JP3153264B2 - スポンジ用シリコーンゴム組成物 - Google Patents
スポンジ用シリコーンゴム組成物Info
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Description
ゴム組成物に係り、さらに詳しくは微細炭素繊維を含有
してなり高周波誘電加熱による発泡硬化が可能なスポン
ジ用シリコーンゴム組成物に関する。
耐熱性、耐寒性、耐候性などに優れた材料としてよく知
られている。
方法としては、従来より様々な方法が提案されている。
たとえば、シリコーン生ゴムに無機質充填剤、アゾビス
イソブチロニトリルなどの有機発泡剤、および有機過酸
化物を配合したシリコーンゴム組成物を用いて、これを
所定の形状に成形した後加熱して発泡硬化させる方法が
知られている。
不都合から、大型乃至厚手の均質なシリコーンゴムスポ
ンジを得ることができないという難点があった。すなわ
ち、加熱によって発泡させる際、加熱は外周面から行わ
れるため、発泡硬化は外周部においてまず起こり、その
後熱の伝達にともない徐々に内部へと進む。このため、
大型乃至厚手のものでは、内部が発泡温度に達する頃に
は外周部では既に発泡現象が終了した状態となり、内部
の発泡剤などが分解しても発泡は極端に抑制される結
果、発泡セルが外周部と内部で不均一なシリコーンゴム
スポンジが得られると考えられる。
部とで不均一になることを解決するために、高周波誘電
加熱による加工方法(特公昭46-18634号公報参照)が提
案されている。
沈殿シリカを配合したシリコーンゴム組成物を用いた場
合に限られるという問題がある。
ンゴム組成物を用いて高周波誘電加熱を行う方法(特開
平2-251542号公報参照)も提案されているが、十分な加
熱効果を得るためには、フェライト粉末を多量に配合す
る必要があり、シリコーンゴムスポンジの機械的強度を
著しく低下させるうえ、色付けが困難になるという難点
がある。また、比重が高くなるため断熱特性も低下す
る。
クのようなフィラーを配合することにより可能となるこ
とは公知であり、この技術を利用してカーボンブラック
を配合したシリコーンゴム組成物を用いて高周波誘電加
熱することも考えられるが、シリコーンゴムスポンジは
加硫剤に有機過酸化物を用いるのが一般的であり、カー
ボンブラックを多量に配合すると有機過酸化物による加
硫が阻害され、良好なシリコーンゴムスポンジが得られ
なくなるおそれがある。
ル構造を有するシリコーンゴムスポンジを得る方法とし
て、たとえば特開昭52-81378号公報に、ポリオルガノハ
イドロジェンシロキサンと白金系触媒の存在下で有機発
泡剤の分解温度より低い温度でエージングした後に、有
機発泡剤の分解温度以上に加熱し、発泡硬化させる方法
が提案されている。
造のシリコーンゴムスポンジを得るという目的に対して
は有効であるが、エージングの期間を要するため、工業
的には必ずしも有利な方法とはいえない。
ンゴムスポンジを得る方法として従来から知られる方法
の中で、高周波誘電加熱を用いる方法は、均一なセル構
造を有するシリコーンゴムスポンジを得ることができる
うえ、工業的にも有利である。
来の方法では、高周波誘電加熱を可能にするためにフェ
ライト粉末などを多量に配合しなければならず、得られ
るシリコーンゴムスポンジの機械的強度を低下させ、ま
た、色付けを困難にし、さらに耐熱性も低下させるとい
う難点があった。
れたもので、高周波誘電加熱を用いて厚みなどを制約さ
れることなく全体を均一に発泡硬化させることができ、
しかも、得られるシリコーンゴムスポンジは、機械的強
度が高く、色付けが可能で、耐熱性も良好であるスポン
ジ用シリコーンゴム組成物を提供することを目的とす
る。
目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、微細炭素繊維
の少量の配合が高周波誘電加熱を可能とし、機械的強度
に優れ、色付けが可能で、耐熱性も良好な、均一かつ微
細なセル構造を有するシリコーンゴムスポンジが得られ
ることを見出し、本発明を完成するに至った。
ゴム組成物は、 (A)ポリオルガノシロキサン 100重量部 (B)補強性充填用シリカ 5〜 100重量部 (C)直径 3.0×10-3〜1.0 μm、 アスペクト比 5〜100000炭素繊維 0.1〜5 重量部 (D)有機発泡剤 0.5〜10重量部 および (E)有機過酸化物 0.1〜10重量部 を組成分としてなることを特徴とするものである。
成物を成す組成分について説明する。 本発明において
使用する(A)成分のポリオルガノシロキサンは、本発
