JP2018171699A - Resin movable member and robot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂製可動部材およびロボットに関する。 The present invention relates to a resin movable member and a robot.
これまで各種のロボットの可動部を構成する可動部材について検討されてきた。この種の技術としては、例えば、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には、塗装ロボットアーム部や塗装機のケーブル・ホースを構成する可動部用ケーブルの被覆材が記載されている。この可動部用ケーブルの被覆材に関して、同文献の実施例1〜13には、100%引張応力M100が4.7MPa〜9.6MPaかつHDD硬度が31〜39であることが記載されている(特許文献1の表2〜3)。 Until now, movable members constituting movable parts of various robots have been studied. As this type of technology, for example, the technology described in Patent Document 1 is known. Patent Document 1 describes a coating material for a movable part cable that constitutes a painting robot arm part and a cable / hose of a painting machine. Respect dressing of the movable portion for the cable, in Examples 1 to 13 of this document, it is described that 100% tensile stress M 100 is 4.7MPa~9.6MPa and HDD hardness of 31 to 39 (Tables 2-3 in Patent Document 1).
しかしながら、本発明者が検討したところ、上記文献1に記載のロボットの可動部材を構成する被覆材は、ひずみ開始時における初期ひずみに対する初期変形容易性および耐久性の点において、改善の余地を有していることが判明した。 However, as a result of studies by the present inventor, the covering material constituting the movable member of the robot described in Document 1 has room for improvement in terms of ease of initial deformation and durability against initial strain at the start of strain. Turned out to be.
本発明者は、硬度を低減するとともに、100%伸張時における引張応力M100を低減させることにより、初期変形容易性を安定的に実現できることを見出すとともに、引裂強度を高めることにより、耐久性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventors, as well as to reduce the hardness, by reducing the stress M 100 Tensile at 100% elongation, with finding that the initial deformation easiness can be achieved stably by increasing the tear strength and durability It has been found that it can be improved, and the present invention has been completed.
本発明によれば、
ロボットの一部を構成する樹脂製可動部材であって、
JIS K6251(2004)に準拠して測定される室温25℃で、100%伸張時における引張応力M100が、0.1MPa以上2.0MPa以下であり、
JIS K6253(1997)に準拠して規定されるデュロメータ硬さAが、50以下である、樹脂製可動部材が提供される。
According to the present invention,
A resin movable member constituting a part of the robot,
JIS K6251 at room temperature 25 ° C. as measured according to (2004), stress M 100 Tensile at 100% elongation is, is at 0.1MPa or higher 2.0MPa or less,
A resin movable member having a durometer hardness A defined in accordance with JIS K6253 (1997) of 50 or less is provided.
また本発明によれば、
上記脂製可動部材を備える、ロボットが提供される。
Also according to the invention,
A robot provided with the above-mentioned fat movable member is provided.
本発明によれば、初期変形容易性および耐久性に優れており、ロボットの一部を構成する樹脂製可動部材およびそれを用いたロボットが提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in initial deformation | transformation ease and durability, The resin-made movable member which comprises some robots, and a robot using the same are provided.
本実施形態の樹脂製可動部材は、JIS K6251(2004)に準拠して測定される室温25℃で、100%伸張時における引張応力M100が、0.1MPa以上2.0MPa以下であり、JIS K6253(1997)に準拠して規定されるデュロメータ硬さAが、50以下であり、JIS K6252(2001)に準拠して測定される引裂強度が、25N/mm以上とすることができる。このような樹脂製可動部材は、ロボットの一部を構成することができる。 Resin movable member of the present embodiment, JIS K6251 at room temperature 25 ° C. as measured according to (2004), stress M 100 Tensile at 100% elongation is, is at 0.1MPa or higher 2.0MPa or less, JIS The durometer hardness A defined in accordance with K6253 (1997) is 50 or less, and the tear strength measured in accordance with JIS K6252 (2001) can be 25 N / mm or more. Such a resin movable member can constitute a part of the robot.
本実施形態の樹脂製可動部材によれば、硬度を低減した上で、100%伸張時における引張応力M100を小さくすることができる。すなわち、樹脂製可動部材の低ひずみ領域における応力を小さくすることが可能となる。これにより、屈曲や伸張などの変形が容易となる変形容易性に優れた樹脂製可動部材を実現することができる。 According to the resin movable member of the present embodiment, in terms of a reduced hardness, it is possible to reduce the stress M 100 Tensile at 100% elongation. That is, the stress in the low strain region of the resin movable member can be reduced. As a result, it is possible to realize a resin movable member that is easily deformable and can be easily deformed such as bent and stretched.
また、本実施形態の樹脂製可動部材によれば、50%伸張時における引張応力M50、100%伸張時における引張応力M100、および600%伸張時における引張応力M600を小さくすることができる。すなわち、樹脂製可動部材の低ひずみ領域から高ひずみ領域において、ひずみ初期における応力が小さく、ひずみ中期における応力も小さく、ひずみ後期における応力も小さくすることが可能となる。これにより、屈曲や伸張などの変形が容易となる変形容易性に優れた樹脂製可動部材を実現することができる。 Further, according to the resin movable member of the present embodiment, it is possible to reduce the tensile stress M 600 at the time of stress M 100, and 600% elongation tensile during stress M 50, 100% elongation tensile at 50% elongation . That is, in the low-strain region to the high-strain region of the resin movable member, the stress at the initial stage of strain is small, the stress at the middle stage of strain is small, and the stress at the late stage of strain can be reduced. As a result, it is possible to realize a resin movable member that is easily deformable and can be easily deformed such as bent and stretched.
また、本実施形態の樹脂製可動部材によれば、JIS K6252(2001)に準拠して測定される引裂強度を大きくすることができる。このため、繰り返しの変形に耐えられる耐久性に優れた樹脂製可動部材を実現することができる。 Moreover, according to the resin movable member of the present embodiment, the tear strength measured in accordance with JIS K6252 (2001) can be increased. For this reason, the resin movable member excellent in durability which can endure repeated deformation | transformation is realizable.
また、本発明者が検討したところ、上記文献1に記載の可動部用ケーブルの被覆材は、小さな変形から大きな変形までの応力が小さく、屈曲や伸張などの変形が容易となる変形容易性、および繰り返しの変形に耐えられる耐久性の点において、改善の余地を有していることが判明した。 Further, as a result of the study by the present inventors, the covering material for the movable part cable described in the above-mentioned document 1 has a low degree of stress from a small deformation to a large deformation, and is easy to deform such as bending and stretching, It was also found that there is room for improvement in terms of durability that can withstand repeated deformation.
一般的に引張応力を小さくすると、引裂強度が小さくなり、耐久性が低下するという関係にある。
これに対して、本発明者は、樹脂の架橋密度等の樹脂構造を適切に制御することにより、引張応力を小さくしつつも、引裂強度を大きくできることを見出した。すなわち、変形容易性および耐久性に優れた樹脂製可動部材を実現することができた。
Generally, when the tensile stress is reduced, the tear strength is reduced and the durability is lowered.
On the other hand, the present inventor has found that the tear strength can be increased while the tensile stress is reduced by appropriately controlling the resin structure such as the crosslinking density of the resin. That is, a resin movable member having excellent deformability and durability could be realized.
さらに検討した結果、低ひずみ領域から高ひずみ領域までの変形時にかかる引張応力が、上記変形容易性の指標となり、引裂強度が、上記耐久性の指標の一つとなり得ることが判明した。これらの指標に基づくことにより、変形容易性および耐久性に優れた樹脂製可動部材を安定的に実現できることを見出した。
また、このような上記2つの指標に基づいて得られた樹脂製可動部材は、ロボットの可動部の動作に追従して、繰り返し変形するように使用される使用環境に適することが分かった。
As a result of further investigation, it was found that the tensile stress applied during deformation from the low strain region to the high strain region can be an index of the ease of deformation, and tear strength can be one of the indexes of durability. Based on these indices, it has been found that a resin movable member having excellent deformability and durability can be stably realized.
Further, it has been found that the resin movable member obtained based on the above two indices is suitable for a usage environment in which it is repeatedly deformed following the operation of the movable part of the robot.
本実施形態によれば、変形容易性および耐久性に優れる樹脂製可動部材および、かかる樹脂製可動部材を備えるロボットを実現できる。 According to the present embodiment, it is possible to realize a resin movable member excellent in deformability and durability, and a robot including such a resin movable member.
本実施形態の樹脂製可動部材は、産業用ロボット等のロボット用途の一例として、例えば、水やエアなどを供給する駆動チューブ、関節等の駆動機構;配線ケーブル、その支持部材や保護部材、コネクタ等の配線機構;マニュピレーター等の操作機構;などの一部を構成することができる。本実施形態の樹脂製可動部材は、摺動、回転、伸縮などのロボットにおける各種の基本動作に適する。 The resin movable member of this embodiment is an example of a robot application such as an industrial robot. For example, a drive tube that supplies water or air, a drive mechanism such as a joint; a wiring cable, a support member or a protection member thereof, and a connector A part of a wiring mechanism such as an operation mechanism such as a manipulator can be configured. The resin movable member of this embodiment is suitable for various basic operations in a robot such as sliding, rotation, and expansion / contraction.
次に、本実施形態の樹脂製可動部材の特性について説明する。 Next, the characteristics of the resin movable member of this embodiment will be described.
本実施形態の樹脂製可動部材の、JIS K6251(2004)に準拠して測定される室温25℃での、50%伸張時における引張応力M50の上限値は、例えば、1.5MPa以下であり、好ましくは1.3MPa以下であり、より好ましくは1.0MPa以下であり、一層好ましくは0.7MPa以下である。これにより、変形開始の初期における応力を小さくできるので、器具や機器の操作の初動を良好なものとすることができる。また、樹脂製可動部材の50%伸張時における引張応力M50の下限値は、特に限定されないが、例えば、0.05MPa以上でもよく、0.1MPa以上でもよい。これにより、樹脂製可動部材の機械的強度を向上させることができる。 The resin movable member of the present embodiment, at room temperature 25 ° C. which is measured according to JIS K6251 (2004), the upper limit of the tensile stress M 50 at 50% elongation, for example, be less 1.5MPa The pressure is preferably 1.3 MPa or less, more preferably 1.0 MPa or less, and still more preferably 0.7 MPa or less. Thereby, since the stress in the initial stage of a deformation | transformation can be made small, the initial movement of operation of an instrument or an apparatus can be made favorable. Further, the lower limit value of the tensile stress M 50 at the time of 50% elongation of the resin movable member is not particularly limited, but may be, for example, 0.05 MPa or more, or 0.1 MPa or more. Thereby, the mechanical strength of the resin movable member can be improved.
本実施形態の樹脂製可動部材の、JIS K6251(2004)に準拠して測定される室温25℃での、100%伸張時における引張応力M100の上限値は、例えば、2.0MPa以下であり、好ましくは1.8MPa以下であり、より好ましくは1.5MPa以下であり、一層好ましくは1.0MPa以下である。これにより、変形開始から変形終了までの中期における応力を小さくできるので、器具や機器の操作をスムーズに行うことができる。また、樹脂製可動部材の100%伸張時における引張応力M100の下限値は、特に限定されないが、例えば、0.1MPa以上でもよく、0.3MPa以上でもよい。これにより、樹脂製可動部材の機械的強度を向上させることができる。 The resin movable member of the present embodiment, at room temperature 25 ° C. which is measured according to JIS K6251 (2004), the upper limit of the stress M 100 Tensile at 100% elongation, for example, be less 2.0MPa The pressure is preferably 1.8 MPa or less, more preferably 1.5 MPa or less, and still more preferably 1.0 MPa or less. Thereby, since the stress in the middle period from the start of deformation to the end of deformation can be reduced, the operation of the instrument or device can be performed smoothly. The lower limit of the stress M 100 Tensile at 100% elongation of the resin movable member is not particularly limited, for example, may be 0.1MPa or more, may be more than 0.3 MPa. Thereby, the mechanical strength of the resin movable member can be improved.
