(57)【要約】      （修正有）【課題】射出成形時の充填圧力と加熱温度による変形を抑え、射出成形品の生産効率を向上させ、射出成形時の熱膨張による破壊を防止することを可能にする射出成形型用シリコーン樹脂材料、及び、該射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された成形型を提供する。【解決手段】射出成形型用シリコーン樹脂材料は、硬度の下限値が７０、引張強度の下限値が６ＭＰａ、引裂強度の下限値が８ｋＮ／ｍであって、かつ熱伝導率の下限値が０．７Ｗ／ｍＫである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形型用シリコーン樹脂材料であって、
前記射出成形型用シリコーン樹脂材料の硬度、引張強度、引裂強度が各々所定の下限値以上を満たし、かつ、熱伝導率が所定の下限値以上を満たすことを特徴とする、射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項２】
前記硬度の下限値が７０、前記引張強度の下限値が６ＭＰａ、および、前記引裂強度の下限値が８ｋＮ／ｍであって、前記熱伝導率の下限値が０．７Ｗ／ｍＫ、であることを特徴とする、請求項１記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項３】
前記射出成形型用シリコーン樹脂材料が、シリコーン樹脂と、粒状および繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤と、の混錬物であって、
前記粒状および前記繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤は、硬度、引張強度、および、引裂強度がそれぞれ前記下限値を満たしつつ、熱伝導率が前記下限値以上、を満たすよう作用するものであることを特徴とする請求項１または２記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項４】
前記粒状の高熱伝導性の充填剤が炭化ケイ素化合物であって、シリコーン樹脂１００質量部に対して５０〜４００質量部混錬されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項５】
前記繊維状の高熱伝導性の充填剤が炭素繊維であって、シリコーン樹脂１００質量部に対して１〜４０質量部混錬されていることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項６】
射出成形型用シリコーン樹脂材料であって、
前記射出成形型用シリコーン樹脂材料の硬度、引張強度、引裂強度が各々所定の下限値以上を満たし、かつ、体積抵抗率が所定の上限値以下を満たすことを特徴とする、射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項７】
前記硬度の下限値が７０、前記引張強度の下限値が６ＭＰａ、および、前記引裂強度の下限値が８ｋＮ／ｍであって、前記体積抵抗率の上限値が１０９Ω・ｃｍ、であることを特徴とする、請求項６記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項８】
前記射出成形型用シリコーン樹脂材料が、シリコーン樹脂と、粒状および繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤と、の混錬物であって、
前記粒状および前記繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤は、硬度、引張強度、および、引裂強度がそれぞれ前記下限値を満たしつつ、体積抵抗率が前記上限値以下、を満たすよう作用するものであることを特徴とする請求項６または７記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項９】
前記粒状の高熱伝導性の充填剤が炭化ケイ素化合物であって、シリコーン樹脂１００質量部に対して５０〜４００質量部混錬されていることを特徴とする請求項６〜８いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項１０】
前記繊維状の高熱伝導性の充填剤が炭素繊維であって、シリコーン樹脂１００質量部に対して１〜４０質量部混錬されていることを特徴とする請求項６〜９いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項１１】
射出成形型用シリコーン樹脂材料であって、
前記射出成形型用シリコーン樹脂材料の硬度、引張強度、引裂強度が各々所定の下限値以上を満たし、かつ、熱伝導率が所定の上限値以下を、体積抵抗率が所定の上限値以下を、同時に満たすことを特徴とする、射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項１２】
前記硬度の下限値が７０、前記引張強度の下限値が６ＭＰａ、および、前記引裂強度の下限値が８ｋＮ／ｍであって、前記熱伝導率の下限値が０．７Ｗ／ｍＫ、前記体積抵抗率の上限値が１０９Ω・ｃｍ、であることを特徴とする、請求項１１記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項１３】
前記射出成形型用シリコーン樹脂材料が、シリコーン樹脂と、粒状および繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤と、の混錬物であって、
前記粒状および前記繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤は、硬度、引張強度、および、引裂強度がそれぞれ前記下限値を満たしつつ、熱伝導率が前記下限値以上、体積抵抗率が前記上限値以下、を満たすよう作用するものであることを特徴とする請求項１１または１２記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項１４】
