擋風雨條用泡沫橡膠材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種擋風雨條用泡沫橡膠材料，其包含具有滿足如下關系的載荷值比的交聯(lián)的橡膠海綿材料：載荷值比(%)=B/A×100≤50，其中，A為在壓縮變形過程中在50%壓縮下的載荷值，且B為在從變形恢復的過程中在50%壓縮下的載荷值。
【專利說明】擋風雨條用泡沬橡膠材料
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及擋風雨條(weather strip)用泡沫橡膠材料。
【背景技術】
[0002]已經(jīng)將泡沫橡膠材料作為密封構(gòu)件應用于各種擋風雨條產(chǎn)品如行李箱用擋風雨條和門開口用擋風雨條的需要水密性能的部位。
[0003]在許多產(chǎn)品中，將非干燥性密封劑應用到需要水密性能的部位。然而，非干燥性密封劑具有諸如如下的問題:(I)制造成本高，因為在將密封劑注入到產(chǎn)品的配合部中的步驟中需要昂貴的特殊設備；(2)其注入量發(fā)生變化；(3)不能重新裝配密封劑，因為一旦在裝配時將其裝配到車體上，其就附著到車體側(cè)上；(4)其壓縮永久變形值大(即壓縮永久變形差)。
[0004]專利文獻I是為應對這些問題而作出的，并公開了由壓敏膠粘劑形成的密封構(gòu)件，所述壓敏膠粘劑為具有-10°c以下玻璃化轉(zhuǎn)變點的合成樹脂類或橡膠類基材并處于發(fā)泡狀態(tài)。其中描述了，密封構(gòu)件保持法蘭(flange)的力強并可以使其重新裝配容易。
[0005]然而，由于這種材料未交 聯(lián)，所以其具有壓縮永久變形值大的問題。
[0006]另一方面，已經(jīng)將交聯(lián)的橡膠海綿材料用作擋風雨條的密封構(gòu)件。然而，這種密封構(gòu)件可能從法蘭“翹起”，這造成不能具有滿意水密性能的問題。因此，存在對可應用產(chǎn)品的橫截面和海綿部的形狀具有限制的問題。在專利文獻2和3中描述了，交聯(lián)的橡膠海綿材料可通過降低壓縮載荷而具有改善的柔軟性，從而導致密封性能提高。
[0007]引用列表
[0008]專利文獻
[0009][專利文獻I]日本特開2008-87505號公報
[0010][專利文獻2]日本特開2011-116882號公報
[0011][專利文獻3]日本特開2012-17452號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的問題
[0013]然而，盡管通過使得海綿材料的泡沫膨脹速率高或使得氣泡連續(xù)(即提高吸水率)可以降低壓縮載荷，但是由此降低了密封構(gòu)件的強度。因此，海綿材料變得易于斷裂。此外，在高吸水率下，水密性能劣化。
[0014]為了解決上述問題，期望改善交聯(lián)的橡膠海綿材料以作為擋風雨條用密封構(gòu)件。
[0015]本發(fā)明提供一種泡沫橡膠材料，所述泡沫橡膠材料包含具有高水密性能和優(yōu)異密封性能的交聯(lián)的橡膠海綿材料；本發(fā)明還提供一種包含所述泡沫橡膠材料的擋風雨條用密封構(gòu)件。
[0016]解決問題的手段
[0017]本發(fā)明涉及擋風雨條用密封構(gòu)件并提供如下泡沫橡膠材料和密封構(gòu)件。[0018](I) 一種擋風雨條用泡沫橡膠材料，包含具有滿足如下關系的載荷值比的交聯(lián)的橡膠海綿材料:
[0019]載荷值比(%)=B/AX100 ( 50，
[0020]其中，A為在從未壓縮狀態(tài)壓縮變形的過程中在50%壓縮下的載荷值，且B為在從變形恢復至未壓縮狀態(tài)的過程中在50%壓縮下的載荷值。
[0021](2)上述(I)中所述的擋風雨條用泡沫橡膠材料，其中，A為lON/cm2以下，且B為3N/cm2 以下。
[0022](3)上述(I)或(2)中所述的擋風雨條用泡沫橡膠材料，其中，所述交聯(lián)的橡膠海綿材料包含乙烯-α烯烴類共聚物橡膠。
