JP2009242615A - ゴム系樹脂独立気泡発泡シート及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、長期間の使用によってもシール性が低下しにくい、止水・水密性に優れたゴム系樹脂独立気泡発泡シートを提供する。
【解決手段】 本発明のゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、ニトリル基を含有するゴム系樹脂を含むことを特徴とするので、優れた粘着性を有し、止水・水密シール材として用いた際に、被シール部分の界面に沿って隙間なく密着状態で粘着させることができる。従って、本発明のゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、シール性が高く、優れた止水・水密性を有する止水・水密シール材として好適に使用できる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、止水・水密シール材として使用されるゴム系樹脂独立気泡発泡シート及びその製造方法に関する。

現在、土木・建築、電気・エレクトロニクス、車輌など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、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂などからなる熱可塑性樹脂発泡体や、合成ゴム又は天然ゴムからなるゴム発泡体などが挙げられる。

上記シール材の中でも止水・水密シール材は、建築物、電気機器、車輌などの各種構造物の間隙を埋めて水の浸入を防止するのに使用されている。上記止水・水密シール材は、圧縮された状態で被シール部分に配置され、その圧縮状態から形状回復しようとする反発応力によって、被シール部分の界面に隙間なく密着するように構成されている。

ここで、止水・水密シール材の圧縮柔軟性が低いと、止水・水密シール材の反発応力が強くなり過ぎて、被シール部分が変形するという問題が生じた。又、上記被シール部分の変形により構造物の間隙が拡大されて、止水・水密シール材の被シール部分への密着性（以下、「シール性」という）が低下するため、止水・水密性が不十分になるという問題も生じた。

そこで、上記止水・水密シール材としては、圧縮柔軟性に優れた連続気泡発泡体が使用されている。しかしながら、上記連続気泡発泡体は、気泡間が連通してなり、水が発泡体内を透過し易いため、止水・水密性に劣るという問題があった。又、連続気泡発泡体が水との接触により吸水膨潤してシール性が向上されるものである場合、連続気泡発泡体は、十分に吸水するまでのシール性に劣っており、シール性が十分に発揮される前に水を透過させてしまうことがあった。

又、上記止水・水密シール材としては、止水・水密性の向上に寄与する独立気泡と、圧縮柔軟性の向上に寄与する連続気泡の双方を有する発泡体が用いられており、例えば、特許文献１に、独立気泡と連続気泡との両気泡を有する発泡構造体で気泡皮膜を吸水膨潤性とし、しかも長さ１ｃｍ当たりの気泡数を８個以上としたことを特徴とする定型シール材が開示されている。

しかしながら、上記定型シール材は、長期間の使用により反発応力が低下するため、シール性が低下して止水・水密性が不十分になるという問題が生じた。

そこで、特許文献２には、独立気泡を有する発泡構造体からなり、被シール部材との界面密着性に優れたゴム系樹脂独立気泡発泡シート及びそれを用いた高性能の止水・水密シール材が提案されているものの、更に、高い止水・水密性が要望されてきている。

特開平９−１１１８９９号公報 ＷＯ２００７／０７２８８５号公報

本発明は、長期間の使用によってもシール性が低下しにくい、止水・水密性に優れたゴム系樹脂独立気泡発泡シートを提供する。

本発明のゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、アクリロニトリル成分を３０重量％以上含有するゴム系樹脂を含むことを特徴とする。

ゴム系樹脂としては、室温でゴム弾性（rubber elasticity）を有していることが必要であり、そのなかでも、アクリロニトリル成分を含有するゴム系樹脂が用いられる。このようなゴム系樹脂としては、アクリロニトリル系ゴムが好ましい。なお、ゴム系樹脂は、単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。

