JP5143422B2 - 型の作製方法及び部品の作製方法 - Google Patents
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Description
ポリオルガノシロキサンエラストマー、例えばポリジメチルシロキサンベースのエラストマーは、それらの熱安定性及び広範な熱範囲に亘って応力を軽減する能力といったような特性のために、エレクロトニクス産業において頻繁に使用される。多くの用途において、多数の重要な物理的特性は、自由表面(空気界面)及び基材界面(substrate interface)の特性に強く依存する。このような表面又は界面依存性特性の例としては、接着性(又は逆に剥離性)、耐薬品性、耐摩耗性又は摩擦及び湿潤性(耐汚染性、撥水性及び耐ブリード性のようなバリヤー特性に関連する)が挙げられる。
本発明は、(1)ダイ周囲に組成物を流し込んで未硬化型を形成すること、(2)工程(1)で形成された未硬化型を硬化させて硬化型を形成すること、及び(3)硬化型からダイを取り外すことを含む、型を作製する方法であって、
前記組成物が、以下の:
(I)1分子当たり平均で少なくとも2つの不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン流体、
(II)1分子当たり平均で少なくとも2つのケイ素結合水素原子を有する有機水素ポリシロキサン、
(III)ヒドロシリル化触媒、及び
(IV)フルオロオルガノシリコーン
を含む構成成分を混合することにより調製される、型を作製する方法に関する。
量、比率及びパーセンテージは全て、別記しない限り重量単位である。以下は、本明細書中で用いる場合の定義の一覧である。
(I)1分子当たり平均で少なくとも2つの不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン流体(但し、構成成分(I)はフッ素原子を含有しない)、
(II)1分子当たり平均で少なくとも2つのケイ素結合水素原子を有する有機水素ポリシロキサン(但し、構成成分(II)はフッ素原子を含有しない)、
(III)ヒドロシリル化触媒、及び
(IV)フルオロオルガノシリコーン(但し、構成成分(IV)は、構成成分(I)、構成成分(II)又はそれらの両方と反応性である少なくとも1つの官能基を有する)
を含む構成成分を混合することにより調製される組成物に関する。
構成成分(I)は、1分子当たり平均で少なくとも2つの不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン流体である。構成成分(I)は、線状又は分岐状構造を有してもよい。構成成分(I)は、ホモポリマー又はコポリマーであってもよい。不飽和有機基は2〜12個の炭素原子を有するアルケニル基であってもよく、例としてはビニル、アリル、ブテニル及びヘキセニルが挙げられるが、これらに限定されない。不飽和有機基は2〜12個の炭素原子を有するアルキニル基であってもよく、例としてはエチニル、プロピニル及びブチニルが挙げられるが、これらに限定されない。あるいは、不飽和有機基はアクリレート官能基又はメタクリレート官能基を含有してもよく、例としてはアクリロイルオキシアルキル、例えばアクリロイルオキシプロピル及びメタクリロイルオキシアルキル、例えば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。構成成分(I)中の不飽和有機基は、末端基位置、側基位置又は末端基位置及び側基位置の両方に位置してもよい。
(a)R1 3SiO(R1 2SiO)α(R1R2SiO)βSiR1 3、
(b)R3 2R4SiO(R3 2SiO)χ(R3R4SiO)δSiR3 2R4、又は
(c)それらの組合せ
のポリオルガノシロキサン流体を含んでもよい。
i)ジメチルビニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサン、
ii)ジメチルビニルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルビニルシロキサン)、
iii)ジメチルビニルシロキシ末端ポリメチルビニルシロキサン、
iv)トリメチルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルビニルシロキサン)、
v)トリメチルシロキシ末端ポリメチルビニルシロキサン、
vi)ジメチルビニルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルフェニルシロキサン)、
vii)ジメチルビニルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/ジフェニルシロキサン)、
viii)フェニル、メチル、ビニル−シロキシ末端ポリジメチルシロキサン、
ix)ジメチル−アクリロイルオキシプロピル−シロキシ末端ポリジメチルシロキサン、
x)ジメチル−メタクリロイルオキシプロピル−シロキシ末端ポリジメチルシロキサン、
xi)ジメチルヘキセニルシロキシ末端ポリジメチルシロキサン、
