JP7401522B2 - 光学シリコーンアセンブリの製造方法、及びそれによって製造された光学シリコーンアセンブリ - Google Patents

光学シリコーンアセンブリの製造方法、及びそれによって製造された光学シリコーンアセンブリ Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年９月１０日に出願された米国仮特許出願第６２／７２９，０３６号の優先権及び全ての利点を主張するものであり、その内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、光学シリコーンアセンブリの製造方法、及びそれによって製造された光学シリコーンアセンブリに関する。
光学シリコーン製品は、ＬＥＤ照明、シリコーンライトガイドなどのためのシリコーンレンズとして使用される。光学シリコーン製品は、概して、成形型内で成形可能なシリコーン組成物を硬化させることによって製造され、次いで、光学シリコーン製品及び基材は、光学シリコーンアセンブリに組み立てられる。しかしながら、光学シリコーン製品は、概して小さな部品であるため、組み立て操作における利点のため、一体型光学シリコーンアセンブリが望ましい。
成形可能なシリコーン組成物は、全般に既知である（特許文献１～３参照）。しかしながら、全てのこのような成形可能なシリコーン組成物に関する１つの問題は、金属成形型からのシリコーン製品の離型性に起因して、基材への接着性が不十分であることである。加えて、光学シリコーンアセンブリ中のシリコーン製品は光学的に透明である必要があるため、成形可能なシリコーン組成物中にいずれの接着促進剤も添加することは望ましくない。成形プロセスでは、金属成形型に接着することなく、基材に選択的に接着することは困難である。
先行技術文献
特許文献
特許文献１：米国特許第８，６９１，９１０（Ｂ２）号
特許文献２：米国特許第８，８５３，３３２（Ｂ２）号
特許文献３：米国特許第８，８５９，６９３（Ｂ２）号
発明が解決しようとする課題
上記を鑑みて、本発明の目的は、光学シリコーンアセンブリの離型性を低下させることなく、光学シリコーン製品が様々な種類の基材に接着する光学シリコーンアセンブリの製造方法、及びその製造方法により得られた光学シリコーンアセンブリを提供することである。
課題の解決策
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、光学的に透明なシリコーン接着剤組成物により、光学的な成形可能なシリコーン組成物と基材との間を接着するための緩衝層を形成することができることを見出した。
すなわち、本発明の第１の実施形態は、光学シリコーンアセンブリの製造方法である。本方法は、
ｉ）光学的に透明なシリコーン接着剤組成物で基材の表面を処理する工程と、
ｉｉ）工程ｉ）によって得られた基材を成形型に入れる工程と、
ｉｉｉ－ａ）光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物を成形型内に注入する工程、及び／又は
ｉｉｉ－ｂ）光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物を基材上にオーバーモールドする工程と、
ｉｖ）光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物を加熱して、光学シリコーンアセンブリを形成する工程と、を含む。
様々な実施形態では、基材は、熱可塑性樹脂、ガラス、又は金属で作製される。熱可塑性基材は、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）で作製することができる。ガラス基材は、フロートガラス又は任意の他の特殊ガラスであり得る。金属基材は、銅又はアルミニウムであり得る。基材は、組み合わせ又は２つ以上の材料を含んでもよい。
様々な実施形態では、光学的に透明なシリコーン接着剤組成物は、付加硬化性シリコーン組成物である。更なる実施形態では、付加硬化性シリコーン組成物は、
（Ａ）１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有する、１００質量部のオルガノポリシロキサンと、
（Ｂ）成分（Ａ）中のアルケニル基１モル当たりケイ素原子結合水素原子が約０．１～約１０モルとなる量で、１分子当たり少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、
（Ｃ）約０．１～約１０質量部の接着促進剤と、
（Ｄ）組成物の硬化を促進するのに十分な量で、ヒドロシリル化反応触媒と、を含む。
様々な実施形態では、付加硬化性シリコーン組成物は、揮発性シリコーンを更に含む。