前記粒状の高熱伝導性の充填剤が炭化ケイ素化合物であって、シリコーン樹脂１００質量部に対して５０〜４００質量部混錬されていることを特徴とする請求項１１〜１３ずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項１５】
前記繊維状の高熱伝導性の充填剤が炭素繊維であって、シリコーン樹脂１００質量部に対して１〜４０質量部混錬されていることを特徴とする請求項１１〜１４いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
【請求項１６】
請求項１〜１５いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成形用の成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形型用シリコーン樹脂材料、および、前記射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成形用の成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形はプラスチックをはじめとする熱可塑性樹脂の成型時に採用される加工方法として知られているが、その成形型の素材は従来、ステンレス、アルミ、鉄等の金属が主流であった。
【０００３】
しかし、これら金属を素材とする射出成形型は、ＮＣ工作機等によって、金属隗から切削加工を用いて削り出すことにより製作されるため、製作にコストも日数もかかり、金型製作後の管理維持に関しても多大な場所と管理コストを要することが難点であった。
【０００４】
この点、特許文献１では、シリコーン樹脂に所定の充填剤を混錬したシリコーン樹脂材料を素材とする成形型について開示する。
シリコーン樹脂を基材とする成形型は、従来、耐熱変形性が低く、熱による強度劣化を起こすので、成形時の充填圧力や加熱温度により変形が生じるという難点を有していたところ、特許文献１においては、シリコーン樹脂にチタン酸カリウム繊維を配合したシリコーン樹脂材料により上記難点を解消でき、その樹脂材料では耐熱変形性、硬度、強度、耐久性が高く維持されるので、射出成形用としても好適であるという旨記載がある。
【０００５】
しかし、特許文献１には以下の技術的課題が存する。
第一に、チタン酸カリウム繊維を配合したシリコーン樹脂材料では熱伝導性が低下するので、射出成形時の温度調整に時間を要してしまい、射出成形品の生産効率が下がる。また、材料内の温度差に起因する熱膨張応力による破壊も懸念される。
第二に、チタン酸カリウム繊維は絶縁性が高いため、これを配合したシリコーン樹脂材料では静電気を帯電しやすく、ダクト付着が懸念される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＷＯ２０１４／１４１５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上から、シリコーン樹脂を基材とする射出成形用の成形型は、射出成形時の加熱温度と充填圧力による変形を抑えるために、その素材の硬度と、靭性に依存する強度とを高く維持しようとすると、熱伝導率、および、体積抵抗率の低下が発生するので、熱膨張による破壊、ダクト付着、射出成型品の生産効率の低下、を引き起こすことが難点であった。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みたものであって、シリコーン樹脂を基材とする射出成型用の成形型において、射出成形時の充填圧力と加熱温度による変形を抑え、射出成形品の生産効率を向上させ、射出成形時の熱膨張による破壊を防止することを可能にする、射出成形型用シリコーン樹脂材料、および、当該射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成形用の成形型を提供することを目的とする。
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みたものであって、シリコーン樹脂を基材とする射出成型用の成形型において、射出成形時の充填圧力と加熱温度による変形を抑え、ダクト付着を低減することを可能にする、射出成形型用シリコーン樹脂材料、および、当該射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成形用の成形型を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みたものであって、シリコーン樹脂を基材とする射出成型用の成形型において、射出成形時の充填圧力と加熱温度による変形を抑え、射出成形品の生産効率を向上させ、射出成形時の熱膨張による破壊を防止し、ダクト付着を低減することを可能にする、射出成形型用シリコーン樹脂材料、および、当該射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成形用の成形型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を達成するため鋭意検討した結果、硬度、引張強度、引裂強度が所定の下限値以上を満たし、かつ、所定の下限値以上を満たす熱伝導率、を有することを特徴とする射出成形型用シリコーン樹脂材料、および、当該射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成形用の成形型によって、課題を解決できることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１２】
