JP2004527587A

JP2004527587A - 防振／構造補強組成物およびその使用方法

Info

Publication number: JP2004527587A
Application number: JP2001585246A
Authority: JP
Inventors: チン−ツイチャン; ジェラルドフィッツジェラルド
Original assignee: シカコーポレーション
Priority date: 2000-05-16
Filing date: 2001-05-15
Publication date: 2004-09-09
Also published as: EP1287069A4; CA2409750A1; AU2001259772A1; EP1287069A1; MXPA02011238A; WO2001088033A1

Abstract

膨張性のシーラント／バッフル組成物および該組成物の成形方法および使用方法を提供する。本発明の組成物は、第１の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、好ましくは第１の熱可塑性樹脂とは異なる第２の熱可塑性樹脂、さらに任意に顔料、発泡剤、触媒、硬化剤およびこれらの組合わせからなる群より選ばれる成分を含む。得られる組成物は、独立基体として成形され、該成形品は、熱膨張して、軽量で高強度の製品となりうる。上記製品は、車両の中空構成部材を封孔するためのものであって、それら構成部材の長手方向に沿って伝達されるノイズを本質的に低減するとともに、最小限の重量増加でそれら構成部材を強化する。好ましい態様において、第１の熱可塑性樹脂はＳＢＳブロック共重合体であり、エポキシ樹脂はビスフェノールＡ型液状エポキシ樹脂であり、第２の熱可塑性樹脂はポリスチレンであり、補強剤は含水アモルファスシリカである。組成物はそれのみからなる独立部品に、あるいは格子状ナイロン補強材で補強されたＵ字状部材に成形することができる。

