JP6349850B2 - ディップ成形用組成物およびディップ成形品 - Google Patents
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Description
本発明のディップ成形用組成物に用いるカルボキシル基含有共役ジエンゴム(A)のラテックスは、共役ジエン単量体およびエチレン性不飽和カルボン酸単量体を共重合して得られる共重合体のラテックスであり、該ラテックス中の残留カルボン酸量が2200重量ppm以下のものである。
このような共重合可能なその他のエチレン性不飽和単量体としては、たとえば、芳香族ビニル単量体、α,β−エチレン性不飽和モノカルボン酸エステル単量体、α,β−エチレン性不飽和モノカルボン酸アミド、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、ビニルピリジンなどが挙げられる。このような共重合可能な他の単量体の使用量は、カルボキシル基含有共役ジエンゴム(A)中の共重合可能な他の単量体の単位の含有量が、0〜20重量%となる量とすることが好ましく、より好ましくは0〜10重量%となる量、さらに好ましくは0重量%となる量である。
α,β−エチレン性不飽和モノカルボン酸エステル単量体としては、例えば、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸β−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸β−ヒドロキシエチル、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
α,β−エチレン性不飽和モノカルボン酸アミド単量体としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなどが挙げられる。
これらの単量体は、1種単独で、あるいは2種以上を併用してもよい。
なお、後述するように、重合反応停止後にpHを調整した場合には、ラテックス中の残留カルボン酸がカルボン酸塩になっていることもあるが、その場合には該カルボン酸塩も残留カルボン酸量に含む。ただし、その際には、カルボン酸塩では無く、カルボン酸として残留カルボン酸量を求める。その測定方法としては、例えば、ラテックスに塩酸水溶液を添加し、カルボン酸塩をカルボン酸に変換してから、ガスクロマトグラフィーにて測定すれば良い。
非イオン性乳化剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル等を挙げることができる。
カチオン性乳化剤の具体例としては、アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ジアルキルアンモニウムクロライド、ベンジルアンモニウムクロライド等を挙げることができる。
乳化剤の使用量は、使用する全単量体100重量部に対して、通常、0.5〜10重量部、好ましくは1〜8重量部、より好ましくは2〜5重量部である。
重合開始剤の使用量は、使用する全単量体100重量部に対して、好ましくは0.01〜2重量部、より好ましくは0.05〜1.5重量部である。
分子量調整剤の使用量は、カルボキシル基含有共役ジエンゴム(A)のメチルエチルケトン不溶解分が所望の範囲となるよう適宜決定すればよいが、使用する全単量体100重量部に対して、好ましくは0.3〜0.8重量部である。
また、各単量体は、使用する各種単量体を予め混合してから反応容器に添加しても、あるいは別々に反応容器に添加してもよい。
重合停止剤の使用量は、特に限定されないが、通常、使用する全単量体100重量部に対して、0.05〜2重量部である。
本発明のディップ成形用組成物は、上述したカルボキシル基含有共役ジエンゴム(A)のラテックスに加えて、カルボジイミド化合物(B)を含有する。
また、カルボジイミド重合体の重量平均分子量は、好ましくは500〜1,000,000、さらに好ましくは1,000〜500,000である。
本発明のディップ成形用組成物は、上述したカルボキシル基含有共役ジエンゴム(A)のラテックス、およびカルボジイミド化合物(B)を含んでなるものである。
また、本発明の目的を損なわない限り、天然ゴムラテックス、イソプレンゴムラテックス等のその他のラテックスを併用することもできる。
本発明のディップ成形用組成物のpHは、通常、7〜12、好ましくは8〜11の範囲である。
本発明のディップ成形品は、上記本発明のディップ成形用組成物をディップ成形してなる。
ディップ成形法としては、通常の方法を採用すればよく、たとえば、直接浸漬法、アノード凝着浸漬法、ティーグ凝着浸漬法等が挙げられる。なかでも、均一な厚みを有するディップ成形物が得られやすい点で、アノード凝着浸漬法が好ましい。
これら凝固剤は、通常、水、アルコール、又はそれらの混合物の溶液として使用する。凝固剤濃度は、通常、5〜50重量%、好ましくは10〜30重量%である。
ラテックス約5gの重量(F)、エチレングリコール約20μlの重量(G)をそれぞれ精秤した後、これらを、1.8重量%のポリオキシエチレンアルキレンエーテル(商品名「エマルゲン1150S−60」、花王社製)水溶液90mlに加え、次いで、0.1M塩酸水溶液1mlを加えて、15分以上攪拌し、残留メタクリル酸量測定用のサンプルを得た。このサンプルについて、キャピラリガスクロマトグラフィーにて測定を行い、得られたチャートよりメタクリル酸の積算値(H)、および、エチレングリコールの積算値(I)を求め、上記にて精秤した重量(F)、重量(G)、および装置固有の補正係数(E)を用いて、下記計算式にしたがって、残留メタクリル酸量(重量ppm)を求めた。
残留メタクリル酸量(重量ppm)=〔(H×G×E)/(F×I)〕×106
なお、上記補正係数(E)は、以下のようにして求める。