[0023](4)上述(I)~(3)中任一項所述的擋風雨條用泡沫橡膠材料，其中基于水的密度(1.0g/cm3)，所述泡沫橡膠材料的比重為0.05~0.40。
[0024](5)上述(I)~(4)中任一項所述的擋風雨條用泡沫橡膠材料，所述泡沫橡膠材料的吸水率為1%~100%，且在標準溫度(23°C )下的tan δ (損耗彈性模量/儲能彈性模量)值為0.125以上。
[0025](6) 一種擋風雨條用密封構(gòu)件，包含上述(I)~(5)中任一項所述的泡沫橡膠材料。
[0026]發(fā)明效果
[0027]本發(fā)明能夠提供擋風雨條用泡沫橡膠材料，其包含交聯(lián)的橡膠海綿材料，所述交聯(lián)的橡膠海綿材料較柔軟、具有高水密性能并具有優(yōu)異的密封性能而不降低機械強度。通過使用該泡沫橡膠材料，能夠得到優(yōu)異的擋風雨條用密封構(gòu)件，且特別地，其優(yōu)勢在于，對其形狀的限制很少。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1是顯示用于實施例的水密試驗中的水平差(level difference)結(jié)構(gòu)的圖。
[0029]圖2是顯示用于實施例的水密試驗中的設備的圖，其示意性顯示了垂直于擋風雨條縱向的橫截面。
[0030]圖3是顯示本發(fā)明密封構(gòu)件的應用例的圖。
[0031]圖4是顯示本發(fā)明密封構(gòu)件的應用例的圖。
[0032]圖5是顯示本發(fā)明密封構(gòu)件的應用例的圖。
[0033]圖6是顯示本發(fā)明密封構(gòu)件的應用例的圖。
[0034]圖7是顯示本發(fā)明密封構(gòu)件的應用例的圖。
[0035]圖8是顯示交聯(lián)的橡膠海綿材料的壓縮特性的測量要領的圖。
[0036]圖9是顯示在交聯(lián)的橡膠海綿材料的壓縮載荷試驗中觀察到的載荷值圖的圖。
[0037]圖10是顯示交聯(lián)的橡膠海綿材料的壓縮特性的圖。實心圓為實施例1的數(shù)據(jù)，且實心三角為比較例I的數(shù)據(jù)。
[0038]圖11是顯示相對于交聯(lián)的橡膠海綿材料的溫度的tan δ變化的圖。實心圓為實施例I的數(shù)據(jù)，且實心三角為比較例I的數(shù)據(jù)。
[0039]圖12是顯示相對于交聯(lián)的橡膠海綿材料中萜烯類樹脂的添加量，50%壓縮載荷值的變化的圖。【具體實施方式】
[0040]通過發(fā)現(xiàn)如下事實而完成了本發(fā)明:包含交聯(lián)的橡膠海綿材料的密封構(gòu)件從法蘭“翹起”的狀態(tài)是因為在將擋風雨條裝配到車體上時在配合部處密封構(gòu)件的反作用力超過其保持力而發(fā)生的現(xiàn)象。
[0041]也就是說，發(fā)現(xiàn)，為了防止上述從法蘭翹起的狀態(tài)，與在壓縮變形過程中具有低載荷值(即抵抗壓縮的反作用力低)相比，在從變形恢復的過程中的載荷值對在壓縮變形過程中的載荷值之比低，對于充當擋風雨條用密封材料的交聯(lián)的橡膠海綿材料是合適的。根據(jù)該發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明。
[0042]根據(jù)本發(fā)明，在基本不改變發(fā)泡倍率或連續(xù)氣泡比，即基本不降低機械強度的條件下，通過降低載荷值比(即，在從變形恢復的過程中在50%壓縮下的載荷值對在壓縮變形過程中在50%壓縮下的載荷值之比)而使其小于常規(guī)材料，能夠得到密封性能明顯改善的泡沫橡膠材料。由此，本發(fā)明能夠提供優(yōu)異的擋風雨條用密封構(gòu)件。在本發(fā)明中，對通常在壓縮載荷試驗中引起關注的壓縮變形過程中的載荷值進行了關注，并且，由于旨在抑制在將擋風雨條裝配到車體上之后其從法蘭翹起，因此還對朝向回復方向的載荷值(在從變形恢復的過程中的載荷值)進行了關注。由此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在壓縮過程中和在恢復過程中在50%壓縮下這些載荷值的比例(載荷值比)大大有助于優(yōu)異的密封性能。
