(57)【要約】【課題】硬度が低いにもかかわらず、伸びにくく引張強度も高い加工性に優れた粘弾性体を提供する。【解決手段】三次元繊維構造物と一体化され、アスカーＦ硬度が３０以下、針入度が５０以上の粘弾性体。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元繊維構造物と一体化され、アスカーＦ硬度が３０以下、針入度が５０以上の粘弾性体。
【請求項２】
三次元繊維構造物が不織布である請求項１に記載の粘弾性体。
【請求項３】
ウレタンゲルまたはシリコーンゲルを含む請求項１または２に記載の粘弾性体。
【請求項４】
空隙率は５１％以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の粘弾性体。
【請求項５】
三次元繊維構造物の厚さは粘弾性体の３０％以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の粘弾性体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粘弾性体に関する。
【背景技術】
【０００２】
アスカーＦを用いて測定した硬度が３０以下の非常に柔らかい粘弾性体、例えばシリコーンゲルは粘性が高いため接着性が強いが、伸度が大きいため、非常に低い力で伸びるという特徴がある。
【０００３】
このような粘弾性体を加工する場合、例えば、正方形等の粘弾性体を打ち抜き機で別の形状に打ちぬくために打ちぬき機へセットする際、粘着性と伸びやすさにより型崩れを起こしやすく、正方形の形状通りに打ちぬき機にセットすることが難しいという問題があった。次に、このような非常に柔らかい粘弾性シートを離型フィルムから剥がす際、粘着性があり非常に伸びやすいため、特に厚さが薄い粘弾性体や硬度が低い粘弾性体では、破れやすく、非常に取り扱いが難しいため、加工歩留が低下するという問題があった。
【０００４】
特許文献１には、織布を基布として、基布の上下にゲルを積層した複合シートが開示されている。しかしながら、伸びやすさは改善されるものの、基布とゲルは一体化されていないために、破れやすく、加工歩留が低下するという課題は充分に改善されていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１０７３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、硬度が低いにもかかわらず、伸びにくく引張強度も高い加工性に優れた粘弾性体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】
【０００７】
本発明は、三次元繊維構造物と一体化され、アスカーＦ硬度が３０以下、針入度が５０以上の粘弾性体に関する。
【０００８】
三次元繊維構造物が不織布であることが好ましい。
【０００９】
ウレタンゲルまたはシリコーンゲルを含むことが好ましい。
【００１０】
空隙率は５１％以上であることが好ましい。
【００１１】
三次元繊維構造物の厚さは粘弾性体の３０％以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の粘弾性体は、三次元繊維構造物と一体化されているため、アスカーＦ硬度が３０以下、針入度が５０以上であるにもかかわらず、伸びにくく引張強度も高く、加工性に優れている。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の粘弾性体は、三次元繊維構造物と一体化され、アスカーＦ硬度が３０以下、針入度が５０以上であることを特徴とする。
【００１４】
三次元繊維構造物とは、不織布、織布、編布、スポンジなどの連続気泡構造体などが挙げられる。立体的に見て空隙率の均一性の点で、不織布が好ましい。ここで、均一性とは、織布や編布では、糸が交差して重なり合っている部分の密度が高くなり、空隙率にばらつきが生じるが、不織布では、繊維１本１本が混ざっているので、どの部分を切り取ってもほぼ構造が同じで、空隙率のバラツキが少ないということを意味する。三次元繊維構造物はジャングルジムのような構造をしており、繊維間の十分な空間に粘弾性体を保持するため、三次元繊維構造物の空隙率は５１％以上が好ましく、７０％以上がより好ましく、９０％以上がさらに好ましい。空隙率が５１％未満では、三次元繊維構造物の内部に粘弾性体が浸透しにくく、繊維構造物と粘弾性体の間に界面が生じやすくなる。
【００１５】
不織布を使用する場合、目付は特に限定されないが、１〜５，０００ｇ／ｍ２が好ましく、１〜５００ｇ／ｍ２がより好ましい。１ｇ／ｍ２未満では、繊維本数が少なくなるため空隙率のコントロールが難しくなり、５，０００ｇ／ｍ２を超えると、繊維本数が多くなり空隙率のコントロールが難しくなる傾向がある。
【００１６】