明の組成物のベースポリマーとなるものであり、1 分子
中のケイ素原子に結合した基のうち、0.01〜1.0 モルが
アルケニル基であるポリオルガノシロキサンである。こ
こでアルケニル基としてはビニル基、アリル基などが例
示される。また、このポリマー中のアルケニル基以外の
ケイ素原子に結合する基としては、水酸基、 1価の置換
または非置換の炭化水素基であり、 1価の置換または非
置換の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロ
ピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル
基、ドデシル基のようなアルキル基、フェニル基、βー
フェニルエチル基、3,3,3-トリフルオロプロピル基など
が例示される。
では硬化が十分に行われず、平均1.0モル%を超えると
耐熱性が低下するようになる。
均重合度は3000〜10000 である。ポリオルガノシロキサ
ンの平均重合度が3000未満では十分な機械的強度が得ら
れず、 10000を越えると(B)成分の補強性充填用シリ
カの添加が困難になる。この(A)成分の分子構造は直
鎖状、分岐状など特に限定されるものではないが、実質
的には直鎖状が好ましい。また、(A)成分のポリオル
ガノシロキサンは、 1種または重合度およびケイ素原子
に結合する基などの異なる 2種以上を混合して用いても
よい。
は、煙霧質シリカ、沈殿シリカ、焼成シリカ、およびシ
リカエアロゾルなどが例示される。これらの補強性充填
用シリカは表面が未処理のものでも、またはオルガノク
ロロシラン、ポリジオルガノシロキサン、ヘキサオルガ
ノジシラザンなどの有機ケイ素化合物であらかじめ表面
処理されたもののいずれでもよく、あるいは配合混練時
に上記のような有機ケイ素化合物で表面処理してもさし
つかえない。
カの配合量は、(A)成分のポリオルガノシロキサン 1
00重量部に対して 5〜100 重量部、好ましくは20〜70重
量部である。配合量が 5重量部未満では補強効果が不足
して十分な機械的強度が得られず、また、 100重量部を
超えるとシリコーンゴム組成物が硬くなりスポンジが得
られ難くなる。
組成物の高周波誘電加熱を可能とする、本発明の特徴を
成す重要な成分である。この(C)成分の炭素繊維は、
直径3.0×10-3〜1.0 μm、アスペクト比 5〜100000の
ものであり、好ましくは直径が 3.5×10-3〜8.0 ×10-1
μm、アスペクト比が50〜10000 のものである。直径が
3.0×10-3未満では炭素繊維が飛散しやすく取扱いが困
難となり、直径が 1.0μmを超えるとシリコーンゴムス
ポンジの機械的強度が低下する。また、アスペクト比が
100000を超えるとシリコーンゴムへの配合が困難になる
だけでなく良好な特性を有するシリコーンゴムスンジが
得られなくなり、アスペクト比が 5未満では十分な高周
波誘電加熱ができないため、多量に配合する必要があ
り、この多量配合により有機過酸化物での加硫時に加硫
阻害を起こすことがある。
号公報、同61-119714 号公報、同61-119715 号公報、同
62-500943 号公報、同63-503555 号公報、特開平1-1312
51号公報などに記載の方法により製造することができ
る。すなわち、適当な金属含有粒子、たとえば、アルミ
ナを支持体とする鉄、コバルト、ニッケル含有粒子など
と、適当な気体状炭素、たとえば一酸化炭素を含有する
化合物とを、850 〜1200℃の温度で適当な圧力下、たと
えば0.1 〜10気圧で、適当な時間、たとえば10秒〜 180
分接触させる工程からなり、かつ前記炭素含有化合物と
前記金属含有粒子の乾燥重量比が少なくとも100:1 であ
る方法などにより好適に得られる。炭素繊維は、予めオ
ゾン、硝酸、モノマーなどで表面処理されていてもよ
い。
配列した炭素原子の本質的に連続的な多重層からなる外
側領域と内側コア領域とを有し、各層とコアとがフィブ
リルの円柱軸の周囲に実質的に同心的に配置されてなる
本質的に円柱状のものや、このものにおいて、内側コア
領域が中空であるもの、内側コア領域が外側領域の規則
配列した炭素原子ほど規則的でない配列をした炭素原子
を含むもの、規則配列した炭素原子が黒鉛状であるも
の、または、内側コア領域が約 0.002μmより大きい直
径を有するもの、広角X線回析測定による面間隔が3.38
〜3.50オングストローム、回析角度が25.5〜26.3deg の
ものなどがあげられる。
コーンゴム組成物をスポンジ状に発泡させるためのもの
