KR0175150B1 - 경화된 유기 또는 오르가노실록산겔의 이송방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1) 도관의 한쪽끝이 겔에 잠겨 있고 2) 겔의 표면과 도관의 내부사이에 충분한 압력을 가해 겔이 도관으로 들어가고 부분적으로 채워지도록 하며 3) 도관내에 충분한 압력을 가해 겔이 도관내로 흘러 적어도 1의 투여지대로 이송하고 그곳에서 겔은 일체의 균질한 물질의 흐름으로 도관으로부터 제거되는 경우 경화된 유기 또는 올가노실옥산 겔이 도관을 통해 들어가고 물질의 응집력있고 균질한 상태로 흘러서 투여지대로 이송된다는 것을 발견한데 기초한 것이다.

Description

경화된 유기 또는 오르가노실록산겔의 이송방법

제1,2 및 3도는 경화된 겔을 도관을 통해 투여지대까지 이송하는 방법의 3 주요단계를 보여주는 선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 경화된 겔 2 : 콘테이너

3 : 입구부분 4 : 압력/진공원

5 : 겔표면 6,13 : 구멍

7 : 팔로우어 플레이트 8 : 접속부

9 : 체크밸브 10 : 출구부분

11 : 투여지대 12 : 조절수단

14 : 기판

본 발명은 겔 타입물질에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 유기 또는 오르가노실록산 중합체 조성물로 부터 유도된 경화겔을 이송시키는 방법에 관한 것이다. 겔은 코팅 또는 캡슐물질로 사용하기에 적합한 일체의 균질한 덩어리로 이송된다.

유기 또는 오르가노실리콘겔은 잘 알려진 물질군이다. 이들 생산물은 전형적으로 약간 교차결합되어 있고, 치밀하지 않고, 비교적 약하고 변형되기 쉬운 중합체이므로 중력하에서 유동하지 않는다. 낮은 교차결합도로 인해 달라붙고 또한 만지면 끈적끈적하다고 표현될 수 있는 표면이 되는데 이러한 성질은 광범위한 종류의 물질에 양호한 접착력을 나타내는 겔 때문이다. 겔은 또한 기계적 응력을 흡수하고 ,넓은 범위의 온도에 걸쳐 자신의 일관성을 유지하며 칼 또는 실험실용 주걱으로 구멍을 냈을 때에도 자기회복을 할 수 있는 특징을 가지고 있다.

전형적인 겔의 신장값은 적어도 200 퍼센트이다.

겔 구체적으로는 오르가노실리콘겔이 가지는 이러한 특성의 독특한 조합은 광범위한 온도, 거친 환경 및/ 또는 기계적 응력에 노출되어 있는 물질의 보호피복 및 캡슐재로서 사용하는데 적합토록 한다. 대부분의 겔이 양호한 전기적 절연체이기 때문에 트랜지스터 및 집적회로와 같은 예민한 전자장치를 캡슐하는데 쓰일 수 있으며 또한 전기적 접속함용 봉합물질 및 비절연성 전기콘덕터를 포함하는 봉입물로 사용될 수 있다.

겔은 전형적으로 비닐 또는 수산기와 같은 작용기를 가진 액체유기 또는 오르가노실리콘 단량체를 반응시켜 제조할 수 있다. 작용기에 따라서, 단량체는 유기 퍼옥사이드 또는 자외선 빛과 같은 개시제로부터 발생되는 자유래디칼과 반응하거나 단량체 상에 존재하는 작용기와 반응하는 실리콘 결합된 수소원자와 같은 복수의 작용기를 가진 경화제와 반응한다. 경화제가 사용될 때는 겔의 특성인 약한 교차결합 구조를 이루기 위해, 반응하여 겔을 경화시키는 2 타입 작용기중 하나의 화학량론적 과잉이 전형적으로 존재한다. 작용기의 농도는 경화된 생산물이 요구되는 일관성 및 경도를 이루도록 선택된다. 실리콘 및 유기 겔 양자의 경도는 대단히 적어서 쇼어 A 또는 쇼어 D 경도계 눈금으로는 측정할 수 없다. 그런 겔의 경도값은 쇼어 00자로 측정할 수 있다. 겔의 경도를 정의하는 편리한 방법은 특정한 무게의 탐침이 겔의 표면을 침투하는 밀리미터(㎜)깊이이다. 그 값은 무게 19.5그램의 직경 6.4㎜ 탐험을 사용하였을 때 일반적으로 1 내지 약30㎜이며 바람직하게는 1 내지 약20㎜이다.

