JP2002254427A - 液体シリコーンゴム組成物の連続製造法 - Google Patents
液体シリコーンゴム組成物の連続製造法Info
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- C08J2383/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
- C08J2383/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2483/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Derivatives of such polymers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ポリマー、充填材及び添加剤から脱揮ＬＳＲ
組成物を製造するための連続法の提供。 【解決手段】 脱揮ＬＳＲ組成物の連続製造法では、長
さ／直径比が５０を超える押出機（２２）に充填材、処
理剤（１６）及びシリコーンポリマーを導入し、押出機
（２２）内で充填材、処理剤及びシリコーンエラストマ
ーを連続的にコンパウンディングして、脱揮ＬＳＲシリ
コーン組成物とする。液体シリコーンゴム組成物の製造
システム（４０）は、充填材とシリコーンポリマーのコ
ンセントレートを製造するミキサー（１８）、ミキサー
からコンセントレートを受け取ってコンセントレートと
処理剤とシリコーンポリマーをコンパウンディングする
とともに脱揮して脱揮液体シリコーンゴム組成物とする
ための、ミキサーと接続したＬ／Ｄ比が５０を超える長
尺押出機（２２）、及び液体シリコーンゴム組成物を受
け取って組成物を冷却し、均質化し、さらに脱揮するた
めの冷却器を含んでなる。
組成物を製造するための連続法の提供。 【解決手段】 脱揮ＬＳＲ組成物の連続製造法では、長
さ／直径比が５０を超える押出機（２２）に充填材、処
理剤（１６）及びシリコーンポリマーを導入し、押出機
（２２）内で充填材、処理剤及びシリコーンエラストマ
ーを連続的にコンパウンディングして、脱揮ＬＳＲシリ
コーン組成物とする。液体シリコーンゴム組成物の製造
システム（４０）は、充填材とシリコーンポリマーのコ
ンセントレートを製造するミキサー（１８）、ミキサー
からコンセントレートを受け取ってコンセントレートと
処理剤とシリコーンポリマーをコンパウンディングする
とともに脱揮して脱揮液体シリコーンゴム組成物とする
ための、ミキサーと接続したＬ／Ｄ比が５０を超える長
尺押出機（２２）、及び液体シリコーンゴム組成物を受
け取って組成物を冷却し、均質化し、さらに脱揮するた
めの冷却器を含んでなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液体シリコーンゴム
（ＬＳＲ）組成物の製造方法に関する。
（ＬＳＲ）組成物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＩＭ組成物とも呼ばれるＬＳＲ組成物
は、ビニル含有ポリジオルガノシロキサン流体、水素含
有ポリジオルガノシロキサン流体、有効量の白金触媒、
ヒュームドシリカのような補強用充填材、及び追加の添
加剤からなる多成分の組合せである。典型的には、二成
分混合物を混合し、予熱した金型に装填し、そこで急速
に硬化させてゴム部品を製造する。第一の成分混合物は
ビニル含有ポリジオルガノシロキサン流体、シリカ充填
材及び有効量の白金触媒を含み、第二の成分混合物は水
素含有ポリジオルガノシロキサン流体を、例えばビニル
含有ポリオルガノシロキサン流体及びシリカ充填材を始
めとする他の成分と共に含む。
は、ビニル含有ポリジオルガノシロキサン流体、水素含
有ポリジオルガノシロキサン流体、有効量の白金触媒、
ヒュームドシリカのような補強用充填材、及び追加の添
加剤からなる多成分の組合せである。典型的には、二成
分混合物を混合し、予熱した金型に装填し、そこで急速
に硬化させてゴム部品を製造する。第一の成分混合物は
ビニル含有ポリジオルガノシロキサン流体、シリカ充填
材及び有効量の白金触媒を含み、第二の成分混合物は水
素含有ポリジオルガノシロキサン流体を、例えばビニル
含有ポリオルガノシロキサン流体及びシリカ充填材を始
めとする他の成分と共に含む。
【０００３】典型的には、ＬＳＲ組成物は、バンバリー
ミキサー、タービュライザー、チェンジカンミキサー又
は低強度双腕ドゥミキサーなどの混練機でポリジオルガ
ノシロキサン、無機充填材及び添加剤を混練することに
よって製造される。このプロセスでは、ポリジオルガノ
シロキサンと無機充填材と処理剤と添加剤を所望の特性
が得られるまでバッチ混合する。バッチ式混合プロセス
はバッチ当たり１２〜３０時間を要する。混合後、ＬＳ
Ｒ組成物から揮発分を除去し、冷却する。この最終段階
でＬＳＲ組成物の製造を終えるのにさらに時間を要す
る。
ミキサー、タービュライザー、チェンジカンミキサー又
は低強度双腕ドゥミキサーなどの混練機でポリジオルガ
ノシロキサン、無機充填材及び添加剤を混練することに
よって製造される。このプロセスでは、ポリジオルガノ
シロキサンと無機充填材と処理剤と添加剤を所望の特性
が得られるまでバッチ混合する。バッチ式混合プロセス
はバッチ当たり１２〜３０時間を要する。混合後、ＬＳ
Ｒ組成物から揮発分を除去し、冷却する。この最終段階
でＬＳＲ組成物の製造を終えるのにさらに時間を要す
る。
【０００４】バッチプロセスは長い滞留時間と大量のエ
ネルギーを必要とする。商業規模のバッチ間にみられる
不均一な剪断及び伸び応力の結果、充填材の粒度分布が
不均一となって特性にばらつきが生じることがある。バ
ッチ間で物理的性質が異なることになりかねない。製造
