JPWO2017183541A1 - 高誘電性フィルム、その用途および製造方法 - Google Patents
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Abstract
フィルムの幅方向について、末端の厚みと中央の厚みの差が5.0%以内であり、フィルム中央の厚みが50〜1000μmの範囲にある、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。このようなフィルムは、プライマー層と平坦化層を備えていてもよく、圧延工程により得られてもよく、また、剥離層を備えたセパレータ間での硬化により得られてもよい。
Description
RViR2 2Si(OSiR2R3)e1´(OSiR2 2)e2´OSiRViR2 2
(II)
{式中、RViは、炭素数2〜12のアルケニル基であり、R2は前記同様の基であり、R3は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基であり、かつ、eは5<e1´+e2´+2<500を満たす数であり、(e1´)/(e1´+e2´)の値は0.5〜1.0の範囲である。}
で表されるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを含有するフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなる場合に、上記課題をさらに好適に解決できることを見出し、本発明に到達した。
[1]フィルムの幅方向について、末端の厚みと中央の厚みの差が5.0%以内であり、フィルム中央の厚みが50〜1000μmの範囲にある、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
により達成される。
[2]フィルム幅が30mm以上であり、フィルム面積が900mm2以上であり、1kHz、25℃における比誘電率が4以上であることを特徴とする、[1]に記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
[3]実質的に透明であり、フィルム中央の厚みが100〜900μmの範囲にある、[1]または[2]に記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
[4]23℃におけるせん断貯蔵弾性率が103〜105Paの範囲にある[1]〜[3]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
[5]プライマー層およびプライマー層上に積層された平坦化層から構成される、[1]〜[4]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
[6]厚さ5〜40μmのプライマー層およびプライマー層上に積層された厚さ10〜800μmの平坦化層から構成され、上記のプライマー層および平坦化層が共にフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物である、[1]〜[5]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
[7]圧延加工されてなることを特徴とする、[1]〜[6]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
[8]剥離層を有するセパレータの間で硬化されたことにより形成された平坦化層を有する、[1]〜[7]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
[8−1]溶媒を実質的に含有しないことを特徴とする、[1]〜[8]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
[9]ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1〜10のアルキレン基であり、pは1〜8の範囲の数である)で表されるフルオロアルキル基であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなる、[1]〜[8]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
[10](A)下記構造式(I):
R1R2 2Si(OSiR1R2)e1(OSiR2 2)e2OSiR1R2 2 (I){式中、R1は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは1〜8の範囲の数である)で表されるフルオロアルキル基または炭素数2〜12のアルケニル基であり、R2は、同一または独立に、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、水酸基、もしくは炭素数1〜6のアルコキシ基であり、かつ、全てのR1のうち、少なくとも2個は炭素数2〜12のアルケニル基であり、全てのR1およびR2のうち10モル%以上は、前記のフルオロアルキル基であり、e1は正の数であり、e2は0または正の数であり、5<e1+e2+2<500を満たす数である。}
で表されるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン、
(B)分子中に少なくとも2個のケイ素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 (A)成分のアルケニル基の合計量1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が0.1〜1.0モルとなる量、
(C)有効量のヒドロシリル化反応用触媒、および
(D)溶媒 (A)〜(C)成分の和 100質量部に対して、0〜2000質量部
