JP2006083236A

JP2006083236A - シール材

Info

Publication number: JP2006083236A
Application number: JP2004267481A
Authority: JP
Inventors: Shunji Hyozu; 俊司俵頭
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-09-14
Filing date: 2004-09-14
Publication date: 2006-03-30

Abstract

【課題】柔軟性に優れ、被シール部材を変形させることなく高い止水性を発揮することができるシール材を提供する。
【解決手段】エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムを含有し、独立気泡率が２５％以下である連続気泡層と、前記連続気泡層を挟持する２層のエチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムを含有し独立気泡率が７０％以上である独立気泡層とを有する多層構造体からなるシール材であって、少なくとも一方の前記独立気泡層の表面のＪＩＳＢ０６０１に規定される方法により測定される表面粗さＲ_ａが１５μｍ以下であるシール材。
【選択図】図１

Description

本発明は、柔軟性に優れ、被シール部材を変形させることなく高い止水性を発揮することができるシール材に関する。

現在、建築、土木、電気、エレクトロニクス、車輌等の各種分野におけるシール材として発泡体が広く使用されている。このようなシール材に供される発泡体としては、例えば、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）、ポリウレタンゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム（ＥＰＲ）、クロロプレンゴム等の合成ゴム又は天然ゴムからなるゴム発泡体や、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂等からなる熱可塑性樹脂発泡体等が挙げられる。特に、ＥＰＤＭを用いた発泡体は柔軟性に優れることから、住宅、自動車等の気密・水密シール材や、プラズマディスプレー、液晶ディスプレー、携帯電話等の表示パネル周辺のシール材として広く使用されている。

しかしながら、従来のＥＰＤＭを用いた発泡体は、連続気泡構造を有していることから、柔軟性には優れるものの、発泡体を圧縮しなければ高い止水性を確保することが困難であり、水密シール材として充分な機能を発揮することができなかった。
特に近年では、住宅の外装において、作業性を改善することを目的としてコーキング等の湿式シーリング材に代えて乾式発泡体が用いられる傾向があり、このような乾式発泡体としてＥＰＤＭを用いる場合には、より優れた止水性を有することが必要とされていた。また、自動車のランプ廻り等に使用されるシール材についても、高圧洗車機等の普及に伴い高い止水性が要求されているが、従来のＥＰＤＭを用いた発泡体では水漏れ等が発生することがあった。

これに対して、特許文献１には、ゴム状オレフィン系軟質樹脂からなり、接触角が９０°以上であり、平均気泡径が１０μｍ〜５００μｍであり、独立気泡率が２０％以上でありかつ、ゲル分率が４０％以下であるゴム状オレフィン系軟質樹脂発泡シーリング材が開示されている。これは、独立気泡率を高くし、かつ、表面の疎水性を高くすることにより、被シール部材が表面に凹凸を有するものである場合であっても、充分な凹凸追従性や密着性を発揮し、良好なシール性を実現することができるというものである。しかしながら、このようなシーリング材は、高い止水性を有するものの、反発力が高すぎて被シール部材を変形してしまうことがあるという問題があった。

特開２００１−２８８４５３号公報

本発明は、上記現状に鑑み、柔軟性に優れ、被シール部材を変形させることなく高い止水性を発揮することができるシール材を提供することを目的とする。

本発明１は、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムを含有し、独立気泡率が２５％以下である連続気泡層と、前記連続気泡層を挟持する２層のエチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムを含有し独立気泡率が７０％以上である独立気泡層とを有する多層構造体からなるシール材であって、少なくとも一方の前記独立気泡層の表面のＪＩＳＢ０６０１に規定される方法により測定される表面粗さＲ_ａが１５μｍ以下であるシール材である。
本発明２は、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムを含有し、独立気泡率が２５％以下である連続気泡層と、前記連続気泡層を挟持する２層のエチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムを含有し独立気泡率が７０％以上である独立気泡層とを有する多層構造体、及び、前記多層構造体の少なくとも一方の面に積層された、ＪＩＳＢ０６０１に規定される方法により測定される表面粗さＲ_ａが１５μｍ以下である平滑層とからなるシール材である。
以下に本発明を詳述する。

