(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-08-07
(54)【発明の名称】ポリマーラテックス
(51)【国際特許分類】
C08F 8/14 20060101AFI20230731BHJP
C08F 220/44 20060101ALI20230731BHJP
C08F 236/06 20060101ALI20230731BHJP
C08K 3/22 20060101ALI20230731BHJP
C08L 13/02 20060101ALI20230731BHJP
C09D 121/02 20060101ALI20230731BHJP
B29C 41/14 20060101ALI20230731BHJP
B29C 65/00 20060101ALI20230731BHJP
【FI】
C08F8/14
C08F220/44
C08F236/06
C08K3/22
C08L13/02
C09D121/02
B29C41/14
B29C65/00
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023500996
(86)(22)【出願日】2021-06-25
(85)【翻訳文提出日】2023-03-02
(86)【国際出願番号】 MY2021050051
(87)【国際公開番号】W WO2022010341
(87)【国際公開日】2022-01-13
(31)【優先権主張番号】PI2020003518
(32)【優先日】2020-07-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】MY
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】517156791
【氏名又は名称】シントマー スンディリアン ブルハド
(74)【代理人】
【識別番号】110000109
【氏名又は名称】弁理士法人特許事務所サイクス
(72)【発明者】
【氏名】ウェイ チェンリ
(72)【発明者】
【氏名】ゴー イーファン
(72)【発明者】
【氏名】チャン チー フーン
【テーマコード(参考)】
4F205
4F211
4J002
4J038
4J100
【Fターム(参考)】
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4J100HE05
4J100JA01
4J100JA51
4J100JA57
(57)【要約】
本発明は、次の成分を含むポリマーラテックスに関する:(A)エチレン性不飽和モノマーの混合物のフリーラジカル乳化重合によって得られるラテックスポリマー(A)の粒子であって、複数の官能基(x)を含むラテックスポリマーの粒子;ならびに(B)β-ヒドロキシエステル結合、およびラテックスポリマー(A)上の官能基(x)と反応性の少なくとも1つの追加の官能基(y)を有する化合物。さらに本発明は、上記ポリマーラテックスの調製方法、その使用、浸漬成形方法、および上記ラテックスから得られた物品に関する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A) エチレン性不飽和モノマーの混合物のフリーラジカル乳化重合によって得られるラテックスポリマー(A)の粒子であって、複数の官能基(x)を含むラテックスポリマーの粒子;ならびに
(B) β-ヒドロキシエステル結合、およびラテックスポリマー(A)上の官能基(x)と反応性の少なくとも1つの追加の官能基(y)を有する化合物;
を含む、エラストマーフィルム作製用のポリマーラテックス。
【請求項2】
ラテックスポリマー(A)上の官能基(x)が、炭素-炭素二重結合を有する基、カルボン酸官能基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アセトアセチル基、第一級または第二級アミノ基、アセトキシ基、イソシアネート基、アルコキシシリル基、アルコキシ基、ジオキソラノン官能基およびそれらの組み合わせから選択される、請求項1に記載のラテックスポリマー。
【請求項3】
ラテックスポリマー(A)のためのモノマー組成物が下記のものを含む、請求項1または2に記載のラテックスポリマー:
(a) 15~99重量%の共役ジエン;
(b) 1~80重量%の、エチレン性不飽和ニトリル化合物から選択されるモノマー;
(c) 0~10重量%の、官能基(x)を有する共役ジエンとは異なるエチレン性不飽和化合物;
(d) 0~80重量%のビニル芳香族モノマー;および
(e) 0~65重量%のエチレン性不飽和酸のアルキルエステル、
ここで、重量パーセントは、モノマー混合物中のモノマーの総重量に基づく。
【請求項4】
(a) 共役ジエンは、ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-エチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエンおよびそれらの組み合わせから選択される;
(b) エチレン性不飽和ニトリル化合物は、(メタ)アクリロニトリル、α-シアノエチルアクリロニトリル、フマロニトリル、α-クロロニトリルおよびそれらの組み合わせから選択される;
(c) 官能基(x)を有する共役ジエンとは異なるエチレン性不飽和化合物は、
(c1) 少なくとも2つの異なるエチレン性不飽和基を有するエチレン性不飽和化合物、好ましくはアリル(メタ)アクリレートから選択される;
(c2) エチレン性不飽和酸およびそれらの塩、好ましくは、(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、エチレン性不飽和スルホン酸、エチレン性不飽和リン含有酸およびそれらの塩、ポリカルボン酸無水物、ポリカルボン酸部分エステルモノマー、エチレン性不飽和酸のカルボキシアルキルエステル、ならびにそれらの組み合わせから選択される;
(c3) ヒドロキシ官能性エチレン性不飽和化合物、好ましくはN-メチロールアクリルアミド、およびエチレン性不飽和酸のヒドロキシアルキルエステルから選択され、好ましくは2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートから選択される;
(c4) オキシラン官能性エチレン性不飽和化合物、好ましくはグリシジルメタクリレート;
(c5) アセトアセチル官能性エチレン性不飽和化合物、好ましくはアセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート;
(c6) 第一級または第二級アミノ基を有するエチレン性不飽和化合物、好ましくは(メタ)アクリルアミド、およびエチレン性不飽和酸のアミノアルキルエステルから選択される;
(c7) アセトキシ官能性エチレン性不飽和化合物、好ましくはジアセトンアクリルアミド;
(c8) イソシアネート官能性エチレン性不飽和化合物、好ましくは2-イソシアネートエチル(メタ)アクリレート;
(c9) アルコキシシリル官能性エチレン性不飽和化合物、好ましくはビニルトリメトキシシラン;
(c10) アルコキシ官能性エチレン性不飽和化合物、好ましくは2-メトキシエチル(メタ)アクリレート;
(c11) ジオキソラノン官能性エチレン性不飽和化合物、好ましくはグリセロールカーボネートメタクリレート;
およびこれらの組み合わせから選択される;
(d) ビニル芳香族モノマーは、スチレン、α-メチルスチレンおよびそれらの組み合わせから選択される;
(e) エチレン性不飽和酸のアルキルエステルは、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートから選択される;
ならびにこれらの組み合わせ;
ここで、ラテックスポリマー(A)のためのエチレン性不飽和モノマーの混合物は、任意に
(f) カルボン酸ビニル、好ましくは酢酸ビニル;
(g) 少なくとも2つの同一のエチレン性不飽和基を有するモノマー、好ましくはジビニルベンゼン、エチレングリコールジメタクリレートおよび1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレートから選択される;ならびに
それらの組み合わせ、から選択されるエチレン性不飽和モノマーを含む、
請求項3に記載のポリマーラテックス。
【請求項5】
ラテックスポリマー(a)用のエチレン性不飽和モノマーの混合物が下記のものを含む、請求項1~4のいずれか1項に記載のポリマーラテックス:
- 20~99重量%の共役ジエン、好ましくはブタジエン、イソプレンおよびそれらの組み合わせから選択され、より好ましくはブタジエン;
- 1~60重量%の、エチレン性不飽和ニトリル化合物から選択されるモノマー、好ましくはアクリロニトリル;
- 0~70重量%のビニル芳香族モノマー、好ましくはスチレン;
- 0~25重量%のC
1~C
8アルキル(メタ)アクリレート;
- 0.05~7重量%のエチレン性不飽和酸、好ましくは(メタ)アクリル酸;および
- 0~10重量%のビニルエステル:
ここで、重量パーセントは、モノマー混合物中のモノマーの総重量に基づく。
【請求項6】
ラテックスポリマー(A)上の官能基(x)と反応する化合物(B)中の官能基(y)が、炭素-炭素二重結合、エポキシ基、チオール基、ヒドロキシ基、第一級または第二級アミノ基、イソシアネート基、オキサゾリノ基、アジリジノ基、イミノ基、カルボジイミド基、グリコール基、エステル基、アセトキシ基、カルボン酸基、アルコキシシリル基、ジオキソラノン基、ヒドラジド基、およびそれらの組み合わせから選択される、請求項1~5のいずれか1項に記載のポリマーラテックス。
【請求項7】
化合物(B)中の官能基(y)が末端位置にある、請求項1~6のいずれか1項に記載のポリマーラテックス。
【請求項8】
請求項1~7のいずれか1項に記載のポリマーラテックスであって、
- 官能基(x)は炭素-炭素二重結合を有する基から選択され、官能基(y)は炭素-炭素二重結合を有する基およびチオール基から選択される;または
- 官能基(x)はカルボン酸官能基から選択され、官能基(y)はエポキシ基、チオール基、ヒドロキシ基、第一級または第二級アミノ基、イソシアネート基、オキサゾリノ基、アジリジノ基、イミノ基、カルボジイミド基、グリコール基、エステル基、およびアセトキシ基から選択される;または
- 官能基(x)はヒドロキシル基から選択され、官能基(y)はアルコキシシリル基、カルボン酸官能基、イソシアネート基、第一級または第二級アミノ基、およびエステル基から選択される;または
- 官能基(x)はエポキシ基から選択され、官能基(y)はカルボン酸官能基、ヒドロキシル基およびエステル基から選択される;または
- 官能基(x)はアセトアセチル基から選択され、官能基(y)は炭素-炭素二重結合を有する基、イソシアネート基および第一級または第二級アミノ基から選択される;または
- 官能基(x)は第一級または第二級アミノ基から選択され、官能基(y)はカルボン酸官能基、エポキシ基、エステル基およびジオキソラノン基から選択される;または
- 官能基(x)はアセトキシ基から選択され、官能基(y)はヒドラジド基および第一級または第二級アミノ基から選択される;または
- 官能基(x)はイソシアネート基から選択され、官能基(y)はカルボン酸官能基、ヒドロキシル基、第一級または第二級アミノ基およびチオール基から選択される;または
- 官能基(x)はアルコキシシリル基から選択され、官能基(y)はヒドロキシル基およびアルコキシシリル基から選択される;または
- 官能基(x)はアルコキシ基から選択され、官能基(y)はエステル基から選択される;または
- 官能基(x)はエステル基から選択され、官能基(y)はヒドロキシル基、カルボン酸基およびエステル基から選択される;または
- 官能基(x)はジオキソラノン基から選択され、官能基(y)は第一級または第二級アミノ基から選択される、ポリマーラテックス。
【請求項9】
化合物(B)が、グリセロールジメタクリレート(GDMA)、グリセロール1,3-ジグリセロレートジアクリレート(GDGDA)、3-(アクリロイルオキシ)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、ビスフェノールAグリセロレートジアクリレート、レブリン酸メタクリレート(KEMA)、グリセリルモノメタクリレート、脂肪酸変性グリシジルメタクリレートビスフェノールAグリセロレートジアクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、オイゲニル-2-ヒドロキシプロピルメタクリレートおよびそれらの組み合わせから選択される、請求項1~8のいずれか1項に記載のポリマーラテックス。
