JP2005171229A - シリコーンエラストマー多孔質体形成用油中水型エマルジョン組成物 - Google Patents

シリコーンエラストマー多孔質体形成用油中水型エマルジョン組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】発泡現象を伴わずに均一な微細セル(気泡)を有するシリコーンエラストマー多孔質体を生成し得る油中水型エマルジョン組成物を提供する。
【解決手段】硬化してシリコーンエラストマーを生成する液状シリコーンゴム材、界面活性作用を有するシリコーンオイル材、および水を含有することを特徴とするシリコーンエラストマー多孔質体形成用油中水型エマルジョン組成物。
【選択図】 なし

Description

本発明は、シリコーンエラストマー多孔質体形成用油中水型エマルジョン組成物に係り、特には、発泡現象を伴わずにシリコーンエラストマー多孔質体を生成し得る油中水型エマルジョン組成物に関する。
シリコーンエラストマー多孔質体は、種々の分野で利用されており、例えば、複写機、レーザプリンタなどの作像部品、例えば、現像ローラ、トナー供給ローラ、転写ローラ、ドラムクリーニングローラに、また複写機、各種プリンタ、プロッタの用紙搬送ローラに使用され、さらには定着装置の加圧ローラにも使用されている。
従来、多孔質体は、主に、発泡現象を利用して製造されている。発泡を生じさせる発泡剤として、化学発泡剤を用いる手法、気体を用いる手法、および水を用いる手法とがある。シリコーンエラストマー多孔質体の製造も例外ではなく、ほとんどの場合、これら発泡剤を用いて製造されている。しかしながら、従来のシリコーンエラストマー多孔質体の製造方法では、シリコーンゴムの硬化と発泡を同時に行っているため、得られる多孔質体中のセル(気泡)のサイズが均一でなく、大きくばらつくばかりでなく、例えば20μm以下という微細なサイズのセルを形成させることが困難である。
これに対し、特許文献1には、シラノール基を有するポリシロキサン、特定の架橋剤、硬化触媒、乳化剤等を含有する室温硬化型のポリシロキサンエマルジョンを冷凍して凍結し、解凍することなく水を昇華させて乾燥することによってシリコーンエラストマー多孔質体を製造する方法が開示されている。しかしながら、この方法でも、均一で微細なサイズのセルを有する多孔質体を製造することが困難である。また、この方法によって得られる多孔質体は、連続気泡型である。
特開平6−287348号公報
従って、本発明は、発泡現象を伴わずに均一な微細セル(気泡)を有するシリコーンエラストマー多孔質体を生成し得る油中水型エマルジョン組成物を提供することを目的とする。
本発明によれば、硬化してシリコーンエラストマーを生成する液状シリコーンゴム材、界面活性作用を有するシリコーンオイル材、および水を含有することを特徴とするシリコーンエラストマー多孔質体形成用油中水型エマルジョン組成物が提供される。
本発明の油中水型エマルジョン組成物は、発泡現象を伴わずに、加熱だけで均一な微細セル(気泡)を有する実質的に独立気泡型のシリコーンエラストマー多孔質体を生成し得る。
本発明の油中水型エマルジョン組成物は、硬化してシリコーンエラストマーを生成する液状シリコーンゴム材、界面活性作用を有するシリコーンオイル材、および水を含有する。
液状シリコーンゴム材は、加熱により硬化してシリコーンエラストマーを生成するものであれば特に制限はないが、いわゆる付加反応硬化型液状シリコーンゴムを使用することが好ましい。付加反応硬化型液状シリコーンゴムは、主剤となる不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと架橋剤となる活性水素含有ポリシロキサンを含む。不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンにおいて、不飽和脂肪族基は、両末端に導入され、側鎖としても導入され得る。そのような不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンは、例えば、下記式(1)で示すことができる。
