JP2022106356A - Electrode for brain wave measurement and brain wave measuring device - Google Patents
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Images
Abstract
Description
本発明は、脳波測定用電極および脳波測定装置に関する。 The present invention relates to an electroencephalogram measuring electrode and an electroencephalogram measuring device.
これまで脳波検出用電極に関して様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献1や特許文献2に記載の技術が知られている。
So far, various developments have been made regarding electrodes for detecting brain waves. As this kind of technique, for example, the techniques described in
特許文献1に開示の脳波測定用電極(生体電極)は、支持部材と、前記支持部材に支持される部材である被支持部と、前記被支持部から突出する部材である少なくとも1つの電極部とを有する導電性ゴムである電極部材と、前記支持部材に設けられており、前記電極部材を外部と電気的に接続するスナップボタン型コネクタとを備え、前記スナップボタン型コネクタと前記被支持部とが一体に成形されている。
The electroencephalogram measurement electrode (biological electrode) disclosed in
特許文献2に開示の脳波測定用電極(脳波検出用生体電極)は、複数の貫通孔を有するホルダ部と、前記貫通孔の周面よりも外周側に広がる基底部と該基底部から突出した前記貫通孔を貫通可能な少なくとも1つの突出部とを有する少なくとも1つの導電性弾性体から形成された電極部と、前記基底部を前記ホルダ部との間で挟持する導電性の蓋部とを備える。 The electroencephalogram measurement electrode (electroencephalogram detection bioelectrode) disclosed in Patent Document 2 has a holder portion having a plurality of through holes, a base portion extending outward from the peripheral surface of the through holes, and a base portion protruding from the base portion. An electrode portion formed of at least one conductive elastic body having at least one protruding portion capable of penetrating the through hole, and a conductive lid portion sandwiching the base portion between the holder portion. Be prepared.
特許文献1や2に記載の技術では、頭皮に接触する導電部材を有する柱状の基部と、それを支持または保持する部材と、外部機器へ信号を出力する接続部材(スナップボタン型コネクタなど)とを有する構成により実現している。これらの構成要素からなる脳波測定用電極は、部品点数が多くなりがちであり、衝撃により部品間にズレが生じ導通が外れてしまい、検出精度が低下してしまう懸念があった。また、部品点数が多いと原価上昇を招いたり製造や使用管理が煩雑なりがちになったりするため対策の技術が求められていた。
In the techniques described in
本発明はこのような状況に鑑みなされたものであって、頭皮と接触する導電部が柱状の基部に直接または間接設けられ、外部の計測装置に接続される接続部材(スナップボタン型コネクタ等)を有する脳波測定用電極において、部品点数を削減しつつ安定した脳波測定を実現することが可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and a connecting member (snap button type connector, etc.) in which a conductive portion in contact with the scalp is directly or indirectly provided on a columnar base and is connected to an external measuring device. It is an object of the present invention to provide a technique capable of realizing stable electroencephalogram measurement while reducing the number of parts in an electroencephalogram measurement electrode having the above.
本発明によれば、
柱状の基部と、
前記基部の一端の面に設けられた導電部と、
前記基部の他端の面に設けられた収容部と、
前記収容部に収納され、前記導電部が設けられた側とは反対方向に延出する接続用突起を備えた導電性接続部材と、
を有し、
前記収容部は、
前記他端の面から前記一端の面方向に凹形状に形成された収容部本体と、
前記他端の面において、前記収容部本体の凹形状の内部方向に所定幅で延出する押さえ部と、を有し、
前記導電性接続部材が前記収容部に収容された状態で、前記押さえ部が前記導電性接続部材を押さえる、
脳波測定用電極が提供される。
上記の脳波測定用電極と、
複数の前記脳波測定用電極を保持するフレームと、
前記導電性接続部材の前記接続用突起に接続され、測定した脳波信号を計測する計測部と、
を有する脳波測定装置が提供される。
According to the present invention
Columnar base and
A conductive portion provided on one end surface of the base portion and
An accommodating portion provided on the other end surface of the base portion and
A conductive connecting member housed in the accommodating portion and having a connecting protrusion extending in a direction opposite to the side where the conductive portion is provided.
Have,
The accommodating part
A housing unit body formed in a concave shape from the other end surface in the direction of the one end surface,
On the other end surface, there is a holding portion that extends in a predetermined width in the concave shape of the housing portion main body.
In a state where the conductive connecting member is housed in the housing portion, the holding portion holds the conductive connecting member.
Electrodes for electroencephalogram measurement are provided.
With the above electrodes for EEG measurement,
A frame that holds the plurality of electrodes for measuring brain waves, and
A measuring unit connected to the connecting projection of the conductive connecting member and measuring the measured electroencephalogram signal, and a measuring unit.
An electroencephalogram measuring device having the above is provided.
本発明によれば、頭皮と接触する導電部が柱状の基部に直接または間接設けられ、かつ外部の計測装置に接続され接続部材を有する脳波測定用電極において、部品点数を削減しつつ安定した脳波測定を実現することが可能な技術を提供することができる。 According to the present invention, in an electroencephalogram measuring electrode in which a conductive portion in contact with the scalp is directly or indirectly provided at a columnar base and is connected to an external measuring device and has a connecting member, a stable electroencephalogram while reducing the number of parts is achieved. It is possible to provide a technique capable of realizing the measurement.
<脳波測定装置1の概要>
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図1は人の頭部99に装着した状態の脳波測定装置1を模式的に示す図である。
脳波測定装置1は、人の頭部99に装着され、脳波を生体からの電位変動として検出し、検出した脳波を計測部(図示せず)に出力する。計測部は、脳波測定用電極10が検出した脳波を取得して、モニタ表示したり、データ保存したり、周知の脳波解析処理を行う。
<Outline of
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram schematically showing an
The
<脳波測定装置1の構造>
図1に示すように、脳波測定装置1は、複数の脳波測定用電極10と、フレーム20と、を有する。本実施形態では、脳波測定用電極10は、5ch分(5個)設けられている。
<Structure of EEG
As shown in FIG. 1, the
<フレーム20の構造>
図2にフレーム20の斜視図を示す。フレーム20は、例えばポリアミド樹脂のような硬質部材で帯状に、かつ人間の頭部99の形状に沿うように湾曲して形成されている。
<Structure of
FIG. 2 shows a perspective view of the
フレーム20には、脳波測定用電極10を取り付けるための開孔として電極ユニット取付部21が5カ所設けられている。電極ユニット取付部21の位置(すなわち脳波測定用電極10の取付位置)は、例えば国際10-20電極配置法におけるT3、C3、Cz、C4、T4の位置に対応する。
The
電極ユニット取付部21の内周面は、脳波測定用電極10の外周面と略同一の外径となるように設定されており、脳波測定用電極10が電極ユニット取付部21に嵌め込まれて固定される。なお、電極ユニット取付部21の内周面及び脳波測定用電極10の外周面を螺刻して、脳波測定用電極10が電極ユニット取付部21に螺着する構成でもよい。
The inner peripheral surface of the electrode
<脳波測定用電極10の構造>
図3に脳波測定用電極10の斜視図を示す。図4に脳波測定用電極10を模式的に示した断面図を示す。図5に分解した状態の脳波測定用電極10を模式的に示した断面図を示す。なお、図5では接着部材70を省いている。脳波測定用電極10は、電極部30と、スナップボタン40と、導電接続層60と、接着部材70とを有する。
<Structure of
FIG. 3 shows a perspective view of the
<電極部30>
電極部30は、基部31と、電極用突起部(以下単に「突起部32」という)と、導電性接触部33と、信号線部34と、収容部50とを有する。基部31と突起部32は、ゴム状の弾性部材によって一体に設けられている。弾性部材の具体的な材料については後述する。なお、基部31と突起部32とは一体に設けられる構成に限らず、別体に設けたものを接着剤や嵌合構造により組み付けた構成でもよい。
<Electrode
The
<基部31及び突起部32>
基部31は略円柱形状である。基部31の一端側(図示では下側)の円形の基部下面36に、図示下側方向に突出する略円錐状の複数の突起部32が円形状の周方向に所定間隔で設けられている。なお、基部31は、柱状であればよく、断面が円のほかに多角形等の他の形状としてもよい。また、突起部32の形状は円錐形状に限らず、三角錐等の角錐や円柱形状など様々な形状を採用することができる。
<
The
突起部32の少なくとも先端側表面には導電性接触部33が設けられている。突起部32の表面全体に導電性接触部33が設けられてもよい。
A
基部31の外径(周面37の径)は、例えば10mm~50mmである。基部31の高さ(厚さ)は、例えば2mm~30mmである。突起部32の高さは、例えば3mm~15mmである。突起部32の幅(根元部分の外径)は例えば1mm~10mmである。
The outer diameter of the base portion 31 (diameter of the peripheral surface 37) is, for example, 10 mm to 50 mm. The height (thickness) of the
<信号線部34の構造>
電極部30には、導電性接触部33に接続する信号経路として信号線部34が設けられている。信号線部34は、基部31及び突起部32を介して導通する態様であれば各種の配線構造を採用し得る。ここでは、信号線部34は、突起部32の先端の導電性接触部33から、突起部32及び基部31の内部を通り、収容部50の収容部底面51aに露出するように設けられている。信号線部34のうち、収容部底面51aから突出している部分が、スナップボタン40が収容されるときに挟まれて折り曲がった折り曲げ部34aとなり、導電接続層60に接続される。
<Structure of
The
信号線部34の下側先端は、突起部32の先端部分またはその近傍、すなわち導電性接触部33が形成される領域に対して、突出した構造、略同一面上となる構造、埋没した構造のいずれでもよい。導電性接触部33との接続安定性の観点から、突出した構造を用いてもよい。信号線部34の先端の突出部分は、一部または全体が導電性接触部33で覆われている。信号線部34の先端の突出構造は、折り返し無し、折り返し有り、突起部32の先端部の表面に巻き付ける構造が採用し得る。
The lower tip of the
信号線部34の他の配線構造として、突起部32及び基部31の表面に設けられる構造であってもよいし、一部が内部に一部が表面に設けられる配線構造であってもよい。すなわち、導電性接触部33が検出した信号が導電接続層60に伝わり、最終的にスナップボタン40に伝わればよい。
