JP2011500889A - 強化シリコーン樹脂フィルムおよびナノ繊維充填シリコーン組成物 - Google Patents

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Abstract

少なくとも1つのポリマー層を含む強化シリコーン樹脂フィルムであって、当該ポリマー層のうちの少なくとも1つは少なくとも1つのシリコーン樹脂の硬化生成物を含み、当該ポリマー層のうちの少なくとも1つは酸化アルミニウムナノ繊維を含み、このナノ繊維はγ−AlO(OH)およびγ−Alから選択される少なくとも1つの酸化アルミニウムを含む、強化シリコーン樹脂フィルム;ならびに当該酸化アルミニウムナノ繊維を含むナノ繊維充填シリコーン組成物。
【選択図】なし

Description

(関連出願の相互参照)
本願は、米国特許法第119条第(e)項に基づき、2007年10月12日出願の米国仮特許出願第60/979446号の利益を主張する。米国仮特許出願第60/979446号を、参照により本願明細書に援用する。
本発明は、強化シリコーン樹脂フィルムに関し、より具体的には、少なくとも1つのポリマー層を含む強化シリコーン樹脂フィルムであって、当該ポリマー層のうちの少なくとも1つは少なくとも1つのシリコーン樹脂の硬化生成物を含み、当該ポリマー層のうちの少なくとも1つは酸化アルミニウムナノ繊維を含み、このナノ繊維はγ−AlO(OH)およびγ−Alから選択される少なくとも1つの酸化アルミニウムを含む、強化シリコーン樹脂フィルムに関する。本発明はまた、シリコーン樹脂、および酸化アルミニウムナノ繊維を含む硬化性シリコーン組成物を含むナノ繊維充填シリコーン組成物に関する。
シリコーン樹脂は、高い熱安定性、良好な耐湿性、優れた柔軟性、高い耐酸化性、低い誘電率および高い透明性を含めた、それらの特性のユニークな組合せによって、様々な応用に有用である。例えば、シリコーン樹脂は、自動車、電子機器、建築、電化製品および航空宇宙産業において、保護または誘電コーティングとして広く使われている。
シリコーン樹脂コーティングは様々な基材を保護するか、絶縁するかまたは結合するために使用することができるが、自立型のシリコーン樹脂フィルムは低い引裂強度、高い脆さ、低いガラス転移温度および高い熱膨張係数のため、限られた有用性を有する。
従って、改善された機械的特性および熱特性を有する自立型のシリコーン樹脂フィルムについてのニーズが存在する。
本発明は、少なくとも1つのポリマー層を含む強化シリコーン樹脂フィルムであって、当該ポリマー層のうちの少なくとも1つは少なくとも1つのシリコーン樹脂の硬化生成物を含み、当該ポリマー層のうちの少なくとも1つは酸化アルミニウムナノ繊維を含み、このナノ繊維はγ−AlO(OH)およびγ−Alから選択される少なくとも1つの酸化アルミニウムを含む、強化シリコーン樹脂フィルムに関する。
本発明はまた、ナノ繊維充填シリコーン組成物であって、
(A)シリコーン樹脂を含む硬化性シリコーン組成物と、
(B)酸化アルミニウムナノ繊維であって、このナノ繊維はγ−AlO(OH)およびγ−Alから選択される少なくとも1つの酸化アルミニウムを含む、酸化アルミニウムナノ繊維と、
を含むナノ繊維充填シリコーン組成物にも関する。
本発明の強化シリコーン樹脂フィルムは、低い熱膨張係数を有し、熱的に誘発されたひび割れに対する高い抵抗性を呈する。
本発明の強化シリコーン樹脂フィルムは、高い熱安定性、柔軟性、機械的強度および透明性を有するフィルムを必要としている応用に有用である。例えば、このシリコーン樹脂フィルムは、フレキシブルディスプレイ、太陽電池、フレキシブル電子回路基板、タッチスクリーン、耐火性壁紙および衝撃耐性ウインドウの一体的要素として使用することが可能である。このフィルムは、透明または不透明な電極のための適切な基材でもある。
図1A、図1Bおよび図1Cは、熱処理後の実施例3の強化シリコーン樹脂フィルムの平面図(すなわち、上面図)写真である。
本願明細書で使用する場合、用語「ベーマイト」は式γ−AlO(OH)を有するγ−水酸化酸化アルミニウム(aluminium oxide hydroxide)を指し、また逆も同様である。
本発明に係る強化シリコーン樹脂フィルムは少なくとも1つのポリマー層を含み、このポリマー層のうちの少なくとも1つは少なくとも1つのシリコーン樹脂の硬化生成物を含み、当該ポリマー層のうちの少なくとも1つは酸化アルミニウムナノ繊維を含み、このナノ繊維はγ−AlO(OH)およびγ−Alから選択される少なくとも1つの酸化アルミニウムを含む。
当該強化シリコーン樹脂フィルムのポリマー層の各々は、典型的には0.01〜1000μm、あるいは5〜500μm、あるいは10〜100μmの厚みを有する。
当該強化シリコーン樹脂フィルムのポリマー層の各々は、熱可塑性ポリマーまたは熱硬化したポリマーを含むことができる。この熱可塑性ポリマーまたは熱硬化したポリマーは、単独重合体または共重合体であってよい。さらに、この熱可塑性ポリマーまたは熱硬化したポリマーは、シリコーンポリマーまたは有機ポリマーであってよい。本願明細書において、そして以下で使用される場合、用語「熱可塑性ポリマー」は、加熱されるとき、流体(流動性の)状態に変わり、冷やされるとき、堅く(非流動性に)なるという特性を有するポリマーを指す。また、用語「熱硬化したポリマー」は、加熱の際に流体状態に変わらない、硬化した(すなわち、架橋した)ポリマーを指す。
熱可塑性ポリマーの例としては、熱可塑性シリコーンポリマー(例えばポリ(ジフェニルシロキサン−co−フェニルメチルシロキサン)、ならびに熱可塑性有機ポリマー(例えばポリオレフィン、ポリスルホン、ポリアクリレートおよびポリエーテルイミド)が挙げられるが、これらに限定されない。
熱硬化したポリマーの例としては、熱硬化したシリコーンポリマー(例えば硬化したシリコーンエラストマー、シリコーンゲルおよび硬化したシリコーン樹脂)、ならびに熱硬化した有機ポリマー(例えばエポキシ樹脂、硬化したアミノ樹脂、硬化したポリウレタン、硬化したポリイミド、硬化したフェノール樹脂、硬化したシアネートエステル樹脂、硬化したビスマレイミド樹脂、硬化したポリエステルおよび硬化したアクリル樹脂)が挙げられるが、これに限定されない。
この強化されたシリコーン樹脂フィルムの隣接するポリマー層は、厚み、ポリマー組成、架橋密度およびカーボンナノ材料または他の強化材の濃度を含めた多くの物理的および化学的化特性のうちの少なくとも1つにおいて異なる。
この強化シリコーン樹脂フィルムは、典型的には、1〜100のポリマー層、あるいは1〜10のポリマー層、あるいは2〜5のポリマー層を含む。
当該強化シリコーン樹脂フィルムのポリマー層のうちの少なくとも1つは、少なくとも1つのシリコーン樹脂の硬化生成物を含む。本願明細書で使用する場合、用語「少なくとも1つのシリコーン樹脂の硬化生成物」は、少なくとも1つのシリコーン樹脂の架橋生成物であって三次元ネットワーク構造を有する架橋生成物を指す。シリコーン樹脂、その樹脂を調製する方法およびそのシリコーン樹脂の硬化生成物を調製する方法は、本発明の強化シリコーン樹脂フィルムを調製する方法で後述する。
当該強化シリコーン樹脂フィルムのポリマー層のうちの少なくとも1つは酸化アルミニウムナノ繊維を含む。本願明細書で使用する場合、用語「酸化アルミニウムナノ繊維」は、以下の実施例の項に記載される方法を使用する透過型電子顕微鏡法(TEM)によって測定されるところの約400nm未満の平均幅を有する酸化アルミニウムフィブリルおよびフィブリルの凝集体を指す。この酸化アルミニウムナノ繊維は、TEMによって測定されるところのフィブリル、またはフィブリルおよび凝集体の混合物を含んでもよい。用語「フィブリル」は、単独であるように見える、すなわち、TEMによって見た場合に下位構造を有しないように見える繊維を指す。この凝集体は、2以上の会合したフィブリルを含有する。さらに、凝集体内のフィブリルは、典型的には、実質的に互いに平行に整列している。
上記フィブリルは、典型的には、1〜20nm、あるいは1〜10nm、あるいは2〜6nmの平均幅を有する(フィブリルの幅はフィブリルの最大直径である)。
当該凝集体は、典型的には、4〜400nm、あるいは10〜300nm、あるいは50〜200nmの平均幅を有する(凝集体の幅は、フィブリルの長さ方向軸に垂直に測定された凝集体の最大寸法である)。
酸化アルミニウムナノ繊維は、X線回折によって測定された場合に、典型的には当該ナノ繊維の総(乾燥)重量に基づいて、0〜100%(重量/重量)のγ−AlO(OH)および100〜0%(重量/重量)のγ−Al、あるいは30〜99%(重量/重量)のγ−AlO(OH)および70〜1%(重量/重量)のγ−Al、あるいは40〜60%(重量/重量)のγ−AlO(OH)および60〜40%(重量/重量)のγ−Alを含む。また、γ−AlO(OH)の重量%およびγ−Alの重量%の合計は100%(重量/重量)である。酸化アルミニウムナノ繊維の乾燥重量は、分散物の試料を大気圧下、150℃の温度で1時間加熱して溶媒を除去することによって、測定されてもよい。
当該酸化アルミニウムナノ繊維は、未処理のナノ繊維であってもよいし、または酸化アルミニウムナノ繊維および溶媒を含む分散物を、後述するように有機ケイ素化合物で処理することにより調製される処理されたナノ繊維であってもよい。この有機ケイ素化合物は、水と反応して強酸を生成するハロシランなどの化合物を除いて、典型的にはシリカ充填剤を処理するために使用される有機ケイ素化合物のいずれであってもよい。適切な有機ケイ素化合物および当該分散物を処理する方法は、本発明の酸化アルミニウム分散物の調製方法で後述されるとおりである。
酸化アルミニウムナノ繊維の例としては、100%(重量/重量)のγ−AlO(OH)および0%(重量/重量)のγ−Alを含有するナノ繊維、99%(重量/重量)のγ−AlO(OH)および1%(重量/重量)のγ−Alを含有するナノ繊維、90%(重量/重量)のγ−AlO(OH)および10%(重量/重量)のγ−Alを含有するナノ繊維、および上述の酸化アルミニウムナノ繊維を有機ケイ素化合物で処理することにより調製される処理されたナノ繊維が挙げられるが、これらに限定されない。
当該酸化アルミニウムナノ繊維は、単一種のナノ繊維であってもよいし、または以下の特性:サイズ、形状、γ−AlO(OH)およびγ−Alの重量の割合、または処理の種類または程度、のうちの少なくとも1つが異なるナノ繊維を含む混合物であってもよい。
当該ポリマー層の中の酸化アルミニウムナノ繊維の濃度は、当該ポリマー層の総重量に基づいて、典型的には0.001〜50%(重量/重量)、あるいは0.1〜10%(重量/重量)、あるいは0.5〜5%(重量/重量)である。
当該酸化アルミニウムナノ繊維は、本発明の強化シリコーン樹脂フィルムの調製方法で後述されるようにして調製することができる。
熱可塑性または熱硬化したポリマーに加えて、当該強化シリコーン樹脂フィルムのポリマー層のうちの少なくとも1つはさらに、繊維強化材を含むことができる。
強化材が高いモジュラスおよび高い引張強さを有するならば、繊維強化材は、繊維を含むいかなる強化材であってもよい。この繊維強化材は、典型的には、25℃で少なくとも3GPaのヤング率を有する。例えば、この強化材は、典型的には3〜1,000GPa、あるいは3〜200GPa、あるいは10〜100GPaの25℃でのヤング率を有する。さらにこの強化材は、典型的には、少なくとも50MPaの25℃での引張強さを有する。例えば、この強化材は、典型的には50〜10,000MPa、あるいは50〜1,000MPa、あるいは50〜500MPaの25℃での引張強さを有する。
繊維強化材は、織布(例えば布)、不織布(例えばマットまたはロービング)、または束ねられていない(個々の)繊維であってよい。強化材の繊維は、形状において、典型的には円筒状であり、1〜100μm、あるいは1〜20μm、あるいは1〜10μmの直径を有する。束ねられていない繊維は連続的なものでもよく(これは繊維がほぼ破断しない形で強化シリコーン樹脂フィルムの全体にわたって延びることを意味する)、またはぶつ切りのものでもよい。
繊維強化材は、典型的には、有機混入物質を除去するために、使用の前に熱処理される。例えば、繊維強化材は、典型的には、適切な時間の間(例えば2時間)、高温(例えば575℃)で、空気中で加熱される。
繊維強化材の例としては、ガラス繊維、石英繊維、グラファイト繊維、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、アラミド繊維(例えばケブラー(登録商標)およびノーメックス(登録商標)、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維、および炭化ケイ素繊維を含む強化材が挙げられるが、これらに限定されない。
当該ポリマー層中の繊維強化材の濃度は、典型的にはポリマー層の総重量に基づいて0.1〜95%(重量/重量)、あるいは5〜75%(重量/重量)、あるいは10〜40%(重量/重量)である。
当該強化シリコーン樹脂フィルムのポリマー層の1以上が酸化アルミニウムナノ繊維および繊維強化材の混合物を含む場合、その混合物の濃度は、典型的には当該ポリマー層の総重量に基づいて、0.1〜96%(重量/重量)、あるいは5〜75%(重量/重量)、あるいは10〜40%(重量/重量)である。
当該強化シリコーン樹脂フィルムのポリマー層は、本発明の強化シリコーン樹脂フィルムを調製する方法で後述するようにして調製できる。
当該強化シリコーン樹脂フィルムは、少なくとも1つのポリマー層を形成する工程であって、このポリマー層のうちの少なくとも1つは少なくとも1つのシリコーン樹脂の硬化生成物を含み、このポリマー層の少なくとも1つは酸化アルミニウムナノ繊維を含み、このナノ繊維はγ−AlO(OH)およびγ−Alから選択される少なくとも1つの酸化アルミニウムを含む工程を含む方法によって調製することができる。第1のポリマー層およびいずれかのさらなるポリマー層(1つまたは複数個)は、強化シリコーン樹脂フィルムについて上で記載され例示したとおりである。
強化シリコーン樹脂フィルムを調製する方法では、少なくとも1つのポリマー層が形成される。第1のポリマー層は、ポリマー層の組成物に応じて、コーティング、押出、ブロー成形、共押出、および二軸延伸を含めた様々な方法を使用して形成できる。例えば、第1のポリマー層が熱可塑性ポリマーを含む場合(すなわち、強化シリコーン樹脂フィルムは少なくとも2つのポリマー層を含む)、その層は、(i)剥離ライナーを流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物でコーティングし、そして(ii)コーティングされた剥離ライナーの熱可塑性ポリマーを固体状態に変換することによって、形成できる。
前述の第1のポリマー層を形成する方法の工程(i)において、剥離ライナーは、流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物でコーティングされる。
剥離ライナーは、第1のポリマー層を損傷なしに取り除くことができる表面を有するいかなる剛性または可撓性の材料であってもよい。剥離ライナーの例としては、シリコン、石英、溶融石英、酸化アルミニウム、セラミック、ガラス、金属箔、ポリオレフィン(例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよびポリエチレンテレフタレート)、フルオロカーボンポリマー(例えばポリテトラフルオロエチレンおよびポリフッ化ビニル)、ポリアミド(例えばナイロン)、ポリイミド、ポリエステル(例えばポリメタクリル酸メチル)、エポキシ樹脂、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリスルホン、およびポリエーテルスルホンが挙げられるがこれらに限定されない。剥離ライナーは、剥離剤(例えばシリコーン剥離剤)で処理された表面を有する、上記で例を挙げた材料であってもよい。
熱可塑性ポリマーを含む組成物は、流体(すなわち液体)状態の熱可塑性ポリマーを含むいかなる組成物であってもよい。本願明細書で使用する場合、用語「流体状態の熱可塑性ポリマー」は、そのポリマーが溶融状態にあるか、または有機溶媒に溶解していることを意味する。例えば、当該組成物はポリマーの融点(T)またはガラス転移温度(T)を上回る溶融した状態の熱可塑性ポリマーを含むことができ、または当該組成物は熱可塑性ポリマーおよび有機溶媒を含むことができる。
上記組成物の熱可塑性ポリマーは、上記強化シリコーン樹脂フィルムについて上で記載され例示したとおりである。この熱可塑性ポリマーは、単一の熱可塑性ポリマーまたは2つ以上の異なる熱可塑性ポリマーを含む混合物(すなわちブレンド)であってよい。例えば、この熱可塑性ポリマーは、ポリオレフィンブレンドであってよい。