Figure 2005171229
式(1)において、R1は、不飽和脂肪族基を表し、各R2は、C1〜C4低級アルキル基、フッ素置換C1〜C4低級アルキル基、またはフェニル基を表す。a+bは、通常、50〜2000である。R1によって表される不飽和脂肪族基は、通常、ビニル基である。各R2は、通常、メチル基である。
活性水素含有ポリシロキサン(ハイドロジェンポリシロキサン)は、不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンに対し架橋剤として作用するものであり、主鎖のケイ素原子に結合した水素原子(活性水素)を有する。水素原子は、活性水素含有ポリシロキサン1分子当たり3個以上存在することが好ましい。そのような活性水素含有ポリシロキサンは、例えば、下記式(2)で示すことができる。
Figure 2005171229
式(2)において、R3は、水素またはC1〜C4低級アルキル基を表し、R4は、C1〜C4低級アルキル基を表す。c+dは、通常、8〜100である。R3およびR4で表される低級アルキル基は、通常、メチル基である。
これら液状シリコーンゴム材は、市販されている。なお、市販品では、付加反応硬化型液状シリコーンゴムを構成する不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと活性水素含有ポリシロキサンとは別々のパッケージで提供され、以後詳述する両者の硬化に必要な硬化触媒は、活性水素含有ポリシロキサンに添加されている。
界面活性作用を有するシリコーンオイル材は、エマルジョン中に水を安定に分散させるための分散安定剤として作用するものである。すなわち、この界面活性作用を有するシリコーンオイル材は、水に対し親和性を示すとともに、液状シリコーンゴム材に対しても親和性を示すものである。このシリコーンオイル材は、エーテル基等の親水性基を有することが好ましい。また、このシリコーンオイル剤は、通常3〜13、好ましくは4〜11のHLB値を示す。より好ましくは、HLB値が3以上異なる2種類のエーテル変性シリコーンオイルを併用する。その場合、さらに好ましくは、7〜11のHLB値を有する第1のエーテル変性シリコーンオイルと、4〜7のHLB値を有する第2のエーテル変性シリコーンオイルとを組み合わせて使用する。いずれのエーテル変性シリコーンオイルも、ポリシロキサンの側鎖にポリエーテル基を導入したものを用いることができ、例えば、下記式(3)で示すことができる。
Figure 2005171229
式(3)において、R5は、C1〜C4低級アルキル基を表し、R6は、ポリエーテル基を表す。e+fは、通常、8〜100である。R5で表される低級アルキル基は、通常、メチル基である。また、R6により表されるポリエーテル基は、通常、(C24O)x基、(C36O)y基、または(C24O)x(C36O)y基を含む。主に、x、yの数により、HLB値が決定される。これら界面活性作用を有するシリコーンオイル材は市販されている。
水は、いうまでもなく、本発明の油中水型エマルジョン中において、粒子(水滴)の形態で不連続相として分散して存在する。後に詳述するように、この水粒子の粒径が、本発明の油中水型エマルジョンから得られる多孔質体のセル(気泡)の径を実質的に決定する。水は、1〜50μmの平均粒径を有する粒子の形態で存在し得る。特に、本発明の油中水型エマルジョンにおいて、粒径20μm以下の水粒子が、全水粒子数の90%以上の割合で存在し得る。エマルジョン中の水粒子のサイズは、マイクロスコープ観察によって測定することができる。
本発明の油中水型エマルジョンは、液状シリコーンゴム材を硬化させるために、硬化触媒を含有することができる。硬化触媒としては、それ自体既知のように、白金触媒を用いることができる。白金触媒の量は、白金原子として、1〜100重量ppm程度で十分である。硬化触媒は、シリコーンエラストマー多孔質体を製造するときに本発明の油中水型エマルジョンに添加してもよいが、エマルジョンを製造する際に配合することもできる。
