JP2021161362A

JP2021161362A - 透明シリコーンゴム成形体、その製造方法及びその使用方法

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Publication number: JP2021161362A
Application number: JP2020067749A
Authority: JP
Inventors: 雄司中島; Yuji Nakajima; 満弘藤本; Michihiro Fujimoto; 真吾小林; Shingo Kobayashi; 裕子木村; Hiroko Kimura; 拓海片石; Takumi KATAISHI
Original assignee: Fuji Polymer Industries Co Ltd
Current assignee: Fuji Polymer Industries Co Ltd
Priority date: 2020-04-03
Filing date: 2020-04-03
Publication date: 2021-10-11

Abstract

【課題】透明性が高く、変色が少なく、軟らかく、装飾物品等を固定するのに好適な透明シリコーンゴム成形体、その製造方法及びその使用方法を提供する。【解決手段】本発明の透明シリコーンゴム成形体１は、ＡｓｋｅｒＣ硬さ(JIS K 7312)が５〜７０であり、厚さ２ｍｍの成形体におけるイエローネスインデックス（ＹＩ値,ASTM D1925）が０〜１の範囲であり、厚さ２ｍｍの成形体における光波長４００ｎｍの光透過率が８９〜１００％である。この透明シリコーンゴム成形体１は、透明容器２内の装飾物品３を固定するための固定具として使用し、容器内にはシリコーンオイル４を注入するのが好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、装飾物品等を固定するのに好適な透明シリコーンゴム成形体、その製造方法及びその使用方法に関する。

シリコーンゴム成形体及びシリコーンゲル成形体は透明性がよいことが知られている。特許文献１には、シリコーンレジンを含むシリコーン組成物を硬化させた硬度の高いＬＥＤヘッドランプが提案されている。特許文献２には、カルボン酸の希土類塩またはその混合物を含有し、光学レンズ、光導波板、ディスプレー層もしくは積層板、センサー、光学デバイスの被覆・封止用などに有用なヒドロシリル化硬化型シリコーンゴム組成物が提案されている。特許文献３には、表面が疎水化処理された補強性シリカ微粉末を含み、
有機樹脂とシリコーンゴムが一体化した部品として有用な自己接着性シリコーンゴム組成物が提案されている。

特開２０１９−１８９７２３号公報ＷＯ２０１３−０８４６９９号特開２０１４−２１０８５１号公報

しかし、前記特許文献１の硬化物はシリコーンレジンを含むために硬いという問題があり、前記特許文献２の硬化物はカルボン酸の希土類塩を含むために変色する問題があり、前記特許文献３の硬化物は補強性シリカ微粉末を含むために透明性が低下する問題があった。

本発明は前記従来の問題を解決するため、透明性が高く、変色が少なく、軟らかく、装飾物品等を固定するのに好適な透明シリコーンゴム成形体、その製造方法及びその使用方法を提供する。

本発明の透明シリコーンゴム成形体は、ＡｓｋｅｒＣ硬さ(JIS K 7312)が５〜７０であり、厚さ２ｍｍの成形体におけるイエローネスインデックス（ＹＩ値,ASTM D1925）が０〜１の範囲であり、厚さ２ｍｍの成形体における光波長４００ｎｍの光透過率が８９〜１００％であることを特徴とする。

本発明のシリコーンゴム成形体の製造方法は、前記のシリコーンゴム成形体の製造方法であって、
（Ａ）分子鎖中にビニル基を２つ以上有する動粘度が１００〜１０，０００ｃＳｔである直鎖状、または分岐状シリコーンオイル：１００質量部
（Ｂ）分子鎖中にＳｉ−Ｈ基を２つ以上有する動粘度が１００〜１０，０００ｃＳｔである直鎖状または分岐状シリコーンオイル：但し、（Ｂ）成分中の全Ｓｉ−Ｈ基／（Ａ）成分中の全アルケニル基＝０．３〜１．５となる量
（Ｃ）白金触媒：白金原子が質量換算で０．１〜４０ｐｐｍの範囲となる量
を含有する組成物をシート状に成形し、硬化することを特徴とする。

本発明のシリコーンゴム成形体の使用方法は、前記のシリコーンゴム成形体の使用方法であって、前記成形体は、透明容器内の装飾物品を固定するための固定具として使用することを特徴とする。

本発明の透明シリコーンゴム成形体は、ＡｓｋｅｒＣ硬さ(JIS K 7312)が５〜７０であり、厚さ２ｍｍの成形体におけるイエローネスインデックス（ＹＩ値,ASTM D1925）が０〜１の範囲であり、厚さ２ｍｍの成形体における光波長４００ｎｍの光透過率が８９〜１００％であることにより、透明性が高く、変色が少なく、軟らかく、装飾物品等を固定するのに好適な透明シリコーンゴム成形体、その製造方法及びその使用方法を提供できる。