【請求項10】
ラテックスポリマー(A)および化合物(B)の総重量に基づいて、ラテックスポリマー(A)の粒子が、80~99.9重量%、好ましくは85~99.9重量%、より好ましくは90~99.5重量%、さらにより好ましくは92~99.5重量%、最も好ましくは95~99.2重量%の量で存在し、化合物(B)が、0.1~20重量%、好ましくは0.1~15重量%、より好ましくは0.5~10重量%、さらにより好ましくは0.5~8重量%、最も好ましくは0.8~5重量%の量で存在する、請求項1~9のいずれか1項に記載のポリマーラテックス。
【請求項11】
(i) 乳化重合プロセスにおいて、重合後に官能基(x)をもたらす少なくとも1つのモノマーを含むラテックスポリマー(A)用のエチレン性不飽和モノマーの混合物を重合させて、複数の官能基(x)を有するラテックスポリマー(A)の粒子を含むラテックスを得ること;および
(ii) β-ヒドロキシエステル結合、およびラテックスポリマー(A)上の官能基(x)と反応性である少なくとも1つの追加の官能基(y)を有する化合物(B)を添加すること;
を含むポリマーラテックスの調製方法。
【請求項12】
ラテックスポリマー(A)および/または化合物(B)および/またはそれらの相対量が、請求項1~10のいずれか1項のとおり定義される、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
エラストマー物品の製造のための、または基材、好ましくは布基材をコーティングもしくは含浸するための、請求項1~10のいずれか1項に記載のポリマーラテックスの使用。
【請求項14】
請求項1~10のいずれか1項に記載のポリマーラテックスと、任意に、硫黄加硫剤、硫黄加硫促進剤、多価カチオン、フリーラジカル開始剤およびこれらの組み合わせから選択される補助剤とを含む、浸漬成形品の製造に適した調合ラテックス組成物。
【請求項15】
硫黄加硫剤および硫黄加硫促進剤を含まず、任意に多価カチオンを含む、請求項14に記載の調合ラテックス組成物。
【請求項16】
(a) 請求項14または15に記載の調合ラテックス組成物を提供すること;
(b) 金属塩の溶液を含む凝固剤浴中に最終物品の所望の形状を有する型を浸漬すること;
(c) 凝固剤浴から型を取り出し、任意に型を乾燥させること;
(d) ステップ(a)の調合ラテックス組成物中にステップ(b)および(c)で処理した型を浸漬すること;
(e) 型の表面上にラテックスフィルムを凝固させること;
(f) ラテックスコーティング型を調合ラテックス組成物から取り出し、かつ任意にラテックスコーティング型を水浴中に浸漬すること;
(g) 任意にラテックスコーティング型を乾燥させること;
(h) ステップ(e)または(f)から得られたラテックスコーティング型を40℃~180℃の温度で熱処理すること、および/またはステップ(e)または(f)から得られたラテックスコーティング型をUV放射線に曝露すること;ならびに
(i) 型からラテックス物品を取り出すこと;
による浸漬成形品の製造方法。
【請求項17】
- 請求項1~10のいずれか1項に記載のポリマーラテックスから連続エラストマーフィルムを得ること;
- 任意に、連続エラストマーフィルムを熱処理すること、および/または連続エラストマーフィルムをUV放射線に曝露すること;
- 2つの別個の連続エラストマーフィルムを平行に並べること;
- 並べた連続エラストマーフィルムを予め選択された形状に切断/スタンピングして、予め選択された形状のエラストマーフィルムが重ね合わされた2つの層を得ること;
- 周辺部の少なくとも予め選択された部分で重ね合わされた層を一緒に接合して、エラストマー物品を形成すること;
を含むエラストマー物品の製造方法。
【請求項18】
前記接合は、好ましくはヒートシールおよび溶接から選択される熱的手段を使用することによって、もしくは接着によって、または熱的手段および接着の組み合わせによって行われる、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
請求項1~10のいずれか1項に記載のポリマーラテックスまたは請求項14もしくは15に記載の調合ラテックス組成物を使用することによって製造された物品。
【請求項20】
外科用手袋、検査用手袋、コンドーム、カテーテル、工業用手袋、布支持手袋、家庭用手袋、バルーンおよびチューブから選択される、請求項19に記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリマーラテックス、そのようなポリマーラテックスの調製方法、エラストマー物品の製造のためまたは基材のコーティングもしくは含浸のための上記ポリマーラテックスの使用、上記ポリマーラテックスを含む調合ラテックス組成物、エラストマー物品の製造方法、および上記ポリマーラテックスを使用して製造された物品に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリマーラテックスをベースとする物品を製造する技術分野では、一般に、高い引張強度を達成し、同時に、物品を形成するフィルムの高い伸びを達成して、物品に高い機械的強度および所望の柔軟性を提供することが望ましい。これは、外科用手袋にとって特に重要である。さらに、近年、ラテックスベースの物品に対して、アレルギー反応を示す人が増えていることが発見された。例えば、浸漬成形品などのラテックス製品の製造において過去に一般的に使用されている天然ゴムラテックスは、タンパク質、脂質および微量元素などの非ゴム成分を最大で5%含有する。天然ゴムラテックス製品の使用者は、天然ゴム製品中に残存する溶出可能なラテックスタンパク質によって引き起こされるI型過敏症を発症している。
【0003】
天然および人工的に製造されたポリマーラテックスは一般に、硫黄および硫黄含有促進剤を含む硫黄加硫システムを使用して架橋される。ゴム手袋製造におけるこれらの硫黄加硫システムの使用は、アレルギー性接触皮膚炎などのIV型過敏症の停滞を引き起こす可能性がある。
【0004】
その結果、従来技術では、硫黄加硫システムを回避するためのいくつかの試みがなされ、特に、最終製品の所望の機械的性質を得るために、以前に使用された硫黄含有促進剤を含む標準的な硫黄加硫システムを必要とせず浸漬成形品の製造に使用することができるポリマーラテックスを提供するための試みがなされた。
【0005】
米国特許第7,345,111号明細書は、アクリルポリマーエマルジョンおよびこのエマルジョンから形成された手袋に関する。ポリマーは、50~90重量%のアルキルアクリレートまたはアルキルメタクリレート、9~49重量%のビニルモノマーであって、そのホモポリマーが80℃以上のガラス転移温度を有するビニルモノマー、0.2~100重量%のカルボキシル基を有するビニルモノマー、および280以上の分子量を有するポリ(テトラメチレンエーテル)グリコールジグリシジルエーテルである0.1~5重量%の架橋性モノマーを含む合計100重量%のモノマー混合物の重合によって形成される。
【0006】
米国特許第8,975,351号明細書は、硫黄および加硫促進剤を含まないゴム手袋用のラテックス樹脂組成物を開示している。この組成物は、共役ジエンモノマー、エチレン性不飽和ニトリルモノマー、エチレン性不飽和酸モノマー、およびエチレン性不飽和ニトリルモノマーおよびエチレン性不飽和酸モノマーと共重合可能なエチレン性不飽和モノマー、ならびに2つ以上の反応性基を含む反応性化合物を含む。これらの化合物の例は、ポリエーテルグリコールジグリシジルエーテルである。
【0007】
同様に、米国特許出願公開第8,044,138号明細書は、構成モノマーとして、共役ジエンモノマー、エチレン性不飽和ニトリルモノマー、エチレン性不飽和酸モノマー、およびビニル基またはエポキシ基から選択される少なくとも1つの架橋性官能基を有する不飽和モノマーから調製されるカルボン酸変性ニトリルコポリマーラテックスを開示している。実施例において、グリシジルメタクリレートは、とりわけ、少なくとも1つの架橋性官能基を有するモノマーとして使用される。
【0008】
国際公開第2017/209596号は、2つの異なる種類のラテックス粒子を含む浸漬成形用途のためのポリマーラテックスを開示している。1つの種類のラテックス粒子はカルボキシル化されているが、第2の種類のラテックス粒子はオキシラン官能基を含有する。このラテックス組成物は、最終浸漬成形品に多くの利点を提供し、例えば、硫黄加硫を伴わない所望の機械的性質が達成され、工業用手袋用途に必要とされる耐溶剤性が改善し、ならびに全プロセス時間の低減およびエネルギー消費の低減の観点から浸漬成形品の経済的な製造が可能になる。さらに、本発明者らは、同時係属出願PCT/MY2019/000017に記載されているように、浸漬成形品を形成する際の架橋時に、カルボキシル化ラテックス上のカルボン酸官能基と第2のラテックス上のオキシラン官能基との間の反応が、得られるエラストマーフィルムの自己回復特性を提供するβ-ヒドロキシエステル結合をもたらすことを発見した。
【0009】
したがって、本発明の目的は、例えば国際公開第2017/209596号に記載されているポリマーラテックスの有利な特性を維持しながら、より柔らかいフィルムをもたらすポリマーラテックス組成物を提供することである。
【0010】
別の目的は、例えば国際公開第2017/209596号に記載されているポリマーラテックスの有利な特性を維持しながら、より経済的に製造することができるポリマーラテックス組成物を提供することである。
【0011】
別の目的は、例えば国際公開第2017/209596号に記載されているポリマーラテックスの有利な特性を維持しながら、増加したポットライフを有するポリマーラテックス組成物を提供することである。
【発明の概要】
【0012】
したがって、一態様によれば、本発明は、エラストマーフィルムの調製のためのポリマーラテックスに関するものであり、このポリマーラテックスは下記成分を含む:
(A) エチレン性不飽和モノマーの混合物のフリーラジカル乳化重合によって得られるラテックスポリマー(A)の粒子であって、複数の官能基(x)を含むラテックスポリマーの粒子;ならびに
(B) β-ヒドロキシエステル結合、およびラテックスポリマー(A)上の官能基(x)と反応性の少なくとも1つの追加の官能基(y)を有する化合物。
【0013】
さらなる態様によれば、本発明は、ポリマーラテックスの調製方法に関するものであり、この方法は下記ステップを含む:
(i) 乳化重合プロセスにおいて、重合後に官能基(x)をもたらす少なくとも1つのモノマーを含むラテックスポリマー(A)用のエチレン性不飽和モノマーの混合物を重合させて、複数の官能基(x)を有するラテックスポリマー(A)の粒子を含むラテックスを得ること;および
(ii) β-ヒドロキシエステル結合、およびラテックスポリマー(A)上の官能基(x)と反応性である少なくとも1つの追加の官能基(y)を有する化合物(B)を添加すること。
【0014】
本発明はさらに、物品の製造のための、または基材好ましくは布基材をコーティングもしくは含浸するための、上記で定義されたポリマーラテックスの使用に関する。
【0015】
本発明はさらに、上記で定義されたポリマーラテックスと、場合により硫黄加硫剤、硫黄加硫の促進剤、架橋剤、多価カチオンおよびそれらの組み合わせから選択される補助剤とを含む物品の製造に適した調合ラテックス組成物に関する。
【0016】
上述のように、本発明のポリマーラテックスは、必要とされる機械的性質を損なうことなく、硫黄加硫剤および硫黄加硫促進剤なしで首尾よく使用することができる。したがって、本発明の調合ラテックス組成物は、硫黄加硫剤および硫黄加硫促進剤を含まないことが好ましい。
【0017】
本発明はさらに、下記ステップによる浸漬成形品の製造方法に関する:
(a) 本発明による調合ラテックスを提供すること;
(b) 金属塩の溶液を含む凝固剤浴中に最終物品の所望の形状を有する型を浸漬すること;
(c) 凝固剤浴から型を取り出し、任意に型を乾燥させること;
(d) ステップ(a)の調合ラテックス組成物中にステップ(b)および(c)で処理した型を浸漬すること;
