JP7463759B2 - 積層体および積層体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の積層体において、前記第2の重合体層を構成する重合体成分100重量%中における、前記共役ジエン系重合体(B)の含有量が20~99重量%であることが好ましい。
本発明の積層体において、前記重合体(C)のガラス転移温度が30℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがより好ましい。
本発明で用いる基材としては、特に限定されないが、本発明の積層体を保護手袋として用いる場合には、繊維基材を好適に用いることができる。繊維基材を構成する繊維としては、綿、毛、麻、羊毛等の天然繊維、ポリエステル、ポリウレタン、アクリル、ナイロン等の合成繊維などを素材として用いることができ、これらの中でも、綿を用いることが好ましい。
第1の重合体層は、上記した基材上に形成される重合体層であり、ガラス転移温度が10℃以下の共役ジエン系重合体(A)を含むものである。
乳化重合に用い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、好ましくは0.5~10重量部、より好ましくは1~8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、その種類によって異なるが、使用する全単量体100重量部に対して、好ましくは0.1~1.5重量部、より好ましくは0.2~1.0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。
架橋促進剤(加硫促進剤)としては、特に限定されないが、たとえば、ジエチルジチオカルバミン酸、ジブチルジチオカルバミン酸、ジ-2-エチルヘキシルジチオカルバミン酸、ジシクロヘキシルジチオカルバミン酸、ジフェニルジチオカルバミン酸、ジベンジルジチオカルバミン酸などのジチオカルバミン酸類およびそれらの亜鉛塩;2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール亜鉛、2-メルカプトチアゾリン、ジベンゾチアジル・ジスルフィド、2-(2,4-ジニトロフェニルチオ)ベンゾチアゾール、2-(N,N-ジエチルチオ・カルバモイルチオ)ベンゾチアゾール、2-(2,6-ジメチル-4-モルホリノチオ)ベンゾチアゾール、2-(4′-モルホリノ・ジチオ)ベンゾチアゾール、4-モルホリニル-2-ベンゾチアジル・ジスルフィド、1,3-ビス(2-ベンゾチアジル・メルカプトメチル)ユリアなどが挙げられ、これらの中でも、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、2-メルカプトベンゾチアゾール、2-メルカプトベンゾチアゾール亜鉛が好ましい。これらの架橋促進剤は、1種単独用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
まず、蒸留水で洗浄した200mlのガラス容器に、蒸留水を加えて固形分濃度を0.2~1%に調整した水溶性ポリマーの水溶液50g(水溶性ポリマーの水溶液50g中の、水溶性ポリマーの固形分量をW(g)とする)を入れ、溶液電導率計(京都電子工業社製:CM-117、使用セルタイプ:K-121)にセットして、攪拌を開始する。次に、攪拌を継続した状態にて、水溶液のpHが12以上になるように、0.1規定の水酸化ナトリウムを添加し、6分経過後の電気伝導度を測定し、得られた測定値を測定開始時の電気伝導度とする。そして、この水溶性ポリマー水溶液に、0.1規定の塩酸を0.5ml添加して30秒後に電気伝導度を測定し、再び0.1規定の塩酸を0.5ml添加して30秒後に電気伝導度を測定するという動作を、30秒間隔で、測定開始時の2倍の電気伝導度以上となるまで繰返し行う。そして、得られた電気伝導度データを、縦軸:電気伝導度(mS)、横軸:添加した塩酸の累計量(mmol)としたグラフ上にプロットし、図1に示すような2つの変曲点を有する塩酸量-電気伝導度曲線を得て、得られた2つの変曲点のX座標及び塩酸添加終了時のX座標を、値が小さい方から順にそれぞれP1、P2およびP3とし、X座標が零からP1まで、P1からP2まで、およびP2からP3まで、の3つの区分内のデータについて、それぞれ、最小二乗法により近似直線L1、L2及びL3を求める。また、L1とL2との交点のX座標をA1(mmol)、L2とL3との交点のX座標をA2(mmol)とする。そして、水溶性ポリマー1g当たりの酸量を、下記式から求める。