本発明者らは、鋭意検討の結果、高い柔軟性を発揮できる独立気泡率の低い連続気泡層を内層とし、その両側にある程度の硬さを有し充分な止水性を発揮できる独立気泡率の高い独立気泡層を外層として有する多層構造体からなるシール材において、少なくとも被シール部材と接する側の表面の表面粗さＲ_ａを１５μｍ以下とすることにより、被シール部材の変形等させることなく充分な止水性を発揮できることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明のシール材は、少なくとも、連続気泡層とこれを挟持する２層の独立気泡層とを有する多層構造体からなる。
上記連続気泡層及び独立気泡層は、いずれもエチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭ）を含有する。ＥＰＤＭは極めて成形性に優れ、高い柔軟性を有する成形体を得ることができる。
上記シール材を構成する連続気泡層及び独立気泡層は、ＥＰＤＭのみからなるものであってもよいが、必要に応じて、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレン共重合体ゴム、ウレタンゴム等等のゴム系ポリマーや、直鎖状低密度ポリエチレン、高圧法低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン−（メタ）アクリル酸エステル共重合体等のポリエチレン系樹脂；ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体等のポリプロピレン系樹脂；ポリオレフィン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、ポリエステル系エラストマー等の熱可塑性エラストマー；塩化ビニル系樹脂等の熱可塑性樹脂等を含有してもよい。

上記多層構造体は、必要に応じて発泡助剤、架橋助剤、酸化防止剤、充填剤、安定剤、紫外線吸収剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤、可塑剤等の従来公知の添加剤を含有してもよい。

上記独立気泡層は、独立気泡率が７０％以上である。７０％未満であると、得られるシール材は充分な止水性が発揮できない。好ましくは７５％以上である。独立気泡層の独立気泡率の上限は特になく、１００％、即ち全ての気泡が独立気泡であってもよい。
上記連続気泡層は、独立気泡率が２５％以下である。２５％を超えると、得られるシール材の柔軟性が不充分となり、圧縮時の反発力が大きくなって被シール部材を変形させてしまったり、被シール部材の変形によってシール材と被シール部材との間の隙間が拡大して止水性が低下してしまったりする。好ましくは２０％以下である。連続気泡層の独立気泡率の下限は特になく、０％、即ち全ての気泡が連続気泡であってもよい。
なお、本明細書において独立気泡率とは、全気泡体積に対する他の気泡と連結していない気泡（独立気泡）の体積比率を意味し、例えば、空気比重計（例えば、東京サイエンス社製、商品名「１０００型」）を用いて１〜１／２〜１気圧法により測定することができる。

上記連続気泡層の断面における単位面積あたりの気泡の数（Ａ）と独立気泡層の断面にお
ける単位面積あたりの気泡の数（Ｂ）との比（Ａ／Ｂ）は、０．５以下であることが好ましい。０．５を超えると、得られるシール材の柔軟性又は止水性が低下することがある。なお、連続気泡層及び独立気泡層の断面の気泡の数は以下の方法により測定することができる。まず、各層の断面を光学顕微鏡又は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて５〜３０倍に適宜拡大して写真撮影をする。得られた各々の画像を目視により観察し、各々の画像の任意部分における単位面積あたりの気泡数を計数する。このとき、気泡は、写真上以外の部分で連通しているかどうかを問わず、写真上で表れる気泡膜断面により囲まれた１つの空隙部分を１つの気泡とし、面積領域から一部が出ている気泡については、面積領域外の形状を問わず、すべて０．５個としてカウントする。写真撮影する際、気泡膜断面をマジックインキなどで着色すると、気泡の判別がし易くなる。さらに、写真撮影の際、目盛りを一緒に拡大して写真撮影しておくと、写真上における面積領域を特定しやすくなる。

上記多層構造体は、見掛け密度が０．２ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。０．２ｇ／ｃｍ³を超えると、圧縮柔軟性が低下し、圧縮時の反発力が大きくなり、被シール部材を変形させたり、被シール部材の変形により被シール部分の隙間が拡大したりすることがある。見掛け密度の下限としては特に限定されないが、０．０２ｇ／ｃｍ³以上であるこ
とが好ましい。０．０２ｇ／ｃｍ³未満であると、圧縮永久歪みが大きくなることから、長期止水性が低下することがある。

上記独立気泡層の厚さの好ましい下限は、上記多層構造体全体の５％であり、好ましい上限は６０％である。５％未満であると、得られるシール材の止水性が不充分となることがあり、６０％を超えると、シール材の柔軟性が不充分となることがある。
上記連続気泡層の厚さの好ましい下限は、上記多層構造体全体の４０％であり、好ましい上限は９０％である。４０％未満であると、得られるシール材の柔軟性が不充分となることがあり、９０％を超えると、止水性が不充分となることがある。

