CN1303179C - 密封材料 - Google Patents

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Abstract

提供一种与夹压方向相垂直的方向上的通气量小、防水性优异、而且弹性变形速度大的密封材料。该密封材料，被夹压在构件与构件之间。该密封材料，由合成树脂或橡胶的发泡物构成。密封材料的未压缩时夹压方向上的通气量A、与向夹压方向压缩50%时与该夹压方向相垂直的方向上的通气量B之比A/B为1～40。该密封材料在制造时，是使针式冲头从夹压方向的两侧刺入而开设针孔的。

Description

密封材料
技术领域
本发明涉及，介于构件之间用来进行密封的密封材料，特别是由合成树脂或橡胶的发泡物构成的密封材料。
现有技术
在住宅用面板、空调器等电气设备或汽车中，使用着大量由合成树脂或橡胶的发泡物构成的密封材料。例如，除了空调器的室内机的背部、顶棚埋入型空调器的周边部位、空调器室外机的外壳、自动售货机的门扉状正面部分、冰箱的背部、CD-ROM装置、汽车的窗户的周边、顶窗周边、门用扬声器箱、门后视镜安装部、车头密封等处之外，在住宅的房顶瓦檐垫板、窗框周边、百叶窗周边、外墙接缝、金属房顶接合部等处，广泛使用着这种密封材料。
该密封材料，多由诸如聚氨酯泡沫和发泡橡胶泡沫等合成树脂或者橡胶的发泡物制成。
这种发泡物的气泡主要是独立气泡，如果不对独立气泡作任何处理，则会产生尺寸稳定性差等缺点。
为此，对于该密封材料，实施辊压、真空抽吸挤压、冲击挤压等处理，在密封材料中产生微细裂缝使一部分独立气泡破裂，从而使之具有所需要的通气性，提高密封材料的尺寸稳定性。
图2是对现有的、辊压该密封材料的制造工艺的一个例子进行说明的示意图。如图所示，将发泡物1切成薄板，将该薄板2夹在辊3、3之间向厚度方向进行压迫，从而制造出具有所需要的通气性的密封材料。
发明的公开
(1)在以上述辊压法进行压迫处理的场合，通过向密封材料的厚度方向进行挤压，可使得气泡容易在垂直于密封材料厚度的方向上发生破裂。一般来说，作为密封材料，是在厚度方向上受到夹压的状态下中介于构件之间，将空气或水在垂直于该夹压方向的方向上的通路阻断的，因此，若在垂直于厚度的方向上气泡破裂过多，将使密封材料的气体阻断性和水阻断性降低。
在以下的说明中，有时将该夹压方向称作纵向，将垂直于该夹压方向的方向称作横向。
(2)此外，在密封材料受到夹压时，经由随着气泡破裂而产生的微细裂缝，密封材料内的空气流出密封材料之外，使得密封材料的厚度变小，而一旦解除该夹压力，空气经由微细裂缝流入密封材料内，密封材料厚度复原。
然而，如上所述，对于横向上气泡破裂较多的密封材料来说，顺沿于横向的微细裂缝较多，将使得空气在密封材料内横向流动。由于该横向流动的路径较长，空气流入和排出密封材料的速度变小，密封材料的厚度变形变得迟缓。也就是说，密封材料相对于外力发生弹性变形的速度减小。
(3)当纵向微细裂缝量增多时，空气还能够沿密封材料的纵向流入和排出，密封材料的弹性变形速度提高，但在以辊压法等以往的方法对密封材料实施压迫处理而使得纵向通气量增大的场合，横向上气泡的破裂也将随之增多，有可能导致密封材料的性能(吸音性、冲击吸收性、气密性)不能满足要求。另外，纵/横比不容易达到1。
(4)对于吸音材料、气密材料、防水材料等，多采用粘接、涂布等施工方法。此时，若纵向通气性过低，会使粘贴变得困难。
本发明的目的是，解决以往存在的上述问题，提供一种横向通气性不增加而纵向通气性得以提高的密封材料。
本发明的密封材料，属于被夹压在构件与构件之间的密封材料，是由合成树脂或橡胶的发泡物构成的密封材料，其特征是，未压缩时夹压方向上的通气量A、与、向夹压方向压缩50％时与该夹压方向相垂直的方向上的通气量B二者之比A/B为1～40。