本発明の油中水型エマルジョンにおいて、液状シリコーンゴム材100重量部に対し、界面活性作用を有するシリコーンオイル材を0.2〜5.5重量部の割合で、水を10〜250重量部の割合で使用することが、水分散安定性に特に優れたエマルジョンを得る上で好ましい。界面活性作用を有するシリコーンオイルが、前記第1のエーテル変性シリコーンオイルと前記第2のエーテル変性シリコーンオイルとの組合せからなる場合、液状シリコーンゴム材100重量部に対し、第1のエーテル変性シリコーンオイルを0.15〜3.5重量部の量で、第2のエーテル変性シリコーンオイルを0.05〜2重量部の量(合計0.2〜5.5重量部)で用いることが好ましい。また、液状シリコーンゴム材が不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと活性水素含有ポリシロキサンとの組合せからなる場合、前者と後者の重量比は、6:4〜4:6であることが好ましい。
本発明の油中水型エマルジョンは、得られる多孔質体の用途に応じて、種々の添加剤を含有することができる。そのような添加剤としては、着色料(顔料、染料)、導電性付与材(カーボンブラック、金属粉末等)、充填材(シリカ等)を例示することができる。さらに、本発明の油中水型エマルジョンは、例えば、脱泡を容易にすること等を目的としてエマルジョンの粘度を調整するために、分子量の低い、非反応性のシリコーンオイルを含有することができる。本発明の油中水型エマルジョンは、1cSt〜20万cStの粘度を有すると、脱泡が容易に行え、取り扱いに都合がよい。
本発明の油中水型エマルジョンは、種々の方法により製造することができる。一般的には、液状シリコーンゴム材、界面活性作用を有するシリコーンオイル材、および水を、必要に応じてさらなる添加剤とともに混合し、十分に撹拌することによって製造される。液状シリコーンゴム材が、不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと活性水素含有ポリシロキサンとの組合せにより提供される場合には、不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと界面活性作用を有するシリコーンオイル材の一部を混合・撹拌して第1の混合物を得、他方活性水素含有ポリシロキサンと界面活性作用を有するシリコーンオイル材の残りを混合・撹拌して第2の混合物を得ることができる。ついで、第1の混合物と第2の混合物を混合・撹拌しながら、徐々に水を添加して、撹拌することにより所望のエマルジョンを得ることができる。いうまでもなく、本発明の油中水型エマルジョンの製造方法はこれに限定されるものではない。液状シリコーンゴム材、界面活性作用を有するシリコーンオイル材、および水、並びに必要に応じて添加される添加剤の添加順序は、どのようなものでもよい。エマルジョンを形成させるための撹拌は、例えば、300rpm〜1000rpmの攪拌器回転速度で行うことができる。エマルジョン形成後、エマルジョンを、加熱することなく、例えば真空減圧機を用いて、脱泡処理に供してエマルジョン中に存在する空気を除去することができる。
本発明の油中水型エマルジョンを用いてシリコーンエラストマー多孔質体を製造するためには、硬化触媒の存在下に、本発明の油中水型エマルジョンを液状シリコーンゴム材の加熱硬化(一次加熱)条件に供することができる。一次加熱では、エマルジョン中の水を揮発させることなく、液状シリコーンゴム材を加熱硬化させるために、130℃以下の加熱温度を用いることが好ましい。一次加熱の際の加熱温度は、通常、80℃以上であり、加熱時間は、通常、5分〜60分程度である。この一次加熱により、液状シリコーンゴムが硬化し、エマルジョン中の水粒子をエマルジョン中の状態のまま閉じ込める。硬化したシリコーンゴムは、以下述べる二次加熱による水分の蒸発の際の膨張力に耐える程度までに硬化する。