時期の異なるバッチは物理的性質が異なることがある。
バッチプロセスは多大な労力、エネルギー及び投資を要
し、一貫性に乏しい。
ネルギーを必要とする。商業規模のバッチ間にみられる
不均一な剪断及び伸び応力の結果、充填材の粒度分布が
不均一となって特性にばらつきが生じることがある。バ
ッチ間で物理的性質が異なることになりかねない。製造
時期の異なるバッチは物理的性質が異なることがある。
バッチプロセスは多大な労力、エネルギー及び投資を要
し、一貫性に乏しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ポリマー、充填材及び
添加剤から脱揮ＬＳＲ組成物をばらつきなく製造するた
めの連続法に対するニーズが存在する。
添加剤から脱揮ＬＳＲ組成物をばらつきなく製造するた
めの連続法に対するニーズが存在する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は脱揮ＬＳＲ組成
物の連続製造法を提供する。この方法では、長さ／直径
比が少なくとも５０を超える押出機に充填材、処理剤及
びシリコーンポリマーを導入する。押出機内で、充填材
と処理剤とシリコーンポリマーを連続的にコンパウンデ
ィングし、脱揮して揮発分の除去されたＬＳＲ組成物と
する。
物の連続製造法を提供する。この方法では、長さ／直径
比が少なくとも５０を超える押出機に充填材、処理剤及
びシリコーンポリマーを導入する。押出機内で、充填材
と処理剤とシリコーンポリマーを連続的にコンパウンデ
ィングし、脱揮して揮発分の除去されたＬＳＲ組成物と
する。
【０００７】一実施形態では、本発明は、液体シリコー
ンゴム組成物の製造システムを提供する。当該システム
は、充填材とシリコーンポリマーの高密度化コンセント
レートを製造するミキサー、ミキサーからコンセントレ
ートを受け取って上記コンセントレートと処理剤とシリ
コーンポリマーとをコンパウンディングするとともに脱
揮して揮発分を含む液体シリコーンゴム組成物とするた
めの、上記ミキサーと接続したＬ／Ｄ比が５０を超える
長尺押出機、及び液体シリコーンゴム組成物を受け取っ
て組成物を冷却し、均質化し、さらに脱揮するための冷
却器を含んでなる。
ンゴム組成物の製造システムを提供する。当該システム
は、充填材とシリコーンポリマーの高密度化コンセント
レートを製造するミキサー、ミキサーからコンセントレ
ートを受け取って上記コンセントレートと処理剤とシリ
コーンポリマーとをコンパウンディングするとともに脱
揮して揮発分を含む液体シリコーンゴム組成物とするた
めの、上記ミキサーと接続したＬ／Ｄ比が５０を超える
長尺押出機、及び液体シリコーンゴム組成物を受け取っ
て組成物を冷却し、均質化し、さらに脱揮するための冷
却器を含んでなる。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、充填材処理の反応時間
を短縮するとともに、ＬＳＲ組成物を始めとするシリコ
ーン組成物の経済的な製造システムを提供する。ＬＳＲ
組成物の二液部分を同時に製造できる。在庫を減らすこ
とができ、バッチプロセスの運転間に必要とされる装置
の清掃を省くことができる。
を短縮するとともに、ＬＳＲ組成物を始めとするシリコ
ーン組成物の経済的な製造システムを提供する。ＬＳＲ
組成物の二液部分を同時に製造できる。在庫を減らすこ
とができ、バッチプロセスの運転間に必要とされる装置
の清掃を省くことができる。
【０００９】このプロセスの一段階では、充填材とポリ
ジメチルシロキサンポリマーと処理剤を混合・反応させ
て充填材の表面を処理する。次に、この混合物から揮発
分を除去し、冷却すればよい。本発明では、充填材処理
の時間が数時間から数分、例えば２〜６分まで短縮され
る。充填材を連続的に現場処理してベース材料を製造
し、これを濾過し、触媒を作用させる。
ジメチルシロキサンポリマーと処理剤を混合・反応させ
て充填材の表面を処理する。次に、この混合物から揮発
分を除去し、冷却すればよい。本発明では、充填材処理
の時間が数時間から数分、例えば２〜６分まで短縮され
る。充填材を連続的に現場処理してベース材料を製造
し、これを濾過し、触媒を作用させる。
【００１０】一実施形態では、本プロセスは、１）充填
材の高密度化、２）現場処理、揮発分除去及び濾過、
３）冷却、均質化及び脱気、並びに４）触媒反応の４段
階からなる。高密度化の前に、反応器中への供給を容易
にすべく充填材を予めシリコーンポリマーと混合しても
よい。高密度化充填材を処理剤（ＨＭＤＺ、水、ビニル
シラザン）及び追加ポリマーと混合するための反応器と
して同方向回転二軸押出機を使用することができる。
材の高密度化、２）現場処理、揮発分除去及び濾過、
３）冷却、均質化及び脱気、並びに４）触媒反応の４段
階からなる。高密度化の前に、反応器中への供給を容易
にすべく充填材を予めシリコーンポリマーと混合しても
よい。高密度化充填材を処理剤（ＨＭＤＺ、水、ビニル
シラザン）及び追加ポリマーと混合するための反応器と
して同方向回転二軸押出機を使用することができる。
【００１１】続く反応はバッチプロセスよりも高い温度
及び圧力で実施される。この現場処理には、押出機での
最低限の滞留時間、１６０〜２１０℃の温度及び約７０
〜約３００ｐｓｉの圧力が必要とされることがある。
及び圧力で実施される。この現場処理には、押出機での
最低限の滞留時間、１６０〜２１０℃の温度及び約７０
〜約３００ｐｓｉの圧力が必要とされることがある。
【００１２】揮発分の除去は、押出機の端部近くで材料
が熱いうちに実施でき、二次的作業が除かれる。ｐｐｍ
単位のＨＭＤＺ量で測定される含窒素副生物の残留量は
約１００ｐｐｍのレベルとし得る。濾過は、押出機から
の吐出時に材料が熱いうちに実施でき、二次的作業が除
かれる。冷却及び脱気は別個の異方向回転ミキサーで実