(e) 型の表面上にラテックスフィルムを凝固させること;
(f) ラテックスコーティング型を調合ラテックス組成物から取り出し、かつ任意にラテックスコーティング型を水浴中に浸漬すること;
(g) 任意にラテックスコーティング型を乾燥させること;
(h) ステップ(e)または(f)から得られたラテックスコーティング型を40℃~180℃の温度で熱処理すること、および/またはステップ(e)または(f)から得られたラテックスコーティング型をUV放射線に曝露すること;ならびに
(i) 型からラテックス物品を取り出すこと。
【0018】
本発明はまた、本発明によるポリマーラテックスまたは調合ラテックス組成物を使用して製造された物品に関する。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明は、下記成分を含むポリマーラテックスに関する:
(A) エチレン性不飽和モノマーの混合物のフリーラジカル乳化重合によって得られるラテックスポリマー(A)の粒子であって、複数の官能基(x)を含むラテックスポリマーの粒子;ならびに
(B) β-ヒドロキシエステル結合、およびラテックスポリマー(A)上の官能基(x)と反応性の少なくとも1つの追加の官能基(y)を有する化合物。
【0020】
ラテックスポリマー(A)上の適切な官能基(x)は、炭素-炭素二重結合を有する基、カルボン酸官能基、ヒドロキシル基、エポキシ基、アセトアセチル基、第一級または第二級アミノ基、アセトキシ基、イソシアネート基、アルコキシシリル基、アルコキシ基、ジオキソラノン官能基およびそれらの組み合わせから選択され得る。
【0021】
複数の官能基(x)を含むラテックスポリマー(A):
本発明に従って使用されるラテックスポリマー(A)は、当技術分野で公知の任意の好適なフリーラジカル乳化重合プロセスによって調製することができる。適切なプロセスパラメータは、以下に説明するものである。
【0022】
ラテックスポリマー(A)の調製に使用される不飽和モノマーおよびそれらの相対量は、ラテックスポリマー(A)上に複数の官能基(x)を提供する少なくとも1つのエチレン性不飽和モノマーをモノマー混合物が含む限り、特に重要ではない。共役ジエンおよびエチレン性不飽和ニトリル化合物を含むモノマー組成物は、浸漬成形用途に特に有用である。
【0023】
本発明によれば、ラテックスポリマー(A)のためのモノマー組成物は下記成分を含むことができる:
(a) 15~99重量%の共役ジエン;
(b) 1~80重量%の、エチレン性不飽和ニトリル化合物から選択されるモノマー;
(c) 0~10重量%の、共役ジエンとは異なる官能基(x)を有するエチレン性不飽和化合物;
(d) 0~80重量%のビニル芳香族モノマー;および
(e) 0~65重量%のエチレン性不飽和酸のアルキルエステル、
ここで、重量パーセントは、モノマー混合物中のモノマーの総重量に基づく。
【0024】
本発明によるラテックスポリマー(A)の調製に適した共役ジエンモノマーは、1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-クロロ-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエン、2,4-ヘキサジエン、1,3-オクタジエン、2-メチル-1,3-ペンタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ペンタジエン、3,4-ジメチル-1,3-ヘキサジエン、2,3-ジエチル-1,3-ブタジエン、4,5-ジエチル-1,3-オクタジエン、3-ブチル-1,3-オクタジエン、3,7-ジメチル-1,3,6-オクタトリエン、2-メチル-6-メチレン-1,7-オクタジエン、7-メチル-3-メチレン-1,6-オクタジエン、1,3,7-オクタトリエン、2-エチル-1,3-ブタジエン、2-アミル-1,3-ブタジエン、3,7-ジメチル-1,3,7-オクタトリエン、3,7-ジメチル-1,3,6-オクタトリエン、3,7,11-トリメチル-1,3,6,10-ドデカテトラエン、7,11-ジメチル-3-メチレン-1,6,10-ドデカトリエン、2,6-ジメチル-2,4,6-オクタトリエン、2-フェニル-1,3-ブタジエン、2-メチル-3-イソプロピル-1,3-ブタジエン、および1,3-シクロヘキサジエンから選択される共役ジエンモノマーを含む。1,3-ブタジエン、イソプレンおよびそれらの組み合わせは、好ましい共役ジエンである。1,3-ブタジエンは最も好ましいジエンである。典型的には、共役ジエンモノマーの量は、モノマーの総重量に基づいて、15~99重量%、好ましくは20~99重量%、より好ましくは30~75重量%、最も好ましくは40~70重量%の範囲である。したがって、共役ジエンは、ラテックスポリマー(A)用のエチレン性不飽和モノマーの総重量に基づいて、少なくとも15重量%、少なくとも20重量%、少なくとも22重量%、少なくとも24重量%、少なくとも26重量%、少なくとも28重量%、少なくとも30重量%、少なくとも32重量%、少なくとも34重量%、少なくとも36重量%、少なくとも38重量%、または少なくとも40重量%の量で存在し得る。
【0025】
したがって、共役ジエンモノマーは、95重量%以下、90重量%以下、85重量%以下、80重量%以下、78重量%以下、76重量%以下、74重量%以下、72重量%以下、70重量%以下、68重量%以下、66重量%以下、64重量%以下、62重量%以下、60重量%以下、58重量%以下、または56重量%以下の量で使用することができる。当業者は、明示的に開示された下限と上限のいずれかの間の任意の範囲が本明細書に開示されていることを理解するであろう。
【0026】
本発明において使用することができる不飽和ニトリルモノマーとしては、アセチル基または追加のニトリル基のいずれかによって置換されていてもよい、直鎖または分枝鎖配置で2~4個の炭素原子を含有する重合性不飽和脂肪族ニトリルモノマーが挙げられる。このようなニトリルモノマーとしては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α-シアノエチルアクリロニトリル、フマロニトリルおよびそれらの組み合わせが挙げられ、アクリロニトリルが最も好ましい。これらのニトリルモノマーは、ラテックスポリマー(A)用のエチレン性不飽和モノマーの総重量に基づいて、1~80重量%、好ましくは10~70重量%、または1~60重量%、およびより好ましくは15~50重量%、さらにより好ましくは20~50重量%、最も好ましくは23~43重量%の量で含まれ得る。
【0027】
したがって、不飽和ニトリルは、ラテックスポリマー(A)用のエチレン性不飽和モノマーの総重量に基づいて、少なくとも1重量%、5重量%、少なくとも10重量%、少なくとも12重量%、少なくとも14重量%、少なくとも16重量%、少なくとも18重量%、少なくとも20重量%、少なくとも22重量%、少なくとも24重量%、少なくとも26重量%、少なくとも28重量%、少なくとも30重量%、少なくとも32重量%、少なくとも34重量%、少なくとも36重量%、少なくとも38重量%、または少なくとも40重量%の量で存在し得る。
【0028】
したがって、不飽和ニトリルモノマーは、80重量%以下、75重量%以下、73重量%以下、70重量%以下、68重量%以下、66重量%以下、64重量%以下、62重量%以下、60重量%以下、58重量%以下、56重量%以下、54重量%以下、52重量%以下、50重量%以下、48重量%以下、46重量%以下、または44重量%以下の量で使用することができる。当業者は、明示的に開示された下限と上限のいずれかの間の任意の範囲が本明細書に開示されていることを理解するであろう。
【0029】
本発明に係るラテックスポリマー(A)の調製用モノマー組成物において、官能基(x)を有するエチレン性不飽和化合物であって共役ジエンとは異なるものは、下記のものから選択することができる;
(c1) 少なくとも2つの異なるエチレン性不飽和基を有するエチレン性不飽和化合物;
(c2) エチレン性不飽和酸およびその塩;
(c3) ヒドロキシ官能性エチレン性不飽和化合物;
(c4) オキシラン官能性エチレン性不飽和化合物;
(c5) アセトアセチル官能性エチレン性不飽和化合物;
(c6) 第一級または第二級アミノ基を有するエチレン性不飽和化合物;
(c7) アセトキシ官能性エチレン性不飽和化合物;
(c8) イソシアネート官能性エチレン性不飽和化合物;
(c9) アルコキシシリル官能性エチレン性不飽和化合物;
(c10) アルコキシ官能性エチレン性不飽和化合物;
(c11) ジオキソラノン官能性エチレン性不飽和化合物;
およびこれらの組み合わせ。
【0030】
少なくとも2つの異なるエチレン性不飽和基を有する適切なエチレン性不飽和化合物(c1)は、アリル(メタ)アクリレートおよびビニル(メタ)アクリレートから選択され得る。
【0031】
適切なエチレン性不飽和酸(c2)およびその塩は、エチレン性不飽和カルボン酸モノマー、エチレン性不飽和スルホン酸モノマー、エチレン性不飽和リン含有酸モノマーから選択され得る。本発明での使用に適したエチレン性不飽和カルボン酸モノマーとしては、モノカルボン酸モノマーおよびジカルボン酸モノマー、ジカルボン酸のモノエステル、ならびに2-カルボキシエチル(メタ)アクリレートなどのエチレン性不飽和酸のカルボキシアルキルエステルが挙げられる。本発明を実施するには、3~5個の炭素原子を含有する、エチレン性不飽和脂肪族モノもしくはジカルボン酸または無水物を使用することが好ましい。モノカルボン酸モノマーの例としてはアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸が挙げられ、ジカルボン酸モノマーの例としてはフマル酸、イタコン酸、マレイン酸および無水マレイン酸が挙げられる。他の適切なエチレン性不飽和酸の例としては、酢酸ビニル、乳酸ビニル、ビニルスルホン酸、2-メチル-2-プロペン-1-スルホン酸、スチレンスルホン酸、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸およびそれらの塩が挙げられる。(メタ)アクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸およびそれらの組み合わせが特に好ましい。
【0032】
エチレン性不飽和スルホン酸モノマーの例:ビニルスルホン酸、フェニルビニルスルホン酸、4-ビニルベンゼンスルホン酸ナトリウム、2-メチル-2-プロペン-1-スルホン酸、4-スチレンスルホン酸、3-アリルオキシ-2-ヒドロキシ-1-プロパンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチル-1-プロパンスルホン酸およびそれらの塩。
【0033】
エチレン性不飽和リン含有酸モノマーの例:ビニルホスホン酸、ジメチルビニルホスホネート、ジエチルビニルホスホネート、ジエチルアリルホスホネート、アリルホスホン酸およびそれらの塩。
【0034】
好適なヒドロキシ官能性エチレン性不飽和化合物(c3)は、N-メチロールアクリルアミド、およびエチレン性不飽和酸のヒドロキシアルキルエステルから選択することができる。
【0035】
本発明によるポリマーラテックスを調製するために使用することができるヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマーとしては、エチレンオキシド、プロピレンオキシドおよびより高級のアルキレンオキシドまたはそれらの混合物をベースとするヒドロキシアルキルアクリレートモノマーおよびヒドロキシアルキルメタクリレートモノマーが挙げられる。例えば、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレートおよびヒドロキシブチルアクリレートが挙げられる。好ましくは、ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートモノマーは2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートである。
【0036】
