TW200422340A - An interpenetrating network elastomeric composition and process for producing gloves by using such composition - Google Patents

Description

200422340 五、發明說明（1) * 發明所屬之技術領域 本案係關於一種網狀交互穿透（interpenetrating network)彈性體組成物，尤指一種供製造手套用之網狀交 互穿透彈性體組成物。本案亦關於使用該組成物製造手套 之方法。 先前技術 傳統的手套主要係摻合聚氣乙烯（pVC)與可塑劑製 得’當手套燃燒時（例如發生火災或在焚化爐中焚化）， pv(^材料氧化會產生戴奥辛毒氣及腐蝕性氣體，且可塑劑 會氧化為許多污染物質。腐蝕性氣體吸入後可能使人罹患 肺水腫等疾病，若與機器設備接觸可能造成嚴重的損壞。 戴奥辛毒氣及其他污染物則可能透過食物鏈回到人體，並 且模擬人體内的天然荷爾蒙，進而影響了體内基本的生理 ，節機能，此即所謂的環境荷爾蒙。因此，基於環保考 ，，此類手套已逐漸遭到淘汰，目前正朝開發符合環保訴 求之替代性材料發展。 ^ 良好的手套除了需符合環保要求外，物理性質亦是相 t重要的。舉例來說，傳統天然橡膠雖然不會產生明顯的 哀保問喊’但疋此類手套的揚氏模量，s m〇(juius) 不佳，且天然橡膠内所含之蛋白質過敏原容易引起工作場 所人員皮膚搔癢、氣喘、甚至休克等過敏現象。

200422340 五、發明說明（2) · 曰本特開平第9-5056 1 2號專利（ 1 997)揭示一種丙烯？-丁二烯（NBR)共聚合物乳膠製得之手套，雖然NBr手套有不 錯的抗化學溶劑性且不含蛋白質等過敏源，然而由於nbr 價格昂貴’因而其產業利用性受到限制。 曰本專利特開昭第55- 1 63202號（ 1 980 )揭示一種以苯 乙烯-丁二烯（SBR)製造手套之方法，雖然SBR材料之成本 較低’但依此方式製得之手套的抗拉強度及撕裂強度不 佳，且手套之浸潰成型效果亦差。 曰本專利特開平第7-506642號揭示一種以丁二烯一苯 乙婦-丁一婦塊狀共聚物（SBS block polymer)熱塑性彈性 體製造手套之方法。由於SBS材料之柔軟性不佳，且該方 法需要繁複的製程，故不利於商業化應用。 發明内容 本發明之一目的係提供一種網狀交互穿透彈性體組合 物，俾依此製造具環保訴求且物理性質極佳之手套。 本發明之另一目的係提供一種製造此類手套之方法，苴 程適合商業化應用。 ^ 本f一方面係提供一種供製造手套用之組成物，其包 含由具f聯2質笨_乙烯'丁二稀橡谬乳膠(SBR latex)或羧 酸2 2 ί 2。丨#丁u一締橡膠乳膠（C SBR lateX)或其混合物 ίΐίίΪ 熱可塑性之乙烯-醋酸乙烯基醋(EVA) 共聚合乳膠。

I麵 200422340 五、發明說明（3) % 根據上述構想，本案所述之組成物中該基底乳膠相對 於該EVA共聚合乳膠之重量比係在99 :1至5 ·· 95之範圍 内0 根據上述構想，本案所述之組成物中該基底乳膠相對 於該EVA共聚合乳膠之重量比係在95 : 5至40 : 60之範圍 内。 根據上述構想，本案所述之組成物中該C - S B R中之緩 酸基團含量為該基底乳膠之1至40莫耳％。 根據上述構想，本案所述之組成物中該C-SBR中之繞 酸基團含量為該基底乳膠之5至20莫耳％。 根據上述構想，本案所述之組成物尚包含活性劑、硫 化劑、加硫促進劑、抗老化劑、增強劑、填充劑及其它乳 膠中之至少一種添加劑。 根據上述構想，本案所述之組成物中該活性劑為氧化 鋅’且其含量為該基底乳膠與該EVA共聚合乳膠總重量之j 至10重量％。 根據上述構想，本案所述之組成物中該硫化劑為硫黃 或有機硫化物，且其含量為該基底乳膠與該EVA共聚合乳 膠總重量之0· 1至2重量。/〇。 根據上述構想，本案所述之組成物中該加硫促進劑係 為N-乙基-N-苯基二硫代胺基曱酸鋅、二甲基二硫代胺基 甲酸鋅、二乙基二硫代胺基甲酸鋅、二丁基二硫代胺基曱 酸鋅、魏基苯并噻嗤鋅、四甲基二硫中至少一種，且其含 量為該基底乳膠與該EVA共聚合乳膠總重量之0· 5至1〇重

