JP2006335979A - シール材 - Google Patents

Abstract

【課題】 柔軟性、粘着加工性等に優れ、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発泡体と、前記多層発泡体の一方の表面にのみ形成された撥水層とからなるシール材。
【選択図】 なし

Description

本発明は、柔軟性、粘着加工性等に優れ、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、ゴム成分に撥水剤を混合したゴム系連続気泡発泡体のシーリング材が開示されている。これは、連続気泡率を高くし反発力を抑えることで被シール部材の変形を防ぎ、かつ、表面の疎水性を高くすることにより、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、このように撥水剤を混合するシーリング材は、高い止水性を有するものの施工性を高める目的で止水面以外に粘着加工等の処理を行う際、その撥水性のために加工が困難となる問題があった。
特開２００２−１６７４５９号公報

本発明は、上記現状に鑑み、柔軟性、粘着加工性等に優れ、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発泡体と、前記多層発泡体の一方の表面にのみ形成された撥水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発泡体に加え、多層発泡体の一方の表面にのみ撥水層を形成してなるシール材は、被シール部材を変形等させることなく充分な止水性を発揮できるとともに、施工性を高めるための粘着加工等を容易に行うことが可能であるということを見出し、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、連続気泡層と上記連続気泡層を挟持する２層の独立気泡層とを有する多層発泡体を有する。
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。

上記多層発泡体は、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、独立気泡率の下限が７０％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。好ましい下限は７５％である。独立気泡層の独立気泡率の上限は特に限定されず、１００％、すなわ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、独立気泡率の上限が２５％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。好ましい上限は２０％である。連続気泡層の独立気泡率の下限は特に限定されず、０％、すなわ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。

上記多層発泡体は、見掛け密度が０．２ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。０．２ｇ／ｃｍ^３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／ｃｍ^３以上であることが好ましい。０．０２ｇ／ｃｍ^３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としては特に限定されないが、好ましい下限は、上記多層発泡体全体の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としては特に限定されないが、好ましい下限は、上記多層発泡体全体の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。

上記多層発泡体において、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。

本発明のシール材は、上記多層発泡体の一方の表面にのみ撥水層が形成されている。上記多層発泡体の一方の表面にのみ撥水層が形成されていることにより、充分な止水効果が得られるように該撥水層が止水を施すべき部位に面するように施工したときに、その反対側の面には該撥水層が設けられていない側の面が露出することから、粘着加工等の処理を容易に行うことができる。

上記撥水層の構成する成分としては特に限定されず、一般的に用いられている撥水剤、撥水成分を用いることができ、例えば、シリコーン系樹脂、シリコーンオイル等のシリコーン系撥水成分や、フッ素系撥水成分等が挙げられ、なかでもコスト等の点からシリコーン系樹脂を用いることが好ましい。

上記撥水層の厚さとしては、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すればよく、特に限定されないが、好ましい下限は３μｍ、好ましい上限は１ｍｍである。

本発明のシール材の製造方法としては特に限定されず、例えば、次のような方法が挙げられる。
まず、多層発泡体を製造する。上記多層発泡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、これを積層する方法や、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が挙げられる。
次いで、上記多層発泡体の一方の表面にのみ撥水層を形成する。上記撥水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、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、撥水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発泡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、上記多層発泡体のうち上記撥水層が形成された面とは反対の面に、粘着層を有していてもよい。粘着層を有することにより、本発明のシール材は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、多層発泡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、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠した方法により測定される厚さ方向の２５％圧縮強度の上限が１０ｋＰａであることが好ましく、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠した方法により測定される厚さ方向の７５％圧縮強度の上限が２００ｋＰａ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％圧縮強度の下限として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、好ましい下限は０．５ｋＰａ、より好ましい下限は１．０ｋＰａである。
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。より好ましい上限は１００ｋＰａである。

本発明によれば、撥水性を向上させると施工性が低下するという従来のシール材の問題点を著しく改善することができ、高い止水性と高い施工性とを有するシール材を提供することができる。
本発明によれば、柔軟性、粘着加工性等に優れ、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。

以下に実施例を掲げて本発明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）
（発泡性樹脂組成物の混合）
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。

（多層発泡体の賦形）
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の多層発泡体を得た。
得られた多層発泡体の表層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。

（撥水層の形成及び粘着加工）
得られた多層発泡体の一方の表面にのみ、信越化学社製シリコーンオイル「Ｘ−６２−６３０Ｂ」と触媒とを転写ロールにより塗工し、７０℃のオーブンで乾燥させた後、遠赤外線ヒーターを用いて焼き付けを行うことで、表面に撥水性のシリコーン層を形成し、更に多層発泡体の撥水層が形成された面とは反対側の面に両面テープを貼り付けることでシール材を製造した。撥水性のシリコーン層平均厚みは約１５μｍであった。

（実施例２）
撥水層の形成において、信越化学社製シリコーンオイル「Ｘ−６２−６３０Ｂ」の代わりに信越化学社製シリコーンオイル「Ｘ−６２−７０５２」を用い、転写ロールで塗工したのち７０℃のオーブンで乾燥させた後、ＵＶランプにて硬化させたこと以外は、実施例１と同様にしてシール材を製造した。撥水性のシリコーン層の平均厚みは２０μｍであった。

（比較例１）
撥水層を形成する代わりに、発泡性樹脂組成物の混合において、信越化学社製フルオロシリコーンゴム「ＦＥ２４１−Ｕ」を１０重量部添加することで樹脂に撥水性を持たせ、実施例１と同様にして、多層発泡体の賦形を行ったが、粘着加工時に両面テープの貼り付け不良が生じたためシール材は得られなかった。

（比較例２）
撥水層の形成を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にしてシール材を製造した。

＜評価＞
実施例１〜２及び比較例１〜２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。

（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６６％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。

本発明によれば、柔軟性、粘着加工性等に優れ、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。

Claims (2)

1. 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発泡体と、前記多層発泡体の一方の表面にのみ形成された撥水層とからなることを特徴とするシール材。
2. 撥水層は、シリコーン系樹脂からなることを特徴とする請求項１記載のシール材。