JPS6359528A - 基材保護用物品および保護方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ある種のゲル材料を使用して基材に環境的保
護を提供する物品および方法に関する。

［従来の技術］ 基材を腐食から保護し、またある種の電気ターミナルお
よびコネクターに電気絶縁を提供して湿気への暴露時の
機能障害を防止するために種々のゲル材料が提案されて
いる。これらのゲル材料は、そのような用途に適当であ
るようにする約１００〜３５０（１０−’■）の円錘貫
入度（ＡＳＴＭ　Ｄ−９３７−７７）および少なくとも
約１００％の極限伸び（ＡＳＴＭ　Ｄ−４１２）を含む
特定の性質を有する。これらのゲル材料は、基材にゲル
を配置して基材の所定の位置にゲルを保持する手段を提
供する種々の物品に使用されている。例えば、そのよう
なゲル材料は、通信産業用ターミナルラグ保護キャップ
、イギリス国特許第２，１６８．３６３号に記載されて
いるようなりリンブコネクターおよびテープ形態、金属
物品のカバー、ならびにヨーロッパ特許第０１９６２１
９号に示されている熟成形物品に使用されている。

上述の特性を有するゲル材料は、基材に配置される予備
形成した彫物内にゲルを封入することにより、またはシ
ートもしくはテープ材料として基材に適用される可撓性
裏材料または支持体上または内にゲル配置することによ
り基材に適用されている。前者の場合、予備形成した彫
物はゲルを配置すべき基材に対応する適当な形状を有す
ることが必要である。シートまたはテープ物品は、適当
であり本質的にいずれの形状の基材にも適合するが、あ
る用途では所望の機械的保護をゲルに提供せず、また別
の用途ではある種の機械的力および負荷に付された場合
、ゲルが所定の位置に適当に保持されない。

［発明の目的］ 上述の特性を有するゲル材料を使用して種々の形状を有
する基材に効果的に適用でき、ゲル材料を基材上の所定
の位置に配置した後はゲル材料に機械的および環境的保
護を提供することができる物品および材料ならびに方法
を提供することが本発明の目的である。

［発明の構成］ 第１の要旨において、本発明は、基材保護物品を提供し
、該物品は、 基材に接触する前に硬化され、約１００〜３５０　（１
０−’ｍｆｆ１）の円錘貫入度および少なくとも約１０
０％の極限伸びを有するゲルから成る基材の表面に接触
するゲル材料の層、ならびに 該ゲル材料の層を担持し、ゲル材料を基材の上に配置で
きるようになっており、更に、ゲルを基材上に配置した
後には該ゲル材料を保護するようになっている可撓性材
料のカバーリング層であって、基材への装着の間は可撓
性であり、基材上に装着後は硬化してカバーリング層と
基材との間に配置されたゲル材料に機械的保護を提供す
る材料を有して成る層 を有して成る。

もう１つの要旨において、本発明はアッセンブリを提供
し、該アッセンブリは、 基材、 約１００〜３５０（１０−’朋）の円錘貫入度および少
なくとも約１００％の極限伸びを有する材料から成り、
基材の表面と接触しているゲル材料の層、ならびに ゲル材料の層の上にある保護材料の層であって、基材へ
の装着時には可撓性であり、基材への装着後は硬化して
基材と保護材料の層との間に配置されたゲル材料の層に
機械的保護を提供する層を有して成る。

もう１つの要旨において、本発明は基材保護方法を提供
し、該方法は、 約１００〜３５０（１０−１ｍｍ）の円錘貫入度を有し
、基材の表面と接触して配置される前に硬化されるゲル
材料を基材の表面と接触させて配置する工程、および カバーリング材料をゲル材料上に配置する工程であって
、カバーリング材料は、ゲル材料への装着時は可撓性で
あり、装着後は硬化または固化してそれにより基材とカ
バーリング材料との間に配置されたゲル材料に機械的保
護を提供する工程を含んで成る。