本发明的该密封材料，由于纵向通气量大、横向通气量小，因而能够得到稳定的气密性和防水性。此外，通过对纵向通气性进行控制，还能够控制吸音性能。
即使压缩量改变，纵向通气量也大体相等，但横向通气量会随着压缩量的改变而改变。一般来说，作为密封材料使用时，所受到的压缩量是在5～95％这样大的范围内，但作为本发明，将以其中的50％这一平均压缩量进行压缩时的通气量，定为横向通气量。
作为本发明，最好是，未压缩时的纵向通气量A为30L/min，压缩50％时的横向通气量B为10L/min。此时，特别是以，未压缩时的纵向通气量A与压缩50％时的横向通气量B二者之比A/B为2～20为宜。
为了如上所述增大纵向通气量，最好沿纵向设置针孔。开设针孔时以采用针式冲头为宜。
作为本发明，最好是，针式冲头的针的密度为10～400根/cm2。另外，最好是，针式冲头的针的针柄的粗细为1～3mm，刃部的粗细为0.2～3mm。
附图的简要说明
图1是实施形式所涉及的密封材料的制造方法说明图。
图2是现有技术例所涉及的密封材料的制造方法说明图。
图3a是一般针(毛毡针)的主视图，图3b是图3a的B-B向剖视图，图3c是图3a的C-C向剖视图，图3d是图3a的D-D向剖视图。
图4a是通气量测定用样本的立体图，图4b是展示通气量测定法的剖视图。
图5是防水性测定法的说明图。
图6是对实施例5～7和对比例3、4的垂直入射吸音率的测定结果加以展示的曲线图。
发明的最佳实施形式
本发明的密封材料，由发泡橡胶、或者、聚氨酯泡沫、EPDM、PE、PP、PVC、EVA、硅泡沫等发泡合成树脂构成。该密封材料，例如可用于前述各种用途中。对于该密封材料的尺寸并无特别限定，但通常其厚度为1.0～100mm左右。
聚氨酯泡沫等发泡合成树脂的发泡倍率以3～40倍为宜，发泡橡胶的发泡倍率以5～30倍为宜。
对于上述密封材料的原材料，最好是使用针式冲头沿纵向设置针孔，提高纵向通气量。图1是采用该针式冲头进行作业的示意图，发泡物1从两侧被针式冲头5、5夹在中间，针式冲头5的针5a刺入发泡物1以设置纵向针孔。之后，将发泡物1切成所需要的厚度而成为密封材料6。
该针式冲头的针的密度最好为10～400根/cm2，特别是以20～150根/cm2为宜。
就针的形状而言，以毛毡针较为适宜，至于倒钩、中间刃部，有无均可。对于刃部的形状也无特别要求。
图3a是一般性针(毛毡针)的主视图，图3b是图3a的B-B向剖视图，图3c是图3a的C-C向剖视图，图3d是图3a的D-D向剖视图。在图3d中，作为刃部的形状，示出了三角型7C和圆型7C’两种类型。该毛毡针7，在针柄7A和刃部7C(7C’)之间设有中间刃部7B。
针的粗细，虽与材质也有关系，但最好是，针柄的粗细为1～3mm，刃部的粗细为0.2～3mm，特别是以0.4～1.8mm为宜。
针的针柄的粗细，是指图3b中的针柄7A的直径R1，刃部的粗细，是指刃部(三角型)7C的截面三角形的高度R2。刃部7C’的截面为圆形时(圆型)，粗细是指其直径R2。针的长度，是指从该针柄7A至刃部7C的长度L。
为了消除通气量的离散性，针式冲头最好如图1所示从发泡物的上下刺入。采用上下刺入方式时，既可以从发泡物的上下同时刺入，也可以从上刺入后再从下刺入。反之，也可以从下刺入后再从上刺入。但针式冲头也可以仅从上或下刺入。
如上制造出来的密封材料，最好是具有，未压缩时的纵向通气量A与压缩50％时的横向通气量B二者之比A/B为1～40、最好是2～20、特别是5～10的通气特性。另外，在压缩30％时，最好是纵向通气量为横向通气量的20～1倍，10～1倍则更好，特别是以5～1倍为最好。
