JP7600591B2 - Stretchable conductive yarn, conductive structure, and wearable device - Google Patents
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Description
本発明は、伸縮性導電糸、導電性構造物、及びウェアラブルデバイスに関する。 The present invention relates to elastic conductive yarns, conductive structures, and wearable devices.
これまで導電糸について様々な開発がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には、ステンレス鋼繊維を含む金属材料からなる導電糸が記載されている(特許文献1の請求項1)。 Various developments have been made on conductive threads. One such technology is described in Patent Document 1. Patent Document 1 describes a conductive thread made of a metal material that contains stainless steel fibers (claim 1 of Patent Document 1).
しかしながら、本発明者が検討した結果、上記特許文献1に記載の金属製導電糸において、伸縮電気特性の点で改善の余地があることが判明した。 However, as a result of the inventor's investigations, it was found that there is room for improvement in terms of the stretching electrical properties of the metallic conductive yarn described in Patent Document 1 above.
本発明者はさらに検討したところ、絶縁性エラストマー層の表面に導電性エラストマー層が積層した構造を有する伸縮性導電糸を用いることによって、伸縮性及び伸縮時における電気特性を向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。 After further investigation, the inventors discovered that by using an elastic conductive yarn having a structure in which a conductive elastomer layer is laminated on the surface of an insulating elastomer layer, it is possible to improve the elasticity and the electrical properties during elasticity, which led to the completion of the present invention.
本発明によれば、
一または二本以上の糸を含む伸縮性導電糸であって、
前記糸が、前記糸の径方向の断面の一つにおいて、絶縁性エラストマー層と、前記絶縁性エラストマー層の表面に積層した導電性エラストマー層と、を有する、伸縮性導電糸が提供される。
According to the present invention,
An elastic conductive yarn comprising one or more yarns,
An elastic conductive yarn is provided, the yarn having, in one radial cross section of the yarn, an insulating elastomer layer and a conductive elastomer layer laminated on the surface of the insulating elastomer layer.
また本発明によれば、
上記の伸縮性導電糸を用いてなる編物または織物で構成される、導電性構造物が提供される。
Further, according to the present invention,
There is provided a conductive structure composed of a knitted or woven fabric using the elastic conductive yarn.
また本発明によれば、
上記の伸縮性導電糸、または上記の導電性構造物を備える、ウェアラブルデバイスが提供される。
Further, according to the present invention,
A wearable device is provided that includes the above-mentioned stretchable conductive yarn or the above-mentioned conductive structure.
本発明によれば、伸縮電気特性に優れた伸縮性導電糸、それを用いた導電性構造物、及びウェアラブルデバイスが提供される。 The present invention provides an elastic conductive yarn with excellent elastic electrical properties, a conductive structure using the same, and a wearable device.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that in all drawings, similar components are given similar reference symbols and descriptions are omitted where appropriate. Also, the drawings are schematic and do not correspond to the actual dimensional ratios.
本実施形態の伸縮性導電糸を説明する。 The elastic conductive yarn of this embodiment is described below.
本実施形態の伸縮性導電糸は、一または二本以上の糸を含み、当該糸が、糸の径方向の断面の一つにおいて、絶縁性エラストマー層と、絶縁性エラストマー層の表面に積層した導電性エラストマー層と、を有するものである。 The elastic conductive yarn of this embodiment includes one or more yarns, and the yarn has, in one radial cross section of the yarn, an insulating elastomer layer and a conductive elastomer layer laminated on the surface of the insulating elastomer layer.
本実施形態によれば、伸長時や繰り返し伸長時後にも導通が維持される、伸縮電気特性に優れた伸縮性導電糸を実現できる。 According to this embodiment, it is possible to realize an elastic conductive thread with excellent elastic electrical properties, which maintains conductivity even when stretched or after repeated stretching.
伸縮性導電糸は、例えば、そのまま線状の糸として使用してもよく、編物または織物として使用してもよい。 The elastic conductive yarn may be used, for example, as a linear yarn as it is, or may be used as a knitted or woven fabric.
伸縮性導電糸は、各種の電気機器用途に用いることができるが、例えば、ウェアラブルデバイス、スマートテキスタイル、歪みセンサー、生体センサーデバイス、伸縮配線、柔軟電極、導電布等に用いることができる。 The elastic conductive yarn can be used for various electrical equipment applications, such as wearable devices, smart textiles, strain sensors, biosensor devices, elastic wiring, flexible electrodes, and conductive fabrics.
以下、本実施形態の伸縮性導電糸を詳述する。 The elastic conductive yarn of this embodiment is described in detail below.
図1は、本実施形態の伸縮性導電糸100の一例を模式的に示す斜視図である。
図2(a)は、図1(a)の伸縮性導電糸100のA-A断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic example of an elastic
FIG. 2(a) is a cross-sectional view of the elastic
本明細書中、糸の径方向の断面とは、糸を直線状態とした部分における、糸の径方向に平行、かつ軸方向に対して直交する断面と定義する。 In this specification, the radial cross section of the yarn is defined as a cross section parallel to the radial direction of the yarn and perpendicular to the axial direction at the portion where the yarn is in a straight state.
図1の伸縮性導電糸100は、チューブ構造を有する糸50を有する。
The elastic
本明細書中、伸縮性を有するとは、糸の延在方向に伸長したときの伸長率が、未伸長時の長さに対して、例えば、10%以上、好ましくは20%以上、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは100%まで伸長可能であることを意味する。伸縮性導電糸100は、糸の延在方向に伸長したとき、上記の伸長率の範囲内において、導電性エラストマー層20が断線しない状態を維持できる。
In this specification, having elasticity means that the elongation rate when stretched in the extension direction of the thread can be extended, for example, to 10% or more, preferably 20% or more, more preferably 50% or more, and even more preferably up to 100% of the unstretched length. When stretchable
図1の糸50は、絶縁性エラストマー層10を含む絶縁性チューブ構造体、及び導電性エラストマー層20を含む導電性チューブ構造体の両方を備える。すなわち、糸50は、絶縁性チューブ構造体の外周上に導電性チューブ構造体が積層したチューブ構造で構成される。
The
この糸50は、図2(a)に示すように、糸50の径方向の断面において、絶縁性エラストマー層10の表面に導電性エラストマー層20が積層した積層構造を少なくとも有する。
As shown in FIG. 2(a), this
この絶縁性エラストマー層10及び導電性エラストマー層20は、それぞれ、伸縮性を有するエラストマーで構成される。導電性エラストマー層20によって、導通を図るこができる。その上、導電性エラストマー層20が絶縁性エラストマー層10上に積層されるため、伸長時においても耐久性を向上させることが可能である。
The
糸50中、絶縁性エラストマー層10と導電性エラストマー層20とが積層した状態とは、互いの層同士が面接触している状態で、化学的及び/又は物理的に結合し密着した状態であってもよい。このため、糸50は、伸長時や繰り返し伸長時においても、絶縁性エラストマー層10と導電性エラストマー層20との間に剥離などの破損が生じる恐れを抑制できる。しがたって、信頼性に優れた伸長電気特性を有する伸縮性導電糸100を実現できる。
In the
糸50の導電性チューブ構造体の内側には、糸50の両端を貫通する貫通孔(穴30)が、1又は2個以上設けされていてもよい。これにより、外部応力に対する糸50の伸長容易性を高めることが可能である。
The conductive tube structure of the
次に、伸縮性導電糸100の構造における変形例を説明する。
図2は、伸縮性導電糸100の変形例の一例を示す断面図である。
Next, modified examples of the structure of the elastic
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a modified example of the elastic
伸縮性導電糸中の糸は、絶縁性エラストマー層を含む絶縁性チューブ構造体、及び導電性エラストマー層を含む導電性チューブ構造体の少なくとも一方を有してもよい。糸は、多層チューブ構造体で構成されてもよく、内部に、一または二以上の絶縁性チューブ構造体を有してもよく、及び/又は、一または二以上導電性チューブ構造体を有してもよい。 The yarn in the stretchable conductive yarn may have at least one of an insulating tube structure including an insulating elastomer layer and a conductive tube structure including a conductive elastomer layer. The yarn may be composed of a multi-layer tube structure and may have one or more insulating tube structures and/or one or more conductive tube structures inside.
図2の糸50,51,52はそれぞれ、絶縁性エラストマー層10,11,12,を含む絶縁性チューブ構造体を有する。また、図2の糸50,51,52,53はそれぞれ、導電性エラストマー層20,21,22,23,24を含む導電性チューブ構造体を有する。2層以上の導電性チューブ構造体によって、糸の多層配線化が可能である。
The
伸縮性導電糸中の糸は、糸の最外層に、絶縁性チューブ構造体及び導電性チューブ構造体のいずれか一方が設けられていてもよい。 The yarn in the elastic conductive yarn may have either an insulating tube structure or a conductive tube structure provided on the outermost layer of the yarn.
図2の糸50,51,53は、最外層に導電性チューブ構造体を有する。最外層に設けられた導電性チューブ構造体中の導電性エラストマー層20,21,24は、外部接続が容易な構造を実現できる。
図2の糸52は、最外層に、絶縁性チューブ構造体を有する。最外層に設けられた絶縁性チューブ構造体中の絶縁性エラストマー層12は、内側に設けられた導電性エラストマー層23を保護する保護部材としての機能を果たす。
The
2 has an insulating tube structure as the outermost layer. The
伸縮性導電糸中の糸は、絶縁性エラストマー層を含む絶縁性チューブ構造体、及び絶縁性エラストマー層を含む中実の絶縁性芯構造体の少なくとも一方を有してもよい。 The yarn in the stretchable conductive yarn may have at least one of an insulating tube structure including an insulating elastomer layer and a solid insulating core structure including an insulating elastomer layer.
図2の糸50,51,52はそれぞれ、絶縁性エラストマー層10,11,12,を含む絶縁性チューブ構造体を有する。絶縁性チューブ構造体によって、外部応力に対する糸の伸長容易性を高めることが可能である。
図2の糸53は、絶縁性エラストマー層13を含む中実の絶縁性芯構造体を有する。絶縁性芯構造体によって、糸の機械的強度を高めることが可能である。
2 each have an insulating tube structure including an
The
伸縮性導電糸中の糸は、絶縁性チューブ構造体と、絶縁性チューブ構造体における外表面上、その内表面上少なくとも一以上の面を覆うように構成された、導電性エラストマー層を含む導電性チューブ構造体と、を有してもよい。また、伸縮性導電糸中の糸は、絶縁性芯構造体と、絶縁性芯構造体における外表面上を覆うように構成された、導電性エラストマー層を含む導電性チューブ構造体と、を有してもよい。 The yarn in the elastic conductive yarn may have an insulating tube structure and a conductive tube structure including a conductive elastomer layer configured to cover at least one surface on the outer surface and the inner surface of the insulating tube structure. The yarn in the elastic conductive yarn may also have an insulating core structure and a conductive tube structure including a conductive elastomer layer configured to cover the outer surface of the insulating core structure.
図2の糸50は、絶縁性エラストマー層10を含む絶縁性チューブ構造体と、絶縁性チューブ構造体における外表面上の面の少なくとも一部を覆うように構成された、導電性エラストマー層20を含む導電性チューブ構造体と、を備える。
図2の糸51は、絶縁性エラストマー層11を含む絶縁性チューブ構造体と、絶縁性チューブ構造体における外表面上及び内表面上の、それぞれの面の少なくとも一部を覆うように構成された、導電性エラストマー層21,22を含む導電性チューブ構造体と、を備える。
図2の糸52は、絶縁性エラストマー層12を含む絶縁性チューブ構造体と、絶縁性チューブ構造体における内表面上の面の少なくとも一部を覆うように構成された、導電性エラストマー層23を含む導電性チューブ構造体と、を備える。
図2の糸53は、絶縁性エラストマー層13を含む中実の絶縁性芯構造体と、絶縁性芯構造体における外表面上を覆うように構成された、導電性エラストマー層24を含む導電性チューブ構造体と、を有する。
The
The
The
The
本明細書中、絶縁性エラストマー層上に積層した導電性エラストマー層が、絶縁性エラストマー層の外表面及び又は内表面の少なくとも一方の表面を被覆する状態において、被覆するとは、表面の少なくとも一部または全面を覆う状態を意味する。 In this specification, when the conductive elastomer layer laminated on the insulating elastomer layer covers at least one of the outer and/or inner surfaces of the insulating elastomer layer, "covering" means covering at least a part or the entire surface.
導電性エラストマー層は、同じ層内において、チューブ構造で構成されてもよいが、これに限定されず、様々な形状を有していてもよい。導電性エラストマー層は、後述にて詳細を説明するが、導電性フィラーを用いて印刷などの塗布手段によって形成されるため、線状、波状などの各種配線パターンで形成できる。 The conductive elastomer layer may be configured in a tube structure within the same layer, but is not limited to this and may have various shapes. The conductive elastomer layer is formed by a coating method such as printing using a conductive filler, as will be described in detail later, so it can be formed in various wiring patterns such as linear and wavy.
また、同一層内における導電性エラストマー層は、一体化した一つの部材で構成されてもよいが、互いに離間した複数の部材で構成されてもよい。複数の部材として、例えば、第一導電性エラストマー層と第二導電性エラストマー層とを有する場合、これらの間は、空隙で構成されてもよいが、絶縁性エラストマー層を構成する材料などの絶縁性材料で充填されていてもよい。これにより、同一層の導電性エラストマー層中に2以上の配線パターンを形成することが可能になる。 In addition, the conductive elastomer layer in the same layer may be composed of a single integrated member, or may be composed of multiple members spaced apart from each other. For example, when the multiple members include a first conductive elastomer layer and a second conductive elastomer layer, the space between them may be composed of a gap, or may be filled with an insulating material such as the material that constitutes the insulating elastomer layer. This makes it possible to form two or more wiring patterns in the conductive elastomer layer of the same layer.
糸中の導電性エラストマー層は、単層、又は2層や3層以上の多層で構成されてもよい。多層の場合、層間には絶縁性エラストマー層や他の層が形成されていてもよい。 The conductive elastomer layer in the yarn may be a single layer, or may be composed of two or more layers. In the case of a multi-layer structure, insulating elastomer layers or other layers may be formed between the layers.
伸縮性導電糸は、1本の線状の糸(導電糸)で構成されてもよいが、線状の糸(導電糸)を複数本撚り合わせた撚糸で構成されてもよい。 The elastic conductive thread may be composed of a single linear thread (conductive thread), or may be composed of a twisted thread in which multiple linear threads (conductive threads) are twisted together.
次に、伸縮性導電糸100を構成する材料や特性について説明する。
Next, we will explain the materials and characteristics that make up the elastic
絶縁性エラストマー層は、絶縁性エラストマーで構成されてもよく、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム等の熱硬化性エラストマーで構成されてもよい。この中でも、エラストマーは、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムからなる群から選択される一種以上の熱硬化性エラストマーを用いてもよい。好ましくは、絶縁性エラストマー層は、シリコーンゴムで構成されてもよい。シリコーンゴムは、エラストマーの中でも、化学的に安定であり、また、機械的強度にも優れる。 The insulating elastomer layer may be made of an insulating elastomer, for example, a thermosetting elastomer such as silicone rubber, urethane rubber, fluororubber, nitrile rubber, acrylic rubber, styrene rubber, chloroprene rubber, or ethylene propylene rubber. Among these, the elastomer may be one or more thermosetting elastomers selected from the group consisting of silicone rubber, urethane rubber, and fluororubber. Preferably, the insulating elastomer layer may be made of silicone rubber. Silicone rubber is chemically stable among elastomers and has excellent mechanical strength.
絶縁性エラストマー層は、非導電性フィラーを含んでもよい。これにより、導電性エラストマー層の機械的特性を高められる。非導電性フィラーとしては、公知の材料が使用できるが、例えば、シリカ粒子、シリコーンゴム粒子、タルク等を用いてもよい。 The insulating elastomer layer may contain a non-conductive filler. This enhances the mechanical properties of the conductive elastomer layer. Known materials can be used as the non-conductive filler, but for example, silica particles, silicone rubber particles, talc, etc. may also be used.
導電性エラストマー層は、導電性エラストマーで構成されてもよく、例えば、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、スチレンゴム、クロロプレンゴム、エチレンプロピレンゴム等の熱硬化性エラストマーと導電性フィラーとを含むように構成されてもよい。この中でも、エラストマーは、シリコーンゴム、ウレタンゴム、フッ素ゴムからなる群から選択される一種以上熱硬化性エラストマーを用いてもよい。この中でも、導電性エラストマー層は、シリコーンゴムを含むように構成されてもよい。これにより、導電性エラストマー層の伸縮性及び導通性を高められる。
導電性エラストマー層は、導電性フィラーとともに非導電性フィラーを含んでもよい。これにより、伸縮耐久性を高められる。
The conductive elastomer layer may be made of a conductive elastomer, and may be configured to include, for example, a thermosetting elastomer such as silicone rubber, urethane rubber, fluororubber, nitrile rubber, acrylic rubber, styrene rubber, chloroprene rubber, ethylene propylene rubber, etc., and a conductive filler. Among these, the elastomer may be one or more thermosetting elastomers selected from the group consisting of silicone rubber, urethane rubber, and fluororubber. Among these, the conductive elastomer layer may be configured to include silicone rubber. This can enhance the elasticity and conductivity of the conductive elastomer layer.
