DE68910334T2 - Kunststoff-Umhüllung mit texturierter Oberfläche. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kunststoff-Umhüllung mit vorgewählter Gestalt, welche eine gleitfähige Oberfläche besitzt entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1. In spezifischer Weise betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung- einer Kunststoff-Umhüllung wie sie für prophylaktische und klinische Zwecke verwendet wird.
• Die von der vorliegenden Erfindung betroffenen Umhüllungen haben eine Vielzahl von Formen. Prophylaktische Hüllen sind ein Beispielstyp solcher Umhüllungen. Solche Hüllen werden weit verbreitet als abdeckende und schützende Einrichtungen für die klinische Anwendung wie auch die persönliche Anwendung eingesetzt. Die häufigsten Formen soicher Hüllen sind chirurgische Handschuhe, Fingerlinge und Kondome. Ein anderes Beispiel ist eine aufblasbare Blase, welche an dem Ende eines medizinischen Katheters zum Zurückhalten des Katheters innerhalb eines Körperkanals oder zur Ausdehnung oder Aufrechterhaltung einer Öffnung eines internen Hohlraumes befestigt ist.
• Die glatten Oberflächen von polymeren Materialien, aus denen diese Umhüllungen hergestellt sind, weisen eine hohe Reibung und die Neigung zum Aneinanderkleben auf. Dies bedingt zahlreiche Probleme. Bei Kondomen, Fingerlingen nd Handschuhen machen es diese nichtgleitfähigen Oberflächen beispielsweise schwierig, sowohl die Produkte aus ihrer Verpackung zu entnehmen als auch sie vollständig und gleichmäßig an dem Verwendungsort ohne Faltenbildung oder Gefahrlaufen des Zerreißens des Hüllenmaterials zu positionieren. Bei chirurgischen Handschuhen stören klebende Oberfläche weiterhin die Mobilität der Finger des Benutzers, wodurch sie unhandlich und potentiell gefährlich werden, wenn sie bei hochempfindlichen Arbeitsvorgängen benutzt werden. Eine aufblasbare Blase mit einer nichtgleitfähigen Oberfläche erfordert ein extern aufgebrachtes Gleitmittel, bevor sie in den Körperkanal eingeführt werden kann.
• Die üblicherweise für solche Umhüllungen verwendeten Pulver und Gleitmittel sind in zahlreichen Situationen nicht geeignet. Eine chirurgische Verwendung schließt in vielen Fällen den Einsatz von Pulvern und Gleitmitteln aus, und es können allergische Reaktionen auftreten. Die Gleichförmigkeit des Auftrages des Gleitmitbels auf der Umhüllungsoberfläche ist in einigen Fällen ebenfalls von Bedeutun; ebenso die Stabilität des Gleitmittels und die Schwierigkeit seines Aufbringens.
• Die GB-A-1 027 886 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen Formgegenständen aus elastischem Material. Gemäß diesem Verfahren wird eine Lösung der Dispersion eines elastomeren Materials in einen flüssigen Medium hergestellt, die Lösung oder Dispersion wird einem Formgegenstand geformt, der geformte Gegenstand wird mit einer Extraktionsflüssigkeit, in welcher dieses flüssige Medium löslich und das Elastomere unlöslich ist, in Kontakt gebracht, um dieses flüssige Medium aus dem flüssig geformten Gegenstand zu extrahieren und den flüssig geformten Gegenstand in einen zusammenhängenden festen Formgegenstand zu überführen. Anschließend wird der zusammenhängende feste Gegenstand an Luft bei Temperaturen bis zu 160ºC ausgehärtet. Von diesem Verfahren wird angegeben, daß es zeitraubende Trocknungsstufen zur Entfernung des flüssigen Mediums vermeidet und die Bildung von feinen Löchern und Bläschen während der Aushärtstufe verhindert.
