DE69731275T2

DE69731275T2 - Wässrige dispersion auf der basis eines s-eb-s blockcopolymers und eines öls und seine verwendung zur herstellung von formkörpern

Info

Publication number: DE69731275T2
Application number: DE69731275T
Authority: DE
Inventors: S. Sebastian PLAMTHOTTAM
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc
Priority date: 1996-08-12
Filing date: 1997-08-11
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2017-08-12
Also published as: CA2233629A1; JP4296244B2; EP0859807A1; EP0859807B1; US6288159B1; US6414083B2; DE69731275D1; US5900452A; EP0859807A4; ZA977133B; JP2002514232A; AU719068B2; WO1998006774A1; CA2233629C; AU3973597A; US20020007002A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft wässrige Dispersionen S-EB-S-Blockcopolymerer und die Verwendung derartiger wässriger Dispersionen bei der Formung von Gegenständen, insbesondere bei der Formgebung durch Tauchung.
Dünnwandige dehnbare Gegenstände beziehungsweise Artikel wie etwa Handschuhe, Kondome und andere Produkte wurden seit Langem aus natürlichem Kautschuk beziehungsweise Gummi gemacht. Bei normaler Herstellung werden derartige Artikel beziehungsweise Gegenstände aus einem Latex von Naturgummi gebildet, einer natürlicherweise vorkommenden Emulsion von Gummi und Wasser mit hinzugefügten Stabilisatoren und vulkanisierenden Chemikalien. Ein Gebilde mit geeigneter Form, die zuvor in einigen Fällen mit einer koagulierenden Lösung beschichtet worden ist, wird in die Latexmischung ein oder mehrere Male eingetaucht, um eine Schicht mit der gewünschten Dicke aufzubauen. Man lässt anschließend das Wasser verdampfen, wodurch einen fester Gummifilm zurückbleibt. Der Film muss anschließend vulkanisiert werden, um adäquate mechanische und physikalische Eigenschaften bereitzustellen.
Naturgummi beziehungsweise -kautschuk hat viele Vorteile bei diesen Anwendungen, da er stark und hoch elastisch ist und eine gute Tastbarkeit oder Fühlbarkeit für den Benutzer hat. Naturgummi hat jedoch mehrere Nachteile wie etwa, dass er empfänglich ist für durchgehende kleine Löcher, dass er schnell durch Ozon angegriffen wird, was zu Brüchen durch Rissbildung führt, und dass er oxidativ während der Lagerung angegriffen wird, was zu Brüchen führt und die physikalische Integrität des Produkts zerstört. Naturgummi ist auch nicht auf Grund seines Restgehalts an oberflächenaktiven Mitteln, vulkanisierenden Agenzien, stabilisierenden Agenzien, Antioxidantien und/oder Proteinmaterialien in dem Gummi hypoallergen. Personen, die für Irritationen oder Sensibilisierungen besonders empfänglich sind oder die über eine längere Zeitdauer hinweg die Gummiprodukte verwenden, können allergische Reaktionen erfahren.
Verschiedene Typen synthetischer elastomerer Polymerprodukte wurden für die Verwendung bei durch Tauchung hergestellten dünnen Artikeln beziehungsweise Gegenständen entwickelt. Synthetische Gummi- beziehungsweise Kautschukzusammensetzungen können in Lösungsmitteln gelöst werden, so dass sie echte Lösungen bilden, so dass durchgehende Löcher viel weniger wahrscheinlich vorhanden sind. Viele verfügbare Zusammensetzungen mit synthetischem Gummi haben verschiedene andere Nachteile, was eine nicht akzeptable Fühl- beziehungsweise Tastbarkeit einschließt. Während jede derartige Zusammensetzung einigen dieser Erfordernisse genügen kann, haben jedoch die meisten nicht die gewünschte Kombination von Festigkeit, Fühlbarkeit, Beständigkeit gegenüber Umweltschäden sowie keine Hypoallergenität (Hypergie), wie sie für viele Produkte wie etwa Untersuchungshandschuhe und chirurgische Handschuhe, Kondome, und andere medizinische Produkte, die in Kontakt mit dem Körper kommen, gefordert wird.
Ein wichtiger Fortschritt im Stand der Technik in Bezug auf synthetische elastomere Polymerprodukte wird in den US-Patenten 5,112,900 und 5,407,715 sowie in WO 9615189 beschrieben. Diese Patente offenbaren die Herstellung spezifischer Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol(S-EB-S)-Blockcopolymerlösungen sowie deren Verwendung bei der Formgebung von Gegenständen beziehungsweise Artikeln durch Tauchung. Die erhaltenen Gegenstände haben hervorragende elastomere Eigenschaften für die Verwendung in Handschuhen, Kondomen und anderen Produkten. Sie zeigen ein geringes Auftreten von durchgehenden Löchern, eine gute Beständigkeit gegenüber Umweltschäden wie etwa Oxidation und Schäden durch Ozonbildung und haben hypoallergene Eigenschaften.
Jedoch gibt es immer den Bedarf, die fabrikmäßige Herstellbarkeit derartiger aus solchen Formulierungen gemachter Gegenstände und deren Prozessökonomie zu verbessern. Die Erfindung befriedigt diesen Bedarf und stellt des Weiteren verwandte Vorteile bereit.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine wässrige S-EB-S-Dispersion sowie eine Vorgehensweise zur Verwendung dieser wässrigen Dispersion bei der Herstellung dünner elastomerer Gegenstände bereit. Diese Gegenstände haben die gewünschten charakteristischen Eigenschaften vergleichbarer Gegenstände, die aus S-EB-S-Lösungen hergestellt sind, herausragende elastomere Eigenschaften wie die geringe Häufigkeit von durchgehenden Löchern, die gute Beständigkeit gegenüber Umweltschäden wie etwa Oxidation und Ozonisierung und Hypoallergenität (Hypergie) dabei mit eingeschlossen. Die vorlegende Vorgehensweise ist vergleichbar mit verwandter Technologie wie etwa der Verwendung von Pulvern und pulverfreien Techniken zum Verbessern der Spendbarkeit dieser Gegenstände. Zusätzlich erfolgt die Herstellungsweise durch Formgebung mittels Tauchung auf der Basis von Dispersionen mit höheren Raten bei verbesserter Prozessökonomie, verglichen mit der früheren Vorgehensweise der Bildung durch Tauchung in S-EB-S-Lösungen. Dickere Schichten oder Gegenstände können bei jedem Schritt der Formgebung durch Tauchung hergestellt werden. Die Herstellungsweise ist auch sicherer auf Grund der Abwesenheit von toxischen Lösungsmitteln während des Verfahrens der Formgebung durch Tauchung.
