JP7593771B2 - Foamed rubber composition, sponge and molded product - Google Patents
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Landscapes
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
クロロプレンゴムは、その優れた動的特性を生かし、一般産業用の伝動ベルトやコンベヤベルト、自動車用空気バネ、防振ゴムなどの材料として使用されている。また、クロロプレンゴムは、発泡剤を配合して加熱発泡させてクロロプレンゴムスポンジとすることができ、得られたクロロプレンゴムスポンジは、自動車部品、建築分野、レジャー用品など、様々な分野で使用されている。
クロロプレンゴムスポンジは空隙を有する成形体であるため、引き裂き強度や、経年変化により収縮するという問題がある。このため、引裂き強度が高く、収縮率が小さいクロロプレンゴムスポンジの開発が要望されていた。
Taking advantage of its excellent dynamic properties, chloroprene rubber is used as a material for general industrial power transmission belts and conveyor belts, automotive air springs, anti-vibration rubber, etc. Chloroprene rubber can also be compounded with a foaming agent and heated to foam, to produce chloroprene rubber sponge, which is used in a variety of fields, such as automotive parts, the construction field, and leisure goods.
Since chloroprene rubber sponge is a molded product having voids, it has problems with tear strength and shrinkage due to aging. For this reason, there has been a demand for the development of a chloroprene rubber sponge with high tear strength and low shrinkage.
クロロプレンゴムスポンジを得る手段としては、クロロプレンゴムに有機酸化物と発泡剤、軟化剤、充填剤、補強剤を配合して加熱発泡させて得られるもの（例えば、特許文献１参照。）や、クロロプレンゴムに、ブタジエンゴム、軟化剤、発泡剤を配合して無圧オープン加硫させて発泡させて得られるもの（例えば、特許文献２参照。）が知られている。 Known methods for obtaining chloroprene rubber sponge include compounding chloroprene rubber with an organic oxide, a foaming agent, a softener, a filler, and a reinforcing agent, followed by heating and foaming (see, for example, Patent Document 1), and compounding chloroprene rubber with butadiene rubber, a softener, and a foaming agent, followed by open vulcanization without pressure and foaming (see, for example, Patent Document 2).
特許文献１や２に記載される技術では、発泡倍率の高いクロロプレンゴムスポンジが得られる。しかしながら、得られたクロロプレンゴムスポンジは、引き裂き強度は低いものであった。このため、ウェットスーツなど、高い引き裂き強度が必要な製品に使用できるクロロプレンゴムスポンジの開発が要望されていた。 The techniques described in Patent Documents 1 and 2 produce chloroprene rubber sponges with high expansion ratios. However, the resulting chloroprene rubber sponges have low tear strength. For this reason, there has been a demand for the development of a chloroprene rubber sponge that can be used in products that require high tear strength, such as wetsuits.
本発明は、引裂き強度が高く収縮率が小さく外観に優れたスポンジが得られる発泡ゴム組成物、スポンジ及び成形品を提供することを課題とする。 The objective of the present invention is to provide a foamed rubber composition, sponge, and molded article that can produce a sponge with high tear strength, low shrinkage, and excellent appearance.
本願発明者らは、かかる課題を解決するために鋭意研究を行った結果、硫黄変性クロロプレンゴムに特定の構造を導入し、特定の発泡剤を含有させることで引裂き強度が高く収縮率が小さく外観に優れた成形品が得られる発泡ゴム組成物を完成させるに至った。 The inventors of the present application conducted intensive research to solve these problems, and as a result, they introduced a specific structure into sulfur-modified chloroprene rubber and contained a specific foaming agent, which resulted in the creation of a foamed rubber composition that produces molded products with high tear strength, low shrinkage, and excellent appearance.
すなわち、本発明は、いくつかの側面において、以下の［１］～［１３］を提供する。
［１］分子末端に下記一般式（Ａ）で表される官能基Ａ及び下記一般式（Ｂ）で表される官能基Ｂを有し、前記官能基Ａの含有量（Ａ）に対する前記官能基Ｂの含有量（Ｂ）の質量比Ｂ／Ａが１２．０以下であり、前記官能基Ａ及び前記官能基Ｂの含有量の合計が０．１５～１．００質量部である硫黄変性クロロプレンゴム１００質量部と、化学発泡剤を３～１６質量部と、を含有する発泡ゴム組成物。
［２］前記質量比Ｂ／Ａが０を超え１２．０以下である、［１］に記載の発泡ゴム組成物。
［３］前記硫黄変性クロロプレン１００質量部に対して、前記官能基Ａを０．０５～０．４０質量部含有する、［１］又は［２］に記載の発泡ゴム組成物。
［４］前記硫黄変性クロロプレン１００質量部に対して、前記官能基Ｂを０．１０～０．８０質量部含有する、［１］から［３］のいずれかに記載の発泡ゴム組成物。
［５］前記硫黄変性クロロプレンゴム１００質量部に対して、アルキルキサントゲンジスルフィドを０．１～１．５質量部含有する、［１］から［４］のいずれかに記載の発泡ゴム組成物。
［６］前記アルキルキサントゲンジスルフィドが、ジメチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスルフィド、ジプロピルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド、ジブチルキサントゲンジスルフィドから選ばれる少なくとも一種の化合物である、［５］に記載の発泡ゴム組成物。
［７］前記硫黄変性クロロプレンゴム１００質量部に対して、前記テトラアルキルチウラムジスルフィド又は前記ジアルキルジチオカルバミン酸塩を合計で０．１～２．０質量部含有する、［１］から［６］のいずれかに記載の発泡ゴム組成物。
［８］前記テトラアルキルチウラムジスルフィド又は前記ジアルキルジチオカルバミン酸塩が、ジベンジルジチオカルバミン酸、ジベンジルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジベンジルジチオカルバミン酸カリウム、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸アンモニウム、ジベンジルジチオカルバミン酸ニッケル、ジ－２－エチルヘキシルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジ－２－エチルヘキシルジチオカルバミン酸カリウム、ジ－２－エチルヘキシルジチオカルバミン酸カルシウム、ジ－２－エチルヘキシルジチオカルバミン酸亜鉛、ジ－２－エチルヘキシルカルバミン酸アンモニウム、テトラベンジルチウラムジスルフィド、テトラキス（２－エチルヘキシル）チウラムジスルフィドから選ばれる少なくとも一種の化合物である、［７］に記載の発泡ゴム組成物。
［９］前記アルキルキサントゲンジスルフィドの含有量Ｃに対する前記テトラアルキルチウラムジスルフィド又は前記ジアルキルジチオカルバミン酸塩の含有量Ｄの質量比Ｄ／Ｃが０．１～１５である、［７］又は［８］に記載の発泡ゴム組成物。
［１０］前記硫黄変性クロロプレンゴムのムーニー粘度が２０～８０である、［１］から［９］のいずれかに記載の発泡ゴム組成物。
［１１］前記化学発泡剤が、アゾ化合物、ニトロソ化合物、スルホニルヒドラジド化合物、アジド化合物および無機発泡剤から選ばれる少なくとも１種である、［１］から［１０］のいずれかに記載の発泡ゴム組成物。
［１２］［１］から［１１］のいずれかに記載の発泡ゴム組成物からなるスポンジ。
［１３］［１２］に記載のスポンジからなる成形品。
That is, in some aspects, the present invention provides the following [1] to [13].
[1] A foamed rubber composition comprising: 100 parts by mass of a sulfur-modified chloroprene rubber having, at a molecular end, a functional group A represented by the following general formula (A) and a functional group B represented by the following general formula (B), wherein a mass ratio B/A of a content (B) of the functional group B to a content (A) of the functional group A is 12.0 or less, and a total content of the functional group A and the functional group B is 0.15 to 1.00 parts by mass; and 3 to 16 parts by mass of a chemical foaming agent.
[2] The foamed rubber composition according to [1], wherein the mass ratio B/A is greater than 0 and is not greater than 12.0.
[3] The foamed rubber composition according to [1] or [2], containing 0.05 to 0.40 parts by mass of the functional group A per 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene.
[4] The foamed rubber composition according to any one of [1] to [3], containing 0.10 to 0.80 parts by mass of the functional group B per 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene.
[5] The foamed rubber composition according to any one of [1] to [4], containing 0.1 to 1.5 parts by mass of alkyl xanthogen disulfide per 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber.
[6] The foamed rubber composition according to [5], wherein the alkyl xanthogen disulfide is at least one compound selected from the group consisting of dimethyl xanthogen disulfide, diethyl xanthogen disulfide, dipropyl xanthogen disulfide, diisopropyl xanthogen disulfide, and dibutyl xanthogen disulfide.
