскрывают перчатки, обладающие сопротивлением скольжению, и способы их получения. Патент США № 5070540 на имя Bettcher et al. раскрывает защитную одежду. Сердечник из металлической проволоки и две обертки из скрученного волокна покрывают маканием в композицию на основе нитрильного каучука. Патент США № 5581812 на имя Krocheski раскрывает герметичные перчатки на текстильной основе. Внутренняя поверхность стойкого к разрезам текстильного слоя соединена с непроницаемым, нефтестойким полимерным материалом, таким как ПВХ, без клеевого слоя, поскольку непроницаемый полимерный материал нанесен на подкладку, помещенную на форму. Патент США № 5822791 на имя Baris раскрывает защитный материал и способ, в котором стойкий к разрезам защитный слой покрыт непроницаемым эластомерным материалом. Типичный способ получения данных перчаток с подложкой включает использование подкладки, которая надета на форму, необязательно обработанную коагулянтом, и макание в водную латексную эмульсию с образованием гелевого латексного слоя на подкладке, который затем вулканизуют. Проникновение водной латексной эмульсии в натянутую на форму подкладку приводит к «пробою» или «проникновению», что создает неприглядный внешний вид изделия с подкладкой и делает изделие более жестким и менее гибким. Предпринят ряд мер для минимизации «пробоев», включающих покрытие подкладки коагулянтом в качестве блокирующего агента и увеличение вязкости водной латексной эмульсии для предотвращения проникновения водной эмульсии в подкладку и т.д. Использованные водные латексные эмульсии могут включать несколько добавок, таких как стабилизаторы, вспенивающие агенты, вулканизующие агенты, воски и поверхностно-активные вещества. Латексная композиция может быть на основе натурального каучука, полиизопрена, неопрена или нитрильного каучука и т.п. Данные защитные полимерные изделия с подкладкой обеспечивают достаточную защиту рук носящего их. Раскрыто макание формы перчатки в латексную эмульсию и сушка с получением перчатки. Однако химическая стойкость полимерной оболочки обычно недостаточна вследствие плохого покрытия подкладки латексной эмульсией, и в латексном слое могут образоваться пустоты в местах переплетения волокон подкладки. Дополнительным и вероятно более серьезным последствием нанесения покрытия на трикотажную ткань является вероятность того, что образующаяся полимерная пленка неравномерна, что приводит к разнотолщинности, что может разделить химическую стойкость барьерной пленки на части, или которая может оказаться проницаемой для жидкостей. Это обусловлено потенциальной возможностью прохождения поверхностных волокон в или через покрытие, обеспечивая тем самым более легкий для прохождения или проникновения через полимерную пленку путь для жидкостей. Слои из вспененного латекса могут иметь внутрисвязанную пористость, которая также может привести к снижению химической стойкости полимерного латексного защитного изделия с подкладкой.
Патент США № 4283244 на имя Hashmi раскрывает способ изготовления изделий с трикотажной подкладкой. Данный способ изготовления эластомерного изделия с подкладкой включает стадии нанесения покрытия из клея в жидком состоянии на эластомерное изделие на форме, сушки клея на изделии с образованием чувствительного к надавливанию клеевого покрытия, обработки клеевого покрытия смазкой и после этого нанесение предварительно формованной подкладки на изделие и клеевое покрытие для клеевого соединения подкладки с эластомерным изделием. Эластомерным изделием является латексное изделие, полученное маканием обработанной коагулянтом формы в водную латексную эмульсию, сушкой и вулканизацией эластомерного изделия на форме. Клеем является смола 68096-01, поставленная фирмой Evans Adhesives of Columbus, Ohio, суспендированная в воде. Эластомерное изделие на форме окунают в клей, сушат с получением чувствительного к надавливанию клеевого покрытия, смазывают и надевают подкладку. Эластомерное изделие с подкладкой снимают с формы и выворачивают. К сожалению, выделение пота в сочетании с температурой тела приводят к экстрагированию или растворению клея и возникновению неприятного для кожи ощущения. Клей также является мягким, имеет низкие прочностные свойства и остается липким даже после сушки.
Патент США № 4918754 на имя Leatherman et al. раскрывает перчатки с подкладкой из флока и соединенный с ними пластиковый трубчатый элемент. Заготовку резиноподобного рукава с подкладкой из флока, имеющую манжету, отогнутую и показывающую подкладку из флока, устанавливают на вращающийся держатель и распыляют на отогнутый манжет с подкладкой из флока термоплавкий клей. Перчатку выдвигают на полиэтиленовый рукав и клей плавят высокочастотным нагревом для связывания полиэтиленового рукава с манжетой. Клей соединяет полиэтиленовый рукав с частями манжеты перчатки и не соединяет всю полимерную оболочку с подкладкой.
Патенты США № 5599895, 5618904 и 5932680 раскрывают отверждаемый влагой полиуретановый термоплавкий клей. Термоплавкий клей содержит, по меньшей мере, один полиуретановый форполимер, по меньшей мере, один полиизоцианат, толуолдиизоциант и/или МДИ, по меньшей мере, один полиалкиленгликоль, по меньшей мере, один гликоль на основе сложного полиэфира и необязательные добавки, такие как стабилизатор, особенно толуолсульфонилизоцианат.
Патенты США № 6543059 и 6596345 на имя Szczesuil et al. раскрывает защитные перчатки и способ их получения. Данные защитные перчатки для рук человека включают внутреннюю перчатку из нетканого, прошитого материала на основе сложного полиэфира и распыленного из расплава полиуретанового покрытия. Нетканый прошитый материал не имеет механической целостности в отличие от тканого или трикотажного материала, а распыленный из расплава полиуретановый клей держит конфигурацию, образуя форму перчатки. Распыленную из расплава перчатку нагревают до температуры 300-325°F, позволяя вновь расплавившемуся полиуретану проникнуть внутрь перчатки на глубину, меньшую, чем нужно для проникновения до внутренней поверхности внутренней перчатки. Полиуретановое покрытие на наружной поверхности внутренней перчатки вулканизуют приблизительно 24 часа путем реакции с влагой окружающей среды. Внутреннюю перчатку дополнительно покрывают прорезиненным материалом с получением внутренней перчатки, соединенной вместе с резиной, которую затем разрезают на части и прошивают с получением перчатки с внутренними прошитыми швами. Такие перчатки не являются непроницаемыми для жидкостей, поскольку данные прошитые швы не соединены и протекают, а поэтому не являются химически стойкими. Сказано, что защитные перчатки защищают от прокола.
Патент США № 6539552 на имя Yoshida раскрывает гибкую водонепроницаемую перчатку. Данная водонепроницаемая перчатка образуется из гибкого внутреннего тела перчатки из основной ткани, которая затем термически соединяется пленкой из низкоплавкой, термопластичной смолы, и гибкого наружного тела перчатки из той же ткани. Термическое связывание внутренней перчатки с наружной перчаткой осуществляют нагреванием перчатки до плавления низкоплавкой пленки из термопластичной смолы, которая имеет более низкую точку плавления, чем точка плавления основной ткани. Расплавленная пленка из термопластичной смолы приводит к образованию водонепроницаемой перчатки. В одном варианте осуществления часть большого пальца перчатки производится отдельно и соединяется с остальной частью перчатки, обеспечивая улучшенное сгибание большого пальца. Расплавленный и отвержденный полимер, термически соединенный с внутренней и наружной частями перчатки, обеспечивает водонепроницаемую перчатку. Общая жесткость и сопротивление движению перчатки обусловлены отдельным присоединением большого пальца к перчатке. В данной перчатке нет ни латексной, ни полимерной оболочки. Таким образом, данная перчатка не обладает свойствами растяжения, напоминающими те, что обычно присущи перчаткам на латексной основе.