有機溶媒は、当該熱可塑性ポリマーと反応せず、かつそのポリマーと混和性である、任意のプロトン性、非プロトン性、または双極性の非プロトン性有機溶媒であってよい。有機溶媒の例としては、飽和脂肪族炭化水素(例えばn−ペンタン、ヘキサン、n−ヘプタン、イソオクタンおよびドデカン)、脂環式炭化水素(例えばシクロペンタンおよびシクロヘキサン)、芳香族炭化水素(例えばベンゼン、トルエン、キシレンおよびメシチレン)、環状エーテル(例えばテトラヒドロフラン(THF)およびジオキサン)、ケトン(例えばメチルイソブチルケトン(MIBK))、ハロゲン化アルカン(例えばトリクロロエタン)、ハロゲン化芳香族炭化水素(例えばブロモベンゼンおよびクロロベンゼン)、およびアルコール(例えばメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−ブタノール、1,1−ジメチル−1−エタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノールおよびオクタノール)が挙げられるが、これらに限定されない。
この有機溶媒は、単一の有機溶媒であってもよいし、または2つ以上の異なる有機溶媒(各々は、上で記載され例示されているとおりである)を含む混合物であってよい。
熱可塑性ポリマーを含む組成物は、上に記載され例示されている酸化アルミニウムナノ繊維をさらに含むことができる。
熱可塑性ポリマーを含む組成物が酸化アルミニウムナノ繊維を含む場合、この組成物は、30〜99.9%(重量/重量)の溶媒およびその溶媒の中に懸濁された0.1〜70%(重量/重量)の酸化アルミニウムナノ繊維を含む酸化アルミニウム分散物、および流体の状態の熱可塑性ポリマーを混合することによって調製することができ、このナノ繊維はγ−AlO(OH)およびγ−Alから選択される少なくとも1つの酸化アルミニウムを含む。この熱可塑性ポリマーは、典型的には有機溶媒に溶解されている。
この酸化アルミニウム分散物は少なくとも1つの溶媒を含む。この溶媒は、水、有機溶媒、または水および有機溶媒の混合物であってよい。この有機溶媒は、当該酸化アルミニウムナノ繊維と反応せず当該分散物の安定性に悪影響も及ぼさない、いずれかの非極性または極性(プロトン性、非プロトン性、または双極性の非プロトン性)溶媒であってもよい。さらに、この有機溶媒は、水と完全に混和性であってもよいし,部分的に混和性であってもよいし、または非混和性であってもよい。
有機溶媒の例としては、飽和脂肪族炭化水素(例えばn−ペンタン、ヘキサン、n−ヘプタン、イソオクタンおよびドデカン)、脂環式炭化水素(例えばシクロペンタンおよびシクロヘキサン)、芳香族炭化水素(例えばベンゼン、トルエン、キシレンおよびメシチレン)、環状エーテル(例えばテトラヒドロフラン(THF)およびジオキサン)、ケトン(例えばメチルイソブチルケトン(MIBK))、ハロゲン化アルカン(例えばトリクロロエタン)、ハロゲン化芳香族炭化水素(例えばブロモベンゼンおよびクロロベンゼン)、およびアルコール(例えばメタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−ブタノール、1,1−ジメチル−1−エタノール、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、ヘプタノールおよびオクタノール)、および水が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、この溶媒は、単一の溶媒であってもよいし、または2つ以上の異なる溶媒(各々は、上で記載され例示されているとおりである)を含む混合物であってよい。
この溶媒の濃度は、典型的には、当該酸化アルミニウム分散物の総重量に基づいて、30〜99.9%(重量/重量)、あるいは50〜99%(重量/重量)、あるいは80〜98%(重量/重量)である。
この酸化アルミニウム分散物は、溶媒の中に懸濁された酸化アルミニウムナノ繊維を含むが、このナノ繊維は本発明の強化シリコーン樹脂フィルムについて上で記載され例示されているとおりである。本願明細書で使用する場合、用語「懸濁された」は、当該ナノ繊維が、室温で、撹拌がない状態で溶媒全体に分布していることを意味する。
当該酸化アルミニウム分散物の中の酸化アルミニウムナノ繊維の濃度は、当該分散物の総重量に基づいて、典型的には0.1〜70%(重量/重量)、あるいは0.5〜50%(重量/重量)、あるいは1〜20%(重量/重量)である。このナノ繊維の重量は、当該分散物の試料を大気圧下、150℃の温度で1時間加熱して溶媒を除去することによって測定することができる。
この分散物の酸化アルミニウムナノ繊維は、本発明の酸化アルミニウム分散物を調製する方法で後述されるようにして調製することができる。
この酸化アルミニウム分散物はさらなる成分を含むことができるが、これは、その成分が当該分散物の安定性に悪影響を及ぼさない場合に限る。さらなる成分の例としては、分散剤およびカルボン酸が挙げられるが、これらに限定されない。
この酸化アルミニウム分散物はさらに、後述される分散物の形成を促進する、および/またはその分散物を安定化する少なくとも1つの分散剤を含むことができる。分散剤の例としては、界面活性剤が挙げられるが、これに限定されない。この界面活性剤は、エマルションを調製および/または安定化するために典型的に用いられるいずれの陰イオン性、陽イオン性、非イオン性、または双性イオンの界面活性剤であってもよい。陰イオン界面活性剤の例としては、ステアリン酸ナトリウムおよびステアリン酸カリウムおよびミリスチン酸ナトリウムなどのアルキルカルボン酸塩;オレイン酸ナトリウムなどの不飽和カルボン酸塩;エトキシカルボン酸塩;ドデシル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩;ドデシル 3−モル エーテル硫酸ナトリウム(sodium dodecyl 3−mole ether sulfate)などのアルコールエーテル硫酸塩;アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルアリールスルホン酸塩;ナフタレンおよびアルキルナフタレンスルホネート;ノニルフェノール 2−モル エトキシレート エタンスルホン酸ナトリウム(sodium nonyl phenol 2−mole ethoxylate ethane sulfonate)などのエトキシスルホネート;α−オレフィンスルホネート;ジ(2−エチルヘキシル)スルホコハク酸ナトリウムなどのスルホコハク酸塩;アルキルホスフェート;およびアルキルエーテルホスフェートが挙げられるが、これらに限定されない。
陽イオン界面活性剤の例としては、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム、塩化アルキルジメチルベンジルアンモニウム;およびポリエチレンオキシド変性陽イオン界面活性剤(塩化ドデシルメチルポリエチレンオキシドアンモニウムなど)が挙げられるが、これらに限定されない。
非イオン性界面活性剤の例としては、ヘキサオキシエチレングリコールモノエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、およびポリオキシエチレンステアリルエーテルなどのアルコールエトキシレート;アルキルフェノールエトキシレート;グリセリンモノステアレートおよびポリオキシエチレンステアレートなどの脂肪酸エトキシレート;モノアルカノールアミドエトキシレート;ソルビタンモノパルミテートおよびSpan(登録商標) (ICI)の名称で販売される界面活性剤などのソルビタンエステル;ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートおよびTween(登録商標) (ICI)の名称で販売される界面活性剤などのソルビタンエステルエトキシレート;アミンエトキシレート;Pluronics(ワイアンドット(Wyandotte))およびSynperonic PE (ICI)の名称で販売される界面活性剤などのエチレンオキシド−プロピレンオキシドコポリマー;グリコールエステル;グリセロールおよびポリグリセロールエステル;グルコシドおよびポリグルコシド;スクロースエステル、およびポリオキシエチレン基を含有する変性シリコーン油が挙げられるが、これらに限定されない。
双性イオン性界面活性剤の例としては、アミノカルボン酸;ラウリルアミドプロピルジメチルベタインなどのN−アルキルベタイン;N−アルキルアミノプロピオネート;スルホベタイン(sulfobetaine);およびN−アルキルアミノジプロピオネートが挙げられるが、これらに限定されない。
当該界面活性剤の濃度は、典型的には当該酸化アルミニウム分散物の総重量に基づいて、0.1〜20%(重量/重量)、あるいは0.5〜15%(重量/重量)、あるいは1〜5%(重量/重量)である。
上記のとおり、当該酸化アルミニウム分散物はさらに、少なくとも1つのカルボン酸を含むことができる。このカルボン酸は、当該酸化アルミニウム分散物を調製する方法で以下に記載され例示されるとおりである。このカルボン酸は、単一のカルボン酸であってもよいし、または2以上の異なるカルボン酸を含む混合物であってあってもよい。
当該カルボン酸の濃度は、典型的には当該酸化アルミニウム分散物の総重量に基づいて、0.1〜40%(重量/重量)、あるいは0.5〜15%(重量/重量)、あるいは2〜10%(重量/重量)である。
当該酸化アルミニウム分散物は、(i)γ−AlO(OH)およびγ−Alから選択される少なくとも1つの酸化アルミニウムを含む酸化アルミニウム繊維、水、およびカルボン酸を含む混合物を加熱して、その水に懸濁された酸化アルミニウムナノ繊維を含む分散物と残渣とを生成すること、および(ii)この分散物をその残渣から分離することによって調製することができる。
当該酸化アルミニウム分散物を調製する方法の工程(i)では、γ−AlO(OH)およびγ−Alから選択される少なくとも1つの酸化アルミニウムを含む酸化アルミニウム繊維、水、およびカルボン酸を含む混合物は加熱され、その水に懸濁された酸化アルミニウムナノ繊維を含む分散物と残渣とが生成される。
この混合物は、当該繊維の総重量に基づいて0〜100%(重量/重量)のγ−AlO(OH)および100〜0%(重量/重量)のγ−Al、あるいは30〜99%(重量/重量)のγ−AlO(OH)および70〜1%(重量/重量)のγ−Al、あるいは40〜60%(重量/重量)のγ−AlO(OH)および60〜40%(重量/重量)のγ−Alを含む酸化アルミニウム繊維を含む。この酸化アルミニウム繊維の組成は、X線回折を使用して決定することができる。また、γ−AlO(OH)の重量%およびγ−Alの重量%の合計は100%(重量/重量)である。
本願明細書で使用する場合、用語「酸化アルミニウム繊維」は、繊維を含む酸化アルミニウム粒子を指す。この粒子は、典型的には、0.1〜400μm、あるいは10〜150μmの粒径中央値を有する。上記の分散物の酸化アルミニウムナノ繊維とは異なり、この酸化アルミニウム繊維は、連続的な撹拌がなければ、溶媒の中に懸濁したままとどまらないであろう。
本発明の方法の酸化アルミニウム繊維は、ベーマイト(γ−AlO(OH))、ベーマイトおよびγ−Alを含む混合物、またはベーマイトおよび三水酸化アルミニウム、Al(OH)の混合物を含む水酸化アルミニウム繊維を少なくとも450℃の温度で加熱することによって調製することができる。本願明細書で使用する場合、用語「水酸化アルミニウム繊維」は繊維を含む水酸化アルミニウム粒子を指す。この粒子は、典型的には、0.1〜400μm、あるいは10〜150μmの粒径中央値を有する。
この水酸化アルミニウム繊維は、典型的には、いずれのAl(OH)をもベーマイトへと、任意にそのベーマイトの少なくとも一部分をγ−Alへと変換するのに十分な時間、大気圧で450〜800℃の温度で加熱される。あるいは、この水酸化アルミニウム繊維は、400〜600℃、あるいは450〜550℃の温度で加熱されてもよい。
所与の時間においては加熱温度が450〜800℃の範囲で上昇するにつれて、当該酸化アルミニウム繊維の中のγ−Alの濃度は上昇する。加熱時間は、水酸化アルミニウム繊維の組成およびその温度によって変わる。典型的には、当該水酸化アルミニウム繊維は、450〜800℃の温度で10〜240分間加熱され、0.01〜95%(重量/重量)のγ−Alを含有する酸化アルミニウム繊維が生成される。ベーマイトおよびγ−Alを含む酸化アルミニウム繊維はまた、アルゴニド社(Argonide Corporation)(フロリダ州、サンフォード)によって名称NanoCeram(登録商標) γアルミナ繊維で市販されてもいる。
当該水酸化アルミニウム繊維は、当該技術分野で公知の様々な方法を使用して調製することができる。例えば、この水酸化アルミニウム繊維は、米国特許第6,838,005 B2号明細書に記載されているように、空気または窒素下でのアルミニウムワイヤの高電圧接触爆発法(electroplosion);米国特許第3,031,417号明細書に記載されているように、炭酸化され、水和されたアルミナゲルを酢酸またはギ酸とともに自生圧力(autogenous pressure)下で加熱すること;または米国特許第2,915,475号明細書に記載されているように、アルミナの水系分散物を強酸の存在下で加熱することによって調製することができる。ベーマイトおよびAl(OH)を含む水酸化アルミニウム繊維は、アルゴニド社(フロリダ州、サンフォード)によって名称NanoCeram(登録商標) ベーマイト繊維で市販されてもいる。
当該混合物は少なくとも1つのカルボン酸を含む。このカルボン酸は、典型的には、水または水および水溶性のアルコールの混合物に可溶性である。このカルボン酸は、典型的には1〜6個の炭素原子を有する。このカルボン酸は、モノカルボン酸またはジカルボン酸であってもよい。
カルボン酸の例としては、ギ酸、酢酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸などのモノカルボン酸;および酪酸、シュウ酸、マロン酸、およびコハク酸などのジカルボン酸が挙げられるが、これらに限定されない。このカルボン酸は、単一のカルボン酸であってもよいし、または2以上の異なるカルボン酸(各々は上記のとおりである)を含む混合物であってもよい。
この混合物はさらに、メタノール、エタノール、およびプロパノールなどの少なくとも1つの水溶性のアルコールを含むことができる。
当該混合物は、還流条件下で加水分解反応を実施するのに適している任意の標準反応器中で加熱することができる。好適な反応器としては、ガラス反応器およびテフロン(登録商標)で内張りされたガラス反応器が挙げられる。好ましくは、この反応器は、かき混ぜ(例えば、撹拌すること)の手段を備えている。上記混合物は、空気中で、または不活性雰囲気(例えば窒素またはアルゴン)中で加熱されてもよい。
当該酸化アルミニウム繊維、水、およびカルボン酸は、いずれの順序で合わせられてもよい。典型的には、この酸化アルミニウム繊維は撹拌しながら水に加えられ、次いで酢酸が加えられる。
当該混合物の中の水の濃度は、酸化アルミニウム繊維の重量に対する水の重量の比が典型的には0.5〜1000、あるいは5〜500、あるいは20〜100であるような濃度である。
当該混合物中の酸化アルミニウム繊維の濃度は、典型的には、当該混合物の総重量に基づいて0.1〜70%(重量/重量)、あるいは1〜50%(重量/重量)、あるいは2〜20%(重量/重量)である。この繊維の重量は、当該混合物の試料を大気圧下、150℃の温度で1時間加熱して溶媒を除去することによって、測定することができる。
この混合物の中の当該カルボン酸の濃度は、酸化アルミニウム繊維のモル数に対するその酸の中のカルボキシ基(−COH)のモル数の比が典型的には0.1〜20、あるいは0.5〜10、あるいは1〜5であるような濃度である。上記のように、当該酸化アルミニウム繊維はγ−AlO(OH)およびγ−Alを含む。しかしながら、本願明細書で使用する場合、用語「酸化アルミニウム繊維のモル」は、単純化された式Alに基づいた酸化アルミニウム繊維のモル数を指す。
この反応は、典型的には常圧で、当該混合物の沸点で、還流状態で実施される。温度が当該混合物の沸点未満である場合、この酸化アルミニウム分散物の形成速度は、典型的には非常に遅い。
加熱時間は、酸化アルミニウム繊維に対するカルボン酸のモル比、酸化アルミニウム繊維に対する水の重量比、および温度などのいくつかの要因に応じて変わる。この反応時間は、典型的には常圧下、当該混合物の沸点に等しい温度で、1〜164時間、あるいは10〜48時間である。最適反応時間は、下記の実施例の節に記載される方法を使用して、日常的な実験で決定できる。
