JP6225048B2 - ゴム系樹脂独立気泡発泡体 - Google Patents
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Description
そこで、圧縮柔軟性に優れる連続気泡発泡体をシール材として使用することが考えられるが、連続気泡発泡体は気泡間が連通しているため水が発泡体内を透過し易く、十分な止水性を得ることができないという問題があった。
この問題を解決するシール材として、例えば、独立気泡を有するゴム系樹脂独立気泡発泡シートを用いた止水シール材が特許文献1、2に記載されている。
本発明は、上記従来の課題を鑑みてなされたものであり、被着面との密着力が高く、止水性に優れるゴム系樹脂独立気泡発泡体を提供する。
本発明に用いるゴム系樹脂は、アクリロニトリル−ブタジエンゴムを70質量%以上含有するものである。アクリロニトリル−ブタジエンゴムの含有量が70質量%未満であると、発泡体の密着性が不十分になり、止水性を確保することができない。
ゴム系樹脂中のアクリロニトリル−ブタジエンゴムの含有量は、発泡体の止水性を向上させる観点から、80質量%以上が好ましく、85質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましく、100質量%がより更に好ましい。
ゴム系樹脂が液状ゴムを含有する場合、製造時の混練負荷を低減させることができる。
液状ゴムとは、20℃、1気圧(1.01×10-1MPa)の条件下にて流動性を有する合成ゴムをいい、例えば、液状アクリロニトリル−ブタジエンゴム(液状NBR)、液状の水素化されたアクリロニトリル−ブタジエンゴム(液状HNBR)、液状のカルボキシル化されたアクリロニトリル−ブタジエンゴム(液状XNBR)、液状アクリロニトリル−ブタジエン−イソプレンゴム(液状NBIR)、液状アクリロニトリル−イソプレンゴム(液状NIR)、及びアクリロニトリルとブタジエンと老化防止機能等を有する機能性モノマーとの液状三元共重合体等の液状アクリロニトリル系ゴム;液状イソプレンゴム(液状IR)等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
これらの中では、発泡体の被着面に対する密着性、圧縮柔軟性、及び耐久性を向上させる観点から、液状アクリロニトリル系ゴムが好ましく、液状アクリロニトリル−ブタジエンゴム(液状NBR)がより好ましい。なお、液状アクリロニトリル−ブタジエンゴム(液状NBR)中のアクリロニトリル成分の含有量に制限はない。
粘着付与樹脂としては、水酸基価が30mgKOH/g以上であるものを用いる。水酸基価が30mgKOH/g未満であると、発泡体の被着面に対する密着性が不十分になり、十分な止水性を確保することができない。
粘着付与樹脂の水酸基価は、発泡体の止水性を向上させる観点から、35mgKOH/g以上が好ましく、40mgKOH/g以上がより好ましく、70mgKOH/g以上が更に好ましく、100mgKOH/g以上がより更に好ましく、110mgKOH/g以上がより更に好ましく、そして、150mgKOH/g以下が好ましく、140mgKOH/g以下がより好ましく、130mgKOH/g以下が更に好ましく、120mgKOH/g以下がより更に好ましい。なお、粘着付与樹脂の水酸基が150mgKOH/gを超えるとゴム系樹脂との相溶性が悪くなり、均一な発泡体を得ることができない場合がある。
ロジンエステル系粘着付与樹脂としては、不均化ロジンエステル、重合ロジンエステル、水添ロジンエステル、ロジンフェノール系等が挙げられる。
ゴム系樹脂100質量部に対する粘着付与樹脂の含有量は、止水性を確保する観点から、2〜18質量部が好ましく、3〜18質量部がより好ましく、5〜18質量部が更に好ましく、6〜17質量部がより更に好ましく、8〜15質量部がより更に好ましく、10〜15質量部がより更に好ましい。
発泡体の見掛け密度は、発泡体の柔軟性を向上させる観点から、20〜100kg/m3が好ましく、20〜75kg/m3がより好ましく、25〜75kg/m3が更に好ましく、25〜55kg/m3がより好ましく、30〜55kg/m3がより更に好ましく、30〜40kg/m3がより更に好ましい。発泡体の見掛け密度が20kg/m3未満であると発泡体の膨らみが不十分であり、柔らかすぎて取り扱い性が低下する場合がある。また、100kg/m3を超えると発泡体の柔軟性が低下する場合がある。
