JP7019834B2 - レーザー転写印刷による少なくとも1つのシリコーン層の塗布方法 - Google Patents
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Description
(i)レーザー光源を用意すること、
(ii)印刷化合物キャリアをレーザー光源の下に設けること、ここで、印刷化合物キャリアは、レーザー光に対して透光性があり、架橋性シリコーン組成物でその下側がコーティングされており、架橋性シリコーン組成物の少なくとも表面が電位phi_1に帯電しており、
(iii)印刷化合物キャリアの下に堆積キャリアを設けること、
(iv)電極を堆積キャリアの下に設けること、ここで、電極は電位phi_3に帯電しており、phi_1とphi_3とは反対の極性を有し、
(v)架橋性シリコーン組成物の少なくとも一部が剥離され、堆積キャリアに転写されるように、印刷化合物キャリアにレーザー光を照射すること、ならびに
(vi)堆積キャリアに転写されたシリコーン組成物を完全にまたは部分的に架橋することによってシリコーン層を形成すること
を含む。
(A)脂肪族炭素-炭素多重結合を有する基を含む、少なくとも1つの直鎖状化合物、
(B)Si結合した水素原子を有する、少なくとも1つの直鎖状オルガノポリシロキサン化合物、
または(A)および(B)の代わりに、または(A)および(B)に加えて、
(C)脂肪族炭素-炭素多重結合を有するSiC結合した基、およびSi結合した水素原子を含む、少なくとも1つの直鎖状オルガノポリシロキサン化合物、ならびに
(D)少なくとも1つのヒドロシリル化触媒
を含む。
R4 aR5 bSiO(4-a-b)/2 (I)
式(I)中、R4は、出現毎に独立して、同一または異なって、脂肪族炭素-炭素多重結合を含まない有機基または無機基であり、
R5は、出現毎に独立して、同一または異なって、少なくとも1つの脂肪族炭素-炭素多重結合を有する、置換または非置換の、SiC結合した、一価の炭化水素基であり、
aは、0、1、2、または3であり、
bは、0、1、または2であり、
ただし、和a+bは3以下であり、1分子当たり少なくとも2つの基R5が存在する。
R4 cHdSiO(4-c-d)/2 (III)
式(III)中、R4は、上述の定義を有し、
cは、0、1、2または3であり、
dは、0、1または2であり、
ただし、和c+dは3以下であり、1分子当たり少なくとも2個のSi結合した水素原子が存在する。
R4 fSiO4/2 (IV)
R4 gR5SiO3-g/2 (V)
R4 hHSiO3-h/2 (VI)
上記式中、R4およびR5は、上記で示した定義を有し、
fは、0、1、2または3であり、
gは、0、1または2であり、
hは、0、1または2であり、
ただし、1分子当たり少なくとも2個の基R5および少なくとも2個のSi結合した水素原子が存在する。
・化合物(A)、(B)および(D)のそれぞれ少なくとも1つ、
・化合物(C)および(D)のそれぞれ少なくとも1つ、ならびに
・化合物(A)、(B)、(C)および(D)のそれぞれ少なくとも1つ
を含む群より選択することができる。
ここで、定義は、以下の通りである。
(A)脂肪族炭素-炭素多重結合を有する基を少なくとも2つ含む、有機化合物または有機ケイ素化合物、
(B)Si結合した水素原子を少なくとも2つ含む有機ケイ素化合物、
(C)脂肪族炭素-炭素多重結合を有するSiC結合した基、およびSi結合した水素原子を含む有機ケイ素化合物、ならびに
(D)ヒドロシリル化触媒。
R3 3Pt{CpR4 5-r-t[(CR2)nSiR1 oR2 p]t[SiR7 sR8 3-s]r} (VII)
式(VII)中、
Cpは、シクロペンタジエニル基を示し、
nは、1~8の整数であり、
oは、0、1、2または3であり、
pは、0、1、2または3であり、ただし、o+p=3であり、
rは、1、2、3、4または5、好ましくは1、2または3、より好ましくは1または2、より具体的には1であり、
tは、0、1、2、3または4、好ましくは0または1、より好ましくは1であり、ただし、r+t≦5、好ましくは3である。
sは、0、1または2、好ましくは2であり、
Rは、同じでも異なってもよく、水素原子、または置換もしくは非置換の一価の炭化水素基を示し、
R1は、同じでも異なってもよく、ヘテロ原子で中断されうる、非置換または置換の一価の炭化水素基を示し、
R2は、同じでも異なってもよく、加水分解性基または酸素を介して結合したシロキシ基を示し、
R7は、同じでも異なってもよく、ヘテロ原子で中断されうる、非置換もしくは置換の一価の脂肪族飽和炭化水素基を示し、または酸素を介して結合したシロキシ基を示し、
R8は、同じでも異なってもよく、脂肪族不飽和で、任意選択で置換された基であり、
R3は、同じでも異なってもよく、非置換または置換の一価の脂肪族飽和炭化水素基を示し、
R4は、同じでも異なってもよく、水素原子、SiC結合したシリル基、またはヘテロ原子で中断されうる、非置換もしくは置換の炭化水素基を示す。
