JP2020037629A - キーパッド作製用シリコーンゴム組成物及びキーパッド - Google Patents
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Abstract
Description
〔1〕
(A)下記平均組成式(1)
R1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は同一又は異なり、非置換又は置換の1価炭化水素基であり、aは1.95〜2.04の正数である。)
で表され、一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有する重合度が100以上のオルガノポリシロキサン: 100質量部、
(B)BET法による比表面積が50m2/g以上の補強性シリカ: 10〜100質量部、
(C)ビニル基含有オルガノシラザン及び/又はビニル基含有アルコキシシラン: 0.1〜10質量部、
(D)塩酸: 塩酸中の塩化水素の量として0〜0.2質量部、
(E)直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマー: 0.01〜5質量部、
(F)硬化剤: 硬化有効量
を含有することを特徴とするキーパッド作製用シリコーンゴム組成物。
〔2〕
(A)成分のオルガノポリシロキサンが、分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基,ジメチルビニルシロキシ基,ジメチルヒドロキシシロキシ基,メチルジビニルシロキシ基,トリビニルシロキシ基で封鎖されたものである〔1〕記載のキーパッド作製用シリコーンゴム組成物。
〔3〕
(B)成分の補強性シリカが、未処理シリカである〔1〕又は〔2〕記載のキーパッド作製用シリコーンゴム組成物。
〔4〕
(E)成分の直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマーが、下記構造で表されるものである〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載のキーパッド作製用シリコーンゴム組成物。
CF3O(CF2O)m(CF2CF2O)nCF3
(式中、m、nは上記数平均分子量を満足する数であり、かつ、40≦m+n≦180、0.5≦n/m≦2である。)
F(CF2CF2CF2O)n’CF2CF3
(式中、n’は上記数平均分子量を満足する数である。)
〔5〕
(F)成分の硬化剤が、オルガノハイドロジェンポリシロキサンとヒドロシリル化触媒との組み合わせ、又は有機過酸化物である〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載のキーパッド作製用シリコーンゴム組成物。
〔6〕
〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載のシリコーンゴム組成物の硬化成型物からなるキーパッド。
[(A)オルガノポリシロキサン]
(A)成分のオルガノポリシロキサンは、本組成物の主剤(ベースポリマー)であり、下記平均組成式(1)で表される、一分子中に少なくとも2個のケイ素原子が結合したアルケニル基を含有するものである。
R1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は同一又は異なり、非置換又は置換の1価炭化水素基であり、aは1.95〜2.04の正数である。)
[測定条件]
・展開溶媒:トルエン
・流量:1mL/min
・検出器:示差屈折率検出器(RI)
・カラム:KF−805L×2本(Shodex社製)
・カラム温度:25℃
・試料注入量:30μL(濃度0.2質量%のトルエン溶液)
これらのオルガノポリシロキサンは、1種単独で用いても、重合度や分子構造の異なる2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(B)成分の補強性シリカは、得られるシリコーンゴム組成物に対して優れた機械的特性を付与する成分として作用する。該補強性シリカは、沈降シリカ(湿式シリカ)でも、ヒュームドシリカ(乾式シリカ)でもよく、表面に多数のシラノール基(SiOH)が存在しているものである。
本発明において(B)成分の補強性シリカのBET法による比表面積は、50m2/g以上であることが必要であり、好ましくは100〜400m2/gである。この比表面積が50m2/g未満であると、(B)成分による補強効果が不十分となる。