もう１つの要旨において、本発明は部品のキットを提供
し、該キットは、 基材に接触する前に硬化され、約１００〜３５０　（１
０−１ｍｍ）の円錘貫入度および少なくとも約１００％
の極限伸びを有するゲルを有して成り、基材の表面に接
触するゲル材料のシートまたはテープ、ならびに ゲルを基材に配置した後にゲル材料を覆うための保護材
料のシートまたはテープであって、基材への装着時には
可撓性であり、基材に配置した後は硬化してそれにより
保護材料と基材との間に配置されたゲル材料に機械的保
護を提供するシートまたはテープ を有して成る。

本発明に有用なゲル材料には、ポリウレタン、シリコー
ンおよび上述の特許出願に記載された他のゲルが包含さ
れる。本発明に特に有用な他のゲルには、ヨーロッパ特
許第０２０３７３８号に記載されているシリコーンゲル
およびヨーロッパ特許出願第８６３０９１４０．１号に
記載されているスチレン−ジエンブロックコポリマーゲ
ルがある。

引用した種々の特許出願には、本発明に有用な種々の組
成物が記載されているが、材料の種類またはゲル材料の
化学組成は、基材に所望の保護を提供する場合にゲルを
有用なものにするゲルの特定の物性はど一般に重要では
ないということに注目することが重要である。ゲル材料
に重要な物性は、約１００〜３５０（１０”ｍｍ）の範
囲にある円錘貫入度および少なくとも１００％の極限伸
びである。これらの特性を有するゲルは、十分な係合性
を有して種々の形状および種々の基材の表面の不規則性
に合致する。多くの用途において、ゲルは比較的大きい
表面粘着性を有して基材の表面と良好な封止を形成し、
また十分な引っ張り強さを有して加えられる引っ張りに
耐えて裂けずに基材の形状に係合するのが望ましい。基
材表面に適合して環境的保護を提供するためにゲル材料
を特に適当であるようにする特定の円錘貫入度および極
限伸び特性を有する限り、ゲル材料は、先に引用した特
許出願に記載されているようなポリウレタン、ポリシロ
キサン、スチレン−ジエンブロックコポリマーなどでは
なくて、異なる化学組成物から製造してよい。

本発明に有用なゲルは、種々の基材の表面から水および
他の汚染物質を排除する優秀な封止特性を提供する。ゲ
ル材料の円錘貫入度および極限伸び特性により、ゲル材
料は基材の表面にうまく係合して必要な封止を提供する
だけでなく、容易に再び入れることができる特性、即ち
、基材の表面に到達するのが望ましい場合に容易に除去
できる特性を有する。多くの用途では、除去した後に同
じゲル材料を同じ基材に再装着してよく、従って、基材
の保護だけでなく、保全、点検または他の目的のために
到達できるという便宜を提供する。しかしながら、ゲル
はある用途では存在する機械的荷重または力に耐えない
ので、その用途におけるゲルの使用を制限するのは、こ
のような係合性および再挿入可能性である。例えば、ゲ
ル材料が機穢的荷重または力に付された場合、ゲル材料
は基材の表面に沿って滑動して、最終的には保護が所望
とされる部分から移動する。先に引用した特許出願の幾
つかに記載されている予備成形物品は、ゲル材料に機械
的保護の一形態を提供するが、ゲル材料が基材の表面保
護を行うのが望ましい場合、各々の用途のためにシェル
またはカバーを形成するのは実用に適さない。先に引用
した特許出願に記載されている種々のテープは、はとん
どあらゆる形状の基材にゲル材料の層を提供する好都合
で有用な方法を提供するが、そのようなテープまたはス
トリップ上の裏材料は、それがある場合、ある用途にお
いて遭遇する種々の機械的負荷または力に耐える十分な
機械的強度を有さない。

