JP2625974B2

JP2625974B2 - 発泡成形体及びその製造方法

Info

Publication number: JP2625974B2
Application number: JP63266641A
Authority: JP
Inventors: 保男家城; 稔古市; 巧宮地
Original assignee: 日本合成ゴム株式会社
Priority date: 1988-10-22
Filing date: 1988-10-22
Publication date: 1997-07-02
Anticipated expiration: 2012-07-02
Also published as: JPH02112929A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は建築物、自動車、航空機、船舶、洗濯機・掃
除機などの家電製品、包装材、防音壁、各種の工業用品
などに防音性、遮音性を付与する防音性、遮音性、発泡
性の優れた架橋発泡成形体及び該架橋発泡成形体の製造
方法に関する。

［従来の技術］防音・遮音材として、各種のゴム状物質や熱可塑性樹
脂を主成分とする発泡体が、多岐にわたり多く使用され
ている。

最近、防音・遮音材の用途の展開にともなって多様化
し、その結果、従来に比べ一段と防音性、遮音性の優れ
た防音・遮音材が要求されている。

［発明が解決しようとする問題点］従来に比べ一段と優れた防音・遮音材について、鋭意
研究を重ねた結果、発泡工程での発泡性に優れる材料
が、防音性、遮音性に優れること、特定の構造の気泡を
有する材料が防音性、遮音性に優れること、防音・遮音
材の少なくとも一面が特定形状であると防音性、遮音性
に優れることを見出し、その結果、本発明の防音性、遮
音性に優れた架橋発泡成形体を見出し、本発明に到達し
た。

［問題を解決するための手段］（１）本発明は、少なくとも一種の熱可塑性エラスト
マー（ａ）５〜100重量％と天然ゴム及び合成ゴムから
選ばれた少なくとも一種の成分（ｂ）０〜95重量％とか
らなる組成物を主成分とする発泡体であって、（イ）発泡体の少なくとも一面が凹凸形状であり、（ロ）その凸部と凹部の面積比率が５〜95/5〜95
（％）、（ハ）発泡体上の凸部の高さが発泡体の全厚みの１〜90
％、（ニ）発泡体の凸部を有する表面1m²当たりの凸部の数
が20個以上であり、（ホ）連続気泡率が20〜95％であることを特徴とする発泡成形体を提供するものであ
る。

以下、本発明について詳細に述べる。

成分（ａ）の熱可塑性エラストマーとしては、1,2−
ブタジエン重合体、芳香族ビニル−共役ジエン系ブロッ
ク共重合体、例えば部分架橋エチレン−プロピレン系ゴ
ムとポリオレフィンとのブレンド物などのポリオレフィ
ン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エ
ラストマー、エチレン−酢酸ビニル系熱可塑性エラスト
マー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマーなどが挙
げられる。これらの中では1,2−ブタジエン重合体、芳
香族ビニル−共役ジエン系ブロック共重合体が好まし
い。

成分（ａ）として使用する1,2−ブタジエン重合体
は、ビニル結合含有量が70％以下、好ましくは85％以
上、結晶化度が５％以上、好ましくは10〜40％である。
極限粘度〔η〕は0.5dl/g以上、好ましくは0.6以上であ
る。

成分（ａ）として使用する芳香族ビニル−共役ジエン
系ブロック共重合体としては、少なくとも一つの共役ジ
エン化合物の重合体ブロックとを含むものであり、直鎖
型であっても、ラジアル型であってもよい。また、共役
ジエンブロックが少量の芳香族ビニル化合物とのランダ
ム共重合体であってもよいし、芳香族ビニル化合物含量
が漸増するいわゆるテーパー型ブロックであってもよ
い。

ブロック共重合体の構造については特に制限となく、
（Ａ−Ｂ）ｎ型、（Ａ−Ｂ）ｎ−Ａ型または（Ａ−Ｂ）
ｎ−Ｃ型のいずれでも使用できる。式中Ａは芳香族ビニ
ル化合物の重合体ブロック、Ｂは共役ジエン系の重合体
ブロック、Ｃはカップリング剤残基、ｎは１以上の整数
を示す。なお上記ブロック共重合体において、共役ジエ
ン部分が水素添加されたブロック共重合体を使用するこ
とももちろん可能である。