Поэтому в данной области существует острая потребность в латексном изделии в виде химически стойкой каркасной полимерной оболочки, которое эффективно справляется с влагой, такой как пот, и воздействиями температуры тела. Подкладка обеспечивает сопротивление растяжению, комфортность, поглощение влаги (например, пота) и при желании сопротивление разрезам, тогда как полимерная оболочка обеспечивает химическую стойкость. Существует также потребность в данной области в способе производства латексного изделия в виде каркасной полимерной оболочки. Необходим более эффективный способ крепления подкладки к полимерной оболочке. Кроме того, необходим способ, который существенно снижает, а предпочтительно исключает, пробои, т.е. проникновение латексной композиции в подкладку. Кроме того, необходим способ, который обеспечит физическую целостность полимерной оболочки, т.е. никаких тонких или ослабленных зон или полостей, и образовывал, таким образом, барьер для проникновения жидкостей. Задачей настоящего изобретения является разработка данного способа. Другой задачей настоящего изобретения является разработка изделия, включающего полимерную оболочку, клей и подкладку и обладающего физической целостностью, что сочетает преимущества уникальных свойств подкладки и химически стойкой, непроницаемой для жидкостей полимерной оболочки. Данные и другие задачи и преимущества, а также дополнительные признаки новизны будут понятны из подробного описания, представленного ниже.
Краткое изложение существа изобретения
Настоящее изобретение относится к изделию, содержащему, по меньшей мере, одну вулканизованную, непроницаемую для жидкостей полимерную оболочку, по существу не имеющую дефектов; по меньшей мере, одну подкладку и нелипкий термопластический клеевой слой, размещенный, по меньшей мере, между одной оболочкой и, по меньшей мере, одной подкладкой. Клеевой слой нанесен либо на подкладку, либо на полимерную оболочку, расплавленный или отвержденный, для создания нелипкой связи, по меньшей мере, между одной оболочкой и, по меньшей мере, одной подкладкой. Подкладка поддерживает и ограничивает растягивающую способность оболочки, таким образом предупреждая адгезионное расслаивание либо от оболочки, либо от подкладки.
Настоящее изобретение также относится к способу получения изделия, содержащего полимерную оболочку с подкладкой. Способ обеспечивает нанесение клеевого слоя по существу по всей поверхности полимерной оболочки. Способ включает получение вулканизованной, непроницаемой для жидкостей полимерной оболочки маканием покрытой коагулянтом формы в водную латексную эмульсию, коагуляцией латексного слоя на форме и нагреванием гелеобразного латексного слоя на форме с поперечным сшиванием и вулканизацией латексного слоя. Способ дополнительно включает получение подкладки, трикотажной и тканой, с использованием волокон, выбранных из группы, включающей хлопок, вискозу, сложный полиэфир, полипропилен, Кевлар™, Spectra™, стальную проволоку или их сочетание, нанесение полимерной оболочки на каркасный держатель, нанесение на наружную поверхность полимерной оболочки из нелипкого термопластичного клеевого слоя, надевание подкладки на оболочку так, что клеевой слой располагается между полимерной оболочкой и подкладкой; надувание полимерной оболочки сжатым воздухом для создания полного контакта между полимерной оболочкой, клеевым слоем и подкладкой, воздействие на полимерную оболочку с клеевым слоем и надетой подкладкой инфракрасного излучения, в результате чего клеевой слой плавится и создает связь между полимерной оболочкой и подкладкой, и охлаждение полимерной оболочки с клеевым слоем и подкладкой с образованием каркасного изделия в виде полимерной оболочки.
Разработан также другой способ производства. Способ включает получение вулканизованной, непроницаемой для жидкостей полимерной оболочки так, как описано выше, получение трикотажной или тканой подкладки, как описано выше, натягивание подкладки на форму, покрытие наружной поверхности подкладки нелипким термопластичным клеевым слоем, снятие покрытой клеевым слоем подкладки с формы, надевание полимерной оболочки на контурный держатель, надевание на полимерную оболочку покрытой клеевым слоем подкладки таким образом, что клеевой слой располагается между оболочкой и подкладкой, и надув полимерной оболочки, обработку оболочки инфракрасным излучением и охлаждение оболочки, как описано выше.
Также разработан еще один способ изготовления. Способ включает изготовление непроницаемой для жидкостей полимерной оболочки, полученной, как описано выше, покрытие волокон нелипким термопластичным клеем, получение подкладки, трикотажной или тканой, в которой использованы волокна, покрытые клеем, помещение полимерной оболочки на контурный держатель, надевание подкладки на полимерную оболочку и надув полимерной оболочки, обработку оболочки инфракрасным излучением и охлаждение оболочки, как описано выше.
Также разработан еще один способ изготовления. Способ включает изготовление первой и второй непроницаемых для жидкостей полимерных оболочек, полученных, как описано выше, снятие первой и второй полимерных оболочек с форм, размещение первой полимерной оболочки на контурном держателе, покрытие наружной поверхности первой полимерной оболочки первым нелипким, термопластичным клеевым слоем, изготовление стойкой к разрезам подкладки, трикотажной или тканой, с использованием таких волокон, как Кевлар™, Spectra™ или стальная проволока, как описано выше, надевание стойкой к разрезам подкладки на первую полимерную оболочку так, чтобы клеевой слой находился между полимерной оболочкой и подкладкой, покрытие наружной поверхности стойкой к разрезам подкладки вторым нелипким, термопластичным клеевым слоем, надевание первой оболочки с подкладкой с клеевым слоем на вторую оболочку, надув оболочки, обработку оболочки инфракрасным излучением и охлаждение оболочки, как описано выше.
Разработан еще один способ изготовления. Способ включает получение первой и второй непроницаемых для жидкостей полимерных оболочек, полученных, как описано выше, снятие первой и второй полимерных оболочек с форм, изготовление стойкой к разрезам подкладки, трикотажной или тканой, с использованием волокон, как описано выше, нанесение термопластичного клея на внутреннюю и наружную поверхности подкладки из расплава или распылением сухого порошка, надевание первой оболочки на контурный держатель, надевание на первую полимерную оболочку подкладки с клеевым покрытием, надевание на первую полимерную оболочку с подкладкой с клеевым покрытием второй полимерной оболочки и надув полимерных оболочек, обработку оболочек инфракрасным излучением и охлаждение полимерных оболочек, как описано выше.
Краткое описание чертежей
На фиг.1А показан частичный поперечный разрез латексного изделия в виде полимерной оболочки с несущей подкладкой, которая соединена с внутренней стороны полимерной оболочки клеевым слоем согласно настоящему изобретению
На фиг. 1В показан частичный поперечный разрез латексного изделия в виде полимерной оболочки с несущей подкладкой, стойкой к разрезам, которая соединена по наружной стороне полимерной оболочки с клеевым слоем, согласно настоящему изобретению.
На фиг. 1С показан частичный поперечный разрез латексного изделия в виде полимерной оболочки с несущей подкладкой, стойкой к разрезам, соединенной по наружной стороне полимерной оболочки клеевым слоем, и влагостойкая подкладка соединена по внутренней стороне полимерной оболочки клеевым слоем согласно настоящему изобретению.
На фиг. 1D показан частичный поперечный разрез латексного изделия в виде полимерной оболочки с двумя полимерными оболочками, поддерживаемыми стойкой к разрезам подкладкой, соединенными между собой клеевыми слоями, согласно настоящему изобретению.
На фиг.2А показан фронтальный вид в масштабе контурного сердечника для соединения полимерной оболочки и средств для надува полимерной оболочки согласно настоящему изобретению.
На фиг. 2В показан узел контурного держателя фиг. 2А, включающий полимерную оболочку и подкладку с клеевым слоем между ними, изображенным пунктирной линией.