[0043]本發(fā)明在基本保持與常規(guī)的交聯(lián)的橡膠海綿材料相同的比重和吸水率的同時，SP在確保等于或高于常規(guī)材料的強度的同時，實現(xiàn)了優(yōu)異的密封性能。與常規(guī)材料相比，優(yōu)選大幅度降低在壓縮變形過程中和在從變形恢復的過程中在50%壓縮下的載荷值，特別是后者。
[0044]在本發(fā)明的泡沫橡膠材料中，載荷值比(即在從變形恢復的過程中在50%壓縮下的載荷值對在壓縮變形過程中在`50%壓縮下的載荷值之比)為50%以下，優(yōu)選45%以下，更優(yōu)選40%以下，還更優(yōu)選30%以下，且特別優(yōu)選25%以下。其下限為約1%~約5%。
[0045]此外，關于本發(fā)明的泡沫橡膠材料，在壓縮變形過程中在50%壓縮下的載荷值優(yōu)選為lON/cm2以下，更優(yōu)選8N/cm2以下，還更優(yōu)選7N/cm2以下，特別優(yōu)選6N/cm2以下且最優(yōu)選5N/cm2以下。其下限通常為約lN/cm2。此外，在從變形恢復的過程中在50%壓縮下的載荷值優(yōu)選為3N/cm2以下，更優(yōu)選2N/cm2以下，還更優(yōu)選1.5N/cm2以下且特別優(yōu)選lN/cm2以下。
[0046]另外，本發(fā)明的泡沫橡膠材料優(yōu)選具有0.125以上、更優(yōu)選0.13以上、還更優(yōu)選
0.14以上且特別優(yōu)選0.15以上的在標準溫度(23°C )下的tan δ (損耗彈性模量/儲能彈性模量)值。所述tan δ通常為損耗系數(shù)(損耗角正切)，其上限為約1.4。此外，本發(fā)明的泡沫橡膠材料根據(jù)JIS Κ6262 (2006)對于50%的壓縮優(yōu)選具有70%以下的壓縮永久變形率(Cs)。
[0047]此外，本發(fā)明的泡沫橡膠材料優(yōu)選具有0.05~0.4、更優(yōu)選0.1~0.4且還更優(yōu)選
0.2~0.4的比重，并優(yōu)選具有1%~100%、更優(yōu)選2%~50%且還更優(yōu)選5%~30%的吸水率。
[0048]根據(jù)本發(fā)明，通過滿足上述在50%壓縮下的載荷值比，優(yōu)選通過滿足上述在壓縮變形過程中和在從變形恢復的過程中在50%壓縮下的載荷值中的各個值，能夠提供密封性能優(yōu)異并適用于擋風雨條用密封構(gòu)件的泡沫橡膠材料。此外，通過還滿足上述比重、吸水率、tan δ和Cs能夠提供水密性能高，隔音性、耐久性、防銹性等優(yōu)異并適用于擋風雨條用密封構(gòu)件的泡沫橡膠材料。
[0049]在本發(fā)明中，在壓縮/恢復速率為20mm/分鐘的條件下、根據(jù)JIS K6767 (2007)測量在壓縮變形過程中和在從變形恢復的過程中在50%壓縮下的載荷值，根據(jù)JISK7112 (2007)的方法A測量比重，并根據(jù)如下測量方法測量吸水率。
[0050]<吸水率的測量方法>
[0051](I)試驗片
[0052]從利用熱風硫化并具有2.5mm或3mm厚度的片狀泡沫橡膠得到具有30mm或40mm長度和20mm寬度的試驗片。
[0053](2)測量裝置
[0054]使用安裝有能夠測量低至l/1000g質(zhì)量的天平、具有150mm深度和約1000ml體積的玻璃容器、用于保持試驗片的耐腐蝕性金屬絲布、其中可以容納所述玻璃容器的減壓單元以及用于測量其減壓狀態(tài)的水銀壓力計的測量裝置。
[0055](3)測量方法
[0056]測量試驗片的質(zhì)量，并以使得試驗片的上端達到水面下50mm深度的方式將試驗片浸入控制為23~25°C的蒸餾水中。然后，在17kPa的減壓下在23~25°C的溫度下將體系放置3分鐘。在經(jīng)過3分鐘之后，將體系恢復至大氣壓，并原樣靜置3分鐘。其后，將試驗片從水中取出，并將附著到其表面的水滴擦掉，隨后測量其質(zhì)量。
