JP2004270931A - 緩衝部を備えたパッキン材及びその製法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は代表的にはＥＰＤＭ系発泡体に関するもので、表面に接触する部材の凹凸に容易に追従密着して優れたシ−ル機能を発揮すると同時に、伸縮性と緩衝性能に優れたＥＰＤＭ系発泡体による緩衝部を備えたゴムパッキン材にかかる。
【解決手段】 ＥＰＤＭ系ゴム発泡体による緩衝部と、シ−ル部とを一体に形成したゴムパッキン材であって、ＥＰＤＭ系ゴム発泡体の所望するシ−ル部に該当する個所を加熱圧縮して永久圧縮歪みを与えてシ−ル部としたことを特徴とする緩衝部を備えたゴムパッキン材。１‥緩衝部、２‥シ−ル部。
【選択図】 図４

Description

本発明は車輛、電気機器、住宅設備機器等の構造物の空隙や接続部に装着した場合、その表面の凹凸に容易に追従密着して優れたシ−ル機能を発揮すると同時に、伸縮性と緩衝性能に優れた発泡体による緩衝部を備えたパッキン材にかかるものである。

従来、比較的少ない圧縮変形を与えるだけでその表面の凹凸に追従密着する発泡体としては、例えば、特許文献１が知られている。しかるに、粘着性材料の配合量が多過ぎると、ム−ニ−粘度が低下し過ぎ、練りや成形加工性が悪いものとなったり、発泡途中でガス抜けを起こし易く、平板の発泡体形状が得にくい。又、連泡率や圧縮応力が高すぎると止水性能が低下したり、被シ−ル材面の凹凸追従性が低下してしまうという欠点が指摘されてもいた。

又、シ−ル機能を発揮するゴム系発泡体として、例えば、特許文献２や特許文献３が知られている。かかる発泡体は配合物の成形・加工性に優れているだけでなく、例えば構造物の空隙や接続部に装着した場合、その表面の凹凸に容易に追従密着し、優れたシ−ル機能を発揮する。

特公昭５９−０１１６１３号公報

特開平１０−０４５９３３号公報

特開平１１−１０６５４３号公報

このような特徴あるシ−ル機能を発揮するゴム（ＥＰＤＭ）系発泡体はあるが、同時に伸縮性を有しこれによって接触する物体に対してこれを保護するような緩衝性能を付与したものはなく、このように用いられる場合には、シ−ル機能はＥＰＤＭ系発泡体で対処し、緩衝機能は例えばウレタンフォ−ム等を適用するケ−スが多い。しかるに、この場合にはシ−ル機能をもたらす材料と緩衝機能をもたらす材料を別々に用いる必要があり、コストアップとなり、かつ作業工数がかかるという欠点があった。

本発明は、耐候性、耐寒性、耐薬品性等に優れたゴム或いは合成樹脂発泡体を用い、表面の凹凸に容易に追従密着して優れたシ−ル機能を発揮すると同時に、伸縮性と緩衝性能を兼ね備えたパッキン材を提供することを目的とする。

本発明の第１は、ゴム又は合成樹脂発泡体による緩衝部と、シ−ル部とを一体に形成したパッキン材であって、前記発泡体の所望するシ−ル部に該当する個所を加熱圧縮して永久圧縮歪みを与えてシ−ル部としたことを特徴とする。そして、当該シ−ル部が加熱圧縮して永久圧縮歪みを与えたものであるか、或いは、加熱圧縮部位に予め緩衝部と同質の発泡又はシ−ト層を当接したもので、シ−ル部が実質的にゴム又は合成樹脂のソリッド層であることを特徴とする。

本発明の第２は前記した緩衝部を備えたゴム或いは合成樹脂発泡体のパッキン材の製法にかかるもので、緩衝機能を付与する前記発泡体を得る第１工程、前記発泡体のシ−ル部予定個所を加熱圧縮して永久圧縮歪みをもたらし、シ−ル部を形成する第２工程、からなることを特徴とする。

そして、本発明の第３としての緩衝部を備えたゴム又は合成樹脂発泡体のパッキン材の製法は、緩衝機能を付与する前記発泡体を得る第１工程、前記発泡体のシ−ル部予定個所に発泡体と同質の発泡体或いはシ−トを当接する第２工程、両者を挟んで加圧下に加熱し、発泡体に圧縮永久歪みを与えると共に、両者を架橋一体化してシ−ル部を形成する第３工程、からなることを特徴とする。

