DE10297860B3

DE10297860B3 - Beschleunigerzusammensetzung und dessen Verwendung

Info

Publication number: DE10297860B3
Application number: DE10297860.3A
Authority: DE
Inventors: Shiping Wong; Yun-Siung Tony Yeh; Randall Wenig; Wong Weicheong
Original assignee: Allegiance Corp
Current assignee: Allegiance Corp
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2022-03-13
Also published as: US20110203596A1; WO2002090430A1; DE10297863B3; NZ522334A; ES2219191B1; US20090326102A1; US20020173563A1; JP2004532752A; GB2388372B; US20040169317A1; KR20030013404A; DE10296456B4; ES2219191A1; US8273810B2; GB0317582D0; CA2408626C; CA2408626A1; DE10296456T5; KR100855259B1; JP4116884B2

Abstract

Beschleunigerzusammensetzung zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung von elastomeren Polyisopren-Gegenständen, wobei die Beschleunigerzusammensetzung umfasst: eine Dithiocarbamatverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zinkdiethyldithiocarbamat (ZDEC), Zinkdimethyldithiocarbamat (ZMD), Natriumdimethyldithiocarbamat (SMD), Wismutdimethyldithiocarbamat (BMD), Calciumdimethyldithiocarbamat (CAMD), Kupferdimethyldithiocarbamat (CMD), Bleidimethyldithiocarbamat (LMD), Selen-dimethyldithiocarbamat (SEMD), Natriumdiethyldithiocarbamat (SDC), Ammoniumdiethyldithiocarbamat (ADC), Kupferdiethyldithiocarbamat (CDC), Blei-diethyldithiocarbamat (LDC), Selendiethyldithiocarbamat (SEDC), Tellur-diethyldithiocarbamat (TEDC), Zinkdibutyldithiocarbamat (ZBUD), Natrium-dibutyldithiocarbamat (SBUD), Dibutylammoniumdibutyldithiocarbamat (DBUD), Zinkdibenzyldithiocarbamat (ZBD), Zinkmethylphenyldithiocarbamat (ZMPD), Zinkethylphenyldithiocarbamat (ZEPD), Zinkpentamethylen-dithiocarbamat (ZPD), Calciumpentamethylendithiocarbamat (CDPD), Bleipentamethylen-dithiocarbamat (LPD), Natriumpentamethylendithiocarbamat (SPD), Piperidinpentamethylen-dithiocarbamat (PPD) und Zinklopetidendithiocarbamat (ZLD); eine Thiazolverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zink-2-mercaptobenzothiazol (ZMBT), 2-Mercaptobenzothiazol (MBT), Kupfer-dimercaptobenzothiazol (CMBT), Benzthiazyldisulfid (MBTS) und 2-(2',4'-Dinitrophenylthio)benzthiazol (DMBT); und eine Guanidinverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Diphenylguanidin (DPG), Diphenylguanidinacetat (DPGA), Diphenylguanidinoxalat (DPGO), Diphenylguanidinphthalat (DPGP), Di-o-tolylguanidin (DOTG), Phenyl-o-tolylguanidin (POTG) und Triphenylguanidin (TPG).