・トリメチル[(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[((2-メチルアリル)ジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(トリメトキシシリル)メチル(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(2-トリメトキシシリル)エチル(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(3-トリメトキシシリル)プロピル(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(3-ジメトキシメチルシリル)プロピル(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(4-トリメトキシシリル)ブチル(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(2-トリメトキシシリル)-1-メチルエチル(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(3-トリメトキシシリル)-2-メチル-2-プロピル(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[ビス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[ビス(2-メチルアリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(トリメトキシシリル)メチルビス(アリルジメチル-シリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(2-トリメトキシシリル)エチル-ビス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(3-トリメトキシシリル)プロピル-ビス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(4-トリメトキシシリル)ブチル-ビス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(2-トリメトキシシリル)-1-メチルエチル-ビス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(3-トリメトキシシリル)-2-メチル-2-プロピル-ビス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[トリス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(トリエトキシシリル)メチル(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(トリアセトキシシリル)メチル-(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(3-ビス-トリメチルシロキシ)メチルシリルプロピル](アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル白金(IV)、
・トリメチル[(3-トリエトキシシリル)プロピル-(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(トリエトキシシリル)メチル-ビス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(3-トリエトキシシリル)プロピル-ビス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリメチル[(トリエトキシシリル)メチル-トリス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリエチル[(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリス(トリメチルシリルメチル)[(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリエチル[(トリメトキシシリル)メチル(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリエチル[(トリメトキシシリル)メチル-ビス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)、
・トリエチル[トリス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)および
・トリエチル[(トリメトキシシリル)メチルトリス(アリルジメチルシリル)シクロペンタジエニル]白金(IV)
WACKER Chemie AG製の材料:ELASTOSIL(登録商標)Pシリーズ(7010、7600、7613、7161-160、7616-195、7618、7619、7622、7623、7624、7628、7629、7630、7633、7636、7642-220、7670、671、7676、7682、7683/15、7683/25、7683/47、7683/50、7683/55、7684/60、7685、7686、7687、7688、7700、7710、7720、7731、7742、7770、7707US、7915など)、ELASTOSIL(登録商標)Mシリーズ(4115、4125、4370、4400、4440、4441、4470、4600、4601、4615、4630、4635、4640、4645、4641、4643、4644、4670、4647、