JP7115177B2 - 三次元積層造形用ゴム組成物 - Google Patents
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項1. 液状ゴムと、無機フィラーと、(メタ)アクリロイル基を有しないトリアルコキシシランとを含む、三次元積層造形用ゴム組成物。
項2. 前記(メタ)アクリロイル基を有しないトリアルコキシシランが、下記式(1)で表されるトリアルコキシシランである、項1に記載の三次元積層造形用ゴム組成物。
R1Si(OR2)3 (1)
[式中、基R1は、(メタ)アクリロイル基を有しない脂肪族基又は芳香族基であり、3つの基R2は、同一又は異なって、それぞれアルキル基である。]
項3. 前記無機フィラーの含有量が、液状ゴム100質量部あたり30質量部より多い、項1または2に記載の三次元積層造形用ゴム組成物。
項4. 前記無機フィラーが、シリカである、項1~3のいずれか1項に記載の三次元積層造形用ゴム組成物。
項5. 前記(メタ)アクリロイル基を有しないトリアルコキシシランの含有量が、液状ゴム100質量部あたり2.5質量部以上である、項1~4のいずれか1項に記載の三次元積層造形用ゴム組成物。
項6. 前記液状ゴムの含有量が、40質量%以上である、項1~5のいずれか1項に記載の三次元積層造形用ゴム組成物。
項7. 温度35℃、相対湿度50%の環境下で、振り角1%、周波数1HzにてE型粘度計を用いて測定された粘度が、1Pa・s以上である、項1~6のいずれか1項に記載の三次元積層造形用ゴム組成物。
項8. 項1~7のいずれか1項に記載の三次元積層造形用ゴム組成物の硬化物である、ゴム成形体。
項9. 破断応力が、8MPa以上である、項8に記載のゴム成形体。
項10. 破断伸び率が、150%以上である、項8又は9に記載のゴム成形体。
項11. 破断応力(MPa)と破断伸び(%)との積である、破断エネルギーが、2000以上である、項8~10のいずれか1項に記載のゴム成形体。
項12. ショアA硬度が、25以上である、項8~11のいずれか1項に記載のゴム成形体。
項13. ショアC硬度が、40以上である、項8~12のいずれか1項に記載のゴム成形体。
項14. 圧縮永久歪み(24時間)が、10%以下である、項8~13のいずれか1項に記載のゴム成形体。
項15. 項1~7のいずれか1項に記載の三次元積層造形用ゴム組成物を積層する積層工程と、
前記積層された三次元積層造形用ゴム組成物を硬化させる硬化工程と、
を備える、ゴム成形体の製造方法。
本発明の三次元積層造形用ゴム組成物は、ポリマーとしての液状ゴムと、フィラーとしての無機フィラーと、(メタ)アクリロイル基を有しないトリアルコキシシランとを含む。
R1Si(OR2)3 (1)
[式中、基R1は、(メタ)アクリロイル基を有しない脂肪族基又は芳香族基であり、3つの基R2は、同一又は異なって、それぞれアルキル基である。]
本発明のゴム成形体は、前述の三次元積層造形用ゴム組成物の硬化物である。具体的には、三次元積層造形用ゴム組成物を加熱、光照射、電子線照射などに供することにより、硬化させたものである。
本発明のゴム成形体の製造方法においては、前述した三次元積層造形用ゴム組成物を用いることにより、液状の樹脂を原料に用いた従来公知の三次元積層造形方法を使用することができる。すなわち、液状の樹脂の代わりに、本発明の三次元積層造形用ゴム組成物を原料とすることにより、例えば、インクジェット方式、レーザ光の照射により原料を硬化させる方式、原料の溶融積層を行う方式などの各種の三次元積層造形方法により、ゴム成形体を製造することができる。
(ゴム組成物の製造)
表1に記載の配合割合(質量部)となるように、液状ゴム、ラジカル開始剤、共架橋剤、無機フィラー、シランカップリング剤、及びトリアルコキシシランを混合してゴム組成物を作製した。各成分の混合には、各成分が均一になるように混合した。なお、各成分の詳細については、以下の通りである。また、表1において、「-」は、配合されていないことを示す。
ラジカル重合開始剤:Omnirad1173(IGM Resins B.V.社製)
共架橋剤:
KJSA-7100(KJケミカルズ株式会社製の2官能のアミン系ウレタンアクリレートオリゴマー)
IBXA(イソボルニルアクリレート 単官能モノマー、希釈剤)
無機フィラー:ニプシールVN3(表面処理されていないシリカ粒子(1次粒径は約20nm、窒素吸着比表面積(BET法)180~230m2/g程度、東ソー株式会社製)
トリアルコキシシラン:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社のA-137(n-オクチルトリエトキシシラン)
