JP7635777B2 - ディップ成形体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明のディップ成形体の製造方法において、前記ディップ成形型として、表面が粗化処理されていないものを用いることが好ましい。
本発明のディップ成形体の製造方法において、前記凝固剤溶液の凝固剤濃度が、0.1~20重量%であることが好ましい。
本発明のディップ成形体の製造方法において、前記ディップ成形型を前記凝固剤溶液に浸漬させる際における浸漬時間を、0.1~20秒とすることが好ましい。
本発明のディップ成形体の製造方法において、前記ディップ成形型を前記凝固剤溶液に浸漬させる際における、前記ディップ成形型の温度を、20~100℃とすることが好ましい。
本発明のディップ成形体の製造方法において、前記凝固剤を付着させたディップ成形型を前記ラテックス組成物に浸漬させる際における浸漬時間を、1~20秒とすることが好ましい。
本発明のディップ成形体の製造方法において、前記ラテックス組成物の固形分濃度が、1~40重量%であることが好ましい。
本発明のディップ成形体の製造方法において、前記カルボキシ変性共役ジエン系重合体ラテックスが、合成ポリイソプレン、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、または蛋白質を除去した天然ゴムのラテックスであることが好ましい。
本発明のディップ成形体の製造方法において、前記ラテックス組成物が、硫黄系加硫剤をさらに含むことが好ましい。
本発明のディップ成形体の製造方法において、前記ラテックス組成物が、加硫促進剤をさらに含むことが好ましい。
本発明のディップ成形体の製造方法において、前記加硫促進剤が、キサントゲン化合物であることが好ましい。
ディップ成形型を凝固剤溶液に浸漬させ、前記ディップ成形型に凝固剤を付着させる工程と、
体積平均粒子径が、500~2,000nmであるカルボキシ変性共役ジエン系重合体の粒子が、水中に分散されてなるカルボキシ変性共役ジエン系重合体ラテックスを含有するラテックス組成物を準備する工程と、
前記凝固剤を付着させたディップ成形型を、前記ラテックス組成物に浸漬させることで、厚み0.02~0.19mmであるディップ成形体を得る工程とを備える。
本発明で用いるラテックス組成物は、カルボキシ変性共役ジエン系重合体ラテックスを含有する。
カルボキシ変性共役ジエン系重合体ラテックスは、共役ジエン系重合体を、カルボキシル基を有する単量体により変性して得られるカルボキシ変性共役ジエン系重合体のラテックスである。
上述した方法により合成ポリイソプレンの重合体溶液を得た場合には、重合体溶液中に残った重合触媒の残渣などの不純物を取り除いてもよい。また、重合中または重合後の溶液に、後述する老化防止剤を添加してもよい。また、市販の固形の合成ポリイソプレンを用いることもできる。
乳化物から有機溶媒を除去する方法としては、得られる合成ポリイソプレンラテックス中における、有機溶媒(好ましくは脂環族炭化水素溶媒または脂肪族炭化水素溶媒)の含有量を500重量ppm以下とすることのできる方法が好ましく、たとえば、減圧蒸留、常圧蒸留、水蒸気蒸留、遠心分離等の方法を採用することができる。
消泡剤を添加しながら、有機溶媒を除去することもできる。消泡剤を添加することにより、合成ポリイソプレンの泡立ちを抑制することができる。
この際、合成した後に重合体溶液中に残った重合触媒の残渣などの不純物を取り除いてもよい。また、重合中または重合後の溶液に、後述する老化防止剤を添加してもよい。また、市販の固形のSISを用いることもできる。
なお、有機溶媒の使用量は、SIS100重量部に対して、通常50~2,000重量部、好ましくは80~1,000重量部、より好ましくは100~500重量部、さらに好ましくは150~300重量部である。
消泡剤を添加しながら、有機溶媒を除去することもできる。消泡剤を添加することにより泡立ちを抑制することができる。
