JP4997865B2 - Gas barrier rubber-like molded body and method for producing the same - Google Patents

Gas barrier rubber-like molded body and method for producing the same Download PDF

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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
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

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中和または非中和のα,β−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 molding in which a gas barrier layer comprising a neutralized or non-neutralized α, β-unsaturated carboxylic acid polymer layer is formed on a flexible and deformable rubber substrate. To provide a body.

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、該ガスバリア層が多価金属により化学当量基準で0〜90%中和されたカルボキシル基を有するα,β−不飽和カルボン酸のその場重合体層からなり、且つ1軸方向に10%延伸し、この状態で1分間保持した後、引張力を開放した状態でガスバリア層の剥れがなく、引張延伸前と同等の酸素透過度を示す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, α gas barrier layer has a polyvalent metal by a chemical equivalent basis with 0% to 90% neutralized carboxyl groups, beta-Ri Do from the spot polymer layer of an unsaturated carboxylic acid, and and stretched 10% in one axial direction In this state, after holding for 1 minute, the gas barrier layer does not peel off in a state where the tensile force is released, and the oxygen permeability is the same as that before the tensile stretching .

本発明者らが、本発明に到達するに至った経緯について、若干付言する。   A few additional notes about how the present inventors arrived at the present invention.

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、そのガスバリア層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 the gas barrier layer. 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、多価金属による中和度を抑制したα,β−不飽和カルボン酸のゴム基材上でのその場重合体層からなるガスバリア層は、重合後における白化も認められず、且つ10%延伸・1分間保持後−開放によりガスバリア層の密着性が損なわれないこと、およびガスバリア性の本質的な変化が認められないことで代表される良好な伸縮変形追随性を示すことが見出された(後記実施例3および6のガスバリア性ゴム状成形体におけるガスバリア層(重合体層)の延伸追随性評価試験結果参照)。これは、中和度を抑制したα,β−不飽和カルボン酸のゴム基材上でのその場重合過程で、得られた重合体の基材との密着性が改善され、またむしろゴム基材の表面粗さによるアンカリング効果が、ゴム基材の伸縮変形に対する追随性の改善に寄与しているのかとも考えられる。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 gas barrier layer composed of an in-situ polymer layer on the rubber base material of α, β-unsaturated carboxylic acid with suppressed neutralization degree by polyvalent metal No good whitening afterwards, and 10% stretched and held for 1 minute-after release-good adhesion represented by no loss of gas barrier layer adhesion and no substantial change in gas barrier properties It was found to exhibit stretch deformation followability (see the results of the stretch followability evaluation test of the gas barrier layer (polymer layer) in the gas barrier rubber-like molded products of Examples 3 and 6 below). This is because the in-situ polymerization process of α, β-unsaturated carboxylic acid having a suppressed degree of neutralization on the rubber base material improves the adhesion of the obtained polymer to the base material. It is considered that the anchoring effect due to the surface roughness of the material contributes to the improvement of the followability to the elastic deformation of the rubber base material. 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 or cup, tank, etc. Or a precursor thereof (for example, a half or a sheet-like semi-product for giving these shapes by bonding or sheet molding). 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.

(重合性単量体組成物)
上記ゴム基材の厚さを挟む二面のうち少なくとも一面上に、多価金属により化学当量基準で0〜90%中和されたα,β−不飽和カルボン酸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してなる重合性単量体組成物の塗膜を形成する。
(Polymerizable monomer composition)
The α, β-unsaturated carboxylic acid neutralized by 0 to 90% with respect to the chemical equivalent on the basis of the chemical equivalent is zero on the basis of the total amount of the composition on at least one of the two surfaces sandwiching the thickness of the rubber substrate. A film of a polymerizable monomer composition formed by dissolving or dispersing in ˜85 wt% solvent is formed.

<α,β−不飽和カルボン酸>
本発明で用いる重合性単量体組成物を構成するα,β−不飽和カルボン酸としては、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。
<Α, β-unsaturated carboxylic acid>
The α, β-unsaturated carboxylic acid constituting the polymerizable monomer composition used in the present invention is a polycarboxylic acid metal crosslinked product used for forming a gas barrier layer in Patent Documents 1-5. Specific examples of the polycarboxylic acid monomer include 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, itaconic anhydride, and at least one selected from the group consisting of 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.