水溶性ポリマー1g当たりの酸量=(A2-A1)/W (mmol/g)
第2の重合体層は、上記した第1の重合体層上に形成される重合体層であり、ガラス転移温度が10℃以下である共役ジエン系重合体(B)と、ガラス転移温度が10℃超である重合体(C)とを含有する。
重量%である。
本発明の積層体は、上述した基材、第1の重合体層、および第2の重合体層を有する積層体であり、通常は、上述した基材、第1のラテックス組成物、および第2のラテックス組成物を用いて、ディップ成形することにより得られる。
各種の測定については、以下の方法に従って行った。
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
各重合体のラテックスを構成する重合体の粒子の体積平均粒子径は、光散乱回折粒子測定装置(コールター社製、商品名「LS-230」)を用いて測定した。
重さ1.0kg、2.0kg、3.0kg、4.0kg、5.0kg、7.0kg、および10kgの円錐状の金属モールドを用意し、これら金属モールドに試験油IRM903を付着させた。そして、作業者に、保護手袋(積層体)を装着してもらい、試験油IRM903を付着させた金属モールドを、重さの軽い方から順番に持ち上げてもらい、持ち上げることができた最大重量を求めた。なお、測定は、同一の作業者により行った。持ち上げることができた最大重量が大きいほど、オイルグリップ性に優れると判断できる。
作業者に、保護手袋(積層体)を装着してもらい、保護手袋の指先を、洋紙研磨紙(ベルスター研磨材工業社製、粒度100)により、3分間研磨することにより摩耗させ、摩耗後の保護手袋(積層体)を得た。そして、得られた摩耗後の保護手袋(積層体)について、上記と同様に、オイルグリップ性について評価した。持ち上げることができた最大重量が大きいほど、摩耗後の保護手袋(積層体)のオイルグリップ性に優れると判断できる。
JIS Z 0208に記載のカップ法を参考にして、以下の手順により保護手袋(積層体)の溶剤ガス透過率を測定した。
(1)保護手袋(積層体)を適当な円形の大きさに切り取り、サンプルとした。
(2)アルミカップとサンプルの重量(W1)を測定した。
(3)n-ヘキサン50mLをアルミカップに入れた。
(4)n-ヘキサンが入ったアルミカップの上に、サンプル(積層体)の第2の重合体層が接液するように置いた。
(5)固定具を用いてアルミカップとサンプルとをしっかりと密着させた。
(6)アルミカップ全体の重量(W2)を測定した。
(7)n-ヘキサンがサンプルに触れるようにするため、アルミカップをひっくり返し、室温でドラフト内に放置した。
(8)72時間放置後、アルミカップ全体の重量(W3)を測定した。
(9)n-ヘキサンがサンプルを透過して蒸発した割合(溶剤ガス透過率)を以下の式で計算した。
溶剤ガス透過率(%)=100-((W3-W1)÷(W2-W1)×100)
溶剤ガス透過率の値が小さいほど、耐オイル透過性に優れると判断できる。
(コロイド硫黄の水分散液の調製)
コロイド硫黄(細井化学工業社製)1.0部、分散剤(花王社製、商品名「デモールN」)0.5部、5重量%水酸化カリウム水溶液(和光純薬工業社製)0.0015部、および水1.0部を、ボールミル中で48時間粉砕攪拌することで、固形分濃度50重量%のコロイド硫黄の水分散液を調製した。
コロイド硫黄に代えて、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛(大内新興化学工業社製)、酸化亜鉛(正同化学工業社製)、および酸化チタンをそれぞれ使用した以外は、上記と同様にして、固形分濃度50重量%のジブチルジチオカルバミン酸亜鉛の水分散液、固形分濃度50重量%の酸化亜鉛の水分散液、および固形分濃度50重量%の酸化チタンの水分散液をそれぞれ調製した。
重合反応器に、共役ジエン単量体として1,3-ブタジエン65部、α,β-エチレン性不飽和ニトリル単量体としてアクリロニトリル30部、エチレン性不飽和モノカルボン酸単量体としてメタクリル酸5部、t-ドデシルメルカプタン0.4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30~40℃に保持して重合を行い、重合転化率が94%に達するまで反応させることで、共重合体のラテックスを得た。