また、SIS中のイソプレンブロックにおけるイソプレン単位の含有量は、全単量体単位に対して、好ましくは70~100重量%、より好ましくは90~100重量%、さらに好ましくは100重量%である。
なお、SIS中のスチレン単位とイソプレン単位の含有割合は、「スチレン単位:イソプレン単位」の重量比で、通常1:99~90:10、好ましくは3:97~70:30、より好ましくは5:95~50:50、さらに好ましくは10:90~30:70の範囲である。
変性率(重量%)=(X/Y)×100
なお、上記式においては、Xは、カルボキシ変性共役ジエン系重合体中における、カルボキシル基を有する単量体の単位の重量を、Yは、カルボキシ変性共役ジエン系重合体の重量をそれぞれ表す。Xは、カルボキシ変性共役ジエン系重合体について、1H-NMR測定を行い、1H-NMR測定の結果から算出する方法、あるいは、中和滴定により酸量を求め、求めた酸量から算出する方法などにより求めることができる。
本発明のディップ成形体の製造方法は、
ディップ成形型を凝固剤溶液に浸漬させ、前記ディップ成形型に凝固剤を付着させる工程と、
上記したラテックス組成物を準備する工程と、
前記凝固剤を付着させたディップ成形型を、前記ラテックス組成物に浸漬させることで、厚み0.02~0.19mmであるディップ成形体を得る工程とを備える。
アルミ皿(重量:X1)に試料2gを精秤し(重量:X2)、これを105℃の熱風乾燥器内で2時間乾燥させた。次いで、デシケーター内で冷却した後、アルミ皿ごと重量を測定し(重量:X3)、下記の計算式にしたがって、固形分濃度を算出した。
固形分濃度(重量%)=(X3-X1)×100/X2
カルボキシ変性共役ジエン系重合体のラテックス(カルボキシ変性合成ポリイソプレンのラテックスおよびカルボキシ変性SISのラテックス)を構成するカルボキシ変性共役ジエン系重合体(カルボキシ変性合成ポリイソプレンおよびカルボキシ変性SIS)について、水酸化ナトリウム水溶液を用いた中和滴定により、カルボキシ変性共役ジエン系重合体中におけるカルボキシル基の数を求めた。次いで、求めたカルボキシル基の数に基づいて、下記式にしたがって、カルボキシル基を有する単量体による変性率を求めた。
変性率(重量%)=(X/Y)×100
なお、上記式においては、Xは、カルボキシ変性共役ジエン系重合体中における、カルボキシル基を有する単量体の単位の重量を、Yは、カルボキシ変性共役ジエン系重合体の重量をそれぞれ表す。
光散乱回折粒子測定装置(商品名「LS-230」、コールター社製)により、カルボキシ変性共役ジエン系重合体ラテックス中に含まれる、カルボキシ変性共役ジエン系重合体の粒子の体積平均粒子径を測定した。
ガラス型を凝固剤溶液に浸漬させた際における、凝固剤溶液との接触時間が最も長い箇所(ガラス型の先端)に対応する、ディップ成形体の箇所から、3cm以内で測定箇所を5点選択した。そして、選択した5点の厚みを測定し、測定した5点の厚みの算術平均を求め、得られた値(単位:mm)をディップ成形体の厚みとした。
ASTM D412に基づいて、ディップ成形体を、ダンベル(商品名「スーパーダンベル(型式:SDMK-100C)」、ダンベル社製)で打ち抜き、引張強度測定用試験片を作製した。当該試験片をテンシロン万能試験機(商品名「RTG-1210」、オリエンテック社製)で引張速度500mm/minで引っ張り、伸び率が500%の時の引張応力(単位:MPa)、破断直前の引張強度(単位:MPa)、および破断直前の引張伸び(単位:%)を測定した。500%引張応力の値が低いほど、柔軟な風合いを有するディップ成形体であると判断できる。また、引張強度が高いほど、機械的強度に優れたディップ成形体であると判断できる。
ASTM D624-00に基づいて、ディップ成形体を、23℃、相対湿度50%の恒温恒湿室で24時間以上放置した後、ダンベル(商品名「Die C」、ダンベル社製)で打ち抜き、引裂強度測定用の試験片を作製した。当該試験片をテンシロン万能試験機(商品名「RTG-1210」、A&D社製)で引張速度500mm/minで引っ張り、引裂強度(単位:N/mm)を測定した。引裂強度が高いほど、機械的強度に優れたディップ成形体であると判断できる。