На фиг.2С показан боковой вид узла фиг. 2В.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится к изделию, включающему, по меньшей мере, одну вулканизованную, непроницаемую для жидкостей полимерную оболочку, по существу не имеющую дефектов, по меньшей мере, одну подкладку и нелипкий термопластичный клеевой слой, находящийся, по меньшей мере, между одной полимерной оболочкой и, по меньшей мере, одной подкладкой. Клеевой слой плавится и отверждается с образованием нелипкого соединения, по меньшей мере, между одной полимерной оболочкой и, по меньшей мере, одной подкладкой. Подкладка поддерживает оболочку и ограничивает растягивающую способность полимерной оболочки до таковой для подкладки, ограничивая, тем самым, напряжение на межфазной поверхности полимерная оболочка-клеевой слой и на межфазной поверхности клеевой слой-подкладка и предупреждая адгезионное расслоение на межфазных поверхностях. Клеевой слой стоек к вымыванию или экстракции влагой или потом при температуре тела.
От полимерной оболочки требуется непроницаемость к жидкостям, так что образующееся изделие является химически стойким. Полимерная оболочка может включать натуральный и/или синтетический латекс, такой как нитрильный латекс, латекс на основе бутадиен-стирольного каучука (БСК) и другие стандартные виды латексов. Полимерная оболочка обычно растягивается примерно на 50-500%, тогда как текстильная подкладка растягивается, в зависимости от геометрии волокна, примерно на 0,5-5%, а трикотажная подкладка растягивается примерно на 5-20%.
Полимерная оболочка может быть получена любым подходящим способом, включая испарение тонкого слоя полимера, растворенного в растворителе, или коагуляцию водной латексной эмульсии на покрытой коагулянтом форме. Коагуляция на покрытой коагулянтом форме является предпочтительной. В предпочтительном способе водную латексную композицию на основе натурального латекса или композицию на основе синтетического латекса, содержащую полиизопрен, нитрильный каучук, неопрен и т.п., коагулируют, а затем вулканизуют на покрытой коагулянтом форме с получением непроницаемой для жидкостей полимерной оболочки. Наиболее широко используемым способом производства полимерной оболочки является макание покрытой коагулянтом формы, имеющей конфигурацию желательного изделия, в водную латексную эмульсию для коагулирования латексного слоя на поверхности формы и нагревание гелеобразного латекса при температуре, при которой происходит образование поперечных связей и вулканизация латексного слоя. Поскольку гелевый латексный слой образуется на гладкой поверхности формы без подкладки между ними, то образуется по существу бездефектная, непроницаемая для жидкостей полимерная оболочка.
Подкладка может включать тканый текстильный материал или трикотажный текстильный материал. Подкладка может включать хлопок, вискозу, полиэфир, полипропилен, Кевлар™ (фирмы Du Pont, Wilmington DE), Spectra™ (фирмы Honeywell, Moristown, NJ), стальную проволоку или любую комбинацию двух или нескольких вышеназванных материалов. Подкладка, содержащая хлопок и/или вискозу, например, может быть помещена на поверхность изделия, контактирующую с кожей, обеспечивая тем самым ощущение комфортности и поглощая влагу. Подкладка, содержащая стальную проволоку, Кевлар™ и/или Spectra™, может быть помещена на наружной поверхности изделия или между двумя слоями полимерных оболочек изделия, обеспечивая тем самым сопротивление разрезам. Такие подкладки могут быть использованы в комбинации.
Существует несколько ключевых свойств, требуемых от клеевого слоя, для создания удовлетворительной связи между полимерной оболочкой и подкладкой. Во-первых, клеевая композиция должна быть нелипкой, чтобы подкладку или оболочку можно было надеть друг на друга. Во-вторых, клеевая композиция должна быть из термопластичного полимера, который легко плавится при достаточно низкой температуре, так что он может выдерживать повторное плавление в процессе связывания без повреждения оболочки или подкладки. С другой стороны, термопластичный полимер должен плавиться при температуре, которая значительно высока для того, чтобы на него не влияла температура тела или температурный режим при эксплуатации. Кроме того, клеевой слой предпочтительно обладает сопротивлением к воздействию влаги и пота, чтобы клеевой слой не экстрагировался и кожа не воспалялась. Может быть использован любой полимер, который является нелипким при комнатной температуре, но может плавиться при температуре, которая не разрушает оболочку или подкладку. Клеевой слой может включать полимер, выбранный из группы, содержащей низкомолекулярный полиэтилен, сложный полиэфир, этилвинилацетат, этилен 2-этилгексилакрилатный полимер и полиуретан, и имеет точку плавления менее чем примерно 140°С. Полиуретан является предпочтительным. Клей может содержать термореактивный компонент, который позволяет клею отверждаться вследствие реакции с ним. Примером подходящего клея является полиуретан с изоцианатом, такой как марки 35-503, который доступен от фирмы Sovereign Specialty Chemicals (Chicago, Illinois) или 3М Jet-weld™ (St. Paul, Minnesota), который вызывает отверждение клея под воздействием влаги. Прочность связи увеличивается в зависимости от времени воздействия влаги, пока не израсходуется весь сшивающий агент. Клей предпочтительно наносят в количестве, лежащем в интервале примерно 0,001-0,01 г/см2.
Полимерная оболочка, подкладка и клеевой слой имеют различные показатели растяжения. Когда к материалу прикладывают постоянную нагрузку, уровень приложенного напряжения составляет величину приложенной нагрузки, разделенную на площадь поперечного сечения. Материал имеет деформацию, которая составляет величину приложенного напряжения, разделенную на модуль эластичности материала, обеспечивая растягивающую способность материала для состояния простого напряжения при чистом растяжении. Когда полимерную оболочку, клеевой слой и подкладку соединяют вместе и прилагают нагрузку, то деформация всех этих трех элементов одинаковая, если только они не разделились по их межфазным поверхностям. Поскольку нагрузку в основном несет наименее растяжимый элемент, то наиболее растяжимый элемент оказывается защищенным от растяжения. В контексте настоящего изобретения полимерная оболочка является наиболее растяжимой и поддерживается подкладкой, которая является наименее растяжимым элементом. Клеевой слой служит для переноса нагрузки с полимерной оболочки на подкладку. Существуют два способа, с помощью которых обеспечивают поддержку полимерной оболочки подкладкой. В первом способе растягивающая способность клеевого слоя меньше, чем растягивающая способность полимерной оболочки, но больше, чем у несущей подкладки. В данном случае полимерная оболочки и несущая подкладка прочно соединены с клеевым слоем, и общее растяжение полимерной оболочки с подкладкой приближается к растягивающей способности несущей подкладки. Во втором способе клеевой слой имеет растягивающую способность, близкую растягивающей способности полимерной оболочки, и проникновение клея в места переплетения трикотажного или тканого материала основано на переносе нагрузки с полимерной оболочки на несущую подкладку.
