JPH09132712A - 熱硬化性シリコーンゴム組成物およびこれを用いたキーパッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性に優れ、低ヒステリシスを有し、さら
に、経時的な荷重値や低ヒステリシス性の低下が少ない
キーパッドを得ることができる熱硬化性シリコーンゴム
組成物およびこれを用いたキーパッドを提供する。 【解決手段】 (A) 特定のポリオルガノシロキサン (B) 末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度
が 10000〜100000cStであるポリジオルガノシロキサン
からなるベースポリマー 100重量部（但し、ベースポリ
マー中の(B) 成分の割合は10〜50重量％である） (C) 末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度
が５〜500cStであるポリジオルガノシロキサン 0.1〜10
重量部 (D) 微粉末状シリカ系充填剤５〜200 重量部 (E) 触媒量の硬化剤 を含有することを特徴とする熱硬化性シリコーンゴム組
成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の技術分野】本発明は、熱硬化性シリコーンゴム
組成物およびこれを用いたキーパッドに係わり、更に詳
しくは、耐久性に優れ、低ヒステリシスを有し、さら
に、経時的な荷重値や低ヒステリシス性の低下が少ない
キーパッドを得ることができ、また、ロール作業性に優
れ、可塑化戻りが少なく貯蔵安定性に優れた熱硬化性シ
リコーンゴム組成物およびこれを用いたキーパッドに関
する。

【０００２】

【発明の技術的背景とその問題点】シリコーンゴムは、
その優れた成形性、成形後の寸法安定性、弾性特性など
から電気卓上計算機、テレビ・音響製品のスイッチ、お
よびコンピューターの入力装置であるキーパッドスイッ
チなどに広く使用されている。キーパッドの特性として
耐久性、荷重値、低ヒステリシスが重要であることは周
知のとおりであり、これまで種々の検討がなされてい
る。これによりキーパッドが破壊するまでの耐久性や初
期のヒステリシスは改善されてきてはいるものの、キー
パッドを使用しているうちに徐々に荷重値が低下し、同
時にヒステリシスも大きくなってしまうため、キーパッ
ドが破壊するかなり前に実用上使用できないという問題
があった。このような課題に対して、これまでその根本
的な解決方法は検討されていない。さらに、シリコーン
ゴムコンパウンドには、補強性を付与するために、フュ
ームドシリカ、湿式シリカなどの微粉末状シリカ系充填
剤が配合されているのが一般的である。しかし、これら
のフィラーに経時的な吸湿作用のため、可塑化戻りと呼
ばれるシリコーンゴムコンパウンドが固く、脆くなる現
象が起こり、これを可塑化する必要が生じるため、シリ
コーンゴム成形の生産性を低下させるという問題があ
り、可塑化戻りの少ない貯蔵安定性に優れたシリコーン
ゴムコンパウンドが望まれている。この様な課題に対し
ては、微粉末状シリカ系充填剤の表面処理をする方法が
種々提案されているが、シリコーンゴムコンパウンドの
粘度が低下してコンパウンドにベタツキが生じ、ロール
作業性が低下するという問題がある。

【０００３】

【発明の目的】本発明は、この様な課題に対してなされ
たものである。すなわち、本発明は熱硬化性シリコーン
ゴム組成物およびこれを用いたキーパッドに係わり、更
に詳しくは、耐久性に優れ、低ヒステリシスを有し、さ
らに、経時的な荷重値や低ヒステリシス性の低下が少な
いキーパッドを得ることができる熱硬化性シリコーンゴ
ム組成物およびこれを用いたキーパッドを提供すること
を目的とする。

