KR101501302B1 - 독립 기포 발포 고무 시트 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장기간 사용하더라도 밀봉성이 저하되기 어려운 지수성이 우수한 독립 기포 발포 고무 시트를 제공한다. 본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트는 고무계 수지를 함유하는 독립 기포 발포 고무 시트로서, 이 독립 기포 발포 고무 시트는 고무계 수지 및 발포제를 함유하는 발포성 수지 조성물에 전리성 방사선에 의한 가교 처리를 실시한 후, 발포 처리를 실시함으로써 얻어진 것을 특징으로 하고, 또한 상기 발포성 수지 조성물이 상기 고무계 수지 100 중량부에 대하여 발포제 이외의 분체상 첨가제를 0.5 중량부 이상 함유하여 이루어지는 경우, 상기 고무계 수지에 상온에서 액상인 고무계 수지를 함유시키는 것이 바람직하다.
고무계 수지, 독릭 기포 발포 고무 시트, 발포제, 발포성 수지 조성물, 전리성 방사선, 가교 처리, 발포 처리, 분체상 첨가제, 발포성 시트
Description
본 발명은 지수성(止水性)이 우수하고, 장기간에 걸쳐 피밀봉 부분에 대하여 높은 밀착성을 유지할 수 있는 밀봉재로서 바람직하게 사용할 수 있는 독립 기포 발포 고무 시트 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
현재, 토목, 건축, 전기, 일렉트로닉스, 차량 등의 각종 분야에서의 밀봉재로서 발포체가 널리 사용되고 있다. 이러한 밀봉재에 제공되는 발포체로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지 등을 포함하는 열가소성 수지 발포체나, 합성 고무 또는 천연 고무를 포함하는 고무 발포체 등을 들 수 있다.
상기 밀봉재 중에서도 지수 밀봉재는 건축물, 전기 기기, 차량 등의 각종 구조물의 간극을 매립하여 물의 침입을 방지하는 데 사용되고 있다. 상기 지수 밀봉재는 압축된 상태로 피밀봉 부분에 배치되고, 그 압축 상태로부터 형상 회복하려고 하는 반발 응력에 의해서 피밀봉 부분의 계면에 간극 없이 밀착한다.
여기서, 지수 밀봉재의 압축 유연성이 낮으면 지수 밀봉재의 반발 응력이 너무 강해져서 피밀봉 부분이 변형한다는 문제가 있었다. 또한, 상기 피밀봉 부분의 변형에 의해 구조물의 간극이 확대되면, 지수 밀봉재의 피밀봉 부분에 대한 밀착 성(이하, 「밀봉성」이라 함)이 저하되기 때문에, 지수성이 불충분해진다는 문제도 있었다.
따라서, 상기 지수 밀봉재로서는 압축 유연성이 우수한 연속 기포 발포체가 사용되고 있다. 그러나, 상기 연속 기포 발포체는 기포 사이가 연통하고 있기 때문에, 물이 발포체 내를 투과하여 쉬워져서, 지수성이 떨어진다는 문제가 있었다. 또한, 연속 기포 발포체가 물과의 접촉에 의해 흡수 팽윤하여 밀봉성이 향상되는 것인 경우, 연속 기포 발포체는 충분히 흡수할 때까지는 밀봉성이 떨어져 있어, 밀봉성이 충분히 발휘되기 전에 물을 투과시켜 버리는 경우가 있었다.
또한, 상기 지수 밀봉재로서는 지수성의 향상에 기여하는 독립 기포와 압축 유연성의 향상에 기여하는 연속 기포의 쌍방을 갖는 발포체가 이용되고 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에 독립 기포와 연속 기포의 양 기포를 갖는 발포 구조체로 기포 피막을 흡수 팽윤성으로 하고, 또한 길이 1 cm당의 기포수를 8개 이상으로 한 것을 특징으로 하는 정형 밀봉재가 개시되어 있다.
그러나, 상기 정형 밀봉재는 장기간의 사용에 의해 반발 응력이 저하되기 때문에, 밀봉성이 저하되어 지수성이 불충분해진다는 문제가 있었다.
또한, 지수 밀봉재로서 사용되는 발포체에는, 통상, 그의 난연성, 내후성 등의 특성을 향상시키거나, 산화나 열열화를 방지하거나, 착색시키거나 하기 위해서, 난연제, 산화 방지제, 안료 등의 첨가제가 첨가된다. 그러나, 이러한 첨가제의 대부분은 분체상이고, 분체상 첨가제가 함유된 발포체는 그의 제조 시의 혼련 공정에서 혼련 부하가 커지기 때문에, 생산성이 저하되어 버리는 경우가 있었다.