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft das Gebiet der elastomeren Gegenstände, die im medizinischen Bereich verwendet werden. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Beschleunigerzusammensatzung zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung elastomerer Polyisopren-Gegenstände für medizinische Verwendungen, sowie die Verwendung der Beschleunigerzusammensetzung zur Herstellung von elastomeren Polyisopren-Gegenständen.
Hintergrund der Erfindung
Das Herstellungsverfahren zur Produktion von elastomeren Gegenständen aus natürlichem oder künstlichem Kautschuklatex beinhaltet eine Härtungsstufe, während der eine Vernetzung oder Vulkanisation durch Schwefelgruppen zwischen den Polymereinheiten auftritt. Herkömmliche Verfahren zur Herstellung elastomerer Gegenstände aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk umfassen typischerweise das Herstellen einer Latexdispersion oder -emulsion, das Eintauchen einer Tauchform in der Gestalt des herzustellenden Gegenstands in den Latex und das Härten des Latex, während dieser auf der Tauchform ist. Wünschenswerte Eigenschaften bestimmter elastomerer Gegenstände, z. B. Zugfestigkeit, werden durch die Vernetzungs- und Härtungsstufen des Herstellungsverfahrens wesentlich beeinflusst.
Die Verwendung von Vulkanisations- oder Schwefelvernetzungs-Beschleunigerverbindungen bei der Herstellung von Kautschukgegenständen ist gut bekannt. Herkömmliche Vulkanisationsbeschleuniger enthalten Thiocarbamate, Thiazole, Guanidine, Thioharnstoffe, Amine, Disulfide, Thiurame, Xanthate und Sulfenamide. Die Verwendung von Vulkanisationsbeschleunigern bei der Herstellung von Polyisoprenkautschuk ist bei D'Sidocky et al., US-Patent Nr. 5 744 552 und Rauchfuss et al., US-Patent Nr. 6 114 469 offenbart. Bestimmte Gebiete, in denen elastomere Gegenstände benötigt werden, z. B. das Gebiet der Medizin, verwenden spezifische Typen an Ausrüstung und Verarbeitungstechniken, die den spezifischen Leistungs- und Vorschriftsanforderungen für den jeweils produzierten Gegenstand Rechnung tragen.
Die Verwendung von natürlichem Kautschuklatex bei der Herstellung bestimmter Gegenstände, z. B. medizinischer Handschuhe, war mit nachteiligen Eigenschaften verbunden, z. B. allergischen Reaktionen, wobei angenommen wird, dass einige von ihnen durch natürliche Proteine oder Allergene, die im natürlichen Kautschuklatex und dem Endprodukt vorliegen, verursacht werden. Von steigendem Interesse auf medizinischem Gebiet, insbesondere auf dem Gebiet der Handschuhe, sind synthetische elastomere Produkte und Herstellungsverfahren, die die Wahrscheinlichkeit von potentiellen nachteiligen Reaktionen des Verwenders oder Trägers insgesamt reduzieren oder vermeiden.
EP 0 824 896 A1 beschreibt einen Gegenstand aus einem flexiblen Kunststoff und/oder Gummi, der mit einem Teilbereich der Oberfläche, die zur Berührung mit menschlicher Haut ausgebildet ist, mit einer Gleitschicht versehen ist.
US 2 684 391 beschreibt die Vulkanisierung eines Gummilatex und Verwendung einer Beschleuniger-Zusammensetzung aus einem Dithiocarbamat und einem Amin. Als eines der geeigneten Amine wird unter anderem Diphenylguanidin genannt.
WO 00/25840 beschreibt Handschuhe aus natürlichen oder synthetischen Elastomeren, wobei für den Fall des Einsatzes von natürlichem Kautschuk/Latex die Verwendung von vernetzenden Additiven, Beschleunigern und Stabilisatoren beschrieben ist.
EP 0 915 133 beschreibt elastomere Artikel, die aus einem vulkanisierbaren ungesättigten Nitril-konjugierten Diencopolymer hergestellt sind.
Synthetische elastomere Polyisoprengegenstände, wie z. B. Handschuhe, sind bekannt und sind auf dem Fachgebiet als Alternative zur Verwendung von natürlichem Latex von Interesse. Im Handel verfügbare synthetische Handschuhe enthalten solche Elastomere, die aus Polychloropren (Neopren), carboxyliertem Acrylnitrilbutadien(nitril), Styrol-Isopren-Styrol/Styrol-Ethylen-Butylen-Styrol-Blockcopolymeren, Polyurethan und Polyisopren bestehen.
Polyisopren ist infolge seiner chemischen Ähnlichkeit mit natürlichem Kautschuk wie auch infolge seiner physikalischen Eigenschaften, wie Gefühl, Weichheit, Modul, Dehnung und Zugfestigkeit, eines der bevorzugtesten Polymere. Ein derartiger Polyisopren-Handschuh ist im Handel von Maxxim Medical (Clearwater, FL) erhältlich.
Ein Großteil der Handschuhherstellungsverfahren sind Tauchsysteme auf Wasserbasis. Es ist bekannt, dass Systeme auf Lösungsmittelbasis für Polyisopren möglich sind, obgleich solche Systeme zur Herstellung und Formung von elastomeren Gegenständen für medizinische Anwendungen schlecht geeignet sind. Eine Schwierigkeit auf dem Gebiet der Handschuhe beispielsweise ist die Entwicklung von Verfahren und Materialien, die einen dünnen elastomeren Gegenstand mit wünschenswerten Eigenschaften, z. B. hoher Zugfestigkeit, produzieren.
Ein anderer Nachteil von Systemen auf Lösungsmittelbasis ist die Lösungsmitteltoxizität. Ein Verfahren und Materialien, die die Notwendigkeit für die Verwendung von toxischen Lösungsmitteln beseitigen oder reduzieren würden, gleichzeitig aber ein Produkt mit wünschenswerten Eigenschaften für medizinische Anwendungen liefern, sind immer noch in der Entwicklung.
Dementsprechend besteht auf dem Gebiet medizinischer Vorrichtungen ein Bedarf für verbesserte Herstellungsverfahren zur Herstellung synthetischer elastomerer Gegenstände. Besonders wünschenswert wären Verfahren, die Polyisoprengegenstände, wie z. B. chirurgische Handschuhe, produzieren können, welche die wünschenswerten Eigenschaften besitzen, die in dem Gegenstück aus natürlichem Kautschuk gefunden werden, während gleichzeitig eine wirtschaftliche und kosteneffektive Herstellung ermöglicht wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Anmelder haben eine Dreikomponenten-Beschleunigerzusammensetzung für Schwefel-vernetzbaren Polyisoprenlatex gefunden, die mit Latex in einem Verfahren zur Herstellung von elastomeren Gegenständen mit wünschenswerten Eigenschaften (z. B. Zugfestigkeit) ähnlich denen aus natürlichem Kautschuk, aber ohne vorliegende Proteine und Allergene aus natürlichem Kautschuklatex, verwendet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Beschleunigersystem für medizinische Anwendungen geeignet ist, bei denen dünne geformte elastomere Gegenstände erforderlich sind, z. B. Handschuhe.
