JP2008087435A - Gas barrier rubber molded body and its manufacturing method - Google Patents

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JP2008087435A JP2006273803A JP2006273803A JP2008087435A JP 2008087435 A JP2008087435 A JP 2008087435A JP 2006273803 A JP2006273803 A JP 2006273803A JP 2006273803 A JP2006273803 A JP 2006273803A JP 2008087435 A JP2008087435 A JP 2008087435A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber molded body (a product or a half-finished product) having a gas barrier layer showing excellence in deformation followability and elongation and/or compression moldability laminated on a rubbery base material showing excellence in flexible deformability and impact resistance as its intrinsic property. <P>SOLUTION: The gas barrier rubbery molded body comprises the rubber base material having a certain thickness, and a gas barrier layer laminated on at least one surface of two surfaces pinching the thickness of the rubber base material, wherein the gas barrier layer is characteristically composed of a cross-linked body prepared by a reaction of a carboxyl group of a carboxyl group-containing polymer (A) with a reactive organic cross-linking agent (B). <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスバリア性の良好なゴム状成形体およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a rubber-like molded article having good gas barrier properties and a method for producing the same.

樹脂フィルム基材上に、ポリカルボン酸の多価金属架橋物を含む樹脂層を形成してなる積層フィルムが良好なガスバリア性を有することは良く知られている。一般にこのようなガスバリア性フィルムは、フィルム基材上に、ポリカルボン酸と多価金属化合物を含み、更に両者間の架橋(ゲル化)反応を緩和する薬剤、たとえばアンモニアあるいはアミン、金属アルコキシド(あるいはその加水分解(縮合)物)等を含む水性塗料組成物を塗布し、次いで加熱等によりポリカルボン酸と多価金属化合物間の架橋反応を促進させて金属架橋物を含むガスバリア性層を形成することにより製造される(例えば、特許文献1〜3。その他多数)。またポリカルボン酸と多価金属化合物間の早期ゲル化反応を防止するために、ポリカルボン酸層と多価金属化合物層を隣接するように塗布し、その後、架橋等により両層の界面近傍に金属架橋樹脂を含むガスバリア性層を形成することも知られている(特許文献1)。更に、フィルム基材上に、多価金属により中和されたα,β−不飽和カルボン酸あるいは部分中和されたα,β−不飽和カルボン酸の水溶液ないし水分散液の塗膜を形成し、これを重合することにより形成したガスバリア層を有するガスバリア性積層フィルムの製造方法も知られている(特許文献4および5)。   It is well known that a laminated film formed by forming a resin layer containing a polyvalent metal cross-linked product of polycarboxylic acid on a resin film substrate has good gas barrier properties. In general, such a gas barrier film contains a polycarboxylic acid and a polyvalent metal compound on a film substrate, and further, an agent that relaxes the crosslinking (gelation) reaction between them, such as ammonia or amine, metal alkoxide (or An aqueous coating composition containing the hydrolyzed (condensed product) is applied, and then a crosslinking reaction between the polycarboxylic acid and the polyvalent metal compound is promoted by heating or the like to form a gas barrier layer containing the metal crosslinked product. (For example, Patent Documents 1 to 3. Many others). In addition, in order to prevent premature gelation reaction between polycarboxylic acid and polyvalent metal compound, polycarboxylic acid layer and polyvalent metal compound layer are applied so as to be adjacent to each other, and then in the vicinity of the interface between both layers by cross-linking or the like. It is also known to form a gas barrier layer containing a metal cross-linked resin (Patent Document 1). Further, a coating film of an aqueous solution or dispersion of an α, β-unsaturated carboxylic acid neutralized with a polyvalent metal or a partially neutralized α, β-unsaturated carboxylic acid is formed on the film substrate. A method for producing a gas barrier laminate film having a gas barrier layer formed by polymerizing this is also known (Patent Documents 4 and 5).

このようにして形成された積層フィルム製品は、一般にガスバリア性を要求される包装材料として有用とされている(特許文献1〜5)。しかしながら、より柔軟かつ変形性の大なるガスバリア性ゴム状成形体への製品展開はなされていない。
WO03/0931317A1公報 特開2005−60621号公報 WO2005/053954A1公報 WO2005/108440A1公報 WO2006/059773A1公報 特願2005−240665号明細書
The laminated film product thus formed is considered useful as a packaging material that generally requires gas barrier properties (Patent Documents 1 to 5). However, the product development to the gas-barrier rubber-like molded body which is more flexible and deformable has not been made.
WO03 / 0931317A1 publication JP 2005-60621 A WO2005 / 053954A1 publication WO2005 / 108440A1 publication WO 2006/059773 A1 Japanese Patent Application No. 2005-240665 Specification

本発明の主要な目的は、柔軟かつ変形性の大なるゴム基材上に有機架橋剤により架橋された不飽和カルボン酸重合体層からなるガスバリア層を形成したガスバリア性ゴム状成形体を提供することにある。   The main object of the present invention is to provide a gas barrier rubber-like molded article in which a gas barrier layer comprising an unsaturated carboxylic acid polymer layer crosslinked with an organic crosslinking agent is formed on a flexible and deformable rubber substrate. There is.

すなわち、本発明のガスバリア性ゴム状成形体は、ある厚さを有するゴム基材と、該ゴム基材の厚さを挟む二面のうち少なくとも一面上に積層されたガスバリア層とを含み、該ガスバリア層がカルボキシル基を有する重合体(A)のカルボキシル基と反応性を有する有機架橋剤(B)による架橋体からなることを特徴とするものである。   That is, the gas barrier rubber-like molded article of the present invention includes a rubber base material having a certain thickness, and a gas barrier layer laminated on at least one of the two surfaces sandwiching the thickness of the rubber base material, The gas barrier layer is composed of a crosslinked product of an organic crosslinking agent (B) having reactivity with the carboxyl group of the polymer (A) having a carboxyl group.

本発明に到達するに至った経緯について、若干付言する。   Some details on how the present invention has been achieved will be described.

上述したように、樹脂フィルム基材上にポリカルボン酸多価金属架橋物を含むガスバリア性樹脂層を形成してなるガスバリア性積層フィルムは良く知られている。しかし、樹脂フィルム基材の代りにゴム基材を用いたガスバリア性ゴム状成形体は、全く開発されていない。その理由は必ずしも明らかではないが、以下のような要因が作用しているものと解される。(イ)最大の要因は、樹脂フィルム基材に比べて、ゴム基材が著しく大なる柔軟性および伸縮変形性を有しており、その上に形成されたポリカルボン酸多価金属架橋物からなるガスバリア層が、ゴム基材の伸縮変形に追随できず、そのガスバリア性を失うことであると解される。事実、典型的な樹脂フィルム基材である厚さ12μmのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの引張弾性率(JIS K7100)が4000MPaであるのに対して、後記実施例1でゴム基材として用いる厚さ500μmのニトリルゴムシートのそれはわずかに6MPaであった。従って、特許文献4の表5および6においては、得られたガスバリア性積層フィルムの2%および3%延伸後の表面状態評価結果が記されているが、多くの積層フィルムにおいて、3%延伸後においては、2%延伸後に比べて、表面状態の悪化が記録されており、延伸後のガスバリア性の評価は行われていない。また3%を超える延伸倍率での評価はなされていない。(ロ)理由の第2は、ゴム基材の表面平均粗さRa(JIS B0601;例えば実施例1のニトリルゴムシートでRa=2.0μm)は、樹脂フィルム基材のそれ(例えばPETフィルムについて、Ra=0.02μm)に比べて著しく大であることである。これは、特許文献1〜5の実施例において示されるごとく、厚さ0.1〜1μm程度の緻密なガスバリア層をその表面に形成するに適した基材ではないと考えられたのかとも考えられる。   As described above, a gas barrier laminate film in which a gas barrier resin layer containing a polycarboxylic acid polyvalent metal crosslinked product is formed on a resin film substrate is well known. However, no gas barrier rubber-like molded article using a rubber substrate instead of a resin film substrate has been developed. The reason is not necessarily clear, but it is understood that the following factors are acting. (A) The biggest factor is that the rubber base material has significantly greater flexibility and stretch deformability than the resin film base material. From the polycarboxylic acid polyvalent metal crosslinked product formed thereon, It is understood that this gas barrier layer cannot follow the elastic deformation of the rubber base material and loses its gas barrier property. In fact, a 12 μm thick PET (polyethylene terephthalate) film, which is a typical resin film substrate, has a tensile modulus (JIS K7100) of 4000 MPa, whereas the thickness used as a rubber substrate in Example 1 described later. That of the 500 μm nitrile rubber sheet was only 6 MPa. Therefore, in Tables 5 and 6 of Patent Document 4, the surface state evaluation results after stretching 2% and 3% of the obtained gas barrier laminate film are described, but in many laminate films, after stretching 3% In No. 1, the deterioration of the surface state is recorded as compared with after 2% stretching, and the evaluation of gas barrier properties after stretching is not performed. Moreover, evaluation at a draw ratio exceeding 3% has not been made. (B) The second reason is that the surface roughness Ra of the rubber substrate (JIS B0601; for example, Ra = 2.0 μm in the nitrile rubber sheet of Example 1) is that of the resin film substrate (for example, for PET film). , Ra = 0.02 μm). As shown in Examples of Patent Documents 1 to 5, this is considered to be considered not to be a base material suitable for forming a dense gas barrier layer having a thickness of about 0.1 to 1 μm on the surface. .

これに対し、本発明者の研究によれば、多価金属による不飽和カルボン酸重合体の架橋体の代りに、特許文献6に開示されるような有機架橋剤による不飽和カルボン酸重合体の架橋体からなるガスバリア層を形成すると、該ガスバリア層はゴム基材の伸縮変形に追随性を有し更に延伸または/および圧縮を伴なう成形に付された場合にもガスバリア性を維持することが見出された。ここにおいて、ゴム基材の有する表面粗さは、そのアンカリング(アンカー)効果によりゴム基材の伸縮変形ないしは延伸または/および圧縮を伴なう成形においてガスバリア層のゴム基材の変形に対する追随性の改良に寄与しているものと考えられる。本発明のガスバリア性ゴム状成形体およびその製造方法は、上述の知見に基づくものである。   On the other hand, according to the study of the present inventors, the unsaturated carboxylic acid polymer with an organic crosslinking agent as disclosed in Patent Document 6 is used instead of the crosslinked carboxylic acid polymer with a polyvalent metal. When a gas barrier layer made of a cross-linked product is formed, the gas barrier layer has the ability to follow the elastic deformation of the rubber base material and further maintain the gas barrier property even when subjected to molding with stretching or / and compression. Was found. Here, the surface roughness of the rubber base material is determined by the anchoring effect of the rubber base material so as to follow the deformation of the rubber base material of the gas barrier layer in the molding accompanied by expansion / contraction or stretching or / and compression of the rubber base material. This is thought to contribute to the improvement of The gas barrier rubber-like molded product and the method for producing the same according to the present invention are based on the above knowledge.