The conductive elastomer layer may contain a non-conductive filler in addition to the conductive filler, which can improve the stretch durability.
導電性フィラーとしては、例えば、粉末状または繊維状の、金属系フィラー、炭素系フィラー、金属酸化物フィラー、金属メッキフィラー等が挙げられる。この中でも、導電性フィラーとして、金属系フィラー、好ましくは銀粉を用いてもよい。 Examples of conductive fillers include powdered or fibrous metal-based fillers, carbon-based fillers, metal oxide fillers, metal-plated fillers, etc. Among these, metal-based fillers, preferably silver powder, may be used as the conductive filler.
絶縁性エラストマー層及び導電性エラストマー層は、同一の熱硬化性エラストマーを含むように構成されてもよい。 The insulating elastomer layer and the conductive elastomer layer may be configured to contain the same thermosetting elastomer.
本明細書中、同一の熱硬化性エラストマーを含むとは、上記に例示される熱硬化性エラストマーの種類のうち、少なくとも一つ以上の同じ種類のエラストマーを含むことを意味する。 In this specification, "containing the same thermosetting elastomer" means containing at least one of the same type of elastomers among the types of thermosetting elastomers exemplified above.
以下、シリコーンゴム系硬化性組成物における成分について詳細を説明する。 The components of the silicone rubber-based curable composition are described in detail below.
絶縁性エラストマー層及び導電性エラストマー層は、同一のシリコーンゴムを含むように構成されてもよい。 The insulating elastomer layer and the conductive elastomer layer may be configured to contain the same silicone rubber.
本明細書中、同一のシリコーンゴムを含むとは、シリコーンゴム系硬化性組成物が、少なくとも、同種のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサンを含むことを意味し、さらに、同種の架橋剤、同種の非導電性フィラー、同種のシランカップリング剤、及び同種の触媒からなる群から選ばれる一又は二以上を含んでもよい。 In this specification, containing the same silicone rubber means that the silicone rubber-based curable composition contains at least the same type of vinyl group-containing linear organopolysiloxane, and may further contain one or more selected from the group consisting of the same type of crosslinking agent, the same type of non-conductive filler, the same type of silane coupling agent, and the same type of catalyst.
絶縁性エラストマーは、ビニル基含有オルガノポリシロキサンを含むシリコーンゴム系硬化性組成物の硬化物で構成されてもよい。
また導電性エラストマーは、導電性フィラーと、ビニル基含有オルガノポリシロキサンを含むシリコーンゴム系硬化性組成物の硬化物とで構成されてもよい。
The insulating elastomer may be composed of a cured product of a silicone rubber-based curable composition containing a vinyl group-containing organopolysiloxane.
The conductive elastomer may also be composed of a conductive filler and a cured product of a silicone rubber-based curable composition that contains a vinyl group-containing organopolysiloxane.
同種のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサンとは、少なくとも官能基が同じビニル基を含み、直鎖状を有していればよく、分子中のビニル基量や分子量分布、あるいはその添加量が異なっていてもよい。 The same type of vinyl group-containing linear organopolysiloxane is sufficient if it contains at least the same vinyl group as the functional group and has a linear shape, but may differ in the amount of vinyl groups in the molecule, the molecular weight distribution, or the amount added.
同種の架橋剤とは、少なくとも直鎖構造や分岐構造などの共通の構造を有していればよく、分子中の分子量分布や異なる官能基が含まれていてもよく、その添加量が異なっていてもよい。 Crosslinking agents of the same type are sufficient if they have at least a common structure, such as a linear or branched structure, and may have different molecular weight distributions or functional groups in the molecule, or may have different amounts added.
同種の非導電性フィラーとは、少なくとも共通の構成材料を有していればよく、粒子径、比表面積、表面処理剤、又はその添加量が異なっていてもよい。 Non-conductive fillers of the same type are sufficient if they have at least a common constituent material, but may differ in particle size, specific surface area, surface treatment agent, or amount of added surface treatment agent.
同種のシランカップリング剤とは、少なくとも共通の官能基を有していればよく、分子中の他の官能基や添加量が異なっていてもよい。 Silane coupling agents of the same type are sufficient if they have at least a common functional group, but may differ in other functional groups in the molecule or in the amount added.
同種の触媒とは、少なくとも共通の構成材料を有していればよく、触媒中に異なる組成が含まれていてもよく、その添加量が異なっていてもよい。 Catalysts of the same type are those that have at least common constituent materials, but may contain different compositions or may be added in different amounts.
同一のシリコーンゴムを構成するシリコーンゴム系硬化性組成物には、さらに、異なる種類の、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン、架橋剤、非導電性フィラー、シランカップリング剤、及び触媒からなる群から選ばれる一又は二以上を含んでもよい。 The silicone rubber-based curable composition constituting the same silicone rubber may further contain one or more different types of vinyl group-containing linear organopolysiloxanes, crosslinking agents, non-conductive fillers, silane coupling agents, and catalysts.
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)を含むことができる。ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)は、本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物の主成分となる重合物である。 The silicone rubber-based hardening composition of this embodiment may contain a vinyl group-containing organopolysiloxane (A). The vinyl group-containing organopolysiloxane (A) is a polymer that is the main component of the silicone rubber-based hardening composition of this embodiment.
上記ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)は、直鎖構造を有するビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)を含むことができる。 The vinyl group-containing organopolysiloxane (A) may include a vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) having a linear structure.
上記ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)は、直鎖構造を有し、かつ、ビニル基を含有しており、かかるビニル基が硬化時の架橋点となる。 The vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) has a linear structure and contains vinyl groups, which become crosslinking points during curing.
ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)のビニル基の含有量は、特に限定されないが、例えば、分子内に2個以上のビニル基を有し、かつ15モル%以下であるのが好ましい。これにより、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)中におけるビニル基の量が最適化され、後述する各成分とのネットワークの形成を確実に行うことができる。 The vinyl group content of the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) is not particularly limited, but for example, it is preferable that the vinyl group content is 15 mol% or less and that the vinyl group content is 2 or more in the molecule. This optimizes the amount of vinyl groups in the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1), and ensures the formation of a network with each component described below.
なお、本明細書中において、ビニル基含有量とは、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)を構成する全ユニットを100モル%としたときのビニル基含有シロキサンユニットのモル%である。ただし、ビニル基含有シロキサンユニット1つに対して、ビニル基1つであると考える。 In this specification, the vinyl group content refers to the mole percent of vinyl group-containing siloxane units when all units constituting the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) are taken as 100 mole percent. However, it is considered that there is one vinyl group per vinyl group-containing siloxane unit.
また、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)の重合度は、特に限定されないが、例えば、好ましくは1000~10000程度、より好ましくは2000~5000程度の範囲内である。なお、重合度は、例えばクロロホルムを展開溶媒としたGPC(ゲル透過クロマトグラフィー)におけるポリスチレン換算の数平均重合度(又は数平均分子量)等として求めることができる。 The degree of polymerization of the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) is not particularly limited, but is preferably within the range of about 1,000 to 10,000, and more preferably about 2,000 to 5,000. The degree of polymerization can be determined, for example, as the number average degree of polymerization (or number average molecular weight) in terms of polystyrene in gel permeation chromatography (GPC) using chloroform as a developing solvent.
本明細書中、「~」は、特に明示しない限り、上限値と下限値を含むことを表す。 In this specification, "~" indicates that the upper and lower limits are included unless otherwise specified.
さらに、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)の比重は、特に限定されないが、0.9~1.1程度の範囲であるのが好ましい。 Furthermore, the specific gravity of the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) is not particularly limited, but is preferably in the range of about 0.9 to 1.1.
ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)として、上記のような範囲内の重合度および比重を有するものを用いることにより、得られるシリコーンゴムの耐熱性、難燃性、化学的安定性等の向上を図ることができる。 By using a vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) having a degree of polymerization and specific gravity within the above ranges, the heat resistance, flame retardancy, chemical stability, etc. of the resulting silicone rubber can be improved.
ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)としては、特に、下記式(1)で表される構造を有するものであるが好ましい。 As the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1), it is particularly preferable that it has a structure represented by the following formula (1).
式(1)中、R1は炭素数1~10の置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基等が挙げられ、中でも、ビニル基が好ましい。炭素数1~10のアリール基としては、例えば、フェニル基等が挙げられる。 In formula (1), R 1 is a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group, aryl group, or a hydrocarbon group consisting of a combination thereof, each having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, with a methyl group being preferred. Examples of the alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms include a vinyl group, an allyl group, and a butenyl group, with a vinyl group being preferred. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
また、R2は炭素数1~10の置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基が挙げられる。炭素数1~10のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 Furthermore, R2 is a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group, aryl group, or a hydrocarbon group that is a combination of these groups, each having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and among these, a methyl group is preferable. Examples of the alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms include a vinyl group, an allyl group, and a butenyl group. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
また、R3は炭素数1~8の置換または非置換のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1~8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~8のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 R3 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group consisting of a combination thereof. Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and among these, a methyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 8 carbon atoms include a phenyl group.
さらに、式(1)中のR1およびR2の置換基としては、例えば、メチル基、ビニル基等が挙げられ、R3の置換基としては、例えば、メチル基等が挙げられる。 In addition, examples of the substituents of R 1 and R 2 in the formula (1) include a methyl group and a vinyl group, and examples of the substituent of R 3 include a methyl group.
なお、式(1)中、複数のR1は互いに独立したものであり、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。さらに、R2、およびR3についても同様である。 In formula (1), the R 1s are independent of each other and may be different from each other or may be the same. The same applies to R 2 and R 3 .
さらに、m、nは、式(1)で表されるビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)を構成する繰り返し単位の数であり、mは0~2000の整数、nは1000~10000の整数である。mは、好ましくは0~1000であり、nは、好ましくは2000~5000である。 Furthermore, m and n are the numbers of repeating units constituting the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) represented by formula (1), where m is an integer from 0 to 2000 and n is an integer from 1000 to 10000. m is preferably 0 to 1000, and n is preferably 2000 to 5000.
また、式(1)で表されるビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)の具体的構造としては、例えば下記式(1-1)で表されるものが挙げられる。 Specific examples of the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) represented by formula (1) include those represented by the following formula (1-1):
式(1-1)中、R1およびR2は、それぞれ独立して、メチル基またはビニル基であり、少なくとも一方がビニル基である。 In formula (1-1), R 1 and R 2 each independently represent a methyl group or a vinyl group, and at least one of them is a vinyl group.
ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)は、ビニル基含有量が分子内に2個以上のビニル基を有し、かつ0.4モル%以下である第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)を含んでもよい。第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)のビニル基量は、0.1モル%以下でもよい。 The vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) may contain a first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) having two or more vinyl groups in the molecule and having a vinyl group content of 0.4 mol% or less. The vinyl group content of the first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) may be 0.1 mol% or less.
また、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)は、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)とビニル基含有量が0.5~15モル%である第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-2)とを含有してもよい。 The vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1) may also contain a first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) and a second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) having a vinyl group content of 0.5 to 15 mol %.
シリコーンゴムの原料である生ゴムとして、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)と、ビニル基含有量が高い第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-2)とを組み合わせることで、ビニル基を偏在化させることができ、シリコーンゴムの架橋ネットワーク中に、より効果的に架橋密度の疎密を形成することができる。その結果、より効果的にシリコーンゴムの引裂強度を高めることができる。 By combining a first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) with a second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) with a high vinyl group content as the raw rubber, which is the raw material for silicone rubber, it is possible to unevenly distribute the vinyl groups and more effectively form a crosslink density distribution in the crosslinked network of the silicone rubber. As a result, the tear strength of the silicone rubber can be more effectively increased.
具体的には、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)として、例えば、上記式(1-1)において、R1がビニル基である単位および/またはR2がビニル基である単位を、分子内に2個以上有し、かつ0.4モル%以下を含む第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)と、R1がビニル基である単位および/またはR2がビニル基である単位を、0.5~15モル%含む第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-2)とを用いるのが好ましい。 Specifically, as the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1), it is preferable to use, for example, a first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) having two or more units in which R1 is a vinyl group and/or a unit in which R2 is a vinyl group in the molecule, and containing 0.4 mol% or less of these units in the above formula (1-1), and a second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) containing 0.5 to 15 mol% of units in which R1 is a vinyl group and/or units in which R2 is a vinyl group.
また、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)は、ビニル基含有量が0.01~0.2モル%であるのが好ましい。また、第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-2)は、ビニル基含有量が、0.8~12モル%であるのが好ましい。 The first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) preferably has a vinyl group content of 0.01 to 0.2 mol %. The second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) preferably has a vinyl group content of 0.8 to 12 mol %.
さらに、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)と第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-2)とを組み合わせて配合する場合、(A1-1)と(A1-2)の比率は特に限定されないが、例えば、重量比で(A1-1):(A1-2)が50:50~95:5であるのが好ましく、80:20~90:10であるのがより好ましい。 Furthermore, when the first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) and the second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2) are combined and blended, the ratio of (A1-1) to (A1-2) is not particularly limited, but for example, the weight ratio of (A1-1):(A1-2) is preferably 50:50 to 95:5, and more preferably 80:20 to 90:10.
なお、第1および第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)および(A1-2)は、それぞれ1種のみを用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The first and second vinyl group-containing linear organopolysiloxanes (A1-1) and (A1-2) may each be used alone or in combination of two or more.
また、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)は、分岐構造を有するビニル基含有分岐状オルガノポリシロキサン(A2)を含んでもよい。 The vinyl group-containing organopolysiloxane (A) may also contain a vinyl group-containing branched organopolysiloxane (A2) having a branched structure.
<<オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)>>
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)を含むことができる。
オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)は、直鎖構造を有する直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐構造を有する分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)とに分類され、これらのうちのいずれか一方または双方を含むことができる。
<<Organohydrogenpolysiloxane (B)>>
The silicone rubber-based hardenable composition of this embodiment can contain an organohydrogenpolysiloxane (B).
The organohydrogenpolysiloxane (B) is classified into a linear organohydrogenpolysiloxane (B1) having a linear structure and a branched organohydrogenpolysiloxane (B2) having a branched structure, and may contain either one or both of these.
直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)は、直鎖構造を有し、かつ、Siに水素が直接結合した構造(≡Si-H)を有し、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)のビニル基の他、シリコーンゴム系硬化性組成物に配合される成分が有するビニル基とヒドロシリル化反応し、これらの成分を架橋する重合体である。 The linear organohydrogenpolysiloxane (B1) has a linear structure and a structure in which hydrogen is directly bonded to Si (≡Si-H), and undergoes a hydrosilylation reaction with the vinyl groups of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and with the vinyl groups of the components blended into the silicone rubber-based curable composition, forming a polymer that crosslinks these components.
直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)の分子量は特に限定されないが、例えば、重量平均分子量が20000以下であるのが好ましく、1000以上、10000以下であることがより好ましい。 The molecular weight of the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) is not particularly limited, but for example, the weight average molecular weight is preferably 20,000 or less, and more preferably 1,000 or more and 10,000 or less.
なお、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)の重量平均分子量は、例えばクロロホルムを展開溶媒としたGPC(ゲル透過クロマトグラフィー)におけるポリスチレン換算により測定することができる。 The weight average molecular weight of the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) can be measured, for example, by polystyrene conversion using GPC (gel permeation chromatography) with chloroform as the developing solvent.
また、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)は、通常、ビニル基を有しないものであるのが好ましい。これにより、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)の分子内において架橋反応が進行するのを的確に防止することができる。 In addition, it is generally preferred that the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) does not have a vinyl group. This effectively prevents the crosslinking reaction from proceeding within the molecule of the linear organohydrogenpolysiloxane (B1).
以上のような直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)としては、例えば、下記式(2)で表される構造を有するものが好ましく用いられる。 As the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) described above, for example, one having a structure represented by the following formula (2) is preferably used.
式(2)中、R4は炭素数1~10の置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基、これらを組み合わせた炭化水素基、またはヒドリド基である。炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基等が挙げられる。炭素数1~10のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 In formula (2), R4 is a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group, aryl group, a hydrocarbon group combining these groups, or a hydride group having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and among these, a methyl group is preferable. Examples of the alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms include a vinyl group, an allyl group, and a butenyl group. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
また、R5は炭素数1~10の置換または非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基、これらを組み合わせた炭化水素基、またはヒドリド基である。炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~10のアルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基等が挙げられる。炭素数1~10のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 Furthermore, R5 is a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group, aryl group, a hydrocarbon group combining these groups, or a hydride group having 1 to 10 carbon atoms. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and among these, a methyl group is preferable. Examples of the alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms include a vinyl group, an allyl group, and a butenyl group. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
なお、式(2)中、複数のR4は互いに独立したものであり、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。R5についても同様である。ただし、複数のR4およびR5のうち、少なくとも2つ以上がヒドリド基である。 In addition, in formula (2), the multiple R4s are independent of each other and may be different from each other or may be the same. The same applies to R5 . However, among the multiple R4s and R5s , at least two or more are hydrido groups.
