JP2021134255A - シリコーンエラストマー組成物、表面処理剤及びシリコーンエラストマーシート - Google Patents

シリコーンエラストマー組成物、表面処理剤及びシリコーンエラストマーシート Download PDF

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Abstract

【課題】被処理基材の表面に対して撥油性を付与可能な、また撥油性を有するエラストマーシートを形成可能なシリコーンエラストマー組成物及びそれを含む表面処理剤、並びに撥油性を有するシリコーンエラストマーシートを提供する。
【解決手段】シリコーンエラストマー組成物は、式(1)で示されるフッ素含有化合物と、両末端に反応性官能基を有するシロキサンポリマーとを含有する。
Figure 2021134255


式(1)中、Rはフルオロアルキル基を含有する基、Rはアルキル基又はアルコキシアルキル基、R及びRは各々独立して水素原子又は1価の有機基を表し、xは1〜100の整数であり、yは0〜100の整数である。
【選択図】なし

Description

本発明は、シリコーンエラストマー組成物、表面処理剤及びシリコーンエラストマーシートに関する。
LEDライトのレンズカバー等の耐候性向上・光導波等を目的として、シリコーン系材料を採用することが注目されている。シリコーン系材料の中でもシリカを全く含まないために高透明であり、かつ低温でも弾性を損なわず、熱硬化による成型も比較的容易なシリコーンゴム組成物が知られている(特許文献1参照)。
上記シリコーンゴム組成物を硬化・成型して得られるLEDライトのレンズカバー等の物品の表面が汚染されてしまうと、LEDライトから発せられる光の透過率に影響を及ぼしてしまうおそれがある。そのため、当該汚染を効果的に防止するために、撥油性を有するシリコーンゴム組成物の提案が望まれている。
ゴムシート、ゴムフィルム等のエラストマーシートと称されるゴム製品等の基材の表面を改質して当該表面に撥油性を付与することができる表面処理剤として、シリコーン系の重合硬化物と、フッ素結合基を有するシランカップリング剤とを部分的に縮合してなるものが提案されている(特許文献2参照)。
また、パーフルオロアルキル基を有する化合物により構成される表面処理剤が添加されたエラストマー材料の溶液を溶媒キャスト法(Solvent Casting Method)等によりベース基材等に塗布し、乾燥させることで得られる、基材の表面に撥油性が付与されてなるエラストマーシート等が知られている(非特許文献1参照)。
非特許文献1には、エラストマー材料中に存在するフルオロアルキル基が、空気界面においてその表面自由エネルギーを最小にしようとして働くドライビングフォースにより、空気界面側に偏析しやすくなるため、エラストマーシートの表面に撥油性を付与可能であることが記載されている。
特開2019−189723号公報 特開平9−324139号公報
Kiyofumi TAKANO et al., "Surface Modification of Polymers by Fluorosurfactants", DIC Technical Review No. 7, 2001
本発明は、被処理基材の表面に対して撥油性を付与可能な、また撥油性を有するエラストマーシートを形成可能なシリコーンエラストマー組成物及びそれを含む表面処理剤、並びに撥油性を有するシリコーンエラストマーシートを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は、下記式(1)で示されるフッ素含有化合物と、両末端に反応性官能基を有するシロキサンポリマーとを含有することを特徴とするシリコーンエラストマー組成物を提供する。
Figure 2021134255

上記式(1)中、Rはフルオロアルキル基を含有する基を表し、Rはアルキル基又はアルコキシアルキル基を表し、R及びRは各々独立して水素原子又は1価の有機基を表し、xは1〜100の整数であり、yは0〜100の整数である。
前記反応性官能基が、水酸基であるのが好ましく、前記両末端に水酸基を有するシロキサンポリマーが、α,ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキサンであるのが好ましく、前記シロキサンポリマーの含有量が、前記フッ素含有化合物の含有量の600倍量以下であればよく、前記フッ素含有化合物の含有量の200〜400倍量であるのが好ましい。
前記式(1)において、yが0であればよく、Rで表されるフルオロアルキル基を含有する基が、下記式(2)で表される基であればよく、Rはメチル基であればよく、xが1〜10の整数であればよい。
Figure 2021134255