本発明者らは、上記課題を達成するため鋭意検討した結果、硬度、引張強度、引裂強度が所定の下限値以上を満たし、かつ、所定の上限値以下を満たす体積抵抗率、を有することを特徴とする射出成形型用シリコーン樹脂材料、および、当該射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成形用の成形型によって、課題を解決できることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１３】
さらに本発明者らは、上記課題を達成するため鋭意検討した結果、硬度、引張強度、引裂強度が所定の下限値以上を満たし、かつ、所定の下限値以上を満たす熱伝導率、および、所定の上限値以下を満たす体積抵抗率、を有することを特徴とする射出成形型用シリコーン樹脂材料、および、当該射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成形用の成形型によって、課題を解決できることを見出し、本発明をなすに至った。
【００１４】
したがって本発明は下記の射出成形型用シリコーン樹脂材料、および、当該射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成型用の成形型を提供する。
〔１〕射出成形型用シリコーン樹脂材料であって、前記射出成形型用シリコーン樹脂材料の硬度、引張強度、引裂強度が各々所定の下限値以上を満たし、かつ、熱伝導率が所定の下限値以上を満たすことを特徴とする、射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔２〕前記硬度の下限値が７０、前記引張強度の下限値が６ＭＰａ、および、前記引裂強度の下限値が８ｋＮ／ｍであって、前記熱伝導率の下限値が０．７Ｗ／ｍＫ、であることを特徴とする、〔１〕記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔３〕前記射出成形型用シリコーン樹脂材料が、シリコーン樹脂と、粒状および繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤と、の混錬物であって、前記粒状および前記繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤は、硬度、引張強度、および、引裂強度が各々前記下限値を満たしつつ、熱伝導率が前記下限値以上、を満たすよう作用するものであることを特徴とする〔１〕または〔２〕記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔４〕前記粒状の高熱伝導性の充填剤が炭化ケイ素化合物であって、シリコーン樹脂１００質量部に対して５０〜４００質量部混錬されていることを特徴とする〔１〕〜〔３〕いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔５〕前記繊維状の高熱伝導性の充填剤が炭素繊維であって、シリコーン樹脂１００質量部に対して１〜４０質量部混錬されていることを特徴とする〔１〕〜〔４〕いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔６〕射出成形型用シリコーン樹脂材料であって、前記射出成形型用シリコーン樹脂材料の硬度、引張強度、引裂強度が所定の下限値以上を満たし、かつ、体積抵抗率が所定の上限値以下を満たすことを特徴とする、射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔７〕前記硬度の下限値が７０、前記引張強度の下限値が６ＭＰａ、および、前記引裂強度の下限値が８ｋＮ／ｍであって、前記体積抵抗率の上限値が１０９Ω・ｃｍ、であることを特徴とする、〔６〕記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔８〕前記射出成形型用シリコーン樹脂材料が、シリコーン樹脂と、粒状および繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤と、の混錬物であって、前記粒状および前記繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤は、硬度、引張強度、および、引裂強度が各々前記下限値以上を満たしつつ、体積抵抗率が前記上限値以下、を満たすよう作用するものであることを特徴とする〔６〕または〔７〕記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔９〕前記粒状の高熱伝導性の充填剤が炭化ケイ素化合物であって、シリコーン樹脂１００質量部に対して５０〜４００質量部混錬されていることを特徴とする〔６〕〜〔８〕いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔１０〕前記繊維状の高熱伝導性の充填剤が炭素繊維であって、シリコーン樹脂１００質量部に対して１〜４０質量部混錬されていることを特徴とする〔６〕〜〔９〕いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔１１〕射出成形型用シリコーン樹脂材料であって、前記射出成形型用シリコーン樹脂材料の硬度、引張強度、引裂強度が所定の下限値以上を満たし、かつ、熱伝導率が所定の下限値以上を、体積抵抗率が所定の上限値以下を、同時に満たすことを特徴とする、射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔１２〕前記硬度の下限値が７０、前記引張強度の下限値が６ＭＰａ、および、前記引裂強度の下限値が８ｋＮ／ｍであって、前記熱伝導率の下限値が０．