これらα,β−不飽和カルボン酸は、後述する多価金属により化学当量基準で0〜90%中和したもの(部分中和したもの)が用いられる。すなわち、中和されないα,β−不飽和カルボン酸をそのまま用いることもできる。このように中和されないα,β−不飽和カルボン酸の重合体層(後記実施例1)は、乾燥条件(相対湿度0%)であれば中和されたα,β−不飽和カルボン酸の重合体層に比べてそれ程遜色ないガスバリア性を発現し、製品ゴム状成形体の用途によっては充分有用である。しかし、湿潤雰囲気下(相対湿度40%以上)では、そのガスバリア性の低下が避け難い。従って湿潤雰囲気下でのガスバリア性が要求される用途で使用するゴム状成形体の製造のためには、多価金属により部分中和されたα,β−不飽和カルボン酸を用いることが好適である。具体例としては、多価金属により化学当量基準で10〜90%、特に45〜75%中和されたα,β−不飽和カルボン酸を用いることが好ましく、これにより耐水性の良好なガスバリア層が形成される。これは、特許文献5で用いているものとほぼ同等である。但し、多価金属によるα,β−不飽和カルボン酸の完全中和物(100%中和物)を用いると、ゴム基材上に形成される重合体層が白化し、所望のガスバリア性が得られないので避けるべきである。なお、中和されない、もしくは中和度の低い(例えば中和度が45%以下の)α,β−不飽和カルボン酸の重合体層については、重合後に、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して、ガスバリア性や耐水性を改善してもよい。   As these α, β-unsaturated carboxylic acids, those neutralized by 0 to 90% on a chemical equivalent basis with polyvalent metals described later (partially neutralized) are used. That is, α, β-unsaturated carboxylic acid that is not neutralized can be used as it is. The polymer layer of α, β-unsaturated carboxylic acid that is not neutralized in this way (Example 1 below) is formed of neutralized α, β-unsaturated carboxylic acid under dry conditions (relative humidity 0%). It exhibits a gas barrier property comparable to that of the polymer layer, and is sufficiently useful depending on the use of the product rubber-like molded product. However, in a humid atmosphere (relative humidity of 40% or more), it is difficult to avoid a decrease in gas barrier properties. Therefore, it is preferable to use α, β-unsaturated carboxylic acid partially neutralized with a polyvalent metal for the production of a rubber-like molded product used in applications requiring gas barrier properties in a humid atmosphere. is there. As a specific example, it is preferable to use an α, β-unsaturated carboxylic acid neutralized with a polyvalent metal at a chemical equivalent basis of 10 to 90%, particularly 45 to 75%, and thereby a gas barrier layer having good water resistance. Is formed. This is almost the same as that used in Patent Document 5. However, if a completely neutralized product (100% neutralized product) of α, β-unsaturated carboxylic acid with a polyvalent metal is used, the polymer layer formed on the rubber substrate is whitened, and the desired gas barrier property is obtained. Since it is not obtained, it should be avoided. For polymer layers of α, β-unsaturated carboxylic acids that are not neutralized or have a low degree of neutralization (for example, a degree of neutralization of 45% or less), divalent metal ions and trivalent metal ions are used after polymerization. Gas barrier properties and water resistance may be improved by applying at least one metal ion selected from the group consisting of:

<多価金属>
上述したα,β−不飽和カルボン酸の部分中和物を与える多価金属は、2価以上の金属である。好ましくは2価金属および3価金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属であり、これらの金属は、酸性水中でイオン解離して価数に対応した2価または3価の金属イオンを与えるものである。
<Multivalent metal>
The polyvalent metal that gives the partially neutralized product of the α, β-unsaturated carboxylic acid described above is a divalent or higher metal. Preferably, it is at least one metal selected from the group consisting of divalent metals and trivalent metals, and these metals dissociate ions in acidic water to give divalent or trivalent metal ions corresponding to the valence. Is.

多価金属の具体例としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウムなどの周期表2A族の金属;チタン、ジルコニウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛などの遷移金属;アルミニウムを挙げることができるが、これらに限定されない。これらの中でも、亜鉛、カルシウム、銅、マグネシウム、アルミニウム、および鉄が好ましい。α,β−不飽和カルボン酸の多価金属による部分中和物は、金属の種類によって水に対する溶解性が異なるが、溶解性の観点からは、金属種として亜鉛、カルシウムおよびマグネシウムが特に好ましい。   Specific examples of the polyvalent metal include metals of Group 2A of the periodic table such as beryllium, magnesium and calcium; transition metals such as titanium, zirconium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper and zinc; and aluminum. Although it can, it is not limited to these. Among these, zinc, calcium, copper, magnesium, aluminum, and iron are preferable. The partially neutralized product of α, β-unsaturated carboxylic acid with a polyvalent metal has different solubility in water depending on the type of metal, but zinc, calcium and magnesium are particularly preferable as the metal species from the viewpoint of solubility.

上記した多価金属により部分中和したα,β−不飽和カルボン酸は、ゴム基材上に塗布される重合性単量体組成物中に形成されればよく、そのためには、α,β−不飽和カルボン酸とα,β−不飽和カルボン酸の多価金属塩または他の多価金属化合物とを混合すればよい。α,β−不飽和カルボン酸の多価金属塩以外の多価金属化合物としては、多価金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、有機酸塩が挙げられる。多価金属の酸化物としては、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、及び酸化鉄(III)が好ましい。   The α, β-unsaturated carboxylic acid partially neutralized with the above polyvalent metal may be formed in the polymerizable monomer composition coated on the rubber substrate. -An unsaturated carboxylic acid and a polyvalent metal salt of an α, β-unsaturated carboxylic acid or other polyvalent metal compound may be mixed. Examples of the polyvalent metal compound other than the polyvalent metal salt of α, β-unsaturated carboxylic acid include polyvalent metal oxides, hydroxides, carbonates, and organic acid salts. As the polyvalent metal oxide, zinc oxide, magnesium oxide, and iron (III) oxide are preferable.