を含有する、フルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなる、[1]〜[9]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
[11]前記(A)が下記平均構造式(II):
RViR2 2Si(OSiR2R3)e1´(OSiR2 2)e2´OSiRViR2 2
(II)
{式中、RViは、炭素数2〜12のアルケニル基であり、R2は前記同様の基であり、R3は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基であり、かつ、e1´およびe2´は5<e1´+e2´+2<500を満たす数であり、(e1´)/(e1´+e2´)の値は0.5〜1.0の範囲であり、e2´は0または正の数である。}
で表されるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを含有する、[10]に記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
[12]前記(B)成分が、分子中に(CpF2p+1)-R-(Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである、[10]に記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
[13][1]〜[12]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムの電子材料または表示装置用部材としての使用。
[14][1]〜[12]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムが、剥離層備えたシート状基材に積層された構造を有する積層体。
[15][1]〜[12]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムを有する、電子部品または表示装置。
[16]一面に導電層が形成されている基材、及び前記基材の導電層またはその反対側の面に付着されている[1]〜[12]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムを有する、タッチパネル。
[17]工程(I):基材上にフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を、硬化後の厚さが40μm以下となるように塗布し、硬化させてプライマー層を得る工程、および
工程(II):前記の工程(I)の後、プライマー層上に、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を、硬化後の高誘電性フィルム全体のフィルム中央の厚さが50〜1000μmとなるように塗布し、硬化させて平坦化層を得る工程、を有する、[1]〜[12]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムの製造方法。
[18]前記の工程(I)において、基材が剥離面を有する平面状の基材であり、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物が剥離面上に塗布されることを特徴とする、[17]に記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムの製造方法。
[19]フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を基材上に塗布した後、硬化前もしくは硬化後に圧延加工を行うことを特徴とする、[1]〜[12]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムの製造方法。
[20]フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を、剥離層を有するセパレータの間に挟み混んだ状態で硬化させることを特徴とする、[1]〜[12]のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムの製造方法。
本発明の高誘電性フィルムは、フィルムの幅方向について、末端の厚みと中央の厚みの差が5.0%以内であり、フィルム中央の厚みが50〜1000μmの範囲にあることを特徴とする。フィルムの幅方向とはフィルムの長さ方向と直角方向であり、一般的には、原料となるフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を基材上に塗布した方向に対して、平面方向に直角な方向を意味する。なお、フィルムの巻取りが行われる場合には巻き取られる方向が長さ方向であり、フィルムの幅方向は、それに直角の方向である。四辺形または略四辺形のフィルムにおいては、フィルムの幅方向は、長軸方向に直角な方向であり、正方形または略正方形フィルムにあっては、当該正方形フィルム各辺に直角または平行の方向のいずれを幅方向としてもよい。
本発明の高誘電性フィルムは、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物であり、着色剤や粒子径の大きいフィラー等を配合しない場合には、実質的に透明である。特に、本発明の高誘電性フィルムは、実質的に透明な感圧接着剤層として使用することができる。ここで、実質的に透明とは、厚さ50〜1000μmのフィルム状の硬化物を形成させた場合、目視で透明であることを意味するものであり、概ね、波長450nmの光の透過率が空気の値を100%とした場合に80%以上である。
