Тонкий презерватив, спосіб його виготовлення та застосування поліуретану у виробництві презерватива з латексу натурального каучуку

1. Презерватив, що включає натуральний каучук і поліуретан, який відрізняється тим, що натуральний каучук і поліуретан використані у вигляді суміші. 2. Презерватив за п. 1, який має товщину одинарної стінки менше 55 мкм і тиск розриву приблизно 1,0 кПа або більше. 3. Презерватив за п. 2, де товщина одинарної стінки становить менше 50 мкм. 4. Презерватив за п. 2 або 3, який має тиск розриву приблизно 1,2 кПа або більше. 5. Презерватив за будь-яким з попередніх пп. 1-4, де поліуретан містить аліфатичний поліуретан. 6. Презерватив за будь-яким з пп. 1-5, де презерватив містить поліуретан в кількості від 1 pphr до 50 pphr (суха маса). 7. Презерватив за будь-яким з попередніх пунктів, де презерватив містить поліуретан в кількості від 5 pphr до 20 pphr (суха маса). 8. Презерватив за пп. 5, 6 або 7, де поліуретан містить аліфатичний складний поліефірполіуретан. 9. Презерватив за пп. 5, 6, 7 або 8, де поліуретан ® містить Acralen U-900. 10. Презерватив за п. 8 або 9, де презерватив містить аліфатичний складний поліефір-поліуретан в кількості від 10 pphr до 20 pphr (суха маса). 11. Презерватив за п. 10, де презерватив містить аліфатичний складний поліефір-поліуретан в кількості від 12 pphr до 18 pphr (суха маса). 12. Презерватив за пп. 5, 6 або 7, де поліуретан містить аліфатичний полікарбонатний поліуретан. 2 (19) 1 3 Даний винахід стосується презервативів, що включають натуральний каучук і поліуретан, зокрема презервативів з тонкими стінками, і способу їх виготовлення. Більшість презервативів виготовляють з латексу натурального каучуку (NRL) добре відомими виробничими способами. Гарантією придатності презервативів для використання є те, що їх властивості повинні відповідати 5 вимогам національних, регіональних або міжнародних стандартів, які звичайно включають вимогу мінімального тиску розриву. У той час як товщина стінки презервативів звичайно досить мала, становлячи від 50 мкм до 70 мкм, було б вигідно зменшити товщину ще більше, щоб стимулювати використання презервативів. Втрата чутливості, що відчувається при використанні презерватива, часто є виправданням відмови від їх використання, що приводить до зростаючого ризику вагітності або інфекцій, що передаються, статевим шляхом. Відповідно, було б бажано мати можливість виробляти більш тонкі презервативи. Бажано не тільки виробляти більш тонкі презервативи, але дані тонкі презервативи також повинні відповідати стандартизованим вимогам тиску розриву. Хоча робилися спроби виготовлення більш тонких презервативів, досі не було можливо виготовити тонкі презервативи, які відповідають вимогам тиску розриву, встановленим в стандартах. Тонкість презерватива типово визначають за товщиною одинарної стінки. Вимірювання товщини одинарної стінки презерватива проводять ваговим вимірюванням. З частини презерватива з паралельними стінками вирізають кільцевий сегмент висотою 20 мм, переважно в середній частині презерватива (такі "кільцеві" зразки-сегменти типово використовують для випробувань на розтягнення, і вимірювання товщини використовують в розрахунку межі міцності на розрив). Знаючи окружність кільця, його висоту і густина латексної плівки, можна обчислити товщину одинарної стінки, використовуючи рівняння: Товщина одинарної стінки дорівнює Маса/(Густина*Окружність*Висота* 10000), де: Товщина одинарної стінки = товщина однієї стінки презерватива (мкм) 2 Густина = густина плівки презерватива (г/см ) Окружність =окружність кругового зразка (см) Висота = висота кругового зразка (см) Міжнародний стандарт презервативів (BS EN ISO 4074:2002 Natural latex rubber condoms: 94785 4 Requirements and test methods) поряд з багатьма іншими стандартами включає вимогу того, щоб презервативи мали мінімальний тиск розриву 1,0 кПа при їх випробуванні згідно з методом, наведеним в стандарті. Коротко, випробування вимагає, щоб презерватив надувався потоком повітря з фіксованою швидкістю, в той час як в презервативі постійно контролюють тиск і об'єм повітря, так що при руйнуванні презерватива розривом реєструється показники тиску