종래 방법에 의하면 반응하여 겔을 형성하는 액체성분의 혼합물은 기판상에 위치하여 피복되고 캡슐화된다. 성분상에 존재하는 작용기에 따라 약 50 내지 약 200℃의 온도로 가열하거나 자외선으로 조사하는 주위 조건하에서 그 혼합물은 경화된다. 경화반응의 타입 및 저해제의 존재에 따라 조성물을 경화시키는데 수분에서 한시간 또는 그이상의 가열시간이 요구된다.

겔이 적용될 위치에서 겔을 경화하는 것은 적어도 2가지 결점이 있다. 첫째, 만약 백금촉매 히드로실화반응 또는 예비경화를 막기 위해 2 부분 조성물이 요구되는 다른 경화반응타입으로 겔을 제조한다면 적절한 경화 및 요구되는 물리적 성질을 이루기 위해서는 2 액체물질을 측정, 혼합 및 투여해서, 측정된 무게 또는 부피 비율로 만드는 특별한 장치가 필요하다. 재현 가능한 방법으로 만족할만한 겔을 제조하는데 요구되는 장치 및 전문기술은 겔 제조에 사용되는 성분이 혼합 및 경화되는 부분에서는 이용가능하지 못하다.

둘째로, 액체경화성 조성물의 사용은 적어도 중력의 영향으로 충분하게 비유동할때까지 조성물이 요구되는 위치에 유지되도록 하는 리테이너를 구비할 것이 요구된다. 리테이너의 요구는 겔이 경화된 후 와이어, 케이블 또는 다른 컨덕터가 삽입되는 개구를 가지는 전기적 접속함, 터미날 블럭 또는 코넥터와 같은 봉입물을 밀봉시 겔이 사용되는 경우 문제점이 있을 수 있다.

경화된 겔의 접착성 및 연성은 겔이 제조된 컨테이너로부터 겔의 일부를 취하여 기판의 표면에 페인트 또는 그리이스를 칠하는 동일한 방법의 응집피복(coherent coating)으로 겔을 가하는 것을 어렵게 한다.

1988년 6월 14일 등록 해이 굿 등의 미합중국 특허 4,750,962호는 경화된 겔을 떼어서 요구되는 위치에 놓는 방법을 가르치고 있다. 본 특허는 투여장치의 내부에 겔이 접착하게되는 그 자체의 매우 끈끈한 표면때문에 겔은 자동화된 방법으로 투여하는 것이 곤란하다는 것을 가르치고 있다. 특허중에서 제시하는 방법은 경화된 겔의 길고 편평한 조각을 박리페이퍼(release paper) 상에 위치시켜 겔의 상대적으로 약한 박리 강도(Peel strength) 를 이용하는 것이다. 박리 페이퍼로 부터 겔을 제거하는 개시된 방법중의 하나는 칼날의 끝을 겔과 페이퍼 사이에 삽입시키는 것을 포함하는데 이는 페이퍼상의 겔을 떼기 위해 겔이 칼날에 접착하는 것을 이용하는 것이며 접착된 겔을 가지는 칼날을 겔이 가해질 기판으로 이동시킨다. 두번째 방법은 겔을 절단하는 수단이 장착된 장치를 사용하고 진공 또는 포지티브 공기압력을 층으로부터 절단된 겔 부분에 가함으로써 박리페이퍼 상에 위치한 겔층으로부터 일부를 절단 및 제거하는 것을 포함한다. 진공은 겔의 절단부분을 끌어올리고 장치가 겔이 투여될 위치에 이동하는 동안 그 위치를 유지하기 위해 사용된다. 그후 포지티브 공기압력을 사용해 장치로 부터 경화된 겔 부분을 뗀다.

본 발명의 목적은 경화된 실리콘 또는 유기겔의 부분을 그것이 경화된 콘테이너로 부터 그것이 가해질 부분으로 겔을 파손시킴이 없이 또한 그 구조, 동질성, 물성이나 외관에 악영향이 없도록 이송시키는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 다음의 경우에 경화된 겔이 물질의 응집부로 입구부분과 출구부분을 가지는 도관을 통해 들어가고 흐를 수 있다는 것을 발견한 것에 기초한 것이다. 즉 1) 도관입구 부분의 한끝을 겔에 담근다. 2) 도관 외부의 겔 표면 및 도관의 내부 사이에 압력차이를 주어 겔이 입구부분으로 들어가서 도관의 출구부분과 접속되는 곳까지 이르기에 충분한 길이로 흐르게 한다. 3)도관의 입구부분내에 포지티브 압력을 가해 겔이 출구부분을 흘러 투여지대에 가도록 한다.

본 발명은 경화된 겔 본체의 적어도 일부를 일체의 균질한 단위로 콘테이너로 부터 도관을 통해 적어도 하나의 투여지대로 이송시키고 상기위치에서 도관으로 부터 겔을 이탈시키는 방법을 제공하는 것이다. 여기서 상기 도관은 다음과 같은 것을 구비한다.