特定の実施形態では、本方法は、工程ｉ）と工程ｉｉ）との間に、
ｉ－２）光学的に透明なシリコーン接着剤組成物を加熱して、基材上にシリコーン接着層を形成する工程を更に含む。
シリコーン接着層の平均厚さは、約０．０１～約１ｍｍの範囲であり得る。
様々な実施形態では、光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物は、付加硬化性シリコーン組成物である。
特定の実施形態では、工程ｉｖ）における加熱温度は、約１００℃～約１５０℃の範囲である。
本発明の別の実施形態は、上述の光学シリコーンアセンブリの製造方法によって製造された、光学シリコーンアセンブリである。
発明の効果
本発明によれば、光学シリコーンアセンブリの離型性を低下させることなく、光学シリコーン製品が様々な種類の基材に接着する光学シリコーンアセンブリの製造方法を提供することができる。加えて、その製造方法により得られた光学シリコーンアセンブリを提供することができる。
本発明の方法によって製造された光学シリコーンアセンブリの一例であるシリコーンレンズアセンブリの断面図である。
本発明の方法によって製造された光学シリコーンアセンブリの別の例である、複数のシリコーンレンズアセンブリの断面図である。
「含むこと（comprising）」又は「含む（comprise）」という用語は、本明細書において、それらの最も広い意味で、「含むこと（including）」、「含む（include）」、「から本質的になる（consist(ing) essentially of）」、及び「からなる（consist(ing) of）」）という見解を意味し、包含するように使用されている。実例を列記する「例えば（for example）」「例えば（e.g.,）」、「例えば／など（such as）」及び「が挙げられる（including）」の使用は、列記されている例のみに限定しない。したがって、「例えば（for example）」又は「例えば（such as）」は、「例えば、それらに限定されないが（for example,but not limited to）」又は「例えば、それらに限定されないが（such as,but not limited to）」を意味し、他の類似した、又は同等の例を包含する。本明細書で使用されている「約（about）」という用語は、機器分析により測定した、又は試料を取り扱った結果としての数値のわずかな変動を、合理的に包含若しくは説明する働きをする。このようなわずかな変動は、数値の±０～２５％、±０～１０％、±０～５％、又は±０～２．５％程度であり得る。更に、「約」という用語は、ある範囲の値に関連する場合、数値の両方に当てはまる。更に、「約」という用語は、明確に記載されていない場合であっても、数値に当てはまることがある。
添付の特許請求の範囲は、詳細な説明に記載されている表現、及び特定の化合物、組成物又は方法に限定されず、これらは、添付の特許請求の範囲内にある特定の実施形態の間で変化し得ることが、理解されるべきである。様々な実施形態の詳細な特徴又は態様について記載している、本明細書で依拠とされたいずれかのマーカッシュ群に関しては、異なる、特別な、及び／又は想定外の結果が、他の全マーカッシュ要素とは無関係のそれぞれのマーカッシュ群の各要素から得ることができることは理解されるべきである。マーカッシュ群の各要素は、個々に、及び、又は組み合わされて依拠とされ得、添付の特許請求の範囲内で、特定の実施形態を十分に裏付けることができる。
本発明の様々な実施形態の記載を依拠とする任意の範囲及び部分的範囲は、独立して、及び包括的に、添付の特許請求の範囲内にあることも理解されるべきであり、整数値及び／又は分数値を含む全ての範囲を、そのような値が本明細書で明確に書かれていなくても、説明し、想定することが理解される。当業者であれば、列挙された範囲及び部分的範囲が、本発明の様々な実施形態を十分に説明し、可能にし、そのような範囲及び部分的範囲は、更に関連性がある２等分、３等分、４等分、５等分などに描かれ得ることを容易に認識する。単なる一例として、「０．１～０．９」の範囲は、更に、下方の３分の１、すなわち、０．１～０．３、中央の３分の１、すなわち、０．４～０．６、及び上方の３分の１、すなわち、０．７～０．９に描かれ得、これらは、個々に、及び包括的に、添付の特許請求の範囲内であり、個々に、及び／又は包括的に依拠とされ得、添付の特許請求の範囲内で、特定の実施形態を十分に裏付けることができる。更に、範囲を定義する、又は修飾する言葉、例えば「少なくとも」、「超」「未満」「以下」などに関して、そのような言葉は、部分範囲及び／又は上限若しくは下限を含むと理解されるべきである。別の例として、「少なくとも１０」の範囲は、少なくとも１０～３５の部分範囲、少なくとも１０～２５の部分範囲、２５～３５の部分範囲などを本質的に含み、各部分範囲は、個々に、及び／又は包括的に依拠とされ得、添付の特許請求の範囲内で、特定の実施形態を十分に裏付けるものである。最終的に、開示した範囲内の個々の数が依拠とされ得、添付の特許請求の範囲内で、特定の実施形態を十分に裏付けることができる。例えば、「１～９」の範囲は、様々な個々の整数、例えば３、並びに、小数点を含む個々の数（又は分数）、例えば４．１を含み、これは、依拠とされ得、添付の特許請求の範囲内で、特定の実施形態を十分に裏付けることができる。