本発明に有用なゲルは、約１００〜３５０（１０−１ｍ
ｍ）の円錘貫入度を有する。多くの用途では、ゲルは、
約１００−３５０（１０−１ｍｍ）の円錘貫入度を存す
るのが好ましく、ある用途では約１００〜３００　（１
０−１ｍｍ）の円錘貫入度を有するのが好ましい。適当
なカバーリング層と共に比較的薄い層で使用する場合、
約２５０〜３５０（１０−’ｍｎ＋）の円錘貫入度を有
するなら、ゲルは優秀な表面保護および封止を提供する
。基材表面との良好な係合性を提供するために、ゲル材
料の極限伸びは、少なくとら約１００％である必要があ
る。基材表面にゲル材料のより良好な封止を提供するた
めに、より高い値が一般に好ましい。ゲル材料は、少な
くとも２００％の伸びを有するのが一般に好ましく、多
くの用途では少なくともとも５００％の伸びであるのが
望ましい。他の用途では、ゲル材料は、少なくとも７５
０％の伸びを有するのが好ましい。

本発明のカバーリング層は、基材への装管時に可撓性で
あり、カバーリング層を基材に装着した後には硬化する
かまたは固化する性質を提供するいずれの所望の材料か
ら作ってもよい。本発明の方法およびアッセンブリの要
旨において、ゲル層は、基材に別々に適用してよいこと
に注目すべきである。その後、カバーリング層はゲルの
上に適用して、ゲルを所定の位置に保持してゲルに機械
的保護を提供する。間にある層または材料が、ゲルを所
定の位置に保持してゲル層に機械的保護を提供するカバ
ーリング層の機能を阻害しない限り、カバーリング層は
、ゲル層と直接接触していることが必ずしも必要でない
ということに注目することは重要である。本発明の物品
の要旨では、ゲル材料の層は、通常カバーリング層と直
接接触しているが、ゲル材料に機械的保護を提供するカ
バーリング層の機能が、基材の表面の所定の位置に配置
された後に阻害されない限り、ゲル層とカバーリング層
との間に層間層まルは組成物があってよい。

カバーリング層の主な機能は、ゲル材料が基材の表面の
所定の位置に配置された場合に、ゲル材料に機械的およ
び環境的保護を提供することである。また、カバーリン
グ層は、ゲル材料を基材の表面と係合的に接触して保持
する圧縮力または圧力を提供できる。しかしながら、そ
のような圧縮力または圧力は、基材上のゲル層の回りに
巻き付ける弾性テープのような他の手段により供給でき
、その後にゲル層とテープの上にカバーリング層を適用
する。カバーリング層は、ゲル材料を覆うためだけに適
用してよく、またはゲル材料を覆うためだけでなく、基
材の一部分と接触してそれを覆うために重ねてよい。

本発明に有用なカバーリングまたは保護層は、シートま
たはストリップの形態の織りまたは不織繊維製品および
ポリマー材料などである。これらは、十分に可撓性であ
る必要があり、カバーリング層が付いているかもしくは
供給するゲルと共に所望の基材に適用されるか、または
ゲルが基材に別々に適用される場合、独立した層として
所望の基材に適用される。カバーリングまたは保護層は
、基材に適用された後に硬化または固化して基＋４上の
ゲルに機械的および環境的保護を提供する。従って、カ
バーリング層は、未硬化状態では可撓性であり、基材に
装着されて水または湿気に暴露された場合に硬質または
堅くなる水硬化性材料のよう−な硬化性材料であってよ
い。カバーリング層は、水の蒸発または材料中に存在す
るある種の他の溶剤もしくは成分のロスのような乾燥に
より硬化する材料であってよい。カバーリング層は、熱
可塑性であってよく、材料は基材への装着のために加熱
されるかまたは暖められると可撓性になり、基材に適用
した後に冷却されると堅いまたは硬質状態に戻る。カバ
ーリング材料は、基材に適用され、次に基材に装着され
た後に、所定の位置で材料を硬化および固化させる触媒
または活性化剤により活性化される化学的に触媒作用さ
れる系であってよい。

