JP2011506643A

JP2011506643A - 空気透過性構造を持つシリコーンフォームの製造方法

Info

Publication number: JP2011506643A
Application number: JP2010537029A
Authority: JP
Inventors: オー、スン・キュ
Original assignee: エアー・ワールド，インコーポレイテッド
Priority date: 2007-12-03
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2011-03-03
Also published as: US20090142573A1; WO2009073717A1; US8062742B2; KR20100103494A

Abstract

硬化剤を含有するシリコーン溶液で空気透過性材をコーティングした後に空気透過性材を硬化させることによって、ポリエステルを含有する空気透過性材の元々の空気透過性セル構造を維持するシリコーンフォームの製造方法。

Description

発明の背景
発明の分野
本発明は、シリコーンフォームの製造方法およびこのようなプロセスによって製造されるシリコーンゴム成形に関する。より具体的には、硬化剤を伴うシリコーン液体混合物の化合物で空気透過性材コーティングした後に硬化させることにより、空気透過性材の複数の元々の空気透過性セル構造を維持し、向上した耐熱性および耐冷性、ならびに単純な製造法に起因した低い製造コストを有し得る空気透過性構造を提供する、シリコーンフォームの製造方法に関する。

背景の議論
シリコーンゴムは、その主な結合がシリコーンと酸素のカップリングである合成ゴムである。一方で、有機ゴムの主な結合は一般に炭素と炭素のカップリングである。

ジメチルシリコーンゴムは、ジメチルジクロロシランの加水分解または縮合によって生成し得る、環状ジメチルシロキサンの塩基触媒開環重合または酸触媒開環重合によって得ることができる。シリコーンゴムの硬化に有機化酸化物が使用され得る。加工時に、硬化物の物理特性が著しく向上し得るように、補強フィラーとして微細な粉末シリカ(二酸化ケイ素)が添加され得る。

シリコーンゴムの最も際立った特徴は、その秀逸な耐熱性および耐冷性に起因して、広い温度範囲に渡って使用され得ることにある。さらに、シリコーンゴムは、耐熱性ワイヤカバー、耐熱性オイルスレッド(oil thread)、O-リング、耐オゾン材料、耐コロナ材料、難分解性材料(decomposition-resistant material)および絶縁材のような工業製品に広く使用され得る。

さらに、シリコーンゴムは毒性が低いので、医療用品のボトルキャップ、医療ゴムチューブ、食品加工のコンベアベルトおよびロール、ならびにパッケージに、広く使用され得る。

しかしながら、上記のシリコーンゴム成形プロセスは比較的費用がかさむ。また、このプロセスはシリコーンゴム中に閉じた内部セル構造を維持する。それ故に、それを温度耐性と空気透過性の両方が要求される領域に容易に適用することはできない。

例えば、マイクロフォンのためのカバー、またはアイロン台の敷板(特に工業的な目的)のような空気透過性を要する製品は、上記のシリコーンゴム成形プロセスによって容易に作ることはできない。

ナイロンフランネルのパッドは、ドライクリーニング産業で使用するためのパッドに長いこと使用されている。しかしながら、ナイロンパッドに関してはいくつかの問題がある。第1に、それは迅速に燃えやすい傾向を持つ。第2に、時間が経つと平らになる材料であることであり、それは衣類の仕上げの問題をもたらし得る。

ここで参照によって組入れられる韓国特許第10-0572558号は、ポリウレタンフォームがシリコーン溶液でコーティングされるプロセスを開示する。シリコーンが組込まれたポリウレタンフォームをドライクリーニング産業で使用するためのパッドに使用する場合、それは材料に高い耐熱性を与える。しかしながら、ポリウレタンフォームは、張力に曝されたときに容易に破断し得る。

しかしながら、向上した耐熱性と、元々の厚さを維持することができる耐久力との両方を有する材料が必要とされる。

発明の概要
本発明は、空気透過性材の元々の空気透過性セル構造を維持することを含む、シリコーンフォームの製造方法を提供する。

本発明は、シリコーンゴム成形の場合のような、秀逸な耐熱性および耐冷性を持つ空気透過性を要する分野に適用でき、その単純な製造法に起因して製造コストを下げることが可能な、空気透過性構造体も提供する。