[7] The foamed rubber composition according to any one of [1] to [6], containing 0.1 to 2.0 parts by mass of the tetraalkylthiuram disulfide or the dialkyldithiocarbamate in total per 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber.
[8] The foamed rubber composition according to [7], wherein the tetraalkylthiuram disulfide or the dialkyldithiocarbamate is at least one compound selected from dibenzyldithiocarbamic acid, sodium dibenzyldithiocarbamate, potassium dibenzyldithiocarbamate, zinc dibenzyldithiocarbamate, ammonium dibenzyldithiocarbamate, nickel dibenzyldithiocarbamate, sodium di-2-ethylhexyldithiocarbamate, potassium di-2-ethylhexyldithiocarbamate, calcium di-2-ethylhexyldithiocarbamate, zinc di-2-ethylhexyldithiocarbamate, ammonium di-2-ethylhexylcarbamate, tetrabenzylthiuram disulfide, and tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide.
[9] The foamed rubber composition according to [7] or [8], wherein a mass ratio D/C of a content D of the tetraalkylthiuram disulfide or the dialkyldithiocarbamate to a content C of the alkylxanthogen disulfide is 0.1 to 15.
[10] The foamed rubber composition according to any one of [1] to [9], wherein the sulfur-modified chloroprene rubber has a Mooney viscosity of 20 to 80.
[11] The foamed rubber composition according to any one of [1] to [10], wherein the chemical foaming agent is at least one selected from the group consisting of an azo compound, a nitroso compound, a sulfonyl hydrazide compound, an azide compound, and an inorganic foaming agent.
[12] A sponge made of the foamed rubber composition according to any one of [1] to [11].
[13] A molded product made of the sponge described in [12].
本発明によれば、引裂き強度が高く収縮率が小さく外観に優れたスポンジが得られる発泡ゴム組成物、スポンジ及び成形品が得られる。 The present invention provides a foamed rubber composition, sponge, and molded article that produce a sponge with high tear strength, low shrinkage, and excellent appearance.
以下、本発明を実施するための好適な形態について説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。 The following describes a preferred embodiment for carrying out the present invention. Note that the embodiment described below is an example of a typical embodiment of the present invention, and the scope of the present invention should not be interpreted narrowly based on this.
本発明の発泡ゴム組成物は、分子末端に下記一般式（Ａ）で表される官能基Ａ及び下記一般式（Ｂ）で表される官能基Ｂを有し、前記官能基Ａの含有量（Ａ）に対する前記官能基Ｂの含有量（Ｂ）の質量比Ｂ／Ａが１２．０以下であり、前記官能基Ａ及び前記官能基Ｂの含有量の合計が０．１５～１．００質量部である硫黄変性クロロプレンゴム１００質量部と、化学発泡剤を３～１６質量部と、を含有する発泡ゴム組成物。
＜硫黄変性クロロプレンゴム＞
硫黄変性クロロプレンゴムは、硫黄の存在下で、２－クロロ－１，３－ブタジエン（以下「クロロプレン」とも称する）単独又はクロロプレンと他の単量体とを乳化重合して主鎖に硫黄を導入した硫黄変性クロロプレン重合体を、アルキルキサントゲンジスルフィドを用いて分子量調整したラテックス、及び、このラテックスを一般的な方法で乾燥洗浄して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを包含する。以下、硫黄変性クロロプレンゴムの製造工程に沿って、詳細に説明する。
<Sulfur-modified chloroprene rubber>
The sulfur-modified chloroprene rubber includes a latex obtained by emulsion-polymerizing 2-chloro-1,3-butadiene (hereinafter also referred to as "chloroprene") alone or chloroprene with other monomers in the presence of sulfur to introduce sulfur into the main chain, and adjusting the molecular weight of the sulfur-modified chloroprene polymer using an alkyl xanthogen disulfide, and a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by drying and washing the latex by a general method. The production process of the sulfur-modified chloroprene rubber will be described in detail below.
＜重合工程＞
硫黄変性クロロプレンゴムは、クロロプレンと硫黄、必要に応じてクロロプレンと共重合可能な単量体を乳化重合して重合液を得る。
<Polymerization step>
The sulfur-modified chloroprene rubber is prepared by emulsion polymerization of chloroprene, sulfur, and, if necessary, a monomer copolymerizable with chloroprene to obtain a polymerization liquid.
クロロプレンと共重合可能な単量体としては、例えば、２，３－ジクロロ－１，３－ブタジエン、１－クロロ－１，３－ブタジエン、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソプレン、ブタジエン、並びにメタクリル酸及びこれらのエステル類などがあり、２種以上を併用することもできる。これらの単量体を用いる場合は、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの特性を損なわない範囲で用いることが好ましく、クロロプレンを含む全単量体中１０質量％以下とすることが好ましい。これらの単量体の使用量が１０質量％を超えると、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの加工性が低下する場合もある。 Monomers that can be copolymerized with chloroprene include, for example, 2,3-dichloro-1,3-butadiene, 1-chloro-1,3-butadiene, styrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, isoprene, butadiene, and methacrylic acid and their esters, and two or more of them can be used in combination. When using these monomers, it is preferable to use them within a range that does not impair the properties of the resulting sulfur-modified chloroprene rubber, and it is preferable to use them in an amount of 10 mass% or less of all monomers including chloroprene. If the amount of these monomers used exceeds 10 mass%, the processability of the resulting sulfur-modified chloroprene rubber may decrease.
これらの単量体のうち、例えば、２，３－ジクロロ－１，３－ブタジエンを用いると、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの結晶化速度を遅くすることができる。結晶化速度が遅い硫黄変性クロロプレンゴムは、低温環境下においてもゴム弾性を維持することができ、例えば、低温圧縮永久歪みを改善することが可能となる。 Of these monomers, for example, the use of 2,3-dichloro-1,3-butadiene can slow the crystallization rate of the resulting sulfur-modified chloroprene rubber. Sulfur-modified chloroprene rubber with a slow crystallization rate can maintain rubber elasticity even in low-temperature environments, making it possible to improve low-temperature compression set, for example.
乳化重合に際して、添加する硫黄（Ｓ８）の量は、重合させる単量体の合計１００質量部に対して、０．０１～０．６質量部が好ましく、０．１～０．５質量部がより好ましい。硫黄（Ｓ８）の量が０．０１質量部未満であると、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの機械的特性や動的特性が得られない場合がある。一方、硫黄（Ｓ８）の量が０．６質量部を超えると、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの金属への粘着性が強くなりすぎて加工できなくなる場合がある。 In emulsion polymerization, the amount of sulfur (S 8 ) added is preferably 0.01 to 0.6 parts by mass, more preferably 0.1 to 0.5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total of the monomers to be polymerized. If the amount of sulfur (S 8 ) is less than 0.01 parts by mass, the mechanical properties and dynamic properties of the resulting sulfur-modified chloroprene rubber may not be obtained. On the other hand, if the amount of sulfur (S 8 ) exceeds 0.6 parts by mass, the adhesiveness of the resulting sulfur-modified chloroprene rubber to metals may become too strong, making it impossible to process.
乳化重合に用いる乳化剤としては、クロロプレンの乳化重合に用いることが可能な公知の乳化剤や脂肪酸類を、１種又は２種以上、自由に選択して用いることができる。乳化剤としては、具体的には、ロジン酸類、芳香族スルフォン酸ホルマリン縮合物の金属塩、ドデシルベンゼンスルフォン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルフォン酸カリウム、アルキルジフェニルエーテルスルフォン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルスルフォン酸カリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルフォン酸ナトリウム、ポリオキシプロピレンアルキルエーテルスルフォン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルフォン酸カリウム、ポリオキシプロピレンアルキルエーテルスルフォン酸カリウム等がある。この中でも特に、ロジン酸類を用いることが好ましい。なお、ここにロジン酸類とは、ロジン酸又は不均化ロジン酸、あるいは不均化ロジン酸のアルカリ金属塩、もしくはこれらの化合物などを意味する。好適に用いられる乳化剤としては、不均化ロジン酸のアルカリ金属塩と、炭素数が６～２２である飽和又は不飽和の脂肪酸の混合物からなるアルカリ石鹸水溶液である。不均化ロジン酸の構成成分としては、例えば、セスキテルペン、８，５－イソピマル酸、ジヒドロピマル酸、セコデヒドロアビエチン酸、ジヒドロアビエチン酸、デイソプロピルデヒドロアビエチン酸、デメチルデヒドロアビエチン酸などがある。 As the emulsifier used in the emulsion polymerization, one or more of known emulsifiers or fatty acids that can be used in the emulsion polymerization of chloroprene can be freely selected and used. Specific examples of the emulsifier include rosin acids, metal salts of aromatic sulfonic acid-formaldehyde condensates, sodium dodecylbenzenesulfonate, potassium dodecylbenzenesulfonate, sodium alkyldiphenylethersulfonate, potassium alkyldiphenylethersulfonate, sodium polyoxyethylene alkylethersulfonate, sodium polyoxypropylene alkylethersulfonate, potassium polyoxyethylene alkylethersulfonate, and potassium polyoxypropylene alkylethersulfonate. Among these, it is particularly preferable to use rosin acids. Here, rosin acids refer to rosin acid or disproportionated rosin acid, or alkali metal salts of disproportionated rosin acid, or compounds thereof. A suitable emulsifier is an aqueous alkali soap solution consisting of a mixture of an alkali metal salt of disproportionated rosin acid and a saturated or unsaturated fatty acid having 6 to 22 carbon atoms. Examples of components of disproportionated rosin acid include sesquiterpenes, 8,5-isopimaric acid, dihydropimaric acid, secodehydroabietic acid, dihydroabietic acid, deisopropyldehydroabietic acid, and demethyldehydroabietic acid.