当該酸化アルミニウム分散物を調製する方法の工程(ii)では、当該分散物は残渣から分離される。適切な方法の例としては、デカンテーション、濾過、および遠心分離が挙げられるが、これらに限定されない。例えば、この分散物は、その混合物を2000rpm(半径=6インチ(約15cm))で30分間遠心分離することによって、その残渣から分離することができる。
当該酸化アルミニウム分散物を調製する方法はさらに、工程(ii)の後、分離された分散物を有機溶媒で希釈する工程またはその分離された分散物の中の水の少なくとも一部分を(水溶性のまたは水不溶性の)有機溶媒で置き換える工程を含むことができる。後者は、有機溶媒をその分離された分散物に加えて第2の混合物を形成すること、および得られた第2の混合物を蒸留してその水の少なくとも一部分を除去することによって実施することができる。あるいは、この水は、分離された分散物からカルボン酸を除去した後に(後述される)、置き換えることができる。
上記有機溶媒は、水と完全に混和性、部分的に混和性、または非混和性でありかつ、本発明の方法の条件下で酸化アルミニウム分散物と反応しないいずれの非プロトン性または双極性非プロトン性有機溶媒であってもよい。好ましくは、この有機溶媒は水と最低共沸混合物(minimum boiling azeotrope)を形成する。この有機溶媒が水との共沸混合物を形成しない場合、この有機溶媒は、好ましくは、水の沸点よりも高い沸点を有する。そうでなければ、この有機溶媒は、上記蒸留の間に、完全に除去されるかも知れない。この有機溶媒は、本発明の分散物について上で記載され例示されているとおりである。当該有機溶媒は単一の有機溶媒または2以上の異なる有機溶媒(各々は上で定義されたとおり)を含む混合物であってもよい。
当該酸化アルミニウム分散物を調製する方法はさらに、工程(ii)の後に、分離された分散物からカルボン酸を除去する工程を含むことができる。このカルボン酸は、その分散物を陰イオン交換樹脂および蒸留で処理するなどの従来の方法を使用してその分散物から除去することができる。例えば、このカルボン酸は、この分散物を蒸留し、かつ水をこの分散物に定期的に加えてもともとの体積を回復させることにより、その分散物から除去することができる。あるいは、このカルボン酸は、その水の少なくとも一部分を有機溶媒で置き換えた後にその分散物から除去することができる。
当該酸化アルミニウム分散物を調製する方法はさらに、分離された分散物を有機ケイ素化合物で処理して処理された酸化アルミニウムナノ繊維を生成する工程を含むことができる。この有機ケイ素化合物は、ハロシランを除いて、シリカ充填剤を処理するために一般的に使用される有機ケイ素化合物のいずれであってもよい。有機ケイ素化合物の例としては、ヒドロキシで末端封鎖されたジメチルシロキサンオリゴマー、ヘキサメチルジシロキサン、およびテトラメチルジビニルシロキサンなどのオルガノシロキサン;ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザンなどのオルガノシラザン;およびメチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、および3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシランなどのオルガノアルコキシシランが挙げられるが、これらに限定されない。この有機ケイ素化合物は単一の有機ケイ素化合物であってもよいし、または2以上の異なる有機ケイ素化合物(各々は上記のとおり)を含む混合物であってもよい。
当該有機ケイ素化合物の濃度は、当該酸化アルミニウムナノ繊維の重量に対する当該有機ケイ素化合物の重量の比が典型的には0.01〜10、あるいは0.1〜5、あるいは0.5〜2であるような濃度である。当該酸化アルミニウムナノ繊維の重量は、その分散物の試料を大気圧下、150℃で1時間加熱した後に得られるナノ繊維の乾燥重量を指す。
当該酸化アルミニウムナノ繊維を含有する分離された分散物は、適度な温度で分散物および当該有機ケイ素化合物を混合することにより、その有機ケイ素化合物で処理することができる。例えば、上述の成分は、典型的には0〜90℃の温度で0.5〜24時間、混合される。
あるいは、当該酸化アルミニウムナノ繊維を含有する分離された分散物は、当該酸化アルミニウム分散物、上記有機ケイ素化合物、および水非混和性の有機溶媒を混合してこのナノ繊維を含む有機相および水相を生成すること、およびこの有機相をその水相から分離することにより、有機ケイ素化合物で処理することができる。当該酸化アルミニウムナノ繊維を含有する有機相は、その混合物の撹拌を止め、その混合物を二層に分離させ、そしてその水層または有機層を除去することにより、水相から分離することができる。あるいは、当該酸化アルミニウムナノ繊維を含有する有機相は、その混合物を蒸留して水または有機溶媒を除去することによって、その水相から分離することができる。
当該酸化アルミニウム分散物を調製する方法はさらに、その分離された分散物を分散剤で処理する工程を含むことができる。この分散剤は、本発明の分散物について上で記載され例示されているとおりである。あるいは、この分散物は、上記のように水の少なくとも一部分を置き換え、かつ/またはカルボン酸を除去した後に、その分散剤で処理することができる。
剥離ライナーは、スピンコーティング、浸漬、噴霧、ブラッシング、押出またはスクリーン印刷などの従来のコーティング技術を使用して、流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物でコーティングすることができる。組成物の量は、0.01〜1000μmの厚みを有する第1のポリマー層を形成するのに十分な量である。
前述の方法の工程(ii)において、コーティングされた剥離ライナーの熱可塑性ポリマーは、固体状態に変換される。剥離ライナーをコーティングするために使用される組成物が溶融状態の熱可塑性ポリマーを含む場合、その熱可塑性ポリマーは、液体−固体の転移温度(TまたはT)より低い温度、例えば室温までそのポリマーを放冷することによって、固体状態に変換することができる。剥離ライナーをコーティングするために使用される組成物が熱可塑性ポリマーおよび有機溶媒を含む場合、その熱可塑性ポリマーは、その溶媒の少なくとも一部を除去することによって、固体状態に変換できる。有機溶媒は、溶媒を常温で気化させることによって、またはこのコーティングを適度な温度まで、例えばポリマーの固体−液体転移温度未満で加熱することによって、除去できる。
熱可塑性ポリマーを含む第1のポリマー層を形成する方法は、工程(i)の後でかつ工程(ii)の前に、第2の剥離ライナーを第1工程のコーティングした剥離ライナーに付与してアセンブリを形成し、そのアセンブリを圧縮する工程をさらに含むことができる。このアセンブリは、過剰な組成物および/または入り込んだ空気を除去して、コーティングの厚みを減らすために圧縮できる。このアセンブリは、従来の設備(例えばステンレス鋼ローラー、液圧プレス、ゴムローラーまたは積層ロールセット)を使用して圧縮できる。このアセンブリは、典型的には、1,000Pa〜10MPaの圧力で、および室温(約23±2℃)〜200℃の温度で圧縮される。
同じ組成物が各コーティング工程で用いられるならば、熱可塑性ポリマーを含む第1のポリマー層を形成する方法は、工程(i)および(ii)を繰り返してポリマー層の厚みを増加させる工程をさらに含むことができる。
第1のポリマー層が熱硬化(すなわち、架橋)したポリマーを含む場合、その層は、(i)剥離ライナーを熱硬化性ポリマーを含む硬化性組成物でコーティングし、(ii)コーティングした剥離ライナーの熱硬化性ポリマーを硬化させることにより形成できる。
第1のポリマー層を形成する直前の方法の工程(i)において、上記の剥離ライナーは、熱硬化性ポリマーを含む硬化性組成物でコーティングされる。
熱硬化性ポリマーを含む硬化性組成物は、熱硬化性ポリマーを含むいずれの硬化性組成物であってもよい。本願明細書において、そして以下で使用される場合、用語「熱硬化性ポリマー」は、硬化した(すなわち、架橋した)とき、持続的に堅く(非流動性に)なる特性を有するポリマーを指す。硬化性組成物は、典型的には、熱硬化性ポリマーおよびさらなる成分(例えば有機溶媒、架橋剤および/または触媒)を含む。
熱硬化性ポリマーを含む硬化性組成物の例としては、硬化性シリコーン組成物(例えばヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物、縮合硬化性シリコーン組成物および過酸化物硬化性シリコーン組成物)、硬化性ポリオレフィン組成物(例えばポリエチレンおよびポリプロピレン組成物)、硬化性ポリアミド組成物、硬化性エポキシ樹脂組成物、硬化性アミノ樹脂組成物、硬化性ポリウレタン組成物、硬化性ポリイミド組成物、硬化性ポリエステル組成物、および硬化性アクリル樹脂組成物が挙げられるが、これらに限定されない。
当該硬化性シリコーン組成物は、少なくとも1つのシリコーン樹脂を含むいずれの硬化性シリコーン組成物であってもよい。硬化性シリコーン組成物およびそれらの調製のための方法は当該技術分野で周知である。硬化性シリコーン組成物の例としては、ヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物、縮合硬化性シリコーン組成物、放射線硬化性シリコーン組成物、および過酸化物硬化性シリコーン組成物が挙げられるが、これらに限定されない。
硬化性シリコーン組成物のシリコーン樹脂は、Mおよび/またはDシロキサン単位と組み合わせてTシロキサン単位、TおよびQシロキサン単位またはTおよび/もしくはQシロキサン単位を含むことができる。例えば、当該シリコーン樹脂は、T樹脂、TQ樹脂、MT樹脂、DT樹脂、MDT樹脂、MQ樹脂、DQ樹脂、MDQ樹脂、MTQ樹脂、DTQ樹脂またはMDTQ樹脂であり得る。
このシリコーン樹脂は、典型的には、そのシリコーン樹脂の硬化生成物を形成するために、触媒の存在下または不存在下で反応することができるケイ素に結合した反応性基を含有する。ケイ素に結合した反応性基の例としては、−H、アルケニル、アルキニル、−OH、加水分解性基、アルケニルエーテル、アクリロイルオキシアルキル、置換アクリロイルオキシアルキル、およびエポキシ置換有機基が挙げられるが、これらに限定されない。
このシリコーン樹脂は、典型的には500〜1,000,000、あるいは1,000〜100,000、あるいは1,000〜50,000、あるいは1,000〜20,000、あるいは1,000〜10,000の重量平均分子量(M)を有する。この分子量は、屈折率検出器およびポリスチレン標準を用いてゲル透過クロマトグラフィによって決定されるものである。
ヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物は、典型的には、1分子あたり平均少なくとも2個のケイ素に結合したアルケニル基またはケイ素に結合した水素原子を有するシリコーン樹脂と、このシリコーン樹脂を硬化させるのに十分な量の有機ケイ素化合物であって、上記シリコーン樹脂の中のケイ素に結合したアルケニル基またはケイ素に結合した水素原子と反応することができる、1分子あたり平均少なくとも2個のケイ素に結合した水素原子またはケイ素に結合したアルケニル基を有する有機ケイ素化合物と、触媒量のヒドロシリル化触媒とを含む。
第1の実施形態によれば、当該ヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物は、(A)式(R SiO1/2(R SiO2/2(RSiO3/2(SiO4/2(I)を有するシリコーン樹脂(式中、各Rは独立にC〜C10のヒドロカルビルまたはC〜C10のハロゲン置換されたヒドロカルビルであり、これらはともに脂肪族不飽和を含まず、各Rは独立にRまたはアルケニルであり、wは0〜0.95であり、xは0〜0.95であり、yは0〜1であり、zは0〜0.9であり、y+zは0.1〜1であり、かつw+x+y+z=1であるが、ただしこのシリコーン樹脂は1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合したアルケニル基を有する)と、(B)上記シリコーン樹脂を硬化させるのに十分な量の、1分子あたり平均少なくとも2個のケイ素に結合した水素原子を有する有機ケイ素化合物と、(C)触媒量のヒドロシリル化触媒とを含む。
成分(A)は、式(R SiO1/2(R SiO2/2(RSiO3/2(SiO4/2(I)を有する少なくとも1つのシリコーン樹脂(式中、各Rは独立にC〜C10のヒドロカルビルまたはC〜C10のハロゲン置換されたヒドロカルビルであり、これらはともに脂肪族不飽和を含まず、各Rは独立にRまたはアルケニルであり、wは0〜0.95であり、xは0〜0.95であり、yは0〜1であり、zは0〜0.9であり、y+zは0.1〜1であり、かつw+x+y+z=1であるが、ただし、このシリコーン樹脂は1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合したアルケニル基を有する)である。
により表されるヒドロカルビルおよびハロゲン置換されたヒドロカルビル基は、脂肪族不飽和を含まず、典型的には1〜10個の炭素原子、あるいは1〜6個の炭素原子を有する。少なくとも3つの炭素原子を含む非環状のヒドロカルビルおよびハロゲン置換されたヒドロカルビル基は、分枝状または非分枝状の構造を有することができる。Rにより表されるヒドロカルビル基の例としては、アルキル(例えばメチル、エチル、プロピル、1−メチルエチル、ブチル、1−メチルプロピル、2−メチルプロピル、1,1−ジメチルエチル、ペンチル、1−メチルブチル、1−エチルプロピル、2−メチルブチル、3−メチルブチル、1,2−ジメチルプロピル、2,2−ジメチルプロピル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニルおよびデシル)、シクロアルキル(例えばシクロペンチル、シクロヘキシルおよびメチルシクロヘキシル)、アリール(例えばフェニルおよびナフチル)、アルカリール(例えばトリルおよびキシリル)、ならびにアラルキル(例えばベンジルおよびフェネチル)が挙げられるが、これらに限定されない。Rにより表されるハロゲン置換されたヒドロカルビル基の例としては、3,3,3−トリフルオロプロピル、3−クロロプロピル、クロロフェニル、ジクロロフェニル、2,2,2−トリフルオロエチル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルおよび2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルが挙げられるが、これらに限定されない。
により表されるアルケニル基(これらは同じであってもよいし、異なっていてもよい)は、典型的には、2〜約10個の炭素原子、あるいは2〜6個の炭素原子を有し、例としては、ビニル、アリル、ブテニル、ヘキセニルおよびオクテニルが挙げられるが、これらに限定されない。
上記シリコーン樹脂の式(I)において、添え字w、x、yおよびzは、モル分率である。添え字wは、典型的には0〜0.95、あるいは0〜0.8、あるいは0〜0.2の値を有し、添え字xは典型的には0〜0.95、あるいは0〜0.8、あるいは0〜0.5の値を有し、添え字yは、典型的には0〜1、あるいは0.3〜1、あるいは0.5〜1の値を有し、添え字zは、典型的には0〜0.9、あるいは0〜0.5、あるいは0〜0.1の値を有し、和y+zは、典型的には0.1〜1、あるいは0.2〜1、あるいは0.5〜1、あるいは0.8〜1である。
典型的には、上記シリコーン樹脂中の基Rの少なくとも50mol%、あるいは少なくとも65mol%、あるいは少なくとも80mol%は、アルケニルである。用語「当該シリコーン樹脂中の基Rの…mol%は、アルケニルである」は、当該シリコーン樹脂中の基Rの総モル数に対する、その樹脂中のケイ素に結合したアルケニル基のモル数の比率を100倍したものと定義される。
シリコーン樹脂は、29Si NMRによって測定する場合、典型的には10%未満(重量/重量)、あるいは5%(重量/重量)未満、あるいは2%(重量/重量)未満のケイ素に結合したヒドロキシ基を含む。
成分(A)としての使用に適したシリコーン樹脂の例としては、以下の式を有する樹脂が挙げられるが、これらに限定されない:
(ViMeSiO1/20.25(PhSiO3/20.75、(ViMeSiO1/20.25(PhSiO3/20.75、(ViMeSiO1/20.25(MeSiO3/20.25(PhSiO3/20.50、(ViMeSiO1/20.15(PhSiO3/20.75(SiO4/20.1、および(ViMeSiO1/20.15(ViMeSiO1/20.1(PhSiO3/20.75(式中、Meはメチルであり、Viはビニルであり、Phはフェニルであり、かつ括弧の外側の数の添え字はモル分率を意味する)。また、前述の式では、単位の配列は特定されない。
