JP2004324034A - エラストマー組成物及び、相互貫入網目構造を有する手袋の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】環境保護の要求を満たすために、相互貫入網目構造を有するエラストマー物品を製造するためのエラストマー組成物を提供する。
【解決手段】エラストマー組成物は、ベースラテックスと、熱可塑性エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）共重合体ラテックスとを含む。前記ベースラテックスは、１つ、すなわちスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）ラテックス及びカルボキシル化スチレンブタジエンゴム（Ｃ−ＳＢＲ）ラテックスの少なくとも１つを含有する。相互貫入網目構造を有するエラストマー物品を製造する方法は、以下のステップを含んでいる。まず、そのようなエラストマー組成物に型を接触させる。次いで、前記型上のエラストマー組成物に加硫反応を行って、相互貫入網目構造を有するエラストマー物品を形成する。
【選択図】なし

Description

本発明は、エラストマー物品を製造するためのエラストマー組成物、より詳細には、相互貫入網目構造（inter penetrating network structure）を有するエラストマー物品を製造するためのエラストマー組成物に関する。また、本発明は、そのようなエラストマー物品を製造するための方法に関する。

従来の手袋は、ＰＶＣ材料を可塑剤と混合することにより製造される。そのような手袋が、例えば火事や焼却処分される場合に燃やされると、ＰＶＣ材料は酸化されて腐食性ガスや、ダイオキシン等の有毒ガスを生成する。そして、可塑剤は酸化されてさまざまな汚染物質を生成する。腐食性ガスは、吸い込むと肺水腫の原因となり、また、機器と接触すると機器の重大な被害の原因になると考えられている。また、ダイオキシンや汚染物質の一部は、環境ホルモン等の問題を引き起こす可能性がある。環境保護を考慮して、これらの従来の手袋は、競争を通して削減されてきている。従って、環境保護の要求を満たすために、改良手袋を開発する必要が常にある。

天然ゴムからなる手袋は、環境に優しいものであるとして知られているが、天然ゴム手袋のヤング率等の機械的特性は、満足のいくものではない。加えて、天然ゴムは、皮膚のかゆみ、ぜんそく及びショック症等の炎症の原因になるという不利益がある。

特許文献１には、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）ラテックスによって製造された手袋が記載されている。ＮＢＲ手袋は、公知の炎症の原因を含まず、また、化学溶媒に対して良好な耐性を有しているにもかかわらず、その商用アプリケーションは、高い製造コストのために制限される。

特許文献２には、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を用いることにより、手袋を製造する方法が記載されている。ＳＢＲ材料は、費用効果が良い。しかし、そのような手袋は、引張強さが劣り、引裂強さが低く、そして、そのような手袋の浸漬成型効果は満足のいくものではない。

特許文献３には、熱可塑性ブタジエンスチレンブタジエンブロックポリマーを使用することにより、手袋を製造する方法が記載されている。これらの商用アプリケーションは、そのような材料の柔軟性が低く、それらから手袋を製造するための方法が複雑なために制限される。
特表平９−５０５６１２号公報 特開昭５５−１６３２０２号公報 特表平７−５０６６４２号公報

本発明の目的は、環境保護の要求を満たすために、相互貫入網目構造を有するエラストマー物品を製造するためのエラストマー組成物を提供することである。

本発明の他の目的は、エラストマー組成物から、費用効果がよい、相互貫入網目構造を有するエラストマー物品を製造する方法を提供することである。

本発明の第１の実施形態において、手袋を製造するためのエラストマー組成物が提供される。エラストマー組成物は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）ラテックス及びカルボキシル化スチレンブタジエンゴム（Ｃ−ＳＢＲ）ラテックスの１つ又は少なくとも１つを含むベースラテックスと、熱可塑性エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）共重合体ラテックスとを含有する。

好ましくは、前記ＥＶＡ共重合体ラテックスに対する前記ベースラテックスの混合比率は、９９：１〜５：９５である。

好ましくは、前記ＥＶＡ共重合体ラテックスに対する前記ベースラテックスの混合比率は、９５：５〜４０：６０である。

好ましくは、前記ベースラテックスは、１モル％〜４０モル％のカルボキシレート基を含む。

好ましくは、前記ベースラテックスは、５モル％〜２０モル％のカルボキシレート基を含む。

さらに、前記組成物は、活性化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、強化剤、フィラー及び追加ラテックスからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤を含む。

好ましくは、前記活性化剤は、酸化亜鉛を、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の１重量％〜１０重量％含有する。