Darüber hinaus erlaubt die Beschleunigerzusammensetzung und die erfindungsgemäße Verwendung die Verwendung eines lösungsmittelfreien Verfahrenssystems auf Wasserbasis im Gegensatz zu einem Verfahrenssystem auf Lösungsmittelbasis. Der resultierende Gegenstand hat Eigenschaften, die denen ähnlich sind, die unter Verwendung des Systems auf Lösungsmittelbasis produziert werden. Dementsprechend kann die Verwendung von Lösungsmitteln reduziert oder vermieden werden, und eine Lösungsmitteltoxizität kann entsprechend erfindungsgemäß vermieden werden.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine herkömmliche Herstellungsapparatur und äußerst einfach erhältliche Materialien erfindungsgemäß verwendet werden können, um den Handschuh aus synthetischem Polyisopren herzustellen, ohne dass die Notwendigkeit für neue oder teure zusätzliche Materialien oder Apparaturen besteht. Darüber hinaus sind erfindungsgemäß keine neuen Verfahrensstufen erforderlich und die Erfindung kann einfach in existierenden Handschuhherstellungsverfahren und -systeme umgesetzt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die compoundierte (oder gebrauchsfertige) Polyisoprenlatexzusammensetzung, die erfindungsgemäß formuliert wurde, eine verlängerte Lagerstabilität aufweist. Beispielsweise kann die Vorhärtungs-Lagerstabilität der compoundierten Polyisoprenlatexzusammensetzung (d. h. der Zeitraum vor Verwendung der compoundierten Polyisoprenlatexzusammensetzung in den Eintauch- und Härtungsstufen) bis zu 8 Tagen ausgedehnt werden, während der typische derzeitige Zeitraum 3 bis 5 Tage beträgt. Durch Verlängerung der Lagerungszeit des Latex kann die Menge an Abfall-Latex deutlich reduziert werden, und es wird eine größere Flexibilität bei der Planung von Herstellungsverfahren ermöglicht.
Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die erfindungsgemäße Verwendung für deutlich verringerte Vorhärtungsprozess-Parameter (niedrigere Temperatur und kürzere Zeiträume als die herkömmlich verwendeten) und niedrigere Eintauchtemperaturen im Herstellungsverfahren sorgt. Dementsprechend werden im Vergleich zu herkömmlichen Herstellungspraktiken deutliche Kosten- und Resourcenvorteile erzielt.
Elastomere Gegenstände, die durch die erfindungsgemäße Verwendung hergestellt werden, können Zugfestigkeiten von über 20,68 MPa (3000 psi) (gemessen gemäß ASTM D412) aufweisen, und zwar selbst nach 7 Tage langer Lagerung des Latex vor Verwendung im Herstellungsverfahren für Gegenstände.
Die vorliegende Erfindung gibt auch eine Beschleunigerzusammensetzung zur Verwendung bei der Herstellung elastomerer Polyisopren-Gegenstände an, die umfasst: eine Dithiocarbamatverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zinkdiethyldithiocarbamat (ZDEC), Zinkdimethyldithiocarbamat (ZMD), Natriumdimethyldithiocarbamat (SMD), Wismutdimethyldithiocarbamat (BMD), Calciumdimethyldithiocarbamat (CAMD), Kupferdimethyldithiocarbamat (CMD), Bleidimethyldithiocarbamat (LMD), Selen-dimethyldithiocarbamat (SEMD), Natriumdiethyldithiocarbamat (SDC), Ammoniumdiethyldithiocarbamat (ADC), Kupferdiethyldithiocarbamat (CDC), Blei-diethyldithiocarbamat (LDC), Selendiethyldithiocarbamat (SEDC), Tellur-diethyldithiocarbamat (TEDC), Zinkdibutyldithiocarbamat (ZBUD), Natrium-dibutyldithiocarbamat (SBUD), Dibutylammoniumdibutyldithiocarbamat (DBUD), Zinkdibenzyldithiocarbamat (ZBD), Zinkmethylphenyldithiocarbamat (ZMPD), Zinkethylphenyldithiocarbamat (ZEPD), Zinkpentamethylen-dithiocarbamat (ZPD), Calciumpentamethylendithiocarbamat (CDPD), Bleipentamethylen-dithiocarbamat (LPD), Natriumpentamethylendithiocarbamat (SPD), Piperidinpentamethylen-dithiocarbamat (PPD) und Zinklopetidendithiocarbamat (ZLD); eine Thiazolverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zink-2-mercaptobenzothiazol (ZMBT), 2-Mercaptobenzothiazol (MBT), Kupferdimercaptobenzothiazol (CMBT), Benzthiazyldisulfid (MBTS) und 2-(2',4'-Dinitrophenylthio)benzthiazol (DMBT); und eine Guanidinverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Diphenylguanidin (DPG), Diphenylguanidinacetat (DPGA), Diphenylguanidinoxalat (DPGO), Diphenylguanidinphthalat (DPGP), Di-o-tolylguanidin (DOTG), Phenyl-o-tolylguanidin (POTG) und Triphenylguanidin (TPG).
Bevorzugte erfindungsgemäße Beschleunigerzusammensetzungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Beschleunigerzusammensetzung Zink-diethylthiocarbamat (ZDEC), Zink-2-mercaptobenzothiazol (ZMBT) und Diphenylguanidin (DPG) auf und wird in Verbindung mit einem Stabilisator verwendet. Vorzugsweise ist der Stabilisator ein Erdalkalimetallcaseinatsalz, z. B. Natriumcaseinat.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die erfindungsgemäße Beschleunigerzusammensetzung kann in Verbindung mit einer herkömmlichen Apparatur und herkömmlichen Materialien, von denen bekannt ist, dass sie bei der Herstellung von elastomeren Gegenständen, die aus Polyisopren bestehen, zu verwenden sind, verwendet werden. Im allgemeinen beginnt das Verfahren mit der Herstellung der compoundierten Polyisoprenlatexzusammensetzung. Der synthetische Polyisoprenlatex wird mit der Beschleunigerzusammensetzung, einem Stabilisator und zusätzlichen Ingredienzien kombiniert, um die erfindungsgemäße Polyisoprenlatexzusammensetzung herzustellen.
Die Funktion des Beschleunigers besteht darin, die Vulkanisationsgeschwindigkeit zu erhöhen oder die Vernetzung von Polyisopren unter Verstärkung der Härtungseigenschaften des Latex während der Härtungsstufen des Verfahrens zu verstärken. Vor den Stufen des Eintauchens und Härtens kann der compoundierte Latex, der die Beschleunigerzusammensetzung enthält, unmittelbar verwendet werden oder kann vor seiner Verwendung im Eintauchverfahren über einen Zeitraum gelagert werden.
Wenn die compoundierte Polyisoprenlatexzusammensetzung gebrauchsfertig ist, oder nach Lagerung, wird zuerst eine Tauchform in der Gesamtgestalt des herzustellenden Gegenstands in eine Koagulanszusammensetzung eingetaucht, um eine Koagulansschicht direkt auf der Tauchform zu bilden. Als nächstes wird die mit Koagulans überzogene Tauchform getrocknet und dann in die compoundierte Polyisoprenlatexzusammensetzung eingetaucht.
Die mit Latex überzogene Tauchform wird dann der Härtungsstufe unterzogen. Der Latex wird direkt auf der Tauchform bei erhöhten Temperaturen gehärtet, so dass ein Gegenstand in Gestalt der Tauchform produziert wird. Typischerweise werden auch weitere Stufen durchgeführt, wie z. B. Waschen mit Wasser und Bördeln des Umschlags. Diese Techniken sind auf dem Fachgebiet gut bekannt. Es werden oft noch zusätzliche Nachbehandlungsverfahren und technische Stufen werden durchgeführt, wie z. B. Schmieren und Beschichten, Halogenieren (z. B. Chlorierung) und Sterilisation.
Erfindungsgemäß kann eine Vielzahl elastomerer Gegenstände hergestellt werden. Solche elastomeren Gegenstände umfassen medizinische Handschuhe, Kondome, Sondenüberzüge (z. B. für Ultraschall- oder Transducer-Sonden), Zahnseide, Fingerlinge und Katheter. Da die Erfindung zahlreiche Vorteile und Nutzen in verschiedener Weise liefert, kann für eine beliebige Form eines elastomeren Gegenstands, der aus Polyisopren bestehen kann, aus der Anwendung der Erfindung Nutzen gezogen werden.
