(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填シリコーン組成物を配合する方法であって、
充填剤、加工流体、及び、シリコーンポリマーを、第１の連続式配合装置（１２）において配合して、揮発成分を含有する分散組成物を生成する段階と、
前記分散組成物を脱揮するために、５０を超えるＬ／Ｄ比を持つ長形押出機（１４）において、前記分散組成物を脱揮する段階と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記脱揮する段階は、前記分散組成物を脱揮するために、６０を超えるＬ／Ｄ比を持つ長形押出機（１４）において実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記充填剤は、未処理の粗製シリカであることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項４】
前記充填剤は、処理剤で前処理された充填剤であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記処理剤は、シラノール反応性処理剤であることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記連続式配合装置（１２）は、第１の同方向回転かみ合い型二軸押出機であり、前記長形押出機（１４）は、異方向回転非かみ合い型二軸押出機であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記連続式配合装置（１２）は、第１の同方向回転非かみ合い型二軸押出機であり、前記長形押出機（１４）は、同方向回転非かみ合い型二軸押出機であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記連続式配合装置（１２）は、往復単軸押出機、又は、非往復単軸押出機であり、前記長形押出機（１４）は、同方向回転かみ合い型二軸押出機、異方向回転かみ合い型二軸押出機、又は、異方向回転非かみ合い型二軸押出機であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記連続式配合装置（１２）は、同方向回転かみ合い型二軸押出機であり、前記長形押出機（１４）は、往復単軸押出機、又は、非往復単軸押出機であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記充填剤は、シラノール基を含有し、前記加工流体は、シラノール基停止ポリジメチルシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、又は、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＺ）を含む処理剤であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記加工流体は、シラノール基停止ポリジメチルシロキサン、ビニル基停止ジメチル・メチルビニルシロキサン、及び、ヒドロキシル基終端ポリジメチル・メチルビニルシロキサンから成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記配合段階は、長さが直径の３０倍又はそれ以下である、少なくともある長さを持つ連続式配合装置（１２）において完了することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記連続式配合装置（１２）において、全処理量対スクリュー速度比が、０．０１から５００（ポンド／時間／毎分回転数）の範囲になるように前記配合段階を制御する段階と、
前記押出機（１４）において、全処理量対スクリュー速度比が、０．０１から５００（ポンド／時間／毎分回転数）の範囲になるように前記脱揮段階を制御する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記連続式配合装置（１２）において、全処理量対スクリュー速度比が、０．０５から２００（ポンド／時間／毎分回転数）の範囲になるように前記配合段階を制御する段階と、