200422340 五、發明說明（4) - 量％。 根據上述構想，本案所述之組成物中該抗老化劑係為 酚化合物或胺化合物，且其含量係為該基底乳膠與該EVA 共聚合乳膠總重量之0· 5至3重量％以下。 根據上述構想，本案所述之組成物中該增強劑係為奈 米級粒徑之蒙脫土、雲母、黏土、澎潤土、皂石、二氧化 矽、二氧化鈦、鈦酸鉀鬚晶中至少一種，且其含量係為該 基底乳膠與該EVA共聚合乳膠總重量之20重量％以下。 根據上述構想，本案所述之組成物中該填充劑係為滑 石粉、碳酸躬、二氧化鈦、抗靜電劑、抗菌劑、遠紅外線 發射劑、光觸媒及顏料中至少一種，且其含量為該基底乳 膠與該EVA共聚合乳膠總重量之20重量％以下。 根據上述構想，本案所述之組成物中該其它乳膠係為 水性聚胺基甲酸酯乳膠、水性？乳膠、水性壓克力系乳 膠，且其含量為該基底乳膠與該EVA共聚合乳膠總重量之 50重量％以下。 本案另一方面係提供一種網狀交互穿透彈性體組成 物，其包含：1 00重量份之乳膠混合物，該乳膠混合物係 包含由具交聯性質苯乙烯-丁二烯橡膠乳膠（SBR latex)或 羧酸化之苯乙烯-丁二烯橡膠乳膠（C_SBR latex)或其混合 物組成之基底乳膠以及熱可塑性乙稀—醋酸乙烯基酯（EVA) 共聚合乳膠，其中該基底乳膠相對於該EVA共聚合乳膠之 重量比係在9 9 : 1至5 : 9 9之範圍内；1至1 〇重量份之活性 劑；0· 1至2重量份之硫化劑；及〇· 5至10重量份之加硫促

第7頁 200422340 五、發明說明（5) * 進劑。 根據上述構想，本案所述之網狀交互穿透彈性體組成 物中尚包含··〇· 5至3重量份之抗老化劑；〇至2〇重量份之 增強劑；0至20重量份之填充劑；及〇至5〇重量份之其它乳 膠。 本案又一方面係提供一種製造網狀交互穿透彈性體物 件之方法，其包含下列步驟： 將一經前處理之模型浸潰於一網狀交互穿透彈性體組成物 中，其中該組成物包含由具交聯性質之苯乙烯一丁二 膠乳膠（SBR latex)或羧酸化之苯乙稀_ 丁二歸橡膠^膠 (C-SBR latex)或其混合物組成之基底乳膠以及埶可塑性 乙烯一醋酸乙烯基酯（EVA)共聚合乳膠； …、 將已浸潰該組成物之模型取出’接著進行硫化交 俾形成-具有交互穿透網狀、结構之彈性體物件；該交 互穿透網狀結構彈性體物件脫模。 " 根據上述構想，本案所述之方法中哕 模型浸潰於一凝固劑溶液中。 中^處理包含使該 根據上述構想’本案所述之方法中該凝固劑溶液含有 硝酸鈣、氣化鈣或烷基銨鹽。 根據上述構想，本案所述之方法中於浸潰該組成物後 及進打硫化交聯反應前尚包含以一表面處理劑進行該模髮 之表面處理之步驟。 、 根據上述構想，本案所述之方法中該表面處理劑包含 10至20重量％之合成樹脂、1 0至20重量％之丙烯酸系—苯乙