Description

【０００１】
関連出願
この出願は、１９９８年１１月５日出願の米国特許出願第０９／１８６５３７号の一部継続出願である。
【０００２】
発明の背景
発明の技術分野
本発明は、車両の中空構造部材を封孔する（ｓｅａｌ）ための膨張性のシーラント／バッフル（封孔および遮蔽）組成物、およびこのような組成物の成形方法および使用方法に広く関する。本発明の組成物は、第１の熱可塑性樹脂（好ましくはＳＢＳブロック共重合体）と、エポキシ樹脂（好ましくはビスフェノールＡ系液状エポキシ樹脂）とを含有する膨張性混合物を形成することにより調製される。本発明の組成物は、好ましくはさらに、上記第１の熱可塑性樹脂とは異なる第２の熱可塑性樹脂（好ましくはポリスチレン）とともに、顔料、発泡剤、触媒、硬化剤、補強剤およびこれらの組合わせからなる群より選ばれる配合成分を含む。好ましい補強剤は、含水アモルファスシリカおよびガラス微小球である。本発明の組成物は、射出成形可能であり、それのみからなる独立部品に成形することができる。また一方、本発明の組成物は、格子状ナイロン補強材で補強されていてもよい。本発明の組成物を約３００°Ｆ以上の温度に加熱すれば、該組成物は大きく膨張して、圧縮強度の高い軽量な製品となる。
【０００３】
従来技術の説明
自動車、トラックなどの路上走行車両製造における車体構成要素の多くは、空洞（ｃａｖｉｔｙ）を有する構造部材であるが、この空洞は車体部品の腐食原因となりうる湿分および汚れの侵入を妨げるため塞ぐ必要がある。また上記構造部材は、軽量を保ったままで強度を大きく向上させることが望まれる。さらにこれら部材は空洞長さあるいは空洞部内に沿って伝播されるノイズを低減するように安定化する必要がある。このような空洞のほとんどは、形状が不規則であったり幅が狭かったりするため、これを確実に封孔して遮蔽することは困難である。
【０００４】
このような空洞を封孔するため、空洞内にシーラントを噴霧したり、空洞内に発泡体を挿入したり、ガラス繊維マットを使用するなど多くの試みがなされてきた。しかしこれら方法はそれぞれに欠点がある。たとえばその場で発泡させる方法は、発泡体の挿入から空洞内への移動を制御することが困難であるという問題がある。さらに、空洞をまちがいなく充分に封孔するためには、多くの場合、過剰量の発泡体を空洞内に挿入する必要がある。それでもなお空洞の内表面が少量の油を含んでいれば、発泡体は通常空洞壁の内表面に接着しない。
【０００５】
独立に成形された発泡体を、これには非発泡の補強構造をもつものも、もたないものもあるが、構造部材の空洞内に挿入して空洞を封孔することが試みられてきた。しかしながらこのような方法によれば、通常、構造部材に余計な重量を増加させることになり、これは多くの場合望ましくない。軽量化するかまたは補強構造をもたない発泡体の使用も試みられてきた。しかしながらこのような方法により得られる製品は、一般に構造部材の圧縮強度を、必要なだけ強化することはできない。
【０００６】
ワイセック（Ｗｙｃｅｃｈ）の米国特許第５，７７５，４８６号は、熱膨張性樹脂系材料を含む構造補強部材を教示する。構造部材を加熱して上記樹脂系材料を膨張させ、これにより補強部材をそこで固定する。しかしながら上記特許’４８６中に開示される組成物は、充分な膨張能力を有さない。このため、個々の空洞を充分に充填して封孔するためには多量の組成物を必要とし、これにより車体重量を増加させ、また自動車製造コストを高くする。さらに上記特許’４８６中に開示される組成物はシリカフュームを必要とするが、その使用は組成物の粘度を高くし、射出成形に不向な組成物とする。
【０００７】
ハンリー（Ｈａｎｌｅｙ）らの米国特許第５，３７３，０２７号および第５，２６６，１３３号は、車体内の空洞を封孔し、遮音するための膨張性のシーラント／バッフル要素、およびこのような要素の製造方法をそれぞれ教示する。空洞内に置かれた上記要素は加熱により膨張し、空洞を封孔する。上記要素は、エチレン−α，βエチレン性不飽和カルボン酸共重合体、発泡剤、粘着付与剤、および任意に付加的ポリマーおよび架橋剤を含む組成物から形成される。上記特許’０２７および’１３３の組成物は、充分な膨張能力を有するが、補強部材となりうるほどは強くない。
【０００８】
オットー（Ｏｔｔｏ）らの米国特許第５，５０６，０２５号は、自動車の空洞を封孔するための膨張性バッフル用具に関する。この特許第’０２５号のバッフル用具は、封孔する空洞の断面形状に対応する形状に成形された熱膨張性シーリング材からなる成形片を含む。このシーリング材は、ナイロンなどの材料からなる開目格子状補強材によって補強されている。この特許第’０２５号のバッフル用具は、空洞のシーラント／バッフル用具としては好適であるが、空洞内にこのバッフル用具を置いても、空洞を構成する構造部材の強度が充分に高められるものではない。
【０００９】
射出成形可能で、膨張性であり、かつ軽量な組成物であって、車体の空洞内に望ましくない成分が侵入するのを防止するためのシーラントとしてと同時に、一般に前記空洞の長手に沿って伝播するノイズを低減または抑制するバッフルとしても機能する組成物が求められている。さらには該組成物は、それを構造部材内で使用することによって構造部材を強化するような高い圧縮強度を有することが望ましい。
【００１０】
発明の開示
本発明は、単一または複数の熱可塑性樹脂とエポキシ樹脂との混合物を含み、射出成形可能で、かつ軽量であるとともに高い圧縮強度を有する膨張性シーラント／バッフル組成物を提供することにより上記課題を解消する。
【００１１】
より詳細には、本発明の組成物が含む第１の熱可塑性樹脂は、通常、ポリスチレン類、ゴム類（好ましくは固形ゴム類）、およびこれらの組合わせからなる群より選ばれる。
第１の熱可塑性樹脂は、固形ゴムまたは複数の固形ゴムの組合わせであることが好ましい。好ましい固形ゴム類としては、スチレンブタジエンゴム（たとえばＳＢＲ１００９ ^ＴＭ）、ニトリルブタジエンゴム（たとえばＮｉｐｏｌ（ニッポール）１４１１^ＴＭ）、ＳＢＳブロック共重合体含有熱可塑性エラストマー（たとえばＦｉｎａＣｌｅａｒ（ファイナクリア）５３０^ＴＭ）およびこれらの組合わせが挙げられる。（本明細書において、“ゴム”は合成ゴムならびにエラストマーを全て含むことを意味する。）。ゴムとしてＳＢＳブロック共重合体を使用する場合には、ＳＢＳブロック共重合体の分子量は、好ましくは約１００，０００−１５０，０００、好ましくは約１１０，０００−１３５，０００である。ゴムとしてスチレンブタジエン共重合体を使用する場合には、ブタジエンのスチレン対比が好ましくは約３２：６８ないし約１８：８２、より好ましくは約２７：７３ないし約２３：７７である。
第１の熱可塑性樹脂がゴムである時の組成物中のゴム量は、組成物の全重量を１００重量％とするとき、好ましくは約２０−３０重量％、より好ましくは約２３−２８重量％である。
【００１２】
第１の熱可塑性樹脂がポリスチレンである場合には、ポリスチレンは、組成物の全重量を１００重量％とするとき、約５−２０重量％、好ましくは約１０−１５重量％の量で組成物中に存在することが望ましい。ポリスチレンの分子量は、好ましくは約１５０，０００−３２０，０００、より好ましくは約２００，０００−２７０，０００である。ＦｉｎａＣｒｙｓｔａｌ（ファイナクリスタル）５００^ＴＭおよびＦｉｎａＣｒｙｓｔａｌ５３５^ＴＭの商品名で市販されている２つのポリスチレンが好ましい。
【００１３】
本発明の組成物は、エポキシ樹脂、好ましくはビスフェノールＡ系液状エポキシ樹脂などの液状エポキシ樹脂をさらに含む。エポキシ樹脂は、組成物の全重量を１００重量％とするとき、約３０−４５重量％、好ましくは約３５−４０重量％の量で組成物中に存在することが望ましい。Ｅｐｏｎ（エポン）１００１Ｆ ^ＴＭの商品名で市販されている固形エポキシ樹脂が好ましい。Ａｒａｌｄｉｔｅ（アラルダイト）６０１０ ^ＴＭおよびＥｐｏｎ７１ ^ＴＭの商品名で市販されている２つのエポキシ樹脂が好ましい。
【００１４】
特に好ましい態様において、本発明の組成物は、第１の熱可塑性樹脂とは異なる第２の熱可塑性樹脂をさらに含む。第２の熱可塑性樹脂も上記と同じく、ポリスチレン類、ゴム類（好ましくは固形ゴム類または熱可塑性エラストマー類）、およびこれらの組合わせからなる群より選ばれることが好ましい。第１の熱可塑性樹脂が単一固形ゴムまたは複数種の固形ゴム混合物であり、かたや第２の熱可塑性樹脂が好ましくはポリスチレンであり、固形ゴムおよびポリスチレンの各濃度がそれぞれ独立に上記の濃度である態様は好ましい。第１の熱可塑性樹脂と第２の熱可塑性樹脂との合計重量は、組成物の全重量を１００重量％とするとき、好ましくは約２５−５０重量％、より好ましくは約３３−４３重量％である。
【００１５】
他の態様として、本発明の組成物は、第１および第２の熱可塑性樹脂に加え、これらと異なる第３の熱可塑性樹脂をさらに含む。第３の熱可塑性樹脂は、ポリスチレン類、ゴム類（好ましくは固形ゴム類または熱可塑性エラストマー類）およびこれらの組合わせからなる群より選ばれることが好ましい。本発明に係る組成物が第３の熱可塑性樹脂を含む場合には、第３の樹脂は、組成物の全重量を１００重量％とするとき、約１−１０重量％、好ましくは約３−７重量％の量で存在することが望ましい。好ましい第３の熱可塑性樹脂は、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などの固形ゴムである。第３の熱可塑性樹脂としてＮＢＲを使用する場合には、アクリルニトリルのブタジエン対比が好ましくは約４２：５８ないし約３５：６５、より好ましくは約３８：６２である。
【００１６】
本発明の組成物は、さらに顔料、発泡剤、触媒、硬化剤、補強剤およびこれらの組合わせからなる群より選ばれる配合成分を含むことが望ましい。本発明では、公知の顔料、発泡剤、触媒および硬化剤を特に限定することなく好ましく使用することができる。これら配合成分の具体例と、本発明の組成物中の好ましい濃度を表１に示す。可塑剤、希釈剤および界面活性剤は、組成物を加熱中に組成物の圧縮強度に悪影響を及ぼすため、本発明の組成物中には、本質的にこれら配合成分を含まない（具体的に約０．１重量％未満、好ましくは約０重量％）ことが望ましい。
【００１７】
【表１】

