JP2818613B2 - 水性エマルジョンの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 シリコーンエマルジョンは、ヒドロキシル末端封鎖さ
れたポリジオルガノシロキサンオリゴマーと２〜６個の
炭素原子を有する不飽和炭化水素基を含むシロキサン又
はシロキサン前駆体、及び有機珪素水素化物及びメルカ
プトアルキルシランから成る群から選択された官能シリ
コーンの組合せとを又はアクリル又はメタクリル官能シ
ロキサン又はシランとを乳化重合することによって調製
される。生成されるコポリマーのエマルジョンが光開始
剤と混合される場合、そのコポリマーは、紫外線への暴
露により架橋され得る。

本発明は、連続水相、及び不飽和炭化水素基置換のシ
ロキサン単位（ここで前記不飽和炭化水素基において
は、２〜６個の炭素原子が存在する）及び珪素上の水素
原子置換のシロキサン単位又はメルカプトアルキルシロ
キサン単位の両者を含むポリジオルガノシロキサン及び
光開始剤の同じ分散粒子での分散相を含んで成る水性シ
リコーンエマルジョンに関する。紫外線に暴露される場
合、その分散された相は、不飽和炭化水素基（ここでど
んな基でも使用される）と珪素上の水素原子置換のシロ
キサン単位又はメルカプトアルキルシロキサン単位のい
づれかとの間の反応により架橋される。架橋された分散
相を含むエマルジョンが乾燥される場合、エラストマー
が生じる。

本発明はまた、連続水相、及びアクリル又はメタクリ
ル官能シロキサン単位を含むポリジオルガノシロキサン
及び光開始剤の分散相を含んで成る水性シリコーンエマ
ルジョンにも関する。紫外線に暴露される場合、分散相
は、アクリル官能シロキサン単位のお互いの反応により
架橋される。架橋された分散相を含むエマルジョンが乾
燥される場合、エラストマーが生じる。

本発明のシリコーンエマルジョンは、紫外線への暴露
により架橋され得る。水が架橋されたエマルジョンから
除かれる場合、エラストマーが生成される。エラストマ
ーは、水性分散強化成分、たとえばコロイド状シリカ、
クレー又は分散されたヒュームドシリカを、水の除去の
前、エマルジョンに添加することによって強化され得
る。増量充填剤及び／又は増粘剤の添加は、シーラント
として適切であるペースト材料をもたらすことができ
る。

本発明のシリコーンエマルジョンは、種々の方法によ
り製造され得る。１つの方法は、連続水相及び架橋され
たポリジオルガノシロキサンを含む分散相を含んで成る
エマルジョンを得るために、（Ａ）（Ｉ）ヒドロキシル
末端封鎖されたポリジオルガノシロキサン（１）100重
量部、（II）２〜６個の炭素原子を有する不飽和炭化水
素基を含むシロキサン又はシロキサン前駆体（２）0.1
〜10重量部及び（III）有機珪素水素化物（３）0.1〜10
重量部及びメルカプトアルキルシロキサン（４）0.1〜
5.0重量部から成る群から選択された官能シリコーン、
（IV）所望する時間、成分を重合し、そしてpHを５未満
に下げるために十分な界面活性剤（５）及び（Ｖ）所望
する硬化速度を付与するために十分な光開始剤の混合物
を水中で均質化し、（Ｂ）成分（１），（２）及び
（３）又は（４）のコポリマーを生成するために（Ａ）
の混合物を乳化重合し、（Ｃ）pHを５より高くすること
によって重合を停止し、次に（Ｄ）紫外線への暴露によ
り（Ｂ）のコポリマーを光化学的に架橋することを含ん
で成る。

もう１つの方法は、連続水相及び架橋されたポリジオ
ルガノシロキサンを含む分散相を含んで成るエマルジョ
ンを得るために、（Ａ）（Ｉ）ヒドロキシル末端封鎖さ
れたポリジオルガノシロキサン（１）100重量部、（I
I）アクリル又はメタクリル官能シロキサン又はシラン
（７）0.1〜5.0重量部、（III）所望する時間、成分を
重合し、そしてpHを５以下に下げるために十分な界面活
性剤（５）及び（IV）を所望する硬化速度を付与するた
めに十分な光開始剤（６）の混合物を水中で均質化し、
（Ｂ）成分（１）及び（７）のコポリマーを生成するた
めに（Ａ）の混合物を乳化重合し、次に（Ｃ）紫外線へ
の暴露により（Ｂ）のコポリマーを光化学的に架橋する
ことを含んで成る。

