シール材、及びその製造方法
【課題】ゴム発泡体からなるシール材であって、止水性の低下を起こすこと無く、且つ破泡処理性が悪化しない低密度化されたシール材を提供する。
【解決手段】エチレンと炭素原子数が３個以上のα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体ゴムを含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物の加硫発泡体からなるシール材であって、前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、酸化カルシウムを７〜１５質量部、ステアリン酸を３〜５質量部、及びステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含むことを特徴とするシール材。
【解決手段】エチレンと炭素原子数が３個以上のα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体ゴムを含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物の加硫発泡体からなるシール材であって、前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、酸化カルシウムを７〜１５質量部、ステアリン酸を３〜５質量部、及びステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含むことを特徴とするシール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材間に介在させてシールを行うためのシール材に関し、特にエチレン−α−オレフィン−ジエン共重合系ゴム発泡体を用いたシール材であって、低密度で且つ止水性に優れたシール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建築物、車両及び電子機器などの構造物において、各部材間の隙間にシール材を充填することにより、止水、断熱、及び吸音などが行われている。例えば、住宅の屋根瓦面戸、サッシ周辺、シャッター周辺、外壁目地、金属屋根接合部等、自動車のウインドウダム、サンルーフ周辺、ドア周辺、カウルトップシール等、エアコンの室内機の背部や、自動販売機の扉部、冷蔵庫の背部等に広く用いられている。このようなシール材としては、合成樹脂やゴムの発泡体が用いられている。発泡体は、適度な反発力（圧縮応力）を有することから、少ない圧縮変形を与えるだけで、被シール材表面の凹凸に追従密着することができ、優れたシール性を達成することができる。
【０００３】
なかでも、優れた耐候性、耐熱性、シール性を有することから、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合ゴム等のゴム成分に、硫黄等の加硫剤、及びアゾジカルボン酸アミド等の発泡剤を配合したゴム組成物を加硫発泡させること得られるゴム発泡体がシール材として好適に用いられている（特許文献１）。ゴム発泡体において、気泡径が小さいほど且つ気泡密度が高いほど、発泡体に求められるシール性能（止水性、断熱性、及び吸音性など）が向上する。したがって、ゴム発泡体には、ステアリン酸などの気泡径制御剤を用いることにより、気泡制御が行われている。なお、目的は異なるが、特許文献１には、ゴム成分１００質量部に対して、ステアリン酸亜鉛が５質量部、ステアリン酸が１質量部配合されている実施例が開示されている。
【０００４】
このように発泡剤を用いたゴム発泡体は、主として独立気泡構造を有するため、寸法安定性や柔軟性が低く、十分なシール性を有していない場合があった。そこで、ゴム発泡体には、ロールクラッシュ、真空クラッシュなどの破泡処理により独立気泡を破泡させて、部分的に連続気泡構造を付与することが行われている（特許文献２）。
【０００５】
また、このようなゴム発泡体のシール材は、軽量化、柔軟性、及び低コスト化の観点から低密度化が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１３７６２号公報
【特許文献２】特開２００１−３１１０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ゴム発泡体は低密度化するために発泡剤を多く入れた場合、気泡径が大きくなり、止水性等のシール性能が低下したり、破泡処理の際に、ひび割れ、破断、又は変形を生じたり（本発明において、「破泡処理性が悪化する」ともいう）する問題点があった。このような問題点は、特許文献１に開示されたような配合では解決できない。
【０００８】
従って、本発明の目的は、ゴム発泡体からなるシール材であって、止水性の低下を起こすこと無く、且つ破泡処理性が悪化しない低密度化されたシール材を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、そのシール材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明者らは、ゴム組成物に発泡剤を多く添加した場合であっても、止水性が低下しないような添加剤の種類や配合量を種々検討した。その結果、特定の添加剤を所定の含有量で配合することで、低密度化されたゴム発泡体であっても、止水性に優れたシール材が得られることを見出した。
【００１１】
即ち、上記目的は、エチレンと炭素原子数が３個以上のα-オレフィンと非共役ジエンとの共重合体ゴムを含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物の加硫発泡体からなるシール材であって、前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、酸化カルシウムを７〜１５質量部、ステアリン酸を３〜５質量部、及びステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含むことを特徴とするシール材によって達成される。
【００１２】
上述の通り、ゴム発泡体からなるシール材を低密度化するため、発泡剤を多く配合すると、気泡径が大きくなるため止水性が低下することになる。その場合、気泡径制御剤としてステアリン酸、及びステアリン酸亜鉛を添加することで、気泡径を小さくし、止水性の低下を防止することができるが、加硫阻害が生じて圧縮硬度等の機械的強度が低下し、破泡処理性が著しく悪化することがある。一方、ゴム発泡体の機械的強度を向上するためには、加硫剤や加硫助剤等の添加剤の配合を検討することが考えられる。本発明においては、機械的強度を向上させるための添加剤として酸化カルシウムを選定し、上記気泡径制御剤との配合バランスを最適化することにより、ゴム発泡体の低密度化と、止水性の低下防止及び破泡処理性の悪化防止とを両立させることが可能となった。
【００１３】
本発明に係わるシール材の好ましい態様は以下の通りである。
（１）前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、ステアリン酸カルシウムを１〜３質量部含む。これにより、更に気泡径を小さくすることができ、より止水性に優れたシール材とすることができる。
（２）前記ゴム組成物の加硫発泡体が、更に、破泡処理されてなる。これにより独立気泡が破泡され、部分的に連続気泡構造が付与されたゴム発泡体となるため、寸法安定性及び柔軟性が向上され、止水性等のシール性能が向上したシール材とすることができる。
（３）前記共重合体ゴムを、前記ゴム成分の全量に対して、１５質量％以上含む。
（４）密度が、２０〜４０ｋｇ／ｍ３である。このような密度（質量／体積）であれば、十分に低密度化されたシール材であるといえる。本発明においては、上記範囲の低密度のシール材であっても、止水性に優れたシール材とすることができる。
（５）前記加硫剤が、硫黄を含む。
（６）前記発泡剤が、アゾジカルボンアミドである。
（７）前記共重合体ゴムが、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムである。
（８）前記破泡処理が、ロールクラッシュ法、真空クラッシュ法、ニードルパンチ法、及び平板挟圧法からなる群から選択される少なくとも１種の方法で行われている。
【００１４】
また、上記目的は、エチレンと炭素原子数が３個以上のα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体ゴムを含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物を加硫発泡する工程を含むシール材の製造方法であって、前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、酸化カルシウムを７〜１５質量部、ステアリン酸を３〜５質量部、及びステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含むことを特徴とするシール材の製造方法によって達成される。
【００１５】
本発明に係わるシール材の製造方法の好ましい態様は以下の通りである。
（１）前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、ステアリン酸カルシウムを１〜３質量部含む。
（２）前記ゴム組成物を加硫発泡する工程後、更に、破泡処理する工程を含む。
（３）前記共重合体ゴムを、前記ゴム成分の全量に対して、１５質量％以上含む。
（４）得られるシール材の密度が２０〜４０ｋｇ／ｍ３である。
