(57)【要約】  【課題】  シール性を維持し作業性を向上させたシール材として用いることのできる発泡成形体を提供する。  【解決手段】  ＥＰＤＭ１００質量部、加硫剤０．１〜１０質量部、加硫促進剤０．１〜１０質量部、加熱発泡剤０．５〜５０質量部を含有する組成物を、加硫及び１．１〜２倍で発泡処理して、密度０．６〜０．９ｇ／ｃｍ３、デユロメータ硬度２０〜４０、５０％圧縮時の応力が０．２〜２．０ＭＰａであることを特徴とする発泡成形体。【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン・プロピレン三量体１００質量部に加硫剤０．１〜１０質量部、加硫促進剤０．１〜１０質量部、および加熱発泡剤０．５〜５０質量部を配合してなる組成物を、加硫及び１．１〜２倍の発泡倍率で発泡処理した密度０．６〜０．９ｇ／ｃｍ３、デユロメータ硬度２０〜４０、５０％圧縮時の応力が０．２〜２．０ＭＰａであることを特徴とする発泡成形体。
【請求項２】
エチレン・プロピレン三量体がエチレン・プロピレン・５−エチリデン−２−ノルボルネン共重合体であることを特徴とする請求項１記載の発泡成形体。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の発泡成形体からなる嵌合部のシール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡成形体に係り、特に、シール材として用いられる発泡成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
地中に埋設された下水道や排水路等の管路は、ヒューム管、陶管等が広く使用されている。これらの管路の内壁は、硫化水素やその他の腐食ガス及び付着物による侵食され、これによって管壁の強度が低下することがある。また、地圧や地盤沈下等の影響により、管路継目部の隙間や管路自体のクラックが発生すると、管路内への地下水等の流入や管路外への漏水が起こり、管路周辺の土砂が流出して管路外周面に空洞部が発生し、路面陥没などの原因となってしまう。
【０００３】
上記問題を解決するために管路を補修する手段として、嵌合体を管路の筒長方向に沿って筒状に組み立てた後、嵌合体と管路内面との空隙内に硬化性充填材を注入する手段が知られている（例えば特許文献１参照）。この手段では、嵌合体の嵌合部に合成ゴムや水膨張性ゴム等のシール材を介在させているが、このシール材は、嵌合部材に接着部材等で貼り付けて使用されているものであり、シール材の自重によって、シール材と接着部材との剥離や接着部材と嵌合部材との剥離が発生してしまうという問題があった。また、シール材として合成ゴムを採用した際には、合成ゴム自体が経時的に劣化して弾性が低下し、嵌合部に隙間が発生してしまうという問題があった。
【０００４】
管路の補修部に、管路内部から環状のゴムバンドを帯状の鋼製バンドで圧着させて漏水止めを行う方法も知られている（例えば特許文献２参照）。しかしながらこの方法では、漏水止めのためのゴムバンドを鋼製バンドによって非常に強い圧力で圧着しなければならないこと、経時変化によってゴムバンドが劣化し再度漏水が発生してしまうという問題があった。
【０００５】
エチレン・プロピレン三量体系（以下、ＥＰＤＭと称す）の加硫発泡体は、優れたクッション性及び圧縮性を有するため止水シール材や断熱・防音等のシール材など広く使用されている。しかし、これらの加硫発泡体は、高倍率に発泡されたものであり、高水圧下では圧縮応力が低すぎて変形し、止水性能が悪くなる欠点がある（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−３１１３８７号公報（第２頁：請求項１〜２２）
【特許文献２】特許第３０４５７５３号（第２頁：請求項１）
【特許文献３】特開平１０−４５９３３号（第２頁：請求項１〜６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、止水性を維持し作業性を向上させたシール材として用いることのできる発泡成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、特定のゴム組成物を加硫及び特定の発泡倍率で発泡処理した発泡成形体により上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
すなわち本発明は、ＥＰＤＭ１００質量部、加硫剤０．１〜１０質量部、加硫促進剤０．１〜１０質量部、及び加熱発泡剤０．５〜５０質量部を配合してなる組成物を、加硫及び１．１〜２倍の発泡処理した密度０．６〜０．９ｇ／ｃｍ３、デユロメータ硬度２０〜４０、５０％圧縮時の応力が０．２〜２．０ＭＰａであることを特徴とする発泡成形体である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の発泡成形体は、経時変化による劣化が少ないＥＰＤＥＭをゴム成分として用い、含有させた熱分解性発泡剤で発泡処理すると共にゴム成分を加硫させた発泡体である。これにより、長期安定性と強度を保持しつつ軽量化を図られたことから、管路の補修部の接着部材から自重で脱落してしまうのを防止できるという効果を有する。また、５０％圧縮時の応力が特定の範囲にあるので高水圧下で水圧に負けて止水性能が低下するという欠点が改善され、水漏れに対する止水性を向上できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明のゴム組成物は、後述する加硫剤、加硫促進剤及び熱分解性発泡剤等をその内部に均一に分散保持させたものである。