カバーリング層は、ゲル層を保護するために装着された
後に、適当な時間内に硬化または固化する必要がある。

この時間は、装着、カバーリング層を装着するのに必要
な時間、環境条件および他の要因に依存する。硬化また
は固化時間は、必要に応じて調整できる。

本発明の物品は、テープ、シートまたは適用しようとす
る基材に適用するのに適当な他の形状の形態であってよ
い。例えば、バイブ、ポール、足場のような種々の構造
部の構造部材および交差筋かい、送電塔、海上掘削プラ
ットフォームならびに構造部材または交差筋かいがチュ
ーブ状、平坦または角付き構造である場合のものなどに
は、種々の幅のテープ形態が特に有用である。そのよう
な用途では、本発明のテープ形態の物品を基材の回りに
巻き付けて所望のように保護する。テープが可撓性であ
り、いずれの形状の基材にも係合でき、角付き部材の角
の内側に押し付けて係合できるので、物品のゲル材料層
は、種々の形状の基材の表面と緊密に接触できる。ゲル
材料は、一般にテープの基材への装着を助長するために
十分な表面粘着性を有する、即ち、ゲルの表面粘着性は
、物品のカバーリング層が硬化または固化ずろ間、ゲル
を基材と接触して一時的に保持する。要すれば、カバー
リング層が硬化または固化するまで、ゲル層およびカバ
ーリング層に圧力を加えるために外部圧縮手段を使用し
てよく、その後、外部圧縮手段を除去する。物品のカバ
ーリング層が硬化または固化した後、ゲル層は、所定の
位置に保持され、カバーリング層を破壊、切断または除
去しない限り、基材から除くことができない。′本発明
の物品は、平坦であるかまたは不規則な形状の表面を有
する大きい基材に使用するために、シート形態であるの
が特に有用である。例えば、本発明の物品はシート形態
に作り、自動車の金属のドアまたはフェンダ−の内側表
面のような不規則な形状の基材に適合するように切断で
きる。シートをそのような基材上に配置する場合、シー
トは基材のすべての形状に適合して、ゲル層は基材の表
面に押し付けられて基材とうまく接触して基材封止を提
供できる。カバーリング層が硬化および／または固化す
ると、ゲル層はこすり取られまたは引き離されて小片に
なるのから保護される。

カバーリング層が硬化して基材の形状に適合した後、カ
バーリング層を切断するかまたは破壊しない限り、剥離
または除去されて小片にならないので、ゲル材料の表面
粘着性は、物品を所定の位置に容易に保持できる。しか
しながら、要すれば基材に再び入り基材表面に到達する
ことが望ましい場合、物品を小片にして除去できるよう
に、カバーリング層を単に破壊もしくは切断して、また
は十分な力を加えることができる場合は物品を基材から
一個のピースとして引き離すことにより、物品は除去可
能である。上述のように、ゲル材料は、基材の表面から
きれいに除去できるという点に関してうまく機能する。

［好ましい態様］ 本発明の好ましい態様において、イギリス国特許第２，
１６８，３６３号に記載されているようなゲルテープま
たはストリップを、アメリカ合衆国特許第４，３７６．
４３８号および第４，５０２，４７９号に記載されてい
るような骨折部のギブスを形成するために医療用に市販
されているような水硬化性ガラス繊維テープを組み合わ
せて使用する。

ポリシロキサンゲルは、他の系より環境的分解に対して
耐性があるので、一般に使用するのが好ましい。

本発明に特に有用な用途は、塩水腐食か特に問題である
海上ブラヅトフォーム、特にそのようなプラットフォー
ム構造物のはねがかかる部分または潮の影響を受ける部
分における腐食からの保護および腐食の防止の分野にあ
る。そのような構造物の腐食からの保護および腐食の防
止のために種々の被覆が使用されている。例えば、マツ
ククローリー（Ｍ　ｃ　Ｃｒｏｒｙ）、ジャーナル・オ
ブ・プロテクティブ・コーティングズ・アンド・ライニ
ングズ（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ
　Ｃｏａｔｉｎｇｓ　ａｎｄＬ　ｉｎｉｎｇｓ）、１９
８６年４月、２６〜３１頁が参照できる。種々の種類の
被覆が種々の程度の保護を提供するが、表面処理の必要
性および適用できる他の条件においである種の欠点を有
する。本発明は、従来の被覆に必要であるような多くの
表面処理をすることなく、そのような表面を本発明のゲ
ル材料により覆って保護する手段を提供する。

