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WO2008072517A1 - 人工外皮用シリコーンエラストマー組成物 - Google Patents

人工外皮用シリコーンエラストマー組成物 Download PDF

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Publication number
WO2008072517A1
WO2008072517A1 PCT/JP2007/073471 JP2007073471W WO2008072517A1 WO 2008072517 A1 WO2008072517 A1 WO 2008072517A1 JP 2007073471 W JP2007073471 W JP 2007073471W WO 2008072517 A1 WO2008072517 A1 WO 2008072517A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
group
composition
artificial skin
silicone elastomer
elastomer composition
Prior art date
Application number
PCT/JP2007/073471
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wei Hong Wang
Original Assignee
Dow Corning Toray Co., Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Corning Toray Co., Ltd. filed Critical Dow Corning Toray Co., Ltd.
Priority to US12/516,824 priority Critical patent/US8292956B2/en
Priority to EP07850113.7A priority patent/EP2090619B1/en
Priority to JP2008549257A priority patent/JP5636162B2/ja
Publication of WO2008072517A1 publication Critical patent/WO2008072517A1/ja

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63H—TOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H9/00—Special methods or compositions for the manufacture of dolls, toy animals, toy figures, or parts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/04—Polysiloxanes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B23/00—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes
    • G09B23/28—Models for scientific, medical, or mathematical purposes, e.g. full-sized devices for demonstration purposes for medicine
    • G09B23/30—Anatomical models
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34—Silicon-containing compounds
    • C08K3/36—Silica

Definitions

  • the present invention relates to a curable silicone elastomer composition for artificial skin.
  • the “outer skin” means a substance that covers a living body, and includes, for example, skin, mucous membranes, scalp, nails and the like.
  • a model or robot having an artificial skin is known, in particular, a human body model or a robot.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-144739 describes that it is difficult to get dirty and even if it gets dirty.
  • a mannequin using an artificial skin made of silicone rubber has been disclosed as an easy artificial skin.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-144739
  • a human body model or robot such as a mannequin is generally at least partially covered by an outer skin, but these are often used in a state of facing a visitor / user, etc. Visitors / users may be contacted, so the outer skin is required to be close to the appearance and touch of the actual skin.
  • the present invention has been made in view of the current state of the prior art. That is, the object of the present invention is to provide an artificial skin having a tactile sensation similar to skin as well as its appearance, and a composition usable for such a method. It is to be. Means for solving the problem
  • X represents the Asker C hardness after curing of the composition
  • tan ⁇ is preferably 0.2 or more and / or X is a positive number of 20 or less.
  • the silica fine powder preferably contains 5-30% by mass of silica fine powder is wet silica.
  • the viscosity of the composition of the present invention is preferably 20, OOOmPa's or less.
  • the composition of the present invention is preferably a room temperature curable addition reaction curable silicone elastomer composition.
  • the composition preferably contains an alkenyl group-containing siloxane.
  • the artificial skin of the present invention comprises a cured product obtained by curing the silicone elastomer composition for artificial skin, and has a tensile strength of 0.3 MPa or more and / or its elongation.
  • the force is preferably 20% or more.
  • the artificial skin of the present invention is preferably used as a model or robot skin.
  • the silicone elastomer composition for artificial skin of the present invention it is possible to produce an artificial skin that is soft and has a feel very similar to that of the skin.
  • the artificial skin of the present invention is suitable as a skin of a model or robot, particularly a human body model or robot. You can power to use.
  • the artificial skin of the present invention can be used as it is or in combination with other objects to form various models such as medical organs, organ models, and animal models.
  • the silicone elastomer composition of the present invention contains an alkenyl group-containing siloxane as a curing retarder, discoloration of the cured product can be suppressed. The color feeling can be adjusted more easily.
  • the silicone elastomer composition for artificial skin of the present invention comprises a curable silicone composition having a property of being cured at room temperature or under heating to form an elastomer.
  • room temperature means 15 to 45 ° C., preferably 20 ° C. to 40 ° C., more preferably 25 ° C.
  • the silicone elastomer composition for artificial skin of the present invention has a cured product represented by the following formula: tan ⁇ 0.23-0.006 ⁇
  • X represents the Asker C hardness after curing of the composition.
  • the loss tangent (tan ⁇ ) is the ratio between the storage elastic modulus (G ') corresponding to elasticity and the loss elastic modulus (G ") corresponding to viscosity, that is, G" / G'. Reflects absorbency.
  • the loss tangent in the above formula can be obtained by measuring the viscoelasticity of the silicone elastomer composition after curing. If the loss tangent is too small, the skin feel will be lost, and the contact force and the hardness will feel as if there is a core. When the loss tangent is 0.2 or more, it is possible to obtain a touch feeling very similar to the skin, so 0.25 or more is preferable, and 0.3 or more is particularly preferable.
  • the Asker C hardness is a hardness that is mainly applied to a soft elastomer as defined in JIS K7312.
  • the Asker C hardness is a value measured by a type C hardness tester defined in JIS K7312.
  • the Asker C hardness is 20.
  • Asker C hardness means that the higher the number is V, the more “hard! /,”.
  • Asker C hardness exceeds 20, the flexibility of the outer skin deteriorates. Therefore, X in the above formula is preferably a positive number of 20 or less, that is, 0 ⁇ X ⁇ 20. 0 ⁇ X ⁇ 10 is more preferred.
  • the cured product of the silicone elastomer composition for artificial skin of the present invention has a tensile strength of 0.3 MPa or more, preferably in order to prevent breakage at the time of demolding and to improve workability at the time of molding.
  • 0. 4 MPa or more and / or elongation is 420% or more, preferably 500% or more.
  • the silicone elastomer composition for artificial skin of the present invention has a physical property, a curing type, and a composition, in particular, as long as the cured product satisfies the relationship of tan ⁇ 0.2 3-0.
  • the fluidity in the mold is excellent, and the workability during molding is improved, so the viscosity is 20, OOOmPa's or less, preferably 10, OOOmPa's or less. It is preferable.
  • the silicone elastomer composition for artificial skin of the present invention is preferably a room temperature-curable addition reaction-curing silicone elastomer composition.
  • a room temperature-curable addition reaction-curing silicone elastomer composition examples include compositions containing the following components (A) to (D). Each component (A) to (D) may be used alone or in combination of two or more.
  • Component (A) is an organopolysiloxane having at least two alkenyl groups bonded to a silicon atom in one molecule.
  • alkenyl group include a butyl group, an aryl group, a propenyl group, an isopropenyl group, a butur group, an isobutur group, a pentur group, a hexenyl group, a heptul group, and the like.
  • the bonding position of the key atom of the alkenyl group is not particularly limited, and the molecular chain end and / or molecule. Chain side chain.
  • the component (A) may have an organic group other than an alkenyl group bonded to a silicon atom.
  • Examples of the organic group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, and a pentyl group.
  • An alkyl group such as a hexyl group; a cycloalkyl group such as a cyclopentyl group and a cyclohexenole group; an aryl group such as a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group and a naphthyl group; an aralkyl group such as a benzyl group and a phenethyl group; 3,3-Trifluoropropyl group, 3 halogen-substituted alkyl groups such as chloropropyl group, etc., usually carbon number;! ⁇ 10, preferably 1-8 carbon atoms, unsubstituted or substituted monovalent A hydrocarbon group, preferably a methyl group.