【００１１】
本発明においてＥＰＤＭは、種々のＥＰＤＭの中から１種又は２種以上を用いることができ特に限定はない。ＥＰＤＭを構成するジエンとしては、例えば５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−プロピリデン−５−ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、５−ビニル−２−ノルボルネン、５−メチレン−２−ノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、４−メチル−１，４−ヘキサジエン、５−メチル−１，４−ヘキサジエン、２，３−ジイソプロピリデン−５−ノルボルネン等が挙げられる。これらの中で耐熱性、耐候性に優れたＥＰＤＭ発泡体が得られるものとして特に５−エチリデン−２−ノルボルネンが好ましい。
【００１２】
本発明の加硫剤及び加硫促進剤は、ゴム成分の架橋度を向上させ、得られる発泡成形体自体の強度を向上させるものである。
【００１３】
加硫剤としては、例えば硫黄、ポリスルフィド、塩化硫黄等の含硫黄化合物からなる硫黄系や、ｐ−キノンジオキシム、ｐ−ｐ−ジベンゾイルキノンオキシム等のオキシム系、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド、アセチルアセトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物系がある。加硫剤は少なくとも硫黄系のものを含めれば、複数種のものを組み合わせて使用してもよい。これら加硫剤の使用量は、ＥＰＤＭ１００質量部あたり０．１〜１０質量部、特に０．５〜５質量部が好ましい。加硫剤が０．１質量部未満では加硫が充分でなく、１０質量部を超えると加硫剤がブルームし易くなる傾向がある。
【００１４】
加硫処理の促進を目的に加硫促進剤の使用が好ましい。加硫促進剤としては、例えばテトラメチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系や、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアゾールジスルフィド等のチアゾール系、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸亜鉛等のジチオカルバミン酸塩系、ｎ−ブチルアルデヒドアニリン等のアルデヒドアミン系、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系、ジオルソトリルグアニジン、ジオルソニトリルグアニジン等のグアニジン系、チオカルバニリド、ジエチルチオユリア、トリメチルチオユリア等のチオユリア系、亜鉛華などの化合物がある。加硫促進剤は、これらの単体だけでなく、２種以上のものを組み合わせて使用してもよい。これら加硫促進剤の使用量は、ＥＰＤＭ１００質量部あたり０．１〜１０質量部で、特に０．２〜５質量部が好ましい。加硫促進剤が０．１質量部未満では加硫促進効果が少なく、１０質量部を越えると加硫速度のコントロールがしにくくなると共に加硫促進剤がブルームし易くなる傾向がある。
【００１５】
加熱発泡剤としては、例えばアゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジアミノベンゼン、アゾシクロヘキシルニトリル等のアゾ系発泡剤や、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルＮ，Ｎ’−ジニトロソテレフタルアミド等のニトロソ系発泡剤、ベンゼンスルフォニルヒドラジド、ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルフォニルヒドラジド）、トルエンスルフォニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−３，３’−ジスルフォニルヒドラジド等のスルフォニルヒドラジド系発泡剤等の有機系発泡剤、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、カルシウムアジド等の無機系発泡剤が使用できる。発泡剤の使用量は、目的とする発泡体の物性に応じて適宜調整すればよいが、ＥＰＤＭ１００質量部あたり０．５〜５０質量部、特に１〜２０質量部が好ましい。加熱発泡剤が０．５質量部未満では発泡が充分でなく、５０質量部を超えると発泡倍率のコントロールがしにくくなる場合がある。