^ａ組成物の全重量を１００重量％とするときの各成分の重量％。
【００１８】
好ましい補強剤は、含水アモルファスシリカ、ガラス微小球およびこれらの組合わせからなる群より選ばれる。ガラス微小球は、硬化組成物の重量をわずかに増加させるだけで、その強度を著しく高めるため特に好ましい。本発明の好ましい組成物は、含水アモルファスシリカを約１−１０重量％含み、ガラス微小球を約１０−２０重量％含む。このような補強剤を両方併用すれば、非常に高い圧縮強度を有する組成物が得られる。また含水アモルファスシリカは、高い膨張能力を有するとともに、組成物の射出成形を容易にする約１５００Ｐ未満、好ましくは約１２５０Ｐ未満の粘度（１１０℃での）を有する組成物をもたらす上で重要である。
【００１９】
特に好ましい一態様における本発明に係る組成物は以下を含む。ＳＢＳブロック共重合体を約２０−３０重量％、ポリスチレンを約５−２０重量％、ビスフェノールＡ系液状エポキシ樹脂を約３０−４５重量％、カーボンブラックを約０．５−５重量％、含水アモルファスシリカを約１−１０重量％、ガラス微小球を約１０−２０重量％、発泡剤を約０．５−５重量％、触媒を約０．３−５重量％、および硬化剤を約１−５重量％、ただし重量％はすべて、組成物の全重量を１００重量％とするときの値である。
【００２０】
特に好ましい他の態様における本発明に係る組成物は以下を含む。ＳＢＳブロック共重合体を約２０−３０重量％、ポリスチレンを約５−２０重量％、ゴム（たとえばニトリルブタジエンゴム）を約０．５−５重量％、ビスフェノールＡ系液状エポキシ樹脂を約３０−４５重量％、顔料（たとえばカーボンブラック）を約０．５−５重量％、含水アモルファスシリカを約１−１０重量％、ガラス微小球を約１０−２０重量％、発泡剤（たとえばアゾジカルボンアミド）を約０．１−５重量％、触媒（たとえばＮ，Ｎ−ジメチルフェニル尿素）を約０．１−５重量％、硬化剤（たとえばジシアンジアミド）を約０．１−５重量％、および組成物の発泡温度を低下させる促進剤（たとえば酸化亜鉛）を約５％以下、ただし重量％はすべて、組成物の全重量を１００重量％とするときの値である。
【００２１】
本発明の組成物は、第１の熱可塑性樹脂（好ましくは固形ゴム）と、一部少量（総量の約１／４０）のエポキシ樹脂とを、加熱した混合機中で、混合機温度が約２４０−２６０°Ｆ（混合機内の混合物温度は約１７５°Ｆ以上）に達するまで混合し、混合物が実質的に均質となった時点で第２の熱可塑性樹脂（好ましくはポリスチレン）の全量を混合機に加えて混合を続けることにより調製される。第２の熱可塑性樹脂が、第１の熱可塑性樹脂／エポキシ樹脂混合物と実質的に混合された後、残余のエポキシ樹脂をゆっくりと混合機に加え、必要に応じて混合機の混合停止と開始を行い、内容物を混合することにより実質的に均質な組成物を得る。得られた“予備混合物”は、最終組成物を形成するために直ちに使用してもよく、あるいは二軸押出機により厚シート（約２０ｍｍ）に成形し、小片に切断し、保存して後で使用してもよい。
【００２２】
予備混合物から最終組成物を形成するには、所望量の予備混合物を、加熱した混合機（約２５０°Ｆに設定）中に入れ、混合を開始する。混合しながら、混合機に所望の顔料を添加し、混合機内で均質な混合物が得られたら一旦混合を停止する。混合を停止している間に、所望の補強剤を混合機に添加して混合を再開し、混合物が均質になるまで混合を続ける。補強剤追加の必要に応じて、この工程を繰り返すことができる。
【００２３】
次いで、混合機温度を１６０°Ｆ以下の温度に設定する。混合機温度が降下し１６０°Ｆ以下になったら、所望の発泡剤、硬化剤および／または触媒を混合機に添加して混合を再開し、混合物が均質になるまで混合を続ける。その後、得られた混合物は、押出成形（押出機温度１７０−１８０°Ｆ、スクリュー回転速度約４００ｒｐｍで）してストランドとし、切断してペレット化することが好ましい。また上記所望の発泡剤、硬化剤および／または触媒を、押出成形前の混合物に添加せず、切断ペレットとドライブレンドしてもよい。
その後、従来公知の射出成形方法および装置を特に制限なく利用して、ペレットを約１８０−２００°Ｆの温度で所望形状に射出成形する。
上記所望形状に成形された組成物は、封孔かつ遮蔽すべき空洞の容積だけでなく、空洞形状に追従し、すなわち組成物が構造側壁まで充分に膨張してシーリングを確実にすることは、当業者であれば高く評価することができる。成形体は物理的な混合物であり、化学反応は、車体空洞部内に置かれた該成形体の加熱が約３００°Ｆ以上の温度に達するまで起きない。
【００２４】
本発明のシーラント／バッフル組成物は、それのみからなる成形品として製品化されてもよく、あるいは他の態様における、該組成物の成形形状と同形に成形された開目格子からなる補強材で補強された組成物、すなわちシーラント／バッフル用具（器具）として製品化されていてもよい。好ましい格子状補強材は、ナイロン製、特にガラス強化ナイロン製である。開目格子状補強材の使用は、本発明の組成物を約３００°Ｆ以上の温度に加熱した際に、格子の開目部を介して該組成物の膨張を許容する。この構造は、ワイセックの米国特許第５，７５５，４８６号の構造に対し、器具重量の増加が最小限である格子状補強材を使用する点で優れている。
【００２５】
膨張した組成物は、次いで空洞内に配置された上記器具の近傍にある空洞壁面に接着する。好ましい器具は、複数の膨張性組成物からなるＵ字賦型した構造物が、互いに間隔を置いて、通常整列して配置され、該Ｕ字状構造物の三方の外表面に格子状補強材が取り付けられたものである。この態様は、オットーらの米国特許第５，５０６，０２５号で提案されるものよりも、組成物と空洞壁とを広い表面積で接触させるため、空洞を形づくる構造部材に、優れた補強効果を付与する。
【００２６】
本発明の組成物の使用に際しては、上記したようなＵ字状構造物に成形するか、あるいは、本発明の組成物または器具を使用しようとする空洞の断面形状に合わせて（空洞よりわずかに小さくではあるが）成形される（それのみからなる成形物であっても格子状補強材で補強された成形物であってもよい）。このように成形した本発明の組成物または器具は、その後、中空のチャネルまたは空洞内に配置し、加熱して組成物を膨張させれば、エポキシ樹脂が架橋し、膨張した組成物が空洞の側壁と接着し、そうして膨張した組成物がチャネルまたは空洞内を実質的に封孔する。さらに、ある種の締結具または機構を用いて、熱膨張に先だって組成物をチャネル内に固定することもできる。
【００２７】
本発明の組成物が、車体製作部門、塗装部門および自動車製造施設などの自動車産業のありとあらゆる方面で使用することができることは価値が高い。本発明の組成物および器具が特に優れているのは、車体が組成物を膨張させうる高温の焼付オーブンを通過する前に、それらを所望のチャネル内に配置しておくことができる点である。
【００２８】
本発明のシーラント／バッフル組成物を約３００°Ｆ以上の温度に熱した時、該組成物の膨張率は、約８０−２２０％であり、好ましくは約９５−２００％となる。ここでの膨張率（本明細書で使用される）は、下記のように定義される。
【００２９】
１００×｛［（加熱前の組成物の比重）−（加熱後の組成物の比重）］／（加熱後の組成物の比重）｝
【００３０】
膨張した組成物は、約１２００ｐｓｉ以上、好ましくは約１４００ｐｓｉ以上、より好ましくは約１６００ｐｓｉ以上の圧縮強度（直径２インチ、長さ４インチのサンプル、圧縮比０．５インチ／分による）を有する。膨張前の組成物の比重（水に対する）は、約０．９０以上であるが、膨張した組成物の比重（水に対する）は、約０．４７未満、好ましくは約０．３７未満、より好ましくは０．３２未満である。本発明の組成物は、焼成後、圧縮強度：比重の比が、少なくとも約２５００：１、好ましくは少なくとも約３０００：１、より好ましくは約３６００：１である。