有機酸塩としては、例えば、酢酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩、乳酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、ステアリン酸塩、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸塩には、例えば、ジアクリル酸亜鉛、ジアクリル酸カルシウム、ジアクリル酸マグネシウム、ジアクリル酸銅、及びアクリル酸アルミニウムが含まれる。   Examples of organic acid salts include acetate, oxalate, citrate, lactate, phosphate, phosphite, hypophosphite, stearate, α, β-monoethylenically unsaturated Examples include, but are not limited to, carboxylates. Examples of the α, β-monoethylenically unsaturated carboxylate include zinc diacrylate, calcium diacrylate, magnesium diacrylate, copper diacrylate, and aluminum acrylate.

無機酸塩としては、例えば、塩化物、硫酸塩、硝酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。多価金属のアルキルアルコキシドも多価金属化合物として使用することができる。   Examples of inorganic acid salts include, but are not limited to, chlorides, sulfates, and nitrates. Alkyl alkoxides of polyvalent metals can also be used as polyvalent metal compounds.

<溶媒>
本発明で用いる重合性単量体組成物は、上記した多価金属で0〜90%中和したα,β−不飽和カルボン酸あるいはその前駆体を、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。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α,β−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)。
<Solvent>
The polymerizable monomer composition used in the present invention is an α, β-unsaturated carboxylic acid neutralized with 0 to 90% with the above-described polyvalent metal or a precursor thereof in an amount of 0 to 85% based on the total amount of the composition. % By dissolving or dispersing in a solvent. For example, α, β-unsaturated carboxylic acid which is liquid at room temperature such as acrylic acid or methacrylic acid gives a polymerizable monomer composition which can be applied without using a solvent (Example 1 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。本発明で用いる多価金属により化学当量基準で0〜90%中和したα,β−不飽和カルボン酸は、このような最も好ましい水を溶媒として得られた重合性単量体組成物のその場重合によっても白化せず良好なガスバリア層を与えるものである。   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. The α, β-unsaturated carboxylic acid neutralized by 0 to 90% with a polyvalent metal used in the present invention is a polymerizable monomer composition obtained using such most preferable water as a solvent. A good gas barrier layer is obtained without whitening even by in-situ 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中和度に伴う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 suitability for application of the resulting polymerizable monomer composition, and the upper limit is such as the appearance and solvent removal efficiency associated with the degree of neutralization of the resulting polymerizable monomer composition coating film. Determined by 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、上記した多価金属で0〜90%中和したα,β−不飽和カルボン酸あるいはその前駆体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>
The polymerizable monomer composition used to form the in-situ polymer layer includes an α, β-unsaturated carboxylic acid neutralized with 0 to 90% with the polyvalent metal or a precursor thereof and a solvent. In addition, a polymerization initiator may be contained. 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、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。   When irradiating a coating film with ultraviolet rays, it is preferable to contain a photopolymerization initiator in the polymerizable monomer composition. 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 specific 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; 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、α,β−不飽和カルボン酸の一部が、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 part of the α, β-unsaturated carboxylic acid 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.

本発明で使用する重合性単量体組成物には、α,β−不飽和カルボン酸の重合と多価金属イオンによるイオン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, if necessary, within a range not inhibiting the polymerization of α, β-unsaturated carboxylic acid and the ionic crosslinking reaction with polyvalent metal ions. Inorganic layered compounds, dispersants, surfactants, softeners, heat stabilizers, antioxidants, oxygen absorbers, colorants, antiblocking agents, polyfunctional monomers, and the like can be included.

α,β−不飽和カルボン酸については、必要に応じて多価金属による化学当量基準での中和度0〜90%の一部(たとえば化学当量基準で、2〜40%程度)を1価金属による中和物で置き換えることができる。1価金属としては、ナトリウム、カリウム、リチウムが用いられ、特にナトリウム、カリウムが好ましい。中和のため、組成物中には、これら1価金属を、水酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、有機酸塩等として添加しても良い。これら1価金属によるα,β−不飽和カルボン酸の中和物を含めることにより、得られるガスバリア層のガスバリア性を更に向上させることもできる。   As for α, β-unsaturated carboxylic acid, a part of the degree of neutralization of 0 to 90% based on chemical equivalent based on polyvalent metal (for example, about 2 to 40% based on chemical equivalent) is monovalent as necessary. It can be replaced with a metal neutralized product. As the monovalent metal, sodium, potassium and lithium are used, and sodium and potassium are particularly preferable. For neutralization, these monovalent metals may be added to the composition as hydroxides, halides, carbonates, organic acid salts, and the like. By including a neutralized product of α, β-unsaturated carboxylic acid with these monovalent metals, the gas barrier properties of the resulting gas barrier layer can be further improved.

