JP2016047999A

JP2016047999A - 気密材及びその製造方法

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Publication number: JP2016047999A
Application number: JP2014173050A
Authority: JP
Inventors: 倫男島本; Tomoo Shimamoto; 秀明矢野; Hideaki Yano
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2014-08-27
Publication date: 2016-04-07
Anticipated expiration: 2034-08-27
Also published as: JP6345039B2

Abstract

【課題】気密性及び／又は水密性、並びに耐火性に優れ、かつ先端部の柔軟性等の更なる物性を満たす気密材を提供すること。【解決手段】気密材は、気密材成形樹脂を含有する基部１ａと、気密材成形樹脂に熱膨張耐火成分を含有した第１部分１ｃと、気密材成形樹脂を含有するが熱膨張耐火成分を含有しない第２部分１ｄとからなる突出部１ｂとを備え、基部１ａと突出部１ｂは一体成形してあることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、建具、船舶、エレベータ等に対して気密性及び／又は水密性を確保するための気密材と、その製造方法に関する。

引違いサッシや嵌め殺しサッシ等の障子と枠体の隙間、あるいは、障子の召し合わせには、タイト材やシール材に代表される気密材が介在しており、サッシの気密性及び／又は水密性の向上を図っている。気密材のうち、シール材は、枠体の縦枠や上下枠の内周側に突設されたホルダーに固定される基部と、基部からホルダの外に突出するシール片とを有しており、戸当たりなどに使用されるタイト材も、その一部をホルダーに固定される。そのようなサッシ用気密材は、引違い障子の召し合わせや、戸車収納部など、気密性や水密性が要求される箇所に隈なく配置されている。

そのようなサッシ用気密材として、気密性や水密性に加え、耐火性能をも備えたサッシ用気密材が特許文献１に記載されている。このサッシ用気密材は、サッシの枠体や障子に取り付けられるサッシ用気密材において、サッシのホルダーに嵌合される基部と、基部からホルダー外に突出する突出部とを備えており、基部は、耐摩耗性や弾性を有する気密材成形樹脂からなり、突出部は、気密材成形樹脂に熱膨張耐火成分を含有したものからなり、基部と突出部は一体成形してあることを特徴とする。

特許第5481420号

気密材の先端部は、気体、液体、光、及び／又は音の漏れを防いだり、サッシの部材と最も接触したりする部分であるため、摺動性等の更なる物性が求められているが、特許文献１のサッシ用気密材では、気密材の突出部が熱膨張耐火成分を含有するため、気密材の先端部におけるそのような物性が不十分であるという問題があった。

本発明の目的は、気密性及び／又は水密性並びに耐火性に優れると共に、気密材の先端部が摺動性を満たす気密材を提供することにある。

（１）構造体に取り付けられる気密材において、構造体の収容部に嵌合される基部と、基部から前記収容部の外に突出する突出部とを備えており、基部は、気密材成形樹脂を含有し、突出部は、気密材成形樹脂に熱膨張耐火成分を含有した第１部分と、気密材成形樹脂を含有するが熱膨張耐火成分を含有しない第２部分とからなり、基部と突出部は一体成形してあることを特徴とする気密材。

（２）突出部の第１部分と第２部分は第１部分の先端と第２部分の基端で連続的につながっており、第２部分が突出部の先端を構成する（１）に記載の気密材。

（３）突出部の第１部分の幅は基部の幅よりも狭く、突出部の第２部分の幅は第１部分の幅と同じかそれより狭い、（１）又は（２）に記載の気密材。

本発明によれば、熱膨張耐火成分を含有しない先端部を設けることにより、気密材の気密性及び／又は水密性並びに耐火性を備えつつ、摺動性が向上する。

（ａ）本発明の一つの実施形態の気密材としてのシール材の斜視図であり、（ｂ）は別の実施形態の気密材としてのタイト材の斜視図である。本発明の気密材が適用されたサッシの縦断面図である。本発明の気密材が適用されたサッシの横断面図である。本発明の気密材の製造手順を示す略図である。