不織布の作製方法は特に限定されず、公知の方法を適用できる。たとえばサーマルボンド法、ニードルパンチ法、スパンレース法が挙げられる。ニードルパンチ法では、カード機で繊維を開繊した後、繊維同士を針で機械的に絡める方法で、空隙率はせいぜい７５〜９０％程度である。
【００１７】
空隙率を９０％より高くする場合は、ニードルパンチ法等で繊維同士を絡めるのではなく、繊維同士の接点を繊維表面が熱で溶けるバインダー繊維で、繊維間を熱接着するサーマルボンド法を使用することが好ましい。サーマルボンド法の繊維の固定方法としては、熱風、熱板プレス、熱カレンダーなどが挙げられる。
【００１８】
サーマルボンド法において、ニードルパンチ法等を併用することができる。また、バインダー繊維の混合比率は、特に限定されない。バインダー繊維を使わない方法としては、不織布の繊維間に霧吹き等で付着させ乾燥させた樹脂をバインダーとするレジンボンド法や、不織布の繊維間に熱溶融する粉体を付着させ溶かすという方法を採用することができる。
【００１９】
逆に空隙率を７５％より低くする場合は、ニードルパンチ法等により繊維同士を絡めた後、繊維表面が熱で溶けるバインダー繊維により繊維間同士をさらに固定させる方法を使用することが好ましい。
【００２０】
三次元繊維構造物の厚さは特に限定されないが、０．１〜５０ｍｍが好ましく、１〜２０ｍｍがより好ましく、１〜１０ｍｍがさらに好ましい。０．１ｍｍ未満では、強度が弱くなり、５０ｍｍを超えると、構造物の作製が難しく特別な装置が必要となる。
【００２１】
三次元繊維構造物を構成する繊維材料は特に限定されず、ポリエステル、ポリプロピレン、ナイロン、アラミド等の有機系繊維、ガラス繊維、カーボン繊維等の無機系繊維などが使用できる。糸の形態も特に限定されず、モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸、スパン糸等が挙げられる。
【００２２】
繊維の繊維径は特に限定されないが、１〜１００ｄｔｅｘが好ましく、３〜１８ｄｔｅｘがより好ましい。１００ｄｔｅｘを超えると、繊維が太いために剛性が強く、繊維同士の反発力が強いため、空隙率を低くするコントロール（密度を高くすること）が難しくなり、  １ｄｔｅｘ未満では、繊維が細いため剛性が弱いため、繊維同士が反発することなく重なり合いやすく空隙率を高くするコントロール（密度を低くすること）が難しくなる傾向がある。
【００２３】
粘弾性体は特に限定されず、ウレタンゲル、シリコーンゲル、ハイドロゲルなどが挙げられる。なかでも、長期的な使用において溶媒の揮発が生じ難い点で、ウレタンゲル、シリコーンゲルが好ましい。
【００２４】
シリコーンゲルとしては、２官能のオルガノシロキサンと３官能のオルガノシロキサンを反応させて架橋することにより得ることができる。シロキサンゲルが立体網目構造を形成し、この立体網目構造の間にシリコーンオイルが担持された構造を有する。シロキサンゲルとしては、たとえばポリジメチルシロキサンゲル、ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサンゲル、ポリフェニルメチルシロキサンゲルなどとシリコーンオイルで構成された粘弾性体が特に好ましい。シリコーンオイルとしては、たとえばジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル、エポキシ変性シリコーンオイルなどが挙げられる。
【００２５】
三次元繊維構造物と一体化とは、それぞれの層に別れておらず、粘弾性体と三次元繊維構造物が複合されていることをいう。ここで、三次元繊維構造物の厚さは、粘弾性体の厚さの３０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましい。３０％未満では、粘弾性体が厚さ方向に伸びやすくなり、取り扱い性が低下する傾向がある。
【００２６】
三次元繊維構造物と一体化させる方法は、特に限定されないが、たとえば、型内中で、三次元繊維構造物に粘弾性体の原料となるモノマーやプレポリマーを含浸させ、硬化させることにより作製する方法などが挙げられる。金型のサイズは、作製したい粘弾性体のサイズに合わせて適宜調整する。また、硬化時間や温度も、使用する粘弾性体の種類に応じて、適宜設定する。
【００２７】
本発明の粘弾性体のアスカーＦ硬度は３０以下であるが、２５以下が好ましく、２０以下がより好ましい。３０を超えると、粘弾性体が硬く伸びにくくなるため、三次元繊維構造物を有することによるメリットが低下する。
【００２８】
本発明の粘弾性体の針入度は、５０以上であるが、１００以上が好ましく、１２０以上がより好ましい。５０未満では、粘弾性体が硬く伸びにくくなるため、三次元繊維構造物を有することによるメリットが低下する。ここで、針入度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に基づいて測定した値である。