また、必要に応じて、これらと併用して発泡助剤を使用してもよい。発泡助剤としては、例えばサリチル酸や、フタル酸、ステアリン酸、しゅう酸、尿酸またはその誘導体などがあげられる。
【００１６】
圧縮応力は５０％圧縮応力で０．２〜２．０ＭＰａが好ましい。ここで５０％圧縮応力が０．２ＭＰａ未満では被シール材との密着性が悪くシール性が低下する。また、２ＭＰａより大きいと所定の厚みに圧縮するのが困難となり、作業性が低下する。特に好ましくは０．５〜１．０ＭＰａである。
【００１７】
本発明の発泡成形体は、これらの成分を含有するゴム組成物を混練し、所望する形状に成形し、発泡処理と加硫処理を行うことによって得られるものである。
【００１８】
ゴム組成物を製造する装置としては、従来公知のミキサー、バンバリーミキサー、ニーダーミキサー、二本ロール等の混練装置があり、得られたゴム組成物を成形する装置としては、従来公知のプレス成形、押し出し成形、カレンダー成形等の成形装置がある。一般には、ゴム組成物をゴム用押出し機で製品形状に押出し、次いで、加硫槽内に導入し、熱空気、流動床、マイクロ波等の手段によって加熱することにより加硫及び発泡を行うことが出来る。なお、加硫処理と発泡処理は、別工程で行ってもよく、同時に行ってもよい。
また、発泡成形体の形状は、シート状やテープ状など適宜用途に合わせて設計すれば良い。良好な機械的強度及び柔軟性を得られる点で止水シールに適した発泡倍率は１．１〜２倍、好ましくは１．２〜１．５倍である。この発泡倍率で得られる発泡成形体の密度は０．６〜０．９ｇ／ｃｍ３であるものが好ましい。密度が０．６に満たない場合は、発泡体の圧縮、反発力が小さいため止水効果が十分に得られず、設置初期の止水性が低下してしまう。また、０．９を超える場合はシール材の柔軟性低下、重量増加となり取付け部への施工性不良、シール材の剥がれ等の不具合が生じ好ましくない。
【００１９】
発泡成形体のデユロメータ硬度は２０〜４０が好ましく、好ましくは２５〜３５である。硬度が４０を超えると平滑でない部位に発泡成形体を装着した場合、高いシール性を発揮することが困難であり、２０未満の場合は、水圧により止水性が低下する。成形体の硬度は主に発泡倍率で調整可能であるが、場合によっては軟化剤等を用いてもよい。
【００２０】
なお、本発明の発泡成形体は、その効果を阻害しない範囲で、通常の加硫系のゴム配合物に使用される無機充填剤、可塑剤、老化防止剤、加工助剤、滑剤、粘着付与剤等が含有されても良いものである。無機充填剤としては、例えば、シリカや、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化鉄、ホウ酸亜鉛、ホウ酸、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、炭酸バリウム、ハイドロタルサイト、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ケイ酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、ベントナイト、活性白土、セピオライト、ガラス繊維、ガラスビーズ、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、カーボンブラック、グラファイト、炭素繊維等があり、これらは単体だけでなく２種以上を混合して使用しても良い。また、無機充填剤の粒径は、ゴム成分への分散性の観点から、１〜５０μｍが好ましい。カーボンブラックは、補強剤として機能し、得られる発泡成形体の圧縮歪低減に有効である。成形性の調整にも有効な軟化剤の例としては、パラフィン系やナフテン系等のプロセスオイル、流動パラフィン、その他のパラフィン類、ワックス類、シリコーンオイルや液状ポリブテン等の合成高分子系軟化剤、フタル酸系やアジピン酸系、セバシン酸系やリン酸系等のエステル系可塑剤類、ステアリン酸やそのエステル類、アルキルスルホン酸エステル類などがあげられる。また、これらの軟化剤は可塑剤としての働きも期待できる。
【００２１】
本発明の発泡成形体は、種々の形状を選定できるが一般にテープ状が好適である。発泡成形体は嵌合部材に市販の両面テープや接着剤で貼り付けてもよく、釘打、ビス止め等によって結合されてもよい。
【００２２】
管路の補修として本発明の発泡成形体が好適に用いられる例として、次のものが挙げられる。すなわち、特許文献１に記載されているように、管路内に搬入可能な補強部材を用いて管路内面に中空骨組み状の補強体を組立て、その補強体の内側に複数の嵌合部材を取り付けて内面部材を嵌合させ、これら嵌合体を管路の円周方向に沿って筒状に組み立てた後、嵌合体と管路内面との空隙内に硬化性充填材を注入することによって補修する方法において、本発明の発泡成形体を嵌合部材へ貼り付けて、嵌合体の漏水を防止する方法である。また、特許文献２に記載されているように、管路の漏水部分に内面から環状ゴムバンドを帯状の鋼製バンドで圧着装着する際に、ゴムバンドと管路内面との間に本発明の発泡成形体を介在させる方法に用いてもよい。
【００２３】