前記押出機（１４）において、全処理量対スクリュー速度比が、０．０５から２００（ポンド／時間／毎分回転数）の範囲になるように前記脱揮段階を制御する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記連続式配合装置（１２）において、全処理量対スクリュー速度比が、１．０から１００（ポンド／時間／毎分回転数）の範囲になるように前記配合段階を制御する段階と、
前記押出機（１４）において、全処理量対スクリュー速度比が、１．０から１００（ポンド／時間／毎分回転数）の範囲になるように前記脱揮段階を制御する段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
第１のミキサにおいて、充填剤とシリコーンポリマーとのプリミックスを形成する段階と、
第１の連続式配合装置（１２）において、更なる充填剤とシリコーンポリマー、及び、追加の加工流体と共に前記プリミックスを配合して揮発成分を含有する分散組成物を生成する段階と、
前記分散組成物を脱揮するために、５０を超えるＬ／Ｄ比を持つ長形押出機（１４）において、前記分散組成物を脱揮する段階と、を含むことを特徴とする、充填シリコーン組成物を配合する方法。
【請求項１７】
第１の連続式配合装置（１２）と、前記第１の連続式配合装置（１２）から揮発成分を含有する分散組成物を連続的に受け入れるために前記第１の連続式配合装置（１２）に接続された、５０を超えるＬ／Ｄ比を持つ長形押出機（１４）と、を含むことを特徴とする、充填シリコーン組成物を配合するシステム（１０）。
【請求項１８】
前記長形押出機（１４）は、６０を超えるＬ／Ｄ比を持つことを特徴とする請求項１７に記載のシステム（１０）。
【請求項１９】
前記連続式配合装置（１２）は、第１の同方向回転かみ合い型二軸押出機であり、前記長形押出機（１４）は、異方向回転非かみ合い型二軸押出機であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム（１０）。
【請求項２０】
前記連続式配合装置（１２）は、第１の同方向回転非かみ合い型二軸押出機であり、前記長形押出機（１４）は、同方向回転非かみ合い型二軸押出機であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム（１０）。
【請求項２１】
前記連続式配合装置（１２）は、往復単軸押出機、又は、非往復単軸押出機であり、前記長形押出機（１４）は、同方向回転かみ合い型二軸押出機、異方向回転かみ合い型二軸押出機、又は、異方向回転非かみ合い型二軸押出機であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム（１０）。
【請求項２２】
前記連続式配合装置（１２）は、同方向回転かみ合い型二軸押出機であり、前記長形押出機（１４）は、往復単軸押出機、又は、非往復単軸押出機であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム（１０）。
【請求項２３】
連続式配合装置（１２）は、直径の３０倍又はそれ以下の長さを持つことを特徴とする請求項１７に記載のシステム（１０）。
【請求項２４】
混合装置（４２）と、
第１の連続式配合装置（４４）と、
前記第１の連続式配合装置（４４）から揮発成分を含有する分散組成物を連続的に受け入れるために前記第１の連続式配合装置（４４）に接続された、５０を超えるＬ／Ｄ比を持つ長形押出機（４６）と、を含むことを特徴とする、充填シリコーン組成物を配合するシステム（１０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱加硫性シリコーン組成物を配合する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱加硫性シリコーン組成物は、高粘度のシリコーンポリマー、無機補強性充填剤、及び、処理を助けたり組成物に目標とする最終特性を付与する種々の添加剤を含む。加硫剤を加え、組成物を熱硬化させて、ガスケット、医療用細管、及び、コンピュータ・キーボードのようなシリコーンゴム成型品を製作することができる。
【０００３】
