JPH07119091B2 - シリコーン系緩衝材 - Google Patents

シリコーン系緩衝材

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JPH07119091B2
JPH07119091B2 JP1149219A JP14921989A JPH07119091B2 JP H07119091 B2 JPH07119091 B2 JP H07119091B2 JP 1149219 A JP1149219 A JP 1149219A JP 14921989 A JP14921989 A JP 14921989A JP H07119091 B2 JPH07119091 B2 JP H07119091B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、シリコーン系弾性体からなる緩衝材(あるい
は防振材)に関する。さらに詳しくは、本発明は、初期
の緩衝特性あるいは防振特性を長期間維持することがで
きる緩衝材に関する。
発明の技術的背景 光学機器、医療機器、音響機器およびOA機器等の精密機
器は、振動によって性能が著しく変化することがあり、
装置外部からの振動が内部伝達されるのを阻止するた
め、あるいは内部に配置された回転機器等からの振動が
他の部分に伝達するのを防止するために、シリコーン系
の緩衝材が使用されている。
特に最近、ジメチルシロキサン成分単位を有するシリコ
ーンゲルの優れた緩衝性を利用した緩衝材が注目されて
いる。このようなシリコーンゲルは、機械的強度が低い
ため、この硬化体を芯材として、この周囲を軟質ゴムで
被覆して使用するのが一般的である。このような緩衝材
は、たとえばシリコーンゴム、EPDM、NBR、CR、塩素化I
IR等の軟質ゴムで容器を形成した後、この軟質ゴム容器
内部にシリコーンゲルを充填し、次いでこのシリコーン
ゲルを加熱硬化させることにより製造される。
しかしながら、シリコーンゲルを被覆する軟質ゴムとし
てシリコーンゴムを使用した場合、シリコーンゲルある
いはシリコーンゴム中に含有される未反応のシリコーン
オイル成分あるいは粘度調整などのために配合されるシ
リコーンオイル成分が、シリコーンゲル中あるいはシリ
コーンゴム中に移行するため、シリコーンゲルおよびシ
リコーンゴムの特性が変化する。従って、上記のような
構成の緩衝材には、初期の特性が比較的短時間の間に変
化してしまうという問題点があった。
発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴なう問題点を解消
しようとするものであって、緩衝材が有している初期の
優れた特性が長期間減失することがない緩衝材を提供す
ることを目的としている。
発明の概要 本発明に係るシリコーン系緩衝材は、シリコーンゲルか
らなる芯体と、該芯体を被覆するシリコーンゴムとから
なり、該シリコーンゲルおよびシリコーンゴムの内のい
ずれか一方が、フェニル基変性オルガノシロキサン成分
単位および/またはフロロアルキル基変性オルガノシロ
キサン成分単位を有する変性オルガノポリシロキサンを
含み、かつ他方が未変性オルガノポリシロキサンを含む
ことを特徴としている。
本発明に係る緩衝材は、芯材およびこれを被覆するシリ
コーンゴムの内のいずれか一方が特定の変性オルガノポ
リシロキサンを含み、かつ他方が未変性オルガノポリシ
ロキサンを含むため、長期間使用したとしても両者の成
分が移行して相互に混合状態になることがなく、従っ
て、緩衝材の初期の特性が長期間維持される。
発明の具体的説明 次に、本発明に係るシリコーン系緩衝材について具体的
に説明する。
本発明の緩衝材は、シリコーンゲルからなる芯材と、こ
の芯材を被覆するシリコーンゴムとからなる。
そして、本発明の緩衝材においては、上記のシリコーン
ゲルおよびシリコーンゴムのうち、いずれか一方が特定
の変性オルガノシロキサン成分単位を有しており、他方
は未変性オルガノシロキサンから構成されている。
従って、本発明の緩衝材には (イ)未変性オルガノシロキサンからなるシリコーンゲ
ルを芯材とし、この周囲を変性オルガノシロキサンから
なるシリコーンゴムで被覆した緩衝材; (ロ)変性オルガノシロキサンからなるシリコーンゲル
を芯材とし、この周囲を未変性オルガノシロキサンから
なるシリコーンゴムで被覆した緩衝材がある。
本発明で使用されるシリコーンゲルは、 次式[I]で表されるジオルガノポリシロキサン(A成