上記式(2)中、pは0〜2の整数である。
本発明は、上記シリコーンエラストマー組成物を含有することを特徴とする表面処理剤を提供する。
本発明は、シリコーンエラストマー組成物を硬化させて得られることを特徴とするシリコーンエラストマーシートであって、前記シリコーンエラストマー組成物は、下記式(1)で示されるフッ素含有化合物と、両末端に反応性官能基を有するシロキサンポリマーとを含有することを特徴とするシリコーンエラストマーシートを提供する。
Figure 2021134255

上記式(1)中、Rはフルオロアルキル基を含有する基を表し、Rはアルキル基又はアルコキシアルキル基を表し、R及びRは各々独立して水素原子又は1価の有機基を表し、xは1〜100の整数であり、yは0〜100の整数である。
前記反応性官能基が、水酸基であるのが好ましく、前記両末端に水酸基を有するシロキサンポリマーが、α,ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキサンであるのが好ましく、前記シロキサンポリマーの含有量が、前記フッ素含有化合物の含有量の2〜200倍量であればよい。
前記式(1)において、yが0であればよく、Rで表されるフルオロアルキル基を含有する基が、下記式(2)で表される基であればよく、Rはメチル基であればよく、xが1〜10の整数であればよい。
Figure 2021134255

上記式(2)中、pは0〜2の整数である。
本発明によれば、被処理基材の表面に対して撥油性を付与可能な、また撥油性を有するエラストマーシートを形成可能なシリコーンエラストマー組成物及びそれを含む表面処理剤、並びに撥油性を有するシリコーンエラストマーシートを提供することができる。
図1は、試験例4において作製したシリコーンエラストマーシートの透明性の評価試験の結果を示す図面である。
本発明の実施の形態について説明する。
[シリコーンエラストマー組成物]
本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物は、下記式(1)で示されるフッ素含有化合物と、分子鎖の両末端に水酸基、カルボキシル基、イソシアネート基等の反応性官能基を有するシロキサンポリマーとを含有する。
Figure 2021134255

式(1)中、Rはフルオロアルキル基を含有する基を表し、Rはアルキル基又はアルコキシアルキル基を表し、R及びRは各々独立して水素原子又は1価の有機基を表し、xは1〜100の整数であり、yは0〜100の整数である。
式(1)において、Rで表されるフルオロアルキル基を含有する基としては、例えば、−CF、−C、−C、−C13、−C15等の−C2q+1(q=1〜10)で表されるフルオロアルキル基;オキシフルオロアルキレン基等を挙げることができ、これらのうち、下記式(2)で示されるオキシフルオロアルキレン基であるのが好ましい。
Figure 2021134255

式(2)中、pは0〜2の整数である。
式(1)において、Rで表されるアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基等の炭素数1〜2のアルキル基が挙げられ、Rで表されるアルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、メトキシエチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基等の炭素数2〜4のアルコキシアルキル基が挙げられる。これらのうち、Rで表される基としては、アルキル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
式(1)において、R及びRで表される有機基としては、例えば、下記式(i)〜(v)で示される基を挙げることができる。
Figure 2021134255
式(1)において、トリアルコキシシリル基又はトリアルコキシアルコキシシリル基(−Si(OR))が結合する中間鎖(−CH−CH−)の数xは、1〜100であり、好ましくは1〜50、より好ましくは1〜10、特に好ましくは2〜5である。また、中間鎖(−CH−CR−)の数yは、0〜100であり、好ましくは0〜50、より好ましくは0〜10である。
上記フッ素含有化合物として好適な化合物としては、下記式(3)〜(7)で示される化合物を例示することができる。特に、上記フッ素含有化合物が式(3)又は式(6)で示される化合物(式(1)においてy=0である化合物)であると、1分子中に占められるフッ素原子の割合が大きくなる。これにより、フッ素による撥油性も相乗的に作用し、本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物において撥油性が奏されやすくなると考えられる。
Figure 2021134255

式(3)中、x’は2又は3である。
Figure 2021134255
Figure 2021134255

式(4)及び式(5)中、R1’は、−CF(CF)OCFCF(CF)OCで表される基である。式(4)中、xaは1〜100の整数である。式(5)中、xbは1〜100の整数であり、ybは1〜500の整数である。
Figure 2021134255

