JP2606527B2 - シリコーンゴムガスケット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被着基材への非汚染性
に優れ、建築用ガスケット等として有用なシリコーンゴ
ムガスケットに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
建築用ガスケットとしてはクロロプレン系ゴムやエチレ
ン−プロピレン−ジエン系ゴムなどのゴム材料で成形さ
れたものが使用されているが、これらのガスケット材は
建築物の耐用年数の増大とガスケット材の耐候性、耐ク
リープ性などの向上要求に応じきれないものとなってき
ている。

【０００３】そのため近年、建築用ガスケットとしては
シリコーンゴム製のガスケットが多用されるようになっ
てきたが、このシリコーンゴムガスケットもカーテンウ
ォール工法などの目地材、アルミニウムサッシ廻りの目
地シール、ジッパーガスケットなどとして長期間使用し
ていると周辺のコンクリート、石板、ガラスなどが汚れ
てくるという欠点があった。

【０００４】更に、上述のシリコーンゴムガスケットに
よる汚れを防止するため、シリコーンゴム組成物の加硫
成形物中の汚れ成分をポストキュアーを長時間行うこと
により除去したり、原料ポリマー中の移動性低分子オリ
ゴマーを除去するなどの対策はとられている。しかし、
これら汚れ防止対策はそれなりの効果はあるものの十分
とは言い難い上、コストアップになってしまうという不
利な点があり、従って、良好な改善策が望まれていた。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
被着基材への非汚染性に優れ、しかも経済面でも良好な
シリコーンゴムガスケットを提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、下記平均組
成式（１）で示されるオルガノポリシロキサンと、比表
面積が１００ｍ²／ｇ以上の補強性シリカ粉末と、吸油
能が３００ｃｃ／１００ｇ以上の多孔性フィラーと、硬
化剤とを配合したシリコーンゴム組成物で形成されたシ
リコーンゴムガスケットが優れた特性を有することを見
い出した。

【０００７】 Ｒ¹ _nＳｉＯ_(4-n)/2 …（１） （但し、式中Ｒ¹は同一又は異種の非置換又は置換の１
価炭化水素基であり、ｎは１．９８〜２．０２の正数で
ある。）

【０００８】即ち、本発明者は、上記シリコーンゴム組
成物に高吸油能を有する多孔性フィラーを添加すること
により、加硫成形物中に含まれる汚れ成分がかかる多孔
性フィラーに吸着され、このためこれを加硫成形するこ
とにより得られるシリコーンゴムガスケットは耐候性、
耐クリープ性が良好で非汚染性に優れて周囲の壁材、柱
材、ガラス材などの被着基材を汚すことがほとんどな
く、しかも経済的にも有利であることを知見し、本発明
をなすに至ったものである。

【０００９】従って、本発明は、 （Ａ）上記平均組成式（１）で示されるオルガノポリシ
ロキサン （Ｂ）比表面積が１００ｍ²／ｇ以上の補強性シリカ粉
末 （Ｃ）吸油能が３００ｃｃ／１００ｇ以上の多孔性フィ
ラー （Ｄ）硬化剤 を配合してなるシリコーンゴム組成物の加硫成形物で形
成されたシリコーンゴムガスケットを提供する。

【００１０】以下、本発明につき更に詳述すると、本発
明に係るシリコーンゴム組成物の第１必須成分のオルガ
ノポリシロキサンは、下記平均組成式（１）で示される
ものである。

【００１１】 Ｒ¹ _nＳｉＯ_(4-n)/2 …（１） （但し、式中Ｒ¹は同一又は異種の非置換又は置換の１
価炭化水素基であり、ｎは１．９８〜２．０２の正数で
ある。）

【００１２】ここで、上記式中Ｒ¹はメチル基、エチル
基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、シクロヘキ
シル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基、ブ
テニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基、フェニル
基、トリル基等のアリール基、又はこれらの基の炭素原
子に結合した水素原子の一部又は全部をハロゲン原子、
シアノ基等で置換したクロロメチル基、トリフルオロプ
ロピル基、シアノエチル基などから選択される、同一又
は異種の好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭
素数１〜８の非置換又は置換の１価炭化水素基である。
また、ｎは１．９８〜２．０２の正数である。

【００１３】上記式（１）のオルガノポリシロキサンは
その分子鎖末端がトリメチルシリル基、ジメチルフェニ
ルシリル基、ジメチルヒドロキシシリル基、トリビニル
シリル基などで封鎖されたものであることが好ましく、
また基本的には直鎖状であることが好ましいが、分子構
造の異なる１種又は２種以上の混合物であってもよい。