і об'єму. Дані вимірювання відомі, відповідно, як тиск розриву (вимірюється в кілопаскалях, кПа) і об'єм розриву (вимірюється в 3 літрах, L, або кубічних дециметрах, дм ). Дане випробування проводять для ряду презервативів з кожної партії, причому число презервативів визначається розміром партії. Оскільки стінка презерватива виготовлена більш тонкою, тиск, необхідний для надування і, зрештою, розриву презерватива, зменшується. У результаті, існує нижня межа товщини стінки презерватива, яка може задовольняти стандартизовані вимоги тиску розриву. Більш того об'єм, що надувається, і тиск, що створюється надуванням взаємозв'язані. Не рахуючи початкових стадій надування, чим більший об'єм, що надувається, тим більший тиск для будь-якого типу презервативів, що створюється надуванням. Модуль являє собою по суті міру жорсткості, ,так що матеріал з більш низьким модулем є більш гнучким або еластичним. Збільшення модуля (тобто збільшення жорсткості) матеріалу презерватива також збільшує тиск розриву в порівнянні з презервативом, виготовленим з матеріалу з більш низьким модулем, при тому ж об'ємі, що надувається. Тобто, чим більший модуль матеріалу презерватива, тим більший тиск, необхідний для розриву презерватива, при даному об'ємі, що надувається. Однак практично у всіх випадках збільшення модуля презерватива має додатковий ефект зменшення об'єму розриву. Оскільки тиск розриву зв'язаний з об'ємом розриву, будь-яке зменшення об'єму розриву буде також приводити до зниженого тиску розриву. Таким чином, презерватив, виготовлений з латексного складу, який приводить до меншого об'єму розриву, також буде мати менший тиск розриву. Спроби, що робилися раніше, створити дуже тонкий презерватив, що задовольняє вимогам тиску розриву, не вдалися, оскільки застосування матеріалів з великим модулем, в прагненні зберегти мінімальний тиск розриву, який відповідає необхідним стандартам, при малій товщині стінки презерватива практично незмінно є причиною зниженого об'єму розриву, який приводить до зниженого тиску розриву. Раніше були випробувані два підходи до створення більш тонких презервативів. По-перше, зроблені спроби виготовити презервативи з латексу натурального каучуку (NRL), але, використовуючи менше NRL, щоб одержати більш тонкі стінки презерватива. По-друге, зроблені спроби виготовити презервативи з синтетичних матеріалів, що мають властивості більшого розтягнення, ніж NRL. 5 У першому підході (що використовує менше NRL) існує межа того, наскільки тонкими можуть бути стінки презервативів до того, як презервативи перестануть відповідати вимогам стандартів, і спроби змінити технологічні параметри для подолання даної проблеми виявилися безуспішними. Знайдено, що для того, щоб гарантувати найбільшу можливу швидкість проходження партії, що виготовляється, середній тиск розриву кожної партії, типово, повинен перевищувати мінімальні вимоги, що задаються стандартами, щонайменше на два стандартних відхилення. Знайдено, що це приводить до мінімальної товщини презерватива з NRL в діапазоні від приблизно 50 мкм і приблизно 55 мкм (товщина одинарної стінки). Використовуючи другий підхід (застосовуючи синтетичні матеріали з NRL, що перевершують межу міцності на розрив), виявилося можливим виготовляти тонкі презервативи. Однак використані синтетичні матеріали також схильні мати більш високі модулі малої напруги і менше розтягнення при розриві, ніж NRL, і, таким чином, переваги більш тонкого презерватива, такі як поліпшена чутливість, що відчувається, зводяться на нівець більш тонкими синтетичними презервативами, що відчуваються як більш жорсткі і менш гнучкі, що небажано. У результаті, такі презервативи, виготовлені з синтетичних матеріалів, незадовільні. Нещодавні роботи з латексом стиролбутадієнового каучуку (SBR) з високим вмістом стиролу і з карбоксилованим SBR (X-SBR) дали збільшення модуля розтягнення, але автори даного винаходу встановили, що презервативи, виготовлені з NRL, що включає SBR і/або X-SBR, мають менші об'єми розриву, описані вище. У результаті, можна передбачити, що тонкі презервативи, виготовлені з сумішки NRL і SBR/X-SBR, не відповідають стандартизованим вимогам тиску