[0057]⑷計算方法
[0058]通過下式確定吸水率:
[0059]Wa= (W1-W0) /W0XlOO
[0060]Wa:吸水率[%]
[0061]W。:處理之前的質(zhì)量
[0062]W1:處理之后的質(zhì)量
[0063](5)結(jié)果
[0064]通過三次測量結(jié)果的算術平均值表示吸水率的測量結(jié)果。
[0065]本發(fā)明的擋風雨條用泡沫橡膠材料包含交聯(lián)的橡膠海綿材料。交聯(lián)的橡膠海綿材料的組成沒有特別限制。然而，需要至少含有交聯(lián)的橡膠、為海綿并滿足上述物理特性。例如通過向其中引入壓敏膠粘劑能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。所述壓敏膠粘劑可以為交聯(lián)的或未交聯(lián)的、或其兩者。通過將壓敏膠粘劑引入到泡沫橡膠材料中，存在其變得易于滿足上述物理特性的優(yōu)勢并存在泡沫橡膠材料還具有良好的處理性能的優(yōu)勢。
[0066]交聯(lián)的橡膠海綿材料的成分包括橡膠、壓敏膠粘劑、交聯(lián)劑、炭黑、無機填料、軟化劑、發(fā)泡劑、硫化促進劑等，且這些物質(zhì)可以適當選擇并加以使用。順便提及，本發(fā)明的交聯(lián)的橡膠海綿材料可以在不使用任何發(fā)泡劑的條件下物理發(fā)泡。
[0067]橡膠的實例包括乙烯-α -烯烴共聚物[EPDM:乙烯-α -烯烴-非共軛二烯共聚物，其中非共軛二烯的實例包括1，4-己二烯、二環(huán)戊二烯和5-乙叉基-2-降冰片烯，α -烯烴的實例包括丙烯、1_ 丁烯、1-戍烯、1-己烯、4-甲基-1-戍烯、1-辛烯和1-癸烯]、苯乙烯-丁二烯共聚物橡膠(SBR)、氯丁二烯橡膠(CR)、天然橡膠(NR)和異戊二烯橡膠(IR)。特別地，從高耐候性和易于處理考慮，優(yōu)選乙烯-α -烯烴共聚物。
[0068]壓敏膠粘劑的實例包括萜烯類樹脂(例如諸如萜烯聚合物、萜烯-酚共聚物和芳族烴改性的萜烯聚合物)、脂族石油樹脂、脂環(huán)族石油樹脂、芳族石油樹脂、香豆酮-茚樹月旨、苯乙烯樹脂、環(huán)戊二烯樹脂、酚醛樹脂、二甲苯樹脂、松香、改性松香和松香酯。其中，優(yōu)選萜烯類樹脂，更優(yōu)選具有500~1000、優(yōu)選600~900的重均分子量和30~100°C、優(yōu)選40~90°C的玻璃化轉(zhuǎn)變點的萜烯類樹脂。
[0069]交聯(lián)劑包括硫、過氧化物等。
[0070]無機填料包括碳酸鈣等。
[0071]軟化劑包括液體聚丁烯、礦物油、液體聚異丁烯、液體聚丙烯酸酯等，且發(fā)泡劑包括偶氮化合物、亞硝基化合物、肼衍生物、碳酸氫鈉類化合物等。硫化促進劑包括噻唑類化合物、秋蘭姆類化合物等。
[0072]通過適當選擇上述成分并調(diào)節(jié)其共混比，能夠制造本發(fā)明的泡沫橡膠材料。例如，當將EPDM用作橡膠時，優(yōu)選的是，基于100質(zhì)量份的EPDM，以3~75質(zhì)量份、優(yōu)選10~70質(zhì)量份、更優(yōu)選30~65質(zhì)量份且特別優(yōu)選40~60質(zhì)量份的量使用萜烯類樹脂。當萜烯類樹脂的共混比等于或高于上述范圍的下限時，能夠充分滿足本發(fā)明的壓縮載荷和tan δ的閾值。此外，當共混比等于或小于上述范圍的上限時，能夠充分實施橡膠捏合操作。因此，上述范圍是優(yōu)選的。另外， 還可將0.5~2.0質(zhì)量份的交聯(lián)劑和5~30質(zhì)量份的發(fā)泡劑用作其他共混成分。
[0073]可以基本上根據(jù)制造常規(guī)的交聯(lián)的橡膠海綿材料的方法制造本發(fā)明的泡沫橡膠材料。具體地，通過對上述成分的捏合產(chǎn)物進行加熱、交聯(lián)和發(fā)泡，能夠得到泡沫橡膠材料。在交聯(lián)和發(fā)泡中，能夠使用常規(guī)已知的方法和設備，且適當選擇模具、溫度、壓力、加熱和加壓時間等。