以下、本発明による光学シリコーンアセンブリの製造方法及び光学シリコーンアセンブリについて、図面を用いて説明する。
＜光学シリコーンアセンブリの製造方法＞
本発明による光学シリコーンアセンブリの製造方法は、ｉ）光学的に透明なシリコーン接着剤組成物で基材の表面を処理する工程を含む。本明細書で使用するとき、「光学的に透明」という用語は、概して、それぞれの組成物から得られたシリコーン（反応）生成物が、３８０ｎｍの波長において、３．２ｍｍで少なくとも約８７％、あるいは少なくとも約８９％、あるいは少なくとも約９１％の透過率；４５０ｎｍの波長において、３．２ｍｍで少なくとも約８９％、あるいは少なくとも約９１％、あるいは少なくとも約９３％の透過率；７６０ｎｍの波長において、３．２ｍｍで少なくとも約９０％、あるいは少なくとも約９２％、あるいは少なくとも約９４％の透過率を有することを意味する。
本発明の第１の実施形態として、図１に示すように、基材１を光学的に透明なシリコーン接着剤組成物で処理し、光学的に透明なシリコーン接着剤組成物を硬化させて、基材１の表面上にシリコーン接着層２を形成する。基材１は限定されない。様々な実施形態では、基材１は、熱可塑性樹脂、ガラス、若しくは金属を含む、又はこれらで作製される。熱可塑性基材は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などを含むことができ、又はこれらで作製することができる。ガラス基材は、フロートガラス又は任意の他の特殊ガラスであり得る。金属基材は、銅又はアルミニウムであり得る。熱可塑性基材は、概して、ＬＥＤ照明用の外側又は内側パッケージとして使用される。
光学的に透明なシリコーン接着剤組成物は、硬化系に限定されず、系が付加硬化系、縮合硬化系、過酸化物硬化系などを含む限り、任意の系であり得る。本発明では、光学的に透明なシリコーン接着剤組成物は、当該技術分野において既知の任意の光学的に透明なシリコーン接着剤組成物から選択され得る。様々な実施形態では、光学的に透明なシリコーン接着剤組成物は、付加硬化性シリコーン組成物である。特定の実施形態では、付加硬化性シリコーン組成物は、
（Ａ）１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有する、１００質量部のオルガノポリシロキサンと、
（Ｂ）成分（Ａ）中のアルケニル基１モル当たりケイ素原子結合水素原子が約０．１～約１０モルとなる量で、１分子当たり少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、
（Ｃ）約０．１～約１０質量部の接着促進剤と、
（Ｄ）組成物の硬化を促進するのに十分な量の、ヒドロシリル化反応触媒と、を含む。
成分（Ａ）中のケイ素原子結合アルケニル基の例、ビニル基、アリール基、ブテニル基、ペンテニル基、及びヘキセニル基である。特定の実施形態では、ケイ素原子結合アルケニル基は、ビニル基である。
成分（Ａ）中のアルケニル基以外のケイ素原子に結合した基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、又は同様の鎖アルキル基；シクロペンチル基、シクロヘキシル基、又は同様のシクロアルキル基；フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、又は同様のアリール基；ベンジル基、フェネチル基、３－フェニルプロピル基、又は同様のアラルキル基などの一価炭化水素基；クロロメチル基、３－クロロプロピル基、３，３，３－トリフルオロプロピル基、ノナフルオロブチルエチル基、又は同様のハロゲン化炭化水素基が挙げられる。
成分（Ａ）の分子構造の例としては、直鎖状、環状、一部分岐を有する直鎖状、分岐状が挙げられる。特定の実施形態では、成分（Ａ）は、得られたシリコーン製品に十分な硬度及び強度を付与することができるという観点から、少なくとも１種の分岐状オルガノポリシロキサンを含む。成分（Ａ）の粘度は、２５℃において約１～約１，０００，０００ｍＰａ・ｓであり得る。なお、本明細書において、粘度は、ＡＳＴＭ Ｄ １０８４に従ってＢ型粘度計を用いて２３±２℃において測定した値である。
