WO2019064842A1

WO2019064842A1 - 成形体

Info

Publication number: WO2019064842A1
Application number: PCT/JP2018/027101
Authority: WO
Inventors: 彩坂井; 迪子北川; 徳平　勝貞; 泰浩坂本
Original assignee: ダイキン工業株式会社
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2019-04-04

Abstract

風合い、クッション性、軽量性を有する人体に接触する成形体を提供する。発泡フッ素ゴムからなる層を備える人体に接触する成形体に関する。発泡フッ素ゴムからなる層が人体に接触することが好ましい。

Description

成形体

本発明は、成形体に関し、より詳しくは人体に接触する成形体に関する。

フッ素ゴムは、耐薬品性、耐油性、耐熱性、耐寒性等に優れることが知られている。

たとえば特許文献１には、ガスケット等の工業部材として発泡フッ素ゴムの使用が提案されている。

国際公開第２０１２／１４１１５４号

本発明は、風合い、クッション性、軽量性を有する人体に接触する成形体を提供することを目的とする。

本発明者らは、様々な検討を行った結果、発泡フッ素ゴムがこれらの要求性能を満足できることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、発泡フッ素ゴムからなる層を備える人体に接触する成形体に関する。

発泡フッ素ゴムからなる層が人体に接触することが好ましい。

前記成形体は、内装品、ウエアラブル、眼鏡部品、健康グッズ、スポーツ用品、イヤホン部品、ヘッドフォン部品、電子機器カバー、キッチン用品、ペット用品、事務用品、または、装飾品であることが好ましい。

本発明の人体に接触する成形体は、発泡フッ素ゴムからなる層を備えるため、風合い、クッション性、および、軽量性を有している。

本発明の人体に接触する成形体は、発泡フッ素ゴムからなる層を備えることを特徴とする。該成形体は、風合い、クッション性、軽量性を有しており、良好な肌触りを備えることを期待することもできる。
発泡フッ素ゴムからなる層は、フッ素ゴム、架橋剤および発泡剤を含む発泡フッ素ゴム組成物を発泡成形することによって得ることができる。また、発泡フッ素ゴムからなる層は、該成形体において、人体に接触する部位となることが好ましい。

本発明の成形体は、発泡フッ素ゴムからなる層のみで構成されていても、該層と他材を組合せた多層で構成されていても、他材の成形体の表面に該層を積層したものであっても良い。

本発明で使用するフッ素ゴムは特に限定されず、ポリオール架橋可能なフッ素ゴム、パーオキサイド架橋可能なフッ素ゴムが好ましく、パーオキサイド架橋可能なフッ素ゴムがより好ましい。

パーオキサイド架橋可能なフッ素ゴムとしては特に限定されず、パーオキサイド架橋可能な部位を有するフッ素ゴムであればよい。パーオキサイド架橋可能な部位としては特に限定されず、例えば、ヨウ素原子、臭素原子等を挙げることができる。上記パーオキサイド架橋可能なフッ素ゴムとしては、ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）／ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）系フッ素ゴム、ＶｄＦ／ＨＦＰ／テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）系フッ素ゴム、ＴＦＥ／プロピレン系フッ素ゴム、ＴＦＥ／プロピレン／ＶｄＦ系フッ素ゴム、エチレン／ＨＦＰ系フッ素ゴム、エチレン／ＨＦＰ／ＶｄＦ系フッ素ゴム、エチレン／ＨＦＰ／ＴＦＥ系フッ素ゴム、ＶｄＦ／ＴＦＥ／パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）系フッ素ゴム、ＶｄＦ／ＣＴＦＥ系フッ素ゴム、ＶｄＦ／２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン系フッ素ゴム、ＶｄＦ／２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン・テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）系フッ素ゴム等を挙げることができ、なかでも、ビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）／ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）系フッ素ゴム、ＶｄＦ／ＨＦＰ／テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）系フッ素ゴム、ＶｄＦ／ＴＦＥ／パーフルオロアルキルビニルエーテル（ＰＡＶＥ）系フッ素ゴム、及び、ＶｄＦ／２，３，３，３－テトラフルオロ－１－プロペン系フッ素ゴムからなる群より選択される少なくとも１種のフッ素ゴムであることが好ましい。さらにフッ素ゴム中のフッ素原子の割合が６４質量％以上の組成であることが好ましく、６８質量％以上の組成であることがより好ましい。上記フッ素原子の割合は、元素分析等により測定できる。