すなわち、メタクリル酸単量体約20μlの重量(p)、エチレングリコール約20μlの重量(r)をそれぞれ精秤した後、1.8重量%のポリオキシエチレンアルキレンエーテル(商品名「エマルゲン1150S−60」、花王社製)水溶液100mlに加え、そこに0.1M塩酸水溶液1mlを加え約5分間攪拌し補正係数測定用のサンプルを得た後、このサンプルをキャピラリガスクロマトグラフィーで測定し、得られたチャートよりメタクリル酸単量体の積算値(p1)、エチレングリコールの積算値(r1)を求め、下記計算式により補正係数(E)を算出する。
補正係数(E)=(p×r1)/(r×p1)
得られたゴム手袋(ディップ成形品)を、3%硫酸銅水溶液に30秒間浸漬し、1時間後のゴム手袋の変色度合いを目視にて判定し、以下の基準で評価した。
○:ゴム手袋の変色が確認されなかった。
×:ゴム手袋の変色が見られた。
なお、上記試験で変色が認められるゴム手袋は、それを長時間に亘り着用して作業した際に、ゴム手袋自体が着色し易いことを示す。
得られたゴム手袋(ディップ成形品)を被験者10人が着用し、キーボード入力操作の軽作業を1時間行ない、1時間の作業後に臭気による不快感を感じた人の人数をカウントし、以下の基準により評価した。
無し:不快感を感じた人数が0人であった。
有り:不快感を感じた人数が1人以上であった。
得られたゴム手袋(ディップ成形品)を、被験者10人が着用し、キーボード入力操作の軽作業を行なった。作業を開始して10分経過する毎に、ゴム手袋の指の股部分を観察し、微小亀裂の発生の有無を確認した。各試験においてゴム手袋に微小亀裂が発生するまでの時間を測定した後、最短および最長の時間を除いた8つのデータ(8人のデータ)を算術平均することで、装着耐久時間を求めた。なお、装着耐久試験は、最大240分まで行なった。この装着耐久時間が長い程、装着耐久性に優れていると判断できる。
得られた7日貯蔵後のゴム手袋(ディップ成形品)、および14日貯蔵後のゴム手袋(ディップ成形品)を用いた以外は、上記と同様にして、装着耐久時間を求めた。装着耐久時間が長いほど、装着耐久性に加えて、ディップ成形用組成物としての貯蔵安定性に優れていると判断できる。
重合反応器に、アクリロニトリル29部、1,3−ブタジエン64部、メタクリル酸7部、t−ドデシルメルカプタン0.5部、イオン交換水132部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム3部、β−ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩0.5部、過硫酸カリウム0.3部およびエチレンジアミン四酢酸ナトリウム塩0.05部を仕込み、重合温度を37℃に保持して重合を開始した。重合転化率が60重量%になった時点で、t−ドデシルメルカプタン0.2部を添加して、重合温度を40℃に昇温し、重合転化率が96重量%に達するまで反応させた。その後、重合停止剤としてジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム0.1部を添加して重合反応を停止した。得られた共重合体ラテックスから、減圧回収の方法により未反応単量体を除去した後、共重合体ラテックスのpHおよび固形分濃度を調整して、固形分濃度45重量%、pH8のカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)のラテックスを得た。得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)のラテックスについて、残留メタクリル酸量を測定したところ、2000重量ppmであった。また、カルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)を構成する各単量体の単位の含有割合を測定したところ、仕込み量と同等であった(後述する製造例2〜7も同様。)。
重合転化率が98重量%に達するまで反応を行った以外は、製造例1と同様にして、固形分濃度45重量%、pH8のカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a2)のラテックスを得た。得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a2)のラテックスについて、残留メタクリル酸量を測定したところ、1500重量ppmであった。
1,3−ブタジエンの配合量を64部から65部に、メタクリル酸の配合量を7部から6部に、それぞれ変更した以外は、製造例1と同様にして、固形分濃度40重量%、pH8のカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a3)のラテックスを得た。得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a3)のラテックスについて、残留メタクリル酸量を測定したところ、1800重量ppmであった。
重合転化率が98重量%に達するまで反応を行った以外は、製造例3と同様にして、固形分濃度45重量%、pH8のカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a4)のラテックスを得た。得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a4)のラテックスについて、残留メタクリル酸量を測定したところ、1100重量ppmであった。
1,3−ブタジエンの配合量を64部から66部に、メタクリル酸の配合量を7部から5部に、それぞれ変更した以外は、製造例1と同様にして、固形分濃度45重量%、pH8のカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a5)のラテックスを得た。得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a5)のラテックスについて、残留メタクリル酸量を測定したところ、1600重量ppmであった。