Erfindungsgemäß umfasst die wässrige Dispersion ein Dispersionsmedium, das eine Mischung von Wasser und einem oberflächenaktiven Mittel sowie eine Vielzahl an Teilchen umfasst, die in dem Dispersionsmedium dispergiert sind. Jedes Teilchen umfasst eine Mischung eines S-EB-S(Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol)-Blockcopolymers und ein Öl wie ein Mineralöl. Am stärksten wird es bevorzugt, wenn die Teilchen eine Durchschnittsgröße von nicht mehr als 2 μm haben. Das S-EB-S-Blockcopolymer, das von Molekülen von im Wesentlichen demselben Molekulargewicht oder Mischungen zweier oder mehrerer Molekulargewichte gebildet wird, vorzugsweise mit Endblockmolekulargewichten (Gewichtsmittel) von jedem der Endblöcke von mehr als etwa 15000 Dalton.
Die wässrige Dispersion kann bei einer Methode zur Formgebung durch Tauchung für das Herstellen dünnwandiger Gegenstände verwendet werden. Gemäß diesem Aspekt der Erfindung umfasst die Methode beziehungsweise das Verfahren zur Herstellung eines elastomeren Gegenstandes die Schritte, dass eine wässrige Dispersion des vorstehend beschriebenen Typs bereitgestellt, eine Form in die wässrige Dispersion getaucht und die Form aus der wässrigen Dispersion herausgezogen wird, was einen Film der Dispersion auf der Form belässt, und das Wasser von der Dispersion auf der Form verdampft wird und das verbleibende polymere Material kondensiert wird, was einen kohärenten dehnbaren Film auf der Form belässt. Die wässrige Dispersion, die bei dem Verfahren zur Formgebung durch Tauchung verwendet wird, ist im Wesentlichen von nicht-wässrigen Lösungsmitteln frei, jedoch sind eventuell vorhandene Spurenmengen bei dem Verfahren zur Formgebung durch Tauchung nicht nachteilig und können in einigen Fällen bei der Bildung eines kohärenten Films von Vorteil sein.
Die wässrige Dispersion kann in Verbindung mit anderen Verfahrenstechniken verwendet werden. Beispielsweise kann die wässrige Dispersion beim Verfahren zum koagulierenden Tauchen verwendet werden, wie es bei Gummiverbindungen aus Naturlatex verwendet wird. Sie kann beispielsweise auch beim Beschichten durch Sprühen oder bei Tätigkeiten zur Formgebung mittels Sturzgießverfahren verwendet werden.
Der resultierende Gegenstand hat die gewünschten Merkmale, die mit S-EB-S-Blockcopolymeren verknüpft sind, wie sie in den US-Patenten 5,112,900 und 5,407,715 beschrieben sind. Zusätzlich können die Gegenstände viel schneller hergestellt werden, als dies mit der in diesen Patenten beschriebenen Vorgehensweise, die auf einer Lösung beruht, möglich ist. Bei der Vorgehensweise zur Herstellung wird die Dispersion normalerweise an einem Standort hergestellt, der eine Vorrichtung zum Absaugen der möglicherweise toxischen Lösungsmitteldämpfe aufweist, die während der Herstellung der Dispersion entstehen. Die Vorgehensweise selbst der Formgebung mittels Tauchung kann irgendwo anders durchgeführt werden. Da es auch nicht ein möglicherweise toxisches Lösungsmittel gibt, das während des Arbeits(vor)gangs der Formgebung durch Tauchung entsteht, gibt es nur ein geringes Risiko einer Verletzung für die Arbeiter an der Fertigungsreihe zur Formgebung durch Tauchung und an der Fertigungsreihe zum Trocknen.
Andere erfindungsgemäße Merkmale und Vorteile werden anhand der nachfolgenden detaillierteren Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen deutlich werden, wenn sie in Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung gelesen werden, die vermittels von Beispielen die Prinzipien der Erfindung verdeutlichen. Der Umfang der Erfindung wird jedoch nicht durch diese bevorzugte Ausführungsformen beschränkt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Block-Flussdiagramm einer bevorzugten Vorgehensweise fürs Verwirklichen der Erfindung;
2A zeigt eine schematische Ansicht der Mikrostruktur einer wässrigen (S-EB-S/Öl)-in-(Wasser/oberflächenaktives Mittel)-Dispersion;
2B zeigt eine schematische Ansicht der Mikrostruktur einer wässrigen (Wasser/oberflächenaktives Mittel)-in-(S-EB-S/Öl)-Dispersion;
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Form eines Handschuhs und
4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Form eines Kondoms für Männer.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt ein Block-Flussdiagramm, das eine bevorzugte Vorgehensweise zum Herstellen einer erfindungsgemäßen wässrigen Dispersion darstellt, die dann dafür verwendet wird, einen Gegenstand durch Formung mittels Tauchung herzustellen.
Ein Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol(S-EB-S)-Blockcopolymer, Bezugszeichen 20, wird bereitgestellt. Das S-EB-S-Blockcopolymer wird aus einem Ethylen-Butylencopolymer als zentralem Block und Polystyrol als Endblöcke gebildet. Jeder der Polystyrolendblöcke hat ein Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von wenigstens etwa 15000 Dalton, stärker bevorzugt wenigstens etwa 18000 bis etwa 20000 Dalton. Da eine relativ große Menge an Öl in der Lösung zur Formgebung durch Tauchung vorhanden ist, ist es günstig, dass das S-EB-S-Blockcopolymer einen hohen Gehalt an Polystyrol als Endblock hat, was mit diesen Molekulargewichten der Endblöcke erreicht wird.
Wenn das Molekulargewicht (Gewichtsmittel) jedes der Endblöcke weniger als etwa 15000 beträgt, können zwar Gegenstände durch Formung mittels Tauchung gebildet werden, jedoch ist ihre Festigkeit reduziert und für einige Anwendungen nicht akzeptabel niedrig. Derartige Gegenstände haben schlechte mechanische Eigenschaften. Durch Tauchung gebildete Gegenstände, bei denen S-EB-S-Blockcopolymere mit Endblöcken verwendet werden, die Endblockgewichte von weniger als 15000 haben, neigen zum Bruch während des Trocknens und Kondensierens, möglicherweise auf Grund ihrer schlechten mechanischen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen. Wenn auf der anderen Seite das Molekulargewicht (Gewichtsmittel) der Polystyrolendblöcke den Wert von etwa 15000 Dalton überschreitet, vorzugsweise im Bereich von 18000 bis 20000 Dalton liegt, so zeigen die Filme hervorragende Festigkeitseigenschaften sowie keine Rissbildung während des Trocknens und Kondensierens. In diesem Falle ist es wünschenswert, dass ein (im Sinne von 1) Bestandteil des S-EB-S-Blockcopolymers mit einem Gesamtmolekulargewicht (Gewichtsmittel) ungefähr wenigstens etwa 150000 Dalton überschreitet. Wenn das Molekulargewicht (Gewichtsmittel) der Polystyrolendblöcke ungefähr 24000 Dalton übersteigt, so hat die Dispersion bei Formgebung durch Tauchung gute filmbildende Eigenschaften, jedoch sind die physikalischen Eigenschaften nicht so gut wie jene, bei denen das Molekulargewicht (Gewichtsmittel) im Bereich von 18000 bis 20000 liegt.