乳化重合開始時の乳化液のｐＨは、１０．５以上であることが望ましい。ここで、乳化液とは、乳化重合開始直前の、クロロプレン及びクロロプレンと共重合可能な単量体、乳化剤、硫黄（Ｓ８）等との混合液である。これらの単量体や硫黄（Ｓ８）等の後添加、分割添加等によりその組成が変わる場合も包含される。ｐＨ１０．５以上にすることで、乳化剤としてロジン酸類を用いた場合に、重合中のポリマー析出等を防止し、安定的に重合を制御することが可能となる。なお、乳化液のｐＨは、乳化重合時に存在している水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ成分量により調整できる。 The pH of the emulsion at the start of emulsion polymerization is desirably 10.5 or more. Here, the emulsion is a mixed liquid of chloroprene, a monomer copolymerizable with chloroprene, an emulsifier, sulfur (S 8 ), etc., immediately before the start of emulsion polymerization. This also includes cases where the composition changes due to the post-addition or divided addition of these monomers and sulfur (S 8 ) . By setting the pH to 10.5 or more, when rosin acids are used as emulsifiers, it is possible to prevent polymer precipitation during polymerization and control the polymerization stably. The pH of the emulsion can be adjusted by the amount of an alkali component such as sodium hydroxide or potassium hydroxide present during emulsion polymerization.
乳化重合の重合温度は重合制御性と生産性の観点から０～５５℃、好ましくは３０～５５℃である。 The polymerization temperature for emulsion polymerization is 0 to 55°C, preferably 30 to 55°C, from the viewpoints of polymerization controllability and productivity.
重合開始剤としては通常のラジカル重合で用いられる過硫酸カリウム、過酸化ベンゾイル、過硫酸アンモニウム、過酸化水素などを用いることができる。重合は重合率６０～９５％、好ましくは７０～９０％の範囲で行われ、ついで重合停止剤を加えて停止させる。 Polymerization initiators that can be used include potassium persulfate, benzoyl peroxide, ammonium persulfate, and hydrogen peroxide, which are commonly used in radical polymerization. Polymerization is carried out to a polymerization rate of 60 to 95%, preferably 70 to 90%, and then a polymerization terminator is added to terminate the polymerization.
生産性の面から、重合率は６０％以上が好ましい。また、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの加工性に影響を及ぼす分岐構造の発達やゲルの生成を抑制する観点から、重合率は９５％以下が好ましい。重合体の重合停止剤としては、例えばチオジフェニルアミン、４－ｔｅｒｔ－ブチルカテコール、２，２’－メチレンビス－４－メチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノールなどがある。重合停止剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 From the viewpoint of productivity, a polymerization rate of 60% or more is preferable. Furthermore, from the viewpoint of suppressing the development of branched structures and the formation of gels that affect the processability of the resulting sulfur-modified chloroprene rubber, a polymerization rate of 95% or less is preferable. Examples of polymerization terminators for polymers include thiodiphenylamine, 4-tert-butylcatechol, and 2,2'-methylenebis-4-methyl-6-tert-butylphenol. One type of polymerization terminator may be used alone, or two or more types may be used in combination.
＜分子量調整工程＞
分子量調整工程は、前記重合工程で得られた重合液にアルキルキサントゲンジスルフィドを添加し、重合液中の硫黄変性クロロプレン重合体の主鎖に存在するポリスルフィド結合（Ｓ２～Ｓ８）と添加されたアルキルキサントゲンジスルフィドが反応することで、添加したアルキルキサントゲンジスルフィドに由来する前記一般式（Ａ）で表される官能基Ａを形成しながら、硫黄変性クロロプレン重合体を切断、解重合する工程である。以下、硫黄変性クロロプレン重合体を切断、解重合するために用いる薬品を分子量調整剤とする。
<Molecular Weight Adjustment Step>
The molecular weight adjusting step is a step of adding an alkyl xanthogen disulfide to the polymerization liquid obtained in the polymerization step, and reacting the polysulfide bonds (S 2 to S 8 ) present in the main chain of the sulfur-modified chloroprene polymer in the polymerization liquid with the added alkyl xanthogen disulfide to form functional group A represented by the general formula (A) derived from the added alkyl xanthogen disulfide, while cleaving and depolymerizing the sulfur-modified chloroprene polymer. Hereinafter, the chemical used for cleaving and depolymerizing the sulfur-modified chloroprene polymer is referred to as a molecular weight adjusting agent.
添加するアルキルキサントゲンジスルフィドの種類は、公知のアルキルキサントゲンジスルフィドを１種又は２種以上、自由に用いることができる。本発明では特にジメチルキサントゲンジスルフィド、ジエチルキサントゲンジスルフィド、ジプロピルキサントゲンジスルフィド、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィド、ジブチルキサントゲンジスルフィドから選ばれる少なくとも一種の化合物であることが好ましい。 The type of alkyl xanthogen disulfide to be added can be one or more known alkyl xanthogen disulfides. In the present invention, it is particularly preferable to use at least one compound selected from dimethyl xanthogen disulfide, diethyl xanthogen disulfide, dipropyl xanthogen disulfide, diisopropyl xanthogen disulfide, and dibutyl xanthogen disulfide.
アルキルキサントゲンジスルフィドの添加量は、重合液中の硫黄変性クロロプレン重合体１００質量部に対して、０．２～３質量部が好ましい。アルキルキサントゲンジスルフィドの添加量を０．２質量部以上とすることで、引裂き強度を向上させ、収縮率が低減し、外観が優れた成形品が得られる。また、アルキルキサントゲンジスルフィドの添加量を３質量部以下とすることで、適度なムーニー粘度の硫黄変性クロロプレンゴムを得ることができ、その結果、加硫成形性を向上させることができる。 The amount of alkyl xanthogen disulfide added is preferably 0.2 to 3 parts by mass per 100 parts by mass of sulfur-modified chloroprene polymer in the polymerization liquid. By adding 0.2 parts by mass or more of alkyl xanthogen disulfide, the tear strength is improved, the shrinkage rate is reduced, and a molded product with excellent appearance can be obtained. In addition, by adding 3 parts by mass or less of alkyl xanthogen disulfide, a sulfur-modified chloroprene rubber with an appropriate Mooney viscosity can be obtained, and as a result, vulcanization moldability can be improved.
分子量調整工程では、分子量調整剤としてテトラアルキルチウラムジスルフィド又はジアルキルジチオカルバミン酸塩（以下、これらを総称してジチオカルバミン酸系化合物とする）を併用してもよい。重合液中において、ジチオカルバミン酸系化合物は、アルキルキサントゲンジスルフィドと反応し、アルキルキサントゲンジスルフィドやジチオカルバミン酸系化合物単体と比較し、よりポリスルフィド結合との反応性が高い反応物を形成しムーニー粘度調整を容易にする。反応物は硫黄変性クロロプレン重合体のポリスルフィド結合と反応することで、官能基Ａと添加したジチオカルバミン酸系化合物に由来する前記一般式（Ｂ）で表される官能基Ｂを形成する。添加するジチオカルバミン酸系化合物は、公知のジチオカルバミン酸系化合物を１種又は２種以上、自由に用いることができ、特に、ジベンジルジチオカルバミン酸、ジベンジルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジベンジルジチオカルバミン酸カリウム、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸アンモニウム、ジベンジルジチオカルバミン酸ニッケル、ジ－２－エチルヘキシルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジ－２－エチルヘキシルジチオカルバミン酸カリウム、ジ－２－エチルヘキシルジチオカルバミン酸カルシウム、ジ－２－エチルヘキシルジチオカルバミン酸亜鉛、ジ－２－エチルヘキシルカルバミン酸アンモニウム、テトラベンジルチウラムジスルフィド、テトラキス（２－エチルヘキシル）チウラムジスルフィドから選ばれる少なくとも一種の化合物を用いることが好ましい。 In the molecular weight adjustment process, tetraalkylthiuram disulfide or dialkyldithiocarbamate (hereinafter, these are collectively referred to as dithiocarbamic acid compounds) may be used in combination as a molecular weight regulator. In the polymerization liquid, the dithiocarbamic acid compound reacts with the alkylxanthogen disulfide to form a reactant that is more reactive with polysulfide bonds than the alkylxanthogen disulfide or the dithiocarbamic acid compound alone, making it easier to adjust the Mooney viscosity. The reactant reacts with the polysulfide bonds of the sulfur-modified chloroprene polymer to form functional group A and functional group B represented by the general formula (B) derived from the added dithiocarbamic acid compound. The dithiocarbamic acid compound to be added can be one or more of the known dithiocarbamic acid compounds, and it is particularly preferable to use at least one compound selected from dibenzyldithiocarbamic acid, sodium dibenzyldithiocarbamate, potassium dibenzyldithiocarbamate, zinc dibenzyldithiocarbamate, ammonium dibenzyldithiocarbamate, nickel dibenzyldithiocarbamate, sodium di-2-ethylhexyldithiocarbamate, potassium di-2-ethylhexyldithiocarbamate, calcium di-2-ethylhexyldithiocarbamate, zinc di-2-ethylhexyldithiocarbamate, ammonium di-2-ethylhexylcarbamate, tetrabenzylthiuram disulfide, and tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide.
