JP2009242622A

JP2009242622A - シール材の製造方法

Info

Publication number: JP2009242622A
Application number: JP2008091476A
Authority: JP
Inventors: Koichi Adachi; 浩一足立; Takao Suzuki; 隆雄鈴木; Shunji Hyozu; 俊司俵頭; Kentaro Nezu; 憲太郎根津
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2008-03-31
Filing date: 2008-03-31
Publication date: 2009-10-22

Abstract

【課題】高圧下や界面活性剤を含む環境下においても優れた止水性を有するシール材を提供する。
【解決手段】ゴム系樹脂及び平均粒径が２０μｍ以下の熱分解型発泡剤を含有する発泡性樹脂シートを発泡させて、少なくとも一面にスキン層を有し且つＪＩＳＫ７２２２に準拠した見掛け密度が２０〜１００ｋｇ／ｍ³であるゴム系樹脂独立気泡発泡シートを備えたシール材を製造することを特徴とするので、高圧下や界面活性剤を含んだ状況下においても安定した止水性を発揮する。
【選択図】なし

Description

本発明は、優れた止水性を維持するシール材の製造方法に関する。

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、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や、合成ゴム又は天然ゴムからなるゴム発泡体等が挙げられる。

最近では、高水圧下での水に対するシール性や、洗剤などの界面活性剤に対するシール性などの高性能なものが求められるようになってきている。又、組みつけの簡易性よりも反発力が小さいものが要求され、材料の柔軟性が要求され、或いは、使用時の圧縮率が低いシール材が望まれている。

シール材を圧縮率が小さい状態で用いるためには、シール材の厚み精度が求められる。このような場合には、ポリウレタン発泡体や、合成ゴム又は天然ゴムからなるゴム系発泡体などが用いられることが多い。

そして、特許文献１には、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−ル材が提案されている。

しかしながら、高性能なシール性を求められる領域には連続気泡発泡体を用いることはできず、ゴム系発泡体であっても、表面にスキン層がなく気泡が露出した状態の発泡体も界面活性剤が浸入し易く用いることができない。

特開平０９−１１１８９９号公報

本発明は、高圧下や界面活性剤を含む環境下においても優れた止水性を有するシール材の製造方法を提供する。

本発明のシール材の製造方法は、ゴム系樹脂及び平均粒径が２０μｍ以下の熱分解型発泡剤を含有する発泡性樹脂シートを発泡させて、少なくとも一面にスキン層を有し且つＪＩＳＫ７２２２に準拠した見掛け密度が２０〜１００ｋｇ／ｍ³であるゴム系樹脂独立気泡発泡シートを備えたシール材を製造することを特徴とする。

本発明のシール材の製造方法で用いられるゴム系樹脂としては、室温でゴム弾性（rubber elasticity）を有するものであれば、特に限定されず、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ニトリル−ブタジエンゴム）（ＮＢＲ）、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ウレタンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムなどが挙げられ、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートのクッション性や耐久性に優れていることから、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）が好ましく、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）がより好ましい。なお、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）は、ニトリルゴムとも、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムともいい、又、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）は、スチロールゴムともいい、ブタジエンとスチレンの共重合ゴムである。

ゴム系樹脂中におけるニトリル−ブタジエンゴムの含有量は、少ないと、アクリル板や鋼板などへの密着性が低下して、シール材の止水性が低下することがあるので、３０重量％以上が好ましく、５０〜１００重量％がより好ましい。

又、本発明で用いられる熱分解型発泡剤とは加熱により分解して発泡ガスを発生させるものをいい、このような熱分解型発泡剤としては、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）等が挙げられる。これらの熱分解型発泡剤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。上記発泡性原料組成物中における熱分解型発泡剤の配合量は、ゴム系樹脂１００重量部に対して１〜３０重量部が好ましい。

