JP2005139394A

JP2005139394A - シリコーンゴム製品の製造方法

Info

Publication number: JP2005139394A
Application number: JP2003380109A
Authority: JP
Inventors: Takeyuki Tsunekawa; 武幸恒川; Hirobumi Iida; 博文飯田
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2003-11-10
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2005-06-02

Abstract

【課題】シリコーンゴム成型体を膨張させすぎることなく、効率よく洗浄・抽出を行い、低分子シロキサンを十分に低減させたシリコーンゴム製品を製造することを目的とする。
【解決手段】シリコーンゴム成型体を、ＳＰ値が９．３を超えて１５．０以下であり、かつ沸点が５０〜９０℃である有機溶剤中に浸漬させて、上記シリコーンゴム成型体が含有する低分子シロキサンを低減させてシリコーンゴム製品を製造する。
【選択図】なし

Description

この発明は、シリコーンゴム製品に関する。

オルガノポリシロキサンを主成分とするシリコーンゴム製品は、耐熱性、耐寒性、電気絶縁性等に優れ、多くの電気・電子機器に使用されている。しかしその際に、シリコーンゴム製品は、電気接点の接点障害を引き起こすことがあった。これは、シリコーンゴム製品中に残留しているオルガノポリシロキサンの低分子体（以下、「低分子シロキサン」という。）が、電気・電子機器内で揮発して電気接点に付着し、絶縁皮膜を形成するためである。

そのため、シリコーンゴム成型体から、上記低分子シロキサンを低減させるために、通常、２００℃以上の環境で数時間加熱処理を行う。しかしその効果は十分ではなく、特に、分子量が大きい上記低分子シロキサンほど低減されにくい。

そこで、加熱処理よりも低分子シロキサンの低減効果が大きい方法として、上記低分子シロキサンを溶媒で洗浄・抽出する溶剤抽出法が用いられる。この溶剤抽出法としては、その溶解度パラメーター（以下、「ＳＰ値」と略す。）がシリコーンゴムの主成分であるオルガノポリシロキサンのＳＰ値に近く、かつ低沸点である有機溶剤を溶媒として使用する方法が、特許文献１に記載されている。

特公平７−６２０８４号公報

しかしながら、上記有機溶剤のＳＰ値が、オルガノポリシロキサンのＳＰ値に近すぎると、相溶性が良すぎるために、洗浄しようとするシリコーンゴム製品が大きく膨張してしまうことがあった。このため、膨張するスペースを考慮して洗浄を行わなくてはならず、スペースの無駄を生じてしまい、効率が悪かった。

そこでこの発明は、シリコーンゴム成型体を膨張させすぎることなく、効率よく洗浄・抽出を行い、低分子シロキサンを十分に低減させたシリコーンゴム製品を製造することを目的とする。

この発明は、シリコーンゴム成型体を、ＳＰ値が９．３を超えて１５．０以下であり、かつ沸点が５０〜９０℃である有機溶剤中に浸漬させて、上記シリコーンゴム成型体が含有する低分子シロキサンを低減させることによって、上記の課題を解決したのである。

適度な相溶性を有し、かつ沸点も比較的高い有機溶剤を使用して洗浄・抽出を行うことによって、シリコーンゴム成型体が含有する低分子シロキサンを効率よく十分に低減させたシリコーンゴム製品を得ることができる。さらに、膨張による体積変化の差も小さいので、低減の工程において必要とするスペースの無駄が少なくて済む。

以下、この発明について詳細に説明する。
この発明にかかるシリコーンゴム製品の製造方法は、シリコーンゴム成型体を有機溶剤中に浸漬させて、上記シリコーンゴム成型体の含有する低分子シロキサンを低減させることによる。

上記シリコーンゴム成型体は、下記化学式（１）に記載のシロキサン骨格を有するオルガノポリシロキサンを架橋することによって得られる。上記オルガノポリシロキサンとしては、例えば、下記化学式（１）中におけるＲの全てがメチル基であるジメチルポリシロキサンや、Ｒの一部が他のアルキル基、ビニル基、フェニル基、フルオロアルキル基などの１種又は２種以上の置換基によって置換された各種のオルガノポリシロキサンが挙げられる。これらのオルガノポリシロキサンは、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いても良い。