以下、本発明のガスバリア性ゴム状成形体を、その製造方法に沿って順次説明する。   Hereinafter, the gas barrier rubber-like molded product of the present invention will be sequentially described along with the production method thereof.

(ゴム基材)
本発明で用いるゴム基材は、形成すべきゴム状成形体の用途に応じた伸縮変形性を有する任意のゴム材料からなる。用途によりその要求性状は異なり得るが、代表的なものとして、例えば引張弾性率(JIS K7100)が0.1〜1000MPa、好ましくは1〜100MPa;基材としての表面平均粗さRa(JIS B0601)が0.01〜100μm、好ましくは0.02〜10μmが挙げられる。破断伸びは、用途との関連での要求特性としては、120%程度まででよいが、通常の100〜250%程度のもので差し支えない。このような特性は、通常、一般のゴム材料により満たされるものであり、公知のゴム材料を用いることができる。その具体例としては、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロブレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
(Rubber base material)
The rubber base material used in the present invention is made of an arbitrary rubber material having stretch deformability according to the use of the rubber-like molded body to be formed. The required properties may vary depending on the application, but as a typical example, for example, the tensile modulus (JIS K7100) is 0.1 to 1000 MPa, preferably 1 to 100 MPa; surface average roughness Ra as a substrate (JIS B0601) Is 0.01 to 100 μm, preferably 0.02 to 10 μm. The elongation at break may be up to about 120% as a required characteristic in relation to the application, but it may be about 100% to 250% of normal. Such characteristics are usually satisfied by a general rubber material, and a known rubber material can be used. Specific examples thereof include natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, chlorobrene rubber, acrylic rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, hydrin rubber, urethane rubber, Examples thereof include at least one selected from the group consisting of polysulfide rubber, silicone rubber, and fluororubber.

ゴム基材の形状は、ガスバリア性を要求される製品ゴム状成形体の形状にほぼ対応して定まるものであり、特に制約されるものではないが、例えばシート、タイヤ、チューブ、トレイまたはカップ、タンク等の中空容器あるいはこれらの前駆体(例えば接着あるいは延伸または/および圧縮を伴なうシート成形によりこれら形状を与えるための半体あるいはシート状半製品)の形状であり得る。またゴム基材は製品成形体に要求されるガスバリア性を発現すべき方向にある厚さを有するものであり、その厚さは一般に10μm〜50mm、好ましくは100μm〜10mm程度である。   The shape of the rubber base material is determined substantially corresponding to the shape of the product rubber-like molded product that requires gas barrier properties, and is not particularly limited, for example, a sheet, tire, tube, tray or cup, It can be in the shape of a hollow container such as a tank or a precursor thereof (for example, a half or a sheet-like semi-finished product for giving these shapes by sheet forming with bonding or stretching or / and compression). Further, the rubber base material has a thickness in a direction in which the gas barrier property required for the molded product is to be expressed, and the thickness is generally about 10 μm to 50 mm, preferably about 100 μm to 10 mm.

(ガスバリア層)
本発明のガスバリア性ゴム状成形体は、上述したようなゴム基材の厚さを挟む二面の少なくとも一面上に、該ガスバリア層がカルボキシル基を有する重合体(A)のカルボキシル基と反応性を有する有機架橋剤(B)による架橋体からなるガスバリア層を積層してなるものである。本発明のゴム状成形体は、別途形成したガスバリア層を適当な接着剤を介して、接着積層することによっても形成可能であるが、より密着性の良好なガスバリア層を形成するためには、カルボキシル基を有する重合体(A)の前駆体である不飽和カルボン酸(a)と有機架橋剤(B)を含む重合性単量体組成物の塗膜を形成し、その場重合によりガスバリア層を形成することが好ましい。
(Gas barrier layer)
The gas barrier rubber-like molded product of the present invention is reactive with the carboxyl group of the polymer (A) in which the gas barrier layer has a carboxyl group on at least one of the two surfaces sandwiching the thickness of the rubber base as described above. A gas barrier layer made of a crosslinked product of an organic crosslinking agent (B) having The rubber-like molded product of the present invention can also be formed by laminating and laminating a separately formed gas barrier layer via an appropriate adhesive, but in order to form a gas barrier layer with better adhesion, A gas barrier layer is formed by forming a coating film of a polymerizable monomer composition containing an unsaturated carboxylic acid (a) which is a precursor of a polymer (A) having a carboxyl group and an organic crosslinking agent (B), and performing in-situ polymerization. Is preferably formed.

(重合性単量体組成物)
重合性単量体組成物は、不飽和カルボン酸(a)と有機架橋剤(B)とを、必要に応じて組成物の全量基準で0〜85重量%の割合で用いられる溶媒に溶解または分散することにより得られる。
(Polymerizable monomer composition)
The polymerizable monomer composition is obtained by dissolving the unsaturated carboxylic acid (a) and the organic crosslinking agent (B) in a solvent used in a proportion of 0 to 85% by weight based on the total amount of the composition, if necessary. Obtained by dispersing.

<不飽和カルボン酸(a)>
本発明で用いる重合性単量体組成物を構成する不飽和カルボン酸(a)としては、従来特許文献1〜5でガスバリア層を形成するために用いられていたポリカルボン酸金属架橋物のポリカルボン酸の単量体として用いられているものと同様のものであり、その具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸、セネシオ酸、チグリン酸、ソルビン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、及び無水シトラコン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。なかでもアクリル酸または/およびメタクリル酸が好ましく、特にハンドリング性、ガスバリア性などの特性とコストの面でアクリル酸が好ましい。
<Unsaturated carboxylic acid (a)>
As the unsaturated carboxylic acid (a) constituting the polymerizable monomer composition used in the present invention, the polycarboxylic acid metal crosslinked product used for forming a gas barrier layer in Patent Documents 1 to 5 is used. Specific examples of the carboxylic acid monomer include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, senecioic acid, tiglic acid, sorbic acid, maleic acid, Examples thereof include at least one selected from the group consisting of fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride. Of these, acrylic acid and / or methacrylic acid are preferable, and acrylic acid is particularly preferable in view of characteristics such as handling property and gas barrier property and cost.

<有機架橋剤(B)>
重合性単量体組成物には、不飽和カルボン酸(a)に加えて、その場重合により形成される重合体(A)のカルボキシル基と反応性を有する有機架橋剤(B)が含まれる。カルボキシル基との反応性を与える官能基の例としては、メチロール基、エポキシ基、イソシアネート基、イミド基、および水酸基が挙げられる。有機架橋剤(B)としては、これら官能基を一以上、好ましくは二以上有する有機化合物が用いられ、その具体例としては、N−メチロールアクリルアミド(N−MAM)、などのメチロール化合物;3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3′,4′−エポキシシクロヘキセンカルボキシレートなどのエポキシ化合物;ヘキサメチレンジイソシアネートなどのイソシアネート化合物;N,N−ジイソプロピルカルボジイミドやN,N−ジシクロヘキシルカルボジイミドなどのイミド化合物;ポリビニルアルコール(PVA)、グリセリン、でんぷんなどのヒドロキシ化合物などが挙げられる。
<Organic crosslinking agent (B)>
In addition to the unsaturated carboxylic acid (a), the polymerizable monomer composition includes an organic crosslinking agent (B) having reactivity with the carboxyl group of the polymer (A) formed by in situ polymerization. . Examples of functional groups that give reactivity with carboxyl groups include methylol groups, epoxy groups, isocyanate groups, imide groups, and hydroxyl groups. As the organic crosslinking agent (B), an organic compound having one or more, preferably two or more of these functional groups is used, and specific examples thereof include methylol compounds such as N-methylolacrylamide (N-MAM); Epoxy compounds such as 4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ', 4'-epoxycyclohexenecarboxylate; Isocyanate compounds such as hexamethylene diisocyanate; Imide compounds such as N, N-diisopropylcarbodiimide and N, N-dicyclohexylcarbodiimide; Polyvinyl alcohol (PVA), hydroxy compounds such as glycerin and starch.

これら有機架橋剤(B)は、その重量(Bw)と、不飽和カルボン酸(a)あるいはこれからその場重合で形成されるカルボキシ基を有する重合体(A)の重量(Aw)との重量比(Aw/Bw)が、1〜20、より好ましくは1.1〜15、特に好ましくは1.2〜10、となる量で重合性単量体組成物中あるいはガスバリア層中に含まれることが好ましい。この比が1未満あるいは20を超える、いずれの場合も、有機架橋剤(B)の添加によるガスバリア層の架橋を通じたゴム基材の伸縮変形あるいは成形中の変形に対するガスバリア層の追随性が乏しく、得られるガスバリア層のガスバリア性も低下する。   These organic crosslinking agents (B) have a weight ratio between the weight (Bw) and the weight (Aw) of the unsaturated carboxylic acid (a) or the polymer (A) having a carboxy group formed by in situ polymerization therefrom. (Aw / Bw) may be contained in the polymerizable monomer composition or in the gas barrier layer in an amount of 1 to 20, more preferably 1.1 to 15, particularly preferably 1.2 to 10. preferable. In any case where this ratio is less than 1 or more than 20, the gas barrier layer is poor in following the elastic deformation or deformation during molding of the rubber substrate through crosslinking of the gas barrier layer by addition of the organic crosslinking agent (B), The gas barrier properties of the resulting gas barrier layer also deteriorate.