本発明の高誘電性フィルムは、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物であり、1kHz、25℃における比誘電率が4以上であり、5以上であることが好ましく、6以上であることがより好ましい。後述する、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、トリフルオロプロピル基等の特定のフルオロアルキル基であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物の硬化物を用いることで、比較的容易に比誘電率が6または7の高誘電性フィルムが設計可能である。
本発明の高誘電性フィルムをタッチパネル等の電子材料、表示装置用電子部材、特にセンサー等のトランスデューサー材料としての用途に用いる場合には、23℃におけるせん断貯蔵弾性率が103〜105Paの範囲にあることが好ましく、1.0×103〜5.0×104Paの範囲にあることがより好ましい。
本発明の高誘電性フィルムを感圧接着剤または感圧接着層として用いる場合には、厚さ100μmの高誘電性フィルムの両面にポリエチレンテレフタレート(PET)基材(厚さ50μm)を張り合わせた試験片について、23℃、湿度50%の環境で行ない、速度300mm/min、180度の角度で引き剥がした場合、その粘着力が5N/m以上であることが好ましく、10N/m以上であることがより好ましい。なお、実用上、本発明の高誘電性フィルムを密着させる基材自体に各種処理に基づく粘着力を付与できる場合、粘着力のない高誘電性フィルムを用いることができることは言うまでもない。
本発明の高誘電性フィルムは、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物からなり、実質的に凹凸を有しない平坦なフィルムである。このような平坦な高誘電性フィルムは、基材上に薄くフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物からなるプライマー層を形成させ、当該プライマー層上にフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物からなる平坦化層を形成した構造により実現可能である。また、硬化性オルガノポリシロキサン組成物を、剥離層を有するセパレータ間に挟み混んだ状態で硬化することで平坦化層を形成した構造により実現可能である。さらに、このような平坦な高誘電性フィルムは、硬化性オルガノポリシロキサン組成物をフィルム状に塗工し、圧延加工後に加熱等によりフィルム状に硬化させることによって実現可能である。なお、プライマー層および平坦化層を用いて得たフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物からなるフィルムを、さらに圧延加工してもよく、剥離層を設けたセパレータ間で塗工乃至硬化されたフィルムをさらに圧延加工してもよい。以下、それらの構造および製造方法について説明する。
本発明の高誘電性フィルムは、後述するフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を、硬化後の厚さが40μm以下となるように塗布し、硬化させてプライマー層を得る工程の後、当該プライマー層上に、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を、硬化後の高誘電性フィルム全体のフィルム中央の厚さが50〜1000μmとなるように塗布し、硬化させて平坦化層を得る工程を少なくとも有する高誘電性フィルムの製造方法により得ることができる。フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物からなる薄いプライマー層は、高誘電性フィルム全体の特性を損なうことなく、当該プライマー層上に均一に硬化性オルガノポリシロキサン組成物を塗布することができ、プライマー層無しでフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を基材上に塗布した場合と異なり、表面が実質的に凹凸を有さない平坦化層を形成することができる。なお、上記の硬化性オルガノポリシロキサン組成物を、剥離層を有するセパレータ間に挟み混んだ状態で、特定の膜厚になるように硬化することで平坦化層を形成する場合には、プライマー層を得る工程を必ずしも有する必要はない。
本発明の高誘電性フィルムは、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を基材上に塗布した後、硬化反応の前もしくは硬化反応後に、圧延加工を行うことによっても得ることができる。圧延加工は、硬化乃至半硬化状態のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物又はフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン半硬化物に対して行うこともできるが、未硬化の硬化性オルガノポリシロキサン組成物を圧延加工した後に、加熱等により硬化させて平坦かつ均一なフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物を得ることが好ましい。また、圧延加工を行う場合、後述する剥離層を有するセパレータ間に未硬化の硬化性オルガノポリシロキサン組成物を塗工した積層体全体を圧延加工した後に、加熱等により硬化させて平坦かつ均一なフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物を得ることが特に好ましい。
