JP5258481B2 - 止水構造 - Google Patents

Description

本発明は、優れた止水性を有する止水構造に関する。

自動車、建築物、電機製品などの筐体には、筐体を構成している部材同士が角度をもって突き合わされた部分が存在し、このような部分は部材同士間の接触面積が小さいために隙間が生じやすい。

このような部材同士の突き合わせ部分を防水する方法としては、例えば、特許文献１には、コーキング材を突き合わせ面の隙間に充填する方法が開示され、特許文献２には、ウレタン製の棒状の連続気泡発泡シール材を突き合わせ面に沿って接着して隙間を埋める方法が開示されている。

しかしながら、コーキング材を充填する場合、変性シリコーン樹脂製のコーキング材が広く使用されているが、シリコーン樹脂を硬化させるために長時間の養生が必要であるといった問題がある。

又、ウレタン製の棒状の連続気泡発泡シール材を使用する場合、長時間の養生は必要ないものの、止水性が低く、長時間に亘って浸水した状態に置かれると漏水することがあるといった問題点を有する。

特開２００４−３１９７７２号公報 特開平６−３３００２２号公報

本発明は、優れた止水性能を有する止水構造を提供する。

本発明の止水構造は、第一の部材と第二の部材とが略９０°の角度でもって突き合わされた部分の止水構造であって、上記第一の部材と第二の部材との突き合わせ部分の入隅部に、この突き合わせ部分の全長に亘って四角柱状の独立気泡発泡ゴムからなるシール部材を配設して、このシール部材の第一の面を上記第一の部材に密着させると共に第一の面に連続する第二の面を上記第二の部材に密着させ、この状態にして第一の部材と第二の部材との突き合わせ部分の隙間に対向しているシール部材の稜線部に対して対角線上にて対向するこのシール部材の稜線部にシール部材の長さに合致した長さを有する板状体からなる押圧部材の稜線部を合わせ、この押圧部材によりシール部材を第一の部材と第二の部材との突き合わせ部分の隙間に向かって押圧してシール部材を圧縮し、このシール部材の第一の面を第一の部材に、第二の面を第二の部材に加圧状態で密着させていることを特徴とする。又、上記止水構造において、独立気泡発泡ゴムがゴム系樹脂を含有していることを特徴とする。

本発明の止水構造は、第一の部材と第二の部材とが略９０°の角度でもって突き合わされた部分の止水構造であって、上記第一の部材と第二の部材との突き合わせ部分の入隅部に、この突き合わせ部分の全長に亘って四角柱状の独立気泡発泡ゴムからなるシール部材を配設して、このシール部材の第一の面を上記第一の部材に密着させると共に第一の面に連続する第二の面を上記第二の部材に密着させ、この状態にして第一の部材と第二の部材との突き合わせ部分の隙間に対向しているシール部材の稜線部に対して対角線上にて対向するこのシール部材の稜線部にシール部材の長さに合致した長さを有する板状体からなる押圧部材の稜線部を合わせ、この押圧部材によりシール部材を第一の部材と第二の部材との突き合わせ部分の隙間に向かって押圧してシール部材を圧縮し、このシール部材の第一の面を第一の部材に、第二の面を第二の部材に加圧状態で密着させていることを特徴とし、独立気泡発泡ゴムの表面は粘着性に似た密着性を有している。従って、シール部材は、第一の部材及び第二の部材に対して強固に密着しており、止水構造は長期に亘って優れた止水性能を維持する。

本発明の止水構造の一例を図面を参照しつつ説明する。図１及び図２に示したように、第一の部材である板状体11と第二の部材である板状体12とが略９０°の角度でもって突き合わせられている。具体的には、板状体11の表面に板状体12の端面が略９０°の角度でもって突き合わせられており、板状体11の表面と板状体12の端面との間には僅かな隙間13が形成されている。

そして、第一の部材11と第二の部材12との突き合わせによって形成された隅角部の内側部分14、即ち、入隅部14には、板状体11と板状体12との突き合わせ部分に沿って独立気泡発泡ゴムからなるシール部材２が配設されている。

シール部材２は、その断面形状が、第一の部材11と第二の部材12との突き合わせによって形成された隅角部の入隅部14の形状に合致している。図１及び図２においては、シール部材２は、四角柱状に形成されており、第一の面21を第一の部材11に密着させていると共に、第一の面21に連続する第二の面22を第二の部材12に密着させることによって、第一の部材11と第二の部材12との間に形成された隙間13を水密的に閉止して止水構造Ａが形成されている。

なお、第一の部材11及び第二の部材12を構成している材料としては、特に限定されず、例えば、鉄、銅、アルミニウム、チタンなどの金属、ガラス、コンクリート、シリコンなどの無機物、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ＡＢＳ樹脂などの合成樹脂が挙げられる。