成分(A)は、単一のシリコーン樹脂、または2つ以上の異なるシリコーン樹脂(各々は上記のとおり)を含む混合物であってもよい。
ケイ素に結合したアルケニル基を含むシリコーン樹脂を調製する方法は当該技術分野で周知であり、これらの樹脂の多くは市販されている。これらの樹脂は、典型的には、有機溶媒(例えばトルエン)中でクロロシラン前駆体の適切な混合物を同時加水分解することによって、調製される。例えば、実質的にR SiO1/2単位およびRSiO3/2単位からなるシリコーン樹脂は式R SiClを有する化合物および式RSiClを有する化合物をトルエン中で同時加水分解することにより調製することができる(式中、RおよびRは、上で定義され例示されたとおりである)。塩酸およびシリコーン加水分解物は分離され、この加水分解物は残留する酸を除去するために水で洗浄され、穏やかな縮合触媒の存在下で加熱され、樹脂は必要な粘度まで「増粘される(body)」。必要に応じて、この樹脂は、ケイ素に結合したヒドロキシ基の含量を減らすために、有機溶媒中で縮合触媒でさらに処理することができる。あるいはクロロ以外の加水分解性基(−Br、−I、−OCH、−OC(O)CH、−N(CH、NHCOCH、および−SCHなど)を含むシランは、同時加水分解反応の出発物質として利用できる。樹脂生成物の特性は、シランの種類、シランのモル比、縮合度および処理条件に依存する。
成分(B)は、成分(A)のシリコーン樹脂を硬化させるのに十分な量の1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合した水素原子を有する少なくとも1つの有機ケイ素化合物である。
この有機ケイ素化合物は、1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合した水素原子、あるいは1分子あたり少なくとも3つのケイ素に結合した水素原子を有する。成分(A)中の1分子あたりのアルケニル基の平均数および成分(B)中の1分子あたりのケイ素に結合した水素原子の平均数の合計が4より大きいときに、架橋が発生することは一般に理解される。
この有機ケイ素化合物は、オルガノハイドロジェンシラン(organohydrogensilane)またはオルガノハイドロジェンシロキサン(organohydrogensiloxane)であってよい。オルガノハイドロジェンシランは、モノシラン、ジシラン、トリシランまたはポリシランであってもよい。同様に、オルガノハイドロジェンシロキサンは、ジシロキサン、トリシロキサンまたはポリシロキサンであってよい。有機ケイ素化合物の構造は、直鎖状、分枝状、環状、または樹脂状であってよい。シクロシランおよびシクロシロキサンは、典型的には、3〜12個のケイ素原子、あるいは3〜10個のケイ素原子、あるいは3〜4個のケイ素原子を有する。非環状のポリシランおよびポリシロキサンにおいて、ケイ素に結合した水素原子は、末端位置、ペンダント位置、または末端位置およびペンダント位置の両方に存在してよい。
オルガノハイドロジェンシランの例としては、ジフェニルシラン、2−クロロエチルシラン、ビス[(p−ジメチルシリル)フェニル]エーテル、1,4−ジメチルジシリルエタン、1,4−ビス(ジメチルシリル)ベンゼン、1,3,5−トリス(ジメチルシリル)ベンゼン、1,3,5−トリメチル−1,3,5−トリシラン、ポリ(メチルシリレン)フェニレンおよびポリ(メチルシリレン)メチレンが挙げられるが、これらに限定されない。
オルガノハイドロジェンシロキサンの例としては、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラフェニルジシロキサン、フェニルトリス(ジメチルシロキシ)シラン、1,3,5−トリメチルシクロトリシロキサン、トリメチルシロキシ末端ポリ(メチルハイドロジェンシロキサン)、トリメチルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルハイドロジェンシロキサン)、ジメチルハイドロジェンシロキシ末端ポリ(メチルハイドロジェンシロキサン)、および実質的にHMeSiO1/2単位、MeSiO1/2単位およびSiO4/2単位からなる樹脂(式中、Meはメチルである)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
当該ヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物の成分(C)は、成分(A)と成分(B)との付加反応を促進する少なくとも1つのヒドロシリル化触媒である。このヒドロシリル化触媒は、白金族金属、白金族金属を含む化合物、またはマイクロカプセル化された白金族金属含有触媒を含む周知のヒドロシリル化触媒のいずれであってもよい。白金族金属としては、白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウムおよびイリジウムが挙げられる。好ましくは、この白金族金属は、ヒドロシリル化反応のその高い活性に基づいて、白金である。
好ましいヒドロシリル化触媒としては、米国特許第3,419,593号でWillingにより開示される塩化白金酸および特定のビニル含有オルガノシロキサンの錯体が挙げられる。この米国特許は参照により本願明細書に引用したものとする。この種類の好ましい触媒は、塩化白金酸および1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンの反応生成物である。
ヒドロシリル化触媒は、熱可塑性樹脂にカプセル化される白金族金属を含むマイクロカプセル化された白金族金属含有触媒でもあってよい。マイクロカプセル化されたヒドロシリル化触媒を含む組成物は、常温常圧で長期間(典型的には数ヵ月以上)の間安定であるが、なお当該熱可塑性樹脂の融点または軟化点より上の温度で比較的急速に硬化させる。マイクロカプセル化されたヒドロシリル化触媒およびそれらを調製する方法は、米国特許第4,766,176号およびその中の引用文献、ならびに米国特許第5,017,654号に例示されているとおり、当該技術分野で周知である。
成分(C)は、単一のヒドロシリル化触媒、または少なくとも1つの特性(例えば構造、形態、白金族金属、錯体を形成する配位子および熱可塑性樹脂)において異なる2つ以上の異なる触媒を含む混合物であってよい。
成分(C)の濃度は、成分(A)と成分(B)との付加反応を触媒するのに十分な濃度である。典型的には、成分(C)の濃度は、成分(A)および成分(B)の合わせた重量に基づいて、0.1〜1000ppmの白金族金属、好ましくは1〜500ppmの白金族金属、より好ましくは5〜150ppmの白金族金属を提供するのに十分な濃度である。硬化速度は、0.1ppm未満の白金族金属の下では非常に遅い。1000ppmより多い白金族金属の使用は、硬化速度の顕著な増大をもたらさず、従って、不経済である。
第2の実施形態によれば、ヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物は、(A’)式(R SiO1/2(R SiO2/2(RSiO3/2(SiO4/2(II)を有するシリコーン樹脂(式中、各Rは独立にC〜C10のヒドロカルビルまたはC〜C10のハロゲン置換されたヒドロカルビルであり、これらはともに脂肪族不飽和を含まず、各Rは独立にRまたは−Hであり、wは0〜0.95であり、xは0〜0.95であり、yは0〜1であり、zは0〜0.9であり、y+zは0.1〜1であり、かつw+x+y+z=1であるが、ただしこのシリコーン樹脂は1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合した水素原子を有する)と、(B’)このシリコーン樹脂を硬化させるのに十分な量の、1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合したアルケニル基を有する有機ケイ素化合物と、(C)触媒量のヒドロシリル化触媒とを含む。
成分(A’)は、式(R SiO1/2(R SiO2/2(RSiO3/2(SiO4/2(II)を有する少なくとも1つのシリコーン樹脂(式中、各Rは独立にC〜C10のヒドロカルビルまたはC〜C10のハロゲン置換されたヒドロカルビルであり、これらはともに脂肪族不飽和を含まず、各Rは独立にRまたは−Hであり、wは0〜0.95であり、xは0〜0.95であり、yは0〜1であり、zは0〜0.9であり、y+zは0.1〜1であり、かつw+x+y+z=1であるが、ただしこのシリコーン樹脂は1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合した水素原子を有する)である。式(II)では、R、w、x、y、z、およびy+zは、式(I)を有するシリコーン樹脂について上で記載され例示されたとおりである。
典型的には、当該シリコーン樹脂中の基Rの少なくとも50mol%、あるいは少なくとも65mol%、あるいは少なくとも80mol%は、水素である。用語「当該シリコーン樹脂中の基Rの…mol%は水素である」は、当該シリコーン樹脂中の基Rのモルの総数に対するその樹脂中のケイ素に結合した水素原子のモル数の比率を100倍したものと定義される。
上記シリコーン樹脂は、29Si NMRによって測定する場合に、典型的には、10%(重量/重量)未満、あるいは5%(重量/重量)未満、あるいは2%(重量/重量)未満のケイ素に結合したヒドロキシ基を含む。
成分(A’)としての使用に適しているシリコーン樹脂の例としては、以下の式を有する樹脂が挙げられるが限定されない:
(HMeSiO1/20.25(PhSiO3/20.75、(HMeSiO2/20.3(PhSiO3/20.6(MeSiO3/20.1、および(MeSiO1/20.1(HSiO2/20.1(MeSiO3/20.4(PhSiO3/20.4(式中、Meはメチルであり、Phはフェニルであり、括弧の外側の数の添え字はモル分率を意味する)。また、前述の式では、単位の配列は特定されない。
成分(A’)は、単一のシリコーン樹脂、または2つ以上の異なるシリコーン樹脂(各々は上記の通り)を含む混合物であってよい。
ケイ素に結合した水素原子を含むシリコーン樹脂を調製する方法は当該技術分野で周知であり、これらの樹脂の多数は市販されている。シリコーン樹脂は、典型的には、有機溶媒(例えばトルエン)中でクロロシラン前駆体の適切な混合物を同時加水分解することによって調製される。例えば、実質的にR SiO1/2単位およびRSiO3/2単位からなるシリコーン樹脂は、式R SiClを有する化合物および式RSiClを有する化合物をトルエン中で同時加水分解することにより調製することができる(式中、RおよびRは上で記載され例示されたとおりである)。塩酸およびシリコーン加水分解物は分離され、この加水分解物は残留する酸を除去するために水で洗浄され、穏やかな非塩基性縮合触媒の存在下で加熱され、樹脂は必要な粘度まで「増粘される(body)」。必要に応じて、当該樹脂は、ケイ素に結合したヒドロキシ基の含量を減らすために、有機溶媒中で非塩基性の縮合触媒でさらに処理することができる。あるいは、クロロ以外の加水分解性基、例えば−Br、−I、−OCH、−OC(O)CH、−N(CH、NHCOCH、および−SCHを含むシランは、同時加水分解反応の出発物質として利用できる。樹脂生成物の特性は、シランの種類、シランのモル比、縮合度および処理条件に依存する。
成分(B’)は、成分(A’)のシリコーン樹脂を硬化させるのに十分な量の、1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合したアルケニル基を有する少なくとも1つの有機ケイ素化合物である。
この有機ケイ素化合物は、1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合したアルケニル基、あるいは1分子あたり少なくとも3つのケイ素に結合したアルケニル基を含む。成分(A’)中の1分子あたりのケイ素に結合した水素原子の平均数および成分(B’)中の1分子あたりのケイ素に結合したアルケニル基の平均数の合計が4より大きいときに架橋が発生すると、通常理解される。
上記有機ケイ素化合物は、有機シランまたはオルガノシロキサンであってよい。有機シランは、モノシラン、ジシラン、トリシランまたはポリシランであってよい。同様に、オルガノシロキサンは、ジシロキサン、トリシロキサンまたはポリシロキサンであってよい。有機ケイ素化合物の構造は、直鎖状、分枝状、環状、または樹脂状であってよい。シクロシランおよびシクロシロキサンは、典型的には、3〜12個のケイ素原子、あるいは3〜10個のケイ素原子、あるいは3〜4個のケイ素原子を有する。非環状のポリシランおよびポリシロキサンにおいて、ケイ素に結合したアルケニル基は、末端位置、ペンダント位置、または末端位置およびペンダント位置の両方に存在してよい。
成分(B’)としての使用に適している有機シランの例としては、以下の式を有するシランが挙げられるが、これらに限定されない:
ViSi、PhSiVi、MeSiVi、PhMeSiVi、PhSiViおよびPhSi(CHCH=CH(式中、Meはメチルであり、Phはフェニルであり、かつViはビニルである)。
成分(B’)としての使用に適しているオルガノシロキサンの例としては、以下の式を有するシロキサンが挙げられるが、これらに限定されない:
PhSi(OSiMeVi)、Si(OSiMeVi)、MeSi(OSiMeVi)およびPhSi(OSiMeVi)(式中、Meはメチルであり、Phはフェニルであり、かつViはビニルである)。
成分(B’)は、単一の有機ケイ素化合物、または2つ以上の異なる有機ケイ素化合物(各々は上記の通り)を含む混合物であってよい。例えば、成分(B’)は、単一の有機シラン、2つの異なる有機シランの混合物、単一のオルガノシロキサン、2つの異なるオルガノシロキサンの混合物または有機シランおよびオルガノシロキサンの混合物であってよい。
成分(B’)の濃度は、成分(A’)のシリコーン樹脂を硬化(架橋)させるのに十分な濃度である。成分(B’)の正確な量は、硬化の所望の程度に依存し、それは、成分(A’)中のケイ素に結合した水素原子のモル数に対する成分(B’)中のケイ素に結合したアルケニル基のモル数の比が増加するにつれて、一般に増加する。成分(B’)の濃度は、典型的には、成分(A’)のケイ素に結合した水素原子1モルあたり、0.4〜2モルのケイ素に結合したアルケニル基、あるいは0.8〜1.5モルのケイ素に結合したアルケニル基、あるいは0.9〜1.1モルのケイ素に結合したアルケニル基を提供するのに十分な濃度である。
ケイ素に結合したアルケニル基を含む有機シランおよびオルガノシロキサンを調製する方法は当該技術分野で周知であり、これらの化合物の多数は市販されている。
当該ヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物の第2の実施形態の成分(C)は、第1の実施形態の成分(C)について上で記載して例示したとおりである。
本発明の方法のヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物はさらなる成分を含むことができるが、それは、当該シリコーン組成物が硬化して電子回路パッケージの上記の第1の界面コーティングを形成することをその成分が妨げない場合に限る。さらなる成分の例としては、ヒドロシリル化触媒抑制剤(例えば3−メチル−3−ペンテン−1−イン、3,5−ジメチル−3−ヘキセン−1−イン、3,5−ジメチル−1−ヘキシン−3−オール、1−エチニル−1−シクロヘキサノール、2−フェニル−3−ブチン−2−オール、ビニルシクロシロキサンおよびトリフェニルホスフィン)、接着促進剤(米国特許第4,087,585号および同第5,194,649号で教示される接着促進剤など)、染料、色素、酸化防止剤、熱安定剤、UV安定剤、難燃剤、流動性調整用添加物、および希釈剤(例えば、有機溶媒および反応性希釈剤)が挙げられるが、これらに限定されない。
この縮合硬化性シリコーン組成物は、典型的には、1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合した水素原子、ヒドロキシ基または加水分解性基を有するシリコーン樹脂と、任意に、ケイ素に結合した加水分解性基を有する架橋剤および/または縮合触媒を含む。
1つの実施形態によれば、上記縮合硬化性シリコーン組成物は、式(R SiO1/2(RSiO2/2(RSiO3/2(SiO4/2(III)を有するシリコーン樹脂(式中、各Rは独立にC〜C10のヒドロカルビルまたはC〜C10のハロゲン置換されたヒドロカルビルであり、各Rは独立にR、−H、−OH、または加水分解性基であり、wは0〜0.95であり、xは0〜0.95であり、yは0〜1であり、zは0〜0.9であり、y+zは0.1〜1であり、かつw+x+y+z=1であるが、ただしこのシリコーン樹脂は、1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合した水素原子、ヒドロキシ基または加水分解性基を有する)を含む。式(III)では、w、x、y、z、およびy+zは、式(I)を有するシリコーン樹脂について上で記載され例示されたとおりである。