これらの補強性シリカは、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(C)成分のビニル基含有オルガノシラザン及び/又はビニル基含有アルコキシシランは、本発明のシリコーンゴム組成物において、補強性シリカの分散性向上剤(表面処理剤)として作用すると共に、硬化時にベースポリマーであるオルガノポリシロキサン中のアルケニル基と共にビニル基含有オルガノシラザン及び/又はビニル基含有アルコキシシラン中のビニル基が架橋することにより、オルガノポリシロキサンとシリカとの架橋点として作用する。
該ビニル基含有アルコキシシランとしては、特に制限されないが、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ジビニルジメトキシシラン、ビニルトリス(メトキシエトキシ)シラン等が好適である。
(D)成分の塩酸は、任意成分であり、本発明のシリコーンゴム組成物において、シリカの分散性向上剤として作用するものである。(D)成分で用いる塩酸の濃度としては、好ましくは0.05〜5Nであり、より好ましくは0.05〜2Nである。この塩酸の濃度が0.05Nより薄いと、塩酸の添加量が増えてしまい好ましくなく、逆に、塩酸の濃度が5Nより濃くなると、取扱いが危険であり、また、各成分の配合時に使用する装置が腐食するおそれがあり好ましくない。
(E)成分は、直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマーであり、本発明のシリコーンゴム組成物において、得られるシリコーンゴム硬化物の動的疲労耐久性向上剤及び金型剥離性向上剤として作用する。
CF3O(CF2O)m(CF2CF2O)nCF3
(式中、m、nは上記数平均分子量を満足する数であり、かつ、40≦m+n≦180、0.5≦n/m≦2である。)
F(CF2CF2CF2O)n’CF2CF3
(式中、n’は上記数平均分子量を満足する数である。)
(F)硬化剤としては、本発明のシリコーンゴム組成物を硬化させ得るものであれば特に制限はなく、例えば、下記の(F−1)付加反応硬化剤、及び/又は(F−2)有機過酸化物硬化剤が挙げられる。即ち、これらの硬化剤は、本発明のシリコーンゴム組成物において、(A)成分のオルガノポリシロキサンと反応して架橋構造を形成し、シリコーンゴム硬化物を与えるものである。
(F−1)付加反応硬化剤としては、オルガノハイドロジェンポリシロキサンとヒドロシリル化触媒とを組み合わせて用いることができる。
上記平均組成式(2)中、R2は非置換又は置換の1価炭化水素基を示し、同一であっても異なっていてもよく、特に、脂肪族不飽和結合を除いたものが好ましい。R2は、通常、炭素数1〜12、特に炭素数1〜8のものが好ましく、具体的には、メチル基,エチル基,プロピル基等のアルキル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基,トリル基等のアリール基、ベンジル基,2−フェニルエチル基,2−フェニルプロピル基等のアラルキル基、及びこれらの基の水素原子の一部又は全部をハロゲン原子等で置換した基、例えば、3,3,3−トリフルオロプロピル基等が挙げられる。
なお、上記平均組成式(2)中、p,qは0≦p<3、好ましくは1≦p≦2.2、0<q≦3、好ましくは0.002≦q≦1、0<p+q≦3、好ましくは1.002≦p+q≦3を満たす正数である。
ヒドロシリル化触媒としては、白金族金属系触媒が挙げられ、白金族の金属単体とその化合物があり、これには従来、付加反応硬化型シリコーンゴム組成物の触媒として公知のものが使用できる。例えば、シリカ、アルミナ又はシリカゲルのような担体に吸着させた微粒子状白金金属、塩化第二白金、塩化白金酸、塩化白金酸6水塩のアルコール溶液、パラジウム触媒、ロジウム触媒等が挙げられるが、白金又は白金化合物が好ましい。
(F−2)有機過酸化物硬化剤としては、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、p−メチルベンゾイルパーオキサイド、o−メチルベンゾイルパーオキサイド、2,4−ジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーベンゾエート、1,6−ヘキサンジオール−ビス−t−ブチルパーオキシカーボネート等が挙げられる。
本発明のシリコーンゴム組成物には、上述した成分に加え、必要に応じて、石英粉末、結晶性シリカ、珪藻土、炭酸カルシウム等の非補強性シリカ、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック等のカーボンブラック、着色剤、ベンガラ、酸化セリウム等の耐熱性向上剤、白金、酸化チタン、トリアゾール化合物等の難燃性向上剤、受酸剤、アルミナ、窒化ホウ素等の熱伝導率向上剤、離型剤、両末端にシラノール基を有するジメチルポリシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、水等の分散剤等を添加してもよい。