  • the viscosity of component (A) is preferably 0 ⁇ 05 to 100 Pa's at 25 ° C.
  • the siloxane skeleton of the organopolysiloxane component (A) may be linear or branched, or a mixture of both, but the main chain is composed of repeating diorganosiloxane units, and both ends of the molecular chain are triorganosiloxy groups. It is preferably a substantially linear diorganopolysiloxane blocked with.
  • a silicon-bonded alkenyl group preferably at both ends of the molecular chain having high viscosity (high molecular weight) is preferable.
  • a linear organopolysiloxane having a bur group is preferred!
  • Component (B) is an organohydrogenpolysiloxane having at least three hydrogen atoms bonded to a silicon atom in one molecule.
  • the hydrogen atom bonded to the silicon atom can be located in the terminal siloxane unit and / or the siloxane unit in the polymer chain.
  • This o / leganohydropolyene polysiloxane is a linear siloxane polymer, and is composed of RHSiO units and R XSiO units (in these formulas, R represents the organic group in the component (A)).
  • an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, and having no alkenyl group, preferably a methyl group.
  • X represents a hydrogen atom or R) in the molecule, and optionally contains R SiO group units.
  • the total amount of hydrogen atoms (ie, SiH groups) bonded to the silicon atom present in the component (B) is 0.4 to 3 per alkenyl group in the component (A). It is preferable that 0.4 to; 1.5 is more preferable. Therefore, the component (B) with respect to 100 parts by mass of the component (A)
  • the relative amounts of the components are preferably determined as appropriate in the range of, for example, !! to 1000 parts by mass so that this relationship is maintained.
  • the amount of component (B) is reduced (for example, the composition; 20% by mass, more preferably 1 to 15% by mass).
  • the viscosity at 25 ° C of the organohydrodiene polysiloxane of component (B) is preferably (between 0.001 and;! OPa-s, more preferably (between 0.0 and! And 5 Pa-s).
  • Specific examples of such component (B) include those represented by the following formulas.
  • Component (C) is a catalyst for addition reaction (hydrosilylation) between the alkenyl group in component (A) and the SiH group in component (B), and promotes the addition reaction. If necessary, V or a suitable catalyst may be used.
  • the hydrosilylation reaction catalyst for example, at least one catalyst selected from a platinum-based catalyst, a palladium-based catalyst, and a nickel catalyst is used, and more specifically, for example, chloroplatinic acid, alcohol-modified Chloroplatinic acid, chloroplatinic acid and olefins, coordination compounds of bursiloxane or acetylene compounds, tetrakis (triphenylphosphine) paradium, chlorotris (triphenylphosphine) rhodium, etc. are used, particularly preferably platinum compounds. It is.
  • the component (C) may be an effective amount as a catalyst (so-called catalyst amount). Specifically, for example, the amount of the catalyst (as a metal element component) relative to the total amount of the components (A) and (B). Is contained in a ratio of about 0.0;! To 500 ppm, preferably about 0;
  • Component (D) is finely divided silica, which acts as a reinforcing material after curing of the composition of the present invention. That is, the composition of the present invention is preferably used as an in-mold molding material, in which case high tensile strength and elongation are particularly required to avoid breakage during demolding. Therefore, in the composition of the present invention, a cured product satisfying such strength characteristics can be formed by using finely divided silica as a reinforcing material.
  • the fine powder silica as the component (D) preferably has a specific surface area measured by the BET method of 50 m 2 / g or more, more preferably 100 to 300 m 2 / g, from the force S. If the specific surface area is less than 50 m 2 / g, sufficient strength characteristics may not be imparted.
  • fine powder silica for example, dry silica such as fumed silica or synthetic silica such as wet silica is used. Since these silicas have a large amount of silanol groups on their surface, for example, silylation of halogenated silanes, alkoxysilanes, various silazane compounds (for example, hexamethyldisilazane, tetramethyldibuldisilazan), etc. It can also be used as so-called hydrophobic silica surface-treated with an agent.
  • hydrophobic silica it is also possible to use a masterbatch obtained by mixing organopolysiloxane of component (A), fine powder silica and the silylating agent.
  • the blending amount of fine powder silica is preferably in the range of 5 to 30% by mass of the composition of the present invention, and in the range of 10 to 30% by mass. The more preferred range is 15 to 20% by mass. If this amount exceeds 30% by mass of the composition, the molding workability of the composition may be impaired.
  • wet silica In order to keep the loss tangent within an appropriate range while maintaining other physical characteristics of the composition of the present invention after curing, it is preferable to use wet silica. Specifically, wet silica is used. It is preferable to use 10% by mass or more of the fine powdered silica, more preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 100% by mass. For example, when wet silica is included as fine powder silica, the tangent loss (tan ⁇ ), elongation, and tensile strength tend to increase when the Asker C hardness of the cured product of the composition is the same.
  • dry silica when importance is attached to the transparency and colorability of the cured product of the composition of the present invention, it is preferable to use dry silica.
  • the use ratio of dry silica is 10% by mass or more of fine powder silica. 40% by mass or more is preferable, and 100% by mass is more preferable.
  • the composition of the present invention includes (i) a hydrogen atom bonded to a silicon atom at both ends of the molecular chain, and no aliphatic unsaturated bond in the molecule. It is preferable to blend a chain organopolysiloxane.
  • the viscosity of component (ii) at 25 ° C. is in the range of 0.001-10 Pa's, preferably 0.0;! To lPa's.
  • This linear organopolysiloxane serves to increase the molecular chain length of the component (A) when the composition of the present invention is cured, and the loss tangent (tan ⁇ ), elongation, and tensile strength of the cured product of the composition. Strength can be increased
  • organopolysiloxane of the component (ii) include the following general formula (I):
  • R is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group not containing an alkenyl group
  • n is a number such that the viscosity of the organopolysiloxane at 25 ° C. falls within the above range.
  • An organohydrogenpolysiloxane having a hydrogen atom bonded to a silicon atom at both ends of the molecular chain is preferred! /.
  • R is an unsubstituted or substituted monovalent hydrocarbon group that does not contain an alkenyl group.
  • alkenyl group methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl Alkyl groups such as a group; cycloalkyl groups such as a cyclopentyl group and a cyclohexyl group; aryl groups such as a phenyl group, a trinole group, a xylinole group and a naphthyl group; an aralkyl group such as a benzyl group and a phenethyl group;
  • halogen-substituted alkyl group such as a 3-trifluoropropyl group and a 3-chloropropyl group usually have a carbon number of !!
  • n 25 of this organopolysiloxane. Rice occupancy in C as described above 0.001; lOPa's, preferably 0.01 ⁇ ; IPa's.
  • the total amount of hydrogen atoms (that is, SiH groups) bonded to the silicon atoms present in the component (B) and the component (E) is The number of alkenyl groups in the component is preferably 0.4 to 3 and more preferably 0.4 to 1.5. Therefore, the relative amount of the sum of the component (B) and the component (E) with respect to 100 parts by mass of the component (A) is appropriately determined, for example, in the range of ! to 1000 parts by mass so that this relationship is maintained. It is preferable to be done.