アクリロニトリルの配合量を29部から30部に、1,3−ブタジエンの配合量を64部から65部に、メタクリル酸の配合量を7部から5部に、それぞれ変更するとともに、重合反応を、重合転化率が94重量%に達した時点で終了した以外は、製造例1と同様にして、固形分濃度45重量%、pH8のカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a6)のラテックスを得た。得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a6)のラテックスについて、残留メタクリル酸量を測定したところ、2300重量ppmであった。
アクリロニトリルの配合量を30部から29部に、メタクリル酸の配合量を7部から6部に、それぞれ変更した以外は、製造例6と同様にして、固形分濃度45重量%、pH8のカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a7)のラテックスを得た。得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a7)のラテックスについて、残留メタクリル酸量を測定したところ、2500重量ppmであった。
ディップ成形用組成物の調製
製造例1で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)のラテックスに、カルボジイミド化合物(B)(商品名「カルボジライトV−02−L2」、日清紡ケミカル社製)を添加し、次いで、アンモニア水溶液、イオン交換水をさらに添加してpH10.0、固形分濃度を30重量%に調整した後に、温度20℃で攪拌して均一に分散させ、ディップ成形用組成物を得た。
なお、本実施例においては、カルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)のラテックス中のカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)100部に対して、カルボジイミド構造を有する重合体が2部となるように添加した。
次いで、上記にて得られたディップ成形用組成物を使用して、ゴム手袋(ディップ成形品)を、以下の方法により製造した。
まず、硝酸カルシウム20部、ポリエチレングリコールオクチルフェニルエーテル0.05部および水80部を混合した凝固剤水溶液を準備した。
次いで、この凝固剤水溶液に、手袋型を5秒間浸漬し、引上げた後、温度50℃、10分間の条件で乾燥して、凝固剤を手袋型に付着させた。そして、凝固剤を付着させた手袋型を、上記にて得られたディップ成形用組成物に8秒間浸漬し、その後40℃の温水に3分間浸漬して、水溶性不純物を溶出させた後、温度50℃、10分間の条件で乾燥し手袋型にディップ成形層を形成した。
そして、ディップ成形層を形成した手袋型を、温度70℃、10分間の条件で乾燥し、引続いて、温度125℃、20分間の条件で加熱処理してディップ成形層を架橋させ、架橋したディップ成形層を手袋型から剥し、厚みが0.08mmのゴム手袋(ディップ成形品)を得た。得られたゴム手袋(ディップ成形品)について、上記方法により、銅イオン変色性、臭気、および、装着耐久性の各評価を行った。結果を表1に示す。
上記と同様にして得られたディップ成形用組成物を、50℃で7日間貯蔵した後、この7日間貯蔵したディップ成形用組成物を使用した以外は、上記と同様にして、7日貯蔵後のゴム手袋(ディップ成形品)を得た。
また、同様に、上記と同様にして得られたディップ成形用組成物を、50℃で14日間貯蔵した後、この14日間貯蔵したディップ成形用組成物を使用した以外は、上記と同様にして、14日貯蔵後のゴム手袋(ディップ成形品)を得た。
そして、得られた7日貯蔵後のゴム手袋(ディップ成形品)、および14日貯蔵後のゴム手袋(ディップ成形品)を用いて、上記方法にしたがい、7日貯蔵後、14日貯蔵後の装着耐久性の評価を行った。結果を表1に示す。
製造例1で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)のラテックスの代わりに、製造例2で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a2)のラテックスを使用した以外は、実施例1と同様にして、ディップ成形用組成物、および各ゴム手袋(ディップ成形品)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
製造例1で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)のラテックスの代わりに、製造例3で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a3)のラテックスを使用した以外は、実施例1と同様にして、ディップ成形用組成物、および各ゴム手袋(ディップ成形品)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
製造例1で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)のラテックスの代わりに、製造例4で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a4)のラテックスを使用した以外は、実施例1と同様にして、ディップ成形用組成物、および各ゴム手袋(ディップ成形品)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