【００３１】
発明の好ましい実施態様
ここで図について説明する。シーラント／バッフル用具１０を図１−４に示す。この器具１０は、大まかにいって３つの膨張性のＵ字状構成部材１２，１４，１６（図１および図２参照）および補強材１８（図２および図３参照）を含む。
【００３２】
図１を参照してより詳細に説明すると、構成部材１２は、基部２０および２つの脚部２２，２４を含む。構成部材１４，１６は、構成部材１２と同様にそれぞれ基部および２つの脚部を含む。構成部材１４，１６の脚部２６，２８を、それぞれ図２に示し、構成部材１４，１６の基部３０，３２を、それぞれ図３に示す。各構成部材１２，１４，１６において、各脚部はそれぞれの基部に対して実質的に直立している。換言すれば、構成部材１２，１４，１６の各脚部は、各構成部材の脚部同士で実質的に平行である。構成部材１２，１４，１６は、それぞれ本発明の熱膨張性組成物から形成され、好ましくは図示するＵ字状に一体化した構成部材として射出成形される。
【００３３】
補強材１８は、３部分、すなわちほぼＵ字状をなす基体部分と２つの脚部分に成形される。補強材１８の基体部分３４を、図３に示し、脚部分３６を図２に示す。補強材１８の他方の脚部分３８は、透視図で図１中に示す。補強材１８の各部分３４，３６，３８は、格子網構造を有し、構成部材１２，１４，１６の膨張温度よりも高い融点をもつ材料から成形される。補強材１８の好ましい材料はナイロン、特にガラス強化ナイロンである。
【００３４】
構成部材１２，１４，１６の基部および脚部の平坦な外表面には、くぼみ（図２および図３中、二重線４０で示す）をつけることが好ましい。このくぼみのサイズおよび形状は、補強材１８の格子目のサイズおよび形状に一致している。くぼみの深さは、少なくとも格子の厚みと同じとし、補強材１８を構成部材１２，１４，１６に取り付けた状態で維持する機構を作用させることが好ましい。このようにして、構成部材１２，１４，１６に成形される膨張性組成物は、補強材１８の格子目を介してある程度突出する（図２−４中符号４２で示す）。補強材１８は、上記各部分３４，３６，３８を一体化するように成形してもよく、また各部分３４，３６，３８を別々に成形し、器具の構成部材１２，１４，１６周囲を何らかの締結機構（クリップまたはスナップなど）で連結してもよい。
【００３５】
器具１０は、中空構成部材（車体などがもつような）のチャネル内に配置して使用する。器具１０は、この分野において通常の技術をもつ当業者が適宜に決定する範囲で、どのような角度および向きでも配置することができる。たとえば器具１０の基部２０，３０，３２および基体部分３４は、チャネルの底部壁に配置することができ、器具１０の各脚部および脚部分は、チャネルの側壁に配置することができる。あるいは、器具１０は、基部２０，３０，３２および基体部分３４をチャネルの上方壁に配置した逆向きにすることもできる。
【００３６】
一旦、器具１０をチャネル内に配置した後、器具１０に加熱を課し（車両が焼付オーブン内を通過などによる）、好ましくは約３００°Ｆ以上の温度に加熱する。加熱により、組成物は全方向に膨張し、それにより格子状の開目からも突出する。膨張した組成物は、その後、チャネルの壁面に接着し、器具１０をチャネル内に固定する。
【００３７】
上記では、本発明の組成物を、補強構造を用いる態様を示す図により説明したが、当業者であれば、本発明の組成物は、補強構造を必要とせず、それのみからなる独立品の形態でも使用しうることを理解するはずである。また各用途に応じて、他にも多くの補強材を本発明の組成物とともに使用することができる。
【００３８】
実施例
以下の実施例は本発明に係る好ましい方法を説明するものである。しかしながら、これら実施例は説明のためのものであって、これにより本発明の全体の範囲がなんら限定されるべきものではないと理解されるべきである。
【００３９】
実施例１
１．予備混合物の調製
ラムを備えた混合機（モリヤマ（Ｍｏｙｉｙａｍａ）社，日本）を用いて予備混合物を調製した。混合機の温度は２１０°Ｆに設定し、混合機に、ＦｉｎａＣｌｅａｒ５３０^ＴＭ（ＳＢＳブロック共重合体）２６６．６７ｇを装入し、次いでＡｒａｌｄｉｔｅ６０１０ ^ＴＭ（液状エポキシ樹脂）約１０ｇを添加した。混合機の温度が２００°Ｆに達した時点でラムを下げて、混合をゆっくり開始した。混合は、混合物が実質的に均質となり、表示温度が２５０°Ｆを示すまで続けた。この時点でラムを開放し、ＦｉｎａＣｒｙｓｔａｌ５００^ＴＭ（ポリスチレン）１３３．３３ｇを混合機に添加した。混合物が実質的に均質になるまで混合を続けた。残余のＡｒａｌｄｉｔｅ６０１０ ^ＴＭ（約３９０ｇ）を、添加の間混合を続けながら、混合物に少量ずつゆっくりと添加した。
【００４０】
ＦｉｎａＣｒｙｓｔａｌ５００^ＴＭを全て添加し、得られた混合物を約５分間かけて混合した後、材料を二軸押出機に移した。材料は、厚さ約２０ｍｍのシートに圧延し、後で使用するために小片に切断した。
【００４１】
２．中間配合物の調製
この工程においても、ラムを備えたモリヤマ社製混合機を、混合機温度を２５０°Ｆに設定して使用した。この実施例の工程１で製造された予備混合物を混合機に添加して混合を開始した。混合を開始し、カーボンブラック（顔料）１０ｇを混合機に添加した。混合物が均質になった時点で混合を停止し、ＨｉＳｉｌ２３３ ^ＴＭ（含水アモルファスシリカ）６０ｇを混合物に添加し、混合を再開した。混合物が均質になるまで混合を続け、均質になった時点で混合を停止し、ＳｃｏｔｃｈｌｉｔｅＳ６０／１０，０００^ＴＭ（ガラス微小球）１４０ｇを混合物に添加した。混合を再開し、混合物が均質になるまで続けた。混合機の温度を１６０°Ｆ以下に設定した。混合機温度が１６０°Ｆ以下に下がったら、ＣｅｌｏｇｅｎＡＺ７６５ ^ＴＭ（発泡剤）１６ｇおよびＵｒｉｓｙｓＤＤＡ１０ ^ＴＭ（硬化剤）６４ｇを混合機に添加して混合を再開し、混合物が均質になるまで混合し続けた。
【００４２】
３．中間配合物のペレット化およびペレットの射出成形
この実施例の工程２で作製した化合物を、押出機温度１７５°Ｆに設定した単軸スクリュー押出成形機の入口に送給した。スクリューを約４００ｒｐｍで回転させ、ストランドに成形された配合物が、押出バレルの出口に配置したダイから押出される際に切断してペレット化した。使用したダイは、９０個（±１０個）のペレットで重さ１ｇとなるサイズのペレットを製造するように設計されたものである。
【００４３】
ペレットは、伝統的な射出成形機のホッパ（撹拌機を装備していない）に投入し、約１９０°Ｆで所望形状に成形した。
【００４４】
４．成形品の試験特性
配合物の機械的特性を試験した。これら結果は後述の表２に示す。これらの試験は、上記のようにして作製した成形品からなる、厚さ１０ｍｍ、１インチ×１インチの小片を用いて実施した。
【００４５】
（１）焼成前の比重
（２）焼成後の比重
組成物を３２５°Ｆに加熱したオーブンに置いた。組成物は、オーブンの温度が３２５°Ｆ（金属温度３２５°Ｆ、１０分間と記載）に達した後、１０分間オーブン内に放置した。組成物は、その後、オーブンから取り出し、室温（ＲＴ）で６０分間（ＲＴ、６０分間と記載）放置した。この後、金属温度３２５°Ｆ１０分間、ＲＴ６０分間、最後に金属温度２５０°Ｆ２０分間を経た後、比重を測定した。
（３）焼成後の膨張＝［（焼成前の比重）−（焼成後の比重）］／（焼成後の比重）
（４）焼成後の圧縮強度：以下の手順を実施した後、圧縮強度を測定した。
組成物を３５０°Ｆのオーブンに合計で３５分間放置し、ＲＴ６０分間、最後に金属温度２５０°Ｆで２０分間。
【００４６】
【表２】