なお、ベースコンパウンドは、20〜250℃、特に50〜200℃にて、0.1〜10時間、特に0.1〜5時間加熱処理して調製することが好ましい。
物性特性測定法、金型剥離性試験方法、動的疲労耐久性試験方法について下記に示す。
シリコーンゴム組成物を165℃、70kgf/cm2、10分間の条件でプレスキュアーを行い、次いで200℃で4時間ポストキュアーを行って硬化させ、JIS K6249:2003に準じて、硬さ(デュロメータA)及び引張り強さを測定した。
シリコーンゴム組成物を、図1に示すように、下端面に円錐台形状凸部1aを有する上部ダイ1と、上端面に上記凸部1aが挿入され、シリコーンゴム組成物が充填される凹部2aを有する下部ダイ2とを備えた金型に充填し、165℃、70kgf/cm2、10分間の条件下で加圧成型し、脱型時の応力(離型性)を測定することにより評価した。数値が小さいほど離型性が良好であることを示す。
動的疲労耐久性は、以下の方法により測定した。
[打鍵試験方法]
シリコーンゴム組成物を、金型を用いて165℃、70kgf/cm2、10分間の条件でプレス成型し、200℃で4時間ポストキュアーを行って図2に示される形状の成型キーを調製し、この成型キーを固定し、上方より1,200gの荷重をかけ、毎秒3回の速度で打鍵した。
〔成型キーの荷重測定方法〕
荷重測定器(アイコーエンジニアリング(株)製MODEL−1305−DS)を用いてキーの荷重を測定した。キーを押し、変位をかけると、通常、図3で示すクリックパターンが得られる。クリックパターンのF1を、ピーク荷重として測定した。
〔成型キーの打鍵疲労耐久性の評価方法〕
上記打鍵試験方法によって、20万回打鍵前後のピーク荷重変化を、下記式で求めた。
ピーク荷重変化(%)
=[打鍵試験前F1値−打鍵試験後F1値]/打鍵試験前F1値×100
主鎖を構成するジオルガノシロキサン単位としてジメチルシロキサン単位99.850モル%とメチルビニルシロキサン単位0.125モル%、分子鎖末端基としてジメチルビニルシロキシ基0.025モル%を含有する平均重合度が約6,000である直鎖状オルガノポリシロキサン(生ゴム)60質量部、主鎖を構成するジオルガノシロキサン単位としてジメチルシロキサン単位99.475モル%とメチルビニルシロキサン単位0.50モル%、分子鎖末端基としてジメチルビニルシロキシ基0.025モル%を含有する平均重合度が約6,000である直鎖状オルガノポリシロキサン(生ゴム)40質量部、BET比表面積300m2/gのヒュームドシリカ(商品名「アエロジル300」日本アエロジル(株)製)32質量部、分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度15、25℃における粘度が30mPa・sであるジメチルポリシロキサン6質量部、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン3質量部、直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマー(商品名「FOMBLIN M07」Solvay Solexis社製、数平均分子量:5,400)0.14質量部をニーダーにて混練りし、170℃にて2時間加熱処理してコンパウンド1を調製した。
上記「コンパウンド1」100質量部に対し、架橋剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン0.4質量部を添加し、均一に混合してシリコーンゴム組成物1を得た。
該組成物を用いて上述した方法により物性特性測定、金型剥離性試験、動的疲労耐久性試験を行った。これらの測定結果を表1に示す。
直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマー(商品名「FOMBLIN M07」)の配合量を0.14質量部ではなく、0.5質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法によりコンパウンド2を調製し、シリコーンゴム組成物2を得、上述した方法により物性特性測定、金型剥離性試験、動的疲労耐久性試験を行った。これらの測定結果を表1に示す。
直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマーを「FOMBLIN M07」ではなく、「FOMBLIN M15」(Solvay Solexis社製、数平均分子量:9,700)0.5質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法によりコンパウンド3を調製し、シリコーンゴム組成物3を得、上述した方法により物性特性測定、金型剥離性試験、動的疲労耐久性試験を行った。これらの測定結果を表1に示す。