次に、水粒子を閉じ込めた硬化シリコーンゴムから水分を除去するために、二次加熱を行う。この二次加熱は、70℃〜300℃の温度で行うことが好ましい。加熱温度が70℃未満では水の除去に長時間を要し、加熱温度が300℃を超えると、硬化したシリコーンゴムが劣化し得る。70℃〜300℃の加熱では、1時間〜24時間で水分は揮発除去される。二次加熱により水分が揮発除去されるとともに、シリコーンゴム材の最終的な硬化も達成される。揮発除去された水分は、硬化したシリコーンゴム材(シリコーンエラストマー)中に、水粒子の粒径にほぼ等しい気泡径のセルを残す。
このように、本発明の油中水型エマルジョンは、発泡現象を伴うことなくシリコーンエラストマーを生成させることができる。エマルジョン中の水粒子は、一次加熱により硬化したシリコーンゴムに閉じ込められ、二次加熱の際には、単に揮発するだけである。こうして、実質的に独立気泡型のシリコーンエラストマー多孔質体が得られる。この多孔質体は、セル(気泡)が微細であり、しかもセルサイズの分布が狭く、均一性が高いものである。本発明の油中水型エマルジョンから生成されるシリコーンエラストマー多孔質体は、種々の分野で利用することができる。例えば、複写機、レーザプリンタなどの作像部品、例えば、現像ローラ、トナー供給ローラ、転写ローラ、ドラムクリーニングローラに、また複写機、各種プリンタ、プロッタの用紙搬送ローラに使用することができ、さらには定着装置の加圧ローラにも使用することができる。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明は、これら実施例により限定されるものではない。
まず、水の分散性に優れた油中水型エマルジョンを得るための液状シリコーンゴム材、界面活性作用を有するシリコーンオイル材(水の分散安定剤)、および水の最適な割合を求めるために以下の実験1〜5を行った。また、分散安定剤の最適なHLB値を求めるために以下の実験6〜9を行った。
実験1〜9において、本発明に使用する液状シリコーンゴム材は硬化するので、実験での取り扱いの容易さのために、この硬化性液状シリコーンゴムの代わりに、硬化性液状シリコーンゴムと化学構造が近似する非反応性(非硬化性)のストレートシリコーンオイルであるジメチルシリコーンオイル(信越化学社製KF−96(粘度:100cSt))を用いた。
実験例1〜5では、分散安定剤として、2種のポリエーテル変性シリコーンオイル(信越化学社製KF−618(HLB値:11);実験例1〜5において、「分散安定剤I」)および同社製KF−6015(HLB値:4);実験例1〜5において、分散安定剤II)を用いた。
他方、実験例6〜9では、分散安定剤として、いずれも信越化学社製のポリエーテル変性シリコーンオイルである上記KF−6015(HLB値:4;実験例6〜9において、分散安定剤A)、KF−352(HLB値:7;実験例6〜9において、分散安定剤B)、KF−353(HLB値:10;実験例6〜9において、分散安定剤C)、上記KF−618(HLB値:11;実験例6〜9において、分散安定剤D)、KF−354L(HLB値:16;実験例6〜9において、分散安定剤E)を用いた。
上記ポリエーテル変性シリコーンオイルは、製品カタログによれば、いずれも、各R5がメチル基である上記式(3)の構造を有し、R6が、ポリエーテル基として、(C24O)x(C36O)y基を有するものである。
<実験の手順>
水、ジメチルシリコーンオイルおよび2種類の分散安定剤を所定の容器にこの順に静かに注ぎ、所定時間静置する。水、ジメチルシリコーンオイルおよび分散安定剤は、3層に層分離する。このときの水層の厚さt1を測定する。次に、容器内容物をハンドミキサーで十分に撹拌し、エマルジョンを形成する。エマルジョン形成後、エマルジョンを静置し、所定経過時間毎にエマルジョンから分離した水の層の厚さt2を測定する。水の分離率(水分離率)(%)を式:(t2/t1)×100により算出する。評価は、20分後の水分離率が50%以下の基準を満たした場合を○で、この基準を満たさなかった場合を×で示す。エマルジョンを形成した後、型に注入するまでに安定であるために必要な時間を考慮した場合、エマルジョンはその形成から20分経過した後の水分離率は50%以下であることが望ましい。そのような安定なエマルジョンであれば、より一層優れたシリコーンエラストマー多孔質体を安定に生成することができる。