розриву. Дані, наведені на Фіг. 1 і 2, ілюструють, що хоча межа міцності на розрив підвищена для сумішок X-SBR/NRL (Фіг. 1) в порівнянні з самим NRL (Фіг. 2), введення X-SBR зменшувало об'єм розриву і, як наслідок, тиск розриву для презервативів, виготовлених з сумішок X-SBR/NRL (Фіг. 1), подібний з тиском розриву немодифікованого складу (тобто без добавки X-SBR (Фіг. 2)) при подібній \ товщині презервативів. Автори даного винаходу виявили, що можливо виготовляти презервативи з NRL, які значно тонші сучасних презервативів з NRL і які мають прийнятні комплекси властивостей, таких як, зокрема, жорсткість, що відчувається, і відповідають вимогам стандартів, за рахунок змішування поліуретанового латексу з латексом натурального каучуку. Описані вище обмеження, де армування приводить до більшого модуля, меншого об'єму розриву, але не дає поліпшення в тиску розриву, несподівано подолані застосуванням поліуретану як компонента армованої сумішки з натуральним каучуком у виробництві презервативів. Згідно з даним винаходом в його найбільш широкому аспекті, наданий презерватив, що включає натуральний каучук і поліуретан. Натуральний каучук і поліуретан переважно присутні як сумішка 94785 6 в презервативі за винаходом. У ідеальному випадку використана гомогенна суміш або гомогенна сумішка. Презервативи за винаходом можуть бути виготовлені з латексу, який включає сумішку латексу натурального каучуку і поліуретанового латексу. У переважному аспекті наданий презерватив, ідо включає натуральний каучук і поліуретан і що має товщину одинарної стінки менше приблизно 55 мкм і тиск розриву 1,0 кПа або більше. Переважно, товщина одинарної стінки становить приблизно 50 мкм або менше, і тиск розриву становить приблизно 1,2 кПа або більше. Тиск розриву визначений згідно BS EN ISO 4074:2002. У іншому аспекті винахід надає застосування поліуретану у виробництві тонкого презерватива з латексу натурального каучуку. Типово, поліуретан використаний в формі дисперсії. Переважно, поліуретан використаний у виробництві презервативів з латексу натурального каучуку, що мають товщину одинарної стінки менше приблизно 55 мкм, більш переважно, 50 мкм або менше. Згідно з даним винаходом також наданий спосіб виготовлення презерватива, де спосіб включає змішування поліуретану і латексу натурального каучуку і формування з них презерватива. Переважно, поліуретан використаний як дисперсія. Наприклад використана сумішка поліуретанової дисперсії і латексу натурального каучуку. Переважно, поліуретановий латекс (PUL) використаний як армований компонент сумішки з NR.L у виробництві презервативів. Переважно, поліуретан являє собою поліуретановий латекс. Найбільш переважно, спосіб каучуку (NRL/X-SBR) і презервативів з сумішки натурального каучуку/поліуретану (NRL/PUL). Терміни поліуретановий латекс і поліуретанові дисперсії використані як взаємозамінні. Отже, використаний тут термін "поліуретанова дисперсія" включає поліуретанові латекси. Значне поліпшення в тиску розриву одержане внаслідок застосування сумішки NRL/PUL. Автори виявили, що додавання поліуретану (PUL·) до NRL не зменшує об'єм розриву в тій же мірі, що додавання X-SBR. У результаті, презервативи, виготовлені з армованої PUL сумішки з NRL, мають більший тиск розриву, ніж сумішки NRL/X-SBR. Автори виявили, що презервативи, виготовлені з сумішки натурального каучуку/поліуретану, перевершують презервативи з латексу натурального каучуку. Наприклад автори виявили, що презервативи на основі сумішки натурального каучуку/поліуретану незмінно мають більший середній тиск розриву, ніж презервативи з латексу натурального каучуку, навіть при товщині одинарної стінки, що досягає 40 мкм (Фіг. 4). Презервативи з товщиною одинарної стінки 55 мкм або менше є переважними. Переважно, презервативи за винаходом мають товщину одинарної стінки менше 55 мкм, таку як, наприклад від 35 до 55 мкм, більш переважно, від 40 до 50 мкм, ще більш переважно, товщину одинарної стінки приблизно 40 мкм або менше. Презервативи з тиском розриву більше 1,0 кПа, переважно, більше 1,1 кПа, більш переважно, 7 більше 1,2 кПа є переважними. Перевага полягає в тому, що презервативи мають середній тиск розриву, що