JP4615112B2

JP4615112B2 - ゴム系発泡体

Info

Publication number: JP4615112B2
Application number: JP2000340418A
Authority: JP
Inventors: 豊栗生
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2000-11-08
Publication date: 2011-01-19
Anticipated expiration: 2020-11-08
Also published as: JP2002146072A

Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、柔軟でかつ低圧縮にても止水性に優れる低密度のＥＰＤＭ系発泡体であり、シール用途等に好適なゴム系発泡体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、各種のＥＰＤＭ系加硫発泡体が知られており、その優れたクッション性や圧縮性等に基づいて止水等の各種シール材として多用されている。その止水用途では曲げ部の形成性等の点より柔軟性に優れることが有利である。しかしながら従来の発泡体では軟化剤を多用して柔軟性を向上させた場合、圧縮応力の低下で止水性能が低下する問題点があった。
【０００３】
【発明の技術的課題】
本発明は、作業に有利な柔軟性をもたせつつ止水性能にも優れる低密度なＥＰＤＭ系発泡体を形成できるゴム系加硫発泡組成物の開発を課題とする。
【０００４】
【課題の解決手段】
本発明のゴム系発泡体は、ＥＰＤＭ、加硫剤、発泡剤及びＥＰＤＭ１００重量部あたり１０〜３５重量部の、ロウ状のエチレン・プロピレン系共重合体からなる軟化剤を少なくとも成分とする混和物からなるゴム系加硫発泡組成物にて形成した密度０．２００ｇ／ｃｍ^３以下の加硫発泡体からなることを特徴としている。
また、本発明のゴム系発泡体では、止水用シール材として用いられ、５０〜６０％の圧縮状態で漏水を生じないことが好適である。
【０００５】
【発明の効果】
本発明によれば、軟化剤にて軟化させたことにより気泡サイズの細かい低密度発泡を可能としつつＥＰＤＭ系発泡体のゴム物性によるクッション性や圧縮性等の性能を保持して作業に有利な柔軟性をもたせることができ、かつ発泡体に良好な取扱性を維持した微粘着性をもたせてその微粘着力を介し被シール材に圧着でき、その圧着にて被シール材とシール材の界面が良密着して高度の止水性能を示し、５０〜６０％程度の低い圧縮状態にても高度なシール性能を示すＥＰＤＭ系発泡体を得ることができる。
【０００６】
【発明の実施形態】
本発明によるゴム系加硫発泡組成物は、ＥＰＤＭ、加硫剤、発泡剤及びＥＰＤＭ１００重量部あたり１０〜３５重量部の軟化剤を少なくとも成分とする混和物からなる。そのＥＰＤＭとしては、適宜なエチレン・プロピレン・ジエンゴムの１種又は２種以上を用いることができ、その種類について特に限定はない。ゴム物性による圧縮性等の性能の調節性や混和性等の点よりはムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１００℃）が５〜３０、就中８〜２５のＥＰＤＭが好ましく用いうる。
【０００７】
加硫剤についても適宜なものを１種又は２種以上用いることができ、特に限定はない。ちなみにその例としては、硫黄や硫黄化合物類、セレンや酸化マグネシウム、一酸化鉛や酸化亜鉛、有機過酸化物類やポリアミン類、Ｐ−キノンジオキシムやＰ，Ｐ'-ジベンゾイルキノンジオキシムの如きオキシム類やＰ−ジニトロソベンジンの如きニトロソ化合物類、アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド縮合物の如き樹脂類や安息香酸アンモニウムの如きアンモニウム塩類などがあげられる。
【０００８】
得られる発泡体の加硫性や発泡性による耐久性等の物性などの点よりは、硫黄や硫黄化合物類、特に硫黄が好ましく用いうる。加硫剤の使用量は、その種類に基づく加硫効率などに応じて適宜に決定することができる。ちなみに硫黄系の場合、ＥＰＤＭ１００重量部あたり通例０．１〜１０重量部、就中０．５〜５重量部が用いられる。
【０００９】