である。この有機発泡剤としては、従来よりシリコーン
ゴムスポンジの製造に使用されているものであればよ
く、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボンアミ
ド、ジアゾアミノベンゼンなどのアゾ系化合物、ジニト
ロソペンタメチレンテトラミン、N,N-ジメチル -N,N-ジ
ニトロソテレフタルアミドなどのニトロソ化合物などが
例示される。これらの化合物は分解温度以上の温度に加
熱されると分解してN2 もしくはCO2 ガスを発生す
る。
(A)成分のポリオルガノシロキサン100重量部に対し
て 0.5〜10重量部、好ましくは 1〜5 重量部である。配
合量が0.5重量部未満ではスポンジが得られず、また、1
0重量部を超えると得られるスポンジに変形がおこりや
すくスポンジの品質が劣化するおそれがある。
る。この(E)成分の有機過酸化物は、通常この種のシ
リコーンゴム組成物に用いられているものであればよ
く、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-クロロベンゾイルパーオキサイ
ド、ジクミルパーオキサイド、2.5-ビス (t-ブチルパー
オキシ)-2,5-ジメチルヘキサン、2.5-ビス (t-ブチルパ
ーオキシ)-2.5-ジメチルヘキシン、ジ -t-ブチルパーオ
キサイド、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ビス(4-
t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネートな
どが例示される。これらの有機過酸化物は、 1種を単独
で使用してもよく、また 2種以上を混合して使用しても
よい。一般に、スポンジを製造するために、スポンジの
泡の大きさ、表面状態あるいは発泡倍率を考慮して、複
数種の有機過酸化物を併用することがあるのはよく知ら
れている。
(A)成分のポリオルガノシロキサン100重量部に対し
て 0.1〜10重量部、好ましくは 0.5〜5 重量部である。
配合量が 0.1重量部未満では加硫が困難になり、また10
重量部を超えると耐熱性などの特性が低下する。
には、以上の成分の他に、本発明による効果を阻害しな
い範囲で、半補強性ないし非補強性の充填剤を配合する
ことができる。この半補強性ないし非補強性としては、
粉砕シリカ、ケイソウ土、金属炭酸塩、クレー、タル
ク、酸化チタンなどをあげることができる。また、シリ
コーンゴム組成物に従来から用いられている耐熱添加
剤、難燃剤、酸化防止剤、加工助剤なども配合すること
ができる。
炭素繊維によって高周波誘電加熱が可能となり、しか
も、その効果は少量の配合で得られるので、発泡セルが
微細かつ均一で、機械的強度に優れ、色付け可能で、耐
熱性も良好なシリコーンゴムスポンジが得られる。そし
て、得られたシリコーンゴムスポンジは、これらの優れ
た特性により、使用温度範囲の広いガスケット、断熱
材、クッション材、シール材などとして非常に有用であ
る。
る。
も重量部を表わす。
ルシロキサン単位を0.2 モル%含有するポリジメチルシ
ロキサン(平均重合度6000)をベースポリマーとし、こ
のベースポリマー 100部をニーダーに仕込み、次に、比
表面積 200 m2 /gの煙霧質シリカ25部を添加して混練
し、さらに 150℃に昇温して 2時間混練した後、冷却し
てベースコンパウンドを得た。
化成工業(株)製のカーボンウィスカー;炭素分組成99
%以上、平均繊維径約 0.1μm、平均繊維長約10μm、
アスペクト比約100 )1 部を配合し均一に混練してシリ
コーンゴム組成物を調製した。 このシリコーンゴム組
成物 100部に、有機発泡剤としてアゾビスイソブチロニ
トリル 4部、有機過酸化物として0.4 部のTC-1( 東芝シ
リコーン社製、ベンゾイルパーオキサイド50% ペース
ト)、同3.0 部のTC-5( 東芝シリコーン社製、t-ブチル
パーベンゾエート25% ペースト)を 2本ロールにて混合
してスポンジ用シリコーンゴム組成物を得た。
×10mmのシートを作製した後、このシートを電子レンジ
内に収納し、周波数2450MHz 、出力600Wで 2分間加熱し
てシリコーンゴムスポンジを得た。このシリコーンゴム
スポンジをほぼ中央部で切断し、その内部を観察すると
ともに、発泡倍率および比重を測定した。比重は、スポ
ンジの空気中での重さ、水中での重さを測定して計算よ
り求めた。発泡倍率は、未加硫コンパウンドの比重と、
計算より求めた前記スポンジの比重との比により算出し