Polyisoprenlatex ist die Hauptkomponente der Vorhärtungslatexzusammensetzung. Geeigneter Polyisoprenlatex, der verwendet werden kann, ist leicht verfügbar und kann aus einer Reihe von Handelsquellen bezogen werden, diese umfassen: Kraton^TM Corporation, Houston, TX; Shell International Corporation, Houston, TX; Apex Medical Technologies, Inc. San Diego, CA und Aqualast^TM E0501, erhältlich von Lord Corporation, Erie, PA. Zusätzlich zu Polyisopren können auch Polyisopren-Copolymere und Polyisoprenmischungen eingesetzt werden.
Polyisopren-Copolymere, die verwendet werden können, umfassen ein beliebiges Copolymer, das eine Isoprenmonomereinheit hat und das eine ausreichend ähnliche chemische Struktur sowie Polyisopreneigenschaften hat, damit die wünschenswerten Eigenschaften des Polyisoprenprodukts gezeigt werden können, wenn eine Kombination mit der Beschleunigerzusammensetzung und eine Herstellung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt.
Geeignete Polyisoprenmischungen können folgende Komponenten umfassen: natürlichen Kautschuklatex; Polydien und seine Copolymere, z. B. Polybutadien; substituiertes Polydien, z. B. Polychloropren; thermoplastische Materialien, wie z. B. Polyurethan.
Die erfindungsgemäße Beschleunigerzusammensetzung enthält mindestens eine Dithiocarbamat-, mindestens eine Thiazol- und mindestens eine Guanidinverbindung. Vorzugsweise ist die Dithiocarbamatverbindung zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung Zinkdiethyldithiocarbamat, auch bekannt als ZDEC oder ZDC. Geeignetes ZDEC, das verwendet werden kann, umfaßt Bostex^TM 561 (im Handel erhältlich von Akron Dispersions, Akron, OH). Die bevorzugte Thiazolverbindung zur Verwendung in der Erfindung ist Zink-2-mercaptobenzothiazol, auch bekannt als Zinkdimercaptobenzothiazol oder ZMBT.
Geeignetes ZMBT, das verwendet werden kann, umfaßt Bostex^TM 482A (im Handel erhältlich von Akron Dispersions, Akron, OH). In einer bevorzugten Ausführungsform ist die in der Beschleunigerzusammensetzung verwendete Guanidinverbindung Diphenylguanidin, auch als DPG bekannt. Geeignetes DPG, das verwendet werden kann, umfaßt Bostex^TM 417 (im Handel verfügbar von Akron Dispersions, Akron, OH).
Andere Dithiocarbamat-, Thiazol- und Guanidinderivate können ebenfalls erfindungsgemäß verwendet werden, vorausgesetzt jedes ist chemisch kompatibel mit den restlichen zwei verwendeten Beschleunigerverbindungen, d. h. stört die Funktionalität dieser im wesentlichen nicht. Dithiocarbamatderivate umfassen: Zinkdimethyldithiocarbamat (ZMD), Natriumdimethyldithiocarbamat (SMD), Wismutdimethyldithiocarbamat (BMD), Calciumdimethyldithiocarbamat (CAMD), Kupferdimethyldithiocarbamat (CMD), Bleidimethyldithiocarbamat (LMD), Selendimethyldithiocarbamat (SEMD), Natriumdiethyldithiocarbamat (SDC), Ammoniumdiethyldithiocarbamat (ADC), Kupferdiethyldithiocarbamat (CDC), Bleidiethyldithiocarbamat (LDC), Selendiethyldithiocarbamat (SEDC), Tellur-diethyldithiocarbamat (TEDC), Zinkdibutyldithiocarbamat (ZBUD), Natrium-dibutyldithiocarbamat (SBUD), Dibutylammoniumdibutyldithiocarbamat (DBUD), Zinkdibenzyldithiocarbamat (ZBD), Zinkmethylphenyldithiocarbamat (ZMPD), Zinkethylphenyldithiocarbamat (ZEPD), Zinkpentamethylen-dithiocarbamat (ZPD), Calciumpentamethylendithiocarbamat (CDPD), Bleipentamethylen-dithiocarbamat (LPD), Natriumpentamethylendithiocarbamat (SPD), Piperidinpentamethylen-dithiocarbamat (PPD) und Zinklopetidendithiocarbamat (ZLD).
Andere Thiazolderivate, die verwendet werden können, umfassen 2-Mercapto-benzothiazol (MBT), Kupfer-dimercaptobenzothiazol (CMBT), Benzthiazyldisulfid (MBTS) und 2-(2',4'-Dinitrophenylthio)benzthiazol (DMBT).
Andere Guanidinderivate, die verwendet werden können, umfassen Diphenylguanidinacetat (DPGA), Diphenylguanidinoxalat (DPGO), Diphenylguanidinphthalat (DPGP), Di-o-tolylguanidin (DOTG), Phenyl-o-tolylguanidin (POTG) und Triphenylguanidin (TPG).
Die Verhältnismengen und Verhältnisse der Beschleunigerzusammensetzung können etwas variieren, vorausgesetzt, dass alle drei Ingredienzien, d. h. Dithiocarbamat-, Thiazol- und Guanidinverbindung, vorhanden sind. Was die bevorzugten Beschleunigeringredienzien angeht, so kann jede der Beschleunigerverbindungen Zinkdiethyldithiocarbamat (ZDEC), Zink-2-mercaptobenzothiazol (ZMBT) und Diphenylguanidin (DPG) in einer Einzelmenge im Bereich von 0,50 phr (Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Kautschuk) bis 1,00 phr Trockengewicht pro 100 Teile Isopren vorliegen. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäßen Beschleunigerzusammensetzungen umfassen ZDEC:ZMBT:DPG-phr-Trockengewichtsverhältnisse, die im Bereich von 0,50:0,50:0,50 phr bis 1,00:1,00:1,00 phr liegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Stabilisator ausgewählt aus der Gruppe, die aus Milchproteinsalzen, anionischen oberflächenaktiven Mitteln, wie z. B. Natriumlaurylsulfate und Sorbitanfettsäureester besteht, in Verbindung mit der Beschleunigerzusammensetzung verwendet. Es kann ein beliebiger Stabilisator, der auf dem Fachgebiet zur Verwendung in härtbaren Latexsystemen bekannt ist, verwendet werden, vorausgesetzt, dass er mit den anderen Ingredienzien chemisch kompatibel ist und die gewünschte Funktion erfüllt, d. h. die Stabilisierung des compoundierten Vorhärtungs-Polyisoprenlatex verlängert. Es kann eine Vielzahl von Stabilisatoren eingesetzt werden, einschließlich Milchproteinsalze, anionische oberflächenaktive Mittel, wie z. B. Natriumlaurylsulfate und Sorbitanfettsäureester.
Milchproteinsalze sind zur Verwendung als Stabilisator bevorzugt. Insbesondere Erdalkalimetallcaseinatsalze sind bevorzugt. Verwendet werden können auch Natriumcaseinat, Kaliumcaseinat, Mangancaseinat und Zinkcaseinat und Kombinationen davon. Zur Verwendung als Stabilisator ist Natriumcaseinat am meisten bevorzugt (im Handel verfügbar von Technical Industries, Inc., Peacedale, RI).
Anionische oberflächenaktive Mittel, die als Stabilisatoren für die Erfindung verwendet werden können, umfassen Rhodopex^® ES (eine Zusammensetzung, die Natriumlauryl(3)sulfat als aktiven Bestandteil hat, erhältlich von Rhodia, Cranbury, NJ) und Rhodacal^® DS-10 (eine Zusammensetzung mit einem verzweigten Natriumdodecylbenzol als Wirkstoff, erhältlich von Rhodia, Cranbury, NJ).
Sorbitanfettsäureester als oberflächenaktive Mittel, die als Stabilisatoren in der Erfindung verwendet werden können, umfassen Polyoxyethylensorbitanfettsäureester, wie z. B. Tween^® 80 (ein Polysorbat, erhältlich von ICI Americas, Inc., Wilmington, DE).