により表されるヒドロカルビルおよびハロゲン置換されたヒドロカルビル基は、典型的には、1〜10個の炭素原子、あるいは1〜6個の炭素原子、あるいは1〜4個の炭素原子を有する。少なくとも3つの炭素原子を含む非環状のヒドロカルビルおよびハロゲン置換されたヒドロカルビル基は、分枝状または非分枝状の構造を有することができる。ヒドロカルビル基の例としては、アルキル(例えばメチル、エチル、プロピル、1−メチルエチル、ブチル、1−メチルプロピル、2−メチルプロピル、1,1−ジメチルエチル、ペンチル、1−メチルブチル、1−エチルプロピル、2−メチルブチル、3−メチルブチル、1,2−ジメチルプロピル、2,2−ジメチルプロピル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニルおよびデシル)、シクロアルキル(例えばシクロペンチル、シクロヘキシルおよびメチルシクロヘキシル)、アリール(例えばフェニルおよびナフチル)、アルカリール(例えばトリルおよびキシリル)、アラルキル(例えばベンジルおよびフェネチル)、アルケニル(例えばビニル、アリルおよびプロペニル)、アリールアルケニル(例えばスチリルおよびシンナミル)、ならびにアルキニル(例えばエチニルおよびプロピニル)が挙げられるが、これらに限定されない。ハロゲン置換されたヒドロカルビル基の例としては、3,3,3−トリフルオロプロピル、3−クロロプロピル、クロロフェニル、ジクロロフェニル、2,2,2−トリフルオロエチル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルおよび2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロペンチルが挙げられるが、これらに限定されない。
本願明細書で使用する場合、用語「加水分解性基」は、ケイ素に結合した基が室温(約23±2℃)〜100℃のいずれかの温度で、触媒の存在下または非存在下のいずれかで、数分(例えば30分)以内に水と反応してシラノール(Si−OH)基を形成することを意味する。Rにより表される加水分解性基の例としては、−Cl、−Br、−OR、−OCHCHOR、CHC(=O)O−、Et(Me)C=N−O−、CHC(=O)N(CH)−、および−ONH(式中、RはC〜Cのヒドロカルビル、またはC〜Cのハロゲン置換されたヒドロカルビルである)が挙げられるが、これらに限定されない。
により表されるヒドロカルビルおよびハロゲン置換されたヒドロカルビル基は、典型的には1〜8個の炭素原子、あるいは3〜6個の炭素原子を有する。少なくとも3個の炭素原子を含む非環状のヒドロカルビルおよびハロゲン置換されたヒドロカルビル基は、分枝状または非分枝状の構造を有することができる。ヒドロカルビル基の例としては、非分枝状および分枝状のアルキル(例えばメチル、エチル、プロピル、1−メチルエチル、ブチル、1−メチルプロピル、2−メチルプロピル、1,1−ジメチルエチル、ペンチル、1−メチルブチル、1−エチルプロピル、2−メチルブチル、3−メチルブチル、1,2−ジメチルプロピル、2,2−ジメチルプロピル、ヘキシル、ヘプチルおよびオクチル)、シクロアルキル(例えばシクロペンチル、シクロヘキシルおよびメチルシクロヘキシル)、フェニル、アルカリール(例えばトリルおよびキシリル)、アラルキル(例えばベンジルおよびフェネチル)、アルケニル(例えばビニル、アリルおよびプロペニル)、アリールアルケニル(例えばスチリル)、ならびにアルキニル(例えばエチニルおよびプロピニル)が挙げられるが、これらに限定されない。ハロゲン置換されたヒドロカルビル基の例としては、3,3,3−トリフルオロプロピル、3−クロロプロピル、クロロフェニルおよびジクロロフェニルが挙げられるが、これらに限定されない。
典型的には、当該シリコーン樹脂中の基Rの少なくとも2mol%、あるいは少なくとも10mol%、あるいは少なくとも30mol%は水素、ヒドロキシ、または加水分解性基である。用語「当該シリコーン樹脂中の基Rの…mol%が水素、ヒドロキシ、または加水分解性基である」は、当該シリコーン樹脂中の基Rの総モル数に対する、この樹脂中のケイ素に結合した水素、ヒドロキシ、または加水分解性基のモル数の比率を100倍したものと定義される。
式IIIを有するシリコーン樹脂の例としては、限定されるわけではないが、以下の式を有する樹脂が挙げられる:
(MeSiO3/2、(PhSiO3/2、(MeSiO1/20.8(SiO4/20.2、(MeSiO3/20.67(PhSiO3/20.33、(MeSiO3/20.45(PhSiO3/20.40(PhSiO2/20.1(PhMeSiO2/20.05、(PhSiO3/20.4(MeSiO3/20.45(PhSiO3/20.1(PhMeSiO2/20.05、および(PhSiO3/20.4(MeSiO3/20.1(PhMeSiO2/20.5(式中、Meはメチルであり、Phはフェニルであり、括弧の外側の数の添え字はモル分率を意味し、かつ添え字nは当該シリコーン樹脂が500〜1,000,000の重量平均分子量を有するような値を有する)。また、前述の式では、単位の配列は特定されない。
この縮合硬化性シリコーン組成物は、単一のシリコーン樹脂、または2つ以上の異なるシリコーン樹脂(各々は上記のとおり)を含む混合物を含むことができる。
ケイ素に結合した水素原子、ヒドロキシ基または加水分解性基を含むシリコーン樹脂を調製する方法は当該技術分野で周知であり、これらの樹脂の多くは市販されている。シリコーン樹脂は、典型的には、有機溶媒(例えばトルエン)中でシラン前駆体の適切な混合物を同時加水分解することによって、調製される。例えば、シリコーン樹脂は、式R SiXを有するシランと式RSiXを有するシランとをトルエン中で同時加水分解することにより調製することができる(式中、RはC〜C10のヒドロカルビルまたはC〜C10のハロゲン置換されたヒドロカルビル(hydrocarby)であり、RはR、−Hまたは加水分解性基であり、かつXは加水分解性基であるが、ただしRが加水分解性基である場合、Xは加水分解反応においてRより反応性である)。塩酸およびシリコーン加水分解物は分離され、この加水分解物は残留する酸を除去するために水で洗浄され、穏やかな縮合触媒の存在下で加熱され、樹脂は必要な粘度まで「増粘される(body)」(すなわち、縮合される)。必要に応じて、樹脂は、ケイ素に結合したヒドロキシ基の含量を減らすために、有機溶媒中で縮合触媒でさらに処理できる。
当該縮合硬化性シリコーン組成物はさらなる成分を含むことができるが、それは、当該シリコーン組成物が硬化して電子回路パッケージの上記の第1の界面コーティングを形成することをその成分が妨げない場合に限る。さらなる成分の例としては、接着促進剤、染料、色素、酸化防止剤、熱安定剤、UV安定剤、難燃剤、流動性調整用添加物、有機溶媒、架橋剤および縮合触媒が挙げられるが、これらに限定されない。
例えば、このシリコーン組成物は、架橋剤および/または縮合触媒をさらに含むことができる。架橋剤は式R SiX4−qを有することができる(式中、RはC〜CのヒドロカルビルまたはC〜Cのハロゲン置換されたヒドロカルビルであり、Xは加水分解性基であり、かつqは0または1である)。Rによって表されるヒドロカルビルおよびハロゲン置換されたヒドロカルビル基は、上に記載され例示されたとおりである。また、Xにより表される加水分解性基も、Rについて上に記載され例示されたとおりである。
架橋剤の例としては、アルコキシシラン(例えばMeSi(OCH、CHSi(OCHCH、CHSi(OCHCHCH、CHSi[O(CHCH、CHCHSi(OCHCH、CSi(OCH、CCHSi(OCH、CSi(OCHCH、CH=CHSi(OCH、CH=CHCHSi(OCH、CFCHCHSi(OCH、CHSi(OCHCHOCH、CFCHCHSi(OCHCHOCH、CH=CHSi(OCHCHOCH、CH=CHCHSi(OCHCHOCH、CSi(OCHCHOCH、Si(OCH、Si(OCおよびSi(OC)、有機アセトキシシラン(例えばCHSi(OCOCH、CHCHSi(OCOCHおよびCH=CHSi(OCOCH)、有機イミノオキシシラン(例えばCHSi[O−N=C(CH)CHCH、Si[O−N=C(CH)CHCHおよびCH=CHSi[O−N=C(CH)CHCH)、有機アセトアミドシラン(例えばCHSi[NHC(=O)CHおよびCSi[NHC(=O)CH)、アミノシラン(例えばCHSi[NH(s−C)]およびCHSi(NHC11)、ならびに有機アミノオキシシランが挙げられるが、これらに限定されない。
この架橋剤は、単一のシラン、または2つ以上の異なるシラン(各々は上記のとおり)の混合物であってよい。また、三官能性および四官能性シランを調製する方法は当該技術分野で周知であり、これらのシランの多くは市販されている。
存在する場合は、シリコーン組成物中の架橋剤の濃度は、そのシリコーン樹脂を硬化(架橋)させるのに十分な量である。架橋剤の正確な量は、硬化の所望の程度に依存するが、その量は、当該シリコーン樹脂中のケイ素に結合した水素原子、ヒドロキシ基または加水分解性基のモル数に対する架橋剤中のケイ素に結合した加水分解性基のモル数の比率が増加するにつれて、一般に増加する。典型的に、架橋剤の濃度は、当該シリコーン樹脂中のケイ素に結合した水素原子、ヒドロキシ基または加水分解性基1モル当たり0.2〜4モルのケイ素に結合した加水分解性基を提供するのに十分な量である。架橋剤の最適量は、日常的な実験によって、容易に決定できる。
上記したように、当該縮合硬化性シリコーン組成物は、少なくとも1つの縮合触媒をさらに含むことができる。縮合触媒は、Si−O−Si結合を形成するためにケイ素に結合したヒドロキシ(シラノール)基の縮合を促進するために典型的に使用されるいずれの縮合触媒であってもよい。縮合触媒の例としては、アミン、カルボン酸と鉛、スズ、亜鉛および鉄との錯体が挙げられるが、これらに限定されない。特に、縮合触媒は、スズ(II)およびスズ(IV)化合物(例えばジラウリン酸スズ、ジオクチル酸スズおよびテトラブチルスズ)、およびチタン化合物(例えばチタンテトラブトキシド)から選択できる。
存在する場合は、縮合触媒の濃度は、典型的には、当該シリコーン樹脂の総重量に基づいて0.1〜10%(重量/重量)、あるいは0.5〜5%(重量/重量)、あるいは1〜3%(重量/重量)である。
当該放射線硬化性シリコーン組成物は、典型的には、1分子あたり平均少なくとも2個のケイ素に結合した放射線感受性基を有するシリコーン樹脂と、任意に、光開始剤とを含む。
1つの実施形態によれば、当該放射線硬化性シリコーン組成物は、式(R SiO1/2(R SiO2/2(RSiO3/2(SiO4/2(IV)を有するシリコーン樹脂(式中、各Rは独立にC〜C10のヒドロカルビル、C〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビル、または−ORであり、RはC〜CのヒドロカルビルまたはC〜Cのハロゲン置換ヒドロカルビルであり、各Rは独立に、R、−H、または放射線感受性基であり、wは0〜0.95であり、xは0〜0.95であり、yは0〜1であり、zは0〜0.9であり、y+zは0.1〜1であり、かつw+x+y+z=1であるが、ただし当該シリコーン樹脂は1分子あたり平均少なくとも2個のケイ素に結合した放射線感受性基を有する)の硬化生成物を含む。式(IV)において、R、w、x、y、z、およびy+zは上で記載され例示されているとおりである。Rにより表されるヒドロカルビルおよびハロゲン置換されたヒドロカルビル基は、Rについて上で定義され例示されたとおりである。
によって表される放射線感受性基の例としては、アクリロイルオキシアルキル、置換アクリロイルオキシアルキル、アルケニルエーテル基、アルケニル、およびエポキシ置換有機基が挙げられるが、これらに限定されない。本願明細書で使用する場合、用語「放射線感受性基」は、150〜800nmの波長を有する放射線に曝露されたときに、フリーラジカルまたはカチオン性光開始剤の存在下で反応性種、例えばフリーラジカルまたはカチオン、を形成する基を意味する。
によって表されるアクリロイルオキシアルキル基の例としては、アクリロイルオキシメチル、2−アクリロイルオキシエチル、3−アクリロイルオキシプロピル、および4−アクリロイルオキシブチルが挙げられるが、これらに限定されない。
によって表される置換アクリロイルオキシアルキル基の例としては、メタクリロイルオキシメチル、2−メタクリロイルオキシエチル、および3−メタクリロイルオキシプロピルが挙げられるが、これらに限定されない。
によって表されるアルケニルエーテル基の例としては、式−O−R−O−CH=CH(式中、RはC〜C10ヒドロカルビレンまたはC〜C10ハロゲン置換ヒドロカルビレンである)を有するビニルエーテル基が挙げられるが、これに限定されない。
によって表されるヒドロカルビレン基は、典型的には1〜10個の炭素原子、あるいは1〜6個の炭素原子、あるいは1〜4個の炭素原子を有する。ヒドロカルビレン基の例としては、メチレン、エチレン、プロパン−1,3−ジイル、2−メチルプロパン−1,3−ジイル、ブタン−1,4−ジイル、ブタン−1,3−ジイル、ペンタン−1,5,−ジイル、ペンタン−1,4−ジイル、ヘキサン−1,6−ジイル、オクタン−1,8−ジイル、およびデカン−1,10−ジイルなどのアルキレン;シクロヘキサン−1,4−ジイルなどのシクロアルキレン;フェニレンなどのアリーレンが挙げられるが、これらに限定されない。ハロゲン置換ヒドロカルビレン基の例としては、1以上の水素原子がハロゲン(フッ素、塩素、および臭素など)によって置き換えられている二価の炭化水素基、例えば−CHCHCFCFCHCH−が挙げられるが、これらに限定されない。
により表されるアルケニル基の例としては、ビニル、アリル、プロペニル、ブテニル、およびヘキセニルが挙げられるが、これらに限定されない。
本願明細書で使用する場合、用語「エポキシ置換有機基」は、酸素原子、すなわちエポキシ置換基、が炭素鎖または環系の2つの隣接する炭素原子に直接結合している一価の有機基を指す。Rによって表されるエポキシ置換有機基の例としては、2,3−エポキシプロピル、3,4−エポキシブチル、4,5−エポキシペンチル、2−グリシドオキシエチル、3−グリシドオキシプロピル、4−グリシドオキシブチル、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル、3−(3,4−エポキシシクロヘキシル)プロピル、2−(3,4−エポキシ−3−メチルシクロヘキシル)−2−メチルエチル、2−(2,3−エポキシシクロペンチル)エチル、および3−(2,3−エポキシシクロペンチル)プロピルが挙げられるが、これらに限定されない。
当該シリコーン樹脂は、典型的には、1分子あたり平均少なくとも2個のケイ素に結合した放射線感受性基を含有する。一般に、当該シリコーン樹脂中の基Rの少なくとも50mol%、あるいは少なくとも65mol%、あるいは少なくとも80mol%は放射線感受性基である。用語「当該シリコーン樹脂中の基Rの…mol%は、放射線感受性基である」は、当該シリコーン樹脂中の基Rの総モル数に対する、その樹脂中のケイ素に結合した放射線感受性基のモル数の比率を100倍したものと定義される。
式(IV)を有するシリコーン樹脂の例としては、以下の式を有する樹脂:
Figure 2011500889
Figure 2011500889
(式中、Meはメチルであり、Phはフェニルであり、Viはビニルであり、かつ括弧の外側の数の添え字はモル分率を意味する)が挙げられるが、これらに限定されない。また、前述の式では、単位の配列は特定されない。
ケイ素に結合した放射線感受性基を有するシリコーン樹脂を調製する方法は、当該技術分野で公知である。例えば、ケイ素に結合したアクリロイルオキシアルキルまたは置換アクリロイルオキシアルキル基を含むシリコーン樹脂は、米国特許第5,738,976号および米国特許第5,959,038号に例示されているように、アクリロイルオキシアルキルアルコキシシランまたは置換アクリロイルオキシアルキルアルコキシシランおよびアルコキシシランを、酸性または塩基性触媒の存在下で同時加水分解することによって調製することができる。あるいは、かかる樹脂は、米国特許第4,568,566号に教示されるとおり、アクリロイルオキシアルキルクロロシランまたは置換アクリロイルオキシアルキルクロロシランおよび少なくとも1つのクロロシランを同時加水分解することによって生成することができる。
