JP3382894B2 - Nbr製手袋 - Google Patents
Nbr製手袋Info
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Description
を用いて製造された家庭用及び作業用のNBR製手袋に
関する。
ム:Acryronitrile butadiene rubber)を素材とする手
袋は、NR(天然ゴム:Natural rubber)やPVC(ポ
リ塩化ビニル:Polyvinylchloride)を素材とする手袋
に比べて、耐油性、耐摩耗性等に優れ、非常に強靭であ
ることが知られている。その反面、柔軟性に欠けて硬
く、180°引裂強度が弱いため微細な傷によっても容
易に裂け、また手先の感覚が大いに要求される電子部品
の組立てや実験等の作業、あるいは長時間の作業におい
て手袋を装着する場合に特に、手の疲れに影響を及ぼし
易い。
しての硫黄(S)や亜鉛(ZnO)の配合部数の調整、各
種架橋剤の単独添加または亜鉛との併用、アジピン酸エ
ステル系の可塑剤、鉱物油、植物油等の軟化剤の添加、
各種の柔らかいセグメントを持った異種高分子ラテック
スの添加、およびシリカ微粒子、セルロース繊維状微粒
子の添加などが検討され、皮膜に実用に耐える皮膜抗張
力強度を保ちながら、柔軟性を付与することは達成され
た。
応力緩和が極めて早く進行するとされたNBR手袋の製
造方法が開示されており、加硫剤としてZn、Mg、P
bの酸化物を、NBRラテックス100重量部に対して
0.1〜0.5重量部の範囲で添加することで、手には
めた時の初期応力(手への締付け力)の約50%が1分
以内に緩和され、90%以上が約6分以内に緩和された
と報告されている。
ラテックスを材料としたものにあっては、加硫後の皮膜
物性は加硫剤である金属酸化物(一般的には酸化亜鉛)
の添加量に直接的に影響されることは周知であり、上記
米国特許5,014,362号に開示された添加量0.
1重量部〜0.5重量部では皮膜強度は極端に弱くなっ
てしまう。したがって、この方法で製造される手袋は一
部分野(例えば使い捨て手袋)では実用に供され得る
が、大部分の実用分野である産業用、家庭用手袋として
は強度不足である。
与したものにあっても、180°引裂強度を改善するに
は至っておらず、微細な傷によっても裂け易いのが現状
である。
作業用のNBR製手袋として充分に実用に耐えるだけの
皮膜強度と本来のNBR皮膜にない柔軟性を付与しなが
ら、180°引裂強度および応力緩和を増大すべく研究
を重ねた。そして、NBRラテックスに対する酸化亜鉛
の添加量(通常はNBR100重量部に対して2〜3重
量部添加している)を0に近づけ加硫密度を下げるにし
たがって、皮膜の抗張力は低下してくるものの、柔軟性
が向上し、応力緩和が増大してくることを知見した。そ
こでさらに、酸化亜鉛を添加することなく、カルボキシ
ル基を多く持った高分子樹脂、更にはカルボキシル基の
一部を金属塩とした高分子ラテックスを単独で、または
これらを混合して添加したところ、粘着力および引裂に
対する抵抗力が増し、応力緩和もさらに増大することを
見い出し、本発明を完成するに至った。
ラテックスに、イオン性解離基をポリマーに有しそのイ
オン性解離基に金属イオンが結合したイオン性ポリマー
ラテックスを配合してなる混合ラテックスを材料として
製造されたことを特徴とする。本発明に用いられるNB
R(ラテックス)は、いわゆる低〜高アクリロニトリル
NBRと呼ばれるもので、アクリロニトリルを20〜4
5モル%含有し、5%以下のカルボキシル変性基を持つ
ものであり、手袋材料として一般に使用されている範囲
の分子量のものを使用可能である。
Rラテックスとの相溶性が必須であるが、モノマー組成
およびポリマー分子量には特に限定はなく、たとえば、
複数のカルボキシル基を有し、その一部または全てのカ
ルボキシル基にLi,Na,K,Ca,Mg,Znから
選ばれる金属イオンが結合してなるものを好適に使用で
きる。具体的には、エチレン−メタクリル酸又はアクリ
ル酸共重合体・金属塩や、アルキルアクリレート又はア
ルキルメタクリレート−アクリロニトリル−アクリル酸
又はメタクリル酸共重合体・金属塩を好適に使用でき
る。金属イオンは1種でもよいし複数種でもよい。
緩和にどのように寄与するかについての理論的解明はな
されていないが、単に金属イオンがポリマーのイオン性
解離基に結合しているのではなく、金属イオンおよびそ
の結合部位がイオン的相互作用や水素結合によって分子
内あるいは分子間でイオン的な凝集形態をとっているも
のと考えられる。そして、このイオン的凝集体が存在す
ることで、NBR皮膜の一般物性、低い100%モジュ
ラス値、高い引張強度を保ちながら、加硫剤のみで架橋
した従来の皮膜に比べて180°引裂強度を高め、応力
を早く緩和させるものと考えられる。
き裂傷で手袋全体が破れるのを防ぐには180°引裂強
度が大きい方が望ましく、一方で180°引裂強度を大
きくするにしたがって100%モジュラスが大きくな
り、皮膜の柔軟性が損なわれる。このため、家庭用、作
業用の手袋として充分に実用に耐えるだけのNBR特有
の皮膜強度と柔軟性とを備え、なおかつ180°引裂強
度が強化されたものとするために、JIS K 630
1測定法による100%モジュラスが20kg/cm2
以下、且つJIS K 6252測定法による180°