製造例1で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)のラテックスの代わりに、製造例5で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a5)のラテックスを使用した以外は、実施例1と同様にして、ディップ成形用組成物、および各ゴム手袋(ディップ成形品)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
製造例1で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)のラテックスの代わりに、製造例6で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a6)のラテックスを使用した以外は、実施例1と同様にして、ディップ成形用組成物、および各ゴム手袋(ディップ成形品)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
製造例1で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)のラテックスの代わりに、製造例7で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a7)のラテックスを使用した以外は、実施例1と同様にして、ディップ成形用組成物、および各ゴム手袋(ディップ成形品)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
硫黄1部、ジブチルカルバミン酸亜鉛0.5部、β−ナフタリンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩0.1部、水酸化カリウム0.03部、および水1.63部を混合して、加硫剤分散液を調製した。
製造例1で得られたカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)のラテックスに、上記にて調製した加硫剤分散液を添加し、次いで、アンモニア水溶液、イオン交換水をさらに添加してpH10.0、固形分濃度を30%に調整した後に、温度20℃、24時間の条件で攪拌して均一に分散させ、ディップ成形用組成物を得た。
なお、比較例3においては、カルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)のラテックス中のカルボキシル基含有共役ジエンゴム(a1)100部に対して、上記加硫剤分散液が3.26部となるように添加した。
そして、このようにして得られたディップ成形用組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして、各ゴム手袋(ディップ成形品)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
カルボジイミド化合物(B)としてのカルボジイミド構造を有する重合体2部を配合しなかった以外は、実施例1と同様にして、ディップ成形用組成物、および各ゴム手袋(ディップ成形品)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
一方、カルボキシル基含有共役ジエンゴムのラテックスとして、残留メタクリル酸量(残留カルボン酸量)が2200重量ppmを超えるものを用いた場合には、50℃下貯蔵7日後や、50℃下貯蔵14日後において、得られるディップ成形品の装着耐久性が劣るものなってしまい、貯蔵安定性に劣るものであった(比較例1,2)。
また、カルボジイミド化合物の代わりに、硫黄を用いた場合には、得られるディップ成形品は、着色が見られ、さらには、硫黄に起因する臭気も感じられるものであった(比較例3)。
さらに、カルボジイミド化合物を配合しない場合には、得られるディップ成形品は、装着耐久性に劣るものであった(比較例4)。
Claims (4)
- カルボキシル基含有共役ジエンゴム(A)のラテックスと、カルボジイミド化合物(B)とを含有するディップ成形用組成物であって、
前記カルボキシル基含有共役ジエンゴム(A)のラテックス中における、下記測定ステップ1および測定ステップ2に従って求められる、残留カルボン酸量が2200重量ppm以下であることを特徴とするディップ成形用組成物。
(測定ステップ1)ラテックス約5gの重量(F)、エチレングリコール約20μlの重量(G)をそれぞれ精秤した後、これらを、1.8重量%のポリオキシエチレンアルキレンエーテル水溶液90mlに加え、次いで、0.1M塩酸水溶液1mlを加えて、15分以上攪拌し、残留カルボン酸量測定用のサンプルを得る。
(測定ステップ2)測定ステップ1において得られた酸量測定用のサンプルについて、キャピラリガスクロマトグラフィーにて測定を行い、得られたチャートよりカルボン酸の積算値(H)、および、エチレングリコールの積算値(I)を求め、上記にて精秤した重量(F)、重量(G)、および装置固有の補正係数(E)を用いて、下記計算式にしたがって、残留カルボン酸量(重量ppm)を求める。
残留カルボン酸量(重量ppm)=〔(H×G×E)/(F×I)〕×10 6 - 前記カルボキシル基含有共役ジエンゴム(A)のラテックスが、共役ジエン単量体30〜89.5重量%、エチレン性不飽和ニトリル単量体10〜50重量%、エチレン性不飽和カルボン酸単量体0.5〜20重量%、および、これらの単量体と共重合可能なその他のエチレン性不飽和単量体0〜20重量%を含有してなる単量体混合物を重合して得られる共重合体のラテックスである請求項1に記載のディップ成形用組成物。
- 請求項1または2に記載のディップ成形用組成物を、ディップ成形して得られるディップ成形品。
- 手袋である請求項3に記載のディップ成形品。
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