JP4456460B2 - ポリイソブチレンを用いたシーリング材 - Google Patents

Description

複層ガラス用およびソーラーパネル用のシーリング材に関する。

ポリイソブチレンは、優れた粘着性や耐候性、低透湿性等の特性から建材分野においてシーリング材として広く用いられてきている。しかし硬度が低いためコールドフローが起こる場合があり用途が限定されることがあった。また、コールドフローを防止するために硬度を高くすると成形性が著しく劣り作業性が劣る場合があった。

これに対し、ブチル系ゴムに結晶性ポリオレフィンを配合した組成物が提案されている（例えば特許文献１参照）。これは、ブチル系ゴムの特性を維持しながら、高硬度化を図るものである。また、イソブチレン系重合体の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）及び数平均分子量を規定して成形性を改善する方法（例えば特許文献２参照）や部分加硫したブチルゴムを配合することによりコールドフローを改善する方法（例えば特許文献３参照）が提案されている。

ところが、これら従来のシーリング材では、長時間直射日光に晒される複層ガラスや、ソーラーパネル用に使用するには耐熱性が不足する場合があった。
特開平１０−１１００７２号公報（第２頁：請求項１〜４） 特開２００１−３４２３１４号公報（第２頁：請求項１〜１５） 特開昭５５−２０２２３号公報（第１頁：請求項１〜３）

ポリイソブチレン系シーリング材の欠点を克服し、その長所であるシール性は維持しつつ、更に耐熱性を向上させ、同時に作業性も改善することを課題とする。

本発明は、粘度平均分子量が５万〜９万のポリイソブチレン１００質量部に、無機充填剤を４５〜７０質量部および軟化点が１００〜１６０℃の粘着付与剤を３〜２０質量部配合し、８０℃以下で熱変形しないことを特徴とするシーリング材である。無機充填材としては、カーボンブラックが特に好ましい。
更に、本発明は、針入度が３０〜４５であることを特徴とする複層ガラス用シーリング材またはソーラーパネル用シーリング材である。

本発明のシーリング材は、ポリイソブチレンの特性である粘着性や耐候性、低透湿性を損なうことなく、耐熱性と作業性に優れる。

ポリイソブチレンは、粘度平均分子量が５万〜９万であることが好ましい。粘度平均分子量が５万より小さいと、施工時のシーリング材の融け易さを示す成形性は良くなるものの耐熱性が低く、９万を超えると、耐熱性は向上するものの成形性が悪くなる傾向がある。

本発明のシーリング材には、無機充填剤を配合する。無機充填剤としては、例えば、カーボンブラックやホワイトカーボン、炭酸カルシウム、タルク、合成ゼオライト、シリカゲル、アルミナ等が使用できる。カーボンブラックは、今回新たに見出された補強効果により、施行時の加熱によりシーリング材が融け過ぎないよう、即ち針入度で表される粘度を適度に調整することができることから、無機充填材の中でも特に好ましい。
また合成ゼオライト、シリカゲルには乾燥剤としての効果もあり、特に低透湿性能が要求される場合に好適に用いられる。
これらの無機充填剤は、単独だけでなく、２種以上を混合して使用することもできる。

無機充填剤の使用量は、ポリイソブチレン１００質量部に対して４５〜７０質量部であり、好ましくは５０〜６５である。無機充填剤が、４５質量部未満では耐熱性が不十分であり、７０質量部を超えると硬度が高くなり、作業性が低下する傾向がある。

軟化点が１００〜１６０℃の粘着付与剤の配合量は、ポリイソブチレン１００質量部に対して３〜２０質量部、好ましくは５〜１５質量部である。
軟化点が１００℃未満では耐熱性の付与効果が小さく、１６０℃を超えると作業性が低下する傾向がある。また、配合量が３質量部未満では粘着性付与効果が小さく、２０質量部を超えると粘着性が強すぎて作業性が低下する場合がある。

粘着付与剤には、テルペン系樹脂あるいは石油系炭化水素樹脂が好適に用いられる。前者の例としては、例えばテルペン・フェノール樹脂、ポリテルペン樹脂等が挙げられ、後者の例では、例えば、合成ポリテルペン樹脂、芳香族系炭化水素樹脂、脂肪族系炭化水素樹脂、脂肪族・脂環族系石油樹脂、脂肪族・芳香族系石油樹脂、水添変性脂環族系炭化水素樹脂、ポリブテン等が挙げられる。これらの粘着付与剤は、単独だけでなく、２種以上混合して使用しても良い。

更に本発明では、その効果を阻害しない範囲で、通常のゴム配合物に使用される可塑剤や軟化剤、老化防止剤、加工助剤、滑剤等を併用できる。成形性を調整するのに利用される軟化剤や可塑剤として、例えば、パラフィン系やナフテン系等のプロセスオイルの他、流動パラフィン、シリコーンオイル、フタル酸エステル、アジピン酸エステル、セバシン酸エステル、リン酸エステル、ステアリン酸、ステアリン酸エステル、アルキルスルホン酸エステルなどが挙げられる。

本発明のシーリング材は８０℃以下で熱変形しないものである。ここで言う熱変形とは、シーリング材単体を無荷重で水平に置き、ある環境温度で１時間加熱したときにシーリング材単体が変形することを指す。