上記多層構造体において、上記独立気泡層と連続気泡層とは、明確に分離することができる独立の層を形成していてもよいし、徐々に独立気泡率が変化してその境界が明確でなくてもかまわない。

上記多層構造体の製造方法としては特に限定されず、独立気泡率が異なるシートを別々に調製し、これを積層してもよい。また、発泡剤を含む原材料を調製する工程、調製した原材料をシート状に成形して発泡性シートを作製する工程、得られた発泡性シートの表面に放射線を照射して表面にのみ架橋を施す工程、及び、表面に架橋が施された発泡性シートを加熱発泡させる工程を有する方法等も好適である。

本発明のシール材は、少なくとも被シール部材と接する側の表面の表面粗さＲ_ａが１５μｍ以下である。１５μｍを超えると、得られるシール材の被シール部材との界面密着性が不足し、隙間が発生しやすく、充分な止水性が得られない。好ましくは１０μｍ以下である。
なお、表面粗さＲ_ａは、ＪＩＳＢ０６０１に規定される方法により、例えば、キーエンス社製の超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−８５００等の測定装置を用いて測定することができる。

本発明１のシール材においては、上記多層構造体を構成する少なくとも一方の独立気泡層の表面の表面粗さＲ_ａが１５μｍ以下である。図１に、本発明１のシール材の一例を示す模式図を示した。
独立気泡層の表面の表面粗さＲ_ａを１５μｍ以下とする方法としては特に限定されず、例えば、多層構造体を、含有するＥＰＤＭ等のガラス転移温度以上に加熱した平滑な（少なくとも表面粗さＲ_ａが１５μｍ以下である）ロール間を通過させる方法等が挙げられる。

本発明２のシール材においては、上記多層構造体の少なくとも一方の面に表面粗さＲ_ａが１５μｍ以下である平滑層を積層する。図２に、本発明１のシール材の一例を示す模式図を示した。
上記平滑層は、単一の層からなるものであってもよいし、複数の層からなるものであってもよい。

上記平滑層としては特に限定されず、例えば、各種の熱可塑性エラストマー、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、イソプレン系樹脂、天然ゴム系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、メタクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ブチラール系樹脂、ポバール系樹脂、シリコン系樹脂等の樹脂や、これらの樹脂の変性物等からなるもの等が挙げられる。これらの樹脂は単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。また、柔軟性を付与するためにこれらの樹脂に各種可塑剤、石油樹脂、等を配合してもよく、粘着付与樹脂等を配合しても良い。また、強度付与、各種機能付与等の為に各種フィラーを添加してもよく、酸化防止剤等の各種添加剤が配合されてもよい。

上記平滑層は、２３℃、０．１Ｈｚ時の貯蔵弾性率の好ましい下限が１万Ｐａであり、好ましい上限が１００万Ｐａである。１万Ｐａ未満であると、平滑層が硬いため被シール材表面の表面が荒れていたり凹凸があったりした場合に、シール材が被シール材表面に充分に追従せず、界面の接触面積が低下して止水性が低下することがある。１００万Ｐａを超えると、平滑層が柔軟でありすぎて、取り扱い性や作業性が悪化することがある。
なお、貯蔵弾性率は、例えば、レオメトリックス社製のダイナミック・アナライザーＲＤＡII等の動的粘弾性測定装置で測定することができる。

上記平滑層の厚さとしては特に限定されず、シール材を使用する部位や被シール部材の表面状態等に応じて適宜設定されればよく、特に限定されないが、一般的には３μｍ〜１ｍｍであることが好ましい。

上記平滑層を形成する方法としては特に限定されず、例えば、塗工法、押出法、溶融混練後に熱プレスする方法等の従来公知の方法を用いることができる。
上記多層構造体に上記平滑層を積層して本発明２のシール材を製造する方法としては特に限定されず、例えば、熱によるラミネーションにより積層する方法、両面粘着テープを介して固定する方法等が挙げられる。また、平滑層を別途ポリオレフィンフィルムやポリエステルフィルム等のフィルム上に積層しておき、その積層体を上記多層構造体に熱によるラミネーションにより積層する方法；両面粘着テープを介して固定する方法等により積層してもよい。