(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, gravure coaters such as 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、該塗膜の溶媒を実質的に乾燥させることなく、湿潤状態を保持した塗膜に、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、部分中和α,β−不飽和カルボン酸単量体が重合して、部分中和ポリカルボン酸重合体を含むその場重合体層(ガスバリア層)が形成される。   In this way, after the polymerizable monomer composition is applied on at least one surface of the rubber base material to form a coating film, the wet state is maintained without substantially drying the solvent of the coating film. The partially neutralized α, β-unsaturated carboxylic acid monomer is polymerized by irradiating the coated film with ionizing radiation and / or heat treatment, thereby containing a partially neutralized polycarboxylic acid polymer. A polymer layer (gas barrier layer) is formed.

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湿潤状態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 wet 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 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.

湿潤状態の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 wet 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、基材上に形成した湿潤状態の塗膜の表面を他の基材(被覆材)で被覆することが好ましい。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 coat the surface of the wet 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、ゴム基材とその他基材(被覆材)との間に、湿潤状態の塗膜を保持しながら、該湿潤状態の塗膜に、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 the above process, the wet coating film is treated by irradiation with ionizing radiation and / or heating while holding the wet coating film between the rubber substrate and the other substrate (coating material). Thus, a rubber-like molded product having a layer configuration of “rubber substrate / 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)
中和しないあるいは中和度の低いα,β−不飽和カルボン酸を用いてその場重合体層を形成した場合には、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ができる。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、α,β−不飽和カルボン酸の中和のために用い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)
When an in-situ polymer layer is formed using an α, β-unsaturated carboxylic acid that is not neutralized or has a low degree of neutralization, a polycarboxylic acid can be obtained by, for example, applying an aqueous solution in which metal ions are dissolved after polymerization. The neutralization degree of the acid can be increased and the gas barrier property 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. With respect to these metal ion species or metal compound species that give these metal ions, those described above as those used for neutralization of the α, β-unsaturated carboxylic acid can be appropriately selected.

(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、ガスバリア性の一層の向上が得られる。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 an in-situ polymer layer is formed by irradiation with ionizing radiation and / or heating, and when the above-described post-polymerization metal application is performed, the gas barrier property can be further improved by removing the residual solvent by heat treatment. can get. 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は、例えば温度30℃、相対湿度0%の乾燥条件で測定した酸素透過度が100×10−4cm(STP)/(m・s・MPa)以下で代表されるガスバリア性を有する。また化学当量基準で10〜90%の中和度のα,β−不飽和カルボン酸を用いた場合には、同乾燥条件下で90×10−4cm(STP)/(m・s・MPa)以下のガスバリア性が得られ、更に化学当量基準で45〜75%の中和度のα,β−不飽和カルボン酸を用いた場合には、例えば温度30℃および相対湿度80%の高湿条件下での酸素透過度が50×10−4cm(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)
The rubber-like molded product of the present invention thus obtained has an oxygen permeability of 100 × 10 −4 cm 3 (STP) / (m 2 · s · MPa measured under, for example, drying conditions at a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 0%. ) Gas barrier properties represented by the following. When α, β-unsaturated carboxylic acid having a neutralization degree of 10 to 90% on the chemical equivalent basis is used, 90 × 10 −4 cm 3 (STP) / (m 2 · s under the same drying conditions. When the α, β-unsaturated carboxylic acid having a degree of neutralization of 45 to 75% based on the chemical equivalent is used, the temperature is 30 ° C. and the relative humidity is 80%. A water-resistant gas barrier property represented by an oxygen permeability of 50 × 10 −4 cm 3 (STP) / (m 2 · s · MPa) or less under high humidity conditions is 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).

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、重合体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0%(あるいは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, and thus it is evaluated that it substantially matches the oxygen permeability of the polymer layer) is modern control (Modern Control). Using an oxygen permeability tester “Oxtran 2/20” manufactured by the company, measurement was performed under conditions of a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 0% (or 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 3 · 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。中和度(%)は化学当量基準とする。   In the following description, “part” and “%” regarding the blending ratio are based on weight. The degree of neutralization (%) is based on the chemical equivalent.

(塗工液の調製)
塗工液(重合性単量体組成物)の調製に用いた薬剤(不飽和カルボン酸、多価金属化合物および開始剤)のうち、ジアクリル酸Zn(多価金属化合物)がAldorich社製であるのを除き、他の薬剤は和光純薬(株)製である。
(Preparation of coating solution)
Of the chemicals (unsaturated carboxylic acid, polyvalent metal compound and initiator) used in the preparation of the coating liquid (polymerizable monomer composition), Zn diacrylate (polyvalent metal compound) is manufactured by Aldrich. Except for, other drugs are manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.