• Es wird hier ein neues Verfahren bereitgestellt, um die Oberfläche einer Kunststoff-Umhüllung während der Bildung der Umhüllung selbst gleitfähig zu machen, ohne die Zugabe irgendwelcher gleitfähigen Substanz, sei diese pulverförmig oder flüssig. Die Oberfläche ist eine matte Endoberfläche, welche den Umhüllungen erteilt wird, welche durch Eintauchen einer Form oder eines Formwerkzeuges in eine Flüssigkett erzeugt werden, aus welcher das Polymere hergestellt wird Die Flüssigkeit ist eine Lösung eines vollständig ausgebildeten Polymeren, welches die Umhüllung direkt beim Verdampfen des Lösungsmittels bildet. Die Form oder das Formwerkzeug ist durch die Lösung benetzbar, welche einen Flüssigkeitsfilm auf der Oberfläche der Form, wenn die Ford aus der Lösung herausgezogen wird, zurückläßt. Die matte tertige Oberfläche wird auf dem Film gebildet, wenn er unter Bildung der Umhüllung trocknet, und die so beeinflußte Oberfläche ist die nach außen gerichtete Oberfläche. Der matte Endzustand erteilt der Oberfläche dei Umhüllung den gleitfähigen Charakter.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dem matte Endzustand dadurch ausgebildet, daß eine zweite Flüssigkeit über der Oberfläche des nassen Filmes aufgebracht wird, bevor der Film vollständig verfestigt ist. Die zweite Flüssigkeit ist eine Flüssigkeit, welche mit dem Lösungsmittel in der den darunterliegenden Film bildenden Lösung mischbar ist, in welchem jedoch das Polymere praktisch unlöslich ist. Es wird dann möglich gemacht, daß sich das Polymere in einen festen Film umwandelt, und während dies auftritt, beeinflußt die Wechselwirkung des Polymeren mit dem Lösungsmittel und der nichtauflösenden Flüssigkeit in ausreichender Weise die Oberfläche des sich bildenden Polymerfilmes, um den matten Endzustand zu erzeugen, wodurcti der normale, selbsthaftende Charakter des Polymeren vermieden wird uni ein Gleiteffekt bereitgestellt wird. Die Umhüllung kann von der Form entfernt werden, nachdem alle Flüssigkeiten verdampft oder in anderer Weise entfernt wurden, oder nachdem der größte Teil der Flüssigkeit entfernt wurde, wobei jedoch eine kleine Menge an rückständiger Flüssigkeit auf den Hullenoberfläche zurückbleibt.
• Für einen maximalen Gleiteffekt bei Hüllen wie Kondomen, Fingerlingen und chirurgischen Handschuhen wird der matte Endzustand der äußeren Oberfläche der Hülle mit einem texturierten Endzustand auf der inneren Oberfläche kombiniert. Obwohl dies im Aussehen dem äußeren matten Endzustand ähnlich ist, wird der innere texturierte Endzustand auf dem Hüllenmaterial durch die Oberfläche der Form herbeigeführt, welche nach einer beliebigen der Vielzahl von dem Fachmann auf dem Gebiet bekannten Arbeitsweisen aufgerauht ist.
• Wie zuvor ausgeführt, werden Kunststoff-Umhüllungen dadurch hergestellt, daß eine Form oder ein Formwerkzeug, welche/welches die Konturen der gewünschten Gestalt des Endproduktes aufweist, in die Flüssigkeit, aus welcher das Polymere gebildet wird, eingetaucht wird, die Form aus der Flüssigkeit unter Zurücklassen eines dünnen Flüssigkeitsfilmes auf der Außenseite der Form herausgezogen wird und dann der Film zu einem Feststoff umgewandelt wird, wobei die Form von dem erhaltenen Feststoff eingehüllt verbleibt, die Hülle praktisch getrocknet wird, welche dann abgezogen oder aufgerollt wird. Gemäß der Erfindung wird die zweite Flüssigkeit auf den Film entweder vor oder während seiner Verfestigung aufgebracht.
• Wie zuvor ausgeführt, ist die zweite Flüsigkeit eine Flüssigkeit, welche mit dem Lösungsmittel in dem darunterliegenden Film mischbar ist, jedoch das Polymere nicht auflöst. Die Auswahl dieser Flüssigkeit ist ansonsten nicht kritisch, und die optimale Auswahl in einem beliebigen besonderen Fall hängt von der Auswahl des Polymeren und des Lösungsmittels, in welchem das Polymere aufgelöst ist, ab. Organische Flüssigkeiten wie Hexan sind beispielsweise in einigen Systemen geeignet. Im allgemeinen ist Wasser jedoch die am meisten bevorzugte Flüssigkeit in Systemen, wo Wasser die zuvorgenannten Kriterien erfüllt.
• Der Auftrag der zweiten Flüssigkeit kann in einer Vielzahl von Weisen erreicht werden. Die Flüssigkeit kann beispielsweise als Tröpfchen über der Filmoberfläche aufgebracht werden. Tröpfchen können beispielsweise durch Kondensation der Flüssigkeit auf dem Film aus der umgebenden Atmosphäre gebildet werden. Alternativ können die Tröpfchen durch direktes Aufsprühen eines feinen Nebels auf die Filmoberfläche aufgebracht werden. Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn extrem feine Tröpfchen aufgebracht werden.