主鎖を構成するジオルガノシロキサン単位としてジメチルシロキサン単位99.850モル%とメチルビニルシロキサン単位0.125モル%、分子鎖末端基としてジメチルビニルシロキシ基0.025モル%を含有する平均重合度が約6,000である直鎖状オルガノポリシロキサン(生ゴム)60質量部、主鎖を構成するジオルガノシロキサン単位としてジメチルシロキサン単位99.475モル%とメチルビニルシロキサン単位0.50モル%、分子鎖末端基としてジメチルビニルシロキシ基0.025モル%を含有する平均重合度が約6,000である直鎖状オルガノポリシロキサン(生ゴム)40質量部、BET比表面積300m2/gのヒュームドシリカ(商品名「アエロジル300」日本アエロジル(株)製)32質量部、分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度15、25℃における粘度が30mPa・sであるジメチルポリシロキサン6質量部、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン3質量部をニーダーにて混練りし、170℃にて2時間加熱処理してコンパウンド4を調製した。
上記「コンパウンド4」100質量部に対し、直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマー(商品名「FOMBLIN M07」Solvay Solexis社製、数平均分子量:5,400)0.1質量部、架橋剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン0.4質量部を添加し、均一に混合してシリコーンゴム組成物4を得た。
該組成物を用いて上述した方法により物性特性測定、金型剥離性試験、動的疲労耐久性試験を行った。これらの測定結果を表1に示す。
直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマーを「FOMBLIN M07」ではなく、「FOMBLIN Z03」(Solvay Solexis社製、数平均分子量:4,000)0.14質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法によりコンパウンド5を調製し、シリコーンゴム組成物5を得、上述した方法により物性特性測定、金型剥離性試験、動的疲労耐久性試験を行った。これらの測定結果を表1に示す。
主鎖を構成するジオルガノシロキサン単位としてジメチルシロキサン単位99.850モル%とメチルビニルシロキサン単位0.125モル%、分子鎖末端基としてジメチルビニルシロキシ基0.025モル%を含有する平均重合度が約6,000である直鎖状オルガノポリシロキサン(生ゴム)60質量部、主鎖を構成するジオルガノシロキサン単位としてジメチルシロキサン単位99.475モル%とメチルビニルシロキサン単位0.50モル%、分子鎖末端基としてジメチルビニルシロキシ基0.025モル%を含有する平均重合度が約6,000である直鎖状オルガノポリシロキサン(生ゴム)40質量部、BET比表面積300m2/gのヒュームドシリカ(商品名「アエロジル300」日本アエロジル(株)製)32質量部、分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度15、25℃における粘度が30mPa・sであるジメチルポリシロキサン6質量部、ビニルトリメトキシシラン1質量部、1N塩酸0.1質量部をニーダーにて混練りし、170℃にて2時間加熱処理してコンパウンド6を調製した。
上記「コンパウンド6」100質量部に対し、直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマー(商品名「FOMBLIN M07」Solvay Solexis社製、数平均分子量:5,400)0.1質量部、架橋剤として2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン0.4質量部を添加し、均一に混合してシリコーンゴム組成物6を得た。
該組成物を用いて上述した方法により物性特性測定、金型剥離性試験、動的疲労耐久性試験を行った。これらの測定結果を表1に示す。
分散剤として両末端シラノール基を有し、平均重合度15、25℃における粘度が30mPa・sであるジメチルポリシロキサン6質量部ではなく、ヘキサメチルジシラザン4質量部と水1質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法によりコンパウンド7を調製し、シリコーンゴム組成物7を得、上述した方法により物性特性測定、金型剥離性試験、動的疲労耐久性試験を行った。これらの測定結果を表1に示す。