^ａ試験片を９０℃のオーブン中で４時間静置した後、オーブンから取出すと同時に試験した。
^ｂこのサンプルに圧縮強度の試験を数回実施した。数字は実施した全ての試験結果の平均値である。
【００４７】
実施例２
以下の成分および濃度を使用した以外は、実施例１に示した手順に従い、配合物の成形品を作製した。ＦｉｎａＣｒｙｓｔａｌ５００^ＴＭ：１３３．３３ｇ、ＦｉｎａＣｌｅａｒ５３０^ＴＭ：２６６．７６ｇ、Ａｒａｌｄｉｔｅ６０１０ ^ＴＭ：４００ｇ、カーボンブラック：１０ｇ酸化亜鉛（顔料）：４．８ｇ、ＨｉＳｉｌ２３３ ^ＴＭ：４５ｇ、ＳｃｏｔｃｈｌｉｔｅＳ６０／１０，０００^ＴＭ：１５５ｇ、ＵｒｉｓｙｓＤＤＡ１０ ^ＴＭ：３０ｇ、ＵｒｉｓｙｓＵ４０５^ＴＭ（触媒）：４ｇ、ＣｅｌｏｇｅｎＡＺ１３０^ＴＭ（発泡剤）：６ｇ。触媒は、発泡剤および硬化剤と同時に添加した。最終製品は、実施例１に示すように機械的特性を試験した。結果を表３に示す。
【００４８】
【表３】