<発泡体の厚さ>
発泡体シートの厚さは、使用用途によって適宜選択され、特に限定されないが、通常1〜15mmが好ましく、2〜10mmがより好ましく、3〜8mmが更に好ましい。1mm未満になると発泡体が柔らかすぎて、取り扱いができず、また15mmを超えると重量的に重くなり、変形が生じやすくなる。
本発明のゴム系樹脂独立気泡発泡体は、独立気泡率が70%以上であればよく、気泡の一部に連続気泡が含まれていてもよい。本発明においては、発泡体の独立気泡率が好ましくは80〜100%、より好ましくは85〜100%、更に好ましくは90〜100%であれば、十分な止水性を得ることができる。
なお、本発明における独立気泡率は、下記の要領で測定されたものをいう。
まず、発泡体から一辺が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
ゴム系樹脂独立気泡発泡体は、添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、難燃剤、酸化防止剤、充填剤、顔料、着色剤、防カビ剤、発泡助剤、及び難燃助剤等が挙げられる。
難燃剤としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物の他に、デカブロモジフェニルエーテル等の臭素系難燃剤、ポリリン酸アンモニウム等のリン系難燃剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、例えば、フェノール系酸化防止剤、イオウ系酸化防止剤等が挙げられる。
充填剤としては、例えば、タルク、炭酸カルシウム、ベントナイト、カーボンブラック、フュームドシリカ、アルミニウムシリケート、アセチレンブラック、アルミニウム粉等が挙げられる。
これらの添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のゴム系樹脂独立気泡発泡体の製造方法に特に制限はないが、ゴム系樹脂、粘着付与樹脂、添加剤及び発泡剤を混練することにより得られた発泡性樹脂組成物をシート状に成形することにより発泡性樹脂シートを準備し、次いで電離放射線等により架橋した後、加熱炉に通して発泡させる方法により製造することが好ましい。
〔発泡性樹脂シートの製造方法〕
発泡性樹脂シートの製造方法としては、例えば、発泡性樹脂組成物をバンバリーミキサーや加圧ニーダ等の混練り機を用いて混練した後、押出機、カレンダ、コンベアベルトキャスティング等により連続的に押し出すことにより発泡性樹脂シートを製造する方法が挙げられる。
次に、発泡性樹脂シートの架橋方法としては、電離性放射線による架橋、硫黄又は硫黄化合物による架橋、有機過酸化物による架橋等が挙げられる。
電離性放射線により架橋する場合、電離性放射線としては、例えば、光、γ線、電子線等が挙げられる。電離性放射線の照射量は、0.5〜10Mradが好ましく、0.7〜5.0Mradがより好ましい。
電離性放射線により架橋を行った場合、径が小さく均一な気泡を有するゴム系樹脂独立気泡発泡体のシートを得ることができる。このような径が小さく均一な気泡を有するゴム系樹脂独立気泡発泡体のシートは、その表面が平滑であって被着面に対する接触面積が大きくなり密着性が向上するため止水性に優れている。
有機過酸化物により架橋する場合、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等が挙げられる。
有機過酸化物の配合量は、ゴム系樹脂100質量部に対して0.05〜10質量部が好ましく、0.1〜7質量部がより好ましい。
発泡性樹脂シートを発泡させる方法としては、オーブンのようなバッチ方式や、発泡性樹脂シートを長尺のシート状とし、連続的に加熱炉内を通す連続発泡方式を挙げることができる。
発泡剤としては、熱により分解してガスを発生する熱分解型発泡剤が好ましい。熱分解型発泡剤としては、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)等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱分解型発泡剤の配合量は、ゴム系樹脂100質量部に対して1〜30質量部が好ましく、3〜25質量部がより好ましく、5〜20質量部が更に好ましい。熱分解型発泡剤の配合量が少なすぎると、発泡倍率が上がらずに見掛け密度が高くなってしまい、反発力が高くなることがある。また、熱分解型発泡剤の配合量が多すぎると、見掛け密度の低下により圧縮永久歪みが大きくなり、架橋発泡ゴムの形状回復性が低下し、結果として長期間にわたる止水性を維持することができない場合がある。
