JP4081203B2

JP4081203B2 - ゴム系発泡体

Info

Publication number: JP4081203B2
Application number: JP12400199A
Authority: JP
Inventors: 豊栗生; 丈裕宇井
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2019-04-30
Also published as: JP2000313762A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、高温下においても揮発昇華物を殆ど発生せず、各種目的のシール材などとして好適なゴム系発泡体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ゴム系発泡体としては、ゴム系ポリマーをアゾジカルボンアミドと尿素系発泡助剤とで発泡処理したものが知られていた。かかる発泡体は、その優れた軽量性や柔軟性、クッション性や圧縮性等に基づいてクッション材やパッド材、気密や止水等のシール材、断熱材や防音材などとして家電等の室内用品や自動車等の屋外用品、住宅等の建築物などの各種の分野で広く使用されている。
【０００３】
しかしながら、前記のゴム系発泡体を例えば自動車のフロントやリアやウィンド等の各種ガラス板の周辺、住宅用複合ガラス窓の周辺、プラズマディスプレーの周辺、太陽電池パネルの周辺等におけるシール材などとして用いた場合に、ガラス板に曇りが生じるなどの汚染問題を発生させる問題点があった。
【０００４】
【発明の技術的課題】
本発明者らは、前記の汚染問題を解決するために鋭意研究を重ねる中で、その汚染物質がアゾジカルボンアミドの分解温度を下げるために併用した尿素系発泡助剤に基づく尿素や軟化剤として配合した低分子量物質であることを究明した。これは、直射日光や装置の稼動で自動車内や窓、ディスプレーや太陽電池パネルが温度上昇した際にそれらの物質が揮発昇華してガラス板に付着したものである。従って本発明は、シール性能等を低下させることなく高温下においても汚染物質を発生しないゴム系発泡体の開発を課題とする。
【０００５】
【課題の解決手段】
本発明は、ゴム系ポリマー、加硫剤、アゾジカルボンアミド、亜鉛系発泡助剤及び引火点２６０℃以上のオイル系軟化剤を少なくとも成分とする混和物の加硫発泡体からなることを特徴とするゴム系発泡体を提供するものである。
【０００６】
【発明の効果】
上記の組成とすることにより、ゴム系ポリマーによるゴム物性を良好に温存してクッション性や圧縮性等のシール性能等を低下させることなく高温下においても揮発昇華による汚染物質を発生しないゴム系発泡体を得ることができる。
【０００７】
【発明の実施形態】
本発明によるゴム系発泡体は、ゴム系ポリマー、加硫剤、アゾジカルボンアミド、亜鉛系発泡助剤及び引火点２６０℃以上のオイル系軟化剤を少なくとも成分とする混和物の加硫発泡体からなる。
【０００８】
ゴム系ポリマーとしては、特に限定はなく、従来に準じた適宜なものを用いうる。ちなみにその例としては、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）やエチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレンターポリマーやシリコーン系ゴム、フッ素系ゴムやアクリル系ゴム、ポリウレタン系ゴムやポリアミド系ゴム、天然ゴムやポリイソブチレン、ポリイソプレンやクロロプレンゴム、ブチルゴムやニトリルブチルゴム、スチレン・ブタジエンゴムやスチレン・ブタジエン・スチレンゴム、スチレン・イソプレン・スチレンゴムやスチレン・エチレン・ブタジエンゴム、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンゴムやスチレン・イソプレン・プロピレン・スチレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンやブテン−１の如きα−オレフィン・ジシクロペンタジエンやエチリデンノルボルネンの如き非共役二重結合を有する環状又は非環状のポリエンを成分とするゴム系共重合体などがあげられる。実用性等の点よりは、ＥＰＤＭが好ましく用いうる。