本発明は、ドライクリーニング産業のためのパッドに使用され、優れた温度耐性および耐久性を持ち得る材料も提供する。

本発明のさらなる特徴は以下の記載に示され、一部は記載から明らかであるか、または本発明の実践によって習得されるであろう。

本発明は、空気透過性構造を持つシリコーンフォームの製造方法であって、希釈されていないシリコーン溶液に硬化剤を添加してシリコーン溶液を作ること、ポリエステルを含む空気透過性材を前記シリコーン溶液でコーティングすること、および前記空気透過性材を硬化させることを含む方法を開示する。

本発明は、オープンセル構造を持つベース材と、前記ベース材上に堆積されたコーティングとを含む空気透過性構造体も開示する。前記ポリエステルベース材の元々のオープンセル構造は、前記コーティングが前記ベース材上に堆積された後に維持される。

本発明は、空気透過性構造を持つシリコーンフォームの製造方法であって、希釈されていないシリコーン溶液に硬化剤を添加してシリコーン溶液を作ること、ポリエステルを含有する空気透過性材を前記シリコーン溶液でコーティングすること、前記空気透過性材を硬化させること、前記空気透過性材の一方の面をコーティングすること、および前記空気透過性材を硬化させることを含む方法も開示する。

先述した一般的記述および以下の詳細な記述の両方は、典型的かつ説明的なものであり、請求された本発明の更なる説明を与えることを意図している。

図１は、本発明の典型的な態様による空気透過性構造を持つシリコーンフォームの製造方法を示す。図２は、本発明の典型的な態様による空気透過性構造を持つシリコーンフォームの製造方法を示す。図３は、本発明の他の典型的な態様による空気透過性構造を持つシリコーンフォームの製造方法を示す。図４は、本発明の他の典型的な態様による空気透過性構造を持つシリコーンフォームの製造方法を示す。

図示された態様の詳細な説明
本発明は、本発明の態様が示される添付図を参照して以下でより完全に説明される。しかしながら、この発明は多くの異なる形態で具現化され、ここに記載される態様に限定されるように解釈されるべきではない。むしろこれらの態様は、この開示が完全となるように与えられ、かつ本発明の範囲を当業者に完全に伝えるであろう。図中の同じ参照番号は同じ構成要素を意味する。

図１は、本発明の典型的な態様による空気透過性構造を持つシリコーンフォームの製造方法を示す。

図示するように、本発明による空気透過性構造を持つシリコーンフォームの製造方法は、希釈されていないシリコーン溶液に硬化剤を添加すること(S110)、得られたシリコーン溶液で空気透過性材をコーティングすること(S120)、および前記空気透過性材を硬化させること(S140)を含む。希釈されていないシリコーン溶液に硬化剤が添加された場合(S110)、伸縮性すなわち成形されたシリコーンフォームのクッション性の差異は、硬化剤の混合比に比例する。添加される硬化剤の量が多いほど、伸縮強度が弱くなる。硬化剤は白金触媒であり得、およそ0.01〜0.2重量%の濃度で添加され得る。

希釈されていないシリコーン溶液は、熱伝導性シリコーンゴムフォームを含み得る。希釈されていないシリコーン溶液の粘度は10,000〜15,000 cPであり得る。例えば、希釈されていないシリコーン溶液は、50〜70重量部のジメチルビニルポリジメチルシロキサンを含み得る。希釈されていないシリコーン溶液は、ポリメチルシロキサン、白金触媒、熱伝導性アルミナフィラー、およびグラファイトをさらに含み得る。グラファイトは100〜200重量部の濃度で存在し得、アルミナフィラーの粒径は10μm以下であり得る。