本実施形態の樹脂製可動部材の、JIS K6251(2004)に準拠して測定される室温25℃での、600%伸張時における引張応力M600の上限値は、例えば、7.0MPa以下であり、好ましくは6.5MPa以下であり、より好ましくは6.0MPa以下であり、一層好ましくは5.5MPa以下である。これにより、変形終了時の後期における応力を小さくできるので、器具や機器の操作に応じてスムーズに大きく変形できるので操作性を高めることができ、大きな可動を伴う可動部に適用することができる。また、樹脂製可動部材の600%伸張時における引張応力M600の下限値は、特に限定されないが、例えば、1.5MPa以上でもよく、2.0MPa以上でもよい。これにより、樹脂製可動部材の機械的強度を向上させることができる。 The resin movable member of the present embodiment, at room temperature 25 ° C. which is measured according to JIS K6251 (2004), the upper limit of the stress M 600 Tensile at 600% elongation, for example, be less 7.0MPa Preferably, it is 6.5 MPa or less, More preferably, it is 6.0 MPa or less, More preferably, it is 5.5 MPa or less. Thereby, since the stress in the latter stage at the end of the deformation can be reduced, it can be deformed smoothly and greatly in accordance with the operation of the instrument or device, so that the operability can be improved and it can be applied to a movable part with a large degree of movement. Further, the lower limit value of the tensile stress M 600 when the resin movable member is stretched by 600% is not particularly limited, but may be, for example, 1.5 MPa or more, or 2.0 MPa or more. Thereby, the mechanical strength of the resin movable member can be improved.
本実施形態の樹脂製可動部材の、JIS K6251(2004)に準拠して測定される破断エネルギーの下限値としては、例えば、1J以上であり、好ましくは1.5J以上であり、より好ましくは2J以上であり、一層好ましくは2.5J以上である。これにより、樹脂製可動部材の変形による破壊を抑制できる。また、樹脂製可動部材の繰り返しの変形に耐えられる耐久性を向上させることができる。一方で、樹脂製可動部材の破断エネルギーの上限値としては、特に限定されないが、例えば、5J以下としてもよく、4.5J以下としてもよい。これにより、各種の機器や器具の操作性を良好なものとすることができる。 The lower limit value of the breaking energy measured according to JIS K6251 (2004) of the resin movable member of the present embodiment is, for example, 1 J or more, preferably 1.5 J or more, more preferably 2 J. It is above, More preferably, it is 2.5J or more. Thereby, destruction by deformation of the resin movable member can be suppressed. In addition, durability that can withstand repeated deformation of the resin movable member can be improved. On the other hand, the upper limit value of the breaking energy of the resin movable member is not particularly limited, but may be, for example, 5 J or less, or 4.5 J or less. Thereby, the operativity of various apparatuses and instruments can be made favorable.
本実施形態の樹脂製可動部材の、JIS K6251(2004)に準拠して測定される破断伸びの下限値としては、例えば、500%以上であり、好ましくは700%以上であり、より好ましくは800%以上である。これにより、樹脂製可動部材の高伸縮性および耐久性を向上させることができる。一方で、樹脂製可動部材の破断伸びの上限値としては、特に限定されないが、例えば、2000%以下としてもよく、1500%以下としてもよく、1100%以下としてもよい。これにより、樹脂製可動部材の機械的強度を向上させることができる。 The lower limit value of the elongation at break measured in accordance with JIS K6251 (2004) of the resin movable member of the present embodiment is, for example, 500% or more, preferably 700% or more, more preferably 800. % Or more. Thereby, the high elasticity and durability of the resin movable member can be improved. On the other hand, the upper limit of the elongation at break of the resin movable member is not particularly limited, but may be, for example, 2000% or less, 1500% or less, or 1100% or less. Thereby, the mechanical strength of the resin movable member can be improved.
本実施形態の樹脂製可動部材の、JIS K6251(2004)に準拠して測定される引張強度の下限値としては、例えば、5.0MPa以上であり、好ましくは6.0MPa以上であり、より好ましくは7.0MPa以上である。これにより、樹脂製可動部材の機械的強度を向上させることができる。また、破断エネルギーを大きくすることができる。このため、繰り返しの変形に耐えられる耐久性に優れた樹脂製可動部材を実現することができる。一方で、樹脂製可動部材の引張強度の上限値としては、特に限定されないが、例えば、15MPa以下としてもよく、13MPa以下としてもよい。これにより、各種の機器や器具の操作性を良好なものとすることができる。 The lower limit value of the tensile strength measured according to JIS K6251 (2004) of the resin movable member of the present embodiment is, for example, 5.0 MPa or more, preferably 6.0 MPa or more, and more preferably. Is 7.0 MPa or more. Thereby, the mechanical strength of the resin movable member can be improved. Further, the breaking energy can be increased. For this reason, the resin movable member excellent in durability which can endure repeated deformation | transformation is realizable. On the other hand, the upper limit value of the tensile strength of the resin movable member is not particularly limited, but may be, for example, 15 MPa or less, or 13 MPa or less. Thereby, the operativity of various apparatuses and instruments can be made favorable.
本実施形態の樹脂製可動部材の、JIS K6252(2001)に準拠して測定される引裂強度の下限値としては、例えば、25N/mm以上であり、好ましくは30N/mm以上であり、より好ましくは33N/mm以上であり、さらに好ましくは35N/mm以上である。これにより、樹脂製可動部材の耐傷付き性や機械的強度を向上させることができる。また、樹脂製可動部材の繰り返し使用時における耐久性を向上させることができる。一方で、樹脂製可動部材の引裂強度の上限値としては、特に限定されないが、例えば、70N/mm以下としてもよく、60N/mm以下としてもよい。これにより、本実施形態の樹脂製可動部材の硬化物の諸特性のバランスをとることができる。 The lower limit value of the tear strength measured according to JIS K6252 (2001) of the resin movable member of the present embodiment is, for example, 25 N / mm or more, preferably 30 N / mm or more, more preferably. Is 33 N / mm or more, more preferably 35 N / mm or more. Thereby, the scratch resistance and mechanical strength of the resin movable member can be improved. Moreover, the durability at the time of repeated use of the resin movable member can be improved. On the other hand, the upper limit value of the tear strength of the resin movable member is not particularly limited, but may be, for example, 70 N / mm or less, or 60 N / mm or less. Thereby, the various characteristics of the hardened | cured material of the resin movable member of this embodiment can be balanced.
また、産業用ロボットの保護部材では、内部の配線が断線した場合に、破損した配線が保護部材に接触し、保護部材の破損が生じる恐れがある。これに対して、保護部材として、上記下限値以上のような引裂き強度が高い樹脂製可動部材を使用することにより、破損した配線が接触しても保護部材が破損することが抑制することができる。 Moreover, in the protection member of an industrial robot, when an internal wiring is disconnected, the damaged wiring may come into contact with the protection member, and the protection member may be damaged. On the other hand, as a protective member, by using a resin movable member having a high tear strength such as the above lower limit value or more, it is possible to prevent the protective member from being damaged even if the damaged wiring contacts. .
本実施形態の樹脂製可動部材の、JIS K6253(1997)に準拠して規定されるデュロメータ硬さAの上限値としては、例えば、50以下あり、好ましくは48以下であり、より好ましくは40以下であり、さらに好ましくは30以下である。これにより、樹脂製可動部材の柔軟性を向上させることができ、屈曲や伸張などの変形が容易となる変形容易性に優れた樹脂製可動部材を実現することができる。これにより、各種の機器や器具の操作性を良好なものとすることができる。樹脂製可動部材のデュロメータ硬さAの下限値としては、特に限定されないが、例えば、1以上でもよく、5以上でもよく、10以上でもよい。これにより、樹脂製可動部材の機械的強度を高めることができる。 The upper limit value of the durometer hardness A defined in accordance with JIS K6253 (1997) of the resin movable member of the present embodiment is, for example, 50 or less, preferably 48 or less, more preferably 40 or less. More preferably, it is 30 or less. Thereby, the softness | flexibility of the resin movable member can be improved and the resin movable member excellent in the ease of deformation | transformation from which deformation | transformation, such as bending and expansion | extension, becomes easy can be implement | achieved. Thereby, the operativity of various apparatuses and instruments can be made favorable. The lower limit value of the durometer hardness A of the resin movable member is not particularly limited, but may be, for example, 1 or more, 5 or more, or 10 or more. Thereby, the mechanical strength of the resin movable member can be increased.
本実施形態の樹脂製可動部材において、上記引張応力M50や引張応力M100等の低ひずみ領域における引張応力を小さくしつつかつ上記硬度を小さくすることにより、初期変形容易性を安定的に向上させることができ、ロボットに適する可動部材の構造を実現することが可能になる。 In the resin-made movable member of the present embodiment, by reducing the small and while and the hardness tensile stress in the low strain region such as the tensile stress M 50 and tensile stress M 100, stably improve the initial deformation easiness Therefore, a movable member structure suitable for the robot can be realized.
本実施形態では、たとえば樹脂製可動部材中に含まれる各成分の種類や配合量、樹脂製可動部材を形成するための組成物の調製方法や樹脂製可動部材の製造方法等を適切に選択することにより、上記引張応力、破断エネルギー、引張強度、引裂強度、硬度を制御することが可能である。これらの中でも、たとえば、樹脂製可動部材を構成する樹脂の種類や配合比率、樹脂の架橋密度や架橋構造等を適切に制御したり、無機充填材の配合比率や無機充填材の分散性を向上させること等が、上記引張応力、破断エネルギー、引張強度、引裂強度、硬度を所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。 In the present embodiment, for example, the type and amount of each component contained in the resin movable member, the preparation method of the composition for forming the resin movable member, the method of manufacturing the resin movable member, and the like are appropriately selected. Accordingly, the tensile stress, breaking energy, tensile strength, tear strength, and hardness can be controlled. Among these, for example, the type and blending ratio of the resin constituting the resin movable member, the crosslink density and crosslink structure of the resin, etc. are appropriately controlled, and the blending ratio of the inorganic filler and the dispersibility of the inorganic filler are improved. It is mentioned as an element for making the said tensile stress, breaking energy, tensile strength, tear strength, hardness into a desired numerical range.
以下、本実施形態の樹脂製可動部材の組成について説明する。 Hereinafter, the composition of the resin movable member of this embodiment will be described.
本実施形態の樹脂製可動部材は、熱可塑性樹脂またはゴム材で構成されていてもよい。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The resin movable member of the present embodiment may be made of a thermoplastic resin or a rubber material. These may be used alone or in combination of two or more.
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアセタール系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、塩化ビニル系樹脂及びポリウレタン系樹脂からなる群から選択される一種以上を含むことができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The thermoplastic resin is selected from the group consisting of, for example, polyolefin resins, polystyrene resins, polyamide resins, polyacetal resins, saturated polyester resins, polyacrylonitrile resins, vinyl chloride resins, and polyurethane resins. One or more can be included. These may be used alone or in combination of two or more.
また、上記ゴム材としては、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンゴムからなる群から選択される一種以上を含むことができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。この中でも、特性のバランスの観点から、アクリルゴム、シリコーンゴムまたはウレタンゴムを用いることができ、好ましくはシリコーンゴムを用いることができる。 The rubber material may include one or more selected from the group consisting of silicone rubber, fluorine rubber, nitrile rubber, acrylic rubber, styrene rubber, chloroprene rubber, ethylene propylene rubber, and urethane rubber. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylic rubber, silicone rubber, or urethane rubber can be used from the viewpoint of balance of characteristics, and silicone rubber can be preferably used.
また、本実施形態の樹脂製可動部材は、産業用ロボットなどの可動部の機能を発揮し得る、任意の成分が添加されていてもよい。例えば、機械的強度を高める観点から、樹脂製可動部材は、無機充填材を含むことができる。無機充填材としては、公知のものが使用できるが、例えば、シリカ粒子を用いることができる。 Moreover, the resin movable member of this embodiment may be added with any component that can exhibit the function of a movable part such as an industrial robot. For example, from the viewpoint of increasing the mechanical strength, the resin movable member can include an inorganic filler. As the inorganic filler, known materials can be used, and for example, silica particles can be used.