成分（Ｂ）中の水素原子以外のケイ素に結合した基の例としては、上記と同じ一価炭化水素基が挙げられる。成分（Ｂ）の分子構造の例としては、直鎖状、環状、一部分岐を有する直鎖状、及び分岐状が挙げられる。特定の実施形態では、成分（Ｂ）は、得られたシリコーン製品の硬度及び強度を調整するという観点から、複数の異なる構造を含む。直鎖状、環状、及び一部分岐を有する直鎖状の成分（Ｂ）の粘度は、２５℃において約１～約１０，０００ｍＰａ・ｓであり得る。
組成物中の成分（Ｂ）の配合量は、組成物を硬化させるのに十分な量であり得、成分（Ｂ）中のケイ素原子結合水素原子の量は、成分（Ａ）中のアルケニル基１モル当たり約０．１～約１０モルであり得る。成分（Ａ）中のアルケニル基１モル当たりの成分（Ｂ）中のケイ素原子結合水素原子の量がこの範囲を下回る場合、組成物が十分に硬化しない傾向があるため望ましくない場合がある。一方、量がこの範囲を超える場合、得られたシリコーン製品の機械的強度が低下する傾向があるため、望ましくない場合がある。
成分（Ｃ）の接着促進剤は、シリコーン製品の様々な種類の基材への接着を強化する。成分（Ｃ）は限定されないが、様々な実施形態では、１分子当たり少なくとも１つのケイ素原子結合アルコキシ基を有する有機ケイ素化合物である。アルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、及びメトキシエトキシ基によって例示される。特定の実施形態では、アルコキシ基は、メトキシ基である。
更に、ケイ素原子に結合したアルコキシ基を除く、有機ケイ素化合物の他の基の例としては、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基、及びハロゲン化アルキル基などのハロゲン置換若しくは非置換の一価炭化水素基；３－グリシドキシプロピル基及び４－グリシドキシブチル基などのグリシドキシアルキル基；２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチル基及び３－（３，４－エポキシシクロヘキシル）プロピル基などのエポキシシクロヘキシルアルキル基；３，４－エポキシブチル基及び７，８－エポキシオクチル基などのエポキシアルキル基；３－メタクリルオキシプロピル基などのアクリル基含有一価有機基、及び水素原子が挙げられる。
様々な実施形態では、有機ケイ素化合物は、本組成物中にアルケニル基又はケイ素原子結合水素原子と反応し得る基を有する。具体的には、有機ケイ素化合物は、ケイ素原子結合水素原子又はアルケニル基を有することができる。更に、様々な種類の基材に対して良好な接着性を付与する能力により、この有機ケイ素化合物は、分子中に少なくとも１つの、エポキシ基含有一価有機基を有することができる。この種類の有機ケイ素化合物は、オルガノシラン化合物、オルガノシロキサンオリゴマー、及びアルキルシリケートによって例示される。
オルガノシロキサンオリゴマー又はアルキルシリケートの分子構造の例としては、直鎖構造、一部分岐を有する直鎖構造、分岐鎖構造、環状構造、及びネット形状構造が挙げられる。特定の実施形態では、分子構造は、直鎖構造、分岐状構造、又はネット形状構造である。この種類の有機ケイ素化合物の例としては、３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、２－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、及び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シラン化合物；ケイ素原子結合アルケニル基又はケイ素原子結合水素原子のうちの少なくとも１つ、及び少なくとも１つのケイ素原子結合アルコキシ基を分子中に有するシロキサン化合物；少なくとも１つのケイ素原子結合アルコキシ基を有するシラン化合物若しくはシロキサン化合物と、又は分子中に少なくとも１つのケイ素原子結合水酸基と少なくとも１つのケイ素原子結合アルケニル基とを有するシロキサン化合物と、の混合物；並びにメチルポリシリケート、エチルポリシリケート、及びエポキシ基含有エチルポリシリケートが挙げられる。様々な実施形態では、接着付与剤は低粘度の液体であり、粘度は限定されない。更なる実施形態では、２５℃における粘度は、約１～約５００ｍＰａ・ｓの範囲である。
組成物中の成分（Ｃ）の配合量は、成分（Ａ）１００質量部当たり、約０．１～約１０質量部の範囲であり得る。更なる実施形態では、成分（Ｃ）は、成分（Ａ）１００質量部当たり、約０．１～約５質量部、あるいは約０．５～約２．５質量部、あるいは約０．５～約１質量部の量で存在する。