上記アクリロニトリル系ゴムとしては、特に限定されず、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化されたアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）、カルボキシル化されたアクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＸＮＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン−イソプレンゴム（ＮＢＩＲ）、アクリロニトリル−イソプレンゴム（ＮＩＲ）、及び、アクリロニトリルとブタジエンと老化防止機能などを有する機能性モノマーとの三元共重合体などのアクリロニトリル系ゴムが挙げられ、シール性、圧縮柔軟性、耐久性及び耐油性に優れたゴム系樹脂独立気泡発泡シートが得られる点から、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）が好ましい。

アクリロニトリル系ゴム中におけるアクリロニトリル成分の含有量は、少ないと、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートを止水・水密シール材として用いた場合にシール性が低下することがあるので、３０重量％以上に限定され、３５重量％以上が好ましく、３５〜５０重量％がより好ましい。

又、上記ゴム系樹脂に常温にて液状のゴム系樹脂（以下、「液状ゴム系樹脂」という）を含有させてもよい。これは、上記発泡性樹脂組成物中に液状ゴム系樹脂を含有させることにより、後述する発泡性樹脂組成物の混練負荷を低減させることができるからである。

上記液状ゴム系樹脂とは、常温にて流動性を有するゴム系樹脂をいい、例えば、液状アクリロニトリル−ブタジエンゴム（液状ＮＢＲ）、液状の水素化されたアクリロニトリル−ブタジエンゴム（液状ＨＮＢＲ）、液状のカルボキシル化されたアクリロニトリル−ブタジエンゴム（液状ＸＮＢＲ）、液状アクリロニトリル−ブタジエン−イソプレンゴム（液状ＮＢＩＲ）、液状アクリロニトリル−イソプレンゴム（液状ＮＩＲ）、及び、アクリロニトリルとブタジエンと老化防止機能などを有する機能性モノマーとの液状三元共重合体などの液状アクリロニトリル系ゴム；液状イソプレンゴム（液状ＩＲ）などが挙げられ、シール性、圧縮柔軟性、耐久性及び耐油性に優れたゴム系樹脂独立気泡発泡シートが得られる点から、液状アクリロニトリル系ゴムが好ましく、液状アクリロニトリル−ブタジエンゴム（液状ＮＢＲ）がより好ましい。なお、上記液状ゴム系樹脂は、単独で用いられても、二種以上が併用されてもよい。

本発明のゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、その気泡が全て独立気泡である必要はなく、気泡の一部に連続気泡が含まれていてもよく、具体的には、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの独立気泡率は、低いと、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの気泡間が連通して水が透過し易くなり、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの止水・水密性が低下することがあるので、８０〜１００％が好ましく、８５〜１００％がより好ましい。

なお、上記ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの独立気泡率の測定方法としては、先ず、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートから一辺５ｃｍの平面正方形状で且つ一定厚みの試験片を切り出す。続いて、上記試験片の重量Ｗ₁を測定し、更に、試験片の厚みを測定して試験片の見掛け体積Ｖ₁を算出する。

次に、上記のようにして得られた値を下記式（１）に代入し、気泡の占める見掛け体積Ｖ₂を算出する。なお、試験片を構成している樹脂の密度はρｇ／ｃｍ³とする。
気泡の占める見掛け体積Ｖ₂＝Ｖ₁−Ｗ₁／ρ ・・・式（１）

続いて、上記試験片を２３℃の蒸留水中に、試験片の上面から水面までの距離が１００ｍｍになるように沈めて、試験片に１５ｋＰａの圧力を３分間に亘って加える。しかる後、試験片を蒸留水中から取り出して、試験片の表面に付着した水分を除去して試験片の重量Ｗ₂を測定し、下記式（２）に基づいて連続気泡率Ｆ₁を算出して、この連続気泡率Ｆ₁から独立気泡率Ｆ₂を求める。
連続気泡率Ｆ₁（％）＝１００×（Ｗ₂−Ｗ₁）／Ｖ₂ ・・・式（２）
独立気泡率Ｆ₂（％）＝１００−Ｆ₁ ・・・式（３）