以下、本実施形態の樹脂製可動部材の一例として、上記シリコーンゴムとして、シリコーンゴム系硬化性組成物を用いた場合について説明する。樹脂製可動部材は、シリコーンゴム系硬化性組成物の硬化物で構成されていてもよい。 Hereinafter, a case where a silicone rubber-based curable composition is used as the silicone rubber will be described as an example of the resin movable member of the present embodiment. The resin movable member may be composed of a cured product of a silicone rubber-based curable composition.
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)を含むことができる。ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)は、本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物の主成分となる重合物である。 The silicone rubber-based curable composition of the present embodiment can contain a vinyl group-containing organopolysiloxane (A). The vinyl group-containing organopolysiloxane (A) is a polymer that is a main component of the silicone rubber-based curable composition of the present embodiment.
上記ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)は、直鎖構造を有するビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)を含むことができる。 The vinyl group-containing organopolysiloxane (A) can include a vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) having a linear structure.
上記ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)は、直鎖構造を有し、かつ、ビニル基を含有しており、かかるビニル基が硬化時の架橋点となる。 The vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) has a linear structure and contains a vinyl group, and this vinyl group serves as a crosslinking point during curing.
ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)のビニル基の含有量は、特に限定されないが、例えば、分子内に2個以上のビニル基を有し、かつ15モル%以下であるのが好ましく、0.01〜12モル%であるのがより好ましい。これにより、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)中におけるビニル基の量が最適化され、後述する各成分とのネットワークの形成を確実に行うことができる。本実施形態において、「〜」は、その両端の数値を含むことを意味する。 The vinyl group content of the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) is not particularly limited. For example, the vinyl group-containing linear organopolysiloxane preferably has 2 or more vinyl groups in the molecule and 15 mol% or less. More preferably, it is 0.01-12 mol%. Thereby, the quantity of the vinyl group in vinyl group containing linear organopolysiloxane (A1) is optimized, and formation of the network with each component mentioned later can be performed reliably. In this embodiment, “to” means to include numerical values at both ends thereof.
なお、本明細書中において、ビニル基含有量とは、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)を構成する全ユニットを100モル%としたときのビニル基含有シロキサンユニットのモル%である。ただし、ビニル基含有シロキサンユニット1つに対して、ビニル基1つであると考える。 In addition, in this specification, vinyl group content is the mol% of a vinyl group containing siloxane unit when all the units which comprise a vinyl group containing linear organopolysiloxane (A1) are 100 mol%. . However, one vinyl group is considered for one vinyl group-containing siloxane unit.
また、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)の重合度は、特に限定されないが、例えば、好ましくは1000〜10000程度、より好ましくは2000〜5000程度の範囲内である。なお、重合度は、例えばクロロホルムを展開溶媒としたGPC(ゲル透過クロマトグラフィー)におけるポリスチレン換算の数平均重合度(又は数平均分子量)等として求めることができる。 The degree of polymerization of the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) is not particularly limited, but for example, it is preferably in the range of about 1000 to 10000, more preferably about 2000 to 5000. In addition, a polymerization degree can be calculated | required as a number average polymerization degree (or number average molecular weight) of polystyrene conversion in GPC (gel permeation chromatography) which used chloroform as a developing solvent, for example.
さらに、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)の比重は、特に限定されないが、0.9〜1.1程度の範囲であるのが好ましい。 Furthermore, the specific gravity of the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) is not particularly limited, but is preferably in the range of about 0.9 to 1.1.
ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)として、上記のような範囲内の重合度および比重を有するものを用いることにより、得られるシリコーンゴムの耐熱性、難燃性、化学的安定性等の向上を図ることができる。 By using a vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) having a polymerization degree and specific gravity within the above ranges, the resulting silicone rubber has heat resistance, flame retardancy, chemical stability, etc. Can be improved.
ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)としては、特に、下記式(1)で表される構造を有するものであるが好ましい。 The vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) is particularly preferably one having a structure represented by the following formula (1).
式(1)中、R1は炭素数1〜10の置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1〜10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基等が挙げられ、中でも、ビニル基が好ましい。炭素数1〜10のアリール基としては、例えば、フェニル基等が挙げられる。 In formula (1), R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group, aryl group having 1 to 10 carbon atoms, or a hydrocarbon group obtained by combining these. As a C1-C10 alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group etc. are mentioned, for example, Among these, a methyl group is preferable. As a C1-C10 alkenyl group, a vinyl group, an allyl group, a butenyl group etc. are mentioned, for example, Among these, a vinyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
また、R2は炭素数1〜10の置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1〜10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基が挙げられる。炭素数1〜10のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 R 2 is a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group, aryl group having 1 to 10 carbon atoms, or a hydrocarbon group obtained by combining these. As a C1-C10 alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group etc. are mentioned, for example, Among these, a methyl group is preferable. Examples of the alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms include a vinyl group, an allyl group, and a butenyl group. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
また、R3は炭素数1〜8の置換または非置換のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1〜8のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 R 3 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group obtained by combining these. As a C1-C8 alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group etc. are mentioned, for example, Among these, a methyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 8 carbon atoms include a phenyl group.
さらに、式(1)中のR1およびR2の置換基としては、例えば、メチル基、ビニル基等が挙げられ、R3の置換基としては、例えば、メチル基等が挙げられる。 Furthermore, examples of the substituent for R 1 and R 2 in formula (1) include a methyl group and a vinyl group. Examples of the substituent for R 3 include a methyl group.
なお、式(1)中、複数のR1は互いに独立したものであり、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。さらに、R2、およびR3についても同様である。 In the formula (1), a plurality of R 1 are independent from each other and may be different from each other or the same. The same applies to R 2 and R 3 .
さらに、m、nは、式(1)で表されるビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)を構成する繰り返し単位の数であり、mは0〜2000の整数、nは1000〜10000の整数である。mは、好ましくは0〜1000であり、nは、好ましくは2000〜5000である。 Further, m and n are the number of repeating units constituting the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) represented by the formula (1), m is an integer of 0 to 2000, and n is 1000 to 10,000. Is an integer. m is preferably 0 to 1000, and n is preferably 2000 to 5000.
また、式(1)で表されるビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)の具体的構造としては、例えば下記式(1−1)で表されるものが挙げられる。 Moreover, as a specific structure of a vinyl group containing linear organopolysiloxane (A1) represented by Formula (1), what is represented, for example by following formula (1-1) is mentioned.
式(1−1)中、R1およびR2は、それぞれ独立して、メチル基またはビニル基であり、少なくとも一方がビニル基である。 In Formula (1-1), R 1 and R 2 are each independently a methyl group or a vinyl group, and at least one is a vinyl group.
さらに、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)としては、ビニル基含有量が分子内に2個以上のビニル基を有し、かつ0.4モル%以下である第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)と、ビニル基含有量が0.5〜15モル%である第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−2)とを含有するものであるのが好ましい。シリコーンゴムの原料である生ゴムとして、一般的なビニル基含有量を有する第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)と、ビニル基含有量が高い第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−2)とを組み合わせることで、ビニル基を偏在化させることができ、シリコーンゴムの架橋ネットワーク中に、より効果的に架橋密度の疎密を形成することができる。その結果、より効果的にシリコーンゴムの引裂強度を高めることができる。 Furthermore, the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) contains a first vinyl group having a vinyl group content of 2 or more vinyl groups in the molecule and not more than 0.4 mol%. It contains a linear organopolysiloxane (A1-1) and a second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) having a vinyl group content of 0.5 to 15 mol%. Preferably there is. As raw rubber, which is a raw material of silicone rubber, a first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) having a general vinyl group content and a second vinyl group-containing direct polymer having a high vinyl group content By combining with the chain organopolysiloxane (A1-2), the vinyl groups can be unevenly distributed, and the crosslink density can be more effectively formed in the crosslinked network of the silicone rubber. As a result, the tear strength of the silicone rubber can be increased more effectively.
具体的には、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)として、例えば、上記式(1−1)において、R1がビニル基である単位および/またはR2がビニル基である単位を、分子内に2個以上有し、かつ0.4モル%以下を含む第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)と、R1がビニル基である単位および/またはR2がビニル基である単位を、0.5〜15モル%含む第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−2)とを用いるのが好ましい。 Specifically, as the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1), for example, in the above formula (1-1), a unit in which R 1 is a vinyl group and / or a unit in which R 2 is a vinyl group A first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) having two or more in the molecule and containing 0.4 mol% or less, a unit in which R 1 is a vinyl group, and / or R It is preferable to use a second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) containing 0.5 to 15 mol% of a unit in which 2 is a vinyl group.
また、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)は、ビニル基含有量が0.01〜0.2モル%であるのが好ましい。また、第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−2)は、ビニル基含有量が、0.8〜12モル%であるのが好ましい。 The first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) preferably has a vinyl group content of 0.01 to 0.2 mol%. The second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) preferably has a vinyl group content of 0.8 to 12 mol%.
さらに、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)と第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−2)とを組み合わせて配合する場合、(A1−1)と(A1−2)の比率は特に限定されないが、例えば、重量比で(A1−1):(A1−2)が50:50〜95:5であるのが好ましく、80:20〜90:10であるのがより好ましい。 Further, when the first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) and the second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) are combined and blended, (A1-1) The ratio of (A1-2) to (A1-2) is not particularly limited. For example, the weight ratio of (A1-1) :( A1-2) is preferably 50:50 to 95: 5, and 80:20 to 90: 10 is more preferable.
なお、第1および第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)および(A1−2)は、それぞれ1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Each of the first and second vinyl group-containing linear organopolysiloxanes (A1-1) and (A1-2) may be used alone or in combination of two or more. Good.
また、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)は、分岐構造を有するビニル基含有分岐状オルガノポリシロキサン(A2)を含んでもよい。 The vinyl group-containing organopolysiloxane (A) may include a vinyl group-containing branched organopolysiloxane (A2) having a branched structure.
<<オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)>>
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)を含むことができる。
オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)は、直鎖構造を有する直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐構造を有する分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)とに分類され、これらのうちのいずれか一方または双方を含むことができる。
<< organohydrogenpolysiloxane (B) >>
The silicone rubber-based curable composition of the present embodiment can contain an organohydrogenpolysiloxane (B).
The organohydrogenpolysiloxane (B) is classified into a linear organohydrogenpolysiloxane (B1) having a linear structure and a branched organohydrogenpolysiloxane (B2) having a branched structure. Either or both can be included.
直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)は、直鎖構造を有し、かつ、Siに水素が直接結合した構造(≡Si−H)を有し、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)のビニル基の他、シリコーンゴム系硬化性組成物に配合される成分が有するビニル基とヒドロシリル化反応し、これらの成分を架橋する重合体である。 The straight-chain organohydrogenpolysiloxane (B1) has a straight-chain structure and a structure in which hydrogen is directly bonded to Si (≡Si—H), and is a vinyl group-containing organopolysiloxane (A). In addition to the vinyl group, the polymer is a polymer that undergoes a hydrosilylation reaction with a vinyl group contained in a component blended in the silicone rubber-based curable composition to crosslink these components.
直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)の分子量は特に限定されないが、例えば、重量平均分子量が20000以下であるのが好ましく、1000以上、10000以下であることがより好ましい。 The molecular weight of the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) is not particularly limited. For example, the weight average molecular weight is preferably 20000 or less, and more preferably 1000 or more and 10,000 or less.
なお、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)の重量平均分子量は、例えばクロロホルムを展開溶媒としたGPC(ゲル透過クロマトグラフィー)におけるポリスチレン換算により測定することができる。 In addition, the weight average molecular weight of linear organohydrogenpolysiloxane (B1) can be measured by polystyrene conversion in GPC (gel permeation chromatography) which used chloroform as a developing solvent, for example.