好ましくは、前記加硫剤は、硫黄、有機硫化物及びそれらの組み合わせたものを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の０．１重量％〜２重量％含有する。

好ましくは、前記加硫剤は、Ｎ−エチル−Ｎ−フェニルジチオカルバメート亜鉛、ジメチルジチオカルバメート亜鉛、ジエチルジチオカルバメート亜鉛、ジブチルジチオカルバメート亜鉛、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛、二硫化テトラメチル及びそれらを組み合わせたものからなる群から選択される少なくとも１つを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の０．５重量％〜１０重量％含有する。

好ましくは、前記老化防止剤は、フェノール化合物またはアミン化合物を、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の０．５重量％〜３重量％を含有する。

好ましくは、前記強化剤は、ナノスケールのモンモリロナイト、マイカ、クレー、ベントナイト、サポナイト、シリカ、酸化チタン、チタン酸カリウムウイスカー及びそれらを組み合わせたものからなる群から選択される少なくとも１つを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の２０重量％未満含有する。

好ましくは、前記フィラーは、光触媒、タルカムパウダー、炭酸カルシウム、酸化チタン、静電気防止剤、遠赤外線放射剤、顔料及びそれらの組み合わせたものからなる群から選択される少なくとも１つを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の２０重量％未満含有する。

好ましくは、前記追加ラテックスは、水溶性ポリウレタン、水溶性ニトリルゴムラテックス、アクリル樹脂ラテックス及びそれらを組み合わせたものを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の５０重量％未満含有する。

本発明の第２の実施形態において、エラストマー組成物が提供される。エラストマー組成物は、ラテックス混合物１００重量部と、活性化剤１〜１０重量部と、加硫剤０．１〜２重量部と、加硫促進剤０．５〜１０重量部とを含む。ラテックス混合物は、ベースラテックスと、熱可塑性エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）共重合体ラテックスとを含む。前記ベースラテックスは、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）ラテックス、又はカルボキシル化スチレンブタジエンゴム（Ｃ−ＳＢＲ）ラテックス、又はＳＢＲラテックスとＣ−ＳＢＲラテックスとの混合物を含み、前記ＥＶＡ共重合体ラテックスに対するベースラテックスの混合比率は９９：１〜５：９５である。

実施形態において、前記組成物は、さらに、老化防止剤０．５〜３重量部と、任意に強化剤２０重量部未満と、任意にフィラー２０重量部未満と、任意に追加ラテックス５０重量部未満とを含む。

本発明の第３の実施形態において、相互貫入網目構造を有するエラストマー物品を製造する方法が提供される。まず、ベースラテックスと、熱可塑性エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）共重合体ラテックスとを含み、前記ベースラテックスは、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）ラテックス、及び／又はカルボキシル化スチレンブタジエンゴム（Ｃ−ＳＢＲ）ラテックスを含むエラストマー組成物に、型が接触させられる。続いて、前記型上のエラストマー組成物に加硫反応が行われ、相互貫入網目構造を有するエラストマー物品が形成される。

実施形態において、この方法は、前記型を前記エラストマー組成物に接触させるステップの前に、さらに、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、アルキルアンモニウム及びそれらの組み合わせたものからなる群から選択される凝固剤の溶液に、前記型を浸漬するステップを含む。

実施形態において、この方法は、前記型を前記エラストマー組成物に接触させるステップの後、加硫反応を行う前に、さらに、前記型を表面処理するステップを含む。

実施形態において、前記型を表面処理するステップは、合成樹脂１０〜２０重量％と、アクリルスチレン樹脂１０〜２０重量％と、シリコン樹脂１〜１０重量％と、残部の水とを含む表面処理剤を使用することにより行われる。

実施形態において、前記相互貫入網目構造を有するエラストマー物品は、手袋である。

本発明の上記目的及び利益は、当業者にとって、次の詳細な説明を検討した後、容易に明らかとなるであろう。環境保護及び費用効果の要求を満たす目的は、相互貫入網目構造を有するエラストマー物品を製造するための本発明のエラストマー組成物及び方法によって達成することができる。本発明のエラストマー組成物を使用することにより製造された手袋は、優れた引張応力及び伸長を有し、良好な柔らかさ及び手触り感を使用者に提供することができる。本発明のエラストマー組成物を用いて製造された手袋は、優れた環境保護効果を有する。