As another wiring structure of the
<スナップボタン40>
スナップボタン40は、例えば、良導体の金属からなり、直径D3の円盤状の円盤部41と、円盤部41の円盤上面43の中心から延出する凸ボタン状のボタン部42とを有する。円盤部41は収容部50に収容され、導電性接触部33と信号線部34を開始して接続される。ボタン部42は、円柱形状の先端側が根元側より拡径した接続端子の形状となっており、外部装置に接続される信号線に設けられた端子と嵌合する。良導体の金属として、例えばステンレス、銅合金、アルミニウム合金、真鍮などを用いることができる。
<
The
<収容部50>
基部31の基部上面35には、基部下面36側に凹状に形成された収容部50が設けられている。収容部50は、スナップボタン40を収容する収容部本体51と、スナップボタン40のボタン部42を図示で上方向に突出させて引き出すための中央開口部53と、スナップボタン40が抜け出さないように押さえる押さえ部55とを有する。
<
The
収容部本体51は、直径D1で所定深さの円柱状の空間となっており、スナップボタン40の円盤部41を収容する。直径D1は、円盤部41の直径D3と略同一である。所定深さは、円盤部41の厚みと導電接続層60の厚みとの和と略同一である。すなわち、収容部本体51にスナップボタン40及び導電接続層60を設けた状態で、適切に固定されズレ等が起きない寸法になっている。
The accommodating portion
収容部本体51の上側は、基部上面35が形成されており、中心が直径D2の中央開口部53となり収容部本体51の空間を外部(ここでは上方向)に露出させている。直径D2は上記直径D1より小さく、収容部本体51の一部が基部上面35で覆う構成となっている。言い換えると、基部上面35が、収容部本体51の凹形状の内部方向(すなわちボタン部42側)に所定幅で延出する押さえ部55とを有する。押さえ部55の延出幅(すなわち直径D1と直径D2の関係)は、収容部本体51に円盤部41を押し込むことができる程度に設定される。
An
押さえ部55は、スナップボタン40(より具体的には円盤部41)が収容部50に収容された状態で、円盤部41の円盤上面43の周縁を押さえる。
The
<導電接続層60>
導電接続層60(「導電性ペースト層」ともいう)は、電極部30を収容部50に収容する際に、収容部本体51の収容部底面51aとスナップボタン40の円盤部41の円盤下面44との間に設けられ、それらの間の導電を良好に維持する。
<
When the
導電接続層60の導電部材として、突起部32に設けられた導電性接触部33と同様の導電部材を用いることができ、例えば、良導性金属を含むペースト(いわゆる導電性ペースト)がある。良導性金属は、銅、銀、金、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、或いはこれらの合金からなる群から選択される一種以上を含む。特に、入手性や導電性の観点から、銀や塩化銀、銅が好適である。
As the conductive member of the
なお、導電接続層60の代わりに、金属箔が設けられてもよいし、導電接続層60とスナップボタン40の間又は導電接続層60と収容部本体51の間に金属箔が設けられてもよい。金属箔は、例えば、アルミニウムや銅(それらの合金を含む)、ステンレスを箔状にしたものである。脳波測定用電極10を組み立てた後の内部メンテナンスが難しく、頭皮の汗による劣化を考慮すると、アルミニウムやステンレスが好ましい。金属箔の厚さは、例えば1μm~100μmである。いずれの構成であっても、スナップボタン40の円盤部41と収容部本体51との間で、信号線部34の折り曲げ部34aが挟まれることから、この部分の電気的接続を安定させることができる。
A metal foil may be provided instead of the
<接着部材70>
収容部50の押さえ部55の先端部分(すなわち中央開口部53)に、押さえ部55とスナップボタン40(ここでは円盤部41)とを接合する接着部材70が設けられている。接着部材70により、押さえ部55とスナップボタン40とが封止されている。接着部材70として、例えばシリコーン接着剤を用いることができる。
<
An
<電極部30の材料>
電極部30(基部31と突起部32)の材料について説明する。電極部30は、上述のようにゴム状の弾性体である。ゴム状の弾性体として、具体的にはゴムや熱可塑性エラストマー(単に「エラストマー(TPE)」ともいう)である。ゴムとしては、例えばシリコーンゴムがある。熱可塑性エラストマーとして、例えば、スチレン系TPE(TPS)、オレフィン系TPE(TPO)、塩化ビニル系TPE(TPVC)、ウレタン系TPE(TPU)、エステル系TPE(TPEE)、アミド系TPE(TPAE)などがある。
<Material of
The material of the electrode portion 30 (
電極部30がシリコーンゴムである場合、37℃、JIS K 6253(1997)に準拠して測定される、電極部30(基部31や突起部32)の表面におけるタイプAデュロメータ硬さをゴム硬度Aとしたとき、ゴム硬度Aが、例えば、15以上55以下である。
When the
ここで、上記シリコーンゴム系硬化性組成物について説明する。
上記シリコーンゴムは、シリコーンゴム系硬化性組成物の硬化物で構成することができる。シリコーンゴム系硬化性樹脂組成物の硬化工程は、例えば、100~250℃で1~30分間加熱(1次硬化)した後、100~200℃で1~4時間ポストベーク(2次硬化)することによって行われる。
Here, the silicone rubber-based curable composition will be described.
The silicone rubber can be composed of a cured product of a silicone rubber-based curable composition. The curing step of the silicone rubber-based curable resin composition is, for example, heating (primary curing) at 100 to 250 ° C. for 1 to 30 minutes and then post-baking (secondary curing) at 100 to 200 ° C. for 1 to 4 hours. It is done by.
絶縁性シリコーンゴムは、導電性フィラーを含まないシリコーンゴムであり、導電性シリコーンゴムは導電性フィラーを含むシリコーンゴムである。 The insulating silicone rubber is a silicone rubber that does not contain a conductive filler, and the conductive silicone rubber is a silicone rubber that contains a conductive filler.
本実施形態に係るシリコーンゴム系硬化性組成物は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)を含むことができる。ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)は、本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物の主成分となる重合物である。 The silicone rubber-based curable composition according to the present embodiment can contain a vinyl group-containing organopolysiloxane (A). The vinyl group-containing organopolysiloxane (A) is a polymer that is the main component of the silicone rubber-based curable composition of the present embodiment.
絶縁性シリコーンゴム系硬化性組成物および導電性シリコーンゴム系硬化性組成物は、同種のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサンを含んでもよい。同種のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサンとは、少なくとも官能基が同じビニル基を含み、直鎖状を有していればよく、分子中のビニル基量や分子量分布、あるいはその添加量が異なっていてもよい。
なお、絶縁性シリコーンゴム系硬化性組成物および導電性シリコーンゴム系硬化性組成物は、互いに異なるビニル基含有オルガノポリシロキサンをさらに含んでもよい。
The insulating silicone rubber-based curable composition and the conductive silicone rubber-based curable composition may contain the same kind of vinyl group-containing linear organopolysiloxane. The vinyl group-containing linear organopolysiloxane of the same type may contain at least the same vinyl group as the functional group and have a linearity, and the amount of vinyl group in the molecule, the molecular weight distribution, or the amount thereof added may be. It may be different.
The insulating silicone rubber-based curable composition and the conductive silicone rubber-based curable composition may further contain different vinyl group-containing organopolysiloxanes.
上記ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)は、直鎖構造を有するビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)を含むことができる。 The vinyl group-containing organopolysiloxane (A) can include a vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) having a linear structure.
上記ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)は、直鎖構造を有し、かつ、ビニル基を含有しており、かかるビニル基が硬化時の架橋点となる。 The vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) has a linear structure and contains a vinyl group, and the vinyl group serves as a cross-linking point at the time of curing.
ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)のビニル基の含有量は、特に限定されないが、例えば、分子内に2個以上のビニル基を有し、かつ15モル%以下であるのが好ましく、0.01~12モル%であるのがより好ましい。これにより、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)中におけるビニル基の量が最適化され、後述する各成分とのネットワークの形成を確実に行うことができる。本実施形態において、「~」は、その両端の数値を含むことを意味する。 The content of the vinyl group of the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) is not particularly limited, but is preferably, for example, having two or more vinyl groups in the molecule and 15 mol% or less. , 0.01-12 mol%, more preferably. As a result, the amount of vinyl groups in the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) is optimized, and a network with each component described later can be reliably formed. In the present embodiment, "-" means that the numerical values at both ends thereof are included.
なお、本明細書中において、ビニル基含有量とは、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)を構成する全ユニットを100モル%としたときのビニル基含有シロキサンユニットのモル%である。ただし、ビニル基含有シロキサンユニット1つに対して、ビニル基1つであると考える。 In the present specification, the vinyl group content is the mol% of the vinyl group-containing siloxane unit when all the units constituting the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) are 100 mol%. .. However, it is considered that there is one vinyl group for each vinyl group-containing siloxane unit.
また、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)の重合度は、特に限定されないが、例えば、好ましくは1000~10000程度、より好ましくは2000~5000程度の範囲内である。なお、重合度は、例えばクロロホルムを展開溶媒としたGPC(ゲル透過クロマトグラフィー)におけるポリスチレン換算の数平均重合度(又は数平均分子量)等として求めることができる。 The degree of polymerization of the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) is not particularly limited, but is preferably in the range of, for example, about 1000 to 10000, and more preferably about 2000 to 5000. The degree of polymerization can be determined, for example, as the polystyrene-equivalent number average degree of polymerization (or number average molecular weight) in GPC (gel permeation chromatography) using chloroform as a developing solvent.