図１Ａは本発明の一実施形態におけるシリコーンゴムシートの模式的斜視図、図１Ｂは同、透明容器内で装飾物品をシリコーンゴムシートで固定した模式的断面説明図、図１Ｃは同、透明容器内にシリコーンオイルを入れた直後の模式的断面説明図、図１Ｄは同、放置脱泡した後の模式的断面説明図である。図２Ａは本発明の一実施形態における、透明容器内の装飾物品を固定するための固定具として使用する例を示す写真、図２Ｂは同、シリコーンオイルを入れた状態を示す写真である。図３Ａは本発明の一実施形態における、透明容器内の装飾物品を固定するための固定具として使用する例を示す写真、図３Ｂは同、シリコーンオイルを入れた直後の状態を示す写真、図３Ｃは同、放置脱泡した後の写真である。

本発明の透明シリコーンゴム成形体は、ＡｓｋｅｒＣ硬さ(JIS K 7312)が５〜７０である。より好ましくは５〜６０であり、さらに好ましくは５〜５０である。ＡｓｋｅｒＣ硬さが前記の範囲であれば、軟らかく、装飾物品等を固定するのに好適である。

本発明の透明シリコーンゴム成形体は、厚さ２ｍｍの成形体におけるイエローネスインデックス（ＹＩ値,ASTM D1925）が０〜１の範囲であり、より好ましくは０〜０.９であり、さらに好ましくは０〜０．８である。ＹＩ値が前記の範囲であれば、変色が少なく、装飾物品等を長期保存するのに好適である。

本発明の透明シリコーンゴム成形体は、厚さ２ｍｍの成形体における光波長４００ｎｍの光透過率が８９〜１００％であり、より好ましくは９０〜１００であり、さらに好ましくは９１〜１００％である。光透過率が前記の範囲であれば、透明性が高く、装飾物品等を固定するのに好適である。

前記成形体は、立方体及び直方体から選ばれる少なくも一つが好ましい。立方体又は直方体であると、シート成形し、カットして製造でき、コストを安くすることができる。

前記成形体は、長辺１ｍｍ〜５０ｍｍ、短辺０．１〜５０ｍｍ、厚み０．１〜５０ｍｍにカットされているのが好ましい。前記の範囲であれば、透明ガラス製、透明樹脂製等の透明容器内の装飾物品を固定するために使い勝手がよく便利である。

本発明のシリコーンゴム成形体の製造方法は、
（Ａ）分子鎖中にビニル基を２つ以上有する動粘度が１００〜１０，０００ｃＳｔ（より好ましくは１００〜２，０００ｃＳｔ）の直鎖状、または分岐状シリコーンオイル：１００質量部
（Ｂ）分子鎖中にＳｉ−Ｈ基を２つ以上有する動粘度が１００〜１０，０００ｃＳｔ（より好ましくは１００〜２，０００ｃＳｔ）の直鎖状または分岐状シリコーンオイル：（Ｂ）成分中の全Ｓｉ−Ｈ基／（Ａ）成分中の全アルケニル基＝０．３〜１．５（より好ましくは０．５〜１．０）の範囲となる量
（Ｃ）白金触媒：白金原子が質量換算で０．１〜４０ｐｐｍの範囲となる量、より好ましくは、０．１〜２０ｐｐｍの範囲となる量（多すぎると変色の原因となり、少なすぎると硬化が進行しない傾向となる）
を含有する組成物をシート状に成形し、硬化する。

以下、各成分について説明する。
（１）Ａ成分
本発明のＡ成分は、１分子中に２つ以上のビニル基を有する。このオルガノポリシロキサンは直鎖状であることが望ましく、ビニル基の位置としては分子鎖の両末端が望ましい。粘度は２５℃で１００〜１０，０００ｃＳｔ（より好ましくは１００〜２，０００ｃＳｔ）であることが作業性、硬化性などから望ましい。なお、このオルガノポリシロキサンは少量の分岐状構造（三官能性シロキサン単位）を分子鎖中に含有するものであってもよい。

Ａ成分中のビニル基以外の置換基は同一又は異種の脂肪族不飽和結合を有さない非置換又は置換一価炭化水素基であり、例えば、炭素原子数１〜１０、特に１〜６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、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基、ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基、並びに、これらの基の水素原子の一部又は全部をフッ素、臭素、塩素等のハロゲン原子、シアノ基等で置換したもの、例えばクロロメチル基、クロロプロピル基、ブロモエチル基、トリフロロプロピル基等のハロゲン置換アルキル基、シアノエチル基等が挙げられる。