关于密封材料的通气量，若用途为气密·防水，则最好纵向和横向的通气量均较小，具体地说，以纵向通气量A在30L/min以下、横向通气量(压缩50％时)B在10L/min以下为宜。
特别是，在需要有很高的防水性能和气密性能的场合，虽然通气量越小越好，但为了保证密封材料的弹性恢复特性，最好具有0.01L/min以上的通气量，特别是以，纵向通气量A为0.1～10L/min，压缩50％时的横向通气量B为0.01～1.0L/min为宜。
由本发明的密封材料构成的气密防水材料，是带着粘胶带使用的，而在粘贴粘接剂时，若纵向通气性在上述范围之内，则粘接剂与泡沫材料压接时，空气容易有选择地纵向排出，因此，粘接层与泡沫层之间不会有空气滞留，而且粘贴速度也可提高。因此，能够提高密封材料的生产率，降低废品率。
实施例1
对发泡倍率为30倍的10×100×100cm的EPDM泡沫，按照图1所示的方法进行针式冲头处理，之后切成厚度为1cm的薄片成为密封材料。主要条件如下所述。
针：毛毡针(无倒钩)圆型
针距：41根/cm2
针长：88.9mm
针柄粗细：1.83mm
刃部的粗细：0.7mm
这样制造出来的密封材料的特性示于表1。
该密封材料的通气量的测定，是依据JIS K 6400进行的。具体地说，压缩50％时的横向通气量B的测定这样进行，即，将样本10切成图4a所示的环状，将该样本10如图4b所示置于支持体11和聚丙烯板12之间以50％压缩量进行压缩并夹持之，对样本的中心部位进行抽吸。样本的厚度为10mm，内径(直径)为60mm，外径(直径)为80mm
对未压缩时的纵向通气量A如下进行测定，即，切制出10mm×100mm×100mm的样本，以其将带开口的探测腔室的该开口覆盖，对该腔室内部进行抽吸。
此外，对该密封材料的静水压下的防水性如图5所示进行了测定。
即，将冲裁成U字形的样本20用两片聚丙烯板21、21夹住，通过螺栓22进行压缩使之厚度相对于初始厚度为50％、70％、80％。放置24小时之后，从上方注入水使最大水深为100mm，目视观察有无漏水。
将该防水性的测定结果一并示于表1中。
此外，在表1中，还记录有将样本压缩50％时的负荷。
实施例2
泡沫为10倍发泡倍率的聚氨酯泡沫，针式冲头的条件如下所述，其它与实施例1相同，由此制造出密封材料，对其特性进行评价。结果示于表1。
针：毛毡针(无倒钩)圆型
针距：46根/cm2
针长：76.2mm
针柄粗细：1.83mm
刃部的粗细：1.0mm
实施例3
EPDM泡沫的发泡倍率为13倍，针式冲头的条件如下所述，其它与实施例1相同，由此制造出密封材料，对其特性进行评价。结果示于表1。
针：毛毡针(无倒钩)三角型
针距：91根/cm2
针长：88.9mm
针柄粗细：1.83mm
刃部的粗细：0.7mm
实施例4
EPDM泡沫的发泡倍率为13倍，针式冲头的条件如下所述，其它与实施例1相同，由此制造出密封材料，对其特性进行评价。结果示于表1
针：毛毡针(无倒钩)圆型
针距：73根/cm2
针长：76.2mm
针柄粗细：1.83mm
刃部的粗细：1.0mm
对比例1、2
对实施例2、3的聚氨酯和EPDM泡沫，以图2的辊压法进行处理而制造成密封材料，对其特性进行评价。辊设有3对，辊的直径为100mm，送进速度为8m/min。另外，辊的间隙，第1级为8mm，第2级为6mm，第3级为3mm。评价结果如表1所示。
实施例5～7
EPDM泡沫的发泡倍率为13倍，针式冲头的条件如表1所示，其它与实施例1相同，由此制造出密封材料，对其特性进行评价。结果示于表1。
对于该实施例5～7，还进行了样本的垂直入射吸音率的测定，结果示于图6。
对比例3