Типичные полимерные оболочки растягиваются примерно на 50-500%, тогда как подкладка растягивается примерно на 0,5-20%, в зависимости от того, как расположено волокно. Например, если подкладка является тканой, растягивающая способность ограничена размером использованного волокна и расстоянием между волокнами. Когда тканая подкладка растягивается, то она может растянуться только до тех пор, пока волокна находятся в контакте друг с другом. Тканая подкладка с плотной упаковкой нитей имеет очень ограниченную растягивающую способность, которая может составлять величину в интервале примерно 0,5-5%. Трикотажная подкладка, с другой стороны, является более растяжимой и может растягиваться примерно на 5-20%. Клеевой слой обычно имеет физико-механические свойства, отличные от таковых для оболочки или подкладки. Если клеевой слой имеет низкую растягивающую способность и нанесен только на полимерную оболочку, растяжение полимерной оболочки приведет к расслоению на межфазной поверхности полимерная оболочка-клеевой слой. Это обусловлено более высоким модулем эластичности и пониженной растягивающей способностью клеевого слоя, который может растянуться примерно на 10-100%, по сравнению с полимерной оболочкой, которая обычно растягивается примерно на 50-500%. Единственный путь предотвратить расслаивание или физическое отделение полимерной оболочки от клеевого слоя - это предотвратить растяжение полимерной оболочки. Это успешно достигается за счет связывания стороны клеевого слоя, которая противоположна стороне клеевого слоя, связанного с полимерной оболочкой, с подкладкой, обладающей достаточной механической целостностью. Образующийся композит не растягивается сильно, т.е. растягивается больше как подкладка, чем как оболочка. Когда клеевой слой растягивается примерно на 100-600%, как, например, когда клей представляет собой отверждаемый влагой полиуретан, расслаивания на межфазной поверхности полимерная оболочка-клеевой слой не происходит. В данном случае успешный перенос нагрузки на подкладку достигается обеспечением проникновения клея в пространства между нитями трикотажной/тканой подкладки, приводящего в результате к возникновению древообразного связывания. В зависимости от состава и использованного способа нанесения клеевого слоя на субстрат, т.е. на оболочку или подкладку, клеевой слой растягивается примерно на 10-600%. Предпочтительно, способ, использованный для нанесения клеевого слоя на субстрат, обеспечивает перенос нагрузки с оболочки на подкладку клеевым слоем. Когда клеевой слой растягивается примерно на 100-600%, клей должен проникнуть между трикотажными/ткаными нитями подкладки для обеспечения древообразного связывания. Когда клеевой слой растягивается примерно на 10-100%, отпадает необходимость проникновения клеевого слоя в подкладку.
Доступен ряд термопластичных клеевых систем, которые растягиваются примерно на 10-100%. Они включают низкомолекулярный полиэтилен (Тпл.=110°С), сложный полиэфир (Тпл.=120°С), этиленвинилацетат (Тпл.=121°С), этилен 2-этилгексилакрилатный полимер, EEHA (Тпл.=125°С) и термопластичный полиуретан, такой как RTP-2300 A (Тпл.=111°C) от RTP Co.,Winona, MN. Данные полимеры можно распылять в виде расплавленной жидкости, и они отверждаются в виде нелипкого слоя, пригодного для использования в контексте настоящего изобретения.
В альтернативном варианте клеевой слой может содержать отверждаемый влагой сшивающийся полиуретан, который можно распылять в виде жидкости и который растягивается примерно на 500-600% и не отделяется от полимерной оболочки. Например, Jet-weld™ от фирмы 3М можно распылить при 121°С в виде струи и отвердить за счет образования поперечных связей по реакции с влагой. Другим примером является полиуретан с изоцианатом, такой как марки 35-503, который доступен от фирмы Sovereign Specialty Chemicals. Когда полимерная оболочка приклеивается к подкладке отверждаемым влагой термопластичным полиуретановым клеем, подкладка распадается на куски без разделения на межфазной поверхности оболочка-клеевой слой или на межфазной поверхности клей-подкладка, указывая на полный перенос нагрузки на подкладку до такой степени, что происходит полное разрушение подкладки. Таким образом, предпочтительным является отверждаемый влагой термопластичный полиуретановый клей.
Поскольку полимерная оболочка изготовлена обычным стандартным методом макания, коагуляции и вулканизации, то она может быть получена на том же месте непрерывной линии процесса получения или извлечена со стадии хранения непосредственно перед операцией связывания подкладка/клей. Действительно, физическое расположение завода по производству полимерных оболочек может быть отделено от производственной установки по адгезионному связыванию подкладки. Вследствие пространственного и временного разделения процесс производства полимерных оболочек с подкладкой может быть реализован «в данный момент» согласно полученным заказам, что обеспечивает улучшенную структуру затрат.
Полимерная оболочка может быть покрыта нелипким клеевым слоем и соединена с подкладкой. В данном случае полимерная оболочка помещается на форму, покрывается нелипким термопластичным клеевым слоем и охлаждается до температуры окружающей среды. Затем на покрытую клеевым слоем полимерную оболочку надевается подкладка и нагревается до плавления клеевого слоя. Когда полимерную оболочку снимают с формы и выворачивают, то подкладка оказывается на внутренней стороне полимерной оболочки. В предпочтительном варианте осуществления полимерная оболочка может удерживаться контурной оболочкой, покрытой нелипким клеевым слоем с надетой подкладкой. Полимерную оболочку, удерживаемую контурной формой, надувают, обеспечивая прочный контакт между полимерной оболочкой и подкладкой, и подвергают воздействию инфракрасного излучения для плавления клеевого слоя. Полимерное изделие выворачивают так, что подкладка оказывается внутри полимерной оболочки. Подкладка вновь ограничивает растягивающую способность полимерной оболочки.
Соответственно, в свете вышеизложенного, способ может включать следующие стадии:
а) получение вулканизованной, непроницаемой для жидкостей полимерной оболочки маканием покрытой коагулянтом формы в водную латексную эмульсию, коагуляцией латексного слоя на форме и нагреванием гелевого латексного слоя на форме для сшивания и вулканизации латексного слоя;
b) получение подкладки трикотажной или тканой с использованием нитей, выбранных из группы, включающей хлопок, вискозу, сложный полиэфир, полипропилен, Кевлар™, Spectra™, стальную проволоку или их комбинации;
с) размещение оболочки на контурном держателе;
d) покрытие наружной поверхности оболочки на контурном держателе нелипким термопластичным клеевым слоем;
е) надевание на оболочку подкладки таким образом, чтобы клеевой слой располагался между оболочкой и подкладкой;
f) надув оболочки, находящейся на контурном держателе, сжатым воздухом для создания прочного контакта между полимерной оболочкой, клеевым слоем и подкладкой;
g) воздействие на оболочку с клеевым слоем и надетой подкладкой инфракрасного излучения, под действием которого клеевой слой плавится и возникает связь между оболочкой и подкладкой; и
h) охлаждение оболочки с клеевым слоем и подкладкой с получением каркасной полимерной оболочки. Подкладка может включать хлопок, вискозу или их комбинацию, так что когда оболочку вывертывают, то получают влагопоглощающее изделие. В альтернативном варианте подкладка может включать Кевлар™, Spectra™, стальную проволоку или их комбинацию, так что оболочка образует изделие, обладающее стойкостью к разрезам. Клеевой слой может быть нанесен на наружную поверхность оболочки на контурном держателе распылением горячего расплава или распылением сухого порошка.
В альтернативном варианте подкладка может быть покрыта нелипким клеевым слоем и соединена с полимерной оболочкой. В данном случае полимерную оболочку располагают на форме, а подкладку покрывают нелипким термопластичным клеевым слоем. Покрытую клеевым слоем подкладку надевают на полимерную оболочку и нагревают до плавления клеевого слоя. Затем подкладка соединяется с наружной поверхностью полимерной оболочки. В предпочтительном варианте осуществления полимерная оболочка поддерживается контурной оболочкой, и на нее надевают покрытую клеевым слоем подкладку так, чтобы клеевой слой оказался между полимерной оболочкой и подкладкой. После этого заготовку нагревают до плавления клеевого слоя, в результате чего образуется связь между полимерной оболочкой и подкладкой.
Соответственно, в свете изложенного выше, способ может включать следующие стадии:
а) получение вулканизованной, непроницаемой для жидкостей полимерной оболочки маканием покрытой коагулянтом формы в водную латексную эмульсию, коагуляцией латексного слоя на форме и нагреванием гелевого латексного слоя на форме для сшивания и вулканизации латексного слоя;
b) получение подкладки трикотажной или тканой с использованием нитей, выбранных из группы, включающей хлопок, вискозу, сложный полиэфир, полипропилен, Кевлар™, Spectra™, стальную проволоку или их комбинацию;
с) размещение подкладки на форме;
d) покрытие наружной поверхности подкладки на форме нелипким термопластичным клеевым слоем;
е) снятие подкладки с нанесенным на нее клеевым слоем с формы;
f) размещение оболочки на контурном держателе;
g) надевание на оболочку покрытой клеевым слоем подкладки таким образом, чтобы клеевой слой оказался между оболочкой и подкладкой;
h) надув оболочки, находящейся на контурном держателе, сжатым воздухом для создания прочного контакта между полимерной оболочкой, клеевым слоем и подкладкой;
i) воздействие на оболочку с клеевым слоем и подкладкой инфракрасного излучения, под действием которого клеевой слой плавится и возникает связь между оболочкой и подкладкой; и
j) охлаждение оболочки с клеевым слоем и подкладкой с получением каркасного изделия на основе полимерной оболочки.