一般に、熱加硫性シリコーン組成物は、高粘度のポリジオルガノシロキサン、無機充填剤、及び、添加剤を、高強度バンバリミキサ、又は低強度ダブルアーム・ドウミキサのようなバッチ混練機を用いて練り合わせることにより生成される。この処理において、ポリジオルガノシロキサン、無機充填剤、及び、処理剤は、目標とする特性が得られるまでバッチ混合される。この処理は、滞留時間が長く、多量のエネルギーを要する。商業サイズのバッチに亘って生じる不均一な剪断及び引張応力は、充填剤の不均一なサイズの分布をもたらし、特性にばらつきを生じる可能性がある。異なった時点で処理されたバッチは、異なる物理特性を持ち得る。バッチ処理は、労力、エネルギー、及び、多くの経費を要し、ほんの僅かな一様性しか持たない材料が作り出されることになる。
【０００４】
カサハラ他に付与された米国特許第５，１９８，１７１号においては、ポリジオルガノシロキサン、無機充填剤、及び、処理剤の予備濃縮物は、高速機械的剪断ミキサにより形成される。得られたプリミックスは、更に同方向二軸押出機で混合される。第１段階でプリミックスが形成されるが、そこでは、２５℃で１×１０5センチ・ポアズ、又はそれ以上の粘度を持つポリジオルガノシロキサン、無機充填剤、及び、処理剤が高速機械的剪断機で混合され、個々の成分が実質的に均一に細かく分散した状態で存在している流動性の粒状混合物がもたらされる。次に、流動性の粒状混合物は、同方向に回転する２つのスクリューを持ち、長さ対直径比（Ｌ／Ｄ）が２５から５０である混練押出機内に一定の供給速度で送られる。
【０００５】
ハマダ他に付与された米国特許第５，４０９，９７８号において、ポリジオルガノシロキサン、無機充填剤、及び、処理剤の予備濃縮物は、約２００℃から３００℃の温度範囲で、Ｌ／Ｄが約２５から５０の同回転連続二軸押出機において形成される。次に、この予備濃縮物は、異方向回転二軸押出機において１５０℃から３００℃で混合され熱処理される。押出機の有用なＬ／Ｄ比は、約５から１５の範囲である。
【０００６】
シリコーンポリマー、充填剤、及び、処理剤の組成物を形成するかなり強力な第１段階の処理は、高い揮発性含有量を持つ生成物を生じる。有用な生成物を生産するためには、この組成物は第２段階において脱揮される必要がある。脱揮は、少なくとも２つの理由で重要である。第１に、脱揮により未反応の処理剤が除去され、充填剤のシラノール基との更なる反応を「抑える」。そうでなければ、更なる反応は、熱加硫性シリコーン組成物における充填剤の補強特性を減少させる可能性がある。第２に、脱揮により、シリコーン組成物のレオロジー特性に悪影響する余分な流体も除去される。充填シリコーン組成物内の残留揮発成分は、最終調合物の重量の約２％のレベルを超えてはならない。充填シリコーン組成物内の残留揮発成分は、約１％のレベルを超えないことが好ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、脱揮は、既知の２段階処理では不完全である。脱揮された高粘度の充填シリコーンポリマー組成物を、充填剤、添加剤、及び、ポリマーから連続的かつ一様に製造するプロセスが必要とされている。更に、連続配合処理の改良も必要とされている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、高レベルの無機充填剤、加工流体、及び、シリコーンポリマーを、必要な補強特性と揮発成分レベルを持ち、均一で、脱揮された、充填シリコーン組成物に配合するプロセスを提供する。この方法は、第１の配合装置内で、充填剤、加工流体、及び、シリコーンポリマーを混合する段階を含み、揮発成分を含有する分散組成物を生成する。次に、この分散組成物は、５０を超えるＬ／Ｄ比を持つ押出機で混ぜ合わされ、脱揮される。
【０００９】
別の態様において、充填シリコーン組成物を配合するプロセスは、第１のミキサで充填剤とシリコーンポリマーとのプリミックスを形成する段階を含む。次に、このプリミックスは、第１の配合装置で、更なる充填剤とシリコーンポリマー、及び添加された加工流体と混ぜ合わされ、揮発成分を含有する分散組成物が生成される。この分散組成物は、５０を超えるＬ／Ｄ比を持つ押出機で、脱揮される。
【００１０】