xii)ジメチルヘキセニルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルヘキセニルシロキサン)、
xiii)ジメチルヘキセニルシロキシ末端ポリメチルヘキセニルシロキサン、
xiv)トリメチルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルヘキセニルシロキサン)、
xv)ジメチルビニルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチルシアノプロピルシロキサン)、及び
xvi)それらの組合せ
を含んでもよい。
構成成分(II)は、1分子当たり平均で少なくとも2つのケイ素結合水素原子を有する有機水素ポリシロキサンである。構成成分(II)は、ホモポリマー又はコポリマーであることができる。構成成分(II)は、線状、分岐状、環状又は樹脂性構造を有することができる。構成成分(II)中のケイ素結合水素原子は、末端基位置、側基位置又は末端基位置及び側基位置の両方に位置することができる。構成成分(II)は、フッ素原子を含有しない。
(a)R7 3SiO(R7 2SiO)ε(R7HSiO)φSiR7 3、
(b)R8 2HSiO(R8 2SiO)γ(R8HSiO)ηSiR8 2H、又は
(c)それらの組合せ
の化合物を含んでもよい。
i)ジメチル水素シロキシ末端ポリジメチルシロキサン、
ii)ジメチル水素シロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチル水素シロキサン)、
iii)ジメチル水素シロキシ末端ポリメチル水素シロキサン、
iv)トリメチルシロキシ末端ポリ(ジメチルシロキサン/メチル水素シロキサン)、
v)トリメチルシロキシ末端ポリメチル水素シロキサン、
vi)H(CH3)2SiO1/2単位及びSiO4/2単位から本質的に成る樹脂、及び
vii)それらの組合せ。
構成成分(III)は、ヒドロシリル化触媒である。構成成分(III)は、組成物の重量を基にして、0.1〜1,000ppm、あるいは1〜500ppm、あるいは2〜200、あるいは5〜150ppmの白金族金属の量で、組成物に添加される。適切なヒドロシリル化触媒は当該技術分野でよく知られており、市販されている。構成成分(III)は、白金、ロジウム、ルテニウム、パラジウム、オスミウム若しくはイリジウム金属又はその有機金属化合物又はそれらの組合せから選択される白金族金属を含んでもよい。構成成分(III)の例としては、塩化白金酸、塩化白金酸・六水和物、二塩化白金、並びに上記の化合物と低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体、又はマトリックス若しくはコアシェル型構造中にマイクロカプセル封入された白金化合物のような化合物が挙げられる。白金と低分子量オルガノポリシロキサンとの錯体としては、白金との1,3−ジエテニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン錯体が挙げられる。これらの錯体は、樹脂マトリックス中にマイクロカプセル封入されてもよい。
構成成分(IV)は、構成成分(I)、構成成分(II)又はそれらの両方と反応性である少なくとも1つの官能基を有するフルオロオルガノシリコーンである。構成成分(IV)は、エポキシ基及びアルコキシ基を含有しなくてもよい。構成成分(IV)は、25℃で0.0001〜500Pa・sの粘度を有してもよい。
(a)R9 3SiO(R9 2SiO)ι(R9R10SiO)φSiR9 3、
(b)R11 2R12SiO(R11 2SiO)κ(R11R12SiO)λSiR11 2R12、
(c)F3C(CF2)νR13−Si−[O−Si(R14)2(R15)]3、
(d)R15R14 2SiO1/2単位、CF3(CF2)νR13SiO3/2単位及び任意にSiO4/2単位から本質的に成る樹脂性又は分岐状構造、又は
(e)それらの組合せ
の化合物を含んでもよい。
i)ジメチルビニルシロキシ末端ポリメチル3,3,3−トリフルオロプロピルシロキサン、
ii)ジメチルビニルシロキシ末端ポリ(メチル水素シロキサン/メチル−6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフルオロヘキシルシロキサン)、
iii)トリメチルシロキシ末端ポリ(メチル水素シロキサン/メチル−6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフルオロヘキシルシロキサン)、
iv)トリメチルシロキシ末端ポリ(メチル水素シロキサン/メチル−6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフルオロヘキシルシロキサン)、及び
v)それらの組合せ。
構成成分(I)〜(IV)のほかに、任意の構成成分が組成物に添加されてもよい。適切な任意の構成成分としては、(V)不飽和エステル官能化合物、(VI)接着促進剤、(VII)ボイド低減剤、(VIII)顔料、(IX)充填剤、(X)硬化改質剤、(XI)レオロジー改質剤、(XII)スペーサー、及びそれらの組合せが挙げられる。
