JP3670457B2 - 止水性ゴム発泡体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主としてシ−ル材用止水材に用いられるゴム発泡体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より建築、車両、電気機器、住宅設備機器等の構造物の空隙や接続部のシ−ル用止水材としてポリウレタン発泡体が知られている。しかるに、かかる発泡体にあって、連泡率や圧縮応力が高すぎると止水性能が低下したり、被シ−ル材面の凹凸追従性が低下してしまうという問題点があった。
【０００３】
かかる欠点を解決するために、ポリウレタン発泡体に軟化させた瀝青物を含浸させ、発泡体の気泡を埋めたものもあるが、この含浸タイプの発泡体でも諸効果を得るためには少なくとも８０％の圧縮を必要とする難点と、更に圧縮時に瀝青物が滲み出してくること、耐候性、耐寒性、耐薬品性、回復性が劣ること及び吸収性が高いといった欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の欠点を解決したゴム発泡体に関するものであり、配合物の成形・加工性に優れ、しかもシ−ル用として優れた止水性能を発揮するゴム発泡体を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は以上の課題を解決するためになされたものであって、その要旨は、熱分解型の化学発泡剤を用いて発泡させた止水性ゴム発泡体において、ゴム成分１００重量部に対して石油系ワックスを１〜２０重量部配合した発泡性ゴム組成物を発泡、加硫する止水性ゴム発泡体にかかるものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム発泡体はゴム組成物中に発泡剤を配合し、これを加熱して熱分解してガスを発生させ、これをマトリックス内に取り込んでゴム発泡体を得るものであるが、止水性を向上させるためにはフォ−ム表面が撥水性がよく、発泡助剤を含む発泡剤の分解生成物、分解残査の性質も加味しなくてはならない。即ち、発泡助剤を含む発泡剤、そしてこれらの分解生成物や分解残渣の性質が親水性物質であると止水性が低下することとなる。
【０００７】
本発明はかかる知見に基づいて開発されたもので、発泡助剤を含む発泡剤分解生成物、分解残査等における親水性物質がゴム発泡体の止水性を低下させると考え、得られたゴム発泡体の止水性を向上させるため、ゴム発泡体表面に優先的に疎水性被膜を形成させる目的で、発泡性ゴム組成物中に予め石油系ワックスを配合し、これを発泡、加硫させることによりシ−ル材として止水性能に優れたゴム発泡体を得たものである。
【０００８】
ゴム発泡体を圧縮変形しその状態で長期間止水材料として用いる場合は、ゴム成分として耐候性に優れ且つ老化によるストレスクラックの入りにくいゴム成分を採用するのが好ましく、ゴム成分がエチレン、α−オレフィン及び非共役二重結合を有する環状又は非環状ポリエンからなる共重合物又は該共重合物（ＥＰＤＭ）を少なくとも３０重量部を含むゴム成分であるのがよい。
【０００９】
ここでＥＰＤＭについて詳述すると、エチレン−α−オレフィン−非共役ジエン共重合体ゴムにおけるα−オレフィンとしては、例えばプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペンテン、１−オクテン、１−デセン等が挙げられる。中でもプロピレンが好ましい。ポリエンモノマ−としては、ジシクロペンタジエン、１・５−シクロオクタジエン、１・１−シクロオクタジエン、１・６−シクロドデカジエン、１・７−シクロドデカジエン、１・５・９−シクロドデカトリエン、１・４−シクロヘプタジエン、１・４−シクロヘキサジエン、ノルボルナジエン、メチレンノルボルネン、２−メチルベンタジエン−１・４、１・５−ヘキサジエン、１・６−ヘプタジエン、メチル−テトラヒドロインデン、１・４−ヘキサジエン等である。各モノマ−の共重合割合は好ましくはエチレンが３０乃至８０モル％、ポリエンが０．１乃至２０モル％で残りがα−オレフィンとなるようなタ−ポリマ−である。
【００１０】
そして、これが止水材として用いられる際には、圧縮状態で長期に使用されるため、耐熱、耐候性のよいＥＰＤＭが特に選択されるものであり、更に、圧縮変形によるストレスに抗してクラックを抑制する効果はＥＰＤＭ以外では得られない特性であり、かかる特徴を現出するにはゴム成分の内ＥＰＤＭが３０重量部は必要である。