перевищує мінімальну вимогу, наведену в стандартах, щонайменше на два стандартних відхилення. Наприклад переважними є презервативи, що мають середній тиск розриву, що перевищує вимогу мінімального тиску розриву в 1,0 кПа за міжнародним стандартом BS EN ISO 4074:2002 щонайменше на два стандартних відхилення. Автори винаходу вважають переважним, щоб середній тиск розриву становив приблизно 1,2 кПа або більше, щоб гарантувати, що презервативи будуть здатні систематично задовольняти вимоги міжнародного стандарту відносно тиску розриву. Вельми переважно, щоб даний тиск розриву досягався в презервативах, що мають товщину одинарної стінки від 35 мкм до 55 мкм або менше, переважно, від 40 мкм до 50 мкм. Великий тиск розриву, наприклад 1,3 кПа або більше, 1,4 кПа або більше, або 1,5 кПа або більше також досяжний для презервативів, тонше приблизно 50 мкм, в залежності від сумішки. При наявності поліуретану 15 або 20 частин на сотню каучуку (ррhr) тиск розриву такий, що, як очікується, презервативи будуть відповідати вимогам BS EN ISO 4074:2002 при товщині не більше 40 мкм або менше. Це представляє значне поліпшення в плані товщини в порівнянні з тим, πιο можна досягнути у випадку складів з незмішаним NRL, які мають більш низьку межу товщини від приблизно 50 до 55 мкм. Автори провели випробування на ряді складів, що мають різний вміст поліуретану, і властивості презервативів, виготовлених з даних складів, резюмовані на Фіг. 3 і показані графічно на Фіг. 4. З Фіг. 4 ясно, що презервативи на основі сумішки натурального каучуку/поліуретану мають більший тиск розриву, ніж презервативи з латексу натурального каучуку, так і презервативи з натурального каучуку/X-SBR при всіх протестованих складах завантажень поліуретану. Може бути використаний будь-який відповідний поліуретан. Переважно, поліуретан являє собою аліфатичний поліуретан. Однак можуть бути використані ароматичні поліуретани. Переважні поліуретани для використання в способах за винаходом включають аніонно або неіонно стабілізовані аліфатичні поліуретани, включаючи латекси аніонно або неіонно стабілізованих аліфатичних поліуретанів. Переважні аліфатичні поліуретани включають наступні, але не обмежені ними: аліфатичні полікарбонатні поліуретани і аліфатичні складні поліефіри-поліуретани. Переважно, латекс по суті не містить розчинник або має низький вміст розчинника. Найбільш переважно, латекс не містить співрозчинник N-метилпіролидоиу. Латекс може також, або альтернативно, по суті не містити емульгатора. Переважним латексом аліфатичного полікарбонатного поліуретану для застосування за винаходом є Acralen® U-900, який комерційно доступний від PolymerLatex Gmbh, Німеччина. Може бути використаний будь-який придатний латекс аліфатичного складного поліефіру-поліуретану. 94785 8 Іншим переважним поліуретановим латексом для застосування за винаходом є Incorez W835/092, який комерційно доступний від Industrial Copolymers Ltd, Великобританія. Incorez W 835/092 являє собою латекс аліфатичного полікарбонатного поліуретану. Однак може бути використаний будь-який придатний латекс аліфатичного полікарбонатного поліуретану. У презервативах винаходу може бути використана будь-яка придатна кількість поліуретану. Автори винаходу вважають переважними презервативи, що включають склад сумішки натурального каучуку/поліуретану, що включає поліуретан в кількості від 1 pphr до 50 pphr (виміряно на суху масу). Більш переважно, презервативи включають поліуретан в кількості від 5 pphr до 20 pphr. Відповідні кількості поліуретану залежать від типу поліуретану. Наприклад у випадку латексів аліфатичних поліуретанів автори вважають переважними презервативи, що включають поліуретан в кількості від 1 pphr до 50 pphr (суха маса), більш переважно, від 5 pphr до 20 pphr. Де використаний аліфатичний складний поліефір-поліуретан, такий як, наприклад Acralen® U-900, автори вважають переважними презервативи, що включають суміш натурального каучуку/поліуретану, включаючої аліфатичний складний поліефір-поліуретан в кількості від 5 pphr до 20 pphr, більш переважно, від 12 pphr до 18 pphr. Альтернативно, де використаний аліфатичний полікарбонатний поліуретан, такий як, наприклад