ネオプレン
ネオプレン
ネオプレンドライスーツのネックシール、リストシール、手動ベント、インフレーター、ジッパー、生地。首と手首の柔らかいシール素材は、伸縮性を高めるために片面裏打ちの独立気泡フォームネオプレン製です。滑らかな裏打ちのない面は肌に密着します。青い部分は、耐久性を高めるために独立気泡フォームネオプレンにニットナイロン生地をラミネートした二重裏打ちになっています。断熱材の一部はスーツ本体で、残りの部分は下に着用する衣類で提供されます。
ポリクロロプレンの繰り返し単位の化学構造
識別子
  • 9010-98-4
ECHA 情報カード 100.127.980
EC番号
  • 618-463-8
  • DTXSID10904984
プロパティ
密度 1.23 g/cm 3（固体）
0.1～0.3 g/cm 3（泡）
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。
化合物

ネオプレン（ポリクロロプレンとも呼ばれる）は、クロロプレンの重合によって製造される合成ゴムの一種である。[1]ネオプレンは優れた化学的安定性を示し、広い温度範囲にわたって柔軟性を維持する。ネオプレンは固体ゴムまたはラテックスの形で販売されており、ノートパソコン用スリーブ、整形外科用装具（手首、膝など）、電気絶縁材、医療用手袋、液体およびシート状に塗布されるエラストマー膜またはフラッシング、自動車用ファンベルトなど、幅広い商業用途に使用されている。[2]

生産

ネオプレンはクロロプレンのフリーラジカル重合によって製造されます。商業生産では、このポリマーはフリーラジカル乳化重合によって製造されます。重合は過硫酸カリウムを用いて開始されます。二官能性求核剤、金属酸化物（例えば酸化亜鉛）、およびチオ尿素が個々のポリマー鎖を架橋するために使用されます。[3]

歴史

ネオプレンは、1930年4月17日、デュポン社のエルマー・K・ボルトンがノートルダム大学の化学教授ジュリアス・アーサー・ニューランド神父の講義に出席した後、デュポン社の科学者らによって発明された。アセチレンに関する研究で、ニューランド神父はジビニルアセチレンを合成した。これはゼリー状の物質で、二塩化硫黄に通すとゴムのように弾力性のある化合物に固まる。デュポン社が大学から特許権を購入した後、デュポン社のウォレス・カロザースがニューランド神父自身とデュポン社の化学者であるアーノルド・コリンズ、アイラ・ウィリアムズ、ジェームズ・カービーと共同で、ニューランド神父の発見の商業的開発を引き継いだ。[4]コリンズはモノビニルアセチレンに注目し、これを塩化水素ガスと反応させてクロロプレンを製造した。[5]

デュポン社は1931年にデュプレンという商標でこの化合物を初めて販売しましたが、[6]当初の製造工程では製品に悪臭が残っていたため、商業的可能性は限られていました。[7]悪臭の原因となる副産物を排除し、生産コストを半減させる新しい工程が開発され、同社は最終製品メーカーにこの材料の販売を開始しました。[7]この材料の需要は急速に増加し、1932年には約8,000ポンド、1933年には約52,000ポンドのネオプレンが生産され、その後5年間は毎年倍増しました。[8]

品質管理のため、商標「DuPrene」はデュポン社が販売する素材にのみ適用されました。[7]デュポン社自身はデュプレンの最終製品を製造していなかったため、1937年に商標は取り下げられ、一般名である「ネオプレン」に置き換えられました。これは、「素材が原料であり、完成品ではないことを示すため」の試みでした。[9]デュポン社はその後、自社製品の需要喚起に尽力し、ネオプレンの用途を広く宣伝する独自の技術誌の発行や、他社のネオプレン製品などの宣伝を含むマーケティング戦略を展開しました。[7] 1939年までに、ネオプレンの売上は同社に30万ドル以上の利益をもたらしました（2024年には680万ドルに相当）。[7]

機械的特性

ネオプレンの高い引張性能は、その非常に規則的な骨格構造によるもので、この構造により、ネオプレンには引張荷重下でのひずみ結晶化が起こります。[10] 2つのパラメータ（ひずみ速度と温度）の超弾性モデルは、ネオプレンの機械的応答の多くを正確に捉えることができます。[11]

アセトンや熱に曝露されると、ネオプレンの引張強度と極限伸びが低下することが示されています。これは、熱曝露中の可塑剤の損失と架橋の増加が原因であると考えられます。[12]ネオプレンの熱老化に対する反応は、曝露される最高温度だけでなく、正確な温度-時間プロファイルにも依存します。これは、主ポリマー鎖の切断と酸化架橋という競合する要因の結果です。[13]鎖の切断は、劣化、脆化、および靭性の低下につながります。 [14]加熱下での酸化反応は架橋の増加につながり、それが硬化を引き起こします。[13]これら両方の要因の相互作用が、材料の機械的特性への影響を決定し、架橋がネオプレンの主な原因であると考えられています。[13] [15]

原子力発電所の電線被覆材にネオプレンは使用されているため、ガンマ線がネオプレンの機械的特性に与える影響についても調査が行われている。照射された酸素から発生するフリーラジカルによって引き起こされると考えられる鎖切断が、ネオプレンの機械的特性を劣化させる。[16]同様に、ネオプレンの引張強度、硬度、および極限伸びは、脱硫プロセスにおいて重要なマイクロ波照射によっても低下する可能性がある。 [17]最後に、紫外線照射はネオプレンの機械的特性を低下させることが示されており、これはネオプレンの屋外用途において重要である。[18]