あるいは、希釈されていないシリコーン溶液は磁性シリコーン(magnetic silicone)を含み得る。例えば、希釈されていないシリコーン溶液は、(i)ジメチルビニルシロキサン基で分けられた30〜60重量部のジメチルシロキサン、5〜15重量部のジメチルハイドロゲンシロキサンポリマー、10重量部未満の1-テトラデセン、および0.001〜0.9重量部の白金触媒を有する磁性シリコーンと、(ii)10μmを超えない100〜200重量部の熱伝導性アルミナフィラーと、(iii)20〜30重量部のグラファイトとから構成される磁性熱伝導性シリコーンフォームを含み得る。

本発明の他の典型的な態様によれば、希釈されていないウレタン溶液または希釈されていないゴム溶液が、希釈されていないシリコーン溶液の代わりに使用され得る。

空気透過性材が、希釈されていないシリコーン溶液と硬化剤とを含むシリコーン溶液でコーティングされる場合、シリコーン溶液は空気透過性材に浸透するが、空気透過性材の中の空気透過性セルは維持され得る。すなわち、本来空気透過性材である内部構造が維持されて硬化される。すなわち、空気透過性材は空気透過性のままである。例えば、シリコーン溶液は、空気透過性材上に2.7 kg/ m²の濃度でコーティングされ得る。

空気透過性材の一方の面が、空気透過性材の他方の面よりも高いシリコーン溶液の濃度でコーティングされ得る。例えば、空気透過性材の一方の面のシリコーン溶液の濃度は、空気透過性材の他方の面よりも10〜30 %程度高くなり得る。より密にコーティングされ得る空気透過性材の部分は、空気透過性材全体の厚さの10〜30 %を構成し得る。

空気透過性材は例えばスポンジであり得る。空気透過性材は、空気透過性構造を持つ不織布またはフィルターを含み得る。例えば、空気透過性材はポリエステルを含み得るか、または完全にポリエステルで構成され得る。空気透過性材は、オープンセル構造を持つようにニードルパンチされてもよく、また、より均一な材料を提供するためにニードルパンチに先立って表面処理されてもよい。空気透過性材は15〜20 kg/m²の密度を持ち得、10〜40 ppiのセル径を持ち得、かつ5〜50 mmの厚さを持ち得る。空気透過性材を加工するための典型的な態様は、12 mmの厚さを有する空気透過性材で開始された。

さらに、大量のシリコーン溶液が上記の空気透過性材の中に導入された場合、空気透過性は低下し得る。しかしながら、空気透過性材の中への少量のシリコーン溶液の導入は、空気透過性を向上させ得る。

空気透過性材をシリコーン溶液でコーティングした後(S120)、所定の温度にて、所定の時間で硬化される(S140)。硬化温度はおよそ80〜200℃であり得、硬化時間はおよそ1〜30分であり得る。

例えば、5 cmの厚さかつ1 mの長さを持つスポンジを硬化するためには、当該スポンジはおよそ100℃でおよそ5分間加熱されるであろう。上記の加熱温度および時間は、使用された具体的な硬化剤次第で変わり得る。

空気透過性材は、シリコーン溶液でコーティングされた後(S120)、かつ硬化(S140)の前に圧縮され得る(S130)。

例えば、空気透過性材は、空気透過性材の中に存在するシリコーン混合物溶液の量を調整するために、ローラーを通して圧縮され得る。

空気透過性材の一方の面は、使用され得る空気透過性材に応じて、より平滑な表面を得るために削られ得る(S150)。1つの典型的な態様によれば、12 mmの厚さを有するポリエステル繊維の一方の表面が削られ、最終的にコーティングされた10 mm厚の空気透過性材となった。このような場合において、削られた表面は、他方の面よりも高い密度のシリコーンでコーティングされるか、またはもう一度コーティングされたものであり得る。

仕上げられた空気透過性材は、所定のサイズに切断され得る。

以下で、本発明による製造プロセスを図２および図３を参照して詳細に記述する。

最初に、図２に示すように、空気透過性材のロール10からの空気透過性材のシート11を、ローラー15を用いることによってシリコーン溶液14で満たされた原料タンク13中に浸漬する。空気透過性材のシート11をローラー15によって、オーブンであり得る加熱デバイス16に運び、硬化させた。典型的な態様において、空気透過性材11はポリエステル繊維であり得る。硬化温度はおよそ80〜200℃であり得、硬化時間はおおよそ1〜30分であり得る。例えば、空気透過性材11は100〜160℃で3〜15分間加熱硬化され得る。