熱分解型発泡剤の平均粒径は、大きいと、得られるゴム系樹脂独立気泡発泡シートの気泡径が大きくなり、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの表面粗さが大きくなってシール材の止水性が低下するので、２０μｍ以下に限定され、１〜１５μｍが好ましい。なお、熱分解型発泡剤の平均粒径は、ＪＩＳＺ８９０１に準拠して測定されたものをいい、質量中位径のことをいう。

平均粒径が２０μｍ以下の熱分解型発泡剤は、製造工程において通常よりも低温で長時間反応させることによって得ることができ、又、公知の熱分解型発泡剤を冷凍粉砕し分級することによって得ることができる。

発泡性樹脂シート中における熱分解型発泡剤の含有量は、少ないと、ゴム系樹脂発泡シートの発泡倍率が上がらずに見掛け密度が高くなってしまい、ゴム系樹脂発泡シートの反発力が高くなることがある一方、多いと、ゴム系樹脂発泡シートの見掛け密度が低くなり、圧縮永久歪みが大きくなり、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの形状回復性が低下して、長期間に亘って止水性を維持することができないことがあるので、ゴム系樹脂１００重量部に対して３〜２５重量部が好ましく、５〜２０重量部がより好ましい。

更に、発泡性樹脂シートには架橋剤が含有されていてもよい。この架橋剤としては、例えば、有機過酸化物、硫黄、硫黄化合物等が挙げられ、有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物としては、例えば、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、２,４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーベンゾエート、クミルハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、１,１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３,３,５−トリメチルヘキサン、ｎ−ブチル−４,４−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、α,α'−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２,５−ジメチル−２,５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ｔ−ブチルパーオキシクメンなどが挙げられ、上記硫黄化合物としては、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、一塩化硫黄、二塩化硫黄などが挙げられる。

又、発泡性樹脂シート中における架橋剤の含有量は、少ないと、発泡性樹脂シートのゲル分率（架橋度）が発泡に適したものとならずに破泡してしまい、ゴム系樹脂発泡シートを得ることできないことがある一方、多いと、発泡性樹脂シートのゲル分率（架橋度）が上がりすぎて、発泡性樹脂シートが発泡しないことがあるので、ゴム系樹脂１００重量部に対して０．０５〜１０重量部が好ましく、０．１〜７重量部がより好ましい。

発泡性樹脂シートの製造方法としては、特に限定されず、例えば、ゴム系樹脂及び熱分解型発泡剤に、必要に応じて架橋剤や充填剤などが添加されてなる発泡性原料組成物を必要に応じてバンバリーミキサーや加圧ニーダなどの混練り機で混練した後、カレンダー、押出機、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。

発泡性樹脂シートに架橋剤が含有されていない場合には、電離性放射線を発泡性樹脂シートに照射して発泡性樹脂シートを架橋させてもよい。なお、電離性放射線としては、例えば、光、γ線、電子線などが挙げられる。

又、電離性放射線の照射量としては、ゴム系樹脂の特性によって適宜、調整すればよく、０．５〜１０Ｍｒａｄが好ましく、０．７〜５．０Ｍｒａｄがより好ましい。

そして、発泡性樹脂シートを加熱し熱分解型発泡剤を分解させて発泡させゴム系樹脂独立気泡発泡シートを備えたシール材を得ることができる。なお、発泡性樹脂シートに架橋剤が含有されている場合には、発泡性樹脂シートの発泡と同時に或いは発泡前に架橋剤によって発泡性樹脂シートを架橋すればよい。

このようにして得られたゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、少なくとも一面にスキン層を有している。なお、スキン層とは、その表面に気泡断面を有しない密度が０．９ｇ／ｃｍ³以上の層をいう。

そして、シール材を構成しているゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、平均粒径が２０μｍ以下の熱分解型発泡剤を用いて発泡させたものである。従って、スキン層の表面粗さは極めて小さく、スキン層は平滑性に優れ、被シール材に対して優れた密着性を有している。よって、シール材は、優れた止水性を有している。

