JP2531516B2 - シ−リング材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は構築物の目地部分、ネジ継手の隙間、自動車
の窓ガラス等及びサッシ回りの填め込み部等におけるシ
ール並びにコンクリートエスパンションのジョイント
部、コンクリートのひび割れ部及びシーリング材の打継
ぎ補修等に用いるシーリング材に関する。

（従来の技術） 従来構築物の目地部等に施すシール及びシール部の補
修に用いるシーリング材としては、例えば、シリコーン
系、ポリサルファイド系、ポリウレタン系、変性シリコ
ーン系、アクリルウレタン系、エポキシ系の無溶剤反応
効果型の弾性シーリング材、アクリル系、SSB系、ブチ
ルゴム系のエマルジョンタイプ或いは溶剤タイプのシー
リング材がある。

また、非硬化型のシーリング材としてはブチルゴム
系、シリコーンマスチックタイプ、ガラスパテ等があ
り、更に定形ガスケットとして成形ブチルシーリング材
も用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来から用いられている無溶剤反応硬化型
弾性シーリング材は、接着面に応力が集中して、長年の
伸縮により疲労が蓄積すると界面から剥離して漏れ水等
を発生させることがあり防水性に劣る。

また、エマルジョンタイプ或いは溶剤タイプのシーリ
ング材は硬化時に収縮を起こして亀裂を発生しやすく硬
化後の弾性が乏しいと共に、追従性も良くない。

更に非硬化型のシーリング材は弾性を有しないために
接着界面に応力がかからず、界面剥離を起こすことは少
ないが追従性に乏しい。このようにシーリング材の被着
面に対する追従性が不十分であると、シーリング材が目
地等に塗布された後、その目地等が経時変化等により伸
縮すると亀裂、隙間が生じ、シーリング材が一定の気密
性及び防水性を維持することができなくなる。

そして、定形ブチルシーリング材は温度による性状変
化が厳しく、温度変化により粘着性が低下し、シーリン
グ材の塗布作業を能率良く行えないという問題を有す
る。

（問題点を解決するための手段） 上記の問題点を解決するために、本発明のＡ成分であ
る粘着性シーリング材は、25℃における粘度が500〜500
000cstであるオルガノポリシロキサン100重量部と無機
充填剤５〜400重量部とポリイソブチレン0.1〜20重量部
を含有するもので、被着面に対する付着性及び追従性に
優れ且つ温度による性状の変化を小さくするように改良
し、更に構築物の目地等に充填した場合における構築物
等の防水性及び気密性を向上させると共に、塗布作業の
能率を向上させる。

本発明のＡ成分である粘着性シーリング材に含有させ
るオルガノポリシロキサンは下記の一般式 で示されるシロキサン結合を骨格とし、両末端部を、水
酸基により封鎖されているものを用いる。ここで上式
中、R¹及びR²は、例えば、メチル基、エチル基、プロピ
ル基、フェニル基、或いはこれらの一部がハロゲン原子
で置換されたトリフルオロプロピル基等の各々一価の炭
化水素基からなる同種（例えば、ジメチルポリシロキサ
ン等）又は異種の基である。また、ｎは重合度を表す正
の整数で、25℃における粘度が500〜500000cstであり、
好ましくは3000〜50000cstのものが用いられる。この場
合、粘度が500cstより低いと、このオルガノポリシロキ
サンに更にポリイソブチレンを配合することにより生じ
る分離を抑えることができないため、均一な組成物が得
られない場合があり、500000cstを越えると混練作業の
能率が低下する場合がある。

次に無機充填剤は上記のオルガノポリシロキサンとポ
リイソブチレンとの相溶性を改善して両者を均一に混合
するために配合される。この無機充填剤としては、例え
ば、ヒュームドシリカ、湿式シリカ、炭酸カルシウム、
タルク、クレー、カオリン、アスベスト、ガラス繊維、
アルミナ等が挙げられ、これらは単独で或いは二種以上
を組合せた混合物として用いることができる。この無機
充填剤の配合量はオルガノポリシロキサンとポリイソブ
チレンとの分離を抑えることができる為に充分な量で且
つ多すぎて撹拌が不可能とならない程度に適宜選択する
ことができるが、用いられる充填剤の種類により異な
り、例えば、ヒュームドシリカのような微細な物質を用
いる場合にはオルガノポリシロキサン100重量部に対し
て５〜20重量部程度が好ましく、重質炭酸カルシウムの
ような粗い物質を用いる場合には100〜400重量部程度が
好ましい。

ポリイソブチレンは粘着性シーリング材に優れた粘着
性及び追従性を付与するために含有され、下記の一般式 で表され、ｍは10以上の整数で重合度を表す。

このポリイソブチレンの具体例としては、平均分子量
が4000〜6000程度で常温下では半液状から周形状のゴム
状の形状を有する、ビスタネックLM−MS−LC（エクソン
化学社製，商品名）、ビスタネックLM−MS−LC（エクソ
ン化学社製，商品名）等が挙げられる。