構造物の空隙寸法がまちまちな空隙部に、本発明のパッキン材は圧縮変形を与えるだけで、空隙部の凹凸面に追従して密着し、特にシ−ル性能を発揮するものである。

本発明にあって、ゴム又は合成樹脂材料としては、例えばＥＰＤＭ系ゴム発泡体であり、或いはポリエチレンやポリプロピレンの発泡体、更にはポリウレタン発泡体が好んで用いられる。

以下、ＥＰＤＭ系ゴム発泡体を代表例として更に説明するが、本発明の第１にあっては、緩衝材としての部位とシ−ル材としての部位とが一体不可分となったＥＰＤＭ系ゴムパッキン材であって、両方の部位が耐候性、耐寒性、耐薬品性等に優れたＥＰＤＭ系ゴムからなっており、シ−ル表面の凹凸に容易に追従密着して優れたシ−ル機能を発揮すると同時に、被緩衝物体に対し伸縮性と緩衝機能をもって対抗することができるシ−ル機能と緩衝機能とを兼ね備えたＥＰＤＭ系ゴムパッキン材が得られたものである。

このように、本発明の第１は、優れた緩衝性とシ−ル性を兼ね備えたパッキン材にかかるものであり、シ−ル部と緩衝部とが完全に一体となっている点に更なる特徴がある。即ち、シ−ル部に若干の凹凸や製品交差があってもこれを吸収することができ、被緩衝体側も同様に少し位の大きさの違いや背丈の違いには同種のパッキン材が採用可能としたシ−ル性と緩衝性を一体化したパッキン材であり、使用に供する際の作業性が簡便なものとなる。

尚、以上で言う緩衝機能は発泡体そのものであるため、吸音機能を有していることも勿論であり、この面での使用もでき、本発明にこれも含まれることは勿論である。尚、シ−ル部は緩衝部に対して任意の位置に設けられるものであって、例えば、緩衝部を囲むものであっても、逆に緩衝部に囲まれてスポット的に形成されるものであってもよいことは勿論である。

本発明の第２にあって、シ−ル部の形成はＥＰＤＭ系ゴム発泡体の周囲を熱圧縮による永久歪みによってもたらされるものであり、容易にシ−ル部が形成されると共に、この部位は極めて強度の高い部位となる。かかるシ−ル部形成のための加熱圧縮条件としては、熱圧縮するＥＰＤＭ系ゴム発泡体の素材の違いや厚さによって異なるが、通常は１６０〜２２０℃×１．５〜３．５分程度であり、好ましくは、１８０〜２００℃×２〜３分程度である。シ−ル部は緩衝部（発泡部）とは異なり、極めて強靭な部位となるため、ここに各種の穴を穿孔することも可能で、シ−ルの際にボルト等の止め部材を挿入することもできる。尚、ポリエチレン発泡体の場合には１４０〜１８０℃×２０〜６０秒程度であり、ポリウレタン発泡体の場合にあっては、１６０〜２２０℃×３０秒〜３分程度である。勿論、素材の性状や材料の厚さ等によって条件は異なることは言うまでもない。

本発明の第３にあっては、シ−ル機能をもたらすシ−ル部を構成するに際し、未架橋シ−ト（例えば、ＥＰＤＭ系未架橋（未加硫）ゴムシ−ト）との関係にあっては、熱圧縮によってかかるシ−トが架橋（加硫）するが、同時に発泡体も圧縮歪みを受け、圧縮変形を受けた発泡体中にシ−トの一部が入り込んだ状態で架橋（加硫）され、完全な一体化が完成する。この部位はほぼ実質的にソリッド状態をなしている。

尚、用いられる発泡体は、例えば当初は均一な厚みであった場合でも、熱圧縮時に部分的に熱圧縮し、更に緩衝部をも厚みを変化（部分的に永久歪みをもたらし）させて柔軟性に強弱を付けることも可能である。例えば、被緩衝体の表面に凹凸があった場合にこれに追従すべく緩衝部の厚みに変化をもたせることができる。

ＥＰＤＭ系ゴム発泡体の一例は、特許文献２によれば、エチレン、α−オレフィン及び非共役二重結合を有する環状又は非環状ポリエンからなる共重合物単独又は該共重合物を少なくとも３０重量部含むゴム成分１００重量部、撥水性及び粘着性樹脂軟化剤５０〜１００重量部を必須の成分とし、これに充填剤、発泡剤、架橋（加硫）剤、促進剤等を配合混練し、ム−ニ−粘度ＭＬ1+4 （１００℃）が１０〜３０の上記混練組成物を連続押し出して発泡架橋（加硫）して得た発泡体である。尚、得られた発泡体を必要であればロ−ル間に通して気泡をクラッシュしておくことも行われる。