【００１１】
かかるＥＰＤＭの特性としては特に制約はないが、高発泡を考えると後述するム−ニ−スコ−チタイムの点を勘案して、用いられるＥＰＤＭのグレ−ドとしては粘度が低く、ヨウ素価が２０以下であることが望ましい。これに適応できる市販品としては、日本合成ゴム社製のＥＰ２２、三井石油化学社製の３０４５Ｈ、住友化学社製の５０１Ａ等が挙げられる。
【００１２】
一方、ＥＰＤＭと共に使用に供されるゴム成分としては耐候性、相容性のよいＥＰＭ、ＩＩＲの他、ＩＲ、ＮＲ、ＳＢＲ、ＢＲ、ＲＢ（１，２−ポリブタジエン）、ＡＣＭ、ＡＮＭ、ＣＳＭ、ＣＲ、シリコンゴム等が上げられるが、好ましくはＥＰＭ、ＩＩＲが用いられる。
【００１３】
本発明において特にゴム組成物中に配合される石油系ワックスはゴム成分１００重量部に対して１〜２０重量部、好ましくは３〜１５重量部、更に好ましくは、６〜１０重量部を配合したものである。通常汎用ゴムにあっては老化防止を目的として２重量部程度配合されるが、本発明のような目的、即ちシ−ル材を目的としたゴム発泡体には耐熱性、耐久性の面よりＥＰＤＭが用いられ、これには石油系ワックス等の老化防止剤なしで使用されるのが通例であるところ、本発明にあっては石油系ワックスを全く別の機能を発揮するものとして採用したもので、石油ワックスとしてはパラフィン、マイクロクリスタリン等が挙げられ、特に、大内新興化学工業（株）サンノック、サンノックＮ、川口化学工業（株）オゾガ−ドＧ、精工化学（株）サンタイトＲ、サンタイトＳ、サンタイトＣ等が好ましい。これらの使用量は先に記したが、１重量部以下では安定した疎水性皮膜が形成されにくく、一方、２０重量部以上では練加工性、ゴム物性が落ちるため採用できない。
【００１４】
かかるゴム発泡体表面に優先的かつ安定的に疎水性被膜を形成する石油系ワックスとしては、ノルマルパラフィン分が５０〜８０％で、炭素数２０〜４５のワックスが４０％以上よりなるものがよい。このノルマルパラフィン分が少ないと疎水被膜形成が遅れ均一な被膜が得られない。一方、ノルマルパラフィン分が多いと被膜の柔軟性が不足したり、ゴムとの密着性が乏しい被膜となり、安定性の欠けた被膜となってしまう。
【００１５】
そして、石油系ワックスの構成分の炭素数を限定したのは、シ−ル材としての幅広い使用温度で安定的な被膜形成のために必要であり、例えば、構成分の炭素数の少ないパラフィンでは、高温域や長期的被膜形成が不充分となる。一方、炭素数の多いパラフィンは低温域での膜形成が不充分など安定性に欠けたものとなってしまう。
【００１６】
又、ゴム発泡体表面に優先的に、かつ安定的に石油系ワックスの疎水性被膜を形成させるには、その表面積の大きさからもゴム成分１００重量部当り３重量部以上が好ましい。更に言えば、６重量部以上の配合がよい結果を得る。ただし、被シ−ル材の汚染、発泡体の物性（温度依存性が大きくなり、セット性が悪くなる）への影響、ゴム練りや成形加工性を考慮すると２０重量部を越える量は好ましくない。配合量としては、好ましくは１０重量部以下とするのがよい。
【００１７】
一般に、シ−ル材の止水性能は圧縮応力の影響が大きく、高い圧縮応力程高い止水性能を示す。従って、高い圧縮応力が得られない高発泡倍率の発泡シ−ル材では、発泡体表面の撥水性、疎水性がシ−ル材の止水性能への影響が大きく、特に発泡倍率が８倍を越えるような高発泡ゴムシ−ル材では特に重要となる。
【００１８】
得られた発泡体が連続気泡構造の場合、圧縮応力が低くなるばかりでなく、表面積も増大するため、発泡体の撥水性、疎水性がシ−ル材の止水性能に更に大きく影響することとなる。連続気泡の程度は通気性で１００（ｃｃ／ｍｉｎ）を越える発泡体の場合、本発明の方法が有効となり、特に５００（ｃｃ／ｍｉｎ）を越えるような発泡体の場合は更に有効になる。
【００１９】
本発明のゴム発泡体の発泡素材となる組成物は、軟化剤、発泡剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、充填剤、着色剤、老化防止剤等の公知の配合剤とを常法により混和して作られる。
【００２０】
