(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機を使用し、未硬化または半硬化状態のシリコーン系ゴム組成物に、常温常圧で気体の物質を、その臨界圧力以上、臨界温度以上で浸透、拡散させた後、圧力を低下させて未硬化あるいは半硬化状態で発泡させ、成形硬化を行うシリコーン系ゴム発泡体の製造方法において、常温常圧で気体の物質の注入部における、常温常圧で気体の物質とシリコーン系ゴム組成物との接触面積Ｓ（cm2 ）の絶対値Ｓと、シリコーン系ゴム組成物の押出速度Ｖ（cm3/min.）の絶対値Ｖとの関係が、Ｓ≧２Ｖであり、圧力を低下させる速度が10kgf/cm2/sec.以上であることを特徴とするシリコーン系ゴム発泡体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断熱材、ＯＡ機器用ロール、緩衝材、化粧用パフ、各種成形体の軽量化等に用いられるシリコーン系ゴム発泡体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂発泡体を製造する方法としては、発泡剤を用いて化学反応によって気泡を発生させる化学発泡と、気体を直接樹脂に混合する物理発泡とが一般的に知られており、シリコーン系ゴム分野では、専ら硬化反応と同時に化学発泡を行う方法が採られてきた。そしてこの方法によって得られる気泡径は、例えば特開平7-241934号公報に示されるように、シリコーンゴムパウダーを混入することにより気泡径とその分散性が均一で微細な気泡を有する発泡体を得る工夫がなされているが、この方法によっても気泡径は 300〜 700μｍ程度であり、また本発明者の研究によれば、シリコーン系ゴム組成物の硬化方法を種々の方法で制御することにより、 100超〜 300μｍ程度の気泡径が得られるが、これ以下にはならなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のゴム  泡体の製造方法、特にシリコーン系ゴム発泡体の製造方法では、発泡と硬化が加熱という１つの制御条件で同時に進行し且つ発泡温度と硬化温度が接近しているため、微細で均一な気泡径と気泡の均一な分散性を有する［以下単に（均一な）と略す］発泡体を安定して得ることが困難であり、また均一な発泡体を安定して得る為には、硬化速度と発泡速度を高度に制御する必要があった。それによっても気泡径は前記の範囲が限度であり、より微細な気泡径を有する発泡体を得ることは不可能であった。
すなわち本発明は、硬化速度と発泡速度を高度に制御することなく気泡径が 100μｍ以下の均一な発泡体を安定して生産性良く得ることができる、シリコーン系ゴム発泡体の製造方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記従来の問題点を解決したシリコーン系ゴム発泡体の製造方法に関するものであり、押出機を使用し、未硬化または半硬化状態のシリコーン系ゴム組成物に、常温常圧で気体の物質（以下単に気体物質という）を、その臨界圧力以上、臨界温度以上で浸透、拡散させた後、圧力を低下させて未硬化あるいは半硬化状態で発泡させ、成形硬化を行うシリコーン系ゴム発泡体の製造方法において、気体物質の注入部における、気体物質とシリコーン系ゴム組成物との接触面積Ｓ（cm2 ）の絶対値Ｓと、シリコーン系ゴム組成物の押出速度Ｖ（cm3/min.）の絶対値Ｖとの関係が、Ｓ≧２Ｖであり、圧力を低下させる速度が10kgf/cm2/sec.以上であることを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
即ち、本発明者は、均一なシリコーン系ゴム発泡体を安定して生産性良く得るためには、物理発泡により、微細な気泡を連続的に発生させればよいことに着眼し、その方法、条件、原料について種々検討を重ねた結果本発明に到達した。以下に本発明について詳しく述べる。
【０００６】