もう１つの方法は、連続水相及び架橋されたポリジオ
ルガノシロキサンを含む分散相を含んで成るエマルジョ
ンを得るために、（Ａ）（Ｉ）ヒドロキシル末端封鎖さ
れたポリジオルガノシロキサン（１）100重量部、（I
I）２〜６個の炭素原子を有する不飽和炭化水素基を含
むシロキサン又はシロキサン前駆体（２）0.1〜10重量
部又は有機珪素水素化物（３）0.1〜10重量部及びメル
カプトアルキルシラン又はメルカプトアルキルシロキサ
ン（４）0.1〜5.0重量部から選択された官能シリコー
ン、（III）所望する時間、成分を重合し、そしてpHを
５以下に下げるために十分な界面活性剤（５）及び（I
V）所望する硬化速度を付与するために十分な光開始剤
の混合物を水中で均質化し、（Ｂ）成分（１）及び
（２），（３）又は（４）のコポリマーを生成するため
に（Ａ）の混合物を乳化重合し、（Ｃ）pHを５以上に高
めることによって重合を停止し、（Ｄ）段階（Ａ）で選
択されなかった官能シリコーン（ａ）又は（ｂ）を成分
（２）として添加し、次に（Ｅ）段階（Ｃ）から得られ
る粒子中への段階（Ｄ）において添加された成分の移動
を可能にするために混合物を熟成し、そして（Ｆ）紫外
線への暴露により（Ｂ）のコポリマーを光化学的に架橋
することを含んで成る。

ヒドロキシル末端封鎖されたポリジオルガノシロキサ
ン（１）は、好ましくは、それが25℃で0.1Pa・ｓ以下
の粘度を有し、そして容易に乳化され得るように選択さ
れる。オルガノ基は、１〜６個の炭素原子を有する置換
された又は置換されていない飽和炭化水素基、たとえば
メチル、エチル、プロピル、フェニル及び3,3,3−トリ
フルオロプロピル基である。好ましいポリジオルガノシ
ロキサンは、25℃で0.1Pa・ｓ以下の粘度を有するヒド
ロキシル末端封鎖されたポリジメチルシロキサンであ
る。

２〜６個の炭素原子を有する不飽和炭化水素基を含む
シロキサン又はシロキサン前駆体（２）は、ヒドロキシ
ル末端封鎖されたポリジオルガノシロキサンと相溶する
シロキサン又はシロキサン前駆体であるべきである。不
飽和基は、たとえばビニル、アリル及びヘキセニルであ
る。好ましくは、シロキサンは、乳化重合の間、ポリジ
オルガノシロキサンと共に共重合され得るシロキサンで
あるべきである。適切なシロキサンは、分子当たり４〜
６個のシロキサン単位を有するメチルビニルシクロシロ
キサン及び好ましくはヒドロキシル末端封鎖されたメチ
ルビニルシロキサンの低分子量線状ポリマーを包含す
る。

シロキサン前駆体は、珪素原子上に２個の加水分解可
能な基、たとえばアルコキシ又はハロゲン（これは、シ
ロキサンを付与するために加水分解されるであろう）を
有するシランである。次に、このシロキサンは、乳化重
合の過程の間、ジオルガノシロキサンポリマー中に導入
される。シロキサン前駆体は、水性環境下で珪素結合上
の水素原子を分解することができる加水分解可能な基を
有するシラン、たとえばジアミノ官能シランであるべき
でない。シロキサン前駆体は、メチルビニルジアルコキ
シシラン、たとえばメチルビニルジエトキシシランを包
含する。また、アリル又はヘキセニル官能シロキサン及
びシロキサン前駆体、たとえばアリルメチルジエトキシ
シランも包含される。好ましくは、ヒドロキシル末端封
鎖されたポリジオルガノシロキサン100重量部当たり不
飽和炭化水素基を含むシロキサン又はシロキサン前駆体
0.1〜10重量が存在する。好ましくは、ヒドロキシル末
端封鎖されたポリジオルガノシロキサン100重量部当た
り0.5重量部のレベルでメチルビニルシクロシロキサン
の混合物が使用される。

有機珪素水素化物（３）は、ヒドロキシル末端封鎖さ
れたポリジオルガノシロキサンと相溶できるシラン又は
シロキサンであるべきである。好ましくは、それは、乳
化重合の間、ポリジオルガノシロキサンと共重合され得
る水素化物であるべきである。適切な水素化物は、25℃
で0.1Pa・ｓ以下の粘度を有するポリメチル水素シロキ
サン流体、４〜６個のシロキサン単位を有するメチル水
素シクロシラン及び加水分解可能な有機珪素水素化物、
たとえばメチルジエトキシシランを包含する。好ましく
は、ヒドロキシル末端封鎖されたポリジオルガノシロキ
サン100重量部当たり有機珪素水素化物0.1〜10重量％が
存在する。好ましくはポリジオルガノシロキサン100重
量部当たりメチル水素シクロシロキサン0.3〜0.5重量部
が使用される。好ましくは、珪素上の不飽和炭化水素１
モル当たり珪素上の水素１モルが存在する。