構成成分(V)は、不飽和エステル官能化合物、すなわちヒドロシリル化を受けることができる、1分子当たり少なくとも1つのエステル基及び1分子当たり少なくとも1つの不飽和基を有する有機化合物である。構成成分(V)は、以下のものを含んでよい:
構成成分(VI)は、接着促進剤である。構成成分(VI)は、組成物の重量を基にして、0.01〜50重量部の量で組成物に添加されてもよい。
構成成分(VII)は、ボイド低減剤である。構成成分(VII)は、ボイドを低減するのに十分な量で組成物に添加される。適切なボイド低減剤は当該技術分野でよく知られており、市販されている(例えばEP0850997A2並びに米国特許第4,273,902号及び同第5,684,060号を参照)。適切なボイド低減剤は、ゼオライト、無水硫酸アルミニウム、分子篩(好ましくは10Å又はそれ未満の孔直径を有する)、多孔質珪藻土、シリカゲル、活性炭、パラジウム金属のようなパラジウム化合物、炭素又はアルミナのような基材上に支持されるパラジウム金属、及び有機パラジウム化合物を含むことができる。
構成成分(VIII)は、顔料である。組成物に添加される構成成分(VIII)の量は、選択される顔料の種類に応じる。構成成分(VIII)は、組成物の重量を基にして、0.001%〜30%の量で組成物に添加されてもよい。顔料は当該技術分野でよく知られており、市販されている。適切な顔料としては、カーボンブラック、例えばLB−1011Cカーボンブラック(Williams)、酸化クロム顔料、例えばHarcrosG−6099、二酸化チタン、例えばDuPontから入手可能なもの、及びUV活性染料、例えばCiba Specialty ChemicalsからUVITEX OBの名称で市販されている(チオフェンジイル)ビス(t−ブチルベンゾキサゾール)が挙げられる。
構成成分(IX)は、充填剤である。組成物に添加される構成成分(IX)の量は、選択される充填剤の種類に応じる。構成成分(IX)は、組成物の重量を基にして、0.1%〜90%の量で組成物に添加されてもよい。適切な充填剤としては、強化充填剤、例えばシリカ、チタニア及びそれらの組合せが挙げられる。適切な強化充填剤は当該技術分野でよく知られており、市販されており、例えばU.S. Silica (Berkeley Springs, WV)によりMIN−U−SILの名称で販売されている粉砕シリカ、又はCabot Corporation (Massachusetts)によりCAB−O−SILの名称で販売されているヒュームドシリカが挙げられる。
構成成分(X)は、硬化改質剤である。本発明の組成物の保存寿命若しくは作用時間又はその両方を延長するために、構成成分(X)を添加することができる。組成物の硬化温度を上げるために、構成成分(X)を添加することができる。適切な硬化改質剤は当該技術分野でよく知られており、市販されている。構成成分(X)の例としては、アセチレンアルコール、例えばメチルブチノール、エチニルシクロヘキサノール、ジメチルヘキシノール及びそれらの組合せ;シクロアルケニルシロキサン、例えばメチルビニルシクロシロキサン、例えば1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラビニルシクロテトラシロキサン、1,3,5,7−テトラメチル−1,3,5,7−テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン及びそれらの組合せ;エン−イン化合物、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;トリアゾール、例えばベンゾトリアゾール;ホスフィン;メルカプタン;ヒドラジン;アミン、例えばテトラメチルエチレンジアミン、ジアルキルフマレート、ジアルケニルフマレート、ジアルコキシアルキルフマレート、マレエート及びそれらの組合せが挙げられる。
構成成分(XI)は、レオロジー改質剤である。組成物のチキソトロピー性を変えるために、レオロジー改質剤を添加することができる。構成成分(XI)の例としては、流動制御添加剤;反応性希釈剤;沈降防止剤;アルファ−オレフィン;ヒドロキシル末端シリコーン有機コポリマー、例えばヒドロキシル末端ポリプロピレンオキシド−ジメチルシロキサンコポリマー(これに限定されない);並びにそれらの組合せが挙げられる。
構成成分(XII)は、スペーサーである。スペーサーは、有機粒子、無機粒子又はそれらの組合せを含むことができる。スペーサーは、熱伝導性、導電性又はその両方であることができる。スペーサーは、25μm〜250μmの粒子サイズを有することができる。スペーサーは、単分散ビーズを含むことができる。構成成分(XII)の量は、種々の因子、例えば粒子の分布、組成物の投入中に印加される圧力、投入温度等に応じる。組成物は、構成成分(IX)の一部の他に、又は代わりに添加される15%まで、あるいは5%までの構成成分(XII)を含有することができる。