また、R6は炭素数1~8の置換または非置換のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1~8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~8のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。複数のR6は互いに独立したものであり、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。 Furthermore, R6 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group that is a combination of these. Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and among these, a methyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 8 carbon atoms include a phenyl group. The multiple R6s are independent of each other and may be different from each other or the same.
なお、式(2)中のR4,R5,R6の置換基としては、例えば、メチル基、ビニル基等が挙げられ、分子内の架橋反応を防止する観点から、メチル基が好ましい。 In addition, examples of the substituents R 4 , R 5 and R 6 in the formula (2) include a methyl group and a vinyl group, and from the viewpoint of preventing an intramolecular crosslinking reaction, a methyl group is preferable.
さらに、m、nは、式(2)で表される直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)を構成する繰り返し単位の数であり、mは2~150整数、nは2~150の整数である。好ましくは、mは2~100の整数、nは2~100の整数である。 Furthermore, m and n are the numbers of repeating units constituting the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) represented by formula (2), where m is an integer from 2 to 150 and n is an integer from 2 to 150. Preferably, m is an integer from 2 to 100 and n is an integer from 2 to 100.
なお、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The linear organohydrogenpolysiloxane (B1) may be used alone or in combination of two or more.
分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、分岐構造を有するため、架橋密度が高い領域を形成し、シリコーンゴムの系中の架橋密度の疎密構造形成に大きく寄与する成分である。また、上記直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)同様、Siに水素が直接結合した構造(≡Si-H)を有し、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)のビニル基の他、シリコーンゴム系硬化性組成物に配合される成分のビニル基とヒドロシリル化反応し、これら成分を架橋する重合体である。 The branched organohydrogenpolysiloxane (B2) has a branched structure, and therefore forms regions with high crosslink density, making it a component that contributes greatly to the formation of a sparsely-dense crosslink structure in the silicone rubber system. In addition, like the linear organohydrogenpolysiloxane (B1), it has a structure in which hydrogen is directly bonded to silicon (≡Si-H), and undergoes a hydrosilylation reaction with the vinyl groups of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and with the vinyl groups of the components blended into the silicone rubber-based hardening composition, forming a polymer that crosslinks these components.
また、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)の比重は、0.9~0.95の範囲である。 The specific gravity of the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) is in the range of 0.9 to 0.95.
さらに、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、通常、ビニル基を有しないものであるのが好ましい。これにより、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)の分子内において架橋反応が進行するのを的確に防止することができる。 Furthermore, it is generally preferred that the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) does not have a vinyl group. This effectively prevents the crosslinking reaction from proceeding within the molecule of the branched organohydrogenpolysiloxane (B2).
また、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)としては、下記平均組成式(c)で示されるものが好ましい。 The branched organohydrogenpolysiloxane (B2) is preferably one represented by the following average composition formula (c):
平均組成式(c)
(Ha(R7)3-aSiO1/2)m(SiO4/2)n
(式(c)において、R7は一価の有機基、aは1~3の範囲の整数、mはHa(R7)3-aSiO1/2単位の数、nはSiO4/2単位の数である)
Average composition formula (c)
(H a (R 7 ) 3-a SiO 1/2 ) m (SiO 4/2 ) n
(In formula (c), R7 is a monovalent organic group, a is an integer ranging from 1 to 3, m is the number of H a ( R7 ) 3-a SiO 1/2 units, and n is the number of SiO 4/2 units.)
式(c)において、R7は一価の有機基であり、好ましくは、炭素数1~10の置換または非置換のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基である。炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~10のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。 In formula (c), R7 is a monovalent organic group, preferably a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group consisting of a combination thereof. Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and among these, a methyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 10 carbon atoms include a phenyl group.
式(c)において、aは、ヒドリド基(Siに直接結合する水素原子)の数であり、1~3の範囲の整数、好ましくは1である。 In formula (c), a is the number of hydride groups (hydrogen atoms directly bonded to Si) and is an integer ranging from 1 to 3, preferably 1.
また、式(c)において、mはHa(R7)3-aSiO1/2単位の数、nはSiO4/2単位の数である。 In addition, in formula (c), m is the number of H a (R 7 ) 3-a SiO 1/2 units, and n is the number of SiO 4/2 units.
分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は分岐状構造を有する。直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、その構造が直鎖状か分岐状かという点で異なり、Siの数を1とした時のSiに結合するアルキル基Rの数(R/Si)が、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)では1.8~2.1、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)では0.8~1.7の範囲となる。 Branched organohydrogenpolysiloxane (B2) has a branched structure. Linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and branched organohydrogenpolysiloxane (B2) differ in that their structures are linear or branched, and the number of alkyl groups R bonded to Si (R/Si), where the number of Si is 1, is in the range of 1.8 to 2.1 for linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and 0.8 to 1.7 for branched organohydrogenpolysiloxane (B2).
なお、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、分岐構造を有しているため、例えば、窒素雰囲気下、1000℃まで昇温速度10℃/分で加熱した際の残渣量が5%以上となる。これに対して、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)は、直鎖状であるため、上記条件で加熱した後の残渣量はほぼゼロとなる。 In addition, because the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) has a branched structure, for example, when heated in a nitrogen atmosphere to 1000°C at a heating rate of 10°C/min, the amount of residue is 5% or more. In contrast, because the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) is linear, the amount of residue after heating under the above conditions is almost zero.
また、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)の具体例としては、下記式(3)で表される構造を有するものが挙げられる。 Specific examples of branched organohydrogenpolysiloxane (B2) include those having a structure represented by the following formula (3):
式(3)中、R7は炭素数1~8の置換または非置換のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基、もしくは水素原子である。炭素数1~8のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられ、中でも、メチル基が好ましい。炭素数1~8のアリール基としては、例えば、フェニル基が挙げられる。R7の置換基としては、例えば、メチル基等が挙げられる。 In formula (3), R7 is a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group consisting of a combination thereof, or a hydrogen atom. Examples of the alkyl group having 1 to 8 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, and among these, a methyl group is preferable. Examples of the aryl group having 1 to 8 carbon atoms include a phenyl group. Examples of the substituent of R7 include a methyl group.
なお、式(3)中、複数のR7は互いに独立したものであり、互いに異なっていてもよいし、同じであってもよい。 In addition, in formula (3), multiple R 7s are independent of each other and may be different from each other or may be the same.
また、式(3)中、「-O-Si≡」は、Siが三次元に広がる分岐構造を有することを表している。 In addition, in formula (3), "-O-Si≡" indicates that Si has a branched structure that extends three-dimensionally.
なお、分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The branched organohydrogenpolysiloxane (B2) may be used alone or in combination of two or more.
また、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)において、Siに直接結合する水素原子(ヒドリド基)の量は、それぞれ、特に限定されない。ただし、シリコーンゴム系硬化性組成物において、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)中のビニル基1モルに対し、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)と分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)の合計のヒドリド基量が、0.5~5モルとなる量が好ましく、1~3.5モルとなる量がより好ましい。これにより、直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B1)および分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B2)と、ビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1)との間で、架橋ネットワークを確実に形成させることができる。 In addition, the amount of hydrogen atoms (hydride groups) directly bonded to Si in the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) is not particularly limited. However, in the silicone rubber-based curable composition, the total amount of hydride groups in the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) is preferably 0.5 to 5 moles, more preferably 1 to 3.5 moles, per mole of vinyl groups in the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1). This ensures that a crosslinked network is formed between the linear organohydrogenpolysiloxane (B1) and the branched organohydrogenpolysiloxane (B2) and the vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1).
<<シリカ粒子(C)>>
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、必要に応じ、非導電性フィラーとして、シリカ粒子(C)を含むことができる。
<<Silica Particles (C)>>
The silicone rubber-based hardenable composition of this embodiment may contain silica particles (C) as a non-conductive filler, if necessary.
シリカ粒子(C)としては、特に限定されないが、例えば、ヒュームドシリカ、焼成シリカ、沈降シリカ等が用いられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The silica particles (C) are not particularly limited, but for example, fumed silica, calcined silica, precipitated silica, etc. may be used. These may be used alone or in combination of two or more types.
シリカ粒子(C)は、例えば、BET法による比表面積が例えば50~400m2/gであるのが好ましく、100~400m2/gであるのがより好ましい。また、シリカ粒子(C)の平均一次粒径は、例えば1~100nmであるのが好ましく、5~20nm程度であるのがより好ましい。 The silica particles (C) preferably have a specific surface area, as measured by the BET method, of, for example, 50 to 400 m 2 /g, and more preferably 100 to 400 m 2 /g, and the average primary particle size of the silica particles (C) is preferably, for example, 1 to 100 nm, and more preferably about 5 to 20 nm.
シリカ粒子(C)として、かかる比表面積および平均粒径の範囲内であるものを用いることにより、形成されるシリコーンゴムの硬さや機械的強度の向上、特に引張強度の向上をさせることができる。 By using silica particles (C) that have a specific surface area and average particle size within this range, the hardness and mechanical strength of the silicone rubber formed can be improved, particularly the tensile strength.
<<シランカップリング剤(D)>>
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、シランカップリング剤(D)を含むことができる。
シランカップリング剤(D)は、加水分解性基を有することができる。加水分解基が水により加水分解されて水酸基になり、この水酸基がシリカ粒子(C)表面の水酸基と脱水縮合反応することで、シリカ粒子(C)の表面改質を行うことができる。
<<Silane coupling agent (D)>>
The silicone rubber-based hardenable composition of this embodiment may contain a silane coupling agent (D).
The silane coupling agent (D) may have a hydrolyzable group. The hydrolyzable group is hydrolyzed by water to become a hydroxyl group, and the hydroxyl group undergoes a dehydration condensation reaction with the hydroxyl group on the surface of the silica particles (C), thereby modifying the surface of the silica particles (C).
また、このシランカップリング剤(D)は、疎水性基を有するシランカップリング剤を含むことができる。これにより、シリカ粒子(C)の表面にこの疎水性基が付与されるため、シリコーンゴム系硬化性組成物中ひいてはシリコーンゴム中において、シリカ粒子(C)の凝集力が低下(シラノール基による水素結合による凝集が少なくなる)し、その結果、シリコーンゴム系硬化性組成物中のシリカ粒子の分散性が向上すると推測される。これにより、シリカ粒子とゴムマトリックスとの界面が増加し、シリカ粒子の補強効果が増大する。さらに、ゴムのマトリックス変形の際、マトリックス内でのシリカ粒子の滑り性が向上すると推測される。そして、シリカ粒子(C)の分散性の向上及び滑り性の向上によって、シリカ粒子(C)によるシリコーンゴムの機械的強度(例えば、引張強度や引裂強度など)が向上する。 The silane coupling agent (D) may contain a silane coupling agent having a hydrophobic group. This provides the surface of the silica particles (C) with this hydrophobic group, which reduces the cohesive force of the silica particles (C) in the silicone rubber-based curable composition and, in turn, in the silicone rubber (less cohesion due to hydrogen bonds caused by silanol groups). As a result, it is presumed that the dispersibility of the silica particles in the silicone rubber-based curable composition is improved. This increases the interface between the silica particles and the rubber matrix, enhancing the reinforcing effect of the silica particles. Furthermore, it is presumed that the slipperiness of the silica particles in the matrix is improved during deformation of the rubber matrix. And, due to the improved dispersibility and slipperiness of the silica particles (C), the mechanical strength (e.g., tensile strength, tear strength, etc.) of the silicone rubber due to the silica particles (C) is improved.
さらに、シランカップリング剤(D)は、ビニル基を有するシランカップリング剤を含むことができる。これにより、シリカ粒子(C)の表面にビニル基が導入される。そのため、シリコーンゴム系硬化性組成物の硬化の際、すなわち、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)が有するビニル基と、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)が有するヒドリド基とがヒドロシリル化反応して、これらによるネットワーク(架橋構造)が形成される際に、シリカ粒子(C)が有するビニル基も、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)が有するヒドリド基とのヒドロシリル化反応に関与するため、ネットワーク中にシリカ粒子(C)も取り込まれるようになる。これにより、形成されるシリコーンゴムの低硬度化および高モジュラス化を図ることができる。 Furthermore, the silane coupling agent (D) may contain a silane coupling agent having a vinyl group. This introduces a vinyl group onto the surface of the silica particles (C). Therefore, when the silicone rubber-based curable composition is cured, that is, when the vinyl group of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and the hydride group of the organohydrogenpolysiloxane (B) undergo a hydrosilylation reaction to form a network (crosslinked structure), the vinyl group of the silica particles (C) also participates in the hydrosilylation reaction with the hydride group of the organohydrogenpolysiloxane (B), and the silica particles (C) are also incorporated into the network. This allows the formed silicone rubber to have a low hardness and a high modulus.
シランカップリング剤(D)としては、疎水性基を有するシランカップリング剤およびビニル基を有するシランカップリング剤を併用することができる。 As the silane coupling agent (D), a silane coupling agent having a hydrophobic group and a silane coupling agent having a vinyl group can be used in combination.
シランカップリング剤(D)としては、例えば、下記式(4)で表わされるものが挙げられる。 Examples of the silane coupling agent (D) include those represented by the following formula (4):
Yn-Si-(X)4-n・・・(4)
上記式(4)中、nは1~3の整数を表わす。Yは、疎水性基、親水性基またはビニル基を有するもののうちのいずれかの官能基を表わし、nが1の時は疎水性基であり、nが2または3の時はその少なくとも1つが疎水性基である。Xは、加水分解性基を表わす。
Y n -Si-(X) 4-n ...(4)
In the above formula (4), n represents an integer of 1 to 3. Y represents a functional group having a hydrophobic group, a hydrophilic group, or a vinyl group. When n is 1, it is a hydrophobic group. When n is 2 or 3, at least one of them is a hydrophobic group. X represents a hydrolyzable group.
疎水性基は、炭素数1~6のアルキル基、アリール基、またはこれらを組み合わせた炭化水素基であり、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基等が挙げられ、中でも、特に、メチル基が好ましい。 The hydrophobic group is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group, or a hydrocarbon group that is a combination of these. Examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a phenyl group, and among these, a methyl group is particularly preferred.
また、親水性基は、例えば、水酸基、スルホン酸基、カルボキシル基またはカルボニル基等が挙げられ、中でも、特に、水酸基が好ましい。なお、親水性基は、官能基として含まれていてもよいが、シランカップリング剤(D)に疎水性を付与するという観点からは含まれていないのが好ましい。 Examples of hydrophilic groups include hydroxyl groups, sulfonic acid groups, carboxyl groups, and carbonyl groups, and among these, hydroxyl groups are particularly preferred. Note that hydrophilic groups may be included as functional groups, but from the viewpoint of imparting hydrophobicity to the silane coupling agent (D), it is preferable that they are not included.
さらに、加水分解性基は、メトキシ基、エトキシ基のようなアルコキシ基、クロロ基またはシラザン基等が挙げられ、中でも、シリカ粒子(C)との反応性が高いことから、シラザン基が好ましい。なお、加水分解性基としてシラザン基を有するものは、その構造上の特性から、上記式(4)中の(Yn-Si-)の構造を2つ有するものとなる。 Further, examples of the hydrolyzable group include alkoxy groups such as methoxy and ethoxy groups, chloro groups, and silazane groups, among which silazane groups are preferred due to their high reactivity with silica particles (C). Note that those having silazane groups as hydrolyzable groups have two (Y n -Si-) structures in the above formula (4) due to their structural characteristics.
上記式(4)で表されるシランカップリング剤(D)の具体例は、例えば、官能基として疎水性基を有するものとして、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシランのようなアルコキシシラン;メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシランのようなクロロシラン;ヘキサメチルジシラザンが挙げられ、官能基としてビニル基を有するものとして、メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシランのようなアルコキシシラン;ビニルトリクロロシラン、ビニルメチルジクロロシランのようなクロロシラン;ジビニルテトラメチルジシラザンが挙げられるが、中でも、上記記載を考慮すると、特に、疎水性基を有するものとしてはヘキサメチルジシラザン、ビニル基を有するものとしてはジビニルテトラメチルジシラザンであるのが好ましい。 Specific examples of the silane coupling agent (D) represented by the above formula (4) include, for example, alkoxysilanes such as methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, and decyltrimethoxysilane; chlorosilanes such as methyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, and phenyltrichlorosilane; and hexamethyldisilazane, which have a hydrophobic group as a functional group. Examples of the silane having a vinyl group include alkoxysilanes such as methacryloxypropyltriethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and vinylmethyldimethoxysilane; chlorosilanes such as vinyltrichlorosilane and vinylmethyldichlorosilane; and divinyltetramethyldisilazane. Among these, taking into consideration the above description, it is particularly preferable that the silane having a hydrophobic group is hexamethyldisilazane, and the silane having a vinyl group is divinyltetramethyldisilazane.