Die Polystyrolendblöcke machen typischerweise etwa 25 bis 35 Gew.-% des gesamten Moleküls aus. Das Gesamtmolekulargewicht des Copolymers liegt typischerweise im Bereich von etwa 50000 bis etwa 300000 Dalton.
Das S-EB-S-Blockcopolymer kann wahlweise Endblöcke haben, die endblockkompatible Harze beinhalten, die zu den Polystyrolendblöcken hinzugefügt werden. Die hinzugefügten endblockkompatiblen Harze erhöhen die Glasübergangstemperatur (T_g) des S-EB-S-Blockcopolymers. Der erhöhte Wert für T_g macht es möglich, dass das Endprodukt bei höheren Temperaturen gebraucht werden kann, als es andernfalls möglich wäre, da das Produkt dazu neigt, um die Glasübergangstemperatur herum und oberhalb der Glasübergangstemperatur (T_g) klebrig zu werden. Ein Beispiel für ein derartiges endblockkompatibles Harze ist Poly-Alpha-Methylstyrol.
Das S-EB-S-Blockcopolymer muss von anderen Blockcopolymeren, welche gelegentlich in Zusammensetzungen synthetischen Gummis, wie etwa Styrol-Isopren-Styrol(S-I-S)-und Styrol-Polybutadien-Styrol(S-B-S)-Blockcopolymere, verwendet wurden, unterschieden werden. Es war bekannt, dünne gummiähnliche Gegenstände aus S-I-S- und S-B-S-Blockcopolymeren zu machen, vergleiche beispielsweise US-Patent 3,933,723. Die Verwendung dieser S-I-S- und S-B-S-Blockcopolymere beseitigt das Bedürfnis für eine Vulkanisierung dieser Gegenstände, jedoch sind diese Gegenstände einer Oxidation und einer Schädigung durch Ozon unterworfen.
Die Verwendung eines S-EB-S-Blockcopolymers ist – anders als bei anderen Typen – für den Erfolg der Erfindung aus zweierlei Gründen kritisch. Erstens sind Elastomere, die auf elastomeren Dreiblockcopolymeren mit S-EB-S-Blöcken beruhen, beständig gegenüber dem Angriff durch Ozon oder durch oxidative Bedingungen, während S-I-S- und S-B-S-Elastomere unter schneller Bruchbildung, wenn sie Ozon ausgesetzt werden, sowie unter Brechen und sprödig Werden unter oxidativen Bedingungen leiden. Beide der zuletzt genannten Copolymere unterliegen deshalb einem Versagen, selbst wenn sie durch spezifische Additive wie etwa Anti-Ozonisierungsmitteln oder Antioxidantien geschützt werden, die für medizinische und andere Anwendungen verheerend sind. Die Verwendung derartiger spezieller Zusatzstoffe ist nicht wünschenswert, da sie zu allergenen Reaktionen bei manchen Personen führen können. Die vorliegende elastomere Zusammensetzung ist hypoallergen und kann mit der Haut des Benutzers eine lange Zeitdauer in Kontakt kommen. Zusätzlich kann, trotz der speziellen Zusatzstoffe, das Auftreten von Schnittrissen zum vorzeitigen Versagen durch eine ozonbedingte Bruchbildung der Gegenstände führen, die aus S-I-S- und S-B-S-Zusammensetzungen gemacht sind, insbesondere dann, wenn die Gegenstände in gefaltetem Zustand gelagert werden und dann vor und während des Gebrauchs gestreckt werden.
Zweitens können die mechanischen Eigenschaften der S-EB-S-Triblockcopolymere so gewählt werden, dass sie die gewünschte Kombination von Zugfestigkeit, Elastizität und Tastbarkeit bereitstellen, die bei einigen Anwendungen benötigt wird. Elastomere S-EB-S-Triblockcopolymere haben eine höhere Zugfestigkeit, eine niedrigere elastische Verlängerung und einen höheren Wert für die Belastung bei 50 bis 500-prozentiger Verlängerung als S-I-S- und S-B-S-Triblockelastomere.
Die Struktur, Eigenschaften und einige Anwendungen von einigen S-EB-S-Elastomeren wurden in den US-Patenten 3,485,787, 3,830,767, 4,006,116, 4,039,629, 4,041,103, 4,386,179, 4,481,323, 4,511,354 und 4,613,640 offenbart.
Die S-EB-S-Blockcopolymere sind kommerziell in einem Wertebereich für die Viskosität der Lösung/Konzentration des Copolymers erhältlich. Der Wert für das Verhältnis (Lösungsviskosität/Copolymerkonzentration) wird dadurch bestimmt, dass die Viskosität eines Copolymers, dass zuvor in einem Lösungsmittel bei einem spezifizierten Gehalt gelöst wurde, gemessen wird. Die Angabe des Werts für das Verhältnis (Lösungsviskosität/Copolymerkonzentration) ist eine übliche Vorgehensweise, auf eindeutige Weise die Natur eines Blockcopolymers zu definieren, dessen Gehalt an Zentral- und Endblöcken durch die Angabe des Typs und die relative Menge spezifiziert wurde. Beispielsweise wird ein S-EB-S-Blockcopolymer auf eindeutige Weise durch die angegebene Zusammensetzung der Polystyrolendblöcke und der Poly(ethylen-butylen)zentralblöcke, der relativen Menge an Endblöcken und Zentralblöcken und des Wertes für das Verhältnis von Lösungsviskosität/Copolymerkonzentration spezifiziert. So wird ein Blockcopolymer eindeutig dadurch definiert, dass der S-EB-S-Typ angegeben wird, der Prozentsatz an Polystyrolendblöcken – beispielsweise 28 Gew.-% des gesamten Copolymers – und dass die Viskosität gemäß Brookfield von einer 20 Gew.-%igen Lösung in Toluol bei 25 °C (77 °F) 5400 kg/(h × min) (1500 cps) beträgt.
Die kommerziell erhältlichen S-EB-S-Blockcopolymere werden auf sehr genaue Art und Weise hergestellt, so dass jedes dieser kommerziell erhältlichen Materialien sehr genau gesteuert wird, auf dass es derartigen Standards genügt. Shell Kraton G1650 ist ein S-EB-S-Blockcopolymer, das ein Verhältnis von Styrol/Zentralblock von 28/72 hat und eine Viskosität gemäß Brookfield von 1500 in einer Toluollösung von 20 Gew.-% bei 25 °C (77 °F). Shell Kraton G1651 ist ein S-EB-S-Blockcopolymer mit einem Verhältnis von Styrol/Zentralblock von 33/67 und einer Viskosität nach Brookfield von 2000 in Toluollösung (20 Gew.-%) bei 25 °C (77 °F). Shell Kraton G1652 ist ein S-EB-S-Blockcopolymer mit einem Verhältnis von Styrol/Zentralblock von 29/71 und einer Viskosität nach Brookfield von 550 in Toluollösung (20 Gew.-%) bei 25 °C (77 °F).