또한, 분체상 첨가제가 함유되어 이루어지는 발포체는 그 표면에 분체상 첨가제가 나타나 밀봉성이 저하되기 때문에, 지수성이 불충분해진다는 문제도 있었다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 (평)9-111899호 공보
[발명의 개시]
[발명이 해결하고자 하는 과제]
본 발명은 장기간의 사용에 의해서도 밀봉성이 저하되기 어렵고, 장기간에 걸쳐 피밀봉 부분에 대하여 높은 밀착성을 유지할 수 있는 밀봉재가 되는 독립 기포 발포 고무 시트 및 그의 제조 방법을 제공한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트는 고무계 수지를 함유하는 독립 기포 발포 고무 시트로서, 이 독립 기포 발포 고무 시트는 고무계 수지 및 발포제를 함유하는 발포성 수지 조성물에 전리성 방사선에 의한 가교 처리를 실시한 후, 발포 처리를 실시함으로써 얻어진 것이다.
상기 발포성 수지 조성물에 함유되는 고무계 수지에는 실온에서 고무 탄성(rubber elasticity)를 갖는 것이 이용되고, 이러한 실온에서 고무 탄성을 갖는 고무계 수지로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR), 수소화된 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(HNBR), 카르복실화된 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(XNBR), 아크릴로니트릴-부타디엔-이소프렌 고무(NBIR), 아크릴로니트릴-이소프렌 고무(NIR), 및 아크릴로니트릴과 부타디엔과 노화 방지 기능 등을 갖는 기능성 단량체와의 삼원 공중합체 등의 아크릴로니트릴계 고무, 클로로프렌 고무(CR), 이소프렌 고무(IR), 부틸 고무(IIR), 천연 고무, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 우레탄 고무, 불소 고무, 아크릴 고무, 실리콘 고무 등을 들 수 있고, 특히, 밀봉성, 압축 유연성, 내구성 및 내유성이 우수한 독립 기포 발포 고무 시트가 얻어지는 점에서 아크릴로니트릴계 고무가 바람직하고, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR)가 보다 바람직하다. 상기 실온에서 고무 탄성을 갖는 고무계 수지는 단독으로 이용되거나, 이종 이상이 병용될 수도 있다.
그리고, 상기 발포성 수지 조성물이 고무계 수지 100 중량부에 대하여 후술하는 발포제 이외의 분체상 첨가제를 0.5 중량부 이상, 바람직하게는 1 중량부 이상 함유하여 이루어지는 경우, 상기 고무계 수지에 상온에서 액상인 고무계 수지(이하, 「액상 고무계 수지」라 함)를 함유시키는 것이 바람직하다. 이것은, 상기 발포성 수지 조성물 중에 액상 고무계 수지를 함유시킴으로써, 발포성 수지 조성물의 혼련 부하를 감소시킬 수 있음과 동시에, 얻어지는 독립 기포 발포 고무 시트의 표면에 분체상 첨가제를 나타나기 어렵게 할 수가 있기 때문이다.
특히, 고무계 수지가 아크릴로니트릴계 고무이고, 액상 고무계 수지가 액상 아크릴로니트릴계 고무인 경우에는, 양자는 서로 상용성이 우수하기 때문에, 액상 아크릴로니트릴계 고무는 아크릴로니트릴계 고무 중에서 상분리를 발생시키지 않고 균일하게 분산하고 있다. 그리고, 액상 아크릴로니트릴계 고무는 분산제로서의 작용을 발휘하여, 분체상 첨가제를 피복하여 분체상 첨가제를 아크릴로니트릴계 고무중에 균일하게 분산시켜서, 독립 기포 발포 고무 시트의 표면에 분체상 첨가제가 나타나는 것을 방지하고 있다. 그리고, 분체상 첨가제는 액상 아크릴로니트릴계 고무로 피복되어 있기 때문에, 독립 기포 발포 고무 시트의 표면에 분체상 첨가제가 나타나는 것을 확실하게 방지하고 있다.
따라서, 아크릴로니트릴계 고무를 함유하는 독립 기포 발포 고무 시트는 분체상 첨가제가 함유되어 있더라도 액상 아크릴로니트릴계 고무를 함유시킴으로써 액상 아크릴로니트릴계 고무의 작용에 의해 우수한 표면 평활성을 갖고 있고, 독립 기포 발포 고무 시트는 지수성이 우수하다.
상기 액상 고무계 수지는 23℃, 1.01×105 Pa(1 atm)에서 유동성을 갖는 고무계 수지를 말하며, 예를 들면, 액상 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(액상 NBR), 액상의 수소화된 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(액상 HNBR), 액상의 카르복실화된 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(액상 XNBR), 액상 아크릴로니트릴-부타디엔-이소프렌 고무(액상 NBIR), 액상 아크릴로니트릴-이소프렌 고무(액상 NIR), 및 아크릴로니트릴과 부타디엔과 노화 방지 기능 등을 갖는 기능성 단량체와의 액상 삼원 공중합체 등의 액상 아크릴로니트릴계 고무; 액상 이소프렌 고무(액상 IR) 등을 들 수 있고, 밀봉성, 압축 유연성, 내구성 및 내유성이 우수한 독립 기포 발포 고무 시트가 얻어지는 점에서 액상 아크릴로니트릴계 고무가 바람직하고, 액상 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(액상 NBR)가 보다 바람직하다. 또한, 상기 액상 고무계 수지는 단독으로 이용되거나, 이종 이상이 병용될 수도 있다.