た。結果を組成とともに表1に示す。
と同一材料、同一条件でスポンジ用シリコーンゴム組成
物を得た。得られた組成物を用いて実施例1の場合と同
様にしてシートを作製し、次いで、電子レンジで加熱し
てシリコーンゴムスポンジを得た。このシリコーンゴム
スポンジについて、実施例1の場合と同様に観察し、ま
た、その発泡倍率および比重を測定した。結果を組成と
ともに表1に示す。
で閉止され、メチルビニルシロキサン単位を0.2 モル%
およびフェニルシロキサン単位を 5モル%含有するポリ
ジメチルフェニルシロキサン(平均重合度6000)を使用
した以外は、実施例1の場合と全く同一組成、同一条件
でスポンジ用シリコーンゴム組成物を得た。次いで、こ
の組成物を用いて実施例1の場合と同様にしてシートを
作製し、次いで、電子レンジで加熱してシリコーンゴム
スポンジを得た。このシリコーンゴムスポンジについ
て、実施例1の場合と同様に観察し、また、その発泡倍
率および比重を測定した。結果を組成とともに表1に示
す。
は、全く配合しない(比較例2)とした以外は、実施例
1の場合と同一材料、同一条件でスポンジ用シリコーン
ゴム組成物を得た。得られた各組成物を用いて実施例1
の場合と同様にしてシートを作製し、次いで、電子レン
ジで加熱した後、各シートを観察した。結果を組成とと
もに表1に示す。
ていない組成物では、高周波誘電加熱によってシリコー
ンゴムスポンジを得ることができない。また、微細炭素
繊維の配合量が多すぎると有機過酸化物による加硫を阻
害するためシリコーンゴムスポンジを得ることができな
い。
芝シリコーン社製、ジクミルパーオキサイド20%パテ)
を配合した以外は、実施例1の場合と同一材料、同一条
件でスポンジ用シリコーンゴム組成物を得た。得られた
組成物を用いて実施例1の場合と同様にしてシートを作
製し、次いで、電子レンジで加熱してシリコーンゴムス
ポンジを得た。このシリコーンゴムスポンジについて、
実施例1の場合と同様に観察し、また、その発泡倍率お
よび比重を測定した。結果を組成とともに表2に示す。
(株)製のカーボンブラック)(比較例3)、または、
デンカブラックHS-100(デンカ工業(株)製のカーボン
ブラック)(比較例4)を配合した以外は、実施例1の
場合と同一組成、同一条件でスポンジ用シリコーンゴム
組成物を得た。得られた各組成物を用いて実施例1の場
合と同様にしてシートを作製し、次いで、電子レンジで
加熱した後、各シートを観察した。結果を組成とともに
表2に示す。
ず、代わりにカーボンブラックを配合したものでは、高
周波誘電加熱によってシリコーンゴムスポンジを得るこ
とができない。
マーとし、このベースポリマー 100部をニーダーに仕込
み、次に、比表面積 200 m2 /gの煙霧質シリカ40部を添
加して混練し、さらに 150℃に昇温して 2時間混練し、
冷却後、塩化白金酸を白金量として20ppm となるように
添加混合してベースコンパウンドを得た。 このベース
コンパウンド 140部に、実施例1で用いた炭素繊維(旭
化成工業(株)製のカーボンウィスカー) 2部を配合し
均一に混練してシリコーンゴム組成物を調製した。
発泡剤としてアゾビスイソブチロニトリル 4部、有機過
酸化物として0.5 部のTC-1、同3.0 部の TC-3 を 2本ロ
ールにて混合してスポンジ用シリコーンゴム組成物を得
た。
×10mmのシートを作製し、このシートを電子レンジ内に
収納した後、周波数2450MHz 、出力600Wで 2分間加熱し
てシリコーンゴムスポンジを得た。このシリコーンゴム
スポンジをほぼ中央部で切断し、その内部を観察すると
ともに、発泡倍率および比重を実施例1の場合と同様の
方法で、引張強さをJIS K 6301に準じて測定した。結果
を組成とともに表3に示す。
粉末 2部を配合し、均一に混合してシリコーンゴム組成
物を得た以外は、実施例5と同様にしてスポンジ用シリ
コーンゴム組成物を得た。この組成物を用いて実施例5
の場合と同様にしてシートを作製し、次いで、電子レン
ジで加熱してシリコーンゴムスポンジを得た。このシリ
コーンゴムスポンジについて、実施例5の場合と同様に
観察し、また、その発泡倍率、比重、引張強さを測定し
た。結果を組成とともに表3に示す。
部(比較例5)または50部(比較例6)配合した以外
は、実施例4の場合と同一組成、同一条件でスポンジ用
シリコーンゴム組成物を得た。得られた各組成物を用い
て実施例5の場合と同様にしてシートを作製し、次い
で、電子レンジで加熱した後、各シートを観察するとと
もに、測定可能なものについては実施例5の場合と同様