式(6)中、xcは1〜10の整数であり、ycは0〜100の整数である。
Figure 2021134255

式(7)中、xdは1〜10の整数であり、ydは0〜100の整数である。
上記式(1)で示されるフッ素含有化合物は、下記式(Ia)で示されるフッ素含有過酸化物の存在下に、下記式(Ib)で示される単量体と、下記式(Ic)で示される単量体とを重合させることにより得られる。なお、この反応生成物(フッ素含有化合物)中には、フルオロアルキル基を含有する基(R)が片末端のみに導入されているオリゴマーが任意の割合で含まれていてもよい。
Figure 2021134255

式(Ia)〜(Ic)中、Rはフルオロアルキル基を含有する基を表し、Rはアルキル基又はアルコキシアルキル基を表し、R及びRは各々独立して水素原子又は1価の有機基を表す。
本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物に含まれるシロキサンポリマーは、その分子鎖の両末端に反応性官能基を有する。反応性官能基としては、例えば、水酸基、カルボキシル基、イソシアネート基等が挙げられ、好適には水酸基である。シリコーンエラストマー組成物に含まれるシロキサンポリマーの分子鎖の両末端が水酸基であることで、当該シリコーンエラストマー組成物を表面処理剤として用いて表面処理したり、当該シリコーンエラストマー組成物を硬化させてシート状にしたりしたときに、上記フッ素含有化合物とシロキサンポリマーとの架橋が進行し、撥油性及び透明性を有する表面処理層やシリコーンエラストマーシート等が形成され得る。一方で、シリコーンエラストマー組成物が片末端に水酸基等の反応性官能基を有するシロキサンポリマー、水酸基等の反応性官能基を有しないシロキサンポリマー(例えば、ポリジメチルシロキサン等)、低分子のシロキサン類(例えば、テトラエトキシシラン(TEOS)、トリデカフルオロオクチルトリエトキシシラン(TDFOS)等)を含有していても、上記フッ素含有化合物とシロキサンポリマーとの架橋が進行せず、撥油性及び透明性を有する表面処理層やシリコーンエラストマーシート等を形成することができない。分子鎖の両末端に水酸基を有するシロキサンポリマーとしては、例えば、α,ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキサン等が挙げられる。
上記シロキサンポリマーの数平均分子量(Mn)は、特に限定されるものではないが、例えば、1000〜200000であればよく、好適には1000〜50000であればよい。シロキサンポリマーの数平均分子量(Mn)が上記範囲内であれば、粘度の影響が少なく加工性が良い等の効果が奏される。
本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物を表面処理剤として用いる場合、シリコーンエラストマー組成物におけるシロキサンポリマーの含有量が、フッ素含有化合物の含有量の600倍量以下であるのが好ましく、200〜400倍量であるのがより好ましく、210〜350倍量であるのが特に好ましい。シロキサンポリマーの含有量がフッ素含有化合物の含有量の600倍量を超えると、表面処理層の形成が困難になるおそれがある。また、シロキサンポリマーの含有量がフッ素含有化合物の含有量の200倍量未満であると、フッ素含有化合物による撥油性が発現され難くなるおそれがある。
本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物を、シリコーンエラストマーシート形成用材料として用いる場合、シリコーンエラストマー組成物におけるシロキサンポリマーの含有量が、フッ素含有化合物の含有量の2〜200倍量であるのが好ましく、2〜50倍量であるのがより好ましい。シロキサンポリマーの含有量がフッ素含有化合物の含有量の2倍量未満であると、シロキサンポリマーとの架橋に関与しないフッ素含有化合物量が相対的に多くなり、シリコーンエラストマー組成物を用いてシリコーンエラストマーシートを形成し難くなるおそれがあり、200倍量を超えると、シロキサンポリマーが架橋しないおそれがある。
本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物は、上記フッ素含有化合物及びシロキサンポリマーを溶解可能な溶媒を含んでいてもよい。この溶媒としては、例えば、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘキサン等が挙げられる。
上述した本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物は、後述する実施例からも明らかなように、優れた撥油性を有する表面処理層を表面処理基材(例えば、金属基材、ガラス基材、ゴム基材、樹脂基材等)の表面に形成することができる。ここで、撥油性とは、例えば、上記表面処理層について接触角計(例えば、協和界面科学社製,製品名:DropMaster300)等)を用いてドデカンの接触角(deg)を測定したとき、ドデカンの接触角が相対的に大きいことを意味する。具体的には、ドデカンの接触角が10°以上であればよく、好適にはドデカンの接触角が25°以上であればよい。
本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物によれば、ガラス、金属、ゴム、プラスチック、繊維等の被処理基材の表面処理に用いることで、当該被処理基材の表面に撥油層等の機能性薄膜(表面処理層)を形成することができる。すなわち、本実施形態に係る撥油性を付与可能なシリコーンエラストマー組成物は、撥油層形成用シリコーンエラストマー組成物として利用することができる。
また、本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物は、後述する実施例からも明らかなように、優れた撥油性と透明性とを有するシリコーンエラストマーシートを形成することができる。すなわち、本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物は、シリコーンエラストマーシート形成用組成物として利用することができる。
[シリコーンエラストマー組成物の製造方法]