또한, 액상 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(액상 NBR)는, 예를 들면, 니혼제 온사로부터 상품명 「니폴(NiPol) 1312」로서 시판되고 있다.
그리고, 상기 고무계 수지 중에서의 액상 고무계 수지의 함유량은 0.5 내지 55 중량％가 바람직하고, 1 내지 30 중량％가 보다 바람직하고, 5 내지 30 중량％가 특히 바람직하고, 8 내지 30 중량％가 가장 바람직하다. 이것은, 액상 고무계 수지가 적으면, 액상 고무계 수지에 의한 분체상 첨가제의 피복이 불충분해지거나, 또는 액상 고무계 수지에 의한 분체상 첨가제의 고무계 수지 중에서의 분산이 불충분해진다. 따라서, 얻어지는 독립 기포 발포 고무 시트의 표면에 분체상 첨가제가 나타나기 쉬워져서, 얻어지는 독립 기포 발포 고무 시트의 지수성이 저하하는 경우가 있기 때문이다. 한편, 액상 고무계 수지가 많으면, 발포성 수지 조성물의 평균분자량이 작아져서 발포성 수지 조성물을 충분히 가교 또는 발포시킬 수 없게 되는 경우나, 얻어지는 독립 기포 발포 고무 시트의 기계적 강도가 저하하는 경우가 있기 때문이다.
또한, 상기 발포성 수지 조성물에 함유되는 발포제로서는, 가열에 의해서 분해하여 발포 가스를 발생시키는 분체이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 아조디카르본아미드, 벤젠술포닐히드라지드, 디니트로소펜타메틸렌테트라민, 톨루엔술포닐히드라지드, 4,4-옥시비스(벤젠술포닐히드라지드) 등을 들 수 있고, 아조디카르본아미드가 바람직하다. 또한, 상기 발포제는 단독으로 이용되거나, 이종 이상이 병용될 수도 있다.
그리고, 상기 발포성 수지 조성물 중에서의 발포제의 함유량은, 적으면 발포성 수지 조성물이 충분히 발포하지 않아, 소망 형상의 독립 기포 발포 고무 시트가 얻어지지 않는 경우가 있는 한편, 많으면 이상 발포나 파포 등이 발생하여 소정의 독립 기포 발포 고무 시트를 얻을 수 없게 되는 경우가 있기 때문에, 고무계 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 30 중량부가 바람직하다.
또한, 상기 발포성 수지 조성물에는, 얻어지는 독립 기포 발포 고무 시트의 기능을 향상시킬 목적으로, 발포제 이외의 분체상 첨가제가 함유될 수도 있다. 이 분체상 첨가제란 23℃, 1.01×105 Pa(1 atm)에서 분체상이면 되고, 예를 들면, 난연제, 산화 방지제, 충전제, 안료, 착색제, 곰팡이 방지제, 발포 보조제, 난연 보조제 등을 들 수 있다.
또한, 상기 분체상의 난연제로서는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 금속수산화물 외에, 데카브로모디페닐에테르 등의 취소계 난연제, 폴리인산암모늄 등의 인계 난연제 등을 들 수 있고, 단독으로 이용되거나, 이종 이상이 병용될 수도 있다. 또한, 분체상의 난연제로서는, 알베말사로부터 상품명 「세이텍스(SAYTEX) 8010」으로 시판되고 있다.
그리고, 상기 분체상의 산화 방지제로서는, 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 페놀계 산화 방지제, 황계 산화 방지제 등을 들 수 있고, 구체적으로는, 시바 스페셜티 케미컬즈사로부터 상품명 「이르가녹스(IRGANOX) 1010」로 시판되고 있는 페놀계 산화 방지제 등을 들 수 있다. 또한, 분체상의 산화 방지제는 단독으로 이용되거나, 이종 이상이 병용될 수도 있다.
또한, 상기 분체상의 충전제로서는, 독립 기포 발포 고무 시트에 분산시킬 수 있으면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 탈크, 탄산칼슘, 벤토나이트, 카본 블랙, 흄드실리카, 알루미늄실리케이트, 아세틸렌블랙, 알루미늄 가루 등을 들 수 있고, 단독으로 이용되거나, 이종 이상이 병용될 수도 있다.
사용되는 용도에 따라서 다양한 크기의 충전제를 사용할 수 있는데, 밀봉재로서 일반적으로 사용되고 있는 분체상의 충전제의 부피 평균 입경은 0.1 내지 100 μm이다. 부피 평균 입경은, 예를 들면, JIS Z 8901에 준하여 측정할 수 있다.