その他の任意の構成成分は、上記のものの全部又は一部のほかに、又はその代わりに、添加されてもよいが、但し、任意の構成成分は、組成物が硬化して、上記のような耐薬品性の改良を示すシリコーン生成物を生成するのを妨げない。その他の任意の構成成分の例としては、酸受容体;酸化防止剤;安定剤、例えば酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、金属塩添加剤、例えばEP0950685A1に開示されたもの、熱安定剤、及び紫外線(UV)安定剤;難燃剤;シリル化剤、例えば4−(トリメチルシリルオキシ)−3−ペンテン−2−オン及びN−(t−ブチルジメチルシリル)−N−メチルトリフルオロアセトアミド;乾燥剤、例えばゼオライト、無水硫酸アルミニウム、分子篩(好ましくは10Å又はそれ未満の孔直径を有する)、多孔質珪藻土、シリカゲル及び活性炭;並びに発泡剤、例えば水、メタノール、エタノール、イソ−プロピルアルコール、ベンジルアルコール、1,4ブタンジオール、1,5ペンタンジオール、1,7ヘプタンジオール及びシラノールが挙げられるが、これらに限定されない。
組成物中の構成成分は、組成物中のケイ素結合水素原子の総量対脂肪族不飽和基のモル比(SiHtot/Vitot)が、0.9より大きい、あるいは少なくとも1.0、あるいは少なくとも1.05であるよう選択されてもよい。SiHtot/Vitotは、10.0まで、あるいは5.0まで、あるいは3.0までであってよい。理論に制約されることを望まないが、SiHtot/Vitotが低すぎる場合には、組成物は硬化し得ないか、あるいはいくつかの基材に接着し得ないと考えられる。理論に制約されることを望まないが、SiHtot/Vitotが高すぎる場合には、表面特性、例えば接着は妨害され、処方物内から他の表面へのブリードが増大し得ると考えられる。
組成物は、一部式組成物又は多部式組成物、例えば二部式組成物であってよい。多部式組成物では、構成成分(II)及び(III)は、別個の部に保存される。構成成分(I)及び(IV)〜(XII)のうちのいずれかを、どちらか又は両方の部に添加することができる。過度の実験をすることなく、各部に対する構成成分を選択する方法を、当業者は知っているであろう。
(I)1分子当たり平均で少なくとも2つの不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン流体(但し、構成成分(I)はフッ素原子を含有しない)、
(III)ヒドロシリル化触媒、
任意に(IV)フルオロオルガノシリコーン(但し、構成成分(IV)は、構成成分(I)、構成成分(II)又はそれらの両方と反応性である少なくとも1つの官能基を有する)、
任意に(V)不飽和エステル官能化合物、
任意に(VI)接着促進剤、
任意に(VII)ボイド低減剤、
任意に(VIII)顔料、
任意に(IX)充填剤、
任意に(X)硬化改質剤、
任意に(XI)レオロジー改質剤、及び
任意に(XII)スペーサー、
そしてB部は、以下を包含する:
任意に(I)1分子当たり平均で少なくとも2つの不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン流体(但し、構成成分(I)はフッ素原子を含有しない)、
(II)1分子当たり少なくとも2つのケイ素結合水素原子を有する架橋剤(この場合、構成成分(II)はフッ素原子を含有しない)、
任意に(IV)フルオロオルガノシリコーン(但し、構成成分(IV)は、構成成分(I)、構成成分(II)又はそれらの両方と反応性である少なくとも1つの官能基を有する)、
任意に(V)不飽和エステル官能化合物、
任意に(VI)接着促進剤、
任意に(VII)ボイド低減剤、
任意に(VIII)顔料、
任意に(IX)充填剤、
任意に(X)硬化改質剤、
任意に(XI)レオロジー改質剤、及び
任意に(XII)スペーサー、
但し、A部及びB部の少なくとも一方は、構成成分(IV)を含有する。
上記の組成物は、任意の便利な手段により構成成分を混合することによって調製することができる。例えば組成物は、周囲温度で全ての構成成分を混合することにより調製することができる。構成成分(X)が存在する場合、構成成分(X)は構成成分(III)の前に添加されてもよい。
本発明の組成物は、表面又は界面特性又はその両方の改質が所望される一連の用途に関して有用である。例えば上記の組成物は、硬化して、接着剤;剥離コーティング;型作製配合物;電子回路、平坦面、繊維又は小粒子のための保護コーティング;あるいはガスケット材料を形成する。この組成物の完全硬化又は部分硬化生成物の曝露表面も、別の接着剤による結合のための、又は別の基材への二次結合(例えば乾燥フィルム接着剤)のための基材としても有用であり得る。
(1)ダイ周囲に上記の組成物を流し込んで未硬化型を形成すること、
(2)工程(1)で形成された未硬化型を硬化させて硬化型を形成すること、及び
(3)工程(2)で形成された硬化型からダイを取り外すこと
により、型作製のために用いることができる。
本方法は、以下の:
(4)硬化型を成形組成物で充填すること、
(5)成形組成物から部品を形成すること、及び
(6)硬化型から部品を取り出こと
をさらに含んでもよい。