本発明のゲル材料は、引っ張って適用した場合、全部ま
たは実質的に全部の水を排除するので、湿潤表面に、更
には水中に適用できる。この排水性は、ゲル材料の基材
表面への係合性およびゲル自体による基材表面の本質的
な湿潤化によるものと考えられる。本発明のゲル材料は
優秀な表面保護を提供するが、海上プラットフォームの
環境で付されるような機械的負荷および物理的条件に耐
えるに必要な機械的強度を有していない。本発明は、新
規な組み合わせの一部として、ゲルが所望の表面保護を
保持し続けることができるようにするために、ゲル材料
を保護し、ゲル材料を所定の位置に保持する手段を提供
する。

多くの用途のために本発明の好ましいカバーリング層は
、水硬化性樹脂を多く配合して含浸させたガラス繊維メ
ツシュテープである水硬化性ガラス繊維テープ材料であ
る。これらのテープは、湿潤表面または水中にも適用で
き、短時間の経過後に硬化してガラス繊維強化硬化樹脂
層に実質的に相当する堅いカバーリング層を形成できる
。この層は、機械的摩耗に対して非常に強靭であり、ま
た十分な強度を有して種々の機械的荷重に耐える。

ゲル層を引っ張って適用する場合、水硬化性ガラス繊維
テープは、ゲル層に圧縮力を提供し、この圧縮力はガラ
ス繊維テープが硬化した後、長期間にわたりある程度ま
で保持され得る。そのような圧縮力は、基材表面とゲル
とのより完全な接触を通じてゲル層の表面保護を提供す
る性能を促進する。

本発明のもう１つの好ましい要旨において、両方の表面
が粘着性であるゲルテープのようなゲル層を最初に水硬
化性ガラス繊維テープに適用できる。別法では、未硬化
液状ゲル材料をガラス繊維テープ上に流して、その場で
硬化させてガラス繊維テープ上にゲル層を形成する。そ
の後に、本発明のそのような物品は、貯蔵タンク、自動
車のドアなどのような平坦な基材であろうと、またはゲ
ルー水硬化性ガラス繊維テープを一回の工程で巻き付け
ることができる基材であろうと、所望の基材に一回の工
程で適用できる。水硬化性ガラス繊維テープが硬化して
固化した場合、いずれの種類の適用においても、テープ
はゲルを所定の位置に保持して、機械的摩耗および荷重
からゲルを保護−する。

本発明に使用するゲル材料は、所望の最終用途に応じて
適当な腐食防止剤、充てん剤、添加剤などを含んでよい
。また、ゲル層およびカバーリング層を別々に適用する
場合、ゲル層はカバーリング層の硬化を行わせまたは助
長する触媒または促進剤を含んでよい。

以下の実施例は、本発明の例を提供する。

Ｘ嵐鯉 直径０．５インチの炭素鋼バーを３％ＮａＣＱ溶液を含
むタンク内に沈めた。約２５０　（１０”ｍ＋＋＋）の
円錘貫入度および５００％以上の伸びを有するレイケム
・コーポレイション（ＲａｙｃｈｅｍＣｏｒｐｏｒａｔ
　１ｏｎ）　（カリフォルニア、メンロパーク（Ｍｅｎ
ｌｏ　Ｐａｒｋ）が商品名［ゲルチック（Ｇ　ｅｌＴ　
ｅｋ）１０００Ｊとして市販しているポリシロキサンゲ
ルテープを２５％重ねで各バーの回りに螺旋状に巻き付
け、水を排除してゲルを金属表面と良好に接触させるた
めに巻き付は工程時に十分に引っ張ることにより多数の
鋼製バーに適用した。テープは厚さ約０．０４インチ、
幅約１インチであった。