前記したように有機架橋剤(B)は、重合体(A)のカルボキシル基と反応して架橋したガスバリア層を形成するために用いられるものであるが、両者の完全な反応による架橋の完了の前には、一種の可塑剤として、ゴム基材の変形に対するガスバリア層の追随性を補う作用も果すものと解される。このようなガスバリア層の追随性を補う作用を果たす有機架橋剤(B)としては、グリセリンなどのヒドロキシ化合物が好ましい。   As described above, the organic crosslinking agent (B) is used to form a crosslinked gas barrier layer by reacting with the carboxyl group of the polymer (A). Previously, it is understood that as a kind of plasticizer, it also serves to supplement the followability of the gas barrier layer against deformation of the rubber substrate. Hydroxy compounds such as glycerin are preferable as the organic cross-linking agent (B) that functions to supplement the following properties of the gas barrier layer.

<溶媒>
本発明で用いる重合性単量体組成物は、上記した不飽和カルボン酸(a)および有機架橋剤(B)を、組成物の全量基準で0〜85重量%の溶媒に溶解または分散することにより得られる。溶媒は主として重合性単量体組成物の塗布適性の調整のために用いられるものであり、例えばアクリル酸あるいはメタクリル酸のように室温で液体の不飽和カルボン酸は溶媒を用いなくても塗布可能な重合性単量体組成物を与える(後記実施例1等)。
<Solvent>
In the polymerizable monomer composition used in the present invention, the unsaturated carboxylic acid (a) and the organic crosslinking agent (B) described above are dissolved or dispersed in 0 to 85% by weight of a solvent based on the total amount of the composition. Is obtained. The solvent is mainly used to adjust the coating suitability of the polymerizable monomer composition. For example, an unsaturated carboxylic acid that is liquid at room temperature such as acrylic acid or methacrylic acid can be applied without using a solvent. A polymerizable monomer composition (Example 1 etc. described later).

溶媒としては、水、アルコール、NMP、THF、アセトンからなる群より選ばれる少なくとも1種の溶媒を用いることが好ましい。なかでも、重合性単量体組成物の塗布および重合中の環境衛生の観点で水が最も好ましく用いられる。   As the solvent, it is preferable to use at least one solvent selected from the group consisting of water, alcohol, NMP, THF, and acetone. Among these, water is most preferably used from the viewpoint of application of the polymerizable monomer composition and environmental hygiene during polymerization.

使用する溶媒量の下限は得られる重合性単量体組成物の塗布適性によって定められ、上限は得られる重合性単量体組成物塗膜の外観と溶媒除去効率等の点で定まる。85重量%を超える溶媒の使用は、生産性や成膜性を低下する場合があり、好ましくない。   The lower limit of the amount of solvent to be used is determined by the applicability of the obtained polymerizable monomer composition, and the upper limit is determined in terms of the appearance of the resulting polymerizable monomer composition coating film and the solvent removal efficiency. Use of a solvent in excess of 85% by weight is not preferable because productivity and film formability may be deteriorated.

<重合開始剤>
その場重合体層を形成するために用いる重合性単量体組成物には、上記した不飽和カルボン酸(a)、有機架橋剤(B)および溶媒に加えて、重合開始剤を含有させてもよい。但し、その場重合を、電子線等のエネルギーの強い電離放射線の照射により進める場合は、省略することもできる。重合開始剤としては、光重合開始剤と熱重合開始剤とが代表的なものであり、少なくとも一方の重合開始剤を含有させることができる。熱重合開始剤には、電離放射線の照射により活性化するアゾ化合物や過酸化物も含まれる。
<Polymerization initiator>
In addition to the unsaturated carboxylic acid (a), the organic crosslinking agent (B) and the solvent, the polymerizable monomer composition used for forming the in-situ polymer layer contains a polymerization initiator. Also good. However, when the in-situ polymerization is advanced by irradiation with ionizing radiation having strong energy such as an electron beam, it can be omitted. As the polymerization initiator, a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator are representative, and at least one polymerization initiator can be contained. Thermal polymerization initiators also include azo compounds and peroxides that are activated by irradiation with ionizing radiation.

塗膜に紫外線を照射する場合には、含有させなくても良いが、成膜性や重合効率の点で、重合性単量体組成物に光重合開始剤を含有させることが好ましい。光重合開始剤は、単に光開始剤または増感剤と呼ばれることがある。光重合開始剤には、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーケトン類、ベンジル類、ベンゾイン類、ベンゾインエーテル類、ベンジルジメチルケタール類、チオキサントン類、及びこれらの2種以上の混合物が含まれる。   In the case of irradiating the coating film with ultraviolet rays, it is not necessary to contain it, but it is preferable to contain a photopolymerization initiator in the polymerizable monomer composition from the viewpoint of film formability and polymerization efficiency. Photoinitiators are sometimes simply referred to as photoinitiators or sensitizers. Examples of the photopolymerization initiator include acetophenones, benzophenones, Michler ketones, benzyls, benzoins, benzoin ethers, benzyl dimethyl ketals, thioxanthones, and mixtures of two or more thereof.

光重合開始剤の好ましい具体例としては、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、m−クロロアセトフェノン、p−tert−ブチルトリクロロアセトフェノン、4−ジアルキルアセトフェノンなどのアセトフェノン類;ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類;ミヒラーケトンなどのミヒラーケトン類;ベンジル、ベンジルメチルエーテルなどのベンジル類;ベンゾイン、2−メチルベンゾインなどのベンゾイン類;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインブチルエーテルなどのベンゾインエーテル類;ベンジルジメチルケタールなどのベンジルジメチルケタール類;チオキサントンなどのチオキサントン類;プロピオフェノン、アントラキノン、アセトイン、ブチロイン、トルオイン、ベンゾイルベンゾエート、α−アシロキシムエステル;などのカルボニル化合物を挙げることができる。   Preferred examples of the photopolymerization initiator include acetophenones such as acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, m-chloroacetophenone, p-tert-butyltrichloroacetophenone and 4-dialkylacetophenone; benzophenones such as benzophenone; Michler's ketone Michler's ketones such as benzyl; benzyls such as benzyl methyl ether; benzoins such as benzoin and 2-methylbenzoin; benzoin ethers such as benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether and benzoin butyl ether; benzyldimethyl ketal and the like Benzyl dimethyl ketals; thioxanthones such as thioxanthone; propiophenone, anthraquinone, acetoin Butyroin, Toruoin, benzoyl benzoate, alpha-acyloxime esters may be mentioned carbonyl compounds such as.

光重合開始剤としては、上記カルボニル化合物以外に、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、チオキサンソン、2−クロロチオキサンソンなどの硫黄化合物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリルなどのアゾ化合物;ベンゾイルパーオキサイド、ジ−tert−ブチルパーオキサイドなどの過酸化物;が挙げられる。   Examples of the photopolymerization initiator include sulfur compounds such as tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetramethylthiuram monosulfide, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone; azobisisobutyronitrile, azobis- Azo compounds such as 2,4-dimethylvaleronitrile; peroxides such as benzoyl peroxide and di-tert-butyl peroxide;

これらの光重合開始剤は、重合性単量体組成物中に、通常0.001〜10重量%、好ましくは0.01〜5重量%の割合で添加する。ベンゾフェノンなどの水素引抜き型の光重合開始剤を使用すると、不飽和カルボン酸(a)の一部が、ゴム基材にグラフトして、層間密着性を一層高めることができる。光重合開始剤とともに、その他の増感剤、光安定剤などの汎用の添加剤を添加してもよい。   These photopolymerization initiators are generally added to the polymerizable monomer composition in a proportion of 0.001 to 10% by weight, preferably 0.01 to 5% by weight. When a hydrogen abstraction type photopolymerization initiator such as benzophenone is used, a portion of the unsaturated carboxylic acid (a) can be grafted onto the rubber base material to further improve interlayer adhesion. General-purpose additives such as other sensitizers and light stabilizers may be added together with the photopolymerization initiator.

塗膜を加熱して、熱重合を行う場合には、熱解離して開始剤としての機能を発揮する熱重合開始剤を使用することが好ましい。熱重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩;2,2′−アゾビス[2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル]プロピオンアミド]、2,2′−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、4,4′−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2′−アゾビス(メチルイソブチレート)、2,2′−アゾビス(N,N′−ジメチレンイソブチルアミジン)ジヒドロクロリド、2,2′−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)−プロピオンアミド、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリルなどのアゾ系重合開始剤;tert−アルキルヒドロパーオキサイドなどのヒドロパーオキサイド;ジ−tert−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、tert−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、tert−ブチルパーオキシピバレート、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−tert−ブチルパーオキシイソフタレート、1,1′,3,3′−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、tert−ブチルパーオキシブチレートなどの過酸化物;が含まれる。熱重合開始剤を使用する場合には、重合性単量体組成物中に、通常0.001〜10重量%、好ましくは0.01〜5重量%の割合で添加する。   When the coating film is heated and thermal polymerization is performed, it is preferable to use a thermal polymerization initiator that is thermally dissociated and exhibits a function as an initiator. Examples of the thermal polymerization initiator include persulfates such as potassium persulfate and ammonium persulfate; 2,2′-azobis [2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) ethyl] propionamide], 2,2'-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 4,4'-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2'-azobis (methylisobutyrate), 2,2 '-Azobis (N, N'-dimethyleneisobutylamidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) -propionamide, 1,1'-azobis (cyclohexane-1 -Azo polymerization initiators such as carbonitrile; hydroperoxides such as tert-alkyl hydroperoxide; di-tert-butyl peroxide, di- Milperoxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, tert-butylperoxy-2-ethylhexanoate, tert-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, tert-butylperoxypivalate, di-isopropylperoxide Peroxides such as oxydicarbonate, di-tert-butylperoxyisophthalate, 1,1 ′, 3,3′-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, tert-butylperoxybutyrate; When a thermal polymerization initiator is used, it is generally added in a proportion of 0.001 to 10% by weight, preferably 0.01 to 5% by weight, in the polymerizable monomer composition.