本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物は、例えば、上記式(1)に示すフッ素含有化合物と、上記シロキサンポリマーとを溶媒に添加し、無触媒条件下で混合することにより製造され得る。
上記溶媒としては、上記フッ素含有化合物及び上記シロキサンポリマーを溶解可能なものであればよく、例えば、テトラヒドロフラン、トルエン、ヘキサン等が挙げられる。
上記撥油層形成用シリコーンエラストマー組成物として利用可能なシリコーンエラストマー組成物を製造する場合、シロキサンポリマーの添加量は、フッ素含有化合物の添加量の600倍量以下であればよく、200〜400倍量であるのが好ましく、210〜350倍量であるのが特に好ましい。また、上記シリコーンエラストマーシート形成用組成物として利用可能なシリコーンエラストマー組成物を製造する場合、シロキサンポリマーの添加量は、フッ素含有化合物の添加量の2〜200倍量であるのが好ましく、2〜50倍量であるのがより好ましい。
[表面処理方法]
本実施形態における表面処理方法は、本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物を被処理基材の表面に塗布する工程を含む。シリコーンエラストマー組成物を被処理基材の表面に塗布する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、刷毛、ローラー、スプレー、スピンコート等により塗布する方法、シリコーンエラストマー組成物に被処理基材を浸漬させる方法、シリコーンエラストマー組成物を被処理基材上にキャストする方法等が挙げられる。好ましくは、シリコーンエラストマー組成物に被処理基材を浸漬させることで、シリコーンエラストマー組成物を被処理基材の表面に塗布すればよい。
本実施形態において、シリコーンエラストマー組成物を被処理基材の表面に塗布することで形成された塗膜を加熱することで、溶媒を除去してもよい。塗膜を加熱する方法としては、例えば、オーブンによる加熱、減圧条件下での加熱等が挙げられるが、特に制限されるものではない。加熱条件としては、例えば、50〜150℃で0.5〜5日程度、好ましくは50〜150℃で0.5〜3日程度である。
上述したように、本実施形態に係るシリコーンエラストマー組成物を用いた表面処理方法を実施することで、被処理基材の表面(被処理面)に表面処理層が形成された表面処理基材を作製することができる。この表面処理基材において、表面処理層は、被処理基材(基部)の表面(第1面)に少なくとも形成されていればよいが、裏面(第2面)に形成されていてもよいし、表面(第1面)及び裏面(第2面)に形成されていてもよい。このようにして作製された表面処理基材は、その表面処理層が優れた撥油性を発現することのできる撥油表面処理基材であるということができる。
被処理基材(基部)としては、撥油表面が求められるものであれば特に制限されないが、例えば、PET(polyethylene terephthalate)、PE(polyethylene)、PU(polyurethane)、ポリカーボネート(polycarbonate)、PMMA(polymethylmethacrylate)等の樹脂基材;アルミニウム、SUS等の金属基材;ガラス基材等を例示することができる。
[シリコーンエラストマーシートの製造方法]
本実施形態におけるシリコーンエラストマーシートの製造方法は、所定のベース基材の表面に上記シリコーンエラストマー組成物(シリコーンエラストマーシート形成用組成物)を含むシリコーンエラストマーシート製造用溶液を塗布して成膜する工程と、ベース基材の表面に成膜されたシリコーンエラストマーシート製造用溶液を乾燥させることでベース基材の表面にシリコーンエラストマーシートを形成する工程と、ベース基材の表面からシリコーンエラストマーシートを剥離する工程とを有する。
シリコーンエラストマーシート製造用溶液は、上記フッ素含有化合物及び上記シリコーンポリマーを溶媒に添加し、無触媒条件下で混合することで調製され得る。このようにして調製されたシリコーンエラストマー製造用溶液を用いて製造されるシリコーンポリエラストマーシートにおいて、優れた透明性を付与することができる。なお、透明とは、シリコーンエラストマーシートを介して文字を視認可能な程度であることを意味する。
シリコーンポリマーの添加量は、フッ素含有化合物の添加量の2〜200倍量であるのが好ましく、2〜50倍量であるのがより好ましい。シロキサンポリマーの添加量がフッ素含有化合物の添加量の2倍量未満であると、シロキサンポリマーとの架橋に関与しないフッ素含有化合物量が相対的に多くなり、シリコーンエラストマーシートが形成され難くないおそれがあり、200倍量を超えると、シロキサンポリマーが架橋しないおそれがある。
なお、上記フッ素含有化合物と上記シリコーンポリマーとを、例えばアルカリ触媒条件下で混合してシリコーンエラストマーシート製造用溶液を調製すると、当該シリコーンエラストマーシート製造用溶液を用いて製造されるシリコーンエラストマーシートが白濁しやすくなり、透明性に欠けるものとなってしまう。これは、シリコーンエラストマーシート製造用溶液中で上記フッ素含有化合物が粒化してしまうことに起因するものと推察される。
次に、所定のベース基材の表面にシリコーンエラストマーシート製造用溶液を塗布して成膜し、当該成膜されたシート製造用溶液を乾燥させる。いわゆる、溶媒キャスト法(Solvent Casting Method)により、シリコーンエラストマーシートが製造されればよい。
ベース基材としては、製造されるシリコーンエラストマーシートを剥離可能な材料により構成されていればよく、特に制限されるものではないが、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシアルカン、ポリビニリデンフルオライド、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー、エチレンテトラフルオロエチレンコポリマー等により構成されているのが好ましい。当該ベース基材が、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素を含有する樹脂材料により構成されていることで、上記フッ素含有化合物を含むシリコーンエラストマーシートを容易に剥離することができる。