ケイ素に結合したアルケニルエーテル基を含むシリコーン樹脂は、米国特許第5,861,467号に記載されているとおり、酸性の縮合触媒の存在下でアルコキシシランを水と反応させ、その後、その反応混合物をヒドロキシ置換ビニルエーテルおよびエステル交換反応触媒で処理することによって調製することができる。手短に言うと、この方法は、(I)(a)式RSi(OR4−xを有するシラン、(b)水、および(c)酸性縮合触媒を反応させる工程と、(II)工程(I)の混合物からアルコールを除去する工程と、(III)工程(II)の混合物を中和する工程と、(IV)式HO−R−O−CH=CHを有するビニルエーテル化合物を加える工程と、(V)エステル交換反応触媒を工程(IV)の混合物に加える工程と、(VI)工程(V)の混合物から揮発物を除去する工程と、を含み、ここで、Rは1〜20個の炭素原子を有する一価の炭化水素またはハロ炭化水素ラジカルであり、Rは1〜8個の炭素原子を有する一価のアルキルラジカルであり、Rは1〜20個の炭素原子を有する二価の炭化水素またはハロ炭化水素ラジカルであり、xは0〜3の値を有するが、ただしアルコキシラジカルに対する水のモル比は0.5未満である。
あるいは、アルケニルエーテル基を含有するシリコーン樹脂は、米国特許第5,824,761号に記載されるとおり、非酸性縮合触媒の存在下でアルコキシシラン、水、およびヒドロキシ置換ビニルエーテル化合物を反応させ、次いでこの反応混合物をエステル交換反応触媒で処理することにより、調製することができる。手短に言えば、この方法は、(I)(a)式RSi(OR4−xを有するシラン、(b)水、(c)アミンカルボン酸塩、重金属カルボン酸塩、イソシアネート、シラノレート、フェノキシド、メルカプチド、CaO、BaO、LiOH、BuLi、アミン、および水酸化アンモニウムから選択される非酸性縮合触媒、および(d)式HO−R−O−CH=CHを有するビニルエーテル化合物を反応させる工程と、(II)(I)の混合物からアルコールを除去する工程と、(III)(II)の混合物を中和する工程と、(IV)(III)の混合物にエステル交換反応触媒を加える工程と、(V)(IV)の混合物から揮発物を除去する工程と、を含み、ここでRは1〜20個の炭素原子を有する一価の炭化水素またはハロ炭化水素ラジカルであり、Rは1〜8個の炭素原子を有する一価のアルキルラジカルであり、Rは1〜20個の炭素原子を有する二価の炭化水素またはハロ炭化水素ラジカルであり、xは0〜3の値を有するが、ただしアルコキシラジカルに対する水のモル比は0.5未満である。
ケイ素に結合したアルケニル基を含有するシリコーン樹脂は、式(I)を有するシリコーン樹脂について上記のとおりに調製することができる。
ケイ素に結合したエポキシ置換有機基を含有するシリコーン樹脂は、米国特許第5,468,826号に記載されているとおり、オルガノチタネート触媒の存在下でエポキシ官能性アルコキシシランおよびアルコキシシランを同時加水分解することにより調製することができる。あるいは、ケイ素に結合したエポキシ置換有機基を含有するシリコーン樹脂は、米国特許第6,831,145号;同第5,310,843号;同第5,530,075号;同第5,283,309号;同第5,468,827号;同第5,486,588号;および同第5,358,983号に記載されているとおり、ヒドロシリル化触媒の存在下でケイ素に結合した水素原子を含有するシリコーン樹脂をエポキシ官能性アルケンと反応させることにより調製することができる。
当該放射線硬化性シリコーン組成物は、さらなる成分を含むことができるが、これは、当該シリコーン樹脂が硬化して電子回路パッケージの上記の第1の界面コーティングを形成することをその成分が妨げない場合に限る。さらなる成分の例としては、接着促進剤;染料;色素;酸化防止剤;熱安定剤;難燃剤;流動性調整用添加物;充填剤(増量充填剤および強化充填剤を含む);有機溶媒;架橋剤;および光開始剤が挙げられるが、これらに限定されない。
例えば、この放射線硬化性シリコーン組成物はさらに、少なくとも1つの光開始剤を含むことができる。この光開始剤は、当該シリコーン樹脂中の放射線感受性基の性質に依存して、カチオン性またはフリーラジカル光開始剤であってもよい。例えば、この樹脂がアルケニルエーテルまたはエポキシ置換有機基を含有する場合、このシリコーン組成物はさらに少なくとも1つのカチオン性光開始剤を含むことができる。このカチオン性光開始剤は、150〜800nmの波長を有する放射線への曝露の際にシリコーン樹脂の硬化(架橋)を開始することができるいずれのカチオン性光開始剤であってもよい。カチオン性光開始剤の例としては、オニウム塩、スルホン酸のジアリールヨードニウム塩、スルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、ボロン酸のジアリールヨードニウム塩、およびボロン酸のトリアリールスルホニウム塩が挙げられるが、これらに限定されない。
適切なオニウム塩としては、R10 MX 、R10 MX 、R10 SeMX 、R10 MX 、およびR10 MX から選択される式を有する塩が挙げられる(式中、各R10は独立に、1〜30個の炭素原子を有するヒドロカルビルまたは置換ヒドロカルビルであり;Mは遷移金属、希土類元素金属、ランタノイド金属、半金属、リン、および硫黄から選択される元素であり;Xはハロ(例えば、クロロ、ブロモ、ヨード)であり、zは積z(X上の電荷+Mの酸化数)=−1であるような値である)。ヒドロカルビル基上の置換基の例としては、C〜Cアルコキシ、C〜C16アルキル、ニトロ、クロロ、ブロモ、シアノ、カルボキシル、メルカプト、および複素環式芳香族基(ピリジル、チオフェニル、およびピラニルなど)が挙げられるが、これらに限定されない。Mによって表される金属の例としては、Fe、Ti、Zr、Sc、V、Cr、およびMnなどの遷移金属;Pr、およびNdなどのランタノイド金属;Cs、Sb、Sn、Bi、Al、Ga、およびInなどの他の金属;B、およびAsなどの半金属;ならびにPが挙げられるが、これらに限定されない。式MX は、塩基性でない、求核性でないアニオンを表す。式MX を有するアニオンの例としては、BF 、PF 、AsF 、SbF 、SbCl 、およびSnCl が挙げられるが、これらに限定されない。
オニウム塩の例としては、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアルセネート、ビス(ドデシルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネートなどのビス−ジアリールヨードニウム塩、およびジアルキルフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネートが挙げられるが、これらに限定されない。
スルホン酸のジアリールヨードニウム塩の例としては、ペルフルオロブタンスルホン酸のジアリールヨードニウム塩、ペルフルオロエタンスルホン酸のジアリールヨードニウム塩、ペルフルオロオクタンスルホン酸のジアリールヨードニウム塩、およびトリフルオロメタンスルホン酸のジアリールヨードニウム塩などのペルフルオロアルキルスルホン酸のジアリールヨードニウム塩;パラ−トルエンスルホン酸のジアリールヨードニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸のジアリールヨードニウム塩、ベンゼンスルホン酸のジアリールヨードニウム塩、および3−ニトロベンゼンスルホン酸のジアリールヨードニウム塩などのアリールスルホン酸のアリールヨードニウム塩が挙げられるが、これらに限定されない。
スルホン酸のトリアリールスルホニウム塩の例としては、ペルフルオロブタンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、ペルフルオロエタンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、ペルフルオロオクタンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、およびトリフルオロメタンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩などのペルフルオロアルキルスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩;ならびにパラ−トルエンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、ベンゼンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩、および3−ニトロベンゼンスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩などのアリールスルホン酸のトリアリールスルホニウム塩が挙げられるが、これらに限定されない。
ボロン酸のジアリールヨードニウム塩の例としては、ペルハロアリールボロン酸のジアリールヨードニウム塩が挙げられるが、これに限定されない。ボロン酸のトリアリールスルホニウム塩の例としては、ペルハロアリールボロン酸のトリアリールスルホニウム塩が挙げられるが、これに限定されない。ボロン酸のジアリールヨードニウム塩およびボロン酸のトリアリールスルホニウム塩は、欧州特許出願第0562922号に例示されているとおり、当該技術分野で周知である。
このカチオン性光開始剤は、単一のカチオン性光開始剤であってもよいし、または2以上の異なるカチオン性光開始剤(各々は上記のとおり)を含む混合物であってもよい。このカチオン性光開始剤の濃度は、典型的には、当該シリコーン樹脂のの重量に基づいて0.01〜20%(重量/重量)、あるいは0.1〜20%(重量/重量)、あるいは0.1〜5%である。
当該シリコーン樹脂がアクリロイルオキシアルキル、置換アクリロイルオキシアルキル、またはアルケニル基を含有する場合、このシリコーン組成物はさらに、少なくとも1つのフリーラジカル光開始剤を含むことができる。このフリーラジカル光開始剤は、150〜800nmの波長を有する放射線への曝露の際に当該シリコーン樹脂の硬化(架橋)を開始することができるいずれのフリーラジカル光開始剤であってもよい。
フリーラジカル光開始剤の例としては、ベンゾフェノン;4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン;ハロゲン化ベンゾフェノン;アセトフェノン;α−ヒドロキシアセトフェノン;ジクロロアセトフェノンおよびトリクロロアセトフェノンなどのクロロアセトフェノン;2,2−ジエトキシアセトフェノンなどのジアルコキシアセトフェノン;2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−プロパノンおよび1−ヒドロキシシクロヘキシルメチルフェニルケトンなどのα−ヒドロキシアルキルフェノン;2−メチル−4’−(メチルチオ)−2−モルホリノプロピオフェノンなどのα−アミノアルキルフェノン;ベンゾイン;ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、およびベンゾインイソブチルエーテルなどのベンゾインエーテル;2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンなどのベンジルケタール;ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシドなどのアシルホスフィンオキシド;キサントン誘導体;チオキサントン誘導体;フルオレノン誘導体;グリオキシル酸メチルフェニル;アセトナフトン;アントラキノン誘導体;芳香族化合物の塩化スルホニル;ならびに1−フェニル−1,2−プロパンジオン−2−(O−エトキシカルボニル)オキシムなどのO−アシルα−オキシイミノケトンが挙げられるが、これらに限定されない。
このフリーラジカル光開始剤は、米国特許第4,260,780号(これを、参照により本願明細書に援用する)でWestによって定義されるフェニルメチルポリシラン;米国特許第4,314,956号(これを、参照により本願明細書に援用する)でBaneyらによって定義されるアミン化メチルポリシラン;米国特許第4,276,424号(これを、参照により本願明細書に援用する)のPetersonらのメチルポリシラン;および米国特許第4,324,901号(これを、参照により本願明細書に援用する)でWestらによって定義されるポリシラスチレンなどのポリシランであってもよい。
このフリーラジカル光開始剤は、単一のフリーラジカル光開始剤であってもよいし、または2以上の異なるフリーラジカル光開始剤を含む混合物であってもよい。当該フリーラジカル光開始剤の濃度は、典型的には、当該シリコーン樹脂の重量に基づいて0.1〜20%(重量/重量)、あるいは1〜10%(重量/重量)である。
当該過酸化物硬化性シリコーン組成物は、典型的には、ケイ素に結合した不飽和基を有するシリコーン樹脂と有機過酸化物とを含む。1つの実施形態によれば、この過酸化物硬化性シリコーン組成物は、式(R11 SiO1/2(R11 SiO2/2(R11SiO3/2(SiO4/2(V)を有するシリコーン樹脂(式中、各Rは、独立にC〜C10のヒドロカルビルまたはC〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、これらはともに脂肪族不飽和を含まず、各R11は独立にR、アルケニル、アルキニル、アクリルオキシアルキル、または置換アクリルオキシアルキルであり、wは0〜0.95であり、xは0〜0.95であり、yは0〜1であり、zは0〜0.9であり、y+zは0.1〜1であり、かつw+x+y+z=1である)と、有機過酸化物とを含む。式(V)において、R、w、x、y、z、およびy+zは、式(I)のシリコーン樹脂について上で記載され例示されているとおりである。
11により表されるアルケニル基(これらは同じであってもよいし、異なっていてもよい)は、典型的には、2〜約10個の炭素原子、あるいは2〜6個の炭素原子を有し、例としては、ビニル、アリル、ブテニル、ヘキセニルおよびオクテニルが挙げられるが、これらに限定されない。
11により表されるアルキニル基(これらは同じであってもよいし、異なっていてもよい)は、典型的には、2〜約10個の炭素原子、あるいは2〜6個の炭素原子を有し、例としては、エチニル、プロピニル、ブチニル、ヘキシニルおよびオクチニルが挙げられるが、これらに限定されない。
当該シリコーンの1つの実施形態では、この樹脂は1分子あたり平均少なくとも1つのアルケニル基またはアルキニル基を含む。
当該シリコーン樹脂は、29Si NMRによって測定する場合、典型的には10%未満(重量/重量)、あるいは5%(重量/重量)未満、あるいは2%(重量/重量)未満のケイ素に結合したヒドロキシ基を含む。
式(V)を有するシリコーン樹脂の例としては、以下の式を有する樹脂が挙げられるが、これらに限定されない:
(ViMeSiO1/20.25(PhSiO3/20.75、(ViMeSiO1/20.25(PhSiO3/20.75、(ViMeSiO1/20.25(MeSiO3/20.25(PhSiO3/20.50、(ViMeSiO1/20.15(PhSiO3/20.75(SiO4/20.1、および(ViMeSiO1/20.15(ViMeSiO1/20.1(PhSiO3/20.75(式中、Meはメチルであり、Viはビニルであり、Phはフェニルであり、かつ括弧の外側の数の添え字はモル分率を意味する)。また、前述の式では、単位の配列は特定されない。
このシリコーン樹脂は、単一のシリコーン樹脂、または2つ以上の異なるシリコーン樹脂(各々は上記のとおり)を含む混合物であってもよい。
ケイ素に結合したアルケニル基またはケイ素に結合したアルキニル基を有するシリコーン樹脂を調製する方法は当該技術分野で周知であり、これらの樹脂の多くは市販されている。これらの樹脂は、典型的には、有機溶媒(例えばトルエン)中でクロロシラン前駆体の適切な混合物を同時加水分解することによって、調製される。例えば、実質的にR11 SiO1/2単位およびR11SiO3/2単位からなるシリコーン樹脂は式R11 SiClを有する化合物および式R11SiClを有する化合物をトルエン中で同時加水分解することにより調製することができる(式中、RおよびR11は、上で定義され例示されたとおりである)。塩酸およびシリコーン加水分解物は分離され、この加水分解物は残留する酸を除去するために水で洗浄され、穏やかな縮合触媒の存在下で加熱され、樹脂は必要な粘度まで「増粘される(body)」。必要に応じて、当該樹脂は、ケイ素に結合したヒドロキシ基の含量を減らすために、有機溶媒中で縮合触媒でさらに処理することができる。あるいはクロロ以外の加水分解性基(−Br、−I、−OCH、−OC(O)CH、−N(CH、−NHCOCH、および−SCHなど)を含むシランは、同時加水分解反応の出発物質として利用できる。樹脂生成物の特性は、シランの種類、シランのモル比、縮合度および処理条件に依存する。