成分（Ｄ）のヒドロシリル化反応触媒は、組成物の架橋を促進するための触媒である。特定の実施形態では、触媒は白金系触媒である。白金系触媒の例としては、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金のオレフィン錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体、白金黒、及び白金担持シリカが挙げられる。その配合量は、組成物中の白金金属として、質量単位で約１～約１，０００ｐｐｍであり得る。特定の実施形態では、この量は、硬化性シリコーン組成物の硬化を促進する観点から約５ｐｐｍ以上であり、得られたシリコーン製品の耐熱性を高める観点から約１００ｐｐｍ以下である。
組成物が含有し得る他の任意選択成分の例としては、３－メチル－１－ブチン－３－オール、３，５－ジメチル－１－ヘキシン－３－オール、３－フェニル－１－ブチン－３－オール、又は同様のアルキンアルコール；３－メチル－３－ペンテン－１－イン、及び３，５－ジメチル－３－ヘキセン－１－イン、又は同様のエン－イン化合物；１，３，５，７－テトラメチル－１，３，５－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、及びベンゾトリアゾールなどのヒドロシリル化反応阻害剤が挙げられる。使用される場合、ヒドロシリル化反応阻害剤の含有量は、質量単位で組成物の約１０～約５０，０００ｐｐｍであり得る。
組成物が含有し得る他の任意選択成分の例としては、光学的に透明なシリコーン接着剤組成物を希釈するための揮発性シリコーンが挙げられる。揮発性シリコーンの例としては、ジメチルシクロシロキサンオリゴマー、メチルビニルシクロシロキサンオリゴマー、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサンなどが挙げられる。
組成物中の揮発性シリコーンの配合量は限定されないが、様々な実施形態では、組成物の約１～約８５質量％の範囲である。希釈倍率は、接着剤組成物の適用モード、すなわち、例えば、ブラッシング、噴霧、又はディップコーティングに応じて調整される。
本発明による方法では、光学的に透明なシリコーン接着剤組成物は、光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物を基材（例えば、熱可塑性基材）の周辺の周囲に接触させるような位置に配置される。
工程ｉ）と工程ｉｉ）との間に、本発明による方法は、ｉ－２）光学的に透明なシリコーン接着剤組成物を加熱して、基材上にシリコーン接着層を形成する工程を含んでもよい。加熱温度は特に限定されないが、光学的に透明なシリコーン接着剤組成物の良好な硬化は、概して室温～約２００℃の温度で得られる。特定の実施形態では、約６０℃～約１８０℃の温度での硬化が使用され、更なる実施形態では、接着剤シリコーン層と基材との間の強力な接着をもたらすので、約８０℃～約１５０℃の温度での硬化が使用される。
更に、接着剤シリコーン層と基材との間の接着性が場合によっては更に改善されるため、室温～約１００℃、あるいは約６０℃～約８０℃の温度で複合材料を加熱し、次いで、約８０℃～約１８０℃、あるいは約１００℃～約１５０℃の温度で加熱する、段階的な硬化を使用してもよい。加熱後のシリコーン接着層の状態は限定されないが、半硬化状態又は完全硬化状態であり得る。
本発明による方法では、シリコーン接着層の平均厚さは限定されないが、様々な実施形態では、約０．０１～約１ｍｍの範囲、あるいは約０．０２～約０．５ｍｍの範囲、あるいは約０．０５～約０．２ｍｍの範囲である。
次に、本発明による方法は、ｉｉ）工程ｉ）によって得られた基材を成形型に入れる工程を含む。成形型は限定されないが、様々な実施形態では、ステンレス鋼成形型などの金属成形型である。
次に、本発明による方法は、ｉｉｉ－ａ）光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物を成形型内に注入する工程を含む。ｉｉｉ－ａ）に代えて又はそれに加えて、本発明による方法は、ｉｉｉ－ｂ）光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物を基材上にオーバーモールドする工程を含む。工程ｉｉｉ－ａ）はまた、光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物の成形型内への射出成形又は圧縮成形と呼ばれることもある。