本実施形態において、シランカップリング剤(D)の含有量の下限値は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)の合計量100重量部に対して、1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましい。また、シランカップリング剤(D)の含有量上限値は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)の合計量100重量部に対して、100質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、40質量%以下であることがさらに好ましい。
シランカップリング剤(D)の含有量を上記下限値以上とすることにより、シリコーンゴムが基板との適度な密着性を持ち、また、シリカ粒子(C)を用いる場合においては、シリコーンゴム全体としての機械的強度の向上に資することができる。また、シランカップリング剤(D)の含有量を上記上限値以下とすることにより、シリコーンゴムが適度な機械特性を持つことができる。
In this embodiment, the lower limit of the content of the silane coupling agent (D) is preferably 1 mass% or more, more preferably 3 mass% or more, and even more preferably 5 mass% or more, based on 100 parts by weight of the total amount of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A).The upper limit of the content of the silane coupling agent (D) is preferably 100 mass% or less, more preferably 80 mass% or less, and even more preferably 40 mass% or less, based on 100 parts by weight of the total amount of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A).
By making the content of silane coupling agent (D) above the lower limit, silicone rubber has appropriate adhesion to substrate, and when silica particles (C) are used, it can contribute to improving the mechanical strength of silicone rubber as a whole.In addition, by making the content of silane coupling agent (D) below the upper limit, silicone rubber can have appropriate mechanical properties.
<<白金または白金化合物(E)>>
本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、白金または白金化合物(E)を含むことができる。
白金または白金化合物(E)は、硬化の際の触媒として作用する触媒成分である。白金または白金化合物(E)の添加量は触媒量である。
<<Platinum or platinum compound (E)>>
The silicone rubber-based hardenable composition of this embodiment may contain platinum or a platinum compound (E).
The platinum or platinum compound (E) is a catalytic component that acts as a catalyst during curing. The amount of platinum or platinum compound (E) added is a catalytic amount.
白金または白金化合物(E)としては、公知のものを使用することができ、例えば、白金黒、白金をシリカやカーボンブラック等に担持させたもの、塩化白金酸または塩化白金酸のアルコール溶液、塩化白金酸とオレフィンの錯塩、塩化白金酸とビニルシロキサンとの錯塩等が挙げられる。 As the platinum or platinum compound (E), known substances can be used, such as platinum black, platinum supported on silica or carbon black, chloroplatinic acid or an alcohol solution of chloroplatinic acid, a complex salt of chloroplatinic acid and an olefin, and a complex salt of chloroplatinic acid and a vinyl siloxane.
なお、白金または白金化合物(E)は、1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The platinum or platinum compound (E) may be used alone or in combination of two or more.
<<水(F)>>
また、本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物には、上記成分(A)~(E)以外に、水(F)が含まれていてもよい。
<<Water (F)>>
Furthermore, the silicone rubber-based hardenable composition of this embodiment may contain water (F) in addition to the above components (A) to (E).
水(F)は、シリコーンゴム系硬化性組成物に含まれる各成分を分散させる分散媒として機能するとともに、シリカ粒子(C)とシランカップリング剤(D)との反応に寄与する成分である。そのため、シリコーンゴム中において、シリカ粒子(C)とシランカップリング剤(D)とを、より確実に互いに連結したものとすることができ、全体として均一な特性を発揮することができる。 Water (F) functions as a dispersion medium to disperse each component contained in the silicone rubber-based curable composition, and is also a component that contributes to the reaction between the silica particles (C) and the silane coupling agent (D). Therefore, the silica particles (C) and the silane coupling agent (D) can be more reliably linked to each other in the silicone rubber, and uniform properties can be exhibited overall.
さらに、水(F)を含有する場合、その含有量は、適宜設定することができるが、具体的には、シランカップリング剤(D)100重量部に対して、例えば、10~100重量部の範囲であるのが好ましく、30~70重量部の範囲であるのがより好ましい。これにより、シランカップリング剤(D)とシリカ粒子(C)との反応をより確実に進行させることができる。 Furthermore, when water (F) is contained, its content can be set appropriately, but specifically, for example, it is preferably in the range of 10 to 100 parts by weight, and more preferably in the range of 30 to 70 parts by weight, per 100 parts by weight of the silane coupling agent (D). This allows the reaction between the silane coupling agent (D) and the silica particles (C) to proceed more reliably.
(その他の成分)
さらに、本実施形態のシリコーンゴム系硬化性組成物は、上記(A)~(F)成分以外に、他の成分をさらに含むことができる。この他の成分としては、例えば、珪藻土、酸化鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バリウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸亜鉛、ガラスウール、マイカ等のシリカ粒子(C)以外の無機充填材、反応阻害剤、分散剤、顔料、染料、帯電防止剤、酸化防止剤、難燃剤、熱伝導性向上剤等の添加剤が挙げられる。
(Other ingredients)
Furthermore, the silicone rubber-based hardening composition of the present embodiment may further contain other components in addition to the above components (A) to (F), such as inorganic fillers other than the silica particles (C), such as diatomaceous earth, iron oxide, zinc oxide, titanium oxide, barium oxide, magnesium oxide, cerium oxide, calcium carbonate, magnesium carbonate, zinc carbonate, glass wool, and mica, as well as additives such as reaction inhibitors, dispersants, pigments, dyes, antistatic agents, antioxidants, flame retardants, and thermal conductivity improvers.
なお、シリコーンゴム系硬化性組成物において、各成分の含有割合は特に限定されないが、例えば、以下のように設定される。 In addition, the content ratio of each component in the silicone rubber-based hardening composition is not particularly limited, but is set, for example, as follows.
本実施形態において、シリカ粒子(C)の含有量の上限値は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)の合計量100重量部に対し、例えば、60重量部以下でもよく、好ましくは50重量部以下でもよく、さらに好ましくは40重量部以下でもよい。これにより、硬さや引張強等の機械的強度のバランスを図ることができる。また、シリカ粒子(C)の含有量の下限値は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)の合計量100重量部に対し、特に限定されないが、例えば、10重量部以上でもよい。 In this embodiment, the upper limit of the content of silica particles (C) may be, for example, 60 parts by weight or less, preferably 50 parts by weight or less, and more preferably 40 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the total amount of vinyl group-containing organopolysiloxane (A). This allows for a balance between hardness, tensile strength, and other mechanical strengths. The lower limit of the content of silica particles (C) is not particularly limited, but may be, for example, 10 parts by weight or more, per 100 parts by weight of the total amount of vinyl group-containing organopolysiloxane (A).
シランカップリング剤(D)は、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)100重量部に対し、例えば、シランカップリング剤(D)が5重量部以上100重量部以下の割合で含有するのが好ましく、5重量部以上40重量部以下の割合で含有するのがより好ましい。これにより、シリカ粒子(C)のシリコーンゴム系硬化性組成物中における分散性を確実に向上させることができる。 The silane coupling agent (D) is preferably contained in an amount of 5 parts by weight or more and 100 parts by weight or less, and more preferably 5 parts by weight or more and 40 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A). This can reliably improve the dispersibility of the silica particles (C) in the silicone rubber-based curable composition.
オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)の含有量は、具体的にビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)及びシリカ粒子(C)及びシランカップリング剤(D)の合計量100重量部に対して、例えば、0.5重量部以上20重量部以下の割合で含有することが好ましく、0.8重量部以上15重量部以下の割合で含有するのがより好ましい。(B)の含有量が前記範囲内であることで、より効果的な硬化反応ができる可能性がある。 The content of organohydrogenpolysiloxane (B) is preferably, for example, 0.5 parts by weight or more and 20 parts by weight or less, and more preferably 0.8 parts by weight or more and 15 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the total amount of vinyl group-containing organopolysiloxane (A), silica particles (C), and silane coupling agent (D). By keeping the content of (B) within the above range, a more effective curing reaction may be achieved.
白金または白金化合物(E)の含有量は、触媒量を意味し、適宜設定することができるが、具体的にビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)、シリカ粒子(C)、シランカップリング剤(D)の合計量に対して、本成分中の白金族金属が重量単位で0.01~1000ppmとなる量であり、好ましくは、0.1~500ppmとなる量である。白金または白金化合物(E)の含有量を上記下限値以上とすることにより、得られるシリコーンゴム組成物を十分硬化させることができる。白金または白金化合物(E)の含有量を上記上限値以下とすることにより、得られるシリコーンゴム組成物の硬化速度を向上させることができる。 The content of platinum or platinum compound (E) means a catalytic amount and can be set appropriately, but specifically, it is an amount such that the platinum group metal in this component is 0.01 to 1000 ppm by weight, preferably 0.1 to 500 ppm, relative to the total amount of vinyl group-containing organopolysiloxane (A), silica particles (C), and silane coupling agent (D). By making the content of platinum or platinum compound (E) equal to or greater than the above lower limit, the obtained silicone rubber composition can be sufficiently cured. By making the content of platinum or platinum compound (E) equal to or less than the above upper limit, the curing speed of the obtained silicone rubber composition can be improved.
さらに、水(F)を含有する場合、その含有量は、適宜設定することができるが、具体的には、シランカップリング剤(D)100重量部に対して、例えば、10~100重量部の範囲であるのが好ましく、30~70重量部の範囲であるのがより好ましい。これにより、シランカップリング剤(D)とシリカ粒子(C)との反応をより確実に進行させることができる。 Furthermore, when water (F) is contained, its content can be set appropriately, but specifically, for example, it is preferably in the range of 10 to 100 parts by weight, and more preferably in the range of 30 to 70 parts by weight, per 100 parts by weight of the silane coupling agent (D). This allows the reaction between the silane coupling agent (D) and the silica particles (C) to proceed more reliably.
<シリコーンゴムの製造方法>
次に、本実施形態のシリコーンゴムの製造方法について説明する。
本実施形態のシリコーンゴムの製造方法としては、シリコーンゴム系硬化性組成物を調製し、このシリコーンゴム系硬化性組成物を硬化させることによりシリコーンゴムを得ることができる。
以下、詳述する。
<Method of manufacturing silicone rubber>
Next, a method for producing the silicone rubber of this embodiment will be described.
In the method for producing the silicone rubber of this embodiment, a silicone rubber-based hardening composition is prepared, and the silicone rubber can be obtained by hardening the silicone rubber-based hardening composition.
Details are provided below.
まず、シリコーンゴム系硬化性組成物の各成分を、任意の混練装置により、均一に混合してシリコーンゴム系硬化性組成物を調製する。 First, the components of the silicone rubber-based hardening composition are mixed uniformly using any kneading device to prepare the silicone rubber-based hardening composition.
[1]たとえば、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)と、シリカ粒子(C)と、シランカップリング剤(D)とを所定量秤量し、その後、任意の混練装置により、混練することで、これら各成分(A)、(C)、(D)を含有する混練物を得る。 [1] For example, a predetermined amount of vinyl group-containing organopolysiloxane (A), silica particles (C), and a silane coupling agent (D) are weighed out, and then kneaded using any kneading device to obtain a kneaded product containing these components (A), (C), and (D).
なお、この混練物は、予めビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)とシランカップリング剤(D)とを混練し、その後、シリカ粒子(C)を混練(混合)して得るのが好ましい。これにより、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)中におけるシリカ粒子(C)の分散性がより向上する。 It is preferable to prepare this mixture by first kneading the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) with the silane coupling agent (D) and then kneading (mixing) the silica particles (C). This further improves the dispersibility of the silica particles (C) in the vinyl group-containing organopolysiloxane (A).
また、この混練物を得る際には、水(F)を必要に応じて、各成分(A)、(C)、および(D)の混練物に添加するようにしてもよい。これにより、シランカップリング剤(D)とシリカ粒子(C)との反応をより確実に進行させることができる。 When obtaining this kneaded mixture, water (F) may be added to the kneaded mixture of components (A), (C), and (D) as necessary. This allows the reaction between the silane coupling agent (D) and the silica particles (C) to proceed more reliably.
さらに、各成分(A)、(C)、(D)の混練は、第1温度で加熱する第1ステップと、第2温度で加熱する第2ステップとを経るようにするのが好ましい。これにより、第1ステップにおいて、シリカ粒子(C)の表面をカップリング剤(D)で表面処理することができるとともに、第2ステップにおいて、シリカ粒子(C)とカップリング剤(D)との反応で生成した副生成物を混練物中から確実に除去することができる。その後、必要に応じて、得られた混練物に対して、成分(A)を添加し、更に混練してもよい。これにより、混練物の成分のなじみを向上させることができる。 Furthermore, it is preferable that the kneading of each of the components (A), (C), and (D) is carried out through a first step of heating at a first temperature and a second step of heating at a second temperature. This allows the surface of the silica particles (C) to be surface-treated with the coupling agent (D) in the first step, and allows the by-products generated by the reaction between the silica particles (C) and the coupling agent (D) to be reliably removed from the kneaded mixture in the second step. Thereafter, component (A) may be added to the obtained kneaded mixture as necessary, and further kneaded. This allows the compatibility of the components in the kneaded mixture to be improved.
第1温度は、例えば、40~120℃程度であるのが好ましく、例えば、60~90℃程度であるのがより好ましい。第2温度は、例えば、130~210℃程度であるのが好ましく、例えば、160~180℃程度であるのがより好ましい。 The first temperature is preferably, for example, about 40 to 120°C, and more preferably, for example, about 60 to 90°C. The second temperature is preferably, for example, about 130 to 210°C, and more preferably, for example, about 160 to 180°C.
また、第1ステップにおける雰囲気は、窒素雰囲気下のような不活性雰囲気下であるのが好ましく、第2ステップにおける雰囲気は、減圧雰囲気下であるのが好ましい。 The atmosphere in the first step is preferably an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere, and the atmosphere in the second step is preferably a reduced pressure atmosphere.
さらに、第1ステップの時間は、例えば、0.3~1.5時間程度であるのが好ましく、0.5~1.2時間程度であるのがより好ましい。第2ステップの時間は、例えば、0.7~3.0時間程度であるのが好ましく、1.0~2.0時間程度であるのがより好ましい。 Furthermore, the time for the first step is, for example, preferably about 0.3 to 1.5 hours, and more preferably about 0.5 to 1.2 hours. The time for the second step is, for example, preferably about 0.7 to 3.0 hours, and more preferably about 1.0 to 2.0 hours.
第1ステップおよび第2ステップを、上記のような条件とすることで、前記効果をより顕著に得ることができる。 By setting the above conditions for the first and second steps, the above effects can be obtained more significantly.
[2]次に、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)と、白金または白金化合物(E)とを所定量秤量し、その後、任意の混練装置を用いて、上記工程[1]で調製した混練物に、各成分(B)、(E)を混練することで、シリコーンゴム系硬化性組成物を得る。得られたシリコーンゴム系硬化性組成物は溶剤を含むペーストであってもよい。 [2] Next, predetermined amounts of organohydrogenpolysiloxane (B) and platinum or platinum compound (E) are weighed out, and then, using any kneading device, the components (B) and (E) are kneaded into the mixture prepared in the above step [1] to obtain a silicone rubber-based curable composition. The obtained silicone rubber-based curable composition may be a paste containing a solvent.
なお、この各成分(B)、(E)の混練の際には、予め上記工程[1]で調製した混練物とオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)とを、上記工程[1]で調製した混練物と白金または白金化合物(E)とを混練し、その後、それぞれの混練物を混練するのが好ましい。これにより、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)とオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)との反応を進行させることなく、各成分(A)~(E)をシリコーンゴム系硬化性組成物中に確実に分散させることができる。 When mixing the components (B) and (E), it is preferable to first mix the mixture prepared in step [1] above with the organohydrogenpolysiloxane (B), and then mix the mixture prepared in step [1] above with platinum or a platinum compound (E), and then mix the mixtures together. This allows the components (A) to (E) to be reliably dispersed in the silicone rubber-based curable composition without allowing the reaction between the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and the organohydrogenpolysiloxane (B) to proceed.
各成分(B)、(E)を混練する際の温度は、ロール設定温度として、例えば、10~70℃程度であるのが好ましく、25~30℃程度であるのがより好ましい。 The temperature at which components (B) and (E) are kneaded is, for example, preferably about 10 to 70°C, and more preferably about 25 to 30°C, as the roll setting temperature.
さらに、混練する時間は、例えば、5分~1時間程度であるのが好ましく、10~40分程度であるのがより好ましい。 Furthermore, the kneading time is preferably, for example, about 5 minutes to 1 hour, and more preferably about 10 to 40 minutes.