第8胃

200422340 五、發明說明（6) 烯樹脂、1至1 0重量％之矽酮及剩餘部分之水。 根據上述構想，本案所述之方法中該交互穿透網 構彈性體物件係為手套。 Μ 實施方式 ，為了避免習用PVC手套燃燒產生毒氣以ANBr、SBS手 套製造成本高昂之缺失，以確保符合環保要求、產品競爭

性提高及物理性質優越等特性，本發明提供一種製造手套 用之特殊組合物以及其製法。 為達上述目的，適用於本發明供製造手套用交互穿透 網狀結構彈性體組合物係以由苯乙烯—丁二烯橡膠乳膠 (SBR latex)或羧酸化之苯乙烯-丁二烯橡膠乳膠 (carboxylated styrene-butadiene rubber latex ， C- SBR latex)或其混合物組成之基底乳膠以及乙烯-醋酸乙 烯基酯（ethylene-vinylacetate，EVA)共聚合乳膠作為基 礎成刀’並且視需要掺入活性劑、硫化劑（v u 1 c a n丨z a f丨〇 n agent)、加硫促進劑（vuicanizati〇n accelerat〇r)、抗

老化劑（anti-aging agent)、增強劑（enforcement agent)、填充劑（fi Her)及其它乳膠等添加劑。本發明係 利用基底乳膠以及乙稀-醋酸乙烯基酯（EVA)共聚合乳膠於 硫化過程中產生交互穿透網狀結構之彈性體特性，因此製 得之手套有極佳的物理性質（例如抗拉強度及伸展度）。更 特別地是，由於本發明製作之手套具有極佳的彈性與伸縮

第9頁 200422340 五、發明說明（7) ί*生因此穿戴時文人體溫度刺激感應，伸拉過程會使手套 在經^活動與靜止的部位產生不同的收縮，進而產生貼身 感，這種貼身感使穿戴者感到相當舒適。 羧酸化之苯乙烯-丁二烯橡膠乳膠（c —SBR ι&^χ)係 於SBR为子鏈中引入幾酸基團而形成。當選用作為基 底乳膠時，C-SBR中之羧酸基團含量較佳 4〇莫耳％，更佳為5至2〇莫耳％ 〇c_SBR的存在有^於提之= 好的2浸潰成型加工十生，並且增加SBR之氫鍵密度，因 而可提局手套之拉伸強度及撕裂強度。 上述基底乳膠可單獨或混合兩種以上不同緩酸基團含 量之C-SBR使用，亦可以SBR混合C — SBR 一併使用。土團各 由於乙烯一醋酸乙烯基酯（EVA)共聚合乳膠與c —sbr及/

SfR在硫化過程會促進氫鍵結合，進而產生交互穿透網狀 =。、同樣地，EVA共聚合乳膠亦有助於提供良好的手套 次 >貝成型加工性，使手套柔軟度及觸感變佳。基底 (SBR及/或C-SBR)相對於EVA共聚合乳膠之重量比較^ 9= ·1至5 :95之範圍内，更佳在95 :5至4〇 :6〇之範圍 活性劑較佳為鋅氧化合物，例如氧化鋅，且其人旦 基底乳膠與EVA共聚合乳膠總重量之重量％。、3里佔 硫化劑可為硫黃或有機硫化物，且其含量佔基 EVA共聚合乳膠總重量之〇1至2重量％。 -礼膠與 加硫促進劑係用以促進組成物之硫化反應，可選自N — 基N笨基二硫代胺基甲酸鋅（Zinc n 一 ethyl - N-