  • the number of hydrogen atoms bonded to the silicon atoms in component (E) is 20 to 85 mol% with respect to the total of hydrogen atoms bonded to the silicon atoms in component (B) and component (E). 30 to 70 mol% is more preferable.
  • the loss tangent after curing is set to an appropriate range by reducing the crosslinking density of the composition of the present invention, the total amount of the (B) component and the (E) component is reduced (for example, the composition To 10 mass%, more preferably 1 to 5 mass%) of the product.
  • the loss tangent (tan) of the cured product of the composition is greater when the component (E) is added to the composition of the present invention together with the component (B). ⁇ ) is preferable because it can be controlled appropriately.
  • the composition of the present invention contains (F) a non-functional organopolysiloxane having a viscosity at 25 ° C of 0.01 to 500 Pa-s, preferably 0.03 to 10; lOOPa's. May be.
  • Component (F) is used as necessary, and acts as a release agent in the composition of the present invention.
  • it is a linear non-functional organopolysiloxane. If this organopolysiloxane has an addition-reactive functional group such as an alkenyl group or a hydrosilyl group (SiH group), the component (F) is fixed in the cured product of the composition of the present invention, and a mold release effect is obtained. Will not bring.
  • the substituents bonded to the silicon atom of the non-functional organopolysiloxane include alkyl groups such as methyl, ethyl, and propyl groups, aryl groups such as phenyl and tolyl groups, and 3, 3, 3-trile. Examples include halo-substituted alkyl groups such as a fluoropropyl group and a 3-chloropropyl group. A methyl group is particularly preferred.
  • the amount of component (F) is 0 to 20 parts by weight, preferably 5 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of component (A). When the blending amount of the component (F) is more than 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the component (A), the oily substance derived from the component (F) may ooze from the cured product.
  • composition of the present invention may also contain a curing retarder, such as 3-methyl-1-butyne-3-ol, 3,5-dimethyl-1, monohexyl-3-ol, and phenol.
  • a curing retarder such as 3-methyl-1-butyne-3-ol, 3,5-dimethyl-1, monohexyl-3-ol, and phenol.
  • Acetylene compounds such as dirubutinol; 1, 3, 5, 7 tetramethyl-1,3,5,7-tetrabutylcyclotetrasiloxane, alkenyl group-containing siloxane such as 1,3-divinyltetramethyldisiloxane; benzotriazole, etc.
  • the composition of the present invention is discolored. Even in the case of containing ammonia which is a cause, discoloration of the cured product of the composition is suppressed.
  • general-purpose additives can be blended in the composition of the present invention.
  • the polystyrene resin contains SiO units or R SiO units and is small in one molecule.
  • organopolysiloxane resins having at least two alkenyl groups.
  • Other inorganic pigments such as iron oxide, bengara, cobalt blue, azo dyes, quinoline dyes, etc.
  • Organic dyes, cerium oxide, zinc carbonate, manganese carbonate, titanium oxide, carbon black and the like may be blended.
  • the silicone elastomer composition of the present invention is cured at, for example, a temperature condition of 20 ° C to 150 ° C, preferably 50 ° C or less, more preferably at room temperature, to obtain an elastomer as a cured product. Form.
  • the cured product of the silicone elastomer composition of the present invention has a skin-like feel in addition to the high flexibility and deformability inherent to silicone elastomers, and is therefore suitable as an artificial skin, It is useful as a model or robot, particularly as a human model or robot skin having moving parts.
  • the artificial skin of the present invention includes, for example, an outer mold frame having an inner surface of a human appearance and an inner mold frame disposed so as to hold the cavity between the outer mold frame. It can be obtained by preparing, introducing and curing the silicone elastomer of the present invention in the cavity, and removing the outer mold from the mold after curing. Thus, the artificial skin can be efficiently produced by curing the silicone elastomer composition of the present invention at room temperature using a sealed mold cavity.
  • the artificial skin of the present invention can be colored, flocked, etc. as necessary.
  • the artificial skin of the present invention is bonded to the surface of a base material made of a flexible material such as polyurethane foam, soft polychlorinated bur, silicone elastomer, etc., if necessary, via an adhesive or a primer. It is possible to achieve elasticity close to the human body and skin feel by integrating them. This makes it possible to manufacture elaborate models or robots that are very close to the human body.
  • the artificial skin of the present invention is suitable as a constituent member of various models such as medical organs, organ models, animal models and the like used for medical and nursing training. Can be used.
  • the artificial skin of the present invention can be used as it is, and in the case of a relatively large organ model such as a lung, the artificial skin of the present invention. Can be used in combination with a substrate.
  • the viscosity is a value at 25 ° C.
  • Viscosity 2000mPa ⁇ s Molecular chain both ends dimethylvinylsiloxy group-capped dimethylpolysiloxane (bule group content approx. 0.23% by mass) 100 parts by mass, wet silica (SIPERNAT 200) 57 parts by mass, hexamethyldisilazane 8 4 parts by mass and 3.5 parts by mass of water were put into a mixer and mixed until uniform at room temperature, and then heat-treated at 200 ° C for 2 hours under reduced pressure to prepare silica masterbatch 3.
  • SIPERNAT 200 wet silica
  • Dimethylvinylsiloxy group-blocked dimethylpolysiloxane (Bur group content: approx. 0.23 mass%) 100 parts by mass, wet silica (SIPERNAT 320 DS) 57 parts by mass, hexamethyldisilazane 8. 4 parts by mass and 3.5 parts by mass of water were put into a mixer and mixed until uniform at room temperature, and then heat-treated at 200 ° C for 2 hours under reduced pressure to prepare silica masterbatch 4.
  • Viscosity 400mPa ⁇ s molecular chain both ends dimethylvinylsiloxy group blocked dimethylpolysiloxane (bule group content about 0.47 mass%) 100 mass parts, wet silica (ZIPSIL LP) 60 quality Part, hexamethyldisilazane, 10.6 parts by weight, and 4.2 parts by weight of water are put into a mixer, mixed at room temperature until uniform, and then heat-treated at 200 ° C for 2 hours under reduced pressure to obtain silica master.
  • One batch 5 was prepared.
  • Ammonia content 1 ⁇ 5 g of silica masterbatch was precisely weighed and dissolved by adding 60 ml of toluene. To the obtained solution, 20 g of 5 mM nitric acid was added, and the mixture was shaken for 2 hours, and then centrifuged to determine the amount of ammonia extracted into the aqueous phase.
  • A- 1 Viscosity 420 MPa 's of both molecular chain terminals Jimechirubi two Rushirokishi group dimethylsiloxane' menu Chirubi two Le polysiloxane (about 1 ⁇ 06 mass 0/0 Bulle group content)
  • Viscosity lOOOOmPa's molecular chain both ends dimethylvinylsiloxy group-blocked dimethyl polysiloxane (bule group content about 0.13 mass%)
  • A-5 dimethylpolysiloxane blocked with dimethylvinylsiloxy group-blocked dimethylpolysiloxane having a viscosity of 40,000 mPa ⁇ s (Bue group content: about 0.09% by mass)
  • Platinum-based catalyst Dibutyltetramethyldisiloxane solution of 1,3-dibutyltetramethyldisiloxane complex of platinum
  • B—1 dimethylhydrogensiloxy group-blocked dimethyl with a viscosity of 29 mPa's.