本発明で使用する硬化剤は特に限定されず、たとえばパーオキサイド架橋系、ポリオール架橋系などの硬化剤により行なうことができるが、パーオキサイド架橋系の硬化剤が好ましい。

パーオキサイド架橋において用いる硬化剤は、熱や酸化還元系の存在下で容易にパーオキシラジカルを発生し得る有機過酸化物であればよく、具体的には、たとえば１，１－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）－３，５，５－トリメチルシクロヘキサン、２，５－ジメチルヘキサン－２，５－ジヒドロパーオキサイド、ジ－ｔ－ブチルパーオキサイド、ｔ－ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、α，α－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ）－ｐ－ジイソプロピルベンゼン、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）－ヘキシン－３、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ－ブチルパーオキシベンゼン、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキサン、ｔ－ブチルパーオキシマレイン酸、ｔ－ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートなどをあげることができる。なかでも、好ましいものは、ジアルキルタイプのものである。さらに、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサンが特に好ましい。一般に活性－Ｏ－Ｏ－の量、分解温度などを考慮して有機過酸化物の種類並びに使用量が選ばれる。パーオキサイド架橋に用いる硬化剤の配合量は、フッ素ゴム１００質量部に対して０．１～１０質量部が好ましく、０．５～５質量部がより好ましい。

また、パーオキサイド架橋において、硬化助剤も使用することができる。硬化助剤としては、パーオキシラジカルとポリマーラジカルに対して反応活性を有する化合物であればよく、たとえばＣＨ_２＝ＣＨ－、ＣＨ_２＝ＣＨＣＨ_２－、ＣＦ_２＝ＣＦ－などの官能基を有する多官能性化合物があげられる。具体的には、たとえばトリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリメタリルイソシアヌレート、トリアクリルホルマール、トリアリルトリメリテート、Ｎ，Ｎ′－ｎ－フェニレンビスマレイミド、ジプロパギルテレフタレート、ジアリルフタレート、テトラアリルテレフタレートアミド、トリアリルホスフェート、ビスマレイミド、フッ素化トリアリルイソシアヌレート（１，３，５－トリス（２，３，３－トリフルオロ－２－プロペニル）－１，３，５－トリアジン２，４，６－トリオン）、トリス（ジアリルアミン）－Ｓ－トリアジン、亜リン酸トリアリル、Ｎ，Ｎ－ジアリルアクリルアミド、１，６－ジビニルドデカフルオロヘキサンなどがあげられるが、トリアリルイソシアヌレート（ＴＡＩＣ）、トリメタリルイソシアヌレートが好ましい。硬化助剤の配合量は、フッ素ゴム１００質量部に対して０．１～１０質量部が好ましく、０．５～７質量部がより好ましく、１～５質量部が更に好ましい。

ポリオール架橋に用いる硬化剤としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＡＦなどの多価アルコール化合物があげられる。

本発明で使用する発泡剤としては特に限定されないが、たとえば有機系化学発泡剤、無機系化学発泡剤、ガス発泡剤が挙げられる。有機系化学発泡剤としては、アゾ系化合物、ニトロソ化合物、ヒドラジン化合物が挙げられ、さらに具体的には、アゾジカルボンアミド、バリウムアゾジカルボキシレート、Ｎ，Ｎ－ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒドラジン、ヒドラゾジカルボンアミドが挙げられる。無機系化学発泡剤は、炭酸水素ナトリウムがあげられる。

発泡剤の含有量は特に限定されないが、フッ素ゴム１００重量部に対して、１～２０重量部が好ましく、５～１５重量部がより好ましい。１重量部より少ないと、気泡の発生がほとんどなく成型後ゴムが硬くクッション性や軽量性に劣り、２０重量部を超えると、発泡が不均一になり外観不良となる傾向がある。

フッ素ゴム組成物には、本発明の効果に影響を及ぼさない範囲で、添加剤を配合することができる。添加剤としては、充填剤、受酸剤、加工助剤、可塑剤、軟化剤、老化防止剤、着色剤、顔料、安定剤、接着助剤、離型剤、導電性付与剤、熱伝導性付与剤、表面非粘着剤、粘着付与剤、柔軟性付与剤、耐熱性改善剤、難燃剤、紫外線吸収剤、耐油性向上剤、発泡剤、スコーチ防止剤、滑剤、エポキシ樹脂、防汚性改質剤等が挙げられる。