好適なオキシラン官能性エチレン性不飽和モノマー(c4)は、グリシジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテル、ビニルシクロヘキセンオキシド、リモネンオキシド、2-エチルグリシジルアクリレート、2-エチルグリシジルメタクリレート、2-(n-プロピル)グリシジルアクリレート、2-(n-プロピル)グリシジルメタクリレート、2-(n-ブチル)グリシジルアクリレート、2-(n-ブチル)グリシジルメタクリレート、グリシジルメチルメタクリレート、グリシジルアクリレート、(3’,4’-エポキシヘプチル)-2-エチルアクリレート、(3’,4’-エポキシヘプチル)-2-エチルメタクリレート、(6’,7’-エポキシヘプチル)アクリレート、(6’,7’-エポキシヘプチル)メタクリレート、アリル-3,4-エポキシヘプチルエーテル、6,7-エポキシヘプチルアリルエーテル、ビニル-3,4-エポキシヘプチルエーテル、3,4-エポキシヘプチルビニルエーテル、6,7-エポキシヘプチルビニルエーテル、o-ビニルベンジルグリシジルエーテル、m-ビニルベンジルグリシジルエーテル、p-ビニルベンジルグリシジルエーテル、3-ビニルシクロヘキセンオキシド、α-メチルグリシジルメタクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートおよびそれらの組み合わせから選択することができる。グリシジル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
【0037】
好適なアセトアセチル官能性エチレン性不飽和化合物(c5)は、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、アセトアセトキシプロピル(メタ)アクリレート、アリルアセトアセテート、アセトアセトキシブチル(メタ)アクリレート、2,3-ジ(アセトアセトキシ)プロピル(メタ)アクリレート、(2-アセトアセトアミド-2-メチルプロピル)(メタ)アクリレート、3-(メタアクリロイルオキシ)-2,2-ジメチルプロピル-3-オキソブタノエート、3-(メタアクリロイルオキシ)-2,2,4,4-テトラメチルシクロブチル-3-オキソブタノエート、l-((メタ)アクリロイルオキシ)-2,2,4-トリメチルペンタン-3-イル-3-オキソブタノエート、(4-((メタ)アクリロイルオキシメチル)シクロヘキシル)メチル-3-オキソブタノエートから選択することができる。
【0038】
第一級または第二級アミノ基を有する適切なエチレン性不飽和化合物(c6)は、(メタ)アクリルアミド、アルキル(メタ)アクリルアミド、例えばN-エチル(メタ)アクリルアミド、N-tert-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-フェニル(メタ)アクリルアミド、N-(イソブトキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N-プロピル(メタ)アクリルアミド、エチレン性不飽和酸のアミノアルキルエステル、例えば2-アミノエチル(メタ)アクリレート、N-(3-アミノプロピル)(メタ)アクリルアミド塩酸塩、2-アミノエチル(メタ)アクリルアミド塩酸塩、(2-(N-tert-ブトキシカルボニルアミノ)エチル(メタ)アクリレート、およびN-3-(ジメチルアミノ)プロピル(メタ)アクリルアミドから選択することができる。
【0039】
適切なアセトキシ官能性エチレン性不飽和化合物(c7)は、ジアセトンアクリルアミドから選択することができる。
【0040】
好適なイソシアネート官能性エチレン性不飽和化合物(c8)は、2-イソシアネートエチル(メタ)アクリレート、アリルイソシアネート、ビニルイソシアネート、3-イソプロペニル-α,α-ジメチルベンジルイソシアネートから選択することができる。
【0041】
好適なアルコキシシリル官能性エチレン性不飽和化合物(c9)は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランおよび3-メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランから選択することができる。
【0042】
好適なアルコキシ官能性エチレン性不飽和化合物(c10)は、N-メトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-n-ブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-イソブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、2-エトキシエチル(メタ)アクリレート、2-ブトキシエチル(メタ)アクリレート、およびメトキシエトキシエチルアクリレートから選択することができる。好ましいアルコキシ官能性エチレン性不飽和化合物は、エトキシエチルアクリレートおよびメトキシエチルアクリレートである。
【0043】
適切なジオキソラノン官能性エチレン性不飽和化合物(c11)は、グリセロールカーボネート(メタ)アクリレートおよび4-ビニル-1,3-ジオキソラン-2-オン(ビニルエチレンカーボネート)から選択することができる。
【0044】
モノマー(c)は、本発明による化合物(B)上の官能基(y)と反応性である官能基(x)を提供する。さらに、それらの極性のために、それらは、ポリマー分散液の特性に影響を及ぼし得る。これにより、これらのモノマーの種類および量が決定される。典型的には、そのような量は、ラテックスポリマー(a)用のエチレン性不飽和モノマーの総重量に基づいて、0.05~10重量%、特に0.1~10重量%、または0.5~7重量%、好ましくは0.1~9重量%、より好ましくは0.1~8重量%、さらにより好ましくは1~7重量%、最も好ましくは2~7重量%である。したがって、エチレン性不飽和酸化合物(c)は、少なくとも0.01重量%、少なくとも0.05重量%、少なくとも0.1重量%、少なくとも0.3重量%、少なくとも0.5重量%、少なくとも0.7重量%、少なくとも0.9重量%、少なくとも1重量%、少なくとも1.2重量%、少なくとも1.4重量%、少なくとも1.6重量%、少なくとも1.8重量%、少なくとも2重量%、少なくとも2.5重量%、または少なくとも3重量%の量で存在し得る。同様に、エチレン性不飽和化合物(c)は、ラテックスポリマー(A)用のエチレン性不飽和モノマーの総重量に基づいて、10重量%以下、9.5重量%以下、9重量%以下、8.5重量%以下、8重量%以下、7.5重量%以下、7重量%以下、6.5重量%以下、6重量%以下、5.5重量%以下、または5重量%以下の量で存在し得る。当業者は、明示的に開示された下限および明示的に開示された上限によって規定される任意の範囲が本明細書で開示されることを理解するであろう。
【0045】
ビニル芳香族モノマーの代表例としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、p-tert-ブチルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、2-エチルスチレン、3-エチルスチレン、4-エチルスチレン、2,4-ジイソプロピルスチレン、2,4-ジメチルスチレン、4-t-ブチルスチレン、5-t-ブチル-2-メチルスチレン、2-クロロスチレン、3-クロロスチレン、4-クロロスチレン、4-ブロモスチレン、2-メチル-4,6-ジクロロスチレン、2,4-ジブロモスチレン、ビニルナフタレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン、1,1-ジフェニルエチレン、置換1,1-ジフェニルエチレン、1,2-ジフェニルエテン、および置換1,2-ジフェニルエチレンが挙げられる。1種以上のビニル芳香族化合物の混合物も使用することができる。好ましいモノマーはスチレンおよびα-メチルスチレンである。ビニル芳香族化合物は、ラテックスポリマー(A)用のエチレン性不飽和モノマーの総重量に基づいて、0~80重量%、または0~70重量%、または0~50重量%、好ましくは0~40重量%、より好ましくは0~25重量%、さらにより好ましくは0~15重量%、最も好ましくは0~10重量%の範囲で使用することができる。したがって、ビニル芳香族化合物は、ラテックスポリマー(A)用のエチレン性不飽和モノマーの総重量に基づいて、80重量%以下、75重量%以下、60重量%以下、50重量%以下、40重量%以下、35重量%、30重量%以下、25重量%以下、20重量%以下、18重量%以下、16重量%以下、14重量%以下、12重量%以下、10重量%以下、8重量%以下、6重量%以下、4重量%以下、2重量%以下、または1重量%以下の量で存在することができる。ビニル芳香族化合物はまた、完全に存在しなくてもよい。
【0046】
本発明に従って使用されるエチレン性不飽和酸の好適なアルキルエステルとしては、アルキル基が1~20個の炭素原子を有する(メタ)アクリル酸のn-アルキルエステル、イソアルキルエステルまたはtert-アルキルエステル、およびメタクリル酸とネオ酸(バーサチック酸、ネオデカン酸またはピバル酸など)のグリシジルエステルとの反応生成物が挙げられる。
【0047】
概して、(メタ)アクリル酸の好ましいアルキルエステルは、C1-C10アルキル(メタ)アクリレート、好ましくはC1-C8-アルキル(メタ)アクリレートから選択することができる。このようなアクリレートモノマーの例としては、n-ブチルアクリレート、第二ブチルアクリレート、エチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、tert-ブチルアクリレート、2-エチル-ヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、4-メチル-2-ペンチルアクリレート、2-メチルブチルアクリレート、メチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレートおよびセチルメタクリレートが挙げられる。メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレートおよびこれらの組み合わせが好ましい。
【0048】
典型的には、エチレン性不飽和酸のアルキルエステルは、ラテックスポリマー(A)用のエチレン性不飽和モノマーの総重量に基づいて、65重量%以下、60重量%以下、55重量%以下、50重量%以下、45重量%以下、40重量%以下、35重量%以下、30重量%以下、25重量%以下、20重量%以下、18重量%以下、16重量%以下、14重量%以下、12重量%以下、10重量%以下、8重量%以下、6重量%以下、4重量%以下、2重量%以下、または1重量%以下の量で存在することができる。
【0049】
さらに、本発明によるラテックスポリマー(A)のためのエチレン性不飽和モノマーの混合物は、上記で定義されたモノマーとは異なる追加のエチレン性不飽和モノマーを含むことができる。これらのモノマーは、ビニルエステル、および2つの同一のエチレン性不飽和基を有するモノマーから選択することができる。
【0050】
本発明に従って使用することができるビニルエステルモノマーとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニル、ビニル-2-エチルヘキサノエート、ステアリン酸ビニル、およびバーサチック酸のビニルエステルが挙げられる。本発明で使用するのに最も好ましいビニルエステルモノマーは酢酸ビニルである。典型的には、ビニルエステルモノマーは、ラテックスポリマー(a)用のエチレン性不飽和モノマーの総重量に基づいて、18重量%以下、16重量%以下、14重量%以下、12重量%以下、10重量%以下、8重量%以下、6重量%以下、4重量%以下、2重量%以下、または1重量%以下の量で存在することができる。
【0051】