そして、作製直後のゴム系樹脂独立気泡発泡シートの剥離強度（以下、「初期剥離強度」という）は、低いと、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートのシール性が不十分になってしまうことがあるので、２０ｋＰａ以上が好ましいが、高過ぎると、貼り損じなどにより貼り直し作業が必要となった際にゴム系樹脂独立気泡発泡シートを剥離させるのが困難になることがあるので、２０〜１００ｋＰａがより好ましい。

なお、上記ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの初期剥離強度の測定方法は、幅２５ｍｍ×長さ１２．５ｍｍ×厚み３．０ｍｍの作製直後のゴム系樹脂独立気泡発泡シートを用意し、このゴム系樹脂独立気泡発泡シートの両面にアクリル樹脂板（幅２５ｍｍ×長さ１００ｍｍ）を重ね合わせて積層体を作製し、この積層体を水平面上に載せた上で積層体の上面中央部上に５００ｇの錘を載せて積層体の厚み方向に１５分間加圧することにより、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの両面のそれぞれにアクリル樹脂板が積層一体化されてなる試験体を作製し、作製直後の試験体をＪＩＳ Ｋ６８５０に準拠して、引張速度５０ｍｍ／分で剥離させた際の剥離強度（ｋＰａ）を測定する。

更に、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートには添加剤が含有されてもよい。このような添加剤としては、例えば、難燃剤、酸化防止剤、充填剤、顔料、着色剤、防カビ剤、発泡助剤、難燃助剤などが挙げられる。

又、上記難燃剤としては、特に限定されず、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの金属水酸化物の他に、デカブロモジフェニルエーテルなどの臭素系難燃剤、ポリリン酸アンモニウムなどのリン系難燃剤などが挙げられ、単独で用いられても、二種以上が併用されてもよい。なお、難燃剤としては、アルベマール社から商品名「SAYTEX8010」で市販されている。

そして、上記酸化防止剤としては、特に限定されず、例えば、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤などが挙げられ、具体的には、チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社から商品名「ＩＲＧＡＮＯＸ １０１０」で市販されているフェノール系酸化防止剤などが挙げられる。なお、酸化防止剤は、単独で用いられても、二種以上が併用されてもよい。

又、上記充填剤としては、特に限定されず、例えば、タルク、炭酸カルシウム、ベントナイト、カーボンブラック、フュームドシリカ、アルミニウムシリケート、アセチレンブラック、アルミニウム粉などが挙げられ、単独で用いられても、二種以上が併用されてもよい。

次に、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの製造方法について説明する。ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの製造方法としては、例えば、ニトリル基を含有するゴム系樹脂及び発泡剤を含有する発泡性樹脂組成物からなる発泡性樹脂シートに電離性放射線を照射して発泡性樹脂シートを架橋した後、発泡性樹脂シートを加熱して発泡させるゴム系樹脂独立気泡発泡シートの製造方法が挙げられる。

なお、発泡性樹脂シートの製造方法としては、例えば、上記発泡性樹脂組成物をバンバリーミキサーや加圧ニーダなどの混練り機を用いて混練した後、押出機、カレンダ、コンベアベルトキャスティングなどにより連続的に混練して発泡性樹脂シートを製造する方法が挙げられる。

そして、上記発泡性樹脂シートを架橋処理する方法としては、電離性放射線による架橋処理に限定される。これは、上記電離性放射線による架橋処理によれば、均一に架橋された発泡性樹脂シートが得られ、この均一に架橋された発泡性樹脂シートを発泡させることにより径が小さく均一な気泡を有するゴム系樹脂独立気泡発泡シートを得ることができるからである。このような径が小さく均一な気泡を有するゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、その表面が平滑であって、被シール部分に対する接触面積が大きくなり密着性が向上されているので、シール性が高く、止水・水密性に優れている。