上記のとおり、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、通常の方法で剥離層を有する基材上に塗布すると、特に硬化後のフィルムの厚みが50μm以上となる場合には、プライマー層を用いない限り場合、塗布面が大きく凹んだ不均一な表面を形成しやすい。しかしながら、塗布面に対して剥離層を有する基材を適用し、未硬化の塗布面を各々の基材(セパレータ)で挟み込み、物理的に均一化された平坦化層を形成することで、平坦化された高誘電性フィルムを得ることができる。当該方法を用いた場合、上記のプライマー層を用いることなく平坦化された高誘電性フィルムを得ることができる。なお、上記の平坦化層の形成にあたっては、剥離層を有するセパレータ間に未硬化の硬化性オルガノポリシロキサン組成物が塗布されてなる積層体を、前記のロール圧延等の公知の圧延方法を用いて圧延加工することが好ましい。
本発明の高誘電性フィルムはフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物であり、好適には、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1〜10のアルキレン基であり、pは1〜8の範囲の数である)で表されるフルオロアルキル基であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなるものが好ましい。より好適には、本発明の高誘電性フィルムは、以下の(A)〜(C)成分、任意で(D)成分を含有する、フルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化して得られたものであることが好ましく、以下、各成分について説明する。
以下の(A)〜(C)成分、および任意の(D)溶媒を含有してなるものであり、まず、各成分について説明する。
(A)成分は、硬化性組成物の主剤であり、分子中に少なくとも2個の炭素数2〜12のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+ 1)-R- (Rは炭素原子数1〜10のアルキレン基であり、pは1以上8以下の整数である)で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が1000以下である、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンである。
構造式:
R1R2 2Si(OSiR1R2)e1(OSiR2 2)e2OSiR1R2 2 (I)
構造式:
RViR2 2Si(OSiR2R3)e1´(OSiR2 2)e2´OSiRViR2 2
(II)
式中、RViは、炭素数2〜12のアルケニル基であり、前記同様の基が例示される。
R2は前記同様の基であり、R3は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基であり、前記同様の基が例示される。さらに、上記構造において、e1´およびe2´は5<e1´+e2´+2<500を満たす数であり、(e1´)/(e1´+e2´)の値は0.5〜1.0の範囲である。なお、上記範囲において、全てのRVi、R2およびR3のうち10モル%以上は、前記のフルオロアルキル基(R3)であるという条件は、自動的に満たされる。すなわち、e1´+e2´+2>5かつ(e1´)/(e1´+e2´)が0.5以上なので、e1´+e2´が3より大きく、かつ、e1´はe2´以上の値なので、[R3]=e1´/(2×e1´ +2×e2´+6)×100モル%の値は、1.5/12×100 =12.50モル%より大きい。
(B)成分は、本発明に係るフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物の架橋剤であり、分子中に少なくとも2個のケイ素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である。当該オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、フッ素原子を有しても有しなくてもよいが、フッ素含有基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであることが好ましい。
R2 3Si(OSiR4R2)f1(OSiR2 2)f2OSiR2 3 (III)
(HR2 2SiO1/2)f3(R5SiO3/2)f4 (IV)
(C)成分であるヒドロシリル化反応用触媒は、ヒドロシリル化反応を促進することができる限り特定のものに限定されない。ヒドロシリル化反応触媒として、これまでに多くの金属及び化合物が知られており、それらの中から適宜選択して本発明に用いることができる。ヒドロシリル化反応触媒の例として、具体的には、白金系触媒、パラジウム系触媒、ロジウム系触媒が例示され、好ましくは、白金系触媒である。この白金系触媒として、塩化白金酸、塩化白金酸のアルコール溶液、白金のカルボニル錯体、白金のアルケニルシロキサン錯体、白金のオレフィン錯体が例示され、特に、(A)成分との相溶性が良好であることから、白金のアルケニルシロキサン錯体であることが好ましい。この白金のアルケニルシロキサン錯体において、アルケニルシロキサンとしては、例えば、1,3−ジビニルテトラメチルジシロキサン、1,1,3,3−テトラビニルジメチルジシロキサンが挙げられる。なお、ヒドロシリル化反応を促進する触媒としては、鉄、ルテニウム、鉄/コバルトなどの非白金系金属触媒を用いてもよい。
本発明に係るフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、そのまま硬化反応に供することができるが、一方、該組成物が固形状である場合や粘ちょう液状である場合には、その混和性および取り扱い性を向上させるため、必要に応じて有機溶媒を使用することもできる。特に、本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物をフィルム状に塗工する場合、全体粘度が100〜50,000mPa・sとなる範囲に、溶媒を用いて粘度調整をすることが好ましく、溶媒で希釈する場合、上記の(A)〜(C)成分の和(100質量部)に対して、0〜2000質量部の範囲で用いることができる。すなわち、本発明組成物において、(D)溶媒は、0質量部であってもよく、好ましい。特に、本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、低重合度のポリマーを選択しているために、溶媒フリーとする設計が可能であり、硬化して得られるフィルム中にフッ素系溶媒、有機溶媒等が残留せず、環境負荷の問題および電子デバイスへの溶媒の影響を解消できる利点がある。