本発明のシール材は、上記表面粗さＲ_ａが１５μｍ以下である面とは反対の面に、粘着層を有していてもよい。粘着層を有することにより、施工性やシール性が向上する。
上記粘着層を形成する方法としては特に限定されず、例えば、両面粘着テープを貼り付ける方法、表面にアクリル系粘着剤やゴム系粘着剤を塗布する方法等が挙げられる。
なお、上記粘着層を形成する場合は、上記粘着層を形成する面に予めコロナ処理を施しておくことが好ましい。これにより、多層構造体と粘着層との粘着力を向上させることができる。

本発明のシール材は、ＪＩＳＫ６７６７に準拠した方法により測定される厚さ方向の２５％圧縮強度が１０ｋＰａ以下であることが好ましく、ＪＩＳＫ６７６７に準拠した方法により測定される厚さ方向の７５％圧縮強度が２００ｋＰａ以下であることが好ましい。
厚さ方向の２５％圧縮強度が１０ｋＰａを超えると、柔軟性が不充分であることから被シール部位の形状に充分に追随することができず、被シール部位との間に隙間が生じ、止水不良の原因となる。厚さ方向の２５％圧縮強度の下限は特に限定されないが、止水性をより高めることが可能であることから、０．５ｋＰａ以上であることが好ましく、１．０ｋＰａ以上であることがより好ましい。
厚さ方向の７５％圧縮強度が２００ｋＰａを超えると、反発力により被シール部材の変形等が発生するおそれがある。より好ましくは１００ｋＰａ以下である。

本発明によれば、柔軟性に優れ、被シール部材を変形させることなく高い止水性を発揮することができるシール材を提供することができる。

以下に実施例を挙げて本発明の態様を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。

（実施例１）
ムーニー粘度（ＭＬ１＋４１２５℃）が８であり、ジエン含有量が３．５％であるＥＰＤＭ（三井化学社製、ＥＰＴ３０１２Ｐ）６０重量部、ＭＦＲ（１９０℃、２．１６ｋｇ）が１．０ｇ／１０分、密度が０．９０２ｇ／ｃｍ^３である結晶性ポリエチレン樹脂（ダウケミカル社製、アフィニティーＰＬ１８８０Ｇ）４０重量部、有機過酸化物としてジクミルパーオキサイド１．０重量部、熱分解型発泡剤としてアゾジカルボンアミド１０重量部、及び、酸化亜鉛０．５重量部を加圧ニーダーで混練して、熱可塑性樹脂組成物を作製した。

得られた熱可塑性樹脂組成物をペレタイズした後、Ｔダイ押出機を用いて、厚さ３．３ｍｍの発泡性シートを作製した。
次いで、発泡性シートの両表面に加速電圧５００ｋＶの電子線を５Ｍｒａｄ照射して、発泡性シートの表面から深さ１ｍｍの部分までを架橋させた後、加熱発泡炉で２４０℃に加熱して発泡させることにより、厚さ１０ｍｍの多層構造体を得た。
得られた多層構造体の表層２ｍｍの独立気泡率は８８％、厚さ方向の中央部分５ｍｍの独立気泡率は０％であった。
次いで、得られた多層構造体を、ロール温度１５０℃のロール間を通過させることで、最表層のみを平滑化させたシール材１を得た。得られたシール材１の表面粗さＲ_ａは１３μｍであった。

（実施例２）
実施例１で得られた多層構造体の一方の表面に、市販されているセロハンテープ（積水化学工業製）を貼り合わせて、シール材２を得た。得られたシール材２のセロハンテープ側の表面粗さＲ_ａは５μｍであった。

（実施例３）
スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体の水素添加物（クラレ社製「セプトン２０６３」）１００部、粘着性付与樹脂（ヤスハラケミカル社製「ＹＳレジンＰｘ１１５０」）３０部、及び、酸化防止剤（チバスペシャリティーケミカルズ社「イルガノックス１０１０」）１部をニーダーにて溶融混練し、樹脂混練物を得た。次いで得られた樹脂混練物をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム間にてはさみ、５０μｍのスペーサーを用いてプレス成形して、厚さが約５０μｍの樹脂シートを得た。
次いで、得られた樹脂シートを、実施例１で得られた多層構造体の一方の面に両面テープを介して貼り合わせて、シール材３を得た。得られたシール材３の表面粗さＲ_ａは９．３
μｍであった。また、樹脂シートの２３℃、０．１Ｈｚ時の貯蔵弾性率は、２０７，２００Ｐａであった。