シランカップリング剤:モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社のY9936
各実施例及び比較例で得られた各ゴム組成物について、温度35℃(誤差は±2℃)、相対湿度50%の環境下で、E型粘度計(Anton-Paar社製のMCR301)を用いて、振り角1%、周波数1Hzにて粘度を測定した。結果を表1に示す。
各実施例及び比較例で得られたゴム組成物を用い、ゴム組成物1層の形成とUV硬化を繰り返して、それぞれ、図2(a)に示されるようなトラス構造のゴム成形体を製造した。具体的には、60℃に加熱したゴム組成物をノズル(ノズルサイズ:内径0.25μm)から吐出し、ゴム組成物の層を、1層(1層の厚み:0.4mm)を形成するごとに、UV光を照射して、ゴム組成物を硬化させた。UV光の波長は365nm、UV光強度は14mW/cm2、UV光照射時間は60sec/層とした。
以下の測定条件により、各実施例及び比較例で得られたゴム成形体について、JIS K6253に規定された方法に準拠してショアA硬度及びJIS K7312に規定された方法に準拠してショアC硬度を測定した。結果を表1に示す。
以下の測定条件により、各実施例及び比較例で得られたゴム成形体について、JIS K6251に規定された方法に準拠して破断伸び率を測定した。結果を表1に示す。
以下の測定条件により、各実施例及び比較例で得られたゴム成形体について、JIS K6251に規定された方法に準拠して破断応力を測定した。結果を表1に示す。
前記で得られた破断伸び率(%)と破断応力(MPa)の積(破断応力×破断伸び率)から破断エネルギーを算出した(MPa・%)。結果を表1に示す。
以下の測定条件により、各実施例及び比較例で得られたゴム成形体について、JIS K6262に規定された方法に準拠し、規定の圧縮時間後、0.5時間後の圧縮永久歪み、及び24時間後の圧縮永久歪みをそれぞれ測定した。結果を表1に示す。
Claims (15)
- 液状ゴムと、無機フィラーと、(メタ)アクリロイル基を有しないトリアルコキシシランとを含み、
前記液状ゴムの含有量が、40質量%以上であり、
加硫ゴムを含まない、三次元積層造形用ゴム組成物。 - 前記(メタ)アクリロイル基を有しないトリアルコキシシランが、下記式(1)で表されるトリアルコキシシランである、請求項1に記載の三次元積層造形用ゴム組成物。
R1Si(OR2)3 (1)
[式中、基R1は、(メタ)アクリロイル基を有しない脂肪族基又は芳香族基であり、3つの基R2は、同一又は異なって、それぞれアルキル基である。] - 前記無機フィラーの含有量が、液状ゴム100質量部あたり30質量部より多い、請求項1または2に記載の三次元積層造形用ゴム組成物。
- 前記無機フィラーが、シリカである、請求項1~3のいずれか1項に記載の三次元積層造形用ゴム組成物。
- 前記(メタ)アクリロイル基を有しないトリアルコキシシランの含有量が、液状ゴム100質量部あたり2.5質量部以上である、請求項1~4のいずれか1項に記載の三次元積層造形用ゴム組成物。
- 前記液状ゴムの含有量が、50質量%以上である、請求項1~5のいずれか1項に記載の三次元積層造形用ゴム組成物。
- 温度35℃、相対湿度50%の環境下で、振り角1%、周波数1HzにてE型粘度計を用いて測定された粘度が、1Pa・s以上である、請求項1~6のいずれか1項に記載の三次元積層造形用ゴム組成物。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の三次元積層造形用ゴム組成物の硬化物である、ゴム成形体。
- 破断応力が、8MPa以上である、請求項8に記載のゴム成形体。
- 破断伸び率が、150%以上である、請求項8又は9に記載のゴム成形体。
- 破断応力(MPa)と破断伸び(%)との積である、破断エネルギーが、2000以上である、請求項8~10のいずれか1項に記載のゴム成形体。
- ショアA硬度が、25以上である、請求項8~11のいずれか1項に記載のゴム成形体。
- ショアC硬度が、40以上である、請求項8~12のいずれか1項に記載のゴム成形体。
- 圧縮永久歪み(24時間)が、10%以下である、請求項8~13のいずれか1項に記載のゴム成形体。
- 請求項1~7のいずれか1項に記載の三次元積層造形用ゴム組成物を積層する積層工程と、
前記積層された三次元積層造形用ゴム組成物を硬化させる硬化工程と、
を備える、ゴム成形体の製造方法。
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