ここでＥＰＤＭについて詳述すると、エチレン、プロピレンもしくはブテン−１および以下に列挙するポリエンモノマ−からなるタ−ポリマ−であり、該ポリエンモノマ−としては、ジシクロペンタジエン、１・５−シクロオクタジエン、１・１−シクロオクタジエン、１・６−シクロドデカジエン、１・７−シクロドデカジエン、１・５・９−シクロドデカトリエン、１・４−シクロヘプタジエン、１・４−シクロヘキサジエン、ノルボルナジエン、メチレンノルボルネン、２−メチルベンタジエン−１・４、１・５−ヘキサジエン、１・６−ヘプタジエン、メチル−テトラヒドロインデン、１・４−ヘキサジエン等である。

発泡剤は発泡のためのガス発生のために使用されるばかりでなく、ゴムの架橋（加硫）調整の作用もあり、例えば、ジニトロペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４、４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド（ＯＢＳＨ）重炭酸ナトリウム等があるが、ＡＤＣＡはゴムの架橋（加硫）を遅延する作用があり、上記特徴あるム−ニ−スコ−チタイムを得るには好適である。このＡＤＣＡの熱分解温度は比較的高く、分解温度の低下は亜鉛華等にその作用があるが、尿素等発泡助剤を併用するのがよい。

架橋（加硫）剤としては、例えば硫黄、酸化マグネシウム、亜鉛華、Ｐ−キノンジオキシム系等が挙げられる。又、架橋（加硫）促進剤としてはチアゾ−ル系、ジチオカルバミン酸塩系、チオウレア系、ジチオホスファイト系、チウラム系等を適宜組み合わせるのがよい。

以下、実施例をもって更に詳細に説明する。
「実施例１」
（ゴム発泡体の製法）
用いられたＥＰＤＭは三井石油化学社製商品名３０４５Ｈ、住友化学社製商品名５０１Ａ、日本合成ゴム社製商品名ＥＰ３３を用いた。又、発泡剤はアゾジカルボンアミドである。これらに、発泡助剤、架橋（加硫）剤、架橋（加硫）促進剤等を加えニ−ダ−にて混練する。この際、配合剤の分散と、水分の飛散のため、混練物の温度は１００℃以上にする必要があり、通常は１２０℃×８分の条件下にて混練する。この混練物が冷えてから所定の量の発泡剤、発泡助剤、架橋（加硫）剤、架橋（加硫）促進剤を加え、ニ−ダ−にて混練（８０℃×５分）し、発泡架橋（加硫）性組成物を得た。次にこれをゴム用押出し機にて厚さ１０ｍｍのシ−トに成形し、これを加熱炉に入れて（１４０℃×８０分）架橋（加硫）発泡しゴム発泡体を得た。

（シ−ル部の形成・１）
このＥＰＤＭ系ゴム発泡体の周囲をプレス枠にて挟み加熱した。加熱条件は２００℃×２分である。

（シ−ル部の形成・２）
尚、シ−ル部の形成の際に、ＥＰＤＭ系未架橋ゴムシ−トを添え、これを一緒に加圧加熱させることによりシ−ル部を形成してもよい。この場合には、加熱条件は２２０℃×２．５分程度によって行うのがよい。

（ゴムパッキン材・１）
図１はここで得られた緩衝部を備えたゴムパッキン材の斜視図、図２はＸ−Ｘ線での断面図である。即ち、自動車のサイドミラ−に用いられるゴムパッキン材Ａであり、中央部にはＥＰＤＭ発泡部による緩衝部１、その周囲には熱圧縮されたシ−ル部２が形成されている。

図３はこれを用いたサイドミラ−の構造を示す正面図、図４はＹ−Ｙ線での断面図である。即ち、樹脂製の基盤１０の外表面に鏡面１１を形成し、その裏側にはサイドミラ−を動かすモ−タ−１２その他の部材が固定されている。これらを囲んで例えばアクリル樹脂製のミラ−カバ−２０にて覆ってサイドミラ−が構成されている。カバ−２０内にて基盤１０が左右又は上下に動いてその位置が調整される。このため、カバ−２０と基盤１０との間には若干の隙間がもたらされている。従って、この隙間より雨水が侵入することは避けられない。

本発明のゴムパッキン材Ａを用いたものであって、基盤１０の裏側に固定されたモ−タ−１２及びその他の部材を緩衝部１にて覆い、その周囲を基盤１０の周囲に仮接着させ、この両者を断面コ字状のコ−ナ−材３０内に嵌め込んで完成するものである。かかる構成としたサイドミラ−はカバ−２０内に雨水が入り込んでもモ−タ−１２等が直接これに触れることがなく、耐久性の向上は著しい。