4648、4670)、ELASTOSIL(登録商標)RTシリーズ(601、602、604、607、615、617、619、620、622、623、624、625、626、627、628、629、630、633、646、670、672、675、678、685など)、ELASTOSIL(登録商標)SOLARシリーズ(2000、2200、2202、3210など)、ELASTOSIL(登録商標)LRシリーズ(3003/03、3003/05、3003/10、3003/20、3070/20、3844/20、3846/20、3856/20、3003/30、3004/30、3005/30、3040/30、3044/30、3065/30、3070/30、3071/30、3072/30、3843/30、3844/30、3846/30、3856/30、3003/40、3003/50、3003/60、3003/70、3003/80、3003/85、3004/40、3004/50、3004/60、3004/70、3005/40、3005/50、3005/60、3040/40、3040/50、3040/60、3043/40、3043/50、3043/60、3043/70、3015/70、3023/60、3092/65、3094/60、3065/50、3066/40、3066/60、3066/80、3070/40、3070/50、3070/60、3071/40、3071/50、3071/60、3072/40、3074/60、3076/70、3170/40、3841/50、3842/40、3842/50、3842/60、3842/70、3162など)、ELASTOSIL(登録商標)FLRシリーズ(3900/40、3900/60、3905/40、3905/60など)、ELASTOSIL(登録商標)Rシリーズ、WACKER SILGEL(登録商標)シリーズ(610、611、612、613、616、619など)、SEMICOSIL(登録商標)シリーズ、POWERSIL(登録商標)シリーズ、LUMISIL(登録商標)シリーズ、GENIOMER(登録商標)シリーズ、SILPURAN(登録商標)シリーズ、DEHESIVE(登録商標)シリーズ。
(A)脂肪族炭素-炭素多重結合を有する基を少なくとも2つ含む、有機化合物もしくは有機ケイ素化合物、
(B)Si結合した水素原子を少なくとも2つ含む有機ケイ素化合物、
または(A)および/もしくは(B)の代わりに、または(A)および(B)に加えて、
(C)脂肪族炭素-炭素多重結合を有するSiC結合した基、およびSi結合した水素原子を含む有機ケイ素化合物、ならびに
(D)ヒドロシリル化触媒
を含む。
(E)少なくとも50m2/gのBET表面積を有する、ヒュームドシリカまたは沈降シリカ、カーボンブラック、活性炭、グラファイト、グラフェン、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、酸化ベリリウム、窒化ホウ素、酸化マグネシウム、微粒子金属、炭化ケイ素、炭化タングステン、酸化亜鉛、二酸化チタン、フェライト、NIR吸収体、MIR吸収体、およびこれらのフィラーの組合せからなる群より選択される1つまたは複数のフィラー
を含む。
該剥離は、以下の工程:
シリコーンフィルムがその上に配置されたフィルムキャリアを液浴に浸漬すること、および/または既にシリコーンフィルムから剥離されたフィルムキャリアの内部に、まだ剥離されていないシリコーンフィルムの方向に噴霧ユニットを用いて液体を噴霧すること、ならびに
フィルムキャリアからシリコーンフィルムを剥離すること
を含む。
この方法は、好ましくは以下の工程:
誘電体層、好ましくは誘電性シリコーン層を設けること、
導電性金属層を誘電体層に塗布すること、
導電性シリコーン層を導電性金属層に塗布すること、
更なる導電性金属層を導電性シリコーン層に塗布すること、
更なる誘電体層、好ましくは誘電性シリコーン層を、更なる導電性金属層に塗布すること
を含む。
キャリーオフシステムによって、未転写のシリコーン組成物を印刷化合物キャリアから剥離すること(これはまた、先に転写されたシリコーン組成物の領域からの、残存する未架橋および/または架橋シリコーン組成物の剥離を包含する)、
剥離されたシリコーン組成物を処理システムで処理すること、ならびに
キャリーオンシステムによって、処理済みシリコーン組成物を印刷化合物キャリア上に運ぶこと
を含む。
2 堆積キャリアロール
3 フィルムキャリアロール
4 積層フィルム
5 電極材料用のコーティングシステム
6 電気絶縁材料用のコーティングシステム
7 フィルム層間剥離ユニット(エラストマー-キャリア)
8 液体槽/湿潤
9 キャリアフィルム用巻き取りユニット
10 エアジェットユニット(エラストマーフィルムから滴/液体を除去)
11 積層ロール
12 硬化ステーション
13 冷却ステーション
14 積層体(少なくともキャリア、エラストマー、電極、エラストマー)
15 アプリケーター
16 アクティブカメラシステム
17 ウェブガイド循環ベルト
18a 貯蔵用ロール
18b ベルト貯蔵部
19 フィルムキャリア
20 静電気放電
21 電位φ_2に帯電
22 電位φ_1に帯電
23 電位Aに帯電
24 穿孔試験
25 電位Bに帯電
26 フィールドユニット(電場、磁場)
27 電位Cに帯電
28 コーティングを電位Dに帯電
29 工程図 方法2
30 図EF LIFT
31 レーザー光源
32 レーザー光