有機過酸化物の例としては、ジベンゾイルパーオキシド、ジ−p−クロロベンゾイルパーオキシド、およびビス−2,4−ジクロロベンゾイルパーオキシドなどのジアロイルパーオキシド;ジ−t−ブチルパーオキシドおよび2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルペルオキシ)ヘキサンなどのジアルキルパーオキシド;ジクミルパーオキシドなどのジアラルキルパーオキシド;t−ブチルクミルパーオキシドおよび1,4−ビス(t−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼンなどのアルキルアラルキルパーオキシド;ならびに過安息香酸t−ブチル、過酢酸t−ブチル、および過オクタン酸t−ブチルなどのアルキルアロイルパーオキシドが挙げられる。
この有機過酸化物は、単一の過酸化物であってもよいし、または2以上の異なる有機過酸化物を含む混合物であってもよい。当該有機過酸化物の濃度は、典型的には当該シリコーン樹脂の重量に基づいて0.1〜5%(重量/重量)、あるいは0.2〜2%(重量/重量)である。
本発明の過酸化物硬化性シリコーン組成物はさらなる成分を含むことができるが、それは、当該シリコーン組成物のシリコーン樹脂が硬化して、電子回路パッケージの上記の第1の界面コーティングを形成することをその成分が妨げない場合に限る。さらなる成分の例としては、シリコーンゴム、多価不飽和化合物、フリーラジカル開始剤、有機溶媒、UV安定剤、増感剤、染料、難燃剤、酸化防止剤、充填剤(強化充填剤、増量充填剤(extending filler)、伝導性充填剤など)、および接着促進剤が挙げられるが、これらに限定されない。
熱硬化性ポリマーを含む硬化性組成物はさらに、上で記載され例示されているとおりである酸化アルミニウムナノ繊維を含むことができる。存在する場合は、このナノ繊維は、典型的には、当該熱硬化性ポリマーの総重量に基づいて0.0001〜99%(重量/重量)、あるいは0.001〜50%(重量/重量)、あるいは0.01〜25%(重量/重量)、あるいは0.1〜10%(重量/重量)、あるいは1〜5%(重量/重量)の濃度を有する。
1つの実施形態では、この硬化性組成物は、シリコーン樹脂を含む硬化性シリコーン組成物と、酸化アルミニウムナノ繊維とを含むナノ繊維充填シリコーン組成物であり、このナノ繊維はγ−AlO(OH)およびγ−Alから選択される少なくとも1つの酸化アルミニウムを含む。この硬化性シリコーン組成物はさらに、溶媒を含むことができるが、ただし、当該硬化性シリコーン組成物がヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物である場合は、この溶媒は非プロトン性(すなわち、窒素または酸素に結合した水素を含有しない)である。
当該硬化性組成物および酸化アルミニウムナノ繊維は、上に記載され例示されているとおりである。このナノ繊維充填シリコーン組成物の中の酸化アルミニウムナノ繊維の濃度は、典型的には、当該組成物の総重量に基づいて0.0001〜50%(重量/重量)、あるいは0.1〜10%(重量/重量)、あるいは0.5〜5%(重量/重量)である。
熱硬化性ポリマーおよび酸化アルミニウムナノ繊維を含む硬化性組成物は、上記の酸化アルミニウム分散物を当該硬化性組成物と合わせることによって調製することができる。所望の場合、この組成物は、減圧下で蒸留して溶媒を除去することができる。
熱硬化性ポリマーを含む硬化性組成物が、シリコーン樹脂を含む硬化性シリコーン組成物と、酸化アルミニウムナノ繊維とを含むナノ繊維充填シリコーン組成物である場合、この組成物は、当該酸化アルミニウムナノ繊維の存在下で、上記の方法を使用してこのシリコーン樹脂を調製し、次いでこの混合物を当該硬化性シリコーン組成物の他の成分と合わせることによって調製することができる。
剥離ライナーは、スピンコーティング、浸漬、噴霧、ブラッシング、押出またはスクリーン印刷などの従来のコーティング技術を使用して、熱硬化性ポリマーを含む硬化性組成物でコーティングすることができる。この組成物の量は、下記の方法の工程(ii)でこのポリマーが硬化された後に、0.01〜1000μmの厚みを有する第1のポリマー層を形成するのに十分な量である。
第1のポリマー層を形成する直前の方法の工程(ii)において、コーティングした剥離ライナーの熱硬化性ポリマーは、硬化される。この熱硬化性ポリマーは様々な方法を使用して硬化でき、その方法としては、剥離ライナーをコーティングするために使用される硬化性組成物の種類に応じて、ポリマーを常温、高温、湿分または放射線に曝露することが挙げられる。
剥離ライナーをコーティングするために用いる硬化性組成物がシリコーン樹脂を含むヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物である場合、コーティングされた剥離ライナーのシリコーン樹脂は、大気圧で室温(約23±2℃)〜250℃、あるいは室温〜200℃、あるいは室温〜150℃の温度でそのコーティングを加熱することにより硬化される。このコーティングは、シリコーン樹脂を硬化(架橋)させるのに十分な長さの時間の間加熱される。例えば、コーティングは、典型的には150〜200℃の温度で0.1〜3時間の間加熱される。
この剥離ライナーをコーティングするために使用される硬化性組成物がケイ素に結合したヒドロキシ基を有するシリコーン樹脂を含む縮合硬化性シリコーン組成物である場合、このシリコーン樹脂は、このコーティングを加熱することにより、硬化(すなわち、架橋)させることができる。例えば、このコーティングは、典型的には、50〜250℃の温度で1〜50時間加熱される。この縮合硬化性シリコーン組成物が縮合触媒を含む場合、このシリコーン樹脂は、典型的にはより低い温度、例えば室温(〜23±2℃)〜200℃で硬化させることができる。
この剥離ライナーをコーティングするために使用される硬化性組成物がケイ素に結合した水素原子を有するシリコーン樹脂を含む縮合硬化性シリコーン組成物である場合、当該シリコーン樹脂は、100〜450℃の温度で0.1〜20時間、そのコーティングを湿気または酸素に曝露することによって硬化させることができる。この縮合硬化性シリコーン組成物が縮合触媒を含有する場合、このシリコーン樹脂は、典型的には、より低い温度、例えば室温(〜23±2℃)〜400℃で硬化させることができる。
この剥離ライナーをコーティングするために使用される硬化性組成物がケイ素に結合した加水分解性基を有するシリコーン樹脂を含む縮合硬化性シリコーン組成物である場合、このシリコーン樹脂は、室温(〜23±2℃)〜250℃、あるいは100〜200℃の温度で1〜100時間、そのコーティングを湿気に曝露する硬化させることができる。例えば、このシリコーン樹脂は、典型的には、ほぼ室温(〜23±2℃)〜150℃の温度で0.5〜72時間、そのコーティングを30%の相対湿度に曝露することによって硬化させることができる。硬化は、熱を加えること、高湿度への曝露、および/またはその組成物への縮合触媒の添加によって加速させることができる。
この剥離ライナーをコーティングするために使用される硬化性組成物がケイ素に結合した放射線感受性基を有するシリコーン樹脂を含む放射線硬化性シリコーン組成物である場合、このシリコーン樹脂は、そのコーティングを電子線に曝露することによって硬化させることができる。典型的には、加速電圧は、約0.1〜100keVであり、真空度は約10〜10−3Paであり、電子流は約0.0001〜1アンペアであり、電力は約0.1ワット〜1キロワットまで変化する。線量は、典型的には約100マイクロクーロン/cm〜100クーロン/cm、あるいは約1〜10クーロン/cmである。電圧に依存して、曝露時間は、典型的には約10秒間〜1時間である。
また、この放射線硬化性シリコーン組成物がさらに上記のカチオン性またはフリーラジカル光開始剤を含む場合、このシリコーン樹脂は、そのコーティングを、150〜800nm、あるいは200〜400nmの波長を有する放射線に、当該シリコーン樹脂を硬化(架橋)させるのに十分な吸収量で曝露することにより、硬化させることができる。光源は、典型的には中圧水銀アークランプである。放射線の線量は、典型的には30〜1,000mJ/cm、あるいは50〜500mJ/cmである。さらに、硬化速度および/または硬化の程度を高めるために、このコーティングを、放射線への曝露中または曝露後に、外部から加熱することができる。
この剥離ライナーをコーティングするために使用される硬化性組成物が過酸化物硬化性シリコーン組成物である場合、、当該シリコーン樹脂は、室温(〜23±2℃)〜180℃の温度で0.05〜1時間、そのコーティングを加熱することにより硬化させることができる。
熱硬化したポリマーを含む第1のポリマー層を形成する方法は、工程(i)の後でかつ工程(ii)の前に、第2の剥離ライナーを第1工程のコーティングした剥離ライナーに付与してアセンブリを形成し、このアセンブリを圧縮する工程をさらに含むことができる。このアセンブリは、過剰な組成物および/または入り込んだ空気を除去して、コーティングの厚みを減らすために圧縮できる。このアセンブリは、従来の設備(例えばステンレス鋼ローラー、液圧プレス、ゴムローラーまたは積層ロールセット)を使用して圧縮できる。このアセンブリは、典型的には1,000Pa〜10MPaの圧力で、室温(約23±2℃)〜50℃の温度で圧縮される。
各コーティング工程で同じ硬化性組成物が用いられるならば、熱硬化したポリマーを含む第1のポリマー層を形成する方法は、工程(i)および(ii)を繰り返してポリマー層の厚みを増加させる工程をさらに含むことができる。
第1のポリマー層が熱可塑性ポリマーおよび繊維強化材を含む場合、このポリマー層は、(a)流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成中に繊維強化材を含浸させる工程、および(b)含浸した繊維強化材の熱可塑性ポリマーを固体状態に変換する工程により形成できる。
第1のポリマー層を形成する直前の方法の工程(a)において、繊維強化材は、流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物中で含浸される。
この繊維強化材は、様々な方法を使用して、流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物中で含浸できる。例えば、第1の方法によれば、繊維強化材は、(i)流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物を剥離ライナーに付与してフィルムを形成し、(ii)繊維強化材をそのフィルムに包埋し、そして(iii)包埋された繊維強化材に上記組成物を付与し、含浸された繊維強化材を形成することによって、含浸させることができる。
繊維強化材を含浸させる直前の方法の工程(i)において、流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物は、剥離ライナーに付与されフィルムを形成する。当該剥離ライナーおよび組成物は、上に記載され例示されたとおりである。この組成物は、スピンコーティング、浸漬、噴霧、ブラッシング、押出またはスクリーン印刷などの従来のコーティング技術を使用して、剥離ライナーに付与できる。当該組成物は、下記の工程(ii)で繊維強化材を包埋するのに十分な量で付与される。
工程(ii)において、繊維強化材は、フィルムに包埋される。繊維強化材は、上に記載して例示したとおりである。繊維強化材は、単に強化材をフィルム上に配置して、フィルムの組成物にその強化材を飽和させることによって、フィルムに包埋させることが可能である。
工程(iii)において、流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物は、包埋された繊維強化材に付与され、含浸された繊維強化材を形成する。当該組成物は、工程(i)について上に記載したとおり、従来の方法を使用して包埋された繊維強化材に付与できる。
繊維強化材を含浸する第1の方法は、(iv)第2の剥離ライナーを含浸された繊維強化材に付与してアセンブリを形成する工程、および(v)そのアセンブリを圧縮する工程をさらに含むことができる。また、この第1の方法は工程(ii)の後でかつ工程(iii)の前に、包埋された繊維強化材からガスを除去する工程、および/または工程(iii)の後でかつ工程(iv)の前に、含浸された繊維強化材からガスを除去する工程をさらに含むことができる。
このアセンブリは、過剰な組成物および/または入り込んだ空気を除去して、含浸された繊維強化材の厚みを減らすために圧縮できる。このアセンブリは、従来の設備(例えばステンレス鋼ローラー、液圧プレス、ゴムローラーまたは積層ロールセット)を使用して圧縮できる。このアセンブリは、典型的には、1,000Pa〜10MPaの圧力で、および室温〜200℃の温度で圧縮される。
包埋された繊維強化材または含浸された繊維強化材は、当該熱可塑性ポリマーの流体状態を維持するのに十分な温度で、それを真空にさらすことによって、ガスを除去できる。
あるいは第2の方法によれば、当該繊維強化材は、(i)繊維強化材を剥離ライナー上に置き、(ii)流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物にこの繊維強化材を包埋し、(iii)包埋された繊維強化材に組成物を付与して含浸された繊維強化材を形成することによって、流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物中に含浸できる。この第2の方法は、(iv)含浸された繊維強化材に第2の剥離ライナーを付与してアセンブリを形成する工程、および(v)このアセンブリを圧縮する工程をさらに含むことができる。この第2の方法において、工程(iii)〜(v)は、流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物中に繊維強化材を含浸させる第1の方法について上に記載したとおりである。また、この第2の方法は、工程(ii)の後でかつ工程(iii)の前に、包埋された繊維強化材からガスを除去する工程、および/または工程(iii)の後でかつ工程(iv)の前に、含浸された繊維強化材からガスを除去する工程をさらに含むことができる。
繊維強化材を含浸させる直前の方法の工程(ii)において、繊維強化材は、流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物に包埋される。繊維強化材は、単に強化材を当該組成物で覆って、その組成物に強化材を飽和させることによって、その組成物に包埋することができる。
さらに、繊維強化材が織布または不織布である場合、その強化材は、流体状態の熱可塑性ポリマーを含む組成物にそれを通すことによって、その組成物中に含浸できる。布は、典型的には1〜1,000cm/分の速度で、この組成物を通過する。
第1のポリマー層を形成する前出の方法の工程(b)において、含浸された繊維強化材の熱可塑性ポリマーは、固体状態に変換される。剥離ライナーをコーティングするために使用される組成物が溶融状態の熱可塑性ポリマーを含む場合、その熱可塑性ポリマーは、液体−固体の転移温度(TまたはT)より低い温度、例えば室温までそのポリマーを放冷することによって、固体状態に変換することができる。剥離ライナーをコーティングするために使用される組成物が熱可塑性ポリマーおよび有機溶媒を含む場合、その熱可塑性ポリマーは、その溶媒の少なくとも一部を除去することによって、固体状態に変換できる。有機溶媒は、その溶媒を常温で気化させることによって、またはコーティングを適度な温度まで、例えばそのポリマーの固体−液体転移温度未満で加熱することによって、除去できる。
流体状態の熱可塑性樹脂および繊維強化材を含む組成物を含む第1のポリマー層を形成する方法は、各含浸について同じ組成物が用いられる場合には、工程(a)および(b)を繰り返して、ポリマー層の厚みを増加させる工程をさらに含むことができる。
第1のポリマー層が熱硬化したポリマーおよび繊維強化材を含む場合、このポリマー層は、(a’)熱硬化性ポリマーを含む硬化性組成物中に繊維強化材を含浸させ、(b’)含浸された繊維強化材の熱硬化性ポリマーを硬化させることによって、形成できる。
第1のポリマー層を形成する直前の方法の工程(a’)において、繊維強化材は、熱硬化性ポリマーを含む硬化性組成物中に含浸される。当該繊維強化材および組成物は、上に記載して例示したとおりである。繊維強化材は、熱可塑性ポリマーを含む組成物中に繊維強化材を含浸させるための上記の方法を使用して、硬化性組成物中に含浸できる。