７Ｗ／ｍＫ、前記体積抵抗率の上限値が１０９Ω・ｃｍ、であることを特徴とする、〔１１〕記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔１３〕前記射出成形型用シリコーン樹脂材料が、シリコーン樹脂と、粒状および繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤と、の混錬物であって、前記粒状および前記繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤は、硬度、引張強度、および、引裂強度が各々前記下限値以上を満たしつつ、熱伝導率が前記下限値以上、体積抵抗率が前記上限値以下、を満たすよう作用するものであることを特徴とする〔１１〕または〔１２〕記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔１４〕前記粒状の高熱伝導性の充填剤が炭化ケイ素化合物であって、シリコーン樹脂１００質量部に対して５０〜４００質量部混錬されていることを特徴とする〔１１〕〜〔１３〕いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔１５〕前記繊維状の高熱伝導性の充填剤が炭素繊維であって、シリコーン樹脂１００質量部に対して１〜４０質量部混錬されていることを特徴とする〔１１〕〜〔１４〕いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料。
〔１６〕〔１〕〜〔１５〕いずれか記載の射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成形用の成形型。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シリコーン樹脂を基材とする射出成型用の成形型において、射出成形時の充填圧力と加熱温度による変形を抑え、射出成形品の生産効率を向上させ、射出成形時の熱膨張による破壊を防止することを可能にする、射出成形型用シリコーン樹脂材料、および、当該射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成形用の成形型を提供することができる。
【００１６】
本発明によれば、シリコーン樹脂を基材とする射出成型用の成形型において、射出成形時の充填圧力と加熱温度による変形を抑え、ダクト付着を低減することを可能にする、射出成形型用シリコーン樹脂材料、および、当該射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成形用の成形型を提供することができる。
【００１７】
本発明によれば、シリコーン樹脂を基材とする射出成型用の成形型において、射出成形時の充填圧力と加熱温度による変形を抑え、射出成形品の生産効率を向上させ、射出成形時の熱膨張による破壊を防止し、ダクト付着を低減することを可能にする、射出成形型用シリコーン樹脂材料、および、当該射出成形型用シリコーン樹脂材料で製作された射出成形用の成形型を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［射出成形型用シリコーン樹脂材料の実施形態］
以下に、本発明の射出成形型用シリコーン樹脂材料について説明する。
本発明の射出成形型用シリコーン樹脂材料は、その硬度、引張強度、および、引裂強度が、各々に設けられた下限値以上を同時に満たすので、シリコーン樹脂を基材とする射出成型用の成形型において、射出成形時の充填圧力と加熱温度による変形を抑えることができる。
硬度の下限値は７０であることが好ましく、８０であるとより好ましい。引張強度の下限値は６ＭＰａであると好ましく、７．４ＭＰａであるとより好ましい。引裂強度の下限値は８ｋＮ／ｍであることが好ましく、１０ｋＮ／ｍであるとより好ましい。硬度、引張強度、引裂強度がすべて、あるいはいずれか１〜２つが、各々に対応する上記下限値以上を満たすと、射出成形時の充填圧力と加熱温度による変形および破壊が起きにくくなり、射出成形型の寸法精度も良くなる。
なお本発明における射出成形時の加熱温度は２００〜３００℃を意味する。
硬度の下限値はショアＡによって得られるものであり、その下限値以上を満たす硬度も同様に、ショアＡにより得られるものとする。また、引張強度と引裂強度は、特に本発明の射出成形型用シリコーン樹脂材料の靭性を決定する物性であって、これらが高いほど、当該樹脂シリコーン樹脂材料が高靭性となっていく。
【００１９】
本発明の射出成形型用シリコーン樹脂材料は、その熱伝導率が所定の下限値以上を満たすので、シリコーン樹脂を基材とする射出成型用の成形型において、射出成型品の生産効率を向上させ、かつ、射出成形時の熱膨張による破壊を防止することができる。その下限値は０．７Ｗ／ｍＫであることが好ましく、１Ｗ／ｍＫであるとより好ましい。熱伝導率がこの下限値以上を満たすことで、射出成型品の生産効率の向上と、射出成形時に懸念される熱膨張による破壊の防止が確実に可能となる。
【００２０】
本発明の射出成形型用シリコーン樹脂材料は、その体積抵抗率が所定の上限値以下を満たすので、シリコーン樹脂を基材とする射出成型用の成形型において、ダクトの付着を低減することができる。その上限値は１０９Ω・ｃｍであることが好ましく、１０８Ω・ｃｍであるとより好ましい。体積抵抗率がこの上限値以下を満たすことで、ダクト付着が低減され、射出成型品の異物混入を防ぐこともできる。
【００２１】
硬度、引張強度、引裂強度が各々の上記下限値以上を満たし、さらに、熱伝導率が上記下限値以上、かつ／または、体積抵抗率が上記上限値以下、を満たすのは、粒状および繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤が、シリコーン樹脂に対して、所定の範囲内で混錬されるためである。したがって、本発明の射出成形型用シリコーン樹脂材料は、シリコーン樹脂と、粒状および繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤との混錬物であることが好ましい。
なお、本発明に記載のシリコーン樹脂は、熱硬化型液状シリコーンゴムであってもよく、硬化温度は２００℃以下、ショアＡにより得られる硬度が２５以上である付加型シリコーン樹脂であってもよい。また、「混錬」には、シリコーン樹脂に、これら２種の高熱伝導性の充填剤を少量ずつ混入して攪拌する方法のほか、シリコーン樹脂を押したり叩いたりしながら混ぜ込む方法も含まれる。混錬は手作業でも、汎用の撹拌機でも行うことができる。