(a) 상기 본체와 연속적으로 접촉하는 제1구멍을 가지는 입구부분, (b) 상기 입구부분과 접속부를 이루고 상기 투여지대에 위치한 제2구멍을 가지고 상기 제2구멍으로 부터 상기 겔의 흐름을 조정하기 위한, 상기 투여지대에 위치한 조절수단을 가지는 출구부분 및 (c)상기 제1구멍으로 부터 상기 접속부를 포함하는 상기 입구부분의 일부를 격리시키는 격리수단. 여기서 상기 격리수단은 상기 접속영역내의 상기 도관안에 포지티브 압력을 가하면 작동된다. 상기 방법은 이하의 단계순서를 가진다.

1. 상기 입구부분의 제1구멍을 상기 본체 중에 담그고 구멍을 그 표면의 이하로 유지한다.

2. 상기 제1구멍 외부의 상기본체 부분과 상기 제1구멍내의 부분사이에 포지티브 압력 차이를 준다. 상기 압력차이는 상기 겔이 상기 입구부분의 윤곽과 일치한 윤곽을 가진 대체로 일체의 균질한 물질의 덩어리로서 상기 입구부분내에 들어가고 흐를 수 있을 만큼 충분하게 한다.

3. 상기 압력차이를 상기 덩어리가 상기 입구부분 및 적어도 상기 접속부까지 채우기에 충분한 기간만큼 유지한다.

4. 상기 입구부분내에 상기 격리수단을 작동하기에 충분한 포지티브 압력을 가하며 그렇게 하여 상기 본체에서 상기 덩어리를 분리하며 상기 덩어리가 상기 도관의 출구부분 안으로 흐르게 하고 상기 투여지대까지 이송시킨다.

5. 상기 겔의 적어도 일부가 상기 출구구멍을 통해 일체의 균질한 물질흐름으로 상기 도관밖으로 흐르게 하도록 상기 조절수단을 작동시킨다.

본 방법은 경화된 겔이 충분한 압력하에 있으면 도관과 같은 한정된 지역내에서 일체로서 흐를 수 있다는 것을 발견한데 기초를 두고있다. 본 발명자는 압력을 가하는데 사용되는 장치는 겔의 물리적 구조 및 균질성을 기계적 및 영구적으로 파괴하지 않는 것이어야 한다는 것을 알아냈다. 기어펌프는 이러한 이유에서 적당치 않다.

본 발명 방법에 따라 겔이 흐르는 도관은 경화된 겔의 콘테이너와 서로 통하는 입구 부분과 요구되는 기판상에 겔이 투여되는 부분을 포함하는 출구부분을 구비하고 있다. 도관의 입구 및 출구부분은 각기 접속부에서 통하고 있다.

도관의 벽은 경화된 겔을 이송시키는데 요구되는 압력을 견딜 수 있고 겔의 흐름을 방해하지 않는 물질로 만들어진다. 겔을 이송시키는데 요구되는 압력을 최소화하기 위해 도관의 내부표면은 부드러워야하고 입구 및 출구도관의 직경은 겔의 요구되는 유속 및 출구도관의 끝에서 요구되는 직경에 따라 최대한 커야 한다. 바람직한 실시예로서는 입구 및 출구도관의 직경은 각각 2.5 및 0.25인치(6.4 및 0.6㎝)이다.

경화된 겔의 응집부가 도관의 입구 및 출구부분을 통해서 들어가고 이송되게 하는데 요구되는 압력차이는 피스톤 또는 (a)겔이 통해서 이송하는 도관에 의해 둘러싸인 공기 및 다른 가스부를 압축하고 (b) 도관내에 부분적 진공을 만들 수 있는 장치와 같은 압력/진공 장치원을 사용하여 발생시킨다. 피스톤의 경우 압축가스원으로서 질소 또는 공기를 사용할 수 있고 진공원으로서는 진공펌프를 사용할 수 있다.

경화된 겔을 그것이 경화되는 콘테이너에서부터 도관의 입구부분을 지나 도관을 통해 도관의 출구부분 끝의 하나 또는 그 이상의 투여지대까지 흐르게 하는데 필요한 압력 차이는 겔을 제조하는 데 쓰이는 중합체의 점도에 한정되지 않고 겔의 경도, 겔이 교차 결합된 정도 및 입구, 출구 부분의 직경 및 길이를 포함한 여러 가지 파라미터의 작용에 따른다. 본 발명의 바람직한 겔을 위한 압력은 전형적으로 약 50 내지 500 psig(450 내지 3600 kPa) 이며 입구 및 출구부분의 여러곳에서 허용가능한 보다 높은 압력이 존재할 수 있다. 본 발명에 따른 경화된 겔 이송용으로 바람직한 장치의 하나는 포지티브 디스플레이스먼트 피스톤으로서 다양한 디자인 및 용량으로 사용가능하다.