シール部材２を構成している独立気泡発泡ゴムはゴム系樹脂を含んでおり、このゴム系樹脂としては、室温でゴム弾性（rubber elasticity）を有するものであればよい。ゴム系樹脂としては、特に限定されず、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ウレタンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴムが挙げられる。なかでも、独立気泡発泡ゴムのクッション性や耐久性に優れていることから、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）が好ましく、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）がより好ましい。ニトリルーブタジエンゴム（ＮＢＲ）としては、アクリロニトリル−ブタジエンゴム共重合体が好ましい。なお、本明細書において、ニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）は、ニトリルゴムと呼ばれるゴムを含む。又、本明細書において、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）は、スチロールゴムと呼ばれるゴムも含む。

ゴム系樹脂がニトリル−ブタジエンを含有している場合、第一の部材11や第二の部材12を形成している材料と化学的に反応する。特に、第一の部材11及び第二の部材12を形成している材料が鉄である場合は、上記化学的な反応が顕著である。従って、シール部材２が第一の部材11及び第二の部材12に強固に密着するので、毛細管現象による水の進入も殆ど防止することができる。

シール部材２を構成している独立気泡発泡ゴムは、独立気泡のみから構成されている必要はなく、連続気泡が含有されていてもよい。独立気泡発泡ゴムの独立気泡率は、低いと、止水構造の防水性能に優れているので、８０％以上が好ましく、８５〜１００％がより好ましい。

ここで、独立気泡発泡ゴムの独立気泡率は、下記の要領で測定されたものをいう。先ず、独立気泡発泡ゴムから一辺が５ｃｍの平面正方形状で且つ一定厚みの試験片を切り出す。そして、試験片の厚みを測定して試験片の見掛け体積Ｖ₁を算出すると共に、試験片の重量Ｗ₁を測定する。

次に、気泡の占める体積Ｖ₂を下記式に基づいて算出する。なお、試験片を構成している樹脂の密度はρｇ／ｃｍ³とする。
気泡の占める体積Ｖ₂＝Ｖ₁−Ｗ₁／ρ

続いて、試験片を２３℃の蒸留水中に水面から１００ｍｍの深さに沈めて、試験片に１５ｋＰａの圧力を３分間に亘って加える。しかる後、試験片を水中から取り出して試験片の表面に付着した水分を除去して試験片の重量Ｗ₂を測定し、下記式に基づいて連続気泡率Ｆ₁及び独立気泡率Ｆ₂を算出する。
連続気泡率Ｆ₁（％）＝１００×（Ｗ₂−Ｗ₁）／Ｖ₂
独立気泡率Ｆ₂（％）＝１００−Ｆ₁

そして、シール部材２のＪＩＳ Ｚ０２３７に準拠した１８０°引き剥がし粘着力は、小さいと、高圧下における止水性が低下するので、４Ｎ／ｍ以上が好ましく、１０Ｎ／ｍ以上がより好ましく、１５〜５０Ｎ／ｍが特に好ましい。

なお、シール部材２の１８０°引き剥がし粘着力は、厚さ５mｍ、幅５０ｍｍ、長さ１２５ｍｍの平面長方形状のアクリル板を試験板として用いたこと、試験板の表面粗さはＪＩＳ Ｂ０６０１に準拠する中心線平均粗さＲａが０．１μｍ以下となるように調整したこと、シール部材の試験板への圧着方法としてＪＩＳ Ｚ０２３７に準拠するローラーによる圧着ではなく、シール部材をその厚み方向に５０％圧縮し、その状態を２３℃で１５分間に亘って保持することによってシール部材を試験板に圧着させたこと以外は、ＪＩＳ Ｚ０２３７に準拠して測定する。

次に、独立気泡発泡ゴムの製造方法としては、公知の方法を採用することができ、例えば、ゴム系樹脂、架橋剤及び熱分解型発泡剤に、必要に応じて充填剤等が添加されてなる発泡性原料組成物を必要に応じてバンバリーミキサーや加圧ニーダなどの混練り機で混練した後、カレンダー、押出機、コンベアベルトキャスティングなどにより連続的に混練して発泡性シートを製造し、この未架橋の発泡性シートを加熱して架橋しつつ或いは架橋後に発泡させて独立気泡発泡ゴムを製造する方法、ゴム系樹脂及び熱分解型発泡剤に、必要に応じて充填剤等が添加されてなる発泡性原料組成物を必要に応じてバンバリーミキサーや加圧ニーダなどの混練り機で混練した後、カレンダー、押出機、コンベアベルトキャスティングなどにより連続的に混練して発泡性シートを製造し、この発泡性シートに電離性放射線を照射して発泡性シートを架橋した後、発泡性シートを加熱して発泡させて独立気泡発泡ゴムを製造する方法などが挙げられる。