不飽和炭化水素基を含むシロキサン及び末端封鎖剤と
して機能する有機珪素水素化物を使用することもまた可
能である。しかしながら、これらの場合、それらは、架
橋された構造体を導びくその対応する成分と共に使用さ
れるべきである。たとえば、末端封鎖ビニル含有シロキ
サン、たとえばジメチルビニルエトキシシロキサンが使
用される場合、非末端封鎖有機珪素水素化物、たとえば
ポリメチル水素シロキサン又はメチルジエトキシシラン
が使用されるべきである。

メルカプトアルキルシリコーン（４）は、ヒドロキシ
ル末端封鎖されたポリジオルガノシロキサンと相溶でき
るシラン又はシロキサンであるべきである。好ましく
は、それは、乳化重合の間、ポリジオルガノシロキサン
と共重合され得るメルカプトアルキルシロキサン又はシ
ロキサン前駆体であるべきである。適切なメルカプトア
ルキルシロキサンは、25℃で0.1Pa・ｓ以下の粘度を有
するポリ（メルカプトプロピル（メチル））シロキサン
流体及び加水分解可能なメルカプトアルキシシラン前駆
体、たとえばメルカプトプロピル（メチル）ジエトキシ
シランを包含する。好ましくは、ポリジオルガノシロキ
サン100重量部当たり0.5〜1.0重量部のレベルでメルカ
プトプロピル（メチル）ジメトキシシランが使用され
る。好ましくは、不飽和炭化水素単位１モル当たりメル
カプトアルキルシロキサン単位１モルが使用される。

アクリル又はメタクリル官能シロキサン（７）は、低
分子量の線状シロキサン、好ましくはヒドロキシル末端
封鎖されたポリシロキサン又は加水分解可能なシロキサ
ン前駆体、たとえば３−メタクリルオキシプロピルメチ
ルジメトキシシランであり、すべては１又は複数のアク
リル又はメタクリル官能基を含む。好ましいアクリル又
はメタクリル官能シロキサン及びアクリル又はメタクリ
ル官能シランは、３−メタクリルオキシプロピルメチル
ジメトキシシラン、３−メタクリルオキシプロピルメチ
ルジエトキシシラン、３−アクリルオキシプロピルメチ
ルジメトキシシラン及びテトラ（３−メタクリルオキシ
プロピル）テトラメチルシクロテトラシロキサンを、ポ
リジオルガノシロキサン100重量部当たり0.5〜1.0重量
部のレベルで包含する。

光開始剤（６）は、紫外線により照射される場合、ラ
ジカル種を形成する多くの光開始剤の１つ又は組合せで
あり得る。光開始剤は、エマルジョン中のシリコーン相
と相溶できるべきである。好ましい光開始剤は、ベンゾ
フェノン及びDarocure（Ｒ）1173であり、前記開始剤
は、下記式： を有する。光開始剤は、所望する硬化速度を付与するた
めに十分な量で使用される。少な過ぎる場合、硬化は所
望するよりも長くかかる。多過ぎて使用される場合、エ
マルジョン又は硬化されたエラストマーの物理的及び機
械的性質が低下される。好ましい量は、ポリジオルガノ
シロキサン100重量部当たり好ましい光開始剤0.25〜0.5
重量部である。

界面活性剤（５）は、適切な界面活性剤及びそれらの
製造方法を示す、1966年12月27日に発行されたアメリカ
特許第3,294,725号に記載されるような界面活性スルホ
ン酸であり得る。このタイプの界面活性剤が使用される
場合、成分の共重合は、エマルジョンが形成されるとす
ぐに始まる。乳化重合は、所望する重合程度が生じるま
で続けられ、次にその重合は、pHを５以上に上げること
によって停止される。重合の速度は、使用される界面活
性剤の量に比例する。十分な界面活性剤が、pHを５以
下、好ましくは３以下に下げるためには存在すべきであ
る。ポリジオルガノシロキサン（１）100重量部当たり
約２重量部のドデシルベンゼンスルホン酸が、室温で約
24時間内に所望する重合程度を付与することが見出され
た。

界面活性剤（５）はまた、硫酸アルキルでもあり得
る。好ましい界面活性剤は、硫酸アルキル、ラウリル硫
酸ナトリウムである。この界面活性剤は前記成分と共に
混合され、そして安定エマルジョンを形成するために均
質化され、次に酸、たとえば塩酸の添加により硫酸水素
ラウリルに転換される。次に、これは活性的な重合触媒
であり、そして成分（Ｉ），（II）及び（III）の乳化
重合を促進する。十分な酸、たとえば4Nの塩酸が、pHを
５以下、好ましくは３以下に下げるために添加されるべ
きである。ラウリル硫酸ナトリウムの量は好ましくは、
ポリジオルガノシロキサン（１）100重量部当たり１〜
３重量部である。