[例1]
アクリル酸をそのまま塗工液No.1とした。
[Example 1]
Acrylic acid is applied as it is to coating liquid No. It was set to 1.

[例2]
アクリル酸2.50部、酸化亜鉛0.50部、水酸化ナトリウム0.14部およびベンゾフェノン0.20部を蒸留水1.50部に溶解して塗工液No.2を得た。
[Example 2]
2.50 parts of acrylic acid, 0.50 parts of zinc oxide, 0.14 parts of sodium hydroxide and 0.20 parts of benzophenone were dissolved in 1.50 parts of distilled water to obtain a coating solution No. 2 was obtained.

[例3]
アクリル酸3.00部、酸化亜鉛1.00部を蒸留水2.50部に溶解して塗工液No.3を得た。
[Example 3]
Dissolving 3.00 parts of acrylic acid and 1.00 parts of zinc oxide in 2.50 parts of distilled water, the coating solution No. 3 was obtained.

[例4]
アクリル酸3.00部、炭酸カルシウム0.60部を蒸留水4.50部に溶解して、塗工液No.4を得た。
[Example 4]
Dissolve 3.00 parts of acrylic acid and 0.60 parts of calcium carbonate in 4.50 parts of distilled water. 4 was obtained.

[例5]
アクリル酸0.50部、ジアクリル酸亜鉛1.50部、過硫酸アンモニウム0.10部を蒸留水1.80部に溶解して塗工液No.5を得た。
[Example 5]
A coating liquid No. 1 was prepared by dissolving 0.50 parts of acrylic acid, 1.50 parts of zinc diacrylate, and 0.10 parts of ammonium persulfate in 1.80 parts of distilled water. 5 was obtained.

[例6]
メタクリル酸3.00部および酸化マグネシウム0.55部を蒸留水2.30部に溶解して、塗工液No.6を得た。
[Example 6]
Dissolve 3.00 parts of methacrylic acid and 0.55 parts of magnesium oxide in 2.30 parts of distilled water. 6 was obtained.

[例50]
ジアクリル酸亜鉛1.50部を蒸留水2.50部に溶解して塗工液No.50を得た。
[Example 50]
Dissolve 1.50 parts of zinc diacrylate in 2.50 parts of distilled water to obtain coating solution No. 50 was obtained.

上記で得られた塗工液の概略組成を次表1にまとめて記す。

Figure 0004997865
The general composition of the coating solution obtained above is summarized in Table 1 below.
Figure 0004997865

(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)
・CR#1000:厚さ1mmのクロロプレンゴムシート(入間川ゴム(株)製「クロロプレンゴムNEO−180」)
・EPDM#500:厚さ500μmのエチレン−プロピレンゴムシート(入間川ゴム(株)製「エチレンプロピレンゴムEP−5065」)
・Si#300:厚さ300μmのシリコーンゴムシート(入間川ゴム(株)製「シリコーンゴムIS−825」)
・F#500:厚さ500μmのフッ素ゴムシート(入間川ゴム(株)製「フッ素ゴムJF−900」)
・U#1000:厚さ1mmのウレタンゴムシート(入間川ゴム(株)製の「ウレタンゴムIUC−749」)
・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」)
・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」)
<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)
CR # 1000: 1 mm thick chloroprene rubber sheet (“Irokawa Rubber Co., Ltd.“ Chloroprene Rubber NEO-180 ”)
EPDM # 500: Ethylene-propylene rubber sheet having a thickness of 500 μm ("Ethylene-propylene rubber EP-5065" manufactured by Irumagawa Rubber Co., Ltd.)
Si # 300: Silicone rubber sheet with a thickness of 300 μm (“Silicone rubber IS-825” manufactured by Irumagawa Rubber Co., Ltd.)
F # 500: Fluoro rubber sheet with a thickness of 500 μm (Irumakawa Rubber Co., Ltd. “Fluoro rubber JF-900”)
U # 1000: 1 mm thick urethane rubber sheet ("urethane rubber IUC-749" manufactured by Irumagawa Rubber Co., Ltd.)
BR # 1000: 1 mm thick butyl rubber sheet (“VB260N” manufactured by Kureha Elastomer Co., Ltd.)
SBR # 1000: 1 mm thick styrene-butadiene rubber sheet (“GB450A” manufactured by Kureha Elastomer Co., Ltd.)

<被覆基材>
・ONy#15:内面コロナ処理した厚さ15μmの二軸延伸6ナイロンフィルム(ユニチカ(株)製「エムブレムONBC」)
・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「レレファン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>
ONy # 15: Biaxially stretched 6 nylon film with a thickness of 15 μm treated with internal corona treatment (“EMBLEM ONBC” manufactured by Unitika Ltd.)
OPP # 20: Biaxially stretched polypropylene film with a thickness of 20 μm treated with single-sided corona treatment (“Lelephan 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]
上記例1で調製した塗工液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、塗工後速やかに湿潤状態の塗膜の上から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 prepared in Example 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 using a UV irradiation device (“COMPACT UV CONVEYOR CSOT-40” manufactured by GS YUSASA) on the wet film, the lamp output is 120 W / cm, the conveyance speed is 5 m / min, and the lamp height. The coating film was polymerized by irradiating with ultraviolet rays (UV light) under the condition of 24 cm.