さらに、少なくとも2つの同一のエチレン性不飽和基を有するモノマーは、エチレン性不飽和モノマーの総重量に基づいて、0~6.0重量%、好ましくは0.1~3.5重量%の量で、本発明のポリマーラテックスの調製のためのモノマー混合物中に存在することができる。典型的には、これらのモノマーは、エチレン性不飽和モノマーの総重量に基づいて、6重量%以下、4重量%以下、2重量%以下、1重量%以下の量で存在することができる。ポリマー(ここでは多官能性モノマーとして知られる)において内部架橋および分岐を提供することができる適切な二官能性モノマーは、ジビニルベンゼンならびにジアクリレートおよびジ(メタ)アクリレートから選択することができる。例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、およびジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。少なくとも2つのエチレン性不飽和基を有するモノマーは、好ましくはジビニルベンゼン、1,2-エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレートおよび1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレートから選択される。
【0052】
本発明によれば、ラテックスポリマー(A)の調製のための上記で定義されたモノマーの量は、合計で100重量%になり得る。
【0053】
ラテックスポリマー(A)のためのエチレン性不飽和モノマーの混合物は下記成分からなり得る:
- 20~99重量%の共役ジエン、好ましくはブタジエン、イソプレンおよびそれらの組み合わせから選択され、より好ましくはブタジエン;
- 1~60重量%の、エチレン性不飽和ニトリル化合物から選択されるモノマー、好ましくはアクリロニトリル;
- 0~70重量%のビニル芳香族モノマー、好ましくはスチレン;
- 0~25重量%のC1~C8アルキル(メタ)アクリレート;
- 0.05~7重量%のエチレン性不飽和酸、好ましくは(メタ)アクリル酸;および
- 0~10重量%のビニルエステル:
ここで、重量パーセントは、混合物中に存在する総モノマーに基づく。
【0054】
本発明のポリマーラテックスの調製方法:
本発明によるラテックスポリマー(A)は、本明細書に規定されるモノマー混合物が使用されることを条件として、当業者に公知の任意の乳化重合プロセスによって作製することができる。欧州特許出願公開第792891号明細書に記載されているプロセスが特に好適である。
【0055】
本発明のラテックスポリマー(A)を調製するための乳化重合では、シードラテックスを採用してもよい。当業者に公知の任意のシード粒子を使用することができる。
【0056】
シードラテックス粒子は好ましくは、オキシラン官能性ラテックス粒子(b)のような、シード粒子を作製するためのものを含むポリマーラテックスに使用される全エチレン性不飽和モノマー100重量部に対して、0.01~10、好ましくは1~5重量部の量で存在する。したがって、シードラテックス粒子の量の下限は、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4または2.5重量部とすることができる。上記量の上限は、10、9、8、7、6、5.5、5、4.5、4、3.8、3.6、3.4、3.3、3.2、3.1または3重量部とすることができる。当業者は、明示的に開示された下限および上限のいずれかによって形成される任意の範囲が本明細書に明示的に包含されることを理解するであろう。
【0057】
上述のポリマーラテックスの調製方法は、0~130℃、好ましくは0~100℃、特に好ましくは5~70℃、極めて特に好ましくは5~60℃の温度で、1種以上の乳化剤の存在下または不存在下で、1種以上のコロイドの存在下または不存在下で、かつ1種以上の開始剤の存在下で行うことができる。温度はそれらの間の全ての値および下位値を含み、特に5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120および125℃を含む。
【0058】
本発明を実施する際に使用することができる開始剤には、重合の目的に有効な水溶性および/または油溶性の開始剤が含まれる。代理的な開始剤は技術分野において周知であり、例えば、アゾ化合物(例えば、AIBN、AMBNおよびシアノ吉草酸など)、無機ペルオキシ化合物(例えば、過酸化水素、ペルオキシ二硫酸ナトリウム、ペルオキシ二硫酸カリウムおよびペルオキシ二硫酸アンモニウム)、ペルオキシカーボネートおよびペルオキシボレート、有機ペルオキシ化合物(例えば、アルキルヒドロペルオキシド、ジアルキルペルオキシド、アシルヒドロペルオキシドおよびジアシルペルオキシド)、エステル(例えば、過安息香酸第三ブチル)、ならびに無機開始剤および有機開始剤の組み合わせが挙げられる。
【0059】
開始剤は、所望の速度で重合反応を開始するのに十分な量で使用される。一般に、開始剤の量は、全ポリマーの重量に基づいて、0.01~5重量%、好ましくは0.1~4重量%で十分である。開始剤の量は、ポリマーの総重量に基づいて0.01~2重量%であることが最も好ましい。開始剤の量はそれらの間の全ての値および下位値を含み、ポリマーの総重量に基づいて、特に0.01、0.1、0.5、1、1.5、2、2.5、3、4および4.5重量%を含む。
【0060】
上記の無機ペルオキシ化合物および有機ペルオキシ化合物はまた、当技術分野で周知のように、単独で、または1種以上の適切な還元剤と組み合わせて使用され得る。言及され得るこのような還元剤の例は、二酸化硫黄、アルカリ金属ジサルファイト、アルカリ金属およびアンモニウムのヒドロゲンサルファイト、チオサルフェート、ジチオナイトおよびホルムアルデヒドスルホキシレート、ヒドロキシルアミン塩酸塩、ヒドラジンサルフェート、硫酸鉄(II)、銅ナフテネート、グルコース、メタンスルホン酸ナトリウムのようなスルホン酸化合物、ジメチルアニリンのようなアミン化合物、ならびにアスコルビン酸である。還元剤の量は、重合開始剤の重量部当たり0.03~10重量部であることが好ましい。
【0061】
ラテックス粒子を安定化するのに適した界面活性剤または乳化剤には、重合プロセスのための従来の界面活性剤が含まれる。界面活性剤は、水相および/またはモノマー相に添加することができる。シード法における界面活性剤の有効量は、粒子のコロイドとしての安定化、粒子間の接触の最小化および凝集の防止をサポートするために選択された量である。非シード法では、界面活性剤の有効量は、粒径に影響を及ぼすために選択された量である。
【0062】
代表的な界面活性剤としては、例えば、飽和およびエチレン性不飽和スルホン酸またはそれらの塩が挙げられ、例えば、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸などの不飽和炭化水素スルホン酸およびそれらの塩;p-スチレンスルホン酸、イソプロペニルベンゼンスルホン酸、ビニルオキシベンゼンスルホン酸などの芳香族炭化水素酸およびそれらの塩;アクリル酸およびメタクリル酸のスルホアルキルエステル、例えば、スルホエチルメタクリレートおよびスルホプロピルメタクリレートおよびそれらの塩ならびに2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸およびその塩;アルキル化ジフェニルオキシドジスルホネート、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スルホコハク酸ナトリウムのジヘキシルエステル、スルホン酸ナトリウムアルキルエステル、エトキシル化アルキルフェノール、およびエトキシル化アルコール;ならびに脂肪アルコール(ポリ)エーテルスルフェートである。
【0063】
界面活性剤の種類および量は、典型的には粒子の数、それらのサイズおよびそれらの組成によって支配される。典型的には、界面活性剤は、モノマーの総重量に基づいて、0~20、好ましくは0~10、より好ましくは0~5重量%の量で使用される。界面活性剤の量はそれらの間の全ての値および下位値を含み、モノマーの総重量に基づいて、特に0、0.1、0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18および19重量%を含む。本発明の一実施形態によれば、重合は、界面活性剤を使用せずに行われる。
【0064】
上記の界面活性剤の代わりに、またはそれに加えて、様々な保護コロイドを使用することもできる。好適なコロイドとしては、部分アセチル化ポリビニルアルコール、カゼイン、ヒドロキシエチルデンプン、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、多糖類および分解多糖類、ポリエチレングリコールならびにアラビアゴムなどのポリヒドロキシ化合物が挙げられる。好ましい保護コロイドは、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロースである。一般に、これらの保護コロイドは、モノマーの総重量に基づいて、0~10、好ましくは0~5、より好ましくは0~2重量部の含有量で使用される。保護コロイドの量はそれらの間の全ての値および下位値を含み、モノマーの総重量に基づいて、特に1、2、3、4、5、6、7、8および9重量%を含む。
【0065】
当業者は、極性官能基を有するモノマー、界面活性剤および保護コロイドの種類および量が、本発明によるポリマーラテックスを浸漬成形用途に適したものにするように選択されることを理解するであろう。したがって、本発明のポリマーラテックス組成物は、CaCl2での30mmol/l未満、好ましくは25mmol/l未満、より好ましくは20mmol/l未満、最も好ましくは10mmol/l未満の臨界凝集濃度として決定される一定の最高電解質安定性(pH10および23℃で組成物の全固形分0.1%について測定)を有することが好ましい。
【0066】
電解質の安定性が高すぎると、浸漬成形プロセスでポリマーラテックスを凝集させることが困難になり、その結果、浸漬型上にポリマーラテックスの連続フィルムが形成されないか、または得られる製品の厚さが不均一になる。
【0067】
ポリマーラテックスの電解質安定性を適切に調整することは、当業者のルーチンの範囲内である。電解質安定性は、一定の異なる要因、例えば、ポリマーラテックスを製造するために使用されるモノマー(特に極性官能基を含有するモノマー)の量および選択、ならびに安定化系(例えば、ポリマーラテックスを製造するための乳化重合プロセス)の選択および量に依存する。安定化系は、界面活性剤および/または保護コロイドを含有することができる。
【0068】
当業者は、本発明のポリマーラテックスを製造するための選択されたモノマーおよびそれらの相対量に応じて、本発明による電解質安定性を達成するために安定化系を調整することができる。
【0069】
電解質の安定性には非常に多くの異なる影響があるので、試行錯誤の実験によって調整を行うのが最良である。しかし、これは、上記に開示したように、電解質安定性用の試験方法を使用して、不適切な労力なしに容易に行うことができる。
【0070】
乳化重合は、さらに緩衝物質およびキレート剤の存在下で実施することがしばしば推奨される。適切な物質は例えば、アルカリ金属のリン酸塩およびピロリン酸塩(緩衝物質)、ならびにキレート化剤としてのエチレンジアミン四酢酸(EDTA)またはヒドロキシル-2-エチレンジアミン三酢酸(HEEDTA)のアルカリ金属塩である。緩衝物質およびキレート剤の量は、通常、モノマーの総量に基づいて0.001~1.0重量%である。
【0071】
さらに、乳化重合において連鎖移動剤(調節剤)を使用することが有利であり得る。典型的な試薬は、例えば、チオエステル、2-メルカプトエタノール、3-メルカプトプロピオン酸およびC1-C12アルキルメルカプタンなどの有機硫黄化合物であり、n-ドデシルメルカプタンおよびt-ドデシルメルカプタンが好ましい。連鎖移動剤の量は、存在する場合、使用されるモノマーの総重量に基づいて、通常0.05~3.0重量%、好ましくは0.2~2.0重量%である。
【0072】
さらに、重合プロセスに部分的中和を導入することが有益であり得る。当業者は、このパラメータの適切な選択によって、必要な制御が達成され得ることを理解する。
【0073】