また、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)は、通常、ビニル基を有しないものであるのが好ましい。これにより、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)の分子内において架橋反応が進行するのを的確に防止することができる。 Moreover, it is preferable that the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) usually has no vinyl group. Thereby, it can prevent exactly that a crosslinking reaction advances in the molecule | numerator of linear organohydrogenpolysiloxane (B1).
以上のような直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)としては、例えば、下記式(2)で表される構造を有するものが好ましく用いられる。 As the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) as described above, for example, those having a structure represented by the following formula (2) are preferably used.
式(2)中、R4は炭素数1〜10の置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基、これらを組み合わせた炭化水素基、またはヒドリド基である。炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1〜10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基等が挙げられる。炭素数1〜10のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 In formula (2), R 4 represents a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an aryl group, a hydrocarbon group combining these, or a hydride group. As a C1-C10 alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group etc. are mentioned, for example, Among these, a methyl group is preferable. As a C1-C10 alkenyl group, a vinyl group, an allyl group, a butenyl group etc. are mentioned, for example. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
また、R5は炭素数1〜10の置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基、これらを組み合わせた炭化水素基、またはヒドリド基である。炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1〜10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基等が挙げられる。炭素数1〜10のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 R 5 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group, an aryl group, a hydrocarbon group combining these, or a hydride group. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and among them, a methyl group is preferable. As a C1-C10 alkenyl group, a vinyl group, an allyl group, a butenyl group etc. are mentioned, for example. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
なお、式(2)中、複数のR4は互いに独立したものであり、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。R5についても同様である。ただし、複数のR4およびR5のうち、少なくとも2つ以上がヒドリド基である。 In the formula (2), the plurality of R 4 are independent from each other and may be different from each other or the same. The same is true for R 5. However, at least two of the plurality of R 4 and R 5 are hydride groups.
また、R6は炭素数1〜8の置換または非置換のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1〜8のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。複数のR6は互いに独立したものであり、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。 R 6 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group obtained by combining these. As a C1-C8 alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group etc. are mentioned, for example, Among these, a methyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 8 carbon atoms include a phenyl group. The plurality of R 6 are independent from each other and may be different from each other or the same.
なお、式(2)中のR4,R5,R6の置換基としては、例えば、メチル基、ビニル基等が挙げられ、分子内の架橋反応を防止する観点から、メチル基が好ましい。 In addition, as a substituent of R < 4 >, R < 5 >, R < 6 > in Formula (2), a methyl group, a vinyl group etc. are mentioned, for example, and a methyl group is preferable from a viewpoint of preventing the crosslinking reaction in a molecule | numerator.
さらに、m、nは、式(2)で表される直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)を構成する繰り返し単位の数であり、mは2〜150整数、nは2〜150の整数である。好ましくは、mは2〜100の整数、nは2〜100の整数である。 Further, m and n are the number of repeating units constituting the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) represented by the formula (2), m is an integer of 2 to 150, and n is an integer of 2 to 150. It is. Preferably, m is an integer of 2 to 100, and n is an integer of 2 to 100.
なお、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In addition, linear organohydrogenpolysiloxane (B1) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、分岐構造を有するため、架橋密度が高い領域を形成し、シリコーンゴムの系中の架橋密度の疎密構造形成に大きく寄与する成分である。また、上記直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)同様、Siに水素が直接結合した構造(≡Si−H)を有し、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)のビニル基の他、シリコーンゴム系硬化性組成物に配合される成分のビニル基とヒドロシリル化反応し、これら成分を架橋する重合体である。 Since the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) has a branched structure, it forms a region having a high crosslinking density and is a component that greatly contributes to the formation of a dense structure having a crosslinking density in the system of silicone rubber. Further, similar to the above-mentioned linear organohydrogenpolysiloxane (B1), it has a structure in which hydrogen is directly bonded to Si (≡Si—H), and in addition to the vinyl group of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A), silicone It is a polymer that undergoes a hydrosilylation reaction with the vinyl group of the components blended in the rubber-based curable composition to crosslink these components.
また、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)の比重は、0.9〜0.95の範囲である。 The specific gravity of the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) is in the range of 0.9 to 0.95.
さらに、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、通常、ビニル基を有しないものであるのが好ましい。これにより、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)の分子内において架橋反応が進行するのを的確に防止することができる。 Furthermore, it is preferable that the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) usually has no vinyl group. Thereby, it can prevent exactly that a crosslinking reaction advances in the molecule | numerator of branched organohydrogenpolysiloxane (B2).
また、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)としては、下記平均組成式(c)で示されるものが好ましい。 Further, as the branched organohydrogenpolysiloxane (B2), those represented by the following average composition formula (c) are preferable.
平均組成式(c)
(Ha(R7)3−aSiO1/2)m(SiO4/2)n
(式(c)において、R7は一価の有機基、aは1〜3の範囲の整数、mはHa(R7)3−aSiO1/2単位の数、nはSiO4/2単位の数である)
Average composition formula (c)
(H a (R 7 ) 3-a SiO 1/2 ) m (SiO 4/2 ) n
(In the formula (c), R 7 is a monovalent organic group, a is an integer in the range of 1 to 3, m is the number of H a (R 7 ) 3-a SiO 1/2 units, and n is SiO 4 / 2 units)
式(c)において、R7は一価の有機基であり、好ましくは、炭素数1〜10の置換または非置換のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1〜10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1〜10のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 In the formula (c), R 7 is a monovalent organic group, preferably a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group obtained by combining these. As a C1-C10 alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group etc. are mentioned, for example, Among these, a methyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
式(c)において、aは、ヒドリド基(Siに直接結合する水素原子)の数であり、1〜3の範囲の整数、好ましくは1である。 In the formula (c), a is the number of hydride groups (hydrogen atoms directly bonded to Si), and is an integer in the range of 1 to 3, preferably 1.
また、式(c)において、mはHa(R7)3−aSiO1/2単位の数、nはSiO4/2単位の数である。 In the formula (c), m is the number of H a (R 7 ) 3-a SiO 1/2 units, and n is the number of SiO 4/2 units.
分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は分岐状構造を有する。直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、その構造が直鎖状か分岐状かという点で異なり、Siの数を1とした時のSiに結合するアルキル基Rの数(R/Si)が、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)では1.8〜2.1、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)では0.8〜1.7の範囲となる。 The branched organohydrogenpolysiloxane (B2) has a branched structure. The linear organohydrogenpolysiloxane (B1) differs from the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) in that the structure is linear or branched. The number of alkyl groups R to be bonded (R / Si) is 1.8 to 2.1 for linear organohydrogenpolysiloxane (B1), and 0.8 to 1 for branched organohydrogenpolysiloxane (B2). .7 range.
なお、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、分岐構造を有しているため、例えば、窒素雰囲気下、1000℃まで昇温速度10℃/分で加熱した際の残渣量が5%以上となる。これに対して、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)は、直鎖状であるため、上記条件で加熱した後の残渣量はほぼゼロとなる。 Since the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) has a branched structure, for example, the amount of the residue when heated to 1000 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere is 5% or more. It becomes. On the other hand, since the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) is linear, the amount of residue after heating under the above conditions is almost zero.
また、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)の具体例としては、下記式(3)で表される構造を有するものが挙げられる。 Specific examples of the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) include those having a structure represented by the following formula (3).
式(3)中、R7は炭素数1〜8の置換または非置換のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基、もしくは水素原子である。炭素数1〜8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1〜8のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。R7の置換基としては、例えば、メチル基等が挙げられる。 In Formula (3), R 7 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, a hydrocarbon group obtained by combining these, or a hydrogen atom. As a C1-C8 alkyl group, a methyl group, an ethyl group, a propyl group etc. are mentioned, for example, Among these, a methyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 8 carbon atoms include a phenyl group. Examples of the substituent for R 7 include a methyl group.
なお、式(3)中、複数のR7は互いに独立したものであり、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。 In formula (3), a plurality of R 7 are independent from each other and may be different from each other or the same.
また、式(3)中、「−O−Si≡」は、Siが三次元に広がる分岐構造を有することを表している。 In Formula (3), “—O—Si≡” represents that Si has a branched structure spreading in three dimensions.
なお、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In addition, a branched organohydrogenpolysiloxane (B2) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
また、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)において、Siに直接結合する水素原子(ヒドリド基)の量は、それぞれ、特に限定されない。ただし、シリコーンゴム系硬化性組成物において、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)中のビニル基1モルに対し、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)の合計のヒドリド基量が、0.5〜5モルとなる量が好ましく、1〜3.5モルとなる量がより好ましい。これにより、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)および分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)と、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)との間で、架橋ネットワークを確実に形成させることができる。 In the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and the branched organohydrogenpolysiloxane (B2), the amount of hydrogen atoms (hydride groups) directly bonded to Si is not particularly limited. However, in the silicone rubber-based curable composition, the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and the branched organohydrogenpolypolyol with respect to 1 mol of the vinyl group in the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1). The amount of the total amount of hydride groups of siloxane (B2) is preferably 0.5 to 5 mol, and more preferably 1 to 3.5 mol. This ensures the formation of a crosslinked network between the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) and the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1). Can be made.
<<シリカ粒子(C)>>
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、シリカ粒子(C)を含むことができる。
<< Silica particles (C) >>
The silicone rubber-based curable composition of the present embodiment can contain silica particles (C).
シリカ粒子(C)としては、特に限定されないが、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ等が用いられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Although it does not specifically limit as a silica particle (C), For example, fumed silica, baked silica, precipitated silica, etc. are used. These may be used alone or in combination of two or more.
シリカ粒子(C)は、例えば、BET法による比表面積が例えば50〜400m2/gであるのが好ましく、100〜400m2/gであるのがより好ましい。また、その平均一次粒径が例えば1〜100nmであるのが好ましく、5〜20nm程度であるのがより好ましい。 Silica particles (C) are, for example, it is preferable that the specific surface area by the BET method, for example, 50 to 400 m 2 / g, and more preferably 100 to 400 m 2 / g. Moreover, it is preferable that the average primary particle diameter is 1-100 nm, for example, and it is more preferable that it is about 5-20 nm.
シリカ粒子(C)として、かかる比表面積および平均粒径の範囲内であるものを用いることにより、形成されるシリコーンゴムの硬さや機械的強度の向上、特に引張強度の向上をさせることができる。 By using the silica particles (C) within the range of the specific surface area and the average particle diameter, it is possible to improve the hardness and mechanical strength of the formed silicone rubber, particularly the tensile strength.
<<シランカップリング剤(D)>>
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、シランカップリング剤(D)を含むことができる。
シランカップリング剤(D)は、加水分解性基を有することができる。加水分解基が水により加水分解されて水酸基になり、この水酸基がシリカ粒子(C)表面の水酸基と脱水縮合反応することで、シリカ粒子(C)の表面改質を行うことができる。
<< Silane coupling agent (D) >>
The silicone rubber-based curable composition of the present embodiment can contain a silane coupling agent (D).
The silane coupling agent (D) can have a hydrolyzable group. The surface modification of the silica particles (C) can be carried out by hydrolyzing the hydrolyzable groups with water to form hydroxyl groups, which undergo a dehydration condensation reaction with the hydroxyl groups on the surface of the silica particles (C).
また、このシランカップリング剤(D)は、疎水性基を有するシランカップリング剤を含むことができる。これにより、シリカ粒子(C)の表面にこの疎水性基が付与されるため、シリコーンゴム系硬化性組成物中ひいてはシリコーンゴム中において、シリカ粒子(C)の凝集力が低下(シラノール基による水素結合による凝集が少なくなる)し、その結果、シリコーンゴム系硬化性組成物中のシリカ粒子の分散性が向上すると推測される。これにより、シリカ粒子とゴムマトリックスとの界面が増加し、シリカ粒子の補強効果が増大する。さらに、ゴムのマトリックス変形の際、マトリックス内でのシリカ粒子の滑り性が向上すると推測される。そして、シリカ粒子(C)の分散性の向上及び滑り性の向上によって、シリカ粒子(C)によるシリコーンゴムの機械的強度(例えば、引張強度や引裂強度など)が向上する。 Moreover, this silane coupling agent (D) can contain the silane coupling agent which has a hydrophobic group. Thereby, since this hydrophobic group is imparted to the surface of the silica particles (C), the cohesive force of the silica particles (C) is reduced in the silicone rubber-based curable composition and thus in the silicone rubber (hydrogen due to silanol groups). As a result, the dispersibility of the silica particles in the silicone rubber-based curable composition is estimated to be improved. Thereby, the interface of a silica particle and a rubber matrix increases, and the reinforcement effect of a silica particle increases. Furthermore, when the rubber matrix is deformed, it is presumed that the sliding property of the silica particles in the matrix is improved. And the mechanical strength (for example, tensile strength, tear strength, etc.) of the silicone rubber by a silica particle (C) improves by the improvement of the dispersibility of silica particle (C), and the improvement of slipperiness.