첨부도면에서 제1도는 본 발명 방법의 제1단계로서 경화된 겔 부분(1) 이 그것이 제조된 콘테이너(2)에서 부터 도관의 입구부분(3)으로 흐르기 위한 준비상태이다.

그것은 압력/진공원(4) 을 사용하여 도관의 입구부분내에 대기압과 비교해 네가티브 압력차이를 형성함으로써 이루어진다. 입구부분내에 부분진공을 형성하여 생기는 네가티브 압력차이에 더해서 어떤 겔은 겔이 도관을 흐르기 위해 입구구멍외부의 겔 표면(5)에 초대기압을 가할 것이 요구된다. 이는 도관외부의 겔표면에 포지티브 압력차이를 가하면 된다.

겔을 콘테이너로부터 도관의 입구부분으로 흐르게 하는데 필요한 압력차이는 입구부분의 구멍(6)을 부분적으로 채워진 내압콘테이너안의 경화된 겔표면 이하에 두고 콘테이너를 밀봉하고, 도관의 입구부분에 부분진공을 형성하면서 겔표면 위의 공간에 압축가스를 주입함으로써 발생시킬 수 있다.

선택적으로 겔이 도관을 흐르게 하는데 필요한 압력은 겔표면을 팔로우어 플레이트(7)와 같은 당해기술에서 알려진 장치를 씌움으로서 형성시킬 수 있다. 플레이트는 자신과 경화된 겔 콘테이어의 내부벽 사이에 밀폐를 형성한다. 한 실시예에서는 플레이트는 또한 도관의 입구구멍을 포함한다. 겔표면에 대해 팔로우어 플레이트(follower plate)를 미는 압력은 겔의 밀착된 콘테이너내에 공기와 같은 압축가스를 주입하거나 또는 압축가스 또는 유체에 의해 작동하는 피스톤에 팔로우어 플레이트를 접촉시킴으로써 형성할 수 있다.

펌프의 효율을 높이고 도관내에 공기의 유입을 막기 위해 도관의 입구부분 구멍은 겔의 이송과정 중 콘테이너내 경화된 겔의 본체표면과 접촉된 상태로 유지되어야 한다.

본 방법의 제1단계동안 도관내에 들어올 경화된 겔의 양은 도관의 입구 및 출구부분 사이의 접속부(8) 를 적어도 부분적으로 채우기에 충분한 것이어야 한다. 접속지역으로 부터 들어올 겔의 양은 이후 압력화단계동안 투여지대(11)에서 요구되는 겔의 양을 공급하기에 충분해야한다. 본 방법의 압력화단계동안 투여지대로 이송되는 겔의 양을 최대로 하기 위해서는 도관내의 겔 본체는 도관의 입구 및 출구부분의 접속부를 넘어 도관내 겔을 이송시키는데 사용되는 압력원(4)의 방향으로 최대한 신장되어야 한다.

제2도에 있어서, 콘테이너 또는 다른 공급원으로부터 요구되는 겔의 양이 도관으로 끌어올려지면 압력작동 체크밸브(9) 또는 그와 동등한 장치를 사용하여 입구부분 구멍은 도관의 나머지부분과 밀폐된다. 그후 입구부분에는 입구 및 출구부분의 접속부에 위치한 겔이 도관의 출구부분(1)을 흘러 투여지대(11)에 이르기에 충분한 압력이 가해진다. 본 방법의 이 단계동안 출구부분에 들어가는 겔부분은 처음에 입구 및 출구부분의 접속부와 입구부분내 압력원 사이에 위치한다. 체크밸브(9) 또는 다른 격리장치는 도관의 입구부분내의 겔이 도관에 들어가기 전에 겔이 저장되는 콘테이너(2) 로 거꾸로 흐르는 것을 방지한다.

제3도에 있어서, 각 투여지대에는 겔이 출구부분(13)의 구멍 밖으로 적당한 기판(14)상에 일체의 균질한 흐름으로 흐르도록 하는 조절수단(12)이 장착되어 있다.

본 방법에 의해 이송될 수 있는 경화된 겔은 특정한 무게, 모양 및 표면적의 탐침이 겔표면 아래로 내리누르고 또한 침투하는 길이로 측정한 침투값(Penetration value)의 용어로 표현될 수 있는 경도를 전형적으로 나타낸다. 본 발명 겔에 있어서는 이 값은 전형적으로 1 내지 약 30㎜ 이고 바람직하기는 1 내지 20㎜이다. 본 발명의 목적상 침투값 범위는 프리시젼 사이언티픽 컴퍼니 발행 카타로그 번호 73,150에서 입수가능한 유니버샬 페니트로미터(penetrometer)를 사용해 측정된다. 페니트로 미터에 수반된 기준원추는 편평한 하부표면 및 굴곡된 모서리를 가진 직경 6.35㎜, 높이 4.762㎜ 의 브라스 헤드(brass head)로 대치된다. 샤프트 및 헤드의 총 무게는 19.5그램이다.