また発泡剤としても適宜なものを１種又は２種以上用いることができ、特に限定はない。ちなみにその例としては、炭酸アンモニウムや炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウムや亜硝酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウムやアジド類などの無機系発泡剤があげられる。またトリクロロモノフルオロメタンやジクロロモノフルオロメタンの如きフッ化アルカン、アゾビスイソブチロニトリルやアゾジカルボン酸アミド（ＡＤＣＡ）、バリウムアゾジカルボキシレートの如きアゾ系化合物等の有機系発泡剤もあげられる。
【００１０】
さらにパラトルエンスルホニルヒドラジドやジフェニルスルホン−３，３'−ジ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）、アリルビス（スルホニルヒドラジド）の如きヒドラジン系化合物、ρ−トルイレンスルホニルセミカルバジドや４，４'−オキシビス（ベンゼンスルホニルセミカルバジド）の如きセミカルバジド系化合物、５−モルホリル−１，２，３，４−チアトリアゾールの如きトリアゾール系化合物、Ｎ，Ｎ'−ジニトロソペンタメチレンテトラミンやＮ，Ｎ'−ジメチル−Ｎ，Ｎ'−ジニトロソテレフタルアミドの如きＮ−ニトロソ系化合物などの有機発泡剤もあげられる。
【００１１】
就中、無害性などの点よりＡＤＣＡが好ましく用いうる。用いる発泡剤は、加熱膨脹性の物質がマイクロカプセル内に封入された熱膨脹性微粒子などであってもよい。その熱膨脹性微粒子にはマイクロスフェア（商品名、松本油脂社製）などの市販物もある。発泡剤の使用量は、目的とする発泡体の物性などに応じて適宜に決定することができる。一般には、ＥＰＤＭ１００重量部あたり０．１〜１００重量部、就中０．５〜５０重量部、特に１〜３０重量部の発泡剤が用いられる。
【００１２】
軟化剤としては、粘着性を有するロウ状のエチレン・プロピレン系共重合体が、混和性などの点より、用いられる。斯かる軟化剤の配合量は、ＥＰＤＭ１００重量部あたり１０〜３５重量部とされる。その配合量が１０重量部未満では粘着性の付与力に乏しくて低圧縮状態での止水性能が低下し、３５重量部を超えると混和物の粘度低下で発泡の気泡サイズが大きくなり発泡密度の低い発泡体の形成が困難となる。
【００１３】
混和物の調製は、少なくともＥＰＤＭ、加硫剤、発泡剤及び前記の軟化剤からなる配合成分を、例えばニーダやミキシングロール等の混練機を介して混合する方式などの適宜な方式で混合することにより行うことができる。その際、加硫が進行する程度に温度上昇する混合方式は好ましくない。混和物の調製に際しては粘度や加硫性の調節、得られる発泡体の強度等の物性の調節などを目的に従来に準じた適宜な配合剤を必要に応じて添加することができる。
【００１４】
ちなみに加硫の促進を目的に例えばグアニジン類やチアゾール類、スルフェンアミド類やチューラム類、ジチオカルバミン酸類やキサントゲン酸類、アルデヒドアンモニア類やアルデヒドアミン類、チオウレア類などからなる１種又は２種以上の加硫促進剤、さらには加硫促進助剤を配合することができる。加硫促進剤の使用量は、ＥＰＤＭ１００重量部あたり０．１〜１０重量部が適当であるが、これに限定されない。
【００１５】
また前記の加硫促進剤とは反対に、成形加工性の調節等を目的に加硫を遅らせうる例えば無水フタル酸や安息香酸やサリチル酸の如き有機酸、Ｎ−ニトロソ−ジフェニルアミンやＮ−ニトロソ−フェニル−β−ナフチルアミンの如きアミン類などからなる１種又は２種以上の加硫遅延剤を配合することもできる。
【００１６】
さらに混和物には尿素系やサリチル酸系や安息香酸系等の発泡助剤、タルクやクレー、炭酸カルシウムや雲母粉、亜鉛華やベントナイト、カーボンブラックやシリカ、アルミナやアルミニウムシリケート、アセチレンブラックやアルミニウム粉の如き充填剤、パラフィン類や石油系オイル類の如き加工油、ステアリン酸やそのエステル類の如き滑剤、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムの如き無機系難燃剤ないし有機系難燃剤、その他、老化防止剤や酸化防止剤、顔料や着色剤、防カビ剤などの適宜な配合剤の１種又は２種以上を必要に応じて添加することができる。
【００１７】
加えて前記した亜鉛華は安定剤として、カーボンブラックは補強剤などとしても有用で、従って各種の安定剤や補強剤も配合しうる成分の例としてあげられる。なお前記した加工油や滑剤は、軟化剤として機能することもあることよりその配合量は、上記した粘着性ポリマーからなる軟化剤による特性を維持する点よりそれら軟化作用を示す薬剤の合計量に基づいてＥＰＤＭ１００重量部あたり１５０重量部以下、就中１００重量部以下、特に８０重量部以下とすることが好ましい。