さらに、シランカップリング剤(D)は、ビニル基を有するシランカップリング剤を含むことができる。これにより、シリカ粒子(C)の表面にビニル基が導入される。そのため、シリコーンゴム系硬化性組成物の硬化の際、すなわち、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)が有するビニル基と、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)が有するヒドリド基とがヒドロシリル化反応して、これらによるネットワーク(架橋構造)が形成される際に、シリカ粒子(C)が有するビニル基も、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)が有するヒドリド基とのヒドロシリル化反応に関与するため、ネットワーク中にシリカ粒子(C)も取り込まれるようになる。これにより、形成されるシリコーンゴムの低硬度化および高モジュラス化を図ることができる。 Furthermore, the silane coupling agent (D) can contain a silane coupling agent having a vinyl group. Thereby, a vinyl group is introduce | transduced into the surface of a silica particle (C). Therefore, when the silicone rubber-based curable composition is cured, that is, the vinyl group of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and the hydride group of the organohydrogenpolysiloxane (B) undergo a hydrosilylation reaction. When the network (crosslinked structure) is formed, the vinyl group of the silica particles (C) is also involved in the hydrosilylation reaction with the hydride group of the organohydrogenpolysiloxane (B). Silica particles (C) are also taken in. Thereby, low hardness and high modulus of the formed silicone rubber can be achieved.
シランカップリング剤(D)としては、疎水性基を有するシランカップリング剤およびビニル基を有するシランカップリング剤を併用することができる。 As the silane coupling agent (D), a silane coupling agent having a hydrophobic group and a silane coupling agent having a vinyl group can be used in combination.
シランカップリング剤(D)としては、例えば、下記式(4)で表わされるものが挙げられる。 As a silane coupling agent (D), what is represented by following formula (4) is mentioned, for example.
Yn−Si−(X)4−n・・・(4)
上記式(4)中、nは1〜3の整数を表わす。Yは、疎水性基、親水性基またはビニル基を有するもののうちのいずれかの官能基を表わし、nが1の時は疎水性基であり、nが2または3の時はその少なくとも1つが疎水性基である。Xは、加水分解性基を表わす。
Y n -Si- (X) 4- n ··· (4)
In said formula (4), n represents the integer of 1-3. Y represents a functional group of any one having a hydrophobic group, a hydrophilic group or a vinyl group. When n is 1, it is a hydrophobic group, and when n is 2 or 3, at least one of them is a hydrophobic group. It is a hydrophobic group. X represents a hydrolyzable group.
疎水性基は、炭素数1〜6のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基等が挙げられ、中でも、特に、メチル基が好ましい。 The hydrophobic group is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group that is a combination thereof, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a phenyl group. A methyl group is preferred.
また、親水性基は、例えば、水酸基、スルホン酸基、カルボキシル基またはカルボニル基等が挙げられ、中でも、特に、水酸基が好ましい。なお、親水性基は、官能基として含まれていてもよいが、シランカップリング剤(D)に疎水性を付与するという観点からは含まれていないのが好ましい。 Examples of the hydrophilic group include a hydroxyl group, a sulfonic acid group, a carboxyl group, and a carbonyl group. Among these, a hydroxyl group is particularly preferable. The hydrophilic group may be included as a functional group, but is preferably not included from the viewpoint of imparting hydrophobicity to the silane coupling agent (D).
さらに、加水分解性基は、メトキシ基、エトキシ基のようなアルコキシ基、クロロ基またはシラザン基等が挙げられ、中でも、シリカ粒子(C)との反応性が高いことから、シラザン基が好ましい。なお、加水分解性基としてシラザン基を有するものは、その構造上の特性から、上記式(4)中の(Yn−Si−)の構造を2つ有するものとなる。 Furthermore, examples of the hydrolyzable group include an alkoxy group such as a methoxy group and an ethoxy group, a chloro group, and a silazane group. Among them, a silazane group is preferable because of its high reactivity with the silica particles (C). Incidentally, those having a silazane group as hydrolyzable groups, the characteristics of its structure the formula (4) in the structure of (Y n -Si-) comes to have two.
上記式(4)で表されるシランカップリング剤(D)の具体例は、例えば、官能基として疎水性基を有するものとして、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、n−プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシランのようなアルコキシシラン;メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシランのようなクロロシラン;ヘキサメチルジシラザンが挙げられ、官能基としてビニル基を有するものとして、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシランのようなアルコキシシラン;ビニルトリクロロシラン、ビニルメチルジクロロシランのようなクロロシラン;ジビニルテトラメチルジシラザンが挙げられるが、中でも、上記記載を考慮すると、特に、疎水性基を有するものとしてはヘキサメチルジシラザン、ビニル基を有するものとしてはジビニルテトラメチルジシラザンであるのが好ましい。 Specific examples of the silane coupling agent (D) represented by the above formula (4) include, for example, methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltrimethoxysilane, having a hydrophobic group as a functional group. Alkoxysilanes such as ethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane; methyltrichlorosilane Chlorosilanes such as dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, and phenyltrichlorosilane; hexamethyldisilazane, and methacryloxypropyltriethoxysilane having a vinyl group as a functional group. , Alkoxysilanes such as methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane; vinyltrichlorosilane, vinylmethyl Chlorosilanes such as dichlorosilane; divinyltetramethyldisilazane can be mentioned. Among them, considering the above description, hexamethyldisilazane having a hydrophobic group and divinyltetramethyl having a vinyl group are particularly preferable. Disilazane is preferred.
<<白金または白金化合物(E)>>
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、白金または白金化合物(E)を含むことができる。
白金または白金化合物(E)は、硬化の際の触媒として作用する触媒成分である。白金または白金化合物(E)の添加量は触媒量である。
<< Platinum or platinum compound (E) >>
The silicone rubber-based curable composition of the present embodiment can contain platinum or a platinum compound (E).
Platinum or a platinum compound (E) is a catalyst component that acts as a catalyst during curing. The amount of platinum or platinum compound (E) added is a catalytic amount.
白金または白金化合物(E)としては、公知のものを使用することができ、例えば、白金黒、白金をシリカやカーボンブラック等に担持させたもの、塩化白金酸または塩化白金酸のアルコール溶液、塩化白金酸とオレフィンの錯塩、塩化白金酸とビニルシロキサンとの錯塩等が挙げられる。 As the platinum or platinum compound (E), known ones can be used, for example, platinum black, platinum supported on silica or carbon black, chloroplatinic acid or an alcohol solution of chloroplatinic acid, chloride Examples thereof include complex salts of platinum acid and olefins, complex salts of chloroplatinic acid and vinyl siloxane, and the like.
なお、白金または白金化合物(E)は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 In addition, platinum or a platinum compound (E) may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
<<水(F)>>
また、本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物には、上記成分(A)〜(E)以外に、水(F)が含まれていてもよい。
<< Water (F) >>
Moreover, the silicone rubber-based curable composition of the present embodiment may contain water (F) in addition to the components (A) to (E).
水(F)は、シリコーンゴム系硬化性組成物に含まれる各成分を分散させる分散媒として機能するとともに、シリカ粒子(C)とシランカップリング剤(D)との反応に寄与する成分である。そのため、シリコーンゴム中において、シリカ粒子(C)とシランカップリング剤(D)とを、より確実に互いに連結したものとすることができ、全体として均一な特性を発揮することができる。 Water (F) is a component that functions as a dispersion medium for dispersing each component contained in the silicone rubber-based curable composition and contributes to the reaction between the silica particles (C) and the silane coupling agent (D). . Therefore, in the silicone rubber, the silica particles (C) and the silane coupling agent (D) can be more reliably connected to each other, and uniform characteristics can be exhibited as a whole.
さらに、本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、上記(A)〜(F)成分の他、シリコーンゴム系硬化性組成物に配合される公知の添加成分を含有していてもよい。例えば、珪藻土、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、ガラスウール、マイカ等が挙げられる。その他、分散剤、顔料、染料、帯電防止剤、酸化防止剤、難燃剤、熱伝導性向上剤等を適宜配合することができる。 Furthermore, the silicone rubber-based curable composition of this embodiment may contain a known additive component blended in the silicone rubber-based curable composition in addition to the components (A) to (F). Examples thereof include diatomaceous earth, iron oxide, zinc oxide, titanium oxide, barium oxide, magnesium oxide, cerium oxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, glass wool, and mica. In addition, dispersants, pigments, dyes, antistatic agents, antioxidants, flame retardants, thermal conductivity improvers, and the like can be appropriately blended.
なお、シリコーンゴム系硬化性組成物において、各成分の含有割合は特に限定されないが、例えば、以下のように設定される。 In the silicone rubber-based curable composition, the content ratio of each component is not particularly limited, but is set as follows, for example.
本実施形態において、シリカ粒子(C)の含有量の上限値は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)の合計量100重量部に対し、例えば、60重量部以下でもよく、好ましくは50重量部以下でもよく、さらに好ましくは35重量部以下でもよい。これにより、引裂強度、引張永久ひずみのバランスを図ることができる。また、シリカ粒子(C)の含有量の下限値は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)の合計量100重量部に対し、特に限定されないが、例えば、20重量部以上でもよい。 In the present embodiment, the upper limit of the content of the silica particles (C) may be, for example, 60 parts by weight or less, preferably 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A). Or less, more preferably 35 parts by weight or less. Thereby, the balance of tear strength and tensile permanent strain can be achieved. Moreover, although the lower limit of content of a silica particle (C) is not specifically limited with respect to 100 weight part of total amounts of vinyl group containing organopolysiloxane (A), For example, 20 weight part or more may be sufficient.
シランカップリング剤(D)は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対し、例えば、シランカップリング剤(D)が5重量部以上100重量部以下の割合で含有するのが好ましく、5重量部以上40重量部以下の割合で含有するのがより好ましい。
これにより、シリカ粒子(C)のシリコーンゴム系硬化性組成物中における分散性を確実に向上させることができる。
The silane coupling agent (D) is preferably contained, for example, in a proportion of 5 parts by weight or more and 100 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A). More preferably, it is contained in a proportion of 5 to 40 parts by weight.
Thereby, the dispersibility in the silicone rubber-type curable composition of a silica particle (C) can be improved reliably.
オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)の含有量は、具体的にビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)及びシリカ粒子(C)及びシランカップリング剤(D)の合計量100重量部に対して、例えば、0.5重量部以上20重量部以下の割合で含有することが好ましく、0.8重量部以上15重量部以下の割合で含有するのがより好ましい。(B)の含有量が前記範囲内であることで、より効果的な硬化反応ができる可能性がある。 Specifically, the content of the organohydrogenpolysiloxane (B) is, for example, relative to 100 parts by weight of the total amount of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and the silica particles (C) and the silane coupling agent (D). The content is preferably 0.5 parts by weight or more and 20 parts by weight or less, and more preferably 0.8 parts by weight or more and 15 parts by weight or less. There exists a possibility that more effective hardening reaction can be performed because content of (B) exists in the said range.