そして、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートのＪＩＳＫ７２２２に準拠した見掛け密度は、小さいと、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートが脆くなって強度が保てなくなり、長期間に亘って止水性を維持することができない一方、大きいと、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートが硬くなって圧縮柔軟性が低下し或いは圧縮時の反発力が大きくなり、被シール部材が変形し、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てシール性が低下するので、２０〜１００ｋｇ／ｍ³に限定される。

ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの独立気泡率は、小さいと、シール材の止水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。

ここで、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの独立気泡率は、下記の要領で測定されたものをいう。先ず、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートから一辺が５ｃｍの平面正方形状で且つ一定厚みの試験片を切り出す。そして、試験片の厚みを測定して試験片の見掛け体積Ｖ₁を算出すると共に、試験片の重量Ｗ₁を測定する。

次に、気泡の占める見掛け体積Ｖ₂を下記式に基づいて算出する。なお、試験片を構成している樹脂の密度は１ｇ／ｃｍ³とする。
気泡の占める見掛け体積Ｖ₂＝Ｖ₁−Ｗ₁

続いて、試験片を２３℃の蒸留水中に水面から１００ｍｍの深さに沈めて、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、下記式に基づいて連続気泡率Ｆ₁及び独立気泡率Ｆ₂を算出する。
連続気泡率Ｆ₁（％）＝１００×（Ｗ₂−Ｗ₁）／Ｖ₂
独立気泡率Ｆ₂（％）＝１００−Ｆ₁

そして、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートを備えたシール材のＪＩＳＺ０２３７に準拠した１８０°引き剥がし粘着力は、小さいと、高圧下における止水性が低下するので、０．２５Ｎ／２５ｍｍ以上が好ましく、０．４〜１０Ｎ／２５ｍｍがより好ましい。

なお、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートを備えたシール材のＪＩＳＺ０２３７に準拠した１８０°引き剥がし粘着力は下記の要領で測定される。先ず、シール材をアクリル板に対して２３℃にて１時間に亘って押圧する。なお、押圧時のシール材の厚みは、押圧前の厚みの７０％となるように調整する。しかる後、ＪＩＳＺ０２３７に準拠して１８０°引き剥がし粘着力を測定する。

又、シール材におけるＪＩＳＫ６７６７に準拠して測定された５０％圧縮強度は、高いと、被シール材が変形してしまうことがあるので、８０ｋＰａ以下が好ましく、２０〜７０ｋＰａがより好ましい。

本発明のシール材の製造方法は、ゴム系樹脂及び平均粒径が２０μｍ以下の熱分解型発泡剤を含有する発泡性樹脂シートを発泡させて、少なくとも一面にスキン層を有し且つＪＩＳＫ７２２２に準拠した見掛け密度が２０〜１００ｋｇ／ｍ³であるゴム系樹脂独立気泡発泡シートを備えたシール材を製造することを特徴とするので、表面粗さの小さなスキン層を有するゴム系樹脂独立気泡発泡シートを備えたシール材を得ることができる。

従って、得られたシール材は、その表面性に優れたスキン層を被シール材に良好に密着させた状態とすることができ、界面活性剤を含む水が存在する環境下や、高水圧下においても優れたシール性を発揮する。

（実施例１）
アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ、密度：９８０ｋｇ／ｍ³）１００重量部、アゾジカルボンアミド（大塚化学社製商品名「ＳＯ−Ｇ３」、平均粒径：１３μｍ）１３重量部及びフェノール系酸化防止剤（チバスペシャリティーケミカルズ社製商品名「イルガノックス１０１０」）０．５重量部を押出機に供給して溶融混練して押出機から押出して厚みが１．６ｍｍの発泡性ゴム系樹脂シートを得た。