さらに、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)の比重は、特に限定されないが、0.9~1.1程度の範囲であるのが好ましい。 Further, the specific gravity of the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) is not particularly limited, but is preferably in the range of about 0.9 to 1.1.
ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)として、上記のような範囲内の重合度および比重を有するものを用いることにより、得られるシリコーンゴムの耐熱性、難燃性、化学的安定性等の向上を図ることができる。 By using a vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) having a degree of polymerization and specific gravity within the above range, the obtained silicone rubber has heat resistance, flame retardancy, chemical stability, etc. Can be improved.
ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)としては、特に、下記式(1)で表される構造を有するものであるが好ましい。 The vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) preferably has a structure represented by the following formula (1).
式(1)中、R1は炭素数1~10の置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基等が挙げられ、中でも、ビニル基が好ましい。炭素数1~10のアリール基としては、例えば、フェニル基等が挙げられる。 In formula (1), R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an aryl group, or a hydrocarbon group in which these are combined. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and the like, and among them, a methyl group is preferable. Examples of the alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group and the like, and among them, a vinyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group and the like.
また、R2は炭素数1~10の置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基が挙げられる。炭素数1~10のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 Further, R 2 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an aryl group, or a hydrocarbon group in which these are combined. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and the like, and among them, a methyl group is preferable. Examples of the alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms include a vinyl group, an allyl group, and a butenyl group. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
また、R3は炭素数1~8の置換または非置換のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1~8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~8のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 Further, R 3 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group in which these are combined. Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and the like, and among them, a methyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 8 carbon atoms include a phenyl group.
さらに、式(1)中のR1およびR2の置換基としては、例えば、メチル基、ビニル基等が挙げられ、R3の置換基としては、例えば、メチル基等が挙げられる。 Further, examples of the substituent of R 1 and R 2 in the formula (1) include a methyl group, a vinyl group and the like, and examples of the substituent of R 3 include a methyl group and the like.
なお、式(1)中、複数のR1は互いに独立したものであり、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。さらに、R2、およびR3についても同様である。 In the equation (1), the plurality of R 1s are independent of each other and may be different from each other or may be the same. The same applies to R 2 and R 3 .
さらに、m、nは、式(1)で表されるビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)を構成する繰り返し単位の数であり、mは0~2000の整数、nは1000~10000の整数である。mは、好ましくは0~1000であり、nは、好ましくは2000~5000である。 Further, m and n are the number of repeating units constituting the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) represented by the formula (1), m is an integer of 0 to 2000, and n is 1000 to 10000. Is an integer of. m is preferably 0 to 1000, and n is preferably 2000 to 5000.
また、式(1)で表されるビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)の具体的構造としては、例えば下記式(1-1)で表されるものが挙げられる。 Further, as a specific structure of the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) represented by the formula (1), for example, the one represented by the following formula (1-1) can be mentioned.
式(1-1)中、R1およびR2は、それぞれ独立して、メチル基またはビニル基であり、少なくとも一方がビニル基である。 In formula (1-1), R 1 and R 2 are each independently a methyl group or a vinyl group, and at least one of them is a vinyl group.
さらに、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)としては、ビニル基含有量が分子内に2個以上のビニル基を有し、かつ0.4モル%以下である第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)と、ビニル基含有量が0.5~15モル%である第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-2)とを含有するものであるのが好ましい。シリコーンゴムの原料である生ゴムとして、一般的なビニル基含有量を有する第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)と、ビニル基含有量が高い第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-2)とを組み合わせることで、ビニル基を偏在化させることができ、シリコーンゴムの架橋ネットワーク中に、より効果的に架橋密度の疎密を形成することができる。その結果、より効果的にシリコーンゴムの引裂強度を高めることができる。 Further, the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) contains a first vinyl group having a vinyl group content of 2 or more in the molecule and 0.4 mol% or less. It contains a linear organopolysiloxane (A1-1) and a second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) having a vinyl group content of 0.5 to 15 mol%. It is preferable to have it. As raw rubber which is a raw material of silicone rubber, a first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) having a general vinyl group content and a second vinyl group-containing direct link having a high vinyl group content. By combining with the chain organopolysiloxane (A1-2), the vinyl groups can be unevenly distributed, and the cross-linking density can be more effectively formed in the cross-linking network of the silicone rubber. As a result, the tear strength of the silicone rubber can be increased more effectively.
具体的には、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)として、例えば、上記式(1-1)において、R1がビニル基である単位および/またはR2がビニル基である単位を、分子内に2個以上有し、かつ0.4モル%以下を含む第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)と、R1がビニル基である単位および/またはR2がビニル基である単位を、0.5~15モル%含む第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-2)とを用いるのが好ましい。 Specifically, as the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1), for example, in the above formula (1-1), a unit in which R 1 is a vinyl group and / or a unit in which R 2 is a vinyl group is used. , A first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) having two or more in the molecule and containing 0.4 mol% or less, and a unit in which R 1 is a vinyl group and / or R. It is preferable to use a second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) containing 0.5 to 15 mol% of the unit in which 2 is a vinyl group.
また、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)は、ビニル基含有量が0.01~0.2モル%であるのが好ましい。また、第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-2)は、ビニル基含有量が、0.8~12モル%であるのが好ましい。 Further, the first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) preferably has a vinyl group content of 0.01 to 0.2 mol%. The vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) preferably has a vinyl group content of 0.8 to 12 mol%.
さらに、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)と第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-2)とを組み合わせて配合する場合、(A1-1)と(A1-2)の比率は特に限定されないが、例えば、重量比で(A1-1):(A1-2)が50:50~95:5であるのが好ましく、80:20~90:10であるのがより好ましい。 Further, when the first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) and the second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) are blended in combination (A1-1). The ratio of and (A1-2) is not particularly limited, but for example, the weight ratio of (A1-1) :( A1-2) is preferably 50:50 to 95: 5, and 80:20 to 90: It is more preferably 10.
なお、第1および第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)および(A1-2)は、それぞれ1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The first and second vinyl group-containing linear organopolysiloxanes (A1-1) and (A1-2) may be used alone or in combination of two or more. good.
また、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)は、分岐構造を有するビニル基含有分岐状オルガノポリシロキサン(A2)を含んでもよい。 Further, the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) may contain a vinyl group-containing branched organopolysiloxane (A2) having a branched structure.
<<オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)>>
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、架橋剤を含んでもよい。架橋剤は、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)を含むことができる。
オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)は、直鎖構造を有する直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐構造を有する分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)とに分類され、これらのうちのいずれか一方または双方を含むことができる。
<< Organohydrogenpolysiloxane (B) >>
The silicone rubber-based curable composition of the present embodiment may contain a cross-linking agent. The cross-linking agent can include organohydrogenpolysiloxane (B).
Organohydrogenpolysiloxane (B) is classified into linear organohydrogenpolysiloxane (B1) having a linear structure and branched organohydrogenpolysiloxane (B2) having a branched structure. Either one or both can be included.
絶縁性シリコーンゴム系硬化性組成物および導電性シリコーンゴム系硬化性組成物は、同種の架橋剤を含んでもよい。同種の架橋剤とは、少なくとも直鎖構造や分岐構造などの共通の構造を有していればよく、分子中の分子量分布や異なる官能基が含まれていてもよく、その添加量が異なっていてもよい。
なお、絶縁性シリコーンゴム系硬化性組成物および導電性シリコーンゴム系硬化性組成物は、互いに異なる架橋剤をさらに含んでもよい。
The insulating silicone rubber-based curable composition and the conductive silicone rubber-based curable composition may contain the same type of cross-linking agent. The cross-linking agent of the same type may have at least a common structure such as a linear structure or a branched structure, may contain a molecular weight distribution in the molecule or a different functional group, and the addition amount thereof is different. You may.
The insulating silicone rubber-based curable composition and the conductive silicone rubber-based curable composition may further contain different cross-linking agents.
直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)は、直鎖構造を有し、かつ、Siに水素が直接結合した構造(≡Si-H)を有し、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)のビニル基の他、シリコーンゴム系硬化性組成物に配合される成分が有するビニル基とヒドロシリル化反応し、これらの成分を架橋する重合体である。 The linear organohydrogenpolysiloxane (B1) has a linear structure and a structure (≡Si—H) in which hydrogen is directly bonded to Si, and is a vinyl group-containing organopolysiloxane (A). In addition to the vinyl group, it is a polymer that undergoes a hydrosilylation reaction with the vinyl group of the component blended in the silicone rubber-based curable composition to crosslink these components.
直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)の分子量は特に限定されないが、例えば、重量平均分子量が20000以下であるのが好ましく、1000以上、10000以下であることがより好ましい。 The molecular weight of the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) is not particularly limited, but for example, the weight average molecular weight is preferably 20000 or less, and more preferably 1000 or more and 10000 or less.
なお、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)の重量平均分子量は、例えばクロロホルムを展開溶媒としたGPC(ゲル透過クロマトグラフィー)におけるポリスチレン換算により測定することができる。 The weight average molecular weight of the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) can be measured, for example, by polystyrene conversion in GPC (gel permeation chromatography) using chloroform as a developing solvent.
また、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)は、通常、ビニル基を有しないものであるのが好ましい。これにより、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)の分子内において架橋反応が進行するのを的確に防止することができる。 Further, the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) usually preferably has no vinyl group. This makes it possible to accurately prevent the cross-linking reaction from proceeding in the molecule of the linear organohydrogenpolysiloxane (B1).
以上のような直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)としては、例えば、下記式(2)で表される構造を有するものが好ましく用いられる。 As the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) as described above, for example, one having a structure represented by the following formula (2) is preferably used.