【００１４】更に、上記オルガノポリシロキサンは平均
重合度が１００〜１００，０００、特に５，０００〜２
０，０００であることが好ましく、また２５℃における
粘度が１００ｃｓ（センチストークス）以上、特に１０
０，０００〜１０，０００，０００ｃｓであることが好
ましい。

【００１５】この種のオルガノポリシロキサンは通常選
択されたオルガノハロゲノシランの１種又は２種以上を
共加水分解縮合することによって、あるいは環状ポリシ
ロキサン（シロキサンの３量体あるいは４量体など）を
アルカリ性又は酸性の触媒を用いて開環重合することに
よって得ることができる。

【００１６】次に、シリコーンゴム組成物を構成する第
２必須成分の補強性シリカ粉末は機械的強度の優れたシ
リコーンゴムを得るために必須とされるものであるが、
この目的のためには比表面積が１００ｍ²／ｇ以上、好
ましくは１５０〜３００ｍ²／ｇ以上である必要があ
る。比表面積が１００ｍ²／ｇに満たないと硬化物の機
械的強度が低くなってしまう。

【００１７】このような補強性シリカとしては、例えば
煙霧質シリカ、沈澱シリカ等が挙げられる。

【００１８】また、補強性シリカ粉末の添加量は、第１
成分のオルガノポリシロキサン１００部（重量部、以下
同様）に対して１０〜７０部、特に３０〜５０部とする
ことが好ましく、１０部未満では添加量が少なすぎて十
分な補強効果が得られない場合があり、７０部を超える
と加工性が悪くなって得られるガスケットの機械的強度
が低下してしまう場合がある。

【００１９】更に第３必須成分の多孔性フィラーは、多
孔質で吸油能を高めたフィラーであり、その吸油能がＪ
ＩＳ Ｋ５１０１に従って測定した場合に３００ｃｃ／
１００ｇ以上、好ましくは５００〜６００ｃｃ／１００
ｇであることが必要である。吸油能が３００ｃｃ／１０
０ｇ未満では本発明の主旨であるシリコーンゴムガスケ
ットの非汚染性が十分に得られない。

【００２０】ここで、多孔性フィラーとしては、天然の
珪藻土や人工の多孔性シリカ等を用いることができる。
更に人工の多孔性シリカとしては、水ガラスを塩酸、硫
酸等の酸で分解した後、中和水洗によって得られる通常
の湿式シリカが好ましく使用され、例えばＱ−８０５、
Ｑ−２０３（日本シリカ社製）、セライトＳＦ（ジョン
マンビル社製）、ゼオライト（ジョンマンビル社製）等
が挙げられる。

【００２１】上記多孔性フィラーは吸油能が上記範囲で
あればその他の性能は特に制限されないが、ＢＥＴ比表
面積が６０〜８０ｍ²／ｇ、嵩密度が４０〜６０ｇ／ｌ
の範囲であるものがより好適に用いられる。

【００２２】多孔性フィラーの添加量は、第１成分のオ
ルガノポリシロキサン１００部に対して０．５〜１０
部、特に１〜５部とすることが望ましく、０．５部に満
たないと満足な効果が得られない場合があり、１０部を
超えると物性的に強度の低下などの原因となる場合があ
る。

【００２３】本発明において第４必須成分の硬化剤とし
ては、シリコーンゴム組成物の架橋反応の機構に応じた
従来公知のものを用いることができる。

【００２４】この場合、第１成分のオルガノポリシロキ
サンの分子鎖末端が、加水分解性のない基で封鎖されて
いる場合であり、架橋反応が炭化水素同志で行われる場
合、硬化剤としては有機過酸化物、例えばベンゾイルパ
ーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサ
イド、ｐ−メチルベンゾイルパーオキサイド、２，４−
ジクミルパーオキサイド、２，５−ジメチル−ビス
（２，５−ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、ジ−ｔ−
ブチルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーベンゾエートな
どが好適に使用される。この有機過酸化物の添加量は、
第１成分のオルガノポリシロキサン１００部に対し０．
５〜５部、あるいはシリコーンゴム組成物全体に対し
０．１〜１重量％とすることが好ましい。