に発泡倍率、比重、引張強さを測定した。結果を組成と
ともに表3に示す。
合した組成物は、高周波誘電加熱によって良好なシリコ
ーンゴムスポンジを得ることができ、また、炭素繊維に
フェライト粉末を少量併用しても高周波誘電加熱により
同様なシリコーンゴムスポンジを得ることができる。し
かしながら、フェライト粉末単独の少量配合では発泡せ
ずシリコーンゴムスポンジを得ることができない。ま
た、フェライト粉末を単独で多量配合した場合は、比重
が高く、物性も悪いシリコーンゴムスポンジが得られ
る。
してアゾビスイソブチロニトリル 4部、有機過酸化物と
して 0.2部のTC-2 (東芝シリコーン社製、2,4-ジクロル
ベンゾイルパーオキサイド50% ペースト)、 4.0部のTC
-5、顔料としてタイペークA-100 (石原産業(株)社
製、商品名)5 部を 2本ロールにて混合してスポンジ用
シリコーンゴム組成物を得た。
×10mmのシートを作製し、このシートを電子レンジ内に
収納した後、周波数2450MHz 、出力600Wで 2分間加熱し
てシリコーンゴムスポンジを得た。このシリコーンゴム
スポンジの外観色を目視にて観察した。結果を組成とと
もに表4に示す。
(バイエル社製、商品名)を用いた以外は、同一組成、
同一条件でスポンジ用シリコーンゴム組成物を得た。こ
の組成物を用いて実施例7の場合と同様にしてシートを
作製し、次いで、電子レンジで加熱してシリコーンゴム
スポンジを得た。このシリコーンゴムスポンジについ
て、実施例7の場合と同様に外観色を観察した。結果を
組成とともに表4に示す。
ゴム組成物を用いた以外は、実施例7の場合と同一組
成、同一条件でスポンジ用シリコーンゴム組成物を得
た。得られた組成物を用いて実施例5の場合と同様にし
てシートを作製し、次いで、電子レンジで加熱してシリ
コーンゴムスポンジを得た。このシリコーンゴムスポン
ジについて、実施例7の場合と同様に外観色を観察し
た。結果を組成とともに表4に示す。
ゴム組成物を用いた以外は、実施例8の場合と同一組
成、同一条件でスポンジ用シリコーンゴム組成物を得
た。得られた組成物を用いて実施例7の場合と同様にし
てシートを作製し、次いで、電子レンジで加熱してシリ
コーンゴムスポンジを得た。このシリコーンゴムスポン
ジについて、実施例7の場合と同様に外観色を観察し
た。結果を組成とともに表4に示す。
物では良好に着色したシリコーンゴムスポンジが得られ
るが、フェライト粉末を多量配合した比較例の組成物で
は着色が困難である。
用シリコーンゴム組成物は、微細炭素繊維の少量配合に
よって高周波誘電加熱が可能となるので、セル構造が微
細かつ均一で、しかも、機械的強度に優れ、色付けが可
能で、耐熱性も良好な特性の良いシリコーンゴムスポン
ジを得ることができる。
れた特性により、使用温度範囲の広いガスケット、断熱
材、クッション材、シール材などとして非常に有用であ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 (A)ポリオルガノシロキサン 100重量部 (B)補強性充填用シリカ 5〜 100重量部 (C)直径 3.0×10-3〜1.0 μm、 アスペクト比 5〜100000の炭素繊維 0.1〜5 重量部 (D)有機発泡剤 0.5〜10重量部 および (E)有機過酸化物 0.1〜10重量部 を組成分としてなることを特徴とするスポンジ用シリコ
ーンゴム組成物。
Priority Applications (1)
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JP11308191A JP3153264B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | スポンジ用シリコーンゴム組成物 |
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JP11308191A JP3153264B2 (ja) | 1991-05-17 | 1991-05-17 | スポンジ用シリコーンゴム組成物 |
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-
1991
- 1991-05-17 JP JP11308191A patent/JP3153264B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
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