（５）前記加硫剤が、硫黄を含む。
（６）前記発泡剤が、アゾジカルボンアミドである。
（７）前記共重合体ゴムが、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムである。
（８）前記破泡処理工程が、ロールクラッシュ法、真空クラッシュ法、及びニードルパンチ法からなる群から選択される少なくとも１種の方法を用いる工程である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、ゴム組成物の加硫発泡の際、酸化カルシウム、ステアリン酸、及びステアリン酸亜鉛を組合せて用い、その配合バランスを最適化することにより、ゴム発泡体の低密度化と、止水性の低下防止及び破泡処理性の悪化防止とを両立させることができる。これにより、軽量で柔軟性が高く、低コストで且つ、止水性等のシール性能に優れるシール材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】止水性評価に用いられるＵ字サンプルの斜視図を示す。
【図２】止水性評価によるＵ字試験法の概要を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のシール材は、エチレンと炭素原子数が３個以上のα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体ゴム（以下、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体ゴムともいう）を含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物を加硫発泡させることにより得られるものである。
【００１９】
そして、ゴム組成物が、更に上記ゴム成分１００質量部に対して、気泡径制御剤として、ステアリン酸を３〜５質量部、及びステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含み、且つ機械的強度を向上するための添加剤として、酸化カルシウムを７〜１５質量部含んでいる。
【００２０】
これにより、ゴム組成物に発泡剤を多く配合し、ゴム発泡体を低密度化した場合であっても、気泡径が小さく、且つ圧縮硬度等の機械的強度に優れ、止水性に優れたシール材が得られる。
【００２１】
また、後述の製造方法の説明において詳述するように、本発明において、上記ゴム組成物を加硫発泡させることにより得られるゴム発泡体は、主として独立気泡構造を有している。従って、本発明のシール材を、より寸法安定性及び柔軟性が高く、止水性等のシール性能が向上したシール材とするために、少なくとも一部の独立気泡を破泡させて連通化させ、部分的に連続気泡構造を付与する破泡処理がなされたものが好ましい。
【００２２】
破泡処理は、通常の方法を用いることができる。例えば、一対の回転ロール間でゴム発泡体を挟圧する方法（ロールクラッシュ法）、ゴム発泡体を真空下に設置して圧縮させる方法（真空クラッシュ法）、ニードルパンチなどを用いて無数の針でパンチングする方法（ニードルパンチ法）、及び一対の平板間でゴム発泡体を挟圧する方法（平板挟圧法）等を用いて行うことができる。確実に破泡処理が行えることから、ロールクラッシュ法が好ましく用いられる。ロールクラッシュ法は、具体的には、独立気泡構造を有するゴム発泡体を、一対の回転ロールにより厚さ方向に圧縮変形を加えることにより行われる。回転ロールの表面に無数の小さい針を設けるか、又は一対の回転ロールの前及び／又は後に無数の小さい針を設けたロール又はニードルパンチを配置することにより、気泡の連泡化を促進させることができる。
【００２３】
なお、本発明において、シール材の密度（質量／体積）は特に制限は無いが、好ましくは４０ｋｇ／ｍ３以下であり、更に好ましくは２０〜４０ｋｇ／ｍ３であり、特に２０〜３０ｋｇ／ｍ３である。このような密度であれば、十分に低密度化されたシール材ということができる。
【００２４】
以下に、本発明のシール材について、より詳細に説明する。
［気泡径制御剤］
本発明においては、気泡径制御剤として、ステアリン酸、及びステアリン酸亜鉛を使用する。ステアリン酸は、気泡径を小さくする効果が大きいが、得られるゴム発泡体の圧縮硬度等の機械的強度を低下させる作用が強い。また、ステアリン酸亜鉛は、ステアリン酸と比較して、気泡径を小さくする効果がやや劣るが、ゴム発泡体の機械的強度を低下させる作用が低い。これらの気泡径制御剤を組合せて、上記ゴム成分１００質量部に対して、それぞれ３〜５質量部配合することで、ゴム発泡体の機械的強度を大幅に低下させることなく、気泡径を十分小さくすることができる。それぞれ３質量部未満の場合は、ゴム発泡体の気泡径が大きくなり、止水性が低下し、５質量部を超えると加硫阻害が生じ、破泡処理性が悪化する。これらの気泡径制御剤は、上記ゴム成分１００質量部に対して、３．５〜４．５質量部が更に好ましい。
【００２５】
また、気泡径制御剤として、更にステアリン酸カルシウムを、上記ゴム成分１００質量部に対して、１〜３質量部配合することが好ましい。これにより、機械的強度は低下させずに、更に気泡径を小さくすることができる。ステアリン酸カルシウムは、圧縮硬度等の機械的強度にほとんど影響を及ぼさない。但し、ステアリン酸カルシウムが多過ぎるとゴム発泡体にピンホールが生じる場合があるので、配合量は上記範囲が好ましい。ステアリン酸カルシウムは、上記ゴム成分１００質量部に対して、１〜２質量部が更に好ましい。
【００２６】
［酸化カルシウム］
ゴム発泡体の圧縮硬度等の機械的強度を向上する手段として、加硫剤を増加することや加硫促進剤等の添加剤をゴム組成物に添加すること等が考えられる。本発明においては、上述の気泡径制御剤との関係で、最も効果的な添加剤として酸化カルシウムを選定した。ゴム組成物にける酸化カルシウムの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、７〜１５質量部である。酸化カルシウムの含有量が１５質量部を超えると、気泡径が著しく粗くなることで止水性が低下し、７質量部未満では、機械的強度が低下し破泡処理性が悪化する。より機械的強度を向上するため、酸化カルシウムは、上記ゴム成分１００質量部に対して、１０〜１５質量部が好ましい。
【００２７】
［ゴム成分］
ゴム成分は、上述の通り、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体ゴムを少なくとも含む。エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体ゴムは、エチレン、α−オレフィン、及び非共役ジエンの共重合体である。
【００２８】
α−オレフィンは、炭素原子数が３個以上、好ましくは３〜２０個のα−オレフィンである。具体的にはプロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン、１−エイコセンなどが挙げられ、特にプロピレンが好ましく用いられる。
【００２９】
非共役ジエンとしては、１，４−ヘキサジエン、１，６−オクタジエン、１，７−オクタジエン、１，８−ノナジエン、１，９−デカジエン、２−メチル−１，５−ヘキサジエン、６−メチル−１，５−ヘキサジエン、７−メチル−１，６−オクタジエン、シクロヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、メチルテトラヒドロインデン、５−ビニル−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−メチレン−２−ノルボルネンなどが挙げられる。特に、本発明の効果が良く得られることから、５−エチリデン−２−ノルボルネンが好ましい。
【００３０】
エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合ゴムは、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭともいう）であるのが好ましい。ＥＰＤＭにおける非共役ジエンの含有量は、２〜２０質量％、特に３〜１５質量％であるのが好ましい。このようなＥＰＤＭを使用することにより、ゴム発泡体の破泡処理性が悪化することを抑制することができる。
【００３１】
エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合ゴムは、ゴム成分の全量に対して、１５質量％以上、特に２０質量％以上含まれるのが好ましい。これにより、より小さい気泡径のゴム発泡体とすることができ、止水性等のシール性能に優れるシール材を得ることができる。
【００３２】
本発明においては、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合ゴムの他に副次的に他のゴム成分を用いても良い。他のゴム成分としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）の他、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、１，２−ポリブタジエン（ＲＢ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコンゴム等が上げられる。なかでも、ＥＰＭ、ＩＩＲが好ましい。
【００３３】
［加硫剤］