本発明において気体物質を臨界温度以上、臨界圧力以上としてシリコーン系ゴム組成物へ浸透、拡散させるのは、気体物質を高密度かつ速やかにシリコーン系ゴム組成物中へ浸透、拡散させるためである。
また、気体物質の注入部における気体物質とシリコーン系ゴム組成物との接触面積Ｓ（cm2 ）の絶対値Ｓと、シリコーン系ゴム組成物の押出速度Ｖ（cm3/min.）の絶対値Ｖとの関係を、Ｓ≧２Ｖとするのは、臨海温度以上、臨界圧力以上にある気体物質を、シリコーン系ゴム組成物中へ均一且つ十分に浸透、拡散させるためで、Ｓの値が２Ｖ未満では圧力を低下させたとき発泡する気泡数が少なくなり、発泡体としての十分な性能のものを得ることができない。つまりシリコーン系ゴムを発泡させる目的は低硬度の成形体を得ることにあり、具体的には発泡前に硬度50のものを発泡体とした時に20〜40。 とするためには、発泡倍率1.5 以上とする必要があるが、Ｓ＜２Ｖではこのような発泡体を得ることができない。
【０００７】
さらに本発明において圧力を10kgf/cm2/sec.以上の速度で低下させるのは、 100μｍ以下、具体的には100 μｍの微細な気泡を形成させるためであり、10kgf/cm2/sec.未満の速度で低下させると気泡径は 100μｍ超、著しくは 500μｍ以上となり、目的の発泡体を得ることができない。また、圧力を低下させる速度の上限は特に限定されないが、工業的には 500kgf/cm2/sec.以下で設計するのが実用的である。
【０００８】
本発明に用いられるシリコーン系ゴム組成物としては、従来公知の物を用いれば良く、シロキサン結合を有する高分子化合物とパーオキサイドとからなるもの、シロキサン結合を有する高分子化合物及び珪素原子に直結した水素原子を１分子中に少なくとも２個以上有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと白金系触媒とからなるものなどが挙げられる。
また、上記シロキサン結合を有する高分子化合物及びオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、エポキシ基、アクリル基、ハロゲン原子等を含むものであっても良い。
【０００９】
さらに本発明においては、シリコーン系ゴム組成物の硬化剤として、硬化温度の異なる２種以上のものを併用し、まず前記硬化剤として少なくとも１種を残して、その他の硬化剤によりシリコーン系ゴム組成物の半硬化を行い、気体物質を注入浸透、拡散させた後、圧力を低下させて半硬化状態で発泡させ、残った硬化剤を使用して加熱硬化を行えば、発泡時の組成物の粘度調整が任意にでき、発泡状態の制御及び成形が容易にできる。なおシリコーン系ゴム組成物には、必要に応じて、難燃剤、老化防止剤、耐候性向上剤、耐衝撃性向上剤、補強剤、着色剤、導電性付与剤等の各種添加剤を添加することは差し支えない。なお、本発明における未硬化あるいは半硬化状態とは、押出機、ダイス内において塑性流動し、所望の形に成形、硬化させることが可能な状態を示す。
【００１０】
本発明に使用される気体物質としては、特に制限はないが、水素、ヘリウム、窒素、酸素、ネオン、アルゴン、二酸化炭素、メタン、エタン、プロパン、ブタン、エチレン、プロピレン等及びこれらの混合物から選ばれた少なくとも１種のものが例示され、化学的に安定であり、臨界温度が常温に近いことから特に二酸化炭素が好ましい。
【００１１】
本発明に用いられる装置としては、図１のような公知の押出機が使用可能である。この際前述のように気体物質５（図１ではCO2 ５) の注入部における、気体物質５とシリコーン系ゴム組成物１との接触面積Ｓ（cm2 ）の絶対値Ｓとシリコーン系ゴム組成物１の押出速度Ｖ（cm3/min.）の絶対値Ｖとの関係を、Ｓ≧２Ｖとすることが均一なシリコーン系ゴム発泡体６を得るのに必要であり、この気体物質注入部は、押出機中の、少なくとも１カ所以上に設けられている圧縮部以後に設けるか、図１のようにギアポンプ３によりシリコーン系ゴム組成物１の圧を一定値以上に上昇させる部分の後に設けることが良く、このようにすれば、気体物質５の押出機内での逆流を防ぐことができる。