本発明のラテックス組成物を調製するために、種々の他の添加剤および成分を添加することができる。このような添加剤としては、例えば、消泡剤、湿潤剤、増粘剤、可塑剤、充填剤、顔料、分散剤、蛍光増白剤、架橋剤、促進剤、酸化防止剤、殺生物剤および金属キレート剤が挙げられる。公知の消泡剤には、シリコーンオイルおよびアセチレングリコールが含まれる。通常知られている湿潤剤には、アルキルフェノールエトキシレート、アルカリ金属ジアルキルスルホコハク酸塩、アセチレングリコールおよびアルカリ金属アルキル硫酸塩が含まれる。典型的な増粘剤には、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、キサンタンガム、変性セルロースまたは粒状増粘剤(例えばシリカおよび粘土)が含まれる。典型的な可塑剤には、鉱油、液体ポリブテン、液体ポリアクリレートおよびラノリンが含まれる。酸化亜鉛は好適な架橋剤である。二酸化チタン(TiO2)、炭酸カルシウムおよび粘土は、典型的に使用される充填剤である。公知の促進剤および二次促進剤としては、ジチオカルバメート(例えば、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、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛(ZPD))、キサンテート、チウラム(例えば、テトラメチルチウラムモノスルフィド(TMTM)、テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラエチルチウラムジスルフィド(TETD)、ジペンタメチレンチウラムヘキサスルフィド(DPTT))、およびアミン(例えば、ジフェニルグアニジン(DPG)、ジ-o-トリルグアニジン(DOTG)、o-トリルビグアニジン(OTBG))が挙げられる。
【0074】
化合物(B)
本発明によれば、β-ヒドロキシエステル結合と、ラテックスポリマー(A)上の官能基(x)に反応性である少なくとも1つの追加の官能基(y)とを含む任意の化合物を使用することができる。ラテックスポリマー(A)上の官能基(x)の種類に応じて、官能基(y)は、炭素-炭素二重結合、エポキシ基、チオール基、ヒドロキシ基、第一級または第二級アミノ基、イソシアネート基、オキサゾリノ基、アジリジノ基、イミノ基、カルボジイミド基、グリコール基、エステル基、アセトキシ基、カルボン酸基、アルコキシシリル基、ジオキソラノン基、ヒドラジド基、およびそれらの組み合わせから選択することができる。
【0075】
官能基(y)は、ラテックスポリマー(A)上の官能基(x)との架橋能力を提供し、最終浸漬成形品のエラストマーフィルムが、硫黄加硫が使用されなくても所望の機械的性質を示すことを確保する。化合物(B)は、複数の、例えば2つまたは3つの、好ましくは2つの官能基(y)を含むことが好ましい。しかし、化合物(B)は1つの官能基(x)を含むことで十分であり、これは、βヒドロキシエステル結合がエステル交換反応においてヒドロキシ基またはアルコキシ基などのラテックスポリマー鎖上の官能基と反応して、架橋を提供することもできるからである。官能基(y)は化合物(B)の末端位置にあることが特に適しているが、必須ではない。
【0076】
βヒドロキシエステル結合は可逆的に開環および再形成することができ、これにより、同時係属出願PCT/MY2019/000017に示されているように、本発明のポリマーラテックスから形成されるエラストマーフィルムの自己回復特性および再利用可能性が提供される。これは、化合物(B)が1つの官能基(y)のみを有し、βヒドロキシエステル結合がエステル交換反応を介して架橋反応に関与する場合にも当てはまる。このように、最終的に架橋されたフィルム中には、依然として熱的に不安定なβヒドロキシエステル結合が存在する。
【0077】
ラテックスポリマー(A)上の官能基(x)および化合物(B)上の官能基(y)は、以下の組み合わせを提供するように選択することができる:
- 官能基(x)は炭素-炭素二重結合を有する基から選択され、官能基(y)は炭素-炭素二重結合を有する基およびチオール基から選択される;または
- 官能基(x)はカルボン酸官能基から選択され、官能基(y)はエポキシ基、チオール基、ヒドロキシ基、第一級または第二級アミノ基、イソシアネート基、オキサゾリノ基、アジリジノ基、イミノ基、カルボジイミド基、グリコール基、エステル基、およびアセトキシ基から選択される;または
- 官能基(x)はヒドロキシル基から選択され、官能基(y)はアルコキシシリル基、カルボン酸官能基、イソシアネート基、第一級または第二級アミノ基、およびエステル基から選択される;または
- 官能基(x)はエポキシ基から選択され、官能基(y)はカルボン酸官能基、ヒドロキシル基およびエステル基から選択される;または
- 官能基(x)はアセトアセチル基から選択され、官能基(y)は炭素-炭素二重結合を有する基、イソシアネート基および第一級または第二級アミノ基から選択される;または
- 官能基(x)は第一級または第二級アミノ基から選択され、官能基(y)はカルボン酸官能基、エポキシ基、エステル基およびジオキソラノン基から選択される;または
- 官能基(x)はアセトキシ基から選択され、官能基(y)はヒドラジド基および第一級または第二級アミノ基から選択される;または
- 官能基(x)はイソシアネート基から選択され、官能基(y)はカルボン酸官能基、ヒドロキシル基、第一級または第二級アミノ基およびチオール基から選択される;または
- 官能基(x)はアルコキシシリル基から選択され、官能基(y)はヒドロキシル基およびアルコキシシリル基から選択される;または
- 官能基(x)はアルコキシ基から選択され、官能基(y)はエステル基から選択される;または
- 官能基(x)はエステル基から選択され、官能基(y)はヒドロキシル基、カルボン酸基およびエステル基から選択される;または
- 官能基(x)はジオキソラノン基から選択され、官能基(y)は第一級または第二級アミノ基から選択される。
【0078】
好ましくは、化合物(B)は、グリセロールジメタクリレート(GDMA)、グリセロール1,3-ジグリセロレートジアクリレート(GDGDA)、3-(アクリロイルオキシ)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、ビスフェノールAグリセロレートジアクリレート、レブリン酸メタクリレート(KEMA)、グリセリルモノメタクリレート、脂肪酸変性グリシジルメタクリレートビスフェノールAグリセロレートジアクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、オイゲニル-2-ヒドロキシプロピルメタクリレートおよびそれらの組み合わせから選択される。
【0079】
本発明のポリマーラテックスは、ラテックスポリマー(A)および化合物(B)の総重量に基づいて、80~99.9重量%、好ましくは85~99.9重量%、より好ましくは90~99.5重量%、さらにより好ましくは92~99.5重量%、最も好ましくは95~99.2重量%のラテックスポリマー(A)の粒子と、0.1~20重量%、好ましくは0.1~15重量%、より好ましくは0.5~10重量%、さらにより好ましくは0.5~8重量%、最も好ましくは0.8~5重量%の化合物(B)とを含み得る。したがって、ラテックスポリマー(a)の粒子の量の下限は、組成物中のラテックス粒子の総重量に基づいて、80重量%、または82重量%、または84重量%、または86重量%、または88重量%、または90重量%であり得る。ラテックスポリマー(a)の粒子の量の上限は、ラテックスポリマー(A)および化合物(B)の総重量に基づいて、99.9重量%、または99.5重量%、または99重量%、または98重量%、または97重量%、または96重量%、または95重量%、または94重量%、または93重量%、または92重量%であり得る。化合物(B)の量の下限は、組成物中のラテックス粒子の総重量に基づいて、0.1重量%、または0.2重量%、または0.3重量%、または0.4重量%、または0.5重量%、または0.6重量%、または0.8重量%、または1重量%、または1.5重量%、または2重量%、または2.5重量%、または3重量%であり得る。化合物(B)の量の上限は、ラテックスポリマー(A)および化合物(B)の総重量に基づいて、20重量%、または18重量%、または16重量%、または14重量%、または12重量%、または10重量%、または9重量%、または8重量%、または5重量%であり得る。当業者は、明示的に開示される下限および上限のいずれかによって形成される任意の範囲が本明細書において明示的に開示されることを理解するであろう。
【0080】
本発明によれば、ラテックスポリマー(A)は、上記のように水性乳化重合によって調製される。例えば本発明のポリマーラテックスから得られるエラストマーフィルムを含む物品を形成する前の任意の適切な段階で、化合物(B)が、ラテックスポリマー(A)の粒子を含む得られたポリマーラテックスに添加される。例えば、化合物(B)は、ラテックスポリマー(A)を含むポリマーラテックスを浸漬成形組成物に調合する前または後に添加されてもよい。化合物(B)がラテックスポリマー(A)を製造するための乳化重合条件に対して不活性であれば、ラテックスポリマー(A)のためのモノマー混合物を化合物(B)の存在下で重合することも可能である。国際公開第2017/209596号と比較して、本発明は、製造する必要のあるラテックスは1種類のみであり、多くの適切な化合物(B)が市販され、任意の好都合な方法で組成物に添加することができるという経済的利点を有する。
【0081】
浸漬成形品の製造のための調合ラテックス組成物:
本発明のポリマーラテックスは、浸漬成形プロセスに特に適している。したがって、本発明の一態様によれば、ポリマーラテックスは、浸漬成形プロセスに直接使用することができる硬化性ポリマーラテックス調合組成物を製造するために調合される。再現可能な良好な物理的フィルム特性を得るためには、薄い使い捨て手袋を製造するための浸漬のために、pH調整剤によって調合ポリマーラテックス組成物のpHをpH7~11、好ましくは8~10、より好ましくは9~10の範囲に調整することが望ましい。支持されていないおよび/または支持された再使用可能な手袋を製造するためには、pH調整剤によって調合ポリマーラテックス組成物のpHをpH8~10、好ましくは8.5~9.5の範囲に調整することが望ましい。調合ポリマーラテックス組成物は、本発明のポリマーラテックスを含み、任意にpH調整剤、好ましくはアンモニアまたはアルカリ水酸化物を含み、および任意に通常これらの組成物に使用される添加剤であって酸化防止剤、顔料、TiO2、充填剤および分散剤から選択される添加剤を含有する。
【0082】
あるいは、本発明のポリマーラテックスを調合する代わりに、上記規定のラテックスポリマー(A)を含むポリマーラテックスを上記と同じ方法で調合し、および当該調合ステップの間または後に上記規定の化合物(B)を添加して本発明の調合ラテックス組成物を提供することもできる。もちろん、ラテックスポリマー(A)、化合物(B)およびそれらの相対量に関する前述したような全てのバリエーションを使用することができる。
【0083】
本発明による調合ポリマーラテックス組成物に従来の加硫システムを添加して、浸漬成形プロセスで使用することができ、例えば、チウラムおよびカルバメートおよび酸化亜鉛などの促進剤と組み合わせて硫黄を添加して硬化性にすることができる。あるいは、またはそれに加えて、化学的架橋を達成するために、ラテックス粒子上の官能基と反応するのに適した、例えば多価カチオンまたは他の多官能性有機化合物などの架橋剤成分を添加してもよい。しかし、本発明の大きな利点は、硫黄加硫システムおよび架橋剤を完全に回避することができ、本発明のポリマーラテックス化合物が依然として硬化可能であり、必要とされる引張特性を有する浸漬成形物品を提供できる点である。追加の架橋剤成分として多価カチオン、例えばZnOを使用して、特に0.1mm以下、好ましくは0.01~0.1mm、より好ましくは0.03~0.08mmのフィルム厚さを有する非常に薄いエラストマーフィルムの機械的性質を適切に調整することが好ましい。
【0084】
工業用手袋のような一定の重荷重用途では、本発明のポリマーラテックスの自己架橋特性に加えて、浸漬成形品の機械的強度をさらに増加させるために、上記のような従来の硫黄加硫システムを使用することが有利であり得る。
【0085】
浸漬成形品の製造方法:
浸漬成形ラテックス物品を製造するための適切な方法では、まず、最終物品の所望の形状を有する型を、金属塩の溶液を含む凝固剤浴中に浸漬する。凝固剤は、通常、水、アルコールまたはそれらの混合物中の溶液として使用される。凝固剤の具体的な例として、金属塩は、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化バリウム、塩化亜鉛および塩化アルミニウムのような金属ハロゲン化物;硝酸カルシウム、硝酸バリウムおよび硝酸亜鉛のような金属硝酸塩;硫酸カルシウム、硫酸マグネシウムおよび硫酸アルミニウムのような金属硫酸塩;ならびに酢酸カルシウム、酢酸バリウムおよび酢酸亜鉛のような酢酸塩であり得る。最も好ましいのは、塩化カルシウムおよび硝酸カルシウムである。凝固剤溶液は、型の湿潤挙動を改善するために添加剤を含有する可能性もある。