更に別の態様において、充填シリコーン組成物の配合用システムが提供される。このシステムは、第１の配合装置、及び、５０を超えるＬ／Ｄ比を持つ押出機を含む。この押出機は、第１の配合装置に接続され、揮発成分を含有する分散組成物を連続的に受け入れる。
【００１１】
【発明の詳細な記述】
本発明は、高レベルな処理済フュームドシリカ及び加工流体などの成分を、高分子量ポリ（ジメチルシロキサン）などのシリコーンポリマーに配合する処理及びシステムを提供する。この処理及びシステムは、必要な補強特性と残留揮発成分レベルを持つ均一な混合物を生成する。この処理は、充填剤及びシリコーンポリマーが第１の押出機で混合及び配合され、長形の第２の押出機で脱揮される、少なくとも２つの連続する配合段階を含む。長形押出機とは、少なくとも約５０である長さ対直径比を持つ押出機である。１つの実施形態において、長形押出機は、少なくとも約６０である長さ対直径比を持つことが可能である。
【００１２】
本発明の加工流体は、充填剤と混合され配合されて充填剤をその後の処理のため密度を高めることのできる流体である。この加工流体は、加工機能も与えることができ、流体処理剤、可塑剤、流動性改善添加剤、架橋剤、水、又は、不活性ガスケットガスであり得る。分子量が７０００より大きいシリコーンポリマーは、加工流体ではない。この加工流体は、シラノール反応性処理剤のような流体処理剤であることが好ましく、充填剤を濡らすために充填剤添加の前、同時、又は後に添加され、充填剤表面上のシラノールと処理剤の官能基との間の反応に要する全体的な全処理時間を短縮することができる。
【００１３】
１つの実施形態において、加工流体は、（重量の割合で）１．２１部のシラノール基停止ポリジメチルシロキサン、１．８２部のビニル基停止ジメチル・メチルビニルシロキサン、及び、０．１２部のヒドロキシ基終端ポリジメチル・メチルビニルシロキサンの混合によって調剤される溶液である。シラノール基停止ポリジメチルシロキサン／ビニル基停止ジメチル・メチルビニルシロキサン／ヒドロキシ基終端ポリジメチル・メチルビニルシロキサンの比率の範囲は、広範囲にとる場合、０．４９／０．７３／０．０５から1．９３／２．９１／０．１９であり、望ましい範囲は、０．８５／１．２７／０．０８から１.５７／２.３７／０.１６であって、１．０９／１．６４／０．１１から１．３２／２．０／０.１３の範囲であることが好ましい。
【００１４】
別の実施形態において、加工流体は、好ましくはヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＺ）である処理剤と水との組合せが可能である。この組合せは、処理剤／水の重量比で、約０．０５から約５０、又は、約０．１から約２０、又は、約１から約６の間を含むことができる。ＨＭＤＺは、プリミックスと一緒に又は別々に、押出機の１つ又は多くの個所で、または配合段階においてバッチミキサに加えることができる。
【００１５】
加工流体は、重量比で、加工流体約０．１から約１００部に対して充填剤１００部、望ましくは、加工流体約０．５から約７５部に対して充填剤１００部であり、好ましくは、加工流体約１．０から約５０部に対して充填剤１００部で、充填剤と組み合わせることができる。充填剤の段階的処理のために、加工流体は、１つの場所でも、又は複数の場所でも加えることができる。
【００１６】
本発明において使用できる無機充填剤は、シリコーンポリマーとのブレンドに用いるいかなる無機充填剤でも可能である。無機充填剤の例には、フュームドシリカ、又は、沈降シリカ、更には、オルガノポリシロキサン、オルガノアルコキシシラン、オルガノクロロシラン、又は、ヘキサオルガノジシラザンなどの有機ケイ素化合物を用いて表面処理されたシリカなどの補強性シリカが含まれる。充填剤は、ケイ藻土、微粉砕石英、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化セリウム、水酸化セリウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、ケイ酸ジルコニウム、カーボンブラック、又は、ウルトラマリンであることが可能である。単一充填剤、又は充填剤の組合せを、シリコーンポリマーを補強するために用いることができる。
【００１７】