引裂強度が5kg/cm以上の皮膜特性を持つように、
NBR100重量部に対してイオン性ポリマーを1〜3
0重量部配合する。
は短時間で緩和されるのが望ましく、一方で応力の緩和
を早めすぎると引張強度が低下してしまう。このため、
家庭用、作業用の手袋として充分に実用に耐えるだけの
NBR特有の皮膜強度、引張強度を備えながら、柔軟性
を有し、手へのフィット感が良好で、手の疲労も生じに
くいものとするために、JIS K 6301測定法に
よる引張強度が180kg/cm2以上、且つ5分間以
内に60%以上の応力が緩和する皮膜特性を持つよう
に、NBR100重量部に対してイオン性ポリマーを1
〜30重量部配合する。
手袋としての実用に不十分な皮膜強度であり、補強的に
酸化亜鉛(ZnO)を少量添加することで満足な手袋物
性が得られる。酸化亜鉛は、NBRに対する架橋作用の
みならず、NBR分子と共重合体分子とを化学的に結合
して、NBR皮膜から共重合体分子が相分離するのを防
ぐ役目を果たすものと考えられる。
リル酸又はアクリル酸共重合体・金属塩を使用する場合
は、NBR100重量部に対して1〜30重量部添加
し、さらに加硫剤としての酸化亜鉛を0.2〜1.5重
量部添加する。メタクリル酸又はアクリル酸成分はラテ
ックスの安定化に必要な成分であり、NBRラテックス
にブレンドして加熱形成した時の成膜強度において重要
である。共重合体におけるメタクリル酸又はアクリル酸
成分の割合はたとえば10モル%程度とする。
リレート−アクリロニトリル−アクリル酸又はメタクリ
ル酸共重合体・金属塩を使用する場合は、NBR100
重量部に対して1〜30重量部添加し、さらに加硫剤と
しての酸化亜鉛を0.2〜1.5重量部添加する。アク
リロニトリル成分はNBRラテックスとの相溶性におい
て重要な成分であり、相溶するに足りる量でしかも分子
の柔軟性を損なわない成分量たる5〜20モル%が適当
である。
作用、割合は上記エチレン共重合体の場合と同様であ
る。柔軟なセグメントであるアルキルアクリレート又は
アルキルメタクリレート成分としては、エチルアクリレ
ート、エチルメタクリレート、n−ブチルアクリレー
ト、n−ブチルメタクリレート、iso−ブチルアクリ
レート、iso−ブチルメタクリレート、t−ブチルア
クリレート、t−ブチルメタクリレート、2−エチルヘ
キシルアクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレー
ト等が有効である。
ーラテックスとの混合ラテックスに更にテルペンフェノ
ール樹脂を配合するのが好ましく、NBRラテックス1
00重量部に対してテルペンフェノール樹脂1〜10重
量部を添加することで、180°引裂強度、引張強度の
向上を図ることができる。テルペンフェノール樹脂とし
ては、α−ピネンフェノール樹脂、ジペンテンフェノー
ル樹脂、テルペンビスフェノール樹脂などを使用でき
る。
て本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例
によって制限されるものではない。 (実施例1)陶磁器製手袋型を30%硝酸カルシウムの
メタノール溶液に浸漬したのち、下記配合(1)のNB
Rラテックスコンパウンドに30秒間漬け、引き上げて
80℃×30min.90℃×10min.130℃×
20min.加熱処理し、手型から反転離型することに
よりNBR製手袋を製造した。配合(1)に示すエチレ
ン−メタクリル酸共重合体金属塩は、エチレン:90モ
ル%−メタクリル酸:10モル%、分子量約4万であ
り、メタクリル酸成分の50%がナトリウム塩を形成し
ている。
以下の実施例、比較例もこの配合に準じる。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
下記配合(2)のNBRラテックスコンパウンドに30
秒間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×1
0min.130℃×20min.加熱処理し、手型か
ら反転離型することによりNBR製手袋を製造した。配
合(2)に示すエチレン−アクリル酸共重合体金属塩
は、エチレン:90モル%−アクリル酸:10モル%、
分子量約4万であり、アクリル酸成分の50%がカリウ
ム塩を形成している。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
下記配合(3)のNBRラテックスコンパウンドに30
秒間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×1
0min.130℃×20min.加熱処理し、手型か
ら反転離型することによりNBR製手袋を製造した。配
合(3)に示すエチレン−メタクリル酸共重合体金属塩
は、エチレン:90モル%−メタクリル酸:10モル
%、分子量約4万であり、メタクリル酸成分の50%が
ナトリウム塩を形成している。テルペンフェノール樹脂
はヤスハラケミカル(株)、ポリスターT−100を使
用した。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
下記配合(4)のNBRラテックスコンパウンドに30
秒間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×1
0min.130℃×20min.加熱処理し、手型か
