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JP2002128932A - ゴム系難燃発泡体 - Google Patents

ゴム系難燃発泡体

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Publication number
JP2002128932A
JP2002128932A JP2000323466A JP2000323466A JP2002128932A JP 2002128932 A JP2002128932 A JP 2002128932A JP 2000323466 A JP2000323466 A JP 2000323466A JP 2000323466 A JP2000323466 A JP 2000323466A JP 2002128932 A JP2002128932 A JP 2002128932A
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JP
Japan
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rubber
foam
flame
epdm
retardant
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000323466A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Takahashi
伸幸 高橋
Kentaro Takeda
健太郎 武田
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Nitto Denko Corp
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハロゲンフリーで高度な難燃性を示すEPD
M系加硫発泡体の開発。 【解決手段】 EPDMの加硫発泡体からなり、膨張性
黒鉛と水和金属化合物を含有してハロゲンフリーなゴム
系難燃発泡体。 【効果】 膨張性黒鉛が燃焼時に膨張し発泡性チャー層
を形成して断熱と酸素遮断の効果を示し、水和金属化合
物が吸熱作用による難燃化効果と共に前記チャー層を強
化し火種落下の抑制や燃焼継続の防止効果を向上して高
度な難燃化効果を発揮し、クッション性や圧縮性等に優
れてハロゲンフリーで低毒性のEPDM系発泡体を形成
でき、低密度な発泡体の形成も容易である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、ハロゲンフリーで高度な
難燃性を示す加硫発泡体からなるEPDM系のゴム系難
燃発泡体に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、EPDM系の難燃加硫発泡体とし
ては、塩素化ポリエチレンや塩素化パラフィン、デカブ
ロモジフェニルエーテル等のハロゲン系化合物や三酸化
アンチモンの1種又は2種以上と水酸化アルミニウムを
併用して難燃性を付与したものが知られていた。かかる
発泡体は、その優れたクッション性や圧縮性等に基づい
て例えば気密や止水等の各種シール材、あるいは断熱材
や防音材や緩衝材などとして各種の分野で多用されてい
る。しかしながら、ハロゲン系化合物では燃焼時に毒性
や腐食性を示すハロゲン系ガスを発生し焼却時にはダイ
オキシンを誘発すること、また三酸化アンチモンでも有
害物質であることより環境汚染を伴いやすい問題点があ
った。
【0003】
【発明の技術的課題】本発明は、ハロゲンフリーで高度
な難燃性を示すEPDM系加硫発泡体の開発を課題とす
る。
【0004】
【課題の解決手段】本発明は、EPDMの加硫発泡体か
らなり、膨張性黒鉛と水和金属化合物を含有してハロゲ
ンフリーであることを特徴とするゴム系難燃発泡体を提
供するものである。
【0005】
【発明の効果】本発明によれば、膨張性黒鉛が燃焼時に
膨張して発泡性チャー層を形成し、それにより断熱効果
と酸素遮断効果を示すと共に、水和金属化合物が燃焼前
の昇温時に300℃付近等の高温で吸熱作用を示して燃
焼を遅延させる難燃化効果を発揮し、かつ前記した膨張
性黒鉛による発泡性チャー層を水和金属化合物が補強し
て強化し、それにより強固な発泡性チャー層が形成され
て火種として落下することが抑制され、また前記の酸素
遮断効果等にて燃焼の継続を防止する効果が向上する。
【0006】前記の結果、膨張性黒鉛と水和金属化合物
の併用にて高度な難燃化効果が発揮される。ちなみに膨
張性黒鉛の単独使用では形成される発泡性チャー層の強
度が弱くて炎焼時間や残儘が長く、また水和金属化合物
の単独使用でも炎焼時間が長くてUL94の燃焼規格の
HF−1に適合する高度な難燃物を得ることができな
い。従って本発明によれば、EPDM系加硫発泡体のゴ
ム物性によるクッション性や圧縮性等の性能を良好に温
存しつつ、ハロゲンフリーで高度な難燃性を示す低毒性
のEPDM系発泡体を形成でき、低密度な発泡体の形成
も容易である。
【0007】
【発明の実施形態】本発明によるゴム系難燃発泡体は、
EPDMの加硫発泡体からなり、膨張性黒鉛と水和金属
化合物を含有してハロゲンフリーなものよりなる。斯か
るゴム系難燃発泡体は、EPDM系加硫発泡体を形成す
るための例えばEPDMや加硫剤や発泡剤等の通例の配
合成分に、難燃剤として膨張性黒鉛と水和金属化合物を
加えて混和物を形成し、そのゴム系難燃発泡組成物を加
硫発泡処理する方法などにより形成することができる。