【００２５】また、架橋反応がけい素原子に結合してい
る水酸基、アルコキシ基、アセトキシ基、アルケニルオ
キシ基、アシルオキシ基、イミノキシ基、アミノ基、ア
ミド基、アミノオキシ基等の加水分解性基などの間の脱
水反応、脱アルコール反応、脱カルボン酸反応、脱ケト
ン反応、脱オキシム反応、脱アミン反応、脱アミド反応
などの縮合反応によって行われる場合、即ち第１成分の
オルガノポリシロキサンの分子鎖末端が例えばジメチル
ヒドロキシシリル基、あるいはメトキシ基、エトキシ基
等の低級アルコキシ基を有するジメチルアルコキシシリ
ル基、メチルジアルコキシシリル基、トリアルコキシシ
リル基等で封鎖されたものである場合には、硬化剤とし
て金属有機酸塩、有機アミンが好適である。金属有機酸
塩、有機アミンとして具体的には、ジブチルすずジラウ
レート等の有機すず化合物、ステアリン酸、チタンテト
ラプロポキサイド等の有機チタン化合物などの有機酸
塩、ジブチルアミン等のアミン類が例示される。なおこ
の場合には、必要に応じアルコキシ基を有するメチルト
リアルコキシシラン、ビニルトリアルコキシシラン、フ
ェニルトリアルコキシシラン、テトラアルコキシシラン
やメチルトリブタノオキシムシラン、メチルトリ（ヘキ
サノキシム）シラン、メチルトリアセトキシシラン、エ
チルオルソシリケート、プロピルオルソシリケートなど
の架橋剤を使用してもよい。なお、これら硬化剤の添加
量は、シリコーンゴムコンパウンドに対し０．０１〜
１．０重量％とすることが好ましい。

【００２６】更に、第１成分のオルガノポリシロキサン
がけい素原子に直結したアルケニル基を有するものであ
るときには、けい素原子に直結した水素原子を１分子中
に少なくとも２個含有するオルガノハイドロジェンポリ
シロキサンを硬化剤として使用してこれらの付加反応に
よって架橋を行わせて硬化させてもよい。ここで使用さ
れるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは直鎖状、
分岐鎖状、環状のいずれであってもよいが、重合度が３
００以下のものが好ましく、ジメチルハイドロジェンシ
リル基で末端が封鎖されたジオルガノポリシロキサン、
ジメチルシロキサン単位とメチルハイドロジェンシロキ
サン単位及び末端トリメチルシロキサン単位との共重合
体、ジメチルハイドロジェンシロキサン単位（Ｈ（ＣＨ
₃）₂ＳｉＯ_0.5単位）とＳｉＯ₂単位とからなる低粘度流
体、１，３，５，７−テトラハイドロジェン−１，３，
５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１−プ
ロピル−３，５，７−トリハイドロジェン−１，３，
５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサン、１，５
−ジハイドロジェン−３，７−ジヘキシル−１，３，
５，７−テトラメチルシクロテトラシロキサンなどが例
示される。

【００２７】この硬化剤としてのオルガノハイドロジェ
ンポリシロキサンの添加量は、第１成分のオルガノポリ
シロキサンのアルケニル基に対して、けい素原子に直結
した水素原子が５０〜５００モル％となる割合で用いら
れることが望ましい。

【００２８】なお、この付加反応には公知の白金系触媒
を添加することが好ましく、具体的には白金元素単体、
白金化合物、白金複合体、塩化白金酸、塩化白金酸のア
ルコール化合物、アルデヒド化合物、エーテル化合物、
各種オレフィン類とのコンプレックスなどが例示され
る。白金系触媒の添加量は、第１成分のオルガノポリシ
ロキサンに対し白金原子として１〜２０００ｐｐｍの範
囲とすることが望ましい。

【００２９】本発明に係るシリコーンゴム組成物には、
上記必須成分に加え、任意成分として本発明の効果を妨
げない範囲で必要に応じ、増量剤として粉砕石英、炭酸
カルシウムなどの充填剤を添加してもよい。更にはスポ
ンジを成形するための無機、有機の発泡剤を添加しても
よい。この発泡剤としてはアゾビスブチロニトリル、ジ
ニトロペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルフォン
ヒドラジド、アゾジカルボンアミド等が例示され、その
添加量はシリコーンゴムコンパウンドに対し３〜１０部
の範囲が好適である。このように本発明組成物に発泡剤
を添加すると、スポンジ状のシリコーンゴムガスケット
を得ることができる。

【００３０】また、本発明組成物には、必要に応じて着
色剤、耐熱性向上剤などの各種添加剤や反応制御剤、離
型剤あるいは充填剤用分散剤などを添加することは任意
とされるが、特に充填剤用分散剤として使用されるジフ
ェニルシランジオール、各種アルコキシシラン、カーボ
ンファンクショナルシラン、シラノール基含有低分子シ
ロキサンなどは本発明の効果を損なわないように最小限
の添加量に止めることが好ましい。