침투값이 1㎜ 이하인 겔은 본 방법에 따라 도관내에 이송하는 동안 응집을 유지하기에 전형적으로 너무 교차결합되고 불안정하며 반면 침투값이 30㎜이상인 겔은 피복 및 캡슐제로 사용하기에 중력영향하에서 너무 유동적이다.

본 방법에 따라 이송될 수 있는 경화된 겔의 제조에 적당한 유기중합체는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리아크릴로니트릴, 폴리우레탄, 폴리술폰, 폴리에스테르 및 폴리아미드를 포함하나 이것에 한정되지 않는다. 유기중합체겔은 1989년 5월 11일 발행된 일본국 특허 1,119,713호에 개시되고 있다.

경화된 오르가노실록산겔 제조용 조성물은 바람직하게 본질적으로 선형 및 경화제 상의 기와 반응하여 공유화학결합을 형성하는 2 또는 그 이상의 기를 포함하는 적어도 하나의 폴리오르가노실록산을 전형적으로 포함한다. 폴리오르가노실록산 상의 기는 전형적으로 실라놀 또는 실리콘결합 알케닐래디칼이고 경화재 상의 기는 전형적으로 실리콘 결합수소, 메톡시, 에톡시 또는 아세톡시와 같은 다른 실리콘 결합 가수분해 가능기이다. 겔 제조에 사용되는 경화성 조성물의 타입에 따라 이러한 반응기의 위치는 폴리오르가노 실록산과 경화제 사이에 상호 변경가능하다. 경화제는 적어도 둘, 바람직하게는 적어도 셋의 이러한 반응기를 포함한다. 폴리오르가노실록산 상의 반응기는 바람직하게 적어도 분자의 말단지점에 위치한다.

바람직한 경화성 오르가노실록산 조성들은 백금촉매 히드로실레이션반응 또는 자외선에 조사함으로써 경화될 수 있다. 히드로실레이션 반응에 의해 경화될 수 있는 조성물은 각 분자의 말단지점에 위치한 알케닐래디칼을 가지는 1 또는 2 이상의 액체 폴리오르가노실록산 및 상기 조성물을 충분히 경화시켜 충분하게 겔을 형성할 수 있는 양의 분자 당 평균 2 개의 실리콘결합 수소원자를 가지는 오르가노하이드로겐실록산 그리고 상기 조성물의 경화를 충분히 촉진시킬 수 있는 양의 백금함유 히드로실레이션 촉매의 일정량 등을 함유하고 있다. 알케닐래디칼에 대한 실리콘결합수소원자의 분자비율은 바람직하게는 0.2 내지 약 0.7 이고 알케닐래디칼로서 가장 바람직한 것은 비닐이다.

오르가노실록산 겔 제조용으로 적합한 조성물은 1962년 2 월 6 일 등록 넬슨의 미합중국 특허 3,020,260호 및 1983년 2 월 22일 등록 폴 브라운 등의 미합중국 특허 4,374,967호에 개시되어 있다.

바람직한 경화성 오르가노실록산 조성물의 성분에 대해 자세하게 설명하기로 한다.

본 조성물의 폴리도르가노실록산 성분은 일반식로 나타낼 수 있으며 여기서 R 은 일가의 탄화수소래디칼 또는 일가의 할로탄화수소 래디칼을 나타내고, R'은 알케닐래디칼을 나타내며 n은 25℃에서 점도 1 내지 약40 Pa·s에 상당하는 중합도를 나타낸다.

R로 표시되는 래디칼은 1 내지 약 20탄소원자를 가질 수 있고 에틸렌계 불포화가 없다. 1 내지 10 탄소원자 범위가 바람직하다. 가장 바람직하게는 R 이 메틸, 페닐 또는 3,3,3-트리플루오로프로필이고 R'는 비닐이다. 이러한 것이 바람직하다는 것은 폴리오르가노실록산 제조에 사용되는 반응물의 유용성에 기준을 둔 것이다.

반응혼합물은 단일 폴리오르가노실록산 성분을 함유할 수 있다. 선택적으로, 서로 다른 분자량의 2 또는 그 이상의 폴리오르가노실록산이 존재할 수 있다.