光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物は、硬化系に限定されず、系が付加硬化系、縮合硬化系、過酸化物硬化系などを含む限り、任意の系であり得る。様々な実施形態では、光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物は、付加硬化性シリコーン組成物である。特定の実施形態では、付加硬化性シリコーン組成物は、１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと；１分子当たり少なくとも２個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと；ヒドロシリル化反応触媒と、に任意に当該技術分野において理解される１つ以上の添加剤と、を含む。このような成分の例は、成分（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｄ）について上述したとおりである。特定の実施形態では、光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物は、上記のような透過特性；約１０～約５０、あるいは約１５～約４５、あるいは約２５Ｐａ・ｓの粘度（混合）；及び／又は約４５～約９０、あるいは約５５～約８０、あるいは約６５～約７５のショアＡ硬度；及び／又は約５～約１５、あるいは約１０～約１５、あるいは約１２～約１５ＭＰａの引張強さ；及び／又は約５０～約３５０、あるいは約６０～約２００、あるいは約７０～約１００％の伸び；及び／又は約１．３５～約１．５、あるいは約１．４～約１．４５、あるいは約１．４の約６３３ｎｍにおける屈折率を有する、２部のポリジメチルシロキサン系である。
光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物は、当該技術分野において既知の任意の光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物から選択され得る。その例としては、Ｄｏｗ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）からＤＯＷＳＩＬ（商標）ＭＳ－１００１ Ｍｏｌｄａｂｌｅ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ、ＤＯＷＳＩＬ（商標）ＭＳ－１００２ Ｍｏｌｄａｂｌｅ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ、及びＤＯＷＳＩＬ（商標）ＭＳ－１００３ Ｍｏｌｄａｂｌｅ Ｓｉｌｉｃｏｎｅ、又はこれらの任意の組み合わせを含む、商品名／名称「ＤＯＷＳＩＬ（商標）ＭＳ」で市販されている成形可能なシリコーンが挙げられるが、これらに限定されない。
次に、本発明による方法は、ｉｖ）光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物を加熱して、光学シリコーンアセンブリを形成する工程を含む。加熱温度は特に限定されないが、光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物の良好な硬化は、概して室温～約２００℃の温度で得られる。特定の実施形態では、約６０℃～約１８０℃の温度での硬化が使用され、更なる実施形態では、接着剤シリコーン層と光学シリコーンとの間の強力な接着をもたらすので、約８０℃～約１５０℃の温度での硬化が使用される。
更に、接着剤シリコーン層と光学シリコーンとの間の接着性が場合によっては更に改善されるため、室温～１００℃、あるいは約６０℃～約８０℃の温度で複合材料を加熱し、次いで、約８０℃～約１８０℃、あるいは約１００℃～約１５０℃の温度で加熱する、段階的な硬化を使用してもよい。基材が熱可塑性樹脂である場合、熱可塑性基材の変形を防止するために、硬化温度は熱可塑性基材の融解温度を超えない必要がある。ガラス又は金属上へのオーバーモールドの場合、成形温度の上限は存在しない。
＜光学シリコーンアセンブリ＞
ここで、本発明の光学シリコーンアセンブリについて説明する。本発明による光学シリコーンアセンブリは、上記の製造方法により製造されたことを特徴とする。
本発明のこのような光学シリコーンアセンブリの例は、ＬＥＤ照明用の外側パッケージである（図１及び図２を参照）。図１の光学シリコーンアセンブリにおいて、それは、基材１、シリコーン接着層２、及び光学シリコーン（シリコーンレンズ）３で構成される。基材１は、光学シリコーンアセンブリのフレーム材料（パッケージング材料）として機能し、シリコーン接着層２は、光学シリコーン（シリコーンレンズ）３の接着剤緩衝層として機能する。図２の光学シリコーンアセンブリにおいて、それは、基材１、シリコーン接着層２、及び複数の光学シリコーン（シリコーンレンズ）３で構成される。図２の光学シリコーンアセンブリにおいて、２つの光学シリコーン３が存在するが、これに限定されず、２つ以上であり得る。