又、上記架橋処理の際の電離性放射線の発泡性樹脂シートへの照射量は、ゴム系樹脂の特性やゴム系樹脂独立気泡発泡シートの用途によって適宜調整すればよいが、０．５〜１０Ｍｒａｄが好ましく、０．７〜５．０Ｍｒａｄがより好ましい。

又、上記発泡性樹脂組成物に含有される発泡剤としては、特に限定されず、例えば、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トルエンスルホニルヒドラジド、４，４−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）などが挙げられ、アゾジカルボンアミドが好ましい。なお、上記発泡剤は、単独で用いられても、二種以上が併用されてもよい。

そして、上記発泡性樹脂組成物中における発泡剤の含有量は、少ないと、発泡性樹脂組成物が十分に発泡せず、所望形状のゴム系樹脂独立気泡発泡シートが得られないことがある一方、多いと、異常発泡や破泡などが発生して所定のゴム系樹脂独立気泡発泡シートを得ることができなくなることがあるので、ゴム系樹脂１００重量部に対して、１〜３０重量部が好ましい。

本発明のゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、アクリロニトリル成分を３０重量％以上含有するゴム系樹脂を含むことを特徴とするので、優れた粘着性を有し、止水・水密シール材として用いた際に、被シール部分の界面に沿って隙間なく密着状態で粘着させることができる。従って、本発明のゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、シール性が高く、優れた止水・水密性を有する止水・水密シール材として好適に使用できる。

又、本発明のゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、上述のような構成をとることから、圧縮柔軟性に優れており、止水・水密シール材として用いた際に、その反発応力によって被シール部分を変形させて止水・水密性を低下させるようなことはほとんどない。

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にのみ限定されるものではない。

（実施例１）
アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ、日本ゼオン社製 商品名「Ｎｉｐｏｌ １０４１」、密度：１．００ｇ／ｃｍ^３、アクリロニトリル成分量：４０．５重量％）１００重量部、アゾジカルボンアミド（大塚化学社製 商品名「ＳＯ−Ｌ」、分解温度：１９７℃）１５重量部及び粉体状のフェノール系酸化防止剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 商品名「ＩＲＧＡＮＯＸ １０１０」）０．１重量部からなる発泡性樹脂組成物を加圧ニーダにより混練した。

次に、この発泡性樹脂組成物を押出機に供給して溶融混練した後、押出機から溶融状態の発泡性樹脂組成物を押出速度５０ｋｇ／時間にて押出すことにより発泡性樹脂シートを製造した。

続いて、上記発泡性樹脂シートの両面に加速電圧５００ｋｅＶにて電離性放射線を１．２Ｍｒａｄ照射することにより、発泡性樹脂シートを架橋した。

そして、発泡性樹脂シートを発泡炉中に供給し２４０℃にて加熱することにより、発泡性樹脂シートを発泡させて、見掛け密度３５ｋｇ／ｍ³、独立気泡率９３％、厚み３．０ｍｍのゴム系樹脂独立気泡発泡シートを得た。

（実施例２）
アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ、日本ゼオン社製 商品名「Ｎｉｐｏｌ １０４２」、密度：０．９８ｇ／ｃｍ³、アクリロニトリル成分量：３３．５重量％）１００重量部、アゾジカルボンアミド（大塚化学社製 商品名「ＳＯ−Ｌ」、分解温度：１９７℃）１５重量部及び粉体状フェノール系酸化防止剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 商品名「ＩＲＧＡＮＯＸ １０１０」）０．１重量部からなる発泡性樹脂組成物を用いたこと以外は実施例１と同様の要領で、見掛け密度３６ｋｇ／ｍ³、独立気泡率９１％、厚み３．０ｍｍのゴム系樹脂独立気泡発泡シートを得た。

