JPH1067039A - シリコーン系ゴム発泡体の製造方法 - Google Patents

シリコーン系ゴム発泡体の製造方法

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JPH1067039A
JPH1067039A JP8228344A JP22834496A JPH1067039A JP H1067039 A JPH1067039 A JP H1067039A JP 8228344 A JP8228344 A JP 8228344A JP 22834496 A JP22834496 A JP 22834496A JP H1067039 A JPH1067039 A JP H1067039A
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 微細で均一な気泡径と気泡の均一な分散性を
有するシリコーン系ゴム組成物発泡体を安定して得るこ
と。 【解決手段】 押出機を使用し、未硬化または半硬化状
態のシリコーン系ゴム組成物に、常温常圧で気体の物質
を、その臨界圧力以上、臨界温度以上で浸透、拡散させ
た後、圧力を低下させて未硬化あるいは半硬化状態で発
泡させ、成形硬化を行うシリコーン系ゴム発泡体の製造
方法において、常温常圧で気体の物質の注入部におけ
る、常温常圧で気体の物質とシリコーン系ゴム組成物と
の接触面積S(cm2 )と、シリコーン系ゴム組成物の押
出速度V(cm3/min.)との関係が、S≧2Vであり、圧
力を低下させる速度が10kgf/cm2/sec.以上であることを
特徴とするシリコーン系ゴム発泡体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、断熱材、OA機器
用ロール、緩衝材、化粧用パフ、各種成形体の軽量化等
に用いられるシリコーン系ゴム発泡体の製造方法に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法とし
ては、発泡剤を用いて化学反応によって気泡を発生させ
る化学発泡と、気体を直接樹脂に混合する物理発泡とが
一般的に知られており、シリコーン系ゴム分野では、専
ら硬化反応と同時に化学発泡を行う方法が採られてき
た。そしてこの方法によって得られる気泡径は、例えば
特開平7-241934号公報に示されるように、シリコーンゴ
ムパウダーを混入することにより気泡径とその分散性が
均一で微細な気泡を有する発泡体を得る工夫がなされて
いるが、この方法によっても気泡径は 300〜 700μm程
度であり、また本発明者の研究によれば、シリコーン系
ゴム組成物の硬化方法を種々の方法で制御することによ
り、 100超〜 300μm程度の気泡径が得られるが、これ
以下にはならなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のゴ
ム 泡体の製造方法、特にシリコーン系ゴム発泡体の製
造方法では、発泡と硬化が加熱という1つの制御条件で
同時に進行し且つ発泡温度と硬化温度が接近しているた
め、微細で均一な気泡径と気泡の均一な分散性を有する
[以下単に(均一な)と略す]発泡体を安定して得るこ
とが困難であり、また均一な発泡体を安定して得る為に
は、硬化速度と発泡速度を高度に制御する必要があっ
た。それによっても気泡径は前記の範囲が限度であり、
より微細な気泡径を有する発泡体を得ることは不可能で
あった。すなわち本発明は、硬化速度と発泡速度を高度
に制御することなく気泡径が 100μm以下の均一な発泡
体を安定して生産性良く得ることができる、シリコーン
系ゴム発泡体の製造方法を提供するものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は前記従来の問題
点を解決したシリコーン系ゴム発泡体の製造方法に関す
るものであり、押出機を使用し、未硬化または半硬化状
態のシリコーン系ゴム組成物に、常温常圧で気体の物質
(以下単に気体物質という)を、その臨界圧力以上、臨
界温度以上で浸透、拡散させた後、圧力を低下させて未
硬化あるいは半硬化状態で発泡させ、成形硬化を行うシ
リコーン系ゴム発泡体の製造方法において、気体物質の
注入部における、気体物質とシリコーン系ゴム組成物と
の接触面積S(cm2 )と、シリコーン系ゴム組成物の押
出速度V(cm3/min.)との関係が、S≧2Vであり、圧
力を低下させる速度が10kgf/cm2/sec.以上であることを
特徴とするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】即ち、本発明者は、均一なシリコ