充填剤の量は、重量で、シリコーンポリマー１００部に対し、充填剤約５から約２００部、望ましくは、充填剤約１０から約１００部の範囲にあることができ、充填剤約２０から約６０部の範囲にあることが好ましい。
【００１８】
充填剤表面上の残存シラノール基の濃度は、シリカと、シリコーンポリマー鎖のヒドロキシル基又は酸素基との水素結合の強度を支配しうる。充填剤の残存シラノールの高濃度は、貯蔵中の最終生成物の「構造化」又は「クレープ硬化」の原因となる。この効果は、材料を長期間貯蔵した後の加工処理を困難にする。充填剤のシラノール官能基の濃度が高すぎる場合は、その基を必要な濃度にまで減少させるため処理剤を加えることができる。シラノール反応性処理剤は、有効基の濃度を、約８から約２ヒドロキシル基／充填剤（ナノメートル）2、好ましくは、約５から約３ヒドロキシル基／充填剤（ナノメートル）2の範囲に減少させるように反応することができる。表面処理シリカは、本発明における好ましい充填剤であり、その量は、重量で、シリコーンポリマー１００部に対し、約１０から約１００部であり、約２０から約６０部であることが好ましい。
【００１９】
１つの実施形態において、処理剤は、加工流体と共に又は加工流体として充填剤に混合されて、充填剤のシラノール基を減少させ、充填剤の調合性の改善、及び／又は、シリコーンゴムの熟成に要する時間の短縮を行い、クレープ硬化の防止、及び／又は、可塑度の調節を行う。処理剤は、シラノールと反応する試薬、又は、他の充填剤処理剤であることができる。充填剤がシリカ又は他のシラノール含有充填剤である時、処理剤は、シラノール反応性処理剤であることが好ましい。処理剤は、シラノール基及び／又は１個から６個の炭素原子を持つアルコキシ基を有するオルガノシラン、低粘度ポリシロキサン、又は、シリコーン樹脂であることができる。その例には、ジフェニルシランジオール、ジメチルシランジオール、メチルトリエトキシシラン、及び、フェニルトリメトキシシランが含まれる。低粘度ポリシロキサンは、メチル基、フェニル基、ビニル基、及び、３，３，３−トリフルオロプロピル基から選ばれた１つ又はそれ以上の種類の有機基を含有してもよい。２５℃で測定したポリシロキサンの粘度は、約１から約３００センチポアズの範囲であり、約５から約１００センチポアズの範囲であることが好ましい。好ましいシラノール反応性処理剤には、シラノール基停止ポリジメチルシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン（Ｄ４）、及び、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＺ）が含まれる。
【００２０】
本発明の組成物に用いられるシリコーンポリマーは、次式の化学式の単位の繰返しにより表される。
【００２１】
【化１】
0004903934.tif 000002
【００２２】
上記化学式において、Ｒ1は、各々独立にＣ1-4アルキル、又はＣ2-4アルキレンを表し、Ｒ2は、各々独立にＣ1-4アルキル、Ｃ1−Ｃ4ハロアルキル、又はＣ2-4アルキレンを表し、Ｒ3は、各々独立にＨ、Ｃ1-10アルキル、Ｃ2-4アルキレン、Ｃ4-6シクロアルキル、ＯＨ、又はＣ1−Ｃ4ハロアルキルを表し、そして、ｎは、１，０００から２０，０００の整数を表す。
【００２３】
更に好ましい組成物は、Ｒ1が各々独立にＣＨ3又はＣＨ＝ＣＨ2を表し、Ｒ2が各々独立にＣＨ3、ＣＨ＝ＣＨ2、又はＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3を表し、Ｒ3が各々独立にＣＨ3、ＣＨ＝ＣＨ2、ＯＨ、又はＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3を表し、そして、ｎが約４，０００から約１０，０００の整数を表すシリコーンポリマーを含む。
【００２４】
別の実施形態は、シリコーンポリマーのビニル含量がシリコーンポリマーの重量の約０．０５％から約０．５％の範囲にある組成物をもたらす。
【００２５】
シリコーン組成物は、金属の酸化物、水酸化物、及び脂肪酸塩などの耐熱改善剤や、加硫逆転抑制剤や、白金化合物などの難燃化剤や、変色防止剤や、シリコーンオイルなどの可塑剤や、金属石鹸などの内部離型剤や、顔料及び染料など、他の添加剤もまた含むことができる。