そして、得られた独立気泡発泡ゴムを第一の部材11と第二の部材12との突き合わせによって形成された隅角部の入隅部14の形状に合致するように裁断してシール部材２を得ることができる。

上記架橋剤としては、例えば、有機過酸化物、硫黄、硫黄化合物等が挙げられ、有機過酸化物が好ましい。電離性放射線としては、例えば、光、γ線、電子線が挙げられる。上記有機過酸化物としては、例えば、ジイソプロピルベンゼンヒドロパーオキサイド、２,４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルパーベンゾエート、クミルハイドロパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、１,１−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）−３,３,５−トリメチルヘキサン、ｎ−ブチル−４,４−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）バレレート、α,α'−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン、２,５−ジメチル−２,５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキシン−３、ｔ−ブチルパーオキシクメンが挙げられる。上記硫黄化合物としては、例えば、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、一塩化硫黄、二塩化硫黄が挙げられる。

又、発泡性原料組成物中における架橋剤の含有量は、少ないと、発泡性原料組成物のゲル分率（架橋度）が発泡に適したものとならずに破泡してしまい、ゴム系樹脂発泡シートを得ることできないことがある一方、多いと、発泡性原料組成物のゲル分率（架橋度）が上がりすぎて、発泡性原料組成物が発泡しないことがあるので、ゴム系樹脂１００重量部に対して０．０５〜１０重量部が好ましく、０．１〜７重量部がより好ましい。

上記熱分解型発泡剤とは加熱により分解して発泡ガスを発生させるものをいい、このような熱分解型発泡剤としては、特に限定されず、例えば、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トルエンスルホニルヒドラジド、４,４−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）が挙げられる。これらの熱分解型発泡剤は単独で用いられてもよく２種以上が併用されてもよい。上記発泡性原料組成物中における熱分解型発泡剤の配合量は、ゴム系樹脂１００重量部に対して１〜３０重量部が好ましい。

発泡性原料組成物中における熱分解型発泡剤の含有量は、少ないと、ゴム系樹脂発泡シートの発泡倍率が上がらずに見掛け密度が高くなってしまい、ゴム系樹脂発泡シートの反発力が高くなることがある一方、多いと、ゴム系樹脂発泡シートの見掛け密度が低くなり、圧縮永久歪みが大きくなり、独立気泡発泡ゴムの形状回復性が低下して、長期間に亘って止水性を維持することができないことがあるので、ゴム系樹脂１００重量部に対して３〜２０重量部が好ましく、５〜１５重量部がより好ましい。

又、電離性放射線の照射量としては、ゴム系樹脂の特性によって適宜、調整すればよく、０．５〜１０Ｍｒａｄが好ましく、０．７〜５．０Ｍｒａｄがより好ましい。

更に、図３及び図４に示したように、シール部材２を第一の部材11と第二の部材12との突き合わせ部分の隙間13に向かって押圧部材３により押圧することによってシール部材２を圧縮させ、シール部材２の圧縮に伴う復元力によって、第一の面21を第一の部材11に、第一の面21に連続する第二の面22を第二の部材12に加圧状態に密着させ、止水構造Ａの止水性を向上させている。

なお、押圧部材３は、シール部材２を第一の部材11と第二の部材12との突き合わせ部分の隙間13に向かって全体的に均一に押圧することができればよく、シール部材２の長さに合致した長さを有する板状体が用いられる。

本発明の止水構造物は、例えば、建築物の突き合わせ面、電気機器の筐体を構成している部材同士の突き合わせ部分、自動車のフロントピラー部、センターピラー部、リアピラー部及びルーフパネル部に用いることができる。特に、本発明の止水構造は、降水、洗浄などによって水圧のかかる部分や水中で使用される部分などに好適に用いることができる。

（参考例１）
アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ、密度：９６０ｋｇ／ｍ³）１００重量部、アゾジカルボンアミド（大塚化学社製 商品名「ＳＯ−Ｌ」）１５重量部及びフェノール系酸化防止剤（アデカスタブ社製 商品名「アデカスタブ ＡＯ−６０」）０．１重量部を押出機に供給して溶融混練して押出機から押出して厚みが１．６ｍｍの発泡性ゴム系樹脂シートを得た。

得られた発泡性ゴム系樹脂シートに加速電圧５００ｋｅＶにて電子線を１．７Ｍｒａｄ照射することによって発泡性ゴム系樹脂シートを架橋した。しかる後、発泡性ゴム系樹脂シートを発泡炉内に供給し２４０℃に加熱して発泡性ゴム系樹脂シートを発泡させて厚さが５ｍｍの独立気泡発泡ゴムシートを得た。なお、ゴム系樹脂独立気泡発泡シートは、その独立気泡率が９４％、見掛け密度が３３ｋｇ／ｍ³であった。