Incorez W835/092, автори вважають переважними презервативи, що включають суміш натурального каучуку/поліуретану, що містить аліфатичний полікарбонатний поліуретан, наприклад Incorez W835/092 в кількості від 5 до 10 pphr, більш переважно, від 5 pphr до 7,5 pphr. У переважному варіанті здійснення презервативи виготовлені з складу латексної сумішки, що включає наступні інгредієнти: Функція інгредієнта Латекс натурального каучуку Стабілізатори Вулканізатор Регулятор рН Активатор вулканізації Прискорювач Антиокислювач Поліуретановий латекс Амонована вода Діапазон (pphr) 100 0,40 0,80 0,45 0,75 0,05 0,10 0,40 0,75 0,40 0,75 0,15 0,25 5 20 25 35 Даний винахід також дає спосіб виготовлення презерватива, де спосіб включає змішування поліуретанового латексу і латексу натурального каучуку з формуванням сумішки, і формування з неї презерватива. Презерватив може бути сформований будьяким придатним шляхом. Типово, формування презерватива проводять зануренням шаблона, що мас форму презерватива, в сумішку з формуванням плівки, яку згодом висушують і стверджують, як буде ясно фахівцям в даній галузі. 9 Автори вважають переважним додавати поліуретановий латекс до латексу змішаного з іншими компонентами, передвулканізованого натурального каучуку. Переважно, поліуретановий латекс додають до латексу натурального каучуку до перенесення в установку для занурення. У переважному здійсненні спосіб включає наступні стадії: 1. Передвулканізацію: додавання компонентних інгредієнтів до латексу і передвулканізація при підвищеній температурі до досягнення відповідного індексу набухання. 2. Дозрівання: охолодження до навколишньої температури і додавання додаткового вулканізатора за необхідності, і забезпечення дозрівання латексу при навколишній температурі до досягнення відповідного індексу набухання. 3. Кінцева стадія змішування: додавання більшої кількості вулканізатора за необхідності нагрівання при помірній температурі до досягнення відповідного індексу набухання. Стандартне вимірювання густини зшиття типово вимагає вирізання диска заданого діаметра з латексної плівки. Потім його вміщують в розчинник, такий як толуол або нгептан, який спричиняє набухання плівки; діаметр диска вимірюють, коли набухання досягає рівноваги, і кінцевий і початковий діаметри використовують для розрахунку "індексу набухання". 4. Кінцеве регулювання: додавання поліуретану до повністю змішаного з іншими компонентами латексу, змішування і розбавлення, якщо необхідно, для корекції в'язкості, що використовується при зануренні; введення в установку для занурення. 94785 10 Автори вважають переважним виготовляти латексні плівки "'прямим зануренням", тобто де не використовується коагуляція латексу (зануренням в коагулянт до занурення в латекс). Переважно, презервативи, виготовлені способом за винаходом, мають товщину одинарної стінки 55 мкм або менше, переважно, від 35 мкм до 55 мкм або менше, більш переважно, від 40 мкм до 50 мкм. Може бути використаний будь-який відповідний поліуретан. Переважними поліуретанами для використання в способі за винаходом є латекси аніонно або неіонно стабілізованих аліфатичних поліуретанів. Перевага полягає в тому, що дані латекси включають малий вміст розчинника або не містять розчинника. Переважно, дані латекси не містять N-метилпіролідону. Латекси ароматичних поліуретанів також можуть бути використані в способі, що надається даним винаходом. Автори винаходу вважають переважним додавати поліуретан в кількості від 1 до 50 pphr, переважно, в кількості від 5 до 20 pphr. Якщо поліуретан включає аліфатичний складний поліефірполіуретан, такий як, наприклад Acralen® U-900, його переважно додають в кількості від 12 до 18 pphr. Альтернативно, переважний поліуретан включає аліфатичний полікарбонатний поліуретан, наприклад Incorez W 835/092. Якщо презервативи, виготовлені способом за винаходом, включають поліуретан, який включає аліфатичний полікарбонатний поліуретан, його переважно додають в кількості від 5 до 10 pphr, більш переважно, від 5 pphr до 7,5 pphr. 11 94785 12 13 94785 14 15 94785 16 17 Комп’ютерна верстка І. Скворцова 94785 Підписне 18 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601