これらのイソブチレンをオルガノポリシロキサンに混
合する場合には、100〜120℃程度に加熱し液状となるま
で粘度を下げて撹拌混合し、混合後更に上記の充填剤を
撹拌混合し、常温まで混合物を冷却すると分離のないゴ
ム状の粘着性物質が得られる。また、この場合ポリイソ
ブチレンとして、特に、NC7000（日本油脂（株）製、商
品名）（低粘度のポリブテンオイル100重量部に対して
約10重量部のポリイソブチレンを予め加熱混合して常温
下で粘稠液状としたもの）を用いると組成物の撹拌混合
が常温下で可能となり作業性を更に向上させることがで
きる。

ポリイソブチレンの配合量はオルガノポリシロキサン
100重量部に対して0.1〜20重量部、好ましくは５重量部
〜20重量部であり、0.1重量部以下であると優れたゴム
状粘着性が得られない。またこの場合、ポリイソブチレ
ンを20重量部以上配合すると、組成物の撹拌作業が困難
になるし、得られた粘着性シーリング材の温度依存性が
大きくなるために温度による形状変化が激しくなり、作
業温度条件下で粘着性シーリング材の粘度が低くなりす
ぎて塗布作業を妨げることがあり好ましくない。またポ
リイソブチレンとしてNC7000を用いる場合には、概ねオ
ルガノポリシロキサン100重量部に対して１〜200重量部
の割合で配合するとよい。

上記成分は高トルク撹拌機であるニーダー、プラネタ
リーミキサーにより均一に撹拌混合されることにより粘
着性シーリング材が調整される。また、本発明の粘着性
シーリング材は、例えばチューブ状の容器或いはカート
リッジに充填して保存し、そのまま被着体に塗布作業に
供する他、ヘラやコテにより構築物の目地等に直接塗込
むこともでき、また、当該粘着性シーリング材を更に高
粘度化した後、押出し機を用いてテープ状に成形して定
形ガスケットとして使用することもできる。成形シーリ
ング材は上記のような押出し成形品の他、例えば内部に
スポンジを入れた押出し成形品、内部に補強材を入れた
圧延成形品とすることができる。

本発明のＡ成分である粘着性シーリング材は被着体に
塗布された場合においてその表面部は粘着性を有するた
めに当該粘着性シーリング材が他の構築物等に接触して
移行したり塵等を吸着して汚染されやすい。そこで被着
後の当該粘着性シーリング材の表面を非粘着性にするた
めに下記の方法を用いなければならない。

前記粘着性シーリング材を目地等の被着部に塗布した
後、この粘着性シーリング材の表面に、１分子中に加水
分解性反応基を３個以上有する有機珪素化合物100重量
部とシラノール縮合触媒１〜20重量部からなる本発明の
Ｂ成分である架橋剤組成物を表面に塗布して、表面を非
粘着化する。

この方法において、１分子中に加水分解性反応基を３
個以上有する有機珪素化合物は、加水分解反応性水酸基
を有するオルガノポリシロキサンの架橋剤及び保存安定
剤として作用する。ここで有機珪素化合物を構成する加
水分解性反応基としては、例えばアルコキシ基、アミノ
キシ基、アルケニルオキシ基、アセトキシ基、アシロキ
シ基、ケキシメート基、イソシアネート基等が挙げら
れ、具体的には、例えば、 MeSi（OMe）_３、 ViSi（OMe）_３、 Si（OMe）_４、 PhSi（OMe）_３、 MeSi（OEt）_３、 Si（OEt）_４、 MeSi（OAc）_３、 MeSi（ONHEt）_３、 MeSi（NMe）_３、 MeSi（NCo）_３、 等を挙げることができる。なお、上式中Meはメチル基、
Etはエチル基、Phはフェニル基、Acはアセチル基、Viは
ビニル基を示す。

またこの方法において用いられるシラノール縮合触媒
は、オルガノポリシロキサンの末端加水分解反応性シラ
ノール基と架橋剤組成物の含有される加水分解反応性の
多官能有機珪素化合物との縮合反応促進触媒として作用
し、適当量配合されることによりこの縮合反応速度が高
められる。そのためＡ成分である粘着性シーリング材の
表面上にＢ成分の架橋剤組成物が塗布されると、この架
橋剤組成物により粘着性シーリング材の表層部が硬化
し、非粘着性ゴム状の皮膜が形成される。このシラノー
ル縮合触媒は加水分解反応性の有機珪素化合物100重量
部に対して０〜20重量部の範囲で用いられ、この場合、
配合割合が少ないと硬化速度が小さすぎることがあり、
20重量部よりも多いと硬化速度が大きくなりすぎて使用
の際に十分なポットライフが得られず、シーリング材の
物性を低下させてしまうことがある。またこの場合、有
機珪素化合物の加水分解性反応基がアミノ基又はイソシ
アネート基等の活性の強い基である場合には、上記のシ
ラノール縮合触媒を用いなくても十分に反応が進行する
ので、このような場合にはシラノール縮合触媒は用いな
くてもよい。