そして、得られた共重合体のラテックスから未反応単量体を除去した後、共重合体のラテックスのpHおよび固形分濃度を調整することで、固形分濃度40重量%、pH=8のニトリル基含有共役ジエン系重合体(A-1)のラテックスを得た。得られたニトリル基含有共役ジエン系重合体(A-1)のラテックス中に含まれる、ニトリル基含有共役ジエン系重合体(A-1)について、ガラス転移温度(Tg)を測定したところ、-27℃であった。また、ニトリル基含有共役ジエン系重合体(A-1)のラテックスを構成するニトリル基含有共役ジエン系重合体(A-1)の粒子の体積平均粒子径は、110nmであり、ニトリル基含有共役ジエン系重合体(A-1)の単量体組成は、仕込み割合とほぼ同じ割合であった。
ニトリル基含有共役ジエン系重合体(A-1)のラテックスと同様にして、ニトリル基含有共役ジエン系重合体(B-1)のラテックスを得た。すなわち、ニトリル基含有共役ジエン系重合体(B-1)のラテックスとしては、上記したニトリル基含有共役ジエン系重合体(A-1)のラテックスと実質的に同じものを得た。
上記にて得られたニトリル基含有共役ジエン系重合体(A-1)の重合体成分100部に対して、それぞれ固形分換算で、コロイド硫黄1.0部、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛1.0部、酸化亜鉛1.5部、および酸化チタン3.0部となるように、上記にて調製した各配合剤の水分散液を添加した。なお、各配合剤の水分散液を添加する際には、ラテックス組成物を撹拌した状態で、所定の量をゆっくり添加した。そして、各配合剤が均一に混合された後に、水溶性ポリマーとして、カルボキシメチルセルロース(ダイセル社製、商品名「Daicel2200」、重量平均分子量:550,000、酸量:3.7mmol/g)0.3部を添加し、固形分濃度を調整することで、固形分濃度40重量%、25℃における粘度3,000mPa・sである第1のディップ成形用ラテックス組成物を得た。
上記にて得られたニトリル基含有共役ジエン系重合体(B-1)のラテックスと、塩化ビニル樹脂(C-1)のラテックスとを、「ニトリル基含有共役ジエン系重合体(B-1):塩化ビニル樹脂(C-1)」の重量比で70:30となるように、混合し、5重量%の水酸化カリウムを添加することで、固形分濃度45重量%、pH=9.0のラテックス組成物を調製した。なお、塩化ビニル樹脂(C-1)のラテックスとしては、塩化ビニル樹脂(C-1)のラテックス(塩化ビニル樹脂(C-1)は、商品名「ビニブラン985」、日信化学工業株式会社製、塩化ビニル樹脂(C-1)のガラス転移温度(Tg)が80℃、塩化ビニル樹脂(C-1)の粒子の体積平均粒子径が0.07μmであり、塩化ビニル樹脂(C-1)は可塑剤を実質的に含まないものである。)を用いた。
凝固剤としての硝酸カルシウムを、3.0重量%の割合でメタノールに溶解させることで、凝固剤溶液を調製した。
まず、上記にて得られた第1のディップ成形用ラテックス組成物を、温度30℃、48時間の条件にて、熟成(前加硫ともいう。)させた。次いで、手袋形状の繊維基材(材質:ナイロン、線密度:300デニール、ゲージ数:13ゲージ、厚み:0.8mm)を被せたセラミックス製手袋型を、上記にて調製した凝固剤溶液に5秒間浸漬し、凝固剤溶液から引き上げた後、温度30℃、1分間の条件で乾燥させた。その後、セラミックス製手袋型を、上記の第1のディップ成形用ラテックス組成物に5秒間浸漬し、第1のディップ成形用ラテックス組成物から引き上げた後、温度25℃、20分間の条件で乾燥させることで、繊維基材上に、第1のディップ層を形成した。
次いで、第1のディップ層を形成したセラミックス製手袋型を、上記の第2のディップ成形用ラテックス組成物に5秒間浸漬し、第2のディップ成形用ラテックス組成物から引き上げた後、温度30度、30分間の条件で乾燥させることで、第1のディップ層上に、第2のディップ層を形成した。
そして、得られた保護手袋(積層体)を用いて、オイルグリップ性、摩耗後のオイルグリップ性、および、耐オイル透過性の評価を行った。結果を表1に示す。
塩化ビニル樹脂(C-1)のラテックスに代えて、塩化ビニル樹脂(C-2)のラテックス(塩化ビニル樹脂(C-2)のガラス転移温度(Tg)が80℃、塩化ビニル樹脂(C-2)のK値が75、塩化ビニル樹脂(C-2)の粒子の体積平均粒子径が2μmであり、塩化ビニル樹脂(C-2)は可塑剤を実質的に含まないものである。)を使用した以外は、実施例1と同様にして、第2のディップ層を形成し、第1の重合体層の厚みが0.16mm、第2の重合体層の厚みが0.12mm、第1の重合体層と第2の重合体層との厚みの比(第2の重合体層の厚み/第1の重合体層の厚み)が0.75、第1の重合体層および第2の重合体層の合計の厚みが0.28mmの保護手袋(積層体)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