施できる。かかるミキサーは、材料を均質化してベース
材料とするための逆混合及び長い滞留時間を与えること
ができる。
が熱いうちに実施でき、二次的作業が除かれる。ｐｐｍ
単位のＨＭＤＺ量で測定される含窒素副生物の残留量は
約１００ｐｐｍのレベルとし得る。濾過は、押出機から
の吐出時に材料が熱いうちに実施でき、二次的作業が除
かれる。冷却及び脱気は別個の異方向回転ミキサーで実
施できる。かかるミキサーは、材料を均質化してベース
材料とするための逆混合及び長い滞留時間を与えること
ができる。
【００１３】最後に、このベース材料は２成分に分け
て、静止ミキサーで触媒その他の添加剤と別々に混合し
て２つの別個の「Ａ」成分と「Ｂ」成分を製造できる。
２成分は同時に製造でき、在庫を減らすことができる。
て、静止ミキサーで触媒その他の添加剤と別々に混合し
て２つの別個の「Ａ」成分と「Ｂ」成分を製造できる。
２成分は同時に製造でき、在庫を減らすことができる。
【００１４】上記その他の特徴は添付の図面及び以下の
詳細な説明から明らかとなろう。以下の説明は、本発明
の好ましい実施形態を例示したもので、本発明を限定す
る者ではない。
詳細な説明から明らかとなろう。以下の説明は、本発明
の好ましい実施形態を例示したもので、本発明を限定す
る者ではない。
【００１５】図１において、ヒュームドシリカのような
充填材を連続的に現場処理し、ビニル末端ポリジメチル
シロキサンのようなシリコーンポリマーとコンパウンデ
ィングする。最初の段階では、ヒュームドシリカ１２、
初期量のシリコーンポリマー１４及び処理剤１６をＢｅ
ｐｅｘ Ｔｕｒｂｕｌｉｚｅｒのような連続ミキサー１
８に仕込んで高密度化ポリマー／充填材塊を形成する。
充填材を連続的に現場処理し、ビニル末端ポリジメチル
シロキサンのようなシリコーンポリマーとコンパウンデ
ィングする。最初の段階では、ヒュームドシリカ１２、
初期量のシリコーンポリマー１４及び処理剤１６をＢｅ
ｐｅｘ Ｔｕｒｂｕｌｉｚｅｒのような連続ミキサー１
８に仕込んで高密度化ポリマー／充填材塊を形成する。
【００１６】本発明で使用し得る充填材は、シラノール
表面基を有しシリコーンポリマーとコンパウンディング
し得る無機充填材であればよい。無機充填材の例には、
ヒュームドシリカや沈降シリカのような補強用シリカが
ある。１種類の充填材又は複数の充填材の組合せをシリ
コーンポリマーの補強に使用し得る。
表面基を有しシリコーンポリマーとコンパウンディング
し得る無機充填材であればよい。無機充填材の例には、
ヒュームドシリカや沈降シリカのような補強用シリカが
ある。１種類の充填材又は複数の充填材の組合せをシリ
コーンポリマーの補強に使用し得る。
【００１７】本発明の組成物に用いられるシリコーンポ
リマーは、典型的には、２５℃で１００〜２０００００
０ｃｐｓの粘度を有するビニル末端ポリジメチルシロキ
サンである。このポリマーは以下の式Ｉの繰返し単位で
表すことができる。
リマーは、典型的には、２５℃で１００〜２０００００
０ｃｐｓの粘度を有するビニル末端ポリジメチルシロキ
サンである。このポリマーは以下の式Ｉの繰返し単位で
表すことができる。
【００１８】
【化３】
【００１９】式中、各Ｒ1は独立にＣ1-4アルキル又はＣ
2-4アルキレンを表し、各Ｒ2は独立にＣ1-4アルキル、
Ｃ1−Ｃ4ハロアルキル又はＣ2-4アルキレンを表し、各
Ｒ3は独立にＨ、Ｃ1-10アルキル、Ｃ2-4アルキレン、Ｃ
4-6シクロアルキル、ＯＨ又はＣ 1−Ｃ4ハロアルキルを
表し、ｎはこのシリコーンポリマーの粘度が２５℃で１
００〜２００００００ｃｐｓとなる整数を表す。ｎは広
くは約８０〜約３５００ですることができるが、望まし
くはｎは約１００乃至１０００未満の値である。
2-4アルキレンを表し、各Ｒ2は独立にＣ1-4アルキル、
Ｃ1−Ｃ4ハロアルキル又はＣ2-4アルキレンを表し、各
Ｒ3は独立にＨ、Ｃ1-10アルキル、Ｃ2-4アルキレン、Ｃ
4-6シクロアルキル、ＯＨ又はＣ 1−Ｃ4ハロアルキルを
表し、ｎはこのシリコーンポリマーの粘度が２５℃で１
００〜２００００００ｃｐｓとなる整数を表す。ｎは広
くは約８０〜約３５００ですることができるが、望まし
くはｎは約１００乃至１０００未満の値である。
【００２０】さらに好ましい組成物は、各Ｒ1が独立に
ＣＨ3又はＣＨ＝ＣＨ2を表し、各Ｒ2が独立にＣＨ3、Ｃ
Ｈ＝ＣＨ2又はＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3を表し、各Ｒ3が独立に
ＣＨ3、ＣＨ＝ＣＨ2、ＯＨ又はＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3を表
し、ｎが約２００〜約９００の整数を表すシリコーンポ
リマーを含む。
ＣＨ3又はＣＨ＝ＣＨ2を表し、各Ｒ2が独立にＣＨ3、Ｃ
Ｈ＝ＣＨ2又はＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3を表し、各Ｒ3が独立に
ＣＨ3、ＣＨ＝ＣＨ2、ＯＨ又はＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3を表
し、ｎが約２００〜約９００の整数を表すシリコーンポ
リマーを含む。
【００２１】別の実施形態では、シリコーンポリマーの
ビニル含量が該シリコーンポリマーの約０．０５〜約
０．５重量％の範囲である組成物が提供される。
ビニル含量が該シリコーンポリマーの約０．０５〜約
０．５重量％の範囲である組成物が提供される。
【００２２】高密度化段階における充填材の量は、高粘
度シリコーンポリマー１００重量部当たり、約２０〜約
１５０重量部、望ましくは約３０〜約１００重量部、好
ましくは約４０〜約７０重量部である。コンパウンディ
ング段階時にさらにシリコーンポリマーを加えると、最