^ａ試験片を９０℃のオーブン中で４時間静置した後、オーブンから取出すと同時に試験した。
^ｂこのサンプルに圧縮強度の試験を数回実施した。数字は実施した全ての試験結果の平均値である。
【００４９】
実施例３
以下に示す成分および濃度を使用した以外は、実施例１に示した手順に従い、配合物の成形品を作製した。ＦｉｎａＣｒｙｓｔａｌ５００^ＴＭ：１２０ｇ、ＦｉｎａＣｌｅａｒ５３０^ＴＭ：２４０ｇ、Ｎｉｐｏｌ１４１１^ＴＭ（ニトリルブタジエンゴム）：４０ｇ、Ａｒａｌｄｉｔｅ６０１０ ^ＴＭ：４００ｇ、カーボンブラック：１０ｇ、酸化亜鉛：４．８ｇ、ＨｉＳｉｌ２３３ ^ＴＭ：４５ｇ、ＳｃｏｔｃｈｌｉｔｅＳ６０／１０，０００^ＴＭ：５５ｇ、ＵｒｉｓｙｓＤＤＡ１０ ^ＴＭ：３０ｇ、ＵｒｉｓｙｓＵ４０５^ＴＭ：４ｇ、ＣｅｌｏｇｅｎＡＺ１３０^ＴＭ：６ｇ。
最終製品について、表４に示すように機械的特性を試験した。
【００５０】
【表４】