塩化ビニル樹脂(C-1)のラテックスに代えて、塩化ビニル樹脂(C-3)のラテックス(塩化ビニル樹脂(C-3)のガラス転移温度(Tg)が80℃、塩化ビニル樹脂(C-3)のK値が59、塩化ビニル樹脂(C-3)の粒子の体積平均粒子径が20μmであり、塩化ビニル樹脂(C-3)は可塑剤を実質的に含まないものである。)を使用した以外は、実施例1と同様にして、第2のディップ層を形成し、第1の重合体層の厚みが0.17mm、第2の重合体層の厚みが0.13mm、第1の重合体層と第2の重合体層との厚みの比(第2の重合体層の厚み/第1の重合体層の厚み)が0.76、第1の重合体層および第2の重合体層の合計の厚みが0.30mmの保護手袋(積層体)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
塩化ビニル樹脂(C-1)のラテックスに代えて、ポリスチレン樹脂(C-4)のラテックス(ポリスチレン樹脂(C-4)のガラス転移温度(Tg)が100℃、ポリスチレン樹脂(C-4)の粒子の体積平均粒子径が0.3μmであり、ポリスチレン樹脂(C-4)は可塑剤を実質的に含まないものである。)を使用した以外は、実施例1と同様にして、第2のディップ層を形成し、第1の重合体層の厚みが0.15mm、第2の重合体層の厚みが0.15mm、第1の重合体層と第2の重合体層との厚みの比(第2の重合体層の厚み/第1の重合体層の厚み)が1.00、第1の重合体層および第2の重合体層の合計の厚みが0.30mmの保護手袋(積層体)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
塩化ビニル樹脂(C-1)のラテックスに代えて、アクリルビーズ(C-5)のラテックス(アクリルビーズ(C-5)のガラス転移温度(Tg)が90℃、アクリルビーズ(C-5)の粒子の体積平均粒子径が6μmであり、アクリルビーズ(C-5)は可塑剤を実質的に含まないものである。)を使用した以外は、実施例1と同様にして、第2のディップ層を形成し、第1の重合体層の厚みが0.16mm、第2の重合体層の厚みが0.14mm、第1の重合体層と第2の重合体層との厚みの比(第2の重合体層の厚み/第1の重合体層の厚み)が0.88、第1の重合体層および第2の重合体層の合計の厚みが0.30mmの保護手袋(積層体)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
第2のディップ成形用ラテックス組成物を調製する際に、塩化ビニル樹脂(C-1)のラテックスを配合せず、ニトリル基含有共役ジエン系重合体(B-1)のラテックスの使用量を、重合体成分換算で100部に変更し、かつ、水溶性ポリマーとしてのカルボキシメチルセルロースの使用量を0.3部に変更した以外は、実施例1と同様にして、第2のディップ成形用ラテックス組成物を調製し、これを用いて第2のディップ層を形成することで、第1の重合体層の厚みが0.15mm、第2の重合体層の厚みが0.12mm、第1の重合体層と第2の重合体層との厚みの比(第2の重合体層の厚み/第1の重合体層の厚み)が0.80、第1の重合体層および第2の重合体層の合計の厚みが0.27mmの保護手袋(積層体)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(塩化ビニル樹脂ラテックスの調製)
塩化ビニル樹脂(C-2)のラテックスに、配合剤や水溶性ポリマーを添加せず、固形分濃度を調整することで、固形分濃度40重量%の塩化ビニル樹脂ラテックスを得た。
まず、上記にて得られた第1のディップ成形用ラテックス組成物を、温度30℃、48時間の条件にて、熟成(前加硫ともいう。)させた。次いで、手袋形状の繊維基材(材質:ナイロン、線密度:300デニール、ゲージ数:13ゲージ、厚み:0.8mm)を被せたセラミックス製手袋型を、上記にて調製した凝固剤溶液に5秒間浸漬し、凝固剤溶液から引き上げた後、温度30℃、1分間の条件で乾燥させた。その後、セラミックス製手袋型を、上記の第1のディップ成形用ラテックス組成物に5秒間浸漬し、第1のディップ成形用ラテックス組成物から引き上げた後、温度25℃、20分間の条件で乾燥させることで、繊維基材上に、第1のディップ層を形成した。