【０００９】
加硫剤としても特に限定はなく、従来に準じた適宜なものを用いうる。ちなみにその例としては、硫黄や硫黄化合物類、セレンや酸化マグネシウム、一酸化鉛や酸化亜鉛、有機過酸化物類やポリアミン類、オキシム類やニトロソ化合物類、アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物の如き樹脂類やアンモニウム塩類などがあげられる。
【００１０】
得られる発泡体の加硫性や発泡性による耐久性等の物性などの点よりは、硫黄や硫黄化合物類、特に硫黄が好ましく用いうる。加硫剤の使用量は、その種類に基づく加硫効率などに応じて適宜に決定することができる。ちなみに硫黄系の場合、ゴム系ポリマー１００重量部あたり通例、０．１〜１０重量部、就中０．５〜５重量部が用いられる。
【００１１】
発泡剤としては、自己消火性による安全性や無毒性などの点よりアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）が用いられる。またそのＡＤＣＡの分解温度を下げて発泡処理と共に加硫処理を達成するための発泡助剤としては、亜鉛系発泡助剤が用いられる。これにより発泡助剤に基づく揮発昇華物質の発生を防止することができる。
【００１２】
なお亜鉛系発泡助剤としては、例えばステアリン酸亜鉛やベンゼンスルホン酸亜鉛などの適宜なものを用いうる。ＡＤＣＡの使用量は、目的とする発泡体の物性などに応じて適宜に決定することができる。一般には、ゴム系ポリマー１００重量部あたり１〜５０重量部、就中３〜３０重量部、特に５〜２０重量部のＡＤＣＡ、０．１〜３０重量部、就中０．５〜２０重量部、特に１〜１０重量部の発泡助剤が用いられる。
【００１３】
混和物には、成形性の調節などを目的に軟化剤が配合されるが、本発明にてはその軟化剤として高温下で揮発昇華物質となることを予防するため引火点が２６０℃以上、就中２８０℃以上、特に２９０℃以上である高分子量のパラフィン系オイルの如きプロセスオイルなどのオイル系のものが用いられる。オイル系軟化剤の使用量は、シート加工性等の成形性などに応じて適宜に決定しうるが一般には、ゴム系ポリマー１００重量部あたり１〜１００重量部、就中５〜８０重量部、特に１０〜５０重量部とされる。
【００１４】
混和物の調製は、ゴム系ポリマーや加硫剤、ＡＤＣＡや亜鉛系発泡助剤、オイル系軟化剤等の配合成分を、例えばニーダやミキシングロール等の混練機を介し混合する方式などの適宜な方式で混合することにより行うことができる。その際、加硫が進行する程度に温度上昇する混合方式は好ましくない。また混和物の調製に際しＡＤＣＡ以外の各配合成分は、１種又は２種以上を用いうる。
【００１５】
また混和物の調製に際しては、粘度や加硫性の調節、得られる発泡体の強度等の物性の調節などを目的に従来に準じた適宜な配合剤を１種又は２種以上添加することができる。ちなみに加硫の促進を目的に、例えばグアニジン類やチアゾール類、スルフェンアミド類やチューラム類、ジチオカルバミン酸類やキサントゲン酸類、アルデヒドアンモニア類やアルデヒドアミン類、チオウレア類などからなる加硫促進剤、さらには加硫促進助剤を配合することができる。加硫促進剤の使用量は、ゴム系ポリマー１００重量部あたり０．１〜１０重量部が適当であるが、これに限定されない。
【００１６】
さらに混和物には、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウム、ケイ酸ないしその塩類やタルク、クレーや雲母粉、亜鉛華やベントナイト、カーボンブラックやシリカ、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム、アルミナやアルミニウムシリケート、アセチレンブラックやアルミニウム粉、ステアリン酸やそのエステル類の如き充填剤、老化防止剤や酸化防止剤、顔料や着色剤、防カビ剤などの適宜な配合剤の１種又は２種以上を必要に応じて添加することができる。