(1)プラスチックハウジング上に上記の組成物を塗布すること、
(2)蓋の縁が組成物と接触するように、ハウジング上に蓋を載せること、及び
(3)その組み立て体を硬化させて密封ハウジングを形成すること
を包含する方法により、組み立て工程における電子回路のためのプラスチックハウジング上にプラスチック蓋をぴったり接着させるために用いることができる。
(1)電子回路基板上に上記の組成物を塗布すること、及び
(2)組成物を硬化させて、密封回路基板を製造すること
を包含する方法により、電子回路基板を被覆するために用いることができる。
(1)電子基板上に上記の組成物を塗布すること、
(2)半導体ダイを組成物に取り付けること、及び
(3)組成物を硬化させて接合複合体を製造すること
を包含する方法で、ダイ取り付け用途のために用いることができる。
シリコーンゴム試料を、平滑壁を有する100mm直径滅菌ポリスチレンペトリ皿(Fisher Scientific 08-757-12)中に流し込んで、約4mmの厚みにする。VCA2000接触角測角器を用いて、水接触角を測定する。6つの無作為選択位置でキャストした場合の、試料の上部を分析する。
硬化シリコーンゴム試料の切片を、参考例1と同様に調製する。次に切片を、分析用の清浄カミソリ刃を用いて切り出す。ゴムの上面をX線光電子分光法(XPS)により試験して、自由表面(空気界面)の元素組成を提供する。バルク(内部)の試料を、清浄ミクロトーム刃を用いて表面から薄層に切片化することにより、内面を曝露後に試験する。各面を2箇所で分析して、再現可能性を立証する。金属クリップを用いて試料を試料台に載せ、ミニ真空小室中で4日間、XPS試料導入小室中で一晩、脱気する。XPSでの液体窒素シュラウドを使用することにより、分析中の許容可能な小室圧を保持する。O、C及びSiの低分解能調査スペクトル及び高分解能スペクトルを、各分析位置で得る。表面組成を原子パーセントで以下に示す。
組成物を中央円錐ダイ周囲のプラスチックカップ中に注ぎ入れ、硬化させる。次に、その結果生じた硬化型からダイを機械的に取り外し、ウレタン樹脂と置き換える。樹脂プラグは金属ハンドルを有し、これを用いて、引っ張り方向に型から成形部品を抜き取る。型から部品を抜くために必要な力をロードセルにより測定し、デジタル方式で記録する。自動サンプリングロボットを用いてこの工程を反復し、型が破損するまで剥離力を時間の一関数として記録する。
使用直前に、試験表面上をイソプロピルアルコールをしみ込ませたKimwipe使い捨てワイパーで引き寄せることにより、各プラスチック基材を反復清浄する。最終清浄工程で、TECHNICLOTH TX604室内清浄用ワイパー(The Texwipe Company, Upper Saddle River, NJ)を用いて、イソプロピルアルコールを試験表面に塗布する。各ナイロン基材の試験表面にイソプロピルアルコールを噴霧し、Kimwipeで拭いて、アセトンを噴霧し、TECHNICLOTH TX604室内清浄用ワイパーで拭く。ヘプタン、その後イソプロピルアルコールを用いて、金属基材を同様に清浄化する。全ての物質を少なくとも12分間風乾させた後、シリコーン組成物を塗布する。
新たに調製した接着組成物を、手術用メスでポリカーボネート基材の表面に引いて、0.025インチ(0.0635cm)の厚みの皮膜とする。次に被覆基材を、強制空気対流炉中で70℃の温度で30分間加熱し、次に室温に冷却させる。ポリカーボネート基材101は、図2に示した模式図に示されているが、これを参考例4と同様に清浄化する。硬化試料102を3つの当該平面に沿った多数のスポット:即ち図示したような自由表面103、バルク104及び基材界面105で分光分析的に検査する。空気汚染を避けるために、試験の前後に、試料を清浄なヘビーゲージアルミ箔でゆるく包む。可能な場合には、硬化皮膜を注意深く剥ぎ取ることにより、基材界面を曝露する。接着が非常に強力である場合は、試料を極低温破砕するか又は注意深く切り離して、界面を曝露する。後者の場合、界面の両側からのスペクトルを比較して、分離が粘着的に生じなかったことを保証する。清浄ミクロトーム刃を用いて、表面から薄層に切片化することにより曝露される新たな領域から、バルクスペクトル(bulk spectra)を得る。この技法は、勾配が最大である場合の深さ1〜2マイクロメートル(μm)を十分に超える領域へのアクセスを生じたため、この薄片の厚みは正確に制御されない。これを、無作為薄片からのバルクスペクトルの間の良好な再現可能性により、確証する。
280ワット(W)で単色AlX線源を有するKratosAXIS165計器を用いて、X線光電子分光分析を得る。荷電補償を用いる。この方法は、0.7ミリメートル(mm)×1.4mmの分析スポットサイズを生じる。3つの短い細片を各試料から切断して、基材(105)及び空気(103)界面並びに「バルク」(104)組成物を提供する(種々の表面を説明するために用いられる数字は、図2に示されている)。細片は、幅3〜5mm及び長さ10〜15mmである。金属クリップを用いて、試料を長い試料台に載せる。各細片上の少なくとも2つの位置をXPSにより分析する。O、C及びSiの低分解能調査スペクトル及び高分解能スペクトルを、分析した各位置で得る。