그리고, 상기 발포성 수지 조성물 중에서의 발포제 이외의 분체상 첨가제의 총 함유량은, 많으면 발포성 수지 조성물의 혼련 부하가 높아져서, 독립 기포 발포 고무 시트의 생산성이 저하되거나, 또는 액상 고무계 수지에 의한 분체상 첨가제의 피복이 불충분해지므로, 얻어지는 독립 기포 발포 고무 시트의 표면에 분체상 첨가제가 나타나기 쉬워져, 얻어지는 독립 기포 발포 고무 시트의 지수성이 저하하는 경우가 있기 때문에, 고무계 수지 100 중량부에 대하여 150 중량부 이하가 바람직하지만, 너무 적으면, 독립 기포 발포 고무 시트의 성능을 향상시키는 효과가 얻어지지 않는 경우가 있기 때문에, 1 내지 100 중량부가 바람직하고, 1 내지 50 중량부가 보다 바람직하고, 1 내지 20 중량부가 더욱 바람직하고, 1 내지 10 중량부가 특히 바람직하고, 1 내지 5 중량부가 가장 바람직하다. 또한, 독립 기포 발포 고무 시트가 난연제를 포함하지 않는 경우에는, 발포성 수지 조성물 중에서의 발포제 이외의 분체상 첨가제의 총 함유량은 고무계 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 10 중량부가 바람직하고, 0.5 내지 5 중량부가 보다 바람직하다.
또한, 상기 발포성 수지 조성물에는, 액체상의 첨가제가 함유되어 있을 수도 있다.
그리고, 본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트에 있어서, 고무계 수지로서 아크릴로니트릴계 고무를, 액상 고무계 수지로서 액상 아크릴로니트릴계 고무를 이용하고, 또한 분체상 첨가제를 함유시킨 경우에는, 압축 시의 유연성이 우수함과 동시에, 독립 기포 발포 고무 시트의 면방향으로 가해지는 전단 응력에 대하여 우수한 저항력을 나타낸다. 따라서, 구조물의 간극 내에서, 독립 기포 발포 고무 시트는 그의 두께 방향에서 피밀봉 부분을 변형시키지 않고 구조물의 간극을 확실하게 매립함과 동시에, 사용 중에 면방향으로 전단 응력이 가해지더라도 거의 변형하지 않고, 독립 기포 발포 고무 시트의 면 방향(두께 방향에 직교하는 방향)에서도 구조물의 간극을 확실하게 매립하여, 독립 기포 발포 고무 시트는 모든 방향에서 구조물의 간극을 확실하게 매립하여 장기간에 걸쳐 우수한 지수성을 유지한다.
또한, 본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트에 있어서, 고무계 수지로서 아크릴로니트릴계 고무를, 액상 고무계 수지로서 액상 아크릴로니트릴계 고무를 이용한 경우에는, 독립 기포 발포 고무 시트가 피밀봉 부분의 요철에 대하여 추종하기 쉬어지기 때문에, 독립 기포 발포 고무 시트가 피밀봉 부분의 요철면에도 간극 없이 밀착한다. 따라서, 피밀봉 부분과 독립 기포 발포 고무 시트의 상대 위치를 변동시키는 응력이 가해진 경우에도, 독립 기포 발포 고무 시트의 밀착력에 의해서 독립 기포 발포 고무 시트와 피밀봉 부분과의 상대 위치가 변동하는 것을 최소한으로 억제할 수 있어, 독립 기포 발포 고무 시트는 우수한 지수성을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다.
본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트는 그의 기포가 전부 독립 기포일 필요는 없고, 기포의 일부에 연속 기포가 포함되어 있을 수도 있고, 구체적으로는, 독립 기포 발포 고무 시트의 독립 기포율은, 낮으면, 독립 기포 발포 고무 시트의 기포 사이가 연통하여 물이 투과하기 쉬워져서, 독립 기포 발포 고무 시트의 지수성이 저하하는 경우가 있기 때문에, 80 내지 100％가 바람직하고, 85 내지 100％가 보다 바람직하다.
또한, 상기 독립 기포 발포 고무 시트의 독립 기포율의 측정 방법으로서는, 우선, 독립 기포 발포 고무 시트로부터 1변 5 cm의 평면정방형상이고 또한 일정 두께의 시험편을 추출한다. 계속해서, 상기 시험편의 중량 W1을 측정하고, 또한 시험편의 두께를 측정하여 시험편의 외관 부피 V1을 산출한다.
다음으로, 상기한 바와 같이하여 얻어진 값을 하기 수학식 1에 대입하여, 기포가 차지하는 외관 부피 V2를 산출한다. 또한, 시험편을 구성하고 있는 수지의 밀도는 ρ g/cm3으로 한다.
계속해서, 상기 시험편을 23℃의 증류수 중에, 시험편의 상면으로부터 수면까지의 거리가 100 mm가 되도록 가라앉히고, 시험편에 15 kPa의 압력을 3분간에 걸쳐 가한다. 이렇게 한 후, 시험편을 증류수 중으로부터 취출하고, 시험편의 표면 에 부착된 수분을 제거하여 시험편의 중량 W2를 측정하고, 하기 화학식 2에 기초하여 연속 기포율 F1을 산출하고, 이 연속 기포율 F1로부터 독립 기포율 F2를 구한다.
그리고, 제작 직후의 독립 기포 발포 고무 시트의 박리 강도(이하, 「초기 박리 강도」라 함)는, 낮으면 독립 기포 발포 고무 시트의 밀봉성이 불충분해지는 경우가 있기 때문에 20 kPa 이상이 바람직하지만, 너무 높으면 접착 손상 등에 의해 재접착 작업이 필요해졌을 때에 독립 기포 발포 고무 시트를 박리시키는 것이 곤란해지는 경우가 있기 때문에, 20 내지 100 kPa가 보다 바람직하다.