ここで、空気透過性材の中に浸透するシリコーン混合物の量は、ローラー15の圧縮の程度を制御することによって調節され得る。空気透過性材11の一方の面が、空気透過性材11の他方の面よりも高いシリコーン溶液の濃度でコーティングされ得る。例えば、空気透過性材11の一方の面のシリコーン溶液14の濃度は、空気透過性材11の他方の面よりも20 %程度高くなり得る。より密にコーティングされ得る空気透過性材11の部分は、空気透過性材11全体の厚さの20〜30 %を構成し得る。

図２に示される方法の代替を示す図３において、空気透過性材のロール10からの空気透過性材のシート11がローラー15によって運ばれ、シリコーン溶液14で満たされた原料調整タンク17の下を通され、そこで空気透過性材のシート11の上にシリコーン溶液14が噴霧される。空気透過性材11の平方メートルあたり、およそ500〜5,000 gのシリコーン溶液14が噴霧され得る。典型的な態様において、2.7 kg/m²のシリコーン溶液が空気透過性材11の上に噴霧され得る。

空気透過性材のシート11は、ローラー15によって加熱デバイス16に運ばれて硬化される。硬化温度はおよそ80〜200℃であり得、硬化時間はおよそ1〜30分であり得る。より具体的には、空気透過性材11は100〜160℃で3〜30分間硬化され得る。例えば、シリコーン溶液14が2,000 g/m²の率で噴霧される場合、空気透過性材11は160℃で15分間硬化され得る。

図３の方法は、原料調整タンク17から噴霧されるシリコーン溶液14の量を調整し、それにより、空気透過性材のシート11の中に浸透するシリコーン溶液14の量を調整することを可能にする。シリコーン溶液14がその上に噴霧された空気透過性材11の面は、空気透過性材11の他方の面よりもより高い濃度のシリコーン溶液14でコーティングされ得る。例えば、空気透過性材11の一方の面のシリコーン溶液14の濃度は、空気透過性材11の他方の面よりも10〜30 %程度高くなり得る。より密にコーティングされた空気透過性材の部分は、空気透過性材11全体の厚さの10〜30 %を構成し得る。

図２および図３の方法は、空気透過性材のロールを使用して実現され得る連続的な製造方法である。しかしながら、図示されていなくとも、空気透過性材は異なる形態、すなわち謄写版の原理を用いて所定のサイズに切断され、別個の加熱デバイスによって加熱された硬化されて形態で提供されてもよい。

硬化の後、空気透過性材の一方の面が、より平滑な表面を得るために削られ得る。例えば、空気透過性材が元々12 mmの厚さである場合、削られて10 mmの厚さになり得る。空気透過性材の一方の面がシリコーン溶液でより密にコーティングされる場合、切削のプロセスは、硬化された空気透過性材のより密にコーティングされた面の一部を取り去り得る。切削の後、削られていない空気透過性材の面は繊維毛を含み得るが、削られた空気透過性材の面は平滑な表面を持ち得る。

図４を参照すると、本発明の他の典型的な態様による空気透過性構造を持つシリコーンフォームの製造方法は、希釈されていないシリコーン溶液に硬化剤を添加すること(S210)、得られたシリコーン溶液で空気透過性材をコーティングすること(S220)、および前記空気透過性材を硬化させること(S230)を含む。本方法は、前記硬化された透過性剤材の一方の面を再びコーティングすること(S240)、前記空気透過性材を硬化させること(S250)、および前記空気透過性材を削ること(S260)をさらに含み得る。

例えば、空気透過性材を最初に均一にコーティングし、そして硬化させてもよい。その後、空気透過性材は、その後空気透過性材の一方の面の上に噴霧されるシリコーン溶液を含有する原料調整タンクの下を通過し得る。空気透過性材は加熱デバイスを通過して硬化され得、その後、より平滑な表面を得るために削られ得る。