ジチオカルバミン酸系化合物を用いる場合、その添加量は特に限定されないが、重合液中の重合体１００質量部に対して、合計で０．５～８質量部添加することが好ましく、より好ましくは０．５～４質量部である。ジチオカルバミン酸系化合物の添加量を該範囲内とすることで、生ゴムのムーニー粘度制御が一層容易となり、引裂き強度を向上させ、外観が優れた成形品が得られる。 When a dithiocarbamic acid compound is used, the amount added is not particularly limited, but it is preferable to add a total of 0.5 to 8 parts by mass, and more preferably 0.5 to 4 parts by mass, per 100 parts by mass of the polymer in the polymerization liquid. By keeping the amount of dithiocarbamic acid compound added within this range, it becomes easier to control the Mooney viscosity of the raw rubber, improving the tear strength and producing a molded product with excellent appearance.
前記分子量調整工程を経た重合体のラテックスを、一般的な方法で、冷却、ｐＨ調整、凍結、乾燥等を行って、硫黄変性クロロプレンゴムを得る。得られた硫黄変性クロロプレンゴムは、その１００質量部中に前記一般式（Ａ）で表される官能基Ａを０．０５～０．４０質量部含有することを特徴とする。官能基Ａの含有量を調整するには分子量調整工程で添加するアルキルキサントゲンジスルフィドの量や分子量調整工程の処理時間及び処理温度を調整すれば良い。官能基Ａの含有量を該範囲内とすることで、引裂き強度を向上させ、収縮率が低減し、外観が優れた成形品が得られる。 The polymer latex that has undergone the molecular weight adjustment process is cooled, pH adjusted, frozen, dried, etc., by common methods to obtain a sulfur-modified chloroprene rubber. The obtained sulfur-modified chloroprene rubber is characterized by containing 0.05 to 0.40 parts by mass of functional group A represented by the general formula (A) per 100 parts by mass. The content of functional group A can be adjusted by adjusting the amount of alkyl xanthogen disulfide added in the molecular weight adjustment process and the processing time and processing temperature of the molecular weight adjustment process. By keeping the content of functional group A within this range, tear strength is improved, shrinkage rate is reduced, and a molded product with excellent appearance can be obtained.
得られた硫黄変性クロロプレンゴムは、その１００質量部に対して、未反応のアルキルキサントゲンジスルフィドを０．１～１．５質量部残存させることで、成形品の引裂き強度が向上し、収縮率の低減に資する。未反応のアルキルキサントゲンジスルフィドの残存量を調整するには、分子量調整工程で添加するアルキルキサントゲンジスルフィドの量や分子量調整工程の処理時間及び処理温度を調整すれば良い。 By leaving 0.1 to 1.5 parts by mass of unreacted alkyl xanthogen disulfide per 100 parts by mass of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber, the tear strength of the molded product is improved and the shrinkage rate is reduced. The amount of remaining unreacted alkyl xanthogen disulfide can be adjusted by adjusting the amount of alkyl xanthogen disulfide added in the molecular weight adjustment process and the processing time and processing temperature of the molecular weight adjustment process.
前記分子量調整工程において、ジチオカルバミン酸系化合物を用いる場合、得られる硫黄変性クロロプレンゴム中に存在する前記一般式（Ｂ）で表される官能基Ｂの含有量は特に限定されない。例えば、前記分子量調整工程において、重合液中の重合体１００質量部に対して、ジチオカルバミン酸系化合物を０．５～８質量部添加した場合、得られた生ゴム（組成物（２））中には、硫黄変性クロロプレンゴム１００質量部に対して、官能基Ｂを０．１０～０．８０質量部含有し、未反応のジチオカルバミン酸系化合物を０．１～２．０質量部含有する。官能基Ｂの含有量や未反応のジチオカルバミン酸系化合物の量を調整するにはジチオカルバミン酸系化合物の添加量や分子量調整工程の処理時間及び処理温度を調整すれば良い。官能基Ｂの含有量を該範囲内とすることで、引裂き強度を向上させ、外観が優れた成形品が得られる。 When a dithiocarbamic acid compound is used in the molecular weight adjustment step, the content of the functional group B represented by the general formula (B) present in the obtained sulfur-modified chloroprene rubber is not particularly limited. For example, when 0.5 to 8 parts by mass of a dithiocarbamic acid compound is added to 100 parts by mass of the polymer in the polymerization liquid in the molecular weight adjustment step, the obtained raw rubber (composition (2)) contains 0.10 to 0.80 parts by mass of the functional group B and 0.1 to 2.0 parts by mass of the unreacted dithiocarbamic acid compound to 100 parts by mass of the sulfur-modified chloroprene rubber. The content of the functional group B and the amount of the unreacted dithiocarbamic acid compound can be adjusted by adjusting the amount of the dithiocarbamic acid compound added and the processing time and processing temperature of the molecular weight adjustment step. By setting the content of the functional group B within the above range, a molded product with improved tear strength and excellent appearance can be obtained.
官能基Ａの含有量と、官能基Ｂの含有量の質量比（Ｂ／Ａ）は、１２．０以下、好ましくは０．１～１２．０であり、かつ官能基Ａと官能基Ｂの含有量の質量合計（Ａ＋Ｂ）は０．１５～１．００質量部である。質量比（Ｂ／Ａ）をこの範囲内とすることで、収縮性に優れた成形品が得られる。質量合計（Ａ＋Ｂ）が０．１５質量部に満たないと、収縮率の増加を引き起こし外観が優れた成形品が得られず、質量合計（Ａ＋Ｂ）が１質量部を超えると得られる硫黄変性クロロプレンゴムのムーニー粘度の低下が著しく実用的でない。 The mass ratio (B/A) of the content of functional group A to the content of functional group B is 12.0 or less, preferably 0.1 to 12.0, and the total mass (A+B) of the contents of functional group A and functional group B is 0.15 to 1.00 parts by mass. By keeping the mass ratio (B/A) within this range, a molded product with excellent shrinkage can be obtained. If the total mass (A+B) is less than 0.15 parts by mass, the shrinkage rate increases and a molded product with excellent appearance cannot be obtained, and if the total mass (A+B) exceeds 1 part by mass, the Mooney viscosity of the sulfur-modified chloroprene rubber obtained drops significantly, making it impractical.
硫黄変性クロロプレンゴム中の官能基Ａ及び官能基Ｂの含有量は以下の手順にて定量できる。
得られた硫黄変性クロロプレンゴムをベンゼンとメタノールで精製し、再度凍結乾燥して測定用試料とする。得られた測定用試料を、ＪＩＳ Ｋ－６２３９に従って１Ｈ－ＮＭＲ測定を行う。得られた測定データを、溶媒とした重水素化クロロホルム中のクロロホルムのピーク（７．２４ｐｐｍ）を基準に補正し、補正した測定データに基づいて、７．７２～７．８３ｐｐｍと１．３０～１．４５ｐｐｍとにピークトップを有するピークの面積を算出する。
The contents of functional group A and functional group B in the sulfur-modified chloroprene rubber can be quantified by the following procedure.