• Bei Wasser als zweite Flüssigkeit verwendenden Systemen kann die Kondensation aus der umgebenden Atmosphäre unter Verwendung einer Atmosphäre mit ausreichendem Feuchtigkeitsgehalt erreicht werden, damit dies auftritt. Die Kondensation kann durch Erniedrigung der Temperatur der Atmosphäre unterhalb dem Taupunkt durch äußere Mittel, oder in einer bevorzugten Weise, durch Erniedrigung der Temperatur des Filmes selbst induziert werden. Am meisten bevorzugt kam der zuletztgenannte Effekt durch den Kühleffekt der Verdampfung des Lösungsmittels, wenn ein solches vorhanden ist, erreicht werden. Wenn eine solche Verdampfungskühlung zur Herbeiführung der Kondensation angewandt wird, hängen die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Kondensation von verschiedenen Systemparametern einschließlich der relativen Feuchtigkeit der Atmosphäre, der latenten Verdampfungswärme des Lösungsmittels und der thermischen Eigenschaften der Form, welche den Film trägt, ab. Weitere Betrachtungen schließen die Menge des in der Lösung vorliegenden Lösungsmittels, die Flüchtigkeit des Lösungsmittels und die Geschwindigkeit, mit welcher die Form aus der Lösung herausgezogen wird, ein.
• Für eine Verwendung am meisten geeignete Formen, falls Kondensation durch Verdampfungskühlung erreicht werden soll sind solche, welche hohe Wärmeübertragungseigenschaften besitzen. Besonders bevorzugt sind solche Formen, welche eine minimale Wärmemenge zurückhalten, wenn sich der Film während der Verdampfung des Lösungsmittels abkühlt (d.h. solche Formen, welche rasch mit dem sich abkühlenden Film abkühlen). Formen dieses Typs erlauben, daß die Verdampfungskühlung ihren maximalen Effekt bei der Erniedrigung der Temperatur des Polymerfilmes hat. Formen können aus Metall wie beispielsweise Aluminium rostfreiem Stahl oder Kupfer, polymeren Materialien wie beispielsweise Polyethylen, Polypropylen oder Polytetrafluorethylen (Teflon), Keramikmaterialien wie Glas oder porzellan und Verbundmaterialien wie mit Teflon beschichteten oder mit Glas beschichteten Metallen aufgebaut sein. Für hohe Wärmeübertragungseigenschaften ist eine Form mit niedriger Masse und insbesondere eine dünnwandige Hohlform bevorzugt. Aus Materialien mit hohen Wärmeleitfähigkeiten hergestellte Hohlformen sind bevorzugt. Wärmeleitfähigkeiten von wenigstens etwa 83,71 x 10&supmin;&sup4; J/(sec cm ºC; (20 x 10&supmin;&sup4; (cal/sec cm ºC)) sind besonders bevorzugt. Dünnwandige Hohlglasformen haben beispielsweise besonders effektive Wärmeübertragungseigenschaften. Hohlglasformen mit Wandstärken von weniger als 0,635 cm (0,25 Zoll) sind bevorzugt, mit weniger als 0,381 cm (0,15 Zoll) besonders bevorzugt. Dünnwandige Kunststoff-Hohlformen (unter Verwendung der zuvor aufgeführten Kunststoffmaterialien) sind ebenfalls bevorzugt insbesondere solche mit Wanddicken von weniger als 0,318 cm (0,125 Zoll), wobei solche mit Wanddicke weniger als 0,102 cm (0,040 Zoll) besonders bevorzugt sind.
• Damit die Kondensation auf dem nassen Film beim Herausziehen der Form aus der Polymerlösung auftritt, enthält die Atmosphäre oberhalb der Lösung Wasserdampf. Die zur Herbeiführung des Kondensationseffektes erforderliche Telative Feuchtigkeit hängt davon ab, wie die Kondensation herbeigeführt wird - d.h. entweder durch von außen induzierten Temperaturabfall oder durch Verdampfungskühlung des Filme selbst. Variationen in der Umgebungstemperatur und der relativen Feuchtigkeit beeinflussen ebenfalls die Geschwindigkeit und Menge der Kondensation. Bei den meisten Anwendungen, bei denen Verdampfungskühlung eingesetzt wird, werden die besten Ergebnisse mit einer Atmosphäre erreicht, welche eine relative Feuchtigkeit von wenigstens etwa 50%, bevorzugt von etwa 70% bis etwa 95% hat. Die Umgebungstemperatur ist nicht kritisch. In den meisten Fällen werden jedoch die besten Ergebnisse innerhalb eines Eereiches von etwa 10ºC bis etwa 30ºC, bevorzugt von etwa 15ºC bis etwa 25ºC, erreicht. Die Zirkulation der Luft in der Atmosphäre mt einer sanften Geschwindigkeit fördert die Gleichförmigkeit der Kondensation auf der Filmoberfläche.
• Die Ausbildung des Filmes und die Eigenschaft der erhaltenen Umhüllung werden teilweise durch die Geschwindigkeit des Herausziehens der Form aus der Polymerlösung bestimmt. Kontinuierliches Herausziehen mit einer gleichförmigen Geschwindigkeit ist für maximale Gleichförmigkeit des Endproduktes bevorzugt.