終シリコーン組成物中のシリカの割合が、高粘度シリコ
ーンポリマーの合計１００重量部当たり、約１０〜約１
００重量部、望ましくは約１５〜約９０重量部、好まし
くは約２５〜約７０重量部に低下する。
度シリコーンポリマー１００重量部当たり、約２０〜約
１５０重量部、望ましくは約３０〜約１００重量部、好
ましくは約４０〜約７０重量部である。コンパウンディ
ング段階時にさらにシリコーンポリマーを加えると、最
終シリコーン組成物中のシリカの割合が、高粘度シリコ
ーンポリマーの合計１００重量部当たり、約１０〜約１
００重量部、望ましくは約１５〜約９０重量部、好まし
くは約２５〜約７０重量部に低下する。
【００２３】処理剤は、充填材表面のヒドロキシ基又は
シラノール基と反応して充填材粒子同士又は充填材と生
ゴム分子との縮合反応を抑制するシラノール又はメトキ
シ停止シリコーンポリマーであり、さもないと脆化とエ
ラストマー性の喪失とを招きかねない。処理剤は充填材
のシラノール基を減らすとともにシリコーンのエージン
グに要する時間を短縮して、クレープ硬化を抑制し、及
び／又は可塑性を制御する。処理剤は、シラノール基及
び／又は炭素原子数１〜６のアルコキシ基を有するオル
ガノシラン、オルガノシラザン、低粘度ポリオルガノシ
ロキサン又はシリコーン樹脂とし得る。具体例には、ジ
フェニルシランジオール、ジメチルシランジオール、メ
チルトリエトキシシラン及びフェニルトリメトキシシラ
ンがある。低粘度ポリシロキサンは、メチル基、フェニ
ル基、ビニル基及び３，３，３−トリフルオロプロピル
基から選択される１種類以上の有機基を含有し得る。好
ましいシラノール反応性処理剤には、シラノール停止ポ
リジメチルシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロ
キサン（Ｄ４）及びヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤ
Ｚ）がある。２５℃で測定したポリシロキサンの粘度は
約１〜約３００ｃＰ、好ましくは約５〜約１００ｃＰで
ある。
シラノール基と反応して充填材粒子同士又は充填材と生
ゴム分子との縮合反応を抑制するシラノール又はメトキ
シ停止シリコーンポリマーであり、さもないと脆化とエ
ラストマー性の喪失とを招きかねない。処理剤は充填材
のシラノール基を減らすとともにシリコーンのエージン
グに要する時間を短縮して、クレープ硬化を抑制し、及
び／又は可塑性を制御する。処理剤は、シラノール基及
び／又は炭素原子数１〜６のアルコキシ基を有するオル
ガノシラン、オルガノシラザン、低粘度ポリオルガノシ
ロキサン又はシリコーン樹脂とし得る。具体例には、ジ
フェニルシランジオール、ジメチルシランジオール、メ
チルトリエトキシシラン及びフェニルトリメトキシシラ
ンがある。低粘度ポリシロキサンは、メチル基、フェニ
ル基、ビニル基及び３，３，３−トリフルオロプロピル
基から選択される１種類以上の有機基を含有し得る。好
ましいシラノール反応性処理剤には、シラノール停止ポ
リジメチルシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロ
キサン（Ｄ４）及びヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤ
Ｚ）がある。２５℃で測定したポリシロキサンの粘度は
約１〜約３００ｃＰ、好ましくは約５〜約１００ｃＰで
ある。
【００２４】コンパウンディング段階で、処理剤は、充
填材１００重量部に対して、約０．１〜約１００重量
部、望ましくは約０．５〜約７５重量部、好ましくは約
１．０〜約５０重量部の重量比の流体として添加し得
る。処理剤は充填材の反応性基と反応して、充填材の面
積（平方ナノメートル）当たりヒドロキシ基約８〜約２
個、好ましくは約７〜約３個の濃度に低下させることが
できる。一実施形態では処理剤はＨＭＤＺと水の組合せ
であってもよい。この組合せは、約０．１〜１０、望ま
しくは０．２〜５、好ましくは０．３〜３の重量比のＨ
ＭＤＺ／水を含むことができる。
填材１００重量部に対して、約０．１〜約１００重量
部、望ましくは約０．５〜約７５重量部、好ましくは約
１．０〜約５０重量部の重量比の流体として添加し得
る。処理剤は充填材の反応性基と反応して、充填材の面
積（平方ナノメートル）当たりヒドロキシ基約８〜約２
個、好ましくは約７〜約３個の濃度に低下させることが
できる。一実施形態では処理剤はＨＭＤＺと水の組合せ
であってもよい。この組合せは、約０．１〜１０、望ま
しくは０．２〜５、好ましくは０．３〜３の重量比のＨ
ＭＤＺ／水を含むことができる。
【００２５】押出機２２で、高密度化充填材とポリマー
のコンセントレート２０、追加シリコーンポリマー２
４、処理剤及び水をバレル１〜２で供給し、下流のバレ
ル１６付近でさらに追加の流体２６を加え、バレル１８
〜１９及び２１〜２２の２つの真空ベント２８，３０で
揮発分を除去する。除去を容易にするためベントセクシ
ョン間で水３２を注入する。本発明では、適切な充填材
の処理と揮発分の除去を達成するため押出機全体のＬ／
Ｄ比が少なくとも５０を超える。望ましくはＬ／Ｄ比は
６０を超え、好ましくは７０を超える。図１の押出機２
２はＬ／Ｄ比７８である。
のコンセントレート２０、追加シリコーンポリマー２
４、処理剤及び水をバレル１〜２で供給し、下流のバレ
ル１６付近でさらに追加の流体２６を加え、バレル１８
〜１９及び２１〜２２の２つの真空ベント２８，３０で
揮発分を除去する。除去を容易にするためベントセクシ
ョン間で水３２を注入する。本発明では、適切な充填材
の処理と揮発分の除去を達成するため押出機全体のＬ／
Ｄ比が少なくとも５０を超える。望ましくはＬ／Ｄ比は
６０を超え、好ましくは７０を超える。図１の押出機２