【００２６】
処理が行われている間、ＨＭＤＺのような可燃性加工流体と空気との酸化反応を抑制するために、不活性ガスケットガスを配合中の環境に加えることができる。不活性ガスの量は、重量で充填剤１００部に対し、約２０から約８００部、望ましくは、約５０から約６００部の範囲とすることができ、約１００から約４００部の範囲とすることが好ましい。
【００２７】
本発明の実施形態において、フュームドシリカ充填剤は、シリコーンポリマーを加える前に第１の場所で、ＨＭＤＺと水とを含む加工流体と混合される。ＨＭＤＺの量は、重量でフュームドシリカ１００部に対し、約０．１から約１００部、望ましくは、約０．５から約５０部の範囲にすることができ、約１．０から約２０部の範囲にすることが好ましい。水の量は、重量でフュームドシリカ１００部に対し、約０．１から約１００部、望ましくは、約０．５から約２０部の範囲とすることができ、約１から約１０部の範囲とすることが好ましい。
【００２８】
本発明に用いられる第１の押出機は、同方向回転かみ合い型二軸押出機とすることができる。又は、該押出機は、異方向回転非かみ合い型二軸押出機、又は、往復又は非往復のいずれかの型の単軸押出機であってもよい。シリコーンポリマーと配合するための充填剤の調製に必要な条件を生みだす能力により、同方向回転かみ合い型二軸押出機は、本発明のこの処理に特に適している。つまり、該押出機は、強力な配合及び混合エネルギーを与えることができる。該押出機は、配合シリコーンの各成分を処理中に添加するための多数の添加口を持つことができる。
【００２９】
長形押出機は、異方向回転非かみ合い型二軸押出機、同方向回転かみ合い型二軸押出機、又は、往復又は非往復単軸押出機とすることができる。長形押出機は、ポリマーと蒸気との界面を通って行われる揮発成分の拡散を促進するのに必要な界面領域を高い割合で発生させる。次に、揮発成分は、押出機の蒸気空間内に拡散し、ベントを通って除去される。本発明の１つの実施形態における長形押出機は、Ｌ／Ｄが４０より大きい往復又は非往復単軸押出機である。
【００３０】
個々の処方成分の押出機への添加、充填剤の高密度化、充填剤と処理剤との化学反応、均一な混合物を生成する充填剤のシリコーンポリマー内への分散、及び、均質化された材料の脱揮は、順次又は同時に実行される単位操作である。本発明によれば、これらの操作を生成物の完全な脱揮と共に実行するように、押出機の条件を制御することができる。従って、別の実施形態において、本発明は、特にフュームドシリカである充填剤、加工流体、処理剤、及び、シリコーンポリマーを多量に配合するのに用いられる配合及び脱揮を含む、押出条件に関する。
【００３１】
押出機における処理量とスクリュー速度とは、効率的な配合と脱揮とを可能にするため調節可能である。低い処理量では、製造機器の能力を少ししか利用していない。一方、処理量は、押出機内にフュームドシリカを添加できる速度で制限される。シリコーン母体内への充填剤の添加と分散、及び、添加剤の分散のため、また、脱揮のための表面領域の生成のため、高いスクリュー速度が必要とされる。しかし、粘性散逸やスクリュー速度に伴って温度は上昇する。過酷なスクリュー速度の使用は、シリコーンポリマーを熱分解させる原因となり得る。本発明において、均衡のとれた混合強度に釣合う処理量は、材料の粘性と押出機のスクリュー速度とによる適切な脱揮処理を伴って、シリコーン組成物成分の効果的な配合及び反応をもたらす。
【００３２】
第１の押出機又は長形押出機のどちらの押出機スクリュー速度も、混合を摩擦熱発生と適切に釣り合わせるために、約３０回転／分から約１０００回転／分の範囲にすることができる。望ましくは、スクリュー速度は、約１００回転／分から約８００回転／分の範囲であり、約３００回転／分から約５００回転／分の範囲にすることが好ましい。第１の押出機又は長形押出機に関する処理量のスクリュー速度に対する比（ポンド／時間／毎分回転数）は、約０．０１から約５００、望ましくは、０．０５から約２００の範囲とすることができ、１．０から１００（ポンド／時間／毎分回転数）の範囲とすることが好ましい。
【００３３】