【００２２】
粒状の高熱伝導性の充填剤はシリコーン樹脂に混錬されることで、具体的に、シリコーン樹脂の硬度、熱伝導率を高くし、体積抵抗率を低くする方向に作用し、繊維状の高熱伝導性の充填剤は同樹脂の引張強度、引裂強度および熱伝導率を高くする方向に作用する。一般的にシリコーン樹脂は、その硬度を高くしようとすると、反対に引張強度や引裂強度は低下していく傾向があるので、それらを互いに高い物性値として両立したい場合には、粒状の高熱伝導性の充填剤と、繊維状の高熱伝導性の充填剤が必ず両方混錬されている必要がある。
硬度、ならびに、引張強度および引裂強度が、上述したような下限値以上の具体的な物性値を各々両立するのは、粒状の高熱伝導性の充填剤、および繊維状の高熱伝導性の充填剤が、各々で規定される範囲内で、シリコーン樹脂に混錬されている場合である。この所定の範囲内で粒状および繊維状の高熱伝導性の充填剤を混錬することは、シリコーン樹脂の硬度、ならびに、引張強度および引裂強度を各々上記の下限値（すなわち、順に７０、６ＭＰａ、８ｋＮ／ｍが好ましいとされる下限値）以上の物性値で両立させるだけでなく、さらに熱伝導率を、上記の下限値（すなわち０．７Ｗ／ｍＫが好ましいとされる下限値）以上にする。また、繊維状の高熱伝導性の充填剤はさらに、その所定範囲内の混錬量で、体積抵抗率を上記上限値（すなわち１０９Ω・ｃｍが好ましいとされる上限値）以下に抑えることができる。
【００２３】
つまり、当該充填剤は、粒状と繊維状とを所定範囲内でシリコーン樹脂に混錬させることで、射出成形時の変形を抑える程度に、硬度、ならびに引張強度および引裂強度を両立させることができる一方で、射出成形時の熱膨張による破壊の防止と、射出成型品の生産効率の向上と、ができる程度に熱伝導率を与えること、かつ／または、ダクト付着を防止させる程度に体積抵抗率を抑えることが、シリコーン樹脂に対してできる。これは、シリコーン樹脂を基材とする成形型において、射出成形時の加熱温度と充填圧力による変形を抑えるために素材の硬度と靭性を高くしようとすると、熱伝導率、および、体積抵抗率が低下するために、射出成形時の熱膨張による破壊、射出成型品の生産効率の低下、ダクト付着、を引き起こす懸念があった従来の充填剤に比べ、本発明における粒状および繊維状の２種の高熱伝導性の充填剤が、非常に画期的な充填剤であることを意味する。
【００２４】
粒状の高熱伝導性の充填剤は炭化ケイ素化合物であることが好ましく、シリコーン樹脂の重量に対し５０〜４００質量部混錬されていることが好ましく、５０〜２５０質量部混錬されていることがより好ましい。また、上記の繊維状の高熱伝導性の充填剤は炭素繊維であることが好ましく、シリコーン樹脂の重量に対し１〜４０質量部混錬されていることが好ましく、２〜３０質量部混錬されていることがより好ましい。これら２つの範囲は互いに同時に満たされている必要がある。粒状の高熱伝導性の充填剤の混錬が５０質量部未満、かつ／または、繊維状の高熱伝導性の充填剤が１質量部未満であると、硬度、引張強度、引裂強度のいずれか、あるいは、すべてが各々の下限値以上の値を満たさない。また熱伝導率と、体積抵抗率とが、各々下限値以上、上限値以下を同時に、あるいは、どちらか片方のみ、満たさないことがある。そのため、得られた成形型を用いて射出成形するときに、成形型が充填圧力と加熱温度によって変形したり、射出成型品の生産効率の低下、ダクト付着の恐れがある。また、粒状の高熱伝導性の充填剤の混錬量が４００質量部より多い、かつ／または、繊維状の高熱伝導性の充填剤が４０質量部より多いと、硬化前の粘度が上昇するので、作業性、射出成型品の形状の再現性が悪くなる可能性がある。
【００２５】
上記の粒状の高熱伝導性の充填剤が炭化ケイ素化合物化合物である場合、その粒径は２５０μｍ以下であることが好ましい。炭化ケイ素化合物化合物がこの粒径以下であって、かつ、シリコーン樹脂に対して５０〜４００質量部で混錬されることで、混錬時の充填剤の沈殿を抑えることができる。この粒状の高熱伝導性の充填剤は、１種類を単独で使用してもよいが、前記粒径以下の範囲内で、粒径の異なる２種類以上を組み合わせると、より効果が発揮されやすい。
なお粒径は、レーザ回析方法によって測定されるものであり、市販品の炭化ケイ素化合物化合物を使用する場合、そのメーカーが示す公称値も同様にレーザ回析方法によって得られるものである。
【００２６】
上記の繊維状の高熱伝導性の充填剤が炭素繊維である場合、その繊維は半径５μｍ以上、長さは２０μｍ以上であることが好ましい。繊維状の充填剤がこの半径、長さを満たし、かつ、シリコーン樹脂に対して１〜４０質量部混錬されることで、混錬時の充填剤の沈殿を抑えることができる。
【００２７】
本発明の射出成形型用シリコーン樹脂材料には、本発明の主旨に反しない限り、窒化ホウ素微粒子、沈殿防止剤、硬化触媒を添加してもよい。
【００２８】
窒化ホウ素微粒子は、本発明における射出成形型用シリコーン樹脂材料で作製される成形型に離型性、熱伝導性を増強させる必要があった場合に、粒径５〜４００μｍのものを、シリコーン樹脂１００質量部に対して１０質量部を上限として、任意に添加されてもよい。この上限を超えて添加すると、硬化前の粘度が上昇するため、２種の高熱伝導性の充填剤が上述した適正範囲内の混錬量であった場合でも、作業性が悪くなり、射出成型品の形状の再現性が悪くなる可能性がある。
なおこの場合の粒径も、レーザ回析方法によって測定されるものであり、市販品の窒化ホウ素を使用する場合、そのメーカーが示す公称値も同様にレーザ回析方法によって得られるものである。
【００２９】
沈殿防止剤は、本発明における射出成形型用シリコーン樹脂材料の作製時に、高熱伝導性の充填剤混錬時の充填剤の沈殿を抑制するために、任意に添加されてもよい。添加量はシリコーン樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部であることが好ましい。