２はＬ／Ｄ比７８である。
【００２６】押出機段階時にさらにシリコーンポリマー
を添加すると、最終シリコーン組成物中のシリカの割合
が、高粘度シリコーンポリマーの合計１００重量部当た
り、約５〜約１００重量部、望ましくは約１０〜約４０
重量部、好ましくは約１５〜約３０重量部に低下する。
を添加すると、最終シリコーン組成物中のシリカの割合
が、高粘度シリコーンポリマーの合計１００重量部当た
り、約５〜約１００重量部、望ましくは約１０〜約４０
重量部、好ましくは約１５〜約３０重量部に低下する。
【００２７】充填材表面のシラノール基と処理剤との反
応は、押出機でのコンパウンディング段階の圧力及び昇
温下で起こる。処理セクション（バレル３〜１８）のス
クリューは、約１６〜約４００ｐｓｉの圧力を提供でき
るように構成できる。望ましくは圧力は約４０〜約３０
０ｐｓｉであり、好ましくは約１００〜約２００ｐｓｉ
である。押出機の供給セクション（Ｌ／Ｄ＜９）の温度
は約１５０℃未満、好ましくは約１２０℃未満に維持さ
れる。処理セクション（Ｌ／Ｄ＝９から排出まで）の温
度は約１００〜２５０℃、望ましくは１２０〜２４０
℃、好ましくは１３０〜約２３０℃に制御される。
応は、押出機でのコンパウンディング段階の圧力及び昇
温下で起こる。処理セクション（バレル３〜１８）のス
クリューは、約１６〜約４００ｐｓｉの圧力を提供でき
るように構成できる。望ましくは圧力は約４０〜約３０
０ｐｓｉであり、好ましくは約１００〜約２００ｐｓｉ
である。押出機の供給セクション（Ｌ／Ｄ＜９）の温度
は約１５０℃未満、好ましくは約１２０℃未満に維持さ
れる。処理セクション（Ｌ／Ｄ＝９から排出まで）の温
度は約１００〜２５０℃、望ましくは１２０〜２４０
℃、好ましくは１３０〜約２３０℃に制御される。
【００２８】押出機２２でのコンパウンディングで、Ｌ
ＳＲシリコーン組成物成分の製造に使用できるベースシ
リコーン組成物３２が生成する。
ＳＲシリコーン組成物成分の製造に使用できるベースシ
リコーン組成物３２が生成する。
【００２９】図２は、ＬＳＲ組成物の全製造プロセス及
びシステムを示す。図２において、システム４０は、Ｌ
／Ｄ比が少なくとも５０を超える長尺押出機４２を含ん
でいる。このプロセスでは、充填材はフィーダー４４か
ら高密度化装置４６（例えばＢｅｐｅｘタービュライザ
又はＤｒａｉｓミキサー）に供給され、そこで最初のシ
リコーンポリマー４８と混合して充填材とポリマーのコ
ンセントレート５０を形成する。高密度化充填材とポリ
マーのコンセントレート５０をスクリューフィード５２
（例えばＷｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ Ｅ
ＳＢＶクラマーフィーダー）で長尺押出機４２に詰め込
む。
びシステムを示す。図２において、システム４０は、Ｌ
／Ｄ比が少なくとも５０を超える長尺押出機４２を含ん
でいる。このプロセスでは、充填材はフィーダー４４か
ら高密度化装置４６（例えばＢｅｐｅｘタービュライザ
又はＤｒａｉｓミキサー）に供給され、そこで最初のシ
リコーンポリマー４８と混合して充填材とポリマーのコ
ンセントレート５０を形成する。高密度化充填材とポリ
マーのコンセントレート５０をスクリューフィード５２
（例えばＷｅｒｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ Ｅ
ＳＢＶクラマーフィーダー）で長尺押出機４２に詰め込
む。
【００３０】ミキサー５６で追加のシリコーンポリマー
５４をＨＭＤＺ処理剤５８、水６０及びシラザン６２の
ような添加剤と混合した後、高密度化充填材とポリマー
のコンセントレート５０とコンパウンディングするため
の長尺押出機４２に６４で仕込む。さらに追加のシリコ
ーンポリマー６６をビニルポリマー６８と混合して、コ
ンセントレート５０の仕込みの下流７０で長尺押出機４
２に仕込んでもよい。
５４をＨＭＤＺ処理剤５８、水６０及びシラザン６２の
ような添加剤と混合した後、高密度化充填材とポリマー
のコンセントレート５０とコンパウンディングするため
の長尺押出機４２に６４で仕込む。さらに追加のシリコ
ーンポリマー６６をビニルポリマー６８と混合して、コ
ンセントレート５０の仕込みの下流７０で長尺押出機４
２に仕込んでもよい。
【００３１】コンパウンディングし反応させた成分は、
ベント７２及び７４で脱揮し、ベント間には水７６を仕
込む。脱揮は少なくとも２つの理由で重要である。まず
第一に、脱揮により、未反応処理剤が除去され、充填材
のシラノール基とのそれ以上の反応が「奪活（クエン
チ」される。さもないと、それ以上の反応によって熱硬
化性シリコーン組成物中の充填材の補強特性が低下しか
ねない。第二に、脱揮により、シリコーン組成物のレオ
ロジー特性に悪影響を及ぼす余分な液体が除去される。
ベント７２及び７４で脱揮し、ベント間には水７６を仕
込む。脱揮は少なくとも２つの理由で重要である。まず
第一に、脱揮により、未反応処理剤が除去され、充填材
のシラノール基とのそれ以上の反応が「奪活（クエン
チ」される。さもないと、それ以上の反応によって熱硬
化性シリコーン組成物中の充填材の補強特性が低下しか
ねない。第二に、脱揮により、シリコーン組成物のレオ
ロジー特性に悪影響を及ぼす余分な液体が除去される。
【００３２】上記の通りコンパウンディングし、反応
し、脱揮したＬＳＲ組成物を濾過７８し、冷却器８２に
送る（８０）。ＬＳＲ組成物は冷却器８２内で逆混合及
び脱気され、組成物がさらに均質化される。冷却器８２
はさらに脱揮するため減圧してもよい。冷却器８２はＬ
ＩＳＴ ＯＲＰのような異方向回転二軸ミキサーとし得
る。冷却器からの揮発分８４は押出機４２からの揮発分
８６と一緒にして真空８８によって揮発分回収器９０に
排気する。
し、脱揮したＬＳＲ組成物を濾過７８し、冷却器８２に