上記処理を行ったゴムシートを、ギアオーブン中で120℃、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および比較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 in a gear oven at 120 ° C. for 5 minutes to obtain a rubber-like molded body, and then the oxygen permeability was measured. A 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 and comparative examples.

[実施例2〜5および比較例1〜2]
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2および5についてはUV照射後の熱処理を省略した。また実施例3〜5については、塗工液層を表2に示す被覆基材2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。実施例1〜5では、透明な重合体塗工膜が形成されていたが、比較例2の重合体層は白化していた。
[Examples 2-5 and Comparative Examples 1-2]
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 2 and 5, the heat treatment after UV irradiation was omitted. Moreover, about Examples 3-5, after coat | covering the coating liquid layer with the coating base material 2 shown in Table 2, the lamp output was increased from 120 W / cm to 160 W / cm, and UV irradiation was performed. In Examples 1 to 5, a transparent polymer coating film was formed, but the polymer layer of Comparative Example 2 was whitened.

Figure 0004997865
Figure 0004997865

上記表2を見れば明らかなように、塗工液を使用せずにUV照射を行った比較例1に比べて、塗工液のその場重合体層によるガスバリア層を形成させた実施例1〜5のゴム状成形体は、顕著なガスバリア性の向上(酸素透過度の低下)が得られている。また中和度100%のZn中和アクリル酸重合体層が形成された比較例2のゴム状成形体は中和度0〜90%の中和(メタ)アクリル酸重合体層が形成された本発明のゴム状成形体に比べて、重合体層の白化の影響でガスバリア性が一桁低いことが分る。   As is apparent from Table 2 above, Example 1 in which a gas barrier layer was formed by an in-situ polymer layer of the coating liquid as compared with Comparative Example 1 in which UV irradiation was performed without using the coating liquid. The rubber-like molded body of ˜5 has a remarkable improvement in gas barrier properties (decrease in oxygen permeability). In addition, the rubber-like molded product of Comparative Example 2 in which a Zn-neutralized acrylic acid polymer layer having a neutralization degree of 100% was formed had a neutralized (meth) acrylic acid polymer layer having a neutralization degree of 0 to 90%. Compared to the rubber-like molded product of the present invention, it can be seen that the gas barrier property is an order of magnitude lower due to the whitening of the polymer layer.

(EB照射−熱処理による製造例)
[実施例6]
上記例1で調製した塗工液No.1を実施例1と同じ卓上バーコーターを用いて、NBR#500(厚さ500μmのニトリルゴムシート)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ONy#15(厚さ15μmの二軸延伸6ナイロンフィルム)を湿潤状態の塗膜表面に被せて、ゴム基材/塗膜/ONyの層構成を有する積層体を得た。次いで被覆基材(ONy)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 prepared in Example 1 above. 1 was coated on NBR # 500 (nitrile rubber sheet having a thickness of 500 μm) by using the same table bar coater as in Example 1 so that the wet coating amount was 12 g / m 2 . Immediately after coating, ONy # 15 (biaxially stretched 6 nylon film having a thickness of 15 μm) was placed on the wet paint film surface to obtain a laminate having a layer structure of rubber substrate / coating film / ONy. . Next, from the coated substrate (ONy) side, using an EB irradiation device 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および比較例と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 and comparative examples.

[実施例7〜10および比較例1〜2]
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1と同様にして、ゴム状成形体を得た。なお、実施例7,9および10ではEB照射後の熱処理を、また実施例8〜10については塗膜表面への被覆基材による被覆を、それぞれ省略した。実施例6〜10では、透明な重合体層が形成されていたが、比較例4の重合体層は白化していた。
[Examples 7 to 10 and Comparative Examples 1 and 2]
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, EB irradiation, and heat treatment conditions were changed as shown in Table 3. In Examples 7, 9, and 10, the heat treatment after EB irradiation was omitted, and in Examples 8 to 10, coating of the coating surface with the coating substrate was omitted. In Examples 6 to 10, a transparent polymer layer was formed, but the polymer layer of Comparative Example 4 was whitened.