Das S-EB-S-Blockcopolymer kann Moleküle umfassen, die im Wesentlichen das gleiche Molekulargewicht haben. Es kann auch Mischungen von Molekülen mit zwei oder mehr verschiedenen Molekulargewichten umfassen. Die Molekulargewichte und/oder die Mischungen von Molekulargewichten werden so gewählt, dass sie dazu beitragen, dass die gewünschten mechanischen Eigenschaften im Endprodukt erzielt werden. Beispielsweise werden bei einer bevorzugten Ausführungsform Mischungen von S-EB-S-Molekülen, wie sie in den US-Patenten 5,112,900 und 5,407,715 offenbart sind, dazu verwendet, dass gewünschte mechanische Eigenschaften erzielt werden, damit den Spezifikationen gemäß ASTM Genüge getan wird. Die vorliegenden Untersuchungen haben gezeigt, dass Mischungszusammensetzungen von S-EB-S-Polymeren in den meisten Fällen überlegene Eigenschaften eines Films aufweisen, verglichen mit den typischen kommerziellen Einzelpolymeren, wenn auch die Formulierungen mit einem einzelnen kommerziellen Polymer zumindest für einige Anwendungen geeignet sind. Insbesondere neigen S-EB-S-Polymermischungen mit zumindest einem Polymer mit einem hohen Molekulargewicht (Gewichtsmittel) wie etwa Kraton G1651 dazu, eine Leistung zu zeigen, die anderen S-EB-S-Mischungen überlegen sind.
Ein Öl (gelegentlich auch "Weichmacher" genannt) wird bereitgestellt (Bezugszeichen 22). Bei dem Öl handelt es sich vorzugsweise um ein Mineralöl, das wiederum ein raffiniertes paraffinisches Petroleum-Kohlenwasserstofföl ist, das in den Einträgen 6971 und 6972 des Merck-Indexes (8.Aufl.) beschrieben ist. Das bevorzugte Mineralöl hat eine spezifische Dichte von 0,87 bei 25 °C (77 °F), eine Viskosität von 170 cSt bei 25 °C (77 °F) und ein Molekulargewichten nach Hirschler von 492. Das ausgewählte Öl sollte weder schwellen noch die Polystyrolendsegmente solubilisieren. Formulierungen mit einem hohen Gehalt an Öl bilden mit weniger an oberflächenaktivem Mittel stabilere Dispersionen als andere Formulierungen.
Das S-EB-S-Blockcopolymer wird vom Hersteller als Feststoff geliefert. Um eine Mischung bereitzustellen, aus der eine geeignete Dispersion hergestellt werden kann, wird ein Lösungsmittel (Bezugszeichen 24) bereitgestellt (Toluol oder Cyclohexan bei der bevorzugten Vorgehensweise). Das S-EB-S-Blockcopolymer und der Mineralölweichmacher werden miteinander gemischt und in einem wechselseitigen Lösungsmittel gelöst, vorzugsweise Toluol oder Cyclohexan (Bezugszeichen 26).
Ein Dispersionsmedium wird aus Wasser (Bezugszeichen 28) und einem oberflächenaktiven Mittel (Bezugszeichen 30) hergestellt. Bei dem oberflächenaktiven Mittel kann es sich um eine anionische oder eine kationische Form oder um eine Mischung aus ionischen und nicht-ionischen Typen handeln. Geeignete oberflächenaktive Mittel sind in den US-Patenten 3,360,599, 3,305,917 und 5,120,765 offenbart. Das bevorzugte oberflächenaktive Mittel ist ein anionisches oberflächenaktives Mittel. Kationische oberflächenaktive Mittel sind ebenfalls handhabbar, sind jedoch weniger bevorzugt, da kationische oberflächenaktive Mittel allergen sein können, jedoch die meisten anionischen oberflächenaktiven Mittel hypoallergen sind. Obgleich die meisten der oberflächenaktiven Mittel und ihre Reste ausgewaschen werden und während des Herstellungsbetriebs entfernt werden, können kleine Mengen verbleiben und eine allergische Reaktion bei dem Verwender des Produkts verursachen, wenn das oberflächenaktive Mittel nicht hypoallergen ist. Das oberflächenaktive Mittel 30 wird mit dem Wasser in einer Menge von etwa 1 bis etwa 5 vol% gemischt (Bezugszeichen 32). Das oberflächenaktive Mittel kann auch in situ durch Hinzufügen und Reagieren lassen von oberflächenaktive Mittel bildenden Chemikalien hergestellt werden. Beispielsweise reagieren Ölsäure, die der Ölphase (der S-EB-S-Lösung) hinzugegeben wurde, und Kaliumhydroxid, das der wässrigen Phase hinzugegeben wurde, miteinander, um so beim Mischen das oberflächenaktive Mittel Kaliumoleat zu bilden.
Wahlweise können auch modifizierende Additive wie etwa Verdickungsmittel, Entschäumungsmittel oder Puffersubstanzen zugeführt und dem wässrigen Dispersionsmedium hinzugefügt werden (Bezugszeichen 31).
Die Mischung 26 aus S-EB-S, Öl und Lösungsmittel wird mit der Mischung 32 von Wasser und oberflächenaktivem Mittel 34 zusammengemischt. Das Mischen 34 wird unter den Bedingungen von hoher Geschwindigkeit und hoher Scherrate vollzogen, wobei eine Mischvorrichtung verwendet wird, die entworfen wurde, um Dispersionen herzustellen. Bei einer bevorzugten Mischvorrichtung handelt es sich um einen Rotor/Stator-Mischer wie etwa ein 410-X6-Mischer aus der X-Serie, erhältlich von Charles Ross & Co. oder eine Mikroverwirbelungsvorrichtung M 210, erhältlich von Microflui dics Co. Mehrere Durchläufe an hochscherendem Mischen können erforderlich sein, um die gewünschte Teilchengröße zu erhalten.
Nach dem Dispergierungsschritt 34 wird das Lösungsmittel (Toluol oder Cyclohexan bei der bevorzugten Vorgehensweise) aus der Dispersion entfernt (Bezugszeichen 36), ein Schritt, der oft als "Strippen" bezeichnet wird. Strippen kann mittels jeder handhabbaren Vorgehensweise durchgeführt werden, Strippen unter Hitze/Vakuum und Strippen mit Dampf sind dabei bevorzugt. Das Lösungsmittel hat von allen Bestandteilen den höchsten Dampfdruck und wird deshalb verdampft und der Dispersion entzogen. Zusätzliches Wasser kann im Schritt 36 hinzugefügt werden oder das Wasser kann durch Erwärmen oder eine andere Vorgehensweise im Konzentrationsschritt 37 entzogen werden. Wahlweise kann im Schritt 37 genauso gut ein Biozid hinzugefügt werden.