【0086】
その後、型を浴から取り出し、任意に乾燥させる。次いで、このような処理された型は、本発明による調合ラテックス組成物に浸漬される。これにより、ラテックスの薄膜が型表面に凝固する。あるいは、複数の浸漬ステップ、特に2つの浸漬ステップを順次行うことによってラテックスフィルムを得ることも可能である。
【0087】
その後、型は、ラテックス組成物から取り出され、組成物から例えば極性成分を抽出しかつ凝固ラテックスフィルムを洗浄するために、任意に水浴に浸漬される。
【0088】
その後、ラテックスコーティングされた型は、80℃未満の温度で任意に乾燥される。
【0089】
最後に、ラテックスコーティングされた型を40~180℃の温度で熱処理しておよび/またはUV放射線に曝露して、最終フィルム製品の所望の機械的性質を得る。次に、最終ラテックスフィルムを型から取り出す。熱処理の所要時間は温度に依存し、典型的には1~60分である。温度が高いほど、必要な処理時間は短くなる。
【0090】
本発明の発明者らは驚くべきことに、本発明のポリマーラテックスを使用する場合、浸漬成形プロセスをより経済的に行うことができることを発見した。特に、本発明による調合ラテックス組成物の形成と浸漬成形プロセスの実施との間の所要期間(熟成時間)は、180分をはるかに超える熟成時間を必要とする標準ラテックスから製造された化合物と比較して、180分以下に大幅に短縮することができることが発見された。
【0091】
さらに、本発明者らは、最終浸漬成形品の機械的性質を損なうことなく、熱処理ステップの温度を40℃から120℃未満の範囲内に大幅に低下させることができることを見出した。従来のラテックスは、所望の機械的性質を達成するために120℃以上の温度を必要とする。したがって、本発明のポリマーラテックスを使用する場合、浸漬成形プロセスは、より時間がかからず、よりエネルギーがかからず、より経済的になる。
【0092】
したがって、本発明によれば、下記の点が好ましい:
- 調合ステップ(a)において
(i)本発明によるポリマーラテックスは、pHを7~12、好ましくは7.5~11、より好ましくは8~10の範囲に調整し、任意にZnOを添加することによって調合されること;または
(ii)上記規定のラテックスポリマー(a)の粒子を含むポリマーラテックスは、pHを7~12、好ましくは7.5~11、より好ましくは8~10の範囲に調整し、任意にZnOを添加し、続いて上記規定のラテックスポリマー(b)の予備形成された粒子を添加することによって調合されること;または
(iii)上記規定のポリマー(b)の粒子を含むポリマーラテックスは、pHを7~12、好ましくは7.5~11、より好ましくは8~10の範囲に調整し、任意にZnOを添加し、続いて上記規定のラテックスポリマー(a)の予備形成された粒子を添加することによって調合されること;および
そのようにして得られた調合ラテックス組成物は、硫黄加硫剤、硫黄加硫促進剤を含まず、浸漬ステップ(d)において使用される前に、180分未満、好ましくは10分~150分、より好ましくは20分~120分、最も好ましくは30分~90分熟成される;および/または
- 熱処理ステップ(h)において、ラテックスコーティングされた型は40℃から120℃未満、好ましくは60℃~100℃、より好ましくは70℃~90℃の温度で熱処理される。
【0093】
最終熱処理またはUV硬化されたポリマーラテックスフィルムは、少なくとも約7MPaの引張強度および少なくとも約300%の破断伸び、好ましくは少なくとも約10MPaの引張強度および少なくとも約350%の破断伸び、より好ましくは少なくとも約15MPaの引張強度および少なくとも約400%の破断伸び、さらにより好ましくは少なくとも約20MPaの引張強度および少なくとも約500%の破断伸びを有する。これらの機械的特性は、ASTM D412に従って測定した。
【0094】
この方法は、当技術分野で公知の浸漬成形プロセスによって製造することができる任意のラテックス物品に使用することができる。
【0095】
代替として、切断およびシールプロセスが使用されてもよい。第1のステップにおいて、ポリマーラテックスの連続エラストマーフィルムは例えば、キャスティングプロセス、ならびに加熱および/またはUV硬化による任意の硬化によって製造される。次の段階では、2つの別個の連続エラストマーフィルムを平行に並べ、次いで、並べた連続エラストマーフィルムを予め選択された形状に切断/スタンピングして、予め選択された形状のエラストマーフィルムが重ね合わされた2つの層を得る。エラストマーフィルムの重ね合わされた層は、重ね合わされた層の周囲の少なくとも予め選択された部分で互いに接合されて、エラストマー物品を形成する。接合は、好ましくはヒートシールおよび溶接から選択される熱的手段を使用することによって、もしくは接着によって、または加熱および接着の組み合わせによって行うことができる。
【0096】
本発明は、外科用手袋、検査用手袋、コンドーム、カテーテル、バルーンおよびチューブなどのヘルスケアデバイス、またはすべての様々な種類の工業用および家庭用手袋から選択されるラテックス物品に特に適用可能である。
【0097】
さらに、本発明のポリマーラテックスは、基材、好ましくは布基材のコーティングおよび含浸にも使用することができる。それによって得られる適切な製品は、布で支持された手袋である。
【0098】
本発明を、以下の実施例を参照してさらに説明する。
【実施例】
【0099】
物理的パラメータの測定:
分散液を、全固形分(TSC)、pH値、ゲル含有量、粘度(ブルックフィールドLVT)およびz平均粒径の測定によって特徴付けた。さらに、最終フィルムを引張特性について試験した。
【0100】
全固形分(TSC)の測定:
全固形分の測定は重量法に基づく。分散液1~2gを分析天秤上の重量測定済のアルミニウム皿に入れた。その皿を、一定の質量に達するまで、空気循環オーブン中120℃で1時間保存した。室温に冷却した後、最終重量を再測定した。固形分量は、下記のように計算した。
【数1】
ここで、m
initial=ラテックスの最初の質量
m
final=乾燥後の質量
【0101】
pH値の測定:
pH値は、DIN ISO 976に従って測定した。緩衝溶液を用いて2点較正を適用した後、ショット社製CG840pHメータの電極を23℃で分散液に浸漬し、ディスプレイ上の一定値をpH値として記録した。
【0102】
ゲル含有量の測定
白色フィルター布を通して試験中のラテックスの試料をふるいにかけて、表皮または凝塊を除去した。次いで、ラテックスの薄膜をガラス板上にキャストし、アプリケーターを用いて約0.1~0.3mmの膜厚が得られるまで広げた。
【0103】
ガラス板を55~60℃の温度の空気循環オーブンに2時間入れた。乾燥後、ポリマーを板から取り出し、小片に切断した。約1グラムの乾燥ポリマーを175mlのガラス容器に秤量し、ポリマー重量を記録した。次いで、100ml(±1ml)のMEK(メチルエチルケトン)およびマグネチックスターラーバーを加えた。容器を蓋で密閉し、マグネチックスターラー上の水浴中に置き、35℃に設定した。撹拌を16時間行った。その後、試料を水浴から取り出し、周囲温度まで冷却させた。浅いホイルカップを正確に秤量した。この容器をしばらく取って置いて、溶媒と未溶解ポリマーとを分離した。濾紙を通して透明なガラス容器に溶液15mlを濾過し、その後、ピペットを用いてこの溶液5mLを浅いホイルカップに移した。カップをヒュームカップボード中のIR(赤外)ランプ(115~120℃)下に30分間置いた。最後に、カップをIRランプから取り外し、再秤量する前に室温まで冷却した。
乾燥試料の重量=A
浅いホイルカップの重量=B
浅いホイルカップ+乾燥物の重量=C
溶媒の%TSC(W/V)=(C-B)X100=D
溶解ポリマーの総重量(100ml中)=100×D/100=E
%ゲル含有量=(1-E/A)X100 (2)
【0104】
粘度の測定:
ブルックフィールド社製LVT粘度計を用いて23℃でラテックス粘度を測定した。約220mlの液体(気泡を含まない)を250mlのビーカーに充填し、粘度計のスピンドルをスピンドル上のマークまで浸漬した。次いで、粘度計のスイッチを入れ、約1分後、値が一定になるまで記録した。粘度範囲は、スピンドルと回転速度の選択と、粘度を計算するための記録値の要素を決定する。使用したスピンドルおよび回転数/分に関する情報を実施例1、2および8の括弧内に示す。
【0105】
粒径(PS)の測定:
動的光散乱を用いてマルバーン社製ゼータサイザーナノS(ZEN1600)でz-平均粒径を測定した。ラテックス試料を、脱イオン水で、マニュアルに記載された濁度レベルまで希釈し、試験キュベットに移した。キュベットを穏やかに混ぜて試料を均質にし、キュベットを測定装置に入れた。値は、ソフトウェアによって生成されたz-平均粒径のまま記録した。
【0106】
浸漬フィルムの作製:
所望のpH値で調合材料を含むかまたは含まないラテックスを室温で3時間撹拌し、次いで下記のように凝集剤を浸漬した。
【0107】
セラミックスペードまたは型を石けんで洗浄し、次いで脱イオン水で十分にリンスした後、乾燥するまで65~70℃(スペード温度、55~60℃)に設定した空気循環オーブン中で乾燥した。
【0108】
凝固剤の溶液は、硝酸カルシウム(18重量%)および炭酸カルシウム(2重量%)を脱イオン水に溶解することによって調製した。
【0109】
次に、乾燥スペードまたは型を塩溶液に浸漬し、除去し、次いで乾燥するまで70~75℃(スペード温度、60~65℃)に設定した空気循環オーブン中で乾燥させた。次に、塩コーティングされたスペードまたは型を、所望の調合ラテックス(全固形分18重量%を有し、調合後室温で24時間熟成した)中に5秒の滞留時間浸漬した後、それを取り出し、ラテックスコーティングされたスペードまたは型を、100℃に設定した空気循環オーブン中に1分間置いて、フィルムをゲル化させた。次いで、このようにゲル化されたフィルムを、50~60℃に設定された脱イオン水のタンク中で1分間洗浄した後、120℃に設定された空気循環オーブン中で20分間硬化させ、その後、このようにして硬化/加硫されたフィルムを冷却し、スペードから取り出したあと、100℃に設定された空気循環オーブン中で22時間エージングした。
【0110】
最後に、硬化した手袋を手でスペードまたは型から剥がし、典型的な乾燥フィルム厚さは0.056~0.066mmであった。
【0111】
ラテックスから作製された手袋を、それらの引張強度特性について試験した。
【0112】
初期手袋試料における引張強度特性の測定:
ISO37-77(第5版2011-12-15)に従って加硫手袋の引張特性を試験し、ISO37-2型カッター(狭部の幅=4mm、狭部の長さ=25mm、全長=75mm、ダンベルの厚さは結果表に記載)を使用してそれぞれのラテックス化合物から作製された手袋からダンベル試験片を切り出し、H500LC伸縮計を取り付けたハウンズフィールドHK10KS張力計で500mm/分の伸長速度で試験した。
【0113】
EN455-2に従っても加硫手袋の引張特性を試験し、ここでは、D型カッター(狭部の幅=3mm、狭部の長さ=33mm、全長=100mm、ダンベルの厚さは結果表に記載)を使用してそれぞれのラテックス化合物から作製された手袋からダンベル試験片を切り出し、H500LC伸縮計を取り付けたハウンズフィールドHK10KS張力計で500mm/分の伸長速度で試験した。応力の値は、所与の歪み(典型的には100、300、500%歪み)で、弾性率値と同様にマシンソフトウエアによって自動的に報告された。未エージングおよびエージング(「エージング」は、引張特性を試験する前に100℃で22時間オーブンに入れた試験片を指す)の両方の結果を、それぞれ表2および3に報告する。
【0114】
実施例では、下記略語を使用する。
MAA = メタクリル酸
Bd = ブタジエン
ACN = アクリロニトリル
GMA = グリシジルメタクリレート
tDDM = tert-ドデシルメルカプタン
Na4EDTA = エチレンジアミン四酢酸の四ナトリウム塩
tBHP = tert-ブチルヒドロペルオキシド