ら反転離型することによりNBR製手袋を製造した。配
合(4)に示すnBA−AN−MAA共重合体金属塩ラ
テックスは、n−ブチルアクリレート:80モル%−ア
クリロニトリル:10モル%−メタクリル酸:10モル
%、分子量約20万であり、メタクリル酸成分の25%
が亜鉛塩を形成している。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
下記配合(5)のNBRラテックスコンパウンドに30
秒間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×1
0min.130℃×20min.加熱処理し、手型か
ら反転離型することによりNBR製手袋を製造した。配
合(5)に示すnBA−AN−MAA共重合体金属塩ラ
テックスは実施例4と同一のものである。テルペンフェ
ノール樹脂はヤスハラケミカル(株)、ポリスターT−
100を使用した。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
下記配合(6)のNBRラテックスコンパウンドに30
秒間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×1
0min.130℃×20min.加熱処理し、手型か
ら反転離型することによりNBR製手袋を製造した。配
合(6)に示すEA−AA共重合体金属塩ラテックス
は、エチルアクリレート:90モル%−アクリル酸:1
0モル%、分子量約20万であり、アクリル酸成分の2
5%がナトリウム塩を形成している。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
配合(7)のNBRラテックスコンパウンドに30秒間
漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×10m
in.130℃×20min.加熱処理し、手型から反
転離型することによりNBR手袋を製造した。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
配合(8)のNBRラテックスコンパウンドに30秒間
漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×10m
in.130℃×20min.加熱処理し、手型から反
転離型することによりNBR手袋を製造した。テルペン
フェノール樹脂はヤスハラケミカル(株)、ポリスター
T−100を使用した。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
配合(9)のNBRラテックスコンパウンドに30秒間
漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×10m
in.130℃×20min.加熱処理し、手型から反
転離型することによりNBR手袋を製造した。アジピン
酸エステル系可塑剤はTP−95L(Morton Internati
onal)を使用した。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
配合(10)のNBRラテックスコンパウンドに30秒
間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×10
min.130℃×20min.加熱処理し、手型から
反転離型することによりNBR手袋を製造した。配合
(10)に示すnBA−AN−MAA共重合ラテックス
は、n−ブチルアクリレート:87モル%−アクリロニ
トリル:10モル%−メタクリル酸:3モル%、分子量
約20万である。
袋のそれぞれについて、180°引裂強度、100%モ
ジュラスおよび引張強度を以下のようにして評価した。
結果は表1に示す通りである。
験方法に基づいて、手袋裾平滑部から試験片(15mm
*100mm、幅中央に40mmの切り込みがある)を
切り取り、切り取った試験片をたるみのないように固定
し、速度100mm/min.で引っ張って、切り込み
の方向に完全に破断するまでの力および距離を測定し、
測定値より始点から破断点までの平均強度を求め、下記
の計算式により180°引裂強度を算出した。
き、JIS K 6301に準拠して引張強度及び10
0%モジュラスを測定した。評価に際しては、100%
モジュラスが低いほど柔軟であるとした。
にて皮膜に引張強度と柔軟性とを持たせたものであり、
比較例3、比較例4はそれぞれ、可塑剤、アクリル系共
重合ラテックスをさらに添加して比較例1と同様の皮膜
特性を持たせたものであるが、180°引裂強度はいず
れも3kg/cmに近い値を示し、実用に充分とはいえ
ない。比較例2はテルペンフェノール樹脂を添加したも
のであり、180°引裂強度は比較例1、比較例3、比
較例4と比べて幾分大きくなっているものの、3.5k
g/cmと依然低い値である。
重合体金属塩ラテックスを添加した実施例1、アクリル
酸共重合体金属塩ラテックスを添加した実施例2、nB
A−AN−MAA共重合体金属塩ラテックスを添加した
実施例4、エチルアクリレート−アクリル酸共重合体金
属塩(ナトリウム塩)ラテックスを添加した実施例6は
それぞれ、比較例1、比較例2、比較例3、比較例4と
比べて180°引裂強度が約220〜380%にアップ