33 印刷化合物キャリア
34 剥離層
35 シリコーン組成物/電極材料/印刷化合物/支持体材料
36 シリコーンエラストマーフィルムまたは積層体を有するか、または有さない堆積キャリア
37 フィールド電極 EF LIFT
38 剥離領域
39 剥離された印刷化合物/電極材料
40 レーザー光の焦点
41 空領域キャリア/剥離された印刷化合物の領域
42 塗布印刷化合物/印刷層アプリケーター
43 キャリーオフおよびキャリーオンシステム
44 未転写の印刷化合物用キャリーオフシステム
45 印刷化合物の処理および剪断
46 過剰印刷領域、塗布印刷化合物
47 リザーバー容器
48 精密厚さリムーバーおよび帯電エッジ
49 工程図 アプリケーター印刷層
50 詳細図 剥離機序 液体剥離
51 液体
52 液体のフィルム
53 回転ロール
54 液体噴霧ユニット
55 エラストマーフィルム
56 ガイドロール
57 誘起力(剥離)-液体メニスカス
60 断面図 複合電極
61 EAP層(非導電性シリコーンエラストマー)
62 電極帯電面
63 伝導層
Claims (26)
- レーザー転写印刷によって少なくとも1つのシリコーン層を塗布する方法であって、
以下の工程:
(i)レーザー光源(31)を用意すること、
(ii)印刷化合物キャリア(33)を前記レーザー光源(31)の下に設けること、ここで、前記印刷化合物キャリア(33)は、レーザー光に対して透光性があり、架橋性シリコーン組成物(35)でその下側がコーティングされており、前記架橋性シリコーン組成物の少なくとも表面が電位phi_1に帯電しており、
(iii)前記印刷化合物キャリア(33)の下に堆積キャリア(36)を設けること、(iv)電極(37)を前記堆積キャリア(36)の下に設けること、ここで、前記電極(37)は電位phi_3に帯電しており、phi_1とphi_3とは反対の極性を有し、
(v)前記架橋性シリコーン組成物(35)の少なくとも一部が剥離され、前記堆積キャリア(36)に転写されるように、前記印刷化合物キャリア(33)にレーザー光(32)を照射すること、ならびに
(vi)前記堆積キャリア(36)に転写された前記シリコーン組成物(35)を完全にまたは部分的に架橋することによってシリコーン層を形成すること
を含む、方法。 - 前記架橋性シリコーン組成物(35)に対向する前記堆積キャリア(36)の少なくとも表面が、電位phi_2に帯電しており、phi_2およびphi_1は反対の極性を有し、phi_2は、工程(v)で前記堆積キャリア(36)に転写された前記シリコーン組成物(35)の帯電量の少なくとも一部が、前記堆積キャリア(36)の表面で中和されるように選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記印刷化合物キャリア(33)と前記シリコーン組成物(35)との間に、レーザー光(32)での照射で熱くなる不透明な剥離層(34)が配置される、請求項1および2のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レーザー光(32)の焦点(40)が、前記印刷化合物キャリア(33)の上方に位置する、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シリコーン組成物が、DIN EN ISO3219:1994およびDIN53019に従って、コーンプレートシステム、開口角2°のコーンCP50-2を有する較正済みレオメーターを使用して、25℃および剪断速度1s-1で測定される、10mPa・s以上1000Pa・s以下の動粘度を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シリコーン組成物が、付加架橋性シリコーン組成物であり、以下の成分:
(A)脂肪族炭素-炭素多重結合を有する基を少なくとも2つ含む、有機化合物もしくは有機ケイ素化合物、
(B)Si結合した水素原子を少なくとも2つ含む有機ケイ素化合物、
または(A)および/もしくは(B)の代わりに、または(A)および(B)に加えて、(C)脂肪族炭素-炭素多重結合を有するSiC結合した基、およびSi結合した水素原子を含む有機ケイ素化合物、ならびに
(D)ヒドロシリル化触媒
を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記付加架橋性シリコーン組成物が、以下の更なる成分:
(E)少なくとも50m2/gのBET表面積を有する、ヒュームドシリカまたは沈降シリカ、カーボンブラック、活性炭、グラファイト、グラフェン、ダイヤモンド、カーボンナノチューブ、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、チタン酸バリウム、酸化ベリリウム、窒化ホウ素、酸化マグネシウム、微粒子金属、炭化ケイ素、炭化タングステン、酸化亜鉛、二酸化チタン、フェライト、NIR吸収体、MIR吸収体、およびこれらのフィラーの組合せからなる群より選択される1つまたは複数のフィラー