上記のオルガノポリシロキサンを架橋する方法は、特に限定されるものではなく、従来から公知の方法を用いてよい。例えば、上記オルガノポリシロキサンのメチル基又はビニル基をラジカル反応で架橋する方法、シラノール末端を有するオルガノポリシロキサンと、加水分解可能な官能基を有するシラン化合物との縮合反応で架橋する方法、ヒドロシリル基のビニル基への付加反応で架橋する反応などが挙げられる。

また、上記シリコーンゴム成型体には、従来からシリコーンゴムの組成物に添加することが知られている添加剤を添加してもよい。この添加剤としては、例えば、ヒュームドシリカ、沈降性シリカ、石英粉などの酸化ケイ素の他、ケイソウ土、炭酸カルシウム、カーボンブラック、アルミナ、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、酸化鉄などが挙げられる。

このような上記シリコーンゴム成型体は、形状を制限するものではないが、フィルム状、又はシート状であると望ましい。具体的には、厚みが０．０３〜１ｍｍであることが望ましく、０．１〜０．５ｍｍであるとより望ましい。薄すぎると取り扱い性に問題を生じてしまうことがある。一方で、厚すぎると、膨潤量の増大により占有スペースが大きくなりすぎる上に、内部まで完全に洗浄するためにより長い時間を必要とすることになってしまう。

上記のシリコーンゴム成型体を浸漬させる有機溶剤は、効率的に洗浄して上記低分子シロキサンの含有量を低減させるために、下記の条件を満たすことが必要である。

上記有機溶剤のＳＰ値は、９．３を超えて１５．０以下であることが必要である。上記ＳＰ値は、物質の極性を示す指標であり、物質間の親和性の指標となる値である。オルガノポリシロキサンと上記有機溶剤とのＳＰ値が近いほど、上記有機溶剤がオルガノポリシロキサンの分子間に入り込みやすいことを意味し、その分だけ低分子シロキサンを抽出しやすくなり、洗浄効果が高くなる。しかし、オルガノポリシロキサンのＳＰ値は７．３〜７．６程度であり、これに対して、上記有機溶剤のＳＰ値が９．３以下となってオルガノポリシロキサンのＳＰ値に近くなりすぎると、洗浄効果は高まるものの、オルガノポリシロキサンの体積膨張率が大きくなりすぎてしまう。これにより、広い洗浄スペースが必要になってしまい、効率が悪くなるだけではなく、膨張時に不具合が起こりやすくなってしまう。この問題をより確実に回避するためには、上記有機溶剤のＳＰ値は９．３より大きいことが必要である。一方で、上記有機溶剤のＳＰ値が１５．０を超えると、オルガノポリシロキサンとのＳＰ値の差が大きくなりすぎて、この洗浄効果が不十分になってしまう。

また、上記有機溶剤の沸点は、５０℃以上、９０℃以下であることが必要であり、５５℃以上、８５℃以下であれば望ましい。沸点が５０℃未満であると、揮発性が高すぎて引火する可能性が高くなり、安全性に問題が生じるおそれがある。一方、沸点が９０℃を超えると、使用後に上記有機溶剤を除去したり、再利用したりするための蒸留工程において、多量の熱エネルギーを必要とすることになり、効率が悪くなってしまう。

上記のような条件を満たす有機溶剤としては、例えば、メチルアセテート、１，２−ジクロロエタン、アセトン、イソプロピルアルコール、アセトニトリル、エタノール、メタノールなどが挙げられる。この中でも特に、取扱性がよく、除去が容易である、アセトン、イソプロピルアルコール、エタノールであるとより望ましい。これらの有機溶剤は二種類以上が混合したものであってもよいが、それぞれ単独で用いてもよい。

上記の洗浄にあたっては、上記シリコーンゴム成型体が上記有機溶剤に接している状態が保たれていることが必要である。また、洗浄を続けていくと、次第に上記有機溶剤中の低分子シロキサンの濃度が高くなり、上記シリコーンゴム成型体内から低分子シロキサンを抽出する効率が低下してくるため、目的にあわせて定期的に上記有機溶剤を交換すると望ましい。さらに、温度が高いと洗浄効果が高いため、状況によっては上記有機溶剤を加温すると望ましい場合もある。この加温すべき状況とは、例えば、短時間で処理を行いたい場合や、より高い洗浄効果を求める場合等であり、加温した温度範囲は、室温以上で、使用溶媒の沸点以下であると望ましい。