本発明に使用する芳香族ビニル−共役ジエン系ブロッ
ク共重合体の芳香族ビニル化合物としては、スチレン、
α−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｍ−メチル
スチレン、ｐ−メチルスチレン、あるいはビニルナフタ
レンなどが用いられるが、特にスチレンが好ましい。ま
た共役ジエンとしては、1,3−ブタジエン、イソプレ
ン、ピペリレンなどが用いられ、この中では1,3−ブタ
ジエン、イソプレンが特に好ましいものである。

ブロック共重合体の重量平均分子量は、10,000〜80,0
00が好ましく、更に好ましくは50,000〜500,000であ
る。また、ブロック共重合体中の芳香族ビニル化合物の
含量は５〜60重量％が好ましく、更に好ましくは20〜50
重量％である。

成分（ｂ）として使用されるゴム状物質の代表的な例
として、天然ゴム（NR）、ポリイソプレンゴム（IR）、
ブチルゴム（IIR）、スチレン−ブタジエンゴム（SB
R）、ポリブタジエンゴム（BR）、アクリロニトリルゴ
ム（NBR）、クロロプレンゴム（CR）などのジエン系合
成ゴム及びエチレン−プロピレンゴム（EPR）、アクリ
ル系ゴム（ACM、ANM）、フッ素ゴムなどの非ジエン系合
成ゴムっが挙げられる。これらのうち、好ましいのはN
R、IR、SBR、BR、IIRである。

成分（ａ）と成分（ｂ）の組成割合は（ａ）／（ｂ）
＝５〜100/0〜95重量％、好ましくは10〜100/0〜90重量
％である。５重量％未満であると発泡性が劣るために、
印一な発泡体、高発泡な発泡体が得られないので、その
結果、防音・遮音性、発泡体の外観が劣る。更に発泡性
が劣ることから発泡工程の操作性、生産性も劣る。

本発明の架橋発泡成形体の少なくとも一面が特定条件
の凹凸形状を有していることから、低周波数帯から高周
波数の広いレンジで一段と優れた防音・遮音性を発揮す
る。

凸部の上面の形状、凹部の底面の形状について特に限
定するものでないが、例えば円形、長円形、だ円形、正
方形、長方形、三角形、ヒシ形及びそれらを変形した形
状が挙げられる。

凹凸形状は、一つの形状に限るものでなく、形状の異
なるものの組合せであってもよい。

凸部と凹部の面積比率は５〜95/5〜95（％）、好まし
くは10〜90/10〜90（％）である。

凸部の面積が５％未満であると防音・遮音性に劣り、
更に架橋発泡成形体がヘタりやすく、その結果、防音・
遮音性が劣ることと、該成形体の厚みが変化するため、
該成形体の施工部分の変形の原因となり好ましくない。
また凸部の面積が95％を超えると防音・遮音性能が劣り
好ましくない。

凸部の高さ（ｈ）は厚み（Ｄ）の１〜90％、好ましく
は５〜80％である。ここでの高さ（ｈ）とは発泡体表面
上の凸部の高さであり、厚み（Ｄ）は凸部の頂部まで含
めた発泡体（シート）全体の厚さである。

（ｈ）が１％未満であると、防音・遮音性に劣る。一
方90％を超えると架橋発泡成形体がヘタリやすく、その
結果、防音・遮音性が低下し、施工部分の変形の原因と
なる。

1m²当たりの凸部の数は20個以上、好ましくは50個以
上、更に好ましくは500個以上である。20個未満である
と防音・遮音性が劣るので好ましくない。

連続気泡率は20〜95％、好ましくは30〜90％である。
20％未満であると防音・遮音性が劣り、一方95％を超え
るとヘタリが生じやすく、その結果、防音・遮音性の低
下、施工部分の変形の原因となる。更に架橋発泡成形体
の強度が低下するので好ましくない。

上述の架橋発泡成形体の製造方法について、以下に示
す。

上述に示した組成割合の成分（ａ）と成分（ｂ）から
なる組成物に発泡剤及び架橋剤を配合した配合組成物を
加熱下で架橋発泡させる時に、配合組成物の少なくとも
一面に空間率５〜95％、1m²当たりの穴の数が20個以上
の型を当てて凹凸を形成させ、上記した架橋発泡成形体
を製造する。

型の空間率は５〜95％、好ましくは10〜90％である。
型の穴の数は1m²当たり20個以上、好ましくは50〜1,00
0,000個、更に好ましくは500〜100,000個である。この
範囲の型を用いることで、本発明で規定している凸部／
凹部の面積比率及び凸部の数の架橋発泡成形体を製造す
ることができる。又、型の厚さ、穴径及び加熱時の溶融
粘度を適宜調整することで、本発明で規定する凸部の高
さを有する架橋発泡成形体を製造することができる。