ここで、本発明の光学シリコーンアセンブリの製造方法及び光学シリコーンアセンブリについて、実施例を用いて詳細に説明する。実施例では、粘度は２５℃における値である。
＜実施例１＞
第１の一連の実施例では、使用される基材は、フロート法によるガラス（floated glass）であった。シリコーン接着層を、シリコーン溶媒中９５％、９１％、６７％、及び１７％の光学的に透明なシリコーン接着剤組成物を、揮発性シリコーン溶媒としてオクタメチルトリシロキサンで希釈して適用した。
実施例では、光学的に透明なシリコーン接着剤組成物は、以下を均一になるまで混合することによって調製した。
２６質量部の樹脂性オルガノポリシロキサンであって、ＶｉＭｅ２ＳｉＯ１／２シロキサン単位、Ｍｅ３ＳｉＯ１／２シロキサン単位、及びＳｉＯ４／２シロキサン単位からなり、ビニル基含有量が４．２質量％である、樹脂性オルガノポリシロキサン（式中、「Ｖｉ」はビニル基であり、「Ｍｅ」はメチル基である）；
４０質量部の、分子両末端にてジメチルビニルシロキシ基で保護されたジメチルポリシロキサンであって、１０，０００ｍＰａ・ｓの粘度を有し、ビニル基含有量が０．１３質量％である、ジメチルポリシロキサン；
２９質量部の、分子両末端にてジメチルビニルシロキシ基で保護されたジメチルポリシロキサンであって、４００ｍＰａ・ｓの粘度を有し、ビニル基含有量が０．４４質量％である、ジメチルポリシロキサン；
４．２質量部の、分子両末端にてトリメチルシロキシ基で保護されたメチルハイドロジェンポリシロキサンであって、２０ｍＰａ・ｓの粘度を有し、ケイ素原子結合水素原子含有量が１．５質量％である、メチルハイドロジェンポリシロキサン（上記３つのポリシロキサン中のビニル基の合計量１モル当たり、この成分中のケイ素原子結合水素原子が１．３モルとなる量）；
０．１０質量部の、白金／１，３－ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体の１，３－ジビニルテトラメチルジシロキサン溶液（約６，０００ｐｐｍの白金金属を含有）；及び
０．５質量部の、ケイ素結合ヒドロキシル基で保護されたメチルビニルシロキサン－ジメチルシロキサンオリゴマーと接着促進剤としての３－グリシドキシプロピルトリメトキシシランとの反応混合物。
次に、２つの適用方法を試験した。ガラス基材上で、溶液を含浸させたティッシュペーパーで液体をワイピング、又は低圧エアログラフ装置を使用して、ガラス基材上に空気圧で噴霧。次いで、接着層を１５０℃で５～２０分間空気循環オーブン内に放置して乾燥させて、厚さ０．１ｍｍのシリコーン接着層を形成した。接着層を乾燥させた後、光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物を用いたオーバーモールディングを、１２０～１８０℃の温度で１５～３０分間、２０～１００バールの圧力のプレス成形型内で実施した。光学的に透明な（例えば、３８０ｎｍにおける透過率が、３．２ｍｍで８９％、４５０ｎｍにおける透過率が３．２ｍｍで９１％；及び７６０ｎｍにおける透過率が、３．２ｍｍで９４％）成形可能なシリコーン組成物は、中粘度（例えば、約２６Ｐａ・ｓ混合）であり、高（例えば、約７２～７４）ショアＡ硬度であり、２部（比１：１）の迅速硬化（例えば、１４０℃、６×１２×１２５ｍｍでの硬化／離型時間が＜６０秒）ポリジメチルシロキサン樹脂であり、これは、Ｄｏｗ Ｓｉｌｉｃｏｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されている。結果から、光学シリコーンを剥離した後、凝集破壊が観察されたため、光学シリコーン／ガラス基材界面にわたって接着が良好に行われたことが示された。
＜比較例＞
実施例１のシリコーン接着層を、既知の市販のシリコーンプライマー溶液に置き換えた比較例では、良好な結果を示さなかった。比較例では、以下の市販材料を使用した。
・ＤＯＷＳＩＬ（商標）１２００ ＯＳ Ｐｒｉｍｅｒ
・ＤＯＷＳＩＬ（商標）Ｐ５２００ Ｐｒｉｍｅｒ Ｃｌｅａｒ
・ＤＯＷＳＩＬ（商標）９２－０２３ Ｐｒｉｍｅｒ
・９１％、８３％、及び６７％が有効な揮発性シリコーン溶媒中に希釈された３－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
＜実施例２＞