ディップ成形体のピンホール数は、ディップ成形体1枚をはさみで切り開きシート状にし、切り開いたシートの裏面からバックライトで光を照射しながらシート表面を拡大鏡で観察し、ピンホールの数を数えた。前記ディップ成形体1枚当たりのピンホールの数をそのディップ成形体のピンホール数とした。
(カルボキシ変性合成ポリイソプレン(A-1)のラテックスの製造)
合成ポリイソプレン(商品名「NIPOL IR2200L」、日本ゼオン社製)をn-ヘキサン(沸点:69℃)と混合し、攪拌しながら温度を60℃に昇温して溶解し、合成ポリイソプレン濃度15重量%である、合成ポリイソプレンのn-ヘキサン溶液(a)を調製した。
上記にて得られたカルボキシ変性合成ポリイソプレン(A-1)のラテックスを撹拌しながら、カルボキシ変性合成ポリイソプレン(A-1)のラテックス中のカルボキシ変性合成ポリイソプレン(A-1)100部に対して、それぞれ固形分換算で、硫黄1.5部、加硫促進剤としてのジイソプロピルキサントゲン酸亜鉛2.5部、活性化剤としての酸化亜鉛1.5部、老化防止剤(商品名「Wingstay L」、グッドイヤー社製)2部となるように、各配合剤の水分散液を添加して、水を添加することで固形分濃度を調整することで、ラテックス組成物を得た。そして、得られたラテックス組成物を、25℃に調整された恒温水槽で48時間熟成(前加硫)を行うことで、固形分濃度が10重量%のラテックス組成物を得た。
ガラス型(表面粗度Raは2μm)を洗浄し、40℃のオーブン内で予備加熱した後、3重量%の硝酸カルシウムおよび0.05重量%のポリオキシエチレンラウリルエーテル(商品名「エマルゲン109P」、花王社製)を含有する凝固剤水溶液に3秒間浸漬し、凝固剤水溶液から取り出した。次いで、ガラス型を70℃のオーブン内で30分以上乾燥させることで、ガラス型に凝固剤を付着させて、ガラス型を凝固剤により被覆した。
ガラス型を凝固剤水溶液に浸漬させる際における浸漬時間を、10秒に変更した以外は、実施例1と同様にして、ディップ成形体を製造し、同様に評価を行った。結果を表1に示す。なお、得られたディップ成形体の厚みは、0.05mmであった。
凝固剤で被覆されたガラス型をラテックス組成物に浸漬させる際における浸漬時間を、15秒に変更した以外は、実施例2と同様にして、ディップ成形体を製造し、同様に評価を行った。結果を表1に示す。なお、得られたディップ成形体の厚みは、0.07mmであった。
(ラテックス組成物の調製)
固形分濃度を20重量%に変更した以外は、実施例1と同様にして、ラテックス組成物を得た。
ガラス型(表面粗度Raは2μm)を洗浄し、60℃のオーブン内で予備加熱した後、6重量%の硝酸カルシウムおよび0.05重量%のポリオキシエチレンラウリルエーテル(商品名「エマルゲン109P」、花王社製)を含有する凝固剤水溶液に3秒間浸漬し、凝固剤水溶液から取り出した。次いで、ガラス型を70℃のオーブン内で30分以上乾燥させることで、ガラス型に凝固剤を付着させて、ガラス型を凝固剤により被覆した。
固形分濃度を30重量%に変更した以外は、実施例1と同様にして、ラテックス組成物を得た。そして、得られたラテックス組成物を用い、かつ、凝固剤濃度を12重量%に変更した以外は、実施例4と同様にして、ディップ成形体を製造し、同様に評価を行った。結果を表1に示す。なお、得られたディップ成形体の厚みは、0.16mmであった。
硫黄の水分散液の使用量を、硫黄の配合量が0.5部となるような量に変更した以外は、実施例1と同様にして、固形分濃度10重量%のラテックス組成物を得た。そして、得られたラテックス組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして、ディップ成形体を製造し、同様に評価を行った。結果を表1に示す。なお、得られたディップ成形体の厚みは、0.03mmであった。