発泡剤は熱分解型の化学発泡剤が用いられ、例えば、ジニトロペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、４、４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド（ＯＢＳＨ）、重炭酸ナトリウム等が挙げられる。これら発泡材や発泡材の分解温度を下げる目的で使用される発泡助剤の分解生成物、分解残渣等は発泡シ−ル材の止水性能を低下させる親水性物質が多い。特に大型で高発泡倍率のゴム発泡体を得る場合、発泡加硫性ゴム組成物のム−ニ−スコ−チタイムは長くするのがよく、このため、加硫遅延作用のあるＡＤＣＡ発泡剤が好ましい。又、発泡剤の分解温度を下げるため、亜鉛華や尿素等の発泡助剤を併用するのがよい。
【００２１】
加硫剤としては、例えば硫黄、酸化マグネシウム、亜鉛華、Ｐ−キノンジオキシム系等が挙げられる。
加硫促進剤としてはチアゾ−ル系、ジチオカルバミン酸塩系、チオウレア系、ジチオホスファイト系、チウラム系等を適宜組み合わせるのがよい。
他の配合剤の具体例としては、例えば、加硫促進助剤として、ステアリン酸、ラウリン酸等、充填剤として、炭酸カルシウム、クレ−、タルク、アスベスト、再生ゴム、セラミック、ガラス繊維、木粉、繊維くず等、その他着色剤、老化防止剤等が適宜選択されて配合される。
【００２２】
ゴム発泡体を得るに際しての発泡加硫性ゴム組成物にあって、ム−ニ−粘度（１００℃、ＭＬ₁₊₄ ）は１０〜５０、好ましくは１２〜３０である。
このム−ニ−粘度について言えば、高発泡で柔軟な発泡体を得るためには発泡加硫性ゴム組成物が低粘度であることが前提となるが、ゴム組成物の粘度は低過ぎると練り、成形加工性に問題を起こしたり、発泡加硫中のガス抜けにより通気性が高すぎたり平板形状が得られなかったり、気泡径が大き過ぎたり、圧縮応力が低すぎることとなってしまう。一方、ゴム組成物の粘度が高すぎると高発泡倍率のものが得られなかったり、発泡加硫中のガス抜けや割れを起こし、適度な通気性、厚い発泡体等が得られず圧縮応力が高すぎる発泡体となってしまい好ましくない。
【００２３】
本発明のゴム発泡体を得るには発泡反応と加硫反応とを如何にコントロ−ルするかである。即ち、発泡剤の熱分解とゴム加硫のバランスが最も重要であり、発泡剤の分解がゴム加硫より先行すると発泡過程でガス抜けが起こり、低い発泡倍率、高い通気性となり、発泡体の形状を好ましくないものとなる。一方、ゴム加硫反応が発泡剤の分解よりも先行してしまうと発泡体中の独立気泡率が高くなり、高発泡倍率が得られず、柔軟性に乏しい発泡体となってしまう。又、厚さの厚い発泡体を得ようとする場合には、発泡体が割れたり、表面と内部で気泡径が異なったものとなり、目的とする発泡体が得られなくなる。
【００２４】
この発泡剤の分解とゴム加硫のバランスをコントロ−ルするには、前記したム−ニ−粘度の他に、スコ−チタイムも重要である。高発泡倍率のゴム発泡体を得るケ−スではム−ニ−スコ−チタイムが２０分以上、好ましくは３０分以上がよく、特に押出し成形発泡加硫性ゴム組成物の厚さが厚いもの、即ち厚いゴム発泡体を得る場合にはム−ニ−スコ−チタイムの特定は重要となってくる。
このように、発泡加硫性ゴム組成物において好ましいム−ニ−スコ−チタイムを得るには、ＥＰＤＭ、加硫促進剤、発泡剤の選定が必要となってくる。
【００２５】
本発明のゴム発泡体の製法は、プレス発泡加硫等の通常の方法が取られるが、生産性の高い常圧連続押し出し発泡の熱風加硫法がよい。発泡加硫性ゴム組成物の押出しゴム厚さが厚くなる程、ゴム表面と内部に昇温のずれを生じ、ゴム発泡体を得ることは困難となる。このことは加硫反応が早いゴム組成物程ゴム表面と内部とで加硫の差が大きくなるもので、このため、厚さが１５ｍｍ以上のものにあってはム−ニ−スコ−チタイムが４５分以上とするのが更に好ましい。
この発泡加硫中にゴム表面と内部の加硫の差を小さくするためには、例えば加熱炉の温度を低温から高温と変化させて加熱することも有効であり、加熱条件は２段階以上とするのがよい。
【００２６】
発泡加硫性ゴム組成物の押出し成形厚さが１５ｍｍ以上で、発泡体の厚さが３０〜１００ｍｍであり、かかる発泡体をスライス又はスライス／クラッシュし、少なくとも片面に粘着剤を塗布し離型紙を貼り付ける等テ−プ状の主として止水性能を有する発泡シ−ル材としての加工をし、これをウインド−ダム等の車両用、エアコン、洗濯機、冷蔵庫、自動販売機等電気設備用、音響設備用、外壁目地、サッシュ類、屋根材接合部等の建築用、厨房機器、ユニットバス、給湯機等の住宅設備機器用、構造物シ−ル材、道路や橋梁の目地、水路接合部等の土木用等に発泡シ−ル材として広く使用できる。