上記工程[1]および上記工程[2]において、温度を上記範囲内とすることにより、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)とオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)との反応の進行をより的確に防止または抑制することができる。また、上記工程[1]および上記工程[2]において、混練時間を上記範囲内とすることにより、各成分(A)~(E)をシリコーンゴム系硬化性組成物中により確実に分散させることができる。 In the above steps [1] and [2], by setting the temperature within the above range, the progress of the reaction between the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and the organohydrogenpolysiloxane (B) can be more accurately prevented or suppressed. In addition, in the above steps [1] and [2], by setting the kneading time within the above range, each of the components (A) to (E) can be more reliably dispersed in the silicone rubber-based curable composition.
なお、各工程[1]、[2]において使用される混練装置としては、特に限定されないが、例えば、ニーダー、2本ロール、バンバリーミキサー(連続ニーダー)、加圧ニーダー等を用いることができる。 The kneading device used in each step [1] and [2] is not particularly limited, but may be, for example, a kneader, a two-roll mill, a Banbury mixer (continuous kneader), a pressure kneader, etc.
また、本工程[2]において、混練物中に1-エチニルシクロヘキサノールのような反応抑制剤を添加するようにしてもよい。これにより、混練物の温度が比較的高い温度に設定されたとしても、ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)とオルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)との反応の進行をより的確に防止または抑制することができる。 In addition, in this step [2], a reaction inhibitor such as 1-ethynylcyclohexanol may be added to the kneaded mixture. This makes it possible to more accurately prevent or inhibit the progress of the reaction between the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) and the organohydrogenpolysiloxane (B) even if the temperature of the kneaded mixture is set to a relatively high temperature.
[3]次に、シリコーンゴム系硬化性組成物を硬化させることによりシリコーンゴムを形成する。 [3] Next, the silicone rubber-based curable composition is cured to form silicone rubber.
本実施形態において、シリコーンゴム系硬化性樹脂組成物の硬化工程は、例えば、100~250℃で1~30分間加熱(1次硬化)した後、200℃で1~4時間ポストベーク(2次硬化)することによって行われる。 In this embodiment, the curing process of the silicone rubber-based curable resin composition is carried out, for example, by heating at 100 to 250°C for 1 to 30 minutes (first curing) and then post-baking at 200°C for 1 to 4 hours (secondary curing).
以上のような工程を経ることで、シリコーンゴム系硬化性樹脂組成物の硬化物からなるシリコーンゴムが得られる。 Through the above steps, a silicone rubber consisting of a cured product of the silicone rubber-based curable resin composition is obtained.
なお、[3]次に、工程[2]で得られたシリコーンゴム系硬化性組成物を、溶剤に溶解させることにより、絶縁性ペーストを得ることができる。
また、[3]次に、工程[2]で得られたシリコーンゴム系硬化性組成物を、溶剤に溶解させ、導電性フィラーを加えることで導電性ペーストを得ることができる。
[3] Next, the silicone rubber-based hardening composition obtained in step [2] is dissolved in a solvent to obtain an insulating paste.
[3] Next, the silicone rubber-based hardening composition obtained in step [2] is dissolved in a solvent, and a conductive filler is added to obtain a conductive paste.
(導電性フィラー)
導電性フィラーとしては、公知の導電材料を用いてもよいが、金属粉(G)を用いてもよい。。
金属粉(G)を構成する金属は特に限定はされないが、例えば、銅、銀、金、ニッケル、錫、鉛、亜鉛、ビスマス、アンチモン、或いはこれらを合金化した金属粉のうち少なくとも一種類、あるいは、これらのうちの二種以上を含むことができる。
これらのうち、金属粉(G)としては、導電性の高さや入手容易性の高さから、銀または銅を含むこと、すなわち、銀粉または銅粉を含むことが好ましい。
なお、これらの金属粉(G)は他種金属でコートしたものも使用できる。
(Conductive filler)
As the conductive filler, a known conductive material may be used, but metal powder (G) may also be used.
The metal constituting the metal powder (G) is not particularly limited, but may include, for example, at least one of copper, silver, gold, nickel, tin, lead, zinc, bismuth, antimony, or metal powder alloyed with these, or two or more of these.
Of these, the metal powder (G) preferably contains silver or copper, that is, silver powder or copper powder, because of their high electrical conductivity and ready availability.
These metal powders (G) may also be coated with other metals.
本実施形態において、金属粉(G)の形状には制限がないが、樹枝状、球状、リン片状等の従来から用いられているものが使用できる。この中でも、リン片状の金属粉(G)を用いてもよい。 In this embodiment, there is no restriction on the shape of the metal powder (G), but conventional shapes such as dendritic, spherical, and scale-shaped can be used. Among these, scale-shaped metal powder (G) may be used.
また、金属粉(G)の粒径も制限されないが、たとえば平均粒径D50で0.001μm以上であることが好ましく、より好ましくは0.01μm以上であり、さらに好ましくは0.1μm以上である。金属粉(G)の粒径は、たとえば平均粒径D50で1,000μm以下であることが好ましく、より好ましくは100μm以下であり、さらに好ましくは20μm以下である。
平均粒径D50をこのような範囲に設定することで、シリコーンゴムとして適度な導電性を発揮することができる。
なお、金属粉(G)の粒径は、たとえば、導電性ペースト、あるいは導電性ペーストを用いて成形したシリコーンゴムについて透過型電子顕微鏡等で観察の上、画像解析を行い、任意に選んだ金属粉200個の平均値として定義することができる。
The particle size of the metal powder (G) is not limited, but is preferably 0.001 μm or more, more preferably 0.01 μm or more, and even more preferably 0.1 μm or more, in terms of average particle size D 50. The particle size of the metal powder (G) is preferably 1,000 μm or less, more preferably 100 μm or less, and even more preferably 20 μm or less, in terms of average particle size D 50 .
By setting the average particle size D50 in this range, the silicone rubber can exhibit appropriate electrical conductivity.
The particle size of the metal powder (G) can be defined as the average particle size of 200 arbitrarily selected metal powder particles, for example, by observing the conductive paste or silicone rubber molded using the conductive paste with a transmission electron microscope or the like and performing image analysis.
導電性ペースト中における導電性フィラーの含有量は、導電性ペースト100質量%中、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることがさらに好ましい。また、導電性ペースト中における導電性フィラーの含有量は、導電性ペースト100質量%中、85質量%以下であることが好ましく、75質量%以下であることがより好ましく、65質量%以下であることがさらに好ましい。
導電性フィラーの含有量を上記下限値以上とすることにより、シリコーンゴムが適度な導電特性を持つことができる。また、導電性フィラーの含有量を上記上限値以下とすることにより、シリコーンゴムが適度な柔軟性を持つことができる。
The content of the conductive filler in the conductive paste is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more, based on 100% by mass of the conductive paste. The content of the conductive filler in the conductive paste is preferably 85% by mass or less, more preferably 75% by mass or less, and even more preferably 65% by mass or less, based on 100% by mass of the conductive paste.
By setting the content of the conductive filler to be equal to or greater than the above lower limit, the silicone rubber can have appropriate conductive properties, while by setting the content of the conductive filler to be equal to or less than the above upper limit, the silicone rubber can have appropriate flexibility.
導電性ペースト中におけるシリカ粒子(C)の含有量の下限値は、シリカ粒子(C)および導電性フィラーの合計量100質量%中、例えば、1質量%以上であり、好ましくは3質量%以上であり、より好ましくは5質量%以上とすることができる。これにより、シリコーンゴムの機械的強度を向上させることができる。一方で、上記導電性ペースト中における上記シリカ粒子(C)の含有量の上限値は、シリカ粒子(C)および導電性フィラーの合計量100質量%中、例えば、20質量%以下であり、好ましくは15質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下である。これにより、シリコーンゴムにおける伸縮電気特性と機械的強度のバランスを図ることができる。 The lower limit of the content of silica particles (C) in the conductive paste can be, for example, 1% by mass or more, preferably 3% by mass or more, and more preferably 5% by mass or more, based on 100% by mass of the total amount of silica particles (C) and conductive filler. This can improve the mechanical strength of the silicone rubber. On the other hand, the upper limit of the content of silica particles (C) in the conductive paste can be, for example, 20% by mass or less, preferably 15% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less, based on 100% by mass of the total amount of silica particles (C) and conductive filler. This can balance the elastic electrical properties and mechanical strength of the silicone rubber.
導電性ペースト/絶縁性ペースト中におけるシリコーンゴム系硬化性組成物の含有量は、導電性ペースト/絶縁性ペースト100質量%中、1質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、5質量%以上であることがさらに好ましい。また、導電性ペースト/絶縁性ペースト中におけるシリコーンゴム系硬化性組成物の含有量は、導電性ペースト/絶縁性ペースト100質量%中、25質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、15質量%以下であることがさらに好ましい。
シリコーンゴム系硬化性組成物の含有量を上記下限値以上とすることにより、シリコーンゴムが適度な柔軟性を持つことができる。また、シリコーンゴム系硬化性組成物の含有量を上記上限値以下とすることにより、シリコーンゴムの機械的強度の向上を図ることができる。
The content of the silicone rubber-based hardening composition in the conductive paste/insulating paste is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and even more preferably 5% by mass or more, based on 100% by mass of the conductive paste/insulating paste. The content of the silicone rubber-based hardening composition in the conductive paste/insulating paste is preferably 25% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or less, based on 100% by mass of the conductive paste/insulating paste.
By making the content of the silicone rubber-based hardening composition equal to or greater than the above lower limit, the silicone rubber can have an appropriate degree of flexibility, while by making the content of the silicone rubber-based hardening composition equal to or less than the above upper limit, the mechanical strength of the silicone rubber can be improved.
(溶剤)
導電性ペーストや絶縁性ペーストは、溶剤を含む。
溶剤としては、公知の各種溶剤を用いることができるが、例えば、高沸点溶剤を含むことができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(solvent)
The conductive paste and the insulating paste contain a solvent.
As the solvent, various known solvents can be used, including, for example, high boiling point solvents. These may be used alone or in combination of two or more kinds.
上記高沸点溶剤の沸点の下限値は、例えば、100℃以上であり、好ましくは130℃以上であり、より好ましくは150℃以上である。これにより、スクリーン印刷などの印刷安定性を向上させることができる。一方で、上記高沸点溶剤の沸点の上限値は、特に限定されないが、例えば、300℃以下でもよく、290℃以下でもよく、280℃以下でもよい。これにより、配線形成時においての過度の熱履歴を抑制できるので、下地へのダメージや、導電性ペーストで形成された配線の形状を良好に維持することができる。 The lower limit of the boiling point of the high boiling point solvent is, for example, 100°C or higher, preferably 130°C or higher, and more preferably 150°C or higher. This can improve the printing stability of screen printing and the like. On the other hand, the upper limit of the boiling point of the high boiling point solvent is not particularly limited, but may be, for example, 300°C or lower, 290°C or lower, or 280°C or lower. This can suppress excessive thermal history during wiring formation, thereby preventing damage to the base and maintaining the shape of the wiring formed from the conductive paste in a good condition.
また、溶剤としては、シリコーンゴム系硬化性樹脂組成物の溶解性や沸点の観点から適切に選択できるが、例えば、炭素数5以上20以下の脂肪族炭化水素、好ましくは炭素数8以上18以下の脂肪族炭化水素、より好ましくは炭素数10以上15以下の脂肪族炭化水素を含むことができる。 The solvent can be appropriately selected from the viewpoint of the solubility and boiling point of the silicone rubber-based curable resin composition, but can include, for example, aliphatic hydrocarbons having 5 to 20 carbon atoms, preferably aliphatic hydrocarbons having 8 to 18 carbon atoms, and more preferably aliphatic hydrocarbons having 10 to 15 carbon atoms.
また、溶剤の一例としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ヘプタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、オクタン、デカン、ドデカン、テトラデカンなどの脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン、キシレン、メシチレン、トリフルオロメチルベンゼン、ベンゾトリフルオリドなどの芳香族炭化水素類;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、シクロペンチルエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールメチル-n-プロピルエーテル、1,4-ジオキサン、1,3-ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類;ジクロロメタン、クロロホルム、1,1-ジクロロエタン、1,2-ジクロロエタン、1,1,1-トリクロロエタン、1,1,2-トリクロロエタンなどのハロアルカン類;N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミドなどのカルボン酸アミド類;ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシドなどのスルホキシド類、ジエチルカーボネートなどのエステル類などを例示することができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ここで用いられる溶媒は、上記の導電性ペースト中の組成成分を均一に溶解ないし分散させることのできる溶媒の中から適宜選択すればよい。
Examples of the solvent include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, cyclohexane, heptane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, octane, decane, dodecane, and tetradecane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, ethylbenzene, xylene, mesitylene, trifluoromethylbenzene, and benzotrifluoride; diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, cyclopentyl methyl ether, cyclopentyl ethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether. Examples of the ethers include ethanol monobutyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol methyl-n-propyl ether, 1,4-dioxane, 1,3-dioxane, and tetrahydrofuran; haloalkanes such as dichloromethane, chloroform, 1,1-dichloroethane, 1,2-dichloroethane, 1,1,1-trichloroethane, and 1,1,2-trichloroethane; carboxylic acid amides such as N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and diethyl sulfoxide; and esters such as diethyl carbonate. These may be used alone or in combination of two or more.
The solvent used here may be appropriately selected from among solvents capable of uniformly dissolving or dispersing the components in the conductive paste.
上記溶剤が、ハンセン溶解度パラメータの極性項(δp)の上限値が、例えば、10MPa1/2以下であり、好ましくは7MPa1/2以下であり、より好ましくは5.5MPa1/2以下である第1溶剤を含むことができる。これにより、ペースト中においてシリコーンゴム系硬化性樹脂組成物の分散性や溶解性を良好なものとすることができる。この第1溶剤の上記極性項(δp)の下限値は、特に限定されないが、例えば、0Pa1/2以上でもよい。 The solvent may include a first solvent having an upper limit of the polar term (δ p ) of the Hansen solubility parameter of, for example, 10 MPa 1/2 or less, preferably 7 MPa 1/2 or less, and more preferably 5.5 MPa 1/2 or less. This allows the silicone rubber-based curable resin composition to have good dispersibility and solubility in the paste. The lower limit of the polar term (δ p ) of the first solvent is not particularly limited, but may be, for example, 0 Pa 1/2 or more.
上記第1溶剤におけるハンセン溶解度パラメータの水素結合項(δh)の上限値が、例えば、20MPa1/2以下であり、好ましくは10MPa1/2以下であり、より好ましくは7MPa1/2以下である。これにより、ペースト中において、シリコーンゴム系硬化性樹脂組成物の分散性や溶解性を良好なものとすることができる。この第1溶剤の上記水素結合項(δh)の下限値は、特に限定されないが、例えば、0Pa1/2以上でもよい。 The upper limit of the hydrogen bond term (δ h ) of the Hansen solubility parameter in the first solvent is, for example, 20 MPa 1/2 or less, preferably 10 MPa 1/2 or less, and more preferably 7 MPa 1/2 or less. This allows the silicone rubber-based curable resin composition to have good dispersibility and solubility in the paste. The lower limit of the hydrogen bond term (δ h ) of the first solvent is not particularly limited, but may be, for example, 0 Pa 1/2 or more.
ハンセンの溶解度パラメータ(HSP)は、ある物質が他のある物質にどのくらい溶けるのかという溶解性を表す指標である。HSPは、溶解性を3次元のベクトルで表す。この3次元ベクトルは、代表的には、分散項(δd)、極性項(δp)、水素結合項(δh)で表すことができる。そしてベクトルが似ているもの同士は、溶解性が高いと判断できる。ベクトルの類似度をハンセン溶解度パラメータの距離(HSP距離)で判断することが可能である。 Hansen solubility parameter (HSP) is an index that indicates the solubility of a substance, i.e., how much a substance dissolves in another substance. HSP expresses solubility as a three-dimensional vector. This three-dimensional vector can be typically expressed by a dispersion term (δ d ), a polar term (δ p ), and a hydrogen bond term (δ h ). Vectors that are similar to each other can be judged to have high solubility. The similarity of vectors can be judged by the distance of the Hansen solubility parameter (HSP distance).
本明細書で用いている、ハンセン溶解度パラメーター(HSP値)は、HSPiP(Hansen Solubility Parameters in Practice)というソフトを用いて算出することができる。ここで、ハンセンとアボットが開発したコンピューターソフトウエアHSPiPには、HSP距離を計算する機能と様々な樹脂と溶剤もしくは非溶剤のハンセンパラメーターを記載したデータベースが含まれている。
各樹脂の純溶剤および良溶剤と貧溶剤の混合溶剤に対する溶解性を調べ、HSPiPソフトにその結果を入力し、D:分散項、P:極性項、H:水素結合項、R0:溶解球半径を算出する。
As used herein, the Hansen Solubility Parameter (HSP value) can be calculated using software called HSPiP (Hansen Solubility Parameters in Practice), where the computer software HSPiP developed by Hansen and Abbott includes a function for calculating HSP distances and a database of Hansen parameters for various resins and solvents or non-solvents.