型としては上記の空間率、穴の数を有するワイヤクロ
ス、スクリーンクロス、メッシュベルト、Perforatedシ
ート^注）などを使用することができる。

発泡剤としては、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウ
ム、無硝酸ナトリウムなどの無機発泡剤、ジニトロソペ
ンタメチレンテトラミン、N,N′−ジメチル−N,N′ジニ
トロソテレフタールアミド、ベンゼンスルホニルヒドラ
ジド、Ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、P,P′−オ
キシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）、3,3′−
ジスルホンヒドラジドジフェニルスルホン、アゾビスイ
ソブチロニトリル、アゾビスホルムアミドなどの有機発
泡剤がある。また、発泡剤とともに尿素系、有機酸系、
金属塩系などの発泡助剤を用いることができる。発泡助
剤は、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカ
ルボンアミドなどの分解温度の高い発泡剤とともに用い
て、発泡温度を適当に低下調整するなどの目的で加えら
れる。

架橋剤としては、例えば硫黄、ジペンタメチレンチウ
ラム、テトラスルフィドのような硫黄化合物、ジクミル
ペルオキシド、1,1′−ジ−（ｔ−ブチルペルオキシ）
−3,3,5−トリメチルジクロヘキサン、ジ−（ｔ−ブチ
ルペルオキシ）ジイソプロピルベンゼン、2,5−ジメチ
ル−2,5−ジ−（ｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサンなど
のペルオキシド、Ｐ−キノンジオキシム、P,P′−ジベ
ンゾイルキノンジオキシムなどのオキシム化合物など、
またイオウ架橋配合の場合は同時に種々の加硫促進剤を
転嫁して架橋させるのが好ましい。加硫促進剤の具体例
としては、テトラメチルチウラムジスルフィド（TMT
D）、テトラメチルチウラムモノスルフィド（TMTM）、
Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾリル・スルフ
ェンアミド（OBS）、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾ
チアジル・スルフェンアミド（CBS）、ジベンゾチアジ
ルジスルフィド（MBTS）、２−メルカプトベンゾチアゾ
ール（MBT）、ジンクジ−ｎ−ブチルジチオカーバメイ
ト（ZnBDC）、ジンクジメチルジチオカーバメイト（ZnM
DC）などである。

なお、架橋剤を用いないで紫外線、Ｘ線電子線を照射
して架橋を行う方法でも、架橋剤を用いた時と同様の効
果が得られるので、架橋剤を用いなくても本願の架橋剤
を用いる方法とみなされ、本願範囲に含まれる。

更に、配合剤としてその他必要に応じ、充填剤、軟化
剤、可塑剤、活性剤、分散剤、粘着付与剤、着色剤、滑
剤、老化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、その他添加剤
を併用することができる。

充填剤としては、カーボンブラック、ホワイトカーボ
ン（ケイ酸化合物）、炭酸カルシウム、タルク、クレ
ー、マイカなどの無機充填剤；ハイスチレン樹脂、クマ
ロンインデン樹脂、フェノール樹脂、リグニン、変性メ
ラミン樹脂、石油樹脂などの有機充填剤を挙げることが
できる。このうち特に無機充填剤が好ましく使用され
る。

軟化剤としては、プロセス油（アロマチック系、ナフ
テン系、パラフィン系）、潤滑油、パラフィン、流動パ
ラフィン、石油アスファルト、ワセリンなどの石油系軟
化剤；コールタール、コールタールピッチなどのコール
タール系軟化剤；ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ
油などの脂肪油系軟化剤；トール油；サブ；密ロウ、カ
ルナウバロウ、ラノリンなどのロウ類；リシノール酸、
パルミチン酸、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸カ
ルシウム、ラウリン酸亜鉛などの脂肪酸及び脂肪酸塩；
石油樹脂などの合成高分子物質を挙げることができる。