重合性単量体組成物には、更に生成する重合体(A)と有機架橋剤(B)との架橋反応により得られるガスバリア層の変形追随性を阻害しない範囲で、不飽和カルボン酸(a)のカルボキシル基の化学当量の一部、たとえば50%までを中和する量の金属イオンを含ませてもよい。金属イオンとしては、生成するガスバリア層の変形性を阻害することの少ないNa、K等の1価金属イオンが好ましく用いられるが、金属イオンの化学当量基準で30%程度までは、亜鉛、カルシウム、マグネシウム、銅、アルミニウム、鉄などの多価金属イオンあるいはその化合物を含ませることもできる。これら金属イオンは、得られるガスバリア層の変形性を若干阻害する方向には働くが、ガスバリア性の向上のためには好ましい。   The polymerizable monomer composition further includes an unsaturated carboxylic acid (a) within a range that does not hinder the deformation followability of the gas barrier layer obtained by the crosslinking reaction between the polymer (A) and the organic crosslinking agent (B). ) May be included in an amount that neutralizes a part of the chemical equivalent of the carboxyl group, for example, up to 50%. As the metal ions, monovalent metal ions such as Na and K, which hardly inhibit the deformability of the generated gas barrier layer, are preferably used, but up to about 30% based on the chemical equivalent of the metal ions, zinc, calcium, Multivalent metal ions such as magnesium, copper, aluminum and iron or compounds thereof can also be included. These metal ions work in the direction of slightly inhibiting the deformability of the obtained gas barrier layer, but are preferable for improving the gas barrier property.

本発明で使用する重合性単量体組成物には、不飽和カルボン酸(a)の重合と有機架橋剤(B)との架橋反応を阻害しない範囲内において、必要に応じて、増粘剤、無機層状化合物、分散剤、界面活性剤、柔軟剤、熱安定剤、酸化防止剤、酸素吸収剤、着色剤、アンチブロッキング剤、多官能モノマーなどを含有させることができる。   In the polymerizable monomer composition used in the present invention, a thickener is optionally added within a range that does not inhibit the polymerization of the unsaturated carboxylic acid (a) and the crosslinking reaction between the organic crosslinking agent (B). , Inorganic layered compounds, dispersants, surfactants, softeners, heat stabilizers, antioxidants, oxygen absorbers, colorants, antiblocking agents, polyfunctional monomers, and the like.

(塗工および重合)
ゴム基材の少なくとも一面上に、重合性単量体組成物を塗布するには、該基材の被塗布面上にスプレー法、ディッピング法、コーターを用いた塗布法、印刷機による印刷法など任意の塗工法を、基材被塗布面の形状に応じて利用することができる。コーターや印刷機を用いて塗布する場合には、例えば、ダイレクトグラビア方式、リバースグラビア方式、キスリバースグラビア方式、オフセットグラビア方式などのグラビアコーター;リバースロールコーター、マイクログラビアコーター、エアナイフコーター、ディップコーター、バーコーター、コンマコーター、ダイコーターなどの各種方式を採用することができる。
(Coating and polymerization)
In order to apply the polymerizable monomer composition onto at least one surface of the rubber base material, a spray method, a dipping method, a coating method using a coater, a printing method using a printing machine, etc. Any coating method can be used depending on the shape of the substrate coated surface. When applying using a coater or printing machine, for example, a gravure coater such as a direct gravure method, reverse gravure method, kiss reverse gravure method, offset gravure method; reverse roll coater, micro gravure coater, air knife coater, dip coater, Various systems such as a bar coater, comma coater, and die coater can be employed.

このようにして、ゴム基材の少なくとも一面上に重合性単量体組成物を塗布して、塗膜を形成した後、塗膜に、電離放射線の照射及び/または加熱処理を行うことにより、不飽和カルボン酸単量体(a)が重合して、そのカルボキシル基の少なくとも一部が有機架橋剤と反応した架橋体を含むその場重合体層(ガスバリア層)が形成される。   Thus, by applying the polymerizable monomer composition on at least one surface of the rubber substrate and forming a coating film, the coating film is irradiated with ionizing radiation and / or heat-treated, The unsaturated carboxylic acid monomer (a) is polymerized to form an in-situ polymer layer (gas barrier layer) containing a crosslinked product in which at least a part of the carboxyl group is reacted with an organic crosslinking agent.

ゴム基材への重合性単量体組成物の塗工に先立って、ゴム基材の被塗布面上に、必要に応じて主として得られる重合体層のゴム基材との密着性向上のためにエッチング、コロナ放電、プラズマ処理、電子線照射あるいはプライマー塗布などの表面処理を行うこともできる。またプライマー塗布は、ゴム基材表面の過剰な粗さを調整する意味でも有効な場合がある。   Prior to the application of the polymerizable monomer composition to the rubber base material, on the coated surface of the rubber base material, for the purpose of improving the adhesion of the polymer layer mainly obtained as needed to the rubber base material. Further, surface treatment such as etching, corona discharge, plasma treatment, electron beam irradiation or primer coating can be performed. Moreover, primer application may be effective also in the meaning which adjusts the excess roughness of the rubber base-material surface.

ゴム基材の表面平均粗さRaが0.1〜10μm程度であることを考慮して、その場重合体層(と必要に応じて設けられるプライマー層との合計)の厚さは、従来のポリカルボン酸多価金属架橋物によるガスバリア層の通常の厚さよりは厚く、0.1〜50μm、特に0.5〜20μmとすることが好ましい。   Considering that the surface average roughness Ra of the rubber substrate is about 0.1 to 10 μm, the thickness of the in-situ polymer layer (and the total of the primer layer provided as necessary) is the conventional thickness. It is preferably thicker than the normal thickness of the gas barrier layer made of the polycarboxylic acid polyvalent metal cross-linked product, 0.1 to 50 μm, and more preferably 0.5 to 20 μm.

重合性単量体組成物の塗膜に照射する電離放射線としては、紫外線、電子線(ベータ線)、ガンマ線、アルファ線が好ましく、紫外線及び電子線がより好ましい。電離放射線を照射するには、それぞれの線源を発生する装置を使用する。電子線を照射するには、通常加速電圧が20〜2000kVの電子線加速器から取り出される加速電子線を利用する。加速電子線の照射線量は、通常1〜300kGy、好ましくは5〜200kGyである。電子線は、加速電圧によって被照射体に対する浸透する深さが変化する。加速電圧が高いほど、電子線は深く浸透する。電子線を用いると、ゴム基材に対するα,β−不飽和カルボン酸のグラフト反応により、ゴム基材とその場重合体層との間の密着性を改善することができる。   The ionizing radiation applied to the coating film of the polymerizable monomer composition is preferably ultraviolet rays, electron beams (beta rays), gamma rays, and alpha rays, and more preferably ultraviolet rays and electron beams. In order to irradiate ionizing radiation, an apparatus that generates each radiation source is used. In order to irradiate an electron beam, an accelerated electron beam extracted from an electron beam accelerator having an acceleration voltage of 20 to 2000 kV is usually used. The irradiation dose of the accelerated electron beam is usually 1 to 300 kGy, preferably 5 to 200 kGy. The penetration depth of the electron beam into the irradiated object varies depending on the acceleration voltage. The higher the acceleration voltage, the deeper the electron beam penetrates. When an electron beam is used, the adhesion between the rubber substrate and the in-situ polymer layer can be improved by the graft reaction of the α, β-unsaturated carboxylic acid to the rubber substrate.

紫外線を照射するには、殺菌灯、紫外用蛍光灯、カーボンアーク、キセノンランプ、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、無電極ランプなどのUV照射装置を用いて、200〜400nmの波長領域を含む光を照射する。UV照射装置のランプ出力は、発光長1cm当りの出力ワット数(W/cm)で表示する。単位長当りのワット数が大きくなれば、発生する紫外強度が大きくなる。ランプ出力は、通常30〜300W/cmの範囲から選択される。発光長は、通常40〜2500mmの範囲から選ばれる。   To irradiate ultraviolet rays, using UV irradiation devices such as germicidal lamps, fluorescent lamps for ultraviolet rays, carbon arc, xenon lamps, low pressure mercury lamps, medium pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, ultra high pressure mercury lamps, metal halide lamps, electrodeless lamps, Irradiate light including a wavelength region of 200 to 400 nm. The lamp output of the UV irradiation device is displayed as an output wattage (W / cm) per 1 cm of emission length. As the wattage per unit length increases, the ultraviolet intensity generated increases. The lamp output is usually selected from the range of 30 to 300 W / cm. The light emission length is usually selected from the range of 40 to 2500 mm.

塗膜を加熱してその場重合体層を形成するには、塗膜を通常50〜250℃、好ましくは60〜220℃、より好ましくは70〜200℃の温度に加熱する。加熱手段としては、加熱ヒータを用いて塗膜を加熱する方法、塗膜を温度制御した加熱炉を通過させる方法などが挙げられる。加熱時間は、通常1分〜24時間、好ましくは1分〜12時間、より好ましくは5〜120分間である。加熱温度が低いほど、加熱時間を長くし、加熱温度が高いほど、加熱時間を短くすることが、その場重合体層のガスバリア性の観点から好ましい。   In order to form the in-situ polymer layer by heating the coating film, the coating film is usually heated to a temperature of 50 to 250 ° C, preferably 60 to 220 ° C, more preferably 70 to 200 ° C. Examples of the heating means include a method of heating the coating film using a heater, and a method of passing the coating film through a heating furnace whose temperature is controlled. The heating time is usually 1 minute to 24 hours, preferably 1 minute to 12 hours, more preferably 5 to 120 minutes. It is preferable from the viewpoint of gas barrier property of the in-situ polymer layer that the heating time is lengthened as the heating temperature is low and the heating time is shortened as the heating temperature is high.

その場重合体層を形成するに際し、酸素による重合禁止効果を除去する必要がある場合には、電離放射線の照射及び/または加熱処理を、窒素ガス、炭酸ガス、希ガスなどの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。酸素による重合禁止効果を除去するには、基材上に形成した塗膜の表面を他の基材(被覆材)で被覆する工程を設けることが好ましい。被覆材として用いる他の基材としては、光線透過性の樹脂製カバーフィルム、ガラス板、紙、アルミニウム箔などが挙げられるが、これらに限定されない。   When it is necessary to remove the polymerization inhibition effect due to oxygen when forming the in-situ polymer layer, the irradiation with ionizing radiation and / or heat treatment is performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas, carbon dioxide gas, or rare gas. It is preferable to carry out below. In order to remove the polymerization inhibition effect due to oxygen, it is preferable to provide a step of coating the surface of the coating film formed on the substrate with another substrate (coating material). Examples of other base materials used as the covering material include, but are not limited to, a light-transmissive resin cover film, a glass plate, paper, and aluminum foil.