Spectratech減衰全反射赤外分光(ATR−IR)顕微鏡を用いて、硬化シリコーン皮膜の種々の深度での濃度を比較する。この装置は、半球Zn−Se結晶からなるATR対物レンズを備え、38.68°の入射角を提供する。この幾何学は、該IR領域における2±0.5μmの深度を探査する。台上圧力センサーで標準接触圧読取りに到達するまで試料をゆっくり上げて、全てのスペクトルに関して接触の類似レベルを保証する。各新規スペクトル間で、分析等級ヘプタンで湿らせたキムワイプを用いて穏やかに拭くことにより結晶を清浄化して、完全に乾燥させる。ATR−IR実験全てにおいて、試料小室を乾燥窒素ガスで十分にパージした後、バックグラウンドスペクトルを得る。256スキャンを用いて、各スペクトルを生成する。Omnic(商標)ソフトウエアを用いて、標準化ベースラインポイントで、吸収ピーク高さ分析を実施する。分析した3つの表面(103、104、105)の各々で、3反復スペクトル(図2においてスポット106、107、108として模式的に示す)を得た。各スペクトル(例えば図3に示した3つのスペクトルのいずれか)に関しては、1446cm−1でのケイ素−メチル(−Si−Me)帯域のピーク高で割ることにより、1740cm−1でのカルボニル(−C=O)ストレッチ及び2160cm−1での水素化ケイ素(−Si−H)の両方に関する正規化ピーク高を算定する。次に正規化ピーク高を3反復値全体で平均する。バルク(104)における対応する値で、空気及び基材界面(それぞれ103及び105)に関する平均正規化ピーク比を割ることにより、バルクに関する界面の相対濃度濃厚化の比較を行なう。
各プレートの一端に埋め込まれたカートリッジヒーター及び他端に埋め込まれた冷却水冷ラインを含有する2つのアルミニウムプレートからなる加熱プレスを用いて熱硬化接着剤を調製し、試験する。この構造により、高温端及び低温端の温度を制御することによって、値幅を調整され得る温度の線状勾配を生じる。上部及び下部プレートの両方に埋め込まれた熱電対を用いて、熱勾配を制御し、測定する。この試験では、定常状態温度勾配は、接着剤剥離試験片の3インチ長に沿って、90℃〜170℃の範囲である。剥離接合点は、茎体及び上部プレート間に試験接着剤の層を挟むことにより構築され、これは噴霧貼付け接着剤(3M Shipping Mate(商標)ラベリング接着剤)により貼られる0.002インチ厚のアルミ箔で裏打ちされる。この参考例に用いられる基材は、参考例4の手法に従って清浄化されるCelanex 3300D(Ticona)ガラス充填ポリブチレンテレフタレートである。基材の各端で、0.041インチ厚銅線を接着剤中に包埋して、結合線厚を付ける。試料を勾配プレスで60分間硬化させた後、自由対流により室温で15分間冷却させる。
清浄化基材を、1平方インチ、又は0.5平方インチの重複面積、並びに0.030インチの結合線厚を有する2つの3インチ基材パネルを支持するよう設計された機械加工アルミニウム支持ジグ中に置く。試験する接着組成物を、マイクロスパチュラを用いて塗布し、試料中に空気を混入しないよう注意深く展延する。二次清浄化基材を接着剤上に載せ、圧縮して、上部拘束棒下で軽く捩じることにより適切な厚みを形成する。試料を150℃に予備設定した対流炉に移し、60分間硬化させる。炉から取り出し、室温に冷却後、試験片をジグからはずして、余分な接着剤を全て、カミソリの刃を用いて重なり領域の縁から完全に削り取る。24時間後、5000ポンドフォース変換器を装備したMTS SSSSintech5/G引張り試験器に試料を充填し、周囲条件下で0.085cm/秒のクロスヘッド速度で試験する。各基材/組成物の組合せの少なくとも3回の反復試験からの最大応力の中央値を、凝集破壊(CF)を示す総結合領域の概算パーセンテージにより評価される破壊の方式とともに報告する。シリコーン生成物を介してではあるが基材表面に極近い1箇所で破砕が生じて、残渣の薄膜のみを残す場合、この作用は、「薄膜」破壊としてさらに注目される。
50.0部の比較例1基剤に、2オンスポリプロピレン混合カップ中で5.0部の比較例1硬化剤を添加する。HauschildモデルAM−501「歯科用」ミキサー中での3連続12秒周期を用いて、工程間に容器壁を手動で掻き取りながら、組成物を混合する。基剤及び硬化剤処方物を以下に示す。
50.0gの比較例1基剤に、1%ビニル及び1,000cStの粘度を有する2.30gのジメチルビニル末端ポリ(メチル−3,3,3−トリフルオロプロピルシロキサン)を添加し混合する。5.0gの比較例1硬化剤に、平均で1分子当たり28のメチル水素シロキサン単位及び1分子当たり12のメチル−6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフルオロヘキシルシロキサン単位を有し、35cStの粘度を有する0.19gのトリメチルシロキシ末端ポリ(メチル水素シロキサン/メチル−6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフルオロヘキシルシロキサン)を添加し混合する。