加硫剤としては、特に限定されるものでは無いが、硫黄や硫黄化合物類、亜鉛華（酸化亜鉛）、セレンや酸化マグネシウム、有機過酸化物類、ポリアミン類、オキシム類、ニトロソ化合物類等が挙げられる。これらを１種又は２種以上組合せて用いることができる。加硫剤は、得られるゴム発泡体の加硫発泡状態が良好な点から、硫黄を含むことが好ましい。
【００３４】
加硫剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１〜３０質量部、特に１．５〜２０質量部であるのが好ましい。
【００３５】
なお、本発明において、「加硫」は、硫黄による橋架けに限定さることなく、「架橋」と同義として用いられている。
【００３６】
［発泡剤］
発泡剤は、発泡のためのガス発生のために使用されるばかりでなく、ゴム成分の加硫調整の作用も有する。特に限定されるものではないが、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、アゾビスイソブチロニトリル、バリウムアゾジカルボキシレート等のアゾ系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）等のニトロソ系化合物、４、４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）等のヒドラジン系化合物、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の無機系化合物等が挙げられる。これらを１種又は２種以上組合せて用いることができる。特に、良好な発泡性、安全性、無毒性の点でＡＤＣＡが好ましい。
【００３７】
本発明において、発泡剤は、ゴム発泡体を低密度化するために通常よりも多く配合することが好ましい。例えば、ＡＤＣＡを発泡剤とする場合、ゴム成分１００質量部に対して、３０〜８０質量部、特に５０〜７０質量部であるのが好ましい。
【００３８】
［その他］
ゴム発泡体に用いられる混和物は、他の添加剤を目的に応じてさらに含んでいてもよい。例えば、加硫を促進させるために、チアゾール系、ジチオカルバミン酸塩系、チオウレア系、ジチオホスファイト系、チウラム系の加硫促進剤、酸化亜鉛（活性亜鉛華）などの加硫促進助剤などが用いられる。
【００３９】
パラフィンオイル、プロセスオイル、ブローアスファルト、ポリブテン、ロジン、ロジンエステルなどの樹脂軟化剤；炭酸カルシウムや炭酸マグネシウム、ケイ酸ないしその塩類やタルク、クレーや雲母粉、ベントナイト、カーボンブラックやシリカ、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム、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、セラミック、ガラス繊維、木粉、繊維くずなどの充填剤；老化防止剤や酸化防止剤、顔料や着色剤、防カビ剤などを用いることもできる。これらの添加剤を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。カーボンブラックは補強剤などとしても用いられる。
【００４０】
なかでも、機械的強度及び被シール面との接着性に優れるゴム発泡体が得られることから、樹脂軟化剤を用いるのが好ましい。樹脂軟化剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して好ましくは５０〜１００質量部である。
【００４１】
［シール材の製造方法］
本発明のシール材の製造方法は、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体ゴムを含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物を加硫発泡する工程を含む。
【００４２】
そして、ゴム組成物が、更に上記ゴム成分１００質量部に対して、気泡径制御剤として、ステアリン酸を３〜５質量部、及びステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含み、且つ機械的強度を向上するための添加剤として、酸化カルシウムを７〜１５質量部含んでいる。
【００４３】
これにより、ゴム組成物に発泡剤を多く配合し、ゴム発泡体を低密度化した場合であっても、気泡径が小さく、且つ圧縮硬度等の機械的強度に優れ、止水性に優れたシール材が得られる。
【００４４】
また、上記製造方法において、上述の通り、上記ゴム組成物が、更にステアリン酸カルシウムを、ゴム成分１００質量部に対して１〜３質量部含むことが好ましい。
【００４５】
更に、より寸法安定性及び柔軟性が高く、止水性等のシール性能が向上したシール材とするため、上記ゴム組成物を架橋発泡する工程の後、少なくとも一部の独立気泡を破泡させて連通化させ、部分的に連続気泡構造を付与する破泡処理工程を行うことが好ましい。
【００４６】
本発明のシール材の製造方法は、具体的には、例えば、以下のような工程で行うことが出来る。
【００４７】
まず、発泡剤、加硫促進剤、加硫剤、気泡制御剤（ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムを含む）及び酸化カルシウムを除く材料を配合し混練する。混練は、バンバリーミキサー、ニーダー、インターミックスなどの密閉式混合機を用いて行うことができる。混練は、８０〜１７０℃、特に９０〜１４０℃の温度で、２〜２０分間行うのが好ましい。その後、混練物に、発泡剤、加硫助剤、加硫剤、気泡径制御剤及び酸化カルシウムを追加し混練する。この混練は、４０〜９０℃、特に５０〜８０℃で、５〜３０分間行うのが好ましい。これにより得られた混練物は、カレンダー成形機、押出成形機などにより、シート状など所望の形状に成形する。
【００４８】
混練物は、所望の形状に成形した後、加硫装置内に導入し、１３０〜２７０℃、特に１４０〜２００℃で、１〜３０分間加熱することにより、加硫及び発泡させる（加硫発泡工程）。これにより独立気泡構造を有するゴム発泡体が得られる。加硫槽における加熱方法としては、熱空気加硫槽（ＨＡＶ）、ガラスビーズ流動床、マイクロ波加硫装置（ＵＨＦ）、スチーム等の加熱手段を用いることができる。なお、加硫及び発泡は、同時に行っても、異なる温度条件下で順次おこなってもよい。
【００４９】
加硫発泡工程において、独立気泡構造を有するゴム発泡体の発泡倍率（発泡前後の密度比）は、１０〜６０倍、特に２０〜５０倍に設定するのが好ましい。これにより低密度なゴム発泡体を得ることができる。本発明においては、低密度であっても、気泡径が小さく、且つ圧縮高度等の機械的強度に優れたゴム発泡体とすることができるので、この段階でも、低密度で止水性等のシール性能に優れたシール材とすることができる。
【００５０】
独立気泡構造を有するゴム発泡体における気泡の平均気泡径は、好ましくは４００〜２５００μｍ、更に好ましくは７００〜１０００μｍである。なお、前記平均気泡径は、ＡＳＴＭ Ｄ３５７６に準じて測定した値とする（光学顕微鏡による断面観察により求める）。
【００５１】
独立気泡構造を有するゴム発泡体における気泡（セル）数は、１０〜６０個／２５ｍｍ、特に２５〜３５個／２５ｍｍである。なお、気泡数は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７（１９９９）に規定される発泡体の２５ｍｍ当たりの気泡数である。
【００５２】
独立気泡構造を有するゴム発泡体は、２５℃、厚さ方向における８０％圧縮硬度が、好ましくは５．５〜２５ｋＰａであり、更に好ましくは６〜１０ｋＰａである。なお、８０％圧縮硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定された値とする。
【００５３】
また、独立気泡構造を有するゴム発泡体は、長手方向における伸長破断時の引張強度が、４０〜１００ｋＰａ、特に４０〜８０ｋＰａである。なお、引張強度は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７（Ａ法）に準拠して測定された値をいう。
【００５４】
本発明のシール材の製造方法においては、更に、破泡処理工程を行うことが好ましい。本発明の製造方法によれば、得られるゴム発泡体の機械的強度が優れているので、破泡処理性が良好であり、破泡処理の際に、ひび割れ、破断、又は変形を生じることがない。従って、破泡処理により、更に寸法安定性及び柔軟性が高く、止水性等のシール性能が向上したシール材を得ることができる。
【００５５】
破泡処理工程は、少なくとも一部の独立気泡を破泡させて連通化させることにより、ゴム発泡体に連続気泡構造を付与するために行われる。破泡処理は、通常の方法を用いて行われ、一対の回転ロール間でゴム発泡体を挟圧する方法（ロールクラッシュ法）、ゴム発泡体を真空下に設置して圧縮させる方法（真空クラッシュ法）、ニードルパンチなどを用いて無数の針でパンチングする方法）（ニードルパンチ法）、一対の平板間でゴム発泡体を挟圧する方法（平板挟圧法）等を用いて行うことができる。なかでも、確実に破泡処理が行えることから、ロールクラッシュ法が好ましく用いられる。
【００５６】
ロールクラッシュ法は、具体的には、独立気泡構造を有するゴム発泡体を、一対の回転ロールにより厚さ方向に圧縮変形を加えることにより行われる。回転ロールの表面に無数の小さい針を設けるか、又は一対の回転ロールの前及び／又は後に無数の小さい針を設けたロール又はニードルパンチを配置することにより、気泡の連泡化を促進させることができる。
【００５７】
