KR20230047432A - 경화성 실리콘 조성물 및 그의 경화물 - Google Patents

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Abstract

[과제] 저용제~무용제화가 가능하고, 기재에 대한 밀착성과 투명성이 우수하며, 낮은 전체 헤이즈값을 주는 경화성 실리콘 조성물 및 그의 경화물에 관한 것이다. [해결 수단] (A) 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지며, 그의 실록산 중합도가 10~1,000의 범위인 쇄상 오가노폴리실록산, 100 질량부, (B) 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지며, 그의 실록산 중합도가 1001 이상 10000의 범위인 쇄상 오가노폴리실록산, 1~100 질량부, (C) M 단위 및 Q 단위를 포함하는 오가노폴리실록산 수지, 0~100 질량부, (D) 폴리오가노하이드로겐실록산, 및 (E) 하이드로실릴화 반응 촉매 촉매량을 함유하여 이루어지며, (F) 유기 용제, 상기 (A)~(D) 성분의 합 100 질량부에 대하여 0~60 질량부를 함유하는 경화성 실리콘 조성물 및 그의 경화물.

Description

경화성 실리콘 조성물 및 그의 경화물
본 발명은 저용제~무용제화가 가능하고, 기재에 대한 밀착성과 투명성이 우수하며, 낮은 전체 헤이즈값을 제공하는 경화성 실리콘 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 당해 조성물을 경화시켜 이루어지는 경화물에 관한 것이다.
폴리실록산계 경화성 실리콘 조성물은 아크릴계나 고무계 감압 접착제 조성물과 비교하여 전기 절연성, 내열성, 내한성, 각종 피착체에 대한 밀착성이 우수하기 때문에, 내열성 점착 테이프, 전기 절연성 점착 테이프, 히트 실 테이프, 도금 마스킹 테이프 등에 사용되고 있다. 이들 폴리실록산계 경화성 실리콘 조성물은 그의 경화 메커니즘에 따라 부가 반응 경화형, 축합 반응 경화형, 퍼옥사이드 경화형 등으로 분류된다. 실온 방치 혹은 가열에 의해 신속하게 경화하며, 부생물을 발생시키지 않기 때문에, 부가 반응 경화형의 감압 접착제 조성물이 범용되고 있다.
폴리실록산계 경화성 실리콘 조성물의 상기 특성 및 필요에 따라 높은 투명성을 실현할 수 있는 성질을 살려, 최근 스마트 디바이스 등의 첨단 일렉트로닉스 재료 및 표시 소자 분야로의 응용이 검토되고 있다. 이러한 디바이스는 전극층, 표시층을 포함하는 복수층으로 이루어지는 필름을 투명 기재의 사이에 끼워 넣은 구조를 취하고 있으며, 전극층, 표시층의 보호 및 층간 접착성 개량을 목적으로, 내열·내한성이 우수한 폴리실록산계 실리콘 경화성 조성물이 물품 및 그의 제조 공정에서 유효하게 작용하는 것이 기대된다.
그러나, 폴리실록산계 경화성 실리콘 조성물은 일반적으로 유기 용제에 용해하여 상품화되어 있기 때문에, 그의 용도가 한정되고 있었다. 특히 최근 세계 각국의 환경 규제의 방향성으로 인해, 무용제 혹은 저용제형의 폴리실록산계 경화성 실리콘 조성물의 개발이 강하게 요구되고 있다. 또한, 전자 부품의 제조 공정에서도, 저용제, 저헤이즈, 투명성 및 사용 후에 용이하게 제거할 수 있다는 특성을 더욱 개선한 경화성 실리콘 조성물이 강하게 요구되고 있다.
특허문헌 1:일본 특허공보 제4678471호 특허문헌 2:일본 특허공보 제5338626호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 제2014-047310호
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 용제 함유량이 적어도 도공 가능한 점도를 가지며, 경화성이 우수하여, 경화 반응에 의해 기재에 대한 양호한 밀착성을 가지며, 고투명이고, 전체 헤이즈값이 낮고, 또한 사용 후에 용이하게 기재 표면으로부터 제거할 수 있는 실리콘 경화물(특히, 경화물 필름)을 형성하는 경화 반응성의 실리콘 조성물 및 그의 경화물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 과제에 대해 예의 검토한 결과, 본 발명에 도달했다. 즉, 본 발명의 목적 중 하나는
(A) 분자 내에 적어도 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지며, 그의 실록산 중합도가 10~1,000의 범위인 직쇄상 또는 분지쇄상 오가노폴리실록산, 100 질량부,
(B) 분자 내에 적어도 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지며, 그의 실록산 중합도가 1001 이상 10000의 범위인 직쇄상 또는 분지쇄상 오가노폴리실록산, (A) 성분 100 질량부에 대해 1 질량부~100 질량부,
(C) 분자 내에 R3SiO1/2(식 중, R은 서로 독립적으로 1가 포화 유기기를 나타낸다)로 표시되는 실록산 단위(M 단위) 및 SiO4/2로 표시되는 실록산 단위(Q 단위)를 포함하는 오가노폴리실록산 수지, (A) 성분 100 질량부에 대해 0 질량부에서 100 질량부,
(D) 폴리오가노하이드로겐실록산, 및
(E) 하이드로실릴화 반응 촉매, 촉매량
을 함유하여 이루어지며,
(F) 유기 용제, 상기 (A)~(D) 성분의 합 100 질량부에 대해 0~60 질량부
를 함유하는 경화성 실리콘 조성물에 의해 해결된다. 또한, 본 발명의 과제는 상기 경화성 실리콘 조성물을 경화시켜 이루어지는 실리콘 경화물에 의해 해결된다.
본 발명의 경화성 실리콘 조성물은 용제 함유량이 적어도 도공 가능한 점도를 가지며, 하이드로실릴화 반응에 의한 경화성이 우수하여, 경화하여 실용상 충분한 기재에 대한 밀착성을 구비하며, 고투명이고, 전체 헤이즈값이 낮고, 또한 사용 후에 용이하게 기재 표면으로부터 제거 가능한 실리콘 경화물(특히 경화물 필름)층을 형성할 수 있다.
[경화성 실리콘 조성물]
우선, 본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물에 대하여 설명한다. 당해 조성물은 하이드로실릴화 반응을 포함하는 경화 반응에 의해 신속하게 경화하여, 실용상 충분한 기재에 대한 밀착성을 가지며, 고투명하고, 전체 헤이즈값이 낮고, 또한 사용 후에 기재 표면으로부터 용이하게 제거할 수 있는 밀착층을 형성하는 것이다.
구체적으로는, 본 발명의 경화성 실리콘 조성물은 상기 (A)~(E) 성분을 함유하여 이루어지며, 취급 작업성의 견지에서, 추가로 (F) 유기 용매를 임의로 함유할 수도 있고, 본 발명의 목적에 반하지 않는 범위에서, 경화 지연제, 그 외 첨가제를 포함하는 것일 수 있다. 이하, 각 성분에 대하여 설명한다. 아울러, (C) 성분 및 (F) 성분은 본 조성물의 임의의 구성이며, 조성물 중의 함유량이 0일 수도 있다.
[(A) 성분]
(A) 성분은 분자 내에 적어도 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지며, 그의 실록산 중합도가 10~1,000의 범위인 직쇄상 또는 분지쇄상 오가노폴리실록산, 본 조성물의 주제(베이스 폴리머)이다. 당해 (A) 성분은 하이드로실릴화 반응에서, (B) 성분, (D) 성분과 함께 경화 반응에 관여하는 성분이다.
이러한 (A) 성분을 (B) 성분과 함께 특정량 사용함으로써, 본 조성물을 경화하여 얻어지는 경화 반응물 중에 분자쇄 길이가 연신된 구조가 일정 이상 포함되어, 탄성 밀착 부재로서의 밀착성이 현저하게 개선된다. 또한, (A) 성분은 비교적 저중합도의 실록산 성분이기 때문에, 그의 실록산 중합도를 조정함으로써, 실리콘 밀착층의 강도를 유지하면서, 다량의 유기 용제를 사용하지 않고 조성물의 점도 및 도공성을 조정할 수 있으며, 박막부터 후막까지 소망의 필름 두께를 형성할 수 있다. 이러한 (A) 성분은 단일의 오가노폴리실록산일 수도 있고, 2종 이상의 오가노폴리실록산의 혼합물일 수도 있다.
이러한 (A) 성분인 오가노폴리실록산의 실록산 중합도는 10~1,000의 범위이며, 50~1,000이 바람직하고, 100~1,000의 범위가 더욱더 바람직하다. 또한, (A) 성분은 (A1) 실록산 중합도가 10~1000, 바람직하게는 50~1000의 범위에 있으며, 분자쇄 양말단에만 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 갖는 오가노폴리실록산과, (A2) 실록산 중합도가 10~1000, 바람직하게는 50~1000의 범위에 있고, 분자쇄 양말단 혹은 측쇄에 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 갖는 오가노폴리실록산일 수 있으며, 적합하게는 실록산 중합도가 31~1,000의 범위인 오가노폴리실록산의 혼합물일 수도 있다. (A) 성분의 실록산 중합도가 상기 상한을 초과하면, 조성물 전체 점도가 상승하는 경향이 있어, 유기 용매를 대량으로 사용하지 않으면 도공이 곤란하게 되는 경우가 있다. 한편, (A) 성분의 실록산 중합도가 상기 하한 미만이면 조성물의 경화성 및 밀착 성능이 저하되는 경우가 있다.