（ゴムパッキン材・２）
図５は音響設備の一部に用いられるゴムパッキン材Ｂの平面図であり、パッキン材Ｂが嵌め込まれるシ−ル部に対応してシ−ル部（熱圧縮部）２が形成され、その他の部位はＥＰＤＭ発泡部１である。そして、この例では、シ−ル部２に固定用のボルトが通る穴３が穿孔されている。

「実施例２」
（ポリウレタン発泡体）
用いられたポリウレタン発泡体は、ブリヂストン社製の発泡体（ブリヂストン−ＣＥ）であり、発泡倍率は５０ｋｇ／ｍ³ で、発泡体の厚みは２５〜３０ｍｍである。尚、通常ガスケット等のエア−シ−ル材に用いられる材料である。

（シ−ル部の形成）
このポリウレタン発泡体の周囲をプレス枠にて挟み加熱した。加熱条件は２００℃×５分である。

（パッキン材）
得られた緩衝部を備えたパッキン材は図１〜図２に示すと同様で、中央部にはポリウレタン発泡体による緩衝部（厚み２５〜３０ｍｍ）と、その周囲には熱圧縮されたポリウレタンシ−ル部が形成される。このシ−ル部はほぼ実質的にソリッド部となっている。

「実施例３」
（ポリエチレン発泡体）
用いられたポリエチレン発泡体は、三和化工社製のサンペルカＬ−２５００（シ−ト材：厚み５ｍｍ）とオプセルＬＣ３００（ポリエチレン発泡体：厚み１０ｍｍ）との貼り合わせ品を用いた。

（シ−ル部の形成）
このポリエチレン貼り合わせ品の周囲をプレス枠にて挟み加熱した。加熱条件は加温条件は１６０℃×３０秒であった。

（パッキン材）
得られた緩衝部を備えたパッキン材は図１〜図２に示すと同様で、中央部にはポリエチレン発泡体による緩衝部（厚み１０ｍｍ）と、その周囲には熱圧縮されたポリエチレンシ−ル部が形成される。このシ−ル部はシ−ト材と発泡体とが一体となっており、ほぼ実質的にソリッド部となっている。

本発明の第１のパッキン材の適用は様々であり、発泡部を緩衝体として用いる以外に、吸音部、吸塵部としても利用でき、車両の各部材、エアコン、洗濯機、冷蔵庫、音響設備、サッシュ類、厨房機器、ユニットバス、給湯機等の住宅設備機器用、構造物シ−ル材、道路や橋梁の目地、水路接合部等の土木用等にも広く使用できる。

図１は得られたパッキン材の斜視図である。 図２は得られたパッキン材のＸ−Ｘ線断面図である。 図３はこれを用いたサイドミラ−の構造を示すものである。 図４はＹ−Ｙ線断面図である。 図５は音響設備の一部に用いられるパッキン材の平面図である。

符号の説明

１‥緩衝部、
２‥シ−ル部。

Claims (5)

1. ゴム又は合成樹脂発泡体による緩衝部と、シ−ル部とを一体に形成したパッキン材であって、前記発泡体の所望するシ−ル部に該当する個所を加熱圧縮して永久圧縮歪みを与えてシ−ル部としたことを特徴とする緩衝部を備えたパッキン材。
2. 加熱圧縮部位に予め緩衝部と同質の発泡又はシ−ト層を当接した請求項１記載の緩衝部を備えたパッキン材。
3. シ−ル部が実質的にゴム又は合成樹脂のソリッド層である請求項１記載の緩衝部を備えたパッキン材。
4. 緩衝機能を付与するゴム又は合成樹脂発泡体を得る第１工程、前記発泡体のシ−ル部予定個所を加熱圧縮して永久圧縮歪みをもたらし、シ−ル部を形成する第２工程、からなることを特徴とする緩衝部を備えたパッキン材の製法。
5. 緩衝機能を付与するゴム又は合成樹脂発泡体を得る第１工程、前記発泡体のシ−ル部予定個所に上記発泡体と同質の発泡又はシ−ト層を当接する第２工程、両者を挟んで加圧下に加熱し、前記発泡体及び発泡又はシ−ト層に圧縮永久歪みを与えると共に、両者を架橋一体化してシ−ル部を形成する第３工程、からなることを特徴とする緩衝部を備えたパッキン材の製法。
   

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