【００１７】
前記の亜鉛華は安定剤として、カーボンブラックは補強剤として、ステアリン酸やそのエステル類は滑剤などとしても有用であり、従って各種の安定剤や補強剤、滑剤も配合しうる成分の例としてあげられる。
【００１８】
加えて混和物には、得られる発泡体の強度等の物性の調節を目的に、非ゴム系ポリマーの１種又は２種以上を配合することもできる。その非ゴム系ポリマーについては適宜なものを用いることができ、特に限定はない。
【００１９】
ちなみに前記非ゴム系ポリマーの例としては、ポリ（メタ）アクリル酸アルキルエステルの如きアクリル系ポリマーやポリ塩化ビニル、ポリエチレンやポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体やポリ酢酸ビニル、ポリアミドやポリエステル、塩素化ポリエチレンやウレタン系ポリマー、スチレン系ポリマーやシリコーン系ポリマー、エポキシ系樹脂などがあげられる。その使用量は、発泡体のゴム的性質を維持する点などよりゴム系ポリマーの５０重量％以下、就中３０重量％以下、特に１５重量％以下が好ましい。
【００２０】
なお上記した混和物に必要に応じて添加する配合剤についても、揮発昇華しにくいもの、特に高温において揮発昇華しにくいものであることが好ましい。
【００２１】
本発明によるゴム系発泡体の形成は、上記した混和物を加熱して加硫発泡処理することにより行いうるが、その形成に際しては必要に応じ混和物を例えばシート等の所定の形態に成形して、その成形体を加熱処理して加硫発泡体とすることもできる。その場合、成形体は、適宜な方式にて任意な形態に成形したものであってよく、その形態について特に限定はない。
【００２２】
従って加硫発泡処理の対象物は、混和物を例えばミキシングロールやカレンダーロールや押出成形等による適宜な方式でシート状やその他の形態に成形したものであってもよいし、所定の型を介して射出成形やプレス成形等による適宜な方式で凹凸等を有する所定の形態に成形したものなどであってもよい。
【００２３】
前記において、凹凸形状を有する発泡体の形成では、未加硫シートを凹凸を有する型の上に配置して加熱し、その型の凹凸に前記未加硫シートを形成する混和物を流動侵入させて加硫発泡処理する方式なども採ることができる。かかる方式は、ヒダ構造を有する複雑で深い凹凸構造を有する型の場合にもその凹凸形状を精度よく形成できる利点などを有している。
【００２４】
よって成形体の寸法は任意であり、目的とする加硫発泡体の形態などに応じて適宜に決定することができる。シート等の場合、その厚さは１００mm以下、就中１μm〜８０mm、特に１０μm〜５０mmが一般的である。
【００２５】
上記した加硫発泡処理は、用いた加硫剤やＡＤＣＡなどによる加硫開始温度や発泡温度などにより従来に準じた適宜な条件で行うことができる。一般的な加硫発泡温度は、約２００℃以下、就中１２０〜１８０℃である。かかる加硫発泡処理で通例、混和物が軟化してＡＤＣＡが分解し発泡構造を形成しつつ加硫が進行して目的の加硫発泡体が形成される。加硫発泡処理は、発泡倍率の調節などを目的に加圧下に行うこともできる。その加圧条件は従来に準じることができる。
【００２６】
形成する加硫発泡体の発泡倍率（発泡前後の密度比）は、使用目的などに応じて適宜に決定されるが、一般には１５０倍以下、就中１００倍以下、特に５０倍以下とされる。熱履歴による汚染を抑制する点よりは６倍以上の発泡倍率とすることが好ましい。発泡倍率は、上記した発泡剤の配合量や加硫発泡の処理時間や温度などにより制御することができる。また発泡倍率の調節等を介して加硫発泡体の独立や連続、それらの混在等の発泡構造を制御することができる。
【００２７】