この時、独立気泡構造を有するゴム発泡体は、その厚さが１／１０〜１／２、特に１／５〜１／２となるように圧縮されるのが好ましい。一対の回転ロールを複数用いて、ゴム発泡体の破泡処理を複数回行ってもよく、この時、一対の回転ロールのロール間距離が相互に異なっていてもよい。一対の回転ロールのそれぞれの直径は、５ｃｍ以上であるのが好ましい。また、回転ロールの回転速度は、３〜７０ｍ／分、特に２５〜５０ｍ／分とするのが好ましい。波泡処理の効率を向上させるために、一対の回転ロールのうちの少なくとも一方の回転速度を変えてもよい。
【００５８】
破泡処理により連続気泡構造が付与されたシール材の独立気泡率は、２０％以下、特に１〜１０％であり、高い連続気泡率を有することが好ましい。なお、独立気泡率は、ＡＳＴＭ Ｄ２８５６に規定される方法に準じて測定した値とする。
【００５９】
本発明の方法により得られるシール材の密度（質量／体積）は特に制限は無いが、好ましくは４０ｋｇ／ｍ３以下であり、更に好ましくは２０〜４０ｋｇ／ｍ３であり、特に２０〜３０ｋｇ／ｍ３である。このような範囲の密度であれば、十分に低密度化されたシール材ということができる。この密度は、破泡処理工程の有無に係わらないが、破泡処理後にこのような範囲の密度であることが好ましい。なお、密度は、ＪＩＳ Ｋ ７２２２に規定される方法に準じて測定された値とする。
【００６０】
本発明のシール材は、例えば、ウインドウダム等の車両；エアコン、洗濯機、冷蔵庫、自動販売機等電気設備；音響設備；外壁目地、サッシュ類、屋根材接合部等の建築；厨房機器、ユニットバス、給湯機等の住宅設備機器；構造物、道路や橋梁の目地、水路接合部等の土木などにおいて、各部材の隙間をシールするために用いられる。また、シール材は、防塵、断熱、防音、防振、緩衝、水密および気密などを目的とする、例えば、防塵材、断熱材、防音材、防振材、緩衝材、充填材などして用いることもできる。
【００６１】
シール材は、シート状の形状を有するのが好ましく、少なくとも片面に粘着剤や両面テープを付与し離型紙を貼り付けるなどの処理が行われていてもよい。シール材の厚さは、用途に応じて決定すればよいが、２０〜１００ｍｍであるのが好ましい。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明を実施例により説明する。
（実施例１〜７、比較例１〜１０）
表１及び２に示す配合において、発泡剤、加硫剤、加硫促進剤、気泡径制御剤（ステアリン酸及びステアリン酸亜鉛を含む）、及び酸化カルシウムを除いた配合物をニーダーにより、１３０℃で１０分間混練した。次に、表面温度を２５℃まで冷ました混練物に、表１に示す配合組成の通りに、発泡剤、気泡径制御剤、加硫剤、及び加硫促進剤をさらに加え、ニーダーにより、９０℃で７分間混練した。そして、得られた混練物を、ゴム用押出し機によりシート状に成形し、これを加熱炉に入れて、１７０℃で６０分間加硫発泡し、独立気泡構造を有するゴム発泡体を得た。
【００６３】
次に、独立気泡構造を有するゴム発泡体を、一対の回転ロール（直径１５ｃｍ、ロール回転速度１０ｍ／分、ロール間距離２０ｍｍ、）の間に連続的に供給し、厚さ方向に挟圧することにより破泡処理を行った。これにより、連続気泡構造を有するゴム発泡体からなるシール材を得た。
【００６４】
表１及び２における配合物の詳細については、下記の通りである。また、その他の一般的な成分についての詳細は省略する。
【００６５】
ＥＰＤＭ（エスプレン（登録商標）５０１Ａ、住友化学株式会社製、エチレン含有量５２質量％、ジエン（５−エチリデン−２−ノルボルネン）含有量４質量％）
ステアリン酸（Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯＨ、ステアリン酸５０Ｓ、新日本理化株式会社製）
ステアリン酸亜鉛（Ｚｎ（Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ）２、正同化学工業株式会社製）
ステアリン酸カルシウム（Ｃａ（Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ）２、正同化学工業株式会社製）
酸化カルシウム（ＣａＯ、近江化学工業株式会社製）
プロセスオイル（ダイアナ（登録商標）プロセスオイルＰＷ−３８０、出光興産株式会社製）
【００６６】
（評価方法）
（１）密度
密度は、破泡処理により得られたシール材について、ＪＩＳ Ｋ ７２２２の規定に準じ、１００×１００×１０ｍｍのサンプルを精確に切り出し、質量を測定することにより求めた。
（２）気泡径
気泡径は、光学顕微鏡により発泡体の断面を観察し、ＡＳＴＭ Ｄ３５７６に準じて測定した。
（３）引張強度
破泡処理前のゴム発泡体の引張強度（長手方向における伸長破断時）を、ＪＩＳ Ｋ ６７６７（Ａ法）に準拠し、引張強度試験機（オートグラフ、株式会社島津製作所製）を用いて測定した。結果を表１に示す。
（４）８０％圧縮硬度
破泡処理前のゴム発泡体の厚さ方向における８０％圧縮硬度を、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠し、硬度試験機（オートグラフ、株式会社島津製作所製）を用いて測定した。結果を表１に示す。
（５）破泡処理性
破泡処理前のゴム発泡体を連通過処理する際の容易性を評価した。結果を表１に示す。表１において、「○」、「△」、「×」はそれぞれ下記の状態を示す。
○：ひび割れ、裂け及び変形の発生が見られなかった。
△：小さなひび割れ、裂け及び変形の発生が見られた。
×：大きな割れ、裂け及び変形の発生が見られた。
（６）止水性
破泡処理後のシール材を、図１に示すように、厚さ（ａ）１０ｍｍ、幅（ｅ）１０ｍｍ、高さ（ｆ）１３０ｍｍ、両先端の間隔（ｇ）を４５ｍｍとしてＵ字状に打ち抜いてサンプルＳ１を得、これを図２に示すように２枚のアクリル板２、３にて厚さ方向に８０％圧縮し、Ｕ字内に１００ｍｍの高さ（ｈ２）まで水を入れ、水が漏れるまでの時間を測定した。評価は以下の通りである。
○：２４時間以上漏水が認められなかった。
△：１２〜２４時間に漏水が認められた。
×：１２時間未満で漏水が認められた。
【００６７】
（評価結果）
評価結果を表１及び２に示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
表１に示すように、比較例１の配合から発泡剤の配合量を増加し、より低密度化した比較例２の場合、気泡径を小さくするためにステアリン酸亜鉛を増加させただけでは、引っ張り強度や圧縮硬度が低下し、破泡処理性、止水性ともに不合格であった。これは加硫速度が遅くなり、気泡径が大きくなったことが影響したものと考えられる。
【００７１】
それに対し、酸化カルシウムを、ゴム成分１００質量部に対して、７．５〜１５質量部配合した実施例１〜３では、低密度化したにもかかわらず、気泡径を小さくするとともに、圧縮硬度等の低下を抑えることができ、破泡処理性、止水性とも合格であった。また、酸化カルシウムの配合量が多過ぎる比較例３では、圧縮硬度等は向上したが、気泡径が大きくなり、止水性が不合格であった。更に、ステアリン酸亜鉛の配合量が多過ぎる比較例４では気泡径は小さくなるが、破泡処理性が不合格になった。
【００７２】
一方、表２に示すように、ステアリン酸、及びステアリン酸亜鉛の配合量が、ゴム成分１００質量部に対して、いずれも３〜５質量部である実施例４〜７は、破泡処理性、止水性とも合格であった。それに対し、いずれかが３質量部未満である比較例５、６、８、９の場合は、気泡径が大きくなり、止水性が不合格となり、いずれかが５質量部を超える比較例７、１０の場合は、破泡処理性が不合格であった。
【００７３】
以上により、本発明の配合により初めて、破泡処理性の悪化や止水性の低下を起こすこと無く低密度化されたシール材が得られることが示された。
【符号の説明】
【００７４】
Ｓ１：Ｕ字サンプル
２、３：アクリル板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材間に介在させてシールを行うためのシール材に関し、特にエチレン−α−オレフィン−ジエン共重合系ゴム発泡体を用いたシール材であって、低密度で且つ止水性に優れたシール材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建築物、車両及び電子機器などの構造物において、各部材間の隙間にシール材を充填することにより、止水、断熱、及び吸音などが行われている。例えば、住宅の屋根瓦面戸、サッシ周辺、シャッター周辺、外壁目地、金属屋根接合部等、自動車のウインドウダム、サンルーフ周辺、ドア周辺、カウルトップシール等、エアコンの室内機の背部や、自動販売機の扉部、冷蔵庫の背部等に広く用いられている。このようなシール材としては、合成樹脂やゴムの発泡体が用いられている。発泡体は、適度な反発力（圧縮応力）を有することから、少ない圧縮変形を与えるだけで、被シール材表面の凹凸に追従密着することができ、優れたシール性を達成することができる。
【０００３】
なかでも、優れた耐候性、耐熱性、シール性を有することから、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合ゴム等のゴム成分に、硫黄等の加硫剤、及びアゾジカルボン酸アミド等の発泡剤を配合したゴム組成物を加硫発泡させること得られるゴム発泡体がシール材として好適に用いられている（特許文献１）。ゴム発泡体において、気泡径が小さいほど且つ気泡密度が高いほど、発泡体に求められるシール性能（止水性、断熱性、及び吸音性など）が向上する。したがって、ゴム発泡体には、ステアリン酸などの気泡径制御剤を用いることにより、気泡制御が行われている。なお、目的は異なるが、特許文献１には、ゴム成分１００質量部に対して、ステアリン酸亜鉛が５質量部、ステアリン酸が１質量部配合されている実施例が開示されている。