【０００４】

【発明の構成】本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭
意検討した結果、ベースポリマーであるポリオルガノシ
ロキサンの10〜50重量％に、末端がシラノール基で閉鎖
され、25℃における粘度が 10000〜100000cSt であるポ
リジオルガノシロキサンを用い、さらに末端がシラノー
ル基で閉鎖され、25℃における粘度が５〜500cStである
ポリジオルガノシロキサン、微粉末状シリカ系充填剤、
触媒量の硬化剤とを配合した熱硬化性シリコーンゴムコ
ンパウンドからなるキーパッドが有効であるのを見出
し、本発明を完成するに至った。即ち本発明は、 (A) 平均単位式： R_aSiO_(4-a)/2 （式中、R は置換または非置換の一価の炭化水素基を、
a は1.98〜2.02の範囲の数を示す）で示される平均重合
度4000〜20000 のポリオルガノシロキサン (B) 末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度
が 10000〜100000cStであるポリジオルガノシロキサン
からなるベースポリマー 100重量部（但し、ベースポリ
マー中の(B) 成分の割合は10〜50重量％である） (C) 末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度
が５〜500cStであるポリジオルガノシロキサン 0.1〜10
重量部 (D) 微粉末状シリカ系充填剤５〜200 重量部 (E) 触媒量の硬化剤 を含有することを特徴とする熱硬化性シリコーンゴム組
成物、およびこのシリコーンゴム組成物の加熱硬化物か
らなるキーパッドである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明に使用する(A）成分の 平均単位式： Ｒ_ａＳｉＯ_{（４−ａ）／２} （式中、Ｒ は置換または非置換の一価の炭化水素基
を、a は1.98〜2.02の範囲の数を示す）で示される平均
重合度4000〜20000 のポリオルガノシロキサンは、硬化
性シリコーン組成物のベースポリマーの一つとなるもの
であって、主として直鎖状のものが用いられるが、その
一部が分岐鎖状、三次元構造を形成していてもよく、ま
た単独重合体、共重合体またはそれらの混合物であって
もよい。このポリオルガノシロキサンのケイ素原子に結
合する置換または非置換の一価の炭化水素基としては、
例えばメチル基、エチル基、プロピル基のようなアルキ
ル基；ビニル基、アリル基、ブタジエニル基のようなア
ルケニル基；フェニル基、キセニル基、ナフチル基のよ
うなアリール基；シクロヘキシル基のようなシクロアル
キル基；シクロヘキセニル基のようなシクロアルヤニル
基；ベンジル基のようなアラルキル基；トリル基、キシ
リル基のようなアルキルアリール基等が例示される。こ
れらのケイ素原子に結合する一価の炭化水素基として
は、主にメチル基が用いられるが、例えばビニル基なら
ば機械的強度と架橋性の点から、有機基の全数に対して
０〜５％程度含有していてもよく、特に0.05〜３％の範
囲が好ましい。なお、ポリオルガノシロキサンの分子鎖
末端としては、水酸基、アルコキシ基またはトリオルガ
ノシリル基が例示され、トリオルガノシリル基がより好
ましい。このトリオルガノシリル基としては、トリメチ
ルシリル基、ジメチルビニルシリル基、メチルフェニル
ビニルシリル基、メチルジフェニルシリル基等が例示さ
れる。上記 (A)成分の平均重合度は、4000〜20000 の範
囲であり、好ましくは5000〜10000 、特に好ましくは60
00〜7000である。この重合度が小さすぎると十分な機械
的強度が得られにくく、逆に大きすぎると系への配合が
困難になる。

【０００６】本発明で使用する(B) 成分と(C) 成分の末
端がシラノール基で閉鎖されたポリジオルガノシロキサ
ンは、相乗的に作用して、ロール作業性に優れ、可塑化
戻りが少なく貯蔵安定性に優れ、また、耐久性に優れ、
低ヒステリシスを有し、さらに経時的な荷重値やヒステ
リシスの低下が少なく、実用上の耐久性に優れたシリコ
ーンゴムキーパッドを得るという本発明の目的達成のた
めに必須とされるものである。(B) 成分の25℃における
粘度は、 10000〜100000 cStであり、粘度が10000cSt未
満であるとシリコーンゴムの機械的強度が低下し、ま
た、100000cSt より大きいと荷重値および低ヒステリシ
ス性の経時的な低下が大きくなる。(B) 成分は本発明の
硬化性シリコーン組成物のベースポリマーの一つとなる
ものであって、その配合量は、(A) 成分と(B) 成分の総
量 100重量部のうち10〜50重量部である。(B) 成分の配
合量が、(A) 成分と(B) 成分の総量 100重量部のうち10
重量部未満であると、本発明の目的とする効果が十分で
なく、50重量部より多いと、機械的強度が低下する。

【０００７】(C) 成分の25℃における粘度は５〜500cSt
であり、粘度が５cSt 未満であるとシリコーンゴム組成
物の可塑度が低下してロール作業性が悪くなり、500cSt
より大きいと可塑化戻りが大きくなり、貯蔵安定性が低
下する。(C) 成分の配合量は、(A) 成分と(B) 成分の総
量 100重量部に対して 0.1〜10重量部である。(C) 成分
の配合量が、(A) 成分と(B) 成分の総量 100重量部に対
して 0.1重量部未満であると、荷重値および低ヒステリ
シス性の経時的な低下が大きくなり、50重量部より多い
と、機械的強度が低下するとともに、本発明の目的とす
る効果が得られない。