ベース基材の表面へのシリコーンエラストマーシート製造用溶液の成膜厚さは、特に制限されるものではなく、製造するシリコーンエラストマーシートの用途等に応じて要求される膜厚等に応じて適宜設定されればよく、例えば、0.2mm程度であればよい。
ベース基材の表面に成膜されたシリコーンエラストマーシート製造用溶液を乾燥させる時間(乾燥時間)は、シリコーンエラストマーシート製造用溶液に含まれる溶剤(例えば、テトラヒドロフラン等)を留去させ得る限りにおいて特に制限されるものではない。本実施形態において、ベース基材の表面に成膜されたシリコーンエラストマーシート製造用溶液の乾燥工程は常温環境下(20℃程度)で行われ得る。したがって、通常、当該シリコーンエラストマーシート製造用溶液の乾燥時間は、24時間程度に設定され得る。なお、本実施形態において製造されるシリコーンエラストマーシートの表面及び裏面に撥油性を付与可能な限りにおいて、ベース基材の表面に成膜されたシリコーンエラストマーシート製造用溶液を加熱により乾燥させてもよい。ただし、当該シリコーンエラストマーシート製造用溶液の加熱温度が高すぎると、製造されるシリコーンエラストマーシートにおいて上記フッ素含有化合物が粒化し、当該シリコーンエラストマーシートが白濁してしまうおそれがあるため、透明なシリコーンエラストマーシートが得られる程度においてシリコーンエラストマーシート製造用溶液を加熱してもよい。
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属するすべての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
以下、製造例、試験例等を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の試験例等に何ら限定されるものではない。
〔製造例〕
[シリコーンエラストマー組成物の製造例1]
溶媒としてのテトラヒドロフラン(THF)25mLに上記式(5)で示されるフッ素含有化合物2.1mg及びα,ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキサン1250mgを添加し、24時間攪拌することでシリコーンエラストマー組成物(Sample 1)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例2]
フッ素含有化合物の添加量を4.1mgとした以外は、製造例1と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 2)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例3]
フッ素含有化合物の添加量を6.2mgとした以外は、製造例1と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 3)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例4]
フッ素含有化合物の添加量を8.2mgとした以外は、製造例1と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 4)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例5]
フッ素含有化合物の添加量を10.3mgとした以外は、製造例1と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 5)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例6]
フッ素含有化合物の添加量を11.1mgとした以外は、製造例1と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 6)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例7]
フッ素含有化合物の添加量を12.3mgとした以外は、製造例1と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 7)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例8]
フッ素含有化合物の添加量を14.4mgとした以外は、製造例1と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 8)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例9]
フッ素含有化合物の添加量を16.4mgとした以外は、製造例1と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 9)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例10]
フッ素含有化合物の添加量を0.8mgとした以外は、製造例1と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 10)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例11]
フッ素含有化合物の添加量を1.2mgとした以外は、製造例1と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 11)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例12]
フッ素含有化合物の添加量を1.6mgとした以外は、製造例1と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 12)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例13]