しており、またテルペンフェノール樹脂を添加した以外
は実施例1、実施例4と同様の配合を用いた実施例3、
実施例5ではそれぞれ、実施例1、実施例4と比べて1
80°引裂強度が更に約110%にアップしている。
ぞれ、家庭用、作業用の手袋として実用に充分な皮膜強
度と柔軟性とを備え、殊に180°引裂強度が従来より
も大幅に強化された手袋皮膜が得られた。 (実施例7)実施例1と同様にして陶磁器製手袋を30
%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、下
記配合(11)のNBRラテックスコンパウンドに30
秒間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×1
0min.130℃×20min.加熱処理し、手型か
ら反転離型することによりNBR製手袋を製造した。配
合(11)に示すエチレン−メタクリル酸共重合体金属
塩は、エチレン:90モル%−メタクリル酸:10モル
%、分子量約4万、メタクリル酸成分の50%がナトリ
ウム塩を形成している。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
下記配合(12)のNBRラテックスコンパウンドに3
0秒間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×
10min.130℃×20min.加熱処理し、手型
から反転離型することによりNBR製手袋を試作した。
配合(12)に示すエチレン−アクリル酸共重合体金属
塩は、エチレン:90モル%−アクリル酸:10モル
%、分子量約4万、アクリル酸成分の50%がカリウム
塩を形成している。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
下記配合(13)のNBRラテックスコンパウンドに3
0秒間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×
10min.130℃×20min.加熱処理し、手型
から反転離型することによりNBR製手袋を製造した。
配合(13)に示すエチレン−メタクリル酸金属塩は、
エチレン:90モル%−メタクリル酸:10モル%、分
子量約4万、メタクリル酸成分の50%がナトリウム塩
を形成している。テルペンフェノール樹脂はヤスハラケ
ミカル(株)、ポリスターT−100を使用した。
30%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したの
ち、下記配合(14)のNBRラテックスコンパウンド
に30秒間漬け、引き上げて80℃×30min.90
℃×10min.130℃×20min.加熱処理し、
手型から反転離型することによりNBR製手袋を製造し
た。配合(14)に示すnBA−AN−MAA共重合体
金属塩ラテックスは、n−ブチルアクリレート:80モ
ル%−アクリロニトリル:10モル%−メタクリル酸:
10モル%、分子量約20万、メタクリル酸成分の25
%が亜鉛塩を形成している。
30%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したの
ち、下記配合(15)のNBRラテックスコンパウンド
に30秒間漬け、引き上げて80℃×30min.90
℃×10min.130℃×20min.加熱処理し、
手型から反転離型することによりNBR製手袋を製造し
た。配合(15)に示すnBA−AN−MAA共重合体
金属塩ラテックスは実施例10と同一のものを使用し
た。テルペンフェノール樹脂はヤスハラケミカル
(株)、ポリスターT−100を使用した。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
配合(16)のNBRラテックスコンパウンドに30秒
間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×10
min.130℃×20min.加熱処理し、手型から
反転離型することによりNBR手袋を製造した。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
配合(17)のNBRラテックスコンパウンドに30秒
間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×10
min.130℃×20min.加熱処理し、手型から
反転離型することによりNBR手袋を製造した。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
配合(18)のNBRラテックスコンパウンドに30秒
間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×10
min.130℃×20min.加熱処理し、手型から
反転離型することによりNBR手袋を製造した。テルペ
ンフェノール樹脂はヤスハラケミカル(株)、T−10
0を使用した。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
配合(19)のNBRラテックスコンパウンドに30秒
間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×10
min.130℃×20min.加熱処理し、手型から