The obtained sulfur-modified chloroprene rubber is purified with benzene and methanol, and freeze-dried again to obtain a measurement sample. The obtained measurement sample is subjected to 1H-NMR measurement in accordance with JIS K-6239. The obtained measurement data is corrected based on the peak of chloroform (7.24 ppm) in deuterated chloroform used as a solvent, and the areas of the peaks having peak tops at 7.72 to 7.83 ppm and 1.30 to 1.45 ppm are calculated based on the corrected measurement data.
さらに、アルキルキサントゲンジスルフィドの含有量（Ｃ）とジチオカルバミン酸系化合物の含有量（Ｄ）の比（Ｄ／Ｃ）は、０．１～１５であることが好ましい。含有量の比（Ｄ／Ｃ）を該範囲内とすることで、得られる成形品の引裂き強度、収縮率の物性バランスが一層良好となる。 Furthermore, the ratio (D/C) of the alkyl xanthogen disulfide content (C) to the dithiocarbamic acid compound content (D) is preferably 0.1 to 15. By keeping the content ratio (D/C) within this range, the physical property balance of the tear strength and shrinkage rate of the obtained molded product will be even better.
硫黄変性クロロプレンゴム中の未反応のアルキルキサントゲンジスルフィドの含有量（Ｃ）と、未反応のジチオカルバミン酸系化合物の含有量（Ｄ）は以下の手順にて定量できる。
得られた硫黄変性クロロプレンゴム１．５ｇをベンゼン３０ｍｌで溶解した後、メタノール６０ｍｌを滴下し、ゴム成分を析出させ溶媒から分離し非ゴム分を溶媒可溶成分として回収する。析出したポリマー分に対し、再度、同様の手順でベンゼン溶解およびメタノール滴下を行い、ゴム成分を分離し、非ゴム分を同様に溶媒可溶成分として回収し、１回目と２回目の溶媒を混合して２００ｍｌに定容、これを測定用試料とする。測定用試料を液体クロマトグラフ（ＬＣ 日立製作所製 ポンプ：Ｌ－６２００、Ｌ－６００ ＵＶ検出器：Ｌ－４２５０）に２０μＬ注入する。ＬＣの移動相はアセトニトリル及び水の比率を変化させながら使用し、１ｍｌ／ｍｉｎの流量で流す。カラムはＩｎｅｒｔｓｉｌ ＯＤＳ－３（φ４．６×１５０ｍｍ ５μｍ ＧＬサイエンス製）を用いる。ジチオカルバミン酸系化合物及びアルキルキサントゲンジスルフィド（測定波長：２８０ｎｍ）のピーク検出時間を標準液で確認し、そのピーク面積から求めた検量線により定量値を求める。本定量値と、分析に用いたサンプル量の比較により、硫黄変性クロロプレンゴム中の未反応のジチオカルバミン酸系化合物及び未反応のアルキルキサントゲンジスルフィドの含有量を求める。
The content (C) of unreacted alkyl xanthogen disulfide and the content (D) of unreacted dithiocarbamic acid compound in the sulfur-modified chloroprene rubber can be quantified by the following procedure.
1.5 g of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber is dissolved in 30 ml of benzene, and then 60 ml of methanol is added dropwise to precipitate the rubber component and separate it from the solvent, and the non-rubber component is collected as a solvent-soluble component. The precipitated polymer component is dissolved in benzene and added dropwise to methanol in the same manner to separate the rubber component and similarly collect the non-rubber component as a solvent-soluble component, and the first and second solvents are mixed to a constant volume of 200 ml, which is used as a measurement sample. 20 μL of the measurement sample is injected into a liquid chromatograph (LC Hitachi, Ltd. Pump: L-6200, L-600 UV detector: L-4250). The LC mobile phase is used with varying ratios of acetonitrile and water, and is run at a flow rate of 1 ml/min. The column used is Inertsil ODS-3 (φ4.6×150 mm 5 μm GL Science). The peak detection times of dithiocarbamic acid compounds and alkyl xanthogen disulfides (measurement wavelength: 280 nm) are confirmed with a standard solution, and quantitative values are obtained from a calibration curve obtained from the peak areas. The quantitative values are compared with the sample amounts used in the analysis to determine the contents of unreacted dithiocarbamic acid compounds and unreacted alkyl xanthogen disulfides in the sulfur-modified chloroprene rubber.
硫黄変性クロロプレンゴムのムーニー粘度は、特に限定されないが、２０～８０の範囲に調整することが好ましい。硫黄変性クロロプレンゴムのムーニー粘度を該範囲に調整することによって、得られる硫黄変性クロロプレンゴムの加工性を維持することができる。
硫黄変性クロロプレンゴムのムーニー粘度を調整するには、分子量調整剤の添加量や分子量調整工程の処理時間及び処理温度を調整すれば良い。
The Mooney viscosity of the sulfur-modified chloroprene rubber is not particularly limited, but is preferably adjusted to a range of 20 to 80. By adjusting the Mooney viscosity of the sulfur-modified chloroprene rubber to this range, the processability of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber can be maintained.
The Mooney viscosity of the sulfur-modified chloroprene rubber can be adjusted by adjusting the amount of molecular weight modifier added and the treatment time and treatment temperature in the molecular weight adjustment step.
硫黄変性クロロプレンゴムには、貯蔵時のムーニー粘度変化を防止するため、少量の安定剤を含有させることもできる。本発明に用いることができる安定剤の種類は、クロロプレンゴムに用いることが可能な公知の安定剤を１種又は２種以上、自由に選択して用いることができる。例えば、フェニル－α－ナフチルアミン、オクチル化ジフェニルアミン、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－フェニルフェノール、２，２’－メチレンビス（４－メチル－６－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）、及び４，４’－チオビス－（６－ｔｅｒｔ－ブチル－３－メチルフェノール）などがある。これらの安定剤のうち、４，４’－チオビス－（６－ｔｅｒｔ－ブチル－３－メチルフェノールが好ましい。 The sulfur-modified chloroprene rubber may contain a small amount of stabilizer to prevent changes in Mooney viscosity during storage. The type of stabilizer that can be used in the present invention may be freely selected from one or more known stabilizers that can be used in chloroprene rubber. Examples include phenyl-α-naphthylamine, octylated diphenylamine, 2,6-di-tert-butyl-4-phenylphenol, 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol), and 4,4'-thiobis-(6-tert-butyl-3-methylphenol). Of these stabilizers, 4,4'-thiobis-(6-tert-butyl-3-methylphenol) is preferred.
＜化学発泡剤＞
化学発泡剤は、化学発泡剤、無機発泡剤のどちらも使用することができる。化学発泡剤としては、例えばアゾ化合物、ニトロソ化合物、スルホニルヒドラジド化合物、アジド化合物、カルボンジアミド化合物等が挙げられる。より好ましくは、スルホニルヒドラジド化合物、アゾ化合物が挙げられる。
<Chemical foaming agent>
The chemical foaming agent may be either a chemical foaming agent or an inorganic foaming agent. Examples of the chemical foaming agent include azo compounds, nitroso compounds, sulfonyl hydrazide compounds, azide compounds, and carbondiamide compounds. More preferably, sulfonyl hydrazide compounds and azo compounds are used.
化学発泡剤は、分解温度が好ましくは１２０℃～２００℃、より好ましくは１３０℃～１７０℃のものを用いるとよい。化学発泡剤の分解温度をこのような範囲内にすることにより、化学発泡及び加硫の制御が容易になり、収縮率が低減し、外観が優れた成形品が得られる。 The chemical foaming agent used should preferably have a decomposition temperature of 120°C to 200°C, more preferably 130°C to 170°C. By keeping the decomposition temperature of the chemical foaming agent within this range, it becomes easier to control the chemical foaming and vulcanization, the shrinkage rate is reduced, and molded products with excellent appearance can be obtained.
化学発泡剤の添加量は硫黄変性クロロプレンゴム１００質量部に対して３～２０質量部である。化学発泡剤の配合量が３質量部に満たないと発泡剤量の不足から発泡体を得るのに十分な分解ガス量が得られず、２０質量部を超えると発泡と加硫のバランスが取りにくく、得られる成形品の外観や引裂き強度が劣ったものになってしまう場合がある。 The amount of chemical foaming agent added is 3 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of sulfur-modified chloroprene rubber. If the amount of chemical foaming agent is less than 3 parts by mass, the amount of foaming agent will be insufficient and a sufficient amount of decomposition gas will not be obtained to obtain a foam. If the amount exceeds 20 parts by mass, it will be difficult to achieve a balance between foaming and vulcanization, and the appearance and tear strength of the resulting molded product may be inferior.
＜スポンジ＞
化学発泡剤を添加した硫黄変性クロロプレンゴムは、金属化合物、可塑化剤、充填剤などと共に、ロールやバンバリーミキサー、押出機などで混合し、発泡剤を加えて発泡させながら加硫することによりスポンジとすることができる。
<Sponge>
The sulfur-modified chloroprene rubber to which a chemical foaming agent has been added can be made into a sponge by mixing it with a metal compound, a plasticizer, a filler, etc. using a roll, a Banbury mixer, an extruder, etc., and then adding a foaming agent and vulcanizing it while foaming.