白金または白金化合物(E)の含有量は、触媒量を意味し、適宜設定することができるが、具体的にビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)、シリカ粒子(C)、シランカップリング剤(D)の合計量に対して、本成分中の白金族金属が重量単位で0.01〜1000ppmとなる量であり、好ましくは、0.1〜500ppmとなる量である。白金または白金化合物(E)の含有量を上記下限値以上とすることにより、得られるシリコーンゴム組成物を十分硬化させることができる。白金または白金化合物(E)の含有量を上記上限値以下とすることにより、得られるシリコーンゴム組成物の硬化速度を向上させることができる。 The content of platinum or the platinum compound (E) means a catalytic amount and can be appropriately set. Specifically, the vinyl group-containing organopolysiloxane (A), silica particles (C), silane coupling agent ( The amount of platinum group metal in this component is 0.01 to 1000 ppm by weight, and preferably 0.1 to 500 ppm with respect to the total amount of D). By making content of platinum or a platinum compound (E) more than the said lower limit, the silicone rubber composition obtained can fully be hardened. By making content of platinum or a platinum compound (E) below the said upper limit, the cure rate of the silicone rubber composition obtained can be improved.
さらに、水(F)を含有する場合、その含有量は、適宜設定することができるが、具体的には、シランカップリング剤(D)100重量部に対して、例えば、10〜100重量部の範囲であるのが好ましく、30〜70重量部の範囲であるのがより好ましい。これにより、シランカップリング剤(D)とシリカ粒子(C)との反応をより確実に進行させることができる。 Furthermore, when it contains water (F), the content can be set as appropriate. Specifically, for example, 10 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the silane coupling agent (D). Is preferable, and the range of 30 to 70 parts by weight is more preferable. Thereby, reaction with a silane coupling agent (D) and a silica particle (C) can be advanced more reliably.
<シリコーンゴムの製造方法>
次に、本実施形態のシリコーンゴムの製造方法について説明する。
本実施形態のシリコーンゴムの製造方法としては、シリコーンゴム系硬化性組成物を調製し、このシリコーンゴム系硬化性組成物を硬化させることによりシリコーンゴムを得ることができる。
以下、詳述する。
<Method for producing silicone rubber>
Next, the manufacturing method of the silicone rubber of this embodiment is demonstrated.
As a method for producing the silicone rubber of the present embodiment, a silicone rubber can be obtained by preparing a silicone rubber-based curable composition and curing the silicone rubber-based curable composition.
Details will be described below.
まず、シリコーンゴム系硬化性組成物の各成分を、任意の混練装置により、均一に混合してシリコーンゴム系硬化性組成物を調製する。 First, each component of the silicone rubber-based curable composition is uniformly mixed by an arbitrary kneading apparatus to prepare a silicone rubber-based curable composition.
[1]たとえば、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)と、シリカ粒子(C)と、シランカップリング剤(D)とを所定量秤量し、その後、任意の混練装置により、混練することで、これら各成分(A)、(C)、(D)を含有する混練物を得る。 [1] For example, a predetermined amount of vinyl group-containing organopolysiloxane (A), silica particles (C), and silane coupling agent (D) are weighed, and then kneaded by an arbitrary kneading apparatus. A kneaded product containing these components (A), (C), and (D) is obtained.
なお、この混練物は、予めビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)とシランカップリング剤(D)とを混練し、その後、シリカ粒子(C)を混練(混合)して得るのが好ましい。これにより、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)中におけるシリカ粒子(C)の分散性がより向上する。 The kneaded product is preferably obtained by kneading the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and the silane coupling agent (D) in advance, and then kneading (mixing) the silica particles (C). Thereby, the dispersibility of the silica particles (C) in the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) is further improved.
また、この混練物を得る際には、水(F)を必要に応じて、各成分(A)、(C)、および(D)の混練物に添加するようにしてもよい。これにより、シランカップリング剤(D)とシリカ粒子(C)との反応をより確実に進行させることができる。 Moreover, when obtaining this kneaded material, you may make it add water (F) to the kneaded material of each component (A), (C), and (D) as needed. Thereby, reaction with a silane coupling agent (D) and a silica particle (C) can be advanced more reliably.
さらに、各成分(A)、(C)、(D)の混練は、第1温度で加熱する第1ステップと、第2温度で加熱する第2ステップとを経るようにするのが好ましい。これにより、第1ステップにおいて、シリカ粒子(C)の表面をカップリング剤(D)で表面処理することができるとともに、第2ステップにおいて、シリカ粒子(C)とカップリング剤(D)との反応で生成した副生成物を混練物中から確実に除去することができる。その後、必要に応じて、得られた混練物に対して、成分(A)を添加し、更に混練してもよい。これにより、混練物の成分のなじみを向上させることができる。 Furthermore, kneading of the components (A), (C), and (D) is preferably performed through a first step of heating at the first temperature and a second step of heating at the second temperature. Thereby, in the first step, the surface of the silica particles (C) can be surface-treated with the coupling agent (D), and in the second step, the silica particles (C) and the coupling agent (D) By-products generated by the reaction can be reliably removed from the kneaded product. Thereafter, if necessary, the component (A) may be added to the obtained kneaded product and further kneaded. Thereby, the familiarity of the components of the kneaded product can be improved.
第1温度は、例えば、40〜120℃程度であるのが好ましく、例えば、60〜90℃程度であるのがより好ましい。第2温度は、例えば、130〜210℃程度であるのが好ましく、例えば、160〜180℃程度であるのがより好ましい。 For example, the first temperature is preferably about 40 to 120 ° C, and more preferably about 60 to 90 ° C. The second temperature is preferably about 130 to 210 ° C, for example, and more preferably about 160 to 180 ° C.
また、第1ステップにおける雰囲気は、窒素雰囲気下のような不活性雰囲気下であるのが好ましく、第2ステップにおける雰囲気は、減圧雰囲気下であるのが好ましい。 The atmosphere in the first step is preferably an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere, and the atmosphere in the second step is preferably a reduced pressure atmosphere.
さらに、第1ステップの時間は、例えば、0.3〜1.5時間程度であるのが好ましく、0.5〜1.2時間程度であるのがより好ましい。第2ステップの時間は、例えば、0.7〜3.0時間程度であるのが好ましく、1.0〜2.0時間程度であるのがより好ましい。 Furthermore, the time of the first step is preferably, for example, about 0.3 to 1.5 hours, and more preferably about 0.5 to 1.2 hours. The time for the second step is, for example, preferably about 0.7 to 3.0 hours, and more preferably about 1.0 to 2.0 hours.
第1ステップおよび第2ステップを、上記のような条件とすることで、前記効果をより顕著に得ることができる。 By setting the first step and the second step as described above, the effect can be obtained more remarkably.
[2]次に、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)と、白金または白金化合物(E)とを所定量秤量し、その後、任意の混練装置を用いて、上記工程[1]で調製した混練物に、各成分(B)、(E)を混練することで、シリコーンゴム系硬化性組成物を得る。得られたシリコーンゴム系硬化性組成物は溶剤を含むペーストであってもよい。 [2] Next, a predetermined amount of organohydrogenpolysiloxane (B) and platinum or platinum compound (E) are weighed, and then kneaded product prepared in the above step [1] using an arbitrary kneading apparatus. In addition, the silicone rubber-based curable composition is obtained by kneading the components (B) and (E). The obtained silicone rubber-based curable composition may be a paste containing a solvent.
なお、この各成分(B)、(E)の混練の際には、予め上記工程[1]で調製した混練物とオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)とを、上記工程[1]で調製した混練物と白金または白金化合物(E)とを混練し、その後、それぞれの混練物を混練するのが好ましい。これにより、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)とオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)との反応を進行させることなく、各成分(A)〜(E)をシリコーンゴム系硬化性組成物中に確実に分散させることができる。 When kneading each of the components (B) and (E), the kneaded material prepared in advance in the step [1] and the organohydrogenpolysiloxane (B) were prepared in the step [1]. It is preferable to knead the kneaded material and platinum or the platinum compound (E), and then knead each kneaded material. As a result, the components (A) to (E) are surely contained in the silicone rubber-based curable composition without causing a reaction between the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and the organohydrogenpolysiloxane (B). Can be dispersed.
各成分(B)、(E)を混練する際の温度は、ロール設定温度として、例えば、10〜70℃程度であるのが好ましく、25〜30℃程度であるのがより好ましい。 The temperature at which the components (B) and (E) are kneaded is, for example, preferably about 10 to 70 ° C., more preferably about 25 to 30 ° C. as the roll setting temperature.
さらに、混練する時間は、例えば、5分〜1時間程度であるのが好ましく、10〜40分程度であるのがより好ましい。 Furthermore, the kneading time is preferably, for example, about 5 minutes to 1 hour, and more preferably about 10 to 40 minutes.
上記工程[1]および上記工程[2]において、温度を上記範囲内とすることにより、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)とオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)との反応の進行をより的確に防止または抑制することができる。また、上記工程[1]および上記工程[2]において、混練時間を上記範囲内とすることにより、各成分(A)〜(E)をシリコーンゴム系硬化性組成物中により確実に分散させることができる。 In the step [1] and the step [2], by setting the temperature within the above range, the progress of the reaction between the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and the organohydrogenpolysiloxane (B) is more accurately performed. Can be prevented or suppressed. Moreover, in said process [1] and said process [2], by making kneading time into the said range, each component (A)-(E) can be more reliably disperse | distributed in a silicone rubber-type curable composition. Can do.
なお、各工程[1]、[2]において使用される混練装置としては、特に限定されないが、例えば、ニーダー、2本ロール、バンバリーミキサー(連続ニーダー)、加圧ニーダー等を用いることができる。 The kneading apparatus used in each of the steps [1] and [2] is not particularly limited, and for example, a kneader, two rolls, a Banbury mixer (continuous kneader), a pressure kneader, or the like can be used.
また、本工程[2]において、混練物中に1−エチニルシクロヘキサノールのような反応抑制剤を添加するようにしてもよい。これにより、混練物の温度が比較的高い温度に設定されたとしても、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)とオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)との反応の進行をより的確に防止または抑制することができる。 In this step [2], a reaction inhibitor such as 1-ethynylcyclohexanol may be added to the kneaded product. Thereby, even if the temperature of the kneaded product is set to a relatively high temperature, the progress of the reaction between the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and the organohydrogenpolysiloxane (B) is more accurately prevented or suppressed. be able to.
[3]次に、シリコーンゴム系硬化性組成物を硬化させることによりシリコーンゴムを形成する。 [3] Next, a silicone rubber is formed by curing the silicone rubber-based curable composition.
本実施形態において、シリコーンゴム系硬化性樹脂組成物の硬化工程は、例えば、100〜250℃で1〜30分間加熱(1次硬化)した後、200℃で1〜4時間ポストベーク(2次硬化)することによって行われる。
以上のような工程を経ることで、本実施形態のシリコーンゴムが得られる。
In this embodiment, the curing process of the silicone rubber-based curable resin composition is, for example, heated (primary curing) at 100 to 250 ° C. for 1 to 30 minutes, and then post-baked (secondary) at 200 ° C. for 1 to 4 hours. Curing).
By passing through the above processes, the silicone rubber of this embodiment is obtained.
本発明者が検討した結果以下の知見を得た。シリコーンゴム中のフィラー量を低減させると、硬度を小さくしたり、引張応力を低減することができるが、一方で、引裂強度が低下し、シリコーンゴムの耐久性が低下することが判明した。 As a result of investigation by the present inventors, the following findings were obtained. It has been found that when the amount of filler in the silicone rubber is reduced, the hardness can be reduced and the tensile stress can be reduced, but on the other hand, the tear strength is lowered and the durability of the silicone rubber is lowered.