Äquivalent zu der in Zusammenhang mit den Schritten 20 bis 36 diskutierten Vorgehensweise können die Bestandteile miteinander gemischt und kann die Dispersion in anderer Reihenfolge und auf anderem Wege gebildet werden. Bei einer Vorgehensweise zum Beispiel werden das S-EB-S-Blockcopolymer, das Lösungsmittel und etwas von dem Wasser miteinander unter hochscherenden Bedingungen gemischt, so dass eine erste Dispersion gebildet wird, und das Öl und zusätzliches Wasser werden miteinander unter hochscherenden Bedingungen gemischt, so dass eine zweite Dispersion gebildet wird. Modifikationsmittel können in jeder der Dispersionen dispergiert werden. Das Lösungsmittel wird von der ersten Dispersion abgestrippt. Die gestrippte erste Dispersion und die zweite Dispersion werden danach miteinander gemischt, so dass eine dritte Dispersion gebildet wird.
2A und 2B illustrieren zwei mögliche Typen von Dispersionen, die durch die gegebene Vorgehensweise der Schritte 20 bis 36 hergestellt sind, eine wässrige (S-EB-S/Öl)-in-(Wasser/oberflächenaktives Mittel)-Dispersion (2A) und eine wässrige (Wasser/oberflächenaktives Mittel)-in-(S-EB-S/Öl) Dispersion (2B). Die Art der hergestellten Dispersion hängt von den relativen Mengen der Mischung 26 und der Mischung 32, die nach dem Schritt 36 des Strippens verbleiben, ab so wie auch von dem Typ des oberflächenaktiven Mittels und dessen Menge (was die Oberflächenenergie der Phasen ändert). Wenn eine relativ geringe Menge an (S-EB-S/Öl)-Lösungsmittelmischung vorhanden ist – im Vergleich mit der Menge der Mischung an dem Verhältnis (Wasser/oberflächenaktives Mittel) –, so hat die Dispersion die Struktur von diskreten Tröpfchen 50 einer (S-EB-S/Öl)-Lösungsmittelmischung in einer kontinuierlichen (Wasser/oberflächenaktives Mittel)-Phase 52 – wie es in 2A gezeigt ist. In der Dispersion von 2A sind die (S-EB-S/Öl)-Teilchen 50 im Allgemeinen kugelförmig mit einer Durchschnittsgröße von nicht mehr als etwa 2 μm. Wenn die Teilchen deutlich größer sind, dann neigen sie dazu, sich abzusetzen, und die Dispersion ist nicht stabil. Wenn eine relativ große Menge an (S-EB-S/Öl)-Lösungsmittelmischung vorhanden ist, verglichen mit der Menge an (Wasser/oberflächenaktives Mittel)-Mischung, dann hat die Dispersion die Struktur von diskreten Tröpfchen 54 einer (Wasser/oberflächenaktives Mittel)-Phase in einer kontinuierlichen (S-EB-S/Öl)-Lösungsmittelmischung 56, wie in 2B gezeigt. (Die (Wasser/oberflächenaktives Mittel)-Phase wird hier nachfolgend das "Dispersionsmedium" genannt, ob sie nun die kontinuierliche Phase bildet oder während Zwischenstufen der Bearbeitung die dispergierte Phase.)
Die wässrige (S-EB-S/Öl)-in-(Wasser/oberflächenaktives Mittel)-Dispersion von 2A ist nützlich für die einzelnen Handhabungsschritte bei der Formung durch Tauchung. Die wässrige (Wasser/oberflächenaktives Mittel)-in-(S-EB-S/Öl/Lösungsmittel)-Dispersion (2B) ist ein Übergangssystem, wie es lediglich während der Herstel lung der wässrigen Dispersion vorkommt, die bei den Verfahrenschritten zur Formbildung durch Tauchung verwendet wird.
Beide Typen von Dispersionen der 2A und 2B können zu verschiedenen Zeitpunkten während des Verlaufs der Herstellung der Dispersion in den Schritten 20 bis 34 vorhanden sein, jedoch nicht miteinander koexistieren. Beispielsweise kann, bei einer bevorzugten Vorgehensweise der inversen Dispersion, wie sie in den US-Patenten 2,872,427 und 3,867,321 und dem kanadischen Patent 876,153 beschrieben sind, die Mischung 26 mit einem relativ hohen Gehalt an Lösungsmittel hergestellt werden, so dass das Volumen der S-EB-S/Öl/Lösungsmittel-Mischung 26 groß ist, verglichen mit demjenigen der Wasser/oberflächenaktives Mittel-Mischung 32. Der Mischungsschritt 34 bei einer hohen Scherrate produziert eine Dispersion einer Mischung von Wasser/oberflächenaktives Mittel in S-EB-S/Öl/Lösungsmittel. Wenn jedoch unter Vakuum das Lösungsmittel gestrippt wird und wahlweise mehr Wasser in Schritt 36 hinzugefügt wird, so ist das relative Volumen der verbleibenden Mischung von (S-EB-S/Öl) viel geringer, so dass sich die Dispersion invertiert, was zu der wässrigen (S-EB-S/Öl)-in-(Wasser/oberflächenaktives Mittel)-Dispersion gemäß 2A führt. Deshalb befindet sich der Punkt bei der Verarbeitung, an dem die Natur der Dispersion begutachtet werden soll, nach dem Schritt 36 des (Ab)Strippens, nicht bei früheren Stufen des Verfahrens.
Ein beliebiges anderes handhabbares Verfahren zum Herstellen einer Dispersion kann genauso gut verwendet werden. Beispiele für solche Vorgehensweisen sind in den US-Patenten 3,238,173, 3,503,917 und 5,120,765 offenbart.
Die im Verlauf der Schritte 20 bis 36 hergestellte Dispersion wird bevorzugt bei der Vorgehensweise des Bildens unter Tauchung verwendet. (Jedoch kann sie, wie bereits früher erörtert, bei anderen Typen von Techniken der Formung und des Aufbringens genau so gut verwendet werden.) Die Technologie des Formens durch Tauchung ist auch allgemein bei anderen Anwendungen bekannt und sie wird deshalb hier nur kurz beschrieben werden. Eine Form wird bereitgestellt, Bezugszeichen 38. Eine beliebige handhabbare Form kann verwendet werden und Beispiele derartiger Formen, die für den Erfinder von größtem Interesse sind, beinhalten eine Form der menschlichen Hand, Bezugszeichen 60, 3, und eine Form 62 eines Zylinders mit geschlossenem Ende, 4. Die Handform 60 wird dazu verwendet, elastische Handschuhe herzustellen, und die Zylinderform 62 wird dazu verwendet, Kondome für Männer zu machen.