【０００４】
このように発泡剤を用いたゴム発泡体は、主として独立気泡構造を有するため、寸法安定性や柔軟性が低く、十分なシール性を有していない場合があった。そこで、ゴム発泡体には、ロールクラッシュ、真空クラッシュなどの破泡処理により独立気泡を破泡させて、部分的に連続気泡構造を付与することが行われている（特許文献２）。
【０００５】
また、このようなゴム発泡体のシール材は、軽量化、柔軟性、及び低コスト化の観点から低密度化が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１３７６２号公報
【特許文献２】特開２００１−３１１０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ゴム発泡体は低密度化するために発泡剤を多く入れた場合、気泡径が大きくなり、止水性等のシール性能が低下したり、破泡処理の際に、ひび割れ、破断、又は変形を生じたり（本発明において、「破泡処理性が悪化する」ともいう）する問題点があった。このような問題点は、特許文献１に開示されたような配合では解決できない。
【０００８】
従って、本発明の目的は、ゴム発泡体からなるシール材であって、止水性の低下を起こすこと無く、且つ破泡処理性が悪化しない低密度化されたシール材を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の目的は、そのシール材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明者らは、ゴム組成物に発泡剤を多く添加した場合であっても、止水性が低下しないような添加剤の種類や配合量を種々検討した。その結果、特定の添加剤を所定の含有量で配合することで、低密度化されたゴム発泡体であっても、止水性に優れたシール材が得られることを見出した。
【００１１】
即ち、上記目的は、エチレンと炭素原子数が３個以上のα-オレフィンと非共役ジエンとの共重合体ゴムを含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物の加硫発泡体からなるシール材であって、前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、酸化カルシウムを７〜１５質量部、ステアリン酸を３〜５質量部、及びステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含むことを特徴とするシール材によって達成される。
【００１２】
上述の通り、ゴム発泡体からなるシール材を低密度化するため、発泡剤を多く配合すると、気泡径が大きくなるため止水性が低下することになる。その場合、気泡径制御剤としてステアリン酸、及びステアリン酸亜鉛を添加することで、気泡径を小さくし、止水性の低下を防止することができるが、加硫阻害が生じて圧縮硬度等の機械的強度が低下し、破泡処理性が著しく悪化することがある。一方、ゴム発泡体の機械的強度を向上するためには、加硫剤や加硫助剤等の添加剤の配合を検討することが考えられる。本発明においては、機械的強度を向上させるための添加剤として酸化カルシウムを選定し、上記気泡径制御剤との配合バランスを最適化することにより、ゴム発泡体の低密度化と、止水性の低下防止及び破泡処理性の悪化防止とを両立させることが可能となった。
【００１３】
本発明に係わるシール材の好ましい態様は以下の通りである。
（１）前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、ステアリン酸カルシウムを１〜３質量部含む。これにより、更に気泡径を小さくすることができ、より止水性に優れたシール材とすることができる。
（２）前記ゴム組成物の加硫発泡体が、更に、破泡処理されてなる。これにより独立気泡が破泡され、部分的に連続気泡構造が付与されたゴム発泡体となるため、寸法安定性及び柔軟性が向上され、止水性等のシール性能が向上したシール材とすることができる。
（３）前記共重合体ゴムを、前記ゴム成分の全量に対して、１５質量％以上含む。
（４）密度が、２０〜４０ｋｇ／ｍ３である。このような密度（質量／体積）であれば、十分に低密度化されたシール材であるといえる。本発明においては、上記範囲の低密度のシール材であっても、止水性に優れたシール材とすることができる。
（５）前記加硫剤が、硫黄を含む。
（６）前記発泡剤が、アゾジカルボンアミドである。
（７）前記共重合体ゴムが、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムである。
（８）前記破泡処理が、ロールクラッシュ法、真空クラッシュ法、ニードルパンチ法、及び平板挟圧法からなる群から選択される少なくとも１種の方法で行われている。
【００１４】
また、上記目的は、エチレンと炭素原子数が３個以上のα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体ゴムを含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物を加硫発泡する工程を含むシール材の製造方法であって、前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、酸化カルシウムを７〜１５質量部、ステアリン酸を３〜５質量部、及びステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含むことを特徴とするシール材の製造方法によって達成される。
【００１５】
本発明に係わるシール材の製造方法の好ましい態様は以下の通りである。
（１）前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、ステアリン酸カルシウムを１〜３質量部含む。
（２）前記ゴム組成物を加硫発泡する工程後、更に、破泡処理する工程を含む。
（３）前記共重合体ゴムを、前記ゴム成分の全量に対して、１５質量％以上含む。
（４）得られるシール材の密度が２０〜４０ｋｇ／ｍ３である。
（５）前記加硫剤が、硫黄を含む。
（６）前記発泡剤が、アゾジカルボンアミドである。
（７）前記共重合体ゴムが、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴムである。
（８）前記破泡処理工程が、ロールクラッシュ法、真空クラッシュ法、及びニードルパンチ法からなる群から選択される少なくとも１種の方法を用いる工程である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明においては、ゴム組成物の加硫発泡の際、酸化カルシウム、ステアリン酸、及びステアリン酸亜鉛を組合せて用い、その配合バランスを最適化することにより、ゴム発泡体の低密度化と、止水性の低下防止及び破泡処理性の悪化防止とを両立させることができる。これにより、軽量で柔軟性が高く、低コストで且つ、止水性等のシール性能に優れるシール材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】止水性評価に用いられるＵ字サンプルの斜視図を示す。
【図２】止水性評価によるＵ字試験法の概要を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明のシール材は、エチレンと炭素原子数が３個以上のα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体ゴム（以下、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体ゴムともいう）を含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物を加硫発泡させることにより得られるものである。
【００１９】
そして、ゴム組成物が、更に上記ゴム成分１００質量部に対して、気泡径制御剤として、ステアリン酸を３〜５質量部、及びステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含み、且つ機械的強度を向上するための添加剤として、酸化カルシウムを７〜１５質量部含んでいる。
【００２０】
これにより、ゴム組成物に発泡剤を多く配合し、ゴム発泡体を低密度化した場合であっても、気泡径が小さく、且つ圧縮硬度等の機械的強度に優れ、止水性に優れたシール材が得られる。
【００２１】
また、後述の製造方法の説明において詳述するように、本発明において、上記ゴム組成物を加硫発泡させることにより得られるゴム発泡体は、主として独立気泡構造を有している。従って、本発明のシール材を、より寸法安定性及び柔軟性が高く、止水性等のシール性能が向上したシール材とするために、少なくとも一部の独立気泡を破泡させて連通化させ、部分的に連続気泡構造を付与する破泡処理がなされたものが好ましい。
【００２２】
破泡処理は、通常の方法を用いることができる。例えば、一対の回転ロール間でゴム発泡体を挟圧する方法（ロールクラッシュ法）、ゴム発泡体を真空下に設置して圧縮させる方法（真空クラッシュ法）、ニードルパンチなどを用いて無数の針でパンチングする方法（ニードルパンチ法）、及び一対の平板間でゴム発泡体を挟圧する方法（平板挟圧法）等を用いて行うことができる。確実に破泡処理が行えることから、ロールクラッシュ法が好ましく用いられる。ロールクラッシュ法は、具体的には、独立気泡構造を有するゴム発泡体を、一対の回転ロールにより厚さ方向に圧縮変形を加えることにより行われる。回転ロールの表面に無数の小さい針を設けるか、又は一対の回転ロールの前及び／又は後に無数の小さい針を設けたロール又はニードルパンチを配置することにより、気泡の連泡化を促進させることができる。