式(2)中、R4は炭素数1~10の置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基、これらを組み合わせた炭化水素基、またはヒドリド基である。炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基等が挙げられる。炭素数1~10のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 In the formula (2), R4 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an aryl group, a hydrocarbon group combining these, or a hydride group. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and the like, and among them, a methyl group is preferable. Examples of the alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group and the like. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
また、R5は炭素数1~10の置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基、これらを組み合わせた炭化水素基、またはヒドリド基である。炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基等が挙げられる。炭素数1~10のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 Further, R5 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an aryl group, a hydrocarbon group combining these, or a hydride group. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group and a propyl group, and among them, a methyl group is preferable. Examples of the alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms include a vinyl group, an allyl group, a butenyl group and the like. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
なお、式(2)中、複数のR4は互いに独立したものであり、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。R5についても同様である。ただし、複数のR4およびR5のうち、少なくとも2つ以上がヒドリド基である。 In the equation (2), the plurality of R 4s are independent of each other and may be different from each other or may be the same. The same applies to R5. However, of the plurality of R 4 and R 5 , at least two or more are hydride groups.
また、R6は炭素数1~8の置換または非置換のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1~8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~8のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。複数のR6は互いに独立したものであり、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。 Further, R 6 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group in which these are combined. Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and the like, and among them, a methyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 8 carbon atoms include a phenyl group. The plurality of R6s are independent of each other and may be different from each other or may be the same.
なお、式(2)中のR4,R5,R6の置換基としては、例えば、メチル基、ビニル基等が挙げられ、分子内の架橋反応を防止する観点から、メチル基が好ましい。 Examples of the substituent of R 4 , R 5 , and R 6 in the formula (2) include a methyl group and a vinyl group, and a methyl group is preferable from the viewpoint of preventing an intramolecular cross-linking reaction.
さらに、m、nは、式(2)で表される直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)を構成する繰り返し単位の数であり、mは2~150整数、nは2~150の整数である。好ましくは、mは2~100の整数、nは2~100の整数である。 Further, m and n are the number of repeating units constituting the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) represented by the formula (2), m is an integer of 2 to 150, and n is an integer of 2 to 150. Is. Preferably, m is an integer of 2 to 100 and n is an integer of 2 to 100.
なお、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The linear organohydrogenpolysiloxane (B1) may be used alone or in combination of two or more.
分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、分岐構造を有するため、架橋密度が高い領域を形成し、シリコーンゴムの系中の架橋密度の疎密構造形成に大きく寄与する成分である。また、上記直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)同様、Siに水素が直接結合した構造(≡Si-H)を有し、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)のビニル基の他、シリコーンゴム系硬化性組成物に配合される成分のビニル基とヒドロシリル化反応し、これら成分を架橋する重合体である。 Since the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) has a branched structure, it forms a region having a high crosslink density and is a component that greatly contributes to the formation of a sparsely packed structure with a crosslink density in the silicone rubber system. Further, like the linear organohydrogenpolysiloxane (B1), it has a structure (≡Si—H) in which hydrogen is directly bonded to Si, and in addition to the vinyl group of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A), silicone. It is a polymer that hydrosilylates with the vinyl group of the component blended in the rubber-based curable composition and crosslinks these components.
また、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)の比重は、0.9~0.95の範囲である。 The specific gravity of the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) is in the range of 0.9 to 0.95.
さらに、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、通常、ビニル基を有しないものであるのが好ましい。これにより、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)の分子内において架橋反応が進行するのを的確に防止することができる。 Further, the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) is usually preferably one having no vinyl group. As a result, it is possible to accurately prevent the cross-linking reaction from proceeding in the molecule of the branched organohydrogenpolysiloxane (B2).
また、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)としては、下記平均組成式(c)で示されるものが好ましい。 Further, as the branched organohydrogenpolysiloxane (B2), those represented by the following average composition formula (c) are preferable.
平均組成式(c)
(Ha(R7)3-aSiO1/2)m(SiO4/2)n
(式(c)において、R7は一価の有機基、aは1~3の範囲の整数、mはHa(R7)3-aSiO1/2単位の数、nはSiO4/2単位の数である)
Average composition formula (c)
(Ha (R 7 ) 3-a SiO 1/2 ) m (SiO 4/2 ) n
(In the formula (c), R 7 is a monovalent organic group, a is an integer in the range of 1 to 3, m is the number of Ha (R 7 ) 3-a SiO 1/2 units, and n is SiO 4 /. It is a number of 2 units)
式(c)において、R7は一価の有機基であり、好ましくは、炭素数1~10の置換または非置換のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~10のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 In formula (c), R 7 is a monovalent organic group, preferably a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group in combination thereof. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and the like, and among them, a methyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
式(c)において、aは、ヒドリド基(Siに直接結合する水素原子)の数であり、1~3の範囲の整数、好ましくは1である。 In the formula (c), a is the number of hydride groups (hydrogen atoms directly bonded to Si), and is an integer in the range of 1 to 3, preferably 1.
また、式(c)において、mはHa(R7)3-aSiO1/2単位の数、nはSiO4/2単位の数である。 Further, in the formula ( c ), m is the number of Ha (R 7 ) 3-a SiO 1/2 unit, and n is the number of SiO 4/2 unit.
分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は分岐状構造を有する。直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、その構造が直鎖状か分岐状かという点で異なり、Siの数を1とした時のSiに結合するアルキル基Rの数(R/Si)が、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)では1.8~2.1、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)では0.8~1.7の範囲となる。 The branched organohydrogenpolysiloxane (B2) has a branched structure. The linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) differ in that their structures are linear or branched, and are different from Si when the number of Si is 1. The number of alkyl groups R to be bonded (R / Si) is 1.8 to 2.1 for linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and 0.8 to 1 for branched organohydrogenpolysiloxane (B2). It is in the range of 0.7.
なお、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、分岐構造を有しているため、例えば、窒素雰囲気下、1000℃まで昇温速度10℃/分で加熱した際の残渣量が5%以上となる。これに対して、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)は、直鎖状であるため、上記条件で加熱した後の残渣量はほぼゼロとなる。 Since the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) has a branched structure, for example, the amount of residue when heated to 1000 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min under a nitrogen atmosphere is 5% or more. It becomes. On the other hand, since the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) is linear, the amount of residue after heating under the above conditions is almost zero.
また、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)の具体例としては、下記式(3)で表される構造を有するものが挙げられる。 Further, as a specific example of the branched organohydrogenpolysiloxane (B2), those having a structure represented by the following formula (3) can be mentioned.
式(3)中、R7は炭素数1~8の置換または非置換のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基、もしくは水素原子である。炭素数1~8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~8のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。R7の置換基としては、例えば、メチル基等が挙げられる。 In formula (3), R 7 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group combining these, or a hydrogen atom. Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and the like, and among them, a methyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 8 carbon atoms include a phenyl group. Examples of the substituent of R 7 include a methyl group and the like.
なお、式(3)中、複数のR7は互いに独立したものであり、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。 In the equation (3), the plurality of R 7s are independent of each other and may be different from each other or may be the same.
また、式(3)中、「-O-Si≡」は、Siが三次元に広がる分岐構造を有することを表している。 Further, in the equation (3), "-O-Si≡" indicates that Si has a branched structure that spreads three-dimensionally.
なお、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The branched organohydrogenpolysiloxane (B2) may be used alone or in combination of two or more.
また、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)において、Siに直接結合する水素原子(ヒドリド基)の量は、それぞれ、特に限定されない。ただし、シリコーンゴム系硬化性組成物において、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)中のビニル基1モルに対し、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)の合計のヒドリド基量が、0.5~5モルとなる量が好ましく、1~3.5モルとなる量がより好ましい。これにより、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)および分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)と、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)との間で、架橋ネットワークを確実に形成させることができる。 Further, in the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and the branched organohydrogenpolysiloxane (B2), the amount of hydrogen atoms (hydride groups) directly bonded to Si is not particularly limited. However, in the silicone rubber-based curable composition, the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and the branched organohydrogenpoly are added to 1 mol of the vinyl group in the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1). The total amount of hydride groups of siloxane (B2) is preferably 0.5 to 5 mol, more preferably 1 to 3.5 mol. This ensures that a crosslinked network is formed between the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) and the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1). Can be made to.
<<シリカ粒子(C)>>
本実施形態に係るシリコーンゴム系硬化性組成物は、非導電性フィラーを含む。非導電性フィラーは、必要に応じ、シリカ粒子(C)を含んでもよい。これにより、エラストマーの硬さや機械的強度の向上を図ることができる。
<< Silica particles (C) >>
The silicone rubber-based curable composition according to the present embodiment contains a non-conductive filler. The non-conductive filler may contain silica particles (C), if necessary. As a result, the hardness and mechanical strength of the elastomer can be improved.
絶縁性シリコーンゴム系硬化性組成物および導電性シリコーンゴム系硬化性組成物は、同種の非導電性フィラーを含んでもよい。同種の非導電性フィラーとは、少なくとも共通の構成材料を有していればよく、粒子径、比表面積、表面処理剤、又はその添加量が異なっていてもよい。
なお、絶縁性シリコーンゴム系硬化性組成物および導電性シリコーンゴム系硬化性組成物は、互いに異なるシランカップリング剤をさらに含んでもよい。
The insulating silicone rubber-based curable composition and the conductive silicone rubber-based curable composition may contain the same type of non-conductive filler. The non-conductive fillers of the same type may have at least a common constituent material, and may differ in particle size, specific surface area, surface treatment agent, or the amount added thereof.
The insulating silicone rubber-based curable composition and the conductive silicone rubber-based curable composition may further contain different silane coupling agents.
シリカ粒子(C)としては、特に限定されないが、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ等が用いられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The silica particles (C) are not particularly limited, but for example, fumed silica, calcined silica, precipitated silica and the like are used. These may be used alone or in combination of two or more.