本発明の高誘電性フィルムは、特に、実質的に透明な誘電層として使用することができる。
本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなる硬化物は、電子材料、表示装置用部材またはトランスデューサー用部材(センサー、スピーカー、アクチュエーター、およびジェネレーター用を含む)として有用であり、当該高誘電性フィルムの好適な用途は、電子部品または表示装置の部材である。特に、透明な高誘電性フィルムは、表示パネルまたはディスプレイ用の部材として好適であり、画面を指先等で接触することにより機器、特に電子機器を操作可能な所謂タッチパネル用途に特に有用である。
本発明の高誘電性フィルムは、積層タッチスクリーン又はフラットパネルディスプレイの構築及び利用に使用することができ、その具体的な使用方法は、誘電層または感圧接着層の公知の使用方法を特に制限なく用いることができる。
・成分(a2):両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサンポリマー(シロキサン重合度:182,フルオロアルキル基の含有量: 49モル%)。25度におけるE型粘度計で測定した粘度が約8,500mPa・sである。
・成分(a3):両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチル−ジメチルシロキサンコポリマー(シロキサン重合度:275,3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン単位数:220、ジメチルシロキサン単位数:55、フルオロアルキル基の含有量: 40モル%)。25度におけるE型粘度計での粘度が約15,200mPa・s。
・成分(a-T):トリメチルシロキサン単位(Mm)、ビニルジメチルシロキサン単位(MV)、ジメチルシロキサン単位(Dm)、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン単位(DF)、およびメチルシロキサン単位(Tm)(前記のMm単位1に対してそれぞれ4.8、80、306、および5.7となるモル比、フルオロアルキル基の含有量:38モル%;Mm 1.0MV 4.8Dm 80DF 306Tm 5.7)。25度におけるE型粘度計での粘度が約12,300mPa・s。
・成分(B1):ジメチルヒドロシロキシシロキサン単位(MH)と3,3,3−トリフルオロプロピルシロキサン単位(TF3Pr)で構成されるMH 1.3TF3Pr(Mw=1.11×103)。なお、成分(B1)の重量平均分子量は、テトラヒドロフラン(THF)を溶媒に用いて、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
・成分(B2):両末端ジメチルヒドロシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチル−ジメチルシロキサンコポリマー(シロキサン重合度:48,3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン単位数:35、ジメチルシロキサン単位数:13、フルオロアルキル基の含有量:34モル%)。
・成分(C1):白金−両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン錯体(シロキサン重合度:3、白金濃度で約0.5重量%)。
<ヒドロシリル化反応抑制剤>
・成分(D1): 3-メチル-1-ブチン-3-オール
<フィルム基材>
以下のポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを基材として用いた。
・基材(E1)PET :FSB6(ニッパ社製、厚み50μm)
・基材(E2)PET :FSC6(ニッパ社製、厚み50μm)
・基材(E3)PET:ビワコート(タカラインコーポレーション社製、厚み50μm)
・基材(E4)PET:MRV−50(三菱樹脂社製、厚み50μm)
Wayne Kerr社製LCR6530Pを使用して比誘電率を測定した。測定には、基材フィルムPET(ジェイテック ノルロジ社製、FL50−3)上に、厚さ約1.5−2.0mmのフィルム状に硬化した試料を用いて行った。実施例1−1〜1−4および2については、80度で15分加熱後、さらに150度で15分間加熱して硬化させた。実施例3および4については、110度で10分加熱して硬化させた。
なお、比誘電率の値は室温、周波数1kHzにおいて、実施例1−1〜1−4、3および4において6であり、実施例2で、7であった。
<透明性>
硬化物シートに目視で一切の曇りが認められない場合、「透明」と評価した。今回の全ての実施例(1−1〜1−4、3および4)において、硬化物は全て透明であった。
<圧縮性能の測定>
PET基材(厚さ50μm、東レ(株)製 登録商標ルミラーS10)上に、硬化物の厚さを約300μmとなるよう液状材料の量を調節し塗布後、上記と同条件で硬化を行った。その後、同種のPET基材(登録商標ルミラーS10)をさらに硬化物上に張り合わせることで、PETフィルム間に硬化フィルムが挟まれたサンプル(以下、「フィルムサンプル」という)を作製した。テクスチャーアナライザー TA.XT Plus(英弘精機株式会社製)を用いて室温で測定を行った。平坦プローブ(6mm直径)を毎秒0.17mmの速度で降下させて、最大圧縮力5Nに達成後、圧縮力を除いた。測定は計8回行った。初期フィルムサンプルの厚み(T0)および圧縮後の厚み(T1)をもとに、以下の式に従い圧縮率を測定した。