本発明のエラストマー組成物は、ベースラテックスと、熱可塑性エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）共重合体ラテックスとを含んでいる。前記ベースラテックスは、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）ラテックス及びカルボキシル化スチレンブタジエンゴム（Ｃ−ＳＢＲ）ラテックスの少なくとも１つを含んでいる。いくつかの最適な添加剤、例えば、活性化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、強化剤、フィラー及び追加ラテックスは、製造されるエラストマー物品の望ましい特性を与えるために、エラストマー組成物に混合することができる。

加硫過程の間、前記エラストマー組成物のベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスは、以下に述べるように、エラストマー物品の相互貫入網目構造を形成するように架橋して、弾性及び伸展性等の優れたエラストマー特性を与える。より詳細には、優れた弾性及び伸展性によれば、前記エラストマー組成物から製造されたエラストマー物品は、使用者の動く部分及び動かない部分に対して、異なる伸縮度をもたらす。このようにして、使用者は、前記エラストマー物品が肌身にフィットすると感じることができる。

カルボキシル化スチレンブタジエンゴム（Ｃ−ＳＢＲ）ラテックスは、ＳＢＲの分子鎖にカルボキシレート基を導入することによって得られる。前記ベースラテックスは、カルボキシレート基１モル％〜４０モル％を含むことが好ましく、５モル％〜２０モル％を含むことがより好ましい。Ｃ−ＳＢＲラテックスの存在により、製造されたエラストマー物品の良好な浸漬成型効果を提供することができ、ＳＢＲラテックスの水素結合密度を増加させることができる。従って、エラストマー物品の引張強さ及び引裂強さを向上することができる。Ｃ−ＳＢＲ及び／又はＳＢＲラテックスとＥＶＡ共重合体ラテックスとの水素結合は、加硫の間増加されて、相互貫入網目構造の形成を促進する。さらにまた、ＥＶＡ共重合体ラテックスは、製造されたエラストマー物品の浸漬成型効果を増加することができ、このようにして、良好な柔らかさ及び手触り感を提供することができる。

上記ベースラテックスは、単独、または異なるカルボキシレート基を有する少なくとも２つのＣ−ＳＢＲラテックスとの混合物の状態で使用することができる。その他、ＳＢＲラテックスとＣ−ＳＢＲラテックスとを組み合わせて使用することができる。前記ＥＶＡ共重合体ラテックスに対する前記ベースラテックスの混合比率は、９９：１〜５：９５であるのが好ましく、９５：５〜４０：６０であるのがより好ましい。

本発明で使用される活性化剤は、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の１重量％〜１０重量％の酸化亜鉛でも良い。

前記加硫剤は、硫黄、有機硫化物及びそれらを組み合わせたものを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の０．１重量％〜２重量％含有する。

前記加硫剤は、加硫反応を促進するために使用され、例えば、Ｎ−エチル−Ｎ−フェニルジチオカルバメート亜鉛（ＰＸ）、ジメチルジチオカルバメート亜鉛（ＰＺ）、ジエチルジチオカルバメート亜鉛（ＥＺ）、ジブチルジチオカルバメート亜鉛（ＢＺ）、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛（ＭＺ）、二硫化テトラメチル及びそれらを組み合わせたものを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の０．５重量％〜１０重量％含有することができる。

前記老化防止剤は、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の０．５重量％〜３重量％のフェノール化合物またはアミン化合物であっても良い。

本発明で使用される強化剤は、例えば、ナノスケールのモンモリロナイト、マイカ、クレー、ベントナイト、サポナイト、シリカ、酸化チタン、チタン酸カリウムウイスカー及びそれらを組み合わせたものからなる群から選択される少なくとも１つを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の２０重量％未満含有する。

本発明で使用されるフィラーは、例えば、光触媒、タルカムパウダー、炭酸カルシウム、酸化チタン、静電気防止剤、遠赤外線放射剤、顔料及びそれらを組み合わせたものからなる群から選択される少なくとも１つを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の２０重量％未満含有する。

前記追加ラテックスは、例えば、水溶性ポリウレタン、水溶性ニトリルゴムラテックス（ＮＢＲ）、アクリル樹脂ラテックス及びそれらを組み合わせたものを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の５０重量％未満含有することができる。

上述した添加剤は、本発明のエラストマー組成物に、その分散効果を増加するように、分散剤を組み合わせて含めることができる。添加剤の種類にもよるが、そのような分散剤は、使用される添加剤の重量の０．３重量％〜１重量％の最適な界面活性剤とすることができる。