そこで、鋭意検討した結果、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)などの樹脂組成物を適切に選択することにより、架橋密度や架橋構造の偏在を制御でき、幅広いひずみ領域における低応力や低硬度を実現しつつ、シリコーンゴムの引裂強度を高められることを見出した。また、シリコーンゴムの引張強度も高めることができることが分かった。詳細なメカニズムは定かでないが、高ビニル基含有オルガノポリシロキサンと低ビニル基含有ビニル基含有オルガノポリシロキサンの併用により、架橋構造の偏在を制御できるため、硬度を小さくしつつも、シリコーンゴムの引裂強度を高められると考えられる。このように、他の物性を維持しつつも、引裂強度を高めることにより、シリコーンゴムの破断エネルギーを高めることができる。 Therefore, as a result of intensive studies, by appropriately selecting a resin composition such as vinyl group-containing organopolysiloxane (A), it is possible to control the uneven distribution of crosslink density and crosslink structure, and to reduce low stress and low hardness in a wide range of strain. It has been found that the tear strength of silicone rubber can be increased while realizing it. It was also found that the tensile strength of silicone rubber can be increased. Although the detailed mechanism is not clear, the combined use of high vinyl group-containing organopolysiloxane and low vinyl group-containing vinyl group-containing organopolysiloxane can control the uneven distribution of the crosslinked structure. It is thought that strength can be increased. Thus, the fracture energy of the silicone rubber can be increased by increasing the tear strength while maintaining other physical properties.
また、本実施形態において、例えば、フィラー量を低減することにより、初期のひずみにおける引張応力を低減しつつも、樹脂の架橋密度や架橋構造の偏在を制御することにより、後期のひずみにおける引張応力を低減することができる。 Further, in this embodiment, for example, by reducing the filler amount, the tensile stress at the initial strain is reduced, while the crosslink density of the resin and the uneven distribution of the crosslinked structure are controlled, thereby the tensile stress at the later strain. Can be reduced.
本実施形態では、たとえばシリコーンゴム系硬化性組成物中に含まれる各成分の種類や配合量、シリコーンゴム系硬化性組成物の調製方法やシリコーンゴムの製造方法等を適切に選択することにより、上記引張応力、破断エネルギー、引張強度、引裂強度、硬度を制御することが可能である。これらの中でも、たとえば、低ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)と高ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−2)とを併用すること、末端にビニル基を有するビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)を使用することにより樹脂の架橋密度や架橋構造の偏在を制御すること、また、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)の添加タイミング、シリカ粒子(C)の配合比率、シリカ粒子(C)のシランカップリング剤(D)で表面改質すること、水を添加すること等のシランカップリング剤(D)とシリカ粒子(C)との反応をより確実に進行させること等が、上記引張応力、破断エネルギー、引張強度、引裂強度、硬度を所望の数値範囲とするための要素として挙げられる。 In the present embodiment, for example, by appropriately selecting the type and amount of each component contained in the silicone rubber-based curable composition, the method for preparing the silicone rubber-based curable composition, the method for producing the silicone rubber, and the like, It is possible to control the tensile stress, breaking energy, tensile strength, tear strength, and hardness. Among these, for example, a combination of a low vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) and a high vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2), a vinyl having a vinyl group at the terminal Controlling uneven distribution of resin crosslink density and crosslink structure by using group-containing organopolysiloxane (A), addition timing of vinyl group-containing organopolysiloxane (A), blending ratio of silica particles (C) The reaction between the silane coupling agent (D) and the silica particles (C), such as surface modification with the silane coupling agent (D) of the silica particles (C) and addition of water, proceeds more reliably. This is mentioned as an element for bringing the tensile stress, breaking energy, tensile strength, tear strength, and hardness into a desired numerical range.
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these are illustrations of this invention and various structures other than the above are also employable.
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail with reference to an Example, this invention is not limited to description of these Examples at all.
表1に示す実施例および比較例で用いた原料成分を以下に示す。
(ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A))
(A1−1):第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン:合成スキーム1により合成した末端ビニル基含有ジメチルポリシロキサン(式(1−1)で表わされる構造でR1(末端)のみがビニル基である構造)
(A1−2):第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン:合成スキーム2により合成したビニル基含有ジメチルポリシロキサン(式(1−1)で表わされる構造でR1およびR2がビニル基である構造)
The raw material components used in Examples and Comparative Examples shown in Table 1 are shown below.
(Vinyl group-containing organopolysiloxane (A))
(A1-1): first vinyl group-containing linear organopolysiloxane: terminal vinyl group-containing dimethylpolysiloxane synthesized by Synthesis Scheme 1 (only R 1 (terminal) in the structure represented by formula (1-1)) Is a vinyl group)
(A1-2): second vinyl group-containing linear organopolysiloxane: vinyl group-containing dimethylpolysiloxane synthesized by Synthesis Scheme 2 (in the structure represented by formula (1-1), R 1 and R 2 are vinyl) The base structure)
(オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B))
オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B):モメンティブ社製、「TC−25D」
(シリカ粒子(C))
シリカ粒子(C):シリカ微粒子(粒径7nm、比表面積300m2/g)、日本アエロジル社製、「AEROSIL300」
(シランカップリング剤(D))
シランカップリング剤(D−1):ヘキサメチルジシラザン(HMDZ)、Gelst社製、「HEXAMETHYLDISILAZANE(SIH6110.1)」
シランカップリング剤(D−2):ジビニルテトラメチルジシラザン、Gelst社製、「1,3−DIVINYLTETRAMETHYLDISILAZANE(SID4612.0)」
(白金または白金化合物(E))
白金または白金化合物(E):白金化合物、モメンティブ社製、「TC−25A」
(Organohydrogenpolysiloxane (B))
Organohydrogenpolysiloxane (B): “TC-25D” manufactured by Momentive
(Silica particles (C))
Silica particles (C): silica fine particles (particle size 7 nm, specific surface area 300 m 2 / g), manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., “AEROSIL 300”
(Silane coupling agent (D))
Silane coupling agent (D-1): Hexamethyldisilazane (HMDZ), manufactured by Gelst, “HEXAMETHY LDISILAZANE (SIH6110.1)”
Silane coupling agent (D-2): Divinyltetramethyldisilazane, manufactured by Gelst, “1,3-DIVINYLTETRAMETHYLDISILAZAN (SID4612.0)”
(Platinum or platinum compound (E))
Platinum or platinum compound (E): platinum compound, manufactured by Momentive, “TC-25A”
(ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)の合成)
[合成スキーム1:第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)の合成]
下記式(7)にしたがって、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)を合成した。
すなわち、Arガス置換した、冷却管および攪拌翼を有する300mLセパラブルフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサン74.7g(252mmol)、カリウムシリコネート0.1gを入れ、昇温し、120℃で30分間攪拌した。なお、この際、粘度の上昇が確認できた。
その後、155℃まで昇温し、3時間攪拌を続けた。そして、3時間後、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン0.1g(0.6mmol)を添加し、さらに、155℃で4時間攪拌した。
さらに、4時間後、トルエン250mLで希釈した後、水で3回洗浄した。洗浄後の有機層をメタノール1.5Lで数回洗浄することで、再沈精製し、オリゴマーとポリマーを分離した。得られたポリマーを60℃で一晩減圧乾燥し、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−1)を得た(Mn=2,2×105、Mw=4,8×105)。また、H−NMRスペクトル測定により算出したビニル基含有量は0.04モル%であった。
(Synthesis of vinyl group-containing organopolysiloxane (A))
[Synthesis Scheme 1: Synthesis of First Vinyl Group-Containing Linear Organopolysiloxane (A1-1)]
A first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) was synthesized according to the following formula (7).
That is, Ar gas-substituted 300 mL separable flask having a cooling tube and a stirring blade was charged with 74.7 g (252 mmol) of octamethylcyclotetrasiloxane and 0.1 g of potassium siliconate, heated, and heated at 120 ° C. for 30 minutes. Stir. At this time, an increase in viscosity was confirmed.
Thereafter, the temperature was raised to 155 ° C. and stirring was continued for 3 hours. After 3 hours, 0.1 g (0.6 mmol) of 1,3-divinyltetramethyldisiloxane was added, and the mixture was further stirred at 155 ° C. for 4 hours.
Further, after 4 hours, the mixture was diluted with 250 mL of toluene and then washed with water three times. The washed organic layer was washed several times with 1.5 L of methanol, and purified by reprecipitation to separate the oligomer and polymer. The obtained polymer was dried under reduced pressure at 60 ° C. overnight to obtain a first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) (Mn = 2, 2 × 10 5 , Mw = 4, 8 ×). 10 5 ). Moreover, vinyl group content computed by H-NMR spectrum measurement was 0.04 mol%.
[合成スキーム2:第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−2)の合成]
上記(A1−1)の合成工程において、オクタメチルシクロテトラシロキサン74.7g(252mmol)に加えて2,4,6,8−テトラメチル2,4,6,8−テトラビニルシクロテトラシロキサン0.86g(2.5mmol)を用いたこと以外は、(A1−1)の合成工程と同様にすることで、下記式のように、第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1−2)を合成した。(Mn=2,3×105、Mw=5,0×105)。また、H−NMRスペクトル測定により算出したビニル基含有量は0.93モル%であった。
In the synthesis step (A1-1), in addition to 74.7 g (252 mmol) of octamethylcyclotetrasiloxane, 2,4,6,8-tetramethyl 2,4,6,8-tetravinylcyclotetrasiloxane The second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) was obtained by the same method as in the synthesis step (A1-1) except that 86 g (2.5 mmol) was used. ) Was synthesized. (Mn = 2, 3 × 10 5 , Mw = 5, 0 × 10 5 ). The vinyl group content calculated by H-NMR spectrum measurement was 0.93 mol%.
(シリコーンゴム系硬化性組成物の調製)
実施例および比較例において、次のようにしてシリコーンゴム系硬化性組成物を調整した。まず、表1に示す割合で、95%のビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)およびシランカップリング剤(D)および水(F)の混合物を予め混練し、その後、混合物にシリカ粒子(C)を加えてさらに混練し、混練物(シリコーンゴムコンパウンド)を得た。
ここで、シリカ粒子(C)添加後の混練は、カップリング反応のために窒素雰囲気下、60〜90℃の条件下で1時間混練する第1ステップと、副生成物(アンモニア)の除去のために減圧雰囲気下、160〜180℃の条件下で2時間混練する第2ステップとを経ることで行い、その後、冷却し、残り5%のビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)を2回に分けて添加し、20分間混練した。
続いて、得られた混練物(シリコーンゴムコンパウンド)100重量部に、表1に示す割合で、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)および白金または白金化合物(E)を加えて、ロールで混練し、シリコーンゴム系硬化性組成物を得た。
(Preparation of silicone rubber-based curable composition)
In Examples and Comparative Examples, silicone rubber-based curable compositions were prepared as follows. First, a mixture of 95% vinyl group-containing organopolysiloxane (A), silane coupling agent (D), and water (F) at a ratio shown in Table 1 was previously kneaded, and then silica particles (C) were mixed into the mixture. Was further kneaded to obtain a kneaded product (silicone rubber compound).
Here, the kneading after the addition of the silica particles (C) includes the first step of kneading for 1 hour under the condition of 60 to 90 ° C. in a nitrogen atmosphere for the coupling reaction, and the removal of the by-product (ammonia). Therefore, the second step of kneading for 2 hours under the condition of 160 to 180 ° C. in a reduced-pressure atmosphere is carried out, and then cooled, and the remaining 5% of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) is added twice. Add in portions and knead for 20 minutes.
Subsequently, to 100 parts by weight of the obtained kneaded material (silicone rubber compound), organohydrogenpolysiloxane (B) and platinum or platinum compound (E) were added at a ratio shown in Table 1, and kneaded with a roll. A silicone rubber-based curable composition was obtained.
以下、得られた各実施例および各比較例のシリコーンゴム系硬化性組成物について、次のような評価を行った。評価結果を表1に示す。 Hereafter, the following evaluation was performed about the obtained silicone rubber-type curable composition of each Example and each comparative example. The evaluation results are shown in Table 1.