【0008】前記において加硫発泡体のベースとなるE
PDMとしては、適宜なエチレン・プロピレン・ジエン
ゴムの1種又は2種以上を用いることができ、その種類
について特に限定はない。ゴム物性による圧縮性等の性
能の調節性や混和性等の点よりは、ムーニー粘度(ML
1+4、100℃)が5〜30、就中8〜25のEPD
Mが好ましく用いうる。
【0009】EPDMを加硫するための加硫剤について
も適宜なものを1種又は2種以上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】また発泡体を形成するための発泡剤として
も適宜なものを1種又は2種以上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(ADCA)、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。
【0014】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。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】EPDM系加硫発泡体を難燃化するための
難燃剤としては、膨張性黒鉛と水和金属化合物とが併用
される。これによりハロゲン系やアンチモン系等の難燃
剤の使用を回避して高度な難燃性を付与でき、低毒化や
良環境性を図りつつハロゲンフリーな加硫発泡体とする
ことができる。膨張性黒鉛と水和金属化合物の配合量
は、混和物の加工性や目的とする加硫発泡体の難燃化度
などに応じて適宜に決定することができる。
【0016】一般には膨張性黒鉛は、粒径が大きいため
にその配合量が多過ぎると発泡処理する際に発泡体のセ
ル径を細かくする制御が困難となり発泡倍率が低下しや
すい。従って斯かるセル径や発泡倍率の制御性等の点よ
りは膨張性黒鉛の配合量をEPDM100重量部あた
り、3〜150重量部、就中5〜130重量部、特に1
0〜120重量部とすることが好ましい。
【0017】一方、水和金属化合物の配合量が多過ぎる
と発泡倍率が低下しやすく、形成される加硫発泡体が硬
くて風合いを損ないやすい。従って斯かる発泡倍率の制
御性や風合いの良好化等の点よりは水和金属化合物の配
合量をEPDM100重量部あたり、30〜200重量
部、就中40〜180重量部、特に50〜150重量部
とすることが好ましい。なお水和金属化合物としては、
例えば水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの
適宜な含水系金属化合物を1種又は2種以上用いうる。
【0018】ゴム系難燃発泡組成物の調製は、少なくと
もEPDM、加硫剤、発泡剤及び前記した難燃剤として
の膨張性黒鉛と水和金属化合物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混合す
る方式などの適宜な方式で混合して混和物を得ることに
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。
【0019】前記した混和物の調製に際しては、粘度等
による成形性や加硫性の調節、得られる加硫発泡体の強
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。ちなみに成形性ないし加工
性の改善などを目的に軟化剤を配合することができる。
その軟化剤としては適宜なものを1種又は2種以上用い
ることができ、特に限定はない。
【0020】前記軟化剤の例としてはパラフィン類やワ
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があげられる。軟
化剤の配合量は、目的とする加硫発泡体の物性などに応
じて適宜に決定されるが一般にはゴム物性や低毒性、低
密度性や混和性の点などよりEPDM100重量部あた
り10〜100重量部、就中15〜80重量部、特に2
0〜60重量部とされる。
【0021】また混和物には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。
【0022】さらに混和物には成形性の時間調節などを
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。
【0023】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、タルクや炭酸カルシウム、ク
レーや雲母粉、酸化亜鉛やベントナイト、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。なお上記したステア
リン酸やそのエステル類は滑剤などとして、また酸化亜
鉛は安定剤として、カーボンブラックは補強剤などとし
ても有用で、従って各種の滑剤や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。
【0024】またさらに混和物には、得られる加硫発泡
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。ちなみにその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ウレタン系ポリマー、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、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、加硫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、