圧縮率(%)={(T0−T1)/T0} × 100
さらにプローブを毎秒0.17mmの速度で元の位置に戻した後のフィルムサンプルの厚み(T2)を測定し、以下の式に従い圧縮残留ひずみとして測定した結果を表1および実施例3に示す。
圧縮残留ひずみ(%)={(T0−T2)/T0 }× 100
<動的粘弾性測定>
動的粘弾性測定には、アントンパール社製MCR302を用いた。本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物を上記と同条件で硬化させた。その後、厚み約1.5mm、直径8mmのディスク状試料を作製し、パラレルプレート法を用いて、−80度もしくは−70度から150度まで毎分3度の速度で昇温して測定した。その際、周波数1Hz、歪0.2%の条件のもと、23度におけるせん断貯蔵弾性率を表1および実施例3に示す。
<片面塗工および硬化>
実施例1−1から1−4は以下のように行った。自動塗工機(テスター産業社製、PI-1210)を用い、各種フィルム基材上に硬化物の厚さが約20μmとなるように表1記載の液状の材料をプライマー層として塗布した。その後130℃で5分間加熱することにより硬化させ、基材フィルムFL2−01(タカラインコーポレーション社製、厚み75μm)を張り合わせた。各プライマー層の厚みを膜厚計で測定した。表1に各プライマー層の任意の5箇所以上で測定した厚みの平均値を示す。次に、FL2−01を剥がし、フィルム状硬化物の厚さが約280μmとなるよう表1記載の液状の材料をさらに塗布をし、その後130℃で5分かけ硬化させた。最終的にフィルム状硬化物の厚みが計約300μmとなるようにした。表1に得られたフィルム状硬化物の端部と中央部の任意の5箇所以上で測定した厚みの平均値をそれぞれ示す。また、表1に中央部の厚みに対する端部と中央部の厚み差の割合(F%)を以下の式より算出し示す。なお、このF%が低いほうがより得られたフィルム状硬化物の厚みが均一であるといえる。
F% ={(端部の厚み − 中央部の厚み)/ 中央部の厚み} × 100
実施例2および4については、硬化条件を110℃で10分とした以外は実施例1−1と同様に行った。
<片面塗工および硬化>
表2記載の液状の材料を各種フィルム基材上に硬化物の厚さが約300μmとなるよう直接塗布した以外はそれぞれ対応する実施例と同様に行った。表2に得られた硬化物の端部と中央部の厚みをそれぞれ膜厚計で測定した値を示す。また、表2に中央部の厚みに対する端部と中央部の厚み差の割合(F%)を示す。なお、比較例2については、プライマーを用いない場合、上記の厚さで塗布乃至硬化させることができなかった。
前記の成分(a3)を99.43質量部、成分(B1)0.49質量部および成分(C1)0.080質量部を含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を用いた。なお、当該組成物中のビニル基1モル当たりのケイ素原子結合水素原子(Si−H)は、約0.5モルとなる量である。上記実施例2および4と同様な条件で作製し、測定したフィルムの圧縮率および圧縮残留ひずみはそれぞれ20%と0.6%であった。また、上記と同様な条件で測定したせん断貯蔵弾性率は8.0 × 103 Paであった。なお、当該硬化物の比誘電率の値は室温、周波数1kHzにおいて、6であった。
上記液状の硬化性オルガノポリシロキサン組成物を、厚さ50μmのポリエーテルサルフォン樹脂フィルムの間に塗布して挟み、クリアランスを175μmに調整したステンレス製の2本ロールに通して圧延加工した後、110℃の熱風循環式オーブンで約3分間加熱することにより硬化させた。得られた硬化物の中央部と端部の厚みはそれぞれ132μm、134μmであり、中央部の厚みに対する端部と中央部の厚み差F%は約1.5%であって、平坦化されたフィルム状硬化物を得た。
表3には参考までに、本発明におけるフィルム状硬化物の組成例を下記の化合物を用いて示す。
・成分(a4):両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー(シロキサン重合度:84, 3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン単位数:66、ジメチルシロキサン単位数:18、フルオロアルキル基の含有量:38モル%)。25度におけるE型粘度計での粘度が約1,220mPa・s。
・成分(a5):両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー(シロキサン重合度:145, 3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン単位数:115、ジメチルシロキサン単位数:30、フルオロアルキル基の含有量:39モル%)。25度におけるE型粘度計での粘度が約2,960mPa・s。
・成分(a6):両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー(シロキサン重合度:177, 3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン単位数:142、ジメチルシロキサン単位数:35、フルオロアルキル基の含有量:39モル%)。25度におけるE型粘度計での粘度が約4,800mPa・s。
・成分(a7):両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー(シロキサン重合度:220, 3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン単位数:178、ジメチルシロキサン単位数:42、フルオロアルキル基の含有量:40モル%)。25度におけるE型粘度計での粘度が約10,000mPa・s。