Die Stabilisatormenge, die in der Vorhärtungs-Polyisoprenlatexzusammensetzung vorliegt, liegt vorzugsweise im Bereich von 0,50 phr Trockengewicht bis 1,00 phr Trockengewicht (pro 100.00 Teile Trockengewicht Polyisopren) vor. Vorzugsweise liegt eine Stabilisatormenge von 0,75 phr Trockengewicht vor.
Zusätzlich zu dem Polyisopren, der Beschleunigerzusammensetzung und dem Stabilisator können weitere Bestandteile, die das Herstellungsverfahren verbessern oder erleichtern, in der compoundierten Polyisoprenlatexzusammensetzung enthalten sein. Die compoundierte Polyisoprenlatexzusammensetzung kann auch Katalysatoren (oder Beschleunigerinitiatoren), wie z. B. Erdalkalimetalloxide und Methyloxide, vorzugsweise Zinkoxid (ZnO) (im Handel erhältlich von Maxxim Medical, Eaton, OH); Härtungsmittel (oder Vernetzungsmittel), z. B. elementaren Schwefel (z. B. Bostex^TM 378, im Handel erhältlich von Akron Dispersion, Akron, OH), organische Sulfide oder andere Schwefeldonorverbindungen; und Antioxidanzien, z. B. Wingstay^TM L (z. B. das butylierte Reaktionsprodukt von p-Cresol und Dicyclopentadien (DCPD) wie Bostex^TM 24, erhältlich von Akron Dispersion, Akron, OH), aufweisen.
Herstellung einer Polyisoprenlatexzusammensetzung
Die compoundierte Polyisoprenlatexzusammensetzung gemäß der Erfindung kann unter Anwendung des folgenden allgemeinen Verfahrens hergestellt werden: Polyisoprenlatex (typischerweise 60% Feststoffe) und der Stabilisator (z. B. Natriumcaseinat) werden bei Umgebungstemperatur (20°C bis 25°C) kombiniert. Nach Mischen für eine gewisse Zeit wird das Gemisch dann mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von 40% verdünnt.
Wingstay L wird dann zugesetzt, und das Gemisch wird 15 min gerührt. Zu diesem Zeitpunkt kann der pH-Wert auf einen Bereich von 8,5 bis 9,0 eingestellt werden. Zinkoxid wird zugesetzt, anschließend werden der Schwefel und die Beschleunigerverbindungen zugesetzt. Bevorzugte Beschleunigerverbindungen sind ZDEC, ZMBT und DPG und diese werden in Verhältnissen im Bereich von 0,50:0,50:0,50 phr bis 1,00:1,00:1,00 phr Trockengewicht pro 100,0 Teile Polyisopren zugesetzt.
Das Gemisch wird dann auf eine Temperatur im Bereich von 20°C bis 40°C, vorzugsweise von 25°C bis 30°C, unter kontinuierlichem Rühren für einen Zeitraum, der von 1,5 h bis 2,5 h reicht, vorzugsweise 2 h, unter Verwendung eines Magnetrührers und einer Heizplatte erwärmt.
Das Gemisch wird dann auf eine Temperatur im Bereich von weniger als 25°C, typischerweise in einem Bereich von 15°C bis 20°C, abgekühlt. Der compoundierte Latex wird vorzugsweise bei Umgebungstemperaturen im Bereich von 15°C bis 20°C gelagert. Bei diesen Temperaturen kann die compoundierte Polyisoprenlatexzusammensetzung für Zeiträume, die bis zu acht Tage dauern, vor ihrer Verwendung im Tauch- und Härtungsverfahren gelagert werden.
Herstellung eines Polyisopren-Handschuhs
Anfangs kann der pH-Wert des compoundierten Polyisoprenlatex auf einen pH-Wert von 10 eingestellt werden. Eine Handschuhtauchform wird in einem Ofen auf eine Temperatur von 70°C vorerwärmt und dann in eine vorher hergestellte Koagulanszusammensetzung mit einer Temperatur von 55°C für einen Zeitraum eingetaucht und dann daraus entfernt. Als nächstes wird die mit Koagulans überzogene Tauchform in einen Trocknungsofen mit 70°C für eine Zeit gebracht, die ausreicht, um das Koagulans zu trocknen, typischerweise 5 min.
Die mit Koagulans überzogene Tauchform wird aus dem Ofen entfernt und in den compoundierten Isoprenlatex mit Umgebungstemperatur oder einer Temperatur, die im Bereich von 20°C bis 25°C liegt, eingetaucht. Die überzogene Tauchform wird entfernt und in einen Ofen mit einer Temperatur von 70°C für eine 1 min gestellt.
Der Handschuh und die Tauchform werden aus dem Ofen entfernt und für 5 min in einen Wasserwaschtank mit einer Temperatur von 65°C gelegt. Der Handschuh und die Tauchform werden aus dem Waschtank entfernt und bei 70°C für einen Zeitraum getrocknet, der ausreicht, um den Handschuh zu trocknen, typischerweise 5 min. Dies ist das Ende der ersten Härtungsstufe.
In der zweiten Härtungsstufe werden der Handschuh und die Tauchform für 20 min in einen Ofen, der auf eine Temperatur von 120°C erwärmt ist, gelegt. Der Handschuh und die Tauchform werden entfernt und auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Schließlich wird der Handschuh von der Tauchform abgestreift.
Die Handschuhe werden dann entsprechend den besonderen Erfordernissen weiter behandelt, z. B. unter Verwendung von Schmierungs-, Beschichtungs-, Halogenierungs- und Sterilisierungstechniken, die alle herkömmlicher Art sind. In das allgemeine Verfahren können auch weitere konventionelle Schritte einbezogen werden.
Bei Herstellung gemäß der Erfindung weisen elastomere Gegenstände, z. B. Handschuhe, die folgenden physikalischen Eigenschaften auf: eine Zugfestigkeit größer als 20,68 MPa (3000 psi), eine Reißdehnung größer als 750% und einen Zugmodul von nicht weniger als 2,068 MPa (300 psi) bei einer Dehnung von 300%, gemessen gemäß ASTM D412.
Andere elastomere Polyisopren-Gegenstände können unter Verwendung von Verfahren, die den hierin beschriebenen ähnlich sind, in Kombination mit einer herkömmlichen Apparatur und herkömmlichen Techniken, die auf dem Fachgebiet leicht verfügbar sind, hergestellt werden. Beispielsweise kann ein elastomerer Gegenstand in Form eines Kondoms unter Verwendung einer Kondom-Tauchform hergestellt werden.
BEISPIELE
BEISPIEL 1
Herstellung eines Polyisopren-Handschuhs
Polyisoprenlatex (Kraton^TM IR PR401 Charge # 000313 mit 64,40% TSC, erhalten von Shell International Corporation, Houston, TX) wurde mit Wasser verdünnt. Natriumcaseinat (erhalten von Technical Industries, Inc., Peacedale, RI) wurde dann zu dem Gemisch gegeben, und es wurde bei Umgebungstemperatur gerührt. Unter kontinuierlichem Rühren wurden Zinkoxid- und Schwefeldispersionen zu dem Gemisch gegeben.
Die Beschleunigerverbindungen ZDEC (von Akron Dispersions, Akron OH), ZMBT und DPG (von Akron Dispersions, Akron, OH) wurden zu Dispersionen formuliert und dann zugesetzt. Wingstay^TM L wurde zugesetzt, und das Gemisch wurde für 15 min gerührt.
Die Zusammensetzungen wurden mit Wasser auf einen Feststoffgehalt von 37,0% verdünnt. Der pH-Wert wurde unter Verwendung von Ammoniumhydroxid auf 10,7 eingestellt. Die Zusammensetzung wurde bei einer Temperatur von 25°C gehalten und unter kontinuierlichem Rühren für 24 h bei einer Temperatur von unter 25°C gelagert.
Nachfolgend wird eine Zusammenstellung der Formulierungsingredienzien und ihrer entsprechenden Menge angegeben. Alle Prozentangaben sind Gewichtsprozente, wenn nichts anderes angegeben ist. Latexformulierung:

Bestandteile Teile (phr) Trockengewicht

Polyisopren 100,00

ZDEC 0,50

ZMBT 0,50

DPG 1,00

Natriumcaseinat 0,75

ZnO 0,50

Schwefel 1,25

Wingstay^TM L 2,00
Eine Handschuh-Tauchform wurde in einem Ofen auf 100°C vorerwärmt, entfernt und in ein Koagulans, bestehend aus 80,65% weichem Wasser, 13,65% Calciumnitrat, 5,46% Calciumcarbonat, Netzmittel (Surfonyl^TM TG 0,2%), Cellulose (Cellosize^TM QP 52000) 0,04%), mit einer Temperatur von 56°C für einen Zeitraum von 30 s eingetaucht und entfernt. Die mit Koagulans überzogene Tauchform wurde auf eine Temperatur von 58°C gekühlt und wurde für einen Zeitraum, der ausreicht, um das Koagulans zu trocknen, in einen Trocknungsofen mit einer Temperatur von 100°C gelegt.
Die mit Koagulans überzogene Tauchform wurde aus dem Ofen entfernt und in die compoundierte Polyisoprenlatexzusammensetzung der Formel 1 mit einer Temperatur von 25°C für einen Zeitraum von 0,8 min getaucht. Die überzogene Tauchform wurde entfernt und in einen vorgeheizten Ofen mit einer Temperatur von 130°C für einen Zeitraum von 0,8 min gebracht.
Die überzogene Tauchform wurde dann aus dem Ofen entfernt und in einen Wasserwaschtank mit einer Temperatur von 50°C für einen Zeitraum von 5,0 min gebracht. Die Tauchform wurde aus dem Waschtank entfernt und für 30 s in einen Ofen mit einer Temperatur von 70°C gelegt.
Die Tauchform wurde aus dem Ofen entfernt und in einen Silicontank mit einer Temperatur von 40°C für 30 s eingetaucht. Die Tauchform wurde aus dem Silicontank entfernt und der Handschuh wurde, während er noch auf der Tauchform war, unter Verwendung eines Bördelrollers am Umschlag gebördelt.
Die Tauchform wurde dann in einen Ofen für die zweite Härtungsstufe gebracht und durch eine Zone mit Temperaturen im Bereich von 110°C bis 135°C über eine Gesamtzeit, die über einen Zeitraum von 9,5 min ging, bewegt. Nach Verlassen des Härtungsofens wurde der Handschuh einem Nachhärtungswaschen unterzogen. In dieser Stufe wurde der Handschuh auf der Tauchform mit Wasser einer Temperatur von 70°C über einen Zeitraum von 1 min gespült.
Der Handschuh wurde in einen Aufschlämmungstank mit einer Temperatur von 55°C für 30 s gelegt. Die Aufschlämmung bestand aus 85,2% Wasser, 14,33% Stärke, 0,4% Cellulose (Cellosize^TM QP 52000), 0,4% Natriumhypochlorit, 0,01% oberflächenaktives Mittel (Darvan^TM) und 0,02% Casastab^TM T. Die Tauchformen wurden dann in einen Nachaufschlämmungsofen gelegt, um den Handschuh zu trocknen, so dass der fertige Handschuh produziert wurde. Der Handschuh, der die Tauchform überzog, wurde gekühlt und der Handschuh wurde abgestreift.
Die physikalischen Eigenschaften des Handschuhs, der durch das obige Verfahren produziert worden war, wurden beurteilt. Es wurden Proben aus den Handschuhen erhalten, die durchschnittliche Zugfestigkeitswerte von 26,27 MPa (3810 psi), einen Zugmodulwert von 1,18 MPa (171 psi) bei einer Dehnung von 300% und eine Bruchdehnung bei 1125%, gemessen unter Verwendung von ASTM D142, aufwiesen.
BEISPIEL 2
Vergleichsdaten unter Verwendung verschiedener Beschleunigerformulierungen und verschiedener Verfahrensbedingungen
Es wurden unterschiedliche compoundierte Polyisoprenlatexzusammensetzungen und variierende Verfahrensparameter eingesetzt, um Proben herzustellen, deren physikalische Eigenschaften dann untersucht und beurteilt wurden. Compoundierter Latex, der verschiedene Beschleunigerverbindungen und verschiedene phr-(parts per hundred)-Verhältnisse enthielt, wurde nach einem Verfahren, ähnlich dem von Beispiel 1, ”Verfahren zur Herstellung einer Polyisoprenlatexzusammensetzung”, hergestellt und vorgehärtet und bei den entsprechenden Temperaturen und Bedingungen, die in Tabelle 1 unten beschrieben oder aufgelistet sind, vorgehärtet und gelagert.
Testproben wurden aus compoundierten Latexformulierungen nach verschiedenen Zeitintervallen über eine Gesamtlatexlagerzeit von acht (8) Tagen hergestellt. Jede der Proben 1 und 3 bis 16 wurde dann hergestellt, indem Platten auf eine Temperatur von 70°C über einen Zeitraum von 5 min erhitzt wurden und die Platten anschließend in ein Koagulans (35% Calciumnitrat, 7% Calciumcarbonat, 0,03% Sulfonyl^TM TG) bei einer Temperatur von 55°C für einen Zeitraum von 10 s eingetaucht wurden.
Die mit Koagulans überzogenen Platten wurden dann bei 70°C für einen Zeitraum von 5 min getrocknet. Die überzogenen Platten wurden danach in die compoundierten Polyisoprenzusammensetzungen eingetaucht, welche bei den in Tabelle 1 angegebenen entsprechenden Temperaturen gelagert worden waren; in diese wurden sie bei der in Tabelle 1 angegebenen Temperatur eingetaucht.
Die Platten wurden mit Wasser mit einer Temperatur von 65°C für einen Zeitraum von 3 min gewaschen und anschließend bei einer Temperatur von 70°C für einen Zeitraum von 5 min getrocknet. Die Platten wurden dann bei einer Temperatur von 120°C über einen Zeitraum von 120 min gehärtet. Die Proben wurden dann von den Platten abgestreift.
Die Proben 2a und 2b wurden hergestellt, wobei leicht unterschiedliche Verfahrensparameter angewendet wurden, und wurden aus Gegenständen erhalten, die unter Verwendung von Parametern und Ausrüstungen der Herstellung in großem Maßstab hergestellt worden waren. Für jede der Proben 2a und 2b wurde eine Form (Handschuhtauchform) auf eine Temperatur von 55°C erwärmt und in ein Koagulans (dasselbe Koagulans wie oben) mit einer Temperatur von 55°C eingetaucht. Die mit Koagulans überzogene Form wurde dann in einem Ofen bei einer Temperatur von 70°C für einen Zeitraum von 3 min getrocknet.
Die getrocknete mit Koagulans überzogene Form wurde aus dem Ofen entfernt und in die compoundierte Latexzusammensetzung für einen Zeitraum einer Verweilzeit von 12 min eingetaucht, entfernt, für einen Zeitraum von 6 s nicht-eingetaucht gelassen und dann für weitere 8 s wieder eingetaucht. Die mit Latex überzogene Form wurde bei einer Temperatur von 50°C für einen Zeitraum von 5 min gewaschen und anschließend bei einer Temperatur von 135°C für einen Zeitraum von 15 min gehärtet.