分); RR1 2SiO−(R2 2SiO)nSi−R1 2R …[I] [ただし、Rはアルケニル基であり、R1は脂肪族不飽和
結合を有しない一価の炭化水素基であり、R2は一価の脂
肪族炭化水素基(R2のうち少なくとも50モル%はメチル
基であり、アルケニル基を有する場合にはその含有率は
10モル%以下である)であり、nはこの成分の25℃にお
ける粘度が100〜100,000cStになるなるような数であ
る]と、 25℃における粘度から5000cSt以下であり、1分子中に
少なくとも3個のSi原子に直接結合した水素原子を有す
るオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B成分)と
からなり、 かつジオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B成
分)中のSi原子に直接結合している水素原子の合計量に
対するジオルガノポリシロキサン(A成分)中に含まれ
るアルケニル基の合計量の比(モル比)が0.1〜2.0にな
るように調整された混合物を硬化させることにより得ら
れる付加型シリコーンポリマーである。
このシリコーンゲルについてさらに詳しく説明すると、
上記A成分であるジオルガノポリシロキサンは、直鎖状
の分子構造を有し、分子の両末端にあるアルケニル基R
が、B成分中のSi原子に直接結合した水素原子と付加し
て架橋構造を形成することができる化合物である。この
分子末端に存在するアルケニル基は、低級アルケニル基
であることが好ましく、反応性を考慮するとビニル基が
特に好ましい。
また、分子末端に存在するR1は、脂肪族不飽和結合を有
しない一価の炭化水素基であり、このような基の具体的
な例としては、メチル基、プロピル基およびヘキシル基
等のようなアルキル基、フェニル基並びにフロロアルキ
ル基を挙げることができる。
上記式[I]において、R2は、一価の脂肪族炭化水素基
であり、このような基の具体的な例としては、メチル
基、プロピル基およびヘキシル基のようなアルキル基並
びにビニル基のような低級アルケニル基を挙げることが
できる。ただし、R2のうちの少なくとも50モル%はメチ
ル基であり、R2がアルケニル基である場合には、アルケ
ニル基は10モル%以下の量であることが好ましい。アル
ケニル基の量が10モル%を超えると架橋密度が高くなり
過ぎて高粘度になりやすい。また、nは、このA成分の
25℃における粘度が通常は100〜100,000cSt、好ましく
は200〜20,000cStの範囲内になるように設定される。
上記のB成分であるオルガノハイドロジェンポリシロキ
サンは、A成分の架橋剤であり、Si原子に直接結合した
水素原子がA成分中のアルケニル基と付加してA成分を
硬化させる。
B成分は、上記のような作用を有していればよく、B成
分としては、直鎖状、分岐した鎖状、環状、あるいは網
目状などの種々の分子構造のものが使用できる。また、
B成分中のSi原子には、水素原子の外、有機基が結合し
ており、この有機基は、通常はメチル基のような低級ア
ルキル基である。さらに、B成分の25℃における粘度
は、通常は5000sSt以下、好ましくは、500cSt以下であ
る。
このようなB成分の例としては、 分子両末端がトリオルガノシロキサン基で封鎖されたオ
ルガノハイドロジェンシロキサン、 ジオルガノシロキサンとオルガノハイドロジェンシロキ
サンとの共重合体、 テトラオルガノテトラハイドロジェンシクロテトラシロ
キサン、 HR1 2SiO1/2単位とSiO4/2単位とからなる共重合シロキサ
ン、および HR1 2SiO1/2単位とR1 3SiO1/2単位とSiO4/2単位とからな
る共重合シロキサンを挙げることができる。ただし、上
記式においてR1は前記と同じ意味である。
本発明で使用されるシリコーンゲルは、上記のB成分中
のSiに直接結合している水素原子の合計モル量に対する
A成分中のアルケニル基の合計モル量との比率が通常は
0.1〜2.0、好ましくは0.1〜1.0の範囲内になるようにA
成分とB成分とを混合して硬化させることにより製造さ
れる。この場合の硬化反応は、通常は触媒を用いて行わ
れる。ここで使用される触媒としては、白金系触媒が好
適であり、このような白金系触媒の例としては、微粉砕
元素状白金、塩化白金酸、酸化白金、白金とオレフィン
との錯塩、白金アルコラートおよび塩化白金酸とビニル
シロキサンとの錯塩を挙げることができる。このような
触媒は、A成分とB成分との合計重量に対して通常は0.