【０００８】また、本発明における(D) 成分としての微
粉末状シリカ系充填剤としては、一般にシリコーンゴム
等の配合に使用されているフュームドシリカ、湿式シリ
カ、石英、けいそう土等の公知のものが使用される。こ
れらシリカ系充填剤の好ましい粒子径は20μm 以下であ
る。これらシリカ系充填剤は、表面処理されていないも
のが好ましいが、ロール作業性を低下させない程度にあ
るいはオルガノシラン、オルガノシロキサン、オルガノ
シラザン等で表面処理されているものを使用してもよ
く、またこれらの処理剤とインプロセスで反応させても
よい。この(D) 成分の配合量は、多すぎると加硫して得
られるシリコーン弾性体の機械的性質が低下し、また少
なすぎても引張強度等の機械的性質が付加できないた
め、(A) 成分と(B) 成分の総量 100重量部に対して５〜
200 重量部の範囲で使用される。また、(E) 成分の硬化
剤は、上記した (A)成分〜(D) 成分より基本的になる組
成物を硬化させてゴム状弾性体とするものである。硬化
方法としては、有機過酸化物による硬化方法と付加型架
橋剤および触媒による硬化方法とが挙げられる。有機過
酸化物による硬化剤としては、従来公知のベンゾイルパ
ーオキサイド、2,4 −ジクロロベンゾイルパーオキサイ
ド、ジターシャリーブチルパーオキサイド、ジクミルパ
ーオキサイド、2,5 −ジメチル−2,5 −ジ（ターシャリ
ーブチルパーオキシ）ヘキサン等が例示される。これら
は、(A) 成分と(B) 成分の総量 100重量部に対して0.1
〜５重量部の範囲で使用される。また、付加型反応によ
る硬化剤として、１分子中に平均２個以上のケイ素原子
に結合せる水素原子を有するポリオルガノシロキサンが
架橋剤として用いられ、かつ白金系触媒が硬化性触媒と
して用いられる。上記水素原子を有するポリオルガノシ
ロキサンの配合量は、(A) 成分と(C) 成分とにおけるポ
リオルガノシロキサン中のケイ素原子に結合せるアルケ
ニル基１個に対し、ケイ素分子に結合せる水素原子 0.5
個〜５個に相当する量であり、また白金系触媒は(A) 成
分と(C) 成分との合計量に対し１〜1000ppm 程度が一般
的である。

【０００９】本発明によるキーボード用のゴム組成物
は、上記した (A)成分〜(D) 成分をロール混練り等によ
って混合することにより得られ、さらに必要に応じて酸
化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、ガラス繊維等、
通常のシリコーンゴムコンパウンドの製造時に使用され
る公知の充填剤、耐熱剤、顔料等の添加物を配合しても
よい。また、キーパット等の具体的な形状物は、上述し
た組成物を金型によるプレス成型、インジェクション成
型等の公知の成型方法によって加熱成形することにより
得られる。

【００１０】

【発明の効果】本発明のシリコーンゴム組成物は、ロー
ル作業性に優れ、可塑化戻りが少なく貯蔵安定性に優れ
ており、また、耐久性に優れ、低ヒステリシスを有し、
さらには、経時的な荷重値や低ヒステリシス性の低下が
少ないキーパッドを得ることができる。