二回コーティングされた空気透過性材の面は、空気透過性材の他方の面よりも高いシリコーン溶液の濃度を持ち得る。例えば、空気透過性材の二回コーティングされた面のシリコーン溶液の濃度は、空気透過性材の他方の面よりも10〜30 %程度高くなり得る。二回コーティングされた空気透過性材の部分は、空気透過性材全体の厚さの10〜30 %を構成し得る。

先述したように、本発明の典型的な態様は、硬化剤を含むシリコーン溶液で空気透過性材をコーティングした後に、空気透過性材を硬化させることによって空気透過性材の元々の空気透過性セル構造を維持し、それによって良好な耐熱性および耐冷性、ならびに単純な製造法に起因した低い製造コストを持ち得る空気透過性構造を提供する、シリコーンフォームの製造方法を提供する。

本発明の精神および範囲を離れることなく、種々の変形および変更がなされ得ることが、当業者には明らかであろう。したがって、本発明は、添付の請求項およびその均等物の範囲内にある限り、この発明の変形および変更を保護することを意図している。

Claims

空気透過性構造を含むシリコーンフォームの製造方法であって、
希釈されていないシリコーン溶液に硬化剤を添加してシリコーン溶液を作ること、
ポリエステルを含有する空気透過性材を前記シリコーン溶液でコーティングすること、
前記コーティングされた空気透過性材を硬化させること
を含む方法。
前記コーティングされた空気透過性材の硬化が、前記空気透過性材を80〜200℃の温度範囲にて1〜30分の時間範囲で加熱することを含む請求項１の方法。
前記空気透過性材の硬化に先立って、前記コーティングされた空気透過性材を圧縮することをさらに含む請求項１の方法。
前記空気透過性材の一方の面を前記シリコーン溶液でさらにコーティングすることをさらに含む請求項１の方法。
より平滑な表面を得るために前記さらにコーティングされた面を削ることをさらに含む請求項１の方法。
前記空気透過性材の一方の面の上にコーテジングされたシリコーン溶液の濃度が、前記空気透過性材の他方の面よりも10〜30 %高い請求項１の方法。
前記空気透過性材のより密にコーティングされた面が、前記空気透過性材全体の厚さの10〜30 %を含む請求項６の方法。
前記空気透過性材が、2.0〜3.0 kg/m²のシリコーン溶液でコーティングされる請求項１の方法。
オープンセル構造を持つポリエステルベース材と、
前記ベース材上に堆積されたコーティングと
含み、前記ポリエステルベース材の元々のオープンセル構造が、前記コーティングが前記ベース材上に堆積された後に維持される空気透過性構造体。
前記ベース材が、15〜20 kg/m²の密度を持つ請求項７の空気透過性構造体。
前記ポリエステルベース材が、5〜50 mmの厚さを持つ請求項７の空気透過性構造体。
前記オープンセル構造体が10〜40 ppiのサイズを持つ請求項７の空気透過性構造体。
前記コーティングが、熱伝導性シリコーンゴムフォームを含む請求項７の空気透過性構造体。
前記コーティングが、磁性熱伝導性シリコーンフォームを含む請求項７の空気透過性構造体。
前記ポリエステルベース材料の一方の面上のシリコーン溶液の濃度が、前記空気透過性材の他方の面よりも10〜30 %高い請求項７の空気透過性構造体。
前記空気透過性材のより密にコーティングされた面が、空気透過性材全体の厚さの10〜30 %を含む請求項１４の空気透過性構造体。
前記空気透過性構造体が耐温度性である請求項７の空気透過性構造体。
空気透過性構造を含むシリコーンフォームの製造方法であって、
希釈されていないシリコーン溶液に硬化剤を添加すること、
ポリエステルを含有する空気透過性材を前記シリコーン溶液でコーティングすること、
前記空気透過性材を硬化させること、
前記空気透過性材の一方の面をコーティングすること、および
前記コーティングされた空気透過性材を硬化させること
を含む方法。
前記空気透過性材の一方の面を削ることをさらに含む請求項１８の方法。