金属化合物は、硫黄変性クロロプレンゴムの加硫速度の調整や、硫黄変性クロロプレンゴムの脱塩酸反応によって生じる塩化水素などの塩素源を吸着して、硫黄変性クロロプレンゴムが劣化することを抑制するために添加するものである。金属化合物としては、例えば、亜鉛、チタン、マグネシウム、鉛、鉄、ベリリウム、カルシウム、バリウム、ゲルマニウム、ジルコニウム、バナジウム、モリブテン、タングステンなどの酸化物や水酸化物を用いることができる。これらの金属化合物は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 The metal compound is added to adjust the vulcanization rate of the sulfur-modified chloroprene rubber and to adsorb chlorine sources such as hydrogen chloride produced by the dehydrochlorination reaction of the sulfur-modified chloroprene rubber, thereby suppressing deterioration of the sulfur-modified chloroprene rubber. Examples of the metal compound that can be used include oxides and hydroxides of zinc, titanium, magnesium, lead, iron, beryllium, calcium, barium, germanium, zirconium, vanadium, molybdenum, tungsten, and the like. These metal compounds may be used alone or in combination of two or more.
金属化合物の添加量は、特に限定されないが、硫黄変性クロロプレンゴム１００質量部に対して、３～１５質量部の範囲が好ましい。金属化合物の添加量をこの範囲に調整することにより、得られる成形品の機械的強度を向上させることができる。 The amount of metal compound added is not particularly limited, but is preferably in the range of 3 to 15 parts by mass per 100 parts by mass of sulfur-modified chloroprene rubber. By adjusting the amount of metal compound added to fall within this range, the mechanical strength of the resulting molded product can be improved.
可塑化剤は、硫黄変性クロロプレンゴムの硬度を下げて、その低温特性を改良するために添加するものである。また、硫黄変性クロロプレンゴムを用いてスポンジを製造する際に、その風合いを向上させることもできる。可塑化剤としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート｛アジピン酸ビス（２－エチルヘキシル）｝、ホワイトオイル、シリコンオイル、ナフテンオイル、アロマオイル、トリフェニルフォスフェート、及びトリクレジルフォスフェートなどがある。これらの可塑化剤は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 The plasticizer is added to reduce the hardness of the sulfur-modified chloroprene rubber and improve its low-temperature properties. It can also improve the texture of sponges produced using the sulfur-modified chloroprene rubber. Examples of plasticizers include dioctyl phthalate, dioctyl adipate (bis(2-ethylhexyl) adipate), white oil, silicone oil, naphthenic oil, aromatic oil, triphenyl phosphate, and tricresyl phosphate. These plasticizers may be used alone or in combination of two or more.
可塑化剤の添加量は、特に限定されないが、硫黄変性クロロプレンゴム１００質量部に対して、５０質量部以下の範囲が好ましい。可塑化剤の添加量をこの範囲に調整することにより、得られる成形品の引き裂き強度を維持しつつ、上述の効果を発揮することができる。 The amount of plasticizer added is not particularly limited, but is preferably in the range of 50 parts by mass or less per 100 parts by mass of sulfur-modified chloroprene rubber. By adjusting the amount of plasticizer added within this range, the tear strength of the resulting molded product can be maintained while achieving the above-mentioned effects.
得られたスポンジは、所望する厚さにスライス加工した後、少なくともその一方の面に、ポリエステル繊維やナイロン繊維のジャージ布をラミネートして、ウェットスーツ用の生地とすることができ、これを縫製することで、ウェットスーツを得ることができる。ウェットスーツは製品の信頼性向上のため、引裂き強度や収縮性、外観に優れた材料が求められている。 The sponge obtained can be sliced to the desired thickness, and then at least one side of the sponge can be laminated with a jersey cloth made of polyester or nylon fibers to form the fabric for a wetsuit, which can then be sewn into a wetsuit. To improve the reliability of wetsuits, materials with excellent tear strength, shrinkage, and appearance are required.
本発明の発泡ゴム組成物を用いたウェットスーツは、従来の硫黄変性クロロプレンゴムを用いたウェットスーツよりも引裂き強度が高く、収縮率が小さく、かつ外観が優れたものになる。 Wetsuits made using the foamed rubber composition of the present invention have higher tear strength, lower shrinkage, and better appearance than wetsuits made using conventional sulfur-modified chloroprene rubber.
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、本発明の代表的な実施例の一例を示したものであり、これにより本発明の範囲が狭く解釈されることはない。 The present invention will be described in more detail below based on examples. Note that the examples described below are representative examples of the present invention, and should not be construed as narrowing the scope of the present invention.
＜実施例１＞
＜硫黄変性クロロプレンゴム＞
内容積３０リットルの重合缶に、クロロプレン１００質量部、硫黄０．５５質量部、純水１２０質量部、不均化ロジン酸カリウム（ハリマ化成株式会社製）４．００質量部、水酸化ナトリウム０．６０質量部、β－ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩（商品名デモールＮ：花王株式会社製）０．６質量部を添加した。重合開始前の乳化液のｐＨは１２．８であった。重合開始剤として過硫酸カリウム０．１質量部を添加し、重合温度４０℃にて窒素気流下で重合を行った。転化率８５％となった時点で重合停止剤であるジエチルヒドロキシアミンを加えて重合を停止させ、クロロプレンの重合液を得た。
Example 1
<Sulfur-modified chloroprene rubber>
Into a polymerization vessel having an internal volume of 30 liters, 100 parts by mass of chloroprene, 0.55 parts by mass of sulfur, 120 parts by mass of pure water, 4.00 parts by mass of disproportionated potassium rosinate (manufactured by Harima Chemicals Co., Ltd.), 0.60 parts by mass of sodium hydroxide, and 0.6 parts by mass of sodium salt of β-naphthalenesulfonic acid formalin condensate (trade name Demol N: manufactured by Kao Corporation) were added. The pH of the emulsion before the start of polymerization was 12.8. 0.1 parts by mass of potassium persulfate was added as a polymerization initiator, and polymerization was carried out under a nitrogen gas flow at a polymerization temperature of 40° C. When the conversion rate reached 85%, diethylhydroxyamine, a polymerization terminator, was added to terminate the polymerization, and a chloroprene polymerization liquid was obtained.
得られた重合液に、溶剤としてクロロプレン５質量部、分子量調整剤としてジイソプロピルキサントゲンジスルフィド（商品名「サンビットＤＩＸ」三新化学工業株式会社製）２質量部及びジベンジルジチオカルバミン酸ナトリウム（東京化成工業株式会社）２質量部、分散剤としてβ－ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩０．０５質量部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム０．０５質量部を添加し、分子量調整前の硫黄変性クロロプレン重合体ラテックスを得た。 To the obtained polymerization liquid, 5 parts by mass of chloroprene as a solvent, 2 parts by mass of diisopropyl xanthogen disulfide (trade name "Sanbit DIX" manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.) and 2 parts by mass of sodium dibenzyldithiocarbamate (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as molecular weight regulators, 0.05 parts by mass of sodium salt of β-naphthalenesulfonic acid formalin condensate as a dispersant, and 0.05 parts by mass of sodium lauryl sulfate as an emulsifier were added to obtain a sulfur-modified chloroprene polymer latex before molecular weight adjustment.
得られた硫黄変性クロロプレン重合体ラテックスを減圧蒸留して未反応の単量体を除去し、撹拌しながら温度５０℃で１時間保持して分子量調整し、分子量調整後のラテックスを得た（以下、この分子量調整後のラテックスを「ラテックス」と略称する。）。 The resulting sulfur-modified chloroprene polymer latex was distilled under reduced pressure to remove unreacted monomers, and the molecular weight was adjusted by holding the mixture at 50°C for 1 hour with stirring to obtain a latex with adjusted molecular weight (hereinafter, this latex with adjusted molecular weight is abbreviated as "latex").
得られたラテックスを冷却し、常法の凍結－凝固法で重合体を単離して硫黄変性クロロプレンゴムを得た。得られた硫黄変性クロロプレンゴムの官能基は、硫黄変性クロロプレンゴム１００質量部に対し、化学式１で表されるジイソプロピルキサントゲンジスルフィドに由来する官能基Ａが０．１５質量部及び、化学式２で表されるジベンジルジチオカルバミン酸ナトリウムに由来する官能基Ｂが０．２８質量部であった。
＜ムーニー粘度の測定＞
前記で得られた硫黄変性クロロプレンゴム（生ゴム）について、ＪＩＳ Ｋ ６３００－１に準拠して、Ｌ型ロータの予熱時間１分、回転時間４分、試験温度１００℃にてムーニー粘度の測定を行った。
<Measurement of Mooney Viscosity>
The sulfur-modified chloroprene rubber (raw rubber) obtained above was subjected to Mooney viscosity measurement in accordance with JIS K 6300-1, with an L-type rotor preheating time of 1 minute, a rotation time of 4 minutes, and a test temperature of 100°C.