Подкладка может включать хлопок, вискозу, сложный полиэфир, полипропилен или их комбинацию, так что когда каркасную полимерную оболочку вывертывают, то получают влагопоглощающее изделие. В альтернативном варианте подкладка может включать Кевлар™, Spectra™, стальную проволоку или их комбинацию, так что каркасная полимерная оболочка образует изделие, обладающее стойкостью к разрезам. Клеевой слой может быть нанесен на наружную поверхность подкладки на форме распылением горячего расплава или распылением сухого порошка.
В альтернативном варианте волокна, использованные для получения трикотажной или тканой подкладки, могут быть покрыты нелипким термопластичным клеем перед прядением или вязкой. В данном варианте осуществления способ может включать следующие стадии:
а) получение вулканизованной, непроницаемой для жидкостей полимерной оболочки маканием покрытой коагулянтом формы в водную латексную эмульсию, коагуляцией латексного слоя на форме и нагреванием гелевого латексного слоя на форме для сшивания и вулканизации латексного слоя;
b) покрытие волокон, выбранных их хлопка, вискозы, сложного полиэфира, полипропилена, Кевлара™, Spectra™, стальной проволоки или их комбинации, нелипким термопластичным клеем;
с) получение подкладки трикотажной или тканой с использованием волокон, покрытых клеем;
d) размещение оболочки на контурном держателе;
е) надевание подкладки на оболочку;
f) надув оболочки, находящейся на контурном держателе, сжатым воздухом для создания прочного контакта между подкладкой, термопластичным клеем и полимерной оболочкой;
g) воздействие на оболочку, подкладку и термопластичный клей инфракрасного излучения, под действием которого клей плавится и возникает связь между оболочкой и подкладкой; и
h) охлаждение оболочки с клеем и подкладкой с получением каркасного изделия в виде полимерной оболочки. Подкладка может включать хлопок, вискозу или их комбинацию, так что когда оболочку вывертывают, то получают влагопоглощающее изделие. В альтернативном варианте подкладка может включать Кевлар™, Spectra™, стальную проволоку или их комбинацию, так что оболочка образует изделие, обладающее стойкостью к разрезам.
Еще в одном варианте осуществления способ может включать следующие стадии:
а) получение первой и второй вулканизованных, непроницаемых для жидкостей полимерных оболочек по отдельности маканием двух покрытых коагулянтом форм в водную латексную эмульсию, коагуляцией латексного слоя на каждой из двух форм, нагреванием гелевых латексных слоев на формах для сшивания и вулканизации латексных слоев и снятием вулканизованных первой и второй полимерных оболочек с форм;
b) надевание первой полимерной оболочки на контурный держатель;
с) покрытие наружной поверхности первой полимерной оболочки на контурном держателе первым нелипким термопластичным клеевым слоем;
d) получение стойкой к разрезам подкладки, трикотажной или тканой, с использованием волокон, выбранных из Кевлара™, Spectra™, стальной проволоки или их комбинации;
е) надевание на первую полимерную оболочку покрытой клеевым слоем, стойкой к разрезам подкладки таким образом, что клеевой слой располагается между первой оболочкой и подкладкой;
f) покрытие наружной поверхности стойкой к разрезам подкладки вторым нелипким термопластичным клеевым слоем;
g) надевание на первую оболочку с покрытой клеевым слоем подкладкой второй оболочки;
h) надув первой оболочки, находящейся на контурном держателе, сжатым воздухом для создания прочного контакта между первой оболочкой, первым клеевым слоем, стойкой к разрезам подкладкой, вторым клеевым слоем и второй оболочкой;
i) воздействие на первую оболочку, первый клеевой слой, стойкую к разрезам подкладку, второй клеевой слой и вторую оболочку инфракрасного излучения, под действием которого клеевой слой плавится и возникает связь между первой оболочкой, стойкой к разрезам подкладкой и второй оболочкой;
j) охлаждение оболочек, соединенных клеевыми слоями, с получением стойкого к разрезам каркасного изделия на основе полимерной оболочки; и
k) необязательно, покрытие наружной поверхности стойкой к разрезам подкладки гибким полимерным слоем.
Еще в одном варианте осуществления способ может включать следующие стадии:
а) получение первой и второй вулканизованных, непроницаемых для жидкостей полимерных оболочек по отдельности маканием двух покрытых коагулянтом форм в водную латексную эмульсию, коагуляцией латексного слоя на каждой из двух форм, нагреванием гелевых латексных слоев на формах для сшивания и вулканизации латексных слоев и снятие вулканизованных первой и второй полимерных оболочек с форм;
b) получение стойкой к разрезам подкладки, трикотажной или тканой, с использованием волокон, выбранных из Кевлара™, Spectra™, стальной проволоки или их комбинации;
c) нанесение термопластичного клея, который является твердым и нелипким при температуре окружающей среды и который включает полиуретановый термопластичный клей, на внутреннюю и наружную поверхности стойкой к разрезам подкладки распылением из горячего расплава или распылением сухого порошка;
d) надевание первой оболочки на контурный держатель;
е) надевание на первую оболочку покрытой клеевым слоем подкладки;
f) надевание на первую оболочку с покрытой клеем подкладкой второй оболочки;
g) надув первой оболочки, находящейся на контурном держателе, сжатым воздухом для создания прочного контакта между первой оболочкой, покрытой клеем подкладкой и второй оболочкой;
h) воздействие на первую оболочку, покрытую клеем подкладку и вторую оболочку инфракрасного излучения, под действием которого клей плавится и возникает связь между первой оболочкой, стойкой к разрезам подкладкой и второй оболочкой;
i) охлаждение оболочек, соединенных клеевыми слоями, с получением стойкого к разрезам каркасного изделия на основе полимерной оболочки; и
j) необязательно, покрытие наружной поверхности стойкой к разрезам подкладки гибким полимерным слоем.
В контексте вышеописанных способов распыление из горячего расплава может включать стадии плавления клея, доставки клея к форсунке, которая распыляет горячий термоплавкий клей либо на полимерную оболочку, либо на подкладку. Схема распыления может быть выбрана так, чтобы обеспечить оптимальное покрытие оболочки или подкладки. Обычно использованный клей составляет малую долю, например, примерно 0,001-0,01 г/см2 или приблизительно 0,5-5 г на пару перчаток, которая обеспечивает создание тонкого клеевого слоя, подходящего для крепления. Такое небольшое количество наносимого горячего термического клея остается практически на том же месте, на которое его наносят в процессе плавления и крепления, а не охватывает сложные трехмерные поверхности полимерной оболочки. Поэтому важно, чтобы это количество использованного клея было ограничено, чтобы предупредить образование негибких областей в каркасном изделии на основе полимерной оболочки. Затем клеевой слой охлаждают до температуры окружающей среды, в течение этого времени клеевой слой становится по существу нелипким. Это свойство нелипкости является важным при надевании на покрытые клеем детали (например, оболочки или подкладки) деталей без клеевого покрытия (например, подкладки или оболочки). Липкий клей будет препятствовать правильному надеванию покрытой клеем детали.
Распыление сухого порошка в контексте вышеописанных способов может включать нанесение клея в виде сухого порошка при температуре окружающей среды, в течение которого клей является по существу нелипким. На покрытую клеем деталь затем можно легко надеть деталь без клеевого покрытия.