ーン系ゴム発泡体を安定して生産性良く得るためには、
物理発泡により、微細な気泡を連続的に発生させればよ
いことに着眼し、その方法、条件、原料について種々検
討を重ねた結果本発明に到達した。以下に本発明につい
て詳しく述べる。
【0006】本発明において気体物質を臨界温度以上、
臨界圧力以上としてシリコーン系ゴム組成物へ浸透、拡
散させるのは、気体物質を高密度かつ速やかにシリコー
ン系ゴム組成物中へ浸透、拡散させるためである。ま
た、気体物質の注入部における気体物質とシリコーン系
ゴム組成物との接触面積S(cm2 )と、シリコーン系ゴ
ム組成物の押出速度V(cm3/min.)との関係を、S≧2
Vとするのは、臨海温度以上、臨界圧力以上にある気体
物質を、シリコーン系ゴム組成物中へ均一且つ十分に浸
透、拡散させるためで、Sの値が2V未満では圧力を低
下させたとき発泡する気泡数が少なくなり、発泡体とし
ての十分な性能のものを得ることができない。つまりシ
リコーン系ゴムを発泡させる目的は低硬度の成形体を得
ることにあり、具体的には発泡前に硬度50のものを発泡
体とした時に20〜40 とするためには、発泡倍率1.5 以
上とする必要があるが、S<2Vではこのような発泡体
を得ることができない。
【0007】さらに本発明において圧力を10kgf/cm2/se
c.以上の速度で低下させるのは、 100μm以下、具体的
には100 μmの微細な気泡を形成させるためであり、10
kgf/cm2/sec.未満の速度で低下させると気泡径は 100μ
m超、著しくは 500μm以上となり、目的の発泡体を得
ることができない。また、圧力を低下させる速度の上限
は特に限定されないが、工業的には 500kgf/cm2/sec.以
下で設計するのが実用的である。
【0008】本発明に用いられるシリコーン系ゴム組成
物としては、従来公知の物を用いれば良く、シロキサン
結合を有する高分子化合物とパーオキサイドとからなる
もの、シロキサン結合を有する高分子化合物及び珪素原
子に直結した水素原子を1分子中に少なくとも2個以上
有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと白金系
触媒とからなるものなどが挙げられる。また、上記シロ
キサン結合を有する高分子化合物及びオルガノハイドロ
ジェンポリシロキサンは、エポキシ基、アクリル基、ハ
ロゲン原子等を含むものであっても良い。
【0009】さらに本発明においては、シリコーン系ゴ
ム組成物の硬化剤として、硬化温度の異なる2種以上の
ものを併用し、まず前記硬化剤として少なくとも1種を
残して、その他の硬化剤によりシリコーン系ゴム組成物
の半硬化を行い、気体物質を注入浸透、拡散させた後、
圧力を低下させて半硬化状態で発泡させ、残った硬化剤
を使用して加熱硬化を行えば、発泡時の組成物の粘度調
整が任意にでき、発泡状態の制御及び成形が容易にでき
る。なおシリコーン系ゴム組成物には、必要に応じて、
難燃剤、老化防止剤、耐候性向上剤、耐衝撃性向上剤、
補強剤、着色剤、導電性付与剤等の各種添加剤を添加す
ることは差し支えない。なお、本発明における未硬化あ
るいは半硬化状態とは、押出機、ダイス内において塑性
流動し、所望の形に成形、硬化させることが可能な状態
を示す。
【0010】本発明に使用される気体物質としては、特
に制限はないが、水素、ヘリウム、窒素、酸素、ネオ
ン、アルゴン、二酸化炭素、メタン、エタン、プロパ
ン、ブタン、エチレン、プロピレン等及びこれらの混合
物から選ばれた少なくとも1種のものが例示され、化学
的に安定であり、臨界温度が常温に近いことから特に二
酸化炭素が好ましい。
【0011】本発明に用いられる装置としては、図1の
ような公知の押出機が使用可能である。この際前述のよ
うに気体物質5(図1ではCO2 5) の注入部における、
気体物質5とシリコーン系ゴム組成物1との接触面積S
(cm2 )とシリコーン系ゴム組成物1の押出速度V(cm
3/min.)との関係を、S≧2Vとすることが均一なシリ
コーン系ゴム発泡体6を得るのに必要であり、この気体
物質注入部は、押出機中の、少なくとも1カ所以上に設
けられている圧縮部以後に設けるか、図1のようにギア
ポンプ3によりシリコーン系ゴム組成物1の圧を一定値
以上に上昇させる部分の後に設けることが良く、このよ
うにすれば、気体物質5の押出機内での逆流を防ぐこと
ができる。また、本発明におけるSと2Vの関係を満た
す手段としては、この気体物質5の注入部に空間を設け
てそこに多孔質物体4を充填し、この多孔質物体4を介
して気体物質5を注入すれば、所望の接触面積を容易に
得ることができるとともにシリコーン系ゴム組成物1が