【００３０】
硬化触媒は、本発明における射出成形型用シリコーン樹脂材料の型取りの際に、その硬化を速めることを目的に、任意で添加されてもよい。添加量はシリコーン樹脂１００質量部に対して０．１〜３質量部であることが好ましい。添加量が０．１質量部以下であると、硬化促進という触媒の効果が得られず、３質量部以上であると、硬化が早まりすぎてしまい、作業可能時間が短くなる。
【００３１】
［射出成形用の成形型の実施形態］
本発明の射出成型用の成形型は、上述したような本発明の射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、従来の型取り方法を採用し、２００℃以下で硬化することによって製作することができる。これによって、本発明の射出成型用の成形型についても、射出成形時の充填圧力と加熱温度による変形を抑え、射出成形品の生産効率を向上し、熱膨張による破壊を抑え、ダクト付着が低減されるような特性を付与することができる。
【００３２】
従来の型取り方法には例えば、一般的な型取り方法、反転型の型取り方法、高精度な型取り方法等が挙げられる。一般的な型取り方法は、原型からシリコーン樹脂材料の母型を作製し、この母型の中へ液状樹脂などを流し込んで、複製品を作る方法である。反転型取り方法は、原型からシリコーン樹脂材料の母型を作製し、この母型の中へエポキシ樹脂などを流し込んで複製品を作製し、簡易金型を作製する反転工程で次の型を作るための母型として使用する方法である。高精度な型取り方法は真空注型装置を用いて、シリコーン樹脂材料の高精度な母型を作り、この型を真空槽の中へ入れ、真空でエポキシ樹脂などの液体樹脂を細部まで注入し、精密な樹脂成型品を作る方法である。本発明の成形型はこれ以外の型取り方法でも製作できる。
【実施例】
【００３３】
以下の実施例によって、本発明を説明する。本発明はこれによって限定されるものではない。実施例および比較例における射出成型用シリコーン樹脂材料の構成成分を以下に記載し、これら成分を混錬して作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、硬度試験、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、熱伝導率の測定、体積抵抗率の測定、折曲げ試験、温度上昇時間の測定、ダクト付着数の計測を以下の通り実施した。
【００３４】
［射出成形型用シリコーン樹脂材料の構成成分］
以下の６成分を混錬し、射出成形型用シリコーン樹脂材料を得た。
成分Ａ：シリコーン樹脂（商品名：ＬＲ３３９１／７０、メーカー：旭化成ワッカーシリコーン株式会社）
成分Ｂ：粒径３０〜３００μ、球形および不定形炭化ケイ素化合物化合物
成分Ｃ：直径５μｍ、長さ３０〜２５０μｍの炭素繊維
成分Ｄ：ホモゲノールおよびニガリ系沈殿防止剤
成分Ｅ：白金触媒
成分Ｆ：粒径５〜４００μｍ、球形および凝集不定形窒化ホウ素微粒子
【００３５】
各種、試験方法、測定方法、および計測方法は以下の通りである。
［硬度測定］
作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料について、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠して硬さを測定した。測定の詳細内容は以下の通りである。
測定項目：デュロメーター硬さ
試験片：３０×３０×ｔ２（ｍｍ）、３枚重ねて６ｍｍ以上とした。
試験条件：タイプＡ、測定数ｎ＝５（５回測定した中央値を採用した）
試験機器：株式会社テクロック製  デュロメーター用低圧荷重器
【００３６】
［引張試験］
作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料について、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠して引張強さを測定した。測定の詳細内容は以下の通りである。
測定項目：強さ
試験片：ダンベル２号形
試験条件：試験速度５００ｍｍ／ｍｉｎ
：測定数ｎ＝５（５回測定した中央値を採用した）
試験機器：インストロン社製  万能材料試験機
【００３７】
［引裂試験、折曲げ試験］
作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料について、ＪＩＳ  Ｋ  ６２５２に準拠して引裂強さを測定した。測定の詳細内容は以下の通りである。
測定項目：引裂強さ
試験片：切り込みなしアングル形
試験条件：試験速度５００ｍｍ／ｍｉｎ
：測定数ｎ＝５（５回測定した中央値を採用した）
試験機器：インストロン社製  万能材料試験機
【００３８】
［熱伝導率の測定］
作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料のシートについて、厚み方向の熱拡散率α（ｍ２／ｓ）、定圧比熱Ｃｐ（Ｊ／ｇ・Ｋ）、および比重ρ（ｇ／ｃｍ３）を測定し、その測定値を以下の式（１）に当てはめ、熱伝導率λ（Ｗ／ｍＫ）を求めた。定圧比熱は示差走査熱量計を使用し、１０℃／分の昇温条件下、温度２５℃において測定した。
λ＝α×Ｃｐ×ρ  （１）
【００３９】
［体積抵抗率の測定］
厚さ１ｍｍとした射出成形型用シリコーン樹脂材料のシートを円形電極の間に挟み、５００Ｖの印加電圧を１分間かけ、体積抵抗値Ｒｖ（Ω）求めた。これと、電極の内円の外径ｄ（ｃｍ）、および、シートの厚さｔ（ｃｍ）を下記式（２）にあてはめ、体積抵抗率ρｖ（Ω・ｃｍ）を計算した。
ρｖ＝πｄ２／４ｔ×Ｒｖ  （２）
【００４０】
［折曲げ試験］
厚み１ｍｍ、外寸１００ｍｍ×１００ｍｍとした射出成型用シリコーン樹脂材料の試験片を作製し、１８０℃で５回折り曲げを繰り返した。試験結果の評価基準は以下の通りである。
５回繰り返し折り曲げて亀裂が生じない：〇
５回繰り返し折り曲げて亀裂が生じる、または割れる：×