【００１１】

【実施例】次に本発明の実施例について説明するが、本
発明は、下記実施例に制限されるものではない。また、
例中における部は、重量部を表す。さらに、荷重値およ
びヒステリシスは、次の方法による測定結果を示したも
のである。 ＜荷重値およびヒステリシスの測定方法＞図１に示した
キーパッドを作製し、図２に示したようにキーパッドに
荷重を加え押した後もとに復元させ、そのときの応力を
測定して荷重値とした。また、この値を用いて次式によ
りヒステリシスを求めた。 ヒステリシス（％）＝（押荷重値−復帰荷重値）／押荷
重値×１００ 実施例１ (CH₃)₂SiO 単位 99.88モル％、(CH₃)(CH₂=CH)SiO単位0.
12モル％からなり、末端がジメチルビニルシリル基で封
鎖された、重合度6000のポリオルガノシロキサン70部
と、末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度
が45000cStであるポリジオルガノシロキサン30部、末端
がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度が 90cSt
であるポリジオルガノシロキサン 2.5部、湿式シリカ(N
ipsil LP)45部とステアリン酸亜鉛0.05部をニーダーミ
キサーで均一になるまで混練し、混練しながら 150℃×
３時間加熱処理した後、2,5 −ジメチル2,5 −ジ（ター
シャリーブチルパーオキシ）ヘキサン 0.2部を添加し
て、均一に混合してシリコーンゴム組成物を得た。この
際、ロール作業性を評価した。さらに、このシリコーン
ゴムコンパウンド500ｇを空気加熱乾燥機に90℃×72時
間放置した後、取り出し、放冷した後に16インチロール
に投入して、可塑化戻りの程度を観察した。次に、この
組成物を温度 170℃、圧力100kgf/cm²、10分間プレスに
て一次加硫を行い図１に示したキーパッドを作製した。
このキーパッドを用いて荷重値とヒステリシスを測定
し、さらに毎分 10800回の打鍵試験を行ない、打鍵回数
10万回、20万回、30万回、40万回における荷重値とヒス
テリシスを測定し、初期値との変化率を計算した。結果
を表１に示す。

【００１２】実施例２ (CH₃)₂SiO 単位 99.88モル％、(CH₃)(CH₂=CH)SiO単位0.
12モル％からなり、末端がジメチルビニルシリル基で閉
鎖された、重合度6000のポリオルガノシロキサン60部
と、末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度
が60000cStであるポリジオルガノシロキサン40部と、末
端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度が 90c
Stであるポリジオルガノシロキサン 2.0部、湿式シリカ
(Nipsil LP) 45部とステアリン酸亜鉛0.05部をニーダー
ミキサーで均一になるまで混練し、混練しながら 150℃
×３時間加熱処理した後、2,5 −ジメチル2,5 −ジ（タ
ーシャリーブチルパーオキシ）ヘキサン 0.2部を添加し
て、均一に混合してシリコーンゴム組成物を得た。この
シリコーンゴムコンパウンドを用いて、実施例１と同様
に評価を行った。結果を表１に示す。

【００１３】実施例３ (CH₃)₂SiO 単位 99.88モル％、(CH₃)(CH₂=CH)SiO単位0.
12モル％からなり、末端がジメチルビニルシリル基で封
鎖された、重合度6000のポリオルガノシロキサン75部
と、末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度
が60000cStであるポリジオルガノシロキサン25部、末端
がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度が90cSt
であるポリジオルガノシロキサン 1.0部、湿式シリカ(N
ipsil LP)45部、ジメチルジメトキシシラン 2.0部とス
テアリン酸亜鉛0.05部をニーダーミキサーで均一になる
まで混練し、混練しながら 150℃×３時間加熱処理した
後、2,5 −ジメチル2,5 −ジ（ターシャリーブチルパー
オキシ）ヘキサン 0.2部を添加して、均一に混合してシ
リコーンゴム組成物を得た。このシリコーンゴムコンパ
ウンドを用いて、実施例１と同様に評価を行った。結果
を表１に示す。

【００１４】比較例１ (CH₃)₂SiO 単位 99.88モル％、(CH₃)(CH₂=CH)SiO単位0.
12モル％からなり、末端がジメチルビニルシリル基で封
鎖された、重合度6000のポリオルガノシロキサン 100部
と末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度が
90cStであるポリジオルガノシロキサン 4.0部、湿式シ
リカ（Nipsil LP)45部とステアリン酸亜鉛0.05部をニー
ダーミキサーで均一になるまで混練し、混練しながら 1
50℃×３時間加熱処理した後、2,5 −ジメチル2,5 −ジ
（ターシャリーブチルパーオキシ）ヘキサン 0.2部を添
加して、均一に混合してシリコーンゴム組成物を得た。
このシリコーンゴムコンパウンドを用いて、実施例１と
同様に評価を行った。結果を表１に示す。