  • Methyl hydrogen polysiloxane (caine atom-bonded hydrogen atom content about 0.15 quality)
  • B- 2 viscosity 27 mPa ⁇ s at both molecular chain terminals by dimethylhydrogensiloxy Nono Hydro siloxy group-blocked-dimethyl-'methylhydrodiene polysiloxane (Kei atom bonded hydrogen atom content of about 0.10 mass 0/0)
  • E-1 dimethylhydrogensiloxy group-blocked dimethylpolysiloxane having molecular viscosity at both ends of 38 mPa ⁇ s (content of hydrogen atoms bonded to hydrogen atoms: about 0.06 mass%)
  • Curing retarder 1 Methyl (tris (1,1 dimethyl-2-propynyloxy) silane
  • Curing retarder 2 Tetramethyltetrabucyclotetrasiloxane
  • Wasker C hardness According to the test method using a type C hardness tester specified in JIS K7312. Two cured specimens (disk shape with a thickness of 6 mm and a diameter of 70 mm) were used in piles.
  • Loss tangent (tan ⁇ ): Based on measurement of viscoelastic characteristics by dynamic analyzer ARES (vibration frequency 1 ⁇ , strain 10%, sample shape is a disk 25 mm in diameter and 5 mm in thickness).
  • Tactile sensation Evaluation was performed by dusting talc on the surface of a cured test piece (disk shape with a thickness of 6 mm and a diameter of 70 mm) and pressing the test piece with a finger.
  • the evaluation criteria are as follows.
  • Discoloration A specimen of a cured product (disk shape with a thickness of 6 mm and a diameter of 70 mm) was left at 100 ° C for 10 hours, and the degree of discoloration was visually observed.
  • the evaluation criteria are as follows.

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Abstract

本発明は、下記式： tan δ≧０．２３－０．００６Ｘ （式中、 tan δは前記組成物の硬化後の損失正接を表し、 Ｘは前記組成物の硬化後のアスカーＣ硬さを表す） を満たす人工外皮用シリコーンエラストマー組成物に関する。本発明の組成物を用いて、外観のみならず、柔軟で、皮膚によく似た触感を有する人工外皮を、簡便な方法で得ることができる。

Description

明 細 書
人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物
技術分野
[0001] 本願 ίま、 2006年 12月 15曰〖こ曰本国 ίこ出願された特願 2006— 338366号 ίこ基づ いて優先権を主張し、その内容をここに援用する。
[0002] 本発明は、人工外皮用の硬化性シリコーンエラストマ一組成物に関する。ここで「外 皮」とは、生体を被覆する物質を意味し、例えば、皮膚、粘膜、頭皮、爪等を含むもの である。
背景技術
[0003] 従来、人工外皮を備える模型又はロボット、特に人体模型又はロボットが知られて おり、特開昭 57— 144739号公報には、汚れにくぐまた、仮に汚れが付着しても取 り除きやすい人工外皮として、シリコーンゴム製の人工外皮を使用したマネキンが開 示されている。
特許文献 1：特開昭 57— 144739号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] マネキンの如き人体模型又はロボットは一般にその少なくとも一部が外皮によって 被覆されているが、これらは見学者 ·使用者等と対面した状態で使用されることが多く 、また、場合によっては見学者 ·使用者等と接触することもあるので、その外皮が実際 の皮膚等の外観及び触感に近いことが求められる。
[0005] しかし、特開昭 57— 144739号公報に記載されたシリコーンゴム製人工外皮は、そ の表面汚染に対しては優れた抵抗性を示すものの、柔軟性を欠き、特に、触感の点 で未だ改善の余地を有して!/、る。
[0006] 本発明は、このような従来技術の現状に鑑みてなされたものである。すなわち、本 発明の目的は、外観のみならず、柔軟で、皮膚等によく似た触感を有する人工外皮 を、簡便な方法で得ること、並びに、そのような方法に使用可能な組成物を提供する ことである。 課題を解決するための手段
[0007] 本発明の目的は、下記式：
tan δ≥0. 23-0. 006Χ
(式中、
tan δは前記組成物の硬化後の損失正接を表し、
Xは前記組成物の硬化後のァスカー C硬さを表す）
を満たす人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物によって達成される。前記 tan δ は 0. 2以上であり、及び/又は、 Xが 20以下の正数であることが好ましい。
[0008] 本発明の組成物は、シリカ微粉末を 5〜30質量％の範囲で含むことが好ましぐシ リカ微粉末の 10質量％以上が湿式シリカであることがより好ましい。
[0009] また、本発明の組成物の粘度は 20, OOOmPa' s以下であることが好ましい。
[0010] そして、本発明の組成物は、室温硬化性の付加反応硬化型シリコーンエラストマ一 組成物であることが好ましい。前記組成物は、アルケニル基含有シロキサンを含むこ とが好ましい。
[0011] 本発明の人工外皮は、上記の人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物を硬化さ せて得られた硬化物からなり、その引張強度が 0. 3MPa以上であり、及び/又は、 その伸び力 20%以上であることが好ましい。
[0012] 本発明の人工外皮は、模型又はロボットの外皮として使用されることが好ましい。
発明の効果
[0013] これまで、シリコーンエラストマ一の触感とその損失正接との関係について論じられ たことはない。そして、本発明は、皮膚に類似する触感をシリコーンエラストマ一に付 与するにあたって、鋭意検討の結果、シリコーンエラストマ一の触感がその損失正接 と密接な関連を有することを突き止め、更に、シリコーンエラストマ一のァスカー C硬さ に基づいてその損失正接を所定範囲に規定することにより、該シリコーンエラストマ 一に皮膚の触感を与えるという技術思想に到達したものである。