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、ポリイソプレンやブチルゴム、ニトリ
ルブチルゴムやスチレン・ブタジエンゴム、スチレン・
ブタジエン・スチレンゴムやスチレン・イソプレン・ス
チレンゴム、スチレン・エチレン・ブタジエンゴムやス
チレン・エチレン・ブチレン・スチレンゴム、スチレン
・イソプレン・プロピレン・スチレンゴムやアクリルゴ
ムなどがあげられる。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】上記において混和物からなるゴム系難燃発
泡組成物の調製に際しては、その配合成分にハロゲン含
有物の使用を回避することがハロゲンフリーを達成する
点より好ましい。ゴム系難燃発泡体の形成は、ゴム系難
燃発泡組成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ゴム系難燃発
泡組成物を例えばシート等の所定の形態に成形しその成
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、ゴム系難
燃発泡組成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、凹凸形状を有する加硫発泡
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
するゴム系難燃発泡組成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、ゴム系難燃発泡組成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。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。
【0032】シール材などとして好ましく用いうるゴム
系難燃発泡体(加硫発泡体)は、0.01〜0.5g/
cm3、就中0.05〜0.2g/cm3の密度となるように
加硫発泡処理したものである。その密度は、前記した発
泡倍率等にて調節でき、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。発泡倍率の調節等にて得られる加硫発
泡体の独立や連続、それらの混在等の発泡構造を制御す
ることもできる。
【0033】本発明によるゴム系難燃発泡体は、例えば
気密や防水等の各種目的のシール材、クッション材やパ
ッド材、断熱材、防音や制振等の振動低減材などとし
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において従来に準じた種々の用
途に好ましく用いうる。
【0034】
【実施例】実施例1 EPDM(三井化学社製、EPT4201)100部
(重量部、以下同じ)、膨張性黒鉛(東ソー社製、GR
EP−EG)30部、水酸化マグネシウム100部、カ
ーボン10部、酸化鉛華5部、ステアリン酸3部、プロ
セスオイル35部、ポリエチレングリコール1部をバン
バリーミキサーにて混練後、その混練物に硫黄1.5
部、ジチオ酸塩系加硫促進剤1.2部、チアゾール系加
硫促進剤1部、ADCA20部、尿素系発泡助剤5部を
加えミキシングロールにてさらに混練して混和物を得、
それを押出し機で成形して所定厚の未加硫未発泡シート
とした後160℃で20分間加熱して加硫発泡処理し、
連続気泡と独立気泡が混在した発泡シートを得、その表
面のスキン層をスライスして密度が0.09g/cm
厚さが2mmのゴム系難燃発泡体を得た。
【0035】比較例1 水酸化マグネシウムを配合せずに膨張性黒鉛の配合量を
100部としたほかは実施例1に準じて密度が0.10
g/cmのゴム系難燃発泡体を得た。
【0036】比較例2 膨張性黒鉛を配合せずに水酸化マグネシウムの配合量を
121部としたほかは実施例1に準じて密度が0.08
g/cmのゴム系難燃発泡体を得た。
【0037】評価試験 実施例、比較例で得たゴム系難燃発泡体について、UL
94規格に基づくHBF難燃性試験を行い、HF−1の
グレードに適合するか否を評価した。その結果を次表に
示した。
【0038】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F074 AA25 AA76 AC02 AC17 AC19 AD05 AD09 AD13 BA13 BA29 BB05 BB06 CA29 CD08 DA02 DA18 4J002 BB151 BP021 DA026 DE077 DE147 FD020 FD130 FD140 FD320 GJ02 GL00 GN00 GQ00 GR00

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 EPDMの加硫発泡体からなり、膨張性
    黒鉛と水和金属化合物を含有してハロゲンフリーである
    ことを特徴とするゴム系難燃発泡体。
  2. 【請求項2】 請求項1において、EPDM100重量
    部あたり3〜150重量部の膨張性黒鉛と30〜200
    重量部の水和金属化合物を含有するゴム系難燃発泡体。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、密度が0.0
    1〜0.5g/cm3であるゴム系難燃発泡体。
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