• Die Geschwindigkeit des Herausziehens wird unter Berücksichtigung bestimmter Betrachtungen ausgewählt. Beispielsweise variiert die Dicke des fertigen Filmes mit der Geschwindigkeit des Herausziehens, wobei eine schnellere Geschwindigkeit des Herausziehens einen dickeren Film ergibt. (Die Filmdicke wird weiterhin durch andere Systemparameter wie die Konzentration des Polymeren in der Lösung, wie im folgenden noch diskutiert, beeinflußt.) Die Geschwindigkeit des Herausziehens sollte jedoch ausreichend niedrig sein, damit die Verdampfung einer größeren Menge des Lösungsmittels innerhalb eines kurzen Abstandes von der Flüssigkeitsoberfläche ermöglicht wird, d.h. ausreichende Verdampfung des Lösungsmittels, um den Film in eine thixotrope Form umzuwandeln (d.h. immobilisiert auf der Oberfläche der Form, obwohl möglicherweise noch klebrig als Folge einer kleinen Menge von zurückgebliebenem Lösungsmittel). Dies minimiert ein Herablaufen der Lösung und fördert die Glelchförmigkeit des Films hinsichtlich Dicke und Polymerverteilung.
• Zusätzlich zu diesen Betrachtungen ist ebenfalls die Natur der zu bildenden Umhüllung in Betracht zu ziehen, wenn die Geschwindigkeit des Herausziehens festgelegt wird. So variiert die Dicke in Abhängigkeit davon, ob die Umhüllung eine Hülle wie ein Handschuh, ein Kondom oder irgendein anderer Typ von prophylaktischem Gegenstand oder eine aufblasbare Blase ist. Bei den meisten Anwendungen werden die besten Ergebnisse mit Geschwindigkeiten des Herausziehens erreicht, welche bei dem Film die Einstellung eines thixotropen Zustandes zu dem Zeitpunkt ergeben, wo er einen Abstand von etwa 2 Zoll von der Lösungsoberfläche erreicht. Bevorzugte Geschwindigkeiten des Herausziehens sind solche durch welche der Film einen thixotropen Zustand innerhalb etwa 1 Zoll von der-Lösungsoberfläche erreicht. Bei den meisten Anwendungen werden die besten Ergebnisse bei Verwendung von Geschwindigkeiten des Herausziehens von etwa 0,254 cm (0,1 Zoll) pro Sekunde oder weniger erreicht. Im Fall von einfachen Formen, wie sie für die Kondomherstellung verwendet werden, hat sich eine Geschwindigkeit des Herausziehens von etwa 0,152 cm (0,06 Zoll) pro Sekunde als besonders wirksam herausgestellt.
• Minimale Dicke wird in allen Fällen bevorzugt, vorausgesetzt daß eine angemessene Festigkeit beibehalten wird, um ein Zerreißen und die Bildung von feinen Löchern während der Herstellung oder der Anwendung auszuschalten. Im Fall von Polyurethanfilmen ermöglichen sehr dünne Filme hohe Raten der Feuchtigkeitsdampfdurchlässigkeit (Atmungsfähigkeit), d.h. den Durchtritt von Wasserdampf durch den fertigen Film in die Atmosphäre, wenn ein Feuchtigkeitsgradient quer über den Film vorliegt. Dies ist ein Merkmal, welches besonders vorteilhaft bei chirurgischen Handschuhen ist, da es die nachteilige Eigenschaft von Schweißbildung minimiert. Die Geschwindigkeit der Feuchtigkeitsdampfdurchiässigkeit variiert umgekehrt mit der Filmdicke, wobei die Korrelation eine besonders hohe Neigung bei Filmdicken unterhalb etwa 5 mils (1/1000 Zoll) hat.
• Das Eintauchen der Form in die Polymerlösiing ist von geringerem Belang mit geringem Einfluß auf das fertige Produkt. Der Hauptpunkt während des Eintauchens ist die Vermeidung des Mitreißens von Bläschen an der Spitze der Form, oder, in Abhängigkeit von der Gestalt der Form, auf irgendeinem Abschnitt der Oberfläche, wo die Kontur ein glattes Fließen verhindern würde. Bei den meisten Anwendungen ergeben Eintauchgeschwindigkeiten von 1,27 cm (0,5 Zoll) pro Sekunde oder weniger die besten Ergebnisse. Für einfache Formen wie bei der Kondomherstellung verwendete Dorne hat sich eine Eintauchgeschwindigkeit von annähernd 1,016 cm (0,4 Zoll) pro Sekunde als effektiv herausgestellt.
• Bei weiteren Ausführungsformen der Erfindnng können, wie zuvor beschrieben, die Tröpfchen auf dem aus der Lösung auftauchenden Polymerfilm durch Sprühen eines feinen Wassernebels auf den Film aufgebracht werden. Dies schaltet Berücksichtigung von Temperatur, Feuchtigkeit und Wärmeübertragungseigenschaften der Form wie auch andere zur Herbeiführung der Kondensation erforderliche Betrachtungen aus. Eine beliebige konventionelle Einrichtung zur Feinstzerstäubung von Wasser und gleichförmigen Auftrag des erhaltenen Nebels oder Sprays auf den Film kann angewandt werden. Die Verwendung eines Ultraschallbefeuchters ist ein Beispiel für eine Einrichtung zur Erzielung dieses Ergebnisses.
• Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auf einen weiten Bereich von Polymeren (Kunststoffen), welche als Hüllenmaterialien verwendet werden. Dies schließt einen breiten Bereich von bekannten polymeren Materialien, insbesondere thermoplastischen Elastomeren. ein Beispiele schließen natürliche und synthetische Kautschuklatices, Polymerplastisole, Polyurethane und regenerierte Collagene wie auch Copolymere, Interpolymere (echte Copolymere) und Blockcopolymere von diesen und anderen Materialien ein. Beispiele von Kautschuklatices sind beispielsweise Polybutadien, Polyisopren, Polychloropren, Polynitrile, Polyacrylate, Silikone und verschiedene Fluorelastomere.
• Die Verwendung von Blockcopolymeren ist beispielsweise ein effektiver Weg zur Steuerung der Eigenschaften des fertig verarbeiteten Polymeren. Dies wird durch sorgfältiges Auswahl der harten und weichen Segmente, welche das Copolymere umfaßt, erreicht. Wie dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist, ist das weiche Segment im allgemeinen eine langkettige flexible Komponente mit einem Einfrierbereich unterhalb Zimmertemperatur, und das harte Segment ist im allgemeinen eine kürzere steifere Komponente mit einem Einfrierbereich oberhalb Zimmertemperatur und der Tendenz zu physikalischer Vernetzung mit gleichen Segmenten. Es werden harte und weiche Segmente von geeigneter Struktur wie auch die Anteile und Anordnungen, in denen sie kombiniert sind, ausgewählt, um ein sich ergebendes Blockcopolymeres mit den gewünschten Eigenschaften bereitzustellen. Die Auswahl der besonderen Segmente wie auch ihre Anteile und Anordnungen in dem Blockcopolymeren liegen innerhalb des Wissens des Fachmanns auf dem Copolymergebiet.
• Ein Beispiel eines in der vorliegenden Erfindung brauchbaren Blockcopolymeren ist ein Produkt mit der Bezeichnung T722-A, erhältlich von E.I. du Pont de Nemours & Co., Inc., Wilmington, Delaware, vom Hersteller bezeichnet als Polyethercopolymeres mit einem Polyether-Weichsegment. Die Hülle kann durch Eintauchen der Form in eine Lösung des Copolymeren in einem flüchtigen Lösungsmittel, gefolgt von dem Herausziehen der Form unter Zurücklassen eines Films der Lösung auf der Formoberfläche, dann Verdampfen des Lösungsmittels aus dem Film gebildet werden. Ein Bereich von Lösungsmitteln kann verwendet werden. Ein bevorzugtes Lösungsmittel ist meta-Cresol.
• Polyurethane sind ebenfalls von Interesse, insbesondere solche, welche in einem flüchtigen Lösungsmittel mit hohen Konzentrationen löslich sind, und solche, aus denen das Lösungsmittel unter Zurücklassen eines fertigen Produktes ohne Notwendigkeit für weiteres Aushärten verdampft. Thermoplastische, hauptsächlich lineare Polyurethane sind bevorzugt. Beispiele schließen sowohl Polyurethane auf Polyetherbasis als auch Polyesterbasis ein, wie auch solche auf Basis einer Kombination von beiden. Beispiele schließen weiter Polyurethane in Form von Blockcopolymeren und Polyurethane, welche Kettenverlängerer und Modifikatoren enthalten, ein.
• Die Polyurethane können aus einer Vielzahl von Polyisocyanaten und Polyolen gebildet werden. Beispiele von Polyisocyanaten sind aromatische und alicyclische Diisocyanate wie 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), Toluoldiisocyanat (TDI), Isophorondiisocyanat (IPDI), Methylen-bis-(4-cyclohexyl)-diisocyanat (HMDI) und 1,4-Diisocyanatobenzol (PPDI). Beispiele von Polyesterdiolen sind Polylactone wie Polycaprolactonpolyol, und Copolymere von kurzkettigen Diolen und aliphatischen Dicarbonsäuren wie Poly(ethylenadipat)-polyol, Poly(ethylensuccinat)-polyol, Poly(ethylensebacat)-polyol, Poly(butylenadipat)-polyol und Poly(diethylenetheradipat)- polyol. Ein Beispiel eines Polyetherpolyols ist Poly(tetramethylenether)-glykol. Alle diese Materialien sind den Fachleuten wohlbekannt und entweder im Handel erhältlich oder nach konventionellen Methoden herstellbar. Viele dieser Materialien und der hieraus gebildete Polymere sind im Handel erhältlich.