【００２３】
なお、本発明において、シール材の密度（質量／体積）は特に制限は無いが、好ましくは４０ｋｇ／ｍ３以下であり、更に好ましくは２０〜４０ｋｇ／ｍ３であり、特に２０〜３０ｋｇ／ｍ３である。このような密度であれば、十分に低密度化されたシール材ということができる。
【００２４】
以下に、本発明のシール材について、より詳細に説明する。
［気泡径制御剤］
本発明においては、気泡径制御剤として、ステアリン酸、及びステアリン酸亜鉛を使用する。ステアリン酸は、気泡径を小さくする効果が大きいが、得られるゴム発泡体の圧縮硬度等の機械的強度を低下させる作用が強い。また、ステアリン酸亜鉛は、ステアリン酸と比較して、気泡径を小さくする効果がやや劣るが、ゴム発泡体の機械的強度を低下させる作用が低い。これらの気泡径制御剤を組合せて、上記ゴム成分１００質量部に対して、それぞれ３〜５質量部配合することで、ゴム発泡体の機械的強度を大幅に低下させることなく、気泡径を十分小さくすることができる。それぞれ３質量部未満の場合は、ゴム発泡体の気泡径が大きくなり、止水性が低下し、５質量部を超えると加硫阻害が生じ、破泡処理性が悪化する。これらの気泡径制御剤は、上記ゴム成分１００質量部に対して、３．５〜４．５質量部が更に好ましい。
【００２５】
また、気泡径制御剤として、更にステアリン酸カルシウムを、上記ゴム成分１００質量部に対して、１〜３質量部配合することが好ましい。これにより、機械的強度は低下させずに、更に気泡径を小さくすることができる。ステアリン酸カルシウムは、圧縮硬度等の機械的強度にほとんど影響を及ぼさない。但し、ステアリン酸カルシウムが多過ぎるとゴム発泡体にピンホールが生じる場合があるので、配合量は上記範囲が好ましい。ステアリン酸カルシウムは、上記ゴム成分１００質量部に対して、１〜２質量部が更に好ましい。
【００２６】
［酸化カルシウム］
ゴム発泡体の圧縮硬度等の機械的強度を向上する手段として、加硫剤を増加することや加硫促進剤等の添加剤をゴム組成物に添加すること等が考えられる。本発明においては、上述の気泡径制御剤との関係で、最も効果的な添加剤として酸化カルシウムを選定した。ゴム組成物にける酸化カルシウムの含有量は、上記ゴム成分１００質量部に対して、７〜１５質量部である。酸化カルシウムの含有量が１５質量部を超えると、気泡径が著しく粗くなることで止水性が低下し、７質量部未満では、機械的強度が低下し破泡処理性が悪化する。より機械的強度を向上するため、酸化カルシウムは、上記ゴム成分１００質量部に対して、１０〜１５質量部が好ましい。
【００２７】
［ゴム成分］
ゴム成分は、上述の通り、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体ゴムを少なくとも含む。エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体ゴムは、エチレン、α−オレフィン、及び非共役ジエンの共重合体である。
【００２８】
α−オレフィンは、炭素原子数が３個以上、好ましくは３〜２０個のα−オレフィンである。具体的にはプロピレン、１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、１−ドデセン、１−テトラデセン、１−ヘキサデセン、１−オクタデセン、１−エイコセンなどが挙げられ、特にプロピレンが好ましく用いられる。
【００２９】
非共役ジエンとしては、１，４−ヘキサジエン、１，６−オクタジエン、１，７−オクタジエン、１，８−ノナジエン、１，９−デカジエン、２−メチル−１，５−ヘキサジエン、６−メチル−１，５−ヘキサジエン、７−メチル−１，６−オクタジエン、シクロヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、メチルテトラヒドロインデン、５−ビニル−２−ノルボルネン、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−メチレン−２−ノルボルネンなどが挙げられる。特に、本発明の効果が良く得られることから、５−エチリデン−２−ノルボルネンが好ましい。
【００３０】
エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合ゴムは、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム（ＥＰＤＭともいう）であるのが好ましい。ＥＰＤＭにおける非共役ジエンの含有量は、２〜２０質量％、特に３〜１５質量％であるのが好ましい。このようなＥＰＤＭを使用することにより、ゴム発泡体の破泡処理性が悪化することを抑制することができる。
【００３１】
エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合ゴムは、ゴム成分の全量に対して、１５質量％以上、特に２０質量％以上含まれるのが好ましい。これにより、より小さい気泡径のゴム発泡体とすることができ、止水性等のシール性能に優れるシール材を得ることができる。
【００３２】
本発明においては、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合ゴムの他に副次的に他のゴム成分を用いても良い。他のゴム成分としては、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）の他、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、１，２−ポリブタジエン（ＲＢ）、アクリルゴム（ＡＣＭ、ＡＮＭ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコンゴム等が上げられる。なかでも、ＥＰＭ、ＩＩＲが好ましい。
【００３３】
［加硫剤］
加硫剤としては、特に限定されるものでは無いが、硫黄や硫黄化合物類、亜鉛華（酸化亜鉛）、セレンや酸化マグネシウム、有機過酸化物類、ポリアミン類、オキシム類、ニトロソ化合物類等が挙げられる。これらを１種又は２種以上組合せて用いることができる。加硫剤は、得られるゴム発泡体の加硫発泡状態が良好な点から、硫黄を含むことが好ましい。
【００３４】
加硫剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、１〜３０質量部、特に１．５〜２０質量部であるのが好ましい。
【００３５】
なお、本発明において、「加硫」は、硫黄による橋架けに限定さることなく、「架橋」と同義として用いられている。
【００３６】
［発泡剤］
発泡剤は、発泡のためのガス発生のために使用されるばかりでなく、ゴム成分の加硫調整の作用も有する。特に限定されるものではないが、例えば、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、アゾビスイソブチロニトリル、バリウムアゾジカルボキシレート等のアゾ系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）等のニトロソ系化合物、４、４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）等のヒドラジン系化合物、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム等の無機系化合物等が挙げられる。これらを１種又は２種以上組合せて用いることができる。特に、良好な発泡性、安全性、無毒性の点でＡＤＣＡが好ましい。
【００３７】
本発明において、発泡剤は、ゴム発泡体を低密度化するために通常よりも多く配合することが好ましい。例えば、ＡＤＣＡを発泡剤とする場合、ゴム成分１００質量部に対して、３０〜８０質量部、特に５０〜７０質量部であるのが好ましい。
【００３８】
［その他］
ゴム発泡体に用いられる混和物は、他の添加剤を目的に応じてさらに含んでいてもよい。例えば、加硫を促進させるために、チアゾール系、ジチオカルバミン酸塩系、チオウレア系、ジチオホスファイト系、チウラム系の加硫促進剤、酸化亜鉛（活性亜鉛華）などの加硫促進助剤などが用いられる。
【００３９】
パラフィンオイル、プロセスオイル、ブローアスファルト、ポリブテン、ロジン、ロジンエステルなどの樹脂軟化剤；炭酸カルシウムや炭酸マグネシウム、ケイ酸ないしその塩類やタルク、クレーや雲母粉、ベントナイト、カーボンブラックやシリカ、水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウム、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、セラミック、ガラス繊維、木粉、繊維くずなどの充填剤；老化防止剤や酸化防止剤、顔料や着色剤、防カビ剤などを用いることもできる。これらの添加剤を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。カーボンブラックは補強剤などとしても用いられる。
【００４０】
なかでも、機械的強度及び被シール面との接着性に優れるゴム発泡体が得られることから、樹脂軟化剤を用いるのが好ましい。樹脂軟化剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して好ましくは５０〜１００質量部である。
【００４１】
［シール材の製造方法］