光透過性の樹脂製カバーフィルムとしては、ポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリアミドフィルムなどが好ましく用いられる。ここで、光線透過性とは、紫外線などの電離放射線を透過できる性質を意味しており、光線透過率の程度は問わない。目視で透明または半透明なプラスチックフィルムであれば、一般に、光線透過性の樹脂製カバーフィルムとして使用することができる。電離放射線として電子線を用いる場合には、加速電子線が透過する電離放射線透過性基材を用いればよく、基材の種類は、光線透過性の樹脂製カバーフィルムなどの透明または半透明の基材に限定されない。前記工程によって、ゴム基材と、前記工程により設けられたその他基材(被覆材)との間の塗膜に、電離放射線の照射および/または加熱による処理を行うことにより、「ゴム基材/重合体層/基材」の層構成を持つゴム状成形体を得ることができる。更に、その他基材(被覆材)を剥離する工程を付加することで、「ゴム基材/重合体層」の層構成を持つゴム状成形体を得ることもできる。   As the light-transmissive resin cover film, a polyolefin film, a polyester film, a polyamide film, or the like is preferably used. Here, the light transmittance means a property capable of transmitting ionizing radiation such as ultraviolet rays, and the light transmittance is not limited. In general, any plastic film that is transparent or translucent can be used as a light-transmissive resin cover film. In the case of using an electron beam as the ionizing radiation, an ionizing radiation transmissive base material that transmits an accelerating electron beam may be used. The type of the base material may be a transparent or translucent base material such as a light-transmitting resin cover film. It is not limited to materials. By performing the treatment by irradiation with ionizing radiation and / or heating on the coating film between the rubber substrate and the other substrate (coating material) provided by the step by the above-mentioned step, “rubber substrate / A rubber-like molded product having a layer structure of “polymer layer / substrate” can be obtained. Furthermore, a rubber-like molded product having a layer configuration of “rubber substrate / polymer layer” can be obtained by adding another step of peeling the substrate (coating material).

(金属付与処理)
本発明においては、形成したその場重合体層のガスバリア性を向上するために、金属イオンを付与する工程を設けることができる。具体的には、重合後に金属イオンを溶解した、例えば水溶液を塗布することにより、ポリカルボン酸の中和度を高め、ガスバリア性を向上させることもできる。金属イオンとしては、2価以上の金属イオン、好ましくは、ガスバリア性の観点から、2価金属イオンまたは3価金属イオンから選ばれる少なくとも1種の金属イオンを用いることができる。更に必要に応じて、1価金属イオンを併用することもできる。これら金属イオン種、あるいはこれら金属イオンを与える金属化合物種については、重合性単量体組成物に必要に応じて加えるものとして上記したものを適宜選択することができる。
(Metal application processing)
In this invention, in order to improve the gas barrier property of the formed in situ polymer layer, the process of providing a metal ion can be provided. Specifically, for example, by applying an aqueous solution in which metal ions are dissolved after polymerization, the degree of neutralization of the polycarboxylic acid can be increased and the gas barrier properties can be improved. As the metal ion, at least one metal ion selected from divalent metal ions and trivalent metal ions can be used from the viewpoint of gas barrier properties. Furthermore, monovalent metal ions can be used in combination as required. About these metal ion seed | species or the metal compound seed | species which gives these metal ions, what was mentioned above as what is added to a polymerizable monomer composition as needed can be selected suitably.

(熱処理)
電離放射線の照射および/または加熱によりその場重合体層を形成した場合、および上記の重合後金属付与処理を行った場合には、熱処理により残留溶媒を除去することにより、また重合体(A)と有機架橋剤(B)間の架橋反応を更に進めることにより、ガスバリア性が得られる。このための熱処理は、ゴム基材上にその場重合体層が形成された成形体を、例えば50〜220℃で1分間〜24時間保持することにより行われる。
(Heat treatment)
When the in-situ polymer layer is formed by irradiation with ionizing radiation and / or heating, and when the post-polymerization metal application treatment is performed, the residual solvent is removed by heat treatment, and the polymer (A) Gas barrier properties can be obtained by further promoting the crosslinking reaction between the organic crosslinking agent (B) and the organic crosslinking agent (B). The heat treatment for this is performed by, for example, holding a molded body having an in-situ polymer layer formed on a rubber substrate at 50 to 220 ° C. for 1 minute to 24 hours.

(ゴム状成形体)
かくして得られた本発明のゴム状成形体によれば、例えば温度30℃、相対湿度80%の高湿度条件で測定した酸素透過度が100×10−4cm(STP)/(m・s・MPa)以下、好ましくは85×10−4cm(STP)/(m・s・MPa)以下、より好ましくは75×10−4cm(STP)/(m・s・MPa)以下で代表される耐水性あるガスバリア性が得られる。
(Rubber shaped product)
According to the rubber-like molded product of the present invention thus obtained, the oxygen permeability measured under a high humidity condition of, for example, a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 80% is 100 × 10 −4 cm 3 (STP) / (m 2 · s · MPa) or less, preferably 85 × 10 −4 cm 3 (STP) / (m 2 · s · MPa) or less, more preferably 75 × 10 −4 cm 3 (STP) / (m 2 · s · MPa ) Water-resistant gas barrier properties represented by the following can be obtained.

本発明のガスバリア性ゴム状成形体は、上述した優れたガスバリア性および特徴的な伸縮変形性ないしは耐衝撃性を利用して、空気圧保持性の要求されるタイヤあるいはそのチューブ、酸素の透過流入および引火性揮発ガスの透過流出防止が要求されるガソリンタンク、内容物の品質劣化の防止のための酸素透過防止の要求に加えて特に耐衝撃性の要求される食器容器、炭酸飲料容器等の製品あるいは、その成形前駆体(半製品)として用いられる。   The gas barrier rubber-like molded article of the present invention utilizes the above-described excellent gas barrier property and characteristic stretch deformation property or impact resistance, so that a tire or its tube that requires air pressure retention, oxygen permeation inflow and Gasoline tanks that require prevention of permeation of flammable volatile gases, products such as tableware containers and carbonated beverage containers that require particularly high impact resistance in addition to the requirement of prevention of oxygen permeation to prevent deterioration of the quality of contents Alternatively, it is used as a molding precursor (semi-finished product).

特に、本発明のゴム状成形体は、重合体(A)と有機架橋剤(B)との架橋反応を進めるための熱処理を行う前は、延伸または/および圧縮成形にも追随してそのガスバリア性を維持するため、このような成形を通じて、上記製品を与えるための成形前駆体(半製品)として、好適に用いられる。   In particular, the rubber-like molded product of the present invention has its gas barrier following the stretching or / and compression molding before the heat treatment for advancing the crosslinking reaction between the polymer (A) and the organic crosslinking agent (B). In order to maintain the properties, it is suitably used as a molding precursor (semi-finished product) for giving the product through such molding.

以下、本発明を、製造例(実施例、比較例、参考例)により、更に具体的に説明する。なお、本明細書中に記載の物性は、以下の方法による測定値に基づく。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to production examples (Examples, Comparative Examples, Reference Examples). In addition, the physical properties described in the present specification are based on measurement values obtained by the following methods.

<酸素透過度>
ゴム状成形体の酸素透過度(ゴム基材の酸素透過度は充分に大きいため、その上に形成したガスバリア層の酸素透過度と実質的に一致していると評価される)は、モダンコントロール(Modern Control)社製の酸素透過度試験器「Oxtran2/20」を用いて、温度30℃及び相対湿度80%の条件下で測定した。測定方法は、ASTM D3985−81(JIS K7126のB法に相当)に従って行った。測定値の単位はcm(STP)/(m・s・MPa)である。「STP」は、酸素の体積を規定するための標準条件(0℃、1気圧)を意味する。
<Oxygen permeability>
The oxygen permeability of the rubber-like molded body (the oxygen permeability of the rubber base material is sufficiently large, so it is evaluated that it substantially matches the oxygen permeability of the gas barrier layer formed thereon). Using an oxygen permeability tester “Oxtran 2/20” manufactured by (Modern Control), measurement was performed under conditions of a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 80%. The measuring method was performed in accordance with ASTM D3985-81 (corresponding to JIS K7126 method B). The unit of the measured value is cm 3 (STP) / (m 2 · s · MPa). “STP” means standard conditions (0 ° C., 1 atm) for defining the volume of oxygen.

<表面粗さ>
超深度形状測定顕微鏡(KEYENCE社製「VK−8500」)を用いて、基材の表面平滑性について評価した。評価方法は、JIS B0601に従い、表面平均粗さRaを測定した。
<Surface roughness>
The surface smoothness of the substrate was evaluated using an ultra-deep shape measurement microscope (“VK-8500” manufactured by KEYENCE). The evaluation method measured surface average roughness Ra according to JIS B0601.

以下の記載において、配合比に関する「部」および「%」は重量基準とする。   In the following description, “part” and “%” regarding the blending ratio are based on weight.

(塗工液の調製)
それぞれ下表1に示す配合割合で不飽和カルボン酸(a)、有機架橋剤(B)、重合開始剤、金属イオン源、溶媒を混合して、本発明で用いる重合性単量体組成物に相当する塗工液No.1〜8および比較あるいは参考のための塗工液No.50〜52を調製した。主要な成分の種類と出所は以下の通りである。
(Preparation of coating solution)
In each case, the unsaturated carboxylic acid (a), the organic crosslinking agent (B), the polymerization initiator, the metal ion source, and the solvent are mixed at the blending ratio shown in Table 1 below to obtain the polymerizable monomer composition used in the present invention. Corresponding coating solution No. 1 to 8 and a coating solution No. for comparison or reference. 50-52 were prepared. The main ingredient types and sources are as follows.

<不飽和カルボン酸(a)>
アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸はいずれも和光純薬(株)製。
<Unsaturated carboxylic acid (a)>
Acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid and itaconic acid are all manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

<有機架橋剤(B)>
ヘキサメチレンジイソシアネートは、Aldrich社製;N−MAM(N−メチロールアクリルアミド)は綜研化学(株)製;PVA(ポリビニルアルコール)およびグリセリンは和光純薬(株)製;「セロキサイド2021」(商品名)(3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3′,4′−エポキシシクロヘキセンカルボキシレート)はダイセル化学(株)製。
<Organic crosslinking agent (B)>
Hexamethylene diisocyanate is manufactured by Aldrich; N-MAM (N-methylolacrylamide) is manufactured by Soken Chemical Co., Ltd .; PVA (polyvinyl alcohol) and glycerin are manufactured by Wako Pure Chemicals; “Celoxide 2021” (trade name) (3,4-epoxycyclohexenylmethyl-3 ', 4'-epoxycyclohexene carboxylate) is manufactured by Daicel Chemical Industries.