【００１８】
またさらに混和物には、得られる発泡体の強度等の物性の調節を目的に非ゴム系ポリマーやＥＰＤＭ以外のゴム系ポリマーの１種又は２種以上を必要に応じ配合することもできる。その非ゴム系ポリマーやゴム系ポリマーについては適宜なものを用いることができ、特に限定はない。ちなみに前記非ゴム系ポリマーの例としては、ポリ（メタ）アクリル酸アルキルエステルの如きアクリル系ポリマーやウレタン系ポリマー、ポリエチレンやポリプロピレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体やポリ酢酸ビニル、ポリアミドやポリエステル、スチレン系ポリマーやシリコーン系ポリマー、エポキシ系樹脂などがあげられる。その使用量は、発泡体のゴム的性質を維持する点などよりＥＰＤＭの５０重量％以下、就中３０重量％以下、特に１５重量％以下が好ましい。
【００１９】
一方、前記したＥＰＤＭ以外のゴム系ポリマーの例としては、ブテン−１の如きα−オレフィン・ジシクロペンタジエンやエチリデンノルボルネンの如き非共役二重結合を有する環状又は非環状のポリエンを成分とするゴム系共重合体やエチレン・プロピレンゴム、エチレン・プロピレンターポリマーやシリコーンゴム、ポリウレタン系ゴムやポリアミド系ゴム、天然ゴムやポリイソブチレン、ポリイソプレンやクロロプレンゴム、ブチルゴムやニトリルブチルゴム、スチレン・ブタジエンゴムやスチレン・ブタジエン・スチレンゴム、スチレン・イソプレン・スチレンゴムやスチレン・エチレン・ブタジエンゴム、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレンゴムやスチレン・イソプレン・プロピレン・スチレンゴム、アクリルゴムなどがあげられる。ＥＰＤＭ以外のゴム系ポリマーの配合量は、前記非ゴム系ポリマーの場合に準じうる。
【００２０】
ゴム系発泡体の形成は、上記した混和物を加熱して加硫発泡処理することにより行いうる。その形成に際しては必要に応じ混和物を例えばシート等の所定の形態に成形してその成形体を加熱処理して加硫発泡体とすることもできる。その場合、成形体は適宜な方式にて任意な形態に成形したものであってよく、その形態について特に限定はない。従って加硫発泡処理の対象物は、混和物を例えばミキシングロールやカレンダーロールや押出成形等による適宜な方式でシート状やその他の形態に成形したものであってもよいし、所定の型を介して射出成形やプレス成形等による適宜な方式で凹凸等を有する所定の形態に成形したものなどであってもよい。
【００２１】
前記において凹凸形状を有する発泡体の形成では、未加硫シートを凹凸を有する型の上に配置して加熱しその型の凹凸に前記未加硫シートを形成する混和物を流動侵入させて加硫発泡処理する方式なども採ることができる。かかる方式は、ヒダ構造を有する複雑で深い凹凸構造を有する型の場合にもその凹凸形状を精度よく形成できる利点などを有している。よって成形体の寸法は任意であり、目的とする加硫発泡体の形態などに応じて適宜に決定することができる。シート等の場合、その厚さは１００mm以下、就中１μm〜８０mm、特に１０μm〜５０mmが一般的である。
【００２２】
上記した加硫発泡処理は、用いた加硫剤や発泡剤などによる加硫開始温度や発泡温度などにより従来に準じた適宜な条件で行うことができる。一般的な加硫発泡温度は、４５０℃以下、就中１００〜３５０℃、特に１２０〜３００℃である。かかる加硫発泡処理で通例、混和物が軟化して発泡剤が膨脹し発泡構造を形成しつつ加硫が進行して目的の加硫発泡体が形成される。
【００２３】
前記において発泡処理と加硫処理は、異なる温度条件で行うこともでき、適宜な処理条件を採ることができる。また加硫発泡処理は、発泡倍率の調節などを目的に加圧下に行うこともできる。その加圧条件は、従来に準じることができる。形成する加硫発泡体の発泡倍率（発泡前後の密度比）は、使用目的などに応じて適宜に決定されるが一般には１．１〜２５倍、就中１．５倍以上、特に５〜２０倍とされる。
【００２４】
シール材、就中、止水用途のシール材などとして好ましく用いうるゴム系発泡体は、発泡の気泡サイズが１〜１．５mm程度で密度が０．２００ｇ／cm³以下、就中０．１０〜０．１５ｇ／cm³となるように加硫発泡処理したものである。なお密度は、前記した発泡倍率等にて調節でき、その発泡倍率は上記した発泡剤の配合量や加硫発泡の処理時間や温度などにより制御することができる。発泡倍率の調節等にて得られる加硫発泡体の独立や連続、それらの混在等の発泡構造を制御することもできる。