本発明のシール材の製造方法は、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体ゴムを含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物を加硫発泡する工程を含む。
【００４２】
そして、ゴム組成物が、更に上記ゴム成分１００質量部に対して、気泡径制御剤として、ステアリン酸を３〜５質量部、及びステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含み、且つ機械的強度を向上するための添加剤として、酸化カルシウムを７〜１５質量部含んでいる。
【００４３】
これにより、ゴム組成物に発泡剤を多く配合し、ゴム発泡体を低密度化した場合であっても、気泡径が小さく、且つ圧縮硬度等の機械的強度に優れ、止水性に優れたシール材が得られる。
【００４４】
また、上記製造方法において、上述の通り、上記ゴム組成物が、更にステアリン酸カルシウムを、ゴム成分１００質量部に対して１〜３質量部含むことが好ましい。
【００４５】
更に、より寸法安定性及び柔軟性が高く、止水性等のシール性能が向上したシール材とするため、上記ゴム組成物を架橋発泡する工程の後、少なくとも一部の独立気泡を破泡させて連通化させ、部分的に連続気泡構造を付与する破泡処理工程を行うことが好ましい。
【００４６】
本発明のシール材の製造方法は、具体的には、例えば、以下のような工程で行うことが出来る。
【００４７】
まず、発泡剤、加硫促進剤、加硫剤、気泡制御剤（ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムを含む）及び酸化カルシウムを除く材料を配合し混練する。混練は、バンバリーミキサー、ニーダー、インターミックスなどの密閉式混合機を用いて行うことができる。混練は、８０〜１７０℃、特に９０〜１４０℃の温度で、２〜２０分間行うのが好ましい。その後、混練物に、発泡剤、加硫助剤、加硫剤、気泡径制御剤及び酸化カルシウムを追加し混練する。この混練は、４０〜９０℃、特に５０〜８０℃で、５〜３０分間行うのが好ましい。これにより得られた混練物は、カレンダー成形機、押出成形機などにより、シート状など所望の形状に成形する。
【００４８】
混練物は、所望の形状に成形した後、加硫装置内に導入し、１３０〜２７０℃、特に１４０〜２００℃で、１〜３０分間加熱することにより、加硫及び発泡させる（加硫発泡工程）。これにより独立気泡構造を有するゴム発泡体が得られる。加硫槽における加熱方法としては、熱空気加硫槽（ＨＡＶ）、ガラスビーズ流動床、マイクロ波加硫装置（ＵＨＦ）、スチーム等の加熱手段を用いることができる。なお、加硫及び発泡は、同時に行っても、異なる温度条件下で順次おこなってもよい。
【００４９】
加硫発泡工程において、独立気泡構造を有するゴム発泡体の発泡倍率（発泡前後の密度比）は、１０〜６０倍、特に２０〜５０倍に設定するのが好ましい。これにより低密度なゴム発泡体を得ることができる。本発明においては、低密度であっても、気泡径が小さく、且つ圧縮高度等の機械的強度に優れたゴム発泡体とすることができるので、この段階でも、低密度で止水性等のシール性能に優れたシール材とすることができる。
【００５０】
独立気泡構造を有するゴム発泡体における気泡の平均気泡径は、好ましくは４００〜２５００μｍ、更に好ましくは７００〜１０００μｍである。なお、前記平均気泡径は、ＡＳＴＭ Ｄ３５７６に準じて測定した値とする（光学顕微鏡による断面観察により求める）。
【００５１】
独立気泡構造を有するゴム発泡体における気泡（セル）数は、１０〜６０個／２５ｍｍ、特に２５〜３５個／２５ｍｍである。なお、気泡数は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７（１９９９）に規定される発泡体の２５ｍｍ当たりの気泡数である。
【００５２】
独立気泡構造を有するゴム発泡体は、２５℃、厚さ方向における８０％圧縮硬度が、好ましくは５．５〜２５ｋＰａであり、更に好ましくは６〜１０ｋＰａである。なお、８０％圧縮硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠して測定された値とする。
【００５３】
また、独立気泡構造を有するゴム発泡体は、長手方向における伸長破断時の引張強度が、４０〜１００ｋＰａ、特に４０〜８０ｋＰａである。なお、引張強度は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７（Ａ法）に準拠して測定された値をいう。
【００５４】
本発明のシール材の製造方法においては、更に、破泡処理工程を行うことが好ましい。本発明の製造方法によれば、得られるゴム発泡体の機械的強度が優れているので、破泡処理性が良好であり、破泡処理の際に、ひび割れ、破断、又は変形を生じることがない。従って、破泡処理により、更に寸法安定性及び柔軟性が高く、止水性等のシール性能が向上したシール材を得ることができる。
【００５５】
破泡処理工程は、少なくとも一部の独立気泡を破泡させて連通化させることにより、ゴム発泡体に連続気泡構造を付与するために行われる。破泡処理は、通常の方法を用いて行われ、一対の回転ロール間でゴム発泡体を挟圧する方法（ロールクラッシュ法）、ゴム発泡体を真空下に設置して圧縮させる方法（真空クラッシュ法）、ニードルパンチなどを用いて無数の針でパンチングする方法）（ニードルパンチ法）、一対の平板間でゴム発泡体を挟圧する方法（平板挟圧法）等を用いて行うことができる。なかでも、確実に破泡処理が行えることから、ロールクラッシュ法が好ましく用いられる。
【００５６】
ロールクラッシュ法は、具体的には、独立気泡構造を有するゴム発泡体を、一対の回転ロールにより厚さ方向に圧縮変形を加えることにより行われる。回転ロールの表面に無数の小さい針を設けるか、又は一対の回転ロールの前及び／又は後に無数の小さい針を設けたロール又はニードルパンチを配置することにより、気泡の連泡化を促進させることができる。
【００５７】
この時、独立気泡構造を有するゴム発泡体は、その厚さが１／１０〜１／２、特に１／５〜１／２となるように圧縮されるのが好ましい。一対の回転ロールを複数用いて、ゴム発泡体の破泡処理を複数回行ってもよく、この時、一対の回転ロールのロール間距離が相互に異なっていてもよい。一対の回転ロールのそれぞれの直径は、５ｃｍ以上であるのが好ましい。また、回転ロールの回転速度は、３〜７０ｍ／分、特に２５〜５０ｍ／分とするのが好ましい。波泡処理の効率を向上させるために、一対の回転ロールのうちの少なくとも一方の回転速度を変えてもよい。
【００５８】
破泡処理により連続気泡構造が付与されたシール材の独立気泡率は、２０％以下、特に１〜１０％であり、高い連続気泡率を有することが好ましい。なお、独立気泡率は、ＡＳＴＭ Ｄ２８５６に規定される方法に準じて測定した値とする。
【００５９】
本発明の方法により得られるシール材の密度（質量／体積）は特に制限は無いが、好ましくは４０ｋｇ／ｍ３以下であり、更に好ましくは２０〜４０ｋｇ／ｍ３であり、特に２０〜３０ｋｇ／ｍ３である。このような範囲の密度であれば、十分に低密度化されたシール材ということができる。この密度は、破泡処理工程の有無に係わらないが、破泡処理後にこのような範囲の密度であることが好ましい。なお、密度は、ＪＩＳ Ｋ ７２２２に規定される方法に準じて測定された値とする。
【００６０】
本発明のシール材は、例えば、ウインドウダム等の車両；エアコン、洗濯機、冷蔵庫、自動販売機等電気設備；音響設備；外壁目地、サッシュ類、屋根材接合部等の建築；厨房機器、ユニットバス、給湯機等の住宅設備機器；構造物、道路や橋梁の目地、水路接合部等の土木などにおいて、各部材の隙間をシールするために用いられる。また、シール材は、防塵、断熱、防音、防振、緩衝、水密および気密などを目的とする、例えば、防塵材、断熱材、防音材、防振材、緩衝材、充填材などして用いることもできる。
【００６１】
シール材は、シート状の形状を有するのが好ましく、少なくとも片面に粘着剤や両面テープを付与し離型紙を貼り付けるなどの処理が行われていてもよい。シール材の厚さは、用途に応じて決定すればよいが、２０〜１００ｍｍであるのが好ましい。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明を実施例により説明する。
（実施例１〜７、比較例１〜１０）
表１及び２に示す配合において、発泡剤、加硫剤、加硫促進剤、気泡径制御剤（ステアリン酸及びステアリン酸亜鉛を含む）、及び酸化カルシウムを除いた配合物をニーダーにより、１３０℃で１０分間混練した。次に、表面温度を２５℃まで冷ました混練物に、表１に示す配合組成の通りに、発泡剤、気泡径制御剤、加硫剤、及び加硫促進剤をさらに加え、ニーダーにより、９０℃で７分間混練した。そして、得られた混練物を、ゴム用押出し機によりシート状に成形し、これを加熱炉に入れて、１７０℃で６０分間加硫発泡し、独立気泡構造を有するゴム発泡体を得た。
【００６３】
次に、独立気泡構造を有するゴム発泡体を、一対の回転ロール（直径１５ｃｍ、ロール回転速度１０ｍ／分、ロール間距離２０ｍｍ、）の間に連続的に供給し、厚さ方向に挟圧することにより破泡処理を行った。これにより、連続気泡構造を有するゴム発泡体からなるシール材を得た。
【００６４】
表１及び２における配合物の詳細については、下記の通りである。また、その他の一般的な成分についての詳細は省略する。
【００６５】
ＥＰＤＭ（エスプレン（登録商標）５０１Ａ、住友化学株式会社製、エチレン含有量５２質量％、ジエン（５−エチリデン−２−ノルボルネン）含有量４質量％）