第10頁 200422340 五、發明說明（8) *

Phenyldithiocarbamate，PX)、二甲基二硫代胺基甲酸鋅 (Zinc dimethy ldi thiocarbamate，PZ)、二乙基二硫代胺 基甲酸鋅（Zinc diethyldithiocarbamate，EZ)、二丁基 二硫代胺基甲酸鋅（Zinc dibutyldithiocarbamate， BZ)、魏基苯并噻唾鋅（Zinc mercaptobenzothiazole， MZ)、四甲基二硫（Tetramethyl disufide)或其混合物， 且其含量佔基底乳膠與EVA共聚合乳膠總重量之〇. 5至10重 量％ 〇 上述抗老化劑可為酚化合物或胺化合物，且其含量佔 基底乳膠與EVA共聚合乳膠總重量之〇· 5至3重量％以下。 適用於本發明之增強劑可選自奈米粒徑級之蒙脫土 (Montmorillonite)、雲母、黏土、澎潤土（Bentonite)、 皂石（Saponite)、二氧化矽、二氧化鈦、鈦酸鉀鬚晶 (whisker)中至少一種，且其含量佔基底乳膠與EVA共聚合 乳膠總重量之20重量％以下。 適用於本發明之填充劑可為滑石粉、碳酸鈣、抗靜電 劑、抗菌劑、遠紅外線發射劑及顏料中至少一種，且其含 量佔基底乳膠與EVA共聚合物乳膠總重量之2〇重量％以下。 其它乳膠可為光觸媒、水性聚胺基曱酸酯乳膠

(polyurethane，PU)、水性？乳膠（NBR)、水性壓克力系 乳膠（acrylic resin latex)，且其含量佔基底乳膠與EVA 共聚合乳膠總重量之50重量％以下。 ^ 以上各種添加劑可合併分散劑一起加入組成物中，俾 提升其在組成物中之分散效果。取決於添加劑之類型，分

200422340 五、發明說明（9) _^ 散劑可為各種界面活性劑，且其用量為欲 〇·3至1重量。/。。 加之添如劑之 以下說明根據本發明製造手套之方法。首先，將 模型浸潰在由硝酸鈣、氣化鈣等二價以上金屬鹽或甲 等烷基銨鹽組成之凝固劑溶液中。接著，當模型析出ς銨 劑後，將模型取出，並且加熱烘乾。接著，將模型浸产= 根據本發明之組合物中。取出模型，加熱烘乾。視情=， 使模型 >叉潰在10至20重量％之合成樹脂、1〇至2〇重量％之丙 稀酸系-苯乙婦樹脂（Acrylic-styrene resin)及1至1〇重 量％之矽酮（剩餘部分為水）組成之表面處理劑中，俾進行 表面處理。接著，取出模型，並且在溫度為9〇至18〇它範 圍内進行硫化反應數分鐘到數百分鐘，以形成交互穿透網 狀之彈性體結構。冷卻後，使手套脫模，隨即完成本案具 交互穿透網狀結構之手套。 本案得藉由以下實例，俾得更詳述地說明。 實例 實例1-4 彈性體組成物之製備 根據表1製備四種彈性體組成物，於表中每一成分係以重 量份計。 表1

rami棚

第12頁 200422340 五、發明說明（ίο) 成分 實例 1 2 3 4 SBR 100 0 40 50 C-SBR* 0 100 60 50 EVA 20 10 12 15 硫黃 0.6 0.6 0.6 0.6 氧化鋅 2 2 2 2 ρχ** 2 2 2 2 奈米粒徑級黏土 6 ^ 6 6 6 水性腈乳膠 10 10 10 10 水 20 20 20 20 *羧酸基團佔10莫耳。/〇 **N-乙基苯基二硫代胺基甲酸辞 手套製作 取四組手套模型浸潰在由0 · 5〜3 5 %之硝酸舞水溶液 中。接著，當模型析出硝酸鈣後，將模型取出，並且加熱 烘乾。接著，將四組模型分別浸潰在實例1至4之組合物 中。取出模型，加熱烘乾。視情況，使模型浸潰在丨5重 量％之合成樹脂、15重量％之丙烯酸系-苯乙烯樹脂及4重 量％之矽酮、及6 6重量％水組成之表面處理劑中，俾進行表 面處理。接著，取出模型，並且在溫度為150 °C進行硫化 反應1 5分鐘’以形成交互穿透網狀結構。冷卻後’使手套 脫模’隨即製得根據本發明之手套。 物理性質測試

