説明

シール部材

【課題】 芯材として樹脂材を埋設したEPDMゴム製のシール部材において、当該EPDMゴムを架橋する際に変形することのない製品を提供する。
【解決手段】 建物の目地11に圧入され、シールリップ部14を有する本体部13に硬質樹脂材5で形成した芯材15を埋設したものにおいて、本体部13を、160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋する非硫黄高速架橋EPDMゴム材3で形成する。また、非硫黄高速架橋EPDMゴム材3を、ヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材3aや有機過酸化物高速架橋EPDMゴム材3bとする。さらに、本体部13を、高周波加硫または熱風加硫あるいはその両方で加熱して架橋する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、硬質樹脂製の芯材を埋設したEPDMゴム製で、建物の外壁パネルの目地や自動車のグラスランやオープニングシールに用いられるシール部材に関するものである。
【背景技術】
【0002】
図1および図2を参照して建築用シール部材を例にとって説明する。従来、建物の目地11に圧入される建築用シール部材80として、硫黄加硫によって架橋した硫黄架橋EPDMゴム材4で形成した本体部81(シールリップ部82を含む)に、硬質樹脂材5で形成した芯材83を埋設したものが使用されている。なお、このシール部材80は、外観を形成する外層部84bを、塩素化ポリエチレン、クロロスルホン化ポリエチレンなどの樹脂6で形成している。
【0003】
こうした構成のシール部材80は、芯材83を鉄等の金属に代えて硬質樹脂5で形成しているので、防錆効果に優れ、軽量化に貢献するといった利点を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、こうした従来のシール部80には、以下の問題がある。すなわち、硫黄架橋EPDMゴム4である本体部81と硬質樹脂材5で形成した芯材83を共押出成形した後、未加硫本体部81を200〜250°C程度で長時間加硫するが、その加硫時の高熱によって硬質樹脂材5で形成した芯材83が軟化し、シール部材80が蛇行したりカールするといった問題が発生する。
【0005】
硬質樹脂材5製の芯材83の軟化を防止するために、本体部81を短時間で加硫することが考えられるが、そうすると硫黄架橋EPDMゴム材4の加硫が不十分となり、弾性が不足して充分なシール性を得ることができないといった問題や、変形したり、その表面にべたつきが残り、色や未分解薬品が他の部材に付着するといった問題が発生する。
【0006】
また、本体部81を、硫黄架橋EPDMゴム材4の代わりにTPO(オレフィン系熱可塑性エラストマー)等の樹脂で形成することもできるが、そうすると、ゴム材と比較して、長期におけるシール性が劣ってしまうといった問題が生じる。
【0007】
本発明はこうした問題に鑑み創案されたもので、硬質樹脂材5製の芯材を埋設したEPDMゴム材製のシール部材において、当該EPDMゴム材を架橋する際に変形することのない製品を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
硫黄架橋のEPDMゴム材は、200〜250°Cで長時間熱架橋する必要がある。しかし、非硫黄高速架橋のEPDMゴム材は、160°C〜190°Cで1〜4分間の短時間で加熱架橋することが出来る。非硫黄高速架橋のEPDMゴム材で、160°C〜190°Cで1〜4分間で加熱架橋することが出来る架橋剤としては、例えばヒドロシリコーンと有機過酸化物が挙げられる。
【0009】
ヒドロシリコーン架橋EPDMゴムは、通常の硫黄架橋EPDMゴム材5と比べて加熱架橋温度が低く架橋速度が速い。これは、ヒドロシリル基とビニル基の付加反応(ヒドロシリル反応)は、活性化エネルギーが低いため低温でも反応するためである。なお、高温であれば、より短時間で反応する。また、ヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材は、圧縮永久歪みが発生し難く、耐熱性に優れる。さらに、このヒドロシリコーン架橋EPDMゴムは、耐ブルームし難い。
【0010】
160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋する有機過酸化物架橋EPDMゴ材も同様の効果を有する。
【0011】
図1および図3〜図6を参照して説明する。請求項1の記載に係るシール部材は、少なくとも,樹脂材5と,160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋する非硫黄高速架橋EPDMゴム材3とで形成されるシール部材1であって、他部材9に弾接して弾性変形する弾接シール部2を,前記非硫黄高速架橋EPDMゴム材3で形成したことを特徴とするものである。
【0012】
請求項2に記載の建築用シール部材は、少なくとも,樹脂材5と,160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋する非硫黄高速架橋EPDMゴム材3とで形成される建築用シール部材1aであって、他部材9aに弾接して弾性変形する弾接シール部2aを,前記非硫黄高速架橋EPDMゴム材3で形成したことを特徴とするものである。