【００２９】
本発明の粘弾性体の厚さは特に限定されないが、１〜１００ｍｍが好ましく、１〜５０ｍｍがより好ましい。１ｍｍ未満では、薄くなり十分な粘弾性が得られなくなり、１００ｍｍを超えると、成型時の脱泡等加工性が悪くなる傾向がある。
【００３０】
本発明の粘弾性体の用途は特に限定されないが、制振材、防振材、防音材、遮熱材、電磁波シールド材、緩衝材、衝撃吸収材等が挙げられる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例について説明する。なお、特に断りのない限り、「％」は質量基準である。
【００３２】
実施例１
三次元繊維構造物には、繊維径が１６ｄｔｅｘのポリエステル繊維（ＨＵＶＩＳ社製）および繊維径が１６ｄｔｅｘのポリエステルバインダー繊維（ＨＵＶＩＳ社製）を使用し、配合比率を調整して、サーマルボンド法（カード機で開繊した後、乾燥機を通し熱接着する）により、厚さが３．０ｍｍ、目付３００ｇ／ｍ２、空隙率が９０％のポリエステル不織布を作製した。
【００３３】
作製したポリエステル不織布（三次元繊維構造物）に、シリコーンゲルの原料となる２液（信越シリコーン株式会社製ＫＥ−１０５２  Ａ液Ｂ液）の配合比率を調整し混ぜ合わせた後、含浸させ、恒温乾燥機にて（２３℃、２４時間）架橋させて粘弾性体を得た。粘弾性体シートの厚さは３ｍｍ、アスカーＦでの硬度は１０、針入度は１２０であった。
【００３４】
実施例２
三次元繊維構造物に厚さが３．０ｍｍ、目付９００ｇ／ｍ２空隙率が７０％のポリエステル不織布を用いた。このポリエステル不織布（三次元繊維構造物）に、シリコーンゲルの原料となる２液（信越シリコーン株式会社製ＫＥ−１０５２  Ａ液Ｂ液）の配合比率を調整し混ぜ合わせた後、含浸させ、恒温乾燥機にて（２３℃、２４時間）架橋させて粘弾性体を得た。粘弾性体の厚さは３ｍｍ、アスカーＦでの硬度は１０、針入度は１２０であった。
【００３５】
実施例３
三次元繊維構造物に厚さが１．０ｍｍ、目付１００ｇ／ｍ２、空隙率が９０％のポリエステル不織布を用いた。このポリエステル不織布（三次元繊維構造物）に、シリコーンゲルの原料となる２液（信越シリコーン株式会社製ＫＥ−１０５２  Ａ液Ｂ液）の配合比率を調整し混ぜ合わせた後、含浸させ、恒温乾燥機にて（２３℃、２４時間）架橋させて粘弾性体を得た。粘弾性体の厚さは３ｍｍ、アスカーＦでの硬度は１０、針入度は１２０であった。
【００３６】
比較例１
三次元繊維構造物を用いず、シリコーンゲルの原料となる２液（信越シリコーン株式会社製ＫＥ−１０５２  Ａ液Ｂ液）の配合比率を調整し混ぜ合わせた後、恒温乾燥機にて（２３℃、２４時間）架橋させて粘弾性体を得た。粘弾性体の厚さは３ｍｍ、アスカーＦでの硬度は１０、針入度は１２０であった。
【００３７】
比較例２
三次元繊維構造物に厚さが１．０ｍｍ、目付５００ｇ／ｍ２、空隙率が５０％のポリエステル不織布を用いた。このポリエステル不織布の空隙率を５０％にするために、熱風エアスルー法の熱風により熱融着繊維を融着させた。この三次元繊維構造物にシリコーンゲルの原料となる２液（信越シリコーン株式会社製ＫＥ−１０５２  Ａ液Ｂ液）の配合比率を調整し混ぜ合わせた後、浸透させたが浸透しなかったため、複合粘弾性シートを作製することができなかった。
【００３８】
実施例および比較例で作製した粘弾性体を、以下に示す方法で評価した。評価結果を表１に示す。
【００３９】
＜引張試験＞
テンシロン万能材料試験機を用いて、上記各試験片を２０ｍｍ／分で引張の試験を行った。評価結果を表１に示す。
【００４０】
＜針入度試験＞
ＪＩＳ  Ｋ  ２２０７に基づいて行った。評価結果を表１に示す。
【００４１】
＜打ち抜き加工歩留り＞
引張試験用にＪＩＳ  Ｋ  ６２５１にあるダンベル３号の形状に打ちぬき加工をした。試験片を１０個準備し、打ち抜き加工時の歩留を記録した。評価結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
2020125557.tif 000002
【００４３】
実施例１〜３と比較例１の最大点荷重、最大点伸度の値から、三次元繊維構造物が一体化して複合された粘弾性体は、三次元繊維構造物が存在するため、伸びにくくなり、加工性が向上していることが分かる。
【００４４】
実施例３の粘弾性体では、三次元繊維構造物の厚さが粘弾性体に対し１／３しかないため、実施例１および２の粘弾性体と比較して形状安定性が悪いために打ち抜き加工歩留りが低く、加工性に劣る結果となった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の粘弾性体は、硬度が低いにもかかわらず、伸びにくく引張強度も高い加工性に優れているため、制振材、防振材、防音材、遮熱材、電磁波シールド材、緩衝材、衝撃吸収材等に最適に使用できる。