裸で巻き付けていない比較試料として鋼製バーを多数人
れた。カッター・バイオメディカル（ＣｕｔｔｅｒＢ　
ｉｏｍｅｄｉｃａｌ）の商品名「マックスキャスト（Ｍ
ａｘＣａｓｔ）・テープＮｏ２０２−６２Ｊとして市販
されている水硬化性ガラス繊維テープを５０％重ねでポ
リシロキサンゲルテープ上に螺旋状に水中で巻き付けた
。ポリシロキサンゲルテープが金属基材に対して圧縮さ
れて配置されるように良好に接触させるために十分に引
っ張った。ガラス繊維テープを所定の位置に保持するた
めにタイ・ラップを使用した。ガラス繊維テープの樹脂
が硬化する間、試料は水中に入れたままであった；硬化
時間は約２０分であった。試料を完全に硬化させた後、
試料をタンクから取り出して１６オンスのハンマーを手
で使用して機械的衝撃を１００回を加え、その後、再び
３％ＮａＣＱ溶液中に１４日間入れた。試験の終わりに
、試料をタンクから取り出して検査した。ガラス繊維ジ
ャケットは強靭かつ耐摩耗性のままであった。次に、ガ
ラス繊維およびゲル層を試料から除去した。金属表面の
約１０％が幾らか腐食を示し、金属表面の９０％には腐
食がなかった。幾らか腐食が見られた領域において、裸
の鋼製バー比較試料に見られた腐食と比較すると、腐食
の程度はわずかであった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基材に接触する前に硬化され、約１００〜３５０（
   １０＾−＾１ｍｍ）の円錐貫入度および少なくとも約１
   ００％の極限伸びを有するゲルから成る基材の表面に接
   触するゲル材料の層、ならびに該ゲル材料の層を担持し
   、ゲル材料を基材の上に配置できるようになっており、
   更に、ゲルを基材上に配置した後には該ゲル材料を保護
   するようになっている可撓性材料のカバーリング層であ
   って、基材への装着の間は可撓性であり、基材上に装着
   後は硬化してカバーリング層と基材との間に配置された
   ゲル材料に機械的保護を提供する材料を有して成る層 を有して成る基材保護物品。 ２、カバーリング層が、樹脂を含浸させた繊維製品であ
   る特許請求の範囲第１項記載の物品。 ３、カバーリング層内の樹脂が水硬化性である特許請求
   の範囲第２項記載の物品。 ４、基材、 約１００〜３５０（１０＾−＾１ｍｍ）の円錐貫入度お
   よび少なくとも約１００％の極限伸びを有する材料から
   成り、基材の表面と接触しているゲル材料の層、ならび
   に ゲル材料の層の上にある保護材料の層であって、基材へ
   の装着時には可撓性であり、基材への装着後は硬化して
   基材と保護材料の層との間に配置されたゲル材料の層に
   機械的保護を提供する層 を有して成るアッセンブリ。 ５、保護材料層であるカバーリング層が樹脂を含浸させ
   た繊維製品ある特許請求の範囲第４項記載のアッセンブ
   リ。 ６、カバーリング層内の樹脂が水硬化性である特許請求
   の範囲第５項記載のアッセンブリ。 ７、約１００〜３５０（１０＾−＾１ｍｍ）の円錐貫入
   度を有し、基材の表面と接触して配置される前に硬化さ
   れるゲル材料を基材の表面と接触させて配置する工程、
   および カバーリング材料をゲル材料上に配置する工程であって
   、カバーリング材料は、ゲル材料への装着時は可撓性で
   あり、装着後は硬化または固化してそれにより基材とカ
   バーリング材料との間に配置されたゲル材料に機械的保
   護を提供する工程 を含んで成る基材保護方法。 ８、カバーリング層が樹脂を含浸させた繊維製品である
   特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９、カバーリング層内の樹脂が水硬化性である特許請求
   の範囲第８項記載の方法。 １０、基材に接触する前に硬化され、約１００〜３５０
   （１０＾−＾１ｍｍ）の円錘貫入度および少なくとも約
   １００％の極限伸びを有するゲルを有して成り、基材の
   表面に接触するゲル材料のシートまたはテープ、ならび
   に ゲルを基材に配置した後にゲル材料を覆うための保護材
   料のシートまたはテープであって、基材への装着時には
   可撓性であり、基材に配置した後は硬化してそれにより
   保護材料と基材との間に配置されたゲル材料に機械的保
   護を提供するシートまたはテープ を有して成る部品のキット。