送る（８０）。ＬＳＲ組成物は冷却器８２内で逆混合及
び脱気され、組成物がさらに均質化される。冷却器８２
はさらに脱揮するため減圧してもよい。冷却器８２はＬ
ＩＳＴ ＯＲＰのような異方向回転二軸ミキサーとし得
る。冷却器からの揮発分８４は押出機４２からの揮発分
８６と一緒にして真空８８によって揮発分回収器９０に
排気する。
【００３３】冷却ＬＳＲ組成物９２を２つの流れＡと流
れＢとに分ける。流れＡは白金触媒その他の添加剤Ａ
（９６）と共にポンプ９４で静止ミキサー９８に送って
成分混合物Ａ（１００）を生じ、流れＢは水素化物その
他の添加剤Ｂ（１０４）と共にポンプ１０２で送って成
分混合物Ｂ（１０６）を生じる。成分混合物Ａ（１０
０）と成分混合物Ｂ（１０６）を金型（図示せず）に充
填すれば、そこで急速硬化してゴム部品を生ずる。
れＢとに分ける。流れＡは白金触媒その他の添加剤Ａ
（９６）と共にポンプ９４で静止ミキサー９８に送って
成分混合物Ａ（１００）を生じ、流れＢは水素化物その
他の添加剤Ｂ（１０４）と共にポンプ１０２で送って成
分混合物Ｂ（１０６）を生じる。成分混合物Ａ（１０
０）と成分混合物Ｂ（１０６）を金型（図示せず）に充
填すれば、そこで急速硬化してゴム部品を生ずる。
【００３４】上記その他の特徴は、本発明の好ましい実
施形態を例示する以下の詳細な説明から明らかとなろ
う。ただし、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
施形態を例示する以下の詳細な説明から明らかとなろ
う。ただし、本発明はこれらに限定されるものではな
い。
【００３５】
【実施例】充填材をＢｅｐｅｘ Ｔｕｒｂｕｌｉｚｅｒ
でビニル末端ポリジメチルシロキサン（２５℃での粘度
約４００００ｃｐｓ、ｎ＝約８００）と混合して高密度
化充填材コンセントレートとした。高密度化コンセント
レートをＬ／Ｄ比７８の５３ｍｍのｋｒｕｐｐ Ｗｅｒ
ｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ同方向回転二軸押出
機に供給した。押出機中で、充填材をＨＭＤＺ、水、ビ
ニルシラザン及び追加のビニル末端ポリジメチルシロキ
サンとバレル１及び２で混合した。下流（バレル６）
で、充填材を追加のビニル末端ポリジメチルシロキサン
と混合し、混合物を、圧力維持のため密閉した押出機の
セクションで昇温下にコンパウンディングした。図３
に、押出段階の２つの実験例の条件を示す。
でビニル末端ポリジメチルシロキサン（２５℃での粘度
約４００００ｃｐｓ、ｎ＝約８００）と混合して高密度
化充填材コンセントレートとした。高密度化コンセント
レートをＬ／Ｄ比７８の５３ｍｍのｋｒｕｐｐ Ｗｅｒ
ｎｅｒ ＆ Ｐｆｌｅｉｄｅｒｅｒ同方向回転二軸押出
機に供給した。押出機中で、充填材をＨＭＤＺ、水、ビ
ニルシラザン及び追加のビニル末端ポリジメチルシロキ
サンとバレル１及び２で混合した。下流（バレル６）
で、充填材を追加のビニル末端ポリジメチルシロキサン
と混合し、混合物を、圧力維持のため密閉した押出機の
セクションで昇温下にコンパウンディングした。図３
に、押出段階の２つの実験例の条件を示す。
【００３６】熱間コンパウンディングしたベース材料を
押出機からＬＩＳＴ ＯＲＰジャケット付ミキサーに排
出して冷却した。このミキサー中でベース材料を逆混合
に付し、ばらつきをなくして均質な製品とした。ミキサ
ーは減圧して、ベース材料からさらに脱揮・脱気するの
に役立てた。
押出機からＬＩＳＴ ＯＲＰジャケット付ミキサーに排
出して冷却した。このミキサー中でベース材料を逆混合
に付し、ばらつきをなくして均質な製品とした。ミキサ
ーは減圧して、ベース材料からさらに脱揮・脱気するの
に役立てた。
【００３７】ベース材料を２つの部分（ＡとＢ）に分割
し、それぞれ計量ポンプを介して静止ミキサーに供給す
る。ミキサーに供給する直前の部分Ａベース材料に白金
触媒その他の添加剤を導入する。混合前の部分Ｂのベー
ス材料に水素化物その他の添加剤を導入する。
し、それぞれ計量ポンプを介して静止ミキサーに供給す
る。ミキサーに供給する直前の部分Ａベース材料に白金
触媒その他の添加剤を導入する。混合前の部分Ｂのベー
ス材料に水素化物その他の添加剤を導入する。
【００３８】それぞれ触媒と水素化物を含む２つの最終
配合物の特性を図４に示す。図４に示した２つの列の結
果は図３の２つの実験に対応している。
配合物の特性を図４に示す。図４に示した２つの列の結
果は図３の２つの実験に対応している。
【００３９】これらの実施例は、本発明によって、ポリ
マー、充填材及び添加剤から特性に優れた脱揮ＬＳＲ組
成物を連続的に製造できることを示している。
マー、充填材及び添加剤から特性に優れた脱揮ＬＳＲ組
成物を連続的に製造できることを示している。
【００４０】本発明の好ましい実施形態について説明し
てきたが、本発明は変更及び修正が可能であり、実施例
に記載した通りのものには限定されない。本発明は、特
許請求の範囲に属するあらゆる変更及び置換を包含す
る。
てきたが、本発明は変更及び修正が可能であり、実施例
に記載した通りのものには限定されない。本発明は、特
許請求の範囲に属するあらゆる変更及び置換を包含す
る。
【図１】 ＬＳＲ組成物の連続製造プロセスの概略図で
ある。
ある。
【図２】 ＬＳＲ組成物の全製造プロセスの概略図であ
る。
る。
【図３】 加工処理条件の表である。
【図４】 生成物特性を含む試験結果の表である。