針入度は、無機充填材や可塑剤、老化防止剤、加工助剤、滑剤等を添加した場合でも３０〜４５（１／１０ｍｍ）の範囲が好ましい。針入度が３０未満では硬すぎて、施工時にシーリング材が融け難く、成形性が劣り、４５を超えると本発明のシーリング材の使用環境下では軟らかすぎて密着性不良の原因となり易い。

本発明のシーリング材は、各原料をバンバリーミキサー、ニーダーミキサー、二本ロール等公知の混練装置を用いて混練し、更にこれを押出成形等の従来公知の成形方法により得ることが出来る。

本発明のシーリング材は粘着性、耐候性、低透湿性等の特性を生かして、建築用シーラント、屋根用シーラント等に使用可能であるが、特に耐熱性と作業性の良さから、複層ガラスあるいはソーラーパネルの枠部をシールするのに好適に用いられる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものではない。なお、以下の説明における部及び％は質量基準に基づく。
実施例及び比較例において、使用した材料は下記の通りである。
（１）ポリイソブチレン：新日本石油化学（株）製「テトラックス ６Ｔ」：粘度平均分子量６万、「テトラックス ３Ｔ」：粘度平均分子量３万、ＢＡＳＦ製「Ｏｐｐａｎｏｌ Ｂ１５Ｎ」：粘度平均分子量８．５万、「Ｏｐｐａｎｏｌ Ｂ３０ＳＦ」：粘度平均分子量２０万
（２）無機充填剤：カーボンブラック（旭カーボン（株）製「旭＃６０」）、合成ゼオライト（巴工業（株）製「モレキュラーシーブ４Ａ」
（３）粘着付与剤：エクソンボービル（株）製「ＥＳＣＯＲＥＺ １４０１」：軟化点１１７℃、ヤスハラケミカル（株）製「ＹＳ ＲＥＳＩＮ ＴＯ―１２５」：軟化点１２５℃、
日本ゼオン（株）「Ｑｕｉｎｔｏｎｅ Ｂ１７０」：軟化点７０℃、デグサジャパン（株）製「ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ ６０８」：軟化点１５７℃、「ＶＥＳＴＯＰＬＡＳＴ ８９１」：軟化点１６２℃

「実施例１」
表１の配合欄に示した実施例１の各成分を、容量３リットルのニーダーミキサーを用いて４０℃から最終温度が１６０℃になるまで混練した。得られた混練物を、丸穴ダイスを有した６５ｍｍ押出機にて、ベント部により脱揮しながら１３０℃で押出成形し、気泡を含有しない直径５０ｍｍの棒状の円柱状成形体を得た。

円柱状成形体は、針入度と耐熱性の測定用サンプルに用い、次にその円柱状成形体をプレスして厚み１ｍｍの１００×１００ｍｍのシートを作製し、透湿性と粘着性の測定用サンプルとした。

得られたシーリング材の各特性は、以下の方法で評価し、表１に記載した。
［針入度］：ＪＩＳ Ｋ２２０７に準じて２５℃、荷重１００ｇで測定した。
［熱変形］：円柱状成形体から３０ｍｍ角に切り出したサイコロ状サンプルをギヤーオーブン中で、８０℃、１時間加熱処理し、そのサンプルの変形状況を目視で観察した。変形しないものを○、変形したものを×とした。
［透湿性］：ＪＩＳ Ｚ０２０８の透湿度試験方法（カップ法）に準じて測定した。
［粘着性］：プレスシートを幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍに裁断し、それを８０℃で３０分間加熱して、厚み２ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ１００ｍｍのガラスの長さ方向の中心部分へ、幅方向に沿ってそのプレスシートがはみ出さないように配置し、その上に同じサイズのガラス板が全部重なるように置いてガラス板同士を接着した。この状態で２５℃、１時間養生した後、引張り速度１００ｍｍ／ｍｉｎでせん断強度を測定し、粘着性を評価した。この評価で、０．１８〜０．２４ＭＰａであれば良好と判断できる。
［作業性］：シーリング材塗布機にて円柱状成形体を１４５℃で加熱溶融し、垂直なガラス板にほぼ幅３ｍｍ、厚み３ｍｍに塗布した。そのとき、成形性が良好でかつ塗布時にシーリング材がダレ落ちず、更にその状態で１時間室温に置いた後、その塗布材が流動しないものを○、この判断項目で一つでも不具合のあるものを×とした。

「実施例２〜７」及び「比較例１〜７」
実施例２〜７及び比較例１〜７は、それぞれ表１、表２記載した成分および配合量で、実施例１と同様に成形および評価を行った。その各特性の評価結果を表１、表２にまとめた。

Claims (5)

1. 粘度平均分子量が５万〜９万のポリイソブチレン１００質量部、無機充填剤４５〜７０質量部および軟化点が１００〜１６０℃の粘着付与剤３〜２０質量部からなり、８０℃以下で熱変形しないことを特徴とするシーリング材。
2. 無機充填剤が、カーボンブラックである請求項１に記載のシーリング材。
3. 針入度が３０〜４５であることを特徴とする請求項１または請求項２記載のシーリング材。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のシーリング材からなる複層ガラス用シーリング材。
5. 請求項１〜３のいずれかに記載のシーリング材からなるソーラーパネル用シーリング材。