本明細書において、「気密材成形樹脂」とは、シール材やタイト材に一般的に使用される熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、エラストマー、ゴム、又はこれらの組み合わせを指し、熱可塑性樹脂の例としては、フッ素樹脂、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアリレート、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリブタジエン、ポリイミド、アクリル樹脂、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ABS樹脂、及びAS樹脂等が挙げられ、熱硬化性樹脂の例としてはエポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、熱硬化性ポリイミド等が挙げられ、エラストマーの例としてはオレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、エステル系エラストマー、アミド系エラストマー、及び塩化ビニル系エラストマー等が挙げられ、ゴムの例としては、天然ゴム、シリコーンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴム、及びフッ素ゴム等が挙げられる。これらの気密材成形樹脂は通常、非熱膨張性である。つまり、火災時の熱により膨張しない。「熱膨張耐火成分」とは、火災時の熱により膨張する性質を有するものすべてを含み、その一例として膨張黒鉛などが挙げられる。熱膨張性黒鉛は、従来公知の物質であり、天然鱗状グラファイト、熱分解グラファイト、キッシュグラファイト等の粉末を、濃硫酸、硝酸、セレン酸等の無機酸と、濃硝酸、過塩素酸、過塩素酸塩、過マンガン酸塩、重クロム酸塩、過酸化水素等の強酸化剤とで処理してグラファイト層間化合物を生成させたもので、炭素の層状構造を維持したままの結晶化合物である。熱膨張性黒鉛は、酸処理して得られた熱膨張性黒鉛を、アンモニア、脂肪族低級アミン、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属化合物等で中和したものであってもよい。

「無機充填剤」とは、従来公知の物質であり、特に限定されないが、例えば、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化鉄、酸化錫、酸化アンチモン、フェライト類、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ドーンナイト、ハイドロタルサイト、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、石膏繊維、ケイ酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ系バルン、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維、炭素バルン、木炭粉末、各種金属粉、チタン酸カリウム、硫酸マグネシウム「ＭＯＳ」（商品名）、チタン酸ジルコン酸鉛、アルミニウムボレート、硫化モリブデン、炭化ケイ素、ステンレス繊維、ホウ酸亜鉛、各種磁性粉、スラグ繊維、フライアッシュ、脱水汚泥等が挙げられる。

「密封」「気密」「水密」とは１００％完全に密封されていなくとも、気密材を設けない場合と比較して気体及び／又は流体の侵入が有意に防止できることを指す。

「開口部」は任意の空間を指し、「間隙」とは開口部の中でも向かい合う２つの部材又は部分間に生じる空間を指す。

以下、本発明の気密材の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１（ａ）は、本発明の一つの実施形態の気密材としてのシール材１であり、シール材１は、基部１ａと、基部１ａから突出する突出部１ｂとを備えており、基部１ａは気密材成形樹脂を含み、突出部１ｂは気密材成形樹脂に熱膨張性耐火成分を含有した第１部分１ｃと、気密材成形樹脂に熱膨張性耐火成分を含有していない第２部分１ｄとを備えており、基部１ａと突出部１ｂは一体成形してある。突出部１ｂの第１部分１ｃの幅は基部１ａの幅よりも狭くかつ一定であり、突出部１ｂの第２部分１ｄの基端の幅は第１部分１ｃの幅と同じであり、第１部分１ｃと第２部分１ｄは第１部分１ｃの先端と第２部分１ｄの基端で連続的につながっており、第２部分１ｄの幅は先端に向かってテーパ状に細くなっている。

突出部１ｂの第１部分１ｃと第２部分１ｄは同じか又は異なる無機充填剤をさらに含んでもよく、気密材成形樹脂、熱膨張性耐火成分、及び無機充填剤の成分の割合は特に限定されないが、例えば気密材成形樹脂１００重量部に対して気密材成形樹脂が１０〜３００重量部、無機充填剤が３０〜５００重量部である。