＜評価用のサンプルの作製＞
前記で得られた硫黄変性クロロプレンゴムと、表１に記載した化合物を、８インチロールを用いて混合し、得られた未加硫コンパウンドをＪＩＳ Ｋ ６２９９に準拠して、プレス加硫を２度行ってスポンジを作製した。なお、１度目のプレス加硫を１次加硫、２度目のプレス加硫を２次加硫という。
<Preparation of Samples for Evaluation>
The sulfur-modified chloroprene rubber obtained above and the compounds shown in Table 1 were mixed using an 8-inch roll, and the unvulcanized compound obtained was press-vulcanized twice to prepare a sponge in accordance with JIS K 6299. The first press vulcanization is called the primary vulcanization, and the second press vulcanization is called the secondary vulcanization.
１次加硫は、キャビティー領域が縦１００ｍｍ、横９５ｍｍ、高さ８ｍｍの金型に未加硫コンパウンド１０２ｇ（充填率１０５％）を入れ、キャビティー領域を圧力３．５ＭＰａ以上、１４５℃の条件下で２０分間行った。その後、大気圧下、２３℃の条件下で１０分間静置した。静置して得られた１次加硫コンパウンドをキャビティー領域が縦１７５ｍｍ、横１７０ｍｍ、高さ１６ｍｍの金型に入れ、キャビティー領域を圧力３．５ＭＰａ以上、１５５℃の条件下で２０分間行った。 The primary vulcanization was carried out by placing 102 g of unvulcanized compound (filling rate 105%) into a mold with a cavity area of 100 mm length, 95 mm width, and 8 mm height, and subjecting the cavity area to a pressure of 3.5 MPa or more and a temperature of 145°C for 20 minutes. The mixture was then left to stand for 10 minutes at atmospheric pressure and 23°C. The primary vulcanized compound obtained after standing was placed into a mold with a cavity area of 175 mm length, 170 mm width, and 16 mm height, and subjecting the cavity area to a pressure of 3.5 MPa or more and a temperature of 155°C for 20 minutes.
表１に記載した化合物は以下の通り
滑剤・加工助剤１：新日本理化株式会社製 ステアリン酸５０Ｓ
滑剤・加工助剤２：エスアンドエスジャパン株式会社製 ストラクトールＷＢ２１２
老化防止剤１：大内新興化学工業株式会社製 ノクラックＡＤ－Ｆ
老化防止剤２：大内新興化学工業株式会社製 ノクラックＮＢＣ
酸化マグネシウム：協和化学工業株式会社製 キョーワマグ１５０
カーボンブラック：旭カーボン株式会社製 アサヒサーマル
充填剤１：白石カルシウム株式会社製 デキシクレー
充填剤２：白石カルシウム株式会社製 クラウンクレー
可塑化剤１：出光興産株式会社製 ナフテン系鉱物油 ＮＰ－２４
可塑化剤２：出光興産株式会社製 芳香族系プロセス油 ＡＨ－１６
ワックス：日本精蝋株式会社製 パラフィンワックス１３０°Ｆ
加硫剤：堺化学工業株式会社製 酸化亜鉛２種
発泡剤１：三協化成株式会社製 セルマイクＳ（ｐ，ｐ’－オキシビスベンゼンスルホニル・ヒドラジド）
The compounds listed in Table 1 are as follows: Lubricant/processing aid 1: Stearic acid 50S manufactured by New Japan Chemical Co., Ltd.
Lubricant/processing aid 2: Struktol WB212 manufactured by S&S Japan Co., Ltd.
Anti-aging agent 1: Nocrac AD-F manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Anti-aging agent 2: Nocrac NBC manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Magnesium oxide: Kyowamag 150 manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.
Carbon black: Asahi Carbon Co., Ltd. Asahi Thermal Filler 1: Shiraishi Calcium Co., Ltd. Dexyclay Filler 2: Shiraishi Calcium Co., Ltd. Crown Clay Plasticizer 1: Idemitsu Kosan Co., Ltd. Naphthenic mineral oil NP-24
Plasticizer 2: Aromatic process oil AH-16 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Wax: Paraffin wax 130°F manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.
Vulcanizing agent: Zinc oxide type 2 manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd. Foaming agent 1: Cellmic S (p,p'-oxybisbenzenesulfonyl hydrazide) manufactured by Sankyo Kasei Co., Ltd.
＜実施例２～７及び比較例１～３＞
分子量調整剤の添加量を調整し、官能基及び分子量調整剤の含有量を変更すること以外は、実施例１と同様の方法にて、硫黄変性クロロプレンゴムを得た。
<Examples 2 to 7 and Comparative Examples 1 to 3>
A sulfur-modified chloroprene rubber was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of the molecular weight modifier added was adjusted and the contents of the functional group and the molecular weight modifier were changed.
＜実施例８＞
分子量調整剤であるジイソプロピルキサントゲンジスルフィドの添加量を２質量部から０．５質量部とし、分子量調整工程の処理時間を１時間から３時間に変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例１と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
Example 8
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by changing the amount of diisopropyl xanthogen disulfide, a molecular weight regulator, added from 2 parts by mass to 0.5 parts by mass and changing the processing time of the molecular weight adjustment process from 1 hour to 3 hours was used.
＜実施例９＞
分子量調整剤であるジベンジルジチオカルバミン酸ナトリウムの添加量を２質量部から０．５とし、分子量調整工程の処理時間を１時間から１５分に変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例１と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Example 9>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by changing the amount of the molecular weight regulator, sodium dibenzyldithiocarbamate, added from 2 parts by mass to 0.5 parts by mass and changing the treatment time of the molecular weight adjustment step from 1 hour to 15 minutes was used.
＜実施例１０＞
分子量調整剤であるジイソプロピルキサントゲンジスルフィドの添加量を２質量部から４質量部とし、分子量調整工程の処理時間を１時間から１５分に変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例１と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
Example 10
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by changing the amount of diisopropyl xanthogen disulfide, a molecular weight regulator, added from 2 parts by mass to 4 parts by mass and changing the processing time of the molecular weight adjustment process from 1 hour to 15 minutes was used.
＜実施例１１＞
分子量調整剤であるジベンジルジチオカルバミン酸ナトリウムの添加量を２質量部から４質量部とし、分子量調整工程の処理時間を１時間から１５分に変更すること以外は、実施例１と同様の方法にて、硫黄変性クロロプレンゴムを得た。
Example 11
A sulfur-modified chloroprene rubber was obtained in the same manner as in Example 1, except that the amount of the molecular weight regulator, sodium dibenzyldithiocarbamate, added was changed from 2 parts by mass to 4 parts by mass, and the treatment time of the molecular weight adjustment step was changed from 1 hour to 15 minutes.
＜実施例１２＞
分子量調整剤としてジイソプロピルキサントゲンジスルフィドをジエチルキサントゲンジスルフィド（Ｓｉｇｍａ－Ａｌｄｒｉｃｈ社製）に変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例１と同様の方法にて評価サンプルを作製した。得られた硫黄変性クロロプレンゴムの官能基は、前記化学式２で表されるジベンジルジチオカルバミン酸ナトリウムに由来するジチオカルバミン酸末端種Ａ０．３３質量部に加え、化学式３で表されるジエチルキサントゲンジスルフィドに由来するキサントゲン末端種Ｂが０．１５質量部であった。
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by changing diisopropyl xanthogen disulfide to diethyl xanthogen disulfide (manufactured by Sigma-Aldrich) was used as the molecular weight modifier. The functional groups of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber were 0.33 parts by mass of dithiocarbamic acid terminal species A derived from sodium dibenzyldithiocarbamate represented by Chemical Formula 2, and 0.15 parts by mass of xanthogen terminal species B derived from diethyl xanthogen disulfide represented by Chemical Formula 3.
＜実施例１３＞
分子量調整剤としてジベンジルジチオカルバミン酸ナトリウムをテトラキス（２－エチルヘキシル）チウラムジスルフィド（商品名「ノクセラーＴＯＴ－Ｎ」大内新興化学工業株式会社製）に変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例１と同様の方法で評価サンプルを作製した。得られた硫黄変性クロロプレンゴムの官能基は、前記化学式１で表されるジイソプロピルキサントゲンジスルフィドに由来するキサントゲン末端種Ａが０．１６質量部と、化学式４で表されるテトラキス（２－エチルヘキシル）チウラムジスルフィドに由来するジチオカルバミン酸末端種Ｂが０．２６質量部であった。
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by replacing sodium dibenzyldithiocarbamate with tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide (product name "Noccela TOT-N" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the molecular weight modifier. The functional groups of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber were 0.16 parts by mass of xanthogen terminal species A derived from diisopropylxanthogen disulfide represented by Chemical Formula 1 above, and 0.26 parts by mass of dithiocarbamic acid terminal species B derived from tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide represented by Chemical Formula 4.