ステアリン酸（Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯＨ、ステアリン酸５０Ｓ、新日本理化株式会社製）
ステアリン酸亜鉛（Ｚｎ（Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ）２、正同化学工業株式会社製）
ステアリン酸カルシウム（Ｃａ（Ｃ１７Ｈ３５ＣＯＯ）２、正同化学工業株式会社製）
酸化カルシウム（ＣａＯ、近江化学工業株式会社製）
プロセスオイル（ダイアナ（登録商標）プロセスオイルＰＷ−３８０、出光興産株式会社製）
【００６６】
（評価方法）
（１）密度
密度は、破泡処理により得られたシール材について、ＪＩＳ Ｋ ７２２２の規定に準じ、１００×１００×１０ｍｍのサンプルを精確に切り出し、質量を測定することにより求めた。
（２）気泡径
気泡径は、光学顕微鏡により発泡体の断面を観察し、ＡＳＴＭ Ｄ３５７６に準じて測定した。
（３）引張強度
破泡処理前のゴム発泡体の引張強度（長手方向における伸長破断時）を、ＪＩＳ Ｋ ６７６７（Ａ法）に準拠し、引張強度試験機（オートグラフ、株式会社島津製作所製）を用いて測定した。結果を表１に示す。
（４）８０％圧縮硬度
破泡処理前のゴム発泡体の厚さ方向における８０％圧縮硬度を、ＪＩＳ Ｋ ６７６７に準拠し、硬度試験機（オートグラフ、株式会社島津製作所製）を用いて測定した。結果を表１に示す。
（５）破泡処理性
破泡処理前のゴム発泡体を連通過処理する際の容易性を評価した。結果を表１に示す。表１において、「○」、「△」、「×」はそれぞれ下記の状態を示す。
○：ひび割れ、裂け及び変形の発生が見られなかった。
△：小さなひび割れ、裂け及び変形の発生が見られた。
×：大きな割れ、裂け及び変形の発生が見られた。
（６）止水性
破泡処理後のシール材を、図１に示すように、厚さ（ａ）１０ｍｍ、幅（ｅ）１０ｍｍ、高さ（ｆ）１３０ｍｍ、両先端の間隔（ｇ）を４５ｍｍとしてＵ字状に打ち抜いてサンプルＳ１を得、これを図２に示すように２枚のアクリル板２、３にて厚さ方向に８０％圧縮し、Ｕ字内に１００ｍｍの高さ（ｈ２）まで水を入れ、水が漏れるまでの時間を測定した。評価は以下の通りである。
○：２４時間以上漏水が認められなかった。
△：１２〜２４時間に漏水が認められた。
×：１２時間未満で漏水が認められた。
【００６７】
（評価結果）
評価結果を表１及び２に示す。
【００６８】
【表１】
【００６９】
【表２】
【００７０】
表１に示すように、比較例１の配合から発泡剤の配合量を増加し、より低密度化した比較例２の場合、気泡径を小さくするためにステアリン酸亜鉛を増加させただけでは、引っ張り強度や圧縮硬度が低下し、破泡処理性、止水性ともに不合格であった。これは加硫速度が遅くなり、気泡径が大きくなったことが影響したものと考えられる。
【００７１】
それに対し、酸化カルシウムを、ゴム成分１００質量部に対して、７．５〜１５質量部配合した実施例１〜３では、低密度化したにもかかわらず、気泡径を小さくするとともに、圧縮硬度等の低下を抑えることができ、破泡処理性、止水性とも合格であった。また、酸化カルシウムの配合量が多過ぎる比較例３では、圧縮硬度等は向上したが、気泡径が大きくなり、止水性が不合格であった。更に、ステアリン酸亜鉛の配合量が多過ぎる比較例４では気泡径は小さくなるが、破泡処理性が不合格になった。
【００７２】
一方、表２に示すように、ステアリン酸、及びステアリン酸亜鉛の配合量が、ゴム成分１００質量部に対して、いずれも３〜５質量部である実施例４〜７は、破泡処理性、止水性とも合格であった。それに対し、いずれかが３質量部未満である比較例５、６、８、９の場合は、気泡径が大きくなり、止水性が不合格となり、いずれかが５質量部を超える比較例７、１０の場合は、破泡処理性が不合格であった。
【００７３】
以上により、本発明の配合により初めて、破泡処理性の悪化や止水性の低下を起こすこと無く低密度化されたシール材が得られることが示された。
【符号の説明】
【００７４】
Ｓ１：Ｕ字サンプル
２、３：アクリル板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレンと炭素原子数が３個以上のα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体ゴムを含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物の加硫発泡体からなるシール材であって、
前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、酸化カルシウムを７〜１５質量部、
ステアリン酸を３〜５質量部、及び
ステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含むことを特徴とするシール材。
【請求項２】
前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、ステアリン酸カルシウムを１〜３質量部含む請求項１に記載のシール材。
【請求項３】
前記ゴム組成物の加硫発泡体が、更に、破泡処理されてなる請求項１又は２に記載のシール材。
【請求項４】
前記共重合体ゴムを、前記ゴム成分の全量に対して、１５質量％以上含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のシール材。
【請求項５】
密度が、２０〜４０ｋｇ／ｍ３である請求項１〜４のいずれか１項に記載のシール材。
【請求項６】
エチレンと炭素原子数が３個以上のα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体ゴムを含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物を加硫発泡する工程を含むシール材の製造方法であって、
前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、酸化カルシウムを７〜１５質量部、
ステアリン酸を３〜５質量部、及び
ステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含むことを特徴とするシール材の製造方法。
【請求項７】
前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、ステアリン酸カルシウムを１〜３質量部含む請求項６に記載のシール材の製造方法。
【請求項８】
前記ゴム組成物を加硫発泡する工程後、更に、破泡処理する工程を含む請求項６又は７に記載のシール材の製造方法。
【請求項１】
エチレンと炭素原子数が３個以上のα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体ゴムを含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物の加硫発泡体からなるシール材であって、
前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、酸化カルシウムを７〜１５質量部、
ステアリン酸を３〜５質量部、及び
ステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含むことを特徴とするシール材。
【請求項２】
前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、ステアリン酸カルシウムを１〜３質量部含む請求項１に記載のシール材。
【請求項３】
前記ゴム組成物の加硫発泡体が、更に、破泡処理されてなる請求項１又は２に記載のシール材。
【請求項４】
前記共重合体ゴムを、前記ゴム成分の全量に対して、１５質量％以上含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のシール材。
【請求項５】
密度が、２０〜４０ｋｇ／ｍ３である請求項１〜４のいずれか１項に記載のシール材。
【請求項６】
エチレンと炭素原子数が３個以上のα−オレフィンと非共役ジエンとの共重合体ゴムを含むゴム成分、加硫剤、及び発泡剤を含むゴム組成物を加硫発泡する工程を含むシール材の製造方法であって、
前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、酸化カルシウムを７〜１５質量部、
ステアリン酸を３〜５質量部、及び
ステアリン酸亜鉛を３〜５質量部含むことを特徴とするシール材の製造方法。
【請求項７】
前記ゴム組成物が、更に、前記ゴム成分１００質量部に対して、ステアリン酸カルシウムを１〜３質量部含む請求項６に記載のシール材の製造方法。
【請求項８】
前記ゴム組成物を加硫発泡する工程後、更に、破泡処理する工程を含む請求項６又は７に記載のシール材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２５２１２５（Ｐ２０１１−２５２１２５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２８４６０（Ｐ２０１０−１２８４６０）
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１５日（２０１１．１２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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