The solubility of each resin in pure solvents and mixed solvents of good and poor solvents is investigated, and the results are entered into the HSPiP software to calculate D: dispersion term, P: polarity term, H: hydrogen bond term, and R0: radius of the solubility sphere.
本実施形態の溶剤としては、例えば、エラストマーやエラストマーを構成する構成単位と溶剤との、HSP距離、極性項や水素結合項の差分が小さいもの選択することができる。 The solvent of this embodiment may be selected, for example, from one in which the difference in HSP distance, polarity term, or hydrogen bond term between the elastomer or the structural units constituting the elastomer and the solvent is small.
室温25℃においてせん断速度20〔1/s〕で測定した時の導電性ペースト及び/又は絶縁性ペーストの粘度の下限値は、例えば、1Pa・s以上であり、好ましくは5Pa・s以上であり、より好ましくは10Pa・s以上である。これにより、成膜性を向上させることができる。また、厚膜形成時においても形状保持性を高めることができる。一方で、室温25℃における導電性ペースト及び/又は絶縁性ペーストの粘度の上限値は、例えば、100Pa・s以下であり、好ましくは90Pa・s以下であり、より好ましくは80Pa・s以下である。これにより、ペーストにおける印刷性を向上させることができる。 The lower limit of the viscosity of the conductive paste and/or insulating paste when measured at a shear rate of 20 [1/s] at room temperature of 25°C is, for example, 1 Pa·s or more, preferably 5 Pa·s or more, and more preferably 10 Pa·s or more. This can improve film-forming properties. Also, shape retention can be improved even when forming a thick film. On the other hand, the upper limit of the viscosity of the conductive paste and/or insulating paste at room temperature of 25°C is, for example, 100 Pa·s or less, preferably 90 Pa·s or less, and more preferably 80 Pa·s or less. This can improve the printability of the paste.
室温25℃において、せん断速度1〔1/s〕で測定した時の粘度をη1とし、せん断速度5〔1/s〕で測定した時の粘度をη5とし、チキソ指数を粘度比(η1/η5)とする。
このとき、導電性ペースト及び/又は絶縁性ペーストのチキソ指数の下限値は、例えば、1.0以上であり、好ましくは1.1以上であり、より好ましくは1.2以上である。これにより、印刷法で得られた配線の形状を安定的に保持することができる。一方で、導電性ペースト及び/又は絶縁性ペーストのチキソ指数の上限値は、例えば、3.0以下であり、好ましくは2.5以下であり、より好ましくは2.0以下である。これにより、ペーストの印刷容易性を向上させることができる。
The viscosity measured at room temperature of 25°C at a shear rate of 1 [1/s] is defined as η1, the viscosity measured at a shear rate of 5 [1/s] is defined as η5, and the thixotropic index is defined as the viscosity ratio (η1/η5).
In this case, the lower limit of the thixotropic index of the conductive paste and/or insulating paste is, for example, 1.0 or more, preferably 1.1 or more, and more preferably 1.2 or more. This allows the shape of the wiring obtained by the printing method to be stably maintained. On the other hand, the upper limit of the thixotropic index of the conductive paste and/or insulating paste is, for example, 3.0 or less, preferably 2.5 or less, and more preferably 2.0 or less. This allows the paste to be easily printed.
本実施形態において、上記のシリコーンゴム系硬化性組成物を硬化させることで、絶縁性エラストマーが得られる。
また、上記のシリコーンゴム系硬化性組成物を用いて、押出成形や圧縮成形などの各種の成形方法により、チューブ構造や中実芯構造の絶縁性エラストマーが得られる。
また、絶縁性ペーストを用いて、印刷、スプレー、ディップ等の各種の塗布手段を用いて、塗布膜を形成し、これを乾燥させることで、絶縁性エラストマーが得られる。
絶縁性ペーストと同様に、導電性ペーストを用いて、印刷、スプレー、ディップ等の各種の塗布手段を用いて、塗布膜を形成し、これを乾燥させることで、導電性エラストマーが得られる。
これらの絶縁性エラストマーや導電性エラストマーを用いて、絶縁性エラストマー層や導電性エラストマー層を形成することができる。
In this embodiment, the above silicone rubber-based curable composition is cured to obtain an insulating elastomer.
Furthermore, insulating elastomers having a tube structure or a solid core structure can be obtained by using the above silicone rubber-based hardening composition and various molding methods such as extrusion molding and compression molding.
Alternatively, the insulating paste may be used to form a coating film by various coating means such as printing, spraying, dipping, etc., and then dried to obtain an insulating elastomer.
As with the insulating paste, the conductive paste can be used to form a coating film by various coating means such as printing, spraying, dipping, etc., and then dried to obtain a conductive elastomer.
Using these insulating elastomers and conductive elastomers, insulating elastomer layers and conductive elastomer layers can be formed.
伸縮性導電糸100の製造工程の一例としては、例えば、シリコーンゴム系硬化性組成物を用い、押出機を用いてチューブ状に押出成形し、絶縁性エラストマー層10を含む絶縁性チューブ構造体を得る。得られた絶縁性チューブ構造体の外表面上に、導電性ペーストを塗布し、乾燥させることで、絶縁性チューブ構造体の外表面上に、導電性エラストマー層20を含む導電性チューブ構造体が積層した糸50を形成できる。
また、伸縮性導電糸100の製造工程の一例としては、押出成形によって、絶縁性エラストマー層12を含む絶縁性チューブ構造体を得、得られた絶縁性チューブ構造体の内孔に導電性ペーストを塗布し、乾燥させることで、絶縁性チューブ構造体の内表面上に、導電性エラストマー層23を含む導電性チューブ構造体が積層した糸52を形成できる。
As an example of a manufacturing process for the stretchable
As an example of a manufacturing process for the stretchable
このように、伸縮性導電糸中の導電性エラストマー層は、導電性ペーストからなるコーティング層(導電性シリコーンゴム)で構成されてもよい。導電性エラストマー層のパターン形状を自在に選択可能になる。また、絶縁性エラストマー層が上記のシリコーンゴム系硬化性組成物の硬化物で構成される場合、導電ペーストで構成されたコーティング層と絶縁性エラストマー層との密着性を高めることができる。 In this way, the conductive elastomer layer in the elastic conductive yarn may be composed of a coating layer (conductive silicone rubber) made of a conductive paste. This allows the pattern shape of the conductive elastomer layer to be freely selected. Furthermore, when the insulating elastomer layer is composed of a cured product of the above-mentioned silicone rubber-based curable composition, the adhesion between the coating layer made of the conductive paste and the insulating elastomer layer can be improved.
糸中の導電性フィラーの含有量の下限は、導電性エラストマー層の100質量%中、例えば、70質量%以上、好ましくは75質量%以上、より好ましくは80質量%以上である。これにより、伸縮性導電糸の伸縮電気特性を高められる。一方、糸中の導電性フィラーの含有量の上限は、導電性エラストマー層の100質量%中、例えば、90質量%以下、好ましくは88質量%以下、より好ましくは85質量%以下である。これにより、伸縮性導電糸の伸縮性などのゴム特性の低下を抑制できる。 The lower limit of the conductive filler content in the yarn is, for example, 70% by mass or more, preferably 75% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more, based on 100% by mass of the conductive elastomer layer. This improves the stretch electrical properties of the elastic conductive yarn. On the other hand, the upper limit of the conductive filler content in the yarn is, for example, 90% by mass or less, preferably 88% by mass or less, and more preferably 85% by mass or less, based on 100% by mass of the conductive elastomer layer. This prevents the deterioration of rubber properties such as the elasticity of the elastic conductive yarn.
伸縮性導電糸中の一本の糸における破断強度の下限は、例えば、4MPa以上、好ましくは5MPa以上、より好ましくは15MPa以上である。一方、伸縮性導電糸中の一本の糸における破断強度の上限は、例えば、17MPa以下、好ましくは15MPa以下、より好ましくは13MPa以下である。 The lower limit of the breaking strength of a single thread in the elastic conductive yarn is, for example, 4 MPa or more, preferably 5 MPa or more, and more preferably 15 MPa or more. On the other hand, the upper limit of the breaking strength of a single thread in the elastic conductive yarn is, for example, 17 MPa or less, preferably 15 MPa or less, and more preferably 13 MPa or less.
伸縮性導電糸中の一本の糸における破断伸びの下限は、例えば、200%以上、好ましくは300%以上、より好ましくは400%以上である。一方、伸縮性導電糸中の一本の糸における破断伸びの上限は、例えば、1500%以下、好ましくは1400%以下、より好ましくは1300%以下である。 The lower limit of the breaking elongation of a single thread in the elastic conductive yarn is, for example, 200% or more, preferably 300% or more, and more preferably 400% or more. On the other hand, the upper limit of the breaking elongation of a single thread in the elastic conductive yarn is, for example, 1500% or less, preferably 1400% or less, and more preferably 1300% or less.
未伸長時の伸縮性導電糸中の一本の糸における電気抵抗値R0は、例えば、0.1Ω/cm~50Ω/cm、好ましくは0.3Ω/cm~35Ω/cm、より好ましくは0.5Ω/cm~20Ω/cmである。
電気抵抗値R0は、下記式から算出される。
R0(Ω/cm)=未伸長時の糸の抵抗値(Ω)/未伸長時の糸の長さ(cm)
The electrical resistance value R0 of a single thread in the stretchable conductive yarn when unstretched is, for example, 0.1 Ω/cm to 50 Ω/cm, preferably 0.3 Ω/cm to 35 Ω/cm, and more preferably 0.5 Ω/cm to 20 Ω/cm.
The electrical resistance value R0 is calculated from the following formula.
R0 (Ω/cm) = resistance value of unstretched thread (Ω) / length of unstretched thread (cm)
50%伸長時の伸縮性導電糸中の一本の糸における電気抵抗値R50は、例えば、0.1Ω/cm~400Ω/cm、好ましくは0.3Ω/cm~200Ω/cm、より好ましくは0.5Ω/cm~100Ω/cmである。
電気抵抗値R50は、下記式から算出される。
R50(Ω/cm)=50%伸長時の糸の抵抗値(Ω)/50%伸長時の糸の長さ(cm)
The electrical resistance value R50 of a single thread in the elastic conductive yarn when stretched by 50% is, for example, 0.1 Ω/cm to 400 Ω/cm, preferably 0.3 Ω/cm to 200 Ω/cm, and more preferably 0.5 Ω/cm to 100 Ω/cm.
The electrical resistance value R50 is calculated from the following formula.
R50 (Ω/cm) = resistance value of thread when stretched 50% (Ω) / length of thread when stretched 50% (cm)
100%伸長時の伸縮性導電糸中の一本の糸における電気抵抗値R100は、0.5Ω/cm~800Ω/cm、好ましくは1Ω/cm~450Ω/cm、より好ましくは1.5~250Ω/cmである。
電気抵抗値R100は、下記式から算出される。
R100(Ω/cm)=100%伸長時の糸の抵抗値(Ω)/100%伸長時の糸の長さ(cm)
The electrical resistance value R100 of a single thread in the elastic conductive yarn when stretched 100% is 0.5 Ω/cm to 800 Ω/cm, preferably 1 Ω/cm to 450 Ω/cm, and more preferably 1.5 to 250 Ω/cm.
The electrical resistance value R100 is calculated from the following formula.
R100 (Ω/cm) = resistance value of thread when stretched 100% (Ω) / length of thread when stretched 100% (cm)
伸縮性導電糸について50%の伸縮操作を、100回行った前後における、一本の糸における未伸長時の電気抵抗値の変化率は、例えば、200%以下、好ましくは180%以下、より好ましくは150%以下である。
電気抵抗値の変化率は、未伸長時における糸の抵抗値をR0、100回伸縮操作した後における糸の未伸長時の抵抗値をR0'とした時の、(R0'-R0)/R0×100と定義とする。
The rate of change in the electrical resistance of an elastic conductive yarn before and after performing a 50
The rate of change in electrical resistance is defined as (R0'-R0)/
伸縮性導電糸に含まれる絶縁性エラストマー層及び導電性エラストマー層の少なくとも一方、好ましくは両者が、次のような特性を有するエラストマーで構成されてもよい。 At least one of the insulating elastomer layer and the conductive elastomer layer contained in the elastic conductive yarn, and preferably both, may be composed of an elastomer having the following properties:
エラストマーの引裂強度の下限は、例えば、25N/mm以上、好ましくは28N/mm以上、より好ましくは30N/mm以上、さらに好ましくは33N/mm以上、一層好ましくは35N/mm以上である。これにより、エラストマーの繰り返し使用時における耐久性を向上できる。また、エラストマーの機械的強度を向上できる。
一方、エラストマーの引裂強度の上限は、特に限定されないが、例えば、80N/mm以下としてもよく、70N/mm以下としてもよい。これにより、エラストマーの諸特性のバランスをとることができる。
The lower limit of the tear strength of the elastomer is, for example, 25 N/mm or more, preferably 28 N/mm or more, more preferably 30 N/mm or more, even more preferably 33 N/mm or more, and even more preferably 35 N/mm or more. This can improve the durability of the elastomer during repeated use. Also, the mechanical strength of the elastomer can be improved.
On the other hand, the upper limit of the tear strength of the elastomer is not particularly limited, but may be, for example, 80 N/mm or less, or 70 N/mm or less, so that the various properties of the elastomer can be well balanced.
エラストマーの引張強度の下限は、例えば、5.0MPa以上であり、好ましくは10.0MPa以上であり、より好ましくは12.0MPa以上である。これにより、エラストマーの機械的強度を向上させることができる。また、繰り返しの変形に耐えられる耐久性に優れたエラストマーを実現できる。
一方、エラストマーの引張強度の上限は、特に限定されないが、例えば、25MPa以下としてもよく、20MPa以下としてもよい。これにより、エラストマーの諸特性のバランスをとることができる。
The lower limit of the tensile strength of the elastomer is, for example, 5.0 MPa or more, preferably 10.0 MPa or more, and more preferably 12.0 MPa or more. This can improve the mechanical strength of the elastomer. In addition, it is possible to realize an elastomer with excellent durability that can withstand repeated deformation.
On the other hand, the upper limit of the tensile strength of the elastomer is not particularly limited, but may be, for example, 25 MPa or less, or 20 MPa or less, so that the various properties of the elastomer can be well balanced.
エラストマーのデュロメータ硬さAの上限は、特に限定されないが、例えば、80以下でもよく、好ましくは75以下でもよく、より好ましくは70以下でもよい。これにより、シリコーンゴムの硬化物性のバランスを図ることができる。これにより、エラストマーにおいて、屈曲や伸張などの変形が容易となる変形容易性を高められる。
一方、エラストマーのデュロメータ硬さAの下限は、特に限定されないが、例えば、20以上、好ましくは25以上、より好ましくは30以上である。これにより、エラストマーの機械的強度を高められる。
The upper limit of the durometer hardness A of the elastomer is not particularly limited, but may be, for example, 80 or less, preferably 75 or less, and more preferably 70 or less. This allows the cured physical properties of the silicone rubber to be well balanced. This increases the deformability of the elastomer, which allows it to be easily deformed, such as by bending or stretching.
On the other hand, the lower limit of the durometer hardness A of the elastomer is not particularly limited, but is, for example, not less than 20, preferably not less than 25, and more preferably not less than 30. This can increase the mechanical strength of the elastomer.
本実施形態において、伸縮性導電糸中の糸(導電糸)、糸を構成するエラストマーの特性を測定する方法として、例えば、以下の方法を採用できる。導電糸の特性の測定には、試験片として、導電糸をそのまま使用してもよい。 In this embodiment, the following method can be used to measure the properties of the thread (conductive thread) in the elastic conductive yarn and the elastomer that constitutes the thread. To measure the properties of the conductive thread, the conductive thread may be used as is as a test piece.
(引裂強度の測定条件)
エラストマーを用いてクレセント形試験片を作製し、得られたクレセント形試験片について、25℃、JIS K6252(2001)に準拠して、引裂強度を測定する。
(Measuring conditions for tear strength)
A crescent-shaped test piece is prepared using the elastomer, and the tear strength of the obtained crescent-shaped test piece is measured at 25° C. in accordance with JIS K6252 (2001).
(引張強度の測定条件)
エラストマーを用いてダンベル状3号形試験片を作製し、得られたダンベル状3号形試験片について、25℃、JIS K6251(2004)に準拠して、引張強度を測定する。
(Measurement conditions for tensile strength)
A dumbbell-shaped No. 3 test piece is prepared using the elastomer, and the tensile strength of the obtained dumbbell-shaped No. 3 test piece is measured at 25° C. in accordance with JIS K6251 (2004).
(破断伸びの測定条件)
エラストマーを用いてダンベル状3号形試験片を作製し、得られたダンベル状3号形試験片について、25℃、JIS K6251(2004)に準拠して、破断伸びを測定する。
(Conditions for measuring elongation at break)
A dumbbell-shaped No. 3 test piece is prepared using the elastomer, and the resulting dumbbell-shaped No. 3 test piece is subjected to measurement of breaking elongation at 25° C. in accordance with JIS K6251 (2004).