Когда изделием является перчатка, традиционным способом крепления покрытой клеем полимерной оболочки в форме перчатки является нанесение перчатки на контурную форму, которая имеет металлические стержни небольшого диаметра, которые действуют как держатели для пальцев перчатки. Растягиваемая область запястья перчатки вставляется в коническую часть прямо под стержневыми держателями пальцев и зажимается таким образом, чтобы сделать перчатку воздухонепроницаемой. Подкладка скользит по покрытой нелипким клеем полимерной оболочке. Внутрь перчатки подается сжатый воздух, и полимерная оболочка перчатки с клеевым покрытием раздувается до тех пор, пока не произойдет контакт с подкладкой, которая ее ограничит. В этом состоянии подкладка контактирует с покрытой клеем полимерной оболочкой практически везде. Надутая заготовка перчатки перемещается в зону нагрева, в которой заготовка подвергается воздействию температуры, достаточной для плавления клея, т.е. возникновения липкости у клея. Источник инфракрасного нагрева или источник конвекционного тепла может быть использован в зоне нагрева. Заготовку охлаждают до температуры окружающей среды, и за это время клей прочно соединяется с подкладкой и полимерной оболочкой, становится нелипким и не может вымываться потом или разрушаться под действием тепла тела.
Касательно фиг. 1А, на ней представлен разрез в поперечном сечении каркасной полимерной оболочки 10, т.е. часть пальца влагопоглощающей перчатки, включающей полимерную оболочку 15, подкладку 17 и клеевой слой 16. В процессе изготовления полимерную оболочку выворачивают клеевым слоем наружу. Подкладку натягивают на нелипкий клеевой слой и нагревают до плавления клеевого слоя, в результате чего образуется связь между полимерной оболочкой и подкладкой. Связь между полимерной оболочкой, клеевым слоем и подкладкой предотвращает избыточное растяжение полимерной оболочки и, следовательно, расслоение по межфазной поверхности между полимерной оболочкой и клеевым слоем.
Касательно фиг. 1В, на ней показан разрез каркасной оболочки 11, т.е. части пальца стойкой к разрезам перчатки, включающей полимерную оболочку 15, стойкую к разрезам подкладку 18, и клеевой слой 16. В процессе изготовления полимерную оболочку выворачивают клеевым слоем наружу. Стойкую к разрезам подкладку натягивают на нелипкий клеевой слой и нагревают до плавления клеевого слоя, в результате чего возникает связь между полимерной оболочкой и подкладкой. Как описано выше для влагопоглощающей перчатки, связь между полимерной оболочкой, клеевым слоем и подкладкой предотвращает избыточное растяжение полимерной оболочки и поэтому расслоение по межфазной поверхности между полимерной оболочкой и клеевым слоем. На практике после возникновения связи между стойкой к разрезам подкладкой и полимерной оболочкой наружная поверхность стойкой к разрезам подкладки может быть покрыта защитным гибким полимерным слоем, таким как полиуретановый латекс, так чтобы обеспечить улучшенный внешний вид изделия и защитить стойкие к разрезам волокна от повреждения.
Касательно фиг. 1С, на ней показан разрез каркасной полимерной оболочки 12, т.е. части пальца стойкой к разрезам, влагопоглощающей перчатки, включающей полимерную оболочку 15, влагопоглощающую, контактирующую с кожей подкладку 17, клеевые слои 16 и стойкую к разрезам подкладку 18. В процессе изготовления полимерную оболочку выворачивают клеевым слоем наружу. Влагопоглощающую подкладку наносят на клеевой слой и нагревают до плавления клеевого слоя, в результате чего возникает связь между полимерной оболочкой и влагопоглощающей подкладкой. Затем полимерную оболочку выворачивают наружу и наносят нелипкий клеевой слой, а затем наносят стойкую к разрезам подкладку и нагревают до плавления клеевого слоя, в результате чего возникает связь между полимерной оболочкой и стойкой к разрезам подкладкой. Стадии плавления клея для влагопоглощающей подкладки и стойкой к разрезам подкладки могут быть объединены. Как описано выше для влагопоглощающей перчатки, связь между полимерной оболочкой, клеевым слоем и подкладками предотвращает избыточное растяжение полимерной оболочки и, следовательно, расслоение по межфазной поверхности между полимерной оболочкой и клеевым слоем. На практике после возникновения связи между стойкой к разрезам подкладкой и полимерной оболочкой наружная поверхность стойкой к разрезам подкладки может быть покрыта защитным, гибким полимерным слоем, таким как полиуретановый латекс, так чтобы обеспечить улучшенный внешний вид изделия и защитить стойкие к разрезам волокна от повреждения.
Касательно фиг. 1D, на ней показан разрез каркасной полимерной оболочки 14, т.е. части пальца стойкой к разрезам перчатки, включающей полимерные оболочки 15 и 18, стойкую к разрезам подкладку 17 и клеевые слои 16 и 19. В процессе изготовления полимерную оболочку покрывают нелипким клеевым слоем по наружной поверхности и подкладку натягивают на клеевой слой. Вторую полимерную оболочку выворачивают внутренней стороной, покрытой нелипким клеевым слоем, сверху, вновь выворачивают и натягивают на подкладку. В альтернативном варианте подкладку можно покрыть нелипкими клеевыми слоями и натянуть ее на первую полимерную оболочку. Затем вторую полимерную оболочку можно натянуть на подкладку. Соединение между полимерными оболочками и подкладкой с помощью клеевых слоев предотвращает избыточное растяжение оболочек и расслоение по межфазным поверхностям между полимерными оболочками и подкладкой.
Касательно фиг. 2А, на ней показан контурный держатель 20 для полимерной оболочки. Контурный держатель может быть использован для нанесения клеевого слоя на полимерную оболочку или для натягивания покрытой клеем детали. Держатели способствуют созданию связи между оболочкой и подкладкой при плавлении клеевого слоя. Предусмотрены средства для надува полимерной оболочки так, чтобы покрытая клеем полимерная оболочка контактировала с подкладкой в процессе плавления клеевого слоя. Контурный держатель для изделия в форме перчатки включает держатели пальцев 25 и держатель большого пальца 26, как показано на фиг. 2А. Держатели пальцев и большого пальца присоединены к проволочному элементу 27, который соединен с трубчатым элементом 28. Трубчатый элемент 28 приварен к конической камере 35 и выходит из камеры, как показано. Коническая камера 35 имеет отверстия для подачи воздуха 36 и 38, предназначенные для вдувания сжатого воздуха. Стрелки показывают направление воздушного потока внутри контурного держателя. Сжатый воздух соединен с трубчатым элементом 28 на дне конической камеры 35 и обеспечивает давление воздуха в держателе пальцев 25 и держателе большого пальца 26.
Касательно фиг. 2В, на ней показан фронтальный вид контурного держателя 20 с изделием в форме перчатки, показанной пунктирными линиями, надетой на контурный держатель. Держатели пальцев 25 вставлены в соответствующие пальцы перчатки, а держатель большого пальца 26 вставлен в большой палец перчатки. Перчатка покрывает коническую камеру 35. Она может быть зажата для предупреждения смещения оболочки перчатки при приложении сжатого воздуха. Зажимные устройства не показаны. Оболочка может быть покрыта тонким клеевым слоем, который является твердым при температуре окружающей среды. Подкладку надевают на покрытую клеем оболочку. В альтернативном варианте на внутреннюю поверхность подкладки можно нанести клеевой слой и натянуть на оболочку. Сжатый воздух (стрелки) подается по трубке 28, приваренной к конической камере 35, и перемещается по центральной трубке держателя 28, выходящей в держатели пальцев 25 и держатель большого пальца 26. Давление воздуха раздувает полимерную оболочку, и воздух выходит через отверстия 36 и 38. Давление внутри полимерной оболочки минимальное вследствие вентиляционного действия, и полимерная оболочка прижимается к подкладке с клеевым слоем между ними. Затем заготовку направляют в нагревательную установку для плавления клеевого слоя.
