シーラント

シーラントは、材料の開口部を通る流体の通過を遮断するために使用される物質であり、一種の機械的シールです。 ^{[ 1 ]}建築工事では、シーラントはコーキング剤（特にアクリルラテックスまたはポリウレタンベースの場合）と同義語として使われることもあり、 ^{[ 2 ]}また、ほこり、音、熱の伝達を遮断する目的にも役立ちます。シーラントは、弱いものから強いもの、柔軟なものから硬いもの、永久的なものから一時的なものまであります。シーラントは接着剤ではありませんが、接着性を持つものもあり、接着シーラントまたは構造シーラントと呼ばれます。

先史時代には、泥、草、葦など、住居を風雨から守るための最も広い意味でのシーラントが初めて使用されました^{[ 3 ]} 。例えば、ワトル・アンド・ドーブやキンチャのドーブなどです。天然のシーラントや接着シーラントには、松脂や白樺の松脂、瀝青、蝋、タール、天然ゴム、粘土（泥）モルタル、石灰モルタル、鉛、血液、卵などがありました。17世紀には、亜麻仁油とチョークで作られた窓ガラスを密閉するためにグレージングパテが初めて使用され、その後、他の乾燥油も油性パテの製造に使用されました。^{[ 4 ]} 1920年代には、アクリルポリマー、ブチルポリマー、シリコーンポリマーなどのポリマーが初めて開発され、シーラントに使用されました。1960年代までには、合成ポリマーベースのシーラントが広く利用可能になりました。^{[ 5 ]}

シーラントは、強度はそれほど高くないものの、多くの特性を備えています。上部構造を基材に密着させ、特に防水プロセスにおいて、使用される部品への湿気の侵入を防ぐ（または閉じ込める）ことで効果を発揮します。断熱性や遮音性も提供でき、防火バリアとしても機能します。^{[ 6 ] [ 7 ]}

シーラントは、防水と防風を提供すると同時に建物の全体的な美観を向上させるため、内装と外装の両方の建築で頻繁に使用されます。シリコーンシーラントは、その柔軟性により、すっきりとした外観と耐久性のあるシールを実現するために、幅木、窓ガラス、ドア枠、木工品の周りによく塗布されます。標準的な配合に加えて、AB Building ProductsやSoudalなどのメーカーは、実用性と美観の両方の要件を満たすように設計されたさまざまな色のシリコーンシーラントを提供しています。^{[ 8 ]}

電気特性を持つ場合もあります。シーラントは、単純な平滑化や充填にも使用できます。多くの場合、これらの機能のいくつかを同時に果たすことが求められます。

コーキングシーラントには、3つの基本的な機能があります。2つ以上の基材間の隙間を埋めること、シーラント自体の物理的特性と基材への接着​​によってバリアを形成すること、そして想定される耐用年数、使用条件、環境下でシーリング性能を維持することです。シーラントは、特定の用途と性能特性を実現するための適切な配合によって、これらの機能を果たします。しかし、接着剤を除けば、シーリングプロセスに代わる機能的な代替手段はほとんどありません。

基材の種類や、使用中に基材が受ける相対的な動きによっては、はんだ付けや溶接を代替手段として用いることも可能です。しかし、有機エラストマーは簡便性と信頼性に優れているため、これらの用途には最適な選択肢となる場合がほとんどです。

シーラントは、粘度が高く流動性がほとんどまたは全くなく、塗布した場所に留まるものもあれば、毛細管現象によって基材に浸透するように薄く流動性のあるものもある。

嫌気性アクリル系シーラント（一般に含浸剤と呼ばれる）は、空気のない状態で硬化する必要がある。^{[ 9 ]}表面シーラントは、塗布後に固体に変化する硬化メカニズムの一部として空気が必要であり、空気、ガス、騒音、ほこり、火、煙、または液体の浸透を防ぐために使用される。

シーラントは、例えば、すぐに使用できる状態での製品の反応性や、設置後の機械的挙動に基づいて、さまざまな基準に従って分類することができます。^{[ 10 ]}最も一般的に使用されているシーラントの典型的な分類システムを以下に示します。

シーラントの種類は、一方の端にある高強度の接着剤由来のシーラーやコーティング剤と、もう一方の端にある極めて低強度のパテ、ワックス、コーキング剤の中間に位置する。パテやコーキング剤は、空間を埋めて隙間を塞ぐという一つの機能しか持たない。シーラントはシリコーンをベースとしている場合がある。

その他の一般的なシーラントの種類：

• ファイアウォールシーラント – 航空機の製造、修理、メンテナンスにおけるコーティング、シーラント、フィレット材として使用することを目的とした2成分ファイアウォールシーラントで、耐火性、リン酸エステル液への曝露、および/または極端な温度（-65  °F（-54  °C）～400  °F（204  °C））への曝露が重要な考慮事項となる場合に特に有用です。^{[ 16 ]}
• 燃料タンクシーラント – 高温燃料耐性シーラントで、一体型燃料タンクに使用することを目的とし、水、アルコール、合成油、石油系作動油などの他の流体に対しても優れた耐性があります^{[ 17 ]。}
• アクセスドアシーラント – 一体型燃料タンクや加圧キャビンで使用することを目的としたアクセスドアシーラントで、接着性が低く、水、アルコール、合成油、石油系作動油などの他の流体に対する耐性に優れています。^{[ 18 ]}
• フロントガラスシーラント – フロントガラスシーラント、補修用コーキング剤、接着剤など、速硬化が求められるさまざまな用途で有用なシーラントであることが実証されています。^{[ 19 ]}

接着剤とシーラントの主な違いは、シーラントは一般的に接着剤よりも強度が低く、伸びが大きいことです。熱膨張係数や応力下での伸びが異なる基材間にシーラントを使用する場合、十分な柔軟性と伸びが必要です。シーラントは一般的に不活性充填材を含み、必要な柔軟性と伸びを与えるためにエラストマーで配合されています。基材間の隙間を埋めることができるように、通常はペースト状の粘稠度を持っています。塗布後の収縮が少ないことが求められる場合が多いです。また、シーラントは、特に発泡ガスケットの場合、十分な圧縮永久歪みも必要とします。多くの接着技術をシーラントに配合することができます。