(デュロメータ硬さAの測定手順)
エラストマーを用いて、シート状試験片を作製し、JIS K6253(1997)に準拠して、25℃における、得られたシート状試験片のデュロメータ硬さAを測定する。
(Procedure for measuring durometer hardness A)
A sheet-like test piece is prepared using the elastomer, and the durometer hardness A of the obtained sheet-like test piece at 25° C. is measured in accordance with JIS K6253 (1997).
未伸長時の導電性エラストマーの電気抵抗値R0は、例えば、0.1Ω/cm~50Ω/cm、好ましくは0.3Ω/cm~35Ω/cm、より好ましくは0.5Ω/cm~20Ω/cmである。
50%伸長時の導電性エラストマーの電気抵抗値R50は、例えば、0.1Ω/cm~400Ω/cm、好ましくは0.3Ω/cm~200Ω/cm、より好ましくは0.5Ω/cm~100Ω/cmである。
100%伸長時の導電性エラストマーの電気抵抗値R100は、0.5Ω/cm~800Ω/cm、好ましくは1Ω/cm~450Ω/cm、より好ましくは1.5~250Ω/cmである。
The electrical resistance value R0 of the conductive elastomer when unstretched is, for example, 0.1 Ω/cm to 50 Ω/cm, preferably 0.3 Ω/cm to 35 Ω/cm, and more preferably 0.5 Ω/cm to 20 Ω/cm.
The electrical resistance value R50 of the conductive elastomer at 50% elongation is, for example, 0.1 Ω/cm to 400 Ω/cm, preferably 0.3 Ω/cm to 200 Ω/cm, and more preferably 0.5 Ω/cm to 100 Ω/cm.
The electrical resistance value R100 of the conductive elastomer at 100% elongation is 0.5 Ω/cm to 800 Ω/cm, preferably 1 Ω/cm to 450 Ω/cm, and more preferably 1.5 to 250 Ω/cm.
図3は、本実施形態の導電性構造物200の構造の一例を模式的に示す図である。
本実施形態の導電性構造物200は、伸縮性導電糸100を用いてなる編物または織物で構成される。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the structure of the
The
本実施形態のウェアラブルデバイスは、上記の伸縮性導電糸、または導電性構造物を備える。 The wearable device of this embodiment is equipped with the elastic conductive yarn or conductive structure described above.
ウェアラブルデバイスが備えるセンサーまたは伸縮配線が、上記の伸縮性導電糸または導電性構造物で構成されてもよい。 The sensor or stretchable wiring included in the wearable device may be made of the above-mentioned stretchable conductive yarn or conductive structure.
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することができる。また、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
以下、参考形態の例を付記する。
1. 一または二本以上の糸を含む伸縮性導電糸であって、
前記糸が、前記糸の径方向の断面の一つにおいて、絶縁性エラストマー層と、前記絶縁性エラストマー層の表面に積層した導電性エラストマー層と、を有する、伸縮性導電糸。
2. 1.に記載の伸縮性導電糸であって、
前記糸が、前記絶縁性エラストマー層を含む絶縁性チューブ構造体、及び前記導電性エラストマー層を含む導電性チューブ構造体の少なくとも一方を有する、伸縮性導電糸。
3. 2.に記載の伸縮性導電糸であって、
前記糸が、
前記絶縁性エラストマー層を含む絶縁性チューブ構造体、及び前記絶縁性エラストマー層を含む中実の絶縁性芯構造体の少なくとも一方と、
前記絶縁性チューブ構造体における外表面上、その内表面上、及び前記絶縁性芯構造体における外表面上の少なくとも一以上の面を覆うように構成された、前記導電性エラストマー層を含む導電性チューブ構造体と、を有する、伸縮性導電糸。
4. 2.または3.に記載の伸縮性導電糸であって、
前記糸の最外層に、前記絶縁性チューブ構造体及び前記導電性チューブ構造体のいずれか一方が設けられている、伸縮性導電糸。
5. 1.~4.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸であって、
前記絶縁性エラストマー層が、シリコーンゴム、及びウレタンゴムからなる群から選ばれる一または二以上を含む、伸縮性導電糸。
6. 1.~5.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸であって、
前記絶縁性エラストマー層が、非導電性フィラーを含む、伸縮性導電糸。
7. 1.~6.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸であって、
導電性エラストマー層が、シリコーンゴム、及びウレタンゴムからなる群から選ばれる一または二以上と、導電性フィラーと、を含む、伸縮性導電糸。
8. 1.~4.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸であって、
前記絶縁性エラストマー層が、ビニル基含有オルガノポリシロキサンを含むシリコーンゴム系硬化性組成物の硬化物で構成され、
前記導電性エラストマー層が、導電性フィラーと、ビニル基含有オルガノポリシロキサンを含むシリコーンゴム系硬化性組成物の硬化物とで構成される、伸縮性導電糸。
9. 7.または8.に記載の伸縮性導電糸であって、
前記導電性フィラーが、銀粉を含む、伸縮性導電糸。
10. 7.~9.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸であって、
前記導電性フィラーの含有量は、前記導電性エラストマー層の100質量%中、70質量%以上90質量%以下である、伸縮性導電糸。
11. 1.~10.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸であって、
導電性エラストマー層が、導電性ペーストからなるコーティング層で構成される、伸縮性導電糸。
12. 1.~11.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸であって、
当該伸縮性導電糸中の一本の前記糸における破断強度が、4MPa以上17MPa以下である、伸縮性導電糸。
13. 1.~12.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸であって、
当該伸縮性導電糸中の一本の前記糸における破断伸びが、200%以上1500%以下である、伸縮性導電糸。
14. 1.~13.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸であって、
未伸長時の当該伸縮性導電糸中の一本の前記糸における電気抵抗値が、0.1Ω/cm以上50Ω/cm以下である、伸縮性導電糸。
15. 1.~14.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸であって、
50%伸長時の当該伸縮性導電糸中の一本の前記糸における電気抵抗値が、0.1Ω/cm以上400Ω/cm以下である、伸縮性導電糸。
16. 1.~15.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸であって、
100%伸長時の当該伸縮性導電糸中の一本の前記糸における電気抵抗値が、0.5Ω/cm以上800Ω/cm以下である、伸縮性導電糸。
17. 1.~16.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸であって、
当該伸縮性導電糸について50%の伸長操作を、100回行った前後における、一本の前記糸における未伸長時の電気抵抗値の変化率が、200%以下である、伸縮性導電糸。
18. 1.~17.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸を用いてなる編物または織物で構成される、導電性構造物。
19. 1.~17.のいずれか一つに記載の伸縮性導電糸、または18.に記載の導電性構造物を備える、ウェアラブルデバイス。
20. 19.に記載のウェアラブルデバイスであって、
前記ウェアラブルデバイス中のセンサーまたは伸縮配線が、前記伸縮性導電糸または前記導電性構造物で構成される、ウェアラブルデバイス。
Although the embodiments of the present invention have been described above, these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can be adopted. Furthermore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications and improvements within the scope of the present invention are included in the present invention.
Below, examples of reference forms are given.
1. An elastic conductive yarn comprising one or more yarns,
An elastic conductive yarn, wherein the yarn has, in one radial cross section of the yarn, an insulating elastomer layer and a conductive elastomer layer laminated on the surface of the insulating elastomer layer.
2. The elastic conductive yarn according to 1.,
The yarn has at least one of an insulating tube structure including the insulating elastomer layer and a conductive tube structure including the conductive elastomer layer.
3. The elastic conductive yarn according to 2.,
The yarn,
At least one of an insulating tube structure including the insulating elastomer layer and a solid insulating core structure including the insulating elastomer layer;
and a conductive tube structure including the conductive elastomer layer configured to cover at least one surface of the outer surface of the insulating tube structure, the inner surface of the insulating tube structure, and the outer surface of the insulating core structure.
4. The elastic conductive yarn according to 2. or 3.,
An elastic conductive yarn, in which either the insulating tube structure or the conductive tube structure is provided on the outermost layer of the yarn.
5. The elastic conductive yarn according to any one of 1. to 4.,
The insulating elastomer layer comprises one or more materials selected from the group consisting of silicone rubber and urethane rubber.
6. The elastic conductive yarn according to any one of 1. to 5.,
The insulating elastomer layer comprises a non-conductive filler.
7. The elastic conductive yarn according to any one of 1. to 6.,
An elastic conductive yarn, wherein the conductive elastomer layer comprises one or more selected from the group consisting of silicone rubber and urethane rubber, and a conductive filler.
8. The elastic conductive yarn according to any one of 1. to 4.,
the insulating elastomer layer is composed of a cured product of a silicone rubber-based curable composition containing a vinyl group-containing organopolysiloxane,
The conductive elastomer layer is composed of a conductive filler and a cured product of a silicone rubber-based curable composition containing a vinyl group-containing organopolysiloxane.
9. The stretchable conductive yarn according to 7. or 8.,
The conductive filler comprises silver powder.
10. The elastic conductive yarn according to any one of 7. to 9.,
The conductive filler content of the elastic conductive yarn is 70% by mass or more and 90% by mass or less, based on 100% by mass of the conductive elastomer layer.
11. The elastic conductive yarn according to any one of 1. to 10.,
An elastic conductive yarn, in which a conductive elastomer layer is composed of a coating layer made of a conductive paste.
12. The elastic conductive yarn according to any one of 1. to 11.,
An elastic conductive yarn, in which the breaking strength of a single yarn in the elastic conductive yarn is 4 MPa or more and 17 MPa or less.
13. The elastic conductive yarn according to any one of 1. to 12.,
An elastic conductive yarn, in which the breaking elongation of one of the yarns in the elastic conductive yarn is 200% or more and 1500% or less.
14. The elastic conductive yarn according to any one of 1. to 13.,
An elastic conductive yarn, in which the electrical resistance of a single thread in the elastic conductive yarn when unstretched is 0.1 Ω/cm or more and 50 Ω/cm or less.
15. The elastic conductive yarn according to any one of 1. to 14.,
An elastic conductive yarn, in which the electrical resistance value of a single thread in the elastic conductive yarn when stretched by 50% is 0.1 Ω/cm or more and 400 Ω/cm or less.
16. The elastic conductive yarn according to any one of 1. to 15.,
An elastic conductive yarn, in which the electrical resistance value of a single thread in the elastic conductive yarn when stretched 100% is 0.5 Ω/cm or more and 800 Ω/cm or less.
17. The elastic conductive yarn according to any one of 1. to 16.,
An elastic conductive thread, in which the rate of change in the electrical resistance of a single strand of the elastic conductive thread when unstretched is 200% or less before and after performing a 50
18. A conductive structure comprising a knitted or woven fabric made using the elastic conductive yarn according to any one of 1. to 17.
19. A wearable device comprising the stretchable conductive yarn according to any one of 1. to 17., or the conductive structure according to 18..
20. The wearable device according to claim 19,
A wearable device, wherein a sensor or stretchable wiring in the wearable device is composed of the stretchable conductive yarn or the conductive structure.
以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the description of these examples.
(ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A))
(A1-1):第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン:下記の合成スキーム1により合成したビニル基含有ジメチルポリシロキサン(上記式(1-1)で表わされる構造)
(A1-2):第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン:下記の合成スキーム2により合成したビニル基含有ジメチルポリシロキサン(上記式(1-1)で表わされる構造でR1およびR2がビニル基である構造)
(Vinyl Group-Containing Organopolysiloxane (A))
(A1-1): First vinyl group-containing linear organopolysiloxane: a vinyl group-containing dimethylpolysiloxane (structure represented by the above formula (1-1)) synthesized according to the following synthesis scheme 1.
(A1-2): Second vinyl group-containing linear organopolysiloxane: a vinyl group-containing dimethylpolysiloxane synthesized according to the following synthesis scheme 2 (a structure represented by the above formula (1-1) in which R 1 and R 2 are vinyl groups).
(オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B))
(B-1):オルガノハイドロジェンポリシロキサン:モメンティブ社製、「TC-25D」
(Organohydrogenpolysiloxane (B))
(B-1): Organohydrogenpolysiloxane: "TC-25D" manufactured by Momentive Corporation
(シリカ粒子(C))
(C):シリカ微粒子(粒径7nm、比表面積300m2/g)、日本アエロジル社製、「AEROSIL300」
(Silica Particles (C))
(C): Silica fine particles (particle size 7 nm, specific surface area 300 m 2 /g), manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., "AEROSIL300"
(シランカップリング剤(D))
(D-1):ヘキサメチルジシラザン(HMDZ)、Gelest社製、「HEXAMETHYLDISILAZANE(SIH6110.1)」
(D-2)ジビニルテトラメチルジシラザン、Gelest社製、「1,3-DIVINYLTETRAMETHYLDISILAZANE(SID4612.0)」
(Silane Coupling Agent (D))
(D-1): Hexamethyldisilazane (HMDZ), manufactured by Gelest, "HEXAMETHYLDISILAZANE (SIH6110.1)"
(D-2) Divinyltetramethyldisilazane, manufactured by Gelest, "1,3-DIVINYLTETRAMETHYLDISILAZANE (SID4612.0)"
(白金または白金化合物(E))
(E-1):白金化合物 (モメンティブ社製、商品名「TC―25A」)
(Platinum or platinum compound (E))
(E-1): Platinum compound (manufactured by Momentive, product name "TC-25A")
(水(F))
(F):純水
(Water (F))
(F): Pure water
(金属粉(G))
(G1):銀粉、徳力化学研究所社製、商品名「TC-101」、メジアン径d50:8.0μm、アスペクト比16.4、平均長径4.6μm
(Metal Powder (G))
(G1): Silver powder, manufactured by Tokuriki Chemical Laboratory Co., Ltd., product name "TC-101", median diameter d 50 : 8.0 μm, aspect ratio 16.4, average major axis 4.6 μm
(ビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)の合成)
[合成スキーム1:第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)の合成]
下記式(5)にしたがって、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)を合成した。
すなわち、Arガス置換した、冷却管および攪拌翼を有する300mLセパラブルフラスコに、オクタメチルシクロテトラシロキサン74.7g(252mmol)、カリウムシリコネート0.1gを入れ、昇温し、120℃で30分間攪拌した。なお、この際、粘度の上昇が確認できた。
その後、155℃まで昇温し、3時間攪拌を続けた。そして、3時間後、1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサン0.1g(0.6mmol)を添加し、さらに、155℃で4時間攪拌した。
さらに、4時間後、トルエン250mLで希釈した後、水で3回洗浄した。洗浄後の有機層をメタノール1.5Lで数回洗浄することで、再沈精製し、オリゴマーとポリマーを分離した。得られたポリマーを60℃で一晩減圧乾燥し、第1のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-1)を得た(Mn=2,2×105、Mw=4,8×105)。また、H-NMRスペクトル測定により算出したビニル基含有量は0.04モル%であった。
(Synthesis of vinyl group-containing organopolysiloxane (A))
[Synthesis Scheme 1: Synthesis of First Vinyl Group-Containing Linear Organopolysiloxane (A1-1)]
A first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) was synthesized according to the following formula (5).
That is, 74.7 g (252 mmol) of octamethylcyclotetrasiloxane and 0.1 g of potassium siliconate were placed in a 300 mL separable flask equipped with a cooling tube and stirring blade and substituted with Ar gas, and the temperature was raised and the mixture was stirred for 30 minutes at 120° C. During this time, an increase in viscosity was confirmed.
The temperature was then raised to 155° C. and stirring was continued for 3 hours. After 3 hours, 0.1 g (0.6 mmol) of 1,3-divinyltetramethyldisiloxane was added and the mixture was further stirred at 155° C. for 4 hours.
After 4 hours, the mixture was diluted with 250 mL of toluene and washed three times with water. The washed organic layer was washed several times with 1.5 L of methanol for reprecipitation purification, and the oligomer and polymer were separated. The resulting polymer was dried overnight at 60° C. under reduced pressure to obtain a first vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-1) (Mn=2.2×10 5 , Mw=4.8×10 5 ). The vinyl group content calculated by H-NMR spectrum measurement was 0.04 mol%.
[合成スキーム2:第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-2)の合成]
上記(A1-1)の合成工程において、オクタメチルシクロテトラシロキサン74.7g(252mmol)に加えて2,4,6,8-テトラメチル2,4,6,8-テトラビニルシクロテトラシロキサン0.86g(2.5mmol)を用いたこと以外は、(A1-1)の合成工程と同様にすることで、下記式(6)のように、第2のビニル基含有直鎖状オルガノポリシロキサン(A1-2)を合成した。また、H-NMRスペクトル測定により算出したビニル基含有量は0.92モル%であった。
[Synthesis Scheme 2: Synthesis of second vinyl group-containing linear organopolysiloxane (A1-2)]
A second vinyl-containing linear organopolysiloxane (A1-2) was synthesized as shown in formula (6) below in the same manner as in the synthesis of (A1-1) above, except that 0.86 g (2.5 mmol) of 2,4,6,8-tetramethyl-2,4,6,8-tetravinylcyclotetrasiloxane was used in addition to 74.7 g (252 mmol) of octamethylcyclotetrasiloxane in the synthesis of (A1-1). The vinyl group content calculated by H-NMR spectrum measurement was 0.92 mol%.
