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光学部品用高透明シリコーンゴム LUMISIL® LR 7601シリーズ

 

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イントロダクション

  耐熱性、耐候性、柔軟性、軽量化など様々な特性を有するシリコーンゴム材料は、高透明樹脂やガラスなどの透明材料に対して、置き換えることで優れたパフォーマンスを発揮する場合があります。LEDレンズ部品や自動車用ヘッドライトのレンズや導光路部品、光学レンズなどへの応用が実現されています。さらに、二次硬化した成形品は医療用途への適用が可能であり、さらなる用途の拡大が期待されます。
 

 LUMISIL® LR 7601シリーズは光学用途への適用を想定した高透明の液状シリコーンゴムです。可視光波長での透過性に優れ、高温での長期耐熱性を有し、紫外線や自然光に長期間暴露された場合においても透明性を維持します。また、低揮発分の含有量が少ないため、二次硬化の時間短縮や収縮による変形を抑制することが可能です。更に低粘度のため低圧での射出成型が可能です。
本稿ではLUMISIL® LR 7601シリーズの特徴と製品ラインナップについてご紹介します。

 
写真1. 自動車レンズ部品応用例

写真2. LUMISIL® LR 7601で成形したレンズ部品

1.LUMISIL® LR 7601シリーズの特徴

 LUMISIL® LR 7601シリーズは以下の記載の特徴を有しています。

 

・高透明 
 LUMISIL® LR 7601シリーズは可視光領域において90%以上の透過率を有する非常に透明性の高い材料です。一例として、図1にLR 7601/70の透過率データを示します。
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図1. LUMISIL® LR 7601/70 の透過率

 

 

・低粘度/優れた成形加工性 

 通常の液状シリコーンゴム製品はシリカを含有するため、粘度がせん断速度に依存する構造粘性を示します。一方、LUMISIL® LR 7601シリーズは低粘度であり、構造粘性を有さないため、低い射出圧力でも複雑な形状の製品の成形が可能です。
 図2に汎用グレードであるELASTOSIL® LR 3003/50とLUMISIL® LR 7601/50の粘度のせん断速度依存性のデータを示します。
 ELASTOSIL® LR 3003/50は、せん断速度の依存性(構造粘性)を示すのに対し、LUMISIL® LR 7601/50は、低い射出圧力においても優れた流動性を示します。この優れた流動性により、デザイン性と機能性を兼ね備えた複雑な形状で柔軟性に富むレンズ部品やLED導光路部品の成形が可能となり、設計自由度と生産性の高い量産プロセスが実現できます。
また、耐熱性、耐候性にも優れ、自動車ヘッドランプのレンズ部品として好適な材料であると言えます。
 

図2  LUMISIL® 7601/50の流動特性

 

 

・耐熱性、耐候性 

 LUMISIL® LR 7601シリーズは150℃、3000時間の耐熱試験後においても透明性に変化がないという、優れた耐熱性を示します。また、42日間の耐候試験後もその透明性を維持しています。一例として、図3、 図4にLR 7601/70の透過率データを示します。

 

 

 

2.他の高透明材料との比較

 LUMISIL® LR 7601シリーズに代表される高透明のシリコーンゴムは、高透明樹脂やガラスなどの他の高透明材料に比べ、耐熱性、耐候性、柔軟性、軽量化など様々なメリットがあります。


図3  LUMISIL® LR 7601/70 耐熱試験結果
試験条件: 150℃、3000時間

 


図4.  LUMISIL® LR 7601/70 耐候性
試験条件 : ISO 11431準拠
試験片にキセノンライトを連続照射 (雨を想定して102分ドライ条件、18分水を表面に流す。) 

 

 

 

3.LUMISIL® LR 7601シリーズの製品ラインナップ

 表1、表2にLUMISIL® LR 7601シリーズの製品ラインナップと各製品の代表物性値を示します。
LUMISIL® LR 7601シリーズは硬さ50~80の全4種類がラインナップされ、いずれも低粘度で流動性に優れ、射出成型が可能です。

 

 

表1.シリコーンと他の高透明材料との比較

  

 シリコーン  

 ポリカーボネート 

 アクリル  

ガラス

光学特性 

透明性

 ◎ 

耐久性

耐熱性

×

×

耐候性

×

デザイン性

機能性

柔軟性

×

×

×

軽量化

×

設計自由度

×

×

×

 

  表2.LUMISIL® LR 7601シリーズの硬化前特性

  試験方法 単位  LR7601/50    LR7601/60    LR7601/70   LR7601/80 
外観 - - 透明 透明 透明 透明
 粘度(せん断速度:1s-1)  DIN 53019    mPa・s   29000 26000 31000 35000
 粘度(せん断速度:10s-1  DIN 53019    mPa・s   28000 25000 28000 31000

 

 表3.LUMISIL® LR 7601シリーズの硬化後特性

  試験方法 単位  LR7601/50    LR7601/60    LR7601/70   LR7601/80 
 硬さ(Shore A)   DIN 53505   - 50 60 70 78
密度  ISO 1183-1 A    g/cm3   1.02 1.04 1.05 1.05
引張強さ   DIN 53504 S 1    N/mm2   5.6 6.3 9.0 8.0
破断時伸び  DIN 53504 S 1  % 350 220 90 70
引裂強さ ASTM D 624 B N/mm 20 18 10  9
屈折率  -  - 1.41 1.41 1.41  1.41
生体適合性

 USP Class V

ISO 10993

ISO 10993-10

ISO 10993-11

(USP 25)

適合 適合 適合 適合

 

  

4.おわりに

 
LUMISIL® LR 7601シリーズは、その優れた透明性、柔軟性、耐熱・耐光性、および射出成型性による卓越した加工特性により、機能性とデザイン性を兼ね備えた新たな光学用材料として、更には、医療用途など、今後、様々な用途への適用が期待される材料です。

 

 

各製品の詳細情報につきましては、「お問い合わせ一覧」より、お問い合わせください。

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