Касательно фиг. 2С, на ней показан боковой вид 22 изделия в форме перчатки, показанной пунктирными линиями 30 и надетой на контурный держатель. Пальцевые держатели 25 вставлены в соответствующие пальцы перчатки, а держатель большого пальца 26 вставлен в соответствующий большой палец перчатки. Перчатка покрывает коническую камеру 35. Она может быть зажата для предотвращения смещения полимерной оболочки в виде перчатки при подаче сжатого воздуха. Зажимные устройства не показаны. Полимерная оболочка может быть покрыта тонким клеевым слоем, который является твердым при температуре окружающей среды. Подкладка легко надевается на покрытую клеем полимерную оболочку в форме перчатки. В альтернативном варианте подкладка может быть покрыта клеевым слоем и надета на оболочку. Сжатый воздух (стрелки) подается по трубке 28, приваренной к конической камере 35, и перемещается по центральной трубке держателя 28, выходящей в держатели пальцев 25 и держатель большого пальца 26. Давление воздуха раздувает оболочку, и воздух выходит через отверстия 36 и 38. Давление внутри полимерной оболочки минимальное вследствие вентиляционного действия, и полимерная оболочка прижимается к подкладке с клеевым слоем между ними. Затем заготовку направляют в нагревательную установку для плавления клеевого слоя.
Настоящее изобретение относится к каркасной полимерной оболочке, которая по существу не имеет дефектов, таких как проколы или трещины, и которая обеспечивает отличную химическую стойкость. Так как подкладка поддерживает полимерную оболочку, она не может растягиваться до разрушения клеевого слоя, соединяющего полимерную оболочку и подкладку. Подкладка, такая как изготовленная из хлопка и/или вискозы, может контактировать с кожей пользователя и обеспечивать отличное поглощение влаги, т.е. поглощение пота. В альтернативном варианте подкладка, такая как изготовленная из Кевлара™ и/или Spectra™, может находиться на наружной стороне оболочки или внутри оболочки и обеспечивать сопротивление разрезам. Внутренняя поверхность такой оболочки также может содержать влагопоглощающую подкладку.
Полимерной оболочке может быть придана форма, соответствующая ряду областей применения, включающих, но не ограничивающих объем притязаний, перчатки, рукавицы, ботинки, фартук и другие промышленные защитные изделия, от которых требуется химическая стойкость и механическая целостность. Химическая стойкость обеспечивается высококачественной, стойкой к проколам полимерной оболочкой, а прочностные свойства обеспечивает подкладка, которая постоянно соединена с полимерной оболочкой клеевым слоем.
Примеры
Следующие примеры служат для пояснения настоящего изобретения и не предназначены ограничивать объем притязаний никоим образом.
Пример 1
Полимерную оболочку из нитрильного полимера получали традиционным маканием в водную латексную эмульсию, используя коагулянт для коагуляции нитрильного латекса, и вулканизацией полимера. Слой термопластичного полиуретанового клея распылили из расплава на нитрильную полимерную оболочку, распыляя приблизительно 3 грамма клея на пару перчаток. Традиционным процессом вязания изготовили хлопчатобумажную подкладку. Подкладку поместили на покрытую клеем полимерную оболочку и нагрели до 125°С при использовании инфракрасного источника нагревания. Заготовку охладили. Подкладку прочно соединили с несущей трикотажной подкладкой. Каркасную нитрильную полимерную оболочку держали в воздухе с окружающей влажностью для вулканизации и поперечного сшивания термопластичного полиуретанового клея.
Пример 2
Из изделия примера 1 вырезали полоску и оценили прочность связи. Прочность связи измеряли по методике измерений согласно BS EN ISO2411 2000, “Rubber- or Plastic-Coated Fabrics. Determination of Coating Adhesive” (B.S.I. Chiswick, High Road, London, United Kingdom). Прочность на расслоение измеряли, отрывая подкладку от полимерной оболочки. Каждый свободный конец соединенной полимерной оболочки и подкладки закрепляли в зажимах тензометра и прикладывали к ним противоположно направленные силы для отслоения данных двух деталей друг от друга. Единицы измерения выражаются в Ньютонах силы (Н) на 50 мм ширины отслоения, то есть Н/50 мм ширины по линии отслоения. Изделие характеризовалось минимальной прочностью на отслоение 35 Н/50 мм ширины по линии отслоения. Более часто прочность на отслоение превышает 63 Н/50 мм ширины, и отслоенные части оценивали отслоенной подкладкой, все еще соединенной с полимерной оболочкой, указывающей на то, что подкладка обеспечивает каркасность полимерной оболочки до тех пор, пока поддерживающая подкладка не оторвется.
Настоящее изобретение относится к каркасной полимерной оболочке, отличающейся комбинацией свойств и включающей:
а) не имеющую проколов или дефектов полимерную оболочку;
b) полимерную оболочку, соединенную с подкладкой при использовании термопластичного клеевого слоя, находящегося между полимерной оболочкой и подкладкой;
с) клеевой слой является по существу нелипким при температуре окружающей среды;
d) клеевой слой плавится при температуре ниже температуры разложения полимерной оболочки или подкладки; и
е) соединение между полимерной оболочкой и подкладкой достигается нагреванием до плавления клеевого слоя, находящегося между подкладкой и полимерной оболочкой, и охлаждением нагретой каркасной полимерной оболочки, причем соединенная подкладка ограничивает растяжимость полимерной оболочки, предотвращая тем самым разделение по межфазной поверхности клеевой слой-полимерная оболочка.
Все ссылки, включая публикации, патентные заявки и патенты, цитированные в тексте настоящего описания, включены в него как ссылки в той степени, как если бы каждая ссылка была отдельно и конкретно указана для включения в качестве ссылки и была представлена во всей полноте.
Использование артиклей «a», «an», «the» и аналогичных терминов в контексте описания изобретения (особенно в контексте следующей формулы изобретения) следует понимать применительно как к единственной, так и множественной форме, если не указано иначе в тексте или очевидно противоречит контексту. Указание интервалов величин в тексте настоящего описания использовано просто как самый короткий способ указания индивидуально каждой отдельной величины, попадающей в интервал, если не указано иначе в тексте описания, и каждая отдельная величина включена в описание, как если бы была индивидуально цитирована в нем. Все способы, описанные в тексте описания, могут быть реализованы в любом подходящем порядке, если не указано иначе или если это очевидно не противоречит контексту. Использование любого или всех примеров или пояснительного языка (например, «такой как»), представленного в настоящем описании, направлено просто на лучшее пояснение изобретения и не накладывает ограничений на объем притязаний изобретения, если не заявлено иначе. Никакой язык в описании не должен быть использован для указания никакого незаявленного элемента, как важного для осуществления изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны в настоящем описании, включая наилучший вариант осуществления, известный авторам изобретения для его реализации. Следует понимать, что представленные варианты осуществления являются просто пояснительными, и их не следует рассматривать как ограничивающие объем притязаний изобретения.
1. Изделие в виде полимерной оболочки, содержащее первую вулканизованную, непроницаемую для жидкостей полимерную оболочку, по существу не имеющую дефектов, первую подкладку и первое нелипкое термопластичное клеевое соединение, находящееся по меньшей мере между одной оболочкой и по меньшей мере одной подкладкой, при этом первая подкладка контактирует по существу со всей первой оболочкой, покрытой клеевым слоем, и первая прокладка поддерживает и ограничивает растягивание оболочки, предотвращая тем самым адгезионное расслаивание между клеевым соединением и либо первой оболочкой, и/или первой подкладкой.
2. Изделие по п.1, в котором первая оболочка включает композицию на основе натурального латекса, композицию на основе синтетического латекса или их комбинации.
3. Изделие по п.2, в котором композиция на основе синтетического латекса представляет собой нитрильный латекс.