フッ素含有化合物の添加量を53.4mgとし、α,ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキサンの添加量を2500mgとした以外は、製造例1と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 13)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例14]
フッ素含有化合物の添加量を133.4mgとした以外は、製造例13と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 14)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例15]
フッ素含有化合物の添加量を278.5mgとした以外は、製造例13と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 15)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例16]
フッ素含有化合物の添加量を625.7mgとした以外は、製造例13と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 16)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例17]
フッ素含有化合物の添加量を1072.9mgとした以外は、製造例13と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 17)を製造した。
[シリコーンエラストマー組成物の製造例18]
フッ素含有化合物を添加しなかった以外は、製造例13と同様にしてシリコーンエラストマー組成物(Sample 18)を製造した。
上記のようにして製造されたシリコーンエラストマー組成物(Sample 1〜18)におけるフッ素含有化合物及びα,ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキサン(Ht−PDMS)の添加量を表1に示す。
Figure 2021134255
[試験例1]
Sample 1〜9のシリコーンエラストマー組成物を用いて、被処理基材としてのガラス基材に対してスピンコート処理を施し、真空乾燥機を用いて当該ガラス基材を50℃で7日間乾燥することで、各被処理基材に表面処理層を形成した。Sample 2〜6、Sample 8及びSample 9の各被処理基材に形成された表面処理層における水接触角(deg)及びドデカン接触角(deg)を、接触角計(協和界面科学社製,製品名:DropMaster300)を用いて測定した。なお、ドデカン接触角(deg)については、各被処理基材の表面処理層にドデカンを滴下した直後(0min)、ドデカンの滴下から5分後(5min)及びドデカンの滴下から10分後(10min)に測定した。水接触角(deg)については、各被処理基材の表面処理層に水を滴下した直後(0min)から、水の滴下から30分後(30min)まで5分間隔で測定した。結果を表2に示す。
Figure 2021134255
表2に示す結果から明らかなように、上記フッ素含有化合物及びα,ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキサンを含むシリコーンエラストマー組成物(Sample 2〜6、Sample 8及びSample 9)を用いて形成された表面処理層においては、ドデカン接触角が相対的に大きく、このシリコーンエラストマー組成物を用いて被処理基材に表面処理を施すことで、被処理基材に撥油性を付与可能であることが確認された。
なお、Sample 10〜12のシリコーンエラストマー組成物を用い、Sample 1〜9と同様にして被処理基材の表面処理を行っても、被処理基材に表面処理層を形成することが困難であった。このことから、シリコーンエラストマー組成物におけるシリコーンポリマーの含有量がフッ素含有化合物の含有量の600倍量以下(例えば、Sample 1〜9)であることで、撥油性を有する表面処理層を形成するための表面処理剤として、当該シリコーンエラストマー組成物を好適に利用可能であると考えられる。また、シリコーンエラストマー組成物におけるシリコーンポリマーの含有量がフッ素含有化合物の含有量の200〜400倍量(Sample 2,3)であることで、より優れた撥油性を有する表面処理層を形成するための表面処理剤として、当該シリコーンエラストマー組成物を好適に利用可能であると考えられる。
[試験例2]
Sample 13〜17のシリコーンエラストマー組成物を用いて、被処理基材としてのガラス基材に対してスピンコート処理を施し、真空乾燥機を用いて当該ガラス基材を50℃で7日間乾燥することで、ガラス基材の表面にシリコーンエラストマーシートを製造した。当該ガラス基材の表面から剥離することで、シリコーンエラストマーシートを得た。
得られたシリコーンエラストマーシートの表面と裏面とのそれぞれについて、試験例1と同様にしてドデカン接触角(0min)及び水接触角(0min〜30min)を測定した。なお、シリコーンエラストマーシートの裏面は、ガラス基材の表面に接触していた面であり、シリコーンエラストマーシートの表面は、裏面の反対側に位置する面である。結果を表3に示す。
Figure 2021134255
表3に示すように、Sample 13〜17のシリコーンエラストマー組成物から得られた各シリコーンエラストマーシートの表面及び裏面の双方において、優れた撥油性が示されることが確認された。なお、Sample 18のシリコーンエラストマー組成物については、シリコーンエラストマーシートを作製することができなかった。
[試験例4]
Sample 13〜17のシリコーンエラストマー組成物から得られた各シリコーンエラストマーシートを、文字が印刷された紙上に載置し、各シリコーンエラストマーシートの透明性を評価した。結果を図1に示す。
図1に示す結果から明らかなように、すべてのシリコーンエラストマーシートにおいて、紙に印刷された文字を肉眼で視認することができ、十分な透明性を確保可能であることが確認された。
本発明は、撥油性が要求される製品の技術分野において有用である。

