擋風(fēng)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(fēng)雨條用泡沫橡膠材料，其包含具有滿足如下關(guān)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(fù)的過程中在50%壓縮下的載荷值。
【專利說明】擋風(fēng)雨條用泡沬橡膠材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及擋風(fēng)雨條(weather strip)用泡沫橡膠材料。
【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)將泡沫橡膠材料作為密封構(gòu)件應(yīng)用于各種擋風(fēng)雨條產(chǎn)品如行李箱用擋風(fēng)雨條和門開口用擋風(fēng)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(yīng)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(shè)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(xiàn)I是為應(yīng)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(fēng)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(yīng)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(xiàn)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(dǎo)致密封性能提高。
[0007]引用列表
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009][專利文獻(xiàn)I]日本特開2008-87505號公報
[0010][專利文獻(xiàn)2]日本特開2011-116882號公報
[0011][專利文獻(xiàn)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)雨條用泡沫橡膠材料，包含具有滿足如下關(guān)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(fù)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(biāo)準(zhǔn)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(fēng)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(fēng)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(fēng)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(shè)備的圖，其示意性顯示了垂直于擋風(fēng)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(yīng)用例的圖。
[0031]圖4是顯示本發(fā)明密封構(gòu)件的應(yīng)用例的圖。
[0032]圖5是顯示本發(fā)明密封構(gòu)件的應(yīng)用例的圖。
[0033]圖6是顯示本發(fā)明密封構(gòu)件的應(yīng)用例的圖。
[0034]圖7是顯示本發(fā)明密封構(gòu)件的應(yīng)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(lǐng)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(fēng)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(fù)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(dāng)擋風(fēng)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(fù)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(fēng)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(guān)注的壓縮變形過程中的載荷值進(jìn)行了關(guān)注，并且，由于旨在抑制在將擋風(fēng)雨條裝配到車體上之后其從法蘭翹起，因此還對朝向回復(fù)方向的載荷值(在從變形恢復(fù)的過程中的載荷值)進(jìn)行了關(guān)注。由此，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在壓縮過程中和在恢復(fù)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(fù)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(fù)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(guān)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(fēng)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(fēng)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(fù)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(fù)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(fēng)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(dá)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(fù)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(shù)平均值表示吸水率的測量結(jié)果。
[0065]本發(fā)明的擋風(fēng)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(jìn)劑等，且這些物質(zhì)可以適當(dāng)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(jìn)劑包括噻唑類化合物、秋蘭姆類化合物等。
[0072]通過適當(dāng)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(dāng)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(dāng)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(dāng)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(jìn)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(shè)備，且適當(dāng)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(fēng)雨條中以充當(dāng)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(fēng)雨條一體地成形(例如可以在擠出時進(jìn)行復(fù)合化成型)。或者，它們可以分別形成，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(fēng)雨條。
[0075]本發(fā)明的泡沫橡膠材料作為密封構(gòu)件的應(yīng)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(yīng)用于門開口用擋風(fēng)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(fēng)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(yīng)用于門用擋風(fēng)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(fēng)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(biāo)號7a表示門面板(door panel),標(biāo)號8a表示主體面板(body panel)且標(biāo)號5T表不密封唇口(seal lip)。圖5顯不了安裝在擋風(fēng)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(biāo)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(guān)閉時發(fā)生的撞擊端部的聲音是有效的。標(biāo)號5U是指與圖6中所示類似的唇口部，且標(biāo)號14是指玻璃。
[0078]實施例
[0079]下面參考實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但不應(yīng)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(jìn)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(quán)利要求】
1.一種擋風(fēng)雨條用泡沫橡膠材料，包含具有滿足如下關(guān)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(fù)的過程中在50%壓縮下的載荷值。
2.如權(quán)利要求1所述的擋風(fēng)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(quán)利要求1所述的擋風(fēng)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(quán)利要求1所述的擋風(fēng)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(quán)利要求1所述的擋風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)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(fēng)雨條用密封構(gòu)件,包含權(quán)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(quán)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