1ppm(白金換算量、以下同様)以上、好ましくは0.5ppm
以上の量で使用される。このような触媒の上限について
は特に制限はないが、例えば触媒が液状である場合、あ
るいは溶液として使用することができる場合には、200p
pm以下の量で充分である。
上記のようなA成分、B成分および触媒を混合し、室温
に放置するか、あるいは加熱することにより硬化し、本
発明で使用されるシリコーンゲルが生成する。加熱して
硬化させる場合、加熱温度は、通常は50〜160℃であ
る。
なお、上記のA成分、B成分および触媒の外に、顔料、
硬化遅延剤、難燃剤、充填剤等を得られるシリコーンゲ
ルの特性を損なわない範囲内で配合することもできる。
このようにして得られたシリコーンゲルは、JIS K 2207
−1980 50g荷重で測定した針入度が通常50〜250度、好
ましくは100〜200度の範囲になるような硬度を有してい
る。
このようなシリコーンゲルの硬度は、上記A成分の量
を、B成分中のSiに直接結合している水素原子と架橋構
造を形成することができる量よりも過剰に用いることに
より調整することができる。また、他の方法として、両
末端がメチル基であるシリコーンオイルを、得られるシ
リコーンゲルに対して5〜75重量%の範囲内の量で予め
添加することにより調整することもできる。
このような特性を有するシリコーンゲルは、上記のよう
にして調整することもできるし、また市販されているも
のを使用することもできる。本発明で使用することがで
きる市販品の例としては、CF5027(トーレシリコーン
(株)製)、F250−121(日本ユニカー(株)製)を挙
げることができる。
本発明の緩衝材の外層として使用されるシリコーンゴム
としては、例えばショアーA硬度が10〜70度の液状ゴム
硬化体およびミラブルゴムを使用することができる。
ここで使用される液状ゴム硬化体は、具体的には、上記
のシリコーンゲルと同一または類似の組成を有している
が、架橋後のショアーA硬度が通常は10〜70度、好まし
くは15〜50度の範囲内にあり、シリコーンゲルと比較す
ると硬度が高い。このような液状ゴム硬化体は、公知技
術を利用して製造することができる。このような液状ゴ
ム硬化体の硬度は、両末端がメチル基等のアルキル基で
あるポリジメチルシロキサンを添加することにより調整
することができる。
また、ミラブルゴムは、主鎖がポリジメチルシロキサン
によって構成されるガムストックに通常の加硫剤をロー
ル等の混練装置を用いて練り込んで組成物を調製し、次
いでこの組成物を所望の形状に成形して架橋することに
より調製される。そして、このミラブルゴムは、通常
は、10〜70度、好ましくは15〜50度のショアーA硬度を
有している。このような硬度の調整は、例えば分子の両
末端にメチル基等のアルキル基を有するポリジメチルシ
ロキサンを添加することにより調整することができる。
なお、このようなシリコーンゴムには、顔料、硬化遅延
剤、難燃剤、充填剤等が充填されていてもよい。
本発明の緩衝材を構成するシリコーンゲルおよびシリコ
ーンゴムのうち、いずれか一方はフェニル基変性および
/またはフロロアルキル基が主鎖に導入されている変性
シリコーンである。
このような変性シリコーンは、例えば、シリコーンゲル
あるいはシリコーンゴムを調整する際に、フェニル基、
あるいはフロロアルキル基が導入されたオルガノシロキ
サンを使用することにより製造することができる。
具体的には、例えば、シリコーンゲルを調整する際に、
A成分として次式[II]で表されるオルガノポリシロキ
サンのうち、R2がビニル基であるオルガノポリシロキサ
ンを使用することにより変性シリコーンゲルあるいは変
性液状ゴム硬化体を調製することができる。また、R2
メチル基であるオルガノポリシロキサンをシリコーンゲ
ルを製造する際に配合することにより、あるいは製造し
た後に添加することにより変性シリコーンゲルを調製す
ることができる。
ただし、上記式[II]において、R3はフェニル基および
/またはフロロアルキル基を表し、R2は、メチル基等の
低級アルキル基またはビニル基を表す。さらに、n/(m
+n)の値は、通常は0.01〜0.7、好ましくは0.03〜0.5
の範囲内にある。
また、変性ミラブルゴムは、上記式[II]で表されるシ
リコーン化合物から形成されるガムストックを主成分と
して、このガムストックを加硫することにより調製する
ことができる。
このような変性シリコーンゲルあるいは変性シリコーン
ゴムの硬度は、変性によってはそれ程変動することがな
く、未変性のシリコーンゲルあるいはシリコーンゴムと
同等の値を示す。
本発明の緩衝材のうち、芯材として変性シリコーンゲル
を使用する場合には、上述の未変性液状ゴム硬化体ある
いは未変性ミラブルゴムを容器状に形成し、この中に上
記の変性用のシリコーンゲル原料を充填し、次いで、50
〜160℃で0.5〜3時間加熱することにより製造すること
ができる。
また芯材として未変性のシリコーンゲルを使用する場合
には変性液状ゴム硬化体あるいは変性ミラブルゴムを容
器状に形成し、次いで、この中に未変性用のシリコーン
ゲル原料を充填して同様にして加熱することにより製造