なお、実験例1〜9の結果を示す図1〜図10において、各曲線に付された数字は、各実験例における配合No.に対応する。例えば、配合1についての結果は、曲線1で示されている。
実験例1
下記表1に示すように、ジメチルシリコーンオイルと水の比率と合計量を一定にした場合において、分散安定剤Iおよび分散安定剤IIの合計量を一定にしてその比率を変化させて種々のエマルジョンを調製し、各エマルジョンについて、各時間経過後の水分離率を測定した。分散安定剤を使用しないで調製したエマルジョン(配合0)についても水分離率を測定した。結果を下記表2および図1に示すとともに、評価を表1に併記する。配合5は、オイルの一部がゲル化した。なお、表2において、記号「*」は、分離した水の層の境界が不明りょうであったことを示す(以下、表4、表6、表8、表10、表13、表15及び表17において同じ)。
表2および図1に示す結果から、ジメチルシリコーンオイルと水を50:50の割合で使用した場合、分散安定剤Iと分散安定剤IIが5:5〜7:3の場合に望ましい水分散安定性を有するエマルジョンが得られることがわかる。
Figure 2005171229
Figure 2005171229
実験例2
下記表3に示すように、ジメチルシリコーンオイルと水の比率と合計量を一定にした場合において、分散安定剤Iおよび分散安定剤IIの比率を一定にしてその合計量を変化させて種々のエマルジョンを調製し、各エマルジョンについて、水分離率を測定した。結果を下記表4に示すとともに、配合6〜9についての結果を図2に、配合10〜14についての結果を図3にも示す。評価は、表3に併記されている。
表3、図2〜図3に示す結果から、配合7〜10が、望ましい水分散安定性を有するエマルジョンを生成することがわかる。
Figure 2005171229
Figure 2005171229
実験例3
下記表5に示すように、分散安定剤Iおよび分散安定剤IIの合計使用量と比率を一定にした場合において、ジメチルシリコーンオイルと水の合計量を一定にしてその比率を変化させて種々のエマルジョンを調製し、各エマルジョンについて、水分離率を測定した。結果を下記表6および図4に示すとともに、評価を表5に併記する。
表6および図4に示す結果から、水の比率が高いほど、水の分散性が低下することがわかる。ここでは、配合17〜19が望ましい水分散安定性を有するエマルジョンを生成することがわかる。
Figure 2005171229
Figure 2005171229
実験例4
下記表7に示すように、水:ジメチルシリコーンオイル=50:50で、分散安定剤I:分散安定剤II=0.7:0.3の配合(配合22)を基準として、水とジメチルシリコーンオイルの比率を変化させるとともに、分散安定剤Iの量を水量の増加または減少に伴ってそれぞれ増加または減少させ、分散安定剤IIの量をジメチルシリコーンオイル量の増加または減少に伴ってそれぞれ増加または減少させて、種々のエマルジョンを調製し、各エマルジョンについて、水分離率を測定した。結果を下記表8および図5に示すとともに、評価を表7に併記する。
表8および図5に示す結果から、配合21〜配合24が望ましい水分散安定性を有するエマルジョンを生成することがわかる。
Figure 2005171229
Figure 2005171229
実験例5
下記表9に示すように、分散安定剤Iと分散安定剤IIの比率を一定にした場合において、ジメチルシリコーンオイルと水の合計量を一定にしてその比率を変化させ、水量の増加または減少に伴って分散安定剤Iの量を変化させて種々のエマルジョンを調製し、各エマルジョンについて、水分離率を測定した。結果を下記表10および図6に示すとともに、評価を表9に併記する。
表10および図6に示す結果から、水の比率が高いほど、水の分散性が低下することがわかる。ここでは、配合26〜29が望ましい水分散安定性を有するエマルジョンを生成することがわかる。
Figure 2005171229
Figure 2005171229