ネオプレンの機械的特性
財産 価値
最大引張強度 27.579 MPa (4000 PSI) [10]
ヤング率 6.136 MPa (890 PSI) [19]
究極の伸び 600% [10]
硬度（デュロメーター） 30～95 [10]
ガラス転移温度 -43℃ [10]
貯蔵弾性率（1 Hzで測定） 7.83 MPa (1135.646 PSI) [20]
損失弾性率（1 Hzで測定） 8.23 MPa (1193.661 PSI) [20]

アプリケーション

一般的な

ネオプレン製の使い古しのエクストラタフブーツ2種類

ネオプレンは天然ゴムや合成ゴムよりも劣化しにくい。この相対的な不活性さから、ガスケット、ホース、耐腐食コーティングなどの要求の厳しい用途に適している。[1]接着剤のベース、電力変圧器設備の遮音材、外部金属ケースの詰め物として、ぴったりとフィットしながら内容物を保護するために使用できる。また、炭化水素のみをベースとするゴムよりも耐燃性に優れているため、[21]防火扉のウェザーストリップや、手袋やフェイスマスクなどの戦闘関連の衣服にも使用されている。過酷な条件に耐えるため、ネオプレンは埋立地の内張りに使用されている。ネオプレンの燃焼点は約260 °C（500 °F）である。[22]

ネオプレン本来の状態では、ゴムや他の固体プラスチックと同様の絶縁特性を持つ、非常に柔軟なゴムのような素材です。

ネオプレンフォームは様々な用途に使用されており、独立気泡型と連続気泡型のいずれかで製造されます。独立気泡型は防水性があり、圧縮性が低く、高価です。連続気泡型は通気性に優れています。ネオプレンフォームは、ゴムを窒素ガスで発泡させることで製造されます。この際、微細な気泡が隔離され、断熱材としても機能します。窒素ガスは、その不活性性、難燃性、そして幅広い加工温度範囲から、ネオプレンフォームの発泡に最も一般的に使用されています。[23]

土木工学

ネオプレンは、橋梁の弾性支承の構成要素として使用され、小さな水平方向の動きを許容しながら重い荷重を支えます。[24]

水泳

ネオプレンは、水中活動用の防護服の素材として広く使用されています。発泡ネオプレンは、フライフィッシング用のウェーダー、ウェットスーツ、ドライスーツの断熱材として広く使用されています。この発泡体は非常に浮力が高いため、ダイバーはウェイトを着用することで浮力を補います。[25]発泡ネオプレンは圧力を受けると圧縮されます。[26]

ウェットスーツの中には、ニットライナー生地にスパンデックスを使用した「スーパーフレックス」タイプのものもあります。 [27] [28]ドライスーツはウェットスーツに似ていますが、より厚く耐久性のあるネオプレンを使用しており、極寒の水や汚染された水の中で着用するのに適した完全防水スーツです。[要出典]

ホームアクセサリー

ネオプレンは、ノートパソコン用スリーブ、タブレットホルダー、リモコン、マウス パッド、サイクリング用シャモア など、ライフスタイルやその他の家庭用アクセサリに使用されます。

音楽

ローズピアノは、 1970年頃にフェルトハンマーからネオプレン製のハンマーチップに変更して、エレクトリックピアノに使用しました。[29]

ネオプレンはスピーカーコーンやドラム練習パッドにも使われています。[30]

水耕栽培

水耕栽培やエアレーション栽培では、挿し木やネットカップの使用時に植物を固定するために、小さなネオプレン製のインサートを使用します。インサートのサイズは比較的小さく、4～13cm（1.5～5インチ）です。ネオプレンは柔軟性と柔らかさに優れており、植物の茎を傷つけることなくしっかりと固定できるため、植物を支えるのに適しています。また、ネオプレン製の根覆いは、水耕栽培システムの発根室への光の侵入を遮断し、根の成長を促進し、藻類の発生を抑制する効果もあります。[要出典]

フェイスマスク

COVID-19の世界的パンデミックの間、ネオプレンが自家製フェイスマスクに使用できる効果的な素材であると、一部の医療専門家によって特定されました。[31]ネオプレンを使用している一部の市販のフェイスマスクメーカーは、0.1ミクロンの粒子に対して99.9%のろ過率を誇ると主張しています。[32]コロナウイルスの大きさは平均0.125ミクロンであることが確認されています。[33]

他の

ネオプレンのレギンスを履いた女性

ネオプレンは、ハロウィーンのマスクや顔の保護用のマスク、防水自動車シートカバーの製造、液体およびシートで塗布されるエラストマー屋根膜またはフラッシング、および車椅子位置決めハーネスの製造のためのネオプレン-スパンデックス混合物に使用されます。

卓上ウォーゲームでは、草、砂、氷などの自然素材をプリントしたネオプレンマットが人気のゲーム用マットです。耐久性、強度、安定性に優れ、見た目も美しく、丸めて収納でき、広げると平らになるという点も好評です。

ネオプレンは、その耐薬品性と全体的な耐久性のため、特にラテックスの代替として、食器洗い用手袋の製造に使用されることがあります。

ファッションの分野では、ネオプレンはガレス・ピュー[34] 、バレンシアガ[35] 、リック・オウエンス[36] 、ランバン、ヴェラ・ウォンなどのデザイナーによって使用されてきました。

予防

ネオプレンにアレルギーのある人もいれば、ネオプレンの製造時に残るチオ尿素の残留物によって皮膚炎を起こす人もいます。 [36]

ポリクロロプレンの加硫促進剤として最も一般的に使用されるのはエチレンチオ尿素（ETU）であり、これは生殖毒性物質に分類されています。2010年から2013年にかけて、欧州ゴム業界はETUのより安全な代替品の開発を目指し、「SafeRubber」と題した研究プロジェクトを実施しました。[37]

参照

参考文献

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