手袋を製造する方法を、以下に述べる。まず、手袋の型を、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、アルキルアンモニウム及びそれらを組み合わせたものを含む凝固剤の溶液に浸漬する。前記凝固剤が溶液から沈殿した後、前記手袋の型を取り出して乾燥する。次いで、前記手袋の型を本発明のエラストマー組成物中に浸漬し、取り出して乾燥する。任意に、前記手袋の型を、合成樹脂１０〜２０重量％と、アクリルスチレン樹脂１０〜２０重量％と、シリコン樹脂１〜１０重量％と、残部の水とを含む表面処理剤を用いることにより表面処理する。次いで、前記表面処理された型上のエラストマー組成物を、９０〜１８０℃の温度で数分から数百分間加硫する。加硫されたエラストマー組成物を冷却し、型から取り外した後、相互貫入網目構造を有する手袋が形成される。

本発明は、さらに、以下の実施例を参照して、より詳細に理解されるであろう。

（実施例１〜４：エラストマー組成物の調製）
４つのエラストマー組成物＃１〜＃４を、下の表１に示される組成によって調製した。それぞれの組成は、重量部によって表されている。

（手袋の調製）
４セットの手袋の型を、硝酸カルシウム０．５〜３５重量％を含有する水溶液中に浸漬する。硝酸カルシウムを前記溶液から沈殿させた後、前記手袋の型を取り出し、乾燥する。次いで、４セットの手袋の型を、実施例＃１〜＃４のエラストマー組成物中にそれぞれ浸漬する。次いで、これらの手袋の型を取り出し、乾燥する。任意に、前記手袋の型を、合成樹脂１５重量％と、アクリルスチレン樹脂１５重量％と、シリコン樹脂４重量％と、水６６重量％とを含む表面処理剤を用いて表面処理しても良い。次いで、表面処理された手袋の型上のエラストマー組成物に対し、１５０℃で１５分間の加硫を行う。加硫されたエラストマー組成物を冷却し、型から取り外した後、相互貫入網目構造を有する手袋が形成される。

（物理特性試験）
表２は、実施例の組成物＃１〜＃４で製造された手袋１〜４の物理特性の試験結果を示す。

表２の結果は、本発明のエラストマー組成物を使用することにより製造された手袋が、優れた引張応力及び伸長を有することを示す。このように、良好な柔らかさ及び手触り感を使用者に提供することができる。

（手袋の燃焼試験）
燃焼ガスの酸性度及びダイオキシンの含有量を測定するために、上記手袋の燃焼試験が行われた。

燃焼試験の結果は、燃焼ガスの酸性度が４．０〜４．６のｐＨ値を有し、ダイオキシンの含有量が約０ｎｇ／ｇであることを示す。その一方、市販のＰＶＣ手袋の燃焼ガスの酸性度はｐＨ約２．０であり、ダイオキシン含有量は約２５ｎｇ／ｇである。

上記結果は、本発明のエラストマー組成物を用いて製造された手袋が、優れた環境保護効果を有することを示す。

本発明は、最も実際的な好ましい実施例であると考えられるものについて説明されたが、本発明は、開示された実施例に限定される必要がないことが理解される。全ての修正と同様の構造とを包含するように、最も広い解釈と一致する添付の請求の範囲の精神と範囲内とに含まれるさまざまな修正と同様の処理とを保護することが意図される。

Claims (20)