(A) 성분인 오가노폴리실록산은 하이드로실릴화 반응에 의해 경화하기 때문에, 분자쇄 말단 혹은 측쇄에 적어도 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 갖는다. 이러한 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기로서는, 알케닐기, 알케닐옥시 알킬기, 아크릴옥시 알킬기 또는 메타크릴옥시 알킬기가 예시되며, 특히 알케닐기가 바람직하다. 구체적으로는, 알케닐기는 비닐기, 알릴기, 프로페닐기, 부테닐기, 펜테닐기, 헥세닐기 등이며, 비닐기 또는 헥세닐기가 특히 바람직하다. 또한, 이들 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기는 규소 원자에 결합하고 있는 것이 바람직하다.
지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기의 함유량은 (A) 성분의 질량에 대하여 0.001~10 질량%가 바람직하며, 0.005~5.0 질량%가 바람직하고, 0.01~3.0 질량%가 보다 바람직하다. 특히, 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 중의 비닐(CH2=CH-) 부분의 함유량(이하, 「비닐 함유량」이라고 한다)이 0.005~10.0 질량%의 범위가 바람직하고, 0.005~5.0 질량%의 범위에 있는 오가노실록산을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
(A) 성분은 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 이외의 유기기로서, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 펜틸기, 헥실기, 헵틸기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기; 벤질기, 페네틸기 등의 아르알킬기; 클로로메틸기, 3-클로로프로필기, 3,3,3-트리플로로프로필기 등의 할로겐화 알킬기 등을 포함할 수도 있다. 공업적 견지에서, 특히 메틸기를 포함하는 것이 바람직하다. 한편, 특히 고온하에서의 경화물의 신율 및 기재에 대한 밀착성과 투명성, 특히 헤이즈값을 저감하는 견지에서, (A) 성분 중의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 이외의 유기기로서 메틸기가 적합하며, 또한 아릴기 또는 아르알킬기의 함유량이 규소 원자에 결합한 기 전체에 대해 0.1몰% 미만, 특히는 0.0몰%이며, 실질적으로 아릴기 또는 아르알킬기를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
이러한 (A) 성분은 단독일 수도 복수의 혼합물일 수도 있으나, 본 발명의 기술적 효과, 특히 경화물의 신율 및 기재에 대한 밀착성의 견지에서,
(A1) 분자쇄 양말단에만 적어도 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지며, 그의 실록산 중합도가 10~1,000의 범위인 직쇄상 또는 분지쇄상 오가노폴리실록산, 및
(A2) 분자쇄 말단 이외의 부위에 적어도 1개 이상의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지며, 또한 분자 내에 적어도 3개 이상의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지며, 실록산 중합도가 10~1,000의 범위인 직쇄상 또는 분지쇄상 오가노폴리실록산
을 30:70~70:30의 질량비로 포함하는 혼합물일 수 있다. 또한, 이들 (A1) 성분 및 (A2) 성분은 또한, 실록산 중합도 및/또는 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기의 함유량이 상이한 2종류 이상의 성분의 혼합물일 수도 있고, 또한 바람직하다.
(A1) 성분은 하이드로실릴화 반응에서 다른 성분과의 사슬 길이 연장 반응에 의해 분자쇄 길이가 연신된 구조를 형성하여, 경화 반응물의 신율 및 유연성, 기재에 대한 밀착성을 개선하는 성분이다. 이러한 (A1) 성분을 특히 저실록산 중합도의 (A2) 성분과 고실록산 중합도의 (B) 성분과 함께 특정량 사용함으로써, 본 조성물을 경화하여 얻어지는 경화 반응물 중에 분자쇄 길이가 연신된 구조가 일정 이상 포함되어, 밀착층의 밀착성이 더욱 개선된다. 또한, (A1) 성분은 그 자체로는 실록산 중합도가 그다지 크지 않기 때문에, 조성물의 전체 점도를 저감할 수 있어, 유기 용매의 사용량이 적더라도 실용상 충분한 도공성을 실현할 수 있다.
이러한 (A1) 성분으로서는, 일반식:
Ra 3SiO(R1 2SiO2/2)m1SiRa 3
으로 표시되는 직쇄상의 오가노폴리실록산인 것이 바람직하다. 다만, (A1) 성분은 그의 일부에, R1SiO3/2로 표시되는 분지 실록산 단위 및 SiO4/2로 표시되는 분지 실록산 단위로 이루어진 군으로부터 선택되는 단위를 1분자당 평균 0~5개의 범위로 포함하고 있을 수도 있으며, 따라서 분지쇄상의 오가노폴리실록산일 수도 있다.
식 중, 각 R1은 독립적으로 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 이외의 유기기가 예시된다. 또한, Ra는 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 또는 R1이며, 1분자 중, 적어도 2개의 Ra는 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기이고, 바람직하게는 알케닐기, 보다 바람직하게는 비닐기 또는 헥세닐기이다. 또한, 식 중, "m1+2"인 실록산 중합도는 10~950의 범위 내의 수인 것이 바람직하며, 50~925의 범위의 수인 것이 보다 바람직하고, 100~900의 범위의 수인 것이 특히 바람직하다. 아울러, "+2"는 직쇄상 분자의 양말단의 실록산 단위를 가산한 것이며, 또한 0~5개의 범위에서, R1SiO3/2로 표시되는 분지 실록산 단위 및 SiO4/2로 표시되는 분지 실록산 단위로부터 선택되는 단위를 포함할 수도 있다. 아울러, R1SiO3/2로 표시되는 분지 실록산 단위에 대해서는 1개의, SiO4/2로 표시되는 분지 실록산 단위에 대해서는 2개의 R1 3SiO1/2 단위가 분자 내에 추가되어, 당해 분지 실록산 단위에 대응하는 분자쇄 말단을 형성한다.
상기 일반식에서, 양말단의 Ra 3SiO1/2 단위에서의 Ra 중 적어도 1개는 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기이며, 그 외 양말단에서의 Ra는 알킬기인 것이 바람직하고, 공업적 견지에서 특히 메틸기가 바람직하다. 또한, (A1) 성분은 실질적으로 아릴기 또는 아르알킬기를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
(A2) 성분은 하이드로실릴화 반응에서 측쇄 부분에 가교 반응점을 갖기 때문에, 실록산 단위 간의 가교 구조를 형성하여, 경화 반응물에 적절한 경도, 기재에 대한 밀착성을 향상시키는 성분이다. 이러한 (A2) 성분을 특히 저실록산 중합도의 (A1) 성분과 고실록산 중합도의 (B) 성분과 함께 특정량 사용함으로써, 본 조성물을 경화하여 얻어지는 경화 반응물의 가교 밀도 및 가교물 중의 가교점 간의 실록산 단위의 길이를 조정할 수 있어, 밀착층의 밀착성 및 분리성이 더욱 개선된다. 아울러, (A1) 성분과 마찬가지로, (A2) 성분은 그 자체로는 실록산 중합도가 그다지 크지 않기 때문에, 조성물의 전체 점도를 저감할 수 있어, 유기 용매의 사용량이 적어도 실용상 충분한 도공성을 실현할 수 있다.
이러한 (A2) 성분으로서는, 일반식:
Rb 3SiO(R1 2SiO2/2)n1(R1R2SiO2/2)n2SiRb 3
으로 표시되는 직쇄상 오가노폴리실록산인 것이 바람직하다. 단, (A2) 성분은 그의 일부에 R1SiO3/2로 표시되는 분지 실록산 단위 및 SiO4/2로 표시되는 분지 실록산 단위로 이루어진 군으로부터 선택되는 단위를 1분자당 평균 0~5개의 범위로 포함하고 있을 수도 있으며, 따라서 분지쇄상의 오가노폴리실록산일 수도 있다.
식 중, 각 R1은 독립적으로 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 이외의 유기기이며, 각 R2는 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기이다. 또한, Rb는 R1 또는 R2이지만, n2가 2 이하인 경우, Rb 중 적어도 1개는 R2이고, 분자 내에 적어도 3개의 R2가 포함된다.
(A2) 성분은 분자쇄 말단 이외의 부위에 적어도 1개 이상의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 갖기 때문에, 상기 n2는 1 이상의 값이다. 또한, 식 중, "n1+n2+2"인 실록산 중합도는 10~900의 범위 내의 수인 것이 바람직하며, 15~800의 범위의 수인 것이 보다 바람직하고, 15~750의 범위의 수인 것이 특히 바람직하다. 아울러, "+2"는 직쇄상 분자의 양말단의 실록산 단위를 가산한 것이며, 또한 0~5개의 범위에서, R1SiO3/2로 표시되는 분지 실록산 단위 및 SiO4/2로 표시되는 분지 실록산 단위로부터 선택되는 단위를 포함할 수도 있다. 아울러, R1SiO3/2로 표시되는 분지 실록산 단위에 대해서는 1개의, SiO4/2로 표시되는 분지 실록산 단위에 대해서는 2개의 R1 3SiO1/2 단위가 분자 내에 추가되어, 당해 분지 실록산 단위에 대응하는 분자쇄 말단을 형성한다.