以下の実施例及び比較例で使用した材料は以下のとおりである。
(1)アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)
日本ゼオン社製商品名「Nipol DL101L」、
密度:1.00g/cm3(固体)
アクリロニトリル成分の含有量:42.5質量%
(2)液状アクリロニトリル−ブタジエンゴム(液状NBR)
日本ゼオン社製商品名「Nipol 1312」
密度:0.98g/cm3、中高ニトリルタイプ
(3)エチレンプロピレンゴム(EPDM)
JSR(株)製「EP24」
(4)粘着付与樹脂1
ロジンエステル系粘着付与樹脂
荒川化学工業(株)製「KE359」
水酸基価:40mgKOH/g
(5)粘着付与樹脂2
ロジンジオール系の粘着付与樹脂
荒川化学工業(株)製「パインクリスタル;D−6011」
水酸基価:115mgKOH/g
(6)粘着付与樹脂3
ロジンエステル系粘着付与樹脂
荒川化学工業(株)製「KE100」水酸基なし
(7)発泡剤
アゾジカルボンアミド
大塚化学(株)製商品名「SO−L」、分解温度:197℃
(8)フェノール系酸化防止剤(粉体状)
チバ・ジャパン(株)製、商品名「イルガノックス1010」
(9)硫黄系酸化防止剤
大内新興化学工業(株)製「ノクラック400」
(10)カーボンブラック
旭カーボン(株)製「#60」
実施例1
表1の記載にしたがって各成分を配合し、加圧ニーダにより混練した。次に、この発泡性樹脂組成物を、押出機に供給して溶融混練した後、押出機から溶融状態の発泡性樹脂組成物を押出速度50kg/時間にて押出すことにより、厚み1.6mmの発泡性樹脂シートを製造した。続いて、発泡性樹脂シートの両面に加速電圧450keVにて電離性放射線を1.8Mrad照射することにより、発泡性樹脂シートを架橋した。
そして、発泡性樹脂シートを発泡炉中に供給し、270℃にて加熱することにより発泡させ、厚さ5mmのゴム系樹脂独立気泡発泡体を得た。このゴム系樹脂独立気泡発泡体に対して、下記評価を行った。結果を表1に示す。
配合を表1に記載のとおり変更したこと以外は、実施例1と同様にゴム系樹脂独立気泡発泡体を製造し、下記評価を行った。結果を表1に示す。
(1)見掛け密度
JIS K 7222に準拠して測定した。
(2)独立気泡率
前述の方法に基づいて独立気泡率を測定した。
(3)密着性試験
得られた発泡体を幅25mm、長さ300mmにカットし、アクリル板に貼り付けた後、ステンレス板にて30%圧縮し、23℃にて24時間放置した。24時間後、圧縮を開放し、180°方向のピール粘着力を測定した。
(4)止水性試験
得られた発泡体を内径40mm、外径60mm(シール巾10mm)のリング状に加工し、10mm厚みのアクリル板にて30%圧縮し、23℃にて24時間放置した。24時間後、圧縮率を保持した状態でリング状シール材の内側に水道水を満たし、リング状シール材の内側に水圧をかけて漏水の有無を判断した。水圧は、5kPaにて5分間維持した後、5kPaずつ圧力を上昇させ、各圧力ごとに5分間維持し、リング状シール材の内側の水が漏水するまで圧力を上昇させ、圧力の最大値を求めた。
Claims (5)
- アクリロニトリル−ブタジエンゴムを70質量%以上含有するゴム系樹脂100質量部に対して、水酸基価が30mgKOH/g以上である粘着付与樹脂を1〜20質量部含有し、前記粘着付与樹脂がロジンエステル系粘着付与樹脂又はロジンジオール系粘着付与樹脂であり、独立気泡率が70%以上である、ゴム系樹脂独立気泡発泡体。
- アクリロニトリル−ブタジエンゴムのアクリロニトリル成分の含有量が30〜50質量%である、請求項1に記載のゴム系樹脂独立気泡発泡体。
- 粘着付与樹脂がロジンジオール系粘着付与樹脂である、請求項1又は2に記載のゴム系樹脂独立気泡発泡体。
- 見掛け密度が20〜100kg/m 3である、請求項1〜3のいずれかに記載のゴム系樹脂独立気泡発泡体。
- 独立気泡率が80〜100%である、請求項1〜4のいずれかに記載のゴム系樹脂独立気泡発泡体。
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