気体物質注入部に逆流するのを防ぐことができる。
【0012】シリコーン系ゴム組成物を硬化させる方法
としては、加熱、電子線照射、UV照射、放射線照射等
が例示され、シリコーン系ゴム組成物の種類により適宜
選択することが可能であるが、安全性、汎用性を考慮す
ると加熱、または電子線照射による方法が好ましく、更
には、本発明においてはシリコーン系ゴム組成物を発泡
させた後に硬化させるため、発泡した未硬化または半硬
化状態のシリコーン系ゴム組成物が断熱性を有するよう
になるので、高周波加熱による方法か、電子線照射によ
る方法などの、熱伝導性に影響を与えず、内部まで均一
に硬化させる方法を用いることが最も好ましい。
【0013】
【実施例】次に実施例を挙げて本発明を説明する。 (実施例1)気体物質と組成物との接触面積Sを250cm2
となるような多孔質セラミックスを充填した気体物質注
入部をギアポンプの後に設けた50mm単軸ゴム用押出機
に、シリコーン系ゴムコンパウンド「KE151−U」
(信越化学製、商品名) 100重量部と加硫剤・ビス−2,
4 - ジクロロベンゾイルパーオキサイド・「C−2」
(信越化学製、商品名)3重量部とからなる混練物(比
重1.15)を供給した。ギアポンプにより上記混練物圧を
150kgf/cm2まで上昇させるとともに温度を50℃まで上昇
させ、二酸化炭素を上記多孔質セラミックスを介して50
℃、152kgf/cm2で供給し、φ2mmの丸ダイスから押し出
すと同時に圧力を2秒間で開放しシリコーンゴム組成物
の発泡体を得た。このときの組成物の押出速度Vは43.5
cm3/min とした。これを高周波加熱により、 180℃で2
分間処理した後、 200℃のオーブンで4時間アフターキ
ュアしてシリコーンゴム発泡体を得た。この時の発泡倍
率は 2.6倍、気泡の平均サイズは42μm、気泡サイズの
標準偏差は 3.1μmであった。
【0014】(比較例1)実施例1で使用した押出機中
の同じ位置の気体物質注入部に、気体物質と混練物との
接触面積Sが 50cm2となるような多孔質セラミックスを
充填し、シリコーンゴムコンパウンド「KE151−
U」(前出) 100重量部と加硫剤・ビス−2,4 - ジクロ
ロベンゾイルパーオキサイド・「C−2」(前出)3重
量部とからなる混練物を供給した。ギアポンプにより混
練物圧を150kgf/cm2まで上昇させるとともに、温度を50
℃まで上昇させ、二酸化炭素を上記多孔質セラミックス
を介して50℃、152kgf/cm2で供給し、φ2mmの丸ダイス
から押し出すと同時に圧力を2秒間で解放した。このと
きの混練物押出速度Vを43.5cm3/min とした。これを高
周波加熱により、 180℃で2分間処理した後、 200℃の
オーブンで4時間アフターキュアしてシリコーンゴム組
成物発泡体を得た。この時の発泡倍率は 1.2倍で、気泡
数が少なく発泡体と呼べるものではなかった。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、硬化速度と発泡速度を
高度に制御することなしに、気泡のサイズが 100μm未
満の、均一で微細な気泡径と均一な気泡分散性を有する
シリコーン系ゴム発泡体を安定して得ることができるの
で、製造コストダウンができ、様々な用途への応用が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明において用いられる押出機の一例の縦断
面図である。
【符号の説明】
1 シリコーン系ゴム組成物、 6 シリコーン系
ゴム発泡体。 2 スクリュー、 3 ギアポンプ、 4 多孔質物体、 5 CO2 (気体物質)、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 押出機を使用し、未硬化または半硬化状
    態のシリコーン系ゴム組成物に、常温常圧で気体の物質
    を、その臨界圧力以上、臨界温度以上で浸透、拡散させ
    た後、圧力を低下させて未硬化あるいは半硬化状態で発
    泡させ、成形硬化を行うシリコーン系ゴム発泡体の製造
    方法において、常温常圧で気体の物質の注入部におけ
    る、常温常圧で気体の物質とシリコーン系ゴム組成物と
    の接触面積S(cm2 )と、シリコーン系ゴム組成物の押
    出速度V(cm3/min.)との関係が、S≧2Vであり、圧
    力を低下させる速度が10kgf/cm2/sec.以上であることを
    特徴とするシリコーン系ゴム発泡体の製造方法。
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