そして、独立気泡発泡ゴムシートから縦５ｍｍ×横５ｍｍ×長さ１０ｃｍの直方体形状のシール部材２を切り出した。なお、シール部材２におけるＪＩＳ Ｚ０２３７に準拠した１８０°引き剥がし粘着力は何れの表面も１２Ｎ／ｍ以上であった。

一方、一辺が１０ｃｍの平面正方形状で且つ厚みが３ｍｍの鉄板を二枚用意し、一方の鉄板を第一の部材11とし、他方の鉄板を第二の部材12とした。そして、第一の部材11の表面の外周縁部に、第二の部材12の端面を突き合わせた。第二の部材12の端面とこれに対向する第一の部材11の表面との間には０．５ｍｍの隙間13が形成されていた。

そして、第一の部材11と第二の部材12とを突き合わせて形成された隅角部の入隅部14内に、上記突き合わせ部分の全長に亘ってシール部材２を配設し、シール部材２の第一の面21を第一の部材11の表面に、第二の面22を第二の部材12の表面に密着させて図１及び図２に示した止水構造Ａを形成した。

（実施例１）
参考例１の止水構造Ａにおいて、第一の部材11と第二の部材12との突き合わせ部分の隙間13に対向しているシール部材２の稜線部23とシール部材２の断面の対角線上にて対向する稜線部24に、押圧部材である鉄板３の稜線部31を合致させた。この状態から、押圧部材３をシール部材２の稜線部23に向かって押圧してシール部材２を圧縮し、シール部材２の第一の面21を第一の部材11に、第二の面22を第二の部材12に加圧状態に密着させて、図３及び図４に示したような止水構造Ａを形成した。

（比較例１）
ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの代わりに、ウレタン発泡シートを用いたこと以外は参考例１と同様の要領で止水構造Ａを形成した。なお、ウレタン発泡シートは、その独立気泡率が５％、見掛け密度が３３ｋｇ／ｍ³であった。

（比較例２）
ゴム系樹脂独立気泡発泡シートの代わりに、ウレタン発泡シートを用いたこと以外は実施例１と同様の要領で止水構造Ａを形成した。なお、ウレタン発泡シートは、その独立気泡率が５％、見掛け密度が３３ｋｇ／ｍ³であった。

得られた止水構造の止水性を下記の要領で測定し、その結果を表１に示した。

（止水性１）
止水構造Ａの隅角部の出隅部から１０ｃｍ離れた位置から、内径１５ｍｍのホースより１０リットル／分の流量で止水構造Ａの隅角部の出隅部に対して１８０秒間に亘って放水し、止水構造Ａの隅角部の入隅部に漏水が確認されるまでの時間を測定した。

（止水性２）
ＪＩＳ Ｄ ０２０３ Ｒ１に規定されている試験方法と同様の要領で散水試験を止水構造Ａの隅角部の出隅部に対して行った。試験時間は２４時間とした。止水構造Ａの隅角部の入隅部に漏水が確認されるまでの時間を測定した。

本発明の止水構造の一例を示した縦断面図である。 本発明の止水構造の一例を示した斜視図である。 本発明の止水構造の一例を示した縦断面図である。 本発明の止水構造の一例を示した斜視図である。

符号の説明

２ シール部材
３ 押圧部材
11 第一の部材
12 第二の部材
13 隙間
14 入隅部
Ａ 止水構造

Claims (2)

1. 第一の部材と第二の部材とが略９０°の角度でもって突き合わされた部分の止水構造であって、上記第一の部材と上記第二の部材との突き合わせ部分の入隅部に、この突き合わせ部分の全長に亘って四角柱状の独立気泡発泡ゴムからなるシール部材を配設して、このシール部材の第一の面を上記第一の部材に密着させると共に第一の面に連続する第二の面を上記第二の部材に密着させ、この状態にして第一の部材と第二の部材との突き合わせ部分の隙間に対向しているシール部材の稜線部に対して対角線上にて対向するこのシール部材の稜線部にシール部材の長さに合致した長さを有する板状体からなる押圧部材の稜線部を合わせ、この押圧部材によりシール部材を第一の部材と第二の部材との突き合わせ部分の隙間に向かって押圧してシール部材を圧縮し、このシール部材の第一の面を第一の部材に、第二の面を第二の部材に加圧状態で密着させていることを特徴とする止水構造。
2. 独立気泡発泡ゴムがゴム系樹脂を含有していることを特徴とする請求項１に記載の止水構造。

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