本発明によるゴム系発泡体は、例えばクッション材やパッド材、気密や防水等の各種目的のシール材、断熱材、防音や制振等の振動低減材などの従来に準じた各種の用途に用いることができる。特に高温下での揮発昇華物質による汚染を生じにくいことより、例えば直射日光で温度上昇する自動車や住宅等の建築物における窓の各種ガラス板や太陽電池パネル等の周辺におけるシール材、プラズマディスプレー等の装置の稼動で温度上昇する表示パネルにおけるシール材などとして好ましく用いうる。
【００２８】
【実施例】
実施例１
ＥＰＤＭ１００部（重量部、以下同じ）、硫黄１．５部、加硫促進剤（大内新興化学社製、ノクセラーＥＺ）３部、ＡＤＣＡ１５部、ステアリン酸亜鉛５部、引火点３００℃のパラフィン系軟化剤オイル３５部、重質炭酸カルシウム１５０部、カーボンブラック１０部、亜鉛華５部及び粉末ステアリン酸１部を加圧ニーダで混練して混和物を得、それを押出し機で成形して未加硫シートを得、それを１６０℃のオーブン中で３０分間加熱して加硫発泡処理し、厚さ１０mm（発泡倍率１０倍）の発泡シートを得た。
【００２９】
実施例２
ＡＤＣＡの使用量を１２部としたほかは実施例１に準じて発泡倍率が６倍の発泡シートを得た。
【００３０】
実施例３
ステアリン酸亜鉛に代えてベンゼンスルホン酸亜鉛を用いたほかは実施例１に準じて発泡倍率が１０倍の発泡シートを得た。
【００３１】
実施例４
ＡＤＣＡの使用量を１２部としたほかは実施例３に準じて発泡倍率が６倍の発泡シートを得た。
【００３２】
比較例１
パラフィン系軟化剤オイルとして引火点が２００℃のものを用いたほかは実施例１に準じて発泡倍率が１０倍の発泡シートを得た。
【００３３】
比較例２
パラフィン系軟化剤オイルとして引火点が２５０℃のものを用いたほかは実施例１に準じて発泡倍率が９倍の発泡シートを得た。
【００３４】
比較例３
ステアリン酸亜鉛に代えて尿素系発泡助剤を用いたほかは実施例１に準じて発泡倍率が１０倍の発泡シートを得た。
【００３５】
比較例４
パラフィン系軟化剤オイルとして引火点が２５０℃のものを用い、ステアリン酸亜鉛に代えて尿素系発泡助剤を用いたほかは実施例１に準じて発泡倍率が９倍の発泡シートを得た。
【００３６】
比較例５
パラフィン系軟化剤オイルとして引火点が２００℃のものを用い、ステアリン酸亜鉛に代えて尿素系発泡助剤を用いたほかは実施例１に準じて発泡倍率が１１倍の発泡シートを得た。
【００３７】
比較例６
パラフィン系軟化剤オイルとして引火点が２００℃のものを用いたほかは実施例３に準じて発泡倍率が９倍の発泡シートを得た。
【００３８】
比較例７
パラフィン系軟化剤オイルとして引火点が２５０℃のものを用いたほかは実施例３に準じて発泡倍率が１０倍の発泡シートを得た。
【００３９】
評価試験
実施例、比較例で得た縦１００mm、横５０mm、厚さ１０mmの発泡シートについてガラス霞性試験（曇り度）及び付着重量試験を行った。試験は、開口径４０mm、底径７０mm、高さ１６０mmのガラス瓶に試料を入れて１００℃のシリコンオイルバス（オイル深さ１００mm）に入れ、開口をガラス板で蓋をしてその上に鉄板の重石をし２０時間放置した後、開口部に配置したガラス板のヘイズ値（霞度）及びガラス板に揮発昇華付着したものの重量を調べた。なおヘイズ値は、散乱透過光／全透過光にて定義される。
【００４０】
前記の結果を次表に示した。

【００４１】
表より、実施例では汚染（付着）量が少なくガラス板の透明度が良好に維持されていることがわかる。また発泡倍率の低下（密度の増大）でヘイズや付着量の増加が認められるものの、６倍以上の発泡倍率で良好な特性が維持されることがわかる。

Claims

ゴム系ポリマー、加硫剤、アゾジカルボンアミド、亜鉛系発泡助剤及び引火点２６０℃以上のオイル系軟化剤を少なくとも成分とする混和物の加硫発泡体からなることを特徴とするゴム系発泡体。
請求項１において発泡倍率が６倍以上であるゴム系発泡体。
請求項１又は２においてゴム系ポリマーがエチレン・プロピレン・ジエンゴムであるゴム系発泡体。