第１の押出機のバレル外側の温度は、約２０℃から約２００℃の範囲とすることができ、望ましくは、約３０℃から約１５０℃の範囲であり、約４０℃から約１００℃の範囲とすることが好ましい。加熱及び冷却において時間プロポーショニング出力を出す自動調節及びプログラム可能温度制御装置は、帯域温度の制御に使われ、差込端を持つ熱電対は、バレル温度測定に使われる。脱揮に対して、長形押出機のバレル温度は、約１５０℃から約２００℃の範囲とすることができ、望ましくは、約１６０℃から約１９０℃の範囲であり、約１７０℃から約１８０℃の範囲とすることが好ましい。
【００３４】
本発明の処理によって生成される組成物は、熱加硫性シリコーン組成物の物理特性基準に適合する。例えば、組成物は、１００を超えるウィリアムズ可塑度、２０を超えるショアＡ硬度、７５０ポンド／平方インチを超える引張強度、少なくとも１００％の破断伸び、少なくとも１０ポンド／インチの引裂きＢ、少なくとも１．０５の比重、及び、１重量パーセント未満の残留揮発分により特徴づけることができる。
【００３５】
これら及び他の形態は、以下の図面及び詳細な議論により明らかになるであろう。それらは、非限定的かつ例示的に本発明の実施形態を説明する。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１から図３は、本発明の実施形態を実施するシリコーン配合処理及びシステムの概略図である。図１において、充填シリコーン組成物の配合のための全体的な処理及びシステムは、１０として示される。該システムは、第１の押出機１２及び長形押出機１４を含む。
【００３７】
第１の押出機１２は、同方向回転又は異方向回転かみ合い型二軸押出機、異方向回転非かみ合い型二軸押出機、及び、往復又は非往復単軸型押出機とすることができる。充填剤、処理剤、及び、シリコーンポリマーを配合する第１の押出機として、多段の押出機を用いることができ、均一な材料を長形押出機に供給することができる。配合された材料は、押出機スクリューの回転で内部的に発生した圧力の使用により、第１の押出機から長形押出機に強制供給され得る。
【００３８】
長形押出機１４は、５０を超えるＬ／Ｄを持つ、異方向回転非かみ合い型二軸押出機、同方向回転かみ合い型二軸押出機、又は、往復又は非往復単軸型押出機とすることができる。長形押出機１４は、高温で作動するように設計され、脱揮に必要な開放表面領域を与える。長形押出機１４は、配合された生成物を最終押出機１４からポンプ排出するのに必要な高い加圧状態を与える。
【００３９】
図１の処理において、充填剤、この実施形態では処理剤を含んでいる加工流体、及び、シリコーンポリマーは、各々の貯槽１６、１８、及び、２０から各々の供給ポンプ２２、２４、及び、２６を用いて、第１の押出機１２内に連続的に供給される。押出機１２において、充填剤、加工流体、及び、シリコーンポリマーは、連続的に配合されて押出物として排出され、該押出物は、５０を超えるＬ／Ｄ比を持つ長形押出機１４内に強制供給２８される。長形押出機１４には、押出物の脱揮用のベント３０が設けられる。効果的な脱揮のために１個より多いベントを要する用途の場合は、ベント３０は複数のベントを表すことができる。ベント排気後、配合され脱揮された充填シリコーン組成物は、長形押出機の終端３２を通って排出される。
【００４０】
図２において、システム４０は、ミキサ４２、第１の押出機４４、及び、長形押出機４６を含む。図２の処理において、ミキサ４２で充填剤とシリコーンポリマーとが組み合わされて混合されプリミックスが形成され、該プリミックスは、第１の押出機４４内に供給４８される。追加充填剤、加工流体、及び、追加シリコーンポリマーは、各々の貯槽５０、５２、及び、５４から各々の供給ポンプ５６、５８、及び、６０を用いて第１の押出機４４内に連続的に供給され、そこで連続的に配合されて押出物として排出され、該押出物は、５０を超えるＬ／Ｄ比を持つ長形押出機４６内に強制供給６２される。長形押出機４６には、押出物の脱揮用のベント６４が設けられる。ベント排気後、配合され脱揮された充填シリコーン組成物は、長形押出機の終端６６を通って排出される。
【００４１】