(シリコーンゴムの作製)
得られたシリコーンゴム系硬化性組成物を、150℃、10MPaで20分間プレスし、厚さ1mmのシート状に成形すると共に、1次硬化した。続いて、200℃で4時間加熱し、2次硬化した。以上により、シート状シリコーンゴム(シリコーンゴム系硬化性組成物の硬化物)を得た。
得られたシート状シリコーンゴムに対して、下記の評価を行った。評価結果を表1に示す。引張応力、破断エネルギー、引張強度、については、3つのサンプルで行い、3つの平均値を測定値とした。また、引裂強度については、5つのサンプルで行い、5つの平均値を測定値とした。さらに、硬度については、2つのサンプルを用いて、各サンプルでn=5で測定を行い10測定の平均値を測定値とした。それぞれに対して、その平均値を表1に示す。
(Production of silicone rubber)
The obtained silicone rubber-based curable composition was pressed at 150 ° C. and 10 MPa for 20 minutes to form a sheet having a thickness of 1 mm and to be primarily cured. Subsequently, it was heated at 200 ° C. for 4 hours and secondarily cured. Thus, a sheet-like silicone rubber (a cured product of a silicone rubber-based curable composition) was obtained.
The following evaluation was performed on the obtained sheet-like silicone rubber. The evaluation results are shown in Table 1. Tensile stress, rupture energy, and tensile strength were measured using three samples, and three average values were used as measured values. Moreover, about tear strength, it carried out with five samples and made five average values into the measured value. Furthermore, about hardness, it measured by n = 5 with each sample using 2 samples, and made the average value of 10 measurements into the measured value. The average value is shown in Table 1 for each.
(引張応力)
得られた厚さ1mmのシート状シリコーンゴムを用いて、JIS K6251(2004)に準拠して、ダンベル状3号形試験片を作製し、得られたダンベル状3号形試験片の、室温25℃での、50%伸張時における引張応力M50、100%伸張時における引張応力M100、および600%伸張時における引張応力M600を測定した。単位はMPaである。
(Tensile stress)
Using the obtained sheet-like silicone rubber having a thickness of 1 mm, a dumbbell-shaped No. 3 test piece was prepared in accordance with JIS K6251 (2004), and the obtained dumbbell-shaped No. 3 test piece had a room temperature of 25 Tensile stress M 50 at 50% elongation, tensile stress M 100 at 100% elongation, and tensile stress M 600 at 600% elongation at 0 ° C. were measured. The unit is MPa.
(破断エネルギー)
得られた厚さ1mmのシート状シリコーンゴムを用いて、JIS K6251(2004)に準拠して、ダンベル状3号形試験片を作製し、室温25℃での、得られたダンベル状3号形試験片の破断エネルギーを測定した。単位はJである。
(破断伸び)
得られた厚さ1mmのシート状シリコーンゴムを用いて、JIS K6251(2004)に準拠して、ダンベル状3号形試験片を作製し、室温25℃での、得られたダンベル状3号形試験片の破断伸びを測定した。破断伸びは、[チャック間移動距離(mm)]÷[初期チャック間距離(60mm)]×100で計算した。単位は%である。
(Breaking energy)
Using the obtained sheet-like silicone rubber having a thickness of 1 mm, a dumbbell-shaped No. 3 test piece was prepared according to JIS K6251 (2004), and the obtained dumbbell-shaped No. 3 shape at room temperature of 25 ° C. The breaking energy of the test piece was measured. The unit is J.
(Elongation at break)
Using the obtained sheet-like silicone rubber having a thickness of 1 mm, a dumbbell-shaped No. 3 test piece was prepared according to JIS K6251 (2004), and the obtained dumbbell-shaped No. 3 shape at room temperature of 25 ° C. The elongation at break of the test piece was measured. The elongation at break was calculated as [movement distance between chucks (mm)] ÷ [distance between initial chucks (60 mm)] × 100. The unit is%.
(引張強度)
得られた厚さ1mmのシート状シリコーンゴムを用いて、JIS K6251(2004)に準拠して、ダンベル状3号形試験片を作製し、室温25℃での、得られた試験片の引張強度を測定した。単位は、MPaである。
(Tensile strength)
Using the obtained sheet-like silicone rubber having a thickness of 1 mm, a dumbbell-shaped No. 3 test piece was prepared according to JIS K6251 (2004), and the tensile strength of the obtained test piece at room temperature of 25 ° C. Was measured. The unit is MPa.
(引裂強度)
得られた厚さ1mmのシート状シリコーンゴムを用いて、JIS K6252(2001)に準拠して、クレセント形試験片を作製し、室温25℃での、得られたクレセント形試験片の引裂強度を測定した。単位は、N/mmである。
(Tear strength)
Using the obtained sheet-like silicone rubber with a thickness of 1 mm, a crescent-shaped test piece was prepared according to JIS K6252 (2001), and the tear strength of the obtained crescent-shaped test piece at a room temperature of 25 ° C. It was measured. The unit is N / mm.
(硬度:デュロメータ硬さA)
得られた厚さ1mmのシート状シリコーンゴムを6枚積層し、6mmの試験片を作製した。得られた試験片に対して、室温25℃において、JIS K6253(1997)に準拠してタイプAデュロメータ硬さを測定した。
(Hardness: Durometer hardness A)
Six sheet-shaped silicone rubbers having a thickness of 1 mm were laminated to prepare a 6 mm test piece. The type A durometer hardness was measured on the obtained test piece at a room temperature of 25 ° C. in accordance with JIS K6253 (1997).
(初期変形容易性の評価)
各実施例および各比較例で得られたシリコーンゴム系硬化性組成を用いて、170℃で5分、200℃で4時間の条件で硬化し、厚み:3mm×内径:20mmを有する筒状部材(チューブ)を作成した。得られた筒状部材を指にはめて屈曲・伸び試験を行った。具体的には、筒状部材をはめた状態で、指を曲げる試験を実施し、曲げ開始から曲げ終わりまでの指の曲げやすさや曲げ角度によって、筒状部材の変形容易性を判断した。指を曲げる試験中、指を曲げる時に負荷を感じない筒状部材を◎、指を曲げる時にわずかに負荷を感じる筒状部材を○、指を曲げる時に負荷を感じる筒状部材を×とした。
(Evaluation of initial deformability)
A cylindrical member having a thickness of 3 mm and an inner diameter of 20 mm, cured at 170 ° C. for 5 minutes and at 200 ° C. for 4 hours using the silicone rubber-based curable composition obtained in each example and each comparative example. (Tube) was created. The obtained cylindrical member was put on a finger and subjected to a bending / elongation test. Specifically, a test for bending a finger was performed with the tubular member fitted, and the ease of deformation of the tubular member was determined based on the ease of bending and the bending angle of the finger from the start to the end of bending. During the test for bending a finger, a cylindrical member that did not feel a load when bending the finger was marked with ◎, a cylindrical member that felt a slight load when bending the finger was marked with ○, and a cylindrical member that felt a load when bending the finger was marked with ×.
(耐久性の評価)
各実施例および各比較例で得られたシリコーンゴム系硬化性組成を用いて、170℃で5分、200℃で4時間の条件で硬化し、厚み:1mm×内径:2mmを有する筒状部材(チューブ)を作成した。得られた筒状部材にスチール針金(TRUSCO製 スチール針金 小巻タイプ 線径1.6mm×15m)を挿入した耐久性試験サンプルを準備して、耐久試験を行った。具体的には、耐久性試験サンプルの90°曲げ試験を100回繰り返して実施し、耐久性を判断した。試験後に外観異常がなかった筒状部材を○、試験後に亀裂や破損があるものを×とした。
(Durability evaluation)
Using the silicone rubber-based curable composition obtained in each example and each comparative example, a cylindrical member having a thickness of 1 mm × inner diameter: 2 mm, cured at 170 ° C. for 5 minutes and at 200 ° C. for 4 hours. (Tube) was created. A durability test sample in which a steel wire (steel wire small volume type wire diameter 1.6 mm × 15 m) manufactured by TRUSCO was inserted into the obtained tubular member was prepared and subjected to a durability test. Specifically, the 90 ° bending test of the durability test sample was repeated 100 times to determine durability. A cylindrical member having no appearance abnormality after the test was marked with ◯, and a crack or breakage after the test was marked with ×.
以上より、実施例1〜12のシリコーンゴム系硬化性組成物で得られた樹脂製可動部材は、比較例1,3〜7と比べて、変形(ひずみ)開始時における初期ひずみに対する初期変形容易性に優れていることが分かった。また、実施例1〜12のシリコーンゴム系硬化性組成物で得られた樹脂製可動部材は、比較例6,7と比べて、ひずみがさらに大きくなる場合でも変形が容易となるため、変形容易性に優れることが分かった。
また、実施例1〜12の樹脂製可動部材は、比較例2と比べて、繰り返し使用時における耐久性に優れることが分かった。このような各実施例の樹脂製可動部材は、ロボットの各種可動部を構成する部材として適することが分かった。
As mentioned above, the resin-made movable member obtained with the silicone rubber-type curable composition of Examples 1-12 is easy to carry out the initial stage deformation | transformation with respect to the initial stage strain at the time of a deformation | transformation (strain | strain) start compared with Comparative Examples 1 and 3-7. It turned out that it is excellent in property. Further, the resin movable members obtained with the silicone rubber-based curable compositions of Examples 1 to 12 are easily deformed even when the strain is further increased as compared with Comparative Examples 6 and 7, and thus easily deformable. It turned out that it is excellent in property.
Moreover, it turned out that the resin-made movable members of Examples 1-12 are excellent in durability at the time of repeated use compared with the comparative example 2. It has been found that the resin movable member of each example is suitable as a member constituting various movable parts of the robot.
以上、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明したが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 As described above, the present invention has been described more specifically based on the embodiments. However, these are exemplifications of the present invention, and various configurations other than the above can be adopted.
Claims (8)
JIS K6251(2004)に準拠して測定される室温25℃で、100%伸張時における引張応力M100が、0.1MPa以上2.0MPa以下であり、
JIS K6253(1997)に準拠して規定されるデュロメータ硬さAが、50以下であり、
JIS K6252(2001)に準拠して測定される引裂強度が、25N/mm以上である、樹脂製可動部材。 A resin movable member constituting a part of the robot,
JIS K6251 at room temperature 25 ° C. as measured according to (2004), stress M 100 Tensile at 100% elongation is, is at 0.1MPa or higher 2.0MPa or less,
The durometer hardness A defined in accordance with JIS K6253 (1997) is 50 or less,
A resin movable member having a tear strength measured in accordance with JIS K6252 (2001) of 25 N / mm or more.
JIS K6251(2004)に準拠して測定される室温25℃での、50%伸張時における引張応力M50が、0.05MPa以上1.5MPa以下である、樹脂製可動部材。 The resin movable member according to claim 1,
At room temperature 25 ° C. which is measured according to JIS K6251 (2004), stress M 50 Tensile at 50% elongation is not less than 0.05 MPa 1.5 MPa or less, the resin movable member.
JIS K6251(2004)に準拠して測定される引張強度が、5.0MPa以上15MPa以下である、樹脂製可動部材。 The resin movable member according to claim 1 or 2,
A resin movable member having a tensile strength measured in accordance with JIS K6251 (2004) of 5.0 MPa to 15 MPa.
JIS K6251(2004)に準拠して測定される室温25℃で、600%伸張時における引張応力をM600が、1.5MPa以上7.0MPa以下である、樹脂製可動部材。 The resin movable member according to any one of claims 1 to 3,
A resin movable member having a tensile stress at 600% elongation of M 600 of 1.5 MPa or more and 7.0 MPa or less at a room temperature of 25 ° C. measured in accordance with JIS K6251 (2004).
JIS K6251(2004)に準拠して測定される破断伸びが、500%以上2000%以下である、樹脂製可動部材。 The resin movable member according to any one of claims 1 to 4,
A resin movable member having an elongation at break measured in accordance with JIS K6251 (2004) of 500% or more and 2000% or less.
JIS K6251(2004)に準拠して測定される破断エネルギーが、1J以上5J以下である、樹脂製可動部材。 The resin movable member according to any one of claims 1 to 5,
A resin movable member having a breaking energy measured in accordance with JIS K6251 (2004) of 1 J or more and 5 J or less.
無機充填材を含む、樹脂製可動部材。 The resin movable member according to any one of claims 1 to 6,
A resin movable member containing an inorganic filler.
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