することができる。
上記のような構成を有する本発明の緩衝材は、芯材であ
るシリコーンゲルまたはこの芯材を被覆するシリコーン
ゴムのいずれか一方がフェニル基あるいはフロロアルキ
ル基で変性されており、このような変性により、その主
鎖セグメントの配列が変性箇所で変化し、ジメチルシロ
キサンセグメントのみからなるシリコーンとは、分子運
動が相異する。このため変性シリコーンと未変性シリコ
ーンとでは、架橋成分(ソリッド)および未架橋(オイ
ル)の別を問わず、両者の混合性(相溶性)が極めて低
くなる。例えば、原料となる液状の未架橋オリゴマーと
変性シリコーンオイルとを混合すると、この混合物は全
体が白化されることからも、両者の混合性が低いことが
解る。
従って、シリコーンゲルと、シリコーンゴムとが接触す
る本発明の緩衝材において、いずれか一方を変性するこ
とにより、例えば、未反応のシリコーンオイルあるいは
粘度調製等のために添加されたオイルが他の層に移行し
にくくなる。
このような本発明の緩衝材は、光学機器、医療機器、音
響機器およびOA機器等の精密機器の防振材として使用す
ることができる外、スポーツシューズの底等に使用して
ショックアブゾーバーとして使用することもできる。
発明の効果 本発明に係る緩衝材は、芯材およびこれを被覆するシリ
コーンゴムの内いずれか一方が特定の変性オルガノポリ
シロキサンを含み、かつ他方が未変性オルガノポリシロ
キサンを含むため、長期間使用したとしてもそれぞれの
層に含まれる成分が移行して相互に混合状態になること
がない。従って、シリコーンゲルおよびシリコーンゴム
の物性の経時変化が極めて少なくなるので、本発明の緩
衝材では、初期の優れた特性が長期間維持される。
次に本発明の実施例を示して本発明をさらに詳しく説明
するが、本発明は、これら実施例によって限定されるも
のではない。
実施例1 フェニル基が主鎖に導入された両末端ビニル変性オルガ
ノポリシロキサン(A液)と、ケイ素に結合する水素が
平均3,5個導入されたオルガノハイドロジェンポリシロ
キサン含有の硬化剤(B液)とを当量混合することによ
りシリコーンゲル原料(X32−973,信越化学(株)製)
を調製し、次いで脱泡処理した。このシリコーンゲル中
には、白金系触媒がシリコーンゲル全体に対して白金換
算にて5ppmの量で含まれている。
別にジメチルポリシロキサンを主鎖とするシリコーンゴ
ム(HVY−135,バイエル合成シリコーン(株)製)を円
筒容器状に加工して、この円筒容器内に上記のシリコー
ンゲル原料を充填した。
このようにしてシリコーンゲル原料を充填したシリコー
ンゴム容器を70℃に加熱したオーブンに1時間入れて加
熱し、シリコーンゲル原料を硬化させて、緩衝材(イン
シュレーター)を製造した。
得られた緩衝材を再び100℃に加熱したオーブンに70時
間入れて加熱し、オイルの移行量、ゴムの硬度変化およ
び膨潤量の促進試験を行った。
結果を表1に示す。
実施例2 実施例1において、シリコーンゲル原料としてジメチル
ポリシロキサンを主鎖とするシリコーンゲル材料(CF50
27、トーレシリコーン(株)製)を使用し、シリコーン
ゴムとしてフェニル変性シリコーンゴム(KEX30−452U
−30、信越化学(株)製)を使用した以外は同様にして
緩衝材を製造した。
得られた緩衝材について、実施例1と同様にオイルの移
行量、ゴムの硬度変化および膨潤量の促進試験を行っ
た。
結果を表1に示す。
実施例3 実施例1において、シリコーンゲル原料としてジメチル
ポリシロキサンを主鎖とするシリコーンゲル原料(CF50
27、トーレシリコーン(株)製)を使用し、シリコーン
ゴムとしてフロロアルキル基変性シリコーンゴム(DX37
−079U、トーレシリコーン(株)製)を使用した以外は
同様にして緩衝材を製造した。
得られた緩衝材について、実施例1と同様にオイルの移
行量、ゴムの硬度変化および膨潤量の促進試験を行っ
た。
結果を表1に示す。
比較例1 実施例1において、シリコーンゲル原料としてジメチル
ポリシロキサンを主鎖とするシリコーンゲル原料(CF50
27、トーレシリコーン(株)製)を使用し、シリコーン
ゴムとして未変性シリコーンゴム(HVY−135,バイエル
合成シリコーン(株)製)を使用した以外は同様にして
緩衝材を製造した。
得られた緩衝材について、実施例1と同様にオイルの移
行量、ゴムの硬度変化および膨潤量の促進試験を行っ
た。
結果を表1に示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコーンゲルからなる芯体と、該芯体を
    被覆するシリコーンゴムとからなり、該シリコーンゲル
    およびシリコーンゴムの内のいずれか一方が、フェニル
    基変性オルガノシロキサン成分単位および/またはフロ
    ロアルキル基変性オルガノシロキサン成分単位を有する
    変性オルガノポリシロキサンを含み、かつ他方が未変性
    オルガノポリシロキサンを含むことを特徴とするシリコ
    ーン系緩衝材。
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