１２ 未処理シリカ １４ シリコーン流体 １６、５８ 処理剤 １８、５６ ミキサー ２０、５０ コンセントレート ２２、４２ 押出機 ２８、３０ ベント ４０ 液体シリコーンゴム組成物製造システム ４８、５４ シリコーンポリマー ７２、７４ ベント ８２ 冷却器 １００ 成分混合物Ａ（触媒） １０８ 成分混合物Ｂ（架橋剤）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 5/541 Ｃ０８Ｋ 9/06 9/06 Ｃ０８Ｌ 83/07 Ｃ０８Ｌ 83/07 Ｂ２９Ｋ 19:00 // Ｂ２９Ｋ 19:00 105:16 105:16 Ｃ０８Ｋ 5/54 (72)発明者 テレサ・グロセラ−ロチャ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ウォー ターフォード、カンバスバック・リッジ、 14番 (72)発明者 エドワード・マシュー・ジェラム アメリカ合衆国、ニューヨーク州、バーン ト・ヒルズ、コニファー・ドライブ、11番 (72)発明者 オーガスト・オー・リエルマン アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケネ クタデイ、マクレラン・ストリート、214 番 (72)発明者 ジェラルド・ガリチア・ロチャ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ウォー ターフォード、カンバスバック・リッジ、 14番 (72)発明者 デビッド・エー・ウィリアムズ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ガネス フールト、キャッスルベリー・ドライブ、 26番 Ｆターム(参考） 4F201 AA33 AA45A AB17 AB28 AC05 AR02 AR06 BA01 BA03 BC13 BC33 BC38 BK02 BK13 BK27 BK28 BK36 BK74 BM14 BN11 4J002 CP03X CP14W DJ016 EX047 EX077 FB126 FB146 FD016
Claims (36)
- 【請求項１】 液体シリコーンゴム組成物の製造方法で
あって、 長さ／直径比が少なくとも５０を超える押出機（２２）
に充填材、処理剤（１６）及びシリコーンポリマーを導
入し、 押出機（２２）内で、充填材、処理剤（１６）及びシリ
コーンポリマーを連続的にコンパウンディングするとと
もに脱揮して液体シリコーンゴム組成物とすることを含
んでなる方法。 - 【請求項２】 前記押出機（２２）が噛合型同方向回転
二軸押出機（２２）である、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記押出機（２２）に充填材を導入する
前に初期量のシリコーンポリマーで充填材を高密度化す
ることを含む、請求項１記載の方法。 - 【請求項４】 前記押出機（２２）から液体ゴム組成物
を冷却器に排出することをさらに含む、請求項１記載の
方法。 - 【請求項５】 前記冷却器が異方向回転二軸押出機（２
２）からなる、請求項４記載の方法。 - 【請求項６】 前記冷却器内で液体シリコーンゴム組成
物を冷却し、均質化し、さらに脱揮する、請求項４記載
の方法。 - 【請求項７】 前記冷却器内での液体シリコーンゴムの
滞留時間が前記押出機（２２）内での滞留時間よりも長
い、請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 前記液体シリコーンゴム組成物を第１の
流れと第２の流れに分けることをさらに含む、請求項１
記載の方法。 - 【請求項９】 前記第１の流れに白金触媒を添加して成
分混合物Ａ（１００）を生成せしめ、前記第２の流れに
架橋剤を添加して成分混合物Ｂ（１０８）を生成せしめ
る、請求項８記載の方法。 - 【請求項１０】 前記成分混合物Ａ（１００）と前記成
分混合物Ｂ（１０８）を金型中に射出し、そこで硬化さ
せてゴム部品を製造する、請求項９記載の方法。 - 【請求項１１】 前記充填材が未処理シリカ（１２）で
ある、請求項１記載の方法。 - 【請求項１２】 前記充填材が処理剤（１６）で前処理
した充填材である、請求項１記載の方法。 - 【請求項１３】 前記処理剤（１６）がシラノール反応
性処理剤（１６）である、請求項１２記載の方法。 - 【請求項１４】 前記充填材がシラノール基を含有して
おり、前記処理剤（１６）がシラノール停止ポリジメチ
ルシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン
（Ｄ４）又はヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＺ）から
なる、請求項１記載の方法。 - 【請求項１５】 反応を促進するため、充填材、処理剤
（１６）及びシリコーン流体（１４）をコンパウンディ
ングしながら押出機（２２）の一セクションを高圧に保
つことをさらに含む、請求項１４記載の方法。 - 【請求項１６】 約１６〜約４００ｐｓｉの圧力に保つ
ことを含む、請求項１５記載の方法。 - 【請求項１７】 約４０〜約３００ｐｓｉの圧力に保つ
ことを含む、請求項１５記載の方法。 - 【請求項１８】 約１００〜約２００ｐｓｉの圧力に保
つことを含む、請求項１５記載の方法。 - 【請求項１９】 前記押出機（２２）内の温度を供給部
（Ｌ／Ｄ＜９）で１５０℃未満、次いで供給部から排出
まで約１２０〜約２４０℃に制御することを含む、請求
項１記載の方法。 - 【請求項２０】 前記押出機（２２）内の温度を供給部
（Ｌ／Ｄ＜９）で１２０℃未満、次いで供給部から排出
まで約１３０〜約２３０℃に制御することを含む、請求
項１記載の方法。 - 【請求項２１】 前記長さ／直径比が少なくとも６０を
超える、請求項１記載の方法。 - 【請求項２２】 前記長さ／直径比が少なくとも７０を
超える、請求項１記載の方法。 - 【請求項２３】 前記シリコーンポリマーが、式Ｉの繰
返し単位で表されるビニル末端ポリジメチルシロキサン
からなる、請求項１記載の方法。 【化１】 式中、各Ｒ1は独立にＣ1-4アルキル又はＣ2-4アルキレ