・成分(a8):両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー(シロキサン重合度:233, 3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン単位数:184、ジメチルシロキサン単位数:49、フルオロアルキル基の含有量:39モル%)。25度におけるE型粘度計での粘度が約14,000mPa・s。
・成分(a9):両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー(シロキサン重合度:216, 3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン単位数:173、ジメチルシロキサン単位数:43、フルオロアルキル基の含有量:39モル%)。25度におけるE型粘度計での粘度が約10,000mPa・s。
・成分(a10):両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー(シロキサン重合度:236, 3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン単位数:192、ジメチルシロキサン単位数:44、フルオロアルキル基の含有量:40モル%)。25度におけるE型粘度計での粘度が約12,500mPa・s。
・成分(a11):両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー(シロキサン重合度:277, 3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン単位数:225、ジメチルシロキサン単位数:52、フルオロアルキル基の含有量:40モル%)。25度におけるE型粘度計での粘度が約16,000mPa・s。
・成分(a12):両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン−ジメチルシロキサンコポリマー(シロキサン重合度:228, 3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン単位数:182、ジメチルシロキサン単位数:46、フルオロアルキル基の含有量:39モル%)。25度におけるE型粘度計での粘度が約11,000mPa・s。
[硬化条件]
条件1:80度で15分加熱後、さらに150度で15分間加熱。
条件2:130度で5分間加熱。
条件3:130度で20分間加熱。
1.粘着力の測定
PET基材(厚さ50μm、東レ(株)製 ルミラーS10)上に硬化物の厚さが約100μmとなるように液状の材料を塗布し、上記1.〜3.のいずれかの硬化条件でフィルム状硬化物を作製した。得られたフィルム状硬化物上にルミラーS10を張り合わせ試験片を作製した。測定は23℃、湿度50%の環境で行ない、速度300mm/min、180°ピールで行った(Orientec社製、RTC−1210)結果を表3に示す。<圧縮性能の測定>
実施例と同様の条件で行った。
Claims (20)
- フィルムの幅方向について、末端の厚みと中央の厚みの差が5.0%以内であり、フィルム中央の厚みが50〜1000μmの範囲にある、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
- フィルム幅が30mm以上であり、フィルム面積が900mm2以上であり、1kHz、25℃における比誘電率が4以上であることを特徴とする、請求項1に記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
- 実質的に透明であり、フィルム中央の厚みが100〜900μmの範囲にある、請求項1または請求項2に記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
- 23℃におけるせん断貯蔵弾性率が103〜105Paの範囲にある請求項1〜3のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
- プライマー層およびプライマー層上に積層された平坦化層から構成される、請求項1〜4のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
- 厚さ5〜40μmのプライマー層およびプライマー層上に積層された厚さ10〜800μmの平坦化層から構成され、上記のプライマー層および平坦化層が共にフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物である、請求項1〜5のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
- 圧延加工されてなることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
- 剥離層を有するセパレータの間で硬化されたことにより形成された平坦化層を有する、請求項1〜7のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
- ケイ素原子上の全ての置換基の10モル%以上が、(CpF2p+1)-R- (Rは炭素原子数1〜10のアルキレン基であり、pは1〜8の範囲の数である)で表されるフルオロアルキル基であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなる、請求項1〜8のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
- (A)下記構造式(I):