폴리오르가노실록산 성분은 경화제상에 존재하는 실리콘결합 수소원자와 히드로실레이션 반응을 하여 탄성중합체적 겔을 형성한다. 경화제는 분자당 최소에서 평균 20 또는 그 이상의 실리콘 원자를 가지고 25℃에서 10 Pa·s 또는 그 이상의 점도를 가질 수 있다. 본 성분내에 존재할 수 있는 반복단위는 HSiO_1.5, RHSiO 및/또는 R₂HSiO_0.5에 한정되지 않고 1 또는 그 이상의 모노오르가노실록시, 디오르가노실록시, 트리오르가노실록시 및 SiO_4/2단위가 추가된다. 본 식에서 R은 폴리오르가노실록산의 R 래디칼로 정의되는 일차탄화수소 또는 할로카본래디칼이다.

선택적으로 오르가노하이드로겐실록산은 디오르가노실록산 및 오르가노하이드로겐실록산 단위 또는 식 Si(OSiR₂H)₄의 화합물을 포함하는 환상화합물일 수 있다.

가장 바람직하게는 R은 메틸이고 경화제는 분자당 평균 10 내지 약 50반복단위중 3 내지 5가 매틸하이드로겐실록산인 선상 트리메틸실록시 말단 디메틸실록산/메틸하이드로겐실록산 공중합체이다.

히드로실레이션 반응은 전형적으로 백금계열 금속 또는 그러한 금속의 화합물인 촉매의 존재하에서 행해진다. 헥사클로로플라틴산과 같은 백금화합물 및 특별하게 이러한 화합물과 오르가노실록산 화합물을 포함하는 상대적으로 낮은 분자량의 비닐과의 복합체는 그들의 고활성 및 오르가노실록산 반응물과의 조화성 때문에 바람직한 촉매이다. 이러한 복합체는 1968년 12월 31일 등록 데비드 엔. 윌링의 미합중국 특허 제 3,419,593호에 기술되어 있다. 실리콘 결합 탄화수소 래디칼이 비닐 및 메틸 또는3,3,3-트리플루오로프로필인 낮은 분자량의 오르가노실록산과의 복합체는 적어도 약 70℃의 온도에서 탄성중합체의 신속한 경화를 촉진하는 능력이 있기 때문에 특별히 바람직하다.

백금함유촉매는 경화될 조성물 일백만부당 백금중량으로 1 부의 미량에 상당하는 양으로 존재할 수 있다. 경화될 조성물 일백만당 백금 5 내지 50부에 상당하는 촉매농도가 실제적인 경화율을 달성하는 데 바람직하다. 백금의 농도가 높으면 경화율이 단지 최소로 향상되기 때문에 특별히 바람직한 촉매가 사용되었을 때 경제적으로 이점이 없다.

상기한 폴리오르가노실록산 경화제와 백금포함촉매의 혼합물은 주위온도하에서 경화를 시작한다. 이러한 조성물의 저장안정성을 증가시키거나 보다긴 작업시간 또는 포트 라이프(Pot life) 를 얻는 것이 요구될 때는 적당한 저해제를 가함으로써 주위 조건하의 촉매활성을 떨어뜨리고 또한 억제할 수 있다.

공지의 백금촉매저해제는 1969년 5월 20일 등록 쿠쿠트시드스 등의 미합중국 특허 3,445,420호에 개시된 아세틸렌 화합물을 포함한다. 2-메틸-3-부틴-2-올과 같은 아세틸렌 알콜류는 25℃에서 백금함유촉매의 활성을 억제하는 바람직한 저해제군을 이룬다.

이러한 촉매함유 조성물은 실제 비율로 경화시키기 위해서 70℃ 온도 및 그 이상으로 가열할 것이 전형적으로 요구된다.

주위조건하에서 경화성 조성물의 포트라이프를 증가시키는 것의 요구는 1876년11월 2일 등록 리 앤드 마르코의 미합중국 특허 3,989,667호에 기술된 타입의 에틸렌계 불포화 실옥산을 사용하여 이룩될 수 있다. 환상 메틸비닐실옥산이 바람직하다.

백금몰당 저해제의 농도가 1몰이하이면 어느 정도 만족할만한 저장안정성 및 경화율을 가져다준다. 다른 경우 백금몰당 500 또는 그 이상의 몰의 저해제 농도가 요구된다. 주어진 조성물내의 주어진 저해제의 최적농도는 일상적인 실험에 의해 바로 결정될 수 있고 이는 본 발명을 구성치 않는다.

자외선에 조사되었을 때 경화되는 바람직한 오르가노실록산 겔 조성물은 적어도 2의 에틸렌계 불포화기 및 자외선 존재하에 자유래디칼을 발생시키는 광개시제를 가지는 폴리오르가노실록산을 전형적으로 포함한다. 조성물내에 존재할 수 있는 에틸렌계 불포화기의 예는 아크릴옥시, 매타크릴옥시, 아크릴아미도 및 비닐과 같은 알케닐래디칼과 광개시제로서의 매르캅토기의 배합이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

이하 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 기술하도록 한 것이나 첨부된 청구범위에서 한정한 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석해서는 안된다. 다른 언급이 없으면 실시예에서 기술한 특정화된 모든 부 및 퍼센테이지는 중량단위이며 점도와 침투값은 25℃에서 측정되었다.