[0014] したがって、本発明の人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物によって、柔軟で、 且つ、皮膚に非常に類似した触感を有する人工外皮を製造することができる。本発 明の人工外皮は模型又はロボット、特に人体模型又はロボット、の外皮として好適に 使用すること力できる。また、本発明の人工外皮は、そのままで、或いは、他の物体と 組み合わされて、医学用臓器、器官模型、動物模型等の各種模型を構成することが できる。
[0015] 特に、本発明のシリコーンエラストマ一組成物が硬化遅延剤としてアルケニル基含 有シロキサンを含む場合には、その硬化物の変色を抑制できるので、顔料、染料等 の色素の配合による外皮の色感の調整をより容易とすることができる。
発明を実施するための最良の形態
[0016] 本発明の人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物は、室温乃至加熱条件下で硬 化してエラストマ一を形成する性質を有する硬化性シリコーン組成物からなる。ここで の「室温」とは 15〜45°Cを意味しており、好ましくは 20°C〜40°Cであり、より好ましく は 25°Cである。
[0017] 本発明の人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物は、その硬化物が下記式： tan δ≥0. 23-0. 006Χ
(式中、
tan δは前記組成物の硬化後の損失正接を表し、
Xは前記組成物の硬化後のァスカー C硬さを表す）を満たすものである。
[0018] 損失正接 (tan δ )とは、弾性に相当する貯蔵弾性率 (G' )と粘性に相当する損失弾 性率 (G")との比、すなわち G"/G'であり、振動吸収性を反映する。上記式中の損 失正接はシリコーンエラストマ一組成物の硬化後の粘弾性測定により得ることができ る。損失正接が小さすぎると皮膚の触感が失われ、接触時にあた力、も芯があるように 感じる硬さとなる。損失正接が 0. 2以上であると、皮膚に非常に類似した触感を得る ことができるので好ましぐ 0. 25以上がより好ましぐ 0. 3以上が特に好ましい。
[0019] ァスカー C (Asker C)硬さとは、 JIS K7312に規定される、主に軟質エラストマ一に 適用される硬度である。本発明においてァスカー C硬さとは、 JIS K7312に規定さ れたタイプ C硬さ試験機による測定値を示し、例えば、ァスカー C硬さが 20の場合、 前記試験機で測定した値が 20であることを意味する。ァスカー C硬さは、数字が大き V、ほど「硬!/、」ことを意味する。ァスカー C硬さが 20を越えると外皮の柔軟性が悪化す るので、上記式中の Xは 20以下の正数、すなわち 0<X≤20であることが好ましぐ 0 <X≤ 10がより好ましい。
[0020] 通常は、ァスカー C硬さが大きいと損失正接 (tan δ )が小さくなる傾向がある力 ta η δ≥0. 23-0. 006Χ (Χ:ァスカー C硬さ）の関係が満たされる本発明の人工外皮 用シリコーンエラストマ一組成物の硬化物では、皮膚の如き感触を得ることができる。
[0021] 本発明の人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物の硬化物は、脱型時の破損を 防止し、また、成形時の作業性を高めるために、引張強度が 0. 3MPa以上、好ましく は 0. 4MPa以上、及び/又は、伸びが 420%以上、好ましくは 500%以上であるこ とが好ましい。
[0022] 本発明の人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物は、その硬化物が tan δ≥0. 2 3-0. 006Χの関係を満たすのであれば、その物理的性状、硬化タイプ及び組成は 特に限定されるものではないが、型内での流動性に優れ、また、成形時の作業性が 改善されるので、粘度が 20, OOOmPa ' s以下、好ましくは 10, OOOmPa ' s以下であ ることが好ましい。
[0023] 本発明の人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物は、室温硬化性の付加反応硬 化型シリコーンエラストマ一組成物であることが好ましい。そのような組成物としては、 例えば、以下の (A)〜（D)の成分を含む組成物があげられる。 (A)〜（D)の各成分 は、それぞれ単一物を使用してもよぐ或いは、 2種類以上を併用してもよい。
[0024] (A) 1分子中にケィ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも 2個有するオルガノ ポリシロキサン、
(B) l分子中にケィ素原子に結合した水素原子を少なくとも 3個有するオルガノハイド ロジェンポリシロキサン、
(C)ヒドロシリル化反応触媒、及び、
(D)微粉末シリカ
[0025] (A)成分は、 1分子中にケィ素原子に結合したアルケニル基を少なくとも 2個有する オルガノポリシロキサンである。前記アルケニル基としては、例えば、ビュル基、ァリル 基、プロぺニル基、イソプロぺニル基、ブテュル基、イソブテュル基、ペンテュル基、 へキセニル基、ヘプテュル基等が挙げられ、好ましくはビュル基である。前記アルケ ニル基のケィ素原子 の結合位置は特に限定されず、分子鎖末端及び/又は分子 鎖側鎖である。また、（A)成分は、ケィ素原子に結合したアルケニル基以外の有機 基を有していてもよぐ該有機基は、例えば、メチル基、ェチル基、プロピル基、プチ ノレ基、ペンチル基、へキシル基等のアルキル基；シクロペンチル基、シクロへキシノレ 基等のシクロアルキル基；フエニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のァリール 基；ベンジル基、フエネチル基等のァラルキル基； 3, 3, 3—トリフロロプロピル基、 3 クロ口プロピル基等のハロゲン置換アルキル基等の、通常、炭素数;!〜 10、好まし くは炭素数 1〜8の、非置換又は置換の 1価炭化水素基であり、好ましくはメチル基で ある。
[0026] (A)成分の粘度は 25°Cにおいて、 0· 05〜100Pa' sであることが好ましぐ 0. ；!〜
40Pa ' sの範囲がより好ましい。 （A)成分のオルガノポリシロキサンのシロキサン骨格 は、直鎖状でも分岐状でもよぐまた両者の混合物でもよいが、主鎖がジオルガノシロ キサン単位の繰り返しから成り、分子鎖両末端がトリオルガノシロキシ基で封鎖された 、実質的に直鎖状のジオルガノポリシロキサンであることが好ましい。特に、本発明の 組成物の架橋密度を低下させることによって硬化後の損失正接を適切な範囲とする 場合には、高粘度（高分子量)の分子鎖両末端にケィ素結合アルケニル基 (好ましく はビュル基）を有する直鎖状オルガノポリシロキサンが好まし!/、。
[0027] (B)成分は、 1分子中にケィ素原子に結合した水素原子を少なくとも 3個有するォ ルガノハイドロジェンポリシロキサンである。ケィ素原子に結合した水素原子は末端シ ロキサン単位、及び/又は、ポリマー鎖中のシロキサン単位に位置することができる。 このォ/レガノハイドロジエンポリシロキサンは,線状シロキサンポリマーであり、 RHSiO 単位、及び、 R XSiO 単位（これらの式中、 Rは、上記 (A)成分における有機基と
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同様の、アルケニル基を有しない、炭素数 1〜； 10の、好ましくは炭素数 1〜8の、非置 換又は置換の一価炭化水素基であり、好ましくはメチル基である。 Xは水素原子もし くは Rを表す）を分子中に必須に含有し、 R SiO基の単位を任意に含有するものであ
2
[0028] 前記 (B)成分中に存在するケィ素原子に結合した水素原子（即ち、 SiH基）の合計 量は、前記（A)成分中のアルケニル基 1個当たり、 0. 4〜3個であることが好ましぐ 0 . 4〜； 1. 5個がより好ましい。したがって、前記 (A)成分 100質量部に対する前記 (B) 成分の相対量は、この関係が維持されるように、例えば、；!〜 1000質量部の範囲で 適宜決定されることが好ましい。ただし、本発明の組成物の架橋密度を低下させるこ とによって硬化後の損失正接を適切な範囲とする場合には、（B)成分の配合量を少 なく（例えば、組成物の;!〜 20質量％、より好ましくは 1〜； 15質量％)することが好まし い。