• Bevorzugte Polyurethane sind solche, welche hohe Festigkeit mit einem hohen Grad an Weichheit kombinieren. Die Festigkeit, ausgedrückt in Werten der Zerreißfestigkeit, beträgt wenigstens etwa 344,7 bar (5000 psi), vorzugsweise von etwa 344,7 bar bis etwa 689,4 bar (5000 bis etwa 10 000 psi), und am meisten bevorzugt von etwa 482,6 bar bis etwa 620,5 bar (7000 bis etwa 9000 psi). Die Weichheit, ausgedrückt als Shore A-Härte, reicht bevorzugt von etwa 60 bis etwa 80. In gleicher Weise beträgt der 100% Elastizitätsmodul wenigstens etwa 13, 8 bar (200 psi), bevorzugt von etwa 13,8 bar bis etwa 41,4 bar (200 bis etwa 600 psi). Das Verhältnis Festigkeit zu Härte, ausgedrückt in Werten der zuvor in Klammern angegebenen Einheiten liegt im allgemeinen in dem Bereich von etwa 50 bis etwa 200, vorzugsweise wen etwa 80 bis etwa 125.
• Mit diesen Eigenschaften wird die Dicke der Hülle ausgewählt, um die gewünschte Zerreißfestigkeit und den gewünschten 100% Elastizitätsmodul zu erreichen. Die Dicke im Fall von Polyurethankondomen beträgt im allgemeinen weniger als 0,0036 cm (0,0014 Zoll) und reicht bevorzugt von etwa 0,0010 cm (0,0004 Zoll) bis etwa 0,0036 cm (0,0014 Zoll), am meisten bevorzugt von etwa 0,0015 cm (0,0006 Zoll) bis etwa 0,0023 cm (0,0009 Zoll). Für chirurgische Handschuhe aus Polyurethan liegen bevorzugt die Dicken in dem Bereich von etwa 0,0025 cm (0,001 Zoll) bis etwa 0,0051 cm (0,002 Zoll).
• Bevorzugte Lösungsmittel für das Polymere sind im allgemeinen nichtwäßrige Lösungsmittel. Ein breiter Bereich von Lösungsmitteln kann verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie hinsichtlich des eingesetzten besonderen Polyurethans inert sind, unter den während der Bildung der Hülle vorkommenden Bedingungen stabil sind und vorzugsweise flüchtig und in der Lage zum Auflösen des Polyurethans in hohen Konzentrationen sind. Beispiele sind aliphatische Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise n-Pentan, n-Hexan und Isohexan, alicyclische Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Cyclopentan und Cyclohexan, aromatische Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Benzol und Toluol, halogenierte Kohlenwasserstoffe wie beispielsweise Methylendichlorid, 1,2-Dichlorethan, 1,1,1--Trichlorethan und 1,1,2-Trichlorethan, Ester, wie beispielsweise Ethylacetat, Ether, wie beispielsweise Diethylether, Ethyl-n-propylether und Ethylisopropylether, Ketone, wie beispielsweise Aceton und Methylethylketon und heterocyclische Verbindungen wie beispielsweise Furan, Tetrahydrofuran und alkyl- und halogen-substituierte Analoge hiervon.
• Ein besonders bevorzugtes Lösungsmittel ist Tetrahydrofuran. Mischungen von Lösungsmitteln können ebenfalls verwendet werden wie beispielsweise Tetrahydrofuran kombiniert mit einem oder mehreren der folgenden: Methylethylketon, Methylenchlorid und Aceton. Bevorzugte Lösungsmittel sind solche mit Siedepunkten von weniger als etwa 80ºC, wobei solche mit Siedepunkten weniger als etwa 75ºC besonders bevorzugt sind.
• Wie zuvor beschrieben, beeinflußt die Konzentration des Polymeren in der Lösung die Arbeitsweise wie auch die Eigenschaften des fertigen Produktes durch Beeinflussung der Viskosität der Lösung, der Verdampfungsgeschwindigkeit und des Ausmaßes der Wechselwirkung zwischen dem Wasser und dem Polymeren, wenn der matte Endzustand auf der Oberfläche des Filmes ausgebildet wird. In den meisten Fällen werden die besten Ergebnisse mit Lösungen erhalten, welche das Polymere in einer Konzentration von etwa 5 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-%, bevorzugt etwa 15 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% enthalten.
• Sobald die zweite Flüssigkeit aufgetragen worden ist, vorzugsweise in Form von Wassertröpfchen, wird der Film gründlich zur Bildung des endgültigen Produktes, einer festen trocknen Umhüllung, durch Verdampfen aller Flüssigkeiten getrocknet. Dies kann in geeigneter Weise durch Lufttrocknen des Filmes und in den meisten Fällen unter denselben Temperaturbedingungen, wie sie für die Eintauch- und Herausziehstufen angewandt wurden, erreicht werden. Die Form kann so einfach in der Atmosphäre oberhalb der Eintauchlösung aufgehängt verbleiben, bis das gesamte Wasser und Lösungsmittel verdampft sind. Während oder nach dieser Zeit kann ein Endring über dem Film längs der Kante (an der Eintauchlinie) angeordnet werden, um die Entfernung der Umhüllung von der Form zu erleichtern, und er kann ebenfalls als Rückhaltering für das fertige Produkt während der Anwendung dienen. Die Entfernung der fertigen Umhüllung von der Form wird dann in konventioneller Weise durchgeführt, insbesondere durch Abrollen der Umhüllung von dem Rand nach unten und von der Form.