이하의 성분을 균일하게 혼합하여 2가지의 경화성 오르가노실록산겔 조성물을 제조하였다.

[조성물 1]

25℃에서 약 0.4 Pa·s 점도를 가지는 디매틸비닐실록시말단 폴리디메틸실록산 98.70 부.

평균적으로 5 메틸하이드로겐실록산 단위 및 분자당 3 디메틸실록산단위를 가지고, 실리콘 결합수소원자 0.7 내지 0.8 중량 퍼센트를 함유하는 트리메틸실록시 말단 폴리디오르가노 실록산 0.85부.

액체 디매틸비닐실록시 말단 폴리메틸실록산으로 백금량이 0.7 중량퍼센트가 되도록 희석된 헥사클로로플라틴산 및 sym-테트라메틸디비닐디실록산 반응생성물 0.4 부, 및 환상 매틸비닐실록산 0.05부.

생성혼합물은 21℃ 온도에서 24시간동안 저장되고, 그 동안 경화되어 앞 명세서에서 기술한 타입의 19.5그램 탐침을 사용해서 측정한 침투값 4㎜ 을 가지는 투명한 겔을 형성하였다.

[조성물 2]

25℃에서 약 0.4 Pa·s 점도를 가지는 디메틸비닐실록시 말단차단 폴리디메틸실록산 98.85 부.

평균적으로 5 매틸하이드로겐실록산 단위 및 분자당 3 메틸실록산 단위를 가지고 실리콘 결합 수소원자 0.7 내지 0.8중량 퍼센트를 함유하는 트리메틸실록시 말단 폴리디오르가노 실록산 0.7 부.

액체 디메틸비닐실록시 말단 폴리매틸실록산으로 백금량이 0.7 중량퍼센트가 되도록 희석된 헥사클로로플라틴산 및 sym-테트라메틸디비닐디실록산 반응생성물 0.4부.

환상 메틸비닐실록산 0.05 부, 및 미량의 블루 다이 (blue dye).

생성혼합물은 21℃ 온도에서 72시간 동안 저장되고, 그 동안 경화되어 앞 명세서에서 기술한 타입의 19.5그램 탐침을 사용해서 측정한 침투값 6-6.5㎜을 가지는 투명한 겔을 형성하였다. 본 침투값은 주위조건하에서 겔이 자신의 일체성을 유지할 수 있는 상한치이다. 보다 부드러운 겔은 중력영향하에서 유동하게 된다.

경화된 겔을 이송시키는데 사용되는 장치는 그레이코(Graco) 주식회사 제품모델 204-287 피스톤 타입 펌프이다. 공기구동모터내의 피스톤에 대한 펌프부분내의 피스톤의 직경 비율은 20:1이다. 펌프는 입구구멍 가까이에 위치한 체크밸브를 구비하고 공기로 작동하는 램 유니트가 경화된 겔을 보유하는 콘테이너의 내부직경과 같은 직경의 원형 팔로우어 플레이트에 연결되어 있다. 팔로우어 플레이트의 외인은 겔 콘테이너의 내부벽과 밀착되어 겔이 팔로우어 플레이트와 콘테이너 벽 사이로 흐르는 것을 방지한다. 2.5인치(6.4㎝)직경의 펌프의 입구부분의 원형구멍은 팔로우어 플레이트의 중앙에 위치하고 있다.

펌프의 출구는 입구직경 0.25인치(0.6㎝) 및 출구직경 0.06인치(0.15㎝)의 뾰쪽한 원형 노즐에 부착된 밸브에서 끝나는 0.25인치(0.6㎝) 직경의 스테인레스 스틸 파이프의 6 인치(15㎝) 긴 부분에 연결되어 있다. 파이프, 밸브 및 펌프의 출구에 부착된 노즐의 조합은 본 방법에 관계하여 기술된 도관의 출구부분에서도 동일하다. 도관내의 압력은 도관의 입구 및 출구부분의 접속부에 위치한 게이지를 사용하여 측정된다.

펌프가 작동하는 동안 팔로우어 플레이트는 경화된 겔의 표면상에 위치하고 램유니트에 압력을 가해 겔표면에 70 psig(587 kpa)의 압력을 가한다. 이 힘에 의해 겔이 앞서 본 명세서에서는 도관의 입구부분으로 표현된 펌프의 입구부분 구멍으로 흐르게 된다. 이 위치에 겔이 존제하게 하기 위해서는 펌프가 최상의 상태이어야 한다.