Die folgende Tabelle I ist eine Zusammenstellung der Verfahrensparameter und der herkömmlichen compoundierten Latexformulierungen: TABELLE 1 Beschleuniger- und Stabilisator-Formulierungen und Verfahrensbedingungen

Probe Nr.	Beschleuniger-Zusammensetzung (ZDEC/ZMBT/DPG) (Phr-Verhältnis)	Stabilisator (Typ/phr)	Lagerung/Eintauchen
Probe 1	1,0/1,0/0,50	Na-caseinat/0,75	Umgebung/Umgebung
Probe 2a	0,50/1,0/1,0	Na-caseinat/0,75	20–25°C/Umgebung
Probe 2b	0,50/0,50/1,0	Na-caseinat/0,75	20–25°C/Umgebung
Probe 3	1,0/1,0/0,50	Na-caseinat/0,75	16–18°C/Umgebung
Probe 4*)	1,9/0/0,50	Na-caseinat/0,75	Umgebung/Umgebung
Probe 5	0/2,1/0,50	Na-caseinat/0,75	Umgebung/Umgebung
Probe 6	1,0/1,0/0	Na-caseinat/0,75	Umgebung/Umgebung
Probe 7	1,9/0/0	Na-caseinat/0,75	Umgebung/Umgebung
Probe 8	1,0/0,50/0,25	Na-caseinat/0,75	Umgebung/Umgebung
Probe 9	1,0/1,0/0,50	DS10/0,75	Umgebung/Umgebung
Probe 10	1,0/1,0/0,50	ES/0,3	Umgebung/Umgebung
Probe 11	1,0/1,0/0,50	Tween^® 80/0,75	Umgebung/Umgebung
Probe 12**)	1,0/1,0/0,50	Na-caseinat/0,75	Umgebung/Umgebung
Probe 13***)	1,0/1,0/0,50	Na-caseinat/0,75	Umgebung/Umgebung
Probe 14****)	1,0/1,0/0,50	Na-caseinat/0,75	Umgebung/Umgebung
Probe 15	1,0/1,0/0,50	Na-caseinat/0,75	16–18°C/Umgebung
Probe 16	1,0/1,0/0,50	Na-caseinat/0,75	16–18°C/Umgebung

*) Probe 4 compoundierter Latex wies 4% Koagulation auf, was eine signifikante Präzipitation von Feststoffen aus der Formulierung anzeigt.
**) Die Vorhärtungstemperatur für Probe 12 war Umgebungstemperatur (20°C).
***) Die Vorhärtungszeit für Probe 13 war ein Zeitraum von 2,5 h (150 min).
****) Die Vorhärtungszeit für Probe 14 war ein Zeitraum von 1 h (60 min).

DS10 bezeichnet Rodacal^® DS-10, das Natriumdodecylbenzol (verzweigt), erhältlich von Rhone-Poulenc, Inc., Dayton, NJ, umfaßt. ES bezeichnet Rhodapex ES, das Natriumlauryl(3)sulfat umfaßt, das von Rhone-Poulenc, Inc., Dayton, NJ erhältlich ist. Tween^® 80 umfaßt Polysorbat 80 und Polyoxyethylen(20)-sorbitanmonooleat, erhältlich von ICI Americas, Inc. (Wilmington, DE).
Wenn nichts anderes angegeben ist, wurde die Temperatur der ”Umgebung” mit 20°C gemessen. Die Vorhärtungstemperatur und -zeit für jede der Proben 1 bis 11 war eine Temperatur von 30°C für einen Zeitraum von 2 h (120 min).

Jede der Proben wurde dann gemäß ASTM D412 – 98a ”Standardtest-Methoden für vulkanisierten Kautschuk und thermoplastische Elastomere – Zug” (1998) ohne Ausnahme unter Verwendung einer Instron^®-Testapparatur beurteilt. Die durchschnittlichen Zugfestigkeitswerte für jede Probe wurden durch Mitteln fünf einzelner Proben pro Tag als Lagerungswert errechnet. Die durchschnittlichen Zugfestigkeitswerte für jede der getesteten Proben sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengefasst: TABELLE 2 Zugfestigkeit, die unterschiedlichen Latexlagerungsperioden entspricht

Probe Nr.	Zugfestigkeit in MPa (psi) @ Lagerungszeit des compoundierten Latex
	Tag 0	Tag 1	Tag 2	Tag 3	Tag 4	Tag 5	Tag 6	Tag 7	Tag 8
1	18,60 (2698)	25,15 (3648)	23,43 (3398)	21,24 (3080)	-	18,88 (2651)	17,57 (2548)	-	16,62 (2410)
2a	-	25,98 (3768)	25,10 (3640)	26,47 (3839)	-	-	23,72 (3441)	24,41 (3541)	-
2b	-	24,12 (3498)	26,08 (3782)	26,77 (3882)	-	-	27,16 (3939)	20,98 (3043)	-
3	15,18 (2201)	16,64 (2413)	22,01 (3192)	21,77 (3158)	26,67 (3288)	21,75 (3154)	20,74 (3008)	20,68 (3000)	20,06 (2909)
4	22,35 (3242)	24,88 (3609)	-	24,26 (3515)	22,37 (3244)	21,35 (3096)	17,22 (2498)	-	16,99 (2464)
5	10,22 (1483)	11,35 (1733)	-	14,82 (2149)	10,96 (1590)	10,58 (1534)	10,19 (1478)	-	9,363 (1358)
6	Keine Zugfestigkeit gemessen/Proberiß nicht
7	Keine Zugfestigkeit gemessen/Proberiß nicht
8	7,019 (1018)	7,329 (1063)	21,04 (3051)	-	15,01 (2177)	-	-	12,42 (1802)	-
9	-	17,63 (2566)	6,302 (914)	19,60 (2843)	-	-	-	-	-
10	-	8,811 (1278)	17,37 (2520)	5,785 (839)	-	-	-	-	-
11	-	16,60 (2407)	20,00 (2901)	20,97 (3042)	19,54 (2834)	-	-	-	-
12	-	16,89 (2450)	-	-	-	16,37 (2374)	-	15,25 (2212)	-
13	17,54 (2544)	22,15 (3213)	21,93 (3181)	20,50 (2974)	19,10 (2770)	-	16,50 (2393)	-	-
14	17,89 (1595)	15,31 (2221)	19,57 (2838)	-	16,43 (2383)	-	-	12,45 (1805)	-
15	14,37 (2084)	20,50 (2974)	16,31 (2452)	24,11 (3497)	22,84 (3312)	21,20 (3075)	21,07 (3056)	20,54 (2979)	20,44 (2968)
16	15,13 (2194)	22,02 (2904)	21,13 (3064)	21,44 (3110)	21,87 (3170)	22,77 (3002)	19,89 (2885)	20,01 (2902)	18,93 (2746)