＜実施例１４＞
分子量調整剤としてジイソプロピルキサントゲンジスルフィドをジエチルキサントゲンジスルフィドとし、ジベンジルジチオカルバミン酸ナトリウムをテトラキス（２－エチルヘキシル）チウラムジスルフィドに変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例１と同様の方法にて評価サンプルを作製した。得られた硫黄変性クロロプレンゴムの官能基は、前記化学式３で表されるジエチルキサントゲンジスルフィドに由来するキサントゲン末端種Ｂが０．１４質量部と、前記化学式４で表されるテトラキス（２－エチルヘキシル）チウラムジスルフィドに由来するジチオカルバミン酸末端種Ｂが０．３２質量部であった。
<Example 14>
Except for using a sulfur-modified chloroprene rubber obtained by changing the molecular weight modifier from diisopropyl xanthogen disulfide to diethyl xanthogen disulfide and from sodium dibenzyl dithiocarbamate to tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide, an evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1. The functional groups of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber were 0.14 parts by mass of xanthogen terminal species B derived from diethyl xanthogen disulfide represented by the above chemical formula 3, and 0.32 parts by mass of dithiocarbamic acid terminal species B derived from tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide represented by the above chemical formula 4.
＜実施例１５＞
発泡剤１を発泡剤２（商品名「セルマイクＣ」三協化成株式会社製 アゾジカルボンアミド）に変更し、添加量を５質量部にした以外は、実施例１と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
Example 15
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that Foaming Agent 1 was changed to Foaming Agent 2 (product name "Cellmike C", azodicarbonamide manufactured by Sankyo Kasei Co., Ltd.) and the amount added was changed to 5 parts by mass.
＜実施例１６＞
発泡剤１の添加量を４質量部とし、発泡剤２の添加量を２．５質量部にした以外は、実施例１と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Example 16>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of Foaming Agent 1 added was 4 parts by mass and the amount of Foaming Agent 2 added was 2.5 parts by mass.
＜比較例４＞
分子量調整剤として、ジイソプロピルキサントゲンジスルフィドとジベンジルジチオカルバミン酸ナトリウムをテトラエチルチウラムジスルフィド（商品名「ノクセラーＴＥＴ」大内新興化学工業株式会社製）に変更し、その添加量を２．５質量部に変更して得られた硫黄変性クロロプレンゴムを用いた以外は、実施例１と同様の方法にて評価サンプルを作製した。得られた硫黄変性クロロプレンゴムの官能基は、化学式５で表されるテトラエチルチウラムジスルフィドに由来する官能基が０．２６質量部であった。
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that the molecular weight modifier was changed from diisopropyl xanthogen disulfide and sodium dibenzyldithiocarbamate to tetraethyl thiuram disulfide (trade name "Noccela TET" manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.) and the amount of the added agent was changed to 2.5 parts by mass. The functional group of the obtained sulfur-modified chloroprene rubber was 0.26 parts by mass of the functional group derived from tetraethyl thiuram disulfide represented by Chemical Formula 5.
＜比較例５＞
発泡剤１の添加量８質量部から２質量部に変更した以外は、実施例１と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Comparative Example 5>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of the foaming agent 1 added was changed from 8 parts by mass to 2 parts by mass.
＜比較例６＞
発泡剤１の添加量８質量部から２０質量部に変更した以外は、実施例１と同様の方法にて評価サンプルを作製した。
<Comparative Example 6>
An evaluation sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of the foaming agent 1 added was changed from 8 parts by mass to 20 parts by mass.
＜引裂き強度の評価＞
得られたスポンジを、ＪＩＳ Ｋ ６４００－１に準拠して打ち抜き冶具を用いて４号形切込みなしアングル形試験片を作製した後、ＪＩＳ Ｋ６４００－５に準拠して定速引張試験機で試験速度５００ｍｍ／分にて測定し、試験片が破断するまでの間に示した最大引裂き荷重を膜厚で除することにより求めた。
<Evaluation of tear strength>
The sponge thus obtained was cut into No. 4 angle-shaped test pieces without notches using a punching tool in accordance with JIS K 6400-1, and then measured at a test speed of 500 mm/min using a constant-speed tensile tester in accordance with JIS K6400-5. The maximum tear load observed until the test piece broke was divided by the film thickness to determine the tear strength.
＜収縮率の評価＞
得られたスポンジを、大気圧下、２３℃の条件下で１６８時間静置したのち、スポンジの表層を厚さ２ｍｍ±０．２０ｍｍにスライスしてスポンジシートを作製した。スライス直後のスポンジシートの縦横の大きさを測定して基準とし、その後、大気圧下、２３℃の条件下で１６８時間静置した時のスポンジシートの縦横の大きさを再度測定する。収縮率はスライス直後のスポンジシートの縦の長さをＨ０（ｍｍ）、横の長さをＬ０（ｍｍ）、１６８時間静置後のスポンジシートの縦の長さをＨ１（ｍｍ）、横の長さをＬ１（ｍｍ）として以下の式で算出した。
収縮率（％）＝（Ｈ０×Ｌ０－Ｈ１×Ｌ１）÷（Ｈ０×Ｌ０）×１００
<Evaluation of shrinkage rate>
The obtained sponge was left to stand for 168 hours under atmospheric pressure and 23°C, and then the surface layer of the sponge was sliced to a thickness of 2 mm ± 0.20 mm to prepare a sponge sheet. The length and width of the sponge sheet immediately after slicing were measured as a reference, and the length and width of the sponge sheet after standing for 168 hours under atmospheric pressure and 23°C were measured again. The shrinkage rate was calculated by the following formula, assuming that the length of the sponge sheet immediately after slicing is H0 (mm), the width is L0 (mm), and the length of the sponge sheet after standing for 168 hours is H1 (mm), and the width is L1 (mm).
Shrinkage rate (%) = (H0 x L0 - H1 x L1) ÷ (H0 x L0) x 100
＜外観の評価＞
得られたスポンジを、大気圧下、２３℃で２４時間静置した後、その表面状態を目視で観察した。観察は以下の３項目について行い、全ての項目で○評価であったサンプルを○、○評価が一つでもなかったものを△評価とした。
項目１ クレーターの有無
ガス抜け等によって生じるクレーター状の凸凹の有無を確認した。
全く確認されなかったものを○とした。
項目２ 爪痕の有無
スポンジの表面に爪を立てて軽く押した後、開放したときの爪痕の有無を観察した。
全く残らなかったものを○とした。
項目３ コーナー部分の観察
スポンジのコーナーに収縮によるしわよりを確認した。
角がしっかり残っていたものを○とした。
<Appearance evaluation>
The sponge thus obtained was allowed to stand at atmospheric pressure at 23° C. for 24 hours, after which the surface condition was visually observed. Observation was performed for the following three items, with samples that were rated as ○ in all items being rated as ○, and samples that were not rated as ○ in any items being rated as △.
Item 1 Presence or absence of craters The presence or absence of crater-like irregularities caused by gas leakage, etc. was confirmed.
Those that were not observed at all were marked with ○.
Item 2 Presence or absence of nail marks The surface of the sponge was lightly pressed with a fingernail and then released to observe whether or not there was a nail mark.
Those that did not remain at all were marked as ○.
Item 3: Observation of corners: Wrinkles due to shrinkage were found in the corners of the sponge.
Those in which the corners remained firmly attached were marked as ○.
＜結果＞
実施例の結果を下記の表１および表２に、比較例の結果を下記の表３に示す。
<Results>
The results of the Examples are shown in Tables 1 and 2 below, and the results of the Comparative Examples are shown in Table 3 below.
表１～表２に示す通り、実施例１～１６の評価サンプルは、引裂き強度や収縮率及び外観が優れた成形品が得られることを確認した。比較例１はムーニー粘度が低すぎて評価サンプルを作製することができなかった。比較例５は発泡せず評価サンプルを作製することが出来なかった。 As shown in Tables 1 and 2, it was confirmed that the evaluation samples of Examples 1 to 16 gave molded products with excellent tear strength, shrinkage rate, and appearance. Comparative Example 1 had too low a Mooney viscosity to produce an evaluation sample. Comparative Example 5 did not foam, so an evaluation sample could not be produced.
Claims (12)
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