充填剤としては、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化クロム（ＩＩＩ）等の金属酸化物；水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等の金属水酸化物；炭酸マグネシウム、炭酸アルミニウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム等の炭酸塩；ケイ酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸アルミニウム等のケイ酸塩；硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の硫酸塩；二硫化モリブデン、硫化鉄、硫化銅等の金属硫化物；ケイ藻土、アスベスト、リトポン（硫化亜鉛／硫化バリウム）、グラファイト、フッ化カーボン、フッ化カルシウム、コークス、石英微粉末、タルク、雲母粉末、ワラストナイト、炭素繊維、アラミド繊維、各種ウィスカー、ガラス繊維、有機補強剤、有機充填剤、ポリテトラフルオロエチレン、マイカ、シリカ、セライト、クレー、珪藻土等が例示でき、これらの単独又は２種以上を適宜配合してもよい。充填材、離型剤、可塑剤などの加工助剤、有機顔料、無機顔料などの顔料を配合することができる。

フッ素ゴム組成物の製造には、一般的なゴムの混練り装置が使用できる。例えば、ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、インターナルミキサー、二軸押出機等のゴム混練り装置等が例示できるが、これらに限定されるものではない。

フッ素ゴム組成物は、従来公知の方法で成形することができる。成形及び架橋の方法及び条件としては、採用する成形及び架橋において公知の方法及び条件の範囲内でよい。成形及び架橋の順序は限定されず、成形した後架橋してもよいし、架橋した後成形してもよいし、成形と架橋とを同時に行ってもよい。

成形方法としては、例えば金型などによる加圧成形法、インジェクション成形法などが例示できるが、これらに限定されるものではない。架橋方法としては、スチーム架橋法、加熱により架橋反応が開始される通常の方法、放射線架橋法等が採用でき、なかでも、加熱による架橋反応が好ましい。限定されない具体的な架橋条件としては、通常、１４０～２５０℃の温度範囲、１分間～２４時間の架橋時間内で、使用する架橋剤などの種類により適宜決めればよい。

フッ素ゴム組成物を、発泡剤の分解温度以上の温度に加熱すると、発泡反応が生じ発泡する。発泡の際、架橋反応も同時に進行するような温度であることが好ましい。加熱は加圧下で行ってもよく、常圧下で行ってもよい。

発泡フッ素ゴムの発泡倍率は特に限定されないが、１．０５～８．００倍が好ましく、１．５０～５．００倍がより好ましい。１．０５倍より少ないと、成型後、ゴムが硬く柔軟性や軽量性に劣り、８．００倍を超えると、発泡体の強度が低くなる傾向がある。

また、発泡フッ素ゴムの比重は特に限定されないが、０．２０～１．７５が好ましく、０．３６～１．３０がより好ましい。０．２０より小さいと、発泡体の強度がひくくなり、１．７５を超えると、成型後、ゴムが硬く柔軟性や軽量性に劣る傾向がある。

本発明の人体に接触する成形品とは、時計ベルトのように常時接触する必要はなく、スマートホンケースのように使用時にのみ接触するものであっても良い。また、成形体の全面が人体と接触する必要はなく、一部であっても良い。このような成形体の具体的な用途としては、以下のようなものが挙げられる。フッ素ゴムは、肌触りや風合いに優れ、皮脂、化粧品、水（海水を含む）や紫外線によって劣化しないため、人体に接触する部材を有するウエアラブルデバイス等、様々な用途で使用できる。

（１）自動車、バイク、船舶、航空機、自転車等の内装品
ハンドル、アームレスト、シフトレバー、座席カバー等
（２）ウエアラブル
スマートウォッチ、スマートバンド、スマートグラス、ＶＲ（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ）機器、身体貼り付け型、その他（衣服取り付け型、指輪型）等
（３）眼鏡部品
ノーズパット、蔓等
（４）健康グッズ
磁気ネックレス、磁気ブレスレット、ピップエレキバン（登録商標）等の磁気絆創膏タイプ、骨盤ベルト、サポーター、ヒーリングドール等
（５）スポーツ用品
マット、シューズ、水中マスク、シュノーケル、ダイビング用品、フィッシング用品、ゴルフクラブグリップ等
（６）イヤホン部品、ヘッドフォン部品
ケーブル、イヤーフック、イヤーピース、イヤーパッド等
（７）電子機器カバー
スマートフォンカバー、タブレットカバー、キーボード（カバー）等
（８）キッチン用品
ヘラ、フライ返し、ボウル、スチーマー、お菓子の焼き型、お弁当カップ、乳児・介護用ラバーエプロン、哺乳瓶、おしゃぶり（容器、吸い口）、水筒、マグカップ、鍋釜の取手等
（９）ペット用品
トイレトレー、エサ皿、首輪等
（１０）事務用品
ペングリップ、マウス、マウスパッド等
（１１）装飾品
ブーツ、長靴、靴中敷、帽子、ヘアバンド、レインコート、傘や杖のグリップ等
（１２）その他
ボタン、車椅子ホイルソックス、かばん、ビューラー、補聴器、ラバーアクセサリー、磁気を含まないファッション用途のラバーアクセサリー、ロボット外装、ロボット（屈曲）ケーブル、銭湯ロッカーキー等