(シリコーンゴム系硬化性組成物の調製)
以下の手順に従って、表1の実施例1~8、及び(ア)のシリコーンゴム系硬化性組成物を調整した。
まず、下記の表1に示す割合で、90%のビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)、シランカップリング剤(D)および水(F)の混合物を予め混練し、その後、混合物にシリカ粒子(C)を加えてさらに混練し、混練物(シリコーンゴムコンパウンド)を得た。
ここで、シリカ粒子(C)添加後の混練は、カップリング反応のために窒素雰囲気下、60~90℃の条件下で1時間混練する第1ステップと、副生成物(アンモニア)の除去のために減圧雰囲気下、160~180℃の条件下で2時間混練する第2ステップとを経ることで行い、その後、冷却し、残り10%のビニル基含有オルガノポリシロキサン(A)を2回に分けて添加し、20分間混練した。
続いて、下記の表2に示す割合で、得られた混練物(シリコーンゴムコンパウンド)100重量部に、オルガノハイドロジェンポリシロキサン(B)、白金または白金化合物(E)を加えて、ロールで混練し、各シリコーンゴム系硬化性組成物を得た。
(Preparation of Silicone Rubber-Based Curable Composition)
According to the following procedure, the silicone rubber-based hardenable compositions of Examples 1 to 8 and (A) in Table 1 were prepared.
First, a mixture of 90% vinyl group-containing organopolysiloxane (A), silane coupling agent (D), and water (F) was pre-kneaded in the proportions shown in Table 1 below, and then silica particles (C) were added to the mixture and further kneaded to obtain a kneaded product (silicone rubber compound).
Here, the kneading after the addition of the silica particles (C) was carried out through a first step of kneading for 1 hour under conditions of 60 to 90°C in a nitrogen atmosphere for the coupling reaction, and a second step of kneading for 2 hours under conditions of 160 to 180°C in a reduced pressure atmosphere for the removal of the by-product (ammonia), followed by cooling, and then adding the remaining 10% of the vinyl group-containing organopolysiloxane (A) in two portions and kneading for 20 minutes.
Next, organohydrogenpolysiloxane (B), platinum or a platinum compound (E) was added to 100 parts by weight of the resulting kneaded product (silicone rubber compound) in the proportions shown in Table 2 below, and the mixture was kneaded with a roll to obtain each silicone rubber-based curable composition.
(導電性ペーストの調製)
得られた13.7重量部の(ア)のシリコーンゴム系硬化性組成物を、31.8重量部のテトラデカン(溶剤)に浸漬し、続いて自転・公転ミキサーで撹拌し、54.5重量部の金属粉(G1)を加えた後に三本ロールで混練することで、導電性ペーストを得た。
(Preparation of Conductive Paste)
The obtained silicone rubber-based hardening composition (a) (13.7 parts by weight) was immersed in 31.8 parts by weight of tetradecane (solvent), then stirred with a centrifugal mixer, 54.5 parts by weight of metal powder (G1) was added, and the mixture was kneaded with a triple roll mill to obtain a conductive paste.
(伸縮性導電糸の作製)
実施例1~8のシリコーンゴム系硬化性組成物を使用し、押出機を用いてチューブ状に押出成形して、絶縁性シリコーンゴムで構成されたチューブ部材を得た。
このチューブ部材の内層及び/又は外層に、表2、表3に示す膜厚となるように、得られた導電性ペーストを塗布し、これを180℃、2時間の条件で加熱硬化させ、導電性シリコーンゴム層を形成した。
以上により、絶縁性エラストマー層で構成される絶縁性チューブ構造体の内表面及び/又は外表面上に導電性エラストマー層が積層してなる、実施例1~8の導電層コートチューブ(伸縮性導電糸)を得た。
チューブ部材の寸法、導電性シリコーンゴム層の膜厚は、伸縮性導電糸の径方向の断面において、顕微鏡を用いて測定した。
(Preparation of elastic conductive yarn)
The silicone rubber-based hardening compositions of Examples 1 to 8 were extruded into a tube using an extruder to obtain a tube member made of insulating silicone rubber.
The obtained conductive paste was applied to the inner layer and/or outer layer of this tube member to the film thickness shown in Tables 2 and 3, and then heat-cured at 180°C for 2 hours to form a conductive silicone rubber layer.
As a result of the above, the conductive layer coated tubes (elastic conductive yarns) of Examples 1 to 8 were obtained, in which a conductive elastomer layer was laminated on the inner surface and/or outer surface of an insulating tube structure composed of an insulating elastomer layer.
The dimensions of the tube member and the film thickness of the conductive silicone rubber layer were measured using a microscope on a radial cross section of the elastic conductive thread.
得られた伸縮性導電糸について、以下の項目を評価した。
評価結果を表2,3に示す。各表中、斜線は、導電性シリコーンゴム層を形成しなかったことを意味する。
The obtained elastic conductive yarn was evaluated for the following items.
The evaluation results are shown in Tables 2 and 3. In each table, the diagonal lines indicate that a conductive silicone rubber layer was not formed.
(引張強度)
導電層コートチューブを用いて、JIS K6251(2004)に準拠して、25℃における引張強度を測定した。単位はMPaである。
(Tensile strength)
The conductive layer coated tube was used to measure the tensile strength at 25° C. in accordance with JIS K6251 (2004), with the unit being MPa.
(破断伸び)
導電層コートチューブを用いて、JIS K6251(2004)に準拠して、破断伸びを測定した。破断伸びは、[チャック間移動距離(mm)]÷[初期チャック間距離(35mm)]×100で計算した。単位は%である。
(Elongation at break)
The breaking elongation was measured using the conductive layer coated tube in accordance with JIS K6251 (2004). The breaking elongation was calculated by [chuck movement distance (mm)]÷[initial chuck distance (35 mm)]×100. The unit is %.
(未伸長時、伸長時の電気抵抗値)
長さ5cmの導電層コートチューブを用いて、両端5mmずつテープを巻いて絶縁した上でチャックに固定した。中央3cmの両端に測定クリップを取り付けて、未伸長時、長さ方向に0.5mm/secの速度で50%伸長させた時、100%伸長させた時の、それぞれにおいて、外層の導電性シリコーンゴム層における抵抗値を測定した。
得られた抵抗値から、以下の式に基づいて、各電気抵抗値(Ω/cm)を算出した。
R0(Ω/cm)=未伸長時の糸の抵抗値(Ω)/未伸長時の糸の長さ(cm)
R50(Ω/cm)=50%伸長時の糸の抵抗値(Ω)/50%伸長時の糸の長さ(cm)
R100(Ω/cm)=100%伸長時の糸の抵抗値(Ω)/100%伸長時の糸の長さ(cm)
(Electrical resistance when unstretched and stretched)
A 5 cm long conductive layer coated tube was fixed to a chuck after wrapping 5 mm of tape around each end for insulation. Measurement clips were attached to both ends of the central 3 cm portion, and the resistance of the outer conductive silicone rubber layer was measured when the tube was unstretched, stretched 50% in the length direction at a speed of 0.5 mm/sec, and stretched 100%.
From the obtained resistance values, each electrical resistance value (Ω/cm) was calculated based on the following formula.
R0 (Ω/cm) = resistance value of unstretched thread (Ω) / length of unstretched thread (cm)
R50 (Ω/cm) = resistance value of thread when stretched 50% (Ω) / length of thread when stretched 50% (cm)
R100 (Ω/cm) = resistance value of thread when stretched 100% (Ω) / length of thread when stretched 100% (cm)
(50%、100回伸縮後における電気抵抗値の変化率)
長さ5cmの導電層コートチューブを用いて、両端5mmずつテープを巻いて絶縁した上でチャックに固定した。長さ方向に1.33mm/secの速度で50%伸長させ、10秒間保持し、同じ速度で伸長を解放し、10秒間保持する試験を100回繰り返した後の、外層の導電性シリコーンゴム層における抵抗値を測定し、初期抵抗値との変化率を、下記式に基づいて算出した。
電気抵抗値の変化率は、未伸長時における糸の抵抗値をR0、100回伸縮操作した後における糸の未伸長時の抵抗値をR0'とした時の、(R0'-R0)/R0×100から算出した。
(50%, rate of change in electrical resistance after 100 stretches)
A conductive layer-coated tube 5 cm long was wrapped with 5 mm of tape at each end for insulation and fixed to a chuck. The tube was stretched 50% in the length direction at a speed of 1.33 mm/sec, held for 10 seconds, released at the same speed, and held for 10 seconds. This test was repeated 100 times, after which the resistance of the outer conductive silicone rubber layer was measured, and the rate of change from the initial resistance was calculated according to the following formula.
The rate of change in electrical resistance was calculated from (R0'-R0)/
なお、実施例1~4の導電層コートチューブを用いて、上記と同様の方法にて、未伸長時、50%伸長時、100%伸長時の抵抗値、及び50%100回伸縮後の抵抗値を測定したとき、内層及び外層のいずれの導電性シリコーンゴム層においても、破断せず、導通することが分かった。
また、実施例1~8の導電層コートチューブを用いて、50%100回伸縮を行った後、チューブ部材と導電性シリコーンゴム層との間に剥離が発生していないことを確認した。
In addition, when the conductive layer coated tubes of Examples 1 to 4 were used to measure the resistance values when unstretched, stretched to 50%, stretched to 100%, and after stretching to 50% 100 times in the same manner as above, it was found that neither the inner nor outer conductive silicone rubber layers broke and were conductive.
Furthermore, after the conductive layer coated tubes of Examples 1 to 8 were stretched 100 times by 50%, it was confirmed that no peeling occurred between the tube member and the conductive silicone rubber layer.
(比較例1)
ステンレス鋼繊維の撚糸(日本精線社製、ナスロン(登録商標)、品番:12-100/2、伸び率:1.6%)を準備した。比較例1の金属製導電糸は、容易に伸長させることが出来なかった。
(Comparative Example 1)
A twisted yarn of stainless steel fiber (manufactured by Nippon Seisen Co., Ltd., Naslon (registered trademark), product number: 12-100/2, elongation: 1.6%) was prepared. The metallic conductive yarn of Comparative Example 1 could not be easily elongated.
実施例1~8の伸縮性導電糸は、比較例1と比べて伸縮性、及び伸長時における電気特性に優れることが分かった。 The elastic conductive yarns of Examples 1 to 8 were found to have superior elasticity and electrical properties when stretched compared to Comparative Example 1.
10,11,12,13 絶縁性エラストマー層
20,21,22,23,24 導電性エラストマー層
30 穴
50,51,52,53 糸
100 伸縮性導電糸
200 導電性構造物
10, 11, 12, 13 Insulating
Claims (20)
前記糸が、前記糸の径方向の断面の一つにおいて、絶縁性エラストマー層と、前記絶縁性エラストマー層の表面に積層した導電性エラストマー層と、を有し、
前記導電性エラストマー層が、粉末状または繊維状の導電性フィラーを含む、伸縮性導電糸。 An elastic conductive yarn comprising one or more yarns,
The yarn has , in one radial cross section of the yarn, an insulating elastomer layer and a conductive elastomer layer laminated on a surface of the insulating elastomer layer,
An elastic conductive yarn , wherein the conductive elastomer layer contains a powder or fibrous conductive filler .
前記糸が、前記絶縁性エラストマー層を含む絶縁性チューブ構造体、及び前記導電性エラストマー層を含む導電性チューブ構造体の少なくとも一方を有する、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to claim 1,
The yarn has at least one of an insulating tube structure including the insulating elastomer layer and a conductive tube structure including the conductive elastomer layer.
前記糸が、
前記絶縁性エラストマー層を含む絶縁性チューブ構造体、及び前記絶縁性エラストマー層を含む中実の絶縁性芯構造体の少なくとも一方と、
前記絶縁性チューブ構造体における外表面上、その内表面上、及び前記絶縁性芯構造体における外表面上の少なくとも一以上の面を覆うように構成された、前記導電性エラストマー層を含む導電性チューブ構造体と、を有する、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to claim 2,
The yarn,
At least one of an insulating tube structure including the insulating elastomer layer and a solid insulating core structure including the insulating elastomer layer;
and a conductive tube structure including the conductive elastomer layer configured to cover at least one surface of the outer surface of the insulating tube structure, the inner surface of the insulating tube structure, and the outer surface of the insulating core structure.
前記糸の最外層に、前記絶縁性チューブ構造体及び前記導電性チューブ構造体のいずれか一方が設けられている、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to claim 2 or 3,
An elastic conductive yarn, in which either the insulating tube structure or the conductive tube structure is provided on the outermost layer of the yarn.
前記絶縁性エラストマー層が、シリコーンゴム、及びウレタンゴムからなる群から選ばれる一または二以上を含む、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 4,
The insulating elastomer layer comprises one or more materials selected from the group consisting of silicone rubber and urethane rubber.
前記絶縁性エラストマー層が、非導電性フィラーを含む、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 5,
The insulating elastomer layer comprises a non-conductive filler.
導電性エラストマー層が、シリコーンゴム、及びウレタンゴムからなる群から選ばれる一または二以上を含む、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 6,
An elastic conductive yarn, wherein the conductive elastomer layer comprises one or more selected from the group consisting of silicone rubber and urethane rubber.
前記絶縁性エラストマー層が、ビニル基含有オルガノポリシロキサンを含むシリコーンゴム系硬化性組成物の硬化物で構成され、
前記導電性エラストマー層が、前記導電性フィラーと、ビニル基含有オルガノポリシロキサンを含むシリコーンゴム系硬化性組成物の硬化物とで構成される、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 4,
the insulating elastomer layer is composed of a cured product of a silicone rubber-based curable composition containing a vinyl group-containing organopolysiloxane,
The conductive elastomer layer is composed of the conductive filler and a cured product of a silicone rubber-based curable composition containing a vinyl group-containing organopolysiloxane.
前記導電性フィラーが、銀粉を含む、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 8 ,
The conductive filler comprises silver powder.
前記導電性フィラーの含有量は、前記導電性エラストマー層の100質量%中、70質量%以上90質量%以下である、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 9,
The conductive filler content of the elastic conductive yarn is 70% by mass or more and 90% by mass or less, based on 100% by mass of the conductive elastomer layer.
導電性エラストマー層が、導電性ペーストからなるコーティング層で構成される、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 10,
An elastic conductive yarn, in which a conductive elastomer layer is composed of a coating layer made of a conductive paste.
当該伸縮性導電糸中の一本の前記糸における破断強度が、4MPa以上17MPa以下である、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 11,
An elastic conductive yarn, in which the breaking strength of a single yarn in the elastic conductive yarn is 4 MPa or more and 17 MPa or less.
当該伸縮性導電糸中の一本の前記糸における破断伸びが、200%以上1500%以下である、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 12,
An elastic conductive yarn, in which the breaking elongation of one of the yarns in the elastic conductive yarn is 200% or more and 1500% or less.
未伸長時の当該伸縮性導電糸中の一本の前記糸における電気抵抗値が、0.1Ω/cm以上50Ω/cm以下である、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 13,
An elastic conductive yarn, in which the electrical resistance of a single thread in the elastic conductive yarn when unstretched is 0.1 Ω/cm or more and 50 Ω/cm or less.
50%伸長時の当該伸縮性導電糸中の一本の前記糸における電気抵抗値が、0.1Ω/cm以上400Ω/cm以下である、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 14,
An elastic conductive yarn, in which the electrical resistance value of a single thread in the elastic conductive yarn when stretched by 50% is 0.1 Ω/cm or more and 400 Ω/cm or less.
100%伸長時の当該伸縮性導電糸中の一本の前記糸における電気抵抗値が、0.5Ω/cm以上800Ω/cm以下である、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 15,
An elastic conductive yarn, in which the electrical resistance value of a single thread in the elastic conductive yarn when stretched 100% is 0.5 Ω/cm or more and 800 Ω/cm or less.
当該伸縮性導電糸について50%の伸長操作を、100回行った前後における、一本の前記糸における未伸長時の電気抵抗値の変化率が、200%以下である、伸縮性導電糸。 The elastic conductive yarn according to any one of claims 1 to 16,
An elastic conductive thread, in which the rate of change in the electrical resistance of a single strand of the elastic conductive thread when unstretched is 200% or less before and after performing a 50% stretching operation on the elastic conductive thread 100 times.
前記ウェアラブルデバイス中のセンサーまたは伸縮配線が、前記伸縮性導電糸または前記導電性構造物で構成される、ウェアラブルデバイス。 20. The wearable device of claim 19,
A wearable device, wherein a sensor or stretchable wiring in the wearable device is composed of the stretchable conductive yarn or the conductive structure.
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