(B)成分のオルガノハイドロジエンポリシロキサンの 25°Cにおける粘度は、好ましく (ま、 0. 001〜； !OPa - sであり、より好ましく (ま 0. 0；!〜 5Pa - sである。このような（B)成 分としては、具体的には、例えば、以下の式で表されるものが挙げられる。
[化 1コ
R R R
I I I
H— SiO ~ SiO Si—— H
I に I
R H R
R R R R
I I I I
H— SiO ~ f SiO ½-^ Si0 Si— H
I I I
R H R R
R
Figure imgf000007_0001
R R
Figure imgf000007_0002
[上記式中、 Rは前記と同じ意味を示し、 p、 qはそれぞれ 1以上の整数であり、 p、 p + qは上記粘度を満足する値である。 ] [0030] (C)成分は、前記（A)成分中のアルケニル基と、（B)成分中の SiH基との付加反 応（ヒドロシリル化）の触媒であり、該付加反応を促進するものであれば V、かなる触媒 を使用してもよい。
[0031] ヒドロシリル化反応触媒としては、例えば、白金系触媒、パラジウム系触媒及び口 ジゥム系触媒から選ばれる少なくとも 1種の触媒が用いられ、より具体的には、例えば 、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸とォレフィン類、ビュルシロ キサン又はアセチレン化合物との配位化合物、テトラキス (トリフエニルホスフィン)パラ ジゥム、クロロトリス (トリフエュルホスフィン)ロジウム等が使用され、特に好ましくは白金 系化合物である。 （C)成分は触媒として有効量 (いわゆる触媒量)であればよぐ具体 的には、例えば前記 (A)及び (B)成分の合計量に対して触媒の量 (金属元素分とし て）が質量換算で 0. 0；!〜 500ppm、好ましくは 0. ；!〜 lOOppm程度の割合で配合 される。
[0032] (D)成分は、微粉末シリカであり、本発明の組成物の硬化後の補強材として作用す る。すなわち、本発明の組成物は好ましくは型内成形材料として使用されるが、その 場合は、脱型時の破損を回避するために高い引張強度並びに伸びが特に求められ る。そこで、本発明の組成物においては、微粉末シリカを補強材として使用することに より、このような強度特性を満足する硬化物を形成することができる。 （D)成分として の微粉末シリカは、 BET法で測定した比表面積が 50m2/g以上であることが好まし く、 100〜300m2/gであること力 Sより好ましい。比表面積が 50m2/g未満では、満 足するような強度特性を付与できないおそれがある。
[0033] 微粉末シリカとしては、例えばヒュームドシリカ等の乾式シリカや、湿式シリカ等の合 成シリカが使用される。これらのシリカは表面に多量のシラノール基を有しているため に、例えばハロゲン化シラン、アルコキシシラン、各種シラザン化合物（例えば、へキ サメチルジシラザン、テトラメチルジビュルジシラザン）等のシリル化剤により表面処理 されたいわゆる疎水性シリカとして使用することもできる。なお、疎水性シリカを使用 する代わりに、（A)成分のオルガノポリシロキサンと微粉末シリカと上記シリル化剤と を混合して得られたマスターバッチを使用することも可能である。微粉末シリカの配合 量は、本発明の組成物の 5〜30質量％の範囲が好ましぐ 10〜30質量％の範囲が より好ましぐ 15〜20質量％の範囲が特に好ましい。この配合量が組成物の 30質量 %を超えると組成物の成形作業性が損なわれるおそれがある。
[0034] 本発明の組成物の硬化後の他の物理的特性を維持しつつ損失正接を適切な範囲 とするためには、湿式シリカを使用することが好ましぐ具体的には、湿式シリカの使 用割合を微粉末シリカの 10質量％以上とすることが好ましぐ 40質量％以上がより好 ましぐ 100質量％が特に好ましい。例えば、微粉末シリカとして湿式シリカを含むと、 該組成物の硬化物のァスカー C硬さが同じ場合、正接損失 (tan δ )や伸び、引張強 さがより大きくなるという傾向がある。一方、本発明の組成物の硬化物の透明性や着 色性を重視する場合は乾式シリカを使用することが好ましぐその場合は、乾式シリカ の使用割合を微粉末シリカの 10質量％以上とすることが好ましぐ 40質量％以上が より好ましぐ 100質量％が特に好ましい。
[0035] 本発明の組成物には、上記の成分以外に、（Ε)分子鎖両末端にケィ素原子に結 合した水素原子を有し、分子中に脂肪族不飽和結合を有しない直鎖状のオルガノポ リシロキサンを配合することが好ましい。 （Ε)成分の 25°Cでの粘度は、 0. 001-10P a ' s、好ましくは 0. 0；!〜 lPa' sの範囲である。この直鎖状オルガノポリシロキサンは、 本発明の組成物の硬化に際して前記 (A)成分の分子鎖長を増加させる働きをし、該 組成物の硬化物の損失正接 (tan δ )や伸び、引張強さをより大きくすることができる
〇
[0036] 前記（Ε)成分のオルガノポリシロキサンとしては、例えば、下記一般式（I)：
[化 2]
R R R
I I I
H - Si-O— f Si-O^— Si - H ( I )
R R R
[式中、
Rはアルケニル基を含有しない非置換又は置換の 1価の炭化水素基であり、 nは当該オルガノポリシロキサンの 25°Cにおける粘度が上記の範囲となるような数で ある] で表される、分子鎖両末端にケィ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェ ンポリシロキサンが好まし!/、。
[0037] 一般式 (I)において、 Rはアルケニル基を含有しない非置換又は置換の 1価の炭化 水素基であり、例えば、メチル基、ェチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、へ キシル基等のアルキル基；シクロペンチル基、シクロへキシル基等のシクロアルキル 基；フエニル基、トリノレ基、キシリノレ基、ナフチル基等のァリール基；ベンジル基、フエ ネチル基等のァラルキル基； 3, 3, 3—トリフロロプロピル基、 3—クロ口プロピル基等 のハロゲン置換アルキル基等の、通常、炭素数;!〜 10、好ましくは炭素数 1〜8のも のが挙げられる。特に好ましい Rはメチル基である。 nはこのオルガノポリシロキサンの 25。Cにおける米占度力上記の通り 0. 001〜； lOPa' s、好ましくは 0. 01〜； IPa' sになる ような数である。
[0038] 前記 (E)成分を使用する場合は、 (B)成分と (E)成分中に存在するケィ素原子に 結合した水素原子（即ち、 SiH基）の合計量は、前記 (A)成分中のアルケニル基 1個 当たり、 0. 4〜3個であることが好ましぐ 0. 4〜； 1. 5個がより好ましい。したがって、 前記 (A)成分 100質量部に対する（B)成分と (E)成分の合計の相対量は、この関係 が維持されるように、例えば、；!〜 1000質量部の範囲で、適宜決定されることが好ま しい。また、（E)成分中のケィ素原子に結合した水素原子の数は、（B)成分と（E)成 分中のケィ素原子に結合した水素原子の合計に対して 20〜85モル％であることが 好ましぐ 30〜70モル％がより好ましい。なお、本発明の組成物の架橋密度を低下 させることによって硬化後の損失正接を適切な範囲とする場合には、（B)成分と（E) 成分の合計の配合量を少なく（例えば、組成物の;!〜 10質量％、より好ましくは 1〜5 質量％)することが好ましい。
[0039] 特に、（D)成分として乾式シリカを使用する場合は、（B)成分と共に (E)成分を本 発明の組成物に配合する方が、該組成物の硬化物の損失正接 (tan δ )を適切に制 御できるので好ましい。