Claims (18)

  1. 下記式(1)で示されるフッ素含有化合物と、両末端に反応性官能基を有するシロキサンポリマーとを含有することを特徴とするシリコーンエラストマー組成物。
    Figure 2021134255

    上記式(1)中、Rはフルオロアルキル基を含有する基を表し、Rはアルキル基又はアルコキシアルキル基を表し、R及びRは各々独立して水素原子又は1価の有機基を表し、xは1〜100の整数であり、yは0〜100の整数である。
  2. 前記反応性官能基が、水酸基であることを特徴とする請求項1に記載のシリコーンエラストマー組成物。
  3. 前記両末端に水酸基を有するシロキサンポリマーが、α,ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキサンであることを特徴とする請求項2に記載のシリコーンエラストマー組成物。
  4. 前記シロキサンポリマーの含有量が、前記フッ素含有化合物の含有量の600倍量以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシリコーンエラストマー組成物。
  5. 前記シロキサンポリマーの含有量が、前記フッ素含有化合物の含有量の200〜400倍量であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のシリコーンエラストマー組成物。
  6. 前記式(1)において、yが0であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のシリコーンエラストマー組成物。
  7. 前記式(1)において、Rで表されるフルオロアルキル基を含有する基が、下記式(2)で表される基であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のシリコーンエラストマー組成物。
    Figure 2021134255

    上記式(2)中、pは0〜2の整数である。
  8. 前記式(1)において、Rはメチル基であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のシリコーンエラストマー組成物。
  9. 前記式(1)において、xが1〜10の整数であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のシリコーンエラストマー組成物。
  10. 請求項1〜9のいずれかに記載のシリコーンエラストマー組成物を含有することを特徴とする表面処理剤。
  11. シリコーンエラストマー組成物を硬化させて得られることを特徴とするシリコーンエラストマーシートであって、
    前記シリコーンエラストマー組成物は、下記式(1)で示されるフッ素含有化合物と、両末端に反応性官能基を有するシロキサンポリマーとを含有することを特徴とするシリコーンエラストマーシート。
    Figure 2021134255

    上記式(1)中、Rはフルオロアルキル基を含有する基を表し、Rはアルキル基又はアルコキシアルキル基を表し、R及びRは各々独立して水素原子又は1価の有機基を表し、xは1〜100の整数であり、yは0〜100の整数である。
  12. 前記反応性官能基が、水酸基であることを特徴とする請求項11に記載のシリコーンエラストマーシート。
  13. 前記両末端に水酸基を有するシロキサンポリマーが、α,ω−ジヒドロキシポリジメチルシロキサンであることを特徴とする請求項12に記載のシリコーンエラストマーシート。
  14. 前記シロキサンポリマーの含有量が、前記フッ素含有化合物の含有量の2〜200倍量であることを特徴とする請求項11〜13のいずれかに記載のシリコーンエラストマーシート。
  15. 前記式(1)において、yが0であることを特徴とする請求項11〜14のいずれかに記載のシリコーンエラストマーシート。
  16. 前記式(1)において、Rで表されるフルオロアルキル基を含有する基が、下記式(2)で表される基であることを特徴とする請求項11〜15のいずれかに記載のシリコーンエラストマーシート。
    Figure 2021134255

    上記式(2)中、pは0〜2の整数である。
  17. 前記式(1)において、Rはメチル基であることを特徴とする請求項11〜16のいずれかに記載のシリコーンエラストマーシート。
  18. 前記式(1)において、xが1〜10の整数であることを特徴とする請求項11〜17のいずれかに記載のシリコーンエラストマーシート。
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