第２の一連の実施例では、シリコーン接着層を、シリコーン溶媒中実施例１で調製された６７％の光学的に透明なシリコーン接着剤組成物を、揮発性シリコーン溶媒としてオクタメチルトリシロキサンで希釈することにより適用し、溶液を噴霧することにより適用し、１５０℃で５～２０分間空気循環オーブン内で乾燥させて、厚さ０．１ｍｍのシリコーン接着層を形成し、続いて、光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物（実施例１と同じ）を用いたオーバーモールディングを、１２０～１８０℃の温度で１５～３０分間、２０～１００バールの圧力のプレス成形型内で実施した。良好な接着評価（すなわち、基材と光学シリコーンとの間の界面における凝集破壊）を有する結果を、以下の基材で得た。
・ポリカーボネート（ＰＣ）（Ｂａｙｅｒ ＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ ＡＧ製のＭＡＫＲＯＬＯＮ（登録商標）ＡＬ２４４７）
・ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）（Ｔｉｃｏｎａ ＧｍｂＨ製のＣＥＬＡＮＥＸ（登録商標）３７０９ＨＲ Ｂｌａｃｋ）
・ＰＢＴ（ＢＡＳＦ Ｃｏｒｐ．製のＵＬＴＲＡＤＵＲ（登録商標）Ｂ４３００ Ｇ６Ｑ１６ Ｂｌａｃｋ）
・ガラス繊維強化エポキシ（ＦＲ４）
・アルマイトＡｌＭｇ（参照５００５ Ｅ６ＥＶ１）
・アルミニウムＡｌＭｇ３（参照５７５３）
・銅
産業上の利用可能性
本発明によれば、光学シリコーン製品が様々な種類の基材に接着する光学シリコーンアセンブリの製造方法を提供することができる。したがって、本方法は、ＬＥＤ照明用のシリコーンレンズアセンブリを製造するのに好適である。
参照番号リスト
１ 基材
２ シリコーン接着層
３ 光学シリコーン（シリコーンレンズ）

Claims (9)

  1. 光学シリコーンアセンブリの製造方法であって、
    ｉ）光学的に透明なシリコーン接着剤組成物で基材の表面を処理する工程と、
    ｉ－２）前記基材の表面上の前記光学的に透明なシリコーン接着剤組成物を加熱して、前記基材上にシリコーン接着層を形成する工程と、
    ｉｉ）工程ｉ）及び工程ｉ－２）によって得られた前記基材を成形型に入れる工程と、
    ｉｉｉ－ａ）光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物を前記成形型内に注入する工程、及び／又は
    ｉｉｉ－ｂ）前記光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物を前記基材上にオーバーモールドする工程と、
    ｉｖ）前記光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物を加熱して、前記光学シリコーンアセンブリを形成する工程と、
    を含み、
    前記光学的に透明なシリコーン接着剤組成物が、
    （Ａ）１分子当たり少なくとも２つのアルケニル基を有する、１００質量部のオルガノポリシロキサンと、
    （Ｂ）成分（Ａ）中のアルケニル基１モル当たりケイ素原子結合水素原子が０．１～１０モルとなる量の、１分子当たり少なくとも２個の前記ケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、
    （Ｃ）０．１～１０質量部の接着促進剤と、
    （Ｄ）組成物の硬化を促進するのに十分な量で、ヒドロシリル化反応触媒と、
    を含む、付加硬化性シリコーン組成物を含み、
    前記付加硬化性シリコーン組成物が、希釈溶媒として揮発性シリコーンをさらに含む、方法。
  2. 前記基材が、熱可塑性樹脂を含む、又は熱可塑性樹脂で作製される、請求項１に記載の方法。
  3. 前記基材が、ガラスを含む、又はガラスで作製される、請求項１に記載の方法。
  4. 前記基材が、金属を含む、又は金属で作製される、請求項１に記載の方法。
  5. 前記シリコーン接着層の平均厚さが、０．０１～１ｍｍの範囲である、請求項４に記載の方法。
  6. 工程ｉｉｉ－ａ）が使用される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 工程ｉｉｉ－ｂ）が使用される、請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記光学的に透明な成形可能なシリコーン組成物が、付加硬化性シリコーン組成物を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 工程ｉｖ）における加熱温度が、１００℃～１５０℃の範囲である、請求項１～８のいずれか一項に記載の方法。
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