次いで、第1のディップ層を形成したセラミックス製手袋型を、上記にて調製した塩化ビニル樹脂ラテックスに5秒間浸漬し、塩化ビニル樹脂ラテックスから引き上げた後、温度30度、30分間の条件で乾燥させることで、第1のディップ層上に塩化ビニル樹脂ラテックスからなる、第2のディップ層を形成した。そして、第1のディップ層および第2のディップ層を形成したセラミックス製手袋型を、60℃の温水に90秒間浸漬して、ディップ層から水溶性の不純物を溶出させた後、温度30℃、10分間の条件で乾燥させ、さらに温度125℃、30分間の条件で熱処理を行う事で、架橋処理を施すことで、それぞれ第1の重合体層、第2の重合体層とした。次いで、第1の重合体層および第2の重合体層が形成された繊維基材をセラミックス製手袋型から剥がすことで、第1の重合体層の厚みが0.16mm、第2の重合体層の厚みが0.06mm、第1の重合体層と第2の重合体層との厚みの比(第2の重合体層の厚み/第1の重合体層の厚み)が0.38、第1の重合体層および第2の重合体層の合計の厚みが0.22mmの保護手袋(積層体)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(ポリスチレン樹脂ラテックスの調製)
ポリスチレン樹脂(C-4)のラテックスに、配合剤や水溶性ポリマーを添加せず、固形分濃度を調整することで、固形分濃度40重量%のポリスチレン樹脂ラテックスを得た。
第1のディップ工程を行わなかったこと、および、第2のディップ工程において、手袋形状の繊維基材(材質:ナイロン、線密度:300デニール、ゲージ数:13ゲージ、厚み:0.8mm)を被せたセラミックス製手袋型に、直接、第2のディップ成形用ラテックス組成物のディップを行ったこと以外は、実施例1と同様にして、厚み0.18mmの重合体層を有する保護手袋(積層体)を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
一方、第2の重合体層が、ガラス転移温度が10℃超の重合体(C)を含まない場合には、得られる積層体は、オイルグリップ性および摩耗後のオイルグリップ性に劣るものであった(比較例1)。
また、第1の重合体層上に、ガラス転移温度が10℃以下の共役ジエン系重合体(B)およびガラス転移温度が10℃超の重合体(C)を含む第2の重合体層を有さず、ガラス転移温度が10℃以下の重合体からなる層と、ガラス転移温度が10℃超の重合体からなる層とを別々に有する場合には、得られる積層体は、摩耗後のオイルグリップ性に劣るものであった(比較例2,3)。
さらに、重合体層を1層のみ有する場合には、得られる積層体は、耐オイル透過性に劣るものであった(比較例4)。
Claims (6)
- 基材と、前記基材上に積層された第1の重合体層と、前記第1の重合体層上に積層された第2の重合体層と、を有する積層体であって、
前記第1の重合体層が、ガラス転移温度が10℃以下の共役ジエン系重合体(A)を含み、
前記第2の重合体層が、ガラス転移温度が10℃以下の共役ジエン系重合体(B)、並びに、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、PTFE樹脂およびアクリル樹脂から選択される少なくとも一種の、ガラス転移温度が30℃以上200℃以下の重合体(C)を含む積層体。 - 前記共役ジエン系重合体(B)が、ニトリル基含有共役ジエン系重合体である請求項1に記載の積層体。
- 前記第2の重合体層を構成する重合体成分100重量%中における、前記共役ジエン系重合体(B)の含有量が20~99重量%である請求項1または2に記載の積層体。
- 前記重合体(C)のガラス転移温度が30℃以上150℃以下である請求項1~3のいずれかに記載の積層体。
- 前記重合体(C)のガラス転移温度が50℃以上200℃以下である請求項1~3のいずれかに記載の積層体。
- 基材上に、ガラス転移温度が10℃以下の共役ジエン系重合体(A)のラテックスを含む第1のラテックス組成物を含有するディップ層を形成する第1のディップ工程と、
前記第1のラテックス組成物を含有するディップ層を形成した基材上に、ガラス転移温度が10℃以下の共役ジエン系重合体(B)のラテックスおよびガラス転移温度が30℃以上200℃以下の重合体(C)のラテックスを含む第2のラテックス組成物を含有するディップ層を形成する第2のディップ工程と、を備える積層体の製造方法であって、
前記重合体(C)が、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂、PTFE樹脂およびアクリル樹脂から選択される少なくとも一種の樹脂である積層体の製造方法。
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