第13頁 200422340 五、發明說明（11) 將以上製得的手套進行如表2所示之物理試驗，結果亦列 於表2中。 表2 物理性質 「 1 2 3 4 系限抗拉強度（MPa) 20.3 23.3 21.9 20.5 極限伸長率（％) 560 740 680 620 S 伸強度 @100%(MPa) 1.03 1.18 1.10 1.06 拉伸強度@200%(MPa) 1.90 2.27 2.11 2.03 瓦伸強度@300%(MPaY~ 2.87 3.38 3.22 S 伸強度 @400%(MPa) 4.67 τη~ ~5Τ〇Γ^ —4.88— 拉伸強度@500%(MPa) 5.77 7.70 7.12 6.99 由表2數據可發現，以本發明之組成物製作之手套有 極佳的抗拉強度及伸長率，並且穿戴時可感受到極佳的柔 軟度及觸感。 〃 燃燒試驗 — 將以上製得的手套進行燃燒試驗，依據IEC 754-2測 定燃燒氣酸驗度且依據環保署N丨EA A8丨〇 · ；[ 〇B標準測定戴 奥辛含量。

第14頁 200422340 五、發明說明（12) 結果發ί見採用纟發明㉟成物製得之 燒氣酸鹼度為pH 4 〇至4 6問，執由立人曰 古至4·5間戴奥辛含量為0毫微克/ 克。另取一市售PVC手套進行揪、造^ t ^ w 9 Λ 進仃燃燒试驗，其燃燒氣酸鹼度 為pH 2.0，戴奥辛含量為25毫微克/克。 習用Γν C燒手試套驗甚结具果環顯保"*使勢用。本發明組成物製作之手套遠較 求採; 除習知技藝中遇到的缺點，實為實：：： 明，爰依法提出申請。 進步及實用之發 本案付由熟悉本技藝之人士 然皆不脫如附申請專利範圍所欲:;呆=:而為諸般修飾，

第15頁 200422340 圖式簡單說明 無

Hi

Claims (1)

1. 200422340 六、申請專利範圍

   申請專利範圍 1. -種供製造手套用m穿透網狀彈性體組成物，其包 含由具交聯性質苯乙烯-丁二烯橡膠乳膠（SBR latex)或羧 酸化之苯乙烯-丁二烯橡膠乳膠（C_SBR latex)或其混合物 組成之基底乳膠以及熱可塑性乙烯_醋酸乙烯基酯（eva)丘 聚合乳膠。 ^ 2·如申請專利範圍第1項之組成物，其中該基底乳膠相對 於該EVA共聚合乳膠之重量比係在99 : 1至5 : 95之範圍 内。 3·如申請專利範圍第1項之組成物，其中該基底乳膠相對 於該EVA共聚合乳膠之重量比係在g5 :5至4〇 之範 内。 4·如申請專利範圍第1項之組成物，其中該C_SBR中之羧萨 基團含1為該基底乳膠之1至40莫耳％。 夂 5·如申請專利範圍第1項之組成物，其中該^別尺中之 基團含量為該基底乳膠之5至2〇莫耳％。 文 6 ·如申凊專利範圍第1項之組成物，尚包含活性劑、碗化 劑、加硫促進劑、抗老化劑、增強劑、填充劑及其它 中之至少一種添加劑。 礼膠 7 ·如申请^利範圍第6項之組成物，其中該活性劑為氣化 辞’且其含量為該基底乳膠與該EVA共聚合乳膠總重 至10重量％。 至®之1 8 ·如申请專利範圍第6項之組成物，其中該硫化劑為硫黃 200422340 六、申請專利範圍 r 或有機硫化物，且其含量為該基底乳膠與該EVA共聚合乳 膠總重量之〇· 1至2重量％。 9·如申請專利範圍第6項之組成物，其中該加硫促進劑係 為N-乙基-N-苯基二硫代胺基甲酸鋅、二甲基二硫代胺基 甲酸辞、二乙基二硫代胺基甲滿酸辞、二丁基二硫代胺基 甲酸鋅、巯基苯并噻唑鋅、四甲基二硫中至少一種，且其 含量為該基底乳膠與該EVA共聚合乳膠總重量之〇· 5至1〇 ^ 量％ 〇 1 0 ·如申請專利範圍第6項之組成物，其中該抗老化劑係為 盼化合物或胺化合物，且其含量係為該基底乳膠與該eva 共聚合乳膠總重量之〇. 5至3重量％以下。 Π ·如申請專利範圍第6項之組成物，其中該增強劑係為奈 米級粒徑之蒙脫土、雲母、黏土 '澎潤土、皂石、二氧化 矽、二氧化鈦、鈦酸鉀鬚晶中至少一種，且其含量係為該 基底乳膠與該EVA共聚合乳膠綣重量之20重量％以下。 1 2 ·如申請專利範圍第6項之組成物，其中該填充劑係為光 觸媒、滑石粉、碳酸鈣、二氧化鈦、抗靜電劑、抗菌劑、 遠紅外線發射劑及顏料中至少一種，且其含量為該基底乳 膠與該EVA共聚合乳膠總重量之20重量％以下。 1 3 ·如申請專利範圍第6項之組成物，其中該其它乳膠係為 水性具胺基甲酸酯乳膠、水性？乳膠、水性壓克力系乳 膠’且其含量為該基底乳膠與該EVA共聚合乳膠總重量之 5 0重量％以下。 1 4· 一種交互穿透網狀彈性體組成物，其包含：