<重合開始剤>
BP(ベンゾフェノン)は和光純薬(株)製。

Figure 2008087435
<Polymerization initiator>
BP (benzophenone) is manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
Figure 2008087435

(ガスバリア性ゴム状成形体の製造例)
上記塗工液の各種を、後記表2〜3に示す各種ゴム基材上に塗布し、UV照射または電子線(EB)照射、および必要により熱処理を行い、ガスバリア性ゴム状成形体を得た。記号で示した各種基材の内容は以下の通りである。
(Production example of gas barrier rubber-like molded product)
Various coating liquids were applied onto various rubber base materials shown in Tables 2 to 3 below, UV irradiation or electron beam (EB) irradiation, and heat treatment as necessary, to obtain a gas barrier rubber-like molded body. . The contents of various base materials indicated by symbols are as follows.

<ゴム基材>
・NBR#500:厚さ500μmのニトリルゴムシート(入間川ゴム(株)製「ニトリルゴムIN−80」;引張弾性率(JIS K7113)=6MPa、表面平均粗さRa(JIS B0601)=2μm)
・NR#1000:厚さ1mmの天然ゴムシート(入間川ゴム(株)製「天然ゴム系シートG−3000」)
・SBR#1000:厚さ1mmのスチレン−ブタジエンゴムシート(クレハエラストマー(株)製「GB450A」)
・BR#1000:厚さ1mmのブチルゴムシート(クレハエラストマー(株)製「VB260N」)
<Rubber base material>
NBR # 500: Nitrile rubber sheet having a thickness of 500 μm (“Nitrile rubber IN-80” manufactured by Irumagawa Rubber Co., Ltd .; tensile modulus (JIS K7113) = 6 MPa, surface average roughness Ra (JIS B0601) = 2 μm)
NR # 1000: Natural rubber sheet with a thickness of 1 mm ("Natural rubber sheet G-3000" manufactured by Irumagawa Rubber Co., Ltd.)
SBR # 1000: 1 mm thick styrene-butadiene rubber sheet (“GB450A” manufactured by Kureha Elastomer Co., Ltd.)
BR # 1000: 1 mm thick butyl rubber sheet (“VB260N” manufactured by Kureha Elastomer Co., Ltd.)

<被覆基材>
・CNy#20:厚さ20μmの無延伸ナイロンフィルム(東レ合成フィルム(株)製「レイファンNO 1041」)
・OPP#20:片面コロナ処理した厚さ20μmの二軸延伸ポリプロピレンフィルム(東レ(株)製「トレファンBO」)
・PET#12:厚さ12μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東洋紡(株)製「E5100」;引張弾性率(JIS K7100)=4000MPa;表面平均粗さRa=0.02μm)
<Coating substrate>
CNy # 20: unstretched nylon film having a thickness of 20 μm (“Rayfan NO 1041” manufactured by Toray Synthetic Films Co., Ltd.)
OPP # 20: Biaxially stretched polypropylene film with a thickness of 20 μm treated with single-sided corona treatment (“Trephan BO” manufactured by Toray Industries, Inc.)
PET # 12: Polyethylene terephthalate film having a thickness of 12 μm (“E5100” manufactured by Toyobo Co., Ltd .; tensile modulus (JIS K7100) = 4000 MPa; surface average roughness Ra = 0.02 μm)

(UV照射−熱処理による製造例)
[実施例1]
上記表1に示す配合の塗工液No.1をNBR#500(厚さ500μmのニトリルゴムシート)上に、卓上バーコーター(RK Print-Coat Instruments社製「K303PROOFER」を用いて湿潤塗布量が24g/mとなるように塗工し、塗工後速やかに塗膜の上からUV照射装置(GS YUASA(株)製「COMPACT UV CONVEYOR CSOT-40」)を用いてランプ出力120W/cm、搬送速度5m/分、ランプ高さ24cmの条件で紫外線(UV光)を照射して、塗膜の重合を行った。
(Production example by UV irradiation-heat treatment)
[Example 1]
Coating liquid No. 1 having the composition shown in Table 1 above. 1 was applied on NBR # 500 (nitrile rubber sheet having a thickness of 500 μm) using a desktop bar coater (“K303PROFER” manufactured by RK Print-Coat Instruments) so that the wet coating amount was 24 g / m 2 . Immediately after coating, a UV irradiation device (“COMPACT UV CONVEYOR CSOT-40” manufactured by GS YUASA Co., Ltd.) is used from the top of the coating film for a lamp output of 120 W / cm, a conveyance speed of 5 m / min, and a lamp height of 24 cm. The film was polymerized by irradiating with ultraviolet rays (UV light).

上記処理を行ったゴムシートを、ギアオーブン中で150℃、5分間の条件で熱処理してゴム状成形体を得た後、酸素透過度を測定した。層構成の概要、UV照射条件、熱処理条件および測定した酸素透過度を下記実施例、比較例および参考例とともにまとめて後記表2に示す。   The rubber sheet subjected to the above treatment was heat-treated at 150 ° C. for 5 minutes in a gear oven to obtain a rubber-like molded body, and then the oxygen permeability was measured. The summary of the layer structure, UV irradiation conditions, heat treatment conditions, and measured oxygen permeability are shown in Table 2 below together with the following examples, comparative examples and reference examples.

[実施例2〜5、比較例1〜3および参考例1]
ゴム基材、塗工液、湿潤塗布量、被覆基材、UV照射条件および熱処理条件を表2に記すように変更する以外は、実施例1と同様にして、ゴム状成形体を得た。なお実施例3〜5および比較例2については、塗工液層を表2に示す被覆基材により被覆した後、ランプ出力を120W/cmから160W/cmに増大して、UV照射を行った。
[Examples 2 to 5, Comparative Examples 1 to 3 and Reference Example 1]
A rubber-like molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the rubber base material, coating liquid, wet coating amount, coating base material, UV irradiation condition and heat treatment condition were changed as shown in Table 2. In Examples 3 to 5 and Comparative Example 2, the coating liquid layer was coated with the coating substrate shown in Table 2, and then the lamp output was increased from 120 W / cm to 160 W / cm, and UV irradiation was performed. .

また実施例3および比較例1〜2では、UV照射後、熱処理前に、二軸延伸機((株)東洋精機製「X6H−S」)を用いて温度160℃で1分間保持した後、速度10m/分、倍率1.5×1.5倍(=面積倍率2.25倍)で二軸延伸を行った。更に実施例4においてはUV照射後、被覆シートを半径10cm、深さ0.25cmの形状を有する金型で圧縮成形(これに伴なう面積倍率は1.1倍)を行い、金型中で熱処理を行って、円形トレイ状のゴム状成形体を得た。

Figure 2008087435
In Example 3 and Comparative Examples 1 and 2, after UV irradiation and before heat treatment, using a biaxial stretching machine (“X6H-S” manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) for 1 minute at a temperature of 160 ° C., Biaxial stretching was performed at a speed of 10 m / min and a magnification of 1.5 × 1.5 (= area magnification of 2.25). Furthermore, in Example 4, after the UV irradiation, the coated sheet was compression-molded with a mold having a radius of 10 cm and a depth of 0.25 cm (the area magnification accompanying this was 1.1 times). Then, a heat treatment was performed to obtain a rubber-like molded product having a circular tray shape.
Figure 2008087435

上記表2の結果を見れば分るように、本発明に従う実施例1〜5によれば、いずれも30℃、80%RHの高湿条件下において100×10−4[cm(STP)/m・s・MPa]以下の酸素透過度で代表される耐水性あるガスバリア性が得られ、またそのガスバリア性は、延伸成形後(実施例3)および圧縮成形後(実施例4)も維持されている。 As can be seen from the results in Table 2 above, according to Examples 1 to 5 according to the present invention, all were 100 × 10 −4 [cm 3 (STP) under high humidity conditions of 30 ° C. and 80% RH. / M 2 · s · MPa] A water-resistant gas barrier property typified by an oxygen permeability of less than or equal to is obtained, and the gas barrier property is also obtained after stretch molding (Example 3) and after compression molding (Example 4). Maintained.

これに対し、ガスバリア層による被覆のない比較例1は延伸後において、また、不飽和カルボン酸(a)を用いずに形成した比較例3により得られたゴム状成形体はいずれも10[cm(STP)/m・s・MPa]と劣悪なガスバリア性を示している。一方、有機架橋剤(B)による架橋の行われなかったガスバリア性により被覆された比較例2のゴム状成形体は80×10−3(=800×10−4)[cm(STP)/m・s・MPa]、また有機架橋剤(B)の配合量が過大な参考例1のゴム状成形体は40×10−3(=400×10−4)[cm(STP)/m・s・MPa]であり、所望のガスバリア性が得られていない。 On the other hand, in Comparative Example 1 without coating with the gas barrier layer, the rubber-like molded body obtained by Comparative Example 3 formed after stretching and without using the unsaturated carboxylic acid (a) was 10 [cm]. 3 (STP) / m 2 · s · MPa], indicating a poor gas barrier property. On the other hand, the rubber-like molded product of Comparative Example 2 coated with a gas barrier property that was not crosslinked with the organic crosslinking agent (B) was 80 × 10 −3 (= 800 × 10 −4 ) [cm 3 (STP) / m 2 · s · MPa], and the rubber-like molded product of Reference Example 1 in which the amount of the organic crosslinking agent (B) is excessive is 40 × 10 −3 (= 400 × 10 −4 ) [cm 3 (STP) / m 2 · s · MPa] and the desired gas barrier properties are not obtained.

(EB照射−熱処理による製造例)
[実施例6]
上記表1に示す配合の塗工液No.1を実施例1と同じ卓上バーコーターを用いて、SBR#1000(厚さ1mmのスチレン−ブタジエンゴムシート)上に湿潤塗布量が12g/mとなるように塗工した。塗工後、速やかにCNy#20(厚さ20μmの無延伸ナイロンフィルム)を塗膜表面に被せて、ゴム基材/塗膜/CNyの層構成を有する積層体を得た。次いで被覆基材(CNy)側から、トレー搬送コンベア方式のEB照射装置(岩崎電気(株)製「CB250/15/180L」)を用いて加速電圧150kV、搬送速度10m/分、照射線量50kGyの条件で電子線(EB)を照射して、塗膜の重合を行った。
(Example of production by EB irradiation-heat treatment)
[Example 6]
Coating liquid No. 1 having the composition shown in Table 1 above. 1 was coated on SBR # 1000 (styrene-butadiene rubber sheet having a thickness of 1 mm) using the same desktop bar coater as in Example 1 so that the wet coating amount was 12 g / m 2 . After coating, CNy # 20 (non-stretched nylon film having a thickness of 20 μm) was immediately covered on the surface of the coating film to obtain a laminate having a layer structure of rubber substrate / coating film / CNy. Next, from the coated substrate (CNy) side, using an EB irradiation apparatus of a tray transfer conveyor type (“CB250 / 15 / 180L” manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.), an acceleration voltage of 150 kV, a transfer speed of 10 m / min, and an irradiation dose of 50 kGy The coating was polymerized by irradiating an electron beam (EB) under the conditions.