【００１５】比較例２ (CH₃)₂SiO 単位 99.88モル％、(CH₃)(CH₂=CH)SiO単位0.
12モル％からなり、末端がジメチルビニルシリル基で封
鎖された、重合度6000のポリオルガノシロキサン40部
と、末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度
が45000cStであるポリジオルガノシロキサン60部、末端
がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度が 90cSt
であるポリジオルガノシロキサン 2.5部、湿式シリカ
（Nipsil LP)45部とステアリン酸亜鉛0.05部をニーダー
ミキサーで均一になるまで混練し、混練しながら 150℃
×３時間加熱処理した後、2,5 −ジメチル2,5 −ジ（タ
ーシャリーブチルパーオキシ）ヘキサン 0.2部を添加し
て、均一に混合してシリコーンゴム組成物を得た。この
シリコーンゴムコンパウンドを用いて、実施例１と同様
に評価を行った。結果を表１に示す。

【００１６】比較例３ (CH₃)₂SiO 単位 99.88モル％、(CH₃)(CH₂=CH)SiO単位0.
12モル％からなり、末端がジメチルビニルシリル基で封
鎖された、重合度6000のポリオルガノシロキサン70部
と、末端がトリメチルシリル基で閉鎖され、25℃におけ
る粘度が45000cStであるポリジオルガノシロキサン30
部、末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度
が 90cStであるポリジオルガノシロキサン 2.5部、湿式
シリカ（Nipsil LP)45部とステアリン酸亜鉛0.05部をニ
ーダーミキサーで均一になるまで混練し、混練しながら
150℃×３時間加熱処理した後、2,5 −ジメチル2,5 −
ジ（ターシャリーブチルパーオキシ）ヘキサン 0.2部を
添加して、均一に混合してシリコーンゴム組成物を得
た。このシリコーンゴムコンパウンドを用いて、実施例
１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。

【００１７】比較例４ (CH₃)₂SiO 単位 99.88モル％、(CH₃)(CH₂=CH)SiO単位0.
12モル％からなり、末端がジメチルビニルシリル基で封
鎖された、重合度6000のポリオルガノシロキサン70部
と、末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度
が45000cStであるポリジオルガノシロキサン30部、湿式
シリカ(Nipsil LP) 45部とステアリン酸亜鉛0.05部をニ
ーダーミキサーで均一になるまで混練し、混練しながら
150℃×３時間加熱処理した後、2,5 −ジメチル2,5 −
ジ（ターシャリーブチルパーオキシ）ヘキサン 0.2部を
添加して、均一に混合してシリコーンゴム組成物を得
た。このシリコーンゴムコンパウンドを用いて、実施例
１と同様に評価を行った。結果を表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１に示す結果より明らかなように、本発
明の熱硬化性シリコーンゴム組成物はロール作業性に優
れ、可塑化戻りが少なく、更にこれを用いたキーパッド
は耐久性に優れ、低ヒステリシスを有し、さらに、経時
的な荷重値や低ヒステリシス性の低下が少ないのに対
し、(B) 成分を有しない比較例１は経時的な荷重値や低
ヒステリシス性の低下が著しい。同様に、(B) 成分の配
合を本発明範囲を越える比較例２、(B) 成分として末端
がトリメチルシリル基で閉鎖されたポリジオルガノシロ
キサンを用いた比較例３は、ロール作業性、可塑化戻り
が劣ることに加え、経時的な荷重値や低ヒステリシス性
の低下が著しい。更に、(C) を有しない比較例４は可塑
化戻りが極めて劣ることに加え、経時的な荷重値や低ヒ
ステリシス性の低下が著しい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例における荷重値およびヒステリシスの
測定試験用に作製したキーパッドを示す図である。

【図２】 実施例の荷重値およびヒステリシスの測定試
験用における、押荷重値と復帰荷重値との関係を示すグ
ラフである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】(A) 平均単位式： R_aSiO_(4-a)/2 （式中、R は置換または非置換の一価の炭化水素基を、
   a は1.98〜2.02の範囲の数を示す）で示される平均重合
   度4000〜20000 のポリオルガノシロキサン (B) 末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度
   が 10000〜100000cStであるポリジオルガノシロキサン
   からなるベースポリマー 100重量部（但し、ベースポリ
   マー中の(B) 成分の割合は10〜50重量％である） (C) 末端がシラノール基で閉鎖され、25℃における粘度
   が５〜500cStであるポリジオルガノシロキサン 0.1〜10
   重量部 (D) 微粉末状シリカ系充填剤５〜200 重量部 (E) 触媒量の硬化剤 を含有することを特徴とする熱硬化性シリコーンゴム組
   成物。
2. 【請求項２】請求項１記載のシリコーンゴム組成物の加
   熱硬化物からなることを特徴とするキーパッド。