つぎに本発明を、実施例をあげて説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。

実施例および比較例で使用した材料を以下に示す。
フッ素ゴム　　　：パーオキサイド架橋可能なヨウ素含有三元フッ素ゴム（ＶＤＦ／ＨＦＰ／ＴＦＥ共重合体、フッ素原子の割合（元素分析により測定）は７０．５質量％）
ＭＴカーボン　　：Ｎ９９０
パーヘキサ２５Ｂ：（２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサン、液体、日油（株）製）
ＴＡＩＣ　　　　：トリアリルイソシアヌレート
発泡剤　　　　　：セルマイクＣＡＰ－２５０（アゾジカルボンアミド、三協化成株式会社製）

実施例１～３および比較例１
表１に示した配合にしたがって、８インチ２本ロールを用い、各成分を通常の方法で２０～７０℃にて混練した。これを、２５℃にて、約２０時間熟成させ、再度同じロール機で混練し、含フッ素ゴム組成物を作製した。

得られた組成物を、金型に充填し、１４０℃×３０分間、一次加硫した後に、１８０℃×４時間、二次加硫して成形品を得た。

＜加硫特性＞
ＪＩＳＫ６３００－２に準じて、ＲＵＢＢＥＲＰＲＯＣＥＳＳＡＮＡＬＹＡＮＡＬＹＺＥＲＲＰＡ２０００（ＡＬＰＨＡＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＥＳ社製）にて最高トルク（ｍａｘＳ’）及び最低トルク（ｍｉｎＳ’）、誘導時間（Ｔ１０）及び最適加硫時間（Ｔ９０）を測定した。結果を表１に示す。

＜発泡特性＞
発泡剤を含まない比較例１で作製したシートの比重と、各実施例で作製したシートの比重を用い、下記の式より求めた。各シートの比重とともに、計算した発泡倍率を表１に示す。
（発泡倍率）＝（比較例１で作製したシート比重）／（各実施例で作製したシート比重）

＜常態物性＞
ＪＩＳＫ６２５１に準じて、引張破断強度（Ｔｂ）、引張破断伸び（Ｅｂ）、２５％モデュラス（Ｍ２５）、５０％モデュラス（Ｍ５０）、１００％モデュラス（Ｍ１００）を測定した。結果を表１に示す。

＜硬度（Ｈｓ〔ＳｈｏｒｅＡ〕）＞
ＪＩＳＫ６２５３に準じ、デュロメータタイプＡにて測定した（ピーク値、１ｓ後、及び３秒後）。結果を表１に示す。

＜外観＞
成形品の外観を観察して、以下の基準で評価した。結果を表１に示す。
　○：表面が平滑である
　△：表面に少し不均一な気泡がみられる
　×：表面に不均一な気泡がみられる

＜柔軟性＞
成形品の柔軟性を、２５％モデュラス（Ｍ２５）を指標にして、以下の基準で評価した。結果を表１に示す。
　○：０．５≧　Ｍ２５
　△：１．０≧　Ｍ２５　＞　０．５
　×：　　　　　Ｍ２５　＞　１．０

本発明の成形体は、風合い、クッション性、軽量性を有するため、人体に接触する成形体として様々な用途に適用可能である。

Claims

発泡フッ素ゴムからなる層を備える人体に接触する成形体。
発泡フッ素ゴムからなる層が人体に接触する請求項１記載の成形体。
内装品、ウエアラブル、眼鏡部品、健康グッズ、スポーツ用品、イヤホン部品、ヘッドフォン部品、電子機器カバー、キッチン用品、ペット用品、事務用品、または、装飾品である請求項１または２に記載の成形体。