本発明の水性シリコーンエマルジョンは、連続水相及
び光開始剤の使用及び紫外線への暴露を通してそれ自体
又は官能シロキサンのいづれかと架橋され得る。同じエ
マルジョン粒子で存在するポリジオルガノシロキサンコ
ポリマーの分散相を含んで成る。１つの方法は、不飽和
炭化水素基、たとえばビニル及び珪素上水素基又はメル
カプトアルキル基のいづれかが同じ分子に存在するコポ
リマー形成する。光開始剤の存在下での紫外線は、架橋
結合を形成するためにこれらの基の反応を引き起こす。
もう１つ方法は、紫外線及び光開始剤がコポリマー分子
に存在するアクリル基の他のコポリマー分子に存在する
アクリル基との反応を引き起こし、架橋結合を付与する
コポリマーを形成する。もう１つの方法は、不飽和炭化
水素基、珪素上水素基又はメルカプトアルキル基のいづ
れかがコポリマー分子に存在するコポリマーを形成す
る。不飽和炭化水素基、珪素上水素基又はメルカプトア
ルキル基のいづれかを有する官能シラン又はシロキサン
がコポリマーを含むエマルジョンに添加され、官能基が
コポリマーを形成するために選択されることに依存して
その官能基が選択され、そして次に、官能シラン又はシ
ロキサンがコポリマーを含むエマルジョン粒子中への移
動を可能にされる。このシラン又はシロキサンは、それ
が架橋剤として機能することができるように複数の反応
性官能基を有するべきである。反応基は、不飽和炭化水
素基及び珪素上水素基又はメルカプトアルキル基が粒子
に存在するように選択され、その結果、それらは架橋結
合を付与するために反応することができる。たとえば、
ビニルがコポリマーに存在する場合、珪素上水素又はメ
ルカプトアルキル架橋剤のいづれかが、エマルジョンに
添加される。珪素上水素原子がコポリマーに存在する場
合、不飽和炭化水素基を含むシラン又はシロキサン架橋
剤が添加される。

本発明の個々の方法においては、ヒドロキシル末端封
鎖されたポリジオルガノシロキサンが、エマルジョンを
形成するために界面活性剤を用いて、水と共に均質化す
ることによって、他のシロキサン又はシロキサン前駆体
と共に乳化重合され、コポリマーが形成される。前記エ
マルジョンは、ポリジオルガノシロキサン及びミセルに
おける他の必要とされる反応成分の水中油エマルジョン
である。次に、このエマルジョンが重合され、上記成分
のコポリマーが製造される。たとえば上記のようなスル
ホン酸の界面活性剤が本発明の方法に使用される場合、
重合過程がエマルジョンが形成されるとすぐに始まるで
あろう。なぜならば、これらの界面活性剤はシロキサン
重合のための活性重合触媒であるからである。硫酸アル
キル、たとえばラウリル硫酸ナトリウムがエマルジョン
を形成するために使用される場合、重合は、界面活性の
スルホン酸が添加されるまで、又はラウリル硫酸ナトリ
ウムが酸、たとえば希釈塩酸の添加により硫酸水素ラウ
リルに転換されるまで生じないであろう。この後者の方
法が好ましい方法である。なぜならば、次に、ホモジナ
イザー中で生じる重合の問題を供なわないでホモジナイ
ザー中でエマルジョンを形成することが可能であるから
である。エマルジョンがホモジナイザー中で形成された
後、それは容器に取られ、そして酸と共に混合され、重
合が開始される。重合は室温で起こる。有用な重合程度
を達成するための時間は、通常約24時間である。その時
間は、温度を上げることによって短くされ得る。重合
は、低い重合程度で架橋ポリマーに対してひじょうに小
さな物理的強度が存在するように、コポリマーが少なく
とも5000の分子量を有するまで続けられるべきである。
好ましくは、その分子量は50,000以上であり、そして最
とも好ましくは分子量は200,000〜700,000の間であるべ
きである。所望する分子量に達した後、重合は、エマル
ジョンのpHを５以上に上げることによって停止される。
これは、希釈塩基性化合物、たとえば有機アミン、アル
カリ金属の水酸化物又はそれらの組合せの化合物の添加
により最良に行なわれる。