상기 일반식에서, 양말단의 Ra 3SiO1/2 단위에서의 Ra 중 적어도 1개는 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기이며, 그 외 양말단에서의 Ra는 알킬기인 것이 바람직하고, 공업적 견지에서 특히 메틸기가 바람직하다. 또한, (A1) 성분은 실질적으로 아릴기 또는 아르알킬기를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
상기와 같이, (A2) 성분은 실록산 측쇄에 가교 반응성기를 가져, 경화물에 적절한 경도를 부여하는 성분이지만, 본 발명에서는, (A2) 성분에서 유래하는 가교점간의 실록산 분자의 거리, 즉 가교점 간의 실록산 중합도가 30~200의 사이에 있는 경우, 경화 반응물의 기재에 대한 밀착성이 개선된다.
구체적으로는, (A2) 성분은 적합하게는, 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 간의 실록산 평균 단위수가 30~200의 범위이며, 40~170의 범위이다. 특히, (A2) 성분은 분자쇄 말단에 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 갖지 않고, 실록산 중합도 및/또는 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기의 함유량/2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 간의 실록산 평균 단위수가 상이한 2종류 이상의 오가노폴리실록산의 혼합물일 수도 있고, 또한 바람직하다. 아울러, (A2) 성분에서의 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 간의 실록산 평균 단위수는 직쇄상 폴리실록산의 경우, 전체 실록산 단위수를 비닐기 등의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 갖는 실록산 단위수로 나눔으로써 계산할 수 있다.
특히 적합하게는, (A2) 성분은 분자쇄 말단이 트리메틸실록시기 등의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 갖지 않는 실록산 단위로 봉쇄되고, 실록산 측쇄에 적어도 3개 이상의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 갖는 직쇄상의 오가노폴리실록산 또는 그 혼합물이며, 적합하게는, 당해 실록산 측쇄에서의 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 간의 실록산 평균 단위수가 30~200의 범위, 보다 적합하게는 40~170의 범위이다. 아울러, 실록산 측쇄에서의 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 간의 실록산 평균 단위수는 (A2) 성분이 2종류의 직쇄상 오가노폴리실록산의 혼합물인 경우, 혼합물을 구성하는 단독의 오가노폴리실록산 및 혼합물 전체로서, 적합하게는 30~200의 범위, 보다 적합하게는 40~170의 범위이다.
(A) 성분의 실온에서의 성상은 오일상이며, (A) 성분의 점도는 25℃에서 10 mPa·s 이상인 것이 바람직하다. 특히, 본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물의 도공성의 견지에서, (A) 성분의 점도가 1 mPa·s 이상, 10,000 mPa·s 이하인 것이 바람직하다.
아울러, (A) 성분은 접점 장해 방지 등의 견지에서, 휘발성 또는 저분자량의 실록산 올리고머(옥타메틸테트라실록산(D4), 데카메틸펜타실록산(D5) 등)이 저감 내지 제거되어 있는 것이 바람직하다. 그 정도는 소망에 따라 설계 가능한데, (A) 성분 전체의 1 질량% 미만, 각 실록산 올리고머에 대해 0.1 질량% 미만으로 할 수도 있고, 필요에 따라 검출 한계 부근까지 저감할 수도 있다.
[(B) 성분]
(B) 성분은 분자 내에 적어도 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지고, 그 실록산 중합도가 1001 이상 10000의 범위인 직쇄상 또는 분지쇄상 오가노폴리실록산이다. (B) 성분은 (A) 성분과 마찬가지로 경화 반응성의 성분이지만, (A) 성분에 비해 고중합도이면서도 고점도이기 때문에, 양성분을 일정량 병용함으로써, 경화성 실리콘 조성물의 전체 점도를 조정하여 도공성을 개선할 수 있으며, 또한 경화물의 강도를 향상시킬 수 있다.
이러한 (B) 성분으로서는, 일반식:
[화 1]
Figure pct00001
으로 표시되는 직쇄상 오가노폴리실록산인 것이 바람직하다. 단, (B) 성분은 그 일부에, R1SiO3/2 또는 SiO4/2로 표시되는 분지 실록산 단위를 0~5개의 범위로 포함할 수 있으며, 분지쇄상 오가노폴리실록산일 수도 있다.
식 중, 각 R1은 독립적으로 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 혹은 알킬기 등의 유기기가 예시된다. 또한, Ra는 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 포함하지 않는 유기기이며 또는 R1이고, 1분자 중, 적어도 2개의 R1은 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기이며, 바람직하게는 알케닐기, 보다 바람직하게는 비닐기 또는 헥세닐기이다. 또한, 식 중, "m+n"인 실록산 중합도는 1001~10000의 범위 내의 수인 것이 바람직하고, 2000~10000의 범위의 수인 것이 보다 바람직하고, 2000~8000의 범위의 수인 것이 특히 바람직하다. 또한, 0~5개의 범위에서, R1SiO3/2 또는 SiO4/2로 표시되는 분지 실록산 단위를 포함할 수도 있다. 아울러, R1SiO3/2로 표시되는 분지 실록산 단위에 대해서는 1개의, SiO4/2로 표시되는 분지 실록산 단위에 대해서는 2개의 R1 3SiO1/2 단위가 분자 내에 추가되어, 당해 분지 실록산 단위에 대응하는 분자쇄 말단을 형성한다.
상기 일반식에서, R2는 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 포함하지 않는 유기기이며, 알킬기인 것이 바람직하고, 공업적 견지에서 특히 메틸기가 바람직하다. 한편, 특히 고온하에서의 경화물의 신율 및 기재에 대한 밀착성과 투명성, 특히 헤이즈값을 저감하는 견지에서, (B) 성분 중의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 이외의 유기기로서 메틸기가 적합하며, 또한 아릴기 또는 아르알킬기의 함유량이 규소 원자에 결합한 기 전체에 대하여 0.1몰% 미만, 특히는 0.0몰%이며, 실질적으로 아릴기 또는 아르알킬기를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
(B) 성분의 실온에서의 성상은 고점도 액상 내지 검상인 것이 바람직하다. 구체적으로는, (B) 성분은 25℃에서의 점도가 1000,000 mPa·s 이상이거나, JIS K6249에 규정되는 방법에 준거하여 측정된 가소도(25℃, 4.2 g의 구상 시료에 1 kgf의 하중을 3분간 걸었을 때의 두께를 1/100 mm까지 읽고, 이 수치를 100배한 것)가 50~200의 범위에 있는, 더욱 바람직하게는 80~180의 범위에 있는 생고무상일 수도 있고, 또한 바람직하다.
아울러, 이들 알케닐기 함유 오가노폴리실록산은 접점 장해 방지 등의 견지에서, 휘발성 또는 저분자량의 실록산 올리고머(옥타메틸테트라실록산(D4), 데카메틸펜타실록산(D5) 등)가 저감 내지 제거되어 있는 것이 바람직하다. 그 정도는 소망에 따라 설계 가능한데, (A) 성분 전체의 1 질량% 미만, 각 실록산 올리고머에 대해 0.1 질량% 미만으로 할 수도 있고, 필요에 따라 검출 한계 부근까지 저감할 수도 있다.
(B) 성분은 본 발명의 경화성 실리콘 조성물의 점도를 조정하여, 그 도공성을 개선하는 동시에, 당해 조성물을 경화시켜 이루어지는 경화물의 강도 및 경도를 조정하고, 밀착력을 부여하는 성분이기 때문에, 그 배합량은 조성물의 (A) 성분의 질량을 100 질량부로 한 경우, 1~100 질량부의 범위가 바람직하며, 2.5~40 질량부의 범위가 보다 바람직하고, 3.0~30 질량부의 범위가 특히 바람직하다. (B) 성분의 배합량이 상기 하한 미만이면, 본 발명에 관한 조성물의 점도가 낮고, 또한 그 밀착력도 불충분해지는 경우가 있다. 한편, (B) 성분의 배합량이 상기 상한을 초과하면, 본 발명의 경화성 실리콘 조성물이 과도하게 고점도가 되어, 상기 용도에 적합하지 않는 경우가 있다.
후술하는 (C) 성분, (D) 성분을 포함시킨, 경화 시에 본 발명의 경화성 실리콘 조성물의 고형분을 형성하는 (A)~(D) 성분의 합계량(=합)을 100 질량부로 한 경우, (A) 성분 및 (B) 성분의 합계량은 65~99 질량부의 범위인 것이 바람직하다.
[(C) 성분]
(C) 성분은 오가노폴리실록산 수지이며, 임의로 기재에 대한 밀착력을 조정하는 성분이고, 당해 성분의 사용량에 따라, 본 조성물의 경화물의 경도 및 기재에 대한 밀착성을 조정하는 것이 가능하다. 구체적으로는, (C) 성분의 함유량이 0 내지는 소량이면, 경화물은 유연하면서도 기재 표면에 대한 밀착성이 낮고, 경화물을 고온에 노출한 경우에도 계면 박리에 의해 용이하게 기재 표면으로부터 제거 가능하다. 한편, (C) 성분의 함유량이 많아지면, 경화물의 기재 표면에 대한 밀착성이 상승하는 경향이 있으며, (A) 성분 100 질량부에 대해 100 질량부를 초과하는 (C) 성분을 사용하면, 얻어지는 경화물의 유연성이 손상되는 외에, 기재 표면과 견고한 접합체를 형성하여, 특히 고온에 노출한 후의 기재 표면으로부터의 제거가 곤란하게 되는 경우가 있다.