（２）Ｂ成分
本発明のＢ成分は１分子中に２個以上のＳｉ−Ｈ基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、分子構造は直鎖状または分岐状である。Ｓｉ−Ｈ基の位置としては分子鎖のいずれかの部分にあれば良く、一例として両末端が望ましい。１分子中にＳｉ−Ｈ基を３個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンの場合は、分子構造は直鎖状であることが望ましい。なお、このオルガノハイドロジェンポリシロキサンは少量の分岐状構造（三官能性シロキサン単位）を分子鎖中に含有するものであってもよい。１分子中にＳｉ−Ｈ基を３個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては下記構造のものが例示できる。

上記の式中、Ｒ^６は互いに同一又は異種の水素、アルキル基、フェニル基、エポキシ基、アクリロイル基、メタアクリロイル基、アルコキシ基であり、少なくとも３つは水素である。Ｌは０〜１，０００の整数、特には０〜３００の整数であり、Ｍは１〜２００の整数である。

（３）触媒成分（Ｃ成分）
Ｃ成分は、本組成物の硬化を促進させる触媒成分である。Ｃ成分としては、ヒドロシリル化反応に用いられる付加硬化触媒を用いることができる。例えば白金黒、塩化第２白金酸、塩化白金酸、塩化白金酸と一価アルコールとの反応物、塩化白金酸とオレフィン類やビニルシロキサンとの錯体、白金ビスアセトアセテート等の白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒などの白金族金属触媒が挙げられる。Ｅ成分の配合量は、硬化に必要な量であればよく、所望の硬化速度などに応じて適宜調整することができる。本組成物中のアルケニル基含有成分に対して金属原子重量として０．１〜４０ｐｐｍ添加するのが好ましい。

（４）その他の成分
硬化遅延剤として、エチニルシクロヘキサノールを添加することは好ましい。硬化速度を制御するためである。本発明においては、透明性を損なうような粒子などは添加しないのが好ましい。

本発明のシリコーンゴム成形体の使用方法は、前記成形体を、透明容器内の装飾物品を固定するための固定具として使用する。すなわち、透明容器内の装飾物品の周りに前記成形体を配置し、装飾物品を固定する。その後、透明容器内に成形体の屈折率とほぼ同じ屈折率を有するシリコーンオイルを注入すると、前記成形体と前記シリコーンオイルの界面で光が屈折することが無いため、内部の装飾物品の像がそのまま観察できる。

以下図面により説明する。図１Ａは本発明の一実施形態におけるシリコーンゴムシート１の模式的斜視図である。図１Ｂは同、透明容器２内で装飾物品３（一例としてワッシャ付きボルト）をシリコーンゴムシート１で固定した模式的断面説明図である。図１Ｃは同、透明容器内にシリコーンオイル４を入れた直後の模式的断面説明図であり、気泡５がある。図１Ｄは同、放置脱泡した後の模式的断面説明図であり、蓋６で密閉した模式的断面説明図である。

図２Ａは本発明の一実施形態における、透明容器内の装飾物品を固定するための固定具として使用する例を示す写真であり、ガラス製透明容器内にシリコーンゴム成形体を入れて、装飾物品（一例としてワッシャ付きボルト）を固定した例である。ワッシャ付きボルトはわずかに見える程度である。図２Ｂは同、シリコーン成形体と屈折率の近いシリコーンオイルを入れた状態を示す写真である。ワッシャ付きボルトは明確にわかる状態で封入されている。

図３Ａは本発明の一実施形態における、透明容器内の装飾物品を固定するための固定具として使用する例を示す写真である。ガラス製透明容器内にシリコーンゴム成形体を入れて、装飾物品（一例として人形）を固定した例である。図３Ｂは同、シリコーンオイルを入れた直後の状態を示す写真であり、少し気泡が見える。図３Ｃは同、放置脱泡した後の写真である。気泡は抜け、透明な状態で人形は封入されている。

以下実施例を用いて説明する。本発明は実施例に限定されるものではない。各種パラメーターは下記の方法で測定した。

＜硬さ＞
ＪＩＳＫ７３１２に規定されているアスカーゴム硬度計Ｃ型を用いて測定した。
＜イエローネスインデックス（ＹＩ値）＞
ＡＳＴＭＤ１９２５に規定されている方法で測定した。すなわち、タテ５０ｍｍ、ヨコ５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの試験片を準備し、この試験片のＹＩ値を、日本電色工業社製の分光色差計ＳＡ４０００を用いて測定した。
＜波長４００ｎｍの光透過率＞
タテ５０ｍｍ、ヨコ５０ｍｍ、厚さ２ｍｍの試験片を準備し、この試験片の光透過率を、日本電色工業社製の分光色差計ＳＡ４０００を用いて測定した。