上記の最後の方法は、必要とされる反応成分が初め、
コポリマーにまったく存在しないことで上記と異なる。
反応成分の１がコポリマーに存在し、次にその対応する
反応成分がコポリマーを含むエマルジョンに添加され、
そしてその混合物が、コポリマーを含むエマルジョン粒
子中への添加された成分の移動を可能にするために熟成
される。この方法はまた、同じエマルジョン粒子に存在
する反応成分のすべてをもたらす。

エマルジョンがエラストマーを形成するためには、コ
ポリマーが架橋されるべきである。架橋は、コポリマー
がエマルジョン中に存在する場合、又はエマルジョンが
コポリマーのフィルム又は被膜を付与するために乾燥せ
しめられる場合に生じることができる。好ましくは、コ
ポリマーは、それがエマルジョンの形で存在する場合、
架橋される。コポリマーは、そのエマルジョン又はコポ
リマーを紫外線に暴露することによって架橋される。エ
マルジョン中に存在する光開始剤は、コポリマー中に存
在する珪素上水素原子又はメルカプトアルキル基のいづ
れかとビニル基との反応を引き起こす基を形成するため
に紫外線の存在下で反応し、架橋結合を引き起し、従っ
てガム状コポリマーをエラストマーに変える。他の場
合、紫外線及び光開始剤により形成された基は、アクリ
ル基のお互いとの反応を引き起こし、架橋結合の形成を
引き起こし、そしてガム状コポリマーをエラストマーに
変える。架橋されたエマルジョンがフィルムに流延さ
れ、そして乾燥せしめられる場合、エラストマーミセル
がエラストマーフィルムを形成するために融合する。ま
た、エマルジョンから水を初めに除き、そして次に、架
橋を引き起こすためにコポリマーを紫外線に暴露するこ
とも可能である。反応性架橋剤としてメルカプトアルキ
ル基を含むエマルジョンは、周囲の太陽への暴露により
架橋され得る。なぜならば、これは最とも反応性の架橋
基であるからである。

追加の成分は、エマルジョンの性質及びエマルジョン
を乾燥することによって形成されるエラストマーの性質
を変えるためにエマルジョンに添加され得る。エラスト
マーの物理的強度は、強化用充填剤の添加により高めら
れ得る。シリコーンポリマーのための良く知られた強化
用充填剤、たとえばヒュームドシリカ、沈殿シリカ、水
性分散コロイドシリカ及び水性分散ヒュームドシリカが
使用され得る。水性分散ヒュームドシリカが、好ましい
強化用充填剤である。増量充填剤、たとえばクレー及び
炭酸カルシウム、色素、染料、増粘剤が、エマルジョン
又は該エマルジョンの乾燥後に形成されるエラストマー
の性質又は貯蔵安定性に悪影響を与えないかぎり添加さ
れ得る。

本発明のエマルジョンは、エラストマー被膜を付与す
る被覆材料として有用である。それは、保護被膜又は剥
離被膜として使用され得る。強化される場合、エラスト
マー被膜は、被覆材料、接着剤又はシーラント材料とし
て使用され得る。

エマルジョンコポリマーをエラストマーに架橋するた
めに必要な紫外線の量は、多くの変数に依存し、そして
従って、最適量は実験的に決定されるべきである。因
子、たとえばUV光の波長、コポリマー中の光反応性官能
基の量及びタイプ、光開始剤の量及びタイプ及び反応器
の型が、エマルジョンポリマーを予備架橋するために必
要とされる紫外線の量に影響を及ぼす。たとえば、SH結
合を基に解離するために必要とされるエネルギーは、Si
H結合を解離するために必要とされるエネルギーよりも
かなり少なく、そして従って、前者を含むエマルジョン
コポリマーは、後者を含むエマルジョンコポリマーより
も、架橋工程を完結にするためには有意に少ない紫外線
を必要とする。

反応器の型はまた、本発明に記載されるエマルジョン
コポリマーを予備架橋するために必要とされる紫外線の
量に有意な役割を演ずる。最とも効果的な反応器は、紫
外線へのエマルジョンコポリマー粒子の暴露を最大にす
るために、エマルジョンの薄フィルムが照射されるよう
に、たぶん設計されるであろう。そのような反応器はセ
ルから成り、これを通して、エマルジョンコポリマー
が、紫外線により照射されながら、ポンプで送られる。
セルは、エマルジョンが紫外線への暴露の点で薄フィル
ム中に広げられるように構成される。