シリカ粒子(C)は、例えば、BET法による比表面積が例えば50~400m2/gであるのが好ましく、100~400m2/gであるのがより好ましい。また、シリカ粒子(C)の平均一次粒径は、例えば1~100nmであるのが好ましく、5~20nm程度であるのがより好ましい。 The specific surface area of the silica particles (C) according to the BET method is preferably, for example, 50 to 400 m 2 / g, and more preferably 100 to 400 m 2 / g. The average primary particle size of the silica particles (C) is preferably, for example, 1 to 100 nm, and more preferably about 5 to 20 nm.
シリカ粒子(C)として、かかる比表面積および平均粒径の範囲内であるものを用いることにより、形成されるシリコーンゴムの硬さや機械的強度の向上、特に引張強度の向上をさせることができる。 By using the silica particles (C) within the range of the specific surface area and the average particle size, it is possible to improve the hardness and mechanical strength of the formed silicone rubber, particularly the tensile strength.
<<シランカップリング剤(D)>>
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、シランカップリング剤(D)を含むことができる。
シランカップリング剤(D)は、加水分解性基を有することができる。加水分解基が水により加水分解されて水酸基になり、この水酸基がシリカ粒子(C)表面の水酸基と脱水縮合反応することで、シリカ粒子(C)の表面改質を行うことができる。
<< Silane Coupling Agent (D) >>
The silicone rubber-based curable composition of the present embodiment can contain a silane coupling agent (D).
The silane coupling agent (D) can have a hydrolyzable group. The hydrolyzing group is hydrolyzed by water to become a hydroxyl group, and this hydroxyl group undergoes a dehydration condensation reaction with the hydroxyl group on the surface of the silica particles (C), whereby the surface of the silica particles (C) can be modified.
絶縁性シリコーンゴム系硬化性組成物および導電性シリコーンゴム系硬化性組成物は、同種のシランカップリング剤を含んでもよい。同種のシランカップリング剤とは、少なくとも共通の官能基を有していればよく、分子中の他の官能基や添加量が異なっていてもよい。
なお、絶縁性シリコーンゴム系硬化性組成物および導電性シリコーンゴム系硬化性組成物は、互いに異なるシランカップリング剤をさらに含んでもよい。
The insulating silicone rubber-based curable composition and the conductive silicone rubber-based curable composition may contain the same type of silane coupling agent. It is sufficient that the silane coupling agent of the same type has at least a common functional group, and other functional groups in the molecule and the amount of addition may be different.
The insulating silicone rubber-based curable composition and the conductive silicone rubber-based curable composition may further contain different silane coupling agents.
また、このシランカップリング剤(D)は、疎水性基を有するシランカップリング剤を含むことができる。これにより、シリカ粒子(C)の表面にこの疎水性基が付与されるため、シリコーンゴム系硬化性組成物中ひいてはシリコーンゴム中において、シリカ粒子(C)の凝集力が低下(シラノール基による水素結合による凝集が少なくなる)し、その結果、シリコーンゴム系硬化性組成物中のシリカ粒子(C)の分散性が向上すると推測される。これにより、シリカ粒子(C)とゴムマトリックスとの界面が増加し、シリカ粒子(C)の補強効果が増大する。さらに、ゴムのマトリックス変形の際、マトリックス内でのシリカ粒子(C)の滑り性が向上すると推測される。そして、シリカ粒子(C)の分散性の向上及び滑り性の向上によって、シリカ粒子(C)によるシリコーンゴムの機械的強度(例えば、引張強度や引裂強度など)が向上する。 Further, the silane coupling agent (D) can include a silane coupling agent having a hydrophobic group. As a result, this hydrophobic group is imparted to the surface of the silica particles (C), so that the cohesive force of the silica particles (C) is reduced in the silicone rubber-based curable composition and thus in the silicone rubber (hydrogen due to silanol groups). Aggregation due to bonding is reduced), and as a result, it is presumed that the dispersibility of the silica particles (C) in the silicone rubber-based curable composition is improved. As a result, the interface between the silica particles (C) and the rubber matrix increases, and the reinforcing effect of the silica particles (C) increases. Further, it is presumed that the slipperiness of the silica particles (C) in the matrix is improved when the rubber matrix is deformed. Then, by improving the dispersibility and slipperiness of the silica particles (C), the mechanical strength (for example, tensile strength, tear strength, etc.) of the silicone rubber due to the silica particles (C) is improved.
さらに、シランカップリング剤(D)は、ビニル基を有するシランカップリング剤を含むことができる。これにより、シリカ粒子(C)の表面にビニル基が導入される。そのため、シリコーンゴム系硬化性組成物の硬化の際、すなわち、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)が有するビニル基と、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)が有するヒドリド基とがヒドロシリル化反応して、これらによるネットワーク(架橋構造)が形成される際に、シリカ粒子(C)が有するビニル基も、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)が有するヒドリド基とのヒドロシリル化反応に関与するため、ネットワーク中にシリカ粒子(C)も取り込まれるようになる。これにより、形成されるシリコーンゴムの低硬度化および高モジュラス化を図ることができる。 Further, the silane coupling agent (D) can include a silane coupling agent having a vinyl group. As a result, a vinyl group is introduced on the surface of the silica particles (C). Therefore, when the silicone rubber-based curable composition is cured, that is, the vinyl group contained in the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and the hydride group contained in the organohydrogenpolysiloxane (B) undergo a hydrosilylation reaction. When the network (crosslinked structure) formed by these is formed, the vinyl group of the silica particles (C) is also involved in the hydrosilylation reaction with the hydride group of the organohydrogenpolysiloxane (B). Silica particles (C) will also be incorporated into the. As a result, it is possible to reduce the hardness and increase the modulus of the formed silicone rubber.
シランカップリング剤(D)としては、疎水性基を有するシランカップリング剤およびビニル基を有するシランカップリング剤を併用することができる。 As the silane coupling agent (D), a silane coupling agent having a hydrophobic group and a silane coupling agent having a vinyl group can be used in combination.
シランカップリング剤(D)としては、例えば、下記式(4)で表わされるものが挙げられる。 Examples of the silane coupling agent (D) include those represented by the following formula (4).
Yn-Si-(X)4-n・・・(4)
上記式(4)中、nは1~3の整数を表わす。Yは、疎水性基、親水性基またはビニル基を有するもののうちのいずれかの官能基を表わし、nが1の時は疎水性基であり、nが2または3の時はその少なくとも1つが疎水性基である。Xは、加水分解性基を表わす。
Y n -Si- (X) 4-n ... (4)
In the above equation (4), n represents an integer of 1 to 3. Y represents any functional group having a hydrophobic group, a hydrophilic group or a vinyl group, and when n is 1, it is a hydrophobic group, and when n is 2 or 3, at least one of them is. It is a hydrophobic group. X represents a hydrolyzable group.
疎水性基は、炭素数1~6のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基等が挙げられ、中でも、特に、メチル基が好ましい。 The hydrophobic group is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group in which these are combined, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a phenyl group, and the like. Methyl groups are preferred.
また、親水性基は、例えば、水酸基、スルホン酸基、カルボキシル基またはカルボニル基等が挙げられ、中でも、特に、水酸基が好ましい。なお、親水性基は、官能基として含まれていてもよいが、シランカップリング剤(D)に疎水性を付与するという観点からは含まれていないのが好ましい。 Examples of the hydrophilic group include a hydroxyl group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, a carbonyl group and the like, and among them, a hydroxyl group is particularly preferable. The hydrophilic group may be contained as a functional group, but is preferably not contained from the viewpoint of imparting hydrophobicity to the silane coupling agent (D).
さらに、加水分解性基は、メトキシ基、エトキシ基のようなアルコキシ基、クロロ基またはシラザン基等が挙げられ、中でも、シリカ粒子(C)との反応性が高いことから、シラザン基が好ましい。なお、加水分解性基としてシラザン基を有するものは、その構造上の特性から、上記式(4)中の(Yn-Si-)の構造を2つ有するものとなる。 Further, examples of the hydrolyzable group include an alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group, a chloro group or a silazane group, and among them, a silazane group is preferable because it has high reactivity with the silica particles (C). Those having a silazane group as a hydrolyzable group have two structures of ( Yn —Si−) in the above formula (4) due to their structural characteristics.
上記式(4)で表されるシランカップリング剤(D)の具体例は、次の通りである。
上記官能基として疎水性基を有するものとして、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシランのようなアルコキシシラン;メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシランのようなクロロシラン;ヘキサメチルジシラザンが挙げられる。この中でも、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルクロロシラン、トリメチルメトキシシラン、及びトリメチルエトキシシランからなる群から選択される一種以上を含むトリメチルシリル基を有するシランカップリング剤が好ましい。
Specific examples of the silane coupling agent (D) represented by the above formula (4) are as follows.
Examples of the functional group having a hydrophobic group include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, and n-propyltrimethoxysilane. alkoxysilanes such as n-propyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane; chlorosilanes such as methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, phenyltrichlorosilane; hexamethyldisilazane Can be mentioned. Among these, a silane coupling agent having a trimethylsilyl group containing at least one selected from the group consisting of hexamethyldisilazane, trimethylchlorosilane, trimethylmethoxysilane, and trimethylethoxysilane is preferable.
上記官能基としてビニル基を有するものとして、例えば、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシランのようなアルコキシシラン;ビニルトリクロロシラン、ビニルメチルジクロロシランのようなクロロシラン;ジビニルテトラメチルジシラザンが挙げられる。この中でも、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ジビニルテトラメチルジシラザン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、及びビニルメチルジメトキシシランからなる群から選択される一種以上を含むビニル基含有オルガノシリル基を有するシランカップリング剤が好ましい。 Examples of those having a vinyl group as the functional group include metharoxypropyltriethoxysilane, methacrypropyltrimethoxysilane, methaloxypropylmethyldiethoxysilane, methaloxypropylmethyldimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and vinyltrimethoxy. Alkoxysilanes such as silanes and vinylmethyldimethoxysilanes; chlorosilanes such as vinyltrichlorosilanes and vinylmethyldichlorosilanes; and divinyltetramethyldisilazane. Among these, methacryloxypropyltriethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, divinyltetramethyldisilazane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and vinyl. A silane coupling agent having a vinyl group-containing organosilyl group containing at least one selected from the group consisting of methyldimethoxysilane is preferable.