(C) 성분은 분자 내에 (a) R3SiO1/2(식 중, R은 서로 독립적으로 1가 유기기를 나타낸다)로 표시되는 실록산 단위(M 단위) 및 (b) SiO4/2로 표시되는 실록산 단위(Q 단위)를 포함하는 오가노폴리실록산 수지이다. M 단위 대 Q 단위의 몰비는 0.5~2.0인 것이 바람직하다. 이 몰비가 0.5 미만인 경우에는 경화물의 기재에 대한 밀착성이 저하되는 경우가 있으며, 2.0보다 큰 경우에는 밀착층을 구성하는 물질의 응집력이 저하되기 때문이다.
특히, (a) M 단위와 (b) Q 단위의 몰비는 M 단위:Q 단위=0.50:1.00~1.50:1.00의 범위에 있는 것이 바람직하며, 0.55:1.00~1.20:1.00의 범위가 보다 바람직하고, 0.60:1.00~1.10:1.00이 더욱더 바람직하다. 상기 몰비는 29Si 핵자기 공명에 의해 용이하게 측정할 수 있다.
(C) 성분은 일반 단위식: (R3SiO1/2)a(SiO4/2)b(식 중, R은 서로 독립적으로 1가 유기기이고, a 및 b는 각각 양의 수이며, a+b=1, a/b=0.5~1.5이다)로 표시되는 오가노폴리실록산 수지인 것이 바람직하다.
(C) 성분은 (a) M 단위와 (b) Q 단위만으로 구성될 수도 있으나, R2SiO2/2 단위(D 단위) 및/또는 RSiO3/2 단위(T 단위)를 포함할 수도 있다. 아울러, 식 중, R은 서로 독립적으로 1가 유기기를 나타낸다. (C) 성분 중의 (a) M 단위와 (b) Q 단위의 합계 함유량은 바람직하게는 50 중량% 이상이며, 더욱 바람직하게는 80 중량% 이상이고, 특히 바람직하게는 100 중량%이다.
1가 유기기는 특별히 한정되는 것은 아니지만, (D) 성분과의 관계상, 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 불함유기인 것이 바람직하다.
지방족 불포화 탄소-탄소 결합 불함유기에는 1가 포화 탄화수소기 및 산소 원자 함유 1가 포화 탄화수소기가 포함된다.
아주 알맞은 1가 포화 탄화수소기로서는, 예를 들어 탄소 원자수 2~12의, 바람직하게는 탄소 원자수 2~8의, 보다 바람직하게는 탄소 원자수 2~6의, 치환 혹은 비치환의 1가 포화 탄화수소기를 들 수 있다.
탄소 원자수 1~12의 비치환 1가 포화 탄화수소기로서는, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기, 펜틸기, 헥실기, 옥틸기 등의 알킬기; 사이클로헥실기, 사이클로헵틸기 등의 사이클로알킬기; 페닐기, 톨릴기, 크실릴기 등의 아릴기; 벤질기, α-메틸스티릴기 및 2-페닐에틸기 등의 아르알킬기를 들 수 있다. 탄소 원자수 1~12의 치환 1가 포화 탄화수소기로서는, 예를 들어 이들 1가 불포화 탄화수소기의 수소 원자의 일부가 할로겐 원자(불소, 염소, 브롬 또는 요오드) 등에 의해 치환된 것을 들 수 있다. 구체적으로는, 불화 1가 포화 탄화수소기, 예를 들어 3,3,3-트리플루오로프로필기, 4,4,5,5,5-펜타플루오로부틸기, 3,3,4,4,5,5,6,6,6-노나플루오로헥실기 등의 퍼플로로알킬기; 염소화 1가 포화 탄화수소기, 예를 들어 3-클로로프로필기와 같은 클로로알킬기, 디클로로페닐기와 같은 클로로페닐기를 들 수 있다.
1가 포화 탄화수소기로서는, 탄소 원자수 1~12의 치환 혹은 비치환의 알킬기가 바람직하다. 탄소 원자수 1~12의 치환 혹은 비치환의 알킬기로서는 메틸기가 바람직하다. 아울러, 특히 경화물의 헤이즈값을 저감하는 견지에서, (C) 성분 중의 1가 유기기로서 메틸기가 아주 알맞은 동시에, 아릴기 또는 아르알킬기의 함유량이 규소 원자에 결합된 기 전체에 대하여 0.1몰% 미만, 특히는 0.0몰%이며, 실질적으로 아릴기 또는 아르알킬기를 포함하지 않는 것이 바람직하다.
산소 원자 함유 1가 포화 탄화수소기로서는, 예를 들어 탄소 원자수 2~12의, 치환 혹은 비치환의 산소 원자 함유 1가 포화 탄화수소기를 들 수 있다.
탄소 원자수 1~12의, 치환 혹은 비치환의 산소 원자 함유 1가 포화 탄화수소기로서는, 예를 들어 탄소 원자수 1~12의 알콕시기 등을 들 수 있다.
탄소 원자수 1~12의 알콕시기로서는, 예를 들어 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 이소프로폭시기 등을 들 수 있다.
[수산기 또는 가수 분해성기의 저감]
(C) 성분 중의 수산기 또는 알콕시기 등의 가수 분해성기는 레진 구조 중의 실록산 단위 중, T 단위 또는 Q 단위 등의 규소에 직접 결합하고 있으며, 원료가 되는 실란 유래 또는 실란이 가수 분해한 결과 생긴 기이기 때문에, 합성한 오가노폴리실록산 레진을 트리메틸실란 등의 실릴화제로 가수 분해 처리함으로써 수산기 또는 가수 분해성기의 함유량을 저감할 수 있다. 이로써, 경화물 중에서 분자량이 큰 오가노폴리실록산 레진 구조가 형성되는 것을 억제하고, 당해 조성물의 저온에서의 경화성 및 얻어지는 경화물층의 저장 탄성률을 더욱 개선할 수 있으며, 기재에 대한 양호한 밀착성과 고온에 노출한 후의 기재 표면으로부터의 제거성을 개선할 수 있는 경우가 있다.
본 발명에 있어서, (C) 성분은 일반 단위식: (R3SiO1/2)a(SiO4/2)b(식 중, R은 서로 독립적으로 1가 포화 유기기이고, a 및 b는 각각 양의 수이며, a+b=1, a/b=0.5~1.5이다)로 표시되는 오가노폴리실록산 수지이며, R의 90몰% 이상이 탄소수 1~6의 알킬기 또는 페닐기인 것이 바람직하고, R의 95~100몰%가 메틸기 또는 페닐기인 것이 특히 바람직하고, (C) 성분 중의 수산기 또는 가수 분해성기의 함유량이 전체 규소에 대해 0~7몰%(수산기로서 0.0~1.50 질량%)의 범위인 레진(MQ 레진이라고도 불린다)을 사용하는 것이 가장 바람직하다.
이러한 (C) 성분으로서, 예를 들어
(Me3SiO1/2)0.45(SiO4/2)0.55(HO1/2)0.05
(Me3SiO1/2)0.40(SiO4/2)0.60(HO1/2)0.10
(Me3SiO1/2)0.52(SiO4/2)0.48(HO1/2)0.01
(Me3SiO1/2)0.40(Me2ViSiO1/2)0.05(SiO4/2)0.55(HO1/2)0.05
(Me3SiO1/2)0.45(SiO4/2)0.55(MeO1/2)0.10
(Me3SiO1/2)0.25(Me2PhSiO1/2)0.20(SiO4/2)0.55(HO1/2)0.05
(Me3SiO1/2)0.40(Me2SiO2/2)0.05(SiO4/2)0.55(HO1/2)0.05
(Me3SiO1/2)0.40(MeSiO3/2)0.05(SiO4/2)0.55(HO1/2)0.05
(Me3SiO1/2)0.40(Me2SiO2/2)0.05(MeSiO3/2)0.05(SiO4/2)0.50(HO1/2)0.05
(Me: 메틸기, Ph: 페닐기, MeO: 메톡시기, HO: 규소 원자 결합 수산기. 아울러, 규소 원자에 대한 수산기의 상대량을 나타내기 위해, 규소 원자 함유 단위의 첨자의 합계량을 1로 하고 있으며, (HO)1/2 단위의 첨자가 당해 상대량을 나타낸다)
를 들 수 있다. 아울러, 접점 장해 방지 등의 견지에서, (C) 성분 중의 저분자량의 실록산 올리고머가 저감 내지 제거되어 있을 수도 있다.
본 발명에 있어서, 특히 저온에서의 경화성 및 경화물의 저장 탄성률 및 헤이즈값을 개선하는 견지에서, (C) 성분은 저분자량 및 고분자량의 성분(겔상으로 응집하기 쉽고, 헤이즈값을 상승시키는 경향이 있으며, 저온 경화성을 저하시키는 성분)이 미리 제거되어 있는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 본 발명에서의 적합한 (C) 성분은 질량 평균 분자량 1,000~10,000의 범위에 있는 오가노폴리실록산 수지이며, 분자량 100,000 이상의 오가노폴리실록산 수지의 함유량이 전체의 1 질량% 이하, 보다 적합하게는 0.5 질량% 이하, 특히 적합하게는 실질적으로 0 질량%인 오가노폴리실록산 수지가 예시된다. (C) 성분으로서, 저분자량이고 또한 상기와 같이 수산기 또는 가수 분해성기가 저감된 성분을 사용함으로써, 경화물 중에 고분자량의 오가노폴리실록산 수지가 존재 내지 부생하는 것을 억제할 수 있으며, 투명성 및 낮은 헤이즈값을 가지며, 또한 특히 경화 시나 고온에 노출한 경우에도, 부반응에 수반하는 고분자량의 오가노폴리실록산 수지가 계(系) 중에 생성되지 않기 때문에, 그의 저장 탄성률의 변화가 억제되고, 결과적으로, 당해 경화물의 기재에 대한 밀착성 및 제거성이 크게 개선된 경화성 실리콘 조성물을 제공할 수 있다.