得られた発泡性ゴム系樹脂シートに加速電圧５００ｋｅＶにて電子線を１．８Ｍｒａｄ照射することによって発泡性ゴム系樹脂シートを架橋した。しかる後、発泡性ゴム系樹脂シートを発泡炉内に供給し２４０℃に加熱して発泡性ゴム系樹脂シートを発泡させてゴム系樹脂独立気泡発泡シートからなるシール材を得た。なお、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、その独立気泡率が９９．５％、見掛け密度が５０ｋｇ／ｍ³、厚みが４ｍｍであり、全面にスキン層を有していた。

（実施例２）
発泡剤として、アゾジカルボンアミド（大塚化学社製「ＳＯ−Ｌ」）を冷凍粉砕した平均粒径が１０μｍの発泡剤を１３重量部用いたこと以外は実施例１と同様にしてゴム系樹脂独立気泡発泡シートからなるシール材を得た。なお、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、その独立気泡率が９９．７％、見掛け密度が５０ｋｇ／ｍ³、厚みが４ｍｍであり、全面にスキン層を有していた。

（比較例１）
発泡剤として、平均粒径が２５μｍのアゾジカルボンアミド（大塚化学社製商品名「ＳＯ−Ｌ」）を用いたこと以外は実施例１と同様にしてゴム系樹脂独立気泡発泡シートからなるシール材を得た。なお、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、その独立気泡率が９９．２％、見掛け密度が５０ｋｇ／ｍ³、厚みが４ｍｍであり、全面にスキン層を有していた。

（比較例２）
表面にスキン層を全く有していないエチレン−プロピレン−ジエン−メチレンゴム（ＥＰＤＭ）からなる発泡シート（イノアック社製商品名「Ｅ−４０８８」、見掛け密度：１３３ｋｇ／ｍ³、厚み：４ｍｍ、独立気泡率：９９．２％）をシール材として用いた。

（比較例３）
ポリウレタン連続気泡発泡シート（ニッパツ社製商品名「ＨＰ」、見掛け密度：４０ｋｇ／ｍ³、厚み：４ｍｍ、独立気泡率：３％）をシール材として用いた。

得られたシール材の止水性を下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。

（止水性）
得られたシール材を製造後、２３℃にて２４時間に亘って養生した。なお、比較例２、３のシール材については製造後、常温にて４８時間以上経過していたので養生はしなかった。

シール材の一面に両面粘着テープを貼付した後、シール材から外径が６０ｍｍで且つ内径が４０ｍｍのリング状にシール材の全厚みに亘って打ち抜いて試験片を得た。なお、比較例２、３のシール材では、任意の一面に両面粘着テープを貼付した。

上記試験片を２枚の互いに平行なアクリル樹脂板間に挟み、試験片の圧縮率が３０％になるように、即ち、試験片の圧縮後の厚みが圧縮前の厚みの３０％となるように、試験片をその厚み方向に２枚のアクリル樹脂板で圧縮した。

２枚のアクリル樹脂板のうちの一方のアクリル樹脂板には、試験片の中心部に対応する部分に、水封入用、兼、圧力印加用の貫通孔があいており、この貫通孔より、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内に界面活性剤を満たし、更に、１ｋＰａの圧力を２３℃にて２４時間に亘って印加して漏水試験を行って漏水の有無を目視観察した。なお、一滴でも漏れを発見した場合には漏水ありとして「×」を、全く漏れが発見されなかった場合には漏水なしとして「○」を表１に記載した。なお、漏水が生じた場合には、１ｋＰａの圧力を印加してから漏水が生じ始めるまでの経過時間を表１に記載した。

Claims

ゴム系樹脂及び平均粒径が２０μｍ以下の熱分解型発泡剤を含有する発泡性樹脂シートを発泡させて、少なくとも一面にスキン層を有し且つＪＩＳＫ７２２２に準拠した見掛け密度が２０〜１００ｋｇ／ｍ³であるゴム系樹脂独立気泡発泡シートを備えたシール材を製造することを特徴とするシール材の製造方法。
ゴム系樹脂がニトリル−ブタジエンゴムを３０重量％以上含有していることを特徴とする請求項１に記載のシール材の製造方法。