上記処理を行ったゴムシートを、ギアオーブン中で180℃、60分間の条件で熱処理してゴム状成形体を得た後、酸素透過度を測定した。層構成の概要、EB照射条件、熱処理条件および酸素透過度を下記実施例、比較例およびと参考例ともにまとめて後記表3に示す。   The rubber sheet subjected to the above treatment was heat-treated in a gear oven at 180 ° C. for 60 minutes to obtain a rubber-like molded product, and then the oxygen permeability was measured. The summary of the layer structure, EB irradiation conditions, heat treatment conditions and oxygen permeability are shown in Table 3 below together with the following examples, comparative examples and reference examples.

[実施例7〜10、比較例4〜6および参考例2]
ゴム基材、塗工液、湿潤塗布量、被覆基材、EB照射および熱処理条件を表3に記すように変更する以外は、実施例6と同様にして、ゴム状成形体を得た。
[Examples 7 to 10, Comparative Examples 4 to 6 and Reference Example 2]
A rubber-like molded body was obtained in the same manner as in Example 6 except that the rubber base material, coating liquid, wet coating amount, coating base material, EB irradiation, and heat treatment conditions were changed as shown in Table 3.

なお実施例7では、径100mm、厚さ1mmのスチレン−ブタジエンゴム製チューブに、塗工液No.3をディッピングにより塗布し、厚さ12μmのPETフィルムを巻き付けて被覆し、その後実施例6と同じEB照射装置を用いて、加速電圧300kV、搬送速度10m/分、照射線量50kGyの条件で、両面EB照射を行った後に、実施例6と同様な条件で熱処理を行った。得られた被覆ゴムチューブについては、切り開き、シート状にして、酸素透過度を測定した。   In Example 7, the coating liquid No. was applied to a styrene-butadiene rubber tube having a diameter of 100 mm and a thickness of 1 mm. 3 was applied by dipping, wrapped with a 12 μm thick PET film, and then coated on both sides under the conditions of an acceleration voltage of 300 kV, a conveyance speed of 10 m / min, and an irradiation dose of 50 kGy using the same EB irradiation apparatus as in Example 6. After EB irradiation, heat treatment was performed under the same conditions as in Example 6. The obtained coated rubber tube was cut open and formed into a sheet shape, and the oxygen permeability was measured.

また実施例8〜9および比較例5では、EB照射後、熱処理前に、二軸延伸機((株)東洋精機製「X6H−S」)を用いて温度160℃で1分間保持した後、速度10m/分、倍率1.5×1.5倍(=面積倍率2.25倍)で二軸延伸を行った。更に実施例10においてはEB照射後、得られたゴムシートを半径10cm、深さ1cmの形状を有する金型で圧縮成形(これに伴なう面積倍率は1.4倍)を行い、金型中で熱処理を行って、円形トレイ状のゴム状成形体を得た。   In Examples 8 to 9 and Comparative Example 5, after EB irradiation and before heat treatment, using a biaxial stretching machine (“X6H-S” manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.) for 1 minute at 160 ° C., Biaxial stretching was performed at a speed of 10 m / min and a magnification of 1.5 × 1.5 (= area magnification of 2.25). Further, in Example 10, after EB irradiation, the obtained rubber sheet was compression-molded with a mold having a radius of 10 cm and a depth of 1 cm (the area magnification accompanying this was 1.4 times). A heat treatment was carried out therein to obtain a rubber-like molded product having a circular tray shape.

Figure 2008087435
Figure 2008087435

上記表3の結果を見れば分るように、本発明に従う実施例6〜10によれば、いずれも30℃、80%RHの高湿条件下において100×10−4[cm(STP)/m・s・MPa]以下の酸素透過度で代表される耐水性あるガスバリア性が得られ、またそのガスバリア性は、延伸成形後(実施例8〜9)および圧縮成形後(実施例10)も維持されている。 As can be seen from the results in Table 3 above, according to Examples 6 to 10 according to the present invention, all were 100 × 10 −4 [cm 3 (STP) under high humidity conditions of 30 ° C. and 80% RH. / M 2 · s · MPa] A water-resistant gas barrier property represented by an oxygen permeability of less than or equal to is obtained, and the gas barrier property is after stretch molding (Examples 8 to 9) and after compression molding (Example 10). ) Is also maintained.

これに対し、ガスバリア層による被覆のない比較例4、および有機架橋剤(B)による架橋の行われなかったガスバリア層により被覆された比較例5は、いずれも10[cm(STP)/m・s・MPa]と劣悪なガスバリア性を示し、また不飽和カルボン酸(a)を用いずに形成した比較例6のゴム状成形体および有機架橋剤(B)の配合量が過大な参考例2により得られたゴム状成形体は、それぞれ80×10−3(=800×10−4)[cm(STP)/m・s・MPa]および40×10−3(=400×10−4)[cm(STP)/m・s・MPa]と所望のガスバリア性が得られていない。 On the other hand, Comparative Example 4 without coating with the gas barrier layer and Comparative Example 5 coated with the gas barrier layer that was not crosslinked with the organic crosslinking agent (B) were both 10 [cm 3 (STP) / m. 2 · s · MPa], which shows an inferior gas barrier property, and the compounding amount of the rubber-like molded article of Comparative Example 6 formed without using the unsaturated carboxylic acid (a) and the organic crosslinking agent (B) is excessive. The rubber-like molded bodies obtained in Example 2 were 80 × 10 −3 (= 800 × 10 −4 ) [cm 3 (STP) / m 2 · s · MPa] and 40 × 10 −3 (= 400 ×, respectively). 10 −4 ) [cm 3 (STP) / m 2 · s · MPa] and the desired gas barrier properties are not obtained.

(タイヤ構造による評価)
[実施例11]
[ゴム組成物A]
下記の配合に従い、硫黄、酸化亜鉛を混練りしてマスターバッチを作製した後、8インチロールにてマスターバッチと硫黄、酸化亜鉛を混練りしたゴム組成物Aを得て、乗用車用空気入りタイヤ195/65R15(すなわち、断面幅195mm、扁平率(高さ/幅)65%のラジアル(R)タイヤで、リム径15inch)を作製した。
(Evaluation by tire structure)
[Example 11]
[Rubber composition A]
According to the following composition, sulfur and zinc oxide were kneaded to prepare a masterbatch, and then a rubber composition A kneaded with the masterbatch, sulfur and zinc oxide was obtained with an 8-inch roll to obtain a pneumatic tire for passenger cars. 195 / 65R15 (that is, a radial (R) tire having a cross-sectional width of 195 mm and a flatness ratio (height / width) of 65% and a rim diameter of 15 inches) was produced.

ゴム組成物A (配合単位:重量部)
天然ゴム(テックビーハング社製「RSS#3」) 40
BR−IIR(JSR(株)製「Bromobutyl 2244」) 60
HAF(三菱化学(株)製「ダイヤブラックH」) 50
オイル(日本サン石油(株)製「SUNPAR2280」) 10
ステアリン酸(和光純薬(株)製) 2
酸化亜鉛(三井金属鉱業(株)製「亜鉛華1号」) 3
硫黄(和光純薬製) 1
Rubber composition A (compounding unit: parts by weight)
Natural rubber (“RSS # 3” manufactured by Tech Be Hang) 40
BR-IIR (“Bromobutyl 2244” manufactured by JSR Corporation) 60
HAF (Mitsubishi Chemical Corporation “Diamond Black H”) 50
Oil (“SUNPAR2280” manufactured by Nippon San Oil Co., Ltd.) 10
Stearic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 2
Zinc oxide (Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. “Zinc Hana 1”) 3
Sulfur (made by Wako Pure Chemical Industries) 1

[ガスバリア性ゴム状成形体(タイヤ)の製造]
上記表1に示す配合塗工液No.2を、タイヤの内部にスプレーガンを用いて湿潤塗量が約15g/mとなるように塗工し、UV照射装置(「ハンディ・キュアラブ」)を用いて、照射量が大略600W・sec/cmとなるように紫外線を塗膜に照射し、ガスバリア層を形成させたタイヤを得た。
[Manufacture of gas-barrier rubber-like molded product (tire)]
Formulation coating liquid No. 1 shown in Table 1 above. 2 is applied to the inside of the tire using a spray gun so that the wet coating amount is about 15 g / m 2, and the irradiation amount is about 600 W · sec using a UV irradiation device (“Handy Cure”). The tire was irradiated with ultraviolet rays so as to be / cm 2 to form a gas barrier layer.

[評価]
上記で得られたガスバリア層を形成させたタイヤとガスバリア層を形成させていない(ガスバリア層形成のための塗工液の塗工およびUV照射を行っていない)タイヤを、それぞれ初期内圧200kPaで100km/hの速度に相当する回転数のドラム上に荷重6kNで押し付けて、10000km走行を実施した。これら2種のタイヤによる走行試験後、さらにそれぞれ3カ月放置した後、それぞれの内圧を測定し、下式により内圧保持性係数を求めたところ、0.4の値が得られた。これはガスバリア層を形成させていないタイヤに比べてガスバリア層を形成させたタイヤの内圧低下率が4割に低下し、タイヤの内圧保持性が向上したことを示す。
[Evaluation]
The tire with the gas barrier layer formed above and the tire without the gas barrier layer formed (the coating liquid for forming the gas barrier layer and the UV irradiation are not applied) are respectively set to 100 km at an initial internal pressure of 200 kPa. It was 10000 km traveled by pressing with a load of 6 kN onto a drum having a rotational speed corresponding to a speed of / h. After running tests with these two types of tires, each was further left for 3 months, and then each internal pressure was measured. When the internal pressure retention coefficient was determined by the following equation, a value of 0.4 was obtained. This indicates that the internal pressure reduction rate of the tire with the gas barrier layer formed is reduced by 40% compared to the tire without the gas barrier layer, and the internal pressure retention of the tire is improved.