以上の実験結果を総合すると、望ましい水分散安定性を有するエマルジョンにおける水、ジメチルシリコーンオイル、分散安定剤I、IIの量は、下記表11に示す通りのものであることがわかる。
Figure 2005171229
かくして、液状シリコーンゴム材を100重量部、第1のエーテル変性シリコーンオイルを0.15〜3.5重量部、第2のエーテル変性シリコーンオイルを0.05〜2重量部(分散安定剤の合計量:0.2〜5.5重量部)、水を10〜250重量部の割合で含有する油中水型エマルジョンが、水分散安定性に優れたものとなることがわかる。上記実験から求めたこれら成分の最適割合は、実際に硬化性液状シリコーンゴム材(例えば、不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと活性水素を有するシリコーンオイルとの組合せ)を用いた場合とよく一致することが確認されている。
実験例6
下記表12に示すように、ジメチルシリコーンオイルと水の比率と合計量を一定にし、分散安定剤A〜Eを単独で配合して種々のエマルジョンを調製し、各エマルジョンについて、水分離率を測定した。結果を下記表13および図7に示すとともに、評価を表12に併記する。なお、配合30は、配合5と同様、オイルの一部がゲル化した。
Figure 2005171229
Figure 2005171229
表13および図7に示す結果から明らかなように、配合30〜34は、20分後の水分離率50%以下という望ましい基準を満たすエマルジョンを生成しない。
実験例7
下記表14に示すように、ジメチルシリコーンオイルと水の比率と合計量を一定にし、かつ分散安定剤Aの量を一定にし、さらに分散安定剤B〜Eを配合して種々のエマルジョンを調製し、各エマルジョンについて、水分離率を測定した。結果を下記表15および図8に示すとともに、評価を表14に併記する。
Figure 2005171229
Figure 2005171229
図15および図8に示す結果からわかるように、配合35〜配合37が、望ましい水分散安定性を有するエマルジョンを生成する。
実験例8
下記表16に示すように、ジメチルシリコーンオイルと水の比率と合計量を一定にし、かつ分散安定剤Bの量を一定にし、さらに分散安定剤C〜Eを配合して種々のエマルジョンを調製し、各エマルジョンについて、水分離率を測定した。結果を下記表17および図9に示すとともに、評価を表16に併記する。
Figure 2005171229
Figure 2005171229
表17および図9に示す結果からわかるように、配合40が、望ましい水分散安定性を有するエマルジョンを生成する。
実験例9
下記表18に示すように、ジメチルシリコーンオイルと水の比率と合計量を一定にし、かつ分散安定剤Cの量を一定にし、さらに分散安定剤D〜Eを配合して種々のエマルジョンを調製し、各エマルジョンについて、水分離率を測定した。結果を下記表19および図10に示すとともに、評価を表18に併記する。
Figure 2005171229
Figure 2005171229
表19および図10に示す結果からわかるように、配合42〜配合43は、望ましい水分散安定性を有するエマルジョンを生成しない。
以上の結果から、望ましい水分散安定性を有するエマルジョンを生成させるためには、分散安定剤は、HLB値が7〜11のエーテル変性シリコーンオイル(特に表15および図8から)とHLB値が4〜7のエーテル変性シリコーンオイル(特に表17および図9から)との組合せから構成されることが望ましいことがわかる。2種類のエーテル変性シリコーンオイルのHLB値の差は少なくとも3(=7−4)であることもわかる。
実施例1
本実施例では、液状シリコーンゴム材として、信越化学社から入手した液状シリコーンゴム(商品名KE−1353)を用いた。この液状シリコーンゴムは、活性水素含有ポリシロキサンと、ビニル基含有ポリシロキサンとが別々のパッケージとして提供され、ビニル基含有ポリシロキサンには、触媒量の白金触媒が添加されているものであった。以下、前者をシリコーンゴムA剤、後者をシリコーンゴムB剤と表示する。活性水素含有ポリシロキサンは、各R4がメチル基である上記式(2)の構造を有し、他方ビニル基含有シリコーンオイルは、各R1がビニル基であり、各R2がメチル基である上記式(1)の構造を有する。また、分散安定剤としては、上記実験例1〜5で用いた分散安定剤I、分散安定剤IIを用いた。