【0013】
請求項3に記載の建築用シール部材は、請求項2の発明において、非硫黄高速架橋EPDMゴム材3として,ヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材3aまたは有機過酸化物高速架橋EPDMゴム材3bを使用したことを特徴とするものである。
【0014】
請求項4の発明に係る自動車用シール部材は、少なくとも,樹脂材5と,160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋する非硫黄高速架橋EPDMゴム材3とで形成される自動車用シール部材1bであって、他部材9bに弾接して弾性変形する弾接シール部2bを,前記非硫黄高速架橋EPDMゴム材3で形成したことを特徴とするものである。
【0015】
請求項5に記載の自動車用シール部材は、請求項4の発明において非硫黄高速架橋EPDMゴム材3として,ヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材3aまたは有機過酸化物高速架橋EPDMゴム3bを使用したことを特徴とするものである。
【0016】
上述した各シール部材は、未加硫状態のシール部材1dを、高周波加硫または熱風加硫あるいはその両方で加熱し架橋することができる。
【発明の効果】
【0017】
請求項1,2及び5に記載の発明は、他部材9,9a,9bに弾接して弾性変形する弾接シール部2,2a,2bと硬質樹脂材5で形成したシール部材1,1a,1bにおいて、弾接シール部2,2a,2bを、160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋する非硫黄高速架橋EPDMゴム3,3a,3bで形成したので、従来技術のように200〜250°C程度で長時間加熱する必要のあった硫黄架橋EPDMゴム材4で形成するのと比較して、短時間の加熱によって架橋することができる。従って、樹脂材5が軟化することがなく、その結果、樹脂材5の軟化によって発生していた蛇行やカールなどの変形を未然に防止することができる。
【0018】
なお、架橋時の加熱温度が160°C未満では、非硫黄高速架橋EPDMゴム材3,3a,3bの架橋が不十分となり、圧縮永久歪みが発生するなどして物性が悪化する。また、190°Cを超えると、樹脂材5が軟化する。さらに、加熱時間が1分未満では、非硫黄高速架橋EPDMゴム材3の加硫が不十分となって物性が悪化し、4分を超えると、樹脂材5が軟化する。従って、160°C〜190°Cで1〜4分加熱して架橋するのが適当である。
【0019】
なお、弾性シール部2a,2bを非硫黄高速架橋EPDMゴム材3で形成したので、弾性シール部を柔軟樹脂で形成した場合と比較して弾性に富み(JIS K 6262 圧縮永久歪み試験によって、圧縮永久歪みが20〜30%低減することを確認)、よって長期にわたるシール性に優れる。
【0020】
請求項3及び6に記載の発明は、弾性シール部2,2a,2bを、160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋するヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材3a又は有機過酸化物架橋EPDMゴム材3bで形成したので、請求項1,2及び5に記載の発明と同様に、当該架橋時に樹脂材5が軟化しない。従って、蛇行やカールの発生しないシール部材1,1a,1bを提供することができる。
【0021】
請求項4,7の発明は、非硫黄架橋EPDMゴム材3,3a,3bを加熱架橋するのに高周波加熱架橋または熱風加熱架橋あるいはその両方で加熱架橋するようにしたので、能率的に加熱架橋することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【0022】
本発明に係る建物用シール部材1の実施形態を、図1および図3に示す。これは、建物の外壁パネル12間に形成される目地11に圧入されるもので、当該外壁パネル12に弾接する複数のリップ状弾接シール部2aを含む本体部13に、樹脂材5で形成した芯材15を埋設しており、当該本体部13を、160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋する、非硫黄高速架橋EPDMゴム材3であるヒドロシリコーン架橋EPDMゴム3aで形成している。
【0023】
なお、芯材16を形成する硬質樹脂材5としては、特に限定されないが、タルク入りポリプロピレン、ガラス繊維入りポリプロピレン、ポリカーボネイトなどが適当である。また、本実施形態では、本体部13の外表面を形成する外層部16も、本体部13と同様に、ヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材3で形成し、一体成形している。
【0024】