また、基部１ａ、突出部１ｂの第１部分１ｃ及び突出部１ｂの第２部分１ｄには、その物性を損なわない範囲で、フェノール系、アミン系、イオウ系等の酸化防止剤の他、金属害防止剤、帯電防止剤、安定剤、架橋剤、滑剤、軟化剤、顔料等が添加されてもよい。

シール材１は、本実施形態ではサッシの外障子３５ａ及び内障子３５ｂの下框３９（図２参照）の長手方向の全長に渡って配置されている。本実施形態では、基部１ａの気密材成形樹脂、突出部１ｂの第１部分１ｃの気密材成形樹脂、及び突出部１ｂの第２部分１ｄの気密材成形樹脂は同じであり、これにより一体成形のための密着性が高められる。本実施形態では、気密材成形樹脂に熱膨張性耐火成分を含有していない第２部分１ｄは、第１部分１ｃよりも摺動性に優れた材料より構成されている。

図１（ｂ）は、本発明の別の実施形態の気密材としてのタイト材２であり、タイト材２は、基部２ａと、基部２ａから突出する突出部２ｂとを備えており、基部２ａは気密材成形樹脂を含有し、突出部２ｂは気密材成形樹脂に熱膨張性耐火成分を含有した第１部分２ｃと、気密材成形樹脂に熱膨張性耐火成分を含有していない第２部分２ｄとを備えており、基部２ａと突出部２ｂは一体成形してある。突出部２ｂの第１部分２ｃの幅は基部２ａの幅よりも狭くかつ一定であり、突出部２ｂの第２部分２ｄの基端部の幅は第１部分２ｃの幅と同じで第１部分２ｃと第２部分２ｄは第１部分２ｃの先端と第２部分２ｄの基端で連続につながっており、第１部分２ｃの先端及び第２部分２ｄの先端は略半円筒状に丸められており、密着性を増大させると共に、第２部分２ｄの摺動性を高めている。

タイト材２は、本実施形態ではサッシの内、外障子３５ａ及び内障子３５ｂの戸当たり側の縦框３６の長手方向の全長に渡ってそれぞれ配置されている（図３参照）。本実施形態では、基部２ａの気密材成形樹脂、突出部２ｂの第１部分２ｃの気密材成形樹脂、及び突出部２ｂの第２部分２ｄの気密材成形樹脂は同じであり、これにより一体成形のための密着性が高められる。

上記の実施形態の気密材であるシール材１及びタイト材２は、引違い窓サッシに適用可能である。図２を参照すると、引違い窓３０は、上枠３２と下枠３３と左右の縦枠３４を四周枠組みして構成した枠３１内に可動部材としての外障子３５ａと可動部材としての内障子３５ｂとを備えており、外障子３５ａと内障子３５ｂは、上枠３２と下枠３３に設けたレール３２ａ，３３ａに沿って左右に移動し、枠３１内で引違い式に開閉するように構成されている。内外障子３５ａ，３５ｂの各々の戸車収納部３８ａを下側で区画形成する対向する下端には収容部３７ａが設けてあり、この収容部３７ａにシール材１が保持されている。これにより、内外障子３５ａ，３５ｂの戸車収納部３８ａを下側で区画形成する対向する下端に設けられた収容部３７ａに保持されたシール材１が、枠３１と外障子３５ａとの間の隙間や、あるいは、戸車収納部３８ａと戸車３８との間の隙間から吹き込む風や雨水の吹き上げを制限している。また、火災時には枠３１と外障子３５ａとの間の隙間や、あるいは、戸車収納部３８ａと戸車３８との間の隙間からの火災や煙の侵入が低減又は防止される。このように、気密材に必要とされる特性（気密／水密等）と防火性能を両立しつつ、摺動性を保持することが可能である。また、図３のように、上枠３２と内外障子３５ａ，３５ｂの上框３７との間、下枠３３と内外障子３５ａ，３５ｂの下框３９の間、内外障子３５ａ，３５ｂの召し合わせ側の縦框３６同士の間、及び内外障子３５ａ，３５ｂの戸先が縦枠３４と当接する箇所は、それぞれにタイト材２，３，４，５が収容部３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅに嵌合された状態で取り付けられている。これにより、内外障子３５ａ，３５ｂを閉じたときには、内外障子３５ａ，３５ｂ同士がタイト材４を介して当接し、枠３１と内外障子３５ａ,３５ｂとがタイト材２，３，５を介在して当接するため、内外障子３５ａ，３５ｂ間又は枠３１と内外障子３５ａ，３５ｂとの間の開口部又は間隙が密封され、サッシの気密性と水密性が確保される。また、火災時には内外障子３５ａ，３５ｂ間又は枠３１と内外障子３５ａ,３５ｂとの間の開口部又は間隙からの火災や煙の侵入が低減又は防止され、引き違い窓の防火性が大きく改善される。このように、気密材に必要とされる特性（気密／水密等）と防火性能を両立しつつ、摺動性を保持することが可能である。