またシランカップリング剤(D)がトリメチルシリル基を有するシランカップリング剤およびビニル基含有オルガノシリル基を有するシランカップリング剤の2種を含む場合、疎水性基を有するものとしてはヘキサメチルジシラザン、ビニル基を有するものとしてはジビニルテトラメチルジシラザンを含むことが好ましい。 When the silane coupling agent (D) contains two types of a silane coupling agent having a trimethylsilyl group and a silane coupling agent having a vinyl group-containing organosilyl group, hexamethyldisilazane as having a hydrophobic group is used. Those having a vinyl group preferably contain divinyltetramethyldisilazane.
トリメチルシリル基を有するシランカップリング剤(D1)およびビニル基含有オルガノシリル基を有するシランカップリング剤(D2)を併用する場合、(D1)と(D2)の比率は、特に限定されないが、例えば、重量比で(D1):(D2)が、1:0.001~1:0.35、好ましくは1:0.01~1:0.20、より好ましくは1:0.03~1:0.15である。このような数値範囲とすることにより、所望のシリコーンゴムの物性を得ることができる。具体的には、ゴム中におけるシリカの分散性およびゴムの架橋性のバランスを図ることができる。 When a silane coupling agent having a trimethylsilyl group (D1) and a silane coupling agent having a vinyl group-containing organosilyl group (D2) are used in combination, the ratio of (D1) to (D2) is not particularly limited, but for example, By weight ratio, (D1): (D2) is 1: 0.001 to 1: 0.35, preferably 1: 0.01 to 1: 0.20, more preferably 1: 0.03 to 1: 0. It is .15. With such a numerical range, the desired physical properties of the silicone rubber can be obtained. Specifically, it is possible to balance the dispersibility of silica in the rubber and the crosslinkability of the rubber.
本実施形態において、シランカップリング剤(D)の含有量の下限値は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)の合計量100重量部に対して、1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましい。また、シランカップリング剤(D)の含有量上限値は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)の合計量100重量部に対して、100質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、40質量%以下であることがさらに好ましい。
シランカップリング剤(D)の含有量を上記下限値以上とすることにより、エラストマーを含む柱状部と導電性樹脂層との密着性を高めることができる。また、シリコーンゴムの機械的強度の向上に資することができる。また、シランカップリング剤(D)の含有量を上記上限値以下とすることにより、シリコーンゴムが適度な機械特性を持つことができる。
In the present embodiment, the lower limit of the content of the silane coupling agent (D) is preferably 1% by mass or more with respect to 100 parts by weight of the total amount of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A). It is more preferably mass% or more, and further preferably 5 mass% or more. The upper limit of the content of the silane coupling agent (D) is preferably 100% by mass or less, preferably 80% by mass or less, based on 100 parts by mass of the total amount of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A). More preferably, it is more preferably 40% by mass or less.
By setting the content of the silane coupling agent (D) to the above lower limit value or more, the adhesion between the columnar portion containing the elastomer and the conductive resin layer can be improved. Further, it can contribute to the improvement of the mechanical strength of the silicone rubber. Further, by setting the content of the silane coupling agent (D) to the above upper limit value or less, the silicone rubber can have appropriate mechanical properties.
<<白金または白金化合物(E)>>
本実施形態に係るシリコーンゴム系硬化性組成物は、触媒を含んでもよい。触媒は、白金または白金化合物(E)を含むことができる。白金または白金化合物(E)は、硬化の際の触媒として作用する触媒成分である。白金または白金化合物(E)の添加量は触媒量である。
<< Platinum or platinum compound (E) >>
The silicone rubber-based curable composition according to the present embodiment may contain a catalyst. The catalyst can include platinum or platinum compound (E). Platinum or the platinum compound (E) is a catalytic component that acts as a catalyst during curing. The amount of platinum or platinum compound (E) added is the amount of catalyst.
絶縁性シリコーンゴム系硬化性組成物および導電性シリコーンゴム系硬化性組成物は、同種の触媒を含んでもよい。同種の触媒とは、少なくとも共通の構成材料を有していればよく、触媒中に異なる組成が含まれていてもよく、その添加量が異なっていてもよい。
なお、絶縁性シリコーンゴム系硬化性組成物および導電性シリコーンゴム系硬化性組成物は、互いに異なる触媒をさらに含んでもよい。
The insulating silicone rubber-based curable composition and the conductive silicone rubber-based curable composition may contain the same type of catalyst. The catalysts of the same type may have at least a common constituent material, and the catalysts may contain different compositions or may be added in different amounts.
The insulating silicone rubber-based curable composition and the conductive silicone rubber-based curable composition may further contain different catalysts from each other.
白金または白金化合物(E)としては、公知のものを使用することができ、例えば、白金黒、白金をシリカやカーボンブラック等に担持させたもの、塩化白金酸または塩化白金酸のアルコール溶液、塩化白金酸とオレフィンの錯塩、塩化白金酸とビニルシロキサンとの錯塩等が挙げられる。 As the platinum or the platinum compound (E), known ones can be used, for example, platinum black, platinum supported on silica, carbon black or the like, platinum chloride acid or an alcohol solution of platinum chloride acid, chloride. Examples thereof include a complex salt of platinum acid and olefin, and a complex salt of platinum chloride acid and vinyl siloxane.
なお、白金または白金化合物(E)は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the platinum or the platinum compound (E), only one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
本実施形態において、シリコーンゴム系硬化性組成物中における白金または白金化合物(E)の含有量は、触媒量を意味し、適宜設定することができるが、具体的にはビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)、シリカ粒子(C)、シランカップリング剤(D)の合計量100重量部に対して、白金族金属が重量単位で0.01~1000ppmとなる量であり、好ましくは、0.1~500ppmとなる量である。
白金または白金化合物(E)の含有量を上記下限値以上とすることにより、シリコーンゴム系硬化性組成物が適切な速度で硬化することが可能となる。また、白金または白金化合物(E)の含有量を上記上限値以下とすることにより、製造コストの削減に資することができる。
In the present embodiment, the content of platinum or the platinum compound (E) in the silicone rubber-based curable composition means the amount of catalyst and can be appropriately set, but specifically, a vinyl group-containing organopolysiloxane. The amount of the platinum group metal is 0.01 to 1000 ppm by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of (A), the silica particles (C) and the silane coupling agent (D), and is preferably 0. The amount is 1 to 500 ppm.
By setting the content of platinum or the platinum compound (E) to the above lower limit value or more, the silicone rubber-based curable composition can be cured at an appropriate rate. Further, by setting the content of platinum or the platinum compound (E) to the above upper limit value or less, it is possible to contribute to the reduction of manufacturing cost.
<<水(F)>>
また、本実施形態に係るシリコーンゴム系硬化性組成物には、上記成分(A)~(E)以外に、水(F)が含まれていてもよい。
<< Water (F) >>
Further, the silicone rubber-based curable composition according to the present embodiment may contain water (F) in addition to the above components (A) to (E).
水(F)は、シリコーンゴム系硬化性組成物に含まれる各成分を分散させる分散媒として機能するとともに、シリカ粒子(C)とシランカップリング剤(D)との反応に寄与する成分である。そのため、シリコーンゴム中において、シリカ粒子(C)とシランカップリング剤(D)とを、より確実に互いに連結したものとすることができ、全体として均一な特性を発揮することができる。 Water (F) functions as a dispersion medium for dispersing each component contained in the silicone rubber-based curable composition, and is a component that contributes to the reaction between the silica particles (C) and the silane coupling agent (D). .. Therefore, in the silicone rubber, the silica particles (C) and the silane coupling agent (D) can be more reliably connected to each other, and uniform characteristics can be exhibited as a whole.
(その他の成分)
さらに、本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、上記(A)~(F)成分以外に、他の成分をさらに含むことができる。この他の成分としては、例えば、珪藻土、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、ガラスウール、マイカ等のシリカ粒子(C)以外の無機充填材、反応阻害剤、分散剤、顔料、染料、帯電防止剤、酸化防止剤、難燃剤、熱伝導性向上剤等の添加剤が挙げられる。
(Other ingredients)
Further, the silicone rubber-based curable composition of the present embodiment may further contain other components in addition to the above components (A) to (F). Other components include silica particles (C) such as diatomaceous earth, iron oxide, zinc oxide, titanium oxide, barium oxide, magnesium oxide, cerium oxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, glass wool, and mica. Examples thereof include additives such as inorganic fillers, reaction inhibitors, dispersants, pigments, dyes, antioxidants, antioxidants, flame retardants, and thermal conductivity improvers.
本実施形態に係る導電性溶液(導電性シリコーンゴム組成物)は、導電性フィラーを含まない上記シリコーンゴム系硬化性組成物に加えて、上記導電性フィラーおよび溶剤を含むものである。 The conductive solution (conductive silicone rubber composition) according to the present embodiment contains the above-mentioned conductive filler and solvent in addition to the above-mentioned silicone rubber-based curable composition which does not contain the above-mentioned conductive filler.
上記溶剤としては、公知の各種溶剤を用いることができるが、例えば、高沸点溶剤を含むことができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 As the solvent, various known solvents can be used, and for example, a high boiling point solvent can be included. These may be used alone or in combination of two or more.
上記溶剤の一例としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカンなどの脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、トリフルオロメチルベンゼン、ベンゾトリフルオリドなどの芳香族炭化水素類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類;ジクロロメタン、クロロホルム、1,1-ジクロロエタン、1,2-ジクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタンなどのハロアルカン類;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドなどのカルボン酸アミド類;ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド類などを例示することができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the above solvents include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane, heptane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, octane, decane, dodecane and tetradecane; benzene, toluene, ethylbenzene, xylene and trifluoromethylbenzene. , Aromatic hydrocarbons such as benzotrifluoride; diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, cyclopentyl methyl ether, cyclopentyl ethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, 1,4-dioxane, 1,3 -Ethers such as dioxane and tetrahydrofuran; haloalkanes such as dichloromethane, chloroform, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, 1,1,2-trichloroethane; N, N-dimethyl Carborate amides such as formamide and N, N-dimethylacetamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide can be exemplified. These may be used alone or in combination of two or more.