(C) 성분은 본 발명의 경화성 실리콘 조성물을 경화시켜 이루어지는 경화물의 저장 탄성률을 조정하여, 소망하는 기재에 대한 밀착성을 부여하는 성분이기 때문에, 배합량은 조성물의 (A) 성분의 질량을 100 질량부로 한 경우, 0~100 질량부의 범위이며, 배합량이 적은 경우(배합량 0 질량부를 포함한다)에는, 경화물은 비교적 약한 기재에 대한 밀착력을 가지며, 또한 고온에 노출한 경우에도 그의 밀착성이 크게 변화하지 않아, 용이하게 기재 표면으로부터 제거할 수 있다. 한편, (C) 성분의 배합량이 상기 상한을 초과하면, 본 발명의 실리콘 경화성 조성물이 너무 단단해지기 때문에, 특히 상기 용도로 적합하지 않는 경우가 있다.
경화 시에 본 발명의 경화성 실리콘 조성물의 고형분을 형성하는 (A)~(D) 성분의 합계량(=합)을 100 질량부로 한 경우, (C) 성분의 합계량은 0~40 질량부의 범위인 것이 바람직하다.
[(D) 성분]
(D) 성분은 1분자 내에 적어도 2개 이상의 규소 결합 수소 원자를 갖는 오가노하이드로겐폴리실록산이며, (A) 성분/(B) 성분과의 하이드로실릴화 반응에서 가교제로서 기능하여, 그의 첨가량에 따라 경화물의 경도를 조정하는 성분이다. 이러한 (D) 성분을 (A), (B) 성분에 대해 일정한 양적 범위로 사용함으로써, 조성물 전체의 경화 반응성을 개선하여 양호한 경화 특성과 적절한 경도(가교 밀도)를 실현하며, 또한 경화물의 밀착력, 사용 후의 분리성을 실용상 양호한 범위로 설계할 수 있다.
이러한 (D) 성분은 분자 내에 적어도 3개의 규소 결합 수소 원자를 갖는 환상 오가노하이드로겐폴리실록산 및 분자 내에 적어도 2개 이상의 규소 결합 수소 원자를 갖는 직쇄상 또는 분지쇄상의 오가노하이드로겐폴리실록산으로부터 선택되는 적어도 1종류 이상일 수 있다. 또한, (D) 성분은 상기 2종류 이상의 오가노하이드로겐폴리실록산으로 이루어지는 혼합물일 수도 있다.
환상 오가노하이드로겐폴리실록산으로서는, 예를 들어 하기식:
[(R3HSiO)m3(R3 2SiO)m4]
으로 표시된다. 여기서, m3+m4는 3~20의 범위의 수이고, m3은 3 이상의 수이고, m4는 0 이상의 수이다. R3은 알케닐기를 제외한 탄소수 1~10의 1가 탄화수소기이고, R2와 동일한 기를 예시할 수 있으며, 적합하게는 메틸기 또는 페닐기이다.
분자 내에 적어도 2개 이상의 규소 결합 수소 원자를 갖는 직쇄상 또는 분지쇄상의 오가노하이드로겐폴리실록산으로서는, 측쇄 부분에 적어도 2개 이상의 규소 결합 수소 원자를 가지며, 분자쇄 말단이 트리알킬실록시기, 아릴디알킬실록시기 등으로 봉쇄된 폴리오가노하이드로겐실록산 또는 오가노하이드로겐실록산·디오가노실록산 코폴리머 등의 오가노하이드로겐폴리실록산이다. 그 실록산 중합도는 5~500의 범위이며, 5~200의 범위인 것이 바람직하다.
구체적으로는, (D) 성분으로서, 1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산, 트리스(디메틸하이드로겐실록시)메틸실란, 트리스(디메틸하이드로겐실록시)페닐실란, 1-(3-글리시독시프로필)-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산, 1,5-디(3-글리시독시프로필)-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산, 1-(3-글리시독시프로필)-5-트리메톡시실릴에틸-1,3,5,7-테트라메틸사이클로테트라실록산, 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로겐폴리실록산, 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 디메틸하이드로겐실록시기 봉쇄 디메틸폴리실록산, 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로겐실록산·디페닐실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로겐실록산·디페닐실록산·디메틸실록산 공중합체, 메틸트리스(디메틸실록시)실란, 테트라키스(디메틸실록시실란), 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로겐폴리실록산, 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로겐실록산·디메틸실록산 공중합체, 분자쇄 양말단 트리메틸실록시기 봉쇄 메틸하이드로겐실록산·메틸페닐실록산 공중합체 등이 예시된다.
[(A) 성분/(B) 성분과 (D) 성분 중의 SiH/Vi비]
본 발명 조성물은 조성물 전체에서의 (A), (B) 성분과 (D) 성분 중의 규소 결합 수소 원자의 몰수와 (A), (B) 성분 중의 알케닐기 등의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합의 몰수가 0.1~40의 범위에 있는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.5~30의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.0~30의 범위가 특히 바람직하다. 당해 범위 내에서, 전체 가교 밀도가 적절히 조정되고, 경화물의 저장 탄성률 및 밀착성에 대해 소망하는 특성을 발휘하는 것이 가능해진다.
한편, SiH/Vi비가 당해 하한 미만이면, 경화물을 기재에 밀착시킨 경우에 풀 잔여물 등의 원인이 되는 경우가 있으며, 당해 상한을 초과하면 미반응의 SiH기가 과잉이 되어, 경화물의 밀착 특성이 안정적이지 않게 되는 경우가 있다.
경화 시에 본 발명의 경화성 실리콘 조성물의 고형분을 형성하는 (A)~(D) 성분의 합계량(=합)을 100 질량부로 한 경우, (D) 성분의 합계량은 0.01~15 질량부의 범위인 것이 바람직하다.
[(E) 성분]
(E) 성분으로서 본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물은 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함한다. 하이드로실릴화 반응 촉매로서는, 백금계 촉매, 로듐계 촉매, 팔라듐계 촉매가 예시되며, 본 조성물의 경화를 현저하게 촉진할 수 있기 때문에 백금계 촉매가 바람직하다. 이 백금계 촉매로서는, 백금 미분말, 염화백금산, 염화백금산의 알코올 용액, 백금-알케닐실록산 착체, 백금-올레핀 착체, 백금-카보닐 착체가 예시되며, 특히 백금-알케닐실록산 착체가 바람직하다. 이 알케닐실록산으로서는, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐사이클로테트라실록산, 이들 알케닐실록산의 메틸기의 일부를 니트릴류, 아미드류, 디옥솔란류, 및 술포란류로 이루어진 군으로부터 선택되는 기, 에틸기, 페닐기 등으로 치환한 알케닐실록산, 이들 알케닐실록산의 비닐기를 알릴기, 헥세닐기 등으로 치환한 알케닐실록산이 예시된다. 특히, 이 백금-알케닐실록산 착체의 안정성이 양호하기 때문에, 1,3-디비닐-1,1,3,3-테트라메틸디실록산인 것이 바람직하고, 알케닐실록산 용액의 형태로 첨가하는 것이 바람직하다. 덧붙여, 취급 작업성 및 조성물의 가사 시간(pot life) 개선의 견지에서, 이들 하이드로실릴화 반응 촉매는 실리콘 수지, 폴리카보네이트 수지, 아크릴 수지 등의 열가소성 수지 중에 분산 혹은 캡슐화한 촉매인 하이드로실릴화 반응 촉매 함유 열가소성 수지 미립자, 특히 백금 함유 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함하는 열가소성 수지 미립자일 수도 있다. 아울러, 하이드로실릴화 반응을 촉진하는 촉매로서는, 철, 루테늄, 철/코발트 등의 비백금계 금속 촉매를 이용할 수도 있다.
아울러, 본 발명에서 이용 가능한 백금 함유 하이드로실릴화 반응 촉매를 포함하는 열가소성 수지 미립자는 백금계 촉매 등의 하이드로실릴화 반응용 촉매가 열가소성 수지 중에 용해 또는 분산되어 있는 미립자, 혹은 열가소성 수지의 외피 중에 백금계 촉매 등의 하이드로실릴화 반응용 촉매가 핵으로서 함유되어 있는 구조의 마이크로캡슐 미립자 중 어느 것일 수 있으며, 벽재에 해당하는 열가소성 수지는 유리 전이점(Tg)이 75℃ 이상인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 80도℃ 이상이며, 특히 바람직하게는 80~250℃ 미만의 범위이다. 이러한 열가소성 수지는 단독일 수도 복수일 수도 있다. 또한, 하이드로실릴화 반응용 촉매 함유 열가소성 수지 미립자의 평균 입자 지름은 한정되지 않으나, 바람직하게는 0.1~500 μm의 범위 내이며, 보다 바람직하게는 0.3~100 μm의 범위 내이다.