【００３１】本発明に係るシリコーンゴム組成物は、上
記した成分を２本ロール、バンバリーミキサー、ドウミ
キサー（ニーダー）などのゴム混練り機を用いて均一に
混合して、必要に応じ加熱処理を施すことにより得るこ
とができる。この場合、例えば第１成分のオルガノポリ
シロキサン、第２成分の補強性シリカ粉末等を予め混合
してベースコンパウンドを調製しておき、これに第３成
分の多孔性フィラー、更には第４成分の硬化剤を添加、
混合しても差し支えない。

【００３２】このようにして得られたシリコーンゴム組
成物は注型成形、金型加圧成形、押し出し成形などの種
々の成形法によって必要とされるガスケット、例えばコ
ーナーガスケット、目地シールガスケット、ジッパーガ
スケットなどに成形することができるが、これらの成形
物は必要に応じて１００〜２００℃で３０分〜２４時間
ポストキュアーすることがよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明のシリコーンゴムガスケットは、
耐候性、耐クリープ性が良好で非汚染性に優れ、周囲の
壁材、柱材、ガラス板などの被着基材を汚すことがほと
んどなく、しかも経済面も良好なもので、建築用ガスケ
ット等として有用である。

【００３４】

【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるも
のではない。

【００３５】〔実施例、比較例〕ジメチルシロキサン単
位９９．８２５モル％、メチルビニルシロキサン単位
０．１５モル％、ジメチルビニルシロキサン０．０２５
モル％からなり、平均重合度が約８，０００であるゴム
状オルガノポリシロキサン１００部に、分散剤としての
ジフェニルシランジオール３部、末端シラノール基ジメ
チルポリシロキサン（重合度ｎ＝１０）４部及び比表面
積が２００ｍ²／ｇであるフュームドシリカ〔日本アエ
ロジル（株）社製〕４０部を添加し、２時間熱処理して
ベースコンパウンドを作った。

【００３６】上記ベースコンパウンド１００部に対しＢ
ＥＴ比表面積が７２ｍ²／ｇ、吸油能が５００ｃｃ／１
００ｇ、嵩比重が５２ｇ／ｌである多孔質シリカＱ−８
０５（日本シリカ社製）を２部添加し、２本ロールにて
十分混練りした。更にこれに硬化剤としての２，４−ジ
クロロベンゾイルパーオキサイド／ジメチルポリシロキ
サン（１，０００ｃｓ）＝５０／５０のペースト（以下
硬化剤１）を１．５部添加し、この組成物を４０ｍｍφ
でＵ／Ｄ＝１２の押し出し機で押し出して外径２０ｍｍ
φ、内径１６ｍｍφのチューブ状ガスケットを作った。

【００３７】次にこれを３００℃／５分の加硫条件で連
続的に常圧熱加硫した後１ｍ長さに切断し、２００℃／
１時間でポストキュアーしてシリコーンゴムガスケット
とした（実施例１）。

【００３８】また、多孔質シリカの代わりにセライトＳ
Ｆ（吸油能１２５ｃｃ／１００ｇ、ＢＥＴ比表面積３．
０ｍ²／ｇ、嵩比重３ｇ／ｌ、ジョンマンビル社製）、
ゼオライト（吸油能１７０ｃｃ／１００ｇ、ＢＥＴ比表
面積３．６ｍ²／ｇ、嵩比重０．５ｇ／ｌ、ジョンマン
ビル社製）をそれぞれ使用する以外は実施例１と同様に
してシリコーンゴムガスケットを得た（実施例２，
３）。

【００３９】更に比較のため、多孔質シリカを添加せず
に実施例１と同様にしてシリコーンゴムガスケットを得
た（比較例）。

【００４０】得られたシリコーンゴムガスケットのそれ
ぞれを長さ２０ｃｍにカットし、ビス止めで白色グラサ
ルボード板上に密着させ、４５°の傾斜を持つ屋外暴露
装置に固定し、半年間の経時変化による汚れの程度を目
視で観察したところ、表１に示した通りの結果が得られ
た。

【００４１】

【表１】

【００４２】表１の結果より、本発明のシリコーンゴム
ガスケット（実施例）は、多孔性フィラー無添加のもの
（比較例）に比べて基材等の非汚染性に優れていること
が確認された。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）下記平均組成式（１）で示される
   オルガノポリシロキサン、 Ｒ¹ _nＳｉＯ_(4-n)/2 …（１） （但し、式中Ｒ¹は同一又は異種の非置換又は置換の１
   価炭化水素基であり、ｎは１．９８〜２．０２の正数で
   ある。） （Ｂ）比表面積が１００ｍ²／ｇ以上の補強性シリカ粉
   末、（Ｃ）吸油能が３００ｃｃ／１００ｇ以上の多孔性
   フィラー、（Ｄ）硬化剤を配合してなるシリコーンゴム
   組成物の加硫成形物で形成されたシリコーンゴムガスケ
   ット。