（比較例１）
実施例１で得られた多層構造体を、シール材４とした。シール材４の表面粗さＲ_ａは４５μｍであった。

（比較例２）
市販のポリエチレン製発泡体（積水化学社製、ソフトロンＸＬ−Ｈ１５０２：独立気泡率９０％）を、両面テープを介して５枚積層して、シール材５を得た。得られたシール材５の表面粗さＲ_ａは３２μｍであった。

（比較例３）
比較例２で得られたシール材５の一方の表面に、市販されているセロハンテープ（積水化学社製）を貼り合わせて、シール材６を得た。得られたシール材６のセロハンテープ側の表面粗さＲ_ａは５μｍであった。

（比較例４）
比較例２で得られたシール材５の一方の表面に、実施例３で作製した樹脂シートを両面テープを介して貼り合わせて、シール材７を得た。

（比較例５）
市販のＥＰＤＭ製発泡体（日東電工社製、エプトシーラー６８６：厚さ１０ｍｍ、独立気泡率０％）をシール材８とした。シール材５の表面粗さＲ_ａについては、表面に気泡断面が露出しており、表面粗さとして表現・測定することが困難であった為、測定不能とした。

（比較例６）
市販のＥＰＤＭ製発泡体（日東電工社製、エプトシーラー６８６、厚さ１０ｍｍ、独立気泡率０％）の一方の表面に、市販のセロハンテープ（積水化学社製）を両面テープを介して貼り合わせて、シール材９を得た。得られたシール材９のセロハンテープ側の表面粗さＲ_ａは５μｍであった。

（比較例７）
市販のＥＰＤＭ製発泡体（日東電工社製、エプトシーラー６８６、厚さ１０ｍｍ、独立気泡率０％）の一方の表面に、実施例３で作製した樹脂シートを貼り合わせて、シール材１０を得た。

（評価）
実施例１〜３及び比較例１〜７で作製したシール材について、以下の方法により評価を行った。
結果を表１に示した。

（１）圧縮柔軟性
ＪＩＳＫ６７６７に準拠した方法により、２５％、５０％及び７５％圧縮強度を測定した。

（２）止水性試験（漏水時間）
得られたシール材を幅１０ｍｍのＵ字型に切り抜いた試験片を作製し、この試験片をＵ字型を維持するようにして２枚のアクリル樹脂板間に挟み、２枚のアクリル樹脂板の隙間を
試験片の圧縮率が５０％及び７５％となるように狭めた。次に、Ｕ字型に切り抜いた試験片のＵ字開口部が上になるように立て、Ｕ字型の内側に高さ１００ｍｍの水を入れ、目視により水漏れが確認されるまでの時間を測定した。

表１より、実施例１〜３で得られたシール材は止水性が高く、また、柔軟性にも優れていた。とりわけ、５０％圧縮においては、充分な柔軟性と高い止水性との両立を実現している。
比較例１で得られたシール材は、実施例で得られたシール材と同様の多層構造体を用いているものの表面が粗く、実施例で得られたシール材に比べると止水性に劣っていた。
比較例２〜４で得られたシール材は、止水性は高いものの、反発力が非常に高く柔軟性に劣っていた。
比較例５〜７で得られたシール材は、柔軟性に優れるものの、止水性が著しく劣っていた。なお、比較例５〜７の止水評価（５０％圧縮）においては、シール材と被シール部材との界面からの漏れのみでなく、シール材の中央部付近からも水漏れが認められた。

本発明１のシール材の一例を示す模式図である。本発明２のシール材の一例を示す模式図である。

Claims

エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムを含有し、独立気泡率が２５％以下である連続気泡層と、前記連続気泡層を挟持する２層のエチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムを含有し独立気泡率が７０％以上である独立気泡層とを有する多層構造体からなるシール材であって、少なくとも一方の前記独立気泡層の表面のＪＩＳＢ０６０１に規定される方法により測定される表面粗さＲ_ａが１５μｍ以下であることを特徴とするシール材。
エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムを含有し、独立気泡率が２５％以下である連続気泡層と、前記連続気泡層を挟持する２層のエチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムを含有し独立気泡率が７０％以上である独立気泡層とを有する多層構造体、及び、前記多層構造体の少なくとも一方の面に積層された、ＪＩＳＢ０６０１に規定される方法により測定される表面粗さＲ_ａが１５μｍ以下である平滑層とからなることを特徴とするシール材。
平滑層は、２３℃、０．１Ｈｚ時の貯蔵弾性率が１万〜１００万Ｐａであることを特徴とする請求項２記載のシール材。