上記導電性溶液は、溶液中の固形分量などを調整することで、スプレー塗布やディップ塗布等の各種の塗布方法に適切な粘度を備えることができる。 By adjusting the amount of solids in the solution, the conductive solution can have an appropriate viscosity for various coating methods such as spray coating and dip coating.
また、上記導電性溶液が上記導電性フィラーおよび上記シリカ粒子(C)を含む場合、電極部30が含むシリカ粒子(C)の含有量の下限値は、シリカ粒子(C)および導電性フィラーの合計量100質量%に対して、例えば、1質量%以上であり、好ましくは3質量%以上であり、より好ましくは5質量%以上とすることができる。これにより、電極部30の機械的強度を向上させることができる。一方で、上記電極部30が含むシリカ粒子(C)の含有量の上限値は、シリカ粒子(C)および導電性フィラーの合計量100質量%に対して、例えば、20質量%以下であり、好ましくは15質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下である。これにより、電極部30における導電性と機械的強度や柔軟性とのバランスを図ることができる。
When the conductive solution contains the conductive filler and the silica particles (C), the lower limit of the content of the silica particles (C) contained in the
導電性溶液を必要に応じて加熱乾燥することで、導電性シリコーンゴムが得られる。
導電性シリコーンゴムは、シリコーンオイルを含まない構成であってもよい。これにより、電極部30の表面にシリコーンオイルがブリードアウトすることで導通性が低下することを抑制できる。
A conductive silicone rubber can be obtained by heating and drying the conductive solution as needed.
The conductive silicone rubber may have a structure that does not contain silicone oil. As a result, it is possible to prevent the silicone oil from bleeding out to the surface of the
<信号線部34の材料>
信号線部34は、公知のものを使用することができるが、例えば、導電繊維で構成され得る。導電繊維としては、金属繊維、金属被覆繊維、炭素繊維、導電性ポリマー繊維、導電性ポリマー被覆繊維、および導電ペースト被覆繊維からなる群から選択される一種以上を用いることができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
<Material of
As the
上記金属繊維、金属被覆繊維、の金属材料は、導電性を有するものであれば限定されないが、銅、銀、金、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、ステンレス、アルミニウム、銀/塩化銀およびこれらの合金等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、導通性の観点から、銀を用いることができる。また、金属材料は、クロム等の環境に負荷を与える金属を含まないことが好ましい。 The metal material of the metal fiber and the metal coating fiber is not limited as long as it has conductivity, but copper, silver, gold, nickel, tin, lead, zinc, bismuth, antimony, stainless steel, aluminum, silver / chloride. Examples include silver and alloys thereof. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, silver can be used from the viewpoint of conductivity. Further, it is preferable that the metal material does not contain a metal such as chromium that gives an environmental load.
上記金属被覆繊維、導電性ポリマー被覆繊維、導電ペースト被覆繊維の繊維材料は、特に限定されないが、合成繊維、半合成繊維、天然繊維のいずれでもよい。これらの中でも、ポリエステル、ナイロン、ポリウレタン、絹および綿等を用いることが好ましい。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The fiber material of the metal-coated fiber, the conductive polymer-coated fiber, and the conductive paste-coated fiber is not particularly limited, and may be any of synthetic fiber, semi-synthetic fiber, and natural fiber. Among these, it is preferable to use polyester, nylon, polyurethane, silk, cotton and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記炭素繊維は、例えば、PAN系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等が挙げられる。 Examples of the carbon fibers include PAN-based carbon fibers and pitch-based carbon fibers.
上記導電性ポリマー繊維および導電性ポリマー被覆繊維の導電性ポリマー材料は、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレンビニレン、ポリナフタレン、及びこれらの誘導体等の導電性高分子およびバインダ樹脂の混合物、あるいは、PEDOT-PSS((3,4-エチレンジオキシチオフェン)-ポリ(スチレンスルホン酸))等の導電性高分子の水溶液が用いられる。 The conductive polymer material of the conductive polymer fiber and the conductive polymer-coated fiber is, for example, a mixture of a conductive polymer and a binder resin such as polythiophene, polypyrrole, polyaniline, polyacetylene, polyphenylene vinylene, polynaphthalene, and derivatives thereof. Alternatively, an aqueous solution of a conductive polymer such as PEDOT-PSS ((3,4-ethylenedioxythiophene) -poly (styrene sulfonic acid)) is used.
上記導電ペースト被覆繊維の導電ペーストに含まれる樹脂材料は特に限定されないが伸縮性を有することが好ましく、例えばシリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、およびエチレンプロピレンゴムからなる群から選択される一種以上を含むことができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The resin material contained in the conductive paste of the conductive paste-coated fiber is not particularly limited, but is preferably elastic, for example, silicone rubber, urethane rubber, fluororubber, nitrile rubber, acrylic rubber, styrene rubber, chloroprene rubber, and ethylene. It can contain one or more selected from the group consisting of propylene rubber. These may be used alone or in combination of two or more.
上記導電ペースト被覆繊維の導電ペーストに含まれる導電性フィラーは特に限定されないが、公知の導電材料を用いてもよいが、金属粒子、金属繊維、金属被覆繊維、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブ、導電性ポリマー、導電性ポリマー被覆繊維および金属ナノワイヤーからなる群から選択される一種以上を含むことができる。 The conductive filler contained in the conductive paste of the conductive paste-coated fiber is not particularly limited, but a known conductive material may be used, but metal particles, metal fibers, metal-coated fibers, carbon black, acetylene black, graphite, carbon. It can include one or more selected from the group consisting of fibers, carbon nanotubes, conductive polymers, conductive polymer coated fibers and metal nanowires.
上記導電性フィラーを構成する金属は、特に限定はされないが、例えば、銅、銀、金、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、銀/塩化銀、或いはこれらの合金のうち少なくとも一種類、あるいは、これらのうちの二種以上を含むことができる。この中でも、導電性の高さや入手容易性の高さから、銀または銅が好ましい。 The metal constituting the conductive filler is not particularly limited, but is, for example, copper, silver, gold, nickel, tin, lead, zinc, bismuth, antimony, silver / silver chloride, or at least one of these alloys. , Or two or more of these can be included. Among these, silver or copper is preferable because of its high conductivity and high availability.
上記信号線部34が、線状の導電繊維を複数本撚り合わせた撚糸で構成されてもよい。これにより、変形時における信号線部34の断線を抑制できる。
The
本実施形態において、導電繊維における被覆とは、単に繊維材料の外表面を覆うことのみならず、単繊維を撚り合わせた撚糸などの場合は、その撚糸の中の繊維間隙に金属、導電性ポリマー、または導電ペーストが含浸し、撚糸を構成する単繊維を1本毎に被覆するものを含む。 In the present embodiment, the coating on the conductive fiber does not only cover the outer surface of the fiber material, but in the case of a twisted yarn obtained by twisting single fibers, a metal or a conductive polymer is formed in the fiber gap in the twisted yarn. , Or, which is impregnated with a conductive paste and coats the single fibers constituting the plyed yarn one by one.
信号線部34の引張破断伸度は、例えば、1%以上~50%以下、好ましくは1.5%以上~45%である。このような数値範囲内とすることで、変形時の破断を抑制しつつも、突起部32の過度な変形を抑制できる。
The tensile elongation at break of the
<導電性接触部33の材料>
導電性接触部33の導電部材は、例えば、良導性金属を含むペースト(いわゆる導電性ペースト)である。良導性金属は、銅、銀、金、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、或いはこれらの合金からなる群から選択される一種以上を含む。特に、入手性や導電性の観点から、銀や塩化銀、銅が好適である。
<Material of
The conductive member of the
良導性金属を含むペーストで導電性接触部33を形成する場合は、ゴム状の弾性体でできた突起部32の頂部を、良導性金属を含むペースト状の導電性溶液にディップ(浸漬塗布)する。これにより、突起部32の表面に導電性接触部33が形成される。
When the
なお、導電性フィラーおよび溶剤を含む導電性溶液を、突起部32に塗布することにより、導電性樹脂層としての導電性接触部33を形成してもよい。このとき、溶剤を突起部32と同じ系統の材質(シリコーンゴム)とすることで、導電性接触部33(導電性樹脂層)の密着性を高められる。
The
導電性溶液を必要に応じて加熱乾燥することで、導電性シリコーンゴムが得られる。
導電性シリコーンゴムは、シリコーンオイルを含まない構成であってもよい。これにより、導電性接触部33の表面にシリコーンオイルがブリードアウトすることで導通性が低下することを抑制できる。
A conductive silicone rubber can be obtained by heating and drying the conductive solution as needed.