本発明に記載されるエマルジョンコポリマーを予備架
橋するために使用される反応器は、その概念を示すため
にだけ設計され、そしてそれは最適化された性能を有す
る反応器を示さない。この反応器は、機械的撹拌機を備
え付けられた円柱状の石英容器（約１の容積）から成
り、そしてそれは、市販の実験室用光化学反応器（Rayo
net（Ｒ）100）の内部に配置される。Rayonet 100は、
円柱状の反射器により囲まれる16種の紫外線の円形のア
レイから成る。Rayonetは中央に穴を有し、ここで石英
容器は、光がその容器を取り囲むように配置される。光
分解は、容器の周囲で生じ、そしてエマルジョンは撹拌
されるので、十分な時間が与えられる場合、すべてのエ
マルジョン粒子は、エマルジョンコポリマーの架橋を引
き起こすために十分な紫外線に暴露される。このタイプ
の反応器の明らかな欠点は、紫外線へのエマルジョンの
暴露の面積がひじょうにせまく、そして従って、その光
架橋方法は相当の長い時間を要することである。紫外線
への暴露の面積を高めることによって、本発明に記載さ
れるエマルジョンコポリマーを予備架橋するために必要
とされる時間の長さは、有意に短くされ得る。Rayonet
100に使用される紫外線ランプは、2537nmの波長でそれ
らの最大の出力を有した。エネルギーを測定するための
装置がRayonetの内部に配置され、そしていくつかの測
定が行なわれ、その平均は240ミリジュール/cm²/分であ
った。

次の例は、例示的であって、本発明を限定するもので
はない。すべての部は、重量部である。

例１ 混合物を、約35の重合度を有するヒドロキシル末端封
鎖されたポリジメチルシロキサン流体643.4g、25℃で約
0.13Pa・ｓの粘度及び約1.6重量％の珪素結合水素原子
含有率を有するトリメチルシロキサン末端封鎖されたポ
リメチル水素シロキサン2.26g、メチルビニルシクロシ
ロキサン3.24g及びベンゾフェノン3.24gを一緒に、溶液
が得られるまで撹拌することによって調製した。次に、
水中、30％ラウリル硫酸ナトリウムを含む界面活性剤溶
液25gを添加し、そして次に蒸留水309.8gを添加し、そ
して撹拌を30分間続けた。次に、その混合物を、7,500p
siの圧力で一段実験用ホモジナイザーに通し、約0.33μ
ｍの平均粒度を有する水中油エマルジョンを得た。エマ
ルジョンを、4Nの塩酸8gを添加し、そして密封容器中で
均一の混合物を得るまで数分間、振盪し、次に、重合過
程を完結するために25℃で24時間、撹拌しないで静置す
ることによって重合せしめた。重合を、エマルジョンの
pHを6.5〜7.0に高めるために十分なジエチルアミン溶液
を添加することによって停止した。エマルジョンは約62
％の固形分を有し、ポリマーは、メチルビニルシロキサ
ン単位５重量％及びメチル水素単位3.5重量％から成
り、そして約240,000の平均分子量（重量平均）を有し
た。エマルジョンは、ポリマー重量に基づいて、ベンゾ
フェノン0.5重量pphを含んだ。

エマルジョンの一部を、プラスチックシート上に注
ぎ、そして24時間、空気中で乾燥せしめた。中圧水銀ラ
ンプからのUV光による前記フィルムの１分間の照射は、
そのフィルムを粘性のあるゴム状物質からエラストマー
に変えた。

エマルジョンの一部200gを、機械撹拌機を備えている
ジャケット付石英容器中に置いた。その装置を、垂直に
固定され、そして反射器により囲まれている16種の紫外
線ランプの円形アレイから成る光化学的反応器の内部に
配置した。個々のランプは約20ワットの出力及び約300n
mの波長を有した。撹拌機をスタートし、冷却水を容器
のジャケットに循環し、そしてランプの照明をつけた。
エマルジョンを、合計17時間光分解し、そして暴露の５
時間後及び11時間後で、エマルジョンの一部を除いた。

フィルムを、それぞれエマルジョンの一部から流延
し、そして乾燥せしめた。それぞれの乾燥せしめられた
フィルムはエラストマーであった。

それぞれのエマルジョンの一部を、ポリマー100重量
部当たりヒュームドシリカ15重量部を付与するために十
分な水性分散ヒュームドシリカ（Cabosperse SC−２）
と共に混合した。フィルムをそれぞれの強化されたエマ
ルジョンから流延し、そして７日間乾燥せしめた。乾燥
せしめられたフィルムを試験断片に切断し、そして破断
点引張強さ及び破断点伸びを測定し、そしてその結果を
第１表に示す。