[0040] 更に、本発明の組成物には、（F) 25°Cにおける粘度が 0. 01~500Pa- s,好ましく は 0. 03〜； lOOPa ' sである非官能性オルガノポリシロキサンを配合してもよい。 （F) 成分は、必要に応じて使用され、本発明の組成物において離型剤として作用するも のであり、好ましくは直鎖状の非官能性オルガノポリシロキサンである。このオルガノ ポリシロキサンがアルケニル基ゃヒドロシリル基（SiH基）等の付加反応性官能基を有 していると、本発明の組成物の硬化物中に (F)成分が固定され、離型効果をもたらさ ない。したがって、非官能性オルガノポリシロキサンのケィ素原子に結合した置換基 としては、メチル基、ェチル基、プロピル基等のアルキル基、フエニル基、トリル基等 のァリール基、 3, 3, 3—トリフロロプロピル基、 3—クロ口プロピル基等のハロ置換ァ ルキル基等の基が挙げられる。メチル基が特に好ましい。 （F)成分の配合量は (A) 成分 100質量部に対して 0〜20質量部であり、好ましくは 5〜； 10質量部である。 (F) 成分の配合量が、（A)成分 100質量部に対して、 20質量部より多いと（F)成分に由 来するオイル状物質が硬化物から滲む場合がある。
[0041] また、本発明の組成物には、硬化遅延剤を配合することも可能であり、例えば、 3— メチルー 1ーブチンー3—オール、 3, 5—ジメチルー 1一へキシルー 3—オール、フエ 二ルブチノール等のアセチレン系化合物； 1 , 3, 5, 7 テトラメチルー 1 , 3, 5, 7— テトラビュルシクロテトラシロキサン、 1 , 3—ジビニルーテトラメチルジシロキサン等の アルケニル基含有シロキサン；ベンゾトリアゾール等のトリァゾール化合物；メチル（トリ ス（ 1 , 1 ジメチル 2—プロピニルォキシ）シラン等のアルキニルシラン；フォスフィ ン化合物;メルカプト化合物等を微量又は少量添加することができる。本発明の組成 物が変色の原因となるアンモニアを含む場合でも当該組成物の硬化物の変色が抑 制されるので、硬化遅延剤としては、アルケニル基含有シロキサンが好ましぐァルケ ニル基含有量が 20質量％以上の低分子量のアルケニル基含有シロキサンがより好 ましい。ビュル基含有シロキサンが特に好ましい。なお、硬化物の色はその物理的特 性に影響を与えることはないので、黒色外皮等のように、硬化物の変色の程度が問 題とならな!/、用途につ!/、ては、硬化遅延剤としてのアルケニル基含有シロキサンの 配合は任意である。
[0042] 本発明の組成物には、上記の成分以外に、汎用の添加剤を配合することができる。
このようなものとして、例えば、 SiO単位又は R SiO 単位を含有し、 1分子中に少
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なくとも 2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン樹脂が挙げられる。その 他、酸化鉄、ベンガラ、コバルトブルー等の無機顔料、ァゾ系染料、キノリン系染料等 の有機染料、酸化セリウム、炭酸亜鉛、炭酸マンガン、酸化チタン、カーボンブラック 等を配合してもよい。
[0043] 本発明のシリコーンエラストマ一組成物は、例えば 20°C〜； 150°Cの温度条件下、 好ましくは 50°C以下、より好ましくは室温で硬化して、硬化物としてのエラストマ一を 形成する。
[0044] 本発明のシリコーンエラストマ一組成物の硬化物は、シリコーンエラストマ一に固有 の高い柔軟性、変形可能性に加えて、皮膚様の触感を有するので、人工外皮として 好適であり、とりわけ、模型又はロボット、特に可動部を有するヒト型の模型又はロボッ トの外皮として有用である。
[0045] 本発明の人工外皮は、例えば、ヒトの外観形状の内面を有する外型枠と、該外型 枠との間にキヤビティを保持するように配置された内型枠からなる型枠を準備し、前 記キヤビティ内に本発明のシリコーンエラストマ一を導入して硬化させ、硬化後に外 型枠を型枠から取り外すことによって得ることができる。このように、本発明のシリコー ンエラストマ一組成物を密閉型内のキヤビティにて室温において硬化させることによ つて、人工外皮を効率的に製造することができる。なお、本発明の人工外皮には、必 要に応じて、着色、植毛等を施すことができる。
[0046] 本発明の人工外皮は、例えば、ポリウレタンフォーム、軟質ポリ塩化ビュル、シリコ ーンエラストマ一等の柔軟な材質からなる基体の表面に、必要に応じて接着剤ゃプ ライマーを介して、接合する等して一体化することにより、人体に近い弾力性と皮膚 触感とを実現すること力できる。これにより、ヒトの実物に極めて近い精巧な模型又は ロボッ卜を製造すること力 Sできる。
[0047] また、本発明の人工外皮は、ヒト型の模型又はロボット以外にも、医学'看護実習 等に使用される医学用臓器、器官模型、動物模型等の各種模型の構成部材として 好適に使用することができる。例えば、眼球内の水晶体等の小型の臓器模型の場合 は、本発明の人工外皮をそのまま使用することができ、また、肺等の比較的大型の臓 器模型の場合は、本発明の人工外皮を基体と組み合わせて使用することができる。 実施例
[0048] 以下、実施例により本発明をより詳細に例証する力 本発明は実施例に限定される ものではない。実施例中、粘度は 25°Cにおける値である。
[0049] [調製例 1]
粘度 400mPa · sの分子鎖両末端ジメチルビ二ルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキ サン（ビュル基含有量約 0. 47質量％) 100質量部、乾式シリカ（CAB-0-SIL S-17 D) 53質量部、八キサメチノレジシラザン 10. 6質量部、水 4. 2質量部、テトラメチ ノレジビュルジシラザン 0. 7質量部をミキサーに投入し、室温で均一になるまで混合 した後、減圧下 200°Cで 2時間加熱処理してシリカマスターバッチ 1を調製した。
[0050] [調製例 2]
粘度 40000mPa' sの分子鎖両末端ジメチルビ二ルシロキシ基封鎖ジメチルポリシ ロキサン（ビュル基含有量約 0. 09質量％) 100質量部、乾式シリカ（CAB-0-SIL S -17D) 47質量部、へキサメチルジシラザン 9. 2質量部、水 1. 8質量部、テトラメ チルジビュルジシラザン 0. 3質量部をミキサーに投入し、室温で均一になるまで混 合した後、減圧下 200°Cで 2時間加熱処理してシリカマスターバッチ 2を調製した。
[0051] [調製例 3]
粘度 2000mPa · sの分子鎖両末端ジメチルビ二ルシロキシ基封鎖ジメチルポリシ口 キサン（ビュル基含有量約 0· 23質量％) 100質量部、湿式シリカ（SIPERNAT 200) 57質量部、へキサメチルジシラザン 8. 4質量部、水 3. 5質量部をミキサーに投 入し、室温で均一になるまで混合した後、減圧下 200°Cで 2時間加熱処理してシリカ マスターバッチ 3を調製した。
[0052] [調製例 4]
粘度 2000mPa · sの分子鎖両末端ジメチルビ二ルシロキシ基封鎖ジメチルポリシ口 キサン（ビュル基含有量約 0· 23質量％) 100質量部、湿式シリカ（SIPERNAT 320 DS) 57質量部、へキサメチルジシラザン 8. 4質量部、水 3. 5質量部をミキサー に投入し、室温で均一になるまで混合した後、減圧下 200°Cで 2時間加熱処理して シリカマスターバッチ 4を調製した。
[0053] [調製例 5]
粘度 400mPa · sの分子鎖両末端ジメチルビ二ルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキ サン（ビュル基含有量約 0. 47質量％) 100質量部、湿式シリカ（ZIPSIL LP) 60質 量部、へキサメチルジシラザン 10. 6質量部、水 4. 2質量部をミキサーに投入し、 室温で均一になるまで混合した後、減圧下 200°Cで 2時間加熱処理してシリカマスタ 一バッチ 5を調製した。