또한, 상기 독립 기포 발포 고무 시트의 초기 박리 강도의 측정 방법은, 폭 25 mm×길이 12.5 mm×두께 3.0 mm의 제작 직후의 독립 기포 발포 고무 시트를 준비하고, 이 독립 기포 발포 고무 시트의 양면에 아크릴 수지판(폭 25 mm×길이 100 mm)를 중첩시켜 적층체를 제작하고, 이 적층체를 수평면 상에 실은 뒤에 적층체의 상면 중앙부 상에 500 g의 방추를 실어 적층체의 두께 방향으로 15분간 가압함으로써, 독립 기포 발포 고무 시트의 양면 각각에 아크릴 수지판이 적층일체화되어 이루어지는 시험체를 제작하고, 제작 직후의 시험체를 JIS K6850에 준거하여, 인장 속도 50 mm/분으로 박리시켰을 때의 박리 강도(kPa)를 측정한다.
또한, 독립 기포 발포 고무 시트의 두께는 0.2 내지 10 mm가 바람직하고, 0.5 내지 8 mm가 보다 바람직하고, 1 내지 6 mm가 특히 바람직하다. 또한, 독립 기포 발포 고무 시트의 두께가 0.2 mm보다 얇으면, 독립 기포 발포 고무 시트의 압축 시의 유연성이 저하하는 경우가 있다. 독립 기포 발포 고무 시트의 두께의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 독립 기포 발포 고무 시트를 취급하기 쉬운 점에서 10 mm 이하인 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트의 제조 방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트는 상기 발포성 수지 조성물에 전리성 방사선에 의한 가교 처리를 실시한 후, 발포 처리를 실시하는 방법이면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 발포성 수지 조성물을 밴버리 믹서나 가압 압출기 등의 혼련기를 이용하여 혼련한 후, 압출기, 캘린더, 컨베이어 벨트 캐스팅 등에 의해 연속적으로 혼련하여 발포성 시트를 제조하고, 얻어진 발포성 시트에 전리성 방사선을 조사하여 발포성 시트를 가교한 후, 이 발포성 시트를 가열하여 발포시키는 방법 등을 들 수 있다.
그리고, 상기 발포성 시트를 가교 처리하는 방법으로서는, 전리성 방사선에 의한 가교 처리에 한정된다. 이것은, 상기 전리성 방사선에 의한 가교 처리에 따르면, 전리성 방사선을 발포성 시트에 그의 두께 방향으로 균일하게 조사하여 발포성 시트를 전체적으로 균일하게 가교시킬 수 있기 때문이다.
특히, 두께가 0.2 내지 10 mm인 독립 기포 발포 고무 시트를 얻기 위해서는, 발포성 시트의 두께는 0.1 내지 3 mm로 조정할 필요가 있다. 이와 같이 얇은 발포 성 시트를 발포시켜 두께 정밀도가 우수한 독립 기포 발포 고무 시트를 얻기 위해서는, 전체적으로 매우 높은 정밀도로 균일하게 가교시킨 뒤에 발포시킬 필요가 있다. 따라서, 본 발명에서는, 전리성 방사선의 조사에 의해서 발포성 시트를 가교시키고 있다.
또한, 디술피드를 이용한 종래의 가황 처리는 발포성 시트의 가교 반응의 진행을 제어하는 것이 어렵고, 발포성 시트를 항상 전체적으로 균일하게 가교할 수 없다. 따라서, 발포성 시트를 균일하게 발포시킬 수 없어, 얻어지는 독립 기포 발포 고무 시트는 그 두께 정밀도가 낮고, 지수성이 부족한 것이 된다.
또한, 전리성 방사선이 조사되면, 발포성 시트 표면은 전리성 방사선에 직접 노출되기 때문에, 발포성 시트 표면의 고무계 수지의 가교도가 발포성 시트 내부 보다도 높아진다. 전리성 방사선의 선량을 제어함으로써, 발포성 시트 표면의 고무계 수지의 가교도를 제어할 수 있다. 따라서, 전리성 방사선의 선량을 조정함으로써, 발포성 시트의 표면의 가교도를 최적화하여, 발포성 시트 표면을 평활하게 할 수 있고, 그 결과, 독립 기포 발포 고무 시트 표면도 평활하게 할 수 있기 때문에, 독립 기포 발포 고무 시트는 피밀봉 부분에 대하여 간극 없이 밀착하기 쉽다.
또한, 독립 기포 발포 고무 시트가 피밀봉 부재에 대하여 간극 없이 밀착하면, 시트상의 밀봉재(독립 기포 발포 고무 시트)는 대기압에 의해서 피밀봉 부재에 강하게 접착된다. 따라서, 접착제를 이용하여 피밀봉 부재에 밀봉재(독립 기포 발포 고무 시트)를 접착시키지 않더라도, 밀봉재(독립 기포 발포 고무 시트)를 장기간에 걸쳐 피밀봉 부재에 양호하게 밀착시킬 수 있다.