【００４１】
［温度上昇時間の測定］
厚み１５ｍｍ、外寸４０ｍｍ×４０ｍｍとした射出成形型用シリコーン樹脂材料の試験片を作製し、ホットプレートで加熱した。試験片の上部の温度をサーミグラフィで確認し、上部が２００℃に達するまでの時間を測定した。
【００４２】
［ダクト付着数の測定］
厚み１５ｍｍ、外寸４０ｍｍ×４０ｍｍとした射出成形型用シリコーン樹脂材料の試験片を作製し、１週間、室温で放置して付着するダストの数を確認した。ダクト付着は目視で判断した。
【００４３】
［実施例１］
実施例１で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：１２０質量部
成分Ｃ：４質量部
成分Ｄ：２質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：２質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、熱伝導率の測定、温度上昇時間の測定を行った。
【００４４】
［実施例２］
実施例２で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：１５０質量部
成分Ｃ：０質量部
成分Ｄ：１質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：５質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、熱伝導率の測定、温度上昇時間の測定を行った。
【００４５】
［実施例３］
実施例３で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：１２０質量部
成分Ｃ：４質量部
成分Ｄ：２質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：２質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、体積抵抗率、ダクト付着数の測定を行った。
【００４６】
［実施例４］
実施例４で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：１５０質量部
成分Ｃ：０質量部
成分Ｄ：１質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：５質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、体積抵抗率、ダクト付着数の測定を行った。
【００４７】
［実施例５］
実施例５で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：１２０質量部
成分Ｃ：４質量部
成分Ｄ：２質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：２質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、熱伝導率の測定、体積抵抗率の測定、温度上昇時間の測定、ダクト付着数の測定を行った。
【００４８】
［実施例６］
実施例６で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：１５０質量部
成分Ｃ：０質量部
成分Ｄ：１質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：５質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、熱伝導率の測定、体積抵抗率の測定、温度上昇時間の測定、ダクト付着数の測定を行った。
【００４９】
［比較例１］
比較例１で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：０質量部
成分Ｃ：０質量部
成分Ｄ：０質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：０質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、熱伝導率の測定、体積抵抗率の測定、温度上昇時間の測定を行った。
【００５０】
［比較例２］
比較例２で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：０質量部
成分Ｃ：４０質量部
成分Ｄ：１質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：２質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、熱伝導率の測定、温度上昇時間の測定を行った。
【００５１】
［比較例３］
比較例３で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：１２０質量部
成分Ｃ：０質量部
成分Ｄ：０質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：０質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、熱伝導率の測定、温度上昇時間の測定を行った。
【００５２】
［比較例４］
比較例４で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：０質量部
成分Ｃ：０質量部
成分Ｄ：０質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：０質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、体積抵抗率の測定、ダクト付着数の測定を行った。
【００５３】
［比較例５］
比較例５で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：０質量部