この建築用シール部材1aは、その本体部13を、160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋するヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材3a(非硫黄架橋EPDMゴム材)で形成しているので、低温で短時間の加熱によって架橋することができる。従って、架橋時に、硬質樹脂材5である芯材15が軟化することがなく、芯材15の軟化によって発生していた蛇行やカールなどの変形を未然に防止することができる。
【0025】
なお、架橋時の加熱温度が160°C未満では、本体部13であるヒドロシリコーンEPDMゴム材3aの架橋が不十分となり、圧縮永久歪みが発生するなどの物性の悪化が発生し、190°Cを超えると、芯材15である硬質樹脂材5が軟化する。さらに、加熱時間が1分未満では、ヒドロシリコーンEPDMゴム材3aの加硫が不十分であり、4分を超えると、硬質樹脂材5が軟化する。従って、160°C〜190°Cで1〜4分加熱するのが適当である。
【0026】
なお、このヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材3aは、圧縮永久歪みが発生し難く、耐熱性に優れるといった特徴を持つ。従って、当該シール部材1aのシールリップ部14は、建物の目地11で外壁パネル12に強く弾接し、長期にわたって優れたシール性を発揮する。
【0027】
また、このヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材3aは、ブルームし難い。従って、外層部16は、シール部材1aの外観を長期にわたって良好に維持し、建物の見栄えを低下させない。そのため、外観を形成する外層部16を、本体部13の一部としてヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材3aで一体成形することができ、生産性の向上に貢献する。
【0028】
本実施形態に係るシール部材1aの本体部13はヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材3aで形成しているが、これに代えて、他の非硫黄架橋EPDMゴム材である、例えば、有機過酸化物高速架橋EPDMゴム材3bで形成することができる。いずれの場合においても、本体部13を樹脂材5で形成した場合と比較して弾性に富み、よって長期にわたるシール性に優れる。なお、本発明者は、JIS K 6262 圧縮永久歪み試験によって、圧縮永久歪みが20〜30%低減することを確認した。
【0029】
図4及び図5は自動車用シール材2bをグラスラン60に実施した実施形態を示し、図6は自動車用シール材2bをオープニングシールに実施した実施形態を示し、30はボディ,31はボディフランジ,50は窓枠を含むドアパネル,51はサッシュ,52はドアガラス,60はグラスラン,70はオープニングシールを示している。
【0030】
図5に示すグラスラン60は、少なくとも,樹脂材5と、160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋する非硫黄高速架橋EPDMゴム材3とで形成されるグラスラン60である自動車用シール部材2aであって、サッシュ51に組付けられる断面略U字状の組付基部61を,前記樹脂材5で形成し、ドアガラス52の内面および外面に弾接して弾性変形するインナー弾接シール部62、およびアウター弾接シール部63を,前記非硫黄高速架橋EPDMゴム材3で形成したことを特徴とするものである。
【0031】
図6に示すオープニングシール70は、合成樹脂製芯材72を埋設した樹脂材5と,160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋する非硫黄架橋EPDMゴム材4とで形成されるオープニングシールである自動車用のシール部材1bであって、ボディフランジ31に組付けられる断面略U字状の組付基部71を,前記合成樹脂製芯材72を埋設した樹脂材5で形成し、ドアパネル50に弾接して弾性変形する中空弾接シール部73と,前記組付基部71の内面から突設され,前記ボディフランジ31に弾接して弾性変形する取付用弾接シール部74の双方または一方を前記非硫黄高速架橋EPDMゴム材3で形成したことを特徴とするものである。
【0032】
前記第一実施形態乃至第三実施形態を含むシール部材1は、次のようにして成形することができる。まず、樹脂材5を押出成形して樹脂成形品を形成する。次に、この樹脂成形品を、当該樹脂成形品が溶融して変形しない温度(120°C以下)に維持した押出成形機の口金に挿入し、溶融状態にある非硫黄高速架橋EPDMゴム材3と共押出成形する。その後、その押出成形された樹脂成形品と低温架橋EPDMゴム材3との一体物を160〜190°Cの低温で短時間(1〜4分程度)加熱架橋し、当該EPDMゴム材3を架橋する。
【0033】
この押出温度は、120°C以下の低温であるので、熱変形温度が120°C程度である樹脂成形品は溶融して変形することがない。これによって、樹脂材5とEPDMゴム材3からなるシール部材1を、容易に共押出成形によって成形することができる。
【0034】
また、このシール部材1は、次のようにして成形することもできる。まず、樹脂材5と非硫黄高速架橋EPDMゴム材3とを、押出成形機によって共押出成形する。次に、この成形品を、160〜190°Cで短時間加熱架橋して、非硫黄高速架橋EPDMゴム材3を架橋させる。これによって、シール部材1を、樹脂材5を加硫時の熱によって溶融させることなく、共押出成形によって容易に成形することができる。