그리고, 균일하게 가교된 발포성 시트를 발포시킴으로써 직경이 작고 균일한 기포를 갖는 독립 기포 발포 고무 시트를 얻을 수 있다. 이러한 직경이 작고 균일한 기포를 갖는 독립 기포 발포 고무 시트는 그 표면이 평활하여, 피밀봉 부분에 대한 접촉 면적이 커져서 밀착성이 향상되어 있기 때문에, 밀봉성이 높고, 지수성이 우수하다.
또한, 균일하게 가교된 발포성 시트는 전체적으로 균일하게 발포시킬 수 있고, 그 결과, 얻어지는 독립 기포 발포 고무 시트는 그 두께 정밀도가 우수하다.
또한, 상기 가교 처리 시의 전리성 방사선의 조사량은 고무계 수지의 특성이나 독립 기포 발포 고무 시트의 용도에 따라서 적절하게 조정하면 되는데, 0.5 내지 10 Mrad가 바람직하고, 0.7 내지 5.0 Mrad가 보다 바람직하다.
[발명의 효과]
본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트는 고무계 수지를 함유하는 발포성 수지 조성물에 가교 처리를 실시한 후, 발포 처리를 실시하여 이루어지기 때문에, 지수 밀봉재로서 이용했을 때에, 피밀봉 부분의 표면이 평평한 경우에도 표면이 요철인 경우에도, 평활한 표면을 갖는 독립 기포 발포 고무 시트가 피밀봉 부분의 표면을 따라서 간극 없이 밀착한다. 따라서, 본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트는 밀봉성이 높고, 지수성이 우수하고, 장기간에 걸쳐서 피밀봉 부분에 대하여 높은 밀착성을 유지할 수 있는 지수 밀봉재로서 바람직하게 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트는 전술한 바와 같은 구성을 취하기 때문에, 압축 시의 유연성(압축 유연성)이 우수하고, 지수 밀봉재로서 이용했을 때에, 그 반발 응력에 의해서 피밀봉 부분이 변형되지 않기 때문에, 우수한 지수성을 갖는다.
또한, 본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트에서는, 발포성 수지 조성물에 전리성 방사선을 조사하여 발포성 수지 조성물을 가교시키고 있기 때문에, 발포성 수지 조성물을 전체적으로 균일하게 가교시킬 수 있다. 또한, 발포성 수지 조성물에 조사하는 전리성 방사선의 조사량을 미조정함으로써, 발포성 수지 조성물의 표면의 평활성을 유지하면서 가교도의 조정을 행할 수 있어, 가교 후의 발포성 수지 조성물의 표면을 평활하게 할 수 있다.
그리고, 균일하게 가교된 발포성 수지 조성물은 전체적으로 균일하게 발포시킬 수 있고, 따라서, 본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트는 우수한 두께 정밀도를 갖고, 즉, 독립 기포 발포 고무 시트는 두께 불균일이 매우 작고, 지수성이 우수하다.
상기 독립 기포 발포 고무 시트를 구성하는 발포성 수지 조성물에 액상 고무계 수지를 함유시키면, 상기 액상 고무계 수지에 의해 발포성 수지 조성물의 혼련 부하를 감소시킬 수 있기 때문에, 발포성 수지 조성물 중에 분체상 첨가제를 함유시키더라도, 발포성 수지 조성물의 혼련 부하가 높아지지 않아, 독립 기포 발포 고무 시트의 생산성이 높다.
또한, 상기 독립 기포 발포 고무 시트를 구성하는 발포성 수지 조성물에 액상 고무계 수지 및 소정량의 분체상 첨가제를 함유시키면, 액상 고무계 수지가 분산제의 작용을 발휘하여 분체상 첨가제를 고무계 수지 중에 균일하게 분산시킴과 동시에, 액상 고무계 수지가 분체상 첨가제를 피복하기 때문에, 독립 기포 발포 고무 시트의 표면에 분체상 첨가제가 나타나지 않아, 얻어지는 독립 기포 발포 고무 시트는 그 표면에 분체상 첨가제가 나타나 밀봉성이 저하되어, 지수성이 저하하는 현상을 억제할 수 있다.
또한, 상기 독립 기포 발포 고무 시트를 구성하는 발포성 수지 조성물에 액상 고무계 수지로서 액상 아크릴로니트릴계 고무를 함유시킨 경우, 얻어지는 독립 기포 발포 고무 시트는 밀봉성, 압축 유연성, 내구성 및 내유성이 보다 우수한 것으로 된다. 따라서, 상기 독립 기포 발포 고무 시트는 그의 우수한 밀착성 및 압축 유연성에 의해서 밀봉성이 보다 우수한 것이 되고, 또한 그의 내구성에 의해 장기간에 걸쳐 사용하더라도 반발 응력이 저하되어 밀봉성이 저하되기 어려움과 동시에, 그의 우수한 내유성에 의해 열화되기 어렵기 때문에, 장기간에 걸쳐 우수한 지수성을 발휘한다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
이하에 실시예를 들어 본 발명의 양태를 더욱 자세히 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1 내지 13, 비교예 2)
아크릴로니트릴-부타디엔 고무(NBR, 니혼제온사 제조의 상품명 「니폴 DN401」, 밀도: 0.94 g/cm3), 액상 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(액상 NBR, 니혼제온사 제조의 상품명 「니폴 DN601」, 액상 NBR, 밀도: 0.98 g/cm3), 아조디카르본아미드(오츠카 가가꾸사 제조의 상품명 「SO-L」, 분해 온도: 197℃), 분체상 페놀계 산화 방지제(시바 스페셜티 케미컬즈사 제조의 상품명 「이르가녹스 1010」),분체상 난연제(알베말사 제조의 상품명 「세이텍스 8010」) 및 분체상 카본 블랙(아사히카본사 제조의 상품명 「아사히#70」)을 표 1 내지 4에 나타낸 소정량씩 함유하는 발포성 수지 조성물을 가압 압출기에 의해 혼련하였다. 또한, 표 1 내지 4에 있어서, 첨가하지 않은 경우에는 「-」로 표기하였다.