Figure 0004997865
Figure 0004997865

(加熱による製造例)
[実施例11]
上記例5で調製した塗工液No.5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24g/mとなるように塗工した。塗工後、速やかに厚さ50μmのAl箔を湿潤状態の塗膜表面に被せて、ゴム基材/塗膜/Alの層構成を有する積層体を得た。次いでこの積層体をギアオーブン中に入れ、180℃、120分間の条件で加熱して塗膜の重合を行った後、Al箔を剥離して、本発明によるゴム状成形体を得、実施例1と同様に測定して、17×10−4[cm(STP)/(m・s・MPa)]の酸素透過度を得た。概要を便宜的に上記表3に付記する。
(Example of manufacturing by heating)
[Example 11]
Coating liquid No. 1 prepared in Example 5 above. 5 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 24 g / m 2 . After coating, an Al foil having a thickness of 50 μm was quickly covered on the surface of the wet coating film to obtain a laminate having a layer structure of rubber substrate / coating film / Al. Next, this laminate was placed in a gear oven, heated at 180 ° C. for 120 minutes to polymerize the coating film, and then the Al foil was peeled off to obtain a rubber-like molded product according to the present invention. The oxygen permeability of 17 × 10 −4 [cm 3 (STP) / (m 2 · s · MPa)] was obtained in the same manner as in 1. The outline is added to Table 3 for convenience.

(ガスバリア性ゴム状成形体の延伸追随性)
上記実施例3および6で得られたゴム状成形体を、それぞれ引張圧縮試験機((株)エー・アンド・ディ製「テンシロンRCT−1210A」)を用いて、引張速度300/分で1軸方向10%延伸し、この状態で1分間保持した後、引張力を開放した。この引張延伸後のゴム状成形体について、外観(重合体層の剥れ)および酸素透過度を評価した。
(Extension following property of gas-barrier rubber-like molded product)
The rubber-like molded bodies obtained in Examples 3 and 6 were each uniaxially at a tensile speed of 300 / min using a tensile compression tester (“Tensilon RCT-1210A” manufactured by A & D Co., Ltd.). The film was stretched 10% in the direction and held in this state for 1 minute, and then the tensile force was released. With respect to the rubber-like molded body after this tensile drawing, the appearance (peeling of the polymer layer) and the oxygen permeability were evaluated.

その結果、実施例3および6のゴム状成形体については、いずれも重合体層の剥れは認められず、それぞれ4×10−4および73×10−4[cm(STP)/(m・s・MPa)]の酸素透過度を示し、引張延伸試験前の3×10−4および75×10−4[cm(STP)/(m・s・MPa)]とほぼ同等の酸素透過度を示すことが確認された。 As a result, for the rubber-like molded products of Examples 3 and 6, no peeling of the polymer layer was observed, and 4 × 10 −4 and 73 × 10 −4 [cm 3 (STP) / (m 2 × s · MPa)] and is substantially equivalent to 3 × 10 −4 and 75 × 10 −4 [cm 3 (STP) / (m 2 · s · MPa)] before the tensile stretching test. It was confirmed to show oxygen permeability.

[実施例12]
[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15incn)を作製した。
[Example 12]
[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 (height / width) of 65% and a rim diameter of 15 inc) 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 (made by Wako Pure Chemical Industries) 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]
上記例1で得られた塗工液No.1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湿潤状態の塗膜に照射し、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)]
Coating liquid No. obtained in Example 1 above. 1 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”). A tire having a gas barrier layer formed thereon was obtained by irradiating the wet coating film with ultraviolet rays so as to be / cm 2 .

[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13]
実施例12で作製したガスバリア層を形成させたタイヤの被覆重合体層に酢酸亜鉛水溶液(濃度5重量%)をスプレーガンで塗布した後、水洗し、ガスバリア層であるカルボン酸重合体の中和度を更に高める処理を行ったタイヤを得た。このタイヤの内圧保持性係数は、0.1となり、酢酸亜鉛水溶液処理により内圧保持特性の向上が認められた。
[Example 13]
A zinc acetate aqueous solution (concentration of 5% by weight) was applied to the coated polymer layer of the tire formed with the gas barrier layer produced in Example 12 with a spray gun, washed with water, and neutralized with the carboxylic acid polymer as the gas barrier layer. The tire which performed the process which raises a degree further was obtained. This tire had an internal pressure retention coefficient of 0.1, and it was confirmed that the internal pressure retention characteristics were improved by the treatment with the aqueous zinc acetate solution.

[実施例14]
上記例1で得られた塗工液No.1に換えて、上記例5で得られた塗工液No.5を用いたことを除いて、実施例12と同様にガスバリア層を形成させたタイヤを作製した。このタイヤの内圧保持性係数は0.1となり、実施例12よりも向上した内圧保持性が得られた。
[Example 14]
Coating liquid No. obtained in Example 1 above. In place of coating liquid No. 1 obtained in Example 5 above. A tire having a gas barrier layer formed thereon was prepared in the same manner as in Example 12 except that No. 5 was used. This tire had an internal pressure retention coefficient of 0.1, and an internal pressure retention property improved over that of Example 12 was obtained.