このシラノール縮合触媒としては例えば、ジブチルス
ズジラウレート、ジブチルスズアセテート、ジブチルス
ズジオクトエート、酸化ジブチルスズ等の有機スズ化合
物、鉛エチルオクトエート、ナフテン酸チタン、ステア
リン酸亜鉛等の有機カルボン酸の金属塩、ラウリルアミ
ン、ジ−ｎ−ブチルアミン、ヘキシルアミン等のアミン
類、テトライソプロポキシチタネート、テトライソブト
キシチタネート等の有機チタン酸エステル等の化合物が
挙げられ、これらは単独で又は二種以上組合わせた混合
物として用いることができる。

上記のように１分子中に加水分解性反応基を３個以上
有する有機珪素化合物とシラノール縮合触媒して得た架
橋剤組成物は、ゴム弾性を有する粘着性シーリング材の
表面に塗布されることにより粘着性シーリング材の表面
部と接し、この粘着性シーリング材の表面部のみに非粘
着性のゴム状皮膜を形成し、粘着性シーリング材の表面
を保護する。

（実施例） オルガノポリシロキサン、充填剤、ポリイソブチレン
を第１表に示す配合割合で配合し実施例１の粘着性シー
リング材を得た。第１表中のシリコーンオイル１〜２は
各々下記のとおりのジメチルポリシロキサンである。

シリコーンオイル1;25℃における粘度が、5000cstのも
ので、両末端がメチル基で封鎖されたもの。

シリコーンオイル2;25℃における粘度が5000cstの両末
端に水配基を有するもの。

シリコーンオイル3;25℃における粘度が20000cstのもの
で、両末端がメチル基で封鎖されたもの。

実施例１の粘着性シーリング材は双腕型ニーダーを用
いて常温でシリコーンオイル中にポリイソブチレンNC−
7000を投入した後、充填剤を入れ１時間撹拌して調整し
た。

比較例１〜３ 第２表に示すように、比較例１はポリイソブチレンを
配合せず、比較例はNC7000を0.2重量部配合し、比較例
３はLM−MS−LCを30重量部配合したことを除き実施例３
と同様にしてシーリング材を調整した。

なお、比較例２において用いたNC7000は全体を100重
量部とした場合にポリイソブチレンを10重量部含有す
る。

比較例４〜５ 比較例４として市販の油性コーキング材（三洋工業株
式会社製、スリーコーキングＣ−300）を、比較例５と
して市販のシリコーンマスチックタイプシーリング材
（信越シリコーン株式会社製、シーラント79）を用い
た。

次に実施例１及び比較例１〜５で得たシーリング材に
ついて下記の如く針入度、粘着力、追従性を各々０℃、
25℃、50℃にて測定すると共に、サンシャインウェザー
メーターにて耐候性を観察した。これらの測定及び観測
結果を第１表及び第２表に示す。

（１）針入れ度の測定 100gの加動荷重を負荷し、５秒間の針入度を０℃、25
℃、50℃で各々0.1mmまで測定した。

（２）粘着力の測定 1.0mm×51mm×100mmのアルミニウム製テストピースの
片面にシーリング材を厚さ0.2mmに塗布し、その表面に
0.2mm×25mm×120mmのポリエチレンフィルムを気泡が入
らないように押圧して密着させ、このテストピースをJI
SZ 0237に基づいて粘着力測定の90度引き剥し法におい
て用いる取付けジクに取付け、これを引っ張り強度試験
機にて300mm/minの速度で引っ張り、その応力を測定し
た。

（３）追従性の速度 JISA 5758に基づいてＨ型ブロックでポリエチレン製
フォームをバックアップ材として用いてシーリング材を
充填し、これを引っ張り強度試験機にて300mm/minの速
度で引っ張り、そのテストピースの破断時の伸びを測定
した。

（４）耐候性の観察 コンクリートブロックに12×100mmの大きさで深さ12m
mの溝を掘り、この溝にシーリング材を充填し、サンシ
ャインウエザーメーターに1000時間、1500時間、2000時
間曝露してシーリング材の表面状態を各々の時間ごとに
観察した。