カルボキシ変性合成ポリイソプレン(A-1)のラテックスに代えて、合成ポリイソプレンのラテックス(e)を用いた以外は、実施例2と同様にして、ディップ成形体を製造し、同様に評価を行った。結果を表1に示す。なお、得られたディップ成形体の厚みは、0.09mmであった。
カルボキシ変性合成ポリイソプレン(A-1)のラテックスに代えて、合成ポリイソプレンのラテックス(e)を用いた以外は、実施例5と同様にして、ディップ成形体を製造し、同様に評価を行った。結果を表1に示す。なお、得られたディップ成形体の厚みは、0.21mmであった。
凝固剤濃度を0.1重量%に変更した以外は、実施例5と同様にして、ディップ成形体を製造し、同様に評価を行った。結果を表1に示す。なお、得られたディップ成形体の厚みは、0.01mmであった。
(カルボキシ変性SIS(A-2)のラテックスの製造)
合成ポリイソプレン(商品名「NIPOL IR2200L」、日本ゼオン社製)に代えて、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体(SIS)(商品名「Quintac 3620」、日本ゼオン社製)を用いた以外は、実施例1と同様にして、カルボキシ変性SIS(A-2)のラテックスを得た。得られたカルボキシ変性SIS(A-2)のラテックスに含まれる、カルボキシ変性SIS(A-2)の粒子の体積平均粒子径は、0.64μmであった。
一方、ラテックス組成物として、カルボキシ変性されていない共役ジエン系重合体を含む共役ジエン系重合体ラテックスを含むものを用いる場合、得られるディップ成形体は、ピンホールが多く確認できるものであった(比較例1,2)。
また、0.02未満の厚みであるディップ成形体を製造した場合、得られるディップ成形体は、引張強度および引裂強度が低いものであった(比較例3)。
Claims (8)
- ディップ成形型を凝固剤溶液に浸漬させ、前記ディップ成形型に凝固剤を付着させる工程と、
体積平均粒子径が、500~2,000nmであるカルボキシ変性共役ジエン系重合体の粒子が、水中に分散されてなるカルボキシ変性共役ジエン系重合体ラテックスを含有するラテックス組成物を準備する工程と、
前記凝固剤を付着させたディップ成形型を、前記ラテックス組成物に浸漬させることで、厚み0.02mm以上、0.08mm未満であるディップ成形体を得る工程とを備え、
前記カルボキシ変性共役ジエン系重合体ラテックスが、合成ポリイソプレン、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、または蛋白質を除去した天然ゴムのラテックスであり、
前記凝固剤溶液の凝固剤濃度が、1~4重量%であり、
前記ラテックス組成物の固形分濃度が、10~20重量%であるディップ成形体の製造方法。 - 前記ディップ成形型として、表面が粗化処理されていないものを用いる請求項1に記載のディップ成形体の製造方法。
- 前記ディップ成形型を前記凝固剤溶液に浸漬させる際における浸漬時間を、0.1~20秒とする請求項1または2に記載のディップ成形体の製造方法。
- 前記ディップ成形型を前記凝固剤溶液に浸漬させる際における、前記ディップ成形型の温度を、20~100℃とする請求項1~3のいずれかに記載のディップ成形体の製造方法。
- 前記凝固剤を付着させたディップ成形型を前記ラテックス組成物に浸漬させる際における浸漬時間を、1~20秒とする請求項1~4のいずれかに記載のディップ成形体の製造方法。
- 前記ラテックス組成物が、硫黄系加硫剤をさらに含む請求項1~5のいずれかに記載のディップ成形体の製造方法。
- 前記ラテックス組成物が、加硫促進剤をさらに含む請求項6に記載のディップ成形体の製造方法。
- 前記加硫促進剤が、キサントゲン化合物である請求項7に記載のディップ成形体の製造方法。
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