TSC = 全固形分
PS = 粒径
ZnO = 酸化亜鉛
【0115】
以下において、全ての部およびパーセンテージは特に明記しない限り、重量に基づく。
【0116】
例1:オキシランを含まないカルボキシル化ニトリルラテックス(低ゲル含量)の調製
2重量部(ポリマー固体に基づく)のオキシランを含まないシードラテックス(平均粒径36nm)および80重量部の水(シードラテックスを含むモノマー100重量部に基づく)を窒素パージしたオートクレーブに添加し、続いて30℃に加熱した。次いで、0.01重量部のNa4EDTAおよび2重量部の水に溶解した0.005重量部のBruggolite(登録商標)FF6を添加し、続いて2重量部の水に溶解した0.08重量部の過硫酸ナトリウムを添加した。次に、モノマー(アクリロニトリル35重量部、ブタジエン58重量部、メタクリル酸5重量部)をtDDM0.6重量部と共に4時間かけて添加した。10時間かけて、2.2重量部のドデシルベンゼンスルホネートナトリウム、0.2重量部のピロリン酸四ナトリウムおよび22重量部の水を添加した。8重量部の水中の0.13重量部のBruggolite FF6の共活性化剤供給物を9時間かけて添加した。温度を95%の転化率まで30℃に維持し、全固形分を45%にした。ジエチルヒドロキシルアミンの5%水溶液0.08重量部の添加によって重合を短時間停止させた。水酸化カリウム(5%水溶液)を用いてpHをpH7.5に調整し、残留モノマーを60℃で真空蒸留により除去した。0.5重量部のウィングステーL型酸化防止剤(水中60%分散液)を原料ラテックスに追加し、水酸化カリウムの5%水溶液の追加によりpHを8.2に調整した。
【0117】
例1について、次の特性評価結果が得られた。
TSC=44.9重量%
pH=8.2
Tg=-18℃
ゲル含有量=0%
粘度=38mPas(1/60)
粒径Pz=121nm
【0118】
例2:オキシラン官能性ラテックスの調製
窒素パージしたオートクレーブに、100重量部のモノマーに対して185重量部の水に溶解した2.0重量部のジフェニルオキシドジスルホネートを入れ、70℃の温度に加熱した。0.1重量部のtDDMおよび0.05重量部のNa4EDTAを、0.7重量部のペルオキソ二硫酸アンモニウム(12%水溶液)を分注添加で加えながら、最初の装填物に加えた。次に、45.4重量部のブタジエン、14.6重量部のアクリロニトリルおよび50重量部の水に溶解した5.0重量部のジフェニルオキシドジスルホネートの溶液を6.5時間かけて添加した。40重量部のGMAの添加を1時間後に開始し、6.5時間かけて添加した。モノマーの添加後、温度を70℃に維持した。重合を99%の転化率まで維持した。反応混合物を室温に冷却し、フィルタースクリーン(90μm)を通してふるい分けした。
【0119】
例2について、次の特性評価結果が得られた。
TSC=37.7重量%
pH=7.1
Tg=-9℃
ゲル含有量=96%
粘度=15mPas(1/60)
粒径Pz=39nm
【0120】
例3:(比較、国際公開第2017/209596号)
例1の分注物(オキシランを含まないXNBRラテックス)に、例2の分注物(オキシラン官能性ラテックス)を、例1:例2のブレンド比が湿重量で90:10となるように添加した。
【0121】
水酸化カリウムの水溶液を使用してXNBRラテックスの一部をpH値10に調整し、1phrの酸化亜鉛および1phrの二酸化チタンと調合した。次いで、化合物を18重量%固形分の濃度に調整し、3時間撹拌した。浸漬フィルムを上記のように作製した。
【0122】
例4:1phrの化合物(B)(2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパン)を使用、ZnOなし
例1の分注物(オキシランを含まないXNBRラテックス)に、1phrの2-ヒドロキシ-1-アリールオキシ-3-メタクリルオキシプロパンの分注物を加え、2時間よく撹拌した。
【0123】
水酸化カリウム水溶液を用いてラテックスをpH値10に調整し、調合した後、塩コーティングしかつ乾燥させたスペードをこれに浸漬し、酸化亜鉛を添加しないことを除いて、例3に記載の手順に従って処理した。
【0124】
例5:1phrの化合物(B)(2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパン)を使用、ZnOあり
例1の分注物(オキシランを含まないXNBRラテックス)に、1phrの2-ヒドロキシ-1-アリールオキシ-3-メタクリルオキシプロパンの分注物を加え、2時間よく撹拌した。
【0125】
水酸化カリウム水溶液を用いてラテックスをpH値10に調整し、調合した後、塩コーティングしかつ乾燥させたスペードをこれに浸漬し、例3に記載の手順に従って処理した。
【0126】
例6:2phrの化合物(B)(2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパン)を使用、ZnOあり
2phrの2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパンを加えた以外は、例5と同じである。
【0127】
例7:3phrの化合物(B)(2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパン)を使用、ZnOあり
3phrの2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパンを加えた以外は、例5と同じである。
【0128】
例8:5phrの化合物(B)(2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパン)を使用、ZnOあり
5phrの2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパンを加えた以外は、例5と同じである。
【0129】
浸漬前のいくつかのラテックス試料のゲル含有量データを表1にまとめた。
【表1】
【0130】
調製したままのフィルムの引張強度データを上記のように測定し、表2および3にまとめた。
【0131】
【0132】
【0133】
表2に示すように、2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパンの量を1phrから5phrに増加させた場合、破断伸びは645%から713%に増加した。架橋剤からの柔軟性効果は、3.9MPaから2.9MPaへの300%弾性率の対応する減少によっても確認された。調合配合物中にZnOを含まない場合、引張強度および破断時の力の両方が著しく低下したことに留意されたい。同様の傾向が、表3に示されたエージング結果からも観察され、ZnOの存在下で5phrの化合物(B)を使用して、最も高い破断伸びおよび最も低い300%弾性率が達成された。
【0134】
例9:オキシランを含まないカルボキシル化ニトリルラテックスの調製
2重量部(ポリマー固体に基づく)のオキシランを含まないシードラテックス(平均粒径36nm)および80重量部の水(シードラテックスを含むモノマー100重量部に基づく)を窒素パージしたオートクレーブに添加し、続いて30℃に加熱した。次いで、0.01重量部のNa4EDTA、2重量部の水に溶解した0.005重量部のBruggolite(登録商標)FF6、および0.3重量部のtDDMを添加し、続いて2重量部の水に溶解した0.08重量部の過硫酸ナトリウムを添加した。次に、モノマー(アクリロニトリル35重量部、ブタジエン56重量部、メタクリル酸7重量部)をtDDM0.45重量部と共に、tDDMのための4.5時間以外に6時間かけて添加した。10時間かけて、2.2重量部のドデシルベンゼンスルホネートナトリウム、0.2重量部のピロリン酸四ナトリウムおよび22重量部の水を添加した。8重量部の水中の0.13重量部のBruggolite FF6の共活性化剤供給物を9時間かけて添加した。温度を95%の転化率まで30℃に維持し、全固形分を45%にした。ジエチルヒドロキシルアミンの5%水溶液0.08重量部の添加によって重合を短時間停止させた。水酸化カリウム(5%水溶液)を用いてpHをpH7.5に調整し、残留モノマーを60℃で真空蒸留により除去した。0.5重量部のウィングステーL型酸化防止剤(水中60%分散液)を原料ラテックスに追加し、水酸化カリウムの5%水溶液の追加によりpHを8.2に調整した。
【0135】
例9について、次の特性評価結果が得られた。
TSC=44.5重量%
pH=8.3
Tg=-13℃
粘度=50mPas(1/60)
粒径Pz=127nm
【0136】
例10:(比較)
例9の分注物(オキシランを含まないXNBRラテックス)に、例2の分注物(オキシラン官能性ラテックス)を、例9:例2のブレンド比が湿重量で90:10となるように添加した。
【0137】
水酸化カリウムの水溶液を使用してXNBRラテックスの一部をpH値9.5に調整し、1phrの酸化亜鉛および1phrの二酸化チタンと調合した。次いで、化合物を18重量%固形分の濃度に調整し、3時間撹拌した。
【0138】
塩コーティングしかつ乾燥させた型を調合ラテックス溶液に浸漬したあと、フィルムを100℃で1分間ゲル化し、1分間(50~60℃に設定されたタンク内で)脱イオン水で洗浄し、その後120℃に設定された空気循環オーブンで20分間乾燥しおよび硬化/加硫を行って、完全な乾燥および架橋形成を確保した。浸漬フィルムを上記のように作製した。
【0139】
例11:1phrの化合物(B)(2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパン)を使用
例15(オキシランを含まないXNBRラテックス)の分注物に1phrの2-ヒドロキシ-1-アリールオキシ-3-メタクリルオキシプロパンの分注物を加え、2時間よく撹拌した。
【0140】
水酸化カリウム水溶液を用いてラテックスをpH値9.5に調整し、調合した後、塩コーティングしかつ乾燥させた型をこれに浸漬し、例10に記載の手順に従って処理した。
【0141】
例12:(比較)
例9の分注物(オキシランを含まないXNBRラテックス)に、例2の分注物(オキシラン官能性ラテックス)を、例9:例2のブレンド比が湿重量で90:10となるように添加した。
【0142】
水酸化カリウムの水溶液を使用してXNBRラテックスの一部をpH値9.5に調整し、1phrの酸化亜鉛および1phrの二酸化チタンと調合した。次いで、化合物を18重量%固形分の濃度に調整し、3時間撹拌した。硬化温度が120℃ではなく70℃であったことを除いて、浸漬フィルムを上記のように調製した。
【0143】
例13:1phrの化合物(B)(2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパン)を使用
例9の分注物(オキシランを含まないXNBRラテックス)に、1phrの2-ヒドロキシ-1-アリールオキシ-3-メタクリルオキシプロパンの分注物を加え、2時間よく撹拌した。
【0144】
水酸化カリウム水溶液を用いてラテックスをpH値9.5に調整し、調合した後、塩コーティングしかつ乾燥させた型をこれに浸漬し、例12に記載の手順に従って処理した。
【0145】
加硫された手袋の引張特性を上記のように試験した。未エージングおよびエージングの両方の結果をそれぞれ表4および5に報告する。
【0146】
【0147】
【0148】
表4に示すように、2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパンを含む試料の破断伸びは、それぞれの比較例よりも高かった。例えば、例11は640%の破断伸びを示し、これは、比較例10の556%よりも著しく高い。破断伸びだけでなく、2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパンによる柔軟性効果は、全ての試料、すなわち、表4の未エージング結果および表5のエージング結果の両方の例11および13について、より低い300%および500%の弾性率によって証明された。また、驚くべきことに、2-ヒドロキシ-1-アクリルオキシ-3-メタクリルオキシプロパンは、極めて薄い手袋に対してさえ、良好なより低い硬化温度性能を提供することが見出された。例えば、例13による手袋は、0.050mm未満の非常に薄い手袋厚さで少なくとも6ニュートンの破断時の力を達成した。
【国際調査報告】