• Der matte Endzustand, welcher sich aus der Behandlung ergibt, wird auf der Oberfläche des fertiggestellten Produktes beibehalten. Der matte Endzustand ergibt ein durchscheinendes Aussehen einer sonst transparenten Hülle und ergibt eine gleitfähige Oberfläche, wodurch insbesondere die Neigung der Oberfläche zum Haften an sich selbst im aufgerollten oder zusammengefalteten Zustand ohne Notwendigkeit für ein fluides oder pulverförmiges Gleitmittel vermieden wird.
• Wie zuvor angegeben, erstreckt sich die vorliegende Erfindung auf Umhüllungen einer Vielzahl von Formen. Beispiele schließen prophylaktische Hüllen wie Kondome, chirurgische Handschuhe und Fingerlinge ein. Weitere Beispiele sind aufblasbare Blasen oder Ballons. Weitere Ausführungsformen mit spezifischen Vorteilen für besondere Typen von Hüllen sind bei den zuvor beschriebenen Arbeitsweisen enthalten. Im Falle von Kondomen und Fingerlingen können beispielsweise verstärkte Ränder in Form von Ringen oder Bändern zugefügt werden, um die Retention der Hülle bei der Anwendung zu fördern und das Abrollen der Kante der Hülle während des Auftrags auf das Körperglied zu erleichtern. Die Ringe oder Bänder können aus Material bestehen, welches dem für die Hülle verwendeten Material gleich oder hiervon verschieden ist. Im Fall von Handschuhen ist es manchmal wünschenswert, die Dicke des Materials bei unterschiedlichen Abschnitten der Handschuhoberfläche zu variieren. Dies kann dadurch erreicht werden, daß Mehrfachtauchungen der Handschuhform in die Tauchlösung unter Variation der Eintauchtiefe oder der Höhe des Herausziehens zwischen den Tauchvorgängen angewandt wird. Eine solche Arbeitsweise kann beispielsweise zur Herstellung von Handschuhen mit relativ dicken Stulpen und relativ dünnen Fingerabschnitten angewandt werden.
• Im Fall von prophylaktischen Hüllen ist es oftmals erwünscht, eine gleitfähige Oberfläche auf beiden Seiten der Hülle auszubilden. Dies kann innerhalb des Rahmens der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht werden, daß eine Hüllenform verwendet wird, welche eine texturierte Oberfläche besitzt, beispielsweise eine Glasform mit einer Oberfläche, welche durch Sandstrahlen mit Teilchen, Abrieb, chemisches Ätzen oder andere geeignete Mittel aufgerauht wurde. Das optimale Ausmaß der Rauhigkeit variiert mit der Natur denn Hülle und ihrer beabsichtigten Verwendung. In den meisten Fällen ergibt eine Rauhigkeit von etwa 1,52 um (60 Mikrozoll) oder weniger, vorzugsweise von etwa 0,51 um (20 Mikrozoll) bis etwa 1,52 um (60 Mikrozoll) einen ausreichend gleitfähigen Effekt ohne in signifikanter Weise die Unversehrtheit der Hülle und ihre Transmissionseigenschaften zu beeinträchtigen.
• Das folgende Beispiel dient der Erläuterung und soll den Umfang der Erfindung weder definieren noch in irgendeiner Weise einschränken.