例２ 約35の重合度（DP）を有するヒドロキシル末端封鎖さ
れたポリジメチルシロキサン流体640.8g、混合されたメ
チルビニルシクロシロキサン3.24g、メルカプトプロピ
ルメチルジメトキシシラン6.22g及びベンゾフェノン3.2
4gから混合物を調製し、次にその混合物を、溶液が得ら
れるまで、約１時間撹拌した。次に、ラウリル硫酸ナト
リウムの30％水溶液25g及び脱イオン水309.8gを添加
し、そしてその混合物を30分間撹拌した。次にその混合
物を7500psiで実験用一段ホモジナイザーを用いて均質
化し、0.3μｍの平均粒度及び約62〜65重量％の固体含
有率を有するエマルジョンを生成した。そのエマルジョ
ンを、4Nの塩酸6gを添加し、そして数分間撹拌すること
によって重合せしめた。そのエマルジョンを、密封容器
中において室温で17時間静置し、その後、pHを6.5〜7.5
に上げるために十分の２％水酸化ナトリウム溶液を添加
することによって、重合を停止した。このエマルジョン
は、メチルビニルシロキシ基0.5重量％及びメルカプト
プロピルメチルシロキシ基0.7重量％を有するヒドロキ
シル末端封鎖されたポリジメチルシロキサンコポリマー
から製造された約60％の粒子固形分から成り、そしてま
た、コポリマー100重量部当たり光開始剤0.5重量部を含
んだ。

100mmの直径のプラスチックペトリ皿中にエマルジョ
ン8.0gを注ぐことによって、フィルムをこのエマルジョ
ンから流延し、そしてそれを周囲条件下で４日間乾燥せ
しめた。その得られるフィルムはエラストマーであっ
た。

強化されたエラストマーフィルムを、このエマルジョ
ン20gと18重量％の固形分及び160m²/gの表面積を有する
水性分散ヒュームドシリカ（Cabosperse SC−２）10.3g
とを混合することによて調製した。この混合物を、密封
容器中で数分間振盪し、空気バブルを排除するために遠
心分離にかけ、そして直径100mmのペトリ皿中に注い
だ。周囲条件下で２日間の乾燥の後、その得られたフィ
ルムはエラストマーであったが、しかしそれは強いオー
バーレイでなかった。しかしながら、周囲の室内太陽光
への３週間の暴露の後、そのフィルムの機械的性質は有
意に改良された。そのエラストマーは、375psiの極限引
張強さ及び320％の極限伸び率を有した。

例３ この実験においては、エマルジョンからのフィルム
を、硬化をもたらすために種々の時間、紫外線灯に暴露
した。

エマルジョンを、上記方法に従って調製した。但し、
その組成は、ヒドロキシル末端封鎖されたポリジメチル
シロキサン流体、メチルビニルシクロシロキサン0.3重
量％、メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン0.6
重量％、光開始剤（Darcour 1173）0.3pph及び分散され
たヒュームドシリカ（SC−２）15pphであった。約20ミ
ルの厚さの３種のフィルムを流延し、そして１日間、空
気乾燥せしめ、この後、それらを275Wの紫外線灯（サン
プル上50cmの位置に固定されている）下に16時間、40時
間及び64時間置いた。サンプルを試験し（Instron）、
そしてその結果は第２表に与えられる。

例４ ３−メタクリルオキシプロピルメチルジエトキシシラ
ン9.73g、約35の重合度のヒドロキシル末端封鎖された
ポリジメチルシロキサン642.0及び3.24gのDarocure 117
3から混合物を調製し、そしてその混合物を、それが均
質になるまで数分間、撹拌した。次に、ラウリル硫酸ナ
トリウムの30％水溶液26.5g及び脱イオン水309.8gを添
加し、そしてその混合物を30分間、撹拌した。この混合
物を、7500psiで実験用ホモジナイザーを用いて均質化
した。そのエマルジョンを、6Nの塩酸6gを添加し、続い
て数分間、撹拌することによって重合を開始した。重合
は室温で20時間進められ、この後、2Nの水酸化ナトリウ
ムの添加によりエマルジョンのpHを6.5〜7.5に上げるこ
とによって重合を停止した。この得られたエマルジョン
は、ヒドロキシル末端封鎖されたポリジメチルシロキサ
ン/1重量％の３−メチルアクリルオキシプロピルメチル
シロキサンコポリマーの約62重量％固形分エマルジョン
から成った。

上記エマルジョンの一部200gを、機械撹拌機を備えら
れたジャケット付石英容器に充填し、そしてその装置を
例１の光化学反応器の内部に配置した。撹拌機をスター
トし、冷却水を容器のジャケットを通して循環し、そし
てランプの照明をつけた。エマルジョンを８時間、光分
解し、その後、それを反応器から除き、そしてその一部
をフィルム中に注ぎ、そして周囲条件下で乾燥せしめ
た。その得られたフィルムは、エラストマーであった。
光分解されたエマルジョンの一部を、水性分散ヒューム
ドシリカ（Cab−Ｏ−Sperse SC−２）と共に混合し、ポ
リマー100重量部当たりシリカ15重量部を含むエマルジ
ョンを付与した。このエマルジョンを軽く遠心分離にか
け、空気バブルを排除し、そしてペトリ皿中に注ぎ、そ
して空気乾燥せしめた。周囲温度での１週間後、フィル
ムの機械的性質を決定した。フィルムは、200psiの極限
引張強さ及び170％の極限伸び率を有した。