对实施例5的EPDM泡沫，与对比例1同样以辊压法进行处理而制造成密封材料，对其特性进行了评价。结果如表1所示。另外，进行了垂直入射吸音率的测定，结果示于图6。
对比例4
对实施例5的EPDM泡沫未实施气泡破裂处理，使之具有独立气泡，对其特性进行评价，结果示于表1。另外，进行了垂直入射吸音率的测定，结果示于图6。
表1
  材质(发泡倍率)                        针式冲头条件            通气量(L/min)   防水性   压缩50％负荷(Pa)
  针距(根/cm2)   针长(mm)   针柄粗细(mm)   刃部粗细(mm)   纵向A   压缩50％横向B   A/B之比
实施例1   EPDM泡沫A(30倍)   41   88.9   1.83   0.7   1.4   0.08   17.5   极好   1764
实施例2   聚氨酯泡沫A(10倍) 46 76.2 1.83 1.0 1.6 0.05 32.2 极好 5978
实施例3   EPDM泡沫C(13倍) 91 88.9 1.83 0.7 1.4 0.18 7.8 极好 5782
  实施例4   EPDM泡沫D(13倍) 73 76.2 1.83 1.0 3.8 0.3 12.7 极好 5586
对比例1   EPDM泡沫A(13倍) 采用辊压法 0.08 0.46 0.17 良好 4704
对比例2   聚氨酯泡沫B(10倍) 采用辊压法 0.3 0.6 0.5 良好 6370
  实施例5   EPDM泡沫E(13倍)   64   101.6   1.83   0.9   7.97   0.253   31.5   极好   5978
  实施例6   EPDM泡沫E(13倍) 52 101.6 1.83 0.9 5.06 0.322 15.7 极好 4802
实施例7   EPDM泡沫E(13倍) 81 101.6 1.83 0.9 2.68 0.184 14.6 极好 7938
对比例3   EPDM泡沫E(13倍) 采用辊压法 0.1 0.5 0.2 良好 2646
对比例4   EPDM泡沫E(13倍) 独立气泡 不能测定 良好 -
产业上利用的可能性
由以上的实施例和对比例可知，根据本发明，可提供一种与夹压方向相垂直的方向上的通气量小、具有优异的防水和吸音等性能的密封材料。该密封材料，其夹压方向上的通气量大，夹压方向上的弹性变形速度也大。

Claims (7)

1.一种密封材料，属于被夹压在构件与构件之间的密封材料，是由聚氨酯或橡胶的发泡物构成的密封材料，其特征是，
未压缩时夹压方向上的通气量A与向夹压方向压缩50％时与该夹压方向相垂直的方向上的通气量B二者之比A/B为1～40，未压缩时夹压方向上的通气量A为0.01～30L/min，压缩50％时与夹压方向相垂直的方向上的通气量B为0.01～10L/min。
2.如权利要求1所说的密封材料，其特征是，未压缩时夹压方向上的通气量A与压缩50％时与夹压方向相垂直的方向上的通气量B二者之比A/B为2～20。
3.如权利要求1或2的权利要求所说的密封材料，其特征是，在所说夹压方向上设有针孔。
4.如权利要求3所说的密封材料，其特征是，针孔是采用针式冲头开设的。
5.如权利要求4所说的密封材料，其特征是，针式冲头的针的密度为41～400根/cm2。
6.如权利要求4或5所说的密封材料，其特征是，针式冲头的针的针柄的粗细为1～3mm。
7.如权利要求4至6之一的权利要求所说的密封材料，其特征是，针式冲头的针的刃部的粗细为0.2～3mm。
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