[0054] シリカマスターバッチ 1、 2及び 4について、下記の測定方法によりアンモニア含有 量を測定したところ、シリカマスターバッチ 1、 2及び 4に含まれるアンモニア含量は、 それぞれ、 19ppm、 55ppm及び lOOppmであった。
[0055] [測定方法]
アンモニア含有量：シリカマスターバッチ 1 · 5gを精秤し、トルエン 60mlを加えて溶解 した。得られた溶液に 5mMの硝酸 20gを加えて 2時間振り混ぜた後、遠心分離して 水相に抽出されたアンモニアを定量した。
[0056] [シリコーンエラストマ一組成物の調製]
下記表 1に示す成分を同じく表 1に示す割合で均一に混合して室温硬化性シリコー ン組成物;!〜 8 (以下、それぞれ、ベース 1〜8という）を得た。
[0057] [表 1]
表 1
Figure imgf000014_0001
A- 1：粘度 420mPa ' sの分子鎖両末端ジメチルビ二ルシロキシ基封鎖ジメチル 'メ チルビ二ルポリシロキサン（ビュル基含有量約 1 · 06質量0 /0)
A- 2 :粘度 400mPa · sの分子鎖両末端ジメチルビ二ルシロキシ基封鎖ジメチルポリ シロキサン（ビュル基含有量約 0. 47質量％)
Α- 3 :粘度 2000mPa · sの分子鎖両末端ジメチルビ二ルシロキシ基封鎖ジメチルポ リシロキサン（ビュル基含有量約 0. 23質量％)
A— 4 :粘度 lOOOOmPa ' sの分子鎖両末端ジメチルビ二ルシロキシ基封鎖ジメチル ポリシロキサン (ビュル基含有量約 0. 13質量％)
A— 5：粘度 40000mPa · sの分子鎖両末端ジメチルビ二ルシロキシ基封鎖ジメチル ポリシロキサン（ビュル基含有量約 0. 09質量％)
F— 1 :粘度 50mPa ' sのジメチルポリシロキサン
白金系触媒：白金の 1 , 3—ジビュルテトラメチルジシロキサン錯体のジビュルテトラメ チルジシロキサン溶液
[0059] [実施例;!〜 17 ·比較例;!〜 11]
ベース;!〜 8のそれぞれについて、下記表 2に組成を示す硬化剤 1及び硬化剤 2を 、下記表 3〜； 12に示す割合で使用して、室温にて硬化させて硬化物を得た。更に、 各硬化物について下記に示す測定方法により損失正接、引張強さ、引裂強さ、及び 、触感を測定した。表 7、 9及び 10に示す例では、それらの特性に加えて、変色を測 定した。結果を表 3〜； 12に併せて示す。
[0060] [表 2]
表 2
Figure imgf000015_0001
[0061] B— 1：粘度 29mPa ' sの分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチ ル.メチルハイドロジェンポリシロキサン (ケィ素原子結合水素原子含有量約 0. 15質 B— 2：粘度 27mPa · sの分子鎖両末端ジメチルノヽイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチ ル'メチルハイドロジエンポリシロキサン (ケィ素原子結合水素原子含有量約 0. 10質 量0 /0)
E— 1：粘度 38mPa · sの分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジメチ ルポリシロキサン (ケィ素原子結合水素原子含有量約 0. 06質量％)
硬化遅延剤 1：メチル（トリス（1 , 1 ジメチルー 2—プロピニルォキシ)シラン 硬化遅延剤 2：テトラメチルテトラビュルシクロテトラシロキサン
[表 3]
表 3
Figure imgf000016_0001
[0063] [表 4]
表 4
Figure imgf000016_0002
[0064] [表 5] 表 5
Figure imgf000017_0001
[0065] [表 6]
表 6
Figure imgf000017_0002
[0066] [表 7]
表-
Figure imgf000017_0003
[0067] [表 8] 表 8
Figure imgf000018_0001
[0068] [表 9]
表 9
Figure imgf000018_0002
[0069] [表 10]
表 10
Figure imgf000018_0003
※伸びが 900%を越え、且つ、破断しなかったために測定不能
[0070] [表 11] 表 1 1
Figure imgf000019_0001
[0071] [表 12]
表 1 2
Figure imgf000019_0002
[0072] [測定方法]
ァスカー C硬さ： JIS K7312に規定されたタイプ C硬さ試験機を用いた試験方法に 準ずる。硬化物の試験片（厚さ 6mm、直径 70mmの円盤形状）を 2枚重ねて使用した
〇
[0073] 損失正接 (tan δ )：ダイナミックアナライザー ARESによる粘弾性特性測定に基づく（ 振動周波数 1Ηζ、ストレイン 10%、サンプル形状は直径 25mm厚さ 5mmの円盤）。
[0074] 引張強さ、伸び: JIS K6251に準ずる。ダンベル 1号を使用。
[0075] 引裂強さ: JIS K6252に準ずる。タレセント、切り込み lmm。
[0076] 触感：硬化物の試験片（厚さ 6mm、直径 70mmの円盤形状）の表面にタルクを打粉 し、試験片を指で押して評価した。評価基準は以下のとおり。
優；皮膚様外皮として優れた触感
良；やや硬 V、触感がある力 皮膚様外皮として自然な触感。
劣；芯があるような硬さを感じ、皮膚様外皮として不自然な触感。 変色：硬化物の試験片（厚さ 6mm、直径 70mmの円盤形状）を 100°Cで 10時間放置 し、 目視で変色の度合いを観察した。評価基準は以下のとおりである。
優：変色が認められない。
劣:褐色に着色し著しく変色した。

Claims

請求の範囲
[I] 人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物であって、
下記式：
tan δ≥0. 23-0. 006Χ
(式中、
tan δは前記組成物の硬化後の損失正接を表し、
Xは前記組成物の硬化後のァスカー C硬さを表す）
を満たすことを特徴とする人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物。
[2] 前記式において、 tan δが 0· 2以上、及び/又は、 Xが 20以下の正数であることを 特徴とする、請求項 1記載の人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物。
[3] シリカ微粉末を 5〜30質量％の範囲で含むことを特徴とする、請求項 1又は 2記載の 人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物。
[4] 前記シリカ微粉末の 10質量％以上が湿式シリカであることを特徴とする、請求項 3記 載の人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物。
[5] 粘度が 20, OOOmPa ' s以下であることを特徴とする、請求項 1乃至 4のいずれかに記 載の人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物。
[6] 室温硬化性の付加反応硬化型シリコーンエラストマ一組成物であることを特徴とする
、請求項 1乃至 5のいずれかに記載の人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物。
[7] アルケニル基含有シロキサンを含む請求項 6記載の人工外皮用シリコーンエラストマ
—組成物 0
[8] 請求項 1乃至 7のいずれかに記載の人工外皮用シリコーンエラストマ一組成物の硬 化物。
[9] 引張強度が 0. 3MPa以上、及び/又は、伸びが 420%以上であることを特徴とする
、請求項 8記載の硬化物。
[10] 請求項 8又は 9記載の硬化物からなる人工外皮。
[I I] 請求項 10記載の人工外皮を備える模型又はロボット。
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