例５ この比較例は、乾燥されたエマルジョンの照射に基づ
いて硬化するが、しかしそのエマルジョンが乾燥前に照
射される場合、硬化されたフィルムを生成しないエマル
ジョンを示す。

例１のヒドロキシル末端封鎖されたポリジメチルシロ
キサン648.9g、混合されたメチルビニルシクロシロキサ
ン3.2g及びドデカメチルシクロヘキサシラン〔（（C
H₃）₂Si）_６〕5.5gを一緒に、溶液が得られるまで、約1
0分間撹拌することによって、混合物を調製した。次
に、ラウリル硫酸ナトリウムの30％水溶液25g及び脱イ
オン水309.8gを添加し、そしてその混合物を30分間撹拌
した。次に、その混合物を、7500psiで実験用一段ホモ
ジナイザーを用いて均質化し、0.3μｍの平均粒度及び
約62〜65重量％の固形分含有率を有するエマルジョンを
生成した。そのエマルジョンを、4Nの塩酸6gを添加し、
そして数分間撹拌することによって重合した。そのエマ
ルジョンを密封容器中において室温で17時間、放置し、
この後、エマルジョンのpHを約6.5〜7.5に上げるために
十分な２％水酸化ナトリウム水溶液を添加することによ
って重合を停止した。このエマルジョンは、ポリジメチ
ルシロキサン、0.5pphのメチルビニルシロキサン及び0.
85pphのドデカメチルシクロヘキサシランのコポリマー
の約62％固形分エマルジョンから成った。

そのエマルジョンの一部200gを、機械撹拌機を備えら
れたジャケット付石英容器中に充填し、そしてその装置
を、例１におけるようにして、光化学反応器（Rayone
t）の内部に配置した。撹拌機をスタートし、冷却水を
容器のジャケットを通して循環し、そしてランプの照明
をつけた。そのエマルジョンを８時間、光分解し、その
後、それを反応器から除き、そしてその一部をフィルム
中に注ぎ、そして周囲条件下で乾燥せしめた。得られた
フィルムは非エラストマーであり；それは粘着性ポリマ
ーから成った。そのエマルジョンを光化学反応器中に戻
し、そして再びUV光によりさらに８時間、照射した。そ
のエマルジョンの一部を除き、そして周囲条件下で乾燥
せしめ；それはまた、非エラストマーであった。そのエ
マルジョンを再び、さらに27時間照射し、そのエマルジ
ョンのために合計43時間の照射を行なった。このエマル
ジョンの一部は、周囲条件下で乾燥される場合、また非
エラストマーであった。

照射されていないエマルジョンの一部約5gを、プラス
チックシート上に注ぎ、そして20時間、空気乾燥せしめ
た。その得られたポリマーフィルムを、中圧水銀灯から
のUV光により１分間、照射した。そのポリマーは、照射
に基づいて、エラストマーに硬化した。従って、水の存
在下でのポリマーの照射は、エラストマーへのその硬化
を引き起こすが、しかし水の存在下で（さらに乳化され
る場合）、ポリマーは、照射に基づいて硬化しなかっ
た。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】乾燥してエラストマーになる水性エマルジ
   ョンを製造する方法であって、 （Ａ）（Ｉ）ヒドロキシル末端封鎖されたポリジオルガ
   ノシロキサン（１）100重量部、 （II）２〜６個の炭素原子を有する不飽和炭化水素基を
   含むシロキサン又はシロキサン前駆体（２）0.1〜10重
   量部、 （III）有機珪素水素化物（３）0.1〜10重量部とメルカ
   プトアルキルシリコーン（４）0.1〜5.0重量部とからな
   る群から選択された官能シリコーン、 （IV）所望する時間、成分を重合し、そしてpHを５未満
   に下げるために十分な界面活性剤（５）、及び （Ｖ）所望する硬化速度を付与するために十分な光開始
   剤（６）、 の混合物を水中で均質化し、 （Ｂ）成分（１），（２）及び（３）又は（４）のコポ
   リマーを生成するために（Ａ）の混合物を乳化重合し、 （Ｃ）pHを５より高くすることによって重合を停止し、
   次に （Ｄ）紫外線への暴露により（Ｂ）のコポリマーを光化
   学的に架橋して、連続水相と架橋されたポリジオルガノ
   シロキサンを含む分散相とを含むエマルジョンを得るこ
   とを含む、水性エマルジョンの製造方法。