ンを表し、各Ｒ2は独立にＣ1-4アルキル、Ｃ1−Ｃ4ハロ
アルキル又はＣ2-4アルキレンを表し、各Ｒ3は独立に
Ｈ、Ｃ1-10アルキル、Ｃ2-4アルキレン、Ｃ4-6シクロア
ルキル、ＯＨ又はＣ 1−Ｃ4ハロアルキルを表し、ｎは約
１００乃至１０００未満の値である。 - 【請求項２４】 各Ｒ1が独立にＣＨ3又はＣＨ＝ＣＨ2
を表し、各Ｒ2が独立にＣＨ3、ＣＨ＝ＣＨ2又はＣＨ2Ｃ
Ｈ2ＣＦ3を表し、各Ｒ3が独立にＣＨ3、ＣＨ＝ＣＨ2、
ＯＨ又はＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3を表す、請求項２３記載の方
法。 - 【請求項２５】 シリコーン組成物の製造方法であっ
て、 長さ／直径比が少なくとも５０を超える押出機（２２）
に充填材、処理剤（１６）及びシリコーンポリマーを導
入し、 押出機（２２）内で、充填材、処理剤（１６）及びシリ
コーンポリマーを連続的にコンパウンディングするとと
もに脱揮してシリコーン組成物とし、 押出機（２２）からシリコーン組成物を冷却器に排出す
ることを含んでなる方法。 - 【請求項２６】 前記冷却器が異方向回転二軸押出機
（２２）からなる、請求項２５記載の方法。 - 【請求項２７】 前記冷却器内で液体シリコーン組成物
を冷却し、均質化し、さらに脱揮する、請求項２５記載
の方法。 - 【請求項２８】 前記冷却器内でのシリコーン組成物の
滞留時間が押出機（２２）内での滞留時間よりも長い、
請求項２７記載の方法。 - 【請求項２９】 前記シリコーンポリマーが、式Ｉの繰
返し単位で表されるビニル末端ポリジメチルシロキサン
からなる、請求項２５記載の方法。 【化２】 式中、各Ｒ1は独立にＣ1-4アルキル又はＣ2-4アルキレ
ンを表し、各Ｒ2は独立にＣ1-4アルキル、Ｃ1−Ｃ4ハロ
アルキル又はＣ2-4アルキレンを表し、各Ｒ3は独立に
Ｈ、Ｃ1-10アルキル、Ｃ2-4アルキレン、Ｃ4-6シクロア
ルキル、ＯＨ又はＣ 1−Ｃ4ハロアルキルを表し、ｎは当
該シリコーンポリマーの粘度が２５℃で約１００〜約２
００００００ｃｐｓとなる整数を表す。 - 【請求項３０】 各Ｒ1が独立にＣＨ3又はＣＨ＝ＣＨ2
を表し、各Ｒ2が独立にＣＨ3、ＣＨ＝ＣＨ2又はＣＨ2Ｃ
Ｈ2ＣＦ3を表し、各Ｒ3が独立にＣＨ3、ＣＨ＝ＣＨ2、
ＯＨ又はＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3を表し、ｎが約４０００〜約
１００００の整数を表す、請求項２９記載の方法。 - 【請求項３１】 液体シリコーンゴム組成物の製造シス
テム（４０）であって、 充填材とシリコーンポリマーのコンセントレート（２
０）を製造するミキサー（１８）、 ミキサー（１８）から上記コンセントレート（２０）を
受け取って該コンセントレート（２０）、処理剤（１
６）及びシリコーンポリマーをコンパウンディングする
とともに脱揮して揮発分を含む液体シリコーンゴム組成
物とするための、上記ミキサー（１８）と接続したＬ／
Ｄ比が５０を超える長尺押出機（２２）、及び液体シリ
コーンゴム組成物を受け取って組成物を冷却し、均質化
し、さらに脱揮するための冷却器を含んでなるシステム
（４０）。 - 【請求項３２】 前記押出機（２２）が噛合型同方向回
転二軸押出機（２２）である、請求項３１記載のシステ
ム（４０）。 - 【請求項３３】 前記冷却器が異方向回転二軸押出機
（２２）からなる、請求項３１記載のシステム（４
０）。 - 【請求項３４】 前記組成物の少なくとも一部を受け入
れてゴム部品を成形する金型をさらに含む、請求項３１
記載のシステム（４０）。 - 【請求項３５】 前記長尺押出機（２２）のＬ／Ｄ比が
約６０を超える、請求項３１記載のシステム（４０）。 - 【請求項３６】 前記長尺押出機（２２）のＬ／Ｄ比が
約７０を超える、請求項３１記載のシステム（４０）。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/742911 | 2000-12-20 | ||
| US09/742,911 US6444154B1 (en) | 2000-12-20 | 2000-12-20 | Continuous preparation of a liquid silicone rubber composition |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002254427A true JP2002254427A (ja) | 2002-09-11 |
| JP2002254427A5 JP2002254427A5 (ja) | 2005-07-28 |
| JP4147028B2 JP4147028B2 (ja) | 2008-09-10 |
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ID=24986745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001386866A Expired - Fee Related JP4147028B2 (ja) | 2000-12-20 | 2001-12-20 | 液体シリコーンゴム組成物の連続製造法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (3) | US6444154B1 (ja) |
| EP (2) | EP1217042A1 (ja) |
| JP (1) | JP4147028B2 (ja) |
| MY (1) | MY137734A (ja) |
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