또한, 상기 액상 아크릴로니트릴-부타디엔 고무는 23℃, 1.01×105 Pa에서 액체상이다. 상기 분체상 페놀계 산화 방지제, 상기 분체상 난연제 및 상기 분체상 카본 블랙은 23℃, 1.01×105 Pa에서 분체상이다.
다음으로, 이 발포성 수지 조성물을 압출기에 공급하고 용융혼련한 후, 압출기로부터 용융 상태의 발포성 수지 조성물을 압출 속도 50 kg/시간으로 압출함으로써 두께가 1 mm인 발포성 시트를 제조하였다.
계속해서, 상기 발포성 시트의 양면에 가속 전압 500 keV에서 전리성 방사선을 1.5 Mrad 조사함으로써 발포성 시트를 가교하였다.
그리고, 상기 가교된 발포성 시트를 발포로 중에 공급하고, 240℃에서 가열함으로써 발포성 시트를 발포시켜, 표 1에 나타낸 외관 밀도, 독립 기포율 및 두께를 갖는 독립 기포 발포 고무 시트를 얻었다.
또한, 표 1 내지 4에 있어서 상기 배합물을 하기와 같이 표기하였다. 아크 릴로니트릴-부타디엔 고무는「NBR」이라고 표기하였다. 액상 아크릴로니트릴-부타디엔 고무는「액상 NBR」이라고 표기하였다. 분체상 페놀계 산화 방지제는 단순히「산화 방지제」라고 표기하였다. 분체상 난연제는 단순히「난연제」라고 표기하였다. 분체상 카본 블랙은 단순히「카본 블랙」이라고 표기하였다.
(비교예 1)
실시예 3에서 이용한 발포성 수지 조성물에, 가교제인 디쿠밀퍼옥시드(닛본 유시사 제조의 상품명 「퍼쿠밀 D40」, 1분간 반감기 온도: 175.2℃)를 1.0 중량부배합한 발포성 수지 조성물을 준비하고, 이 발포성 수지 조성물을 가압 혼련기에 의해 혼련하였다.
다음으로, 이 발포성 수지 조성물을 압출기에 공급하여 용융혼련한 후, 압출기로부터 용융 상태의 발포성 수지 조성물을 압출 속도 50 kg/h의 조건으로 압출함으로써 발포성 시트를 제조하고, 얻어진 발포성 시트를 130℃의 가열로 내에 공급하여 5분간 가열함으로써 발포성 시트를 가교하였다.
그리고, 상기 가교된 발포성 시트를 발포로 내에 공급하고, 240℃에서 가열함으로써, 발포성 시트를 발포시켜, 외관 밀도 39 kg/m3, 독립 기포율 88％, 두께 3.0 mm의 독립 기포 발포 고무 시트를 얻었다.
다음으로, 상기 발포성 수지 조성물의 혼련 부하, 및 상기 독립 기포 발포 고무 시트의 초기 박리 강도 및 지수성에 대해서 하기의 요령으로 평가하고, 그 결과를 표 1 내지 4에 나타내었다.
(혼련 부하)
상술한 독립 기포 발포 고무 시트의 제조 공정에서, 발포성 수지 조성물을 압출기 내에서 용융혼련시켰을 때의 압출기의 메인모터 전류치(A)의 최대치를 측정하였다.
(초기 박리 강도)
제작한 직후의 독립 기포 발포 고무 시트를 폭 25 mm×길이 12.5 mm로 잘라내고, 이 독립 기포 발포 고무 시트의 양면에 폭 25 mm×길이 100 mm의 아크릴 수지판을 중첩하여 적층체를 제작하고, 이 적층체를 수평면 상에 실은 뒤에 적층체의 상면 중앙부 상에 500 g의 방추를 실어 적층체의 두께 방향으로 15분간 가압함으로써, 독립 기포 발포 고무 시트의 양면의 각각에 아크릴 수지판이 적층일체화되어 이루어지는 시험체를 제작하였다.
그리고, 제작한 직후의 시험체를 JIS K6850에 준거하여, 인장 속도 50 mm/분의 속도로 박리시켰을 때의 박리 강도(kPa)를 측정하였다. 또한, 상기 시험체를 박리시켰을 때의 박리 형태는 모두 계면 박리였다.