^ａ試験片を９０℃のオーブン中で４時間静置した後、オーブンから取出すと同時に試験した。
^ｂこのサンプルに圧縮強度の試験を数回実施した。数字は実施した全ての試験結果の平均値である。
【００５１】
実施例４
先の実施例に示す手順に従い、さらに数種の配合物を調製した。得られた組成物の組成および機械的特性を表５および６に示す。
【００５２】
【表５】

【００５３】
【表６】

^ａ試験片を９０℃のオーブン中で４時間静置した後、オーブンから取出すと同時に試験した。
^ｂこのサンプルに圧縮強度の試験を数回実施した。数字は実施した全ての試験結果の平均値である。
【００５４】
実施例５
この実施例は、組成物中に、含水アモルファスシリカに代えてシリカフュームを用いたことによる効果を比較するため行った。組成物の調製手順は、先の実施例に示した通りである。使用した成分および濃度は以下の通りである。ＦｉｎａＣｒｙｓｔａｌ５００^ＴＭ：１３３．３３ｇ、ＦｉｎａＣｌｅａｒ５３０^ＴＭ：２６６．６７ｇ、Ａｒａｌｄｉｔｅ６０１０ ^ＴＭ：４００ｇ、カーボンブラック：１０ｇ、酸化亜鉛：４．８ｇ、ＣａｂｏｔＴＳ−７２０^ＴＭ（シリカフューム）：４５ｇ、ＳｃｏｔｃｈｌｉｔｅＳ６０／１０，０００^ＴＭ：１５５ｇ、ＵｒｉｓｙｓＤＤＡ１０^ＴＭ：３０ｇ、ＵｒｉｓｙｓＵ４０５^ＴＭ：４ｇ、ＣｅｌｏｇｅｎＡＺ１３０^ＴＭ：６ｇ。
得られた組成物の特性を表７に示す。
【００５５】
【表７】

^ａ試験片を９０℃のオーブン中で４時間静置した後、オーブンから取出すと同時に試験した。
^ｂこのサンプルに圧縮強度の試験を数回実施した。数字は実施した全ての試験結果の平均値である。
【００５６】
これらの結果と先の実施例の結果の比較において、この実験の配合物が上記した他の配合物よりも膨張性が小さいことが確認できる。さらに、粘度は、実施例２で得られた配合物の粘度よりもはるかに高い。このような高粘度であると、この配合物は射出成形に使用することができない。
【００５７】
実施例６
この実施例では、ポリスチレンを使用しないことによる、組成物の機械的特性に及ぼす影響を分析した。組成物の調製は、先の実施例に示した手順に従った。成分および濃度は、ＦｉｎａＣｒｙｓｔａｌ５００^ＴＭ（または他のいずれかのポリスチレン）を使用しないこと以外は、実施例２に列挙し成分および濃度を使用した。得られた組成物の機械的特性を表８に示す。
【００５８】
【表８】