1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザンを添加しない以外は、実施例1と同様の方法によりコンパウンド8を調製し、シリコーンゴム組成物8を得、上述した方法により物性特性測定、金型剥離性試験、動的疲労耐久性試験を行った。これらの測定結果を表2に示す。
直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマー「FOMBLIN M07」を添加しない以外は、実施例1と同様の方法によりコンパウンド9を調製し、シリコーンゴム組成物9を得、上述した方法により物性特性測定、金型剥離性試験、動的疲労耐久性試験を行った。これらの測定結果を表2に示す。
1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザンではなく、ヘキサメチルジシラザン3質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法によりコンパウンド10を調製し、シリコーンゴム組成物10を得、上述した方法により物性特性測定、金型剥離性試験、動的疲労耐久性試験を行った。これらの測定結果を表2に示す。
直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマー「FOMBLIN M07」ではなく、トリフルオロメチル基による分岐構造を有するフルオロオキシアルキレン基含有ポリマー(商品名「FOMBLIN Y15」Solvay Solexis社製、数平均分子量:3,200)0.14質量部に変更した以外は、実施例1と同様の方法によりコンパウンド11を調製し、シリコーンゴム組成物11を得、上述した方法により物性特性測定、金型剥離性試験、動的疲労耐久性試験を行った。これらの測定結果を表2に示す。
直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマー「FOMBLIN M07」を添加しない以外は、実施例7と同様の方法によりコンパウンド12を調製し、シリコーンゴム組成物12を得、上述した方法により物性特性測定、金型剥離性試験、動的疲労耐久性試験を行った。これらの測定結果を表2に示す。
2 下部ダイ
Claims (6)
- (A)下記平均組成式(1)
R1 aSiO(4-a)/2 (1)
(式中、R1は同一又は異なり、非置換又は置換の1価炭化水素基であり、aは1.95〜2.04の正数である。)
で表され、一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有する重合度が100以上のオルガノポリシロキサン: 100質量部、
(B)BET法による比表面積が50m2/g以上の補強性シリカ: 10〜100質量部、
(C)ビニル基含有オルガノシラザン及び/又はビニル基含有アルコキシシラン: 0.1〜10質量部、
(D)塩酸: 塩酸中の塩化水素の量として0〜0.2質量部、
(E)直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマー: 0.01〜5質量部、
(F)硬化剤: 硬化有効量
を含有することを特徴とするキーパッド作製用シリコーンゴム組成物。 - (A)成分のオルガノポリシロキサンが、分子鎖両末端がトリメチルシロキシ基,ジメチルビニルシロキシ基,ジメチルヒドロキシシロキシ基,メチルジビニルシロキシ基,トリビニルシロキシ基で封鎖されたものである請求項1記載のキーパッド作製用シリコーンゴム組成物。
- (B)成分の補強性シリカが、未処理シリカである請求項1又は2記載のキーパッド作製用シリコーンゴム組成物。
- (E)成分の直鎖状のフルオロオキシアルキレン基含有ポリマーが、下記構造で表されるものである請求項1〜3のいずれか1項に記載のキーパッド作製用シリコーンゴム組成物。
CF3O(CF2O)m(CF2CF2O)nCF3
(式中、m、nは上記数平均分子量を満足する数であり、かつ、40≦m+n≦180、0.5≦n/m≦2である。)
F(CF2CF2CF2O)n’CF2CF3
(式中、n’は上記数平均分子量を満足する数である。) - (F)成分の硬化剤が、オルガノハイドロジェンポリシロキサンとヒドロシリル化触媒との組み合わせ、又は有機過酸化物である請求項1〜4のいずれか1項に記載のキーパッド作製用シリコーンゴム組成物。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載のシリコーンゴム組成物の硬化成型物からなるキーパッド。
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