(피밀봉면에 밀착한 밀봉재의 증류수에 대한 지수성)
우선, 얻어진 독립 기포 발포 고무 시트를 외경 100 mm, 내경 80 mm의 원환상(두께: 3.0 mm)으로 잘라내어 시험편을 제작하였다. 다음으로, 이 시험편을 평판상의 아크릴 수지판의 중심부에 싣고, 이 시험편 상에, 중심부에 관통 구멍이 관통 형성되어 이루어지는 평판상의 아크릴 수지판을, 그 관통 구멍이 시험편의 원의 중심 상에 오도록 실어 적층체를 제작하고, 이 적층체를 시험편의 두께 방향으로 압축함으로써, 2매의 아크릴 수지판의 대향면 사이의 거리가 2.55 mm(시험편 압축율: 15％)의 시험체를 얻었다.
계속해서, 상기 시험체의 관통 구멍으로부터, 2매의 아크릴 수지판의 대향면과 시험편으로 둘러싸인 공간에 증류수를 공급하여, 이 공간을 증류수로 채웠다. 이렇게 한 후, 상기 시험체의 관통 구멍으로부터 15 kPa의 압력을 인가하여, 압력을 인가하기 시작하고 나서 증류수가 누출되기까지의 시간(지수 시간(분))을 측정하였다. 또한, 지수 시간이 120분을 초과한 것에 대해서는, 표 1에 「누수 없음」이라고 표기하였다.
(피밀봉면에 밀착한 밀봉재의 계면활성제 수용액에 대한 지수성)
증류수에 대한 지수성의 성능 평가에 이용한 시험체와 동일 형상의 시험체를 제작하였다. 시험체의 관통 구멍으로부터, 2매의 아크릴 수지판의 대향면과 시험편으로 둘러싸인 공간에 계면활성제 수용액(가부시끼가이샤 프로스태프사 제조, 카샴푸「S-01」)를 공급하여, 이 공간을 계면활성제 수용액으로 채웠다. 이렇게 한 후, 상기 시험체의 관통 구멍으로부터 1 kPa의 압력을 인가하고, 압력을 인가하기 시작하고 나서 계면활성제 수용액이 누출되기까지의 시간(지수 시간(분))을 측정하였다. 또한, 1시간 이내에 계면활성제 수용액이 누출된 경우를 불가(bad), 1시간을 초과하고 또한 6시간 이내에 계면활성제 수용액이 누출된 경우를 양호(good), 6시간을 넘어도 계면활성제 수용액이 누출이 없었던 경우를 우수(very good)라고 평가하였다.
본 발명의 독립 기포 발포 고무 시트는 장기간의 사용에 의해서도 밀봉성이 저하되기 어려워, 지수 밀봉재로서 바람직하게 사용할 수 있다.
Claims (8)
- 고무계 수지를 함유하는 독립 기포 발포 고무 시트로서, 이 독립 기포 발포 고무 시트는 상기 고무계 수지 및 발포제를 함유하는 발포성 수지 조성물에 전리성 방사선에 의한 가교 처리를 실시한 후, 발포 처리를 실시함으로써 얻어진 것이며, 상기 고무계 수지가 상온에서 액상인 고무계 수지 0.5 내지 55 중량％를 함유하고 있음과 동시에, 상기 발포제 이외의 분체상 첨가제를 상기 고무계 수지 100 중량부에 대하여 150 중량부 이하 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 독립 기포 발포 고무 시트.
- 제1항에 있어서, 발포제 이외의 분체상 첨가제를 고무계 수지 100 중량부에 대하여 0.5 내지 150 중량부 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 독립 기포 발포 고무 시트.
- 제1항에 있어서, 발포제 이외의 분체상 첨가제를 고무계 수지 100 중량부에 대하여 1 내지 150 중량부 함유하고 있는 것을 특징으로 하는 독립 기포 발포 고무 시트.
- 제1항에 있어서, 상온에서 액상인 고무계 수지가 액상 아크릴로니트릴계 고무인 것을 특징으로 하는 독립 기포 발포 고무 시트.
- 제4항에 있어서, 액상 아크릴로니트릴계 고무가 액상 아크릴로니트릴-부타디엔 고무인 것을 특징으로 하는 독립 기포 발포 고무 시트.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 독립 기포율이 80 내지 100％인 것을 특징으로 하는 독립 기포 발포 고무 시트.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 초기 박리 강도가 20 kPa 이상인 것을 특징으로 하는 독립 기포 발포 고무 시트.
- 상온에서 액상인 고무계 수지를 0.5 내지 55 중량％ 함유하는 고무계 수지 100 중량부와 발포제와 이 발포제 이외의 분체상 첨가제 150 중량부 이하를 함유하여 이루어지는 발포성 수지 조성물로 이루어지는 발포성 시트에 전리성 방사선을 조사하여 상기 발포성 시트를 가교한 후, 상기 발포성 시트를 발포시키는 것을 특징으로 하는 독립 기포 발포 고무 시트의 제조 방법.
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