（実施例１）
１．原料成分
（１）Ａ成分として１分子中に２個のビニル基を有するオルガノポリシロキサン：エルケムシリコーンズ社製、商品名”ＢＬＵＥＳＩＬＦＬＤ６２１Ｖ３５０”を使用した。
（２）Ｂ成分として１分子中にＳｉ−Ｈ基を３個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン：エルケムシリコーンズ社製、商品名” ＢＬＵＥＳＩＬＦＬＤ６２６Ｖ２５Ｈ７”を使用した。
（３）Ｃ成分の白金触媒として、白金原子濃度０．５質量％の白金触媒を使用した。
（４）硬化遅延剤として、エチニルシクロヘキサノールを使用した。
２．混合・成形・硬化方法
上記成分を混合して減圧にして脱泡した。脱泡後、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム２枚で挟み、ロール圧延して厚さ２ｍｍのシートを成形し、温度１００℃で１０分間硬化した。作製したシリコーンゴムシートの片面のＰＥＴフィルムを剥がし、カッター刃を用いて１０ｍｍ×１０ｍｍにカットし、カット後の製品を手で個片化すると、容易に個片化できた。
３．成形性の評価
作製したシリコーンゴムシートの片面のＰＥＴフィルムを剥がし、カッター刃を用いて１０ｍｍ×１０ｍｍにカットし、カット後の製品を手で個片化する際に、製品形状が崩れずに個片化できたら「Ａ」（良い）、製品形状が崩れてしまったら「Ｂ」（悪い）と判定した。

（実施例２）
白金触媒を表１のように変えた以外は実施例１と同様に実験した。

（実施例３）
（Ｂ）成分を１．２質量部とし、白金触媒を表１のように変えた以外は実施例１と同様に実験した。

（比較例１）
白金触媒を表１のように変えた以外は実施例１と同様に実験した。

（比較例２）
（Ｂ）成分を３質量部とした以外は実施例１と同様に実験した。

（比較例３）
（Ｂ）成分を０．５質量部とした以外は実施例１と同様に実験した。
以上の条件と結果はまとめて表１に示す。

表１から明らかなとおり、比較例１は白金の量が多すぎてＹＩ値が悪かった。比較例２は（Ｂ）成分の量が多すぎてＳｉ−Ｈ／アルケニルが高く、ＹＩ値が悪かった。比較例３はＳｉ−Ｈ／アルケニルが低いため、柔らかすぎて、成形性が悪かった。
これに対して、実施例１〜３は透明性が高く、変色が少なく、軟らかく、装飾物品等を固定するのに好適な透明シリコーンゴム成形体であった。

本発明の透明シリコーンゴム成形体は、透明容器内の装飾物品を固定するための固定具として好適である。

１シリコーンゴムシート
２透明容器
３装飾物品
４シリコーンオイル
５気泡
６蓋

Claims

透明シリコーンゴム成形体であって、
前記成形体は、ＡｓｋｅｒＣ硬さ(JIS K 7312)が５〜７０であり、
厚さ２ｍｍの成形体におけるイエローネスインデックス（ＹＩ値,ASTM D1925）が０〜１の範囲であり、
厚さ２ｍｍの成形体における光波長４００ｎｍの光透過率が８９〜１００％であることを特徴とする透明シリコーンゴム成形体。
前記成形体は、立方体及び直方体から選ばれる少なくも一つである請求項１に記載の透明シリコーンゴム成形体。
前記成形体は、シート状に成形されている請求項１又は２に記載の透明シリコーンゴム成形体。
前記成形体は、長辺１ｍｍ〜５０ｍｍ、短辺０．１〜５０ｍｍ、厚み０．１〜５０ｍｍにカットされている請求項１〜３のいずれかに記載の透明シリコーンゴム成形体。
請求項１〜４のいずれかに記載のシリコーンゴム成形体の製造方法であって、
（Ａ）分子鎖中にビニル基を２つ以上有する動粘度が１００〜１０，０００ｃＳｔである直鎖状、または分岐状シリコーンオイル：１００質量部
（Ｂ）分子鎖中にＳｉ−Ｈ基を２つ以上有する動粘度が１００〜１０，０００ｃＳｔである直鎖状または分岐状シリコーンオイル：但し、（Ｂ）成分中の全Ｓｉ−Ｈ基／（Ａ）成分中の全アルケニル基＝０．３〜１．５となる量
（Ｃ）白金触媒：白金原子が質量換算で０．１〜４０ｐｐｍの範囲となる量を含有する組成物をシート状に成形し、硬化することを特徴とするシリコーンゴム成形体の製造方法。
請求項１〜４のいずれかに記載のシリコーンゴム成形体の使用方法であって、
前記成形体は、透明容器内の装飾物品を固定するための固定具として使用することを特徴とするシリコーンゴム成形体の使用方法。
前記透明容器内にシリコーンオイルを注入する請求項６に記載の透明シリコーンゴム成形体の使用方法。