（比較例１）
アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ、日本ゼオン社製 商品名「Ｎｉｐｏｌ ＤＮ４０１ＬＬ」、密度：０．９４ｇ／ｃｍ³、アクリロニトリル成分量：１８．０重量％）１００重量部、アゾジカルボンアミド（大塚化学社製 商品名「ＳＯ−Ｌ」、分解温度：１９７℃）１５重量部及び粉体状フェノール系酸化防止剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 商品名「ＩＲＧＡＮＯＸ １０１０」）０．１重量部からなる発泡性樹脂組成物を用いたこと以外は、実施例１と同様の要領で、見掛け密度３５ｋｇ／ｍ³、独立気泡率９０％、厚み３．０ｍｍのゴム系樹脂独立気泡発泡シートを得た。

（比較例２）
エチレン−プロピレン共重合ゴム（ＥＰＤＭ：密度０．８７ｇ／ｃｍ³）１００重量部、アゾジカルボンアミド（大塚化学社製 商品名「ＳＯ−Ｌ」、分解温度：１９７℃）１５重量部及び粉体状フェノール系酸化防止剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製 商品名「IRGANOX 1010」）０．１重量部からなる発泡性樹脂組成物を用いたこと以外は、実施例１と同様の方法により、見掛け密度３４ｋｇ／ｍ³、厚さ３．０ｍｍのゴム系樹脂独立気泡発泡シートを得た。

得られたゴム系樹脂独立気泡発泡シートの初期剥離強度及び止水性を下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。

（初期剥離強度）
作製した直後のゴム系樹脂独立気泡発泡シートを幅２５ｍｍ×長さ１２．５ｍｍに切り抜き、このゴム系樹脂独立気泡発泡シートの両面に幅２５ｍｍ×長さ１００ｍｍのアクリル樹脂板を重ねて積層体を作製し、この積層体を水平面上に載せた上で積層体の上面中央部上に５００ｇの錘を載せて積層体の厚み方向に１５分間加圧することにより、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの両面のそれぞれにアクリル樹脂板が積層一体化されてなる試験体を作製した。

そして、作製した直後の試験体について、ＪＩＳ Ｋ６８５０に準拠して引張速度５０ｍｍ／分の速度でゴム系樹脂独立気泡発泡シートをアクリル樹脂板から剥離させた際の剥離強度（ｋＰａ）を測定した。

（止水・水密性）
先ず、得られたゴム系樹脂独立気泡発泡シートを外径１００ｍｍ、内径８０ｍｍの円環状（厚み：３．０ｍｍ）に切り抜いて試験片を作製した。次に、この試験片を平板状のアクリル樹脂板の中心部に載せ、この試験片上に、中心部に貫通孔が貫設されてなる平板状のアクリル樹脂板を、その貫通孔が試験片の円の中心上にくるように載せて積層体を作製し、この積層体を試験片の厚み方向に圧縮することにより、２枚のアクリル樹脂板の対向面間の距離が２．５５ｍｍ（試験片圧縮率：１５％）の試験体を得た。

続いて、上記試験体の貫通孔から、２枚のアクリル樹脂板の対向面と試験片とで囲まれた空間に蒸留水を供給して、この空間を蒸留水で満たした。しかる後、上記試験体の貫通孔から１５ｋＰａの圧力を印加し、圧力を印加し始めてから蒸留水が漏れ出すまでの時間（止水・水密時間（分））を測定した。なお、止水・水密時間が１２０分を超えたものについては、表１に「水漏れなし」と表記した。

Claims (3)

1. アクリロニトリル成分を３０重量％以上含有するゴム系樹脂を含むことを特徴とするゴム系樹脂独立気泡発泡シート。
2. ゴム系樹脂が、アクリロニトリル−ブタジエンゴムであることを特徴とする請求項１に記載のゴム系樹脂独立気泡発泡シート。
3. アクリロニトリル成分を３０重量％以上含有するゴム系樹脂及び発泡剤を含有する発泡性樹脂シートに電離性放射線を照射して上記発泡性樹脂シートを架橋した後、上記発泡性樹脂シートを加熱して発泡させることを特徴とするゴム系樹脂独立気泡発泡シートの製造方法。