50重量部のシリコーンゴムA剤に、0.7重量部の分散安定剤Iと0.3重量部の分散安定剤IIとを予め混合した混合物を添加し、ハンドミキサーで5分間撹拌し、十分に分散させて混合物Aを調製した。他方、50重量部のシリコーンゴムB剤に、0.7重量部の分散安定剤Iと0.3重量部の分散安定剤IIとを予め混合した混合物を添加し、ハンドミキサーで5分間撹拌し、十分に分散させて混合物Bを調製した。
得られた混合物Aと混合物Bを混合し、ハンドミキサーで3分間撹拌しながら、10重量部の水を添加した後、さらに2分間撹拌した。この混合物をハンドミキサーで撹拌しながら、90重量部の水を徐々に添加し、エマルジョンを調製した。
得られたエマルジョンを真空減圧機内で脱泡させ、混入空気を除去した後、深さ6mmの圧縮成形金型に流し込み、プレス盤を用いて、設定温度100℃で30分間加熱(一次加熱)し、成形した。得られた成形体(多孔質体前駆体)を電気炉中、150℃で5時間加熱(二次加熱)し、水を除去した。こうして、長さ42mm、幅20mm、厚さ6mmの矩形部分を有するシリコーンエラストマー多孔質試験片を作製した。この試験片を幅方向に切断し、その切断面をSEMで観察した。観察面積は、56517.301μm2であった。このSEM観察により、52個のセル(気泡)が観察され、最大セル径は44.14μm、最小セル径は7.78μmであり、9.35の標準偏差をもってセル径の平均値は19.94μmであった。本試験片の切断面のSEM写真(倍率200倍)を図11に示す。このように、本油中水型エマルジョンは、非常に微細で、均一なセル径を有する独立気泡型多孔質体を生成するものである。
実施例2
本実施例では、液状シリコーンゴム材として、東レ・ダウコーニング社から入手した液状シリコーンゴム(商品名DY35−7002)を用いた。この液状シリコーンゴムは、活性水素含有ポリシロキサンと、ビニル基含有ポリシロキサンとが別々のパッケージとして提供され、ビニル基含有ポリシロキサンには、触媒量の白金触媒が添加されているものであった。以下、前者をシリコーンゴムA剤、後者をシリコーンゴムB剤と表示する。活性水素含有ポリシロキサンは、各R4がメチル基である上記式(2)の構造を有し、他方ビニル基含有シリコーンオイルは、各R1がビニル基であり、各R2がメチル基である上記式(1)の構造を有する。また、分散安定剤としては、上記実験例1〜5で用いた分散安定剤I分散安定剤IIを用いた。
50重量部のシリコーンゴムA剤に、0.7重量部の分散安定剤Iと0.3重量部の分散安定剤IIとを予め混合した混合物を添加し、ハンドミキサーで5分間撹拌し、十分に分散させて混合物Aを調製した。他方、50重量部のシリコーンゴムB剤に、0.7重量部の分散安定剤Iと0.3重量部の分散安定剤IIとを予め混合した混合物を添加し、ハンドミキサーで5分間撹拌し、十分に分散させて混合物Bを調製した。
得られた混合物Aと混合物Bを混合し、ハンドミキサーで3分間撹拌しながら、10重量部の水を添加した後、さらに2分間撹拌した。この混合物をハンドミキサーで撹拌しながら、90重量部の水を徐々に添加し、エマルジョンを調製した。
このエマルジョンを用いて、実施例1と同様にしてシリコーンエラストマー多孔質体試験片を作製した。
この試験片を幅方向に切断し、その切断面をSEMで観察した。観察面積は、55656.641μm2であった。このSEM観察により、686個のセル(気泡)が観察され、最大セル径は22.215μm、最小セル径は3.405μmであり、1.306の標準偏差をもってセル径の平均値は4.657μmであった。本試験片の切断面のSEM写真(倍率200倍)を図12に示す。このように、本油中水型エマルジョンは、極めて微細で、均一なセル径を有する独立気泡型多孔質体を生成するものである。
比較例1