その結果生じる例1基剤及び硬化剤を、比較例1に記載したのと同一の方法で混合する。試料を室温で少なくとも48時間硬化させる。
比較例2の基剤及び比較例2の硬化剤を、比較例1に記載したのと同一の方法で混合し、試験前に室温で少なくとも48時間硬化させる。
A部として、35.1部のPDMS1、64.7部の石英及び0.39部の触媒1を混合することにより、二部形式の基剤処方物を調製する。B部を、37.8部のPDMS1、59.9部の石英及び2.31部の有機水素ポリシロキサン1を混合することにより調製する。
例2の基剤処方物のA部 4.74部に、0.25部の不飽和エステル官能化合物1を添加する。例2の基剤処方物のB部 4.74部に、0.27部の有機水素ポリシロキサン1を、1モルのSiH/不飽和エステル官能化合物1からの1モルのメタクリロイルオキシ官能基の比を生じる量で添加する。次にA部及びB部をマイクロスパチュラを用いて手動混合し、混合物を、参考例5に記載した方法に従って皮膜試料に注型する。参考例6及び参考例7の方法に従って、試料を分析する。結果を表3及び4に示す。
基剤2のA部 2.954gに、0.25オンスのポリプロピレンカップ中の基剤2のB部 2.954gを添加し、各サイクル間にヘラを用いて壁を手動で掻き落としながら、HauschildAM−501遠心分離ミキサー中で12秒サイクルで3回混合する。その結果生じた物質をPBT基材上に連続皮膜で手動塗布して、次に硬化させ、参考例8に記載した方法を用いて試験する。硬化の開始及び接着に関する閾値温度を、表5に示す。
基剤2のA部 2.093gに、0.25オンスのポリプロピレンカップ中の基剤3のB部 2.094gを添加し、各サイクル間にヘラを用いて壁を手動で掻き落としながら、HauschildAM−501遠心分離ミキサー中で12秒サイクルで3回、混合する。その結果生じた物質をPBT基材上に連続皮膜で手動塗布して、次に硬化させ、参考例8に記載した方法を用いて試験する。硬化の開始及び接着に関する閾値温度を表5に示す。
一部式接着組成物を、62.43部の配合物1、31.73部の石英、0.19部の触媒1、1.36部の接着促進剤1、0.20部のボイド低減剤、0.20部の顔料、3.34部の有機水素ポリシロキサン1、0.36部の有機水素ポリシロキサン2、及び0.18部の硬化改質剤1を混合することにより調製する。参考例9の方法に従って重ね剪断強度を試験する。結果を表6に示す。
一部式接着組成物を、57.53部の配合物1、32.67部の石英、0.21部の触媒1、1.32部の接着促進剤1、0.19部のボイド低減剤、0.19部の顔料、3.08部の有機水素ポリシロキサン1、3.84部のフルオロオルガノシリコーン1、0.45部の有機水素ポリシロキサン2、0.32部のフルオロオルガノシリコーン2、及び0.19部の硬化改質剤1を混合することにより調製する。この組成物は、比較例5と組成物が異なるが、官能基及び触媒の間のモル比をできるだけ近くに保持しながら、極類似レベルの充填剤及び総シリコーン含量を保持する。参考例9の方法に従って、重ね剪断強度を試験する。結果を表6に示す。
組成物を、57.53部の配合物1、0.21部の触媒1、3.08部の有機水素ポリシロキサン1、045部の有機水素ポリシロキサン2、0.19部の硬化改質剤1、0.19部のボイド低減剤、及び0.19部の顔料、32.67部の石英、1.32部の接着促進剤1、3.84部のフルオロオルガノシリコーン1及び0.32部のフルオロオルガノシリコーン2を混合することにより調製する。SiH含有化学種及びビニル含有化学種を、SiHB/ViAが2.7であり、且つSiHtot/Vitotが1.57であるような量で含む。重ね剪断を分析し、結果を表7に示す。
組成物を、62.43部の配合物1、0.19部の触媒1、3.34部の有機水素ポリシロキサン1、0.36部の有機水素ポリシロキサン2、0.18部の硬化改質剤1、0.20部のボイド低減剤、0.20部の顔料、31.73部の石英、及び1.36部の接着促進剤1を混合することにより調製する。SiH含有化学種及びビニル含有化学種を、SiHB/ViAが2.5で、且つSiHtot/Vitotが1.55であるような量で含む。重ね剪断を分析し、結果を表7に示す。
Claims (11)
- (1)ダイ周囲に組成物を流し込んで未硬化型を形成すること、
(2)工程(1)で形成された未硬化型を硬化させて硬化型を形成すること、及び
(3)硬化型からダイを取り外すこと
を含む、型を作製する方法であって、
前記組成物が、以下の:
(I)1分子当たり平均で少なくとも2つの不飽和有機基を有するポリオルガノシロキサン流体(但し、構成成分(I)はフッ素原子を含有しない)、
(II)1分子当たり平均で少なくとも2つのケイ素結合水素原子を有する架橋剤(但し、構成成分(II)はフッ素原子を含有しない)、
(III)ヒドロシリル化触媒、及び
(IV)フルオロオルガノシリコーンであって、以下の:
(a)R9 3SiO(R9 2SiO)ι(R9R10SiO)φSiR9 3、