成分Ｃ：４０質量部
成分Ｄ：１質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：２質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、体積抵抗率の測定、ダクト付着数の測定を行った。
【００５４】
［比較例６］
比較例６で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：１２０質量部
成分Ｃ：０質量部
成分Ｄ：０質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：０質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、体積抵抗率の測定、ダクト付着数の測定を行った。
【００５５】
［比較例７］
比較例７で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：０質量部
成分Ｃ：０質量部
成分Ｄ：０質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：０質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、熱伝導率の測定、体積抵抗率の測定、温度上昇時間の測定、ダクト付着数の測定を行った。
【００５６】
［比較例８］
比較例８で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：０質量部
成分Ｃ：４０質量部
成分Ｄ：１質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：２質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、熱伝導率の測定、体積抵抗率の測定、温度上昇時間の測定、ダクト付着数の測定を行った。
【００５７】
［比較例９］
比較例９で作製した射出成形型用シリコーン樹脂材料は、上記成分Ａ１００質量部に対して、残りの成分Ｂ〜Ｆを以下の通り配合し、６０℃で３時間硬化させたものである。
成分Ｂ：１２０質量部
成分Ｃ：０質量部
成分Ｄ：０質量部
成分Ｅ：１．６質量部
成分Ｆ：０質量部
この射出成形型用シリコーン樹脂材料に対して、上記の、硬度測定、引張試験、引裂試験、折曲げ試験、熱伝導率の測定、体積抵抗率の測定、温度上昇時間の測定、ダクト付着数の測定を行った。
【００５８】
【表１】
2020089991.tif 000002
【００５９】
【表２】
2020089991.tif 000003
【００６０】
【表３】
2020089991.tif 000004
【００６１】
表１から分かるように、実施例１〜２で得られる射出成形型用シリコーン樹脂材料は、硬度、引張強度、引裂強度が順に下限値７０、６ＭＰａ、８ｋＮ／ｍ以上を満たしていながら、熱伝導率が、下限値である０．７Ｗ／ｍＫを上回っている。このとき、各実施例で得られる射出成形型用シリコーン樹脂材料では、連続して５回折り曲げても亀裂が生じず、温度を２０から２００℃へ上昇させるのに約５０〜７０秒の時間で済むことが分かる。
これは、本実施例で得られた射出成形型用シリコーン樹脂材料が、射出成形時の充填圧力と加熱温度によって変形せず、射出成形品の生産効率を向上させ、射出成形時の熱膨張によって破壊しない、射出成形型用シリコーン樹脂材料であることを意味する。また、本実施例より得られる射出成形型用シリコーン樹脂材料で作製された射出成型用の成形型も、射出成形時の充填圧力と加熱温度による変形が生じにくく、射出成形品の生産効率を向上させ、射出成形時の熱膨張による破壊が防止されたものとなると期待できる。
【００６２】
表２から分かるように、実施例３〜４で得られる射出成形型用シリコーン樹脂材料は、硬度、引張強度、引裂強度が順に下限値７０、６ＭＰａ、８ｋＮ／ｍ以上を満たしていながら、体積抵抗率が、上限値である１０９Ω・ｃｍを下回っている。またこのとき、実施例において得られた射出成形型用シリコーン樹脂材料では、連続して５回折り曲げても亀裂が生じず、ダクト付着が確認されなかった。
これは、本実施例で得られた射出成形型用シリコーン樹脂材料が、射出成形時の充填圧力と加熱温度によって変形せず、射出成型品の異物混入を避けられる程度にダクト付着を低減することができる、射出成形型用シリコーン樹脂材料であることを意味する。また、本実施例より得られる射出成形型用シリコーン樹脂材料で作製された射出成型用の成形型も、射出成形時の充填圧力と加熱温度によって変形せず、ダクト付着が低減されると期待できる
【００６３】
表３から分かるように、実施例５〜６で得られる射出成形型用シリコーン樹脂材料は、硬度、引張強度、引裂強度が順に下限値７０、６ＭＰａ、８ｋＮ／ｍ以上を満たしていながら、熱伝導率が下限値である０．７Ｗ／ｍＫ以上を満たし、体積抵抗率が上限値である１０９Ω・ｃｍ以下を満たしている。このとき、各実施例で得られる射出成形型用シリコーン樹脂材料では、連続して５回折り曲げても亀裂が生じず、当該シリコーン樹脂材料の温度を２０から２００℃へ上昇させるのに約５０〜７０秒の時間で済むことが分かる。また、各実施例において得られた射出成形型用シリコーン樹脂材料ではダクト付着が確認されなかった。
これは、本実施例にて得られた射出成形型用シリコーン樹脂材料が、射出成形時の充填圧力と加熱温度によって変形せず、射出成形品の生産効率を向上させ、射出成形時の熱膨張によって破壊されず、射出成型品の異物混入を避けられる程度にダクト付着を低減することができる、射出成形型用シリコーン樹脂材料であることを意味する。また、本実施例より得られる射出成形型用シリコーン樹脂材料で作製された射出成型用の成形型も、射出成形時の充填圧力と加熱温度によって変形しにくくなり、射出成形品の生産効率を向上させ、射出成形時の熱膨張によって破壊されず、ダクト付着が低減されると期待できる。