[数1]
内圧保持性係数=(200−a)/(200−b)
a:ガスバリア層を形成させたタイヤの走行試験および3カ月放置後の内圧
b:ガスバリア層を形成させないタイヤの走行試験および3カ月放置後の内圧
[Equation 1]
Internal pressure retention coefficient = (200−a) / (200−b)
a: Running test of tire with gas barrier layer formed and internal pressure after standing for 3 months b: Running test of tire without gas barrier layer formed and internal pressure after standing for 3 months

[実施例12]
上記表1に示す塗工液No.4を、上記実施例11で用いたゴム組成物Aにより形成した厚さ500μmのゴムシート上に、EB照射コーティングライン(アイ・エレクトロンビーム社製)を用いて、グラビア湿潤塗布量が24g/mとなるように塗布し、CNy#20(厚さ20μmの未延伸ナイロンフィルム)で被覆した後、加速電圧120kV、照射線量50kGyの条件でEB照射を行い、ゴムシートA/重合膜/被覆材(CNy)の層構成を有するインナーライナーを得た。このインナーライナーを用いて、常法により自動車用空気入りタイヤ195/65R15を形成し、実施例11と同様にして、内圧保持性係数の測定を行ったところ、実施例11よりも低い、0.1の係数が得られた。
[Example 12]
Coating liquid No. shown in Table 1 above. 4 on a rubber sheet having a thickness of 500 μm formed by the rubber composition A used in Example 11 above, using an EB irradiation coating line (manufactured by I. Electron Beam Co., Ltd.), a gravure wet coating amount was 24 g / m. 2 and coated with CNy # 20 (unstretched nylon film having a thickness of 20 μm), followed by EB irradiation under the conditions of an acceleration voltage of 120 kV and an irradiation dose of 50 kGy, and rubber sheet A / polymer film / coating material An inner liner having a (CNy) layer structure was obtained. Using this inner liner, an automotive pneumatic tire 195 / 65R15 was formed by a conventional method, and the internal pressure retention coefficient was measured in the same manner as in Example 11. A coefficient of 1 was obtained.

上述したように、本発明によれば、伸縮変形性および耐衝撃性に優れたゴム基材上に変形追随性および延伸または/および圧縮成形性に優れるガスバリア層が形成されたゴム状成形体(製品あるいは半製品)が得られる。   As described above, according to the present invention, a rubber-like molded article in which a gas barrier layer excellent in deformation followability and stretch or / and compression moldability is formed on a rubber base material excellent in stretch deformability and impact resistance ( Product or semi-finished product).

Claims (21)

ある厚さを有するゴム基材と、該ゴム基材の厚さを挟む二面のうち少なくとも一面上に積層されたガスバリア層とを含み、該ガスバリア層がカルボキシル基を有する重合体(A)のカルボキシル基と反応性を有する有機架橋剤(B)による架橋体からなることを特徴とするガスバリア性ゴム状成形体。 Of a polymer (A) comprising a rubber base material having a certain thickness and a gas barrier layer laminated on at least one of two surfaces sandwiching the thickness of the rubber base material, wherein the gas barrier layer has a carboxyl group A gas barrier rubber-like molded product comprising a crosslinked product of an organic crosslinking agent (B) having reactivity with a carboxyl group. 前記ガスバリア層が、有機架橋剤(B)と不飽和カルボン酸(a)とを含む重合性単量体組成物の、ゴム基材上におけるその場重合体からなる請求項1に記載のゴム状成形体。 The rubber-like material according to claim 1, wherein the gas barrier layer comprises an in-situ polymer on a rubber substrate of a polymerizable monomer composition containing an organic crosslinking agent (B) and an unsaturated carboxylic acid (a). Molded body. 前記カルボキシル基を含有する重合体(A)が、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸、セネシオ酸、チグリン酸、ソルビン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、及び無水シトラコン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種の不飽和カルボン酸(a)の重合体である、請求項1または2記載のゴム状成形体。 The polymer (A) containing the carboxyl group is acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, senecioic acid, tiglic acid, sorbic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, The rubber-like molded object according to claim 1 or 2, which is a polymer of at least one unsaturated carboxylic acid (a) selected from the group consisting of maleic anhydride, itaconic anhydride and citraconic anhydride. 前記有機架橋剤(B)が、カルボキシル基と反応性を有する官能基を2つ以上持つ請求項1〜3のいずれかに記載のゴム状成形体。 The rubber-like molded object according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic crosslinking agent (B) has two or more functional groups having reactivity with a carboxyl group. 前記有機架橋剤(B)のカルボキシル基と反応性を有する官能基がメチロール基、エポキシ基、イソシアネート基、イミド基、水酸基である請求項1〜4のいずれかに記載のゴム状成形体。 The rubber-like molded object according to any one of claims 1 to 4, wherein the functional group having reactivity with the carboxyl group of the organic crosslinking agent (B) is a methylol group, an epoxy group, an isocyanate group, an imide group, or a hydroxyl group. 前記重合体(A)の重量(Aw)と有機架橋剤(B)の重量(Bw)との重量比(Aw/Bw)が1から20である請求項1〜5のいずれかに記載のゴム状成形体。 The rubber according to any one of claims 1 to 5, wherein the weight ratio (Aw / Bw) of the weight (Aw) of the polymer (A) to the weight (Bw) of the organic crosslinking agent (B) is 1 to 20. Shaped compact. 前記カルボキシル基を含有する重合体(A)のカルボキシル基の一部が金属イオンで中和されている、請求項1〜6のいずれかに記載のゴム状成形体。 The rubber-like molded object in any one of Claims 1-6 in which a part of carboxyl group of the polymer (A) containing the said carboxyl group is neutralized with the metal ion. 前記ゴム基材が天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロブレンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種からなる請求項1〜7のいずれかに記載のゴム状成形体。 The rubber base material is natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, chlorobrene rubber, acrylic rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, hydrin rubber, urethane rubber, many The rubber-like molded product according to any one of claims 1 to 7, comprising at least one selected from the group consisting of sulfurized rubber, silicone rubber and fluororubber. ゴム基材の形状が、シート、タイヤ、チューブ、トレイまたはカップ、タンク等の中空容器、あるいはこれらの前駆体形状である請求項1〜8のいずれかに記載のゴム状成形体。 The rubber-like molded product according to any one of claims 1 to 8, wherein the rubber substrate has a shape of a sheet, a tire, a tube, a tray or cup, a hollow container such as a tank, or a precursor thereof. 温度30℃および相対湿度80%の高湿度条件下で測定した酸素透過度が100×10−4cm(STP)/(m・s・MPa)以下である請求項1〜9のいずれかに記載のゴム状成形体。 The oxygen permeability measured under a high humidity condition at a temperature of 30 ° C and a relative humidity of 80% is 100 x 10 -4 cm 3 (STP) / (m 2 · s · MPa) or less. The rubber-like molded object as described in 2. ある厚さを有するゴム基材の厚さを挟む二面のうち少なくとも一面上に、不飽和カルボン酸(a)と有機架橋剤(B)とを含む重合性単量体組成物の塗膜を形成し、その場で重合してガスバリア層を形成することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のガスバリア性ゴム状成形体の製造方法。 A coating film of a polymerizable monomer composition containing an unsaturated carboxylic acid (a) and an organic crosslinking agent (B) is formed on at least one of two surfaces sandwiching the thickness of a rubber base material having a certain thickness. The method for producing a gas barrier rubber-like molded article according to any one of claims 1 to 10, wherein the gas barrier layer is formed by forming and polymerizing in situ. 該不飽和カルボン酸(a)が、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸、セネシオ酸、チグリン酸、ソルビン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、及び無水シトラコン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種の不飽和カルボン酸である請求項11記載の製造方法。 The unsaturated carboxylic acid (a) is acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, senecioic acid, tiglic acid, sorbic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, maleic anhydride The production method according to claim 11, wherein the unsaturated carboxylic acid is at least one selected from the group consisting of citraconic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic anhydride. 前記重合性単量体組成物が、光重合開始剤および熱重合開始剤の少なくとも一方を更に含有するものである請求項11または12に記載の製造方法。 The production method according to claim 11 or 12, wherein the polymerizable monomer composition further contains at least one of a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator. 前記重合性単量体組成物が、金属イオンを更に含む請求項11〜13のいずれかに記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 11, wherein the polymerizable monomer composition further contains a metal ion. その場重合の後に成形体を延伸または/および圧縮を含む成形工程に付する請求項11〜14のいずれかに記載の製造方法。 The manufacturing method according to any one of claims 11 to 14, wherein the molded body is subjected to a molding step including stretching or / and compression after in situ polymerization. 熱処理により、ガスバリア層の架橋を促進させる工程を含む請求項11〜15のいずれかに記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 11, further comprising a step of promoting crosslinking of the gas barrier layer by heat treatment. その場重合の後に成形体を延伸または/および圧縮を含む成形工程に付し、その後に熱処理を行う請求項16に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 16, wherein after the in-situ polymerization, the formed body is subjected to a forming step including stretching or / and compression, followed by heat treatment. その場重合が、塗膜に対する電離放射線の照射または加熱もしくはこれら両方による重合処理である請求項11〜17のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 11 to 17, wherein the in-situ polymerization is a polymerization treatment by irradiation with ionizing radiation, heating or both of the coating film. 塗膜を、フィルム状基材で被覆してから重合処理を行う請求項18に記載の製造方法。 The manufacturing method of Claim 18 which superposes | polymerizes after coat | covering a coating film with a film-form base material. 電離放射線が、紫外線、電子線、ガンマ線、またはアルファ線である請求項18または19に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 18 or 19, wherein the ionizing radiation is ultraviolet rays, electron beams, gamma rays, or alpha rays. 前記ガスバリア層に、更に2価金属イオンおよび3価金属イオンからなる群より選ばれる少なくとも1種の金属イオンを付与する工程を含む請求項11〜20のいずれかに記載の製造方法。 The manufacturing method according to any one of claims 11 to 20, further comprising a step of providing at least one metal ion selected from the group consisting of divalent metal ions and trivalent metal ions to the gas barrier layer.
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