を含む、請求項6に記載の方法。 - 前記シリコーン層が、誘電性シリコーン層または導電性シリコーン層である、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シリコーン層が、走査型電子顕微鏡分析で測定される、0.1μm~200μmの層厚さを有する、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記印刷化合物キャリア(33)が、ガラス、石英ガラス、PET、ポリカーボネート、PMMA、およびセレン化亜鉛ガラスからなる群より選択される、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記堆積キャリア(36)が、PETフィルム、金属箔、およびガラスからなる群より選択される、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記堆積キャリア(36)が、1つまたは複数の架橋シリコーン層、架橋性シリコーン組成物の1つまたは複数の層、少なくとも2層の硬化シリコーンを有するシリコーン多層複合体、および金属層をさらに有する、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
- 個々の層の厚さが、いずれの場合も走査型電子顕微鏡分析で測定して、0.1μm以上200μm以下である、請求項12に記載の方法。
- 前記転写されたシリコーン組成物が、いずれの場合も走査型電子顕微鏡分析で測定して、0.1μm~200μmのフィルム厚さを有するシリコーンフィルム、または0.1μm~200μmの層厚さを各々有する少なくとも2層の硬化シリコーンを有するシリコーン多層複合体と積層されている、請求項1~13のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シリコーンフィルム(55)が、フィルムキャリア(19)から剥離することによって得られ、
前記剥離が、以下の工程:
キャリアフィルム(19)上に塗布された前記シリコーンフィルム(55)を液浴(51)に浸漬すること、および/または既に前記シリコーンフィルムから剥離されたキャリアフィルム(19)の内部に、まだ剥離されていないシリコーンフィルムの方向に噴霧ユニット(54)を用いて液体を噴霧すること、ならびに
前記積層フィルムから前記シリコーンフィルムを剥離すること
を含む、請求項14に記載の方法。 - 前記剥離されたシリコーンフィルム(55)は、穿孔試験機(24)により欠陥の有無が試験される、請求項15に記載の方法。
- 1つまたは複数の更なるシリコーン層が、工程(i)~(vi)の繰返しによって前記転写されたシリコーン組成物に塗布される、請求項1~16のいずれか一項に記載の方法。
- 前記堆積キャリア(36)が、堆積キャリアロール(2)から供給され、コーティング後に、貯蔵用ロール(3)に回収される移動キャリアベルトとして構成される、請求項1~17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記堆積キャリア(36)が、移動循環ベルトとして構成され、1つまたは複数のシリコーン層によるコーティングが終わるまで、ベルト貯蔵部(18b)を介して循環される、請求項1~18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記レーザー光源(31)が、前記堆積キャリア(36)の表面またはその上に塗布された前記シリコーン層の表面を粗面化、削摩および/または切断するように設定される、請求項1~19のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シリコーン層が、導電性シリコーン層であり、
前記方法が、以下の工程:
誘電体層(61)を設けること、
導電性金属層(62)を前記誘電体層(61)に塗布すること、
導電性シリコーン層(63)を前記導電性金属層(62)に塗布すること、
更なる導電性金属層(62)を前記導電性シリコーン層(63)に塗布すること、
更なる誘電体層(61)を前記更なる導電性金属層(62)に塗布すること
を含む、請求項1~20のいずれか一項に記載の方法。 - いずれの場合も走査型電子顕微鏡分析で測定して、前記誘電体層(61)が、各々、5μm~200μmの層厚さを有し、前記導電性金属層(62)が、各々、10nm~100μmの層厚さを有し、前記導電性シリコーン層(63)が、5μm~200μmの層厚さを有する、請求項21に記載の方法。
- 工程(v)で生じた、未転写の架橋性シリコーン組成物(35)をもつ前記印刷化合物キャリア(33)が、架橋性シリコーン組成物(35)で再度完全にコーティングされ、レーザー転写印刷による1つまたは複数の更なるシリコーン層の塗布に使用される、請求項1~22のいずれか一項に記載の方法。
- 前記完全なコーティングが、以下の工程:
キャリーオフシステム(44)によって、前記未転写のシリコーン組成物(35)を前記印刷化合物キャリア(33)から剥離すること、
前記剥離されたシリコーン組成物(35)を処理システム(45)で処理すること、および
キャリーオンシステム(43)によって、前記処理済みシリコーン組成物(35)を前記印刷化合物キャリア(33)上に運ぶこと
を含む、請求項23に記載の方法。 - センサー、アクチュエーターまたはEAP層システムを製造するための方法である、請求項1~24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記シリコーン層が、前記センサー、アクチュエーターまたはEAP層システムにおける、電極層として、および/または誘電体層として機能する、請求項25に記載の方法。
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