反転離型することによりNBR手袋を製造した。アジピ
ン酸エステル系可塑剤はTP−95L(Morton Interna
tional)を使用した。
0%硝酸カルシウムのメタノール溶液に浸漬したのち、
配合(20)のNBRラテックスコンパウンドに30秒
間漬け、引き上げて80℃×30min.90℃×10
min.130℃×20min.加熱処理し、手型から
反転離型することによりNBR手袋を製造した。配合
(20)に示すnBA−AN−MAA共重合ラテックス
は、n−ブチルアクリレート:87モル%−アクリロニ
トリル:10モル%−メタクリル酸:3モル%であっ
て、分子量約20万である。
手袋のそれぞれについて、100%モジュラス、引張強
度を上述したのと同様にして測定し評価した。結果を表
2に示す。応力緩和については下記のようにして評価し
た。結果は図1、図2に示す。
ル3号にて試験片を切り取り、標線間距離:20mm点
に印を付けて引張試験機にセッティングし、標線間距離
を40mmまで伸ばして静止させ、その時点の応力を初
期応力(時間0分)として1分ごとに応力を読み取り、
下記の計算式により応力緩和(%)を算出した。
特許5,014,362号の亜鉛添加量、比較例7、比
較例8、比較例9はそれぞれ、従来の亜鉛添加量にさら
にテルペンフェノール樹脂、可塑剤、アクリル系共重合
ラテックスを添加した配合に相応する。実施例7〜実施
例11はそれぞれ、従来の亜鉛添加量にさらに金属イオ
ン含有イオン性ポリマーラテックスを混合した配合に相
応する。
膜はそれぞれ、引張強度が190〜214kg/cm2
と実用に耐えるだけの強度を持ち、且つ100%モジュ
ラスが16.0〜18.2kg/cm2と低い値で柔軟
であることを示している。比較例7〜比較例9の皮膜も
それぞれ、実用に十分な皮膜強度と柔軟性を持ってい
る。これに対し、比較例5の皮膜は引張強度が364k
g/cm2と強靭であるものの、100%モジュラスが
24kg/cm2と非常に高い値を示し、硬い。比較例
6の皮膜は100%モジュラスが11kg/cm2で柔
軟であるものの、引張強度が90kg/cm2で弱い。
て、応力(%)と時間(分)との関係を表わしたもので
ある。実施例7〜実施例11の皮膜では、初期応力は5
分以内に30%以下に減衰(緩和)されており、さらに
徐々に減衰されて、20分後には20%程度まで減衰さ
れている。図2は、図1と同様に、比較例5〜比較例9
の皮膜についてそれぞれ、応力(%)と時間(分)との
関係を表わしたものである。比較例5、比較例7〜比較
例9の皮膜では、初期応力は5分前後で40%以下に減
衰(緩和)されるものの、20分後でも40%〜30%
程度に留まる。比較例6の皮膜は比較例5、比較例7〜
比較例9の皮膜に比べると応力の緩和が早く、9分後に
は30%以下に減衰(緩和)されているが、上述したよ
うに引張強度が弱く実用には問題がある。
ではそれぞれ、家庭用、作業用の手袋として実用に充分
な皮膜強度と柔軟性とを備えるとともに、比較例5〜比
較例9の皮膜に比べて非常に短時間に応力が緩和されて
おり、手袋装着時に手の形状に素早くなじみ、締付け感
がすぐに緩和され、長時間装着作業を行っても疲れない
という差となって表れる。
ラテックスに金属イオン含有イオンポリマーラテックス
を混合使用することによって、家庭用または作業用途に
要求される柔軟性と強靭性とを併せ持った優れた手袋の
製造が可能となった。殊にNBR皮膜の欠点とされてい
た180°引裂強度において、従来のNBR皮膜の約
2.5〜3.8倍以上に強化することができる。また、
応力の緩和を早めることができるので、長時間の装着作
業をおこなっても手が疲れることが無く、手の触感が要
求される作業においても素肌のような感覚で快適に作業
できる。これらのことより、NBR製手袋の用途の更な
る拡大が期待できる。
を示すグラフである。
示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 NBRラテックスに、イオン性解離基を
ポリマーに有しそのイオン性解離基に金属イオンが結合
したイオン性ポリマーラテックスを配合してなる混合ラ
テックスを材料として製造されたことを特徴とするNB
R製手袋。 - 【請求項2】 イオン性ポリマーは複数のカルボキシル
基を有し、その一部または全てのカルボキシル基にL
i,Na,K,Ca,Mg,Znから選ばれる金属イオ
ンが結合したことを特徴とする請求項1記載のNBR製
手袋。 - 【請求項3】 混合ラテックスは更にテルペンフェノー
ル樹脂を含むことを特徴とする請求項1記載のNBR製
手袋。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22058299A JP3382894B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Nbr製手袋 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22058299A JP3382894B2 (ja) | 1999-08-04 | 1999-08-04 | Nbr製手袋 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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