上述したように、本発明によれば、本来的な特性としての伸縮変形性ないし耐衝撃性に加えて優れたガスバリア性を有するゴム状成形体(製品あるいは半製品)ならびにその製造方法が提供される。   As described above, according to the present invention, there are provided a rubber-like molded product (product or semi-finished product) having excellent gas barrier properties in addition to stretchable deformation and impact resistance as essential characteristics, and a method for producing the same. The

Claims (17)

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、該ガスバリア層が多価金属により化学当量基準で0〜90%中和されたカルボキシル基を有するα,β−不飽和カルボン酸のその場重合体層からなり、且つ1軸方向に10%延伸し、この状態で1分間保持した後、引張力を開放した状態でガスバリア層の剥れがなく、引張延伸前と同等の酸素透過度を示すことを特徴とするガスバリア性ゴム状成形体。 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, the gas barrier layer being 0 to 0 on a chemical equivalent basis by a polyvalent metal α has a 90% neutralized carboxyl groups, beta-Ri Do from the spot polymer layer of an unsaturated carboxylic acid, and was stretched 10% in one axial direction, after holding for 1 minute in this state, a tensile force A gas-barrier rubber-like molded article characterized in that , in an open state, the gas barrier layer does not peel off and exhibits an oxygen permeability equivalent to that before tensile stretching . 前記α,β−不飽和カルボン酸が、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種である、請求項1に記載のゴム状成形体。 The α, β-unsaturated carboxylic acid is acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, senetic acid, tiglic acid, sorbic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, maleic anhydride The rubber-like molded object according to claim 1, which is at least one selected from the group consisting of acid, itaconic anhydride, and citraconic anhydride. 前記多価金属が2価イオンまたは3価イオンを与える金属である請求項1または2に記載のゴム状成形体。 The rubber-like molded product according to claim 1 or 2, wherein the polyvalent metal is a metal that gives a divalent ion or a trivalent 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1〜3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 3, 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1〜4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 4, wherein the rubber substrate has a shape of a sheet, a tire, a tube or cup, a hollow container such as a tank, or a precursor thereof. 温度30℃、相対湿度0%の乾燥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1〜5のいずれかに記載のゴム状成形体。 The oxygen permeability measured under a drying condition at a temperature of 30 ° C and a relative humidity of 0% is 100 x 10 -4 cm 3 (STP) / (m 2 · s · MPa) or less. The rubber-like molded product described. 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、多価金属により化学当量基準で0〜90%中和されたα,β−不飽和カルボン酸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してなる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1〜6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。 An α, β-unsaturated carboxylic acid neutralized by 0 to 90% with a polyvalent metal on a chemical equivalent basis is formed on at least one of two surfaces sandwiching the thickness of a rubber base material having a certain thickness. 2. A gas barrier layer is formed by forming a coating film of a polymerizable monomer composition dissolved or dispersed in 0 to 85% by weight of a solvent based on the total amount and polymerizing in situ. The manufacturing method of the gas-barrier rubber-like molded object in any one of -6. 該α,β−不飽和カルボン酸が、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7記載の製造方法。 The α, β-unsaturated carboxylic acid 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 7, which is at least one unsaturated carboxylic acid selected from the group consisting of an acid, itaconic anhydride, and citraconic anhydride. 多価金属が、2価金属または3価金属からなる群より選ばれる少なくとも1種の多価金属である請求項7または8に記載の製造方法。 The production method according to claim 7 or 8, wherein the polyvalent metal is at least one polyvalent metal selected from the group consisting of divalent metals and trivalent metals. 該重合性単量体組成物の溶媒が水、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種の溶媒である請求項7〜9のいずれかに記載の製造方法。 The method according to any one of claims 7 to 9, wherein the solvent of the polymerizable monomer composition is at least one solvent selected from the group consisting of water, alcohol, NMP, THF, and acetone. 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7〜10のいずれかに記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 7, wherein the polymerizable monomer composition further contains at least one of a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator. 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、アクリロニリトル−ブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロプレンゴム、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7〜11のいずれかに記載の製造方法。 The rubber base material is natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, hydrin rubber, urethane rubber. The production method according to claim 7, comprising at least one selected from the group consisting of polysulfide rubber, silicone rubber, and fluororubber. その場重合処理が、湿潤状態の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処理である請求項7〜12のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 7 to 12, wherein the in-situ polymerization treatment is treatment by irradiation with ionizing radiation or heating or both of the coating film in a wet state. 湿潤状態の塗膜を、フィルム状基材で被覆してから重合処理を行う請求項13に記載の製造方法。 The production method according to claim 13, wherein the polymerization treatment is performed after the wet coating film is coated with a film-like substrate. 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13または14に記載の製造方法。 The production method according to claim 13 or 14, 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7〜15のいずれかに記載の製造方法。 The method according to any one of claims 7 to 15, further comprising a step of imparting at least one metal ion selected from the group consisting of divalent metal ions and trivalent metal ions to the gas barrier layer. ゴム基材の形状が、シート、タイヤ、チューブまたはカップ、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7〜16のいずれかに記載の製造方法。 The manufacturing method according to any one of claims 7 to 16, wherein the rubber substrate has a shape of a sheet, a tire, a tube or cup, a hollow container such as a tank, or a precursor shape thereof.
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