第１表に示したように実施例１の粘着性シーリング材
は温度に依存することなく高い針入度と、液状態にもか
かわらず幅広い温度範囲において他の液状態のシーリン
グ材に比較して高い粘着性と優れた追従性を示し、更に
1000時間から2000時間までのサンシャインウエザーメー
タの観測において異常が全く認められなかった。

そのため、実施例１の粘着性シールリング材は柔軟性
に優れ、温度変化による形状変化がなく作業性に優れ、
耐候性に優れていると共に優れた気密性及び防水性を有
することを確認した。

一方ポリイソブチレンを含有しない比較例１の組成物
及びポリイソブチレンを少量（0.2×0.1重量部）含有す
る比較例２の組成物は粘着力及び追従性が著しく劣るこ
とを確認した。また、ポリイソブチレンを本発明におけ
る配合割合を超えて多量に含有する（30重量部）比較例
３の組成物は針入度、粘着力及び追従性が温度に依存し
て変化し、追従性が劣ると共に耐候性試験において2000
時間経過時に亀裂の発生を確認した。更に比較例４の市
販のコーキング材については針入度の温度依存性が高
く、粘着性が非常に低く、追従性が低いと共に温度依存
性が大きいことを確認し耐候性試験において1000〜2000
Hrで亀裂の発生を確認した。更にまた比較例５のマスチ
ックタイプのシーリング材は針入度及び粘着性が劣るこ
とを確認した。

実施例２〜５ 実施例１で得たシーリング材を耐候性試験に用いたコ
ンクリート溝に充填し、そのシーリング材の表面に１分
子中に加水分解性反応基を３個有する有機珪素化合物と
シラノール縮合触媒を第２表に示す配合割合で配合して
なる実施例２〜５の架橋剤組成物を各々塗布した後、指
触乾燥し、更に常温にて７日間放置した後の表面硬化層
の厚みを測定した。表面硬化層の厚みの測定結果を第２
表に示す。

比較例６〜７ 実施例１で得たシーリング材を耐候性試験に用いたコ
ンクリート溝に充填後、第２表に示すように、比較例６
として１分子中に加水分解性反応基を３個ではなく２個
有する有機珪素化合物とシラノール縮合触媒からなる組
成物、比較例７としてシラノール縮合触媒を加えないで
加水分解性反応基を３個有する有機珪素化合物のみを、
各々塗布した後、各々指触乾燥し、更に常温にて７日間
放置した後の表面硬化層の厚みを測定した。表面硬化層
の厚みの測定結果を第２表に示す。

第２表に示すように、実施例１で得たシーリング材の
表面に１分子中に加水分解性反応基を３個以上有する有
機珪素化合物100重量部とシラノール縮合反応触媒２重
量部からなる架橋剤組成物を塗布してなる実施例２〜５
のシーリング材は、非常に速く粘着層の表層部を硬化さ
せてその表層部に非粘着性の硬化層を形成することを確
認した。

一方、比較例６の１分子中に加水分解性反応基を２個
有する有機珪素化合物を配合した場合及び比較例７のよ
うに、シラノール縮合触媒を加えないで加水分解性反応
基を３個有する有機珪素化合物のみを各々実施例１で得
た粘着性のシーリング材の表面に塗布しても、シーリン
グ材の表面で十分に硬化せず、非粘着性の皮膜を形成し
ないことを確認した。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のシーリング材では、Ａ
成分の粘着性シーリング材は粘着力及び追従性に優れ、
かつ温度による性状変化が極めて少ないために、例えば
構築物等の目地等に充填した場合に被着面に充分に付着
し、目地等の経時変化等による被着面の伸縮にも良く追
従し、気密性及び防水性を維持することができる。更
に、粘着性シーリング材は幅広い温度範囲で優れたゴム
状の粘着性を有するため、作業温度条件下でも一定の粘
度を維持し、塗布作業の作業能率を向上させる。

さらに、構築物等に塗布された粘着性シーリング材の
表面部にＢ成分の架橋性組成物を塗布して非粘着性のゴ
ム状皮膜を形成して、本発明のシーリング材の表層部を
非粘着化することにより、表層部の汚染を抑制すると共
にシーリング材の移行を防止することができる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（Ａ）25℃における粘度が500〜50000cst
   でありかつ両末端部を水酸基により封鎖されたオルガノ
   ポリシロキサン100重量部と無機充填剤５〜400重量部と
   ポリイソブチレン0.1〜20重量部を含有する粘着性シー
   リング材と、 （Ｂ）１分子中に加水分解性反応基を３個以上有する有
   機珪素化合物100重量部とシラノール縮合触媒20重量部
   以下からなる架橋剤組成物とからなり、前記Ａ成分の粘
   着性シーリング材を塗布した表面に、前記Ｂ成分の架橋
   性組成物を塗布して、表面を非粘着化することを特徴と
   するシーリング材。