【００２７】
【実施例】
以下、実施例をもって更に詳細に説明する。
（ゴム発泡体の製法）
表１による配合組成物において、発泡剤、発泡助剤、加硫剤、加硫促進剤を除いた配合剤をニ−ダ−にて混練する。この際、配合剤の分散と、水分の飛散のため、混練物の温度は１００℃以上にする必要があり、通常は１２０℃×８分の条件下にて混練する。この混練物が冷えてから所定の量の発泡剤、発泡助剤、加硫剤、加硫促進剤を加え、ニ−ダ−にて混練（８０℃×５分）し、発泡加硫性ゴム組成物を得た。次にこれをゴム用押出し機にて厚さ２０ｍｍのシ−トに成形し、これを加熱炉に入れて（１４０℃×８０分）加硫発泡しゴム発泡体を得た。そして、得られたゴム発泡体をスライス、クラッシュして供試体を得た。
尚、発泡加硫性ゴム組成物の性状及び得られたゴム発泡体の特性を表１に併記した。
【００２８】
【表１】

【００２９】
表１中のＥＰＤＭは三井石油化学社製商品名３０４５、ワックスは大内新興化学社製サンノック、ＭＢＴはメルカプトベンゾチアゾル、ＺｎＥＤＣはジエチルジチオカルバミン酸亜鉛、ＤＰＴＴはジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド、ＴＭＴＤはテトラメチルチウラムジスルフィド、ＺｎＡＤＰはアミン−ジチオフォスフェ−ト亜鉛、ＤＥＵはＮ、Ｎ’−ジエチルチオ尿素、ＡＤＣＡはアゾジカルボンアミドである。
【００３０】
（試験法）
ゴム発泡体の特性を示す試験法のうち５０％圧縮応力試験法はＪＩＳ・Ｋ・６７６７に準拠して行った。
【００３１】
又、通気性試験法の概要を図１に示す。厚さ（ａ）１０ｍｍ、外形（ｂ）８０ｍｍ、内径（ｃ）６０ｍｍのド−ナッツ形状をしたゴム発泡体サンプルＳ₁ を打ち抜きによって得、これを容器１内にて中央に穿孔部２を備えたアクリル板３にて５０％圧縮を行い、この状態でサンプルＳ₁ 側方より２０ｍｍＨｇの圧力でエア−を供給し、サンプルＳ₁ の中央より抜け出るエア−量（ｃｃ／ｍｉｎ）を通気性特性として測定した。
【００３２】
止水性試験の概要を図２に示す。厚さ（ａ）１０ｍｍ、幅（ｅ）１０ｍｍ、高さ（ｆ）１３０ｍｍ、両先端の間隔（ｇ）を４５ｍｍとしてＵ字状に打ち抜いてゴム発泡体サンプルＳを得、これを２枚のアクリル板５、６にて厚さ方向に５０％圧縮し、Ｕ字内に規定量の水を入れ、水漏れまでの時間を測定する。規定量の水は、水位（ｈ）５０ｍｍと８０ｍｍで行った。
【００３３】
（ゴム発泡体の評価）
各実施例は何れも比較例に比べ明らかに止水性が優れ、ゴム発泡体を止水材として使用するに好適な性状を有しているが、比較例１、比較例３にあっては止水試験（１）、（２）共に水漏れが早くから始まり、又、比較例２は止水試験（１）は十分であるが、止水試験（２）にあっては２０時間で水漏れが生じた。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は以上の通り構造物の空隙面に追従して密着し、特に止水性能を発揮するゴム発泡体が得られ、更には防風性能、防音性能の如き諸効果を有するゴム発泡体を提供できたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は通気性試験法の概要を示すものである。
【図２】図２は止水性試験によるＵ字試験法の概要を示すものである。
【符号の説明】
Ｓ‥‥ゴム発泡体サンプル。

Claims (6)

1. 熱分解型の化学発泡剤を用いて発泡させた止水性ゴム発泡体において、ゴム成分１００重量部に対して石油系ワックスを１〜２０重量部配合した発泡性ゴム組成物を発泡、加硫することを特徴とした止水性ゴム発泡体。
2. ゴム成分がエチレン、α−オレフィン及び非共役二重結合を有する環状又は非環状ポリエンからなる共重合物又は該共重合物を少なくとも３０重量部を含むゴム成分である請求項第１項記載の止水性ゴム発泡体。
3. 石油系ワックスの量がゴム成分１００重量部に対して３〜１５重量部である請求項第１項記載の止水性ゴム発泡体。
4. 石油系ワックスがノルマルパラフィン分が５０〜８０重量％、炭素数２５〜４５のワックス分が４０％以上の成分よりなる請求項第１項記載の止水性ゴム発泡体。
5. 発泡倍率が８倍以上である請求項第１項記載の止水性ゴム発泡体。
6. 発泡体が連続気泡構造である請求項第１項記載の止水性ゴム発泡体。

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