洗浄する時間は、上記シリコーンゴム成型体の厚み次第ではあるが、３０〜６０分間浸漬することが望ましい。また、洗浄後に、新たな上記有機溶剤でのすすぎ工程を行うとより望ましい。なお、すすぎを行っても、行わなくても、すすぎ又は洗浄後に、上記シリコーンゴムに残留している上記有機溶剤を除去するため、乾燥工程を行うことが望ましい。この乾燥工程は、シリコーンゴム成型体の厚さにもよるが、５０〜１３０℃の環境に１０分〜３時間置いておくことが望ましい。

このように上記有機溶剤を用いて上記シリコーンゴム成型体を洗浄することによる、上記低分子シロキサンの低減とは、重合度１０以下の低分子シロキサンの含有量を検出限界以下にし、かつ重合度１１〜２０の低分子シロキサンの含有量を１０００ｐｐｍ以下にすることが必要である。さらに、重合度１１〜２０の低分子シロキサンを５００ｐｐｍ以下にすればより望ましく、検出限界以下まで減少させることができればもっとも望ましい。

このように上記シリコーンゴム成型体を洗浄して製造された上記シリコーンゴム製品は、重合度が１０以下の低分子シロキサンだけではなく、重合度１１〜２０の低分子シロキサンも十分に低減させているため、電気・電子機器内で用いた際に、接点障害などのシリコーントラブルを起こす危険性が極めて少なくなる。このように製造された上記シリコーンゴム製品が、フィルム状又はシート状である場合も同様である。

（シリコーンゴム製品の製造）
ジメチルポリシロキサンを主成分とした原料（信越化学工業（株）製：ＫＥ−９５１０Ｕ）に加硫剤（信越化学工業（株）製：Ｃ−８）を加え、１７０℃で１０分間熱プレスすることによって、ゴム硬度が５０で厚みが０．２ｍｍのシート状であるシリコーンゴム成型体を作成した。
このシリコーンゴム成型体による面積３００ｍｍ×５００ｍｍのシートを１０枚、イソプロピルアルコール７５リットル中に６０分間浸漬した後、別容器のイソプロピルアルコールで１０秒間すすいでから、６０分間熱風乾燥を行い、シリコーンゴム製品を製造した。

（低分子シロキサンの測定）
得られたシリコーンゴム製品１．００ｇを１０ｍｌのアセトンに２５℃で１６時間浸漬し、その浸漬液を、以下の装置によるガスクロマトグラフにより分析した。その結果を表１に示す。なお、低分子シロキサンは、実際にはほとんどが環状で存在しているので、ここではＤ_nとは、重合度ｎの環状ジメチルポリシロキサンのことである。

（装置）
キャピラリーガスクロ
・Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ社製：ＡｕｔｏＳｙｓｔｅｍＸＬ
・カラム：ＤＢ−５
・カラム温度：７０℃→３２０℃（２５℃／ｍｉｎ）
・Ｉｎｊ温度：３００℃
・キャリアガス：Ｈｅ（１ｍｌ／ｍｉｎ）
・検出器：ＦＩＤ
・注入量：１μｌ
・検出限界：各成分１ｐｐｍ

（結果）
Ｄ₁₀までの低分子シロキサンを検出限界以下にまで低減させることができた。また、Ｄ₁₁〜Ｄ₂₀の低分子シロキサンを５００ｐｐｍ以下にすることができた。

比較例

実施例と同じシリコーンゴム成型体のシートを、２００℃の環境で２時間かけて熱処理した後、実施例と同様の低分子シロキサン測定方法を行った。その結果を表１に示す。

（結果）
Ｄ₁₀までの低分子シロキサンを検出限界以下にまで低減させることはできたが、Ｄ₁₁〜Ｄ₂₀の低分子シロキサンを１０００ｐｐｍ以下にすることはできなかった。

Claims

シリコーンゴム成型体を、溶解度パラメーターが９．３を超えて、１５．０以下であり、かつ沸点が５０℃以上、９０℃以下である有機溶剤中に浸漬させて、上記シリコーンゴム成型体が含有するオルガノポリシロキサンの低分子体を低減させる、低分子シロキサンを低減させたシリコーンゴム製品の製造方法。
請求項１に記載の製造方法により得られた、上記オルガノポリシロキサンの低分子体の含有量を低減させた、シリコーンゴム製品。
請求項１に記載の製造方法により得られた、上記オルガノポリシロキサンの低分子体の含有量を低減させた、フィルム状又はシート状であるシリコーンゴム製品。