なお、タイト材２，３，４，５は本発明の第１の実施形態のシール材１と同じ構成を有してもよいが、本発明の気密材の範囲に含まれる限り第１の実施形態のシール材１から変更した構成を有してもよい。また、収容部３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅは第１の実施形態の収容部３７ａと同じ構成を有してもよいが、本発明の気密材が取り付けられる限り第１の実施形態の収容部３７ａから変更した構成を有してもよい。

次に、上述のシール材１及びタイト材２，３，４，５の製造方法について説明する。本発明の気密材は公知の樹脂複合材の製造方法により製造され、特に限定されないが、例えば、シール材１及びタイト材２，３，４，５の成形は、共押出し成形法にて行われる。具体的に、シール材１を挙げて説明すれば、図４のように、共押出し成形機２１を使用し、その共押出し成形機２１に配置された３つのタンク２２，２３，２４のうちの一つのタンク２２には、シール材１を構成する気密材成形樹脂が充填されており、もう一つのタンク２３には、前述のタンク２２に充填されている気密材成形樹脂に膨張黒鉛を含有した樹脂が充填されている。配合比率は、樹脂成分１００に対して膨張黒鉛が２０〜３００重量部の範囲内に設定されている。さらにもう一つのタンク２４には気密材成形樹脂の溶剤に膨張黒鉛を含有しない原料樹脂が充填されている。

共押出し成形機２１には、任意形状及び断面サイズの成形物Ｐを得るのに対応した型２５が具備されており、その型２５に各タンク２２，２３，２４から同時に原料樹脂が送り出されることで、異種の又は同種の樹脂が一体成形された成形物Ｐが成形される。そして、共押出し成形機２１から送り出された成形物Ｐは、引取り機２６で連続的に外に引き出されて冷却工程に移行される。冷却工程では、共押出し成形機２１から押し出された成形物Ｐに対し、水が満たされたプール２７に通して冷却することにより、成形物Ｐの硬度を確保する。そして、切断工程・曲げ加工工程（加工工程）を行う加工機２８では、共押出し成形機２１から成形物Ｐが連続して供給されるため、サッシにおけるシール材１の適用箇所に対応して成形物Ｐを所定寸法に切断したり、あるいは、特殊枠体のアール部等に対応する曲げ加工などが行われるものである。以上の各工程を経て得られた成形物Ｐは、本実施のものであれば、気密材成形樹脂を含有する基部１ａと、気密材成形樹脂に膨張黒鉛を含んだ混合成分からなる突出部１ｂの第１部分１ｃと、突出部１ｂの第２部分１ｄとを一体成形したシール材１や、基部２ａと、突出部２ｂの第１部分２ｃと、突出部２ｂの第２部分２ｄとを一体成形したタイト材２、並びにタイト材３〜５等となる。