^ａ試験片を９０℃のオーブン中で４時間静置した後、オーブンから取出すと同時に試験した。
^ｂこのサンプルに圧縮強度の試験を数回実施した。数字は実施した全ての試験結果の平均値である。
【００５９】
実施例７
この実施例では、ＳＢＳ（または他のいずれかのゴム）を使用しないことによる組成物の機械的特性に及ぼす影響を分析した。組成物の調製は、先の実施例に示したように実施した。なおこの調製において、ゴムを使用せず、初期成分は混合されないので、予備混合物の調製工程は省略した。
【００６０】
実施例８
この実施例では、ＳＢＳゴムに加えてＳＢＲを使用することが、組成物全般にの特性にどのような影響を及ぼすかを調べた。組成物の調製手順は、先の実施例に示した通りである。使用した成分および濃度は以下の通りである。ＦｉｎａＣｒｙｓｔａｌ５００^ＴＭ：１２０．０ｇ、ＦｉｎａＣｌｅａｒ５３０^ＴＭ：２４０ｇ、ＳＢＲ１００９ ^ＴＭ：４０ｇ、Ａｒａｌｄｉｔｅ６０１０ ^ＴＭ：４００ｇ、カーボンブラック：１０ｇ、酸化亜鉛（顔料）：４．８ｇ、ＨｉＳｉｌ２３３ ^ＴＭ：４５ｇ、ＳｃｏｔｃｈｌｉｔｅＳ６０／１０，０００^ＴＭ：１５５ｇ、ＵｒｉｓｙｓＤＤＡ１０ ^ＴＭ：３０ｇ、ＵｒｉｓｙｓＵ４０５^ＴＭ：４ｇ、ＣｅｌｏｇｅｎＡＺ１３０^ＴＭ：６ｇ。
得られた組成物の特性を表９に示す。
【００６１】
【表９】

^ａ試験片を９０℃のオーブン中で４時間静置した後、オーブンから取出すと同時に試験した。
^ｂこのサンプルに圧縮強度の試験を数回実施した。数字は実施した全ての試験結果の平均値である。
【図面の簡単な説明】
【図１】開目格子状の補強機構を用いた本発明における好ましいＵ字状シーラント／バッフル用具の側面図である。
【図２】図１の器具の上面図である。
【図３】図１の器具の左端面図である。
【図４】図２の線４−４に沿う部分断面図である。

Claims

ＳＢＳブロック共重合体を約２０−３０重量％、
ポリスチレンを約５−２０重量％、
ゴムを約０．５−５重量％、および
エポキシ樹脂を約３０−４５重量％含む、補強性成形体の形成に有用な組成物。
前記組成物が、さらに顔料を約０．５−５重量％含む請求項１に記載の組成物。
前記組成物が、さらに含水アモルファスシリカを約１−１０重量％含む請求項１に記載の組成物。
前記組成物が、さらにガラス微小球を約１０−２０％含む請求項１に記載の組成物。
前記組成物が、さらに発泡剤を約０．１−５重量％含む請求項１に記載の組成物。
前記組成物が、さらに触媒を約０．１−５重量％含む請求項１に記載の組成物。
前記組成物が、さらに硬化剤を約０．１−５重量％含む請求項１に記載の組成物。
前記組成物が、さらに該組成物の発泡温度低下剤を含む請求項１に記載の組成物。
前記組成物中の前記ゴムがニトリルブタジエンゴムであり、かつ前記エポキシ樹脂がビスフェノールＡ系液体エポキシ樹脂であり、かつ前記組成物が、さらに
顔料を約０．５−５重量％、
含水アモルファスシリカを約１−１０重量％、
ガラス微小球を約１０−２０重量％、
発泡剤を約０．１−５重量％、
触媒を約０．１−５重量％、
硬化剤を約０．１−５重量％、および
該組成物の発泡温度低下剤を５重量％以下で含む請求項１に記載の組成物。
前記顔料がカーボンブラックを含み、前記発泡剤がアゾジカルボンアミドを含み、前記触媒がＮ，Ｎ−ジメチルフェニル尿素を含み、前記硬化剤がジシアンジアミドを含み、前記発泡温度低下剤が酸化亜鉛を含む請求項９に記載の組成物。
前記組成物は、該組成物を約３００°Ｆ以上の温度に加熱した後の膨張率が、約９５−２００％である請求項１に記載の組成物。
前記組成物が、約３００°Ｆ以上の温度に加熱して膨張させた時、約１２００ｐｓｉ以上の圧縮強さをもつ請求項１に記載の組成物。
下記工程を含む膨張性の補強性成形体の形成方法：
（ａ）所定量の予備混合物を準備する工程であって、該予備混合物は、約２０−３０重量％のＳＢＳブロック共重合体、約５−２０重量％のポリスチレン、約０．５−５重量％のゴムおよび約３０−４５重量％のエポキシ樹脂を混合して混合物を形成し、該混合物を約１７５°Ｆ以上の温度に加熱して予備混合物をすることにより形成される、
（ｂ）前記で得られた予備混合物と化合物とを混合して中間配合物を形成する工程であって、該化合物は、顔料、補強剤およびこれらの組合わせからなる群より選ばれる、および
（ｃ）前記で得られた中間配合物と配合成分とを混合する工程であって、該配合成分は、発泡剤、硬化剤、触媒、該混合物の発泡温度低下剤およびこれらの組合わせからなる群より選ばれる。
前記混合工程（ｂ）で得られる中間配合物を、前記混合工程（ｃ）に先だってペレット化する工程をさらに含む請求項１３に記載の方法。
前記ゴムがニトリルブタジエンゴムを含み、
前記エポキシ樹脂がビスフェノールＡ系液体エポキシ樹脂を含み、
前記顔料がカーボンブラックを含み、
前記発泡剤がアゾジカルボンアミドを含み、
前記触媒がＮ，Ｎ−ジメチルフェニル尿素を含み、
前記硬化剤がジシアンジアミドを含み、かつ
前記発泡温度低下剤が酸化亜鉛を含む、請求項１３に記載の方法。