1. 手袋を製造するためのエラストマー組成物であって、
   スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）ラテックス及びカルボキシル化スチレンブタジエンゴム（Ｃ−ＳＢＲ）ラテックスの１つまたは少なくとも１つを含むベースラテックスと、
   熱可塑性エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）共重合体ラテックスと、
   を含むことを特徴とするエラストマー組成物。
2. 前記ＥＶＡ共重合体ラテックスに対する前記ベースラテックスの混合比率は、９９：１〜５：９５であることを特徴とする請求項１記載の組成物。
3. 前記ＥＶＡ共重合体ラテックスに対する前記ベースラテックスの混合比率は、９５：５〜４０：６０であることを特徴とする請求項１記載の組成物。
4. 前記ベースラテックスは、１モル％〜４０モル％のカルボキシレート基を含むことを特徴とする請求項１記載の組成物。
5. 前記ベースラテックスは、５モル％〜２０モル％のカルボキシレート基を含むことを特徴とする請求項１記載の組成物。
6. さらに、活性化剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、強化剤、フィラー及び追加ラテックスからなる群から選択される少なくとも１つの添加剤を含むことを特徴とする請求項１記載の組成物。
7. 前記活性化剤は、酸化亜鉛を、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の１重量％〜１０重量％含有することを特徴とする請求項６記載の組成物。
8. 前記加硫剤は、硫黄、有機硫化物及びそれらの組み合わせたものを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の０．１重量％〜２重量％含有することを特徴とする請求項６記載の組成物。
9. 前記加硫剤は、Ｎ−エチル−Ｎ−フェニルジチオカルバメート亜鉛、ジメチルジチオカルバメート亜鉛、ジエチルジチオカルバメート亜鉛、ジブチルジチオカルバメート亜鉛、メルカプトベンゾチアゾール亜鉛、二硫化テトラメチル及びそれらを組み合わせたものからなる群から選択される少なくとも１つを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の０．５重量％〜１０重量％含有することを特徴とする請求項６記載の組成物。
10. 前記老化防止剤は、フェノール化合物又はアミン化合物を、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の０．５重量％〜３重量％含有することを特徴とする請求項６記載の組成物。
11. 前記強化剤は、ナノスケールのモンモリロナイト、マイカ、クレー、ベントナイト、サポナイト、シリカ、酸化チタン、チタン酸カリウムウイスカー及びそれらを組み合わせたものからなる群から選択される少なくとも１つを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の２０重量％未満含有することを特徴とする請求項６記載の組成物。
12. 前記フィラーは、光触媒、タルカムパウダー、炭酸カルシウム、酸化チタン、静電気防止剤、遠赤外線放射剤、顔料及びそれらの組み合わせたものからなる群から選択される少なくとも１つを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の２０重量％未満含有することを特徴とする請求項６記載の組成物。
13. 前記追加ラテックスは、水溶性ポリウレタン、水溶性ニトリルゴムラテックス、アクリル樹脂ラテックス及びそれらを組み合わせたものを、ベースラテックス及びＥＶＡ共重合体ラテックスのトータル重量の５０重量％未満含有することを特徴とする請求項６記載の組成物。
14. エラストマー組成物であって、
    ベースラテックスと、熱可塑性エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）共重合体ラテックスとを含み、前記ベースラテックスは、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）ラテックス、又はカルボキシル化スチレンブタジエンゴム（Ｃ−ＳＢＲ）ラテックス、又はＳＢＲラテックスとＣ−ＳＢＲラテックスとの混合物を含み、前記ＥＶＡ共重合体ラテックスに対するベースラテックスの混合比率は９９：１〜５：９５である、ラテックス混合物１００重量部と、
    活性化剤１〜１０重量部と、
    加硫剤０．１〜２重量部と、
    加硫促進剤０．５〜１０重量部と、
    を含むことを特徴とするエラストマー組成物。
15. さらに、老化防止剤０．５〜３重量部と、
    任意に、強化剤２０重量部未満と、
    任意に、フィラー２０重量部未満と、
    任意に、追加ラテックス５０重量部未満と、
    を含むことを特徴とする請求項１４記載の組成物。
16. 相互貫入網目構造を有するエラストマー物品を製造する方法であって、
    ベースラテックスと、熱可塑性エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）共重合体ラテックスとを含み、前記ベースラテックスは、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）ラテックス、及び／又はカルボキシル化スチレンブタジエンゴム（Ｃ−ＳＢＲ）ラテックスを含むエラストマー組成物を、型に接触させるステップと、
    前記型上のエラストマー組成物に加硫反応を行って、相互貫入網目構造を有するエラストマー物品を形成するステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
17. 前記型を前記エラストマー組成物に接触させるステップの前に、さらに、硝酸カルシウム、塩化カルシウム、アルキルアンモニウム及びそれらの組み合わせたものからなる群から選択される凝固剤の溶液に、前記型を浸漬するステップを含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
18. さらに、前記型を前記エラストマー組成物に接触させるステップの後、加硫反応を行う前に、前記型を表面処理するステップを含むことを特徴とする請求項１６記載の方法。
19. 前記型を表面処理するステップは、合成樹脂１０〜２０重量％と、アクリルスチレン樹脂１０〜２０重量％と、シリコン樹脂１〜１０重量％と、残部の水とを含む表面処理剤を使用することにより行われることを特徴とする請求項１８記載の方法。
20. 前記相互貫入網目構造を有するエラストマー物品は、手袋であることを特徴とする請求項１６記載の方法。