Die Gegenstände werden zunächst dadurch hergestellt, dass die Form in ein Volumen der Dispersion, Bezugszeichen 40, getaucht wird, und danach lässt man das Wasser verdampfen (das heißt, dass man trocknen lässt) und den Film kondensieren und wahlweise wird der Film ausgewaschen, Bezugszeichen 42. Die bevorzugte Trocknungstemperatur liegt im Bereich von etwa 30 °C bis etwa 100 °C, am stärksten bevorzugt etwa 70 °C bis etwa 90 °C. Das Kondensieren lassen wird typischerweise dadurch vollzogen, dass der Gegenstand auf eine Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes der Endblöcke des S-EB-S-Blockcopolymers für eine gewisse Zeit erwärmt wird. Für übliche S-EB-S-Blockcopolymere liegt die Temperatur für die kondensierende Behandlung vorzugsweise im Bereich von etwa 120 °C bis etwa 150 °C, am stärksten bevorzugt im Bereich von etwa 130 °C bis etwa 140 °C, in allen diesen Fällen für nicht mehr als etwa 25 Minuten. Die hohen Temperaturen helfen dabei mit, gute mechanische Eigenschaften zu erzielen. Das S-EB-S-Blockcopolymer ist bei diesen Temperaturen stabil. Diese Bedingungen erlauben es auch, Gegenstände an Fertigungsreihen zum Tauchen herzustellen, wie sie zum Tauchen von Naturkautschuk beziehungsweise -gummi ausgearbeitet wurden. Jedoch können – wie nachfolgend diskutiert – die S-EB-S-Blockcopolymere dahin gehend modifiziert werden, dass ihre Glasübergangstemperatur erhöht wird, so dass die Temperatur des Kondensierens sich entsprechend erhöht. Die Zeiten und die Temperaturen der kondensierenden Behandlung können variiert werden, wobei die kürzeren Zeiten für höhere Temperaturen und die längeren Zeiten für niedrigere Temperaturen verwendet werden.
Wahlweise kann der endgültige Gegenstand in warmem Wasser ausgewaschen werden, um jegliches verbleibende oberflächenaktive Mittel zu entfernen. Die bevorzugte Auswaschzeit ist 10 Minuten oder weniger, vorzugsweise 5 Minuten oder weniger. Verbesserte Auswaschbedingungen von längerer Zeitdauer und wärmeren Temperaturen liefern verbesserte Eigenschaften des Films. Die bevorzugten Auswaschtemperaturen liegen im Bereich von etwa 30 °C bis etwa 90 °C.
Um einen derartigen Gegenstand herzustellen, wird eine ausreichend große Menge der Dispersion in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt und in einen Tank zur Tauchung gegeben, und zwar bei Umgebungstemperatur. Eine kommerziell erhältliche Form (typischerweise hergestellt aus Aluminium, Glas, Kunststoff oder Porzellan) in der Form des gewünschten Gegenstandes wird mit einem Trennmittel wie einer Aufschlämmung von Calciumcarbonat oder Calciumstearat beschichtet. Die Form wird danach in den Tank getaucht und langsam entfernt, was eine dünne gleichmäßige Schicht der wässrigen Dispersion auf der Form zurücklässt, sehr in der Weise wie eine Farbschicht auf der Form zurückbliebe, wenn sie in einen Behälter mit Farbe getaucht würde. Während der Tauchung wird die Dispersion gleichmäßig über die Oberfläche der Form durch ein Kombination von rotierenden und wellenförmig verlaufenden Bedingungen, denen die Form ausgesetzt wird, verteilt. Die Form und die darüber liegende Schicht der Dispersion werden in einem Luftstrom getrocknet, um dem Wasser in der dünnen elastomeren Schicht zu gestatten zu verdampfen, und zwar bei Umgebungstemperatur oder erhöhter Temperatur. Jede getauchte und getrocknete Schicht ist typischerweise etwa 0, 03 bis 0,20 mm dick. Die Verfahrensweise der Tauchung wird, wenn nötig, wiederholt, um eine vervollständigte Schicht in der gewünschten Dicke aufzubauen. Dünne Gegenstände, die gemäß dem erfindungsgemäßen Tauchungsverfahren hergestellt werden, haben Dicken von etwa 0,03 bis etwa 1,0 mm, abhängig von der Dicke je Schicht und der Zahl der Schichten. Es ist schwierig, die Integrität von Schichten von weniger als etwa 0,03 mm Dicke aufrechtzuerhalten. Es ist schwierig, Gegenstände mit einer größeren als etwa einer Dicke von etwa 1,0 mm durch Formung mittels Tauchung herzustellen. Nach dem Trocknen und Kondensieren lassen des Films wird der Gegenstand von der Form entfernt, die dann wieder verwendet wird. Der Gegenstand kann auf Weisen modifiziert oder behandelt werden, die mit der vorliegenden Vorgehensweise konsistent sind, beispielsweise durch Pulvern der Oberfläche, um zuzulassen, dass er leichter auf den Körper aufgleitet oder mit einer kompatiblen Nicht-Pulver-Oberflächenschicht versehen wird, um leichteres Spenden Zu ermöglichen.
Im Rahmen der vorliegenden Vorgehensweise gibt es mehrere praktische Überlegungen in Bezug auf kommerzielles Bilden von Gegenständen durch Tauchung. Der Feststoffgehalt in der Dispersion, in die die Form getaucht wird, liegt im Bereich von etwa 30 bis etwa 65 Gew.-%, am stärksten bevorzugt im Bereich von etwa 55 bis etwa 63 Gew.-%. Bei einem Feststoffgehalt von etwa 55 Gew.-% werden viele Tauchvorgänge benötigt, um eine den Spezifikationen gemäß ASTM genügende gewünschte Handschuhdicke zu erzielen. Bei einem Feststoffgehalt von etwa 60 bis 63 Gew.-% liefern zwei bis drei Tauchvorgänge befriedigende Filme mit einer Dicke von 0,25 bis 0,3 mm. Die Bedingungen des Tauchens wie die zuvor erwähnte Temperatur und die Herausziehgeschwindigkeit können variiert werden, um die gewünschte Dicke zu erzielen. Ein gleichförmiger Film wird durch Rotieren lassen oder wellenartige Bewegung der Form erzielt. Dickere Filme können so bei einem niedrigeren Gehalt der Dispersion an Feststoffen oder dadurch erzielt werden, dass man die Viskosität der Dispersion dadurch modifiziert, dass man Verdickungsmittel hinzufügt. Das bevorzugte Tauchungsverfahren verwendet nicht ein koagulierendes Mittel auf der Form. Andere Tauchungsverfahren können ebenfalls verwendet werden. Eine Perle kann leichter gebildet werden, wenn der Film heiß ist, vorzugsweise nach dem Verlassen des Ofens zum Kondensieren.
Die folgenden Beispiele illustrieren die Anwendung und die praktische Durchführung der Erfindung. Diese Beispiele werden nur im Zuge der Illustration und nicht zum Zwecke der Beschränkung gegeben und sie sollten auch nicht so interpretiert werden, dass sie die Erfindung in irgendeiner Hinsicht beschränken.