本発明を上記実施形態に関して説明してきたが、実施形態は上記のものに限定されず、例えば、以下のように具体化してもよい。

・基部１ａ，２ａの気密材成形樹脂、突出部１ｂ，２ｂの第１部分１ｃ，２ｃの気密材成形樹脂、及び突出部１ｂ，２ｂの第２部分１ｄ，２ｄの気密材成形樹脂は、いずれか２つが同じであってもよいし、すべて異なる種類であってもよい。

・突出部１ｂ，２ｂの熱膨張性耐火成分を含有していない第２部分１ｄ，２ｄは、摺動性に加えて、さらなる優れた特性を有していてもよい。例えば、第２部分１ｄ，２ｄが、第１部分１ｃ，２ｃよりも材料Ｔｇが低い材料より構成されており低温回復性を有する場合、寒冷地でも気密性等を保つことが可能となる。

・本発明の気密材は、上記実施形態に限らず、サッシにおける気密材の収容部３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅが設けてある箇所であれば、様々な形状のものに適用することができる。また、上記実施形態ではアルミ製サッシに本発明の気密材を適用したものについて説明したが、樹脂製サッシのアルミ枠材やアルミ框材に取り付けることも可能である。

・本発明の気密材は、サッシ用に限定されず、窓、障子、扉（すなわちドア）、戸、ふすま、及び欄間等の建具；船舶；並びにエレベータ等の構造体に対して使用されてもよい。

・本発明の気密材の製造方法にて使用される共押出し成形機２１やプール２７、加工機２８についても、その他、成形物Ｐを所望の形状、サイズに加工できる手段であれば、上記実施形態のものに限定するものではない。

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

実験１
図１に示される気密材を作製し、耐火性、摺動性及び気密性について調べた。塩化ビニル（硬度80）は三菱化学株式会社製、耐火樹脂組成物は出願人の特許5352017号の記載に従って製造された押出成形用塩素化塩化ビニル樹脂組成物、摺動性塩化ビニル（SE864A）は信越ポリマー株式会社製のものを使用した。

耐火性は、600℃・30分の加熱で体積膨張があるかを確認した。摺動性はJIS A 1519に準拠した。気密性はJIS A 1516に準拠した。

その結果、実施例１におけるように、突出部１ｂの第１部分１ｃが耐火樹脂組成物より形成され、突出部１ｂの第２部分１ｄが摺動性塩化ビニルより形成された場合にのみ、気密性、耐火性、及び摺動性が良好であることが示された。

実験２
上記の実験１と同様に、図２に示される気密材を作製し、耐火性、摺動性及び気密性について調べた。実施例２、比較例３、比較例４における部材番号２ａ，２ｃ，２ｄの材料は実施例１、比較例１、比較例２における部材番号１ａ，１ｃ，１ｄの材料とそれぞれ同じである。

その結果、実施例２におけるように、突出部１ｂの第１部分１ｃが耐火樹脂組成物より形成され、突出部１ｂの第２部分１ｄが摺動性塩化ビニルより形成された場合にのみ、気密性、耐火性、及び摺動性が良好であることが示された。

Claims

構造体に取り付けられる気密材において、構造体の収容部に嵌合される基部と、基部から前記収容部の外に突出する突出部とを備えており、
基部は、気密材成形樹脂を含有し、
突出部は、気密材成形樹脂に熱膨張耐火成分を含有した第１部分と、気密材成形樹脂を含有するが熱膨張耐火成分を含有しない第２部分とからなり、
基部と突出部は一体成形してあることを特徴とする気密材。
突出部の第１部分と第２部分は第１部分の先端と第２部分の基端で連続的につながっており、第２部分が突出部の先端を構成する請求項１に記載の気密材。
突出部の第１部分の幅は基部の幅よりも狭く、突出部の第２部分の幅は第１部分の幅と同じかそれより狭い、請求項１又は２に記載の気密材。