   第18頁 200422340 六、申請專利範圍 ， 1 00重量份之乳膠混合物，該乳膠混合物係包含由笨乙歸、 丁二烯橡膠乳膠（SBR latex)或羧酸化之苯乙烯-丁二埽橡 膠乳膠（C-SBR latex)或其混合物組成之基底乳膠以及乙 烯-醋酸乙烯基酯（EVA)共聚合乳膠，其中該基底乳膠相對 於該EVA共聚合乳膠之重量比係在99 :1至5 : 99之範圍 内； 1至1 0重量份之活性劑； 0. 1至2重量份之硫化劑；及 0. 5至1 0重量份之加硫促進劑。

   1 5 ·如申請專利範圍第1 4項之交互穿透網狀組成物，尚包 含： 0. 5至3重量份之抗老化劑； 0至2 0重量份之增強劑； 0至20重量份之填充劑；及 0至50重量份之其它乳膠。 1 6 · —種製造交互穿透網狀結構彈性體物件之方法，其包 含下列步驟·

   將一經前處理之模型浸潰於一彈性體組成物中，其中該彈 性體組成物包含由苯乙烯-丁二烯橡膠乳膠（SBR latex)或 叛酸化之苯乙烯—丁 一稀橡膠乳膠（C-SBR latex)或其混合 物組成之基底乳膠以及乙烯—醋酸乙烯基酯（EVA)共聚合乳 膠； 將已浸潰該組成物之模型取出，接著進行硫化反應，俾形 成一具有交互穿透網狀結構之彈性體物件；及

   第19頁 200422340

   使該彈性體物件脫模。 1 7·如申請專利範圍第丨6項之方法 該模型浸潰於一凝固劑溶液中。 1 8·如申請專利範圍第丨7項之方法 含有硝酸鈣、氯化鈣或烷基銨鹽。 其中該前處理包含使 其中該凝固劑溶液中 二.么申Λ專利範圍第16項之方法，纟中於浸潰該網狀交 互穿透、卫成物後及進行該硫化反應前尚包含以一表面 劑進行該模型之表面處理之步驟。 2,如申請專利範圍第19項之方法，其中該表面處 3 1 0 =重量％之合成樹脂、丨〇至2 〇重量％之丙烯酸系劑苯 乙烯樹脂、1至1 〇重量％之矽酮及剩餘部分之水。 21.如申請專利範圍第16項之方法，其中該 穿 結構彈性體物件係為手套。 牙運網狀