可塑剤としては、フタール酸エステル系、アジピン酸
エステル系、セバシン酸エステル系、リン酸系など、粘
着付与剤としては、クマロンインデン樹脂、テルペン・
フェノール樹脂、キシレン・ホルマリン樹脂など、着色
剤としては、無機及び有機顔料など、滑剤としては、例
えばパラフィンワックス、ポリエチレンワックス、ポリ
プロピレンワックスなどの脂肪族炭化水素類、カプリン
類、ラウリン類、ミリスチン酸、パルミチン酸、マーガ
リン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸など
の高級脂肪酸類またはこれらの金属塩類、すなわちリチ
ウム塩、カルシウム塩、ナトリウム塩、マグネシウム
塩、カリウム塩など、パルミチンアルコール、セチルア
ルコール、ステアリルアルコールなどの脂肪族アルコー
ル類、カプロン酸アミド、カプリル酸アミド、ラウリル
酸アミド、ミリスチン酸アイド、パルミチン酸アミド、
ステアリン酸アミドなどの脂肪族アミド類、脂肪酸とア
ルコールのエステル類、フルオロアルキルカルボン酸ま
たはその金属塩、フルオロアルキルスルホン酸金属塩な
どのフッ素化合物類が挙げられる。

老化防止剤としては、例えばアルデヒド、ケトン、ア
ミン反応生成物及び誘導体、アミンとその誘導体、イミ
ダール類、フェノール類及び誘導体などが挙げられる。

紫外線吸収剤として、例えば２−（２′−ヒドロキシ
−５′−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−
（２′−ヒドロキシ−４′−ｎ−オクトキシフェニル）
ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′,
5′−ジ−ターシャリ−ブチルフェニル）−５−クロロ
ベンゾトリアゾール、２−（２′−ヒドロキシ−３′,
5′−ジ−ターシャリ−ブチルフェニル）ベンゾトリア
ゾールなどのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、２−
ヒドロオキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒド
ロオキシ−４−ｎ−オクトオキシベンゾフェノン、2,4
−ジヒドロオキシベンゾフェノン、２−ヒドロオキシ−
４−ベンジルオキシベンゾフェノンなどのベンゾフェノ
ン系紫外線吸収剤、サルチル酸メチル、サルチル酸ドデ
シルなどのサルチル酸エステル類、２−エチル−ヘキシ
ル−２−シアノ−3,3−ジフェニルアクリレートなどが
挙げられる。

本発明の架橋発泡成形体製造方法についての１例を以
下に示す。

本発明の成分（ａ）、（ｂ）、発泡剤、架橋剤及び必
要に応じて、その他の配合剤をバンバリー型ミキサー、
加圧ニーダー、オープンロールなどを用いて混合し、未
架橋配合物を得る。こうして得られた未架橋配合物はカ
レンダーロール、押出機などを使用して、シート状に成
形する。

得られたシートを３〜60分間、110〜250℃、好ましく
は140〜200℃の温度下で、シートの少なくとも一面に上
述の型を当てて架橋発泡を行い、本発明の架橋発泡成形
体を製造する。

発泡剤の配合量は、成分（ａ）と成分（ｂ）の合計10
0重量部に対して、好ましくは１〜100重量部、更に好ま
しくは３〜70重量部である。

架橋剤の配合量は、成分（ａ）と成分（ｂ）の合計10
0重量部に対して、好ましくは0.1〜50重量部、更に好ま
しくは0.1〜30重量部である。

本発明の連続気泡率は、発泡剤の量、種類を適宜選択
することで調整することができる。

架橋剤は発泡体を架橋させるので、その結果、発泡セ
ルの破壊を防ぐ効果があり、その結果、厳しい条件で使
用しても発泡セルが破壊されにくく、厳しい条件下での
防音・遮音性の低下が少なくなる。

架橋発泡させる加熱方法としては、空気・窒素の加熱
ガス、赤外線、バーナ及び電熱などの外部加熱方式、高
周波加熱などの内部加熱方式が挙げられる。

本発明の加橋発泡成形体の製造方法は、簡単かつ生産
性の優れた方法である。

又、本発明の架橋発泡成形体は、防音・遮音性に優
れ、かつ厳しい条件下でヘタリあるいは発泡セルの破壊
が大幅に改良されているので、厳しい条件下で使用して
も防音・遮音性の低下が少なく、そのために建築用材料
（屋根、天井、床、壁材）、自動車・航空機・船舶用材
料、家電用材料、防音型、クッション、マット、断熱
材、緩衝材など広い分野で使用することができる。