본 발명에 있어서, 하이드로실릴화 반응 촉매의 함유량은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 조성물 중의 고형분의 합계량에 대해, 백금계 금속량이 0.1~200 pm의 범위가 되는 범위이며, 0.1~150 ppm, 0.1~100 ppm의 범위일 수 있고, 0.1~50 ppm의 범위일 수도 있다. 여기서, 백금계 금속은 백금, 로듐, 팔라듐, 루테늄, 이리듐으로 이루어지는 VIII족의 금속 원소인데, 실용상, 하이드로실릴화 반응 촉매의 배위자를 제외한 백금 금속의 함유량이 상기 범위인 것이 바람직하다. 아울러, 고형분이란, 본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물을 경화 반응시킨 경우에, 경화층을 형성하는 성분(주로 주제, 접착 부여 성분, 가교제, 촉매 및 그 외 불휘발성 성분)이며, 가열 경화 시에 휘발하는 용매 등의 휘발성 성분을 포함하지 않는다.
본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물 중의 백금계 금속의 함유량이 50 ppm 이하(45 ppm 이하, 35 ppm 이하, 30 ppm 이하, 25 ppm 이하 또는 20 ppm 이하)인 경우, 경화 후, 혹은 가열이나 자외선 등의 고에너지선에 폭로한 경우, 특히 투명한 밀착층의 변색이나 착색을 억제할 수 있는 경우가 있다. 한편, 오가노폴리실록산 조성물의 경화성의 견지에서, 백금계 금속의 함유량은 0.1 ppm 이상이며, 당해 하한을 밑돌면 경화 불량의 원인이 되는 경우가 있다.
본 발명의 경화성 실리콘 조성물은 임의로 경화 지연제를 포함할 수도 있다. 경화 지연제는 조성물 중의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기와 규소 결합 수소 원자의 가교 반응을 억제하고, 상온에서의 가사 시간을 연장하여 보존 안정성을 향상시키기 위해 배합하는 것이다. 따라서, 실용상으로는 본 발명의 경화성 실리콘 조성물에 있어서 필수에 가까운 성분이다.
구체적으로는, 경화 지연제는 아세틸렌계 화합물, 엔인 화합물, 유기 질소 화합물, 유기 인 화합물, 옥심 화합물, 인계 화합물이 예시된다. 구체적으로는, 3-메틸-1-부틴-3-올, 3, 5-디메틸-1-헥신-3-올, 3-메틸-1-펜틴-3-올, 1-에틴일-1-사이클로헥산올, 페닐부틴올 등의 알킨 알코올; 3-메틸-3-펜텐-1-인, 3,5-디메틸-1-헥신-3-인 등의 엔인 화합물; 2-에틴일-4-메틸-2-펜텐, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라비닐 사이클로테트라실록산, 1,3,5,7-테트라메틸-1,3,5,7-테트라헥세닐 사이클로테트라실록산 등의 메틸알케닐 사이클로실록산; 벤조트리아졸이 예시된다.
인 함유 하이드로실릴화 반응 지연제는 포스핀계 화합물, 인산계 화합물, 포스폰산계 화합물, 포스핀 옥사이드계 화합물, 아인산계 화합물 및 아포스폰산계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종일 수 있으며, 예를 들어 1,3-비스(디페닐포스피노)프로판 등의 일본 공개특허공보 제2007-308542호에 기재된 성분이 예시된다.
조성물의 경화 거동의 견지에서, 본 발명의 경화성 실리콘 조성물은 조성물의 조제 후 실온에서 8시간 후에 점도의 증대가 1.5배 이내이며, 80~200℃에서 경화 가능한 것이 바람직하다. 증점이 억제되고 있는 것은 취급 작업성, 가사 시간, 경화 후 특성의 견지에서 중요하며, 일정 이상의 고온(80~200℃)에서 경화시킴으로써 경화성을 확보할 수 있기 때문이다. 아울러, 이러한 조성물은 상기 각 성분 및 하이드로실릴화 촉매와 경화 지연제의 아주 알맞은 조합 및 배합량을 선택함으로써 실현 가능하다.
[(F) 유기 용제 및 저용제형/무용제형 조성물]
본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물은 그의 구성 성분이 비교적 저점도이기 때문에, 저용제형 내지 무용제형의 조성물이 설계 가능하며, (F) 유기 용제의 함유량이 소량 내지 실질적으로 유기 용제를 함유하지 않는 조성이어도, 실용상 충분한 도공성을 실현할 수 있다. 구체적으로는, 유기 용매의 함유량이 조성물 전체 100 질량부에 대하여 0~60 질량% 미만이며, 50 질량% 미만이고, 실질적으로 0~30 질량%의 범위 내인 것이 특히 바람직하다. 한편, 본 조성물의 기재에 대한 젖음성 개량이나, (B) 성분에 부수하는 용매로서 불가피적으로 포함되는 경우, 유기 용제를 소량 포함하는 것은 허용된다. 유기 용제는 도공 작업성 등을 고려하여 그 종류 및 배합량을 조정하는데, 무용제형의 조성 설계의 견지에서, 극력 소량으로 하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 경화 시에 본 발명의 경화성 실리콘 조성물의 고형분을 형성하는 (A)~(D) 성분의 합계량(=합)을 100 질량부로 한 경우, 희석제인 (F) 성분의 합계량은 0~25 질량부의 범위인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, (F) 유기 용제로서는, 예를 들어 톨루엔, 크실렌, 벤젠 등의 방향족 탄화수소계 용제, 헵탄, 헥산, 옥탄, 이소파라핀 등의 지방족 탄화수소계 용제, 아세트산에틸, 아세트산이소부틸 등의 에스테르계 용제, 디이소프로필 에테르, 1, 4-디옥산 등의 에테르계 용제, 트리클로로에틸렌, 퍼클로로에틸렌, 염화메틸렌 등의 염소화 지방족 탄화수소계 용제, 용제 휘발유 등을 들 수 있으며, 시트상 기재에 대한 젖음성 등에 따라 2종 이상을 조합할 수도 있다.
본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물은 본 발명의 기술적 효과를 해치지 않는 범위에서, 임의로 상기 성분 이외의 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착 촉진제; 폴리디메틸실록산 또는 폴리디메틸디페닐실록산 등의 비반응성 오가노폴리실록산; 페놀계, 퀴논계, 아민계, 인계, 포스파이트계, 황계 또는 티오에테르계 등의 산화방지제; 트리아졸계 또는 벤조페논계 등의 광안정제; 인산 에스테르계, 할로겐계, 인계 또는 안티몬계 등의 난연제; 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제 또는 비이온계 계면활성제 등으로 이루어지는 1종류 이상의 대전 방지제 등을 포함할 수 있다. 아울러, 이들 성분 외, 안료, 염료, 무기 미립자(보강성 필러, 유전성 필러, 도전성 필러, 열전도성 필러) 등을 임의로 배합할 수도 있다.
[(A') 분자 내에 탄소-탄소 이중 결합 함유 반응성기를 포함하지 않는 쇄상 오가노폴리실록산]
본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물에는, 알케닐기, 아크릴기, 메타크릴기 등의 탄소-탄소 이중 결합 함유 반응성기를 포함하지 않는 폴리디메틸실록산 또는 폴리디메틸디페닐실록산 등의 비반응성 오가노폴리실록산을 배합할 수 있으며, 이로써, 경화물층의 손실 계수(tanδ), 저장 탄성률(G') 및 손실 탄성률(G'')을 개선할 수 있는 경우가 있다. 예를 들어, 수산기 말단을 갖는 폴리디메틸실록산 또는 폴리디메틸디페닐실록산의 사용에 의해, 경화물층의 손실 계수를 증가시킬 수 있으며, 그러한 조성물은 본 발명의 범위에 포함된다.
[조성물 전체의 점도]
본 발명의 경화성 실리콘 조성물은 25℃에서의 조성물 전체의 점도가 1,000~300,000 mPa·s의 범위이며, 조성물 전체의 점도가 5,000~50,000 mPa·s의 범위인 것이 바람직하다. 특히, 유기 용매의 함유량을 조성물 100 질량부에 대해, 전체의 30 질량% 이하로 한 경우에, 조성물 전체의 점도가 5,000~300,000 mPa·s의 범위인 것이 바람직하다
본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물의 조제 방법은 특별히 한정되지 않으며, 각각의 성분을 균질하게 혼합함으로써 수행된다. 필요에 따라 소량의 유기 용제를 가할 수도 있으며, 공지의 교반기 또는 혼련기를 이용하여 0~200℃의 온도에서 혼합하여 조제할 수도 있다.
본 발명의 경화성 실리콘 조성물은 기재 위에 도공함으로써 도막을 형성하고, 80~200℃의 온도 조건하, 적합하게는 90~190℃의 온도 조건하에서 가열함으로써 경화물로 한다. 도공 방법으로서는, 그라비아 코팅, 오프셋 코팅, 오프셋 그라비아, 롤 코팅, 리버스 롤 코팅, 에어나이프 코팅, 커튼 코팅 및 콤마 코팅이 예시된다.