흡입사이클동안 펌프의 피스톤은 입구구멍에서 멀어지는 방향으로 이동하여 입구도관내의 체크밸브를 열림위치로 움직임으로써 콘테이너안 겔부분을 도관내부로 끌어올리고 도관의 입구 및 출구부분 사이의 접속부 이상으로 흐르게 한다.

압축사이클 동안에는 피스톤 이동방향이 반대로 되어 입구부분 체크밸브를 닫고 도관의 나머지로 부터 입구구멍을 밀폐한다. 입구부분 내부의 생성된 압력증가는 압력원과 입구 및 출구부분의 접속부 사이 지역의 겔이 출구부분으로 들어가서 출구부분의 끝에 위치한 투여밸브로 흐르게 한다.

투여밸브가 열렸을 때 겔은 노즐로부터 균질한 반투명 물질의 연속적인 길이로서 나온다. 두 조성물로부터의 겔 시료는 두개의 유리판 사이에서 가압될 때 투명하게 보인다. 도관의 입구 및 출구 부분 접속부에서 측정된 펌프에 가해진 압력(P1), 겔을 가해진 압력(P2) 및 투여지대에서의 겔의 유속(g/minute)이 표 1에 기록되어 있다.

표1의 데이타는 침투값으로 결정된 본질적으로 다른 경도의 경화된 겔을 이송시키는 본 방법의 능력을 나타낸다.

Claims (7)

1. 경화된 겔 본체의 적어도 일부를 일체의 균질한 단위로 콘테이너로부터 도관을 통해 적어도 하나의 투여지대로 이송시키는 방법에 있어서, 상기 도관은 (a)상기 본체와 연속적으로 접촉하는 제1구멍을 가지는 입구부분, (b) 상기 입구부분과 접속부를 이루고 상기 투여지대에 위치한 제2구멍을 가지고 상기 제2구멍으로부터 상기 겔의 흐름을 조정하기 위한, 상기 투여지대에 위치한 조절수단을 가지는 출구부분, 및 (c) 상기 제1구멍으로부터 상기 접속부를 포함하는 상기 입구부분의 일부를 격리시키는, 상기 접속영역내의 상기 도관안에 포지티브 압력을 가하면 작동하는 격리수단을 구비하고, 상기 방법은 1)상기 입구부분의 제1구멍을 상기 본체중에 담그고 구멍을 그 표면의 이하로 유지하고, 2)상기 제1구멍외부의 상기 본체의 부분과 상기 제1구멍내의 부분사이에 포지티브 압력차이를 주고, 상기 압력차이는 상기 겔이 상기 입구부분의 윤곽과 일치한 윤곽을 가진 일체의 균질한 물질의 덩어리로서 상기 입구부분내에 들어가고 흐를수 있을 만큼 충분하게 하고, 3)상기 압력차이를 상기 덩어리가 상기 입구부분 및 적어도 상기 접속부까지 채우기에 충분한 기간만큼 유지하고, 4)상기 입구부분내에 상기 격리수단을 작동시키기에 충분한 포지티브 압력을 가하여 상기 본체에서 상기 덩어리를 분리하고 상기 덩어리가 상기 도관의 출구부분안으로 흐르게 하며 상기 투여지대까지 이송시키고, 5)상기 겔의 적어도 일부가 상기 출구구멍을 통해 일체의 균질한 물질흐름으로 상기 도관밖으로 흐르게 하도록 상기 조절수단을 작동하는 단계의 순서로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 겔이 모르가노실록산겔인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 겔이 백금 촉매 히드로실레이션 반응으로 경화되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 겔이 다음의 조성물 즉 A. 각 분자내의 적어도 2개의 실리콘 결합 탄화수소래디칼이 알케닐 래디칼인 액체 폴리오르가노실록산, B. 실리콘결합 탄화수소 래디칼 및 분자당 평균해서 적어도 2개의 실리콘 결합 수소원자를 가지는 상기 조성물을 경화시키기에 충분한 양의 오르가노하이드로겐실록산, 및 C. 상기 조성물의 경화를 촉진시키기에 충분한 양의 백금함유 히드로실레이션 촉매로 구성된 것으로 부터 제조되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기 폴리오르가노실록산 및 상기 폴리오르가노하이드로겐실록산 상에 존재하는 상기 알케닐래디칼 이외의 실리콘결합 탄화수소 래디칼이 메틸, 페닐 및 3,3,3-트리플루오로프로필중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 상기 탄화수소 래디칼이 메틸이고, 상기 알캐닐래디칼이 비닐인 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 겔이 투명하고 중력 영향하에서 비유동적이고 직경 6.4㎜의 19.5g 탐침을 사용하였을 때 1 내지 30㎜의 침투를 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.