Beispiel 1
Etwa 150 Gramm einer 16 Gew.-% Toluollösung von 40 Gewichtsteilen Kraton G1650-, 40 Gewichtsteilen Kraton 1651- und 10 Gewichtsteilen Kraton 1652- S-EB-S-Blockcopolymeren, welche 56 phr Öl enthielten, wurden in etwa 100 Gramm Wasser dispergiert, das 1 Gramm des oberflächenaktiven Mittels Emcol K-8300 (erhältlich von Witco Chemical) enthält. Die Dispergierung wurde mit einer Rotor/Stator-Anordnung bei hochscherenden Bedingungen für zwei Minuten durchgeführt. Das Lösungsmittel wurde in einem so genannten Rotovap unter Wärme und Vakuum (ab)gestrippt und die Lösung wurde dann durch Zugabe von Wasser verdünnt. Die Dispersion wurde vermittels einer Operation zum Bilden unter Tauchung verwendet, um einen elastomeren Film zu bilden.
Beispiel 2
Etwa 150 Gramm einer Lösung von 40 Gewichtsteilen Kraton G1650-, 40 Gewichtsteilen Kraton G1651- und 10 Ge wichtsteilen Kraton G1652-S-EB-S-Blockcopolymeren in Cyclohexan, und enthaltend 48 phr Öl wurden in etwa 150 Gramm Wasser dispergiert, enthaltend 0,67 g Sulfosuccinat als oberflächenaktives Mittel. Die Dispergierung wurde mit einer Rotor/Stator-Anordnung unter hochscherenden Bedingungen für zwei Minuten durchgeführt. Das Cyclohexan wurde (ab)gestrippt und die Dispersion konzentriert, um eine wässrige Dispersion eines S-EB-S-Blockcopolymeren und das Öl zu erhalten. Die Dispersion wurde in einem Verfahrensschritt zur Bildung durch Tauchung verwendet, um einen elastomeren Film zu erhalten, der dann getrocknet und 10 bis 20 Minuten lang bei 80 bis 95 °C kondensieren gelassen wurde. Der resultierende Film zeigte eine hervorragende Eigenschaft in Bezug auf die mechanische Festigkeit.
Beispiel 3
Eine Dispersion wurde wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass die endgültige Dispersion als oberflächenaktives Mittel 2,5 Gew.-% Emcol K-8300 enthielt. Der durch Tauchung gebildete Film wurde 10 bis 20 Minuten lang bei 80 bis 95 °C kondensieren gelassen. Der resultierende Film zeigte in Bezug auf die mechanische Festigkeit hervorragende Eigenschaften.
Beispiel 4
Eine S-EB-S-Polymermischungszusammensetzung wurde dadurch hergestellt, dass 103,13 Gramm Kraton G1651, 154,69 Gramm Kraton G1650 und 154,69 Gramm Mineralöl in 2088 Gramm Toluol gelöst wurden. Das Molekulargewicht (Gewichtsmittel) der Polystyrolendblöcke wurde auf etwa 18000 Dalton abgeschätzt. Eine wässrige Dispersion wurde hergestellt, wobei 600 Gramm dieser Lösung und 466 Gramm Wasser verwendet wurden, die 3,25 Gramm an Emcol K-8300 und 3,25 Gramm eines Kaliumsalzes von Kolophoniumseife enthielt. Die Dispersion wurde unter Anlegen von Vakuum und Wärme in einer Rotovap- Vorrichtung nach (Ab)Strippen des Toluols konzentriert. Die resultierende wässrige Dispersion hatte einen Feststoffgehalt von etwa 54 Gew.-%.
Aus dieser Dispersion wurden Filme durch Tauchung gebildet, wobei angewärmte Kondom-Formgegenstände aus Glas verwendet wurden, wobei mehrfache Tauchvorgänge erfolgten, um eine Dicke von 0,05 bis 0,09 mm zu erhalten. Der Film wurde dann bei etwa 70 bis 80 °C nach jedem Tauchvorgang getrocknet. Nach dem letzten Tauchvorgang wurde der Film fünf Minuten lang bei 130 °C erhitzt und dann 5 Minuten lang in warmem Wasser ausgewaschen. Der Film wurde dann 25 Minuten lang auf 130 °C erwärmt, gekühlt und dann nach dem Aufbringen von Pulver von der Form abgezogen. Die auf diese Weise hergestellten Kondome hatten eine Zugfestigkeit von 22,37 MPa, ein Modul bei 500 Prozent Verlängerung von 2,69 MPa und eine Verlängerung beim Bruch von 812 Prozent.
Beispiel 5
Eine S-EB-S-Mischungsformulierung wurde wie in Beispiel 4 hergestellt, außer dass die Mischung 127,74 Gramm Kraton G1651, 151,68 Gramm Kraton G1650, 31,94 Gramm Kraton G1652 und 175,64 Gramm Mineralöl enthielt. Das Molekulargewicht (Gewichtsmittel) der Polystyrolendblöcke der Mischung wurde auf 17800 Dalton abgeschätzt.
Eine wässrige Dispersion wurde wie in Beispiel 4 hergestellt und die Dispersion wurde auf einen Feststoffgehalt von 63,23 Gew.-% konzentriert. Kondome wurden wie in Beispiel 4 in einem Dickenbereich von 0,1 bis 0,16 mm hergestellt. Die Filme hatten einen Wert für die Zugfestigkeit von 23,78 MPa, ein Modul bei 500 Prozent Verlängerung von 2,94 MPa und eine Verlängerung bei Bruch von 839 Prozent.
Proben der Kondome wurden durch Gammastrahlung mit einer Dosis von 29,9 KGy bis 39,1 KGy sterilisiert. Diese Proben zeigten eine Zugfestigkeit von 20,61 MPa, ein Modul bei 500 Prozent Verlängerung von 2,64 MPa und eine Verlängerung beim Bruch von 897 Prozent.
Beispiel 6
Eine S-EB-S-Mischungsformulierung wurde wie in Beispiel 4 hergestellt, enthielt jedoch 70 phr Mineralöl. Das Molekulargewicht (Gewichtsmittel) der Polystyrolendblöcke wurde wie im Beispiel 4 auf 18000 Dalton abgeschätzt. Dispersionen und Filme wurden wie in Beispiel 4 hergestellt, wobei 600 Gramm der Lösungsmischung und 466 Gramm Wasser verwendet wurden, die 3,25 Gramm Emcol K-8300 und 4 Gramm des oberflächenaktiven Mittels DRS 42 (erhältlich von Arizona Chemical Co.) enthielten. Die Dispersionen wurden konzentriert und aus dieser Dispersion wurden Kondome mit Dickenwerten von etwa 0,04 bis etwa 0,06 mm durch Tauchung gebildet. Die Filme zeigten eine Zugfestigkeit von 18,8 MPa, ein Modul bei 500 Prozent Verlängerung von 2 MPa und eine Verlängerung bei Bruch von 884 Prozent. Die durch Tauchung in die Dispersion gebildeten Kondome zeigten Werte für Volumina beim Platzen und Druckwerte beim Platzen, die denjenigen der durch Tauchung in eine Lösung gebildeten Filme ähnlich waren. Handschuhe wurden durch Tauchung gebildet, wobei keramische Formgebungsgegenstände und die vorstehenden Dispersionen verwendet wurden.