第1のポリマー層を形成する直前の方法の工程(b’)において、含浸された繊維強化材の熱硬化性ポリマーは硬化される。この熱硬化性ポリマーは、繊維強化材を含浸させるために使用される硬化性組成物の種類に応じて、含浸された繊維強化材を常温〜高温、湿分または放射線にさらすことを含めた様々な方法を使用して硬化させることができる。
当該繊維強化材を含浸するために使用される硬化性シリコーン組成物がシリコーン樹脂を含む硬化性シリコーン組成物である場合、その樹脂は、含浸した繊維強化材を、第1のポリマー層(この層はシリコーン樹脂の硬化生成物を含む)を形成するための方法で記載された条件に曝露することにより硬化させることができる。
各含浸について同じ硬化性組成物が用いられるならば、熱硬化したポリマーおよび繊維強化材を含む第1のポリマー層を調製する方法は、工程(a’)および(b’)を繰り返してポリマー層の厚みを増加させる工程をさらに含むことができる。
当該強化シリコーン樹脂フィルムを調製する方法はさらに、この第1のポリマー層の上に少なくとも1つのさらなるポリマー層を形成する工程を含むことができる。各さらなるポリマー層は、各さらなるポリマー層が剥離ライナーよりはむしろ既存のポリマー層の上に直接形成されることを除いて、第1のポリマー層を形成する方法において上に記載のとおりに形成することができる。
この第1のポリマー層が剥離ライナーの上に形成される場合、当該強化シリコーン樹脂フィルムを調製する方法はさらに、この剥離ライナーから第1のポリマー層を分離する工程を含む。この第1のポリマー層は、少なくとも1つのさらなるポリマー層が形成される前または形成された後のいずれかに、その剥離ライナーから分離することができる。さらに、この第1のポリマー層は、その剥離ライナーからその層を機械的に剥ぎ取ることによって、その剥離ライナーから分離することができる。この第1のポリマー層が2つの剥離ライナー間に形成される場合、当該強化シリコーン樹脂フィルムを調製する方法はさらに、少なくとも1つのさらなるポリマー層がこの第1のポリマー層の上に形成される前に、第1のポリマー層を剥離ライナーのうちの少なくとも1つから分離する工程を含む。
本発明の強化シリコーン樹脂フィルムは、典型的に、1〜99%(重量/重量)、あるいは1〜95%(重量/重量)、あるいは30〜95%(重量/重量)、あるいは50〜95%(重量/重量)の硬化したシリコーン樹脂を含む。また、強化シリコーン樹脂フィルムは、典型的には1〜3000μm、あるいは15〜500μm、あるいは15〜300μm、あるいは20〜150μm、あるいは30〜125μmの厚みを有する。
強化シリコーン樹脂フィルムは、典型的には、柔軟性がASTM規格D522−93a、方法Bに記載されているようにして測定される場合、フィルムが3.2mm以下の直径を有する円筒状鋼鉄心棒の上でひび割れずに曲げることが可能であるような、柔軟性を有する。
上記強化シリコーン樹脂フィルムは、低い線形熱膨張係数(CTE)、高い引張強さ、高いモジュラス、および熱的に誘発されるひび割れに対する高い抵抗性を有する。例えば、このフィルムは、室温(約23±2℃)〜200℃の温度で、典型的には0〜80μm/m℃、あるいは0〜20μm/m℃、あるいは2〜10μm/m℃のCTEを有する。また、このフィルムは、25℃で典型的には5〜200MPa、あるいは20〜200MPa、あるいは50〜200MPaの引張強さを有する。さらに、この強化シリコーン樹脂フィルムは、典型的には25℃で0.5〜10GPa、あるいは1〜6GPa、あるいは3〜5GPaのヤング率を有する。
この強化シリコーン樹脂フィルムの透明性は、多くの要因(例えば硬化したシリコーン樹脂の組成、フィルムの厚みならびに強化材の種類および濃度)に依存する。この強化シリコーン樹脂フィルムは、典型的には、電磁スペクトルの可視領域で、少なくとも5%、あるいは少なくとも10%、あるいは少なくとも15%、あるいは少なくとも20%の透明性(%透過率)を有する。
本発明の強化シリコーン樹脂フィルムは、高い熱安定性、柔軟性、機械的強度および透明性を有するフィルムを必要としている用途に有用である。例えば、このシリコーン樹脂フィルムは、フレキシブルディスプレイ、太陽電池、フレキシブル電子回路基板、タッチスクリーン、耐火性壁紙および衝撃耐性ウインドウの一体的要素として使用することが可能である。このフィルムは、透明または不透明な電極のための適切な基材でもある。
以下の実施例は、本発明の強化シリコーン樹脂フィルムおよびシリコーン組成物をよりよく例証するために示されるが、これらは、添付の特許請求の範囲に詳細に記述される本発明を限定すると考えられるべきものではない。特に明記しない限り、実施例において報告するすべての部数および割合(%)は、重量によるものである。
酸化アルミニウム繊維に対する酢酸のモル比は、その酸化アルミニウム繊維が式Alを有すると仮定することによって算出した。
酸化アルミニウム繊維は、アルゴニド社(フロリダ州、サンフォード)によって販売されているNanoCeram(登録商標)γアルミナ繊維ナノ粉末を空気中、約500℃で1時間加熱することによって調製した繊維である。この熱処理した繊維は、X線回折により測定したところ、96%(重量/重量)のγ−AlO(OH)および4%(重量/重量)のγ−Alを含有していた。
ニサン・ケミカル(Nisan Chemical)(テキサス州、ヒューストン)から入手したORGANOSILICASOL(商標) IPA−STは、イソプロピルアルコール中のコロイド状シリカの分散物であり、このコロイド状シリカは10〜15nmの粒径を有する。この分散物は、30%(重量/重量)のSiOを含有し、2〜4のpHおよび0.96〜1.02の比重を有する。
ガラスファブリック(Glass Fabric)は、平織りおよび37.5μmの厚みを有するスタイル106の電気ガラス布(electrical glass fabric)を575℃で6時間加熱することによって調製される熱処理されたガラス布である。未処理のガラス布は、ジェイピーエスガラス(JPS Glass)(サウスカロライナ州、スレーター)から得た。
(実施例1)
酸化アルミニウム繊維(2.0g)、4.4gの酢酸、および35.6gの脱イオン水を、冷却器、撹拌機、および加熱マントルを備えた100mLの丸底フラスコの中で合わせた。アルミナ繊維に対する酢酸のモル比は3.74であった。この混合物を、撹拌しながら還流状態まで加熱した。この混合物を120時間還流状態で加熱し、次いで室温まで放冷した。次いで、この混合物を2000rpmで30分間遠心分離した。上澄みの分散物を残渣から分離した。もとの固体のおよそ20%(重量/重量)が、別個のナノ繊維としてこの水系溶媒に分散した。この酸化アルミニウム繊維の走査型電子顕微鏡写真を図1に示す。この酸化アルミニウムナノ繊維の透過型電子顕微鏡写真を図2に示す。
(実施例2)
ORGANOSILICASOL(商標) IPA−ST(200g)および28gの脱イオン水を、メカニカルスターラーおよび温度計を備えた500mLの3つ口丸底フラスコの中で合わせた。この混合物を撹拌し、氷水浴を用いて2℃まで冷却した。メチルトリメトキシシラン(70.72g)および3.48gの酢酸をこの混合物に加えた。この混合物を3.5時間撹拌し、その後、氷水浴を取り除き、この混合物を室温まで加温した。この混合物を、室温でさらに14時間撹拌した。この樹脂溶液は半透明であり、1.0gのこの試料を150℃で1時間加熱することにより測定したところ、24.5%(重量/重量)の固形分含量を有していた。この樹脂溶液(8.2g)を50gの実施例1の分散物と合わせることにより、シリコーン組成物を調製した。
(実施例3)
ガラスファブリック(38.1cm×8.9cm)を約5cm/sの速度で実施例2のシリコーン組成物に通すことにより、このファブリックに当該組成物を含浸させた。次いでこの含浸したファブリックを、換気フードの中で室温で垂直に吊り下げて乾燥させ、次いで以下のサイクルに従って空気循環オーブン中で硬化した:1℃/分で室温から75℃まで、75℃で1時間、1℃/分で75℃から100℃まで、100℃で1時間、1℃/分で100℃から125℃まで、125℃で1時間。このオーブンのスイッチを切り、このシリコーン樹脂フィルムを室温まで放冷した。
次いでこの強化シリコーン樹脂フィルムを、オーブン中、窒素雰囲気下、以下の条件下で熱処理した:5℃/分で室温から575℃、575℃で1時間。このオーブンのスイッチを切り、この強化シリコーン樹脂フィルムを室温まで放冷した。熱処理後のフィルムの写真を図A、1B、および1Cに示す。この熱処理したフィルムには、ひび割れはない。

Claims (21)

  1. 少なくとも1つのポリマー層を含む強化シリコーン樹脂フィルムであって、前記ポリマー層のうちの少なくとも1つは少なくとも1つのシリコーン樹脂の硬化生成物を含み、前記ポリマー層のうちの少なくとも1つは酸化アルミニウムナノ繊維を含み、前記ナノ繊維はγ−AlO(OH)およびγ−Alから選択される少なくとも1つの酸化アルミニウムを含む、強化シリコーン樹脂フィルム。
  2. 前記ポリマー層の各々が0.01〜1000μmの厚さを有する、請求項1に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  3. 前記フィルムが1〜10のポリマー層を有する、請求項1に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  4. 前記フィルムが1つのポリマー層を有する、請求項3に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  5. 前記酸化アルミニウムナノ繊維が未処理のものである、請求項1に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  6. 前記酸化アルミニウムナノ繊維が処理されている、請求項1に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  7. 前記酸化アルミニウムナノ繊維が0〜100%(重量/重量)のγ−AlO(OH)および100〜0%(重量/重量)のγ−Alを含む、請求項1に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  8. 前記酸化アルミニウムナノ繊維が30〜99%(重量/重量)のγ−AlO(OH)および70〜1%(重量/重量)のγ−Alを含む、請求項7に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  9. 前記ポリマー層の中の前記酸化アルミニウムナノ繊維の濃度が、前記ポリマー層の総重量に基づいて0.001〜50%(重量/重量)である、請求項1に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  10. 前記ポリマー層のうちの少なくとも1つが繊維強化材を含む、請求項1に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  11. 前記繊維強化材が、織布、不織布、および個々の繊維から選択される、請求項10に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  12. 前記繊維強化材がガラス繊維を含む、請求項11に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  13. 前記シリコーン樹脂が、式(R SiO1/2(R SiO2/2(RSiO3/2(SiO4/2(I)(式中、各Rは独立にC〜C10のヒドロカルビルまたはC〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、これらはともに脂肪族不飽和を含まず、各Rは独立にRまたはアルケニルであり、wは0〜0.95であり、xは0〜0.95であり、yは0〜1であり、zは0〜0.9であり、y+zは0.1〜1であり、かつw+x+y+z=1であるが、ただし前記シリコーン樹脂は1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合したアルケニル基を有する)を有する、請求項1に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  14. 前記シリコーン樹脂が、式(R SiO1/2(R SiO2/2(RSiO3/2(SiO4/2(II)(式中、各Rは独立にC〜C10のヒドロカルビルまたはC〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、これらはともに脂肪族不飽和を含まず、各Rは独立にRまたは−Hであり、wは0〜0.95であり、xは0〜0.95であり、yは0〜1であり、zは0〜0.9であり、y+zは0.1〜1であり、かつw+x+y+z=1であるが、ただし前記シリコーン樹脂は1分子あたり平均少なくとも2つのケイ素に結合した水素原子を有する)を有する、請求項1に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  15. 前記シリコーン樹脂が、式(R SiO1/2(R SiO2/2(RSiO3/2(SiO4/2(III)(式中、各Rは独立にC〜C10のヒドロカルビルまたはC〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、各Rは独立にR、−H、−OH、または加水分解性基であり、wは0〜0.95であり、xは0〜0.95であり、yは0〜1であり、zは0〜0.9であり、y+zは0.1〜1であり、かつw+x+y+z=1であるが、ただし前記シリコーン樹脂は1分子あたり平均少なくとも2個のケイ素に結合した水素原子、ヒドロキシ基、または加水分解性基を有する)を有する、請求項1に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  16. 前記シリコーン樹脂が、式(RSiO1/2(R SiO2/2(RSiO3/2(SiO4/2(IV)(式中、各Rは独立にC〜C10のヒドロカルビル、C〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビル、または−ORであり、RはC〜CのヒドロカルビルまたはC〜Cのハロゲン置換ヒドロカルビルであり、各Rは独立にR、−H、または放射線感受性基であり、wは0〜0.95であり、xは0〜0.95であり、yは0〜1であり、zは0〜0.9であり、y+zは0.1〜1であり、およびw+x+y+z=1であるが、ただし前記シリコーン樹脂は1分子あたり平均少なくとも2個のケイ素に結合した放射線感受性基を有する)を有する、請求項1に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  17. 前記シリコーン樹脂が、式(R11 SiO1/2(R11 SiO2/2(R11SiO3/2(SiO4/2(V)(式中、各Rは独立にC〜C10のヒドロカルビルまたはC〜C10のハロゲン置換ヒドロカルビルであり、これらはともに脂肪族不飽和を含まず、各R11は独立にR、アルケニル、アルキニル、アクリルオキシアルキル、または置換アクリルオキシアルキルであり、wは0〜0.95であり、xは0〜0.95であり、yは0〜1であり、zは0〜0.9であり、y+zは0.1〜1であり、かつw+x+y+z=1である)を有する、請求項1に記載の強化シリコーン樹脂フィルム。
  18. ナノ繊維充填シリコーン組成物であって、
    (A)シリコーン樹脂を含む硬化性シリコーン組成物と、
    (B)酸化アルミニウムナノ繊維であって、前記ナノ繊維はγ−AlO(OH)およびγ−Alから選択される少なくとも1つの酸化アルミニウムを含む、酸化アルミニウムナノ繊維と、
    を含むナノ繊維充填シリコーン組成物。
  19. 溶媒をさらに含む(ただし、前記硬化性シリコーン組成物がヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物である場合は、前記溶媒は非プロトン性である)、請求項18に記載のナノ繊維充填シリコーン組成物。
  20. 前記硬化性シリコーン組成物が、ヒドロシリル化硬化性シリコーン組成物、縮合硬化性シリコーン組成物、放射線硬化性シリコーン組成物、および過酸化物硬化性シリコーン組成物から選択される、請求項18に記載のナノ繊維充填シリコーン組成物。
  21. 前記酸化アルミニウムナノ繊維の濃度が、前記ナノ繊維充填シリコーン組成物の総重量に基づいて0.001〜50%(重量/重量)である、請求項18に記載のナノ繊維充填シリコーン組成物。
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