(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１００℃）が５〜３０のＥＰＤＭと加硫剤と発泡剤と引火点が２００〜３５０℃の可塑剤オイルと、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸又はケイ酸塩類とを少なくとも成分とする混和物からなり、前記ＥＰＤＭ１００重量部あたり炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸又はケイ酸塩類をそれらの合計量で８０〜４００重量部、かつ前記可塑剤オイルを１５〜４０重量部含有することを特徴とするゴム系発泡材料。
【請求項２】
請求項１において、可塑剤オイルが４０℃で３０〜５００mm２／秒、１００℃で５〜５０mm２／秒の動粘度を示すものであるゴム系発泡材料。
【請求項３】
請求項１又は２において、当該ムーニー粘度を満足する２種以上のＥＰＤＭをいずれか１種９５〜５重量部、その他５〜９５重量部の割合で用いてなるゴム系発泡材料。
【請求項４】
請求項１〜３の一に記載のゴム系発泡材料の加硫発泡体からなることを特徴とするゴム系発泡体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、燃焼遅延性を示すＥＰＤＭ系発泡体を形成できるゴム系発泡材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＰＤＭ系の発泡体は、その優れたクッション性や圧縮性等に基づいてクッション材やパッド材、気密や止水等のシール材、断熱材や防音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で広く使用されており、その用途に応じクッション性や圧縮性等の特性が調節されている。
【０００３】
しかしながら従来、前記発泡体の難燃化については、ＥＰＤＭ等のオレフィン系ポリマーは燃焼エネルギーが高いこともあって例えば金属水酸化物やリン系化合物、ハロゲン化物やシリコーン系化合物等の難熱剤を配合する方式が専ら採られてきた。そのため難燃性のみが過剰品質となるなど製品の燃焼のしにくさと他の性能とのバランスを採りにくい難点があった。
【０００４】
【発明の技術的課題】
本発明は、一般的に用いられている難燃剤を用いることなく燃焼の遅延化を達成して、各種性能のバランスに優れるＥＰＤＭ系発泡体を形成できるゴム系発泡材料の開発を課題とする。
【０００５】
【課題の解決手段】
本発明は、ムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１００℃）が５〜３０のＥＰＤＭと加硫剤と発泡剤と引火点が２００〜３５０℃の可塑剤オイルと、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸又はケイ酸塩類とを少なくとも成分とする混和物からなり、前記ＥＰＤＭ１００重量部あたり炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸又はケイ酸塩類をそれらの合計量で８０〜４００重量部、かつ前記可塑剤オイルを１５〜４０重量部含有することを特徴とするゴム系発泡材料を提供するものである。
【０００６】
【発明の効果】
上記したＥＰＤＭを用いることにより、燃焼特性を制御しうる難燃剤以外の充填材を多量に配合することが可能となり、ＥＰＤＭ系発泡体のゴム物性を良好に温存しつつそのクッション性や圧縮性等の性能を制御でき、かつ難燃剤を用いないで燃焼遅延性をもたせることができて、引火点の高い可塑剤オイルにより燃焼遅延性を向上させることができる。
【０００７】
【発明の実施形態】
本発明によるゴム系発泡材料は、ムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１００℃）が５〜３０のＥＰＤＭと加硫剤と発泡剤と引火点が２００〜３５０℃の可塑剤オイルと、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸又はケイ酸塩類とを少なくとも成分とする混和物からなり、前記ＥＰＤＭ１００重量部あたり炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸又はケイ酸塩類をそれらの合計量で８０〜４００重量部、かつ前記可塑剤オイルを１５〜４０重量部含有するものである。
【０００８】
ＥＰＤＭとしては、ムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１００℃、以下同じ）５〜３０のものを１種又は２種以上用いることができる。当該粘度が前記範囲外のＥＰＤＭでは、ゴム物性を残しつつ燃焼遅延性や圧縮性等の性能を調節することが困難である。ＥＰＤＭの好ましいムーニー粘度は８〜２５である。なお当該ムーニー粘度を満足する２種以上のＥＰＤＭを用いる場合、前記性能の調節操作性等の点より、そのいずれか１種を９５〜５重量部、その他を５〜９５重量部の割合で用いることが好ましい。
【０００９】
加硫剤としては、１種又は２種以上の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。
【００１０】
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。
【００１１】
また発泡剤としても１種又は２種以上の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。
【００１２】
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、バリウムアゾジカルボキシレートの如きアゾ系化合物、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等の有機系発泡剤もあげられる。
【００１３】
さらに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。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。
【００１４】
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。
【００１５】
ゴム系発泡材料には、燃焼遅延性を付与するために炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸又はケイ酸塩類の１種又は２種以上が少なくとも配合される。その配合量は、ＥＰＤＭ１００重量部あたり炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ケイ酸又はケイ酸塩類の合計量に基づいて８０〜４００重量部とされる。
【００１６】
前記の配合量が８０重量部未満では、燃焼を遅延させる効果に乏しく、４００重量部を超えるとゴム的性質が低下して得られる発泡体の性能を調節しにくくなる。かかる燃焼遅延性の付与効果や発泡体性能の調節性などの点より前記した炭酸カルシウム等の好ましい配合量は、３８０重量部以下、就中３５０重量部以下、特に１００〜３００重量部である。
【００１７】