Wie aus den obigen Daten zu ersehen ist, können synthetische elastomere Polyisoprenproben, die gemäß der Erfindung hergestellt wurden, deutlich erhöhte Zugfestigkeiten von 20,68 MPa (3000 psi) aufweisen, selbst wenn compoundierter Latex verwendet wurde, der für Zeiträume von mindestens fünf Tagen und bis zu 7 Tagen gelagert worden war.
Im allgemeinen wurden die besten Zugfestigkeitswerte pro Tag Latexlagerung unter Verwendung der Kombination der drei bevorzugten Beschleunigerverbindungen (ZDEC/ZMBT/DPG) und bevorzugter phr-Verhältnisse (0,50 bis 1,00/0,50 bis 1,00/0,50 bis 1,00 phr) wie auch unter Verwendung des bevorzugten Stabilisators Natriumcaseinat erreicht. Proben, die ohne eine der drei bevorzugten Beschleunigerverbindungen hergestellt wurden, wiesen signifikant niedrigere Zugfestigkeitswerte auf, wie dies aus den Proben 4, 5, 6 und 7 zu erkennen ist.
Basierend auf den Resultaten einer Untersuchung der Proben 6 und 7 konnten die Zugfestigkeitswerte für diese Proben die Mindest-FDA-Regulationsstandards nicht erreichen, die für elastomere Materialien, die für Operationshandschuhe zu verwenden sind, verlangt werden und die auf 17,09 MPa (2479 psi) gesetzt wurden.
Die Proben 3, 15 und 16 wurden aus compoundiertem Latex hergestellt, der die bevorzugte Beschleunigerzusammensetzung ZDEC/ZMBT/DPG in einem phr-Verhältnis von 1,0/1,0/0,50 mit Natriumcaseinat als Stabilisator hergestellt und bei einer Temperatur im Bereich von 16°C bis 18°C gelagert, wie dies in Tabelle 1 gezeigt ist. Wie aus Tabelle 2 zu ersehen ist, wiesen diese Proben die höchste Kombination aus Lagerungslanglebigkeit mit hohen Zugfestigkeitswerten auf.
Probe 4, die aus einer Beschleunigerzusammensetzung ohne die Thiazolverbindung hergestellt worden war, zeigte hohe Zugfestigkeitswerte. Dieser compoundierte Latex wies allerdings ein unerwünschtes Ausmaß an Präzipitation von Feststoffen aus der Zusammensetzung auf.
Basierend auf Zugfestigkeitsdaten, die für die Proben 9, 10 und 11 gesammelt wurden, führte die Verwendung von anderen Stabilisatoren als dem bevorzugten Stabilisator Natriumcaseinat im compoundierten Latex zu Proben mit signifikant reduzierter Zugfestigkeit pro gegebener Lagerungszeit im Vergleich beispielsweise zu den Proben 1 bis 3 sowie 15 und 16.
Die Proben 12, 13 und 14 wurden aus Latexzusammensetzungen unter Veränderung der Vorhärtungszeit und der Temperaturparameter hergestellt. Wie aus Tabelle 2 zu ersehen ist, können Abweichungen bei den Bedingungen der Vorhärtungstemperatur und -zeit die physikalischen Eigenschaften des resultierenden Materials ebenfalls signifikant beeinträchtigen.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Erfindung ist bei Herstellungsverfahren für elastomere Gegenstände, die aus Polyisopren bestehen, einsetzbar. Die Erfindung bietet die Fähigkeit, synthetische Polyisopren-Gegenstände zu produzieren, die die physikalischen Eigenschaften von elastomeren Gegenständen, die aus natürlichem Kautschuklatex hergestellt sind, sehr gut nachahmen. Die Erfindung kann auch vorteilhafterweise bei Herstellung von chirurgischen Handschuhen, Kondomen, Sondenüberzügen, zahnmedizinischen Tüchern (dental dems), Fingerlingen und Kathetern eingesetzt werden.

Claims

Beschleunigerzusammensetzung zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung von elastomeren Polyisopren-Gegenständen, wobei die Beschleunigerzusammensetzung umfasst: eine Dithiocarbamatverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zinkdiethyldithiocarbamat (ZDEC), Zinkdimethyldithiocarbamat (ZMD), Natriumdimethyldithiocarbamat (SMD), Wismutdimethyldithiocarbamat (BMD), Calciumdimethyldithiocarbamat (CAMD), Kupferdimethyldithiocarbamat (CMD), Bleidimethyldithiocarbamat (LMD), Selen-dimethyldithiocarbamat (SEMD), Natriumdiethyldithiocarbamat (SDC), Ammoniumdiethyldithiocarbamat (ADC), Kupferdiethyldithiocarbamat (CDC), Blei-diethyldithiocarbamat (LDC), Selendiethyldithiocarbamat (SEDC), Tellur-diethyldithiocarbamat (TEDC), Zinkdibutyldithiocarbamat (ZBUD), Natrium-dibutyldithiocarbamat (SBUD), Dibutylammoniumdibutyldithiocarbamat (DBUD), Zinkdibenzyldithiocarbamat (ZBD), Zinkmethylphenyldithiocarbamat (ZMPD), Zinkethylphenyldithiocarbamat (ZEPD), Zinkpentamethylen-dithiocarbamat (ZPD), Calciumpentamethylendithiocarbamat (CDPD), Bleipentamethylen-dithiocarbamat (LPD), Natriumpentamethylendithiocarbamat (SPD), Piperidinpentamethylen-dithiocarbamat (PPD) und Zinklopetidendithiocarbamat (ZLD); eine Thiazolverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Zink-2-mercaptobenzothiazol (ZMBT), 2-Mercaptobenzothiazol (MBT), Kupfer-dimercaptobenzothiazol (CMBT), Benzthiazyldisulfid (MBTS) und 2-(2',4'-Dinitrophenylthio)benzthiazol (DMBT); und eine Guanidinverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Diphenylguanidin (DPG), Diphenylguanidinacetat (DPGA), Diphenylguanidinoxalat (DPGO), Diphenylguanidinphthalat (DPGP), Di-o-tolylguanidin (DOTG), Phenyl-o-tolylguanidin (POTG) und Triphenylguanidin (TPG).
Beschleunigerzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dithiocarbamatverbindung Zinkdiethyl-dithiocarbamat umfasst.
Beschleunigerzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Thiazolverbindung Zink-2-mercaptobenzothiazol umfasst.
Beschleunigerzusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Guanidinverbindung Diphenylguanidin umfasst.
Beschleunigerzusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dithiocarbamatverbindung Zinkdiethyldithiocarbamat umfasst, die Thiazolverbindung Zink-2-mercaptobenzothiazol umfasst und die Guanidinverbindung Diphenylguanidin umfasst.
Beschleunigerzusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das phr-Trockengewichtsverhältnis für das Dithiocarbamat, Thiazol und Guanidin jeweils im Bereich von 0,50 bis 1,00 pro 100,0 Teile Polyisopren hegt.
Verwendung der Beschleunigerzusammensetzung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche zur Herstellung von elastomeren Polyisopren-Gegenständen.