(b)R11 2R12SiO(R11 2SiO)κ(R11R12SiO)λSiR11 2R12、
(c)F3C(CF2)νR13−Si−[O−Si(R14)2(R15)]3、
(d)R15R14 2SiO1/2単位、CF3(CF2)νR13SiO3/2単位及び任意にSiO4/2単位から本質的に成る樹脂性又は分岐状構造、あるいは
(e)それらの組合せであって、
式(a)中、
ιは0〜2,000の平均値を有し、
φは1〜500の平均値を有し、
R9は、各々独立して、水素原子、アルキル基、芳香族基、シアノアルキル基、アクリレート官能基、メタクリレート官能基、アルケニル基又はアルキニル基であるが、但し、少なくとも1つのR9は水素原子又は不飽和一価有機基であり、
R10は、各々独立して、フルオロ−官能性炭化水素基であり、
式(b)中、
κは、0〜2,000の平均値を有し、
λは、0〜500の平均値を有し、
R11は、各々独立して、水素原子、アルキル基、芳香族基、シアノアルキル基、アクリレート官能基、メタクリレート官能基、アルケニル基又はアルキニル基であるが、但し、少なくとも1つのR11は水素原子又は不飽和一価有機基であり、
R12は、各々独立して、フルオロ−官能性炭化水素基であり、
式(c)及び(d)中、
νは、0〜10であり、
R13は、各々独立して、二価炭化水素基であり、
R14は、各々独立して、脂肪族不飽和を含有しない一価炭化水素基であり、且つ
R15は、各々独立して、水素原子又は脂肪族不飽和炭化水素基である
から選択されるフルオロオルガノシリコーン
を含む構成成分を混合することにより調製される、型を作製する方法。 - 構成成分(I)は、R5 3SiO1/2単位及びSiO4/2単位から本質的に成るMQ樹脂、R5SiO3/2単位及びR5 2SiO2/2単位から本質的に成るTD樹脂、R5 3SiO1/2単位及びR5SiO3/2単位から本質的に成るMT樹脂、R5 3SiO1/2単位、R5SiO3/2単位及びR5 2SiO2/2単位から本質的に成るMTD樹脂、又はそれらの組合せをさらに含み、
各R5は、1〜20個の炭素原子を有する、アクリレート官能基、メタクリレート官能基、シアノ官能基又は一価炭化水素基であり、且つ
前記樹脂は平均で3〜30モル%の前記不飽和有機基を含有する
請求項1に記載の方法。 - 構成成分(II)は、HR6 2SiO1/2、R6 3SiO1/2、HR6SiO2/2、R6 2SiO2/2、R6SiO3/2、SiO4/2(ここで、R6は、各々独立して、アルキル基、芳香族基及びシアノアルキル基から選択される)又はそれらの組合せから選択されるシロキサン単位を有する請求項1に記載の方法。
- 構成成分(II)は、1つより多い架橋剤の組合せである請求項1に記載の方法。
- 構成成分(III)は、白金金属、ロジウム金属又はそれらの有機金属化合物から選択される請求項1に記載の方法。
- 構成成分(IV)は、構成成分(I)と反応性である少なくとも1つの官能基と構成成分(II)と反応性である少なくとも1つの官能基とを有するフルオロオルガノシリコーンを含む請求項1に記載の方法。
- 構成成分(IV)は、以下の:
i)ジメチルビニルシロキシ末端ポリメチル3,3,3−トリフルオロプロピルシロキサン、
ii)ジメチルビニルシロキシ末端ポリ(メチル水素シロキサン/メチル−6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフルオロヘキシルシロキサン)、
iii)トリメチルシロキシ末端ポリ(メチル水素シロキサン/メチル−6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフルオロヘキシルシロキサン)、
iv)トリメチルシロキシ末端ポリ(メチル水素シロキサン/メチル−6,6,6,5,5,4,4,3,3−ノナフルオロヘキシルシロキサン)、又は
v)それらの組合せ
から選択される請求項1に記載の方法。 - 前記組成物が、(V)不飽和エステル官能化合物、(VI)接着促進剤、(VII)ボイド低減剤、(VIII)顔料、(IX)充填剤、(X)硬化改質剤、(XI)レオロジー改質剤、(XII)スペーサー、(XIII)酸受容体、(XIV)酸化防止剤、(XV)安定剤、(XVI)難燃剤、(XVII)流動制御添加剤、(XVIII)反応性希釈剤、(XIX)沈降防止剤、(XX)シリル化剤、(XXI)乾燥剤、(XXII)発泡剤、又はそれらの組合せをさらに含む請求項1に記載の方法。
- 前記組成物中のケイ素結合水素原子の総量対脂肪族不飽和基のモル比(SiHtot/Vitot)が1.05〜5.0である請求項1に記載の方法。
- 構成成分(IV)は、構成成分(I)100重量部当たり0.01〜100重量部の量で前記組成物に添加される請求項1に記載の方法。
- 請求項1に記載の方法に従って硬化型を作製する工程を含む、部品を作製する方法であって、
(4)硬化型を成形組成物で充填すること、
(5)成形組成物から部品を形成すること、及び
(6)硬化型から部品を取り出すこと
をさらに含む、部品を作製する方法。
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