【0035】
なお、本発明に係るシール部材は、住建用途では、目地材のみならず他の部材に弾接して弾性変形する弾接シール部を有するあらゆるシール部材に適用することが出来る。
【0036】
また、本発明に係るシール部材は、自動車用途ではグラスラン,オープニングシールのみならず、ベルトラインシール、ドリップシール、ドアモール、他の部材に弾接して弾性変形する弾接シール部を有するあらゆるシール部材(ウエザーストリップ)に適用することができる。
【実施例】
【0037】
非硫黄架橋EPDMの配合例を次に示す。
原材料 部数(Phr)
EPDM(VNBタイプ) 120
低密度PE 5〜10
カーボンブラック 120〜150
酸化亜鉛 10〜15
炭酸カルシウム 20〜30
パラフィン系オイル 50〜60
脱水剤 5〜10
架橋剤 3〜4
触媒 0.3〜0.5
抑制剤 0.3〜0.5
【図面の簡単な説明】
【0038】
【図1】建築用シール部材を圧入する目地を有する建物を示す部分正面図である。
【図2】従来例に係る建築用シール部材を示すもので、図1のX−X線断面図である。
【図3】本発明に係る建築用シール部材の実施形態を示すもので、図1のX−X線断面図である。
【図4】シール部材が組付けられた自動車のドアを示す側面図である。
【図5】本発明に係るシール部材の第二実施形態(グラスラン)を示すもので、図4のY−Y線断面図である。
【図6】本発明に係るシール部材の第三実施形態(オープニングシール)を示すもので、図1のZ−Z線断面図である。
【符号の説明】
【0039】
1 シール部材
1a 建築用シール部材
1b 自動車用シール部材
2 弾接シール部
2a 建築用シール材
2b 自動車用シール材
3 非硫黄高速架橋EPDMゴム材
3a ヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材
3b 有機過酸化物高速架橋EPDMゴム材
4 硫黄加硫EPDMゴム材
5 樹脂材(芯材用)
5a 合成樹脂(非芯材用)
6 塩素化ポリエチレン
9 他部材
9a 建築用他部材
9b 自動車用他部材
11 目地
12 外壁パネル
13 本体部
14 シールリップ部
15 芯材
16 外層部
30 ボディ
31 ボディフランジ
50 (窓枠を含む)ドアパネル
51 サッシュ
52 ドアガラス
60 グラスラン
61 組付基部
62 インナー弾接シール部
63 アウター弾接シール部
70 オープニングシール
71 組付基部
72 合成樹脂製芯材
73 中空弾接シール部
74 取付用弾接シール部
80 建築用シール部材
81 本体部
82 シールリップ部
83 芯材
84 外層部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも,樹脂材(5)と,160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋する非硫黄高速架橋EPDMゴム材(3)とで形成されるシール部材(1)であって、他部材(9)に弾接して弾性変形する弾接シール部(2)を,前記非硫黄高速架橋EPDMゴム材(3)で形成したことを特徴とするシール部材。
【請求項2】
少なくとも,樹脂材(5)と,160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋する非硫黄高速架橋EPDMゴム材(3)とで形成される建築用シール部材(1a)であって、他部材(9a)に弾接して弾性変形する弾接シール部(2a)を,前記非硫黄高速架橋EPDMゴム材(3)で形成したことを特徴とする建築用シール部材。
【請求項3】
非硫黄高速架橋EPDMゴム材(3)として,ヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材(3a)または有機過酸化物高速架橋EPDMゴム材(3b)を使用したことを特徴とする請求項2に記載の建築用シール部材。
【請求項4】
少なくとも,樹脂材(5)と,160°C〜190°Cで1〜4分加熱することで架橋する非硫黄高速架橋EPDMゴム材(3)とで形成される自動車用シール部材(1b)であって、他部材(9b)に弾接して弾性変形する弾接シール部(2b)を,前記非硫黄高速架橋EPDMゴム材(3)で形成したことを特徴とする自動車用シール部材。
【請求項5】
非硫黄高速架橋EPDMゴム材(3)として,ヒドロシリコーン架橋EPDMゴム材(3a)または有機過酸化物高速架橋EPDMゴム(3b)を使用したことを特徴とする請求項4に記載の自動車用シール部材。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2007−177133(P2007−177133A)
【公開日】平成19年7月12日(2007.7.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−378755(P2005−378755)
【出願日】平成17年12月28日(2005.12.28)
【出願人】(000196107)西川ゴム工業株式会社 (454)
【Fターム(参考)】