本比較例では分散安定剤を使用しなかった。すなわち、実施例1のシリコーンゴムA剤50重量部に実施例1のシリコーンゴムB剤50重量部を加え、ハンドミキサーで5分間撹拌した。この混合物に10重量部の水を添加し、2分間撹拌し、さらに90重量部の水を追加添加してエマルジョンを形成させようとしたが、水がシリコーンゴムから分離してしまい、エマルジョンを形成することができなかった。この混合物では、成形不能であった。
そこで、追加添加する水の量を40重量部に減少させ、エマルジョンを形成させようとしたが、同様にエマルジョンは形成することができなかったが、実施例1と同様の条件下で試験片を成形することができた。得られた試験片のSEM写真(倍率200倍)を図13に示す。
この結果からわかるように、分散安定剤を用いないと、エマルジョンが形成されないばかりが、得られる成形体のセル径自体が大きく、しかもセル径の変動も大きなものとなる。
実験例1で調製した各エマルジョンの水分離率を示すグラフ。 実験例2で調製した各エマルジョンの水分離率を示すグラフ。 実験例2で調整した各エマルジョンの水分離率を示すグラフ。 実験例3で調製した各エマルジョンの水分離率を示すグラフ。 実験例4で調製した各エマルジョンの水分離率を示すグラフ。 実験例5で調製した各エマルジョンの水分離率を示すグラフ。 実験例6で調製した各エマルジョンの水分離率を示すグラフ。 実験例7で調製した各エマルジョンの水分離率を示すグラフ。 実験例8で調製した各エマルジョンの水分離率を示すグラフ。 実験例9で調製した各エマルジョンの水分離率を示すグラフ。 実施例1で作製したシリコーンエラストマー多孔質体の断面のSEM写真。 実施例2で作製したシリコーンエラストマー多孔質体の断面のSEM写真。 比較例1で作製した成形体の断面のSEM写真。

Claims (10)

  1. 硬化してシリコーンエラストマーを生成する液状シリコーンゴム材、界面活性作用を有するシリコーンオイル材、および水を含有することを特徴とするシリコーンエラストマー多孔質体形成用油中水型エマルジョン組成物。
  2. 前記液状シリコーンゴム材が、付加反応硬化型のものであることを特徴とする請求項1に記載のエマルジョン組成物。
  3. 前記液状シリコーンゴム材が、不飽和脂肪族基を有するポリシロキサンと、活性水素含有ポリシロキサンを含むことを特徴とする請求項2に記載のエマルジョン組成物。
  4. 前記不飽和脂肪族基が、ビニル基であることを特徴とする請求項3に記載のエマルジョン組成物。
  5. 前記シリコーンオイル材が、親水性基を有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載のエマルジョン組成物。
  6. 前記シリコーンオイル材が、第1のエーテル変性シリコーンオイルと第2のエーテル変性シリコーンオイルとの混合物を含み、前記第1のエーテル変性シリコーンオイルのHLB値と前記第2のエーテル変性シリコーンオイルのHLB値の差が、少なくとも3以上であることを特徴とする請求項5に記載のエマルジョン組成物。
  7. 前記第1のエーテル変性シリコーンオイルが、7〜11のHLB値を有し、前記第2のエーテル変性シリコーンオイルが、4〜7のHLB値を有することを特徴とする請求項6に記載のエマルジョン組成物。
  8. 前記液状シリコーンゴム材を100重量部、前記シリコーンオイル材を0.2〜5.5重量部、前記水を10〜250重量部の割合で含有することを特徴とする請求項1ないし7のいずれか1項に記載のエマルジョン組成物。
  9. 前記液状シリコーンゴム材を100重量部、前記第1のエーテル変性シリコーンオイルを0.15〜3.5重量部、前記第2のエーテル変性シリコーンオイルを0.05〜2重量部、前記水を10〜250重量部の割合で含有することを特徴とする請求項6または7に記載のエマルジョン組成物。
  10. 前記水が、1〜50μmの平均粒径を有する粒子の形態で存在することを特徴とする請求項1ないし9のいずれか1項に記載のエマルジョン組成物。
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