また、本発明におけるＳと２Ｖの関係を満たす手段としては、この気体物質５の注入部に空間を設けてそこに多孔質物体４を充填し、この多孔質物体４を介して気体物質５を注入すれば、所望の接触面積を容易に得ることができるとともにシリコーン系ゴム組成物１が気体物質注入部に逆流するのを防ぐことができる。
【００１２】
シリコーン系ゴム組成物を硬化させる方法としては、加熱、電子線照射、ＵＶ照射、放射線照射等が例示され、シリコーン系ゴム組成物の種類により適宜選択することが可能であるが、安全性、汎用性を考慮すると加熱、または電子線照射による方法が好ましく、更には、本発明においてはシリコーン系ゴム組成物を発泡させた後に硬化させるため、発泡した未硬化または半硬化状態のシリコーン系ゴム組成物が断熱性を有するようになるので、高周波加熱による方法か、電子線照射による方法などの、熱伝導性に影響を与えず、内部まで均一に硬化させる方法を用いることが最も好ましい。
【００１３】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を説明する。
（実施例１）
気体物質と組成物との接触面積Ｓを250cm2となるような多孔質セラミックスを充填した気体物質注入部をギアポンプの後に設けた50mm単軸ゴム用押出機に、シリコーン系ゴムコンパウンド「ＫＥ１５１−Ｕ」（信越化学製、商品名） 100重量部と加硫剤・ビス−2,4 - ジクロロベンゾイルパーオキサイド・「Ｃ−２」（信越化学製、商品名）３重量部とからなる混練物（比重1.15）を供給した。
ギアポンプにより上記混練物圧を150kgf/cm2まで上昇させるとともに温度を50℃まで上昇させ、二酸化炭素を上記多孔質セラミックスを介して50℃、152kgf/cm2で供給し、φ２mmの丸ダイスから押し出すと同時に圧力を２秒間で開放しシリコーンゴム組成物の発泡体を得た。このときの組成物の押出速度Ｖは43.5cm3/min とした。これを高周波加熱により、 180℃で２分間処理した後、 200℃のオーブンで４時間アフターキュアしてシリコーンゴム発泡体を得た。
この時の発泡倍率は 2.6倍、気泡の平均サイズは42μｍ、気泡サイズの標準偏差は 3.1μｍであった。
【００１４】
（比較例１）
実施例１で使用した押出機中の同じ位置の気体物質注入部に、気体物質と混練物との接触面積Ｓが 50cm2となるような多孔質セラミックスを充填し、シリコーンゴムコンパウンド「ＫＥ１５１−Ｕ」（前出） 100重量部と加硫剤・ビス−2,4 - ジクロロベンゾイルパーオキサイド・「Ｃ−２」（前出）３重量部とからなる混練物を供給した。
ギアポンプにより混練物圧を150kgf/cm2まで上昇させるとともに、温度を50℃まで上昇させ、二酸化炭素を上記多孔質セラミックスを介して50℃、152kgf/cm2で供給し、φ２mmの丸ダイスから押し出すと同時に圧力を２秒間で解放した。このときの混練物押出速度Ｖを43.5cm3/min とした。
これを高周波加熱により、 180℃で２分間処理した後、 200℃のオーブンで４時間アフターキュアしてシリコーンゴム組成物発泡体を得た。この時の発泡倍率は 1.2倍で、気泡数が少なく発泡体と呼べるものではなかった。
【００１５】
【発明の効果】
本発明によれば、硬化速度と発泡速度を高度に制御することなしに、気泡のサイズが 100μｍ未満の、均一で微細な気泡径と均一な気泡分散性を有するシリコーン系ゴム発泡体を安定して得ることができるので、製造コストダウンができ、様々な用途への応用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において用いられる押出機の一例の縦断面図である。
【符号の説明】
１  シリコーン系ゴム組成物、      ６  シリコーン系ゴム発泡体。
２  スクリュー、
３  ギアポンプ、
４  多孔質物体、
５  ＣＯ2 （気体物質）、
【図１】
0003642890.tif 000002