内面部材及び嵌合部材は下水道管用ポリエチレン樹脂をはじめとするオレフィン系熱可塑性樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、繊維強化樹脂やステンレス等の金属が使用できる。また中空骨組み状の補強体は鋼材等からなる高剛性材料が用いられる。硬化性充填材としては、例えばセメントミルク、モルタル、コンクリート等のセメント系材料、あるいはエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が用いることができ、要求性能やコスト等によって選択される。環状ゴムバンドは必要な強度、耐久性、弾性を有する合成ゴムであり、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・三量体等が使用できる。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものでない。なお、以下の説明における部及び％は質量基準に基づく。
【００２５】
「実施例１〜実施例４」
本実施例において使用した材料は、それぞれ以下に示したものである。
（１）ＥＰＤＭ：エチレン・プロピレン・５−エチリデン−２−ノルボルネン共重合体（ＤＳＭジャパン(株)製、「ケルタン６６４０Ｂ」）、あるいはエチレン・プロピレン・ジシクロペンタジエン共重合体（住友化学（株）製「エスプレン３０５」）
（２）加硫剤：粉末硫黄（細井化学工業（株）製）
（３）加硫促進剤：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド（大内新興（株）製、「ノクセラーＣＺ」）、テトラメチルチウラムジスルフィド（大内新興（株）製、「ノクセラーＴＴ」）、酸化亜鉛（堺化学（株）製、「亜鉛華３号」）
（４）加熱発泡剤：アゾジカルボンアミド（白石カルシウム（株）製、「セロゲンＡＺ」）、ｐ，ｐ’−オキシビス（ベンゼンスルフォニルヒドラジド））（白石カルシウム（株）製、「セロゲンＯＴ−１」、尿素化合物（永和化成（株）製、「セルペースト１０１Ｗ」）
（５）無機充填剤：ホワイトカーボン（日本シリカ（株）製、「ニップシールＶＮ３」）
（６）可塑剤：ジ−ｎ−オクチルフタレート（大八化学（株）製、「Ｎ−ＤＯＰ」）
（７）老化防止剤：４，４’−（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン（大内新興（株）製、「ノクラックＣＤ」）
（８）カーボンブラック：旭カーボン（株）製、「＃６０」
（９）軟化剤：プロセスオイル（日本サン石油（株）製、「サンパー１５０」）
（１０）粘着剤：ポリブテン（ＢＰアモコ社製、「Ｈ３００」）
【００２６】
「ゴム組成物」
表１の配合Ａに示した成分を、容量３リットルのニーダーミキサーを用いて１２０℃で２分間混練した。次いで、得られた混練物を二本ロールで練りながら、表１の配合Ｂに示した成分を添加して５分間混練し、ゴム組成物を得た。
「発泡成形体」
混練して得られたゴム組成物を、幅２０ｍｍ、厚み１０ｍｍの口金を取り付けたゴム用押出機にて帯状に押出成形し、次いで、熱風加硫槽を用いて１６０℃で２０分間加熱して加硫処理及び発泡処理を行い、発泡成形体を得た。
【００２７】
本実施例にあっては、以下に記載した各特性を評価し、表１にまとめた。各特性の測定方法を以下に示す。
密度：ＪＩＳ  Ｋ−６２６８に準じて電子比重計（ＭＩＲＡＧＥ  ＴＲＡＤＩＮＧ  ＣＯ．，ＬＴＤ製：ＥＷ１２０ＳＧ）で測定した。
硬度：ＪＩＳ  Ｋ−６２５３に準拠して行なった。
５０％圧縮応力：ＪＩＳ  Ｋ−６７６７に準拠して行なった。
止水圧：図１に示したように、外径５０ｃｍ鋼製の止水圧試験機（２）に外径３０ｃｍ、内径２７．５ｃｍ、厚み１ｃｍのリング状発泡成形体（１）を接着して初期圧縮率５０％でボルト（３）にて締結し止水圧試験機（２）内に水を満たした後、水圧をかけて漏水が発生する直前の水圧を測定した。
漏水の有無：図１の試験機に発泡成形体を水圧０．０５ＭＰａにて1ヶ月保持し、漏水の有無を目視確認した。
耐オゾン性：ＪＩＳ  Ｋ−６２５９に従ってオゾン劣化試験を行い、４０℃、５０ｐｐｍオゾン濃度中で短冊状サンプルを２０％伸張し、９６時間後の成形品表面の亀裂の有無を観察した。
【００２８】
「比較例１〜３」
比較例１〜３においては、実施例１のゴム組成物の配合を、それぞれ表２に記載した材料および配合量に変更し、実施例１と同様の方法で成形体を得、その各特性を評価したものである。各特性の評価結果を、表２にまとめた。
なお、比較例３は、使用したゴムがＳＢＲゴム（スチレン・ブタジエン共重合体  ＪＳＲ（株）製「ＪＳＲ１７１２」）である。
【００２９】
【表１】
2006045329.tif 000002
【表２】
2006045329.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に関わる止水圧試験機を模式的に示した断面図
【符号の説明】
【００３１】
１  発泡成形体
２  止水圧試験機
３  ボルト
４  入水口
５  排水口
６  水圧計
【図１】
2006045329.tif 000004