［実施例］なお、実施例及び比較例において示した各性能は、次
の方法で測定した。

（１）連続気泡率東芝・ベックマン（株）製空気比較式比重計930型
を用いて測定し、次式により算出した。

Vs:試験片の見掛体積（cc） ΔV:試験片の真の体積（cc）（２）比重次式により算出した。

V:試験片の体積（cc） W:試験片の重量（ｇ）（３）硬度及び引張強さ JIS K6301に準拠し、測定した。なお、試験片は3mm
厚さにスライスしたものを用いた。

（４）圧縮歪（ヘタリの指標となる）厚みを0.1mmの精度で測定した。

試験片の上下に3mmの厚さ鉄板を当て、上側の鉄板の
上には更に荷重を重ねて試験片への圧力が100g/cm²にな
るよう調整した。室温で30分間放置した後、負荷を掛け
たまま試験片の厚みを測定した。次式により算出した。

T₁:元の試験片の厚み（mm） T₂:30分間荷重を掛けた後の試験片の厚み（mm）（５）吸音率α JIS A1405 垂直入射吸音率測定方法に準拠した。

吸音率の算出 α＝１−Ir/Ii＝（Ii−Ir）/Ii Ii:入射する音の強さ Ir:反射する音の強さ実施例１〜８表−１に示した配合成分を表−１に示した割合でBR型
バンバリーミキサーにより混合し、10インチテストロー
ル機により表−１に示した厚さにシーティングを行った
未架橋シートについて、表−１に示した型を未架橋シー
ト下面に置き、オーブンの中で表−１に示した温度・時
間により加熱し、発泡体を得た。その評価結果を表−１
に示した。

比較例１〜７表−２に示した配合処方、条件を用いて、他は実施例
１と同様に行い、表−２の結果を得た。

比較例１は、（ａ）成分が本発明の範囲未満の例であ
り、発泡性が劣り、本発明の目的とする連続気泡率が得
られず、その結果、吸音特性が劣る。

比較例２は、凹凸部を有さない本発明の範囲外の発泡
成形体の例であり、吸音特性が劣る。

比較例３は、凸部の面積比率が本発明の範囲未満の例
であり、吸音特性が劣る。

比較例４は、凸部の面積比率が本発明の範囲を越えた
例であり、吸音特性が劣る。

比較例５は、凸部の高さの比率が本発明の範囲を越え
た例であり、引張り強さ、圧縮歪ともよくなく、使用時
の耐久性に劣り、かつ吸音特性も劣る。

比較例６は、連続気泡率が本発明の範囲未満の例であ
り、吸音特性が劣る。

比較例７は、連続気泡率が本発明の範囲を越えた例で
あり、引張り強さ、圧縮歪ともよくなく、使用時の耐久
性に劣る。

［発明の効果］従来、防音・遮音材については、優れた防音・遮音特
性を得るために、防音・遮音材を構成する素材の面から
の開発が進められてきたが、その特性の向上は限界に達
した。

本発明の発泡成形体は、発泡成形体を構成する素材を
本発明の特定する重合体を用い、特定する発泡構造の架
橋発泡体とし、かつ架橋発泡体に特定する凹凸を付与す
ることで、従来の防音・遮音材で得ることのできなかっ
た防音・遮音性に優れた発泡成形体である。更に、本発
明の発泡成形体の製造方法は発泡性に優れ、かつ簡単な
方法で製造することができるので、極めて工業的生産性
の優れた製造方法である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一種の熱可塑性エラストマー
（ａ）５〜100重量％と天然ゴム及び合成ゴムから選ば
れた少なくとも一種の成分（ｂ）０〜95重量％とからな
る組成物を主成分とする発泡体であって、（イ）発泡体の少なくとも一面が凹凸形状であり、（ロ）その凸部と凹部の面積比率が５〜95/5〜95
（％）、（ハ）発泡体上の凸部の高さが発泡体の全厚みの１〜90
％、（ニ）発泡体の凸部を有する表面1m²当たりの凸部の数
が20個以上であり、（ホ）連続気泡率が20〜95％であることを特徴とする発泡成形体。
【請求項２】少なくとも一種の熱可塑性エラストマー
（ａ）５〜100重量％と天然ゴム及び合成ゴムから選ば
れた少なくとも一種の成分（ｂ）０〜95重量％とからな
る組成物に発泡剤、架橋剤を配合した配合組成物を加熱
下で架橋発泡させる時に、配合組成物の少なくとも一面
に空間率が５〜95％で、かつ1m²当たりの20個以上の穴
を有する型を当てて、発泡成形体の表面に凹凸部を形成
させることを特徴とする請求項（１）の発泡成形体の製
造方法。