BEISPIEL
• Eine Lösung eines Polyesterpolyurethans in Tetrahydrofuran wurde unter Verwendung eines als PS 49-100 bezeichneten Polyurethans, geliefert von K.J. Quinn & Co. Inc., Malden, Massachusetts, hergestellt. Das Polyurethan zeichnet sich durch eine Shore A-Härte von 70-75, einer Zerreißfestigkeit von 551,5 bar (8000 psi), einen 100% Dehnungsmodul (Elastizitätsmodul) von 37,9 bar (550 psi), einen 300% Dehnungsmodul von 113,8 bar (1650 psi), eine Dehnung von 560% und eine Bruchfestigkeit von 27,6 bar (400 psi) aus. Die Lösung wurde unter Verwendung on 17 Gew.-Teilen des Polymeren und 83 Gew.-Teilen des Lösungsmittels hergestellt. Ein Hohlglas- Kondomdorn mit einer Wanddicke von 0,318 cm (0,125 Zoll) wurde in die Lösung bis zu einer Länge von 20,3 cm (8 Zoll) mit einer Eintauchgeschwindigkeit von 1,02 cm (0,4 Zoll) pro Sekunde eingetaucht, dann mit einer gleichförmigen Ziehgeschwindigkeit von 0,15 cm (0,06 Zoll) pro Sekunde in eine Atmosphäre von Luft bei Zimmertemperatur (annähernd 21ºC), welche eine relative Feuchtigkeit von 60% hatte, herausgezogen. Auf der Filmoberfläche wurde, sobald der Dorn aus der Tauchlösung herausgezogen wurde, ein Nebel ausgebildet, und der Dorn wurde über der Lösung für 1 min nach dem Herausziehen hängend gehalten. Nach einer Trocknungsperiode von 20 min wurde das erhaltene Kondom dann von dem Dorn entfernt, und es erschien vollständig getrocknet und verfestigt mit einem durchscheinenden Aussehen, was einen matten Endzustand auf der äußeren Oberfläche anzeigt. Ein gleichförmiger Film mit einer Dicke von 0,002 ± 0, 00025 cm (0,0008 ± 0,0001 Zoll) wurde erzeugt.
• Der Versuch wurde unter identischen Bedingungen mit Ausnahme der Feuchtigkeit der Atmosphäre, welche auf 40% reduziert wurde, wiederholt. Es wurde keine Kondensation auf der Filmoberfläche beobachtet, wenn der Dorn aus der Tauchlösung herausgezogen wurde, und das fertige Kondom war transparent anstelle von durchscheinend, was eine glattere äußere Oberfläche statt eines matten Endzustandes zeigt.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung einer Kunststoff-Umhüllung mit vorgewählter Gestalt, welche eine gleitfähige Oberfläche besitzt, worin:

a) eine Form mit dieser vorgewählten Gestalt in eine Lösung eines festes Polymeres bildenden Materials, das in einer ersten Flüssigkeit aufgelöst ist, eingetaucht wird;

b) diese Form aus dieser Lösung unter Beibehaltung eines flüssigen Filmes hiervon auf dieser Form herausgezogen wird;

c) dieser Film mit einer zweiten Flüssigkeit, die mit dieser ersten Flüssigkeit mischbar ist und in der dieses festes Polymeres bildende Material unlöslich ist, in Kontakt gebracht wird;

d) dieses festes Polymeres bildende Material zu einem Film von festem Polymerem über dieser Form mit einer matten Oberfläche umgewandelt wird; und

e) dieser Film aus festem Polymerem von dieser Form entfernt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß dieses festes Polymeres bildende Material ein vollständig ausgehärtetes Polymeres ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem

in Stufe a) ein vollständig ausgehärtetes Polyurethan in ein wassermischbares Lösungsmittel, das einen Siedepunkt von weniger als etwa 80º C besitzt, eingetaucht wird;

in Stufe b) Verdampfung dieses wassermischbaren Lösungsmittels aus diesem flüssigen Film herbeigeführt wird;

in Stufe c) dieser flüssige Film mit Wasser vor der vollständigen Verdampfung dieses wassermischbaren Lösungsmittels hieraus in Kontakt gebracht wird; und

in Stufe d) praktisch das gesamte zurückgebliebene Lösungsmittel aus diesem flüssigen Film verdampft wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, in welchem Stufe (b) das Herausziehen dieser Form in eine Atmosphäre, die eine relative Feuchtigkeit von etwa 50 % bis etwa 75 % aufweist, umfaßt, und Stufe (c) das Kondensieren von Wasser aus dieser Atmosphäre auf diesen Film vor der vollständigen Verdampfung des Lösungsmittels hieraus umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, in welchem die Stufen (b) und (c) bei einer Temperatur von etwa 15º C bis etwa 25º C durchgeführt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, in welchem diese Form hohl ist, eine Wandstärke von weniger als 0,635 cm (0,25 Zoll) hat und eine Wärmeleitfähigkeit von wenigstens etwa 83,71 x 10&supmin;&sup4; J/(sec.cm.ºC) (20 x 10&supmin;&sup4;cal/(sec.cm.ºC)) aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, in welchem diese Form aus Glas hergestellt ist, hohl ist und eine Wandstärke von weniger als etwa 0,381 cm (0,15 Zoll) hat.

7. Verfahren nach Anspruch 2, in weichem diese Form aus Kunststoff hergestellt ist, hohl ist und eine Wandstärke von weniger als etwa 0,102 cm (0,040 Zoll) hat.

8. Verfahren nach Anspruch 2, in welchem Stufe (c) das Sprühen von Wassertröpfchen über diese Oberfläche umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 2, in welchem dieses Lösungsmittel eine Verbindung ist, die aus der aus Tetrahydrofuran, Methylethylketon, Methylenchlorid, Aceton und Mischungen hiervon bestehenden Gruppe ausgewählt ist.