The conductive silicone rubber may have a structure that does not contain silicone oil. As a result, it is possible to prevent the silicone oil from bleeding out to the surface of the
これにより、脳波測定装置1を頭部99へ装着する際の毛髪の掻き分け性能を向上させることができる。また、脳波測定装置1を装着した際の導電性接触部33の接触面積の十分な確保が可能となる。
As a result, it is possible to improve the hair scraping performance when the
<脳波測定用電極10の製造方法>
図6を参照して脳波測定用電極10の製造方法の一例を説明する。
図6(a)に示すように、金型を用いて、上記シリコーンゴム系硬化性組成物を加熱加圧成形し、収容部50を有する電極部30(基部31基および突起部32)を得る。
<Manufacturing method of
An example of a method for manufacturing the
As shown in FIG. 6A, the silicone rubber-based curable composition is heat-press molded using a mold to obtain an electrode portion 30 (
つづいて、図6(b)に示すように、得られた成形体の各突起部32の内部に、縫い針を用いて、信号線部34を通し、一方を突起部32の先端に露出させ、他方を収容部底面51aから露出させる。
Subsequently, as shown in FIG. 6B, a
次に、図6(c)に示すように、その後得られた成形体の突起部32の先端部分に、ペースト状の導電性溶液をディップ塗布し、加熱乾燥後、アニール処理を行う。これにより、突起部32に導電性接触部33を形成できる。
Next, as shown in FIG. 6 (c), a paste-like conductive solution is dip-coated on the tip of the
さらに、図6(d)に示すように、収容部50の収容部本体51に導電性ペーストを塗り、その上にスナップボタン40を収容し、アニール処理を行う。これにより、スナップボタン40と収容部本体51の間に導電接続層60が形成される。
Further, as shown in FIG. 6D, the accommodating portion
最後に、図6(e)に示すように、押さえ部55の先端部分(中央開口部53)にシリコーン接着剤等の接着部材70を塗り硬化させ、スナップボタン40を収容部50に封止する。
これによって、図3や図4に示した脳波測定用電極10が製造される。
Finally, as shown in FIG. 6E, an
As a result, the
<脳波測定用電極10の特徴・機能のまとめ>
本実施形態の脳波測定用電極10の特徴・機能について、以下にまとめて説明する。
(1)脳波測定用電極10は、
柱状の基部31と、
基部31の一端の面(基部下面36)に設けられた導電部(突起部32に設けられた導電性接触部33)と、
基部31の他端の面(基部上面35)に設けられた収容部50と、
収容部50に収納され、導電部(導電性接触部33)が設けられた側とは反対方向に延出する接続用突起(ボタン部42)を備えた導電性接続部材(すなわちスナップボタン40)と、を有し、
収容部50は、
他端の面(基部上面35)から一端の面(基部下面36)方向に凹形状に形成された収容部本体51と、
他端の面(基部上面35)において、収容部本体51の凹形状の内部方向(すなわちボタン部42側)に所定幅で延出する押さえ部55と、を有し、
スナップボタン40が収容部50に収容された状態で、押さえ部55がスナップボタン40(より具体的には円盤部41)を押さえる。
このように、脳波測定用電極10が、主要構成として、電極部30と、電極部30に形成されている収容部50に収容されたスナップボタン40とからなるので、部品点数を削減できる。その結果、原価低減、製造工程や使用時の管理工程の削減ができる。また、部品点数が少ないため、使用によるズレが生じ難く、安定した脳波測定が行える。
(2)基部31は弾性部材からなる。これにより、頭部99に接触する際の不快感等を抑えることができる。また、スナップボタン40を収容部50に収容する際に、押さえ部55に抗して円盤部41を収容部本体51内部に押し込むことができる。
(3)押さえ部55はスナップボタン40(より具体的には円盤部41)の周縁を押さえる。
これによって、スナップボタン40のズレを押さえることができる。
(4)基部31に設けられた複数の突起部32を有し、導電部である導電性接触部33が突起部32の少なくとも先端側表面に設けられる。
(5)導電性接触部33から突起部32の内部を通り収容部本体51まで延びる信号経路(すなわち信号線部34)を有する。
(6)凹形状の収容部本体51の収容部底面51aには導電性ペーストからなる導電接続層60が設けられている。
これによって、信号線部34からの信号を安定してスナップボタン40に伝達できる。
(7)凹形状の収容部本体51の収容部底面51aには金属箔が設けられている。
これによって、安定した信号伝達が可能になる。
(8)スナップボタン40は、円盤部41と、円盤部41の一方の面(円盤上面43)から突出するボタン部42とを有し、
円盤部41の他の面(円盤下面44)が、収容部50の収容部底面51aに向いて(すなわち直接又は間接的に接触して)収容されており、
円盤部41の一方の面(円盤部41)の周縁が押さえ部55により押さえられている。
(9)収容部50の押さえ部55の先端部分(すなわち中央開口部53)に、押さえ部55とスナップボタン40を接合する接着部材70が設けられている。
これにより、スナップボタン40が確実に収容部50に収容されズレを抑制できる。
(10)接着部材70により、押さえ部55とスナップボタン40とが封止されている。
これによって、水分等の浸入を防止でき、信号経路の劣化を防止できる。
(11)脳波測定装置1は、上記の脳波測定用電極30と、
複数の前記脳波測定用電極30を保持するフレーム20と、
スナップボタン40のボタン部42に接続され、測定した脳波信号を計測する計測部と、を有する。
<Summary of features and functions of
The features and functions of the
(1) The
A conductive portion (
The
A conductive connecting member (that is, a snap button 40) that is housed in the
The
A housing portion
On the other end surface (
With the
As described above, since the
(2) The
(3) The
As a result, the deviation of the
(4) It has a plurality of
(5) It has a signal path (that is, a signal line portion 34) extending from the
(6) A
As a result, the signal from the
(7) A metal foil is provided on the
This enables stable signal transmission.
(8) The
The other surface of the disk portion 41 (the lower surface of the disk 44) is accommodated toward (that is, in direct or indirect contact) the
The peripheral edge of one surface (disk portion 41) of the
(9) An
As a result, the
(10) The
As a result, it is possible to prevent the ingress of moisture and the like, and it is possible to prevent deterioration of the signal path.
(11) The
A
It is connected to the
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。例えば、脳波測定用電極10では、基部31から複数の突起部32が設けられ、その先端に導電性接触部33が設けられた。これに限らず、基部31から連続するような構成の一つの突起部に導電性接触部が設けられてもよい。また、導電接続層60を設けず、直接スナップボタン40の円盤部41が収容部底面51aに接続して、それらの間に折り曲げ部34aが挟まる構成でもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings, these are examples of the present invention, and various configurations other than the above can be adopted. For example, in the
1 脳波測定装置
10 脳波測定用電極
20 フレーム
30 電極部
31 基部
32 電極用突起部
33 導電性接触部
34 信号線部
34a 折り曲げ部
35 基部上面
36 基部下面
40 スナップボタン
41 円盤部
42 ボタン部
43 円盤上面
44 円盤下面
50 収容部
51 収容部本体
51a 収容部底面
53 中央開口部
55 押さえ部
60 導電接続層
70 接着部材
1
Claims (11)
前記基部の一端の面に設けられた導電部と、
前記基部の他端の面に設けられた収容部と、
前記収容部に収納され、前記導電部が設けられた側とは反対方向に延出する接続用突起を備えた導電性接続部材と、
を有し、
前記収容部は、
前記他端の面から前記一端の面方向に凹形状に形成された収容部本体と、
前記他端の面において、前記収容部本体の凹形状の内部方向に所定幅で延出する押さえ部と、を有し、
前記導電性接続部材が前記収容部に収容された状態で、前記押さえ部が前記導電性接続部材を押さえる、
脳波測定用電極。 Columnar base and
A conductive portion provided on one end surface of the base portion and
An accommodating portion provided on the other end surface of the base portion and
A conductive connecting member housed in the accommodating portion and having a connecting protrusion extending in a direction opposite to the side where the conductive portion is provided.
Have,
The accommodating part
A housing unit body formed in a concave shape from the other end surface in the direction of the one end surface,
On the other end surface, there is a holding portion that extends in a predetermined width in the concave shape of the housing portion main body.
In a state where the conductive connecting member is housed in the housing portion, the holding portion holds the conductive connecting member.
Electrodes for EEG measurement.
請求項1に記載の脳波測定用電極。 The base is made of an elastic member.
The electrode for measuring electroencephalogram according to claim 1.
請求項1または2に記載の脳波測定用電極。 The pressing portion presses the peripheral edge of the conductive connecting member.
The electrode for measuring electroencephalogram according to claim 1 or 2.
前記導電部は前記電極用突起部の少なくとも先端側表面に設けられる、
請求項1から3までのいずれか1項に記載の脳波測定用電極。 It has a plurality of electrode protrusions provided on the base, and has a plurality of electrode protrusions.
The conductive portion is provided on at least the front end side surface of the electrode protrusion.
The electrode for electroencephalogram measurement according to any one of claims 1 to 3.
請求項4に記載の脳波測定用電極。 It has a signal path extending from the conductive portion through the inside of the electrode protrusion to the housing portion main body.
The electrode for measuring electroencephalogram according to claim 4.
請求項1から5までのいずれか1項に記載の脳波測定用電極。 A conductive connection layer made of a conductive paste is provided on the concave bottom surface of the housing portion main body.
The electrode for electroencephalogram measurement according to any one of claims 1 to 5.
請求項1から6までのいずれか1項に記載の脳波測定用電極。 A metal foil is provided on the concave bottom surface of the housing portion main body.
The electrode for electroencephalogram measurement according to any one of claims 1 to 6.
前記円盤部の他の面が、前記収容部の凹形状の底面に向けて収容されており、
前記円盤部の前記一方の面の周縁が前記押さえ部により押さえられている、
請求項1から7までのいずれか1項に記載の脳波測定用電極。 The conductive connecting member has a disk portion and the connecting projection projecting from one surface of the disk portion.
The other surface of the disk portion is accommodated toward the concave bottom surface of the accommodating portion.
The peripheral edge of the one surface of the disk portion is pressed by the pressing portion.
The electrode for electroencephalogram measurement according to any one of claims 1 to 7.
複数の前記脳波測定用電極を保持するフレームと、
前記導電性接続部材の前記接続用突起に接続され、測定した脳波信号を計測する計測部と、
を有する脳波測定装置。 The electrode for electroencephalogram measurement according to any one of claims 1 to 10 and
A frame that holds the plurality of electrodes for measuring brain waves, and
A measuring unit connected to the connecting projection of the conductive connecting member and measuring the measured electroencephalogram signal, and a measuring unit.
An electroencephalogram measuring device having.
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