R1R2 2Si(OSiR1R2)e1(OSiR2 2)e2OSiR1R2 2 (I){式中、R1は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは1〜8の範囲の数である)で表されるフルオロアルキル基または炭素数2〜12のアルケニル基であり、R2は、同一または独立に、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基、水酸基、もしくは炭素数1〜6のアルコキシ基であり、かつ、全てのR1のうち、少なくとも2個は炭素数2〜12のアルケニル基であり、全てのR1およびR2のうち10モル%以上は、前記のフルオロアルキル基であり、e1は正の数であり、e2は0または正の数であり、5<e1+e2+2<500を満たす数である。}
で表されるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン、
(B)分子中に少なくとも2個のケイ素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 (A)成分のアルケニル基の合計量1モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が0.1〜1.0モルとなる量、
(C)有効量のヒドロシリル化反応用触媒、および
(D)溶媒 (A)〜(C)成分の和 100質量部に対して、0〜2000質量部
を含有する、フルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなる、請求項1〜9のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。 - 前記(A)が下記平均構造式(II):
RViR2 2Si(OSiR2R3)e1´(OSiR2 2)e2´OSiRViR2 2
(II)
{式中、RViは、炭素数2〜12のアルケニル基であり、R2は前記同様の基であり、R3は、(CpF2p+1)-R- (Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基であり、かつ、e1´およびe2´は5<e1´+e2´+2<500を満たす数であり、(e1´)/(e1´+e2´)の値は0.5〜1.0の範囲であり、e2´は0または正の数である。}
で表されるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを含有する、請求項10に記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。 - 前記(B)成分が、分子中に(CpF2p+1)-R-(Rは前記同様の基であり、pは前記同様の数である)で表されるフルオロアルキル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである、請求項10に記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルム。
- 請求項1〜12のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムの電子材料または表示装置用部材としての使用。
- 請求項1〜12のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムが、剥離層備えたシート状基材に積層された構造を有する積層体。
- 請求項1〜12のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムを有する、電子部品または表示装置。
- 一面に導電層が形成されている基材、及び前記基材の導電層またはその反対側の面に付着されている請求項1〜12のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムを有する、タッチパネル。
- 工程(I):基材上にフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を、硬化後の厚さが40μm以下となるように塗布し、硬化させてプライマー層を得る工程、および
工程(II):前記の工程(I)の後、プライマー層上に、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を、硬化後の高誘電性フィルム全体のフィルム中央の厚さが50〜1000μmとなるように塗布し、硬化させて平坦化層を得る工程、を有する、請求項1〜12のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムの製造方法。 - 前記の工程(I)において、基材が剥離面を有する平面状の基材であり、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物が剥離面上に塗布されることを特徴とする、請求項17に記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムの製造方法。
- フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を基材上に塗布した後、硬化前もしくは硬化後に圧延加工を行うことを特徴とする、請求項1〜12のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムの製造方法。
- フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを少なくとも含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を、剥離層を有するセパレータの間に挟み混んだ状態で硬化させることを特徴とする、請求項1〜12のいずれかに記載のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムの製造方法。
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