【００２５】
本発明によるゴム系加硫発泡組成物ないしそれを用いたゴム系発泡体は、例えば気密や防水等の各種目的のシール材、クッション材やパッド材、断熱材、防音や制振等の振動低減材などとして、家電等の室内用品や自動車等の屋外用品、住宅等の建築物などの各種の分野において従来に準じた種々の用途に好ましく用いうる。就中、柔軟性による作業性ないし施工性と圧着性による低圧縮状態でのシール性能に優れることより漏水防止等を目的とした止水用シール材として好ましく用いうる。
【００２６】
【実施例】
実施例１
ムーニー粘度が２１のＥＰＤＭ１００部（重量部、以下同じ）、粘着性ポリマー（宇部レキセン社製、ＵＴ３５３５：エチレン・プロピレン共重合体からなる粘着性を有する非晶質ポリマーで、１９０℃での溶融粘度が１５００cpsのもの、以下同じ）１０部、炭酸カルシウム１３０部、加工油（出光興産社製、ＰＷ３８０）３０部、ＳＦＲカーボン１０部、亜鉛華５部及び粉末ステアリン酸３部をバンバリーミキサーにて１３０〜１４０℃で１２分間混練し、その混練物に微粉硫黄１．５部、加硫促進剤３．５部（大内新興化学社製、ノクセラーＥＺ：２部、ノクセラーＭ：１．５部）、ＡＤＣＡ１５部、尿素系発泡助剤１０部を加えミキシングロールにてさらに混練して混和物を得、それを押出し機で成形して厚さ５mmの未加硫未発泡シートを得、それを１６０℃の乾燥機中で３０分間加熱して加硫発泡処理し、連続気泡と独立気泡が混在した発泡シートを得、その表面のスキン層をスライスして、発泡の気泡サイズが１〜１．５mmで密度が０．１１ｇ／cm^３のゴム系加硫発泡体を得た。
【００２７】
実施例２
粘着性ポリマーの配合量を２０部とし、炭酸カルシウムの配合量を１８０部としたほかは実施例１に準じて発泡の気泡サイズが１〜１．５mmで密度が０．１１ｇ／cm^３のゴム系加硫発泡体を得た。
【００２８】
実施例３
粘着性ポリマーの配合量を３０部とし、炭酸カルシウムの配合量を１８０部としたほかは実施例１に準じて発泡の気泡サイズが１〜１．５mmで密度が０．１２ｇ／cm^３のゴム系加硫発泡体を得た。
【００２９】
比較例１
粘着性ポリマーを配合しないほかは実施例１に準じて発泡の気泡サイズが１〜１．５mmで密度が０．１０ｇ／cm^３のゴム系加硫発泡体を得た。
【００３０】
比較例２
粘着性ポリマーの配合量を５部としたほかは実施例１に準じて発泡の気泡サイズが１〜１．５mmで密度が０．１０ｇ／cm^３のゴム系加硫発泡体を得た。
【００３１】
比較例３
粘着性ポリマーの配合量を４０部としたほかは実施例１に準じて発泡の気泡サイズが１．５〜２．０mmで密度が０．２３ｇ／cm^３のゴム系加硫発泡体を得た。
【００３２】
比較例４
粘着性ポリマーの配合量を５０部としたほかは実施例１に準じて発泡の気泡サイズが１．５〜２．０mmで密度が０．２８ｇ／cm^３のゴム系加硫発泡体を得た。
【００３３】
評価試験
実施例１〜３、比較例１、２で得たゴム系加硫発泡体をＵ字防水試験に供して止水性能を評価した。これは実施例１〜３、比較例１、２で得たゴム系加硫発泡体がその気泡サイズや密度、柔軟性がほぼ均等で外観的には同程度のシール性能を示すと判断されることによる。なお比較例３、４で得たものは混和物の粘度が低くて発泡の気泡サイズが大きくなり、密度も高くて他の例のものよりも品質に劣るため試験には供さなかった。
【００３４】
前記のＵ字防水試験では、厚さ１０mmのゴム系加硫発泡体より幅１０mmのＵ字形の試料を打ち抜き形成し、それをアクリル板間にスペーサを介し所定の圧縮率となるように固定したのち試料のＵ字部に水頭高さが５０mmとなるように水を注入して２４時間以内に漏水するか否かを目視観察し、漏水を生じない最低圧縮率を調べた。この圧縮率が低いほど止水性能に優れることを意味する。
【００３５】
前記の結果を次表に示した。表より実施例３では５０％、実施例１、２では６０％の低い圧縮状態で漏水を防止できることがわかる。

Claims

ＥＰＤＭ、加硫剤、発泡剤及びＥＰＤＭ１００重量部あたり１０〜３５重量部の、ロウ状のエチレン・プロピレン系共重合体からなる軟化剤を少なくとも成分とする混和物からなるゴム系加硫発泡組成物にて形成した密度０．２００ｇ／ｃｍ^３以下の加硫発泡体からなることを特徴とするゴム系発泡体。
止水用シール材として用いられ、５０〜６０％の圧縮状態で漏水を生じないことを特徴とする、請求項１に記載のゴム系発泡体。