4. Изделие по п.1, в котором первая подкладка включает тканый текстильный материал, трикотажный текстильный материал или их комбинации.
5. Изделие по п.1, в котором первая подкладка включает хлопок, вискозу, сложный полиэфир, полипропилен, арамид, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, стальную проволоку или их комбинации.
6. Изделие по п.1, в котором первое клеевое соединение включает полимер, выбранный из группы, включающей низкомолекулярный полиэтилен, сложный полиэфир, этилвинилацетат, этилен 2-этилгексилакрилатный полимер и полиуретан, и имеющий температуру плавления менее примерно 140°С, но больше, чем 40°С.
7. Изделие по п.6, в котором первое клеевое соединение включает вулканизуемый влагой сшивающийся полиуретан.
8. Изделие по п.1, в котором первый клей нанесен в количестве, лежащем в интервале примерно 0,001-0,01 г/см2.
9. Изделие по п.1, в котором первая подкладка имеет растягивающую способность в интервале примерно 0,5-20%.
10. Изделие по п.1, в котором изделие представляет собой перчатки, рукавицы, ботинки или фартук.
11. Изделие по п.1, в котором первая подкладка включает хлопок, вискозу и/или их комбинацию, обеспечивая влагопоглощения.
12. Изделие по п.1, в котором первая подкладка включает арамид, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, стальную проволоку или их комбинацию, обеспечивая стойкость к разрезам.
13. Изделие по п.12, которое дополнительно содержит вторую подкладку, которая является влагопоглощающей, и второе нелипкое термопластичное клеевое соединение между второй подкладкой и первой подкладкой.
14. Изделие по п.12, которое дополнительно содержит вторую оболочку и второе нелипкое термопластичное клеевое соединение, расположенное между стойкой к разрезам подкладкой и второй оболочкой.
15. Изделие по п.12, которое дополнительно содержит гибкое полимерное покрытие, которое покрывает стойкую к разрезам подкладку.
16. Изделие по п.1, в котором первое нелипкое термопластичное клеевое соединение содержит клеевой слой между по меньшей мере одной оболочкой и по меньшей мере одной подкладкой.
17. Способ изготовления изделия в виде каркасной полимерной оболочки, включающий следующие стадии: получение вулканизованной, непроницаемой для жидкостей полимерной первой оболочки маканием первой покрытой коагулянтом формы в водную латексную эмульсию, коагуляцией латексного слоя на первой форме и нагреванием гелевого латексного слоя на форме для сшивания и вулканизации латексного слоя, получение первой трикотажной или тканой подкладки с использование волокон, выбранных из группы, включающей хлопок, вискозу, сложный полиэфир, полипропилен, арамид, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, стальную проволоку или их комбинации, нанесение первого нелипкого термопластичного клеевого материала между первой оболочкой и первой подкладкой, надув первой оболочки сжатым воздухом для создания прочного контакта между первой оболочкой, клеевым материалом и первой подкладкой, воздействие на первую оболочку, клеевой материал и первую подкладку инфракрасного излучения, под действием которого клеевой материал плавится с образованием первого клеевого соединения между первой оболочкой и первой подкладкой, и охлаждение первой оболочки, первого соединения и первой подкладки с получением изделия в виде каркасной полимерной оболочки.
18. Способ по п.17, в котором стадия нанесения первого клеевого материала включает размещение первой оболочки на контурном держателе, покрытие наружной поверхности первой оболочки на контурном держателе клеевым материалом, надевание на первую оболочку первой подкладки так, чтобы первый клеевой материал находился между первой оболочкой и первой подкладкой.
19. Способ по п.17, в котором первая подкладка включает хлопок, вискозу или их комбинацию для получения влагопоглощающего изделия.
20. Способ по п.17, в котором первая подкладка включает арамид, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, стальную проволоку или их комбинации, обеспечивая стойкость к разрезам.
21. Способ по п.17, в котором первый клеевой материал наносят на первую оболочку распылением из горячего расплава.
22. Способ по п.17, в котором первый клеевой материал наносят на первую оболочку распылением сухого порошка.
23. Способ по п.17, в котором стадия нанесения первого клеевого материала включает надевание первой подкладки на форму, покрытие наружной поверхности первой подкладки на форме первым клеевым материалом, снятие покрытой клеевым материалом подкладки с формы и надевание первой оболочки на контурный держатель, надевание на первую оболочку покрытой клеевым материалом подкладки так, чтобы клеевой материал находился между первой оболочкой и первой подкладкой.
24. Способ по п.17, в котором стадия нанесения клеевого материала включает покрытие волокон первой подкладки клеевым материалом перед ее получением.
25. Способ по п.20, дополнительно включающий получение второй вулканизованной, непроницаемой для жидкостей полимерной оболочки маканием второй покрытой коагулянтом формы в водную латексную эмульсию, коагуляцией латексного слоя на второй форме, нагреванием гелевого латексного слоя на второй форме для сшивания и вулканизации латексного слоя и нанесением второго нелипкого, термопластичного клеевого материала между второй оболочкой и стойкой к разрезам подкладкой, при этом стадия надувания дополнительно включает создание прочного контакта между первой оболочкой, первым клеевым материалом, стойкой к разрезам подкладкой, вторым клеевым материалом и второй оболочкой, стадия воздействия на первую оболочку, первый клеевой материал, стойкую к разрезам подкладку инфракрасного излучения дополнительно включает воздействие на второй клеевой материал и вторую оболочку инфракрасного излучения, под действием которого первый и второй клеевые материалы плавятся, и возникает первое клеевое соединение между первой оболочкой и стойкой к разрезам подкладкой и второе клеевое соединение между второй оболочкой и стойкой к разрезам подкладкой, а стадия охлаждения дополнительно включает охлаждение второй оболочки и второго клеевого соединения.
26. Способ изготовления изделия в виде каркасной полимерной оболочки, включающий следующие стадии: получение вулканизованной, непроницаемой для жидкостей полимерной оболочки маканием покрытой коагулянтом формы в водную латексную эмульсию, коагуляцией латексного слоя на форме и нагреванием гелевого латексного слоя на форме для сшивания и вулканизации латексного слоя, получение трикотажной или тканой подкладки с использование волокон, выбранных из группы, включающей хлопок, вискозу, сложный полиэфир, полипропилен, арамид, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, стальную проволоку или их комбинации, надевание подкладки на форму, покрытие наружной поверхности подкладки на форме слоем нелипкого, термопластичного клеевого материала, снятие покрытой клеевым материалом подкладки с формы, надевание оболочки на контурный держатель, надевание покрытой клеевым материалом подкладки на оболочку так, чтобы клеевой слой находился между оболочкой и подкладкой, надув оболочки на контурном держателе воздухом с получением непосредственного контакта между полимерной оболочкой, клеевым слоем и подкладкой, обработку оболочки с клеевым слоем и подкладкой инфракрасным излучением, посредством чего достигается расплавление клеевого слоя и создание связи между оболочкой и подкладкой, и охлаждение оболочки с клеевым слоем и подкладкой с получением изделия в виде каркасной полимерной оболочки.
27. Способ по п.26, в котором при приложении нагрузки к изделию клеевой слой переносит приложенную к оболочке нагрузку на подкладку.
28. Способ по п.26, в котором подкладка обладает способностью к растяжению в интервале от приблизительно 0,5% до приблизительно 20%, оболочка обладает способностью к растяжению в интервале от приблизительно 50% до приблизительно 500%, а клеевой слой обладает способностью к растяжению в интервале от приблизительно 100% до приблизительно 600%.
29. Способ по п.26, в котором клеевой слой обладает способностью к растяжению в интервале от приблизительно 10% до приблизительно 100% и содержит полимер, выбранный из группы, состоящей из низкомолекулярного полиэтилена, сложного полиэфира, этилвинилацетата, этилен 2-этилгексилакрилатного полимера и полиуретана.