Beispiel 7 (zum Vergleich)
Eine S-EB-S-Lösungsformulierung wurde hergestellt, indem 242,65 Gramm Kraton G1652 und 169,9 Gramm Mineralöl in 2087,5 Gramm Toluol gemischt wurden. Eine Dispersion wurde wie in Beispiel 4 hergestellt. Das Molekulargewicht (Gewichtsmittel) der Endblöcke wurde auf 7250 Dalton abgeschätzt. Aus dieser Dispersion durch Tauchung hergestellte Kondome mit Dickenwerten von 0,05 bis 0,07 mm zeigten während des Trocknens und der Kondensierungsbehandlung des Films Anzeichen von Brüchen des Films. Die Zugfestigkeit des Films betrug 4,36 M Pa und das Modul bei 500 Prozent Verlängerung betrug auch etwa 4,36 M Pa.
Beispiel 8
Eine S-EB-S-Lösungsmischung wurde hergestellt, wobei Kraton G1651 und Kraton G1652 zusammen mit 70 phr Mineralöl in Toluol verwendet wurden. Wie in Beispiel 4 wurde eine Dispersion daraus hergestellt. Das Molekulargewicht (Gewichtsmittel) der Polystyrolendblöcke der Mischung wurde auf etwa 24000 Dalton abgeschätzt. Die Dispersion wurde auf einen Feststoffgehalt von 63,5 Prozent konzentriert und aus dieser Dispersion wurden durch Tauchung Kondome hergestellt. Die Dispersion hatte hervorragende filmbildende charakteristische Eigenschaften und eine mittlere Festigkeit.
Beispiel 9
Eine S-EB-S-Mischungszusammensetzung wurde, wie in Beispiel 5 detailliert beschrieben, mit einem Feststoffgehalt von 21 Gew.-% hergestellt. Daraus wurde eine Dispersion gemacht, wobei 3 kg der Lösung und 4 kg Wasser mit 30 Gramm Emcol K-8300 und 70 Gramm einer Kaliumseife von Kolophonium in einer Mikrofluidisierungsvorrichtung bei 2200 Pfund je Quadratzoll in drei Durchgängen verwendet wurden. Eine Vor-Dispersion wurde hergestellt, bevor die Mikrofluidisierungsvorrichtung durchlaufen wurde. Die Dispersion hatte eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,47 μm. Die Dispersion wurde gestrippt und konzentriert. Die Dispersion zeigte eine gute filmbildende Charakteristik und gute Eigenschaften bezüglich der Zugfestigkeit des Films.
Beispiel 10
Eine S-EB-S-Lösung wurde wie in Beispiel 5 hergestellt und daraus eine Dispersion gemacht, wobei die Ross-Misch vorrichtung (Serie X) verwendet wurde. Die Dispersion wurde auf einen Feststoffgehalt von 61 Gew.-% konzentriert. Die Dispersion zeigte eine gute Stabilität und eine gute Filmbildung, wie in Beispiel 5.
Die vorliegende Vorgehensweise stellt eine Technik zur Verfügung, um qualitativ hochwertige Filme aus einer wässrigen Dispersion zu bilden. Diese Filme haben vorteilhafte Eigenschaften, wie sie in den US-Patenten 5,112,900 und 5,407,715 offenbart sind, jedoch ist die Handhabungsweise unter Einsatz von Tauchung ökonomischer als die Vorgehensweise, die in diesen Patenten beschrieben ist.

Claims

Wässrige Dispersion, umfassend ein Dispersionsmedium, umfassend eine Mischung von Wasser und oberflächenaktivem Stoff, und eine Vielzahl von in dem Dispersionsmedium dispergierten Teilchen, wobei jedes Teilchen eine Mischung eines Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymers, wobei das Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer Endblöcke aufweist, von denen jeder ein Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von mehr als etwa 15000 Dalton aufweist, sowie ein Öl umfasst.
Wässrige Dispersion nach Anspruch 1, wobei die Teilchen eine Durchschnittsgröße von nicht mehr als etwa 2 μm aufweisen.
Wässrige Dispersion nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer Blockcopolymere von im Wesentlichen demselben Molekulargewicht umfasst.
Wässrige Dispersion nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer eine Mischung wenigstens zweier Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymere unterschiedlichen Molekulargewichts umfasst.
Wässrige Dispersion nach Anspruch 4, wobei wenigstens einer der S-EB-S-Blockcopolymerbestandteile ein Gesamtmolekulargewicht (Gewichtsmittel) aufweist, das wenigstens etwa 150000 Dalton übersteigt.
Verfahren zum Herstellen eines elastomeren Gegenstands, das die Schritte umfasst, dass eine wässrige Dispersion bereitgestellt wird, die ein Dispersionsmedium umfasst, das im Wesentlichen aus einer Mischung von Wasser und einem oberflächenaktiven Stoff besteht, sowie eine Vielzahl von in dem Dispersionsmedium dispergierten Teilchen, wobei jedes Teilchen eine Mischung eines Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymers und eines Öls umfasst, wobei die Endblöcke des Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymers ein Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von mehr als etwa 15000 Dalton aufweisen, Tauchen einer Form in die wässrige Dispersion und herausziehen der Form aus der wässrigen Dispersion, wobei ein Film der Dispersion auf der Form belassen wird, sowie Verdampfen des Wassers der auf der Form befindlichen Dispersion und Erwärmen des resultierenden Films, um den Film aufzuschmelzen, wodurch ein zusammenhängender dehnbarer Film auf der Form verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Bereitstellens einer wässrigen Dispersion den Schritt einschließt, dass eine Dispersion bereitgestellt wird, wobei das Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer Blockcopolymere mit im Wesentlichen demselben Molekulargewicht umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Bereitstellens einer wässrigen Dispersion den Schritt einschließt, dass eine Dispersion bereitgestellt wird, wobei das Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer eine Mischung von wenigstens zwei Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymeren unterschiedlichen Molekulargewichts umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Schritt des Bereitstellens die Schritte einschließt, dass eine erste Mischung hergestellt wird, die ein Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer, ein Öl und ein Lösungsmittel umfasst, eine zweite Mischung hergestellt wird, die Wasser und einen oberflächenaktiven Stoff umfasst, die erste und die zweite Mischung miteinander unter Hochscherbedingungen gemischt werden, so dass eine Dispersion gebildet wird, und das Lösungsmittel von der Dispersion gestrippt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der Schritte des Bereitstellens die Schritte einschließt, dass eine erste Dispersion hergestellt wird, die das Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol-Blockcopolymer, ein Lösungsmittel und Wasser umfasst, das Lösungsmittel aus der ersten Dispersion gestrippt wird, eine zweite Dispersion hergestellt wird, die Öl und Wasser umfasst, und die gestrippte erste Dispersion und die zweite Dispersion miteinander gemischt werden, so dass eine dritte Dispersion gebildet wird.