図３において、システム７０は、反応器７２、ミキサ７４、第１の押出機７６、及び、長形押出機７８を含む。処理剤と未処理の充填剤とは、反応器７２で反応されて前処理充填剤を形成し、該前処理充填剤は、ミキサ７４に排出８０される。シリコーンポリマーが前処理充填剤に添加８２され、ミキサ７４で混合されてプリミックスが形成される。該プリミックスは、第１の押出機７６内に供給８４される。追加充填剤、加工流体、及び、追加シリコーンポリマーは、各々の貯槽８６、８８、及び、９０から各々の供給ポンプ９２、９４、及び、９６を用いて第１の押出機７６内に連続的に供給され、そこで連続的に配合されて押出物として、５０を超えるＬ／Ｄ比を持つ長形押出機７８内に強制供給９８される。長形押出機７８には、押出物の脱揮用のベント１００が設けられる。ベント排気後、配合され脱揮された充填シリコーン組成物は、長形押出機の終端１０２を通って排出される。
【００４２】
（実施例）
これらの実施例において、配合段階は、直径２インチの同方向回転かみ合い型二軸第１押出機で実行された。該押出機は、長さ対直径比が約８であった。該押出機のバレルは、加熱及び冷却可能であったが、ベント排気能力はなかった。第１の押出機のスクリューは、５０から４００回転／分の範囲で作動された。第１の押出機は、充填剤及びシリコーンポリマーの組成物を均質な充填シリコーン組成物に配合することができた。
【００４３】
脱揮は、直径３０ミリメートルの異方向回転非かみ合い型二軸の長形押出機で実行された。この長形押出機は、長さ対直径比が約６０であった。この長形押出機には、３つの真空ベント（上流、下流、及び、中間と表示）が脱揮のために設けられた。このベントは、水銀柱数ミリメートル程度の低い絶対圧で作動可能であった。この長形押出機は、セグメント化されたバレルを持ち、加熱油の循環によって一定温度に保つことができた。この長形押出機は、上流ベントの前に２つの外径（ＯＤ）１．０５インチの円筒形部材、上流及び中間ベントの間に２つのＯＤ０．９５インチの円筒形スクリュー部材、中間及び下流ベントの間に２つのＯＤ０．９インチの円筒形スクリュー部材、及び、最終の、ポンプとして使用可能な、単一の０．９１５インチ前方フライトスクリュー部材を含む。これらのスクリューは、３００から５００回転／分の範囲の回転速度で回転する能力を備えていた。
【００４４】
この実施例に記載された各処理において、組成物の全ての成分は、同方向回転かみ合い型第１の押出機に該処理の上流部分で加えられた。Ｄ４処理されたフュームドシリカと高分子量シリコーンポリマーとの粒状濃縮物は、ヘンシェル・バッチミキサで調合され、第１押出機の供給スロートにおいてアクリソン・フィーダを用いて加えられた。流体添加剤の混合物は、第１の上流注入口において混入され、シリコーンポリマーは、側部供給口において容積式ギヤポンプを用いて加えられた。
【００４５】
表１は、実施番号１００１から１００４の各々について、第１の同方向回転かみ合い型押出機における作動条件及び供給速度を含む。
0004903934.tif 000003
表２は、長形押出機における脱揮の条件を含む。
【００４６】
0004903934.tif 000004
表３は、表１及び表２の実施例について生成物の特性を示す。
【００４７】
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これらの実施例は、ある範囲での処方及び処理条件で実施された本発明を説明している。表３の結果は、本発明の処理が、充填熱加硫性シリコーン組成物に対する物理的特性基準に適合する材料を生成できることを示している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  シリコーン組成物の配合処理及びシステムの概略図。
【図２】  別のシリコーン組成物の配合処理及びシステムの概略図。
【図３】  更に別のシリコーン組成物の配合処理及びシステムの概略図。
【符号の説明】
１０  全体的な処理及びシステム
１２  第１の押出機
１４  長形押出機
１６  貯槽
２２  供給ポンプ
２８  強制供給
３０  ベント
３２  長形押出機の終端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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