[0074]將本發(fā)明的泡沫橡膠材料作為密封構(gòu)件包含在擋風雨條中以充當水密部(watertight part)、隔音或吸音部、或用于耐沖擊用途的緩沖部或振動吸收部。這些部分各自可以與擋風雨條一體地成形(例如可以在擠出時進行復合化成型)?；蛘撸鼈兛梢苑謩e形成，然后，將密封構(gòu)件加壓粘合至或使用膠粘劑等附著至不具有例如水密部的擋風雨條。
[0075]本發(fā)明的泡沫橡膠材料作為密封構(gòu)件的應用例包括例如圖3~7中所示的實施方式。圖3是其中將本發(fā)明的泡沫橡膠材料應用于門開口用擋風雨條5的實例，并顯示了安裝在其中發(fā)揮與后述水密試驗中所用擋風雨條相同的功能的位置中的密封構(gòu)件6的橫截面。具有近似U形橫截面的抓持部(grip part) 5A具有牢固抓取車體法蘭的爪部5S。圖4是其中將本發(fā)明的泡沫橡膠材料應用于門用擋風雨條5的實例，并顯示了其中將密封構(gòu)件6用在利用夾子12固定的擋風雨條5的基底部周邊的另一個實施方式的橫截面。例如，其能夠用于水密用途。標號7a表示門面板(door panel),標號8a表示主體面板(body panel)且標號5T表不密封唇口(seal lip)。圖5顯不了安裝在擋風雨條5的密封部5B內(nèi)部的密封構(gòu)件6。這對于隔音如防止異常噪音是有效的。
[0076]圖6顯示了垂直于玻璃滑槽(glass run)縱向的橫截面，并將密封構(gòu)件6安裝在玻璃滑槽5a內(nèi)部。這對于防止異常噪音等是有效的。標號5U表示唇口部，其中相對于紙面，玻璃可在垂直方向上上下滑動地移動，或者在水平方向上插入和拔出。[0077]類似于圖6，圖7也顯示了垂直于玻璃滑槽縱向的橫截面，并將密封構(gòu)件6安裝在玻璃滑槽5a與車門窗框(door sash) 13之間。這對于降低在門玻璃向上移動以關閉時發(fā)生的撞擊端部的聲音是有效的。標號5U是指與圖6中所示類似的唇口部，且標號14是指玻璃。
[0078]實施例
[0079]下面參考實施例對本發(fā)明進行詳細說明，但不應將本發(fā)明解釋為限制為這些實施例。
[0080]實施例1和比較例I
[0081]對表1中所示的共混成分(質(zhì)量份)進行捏合以得到橡膠組合物，將其擠出成型為片狀，并在高溫氣氛中硫化并發(fā)泡以制造交聯(lián)的橡膠海綿材料(泡沫橡膠材料)。
[0082]表1
[0083]
【權利要求】
1.一種擋風雨條用泡沫橡膠材料，包含具有滿足如下關系的載荷值比的交聯(lián)的橡膠海綿材料: 載荷值比(%) =B/AX100 ( 50， 其中，A為在壓縮變形過程中在50%壓縮下的載荷值，且B為在從變形恢復的過程中在50%壓縮下的載荷值。
2.如權利要求1所述的擋風雨條用泡沫橡膠材料，其中，A為lON/cm2以下，且B為3N/cm2以下。
3.如權利要求1所述的擋風雨條用泡沫橡膠材料,其中，所述交聯(lián)的橡膠海綿材料包含乙烯-α烯烴類共聚物橡膠。
4.如權利要求1所述的擋風雨條用泡沫橡膠材料，其中基于水的密度(1.0g/cm3)，所述泡沫橡膠材料的比重為0.05~0.40。
5.如權利要求1所述的擋風雨條用泡沫橡膠材料，所述泡沫橡膠材料的吸水率為1%~100%,且在標準溫度(23°C )下的tan δ (損耗彈性模量/儲能彈性模量)值為0.125以上。
6.一種擋風雨條用密封構(gòu)件,包含權利要求1~5中任一項的泡沫橡膠材料。
【文檔編號】C08L23/16GK103804799SQ201310545527
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年11月5日 優(yōu)先權日:2012年11月6日
【發(fā)明者】木島道夫 申請人:西川橡膠工業(yè)株式會社