본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물은 본 발명의 기술적 효과를 해치지 않는 범위에서, 임의로 상기 성분 이외의 성분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착 촉진제; 폴리디메틸실록산 또는 폴리디메틸디페닐실록산 등의 비반응성 오가노폴리실록산; 페놀계, 퀴논계, 아민계, 인계, 포스파이트계, 황계 또는 티오에테르계 등의 산화방지제; 트리아졸계 또는 벤조페논계 등의 광안정제; 인산 에스테르계, 할로겐계, 인계 또는 안티몬계 등의 난연제; 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제 또는 비이온계 계면활성제 등으로 이루어지는 1종류 이상의 대전 방지제 등을 포함할 수 있다. 아울러, 이들 성분 외, 안료, 염료, 무기 미립자(보강성 필러, 유전성 필러, 도전성 필러, 열전도성 필러) 등을 임의로 배합할 수도 있다.
[(A') 분자 내에 탄소-탄소 이중 결합 함유 반응성기를 포함하지 않는 쇄상 오가노폴리실록산]
본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물에는, 알케닐기, 아크릴기, 메타크릴기 등의 탄소-탄소 이중 결합 함유 반응성기를 포함하지 않는 폴리디메틸실록산 또는 폴리디메틸디페닐실록산 등의 비반응성 오가노폴리실록산을 배합할 수 있으며, 이로써, 본 발명의 경화성 실리콘 조성물을 경화시켜 이루어지는 밀착층의 손실 계수(tanδ), 저장 탄성률(G') 및 손실 탄성률(G'')을 개선할 수 있는 경우가 있다. 예를 들어, 수산기 말단을 갖는 폴리디메틸실록산 또는 폴리디메틸디페닐실록산의 사용에 의해, 밀착층의 손실 계수를 증가시킬 수 있으며, 그러한 조성물은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물의 조제 방법은 특별히 한정되지 않으며, 각각의 성분을 균질하게 혼합함으로써 수행된다. 필요에 따라 용제를 가할 수도 있으며, 공지의 교반기 또는 혼련기를 이용하여 0~200℃의 온도에서 혼합하여 조제할 수도 있다.
본 발명의 오가노폴리실록산 조성물은 기재 위에 도공함으로써 도막을 형성하고, 80~200℃의 온도 조건하, 적합하게는 90~190℃의 온도 조건하에서 가열함으로써 경화물로 한다. 도공 방법으로서는, 그라비아 코팅, 오프셋 코팅, 오프셋 그라비아, 롤 코팅, 리버스 롤 코팅, 에어나이프 코팅, 커튼 코팅 및 콤마 코팅이 예시된다.
[경화물의 밀착성]
본 발명의 경화성 실리콘 조성물은 하이드로실릴화 반응에 의해 당해 조성물을 경화시켜 이루어지는 경화층이 밀착성을 나타내는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 밀착층은 상기 구성을 가지며, 실용상 충분한 밀착력을 발현하기 때문에, 공지의 실리콘 감압 접착제 등을 소망에 따라 치환하여 이용 가능하다.
구체적으로는, 본 발명의 경화성 실리콘 조성물을 경화시켜 이루어지는 두께 40 μm의 밀착층의, SUS 기제에 대한 JIS Z 0237에 따른 180° 박리 시험 방법을 이용하여 인장 속도 300 mm/min에 의해 측정된 밀착력이 100~2500 gf/inch의 범위에 있는 밀착층을 설계 가능하며, 500~2250 gf/inch의 범위에 있는 밀착층을 적합하게 설계 가능하다. 아울러, 상기 두께(40 μm)는 본 발명에 관한 경화층의 밀착성을 객관적으로 정의하기 위한 기준이 되는 경화층 자체의 두께이며, 본 발명의 오가노폴리실록산 조성물은 두께 40 μm로 한정되지 않고, 임의의 두께의 경화층(경화 밀착층)으로 하여 이용할 수 있는 것은 물론이다.
[밀착층으로서의 사용]
본 발명의 경화물은 특히 밀착층으로서 사용할 수 있다. 또한, 피착체와의 밀착성을 향상시키기 위해, 밀착층 또는 기재의 표면에 대해 프라이머 처리, 코로나 처리, 에칭 처리, 플라즈마 처리 등의 표면 처리를 수행할 수도 있다. 단, 본 발명의 밀착층은 상기한 바와 같이, 표시 디바이스 등의 기재에 대한 밀착성이 우수하기 때문에, 필요에 따라 이들 공정을 가해 더욱 피착체와의 밀착성을 향상시킬 수도 있으며, 이들 공정을 생략함으로써 보다 높은 생산 효율을 실현할 수도 있다.
본 발명에 관한 경화성 실리콘 조성물은 박리 라이너에 도공한 후, 상기 온도 조건하에서 가열함으로써 경화시키고, 박리 라이너를 벗겨 필름상 기재, 테이프상 기재 또는 시트상 기재(이하, 「필름상 기재」라고 한다)와 맞붙이거나, 필름상 기재에 도공한 후, 상기 온도 조건하에서 가열함으로써 경화시켜, 상기 기재의 표면에 경화 밀착층을 형성할 수 있다. 이들 필름상 기재 위에 본 발명에 관한 오가노폴리실록산 조성물을 경화하여 이루어지는 경화층, 특히 필름상의 경화층을 구비한 적층체는 밀착 테이프, 착탈을 전제로 하는 보호 필름, 반창고, 저온 지지체, 전사 필름, 라벨, 엠블럼 및 장식 또는 설명용 표시에 사용할 수도 있다. 또한, 본 발명에 관한 오가노폴리실록산 조성물을 경화하여 이루어지는 경화층은 자동차 부품, 완구, 전자 회로 또는 키보드의 조립에 사용할 수도 있다. 혹은, 본 발명에 관한 오가노폴리실록산 조성물을 경화하여 이루어지는 경화층, 특히 필름상의 밀착층은 적층 터치 스크린 또는 평판 디스플레이의 보호, 구축 및 이용에 사용할 수도 있다.
기재의 종류로서, 판지, 골판지, 클레이 코트지, 폴리올레핀 라미네이트지, 특히 폴리에틸렌 라미네이트지, 합성 수지 필름·시트, 천연 섬유포, 합성 섬유포, 인공 피혁포, 금속박이 예시된다. 특히, 합성 수지 필름·시트가 바람직하며, 합성 수지로서, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 사이클로 폴리올레핀, 나일론이 예시된다. 특히 내열성이 요구되는 경우에는, 폴리이미드, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 액정 폴리아릴레이트, 폴리아미드이미드, 폴리에테르 술폰 등의 내열성 합성 수지의 필름이 아주 알맞다. 한편, 표시 디바이스 등 시인성이 요구되는 용도에서는, 투명 기재, 구체적으로는 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐리덴, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, PEN 등의 투명 재료가 아주 알맞다.
상기 기재는 필름상 또는 시트상인 것이 바람직하다. 그 두께는 특별히 제한되지 않으며, 용도에 따라 소망의 두께로 설계할 수 있다. 또한, 지지 필름과 경화 밀착층의 밀착성을 향상시키기 위해, 프라이머 처리, 코로나 처리, 에칭 처리, 플라즈마 처리된 지지 필름을 이용할 수도 있다. 또한, 필름상 기재의 경화층/경화 밀착층과 반대면에는, 흠집 방지, 오염 방지, 지문 부착 방지, 눈부심 방지, 반사 방지, 대전 방지 등의 처리 등의 표면 처리된 것일 수도 있다.
기재에의 도공 방법으로서는, 그라비아 코팅, 오프셋 코팅, 오프셋 그라비아, 오프셋 전사 롤 코터 등을 이용한 롤 코팅, 리버스 롤 코팅, 에어나이프 코팅, 커튼 플로우 코터 등을 이용한 커튼 코팅, 콤마 코팅, 메이어 바, 그 외 공지의 경화층을 형성하는 목적으로 사용되는 방법을 제한없이 사용할 수 있다.
도공량은 표시 장치 등의 용도에 따라 소망의 두께로 설계할 수 있으며, 일 예로서, 경화한 후의 밀착층의 두께로 1~1,000 μm이며, 5~900 μm일 수 있고, 10~800 μm일 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 관한 밀착층은 그 요구 특성에 따라 단층일 수도 2층 이상의 밀착층을 적층하여 이루어지는 복층일 수도 있다. 복층의 밀착층은 한층씩 제작한 필름을 맞붙일 수도 있고, 박리층을 구비한 필름 기재 위 등에서 경화성 실리콘 조성물을 도공하고 경화시키는 공정을 복수회 수행할 수도 있다.
본 발명에 관한 밀착층은 부재 간의 접합 내지 밀착 외, 유전층, 도전층, 방열층, 절연층, 보강층 등으로부터 선택되는 다른 기능층으로서의 역할이 부여되어 있을 수 있다. 특히, 본 발명의 경화성 실리콘 조성물은 기재 표면으로부터 극히 용이하게 제거 가능한 경화 밀착층을 형성하기 때문에, 일시적인 기능층 혹은 착탈을 전제로 하는 기능층의 가고정 등에 극히 유용하다.
본 발명의 경화성 실리콘 조성물을 경화하여 이루어지는 경화층이 밀착층, 특히 밀착 필름인 경우, 당해 경화층은 박리 코팅능을 갖는 박리층을 구비한 필름 기재 위에, 박리 가능한 상태로 밀착한 적층체 필름으로서 취급하는 것이 바람직하다. 박리층은 박리 라이너, 세퍼레이터, 이형층 혹은 박리 코팅층으로 불리는 경우도 있으며, 적합하게는, 실리콘계 박리제, 불소계 박리제, 알키드계 박리제 또는 플루오로실리콘계 박리제 등의 박리 코팅능을 갖는 박리층, 기재 표면에 물리적으로 미세한 요철을 형성시키거나, 본 발명의 밀착층과 부착하기 어려운 기재 그 자체일 수도 있다. 특히 본 발명에 관한 적층체에서는, 박리층으로서 플루오로실리콘계 박리제를 경화시켜 이루어지는 박리층의 사용이 바람직하다.