混和物の調製は、少なくともＥＰＤＭ、加硫剤、発泡剤、引火点が２００〜３５０℃の可塑剤オイル及び前記の炭酸カルシウム等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。
【００１８】
前記した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添加することができる。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。
【００１９】
また混和物には、その加工性ないし成形性の調節などを目的に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して、上記した加硫促進剤とは反対に加硫を遅らせることもできる。
【００２０】
さらに混和物には、成形性の調節などを目的に、例えば塩素化パラフィン等のパラフィン類やワックス類、ナフテン類やアロマ類やアスファルト類、アマニ油等の乾性油類や動植物油類、石油系オイル類や各種の低分量ポリマー類、フタル酸エステル類やリン酸エステル類、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や粘着付与剤などからなる１種又は２種以上の軟化剤ないし可塑剤を添加することもできる。なおステアリン酸やそのエステル類は、滑剤などとしても有用で、従って各種の滑剤も配合しうる成分の例としてあげられる。
【００２１】
混和物の調製に際しては燃焼遅延性を活かす点などより、引火点が２００〜３５０℃、好ましくは２２０〜３３０℃のオイル類からなる可塑剤が用いられ、成形性のより向上や得られる発泡体のゴム特性の維持性等を加味した場合には、４０℃で３０〜５００mm２／秒、就中６０〜４５０mm２／秒、１００℃で５〜５０mm２／秒、就中１０〜４０mm２／秒の動粘度を示すものが特に好ましい。またかかる点より可塑剤オイルの配合量は、ＥＰＤＭ１００重量部あたり１５〜４０重量部とされ、好ましくは２０〜３５重量部である。
【００２２】
加えて混和物には、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や老化防止剤、酸化防止剤や顔料、着色剤や防カビ剤などの従来の難燃剤を除く適宜な配合剤の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。なお前記の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。
【００２３】
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を１種又は２種以上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。
【００２４】
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ポリ塩化ビニル、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、塩素化ポリエチレンやウレタン系ポリマー、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。
【００２５】
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、フッ素ゴムやアクリルゴム、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、クロロスルホン化ポリエチレンなどがあげられる。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。
【００２６】
本発明によるゴム系発泡材料を用いた発泡体の形成は、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が、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。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。また発泡倍率の調節などにより、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ができる。
【００３３】
本発明によるゴム系発泡体は、例えばクッション材やパッド材、気密や防水等の各種目的のシール材、断熱材、防音や制振等の振動低減材などの従来に準じた各種の用途に好ましく用いることができる。
【００３４】
【実施例】
実施例１
ムーニー粘度２３のＥＰＤＭ（三井化学社製、ＥＰＴ４０２１）１００部（重量部、以下同じ）、硫黄１部、加硫促進剤（大内新興化学社製、ノクセラーＥＺ）３部、発泡剤（永和化成工業社製、ビニフォールＡＣ＃ＬＱ）２０部、発泡助剤（永和化成工業社製、セルペーストＫ−５）５部、重質炭酸カルシウム２００部、低密度ポリエチレン（三井化学社製、ミラソン６７）２５部、引火点２７０℃の可塑剤オイル（出光興産社製、ダイアナプロセスオイルＰＷ−９０、パラフィンオイル、動粘度４０℃：９６mm２／秒、１００℃：１１mm２／秒）２５部、カーボンブラック１０部、酸化亜鉛（２種）５部及び粉末ステアリン酸１部を加圧ニーダで混練して混和物を得、それを押出し機で成形して厚さ１０mmの未加硫シートを得、それを１６０℃のオーブン中で３０分間加熱して加硫発泡処理し、密度０．１２ｇ／cm３の発泡シートを得た。
【００３５】
実施例２
可塑剤オイルとして、引火点３００℃のもの（出光興産社製、ダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０、パラフィンオイル、動粘度４０℃：３８２mm２／秒、１００℃：３０mm２／秒）を用いたほかは実施例１に準じて密度０．１１ｇ／cm３の発泡シートを得た。
【００３６】
実施例３
重質炭酸カルシウムの使用量を３００部とし、ダイアナプロセスオイルＰＷ−３８０（可塑剤オイル）を３５部用いたほかは実施例１に準じて、密度０．１４ｇ／cm３の発泡シートを得た。
【００３７】
比較例１
ＥＰＤＭとしてムーニー粘度が４２のもの（三井化学社製、ＥＰＴ４０４５）を用い、発泡剤の使用量を１５部としたほかは実施例１に準じて、密度０．３５ｇ／cm３の発泡シートを得た。
【００３８】
比較例２
発泡剤の使用量を１５部とし、重質炭酸カルシウムの使用量を５０部としたほかは実施例１に準じて、密度０．１３ｇ／cm３の発泡シートを得た。
【００３９】
比較例３
可塑剤オイルとして引火点が１７０℃のもの（日本石油社製、日石ポリブテンオイルＨＶ−１５、動粘度４０℃：６５５mm２／秒、１００℃：３１mm２／秒）を用いたほかは実施例１に準じて、密度０．１３ｇ／cm３の発泡シートを得た。
【００４０】
評価試験
実施例、比較例で得たゴム系発泡体について、ＵＬ９４安全規格による発泡プラスチック材料の水平燃焼試験方法に準拠して長さ１５０mm、幅５０mmの所定厚の試験片についてその燃焼性を調べると共に、燃焼遅延性に相当するＨＢＦを調べた。なおＨＢＦレベルの基準は、所定数量全ての試験体が着火起点より２５mm標線から１２５mm標線までの間で燃焼速度が４０mm／分以下のとき、又は燃焼が着火起点より１２５mm標線までの間で終了するときに満足する。
【００４１】
前記の結果を次表に示した。
0004150467.tif 000002