본 발명의 경화성 실리콘 조성물을 경화하여 이루어지는 경화물은 상기와 같은 점탄성과 밀착성을 함께 갖는 동시에, 투명성과 낮은 헤이즈라는 특성에 있어서 현저히 우수하기 때문에, 탄성 밀착층으로서, 각종 전자 기기 또는 전기적 장치의 부재로서 유용하다. 특히, 전자 재료, 표시 장치용 부재 또는 트랜스듀서용 부재(센서, 스피커, 액추에이터 및 제너레이터용을 포함한다)로서 유용하며, 당해 경화물의 아주 알맞은 용도는 전자 부품 또는 표시 장치의 부재이다. 본 발명에 관한 경화물은 투명할 수도 불투명할 수도 있으나, 필름 형상의 경화물, 특히 실질적으로 투명한 보호 필름은 표시 패널 또는 디스플레이용 부재로서 아주 알맞으며, 특히 화면을 손가락 끝 등으로 접촉함으로써 기기, 특히 전자 기기를 조작 가능한 이른바 터치 패널 용도로 특히 유용하다. 아울러, 본 발명의 경화물층은 투명성이 요구되지 않고, 밀착층 자체에 일정한 신축성 또는 유연성이 요구되는 센서, 스피커, 액추에이터 등에 이용되는 필름상 또는 시트상 부재의 용도에 적용할 수도 있다.
[밀착 테이프로서의 사용]
본 발명의 경화성 실리콘 조성물을 경화시켜 이루어지는 경화층을 포함하는 물품은 밀착 테이프, 특히 착탈을 전제로 하는 보호 테이프일 수 있으며, 상기 합성 수지 필름·시트, 금속박, 직포, 부직포, 종이 등의 섬유 제품으로 이루어지는 시트상 부재와 상기 밀착층을 구비하는 것을 특징으로 한다. 이러한 밀착 테이프의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니며, 절연 테이프, 내열 테이프, 솔더 마스킹 테이프, 마이카 테이프 바인더, 임시 고정 테이프(실리콘 고무 부품 등의 임시 고정 테이프를 특히 포함한다), 스플라이싱 테이프(실리콘 박리지용 스플라이싱 테이프를 특히 포함한다)를 들 수 있다.
특히, 본 발명의 경화성 실리콘 조성물을 경화하여 이루어지는 경화물, 특히 경화물층은 높은 투명성과 낮은 전체 헤이즈값을 실현 가능한 동시에, 실용상 충분한 기재에 대한 밀착성을 구비하며, 또한 고온에 노출한 경우에도 밀착층의 밀착 특성 및 외관이 안정적이고, 사용 후에 용이하게 기재 표면으로부터 제거 가능하기 때문에, 표시 디바이스나 반도체 등에 대해 착탈을 전제로 하여 일시적으로 사용하는 기능성 필름에 특히 적합하게 이용 가능하다.
[적층체 및 밀착성 시트]
상기 필름상 기재 위에, 상기 경화성 실리콘 조성물을 경화하여 이루어지는 경화 밀착층을 구비한 적층체를 형성시킬 수 있으며, 적합하게는, 이들 필름상 기재에 당해 경화 밀착층에 대한 박리층이 형성되어 있을 수도 있다.
상기 적층체에서는, 시트상 기재가 적어도 1개의 박리층을 구비하고 있으며, 당해 박리층이 경화 밀착층과 접촉하고 있는 것이 바람직하다. 이로써, 경화 밀착층을 시트상 기재로부터 용이하게 박리할 수 있다. 박리층에 포함되는 박리제는 특별히 한정되는 것은 아니며, 상기와 동일한 박리제를 들 수 있다.
특히, 상기 적층체는 필름상 기재로부터 분리한 밀착층을 단독으로 취급할 수도 있으며, 필름상 기재는 2개일 수도 있다.
구체적으로는,
필름상 기재,
당해 필름상 기재 위에 형성된 제1 박리층,
당해 박리층 위에 상기 경화성 실리콘 조성물을 도공하고 경화시켜 형성된 밀착층, 및
당해 밀착층 위에 적층된 제2 박리층
을 구비하는 것일 수 있다.
마찬가지로, 상기 형태의 적층체는, 예를 들어 상기 경화성 실리콘 조성물을 필름상 기재 위에 형성된 한쪽 박리층 위에 도공하고 경화시킴으로써 밀착층을 형성시키고, 당해 밀착층 위에 다른 박리층을 적층하여 형성시킬 수도 있다.
또한, 상기 형태의 적층체는, 예를 들어 상기 경화성 실리콘 조성물을 제1 필름상 기재 및 제2 필름상 기재에 끼우고, 가열하면서, 프레스 또는 롤로 일정 두께로 성형한 후, 상기 조성물을 경화시킴으로써 제조할 수도 있다.
제1 시트 기재는 제1 박리층을 구비하고 있을 수도 있고, 혹은 제1 시트 기재 자체가 박리성을 구비하는 것일 수도 있다. 마찬가지로, 제2 시트 기재는 제2 박리층을 구비하고 있을 수도 있고, 혹은 제2 시트 기재 자체가 박리성을 구비하는 것일 수도 있다. 제1 시트 기재 및/또는 제2 시트 기재가 제1 박리층 및/또는 제2 박리층을 구비하는 경우에는, 경화 밀착층은 제1 박리층 및/또는 제2 박리층에 접촉하는 것이 바람직하다.
박리성을 갖는 시트 기재로서는, 예를 들어 불소 수지제 필름 등의 박리성을 갖는 재질로 이루어지는 시트 기재, 혹은 폴리올레핀 필름 등의 박리성이 없거나 혹은 낮은 재질에 실리콘, 불소 수지 등의 박리제를 첨가한 것으로 이루어지는 시트 기재를 들 수 있다. 한편, 박리층을 구비하는 시트 기재로서는, 예를 들어 실리콘, 불소 수지 등의 박리제를 코팅한 폴리올레핀 필름 등을 들 수 있다.
상기 적층체는, 예를 들어 경화 밀착층을 피착체에 적용 후, 필름상 기재로부터 밀착층을 박리함으로써 사용할 수 있다.
밀착층(경화 밀착층)의 두께는 5~10000 μm인 것이 바람직하며, 그 중에서도 10 μm 이상 혹은 8000 μm 이하, 그 중에서도 20 μm 이상 혹은 5000 μm인 것이 특히 바람직하다.
[표시 패널 또는 디스플레이용 부재]
본 발명의 경화성 실리콘 조성물을 경화하여 이루어지는 경화물은 적층 터치 스크린 또는 평판 디스플레이의 보호, 구축 및 이용에 사용할 수 있으며, 그 구체적인 사용 방법은 밀착층(예를 들어, 실리콘 PSA, 실리콘 접착제 및 실리콘 봉지(封止)제)의 공지의 사용 방법을 특별히 제한없이 이용할 수 있다.
본 발명의 경화성 실리콘 조성물, 이를 경화하여 이루어지는 경화물의 용도로서는, 상기에 개시한 외에 아무런 제약이 없으며, 당해 조성물을 경화하여 이루어지는 경화물을 구비하여 이루어지는 필름은 문자나 기호, 화상을 표시하기 위한 다양한 표시 장치에 이용 가능하다. 이러한 표시 장치의 표면 형상은 평면이 아니라 곡면상 내지 만곡된 형상일 수도 있으며, 각종 평판 디스플레이(FPD) 외, 자동차(전기 자동차를 포함한다)나 항공기 등에 이용되는 곡면 디스플레이 또는 곡면 투과형 스크린이 예시된다. 또한, 이들 표시 장치는 스크린이나 디스플레이 상에 기능 또는 프로그램을 실행하기 위한 아이콘이나 통지 표시, 조작 버튼에 손가락을 접촉함으로써 입력 조작이 가능해지는 터치 패널 기능이 부가되어 있을 수도 있다. 장치로서는, CRT 디스플레이, 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 무기 EL 디스플레이, LED 디스플레이, 표면 전계 디스플레이(SED), 전계 방출형 디스플레이(FED) 등의 표시 장치나, 이들을 이용한 터치 패널에 응용이 가능하다. 또한, 당해 조성물을 경화하여 이루어지는 경화물은 기재에 대한 밀착성과 점탄성 특성이 우수하기 때문에, 스피커용 멤브레인 등의 트랜스듀서용 부재(센서, 스피커, 액추에이터 및 제너레이터용을 포함한다)인 필름 또는 시트상 부재로서 이용할 수 있는 것 외에, 또한 이차 전지, 연료 전지 또는 태양 전지 모듈에 이용하는 봉지층 또는 밀착층으로서 이용할 수 있다.
본 발명의 경화성 실리콘 조성물을 경화하여 이루어지는 경화 밀착은 실질적으로 투명하며, 경화 불량이나 경화성 저하의 문제를 발생시키지 않는 동시에, 각종 표시 디바이스 등의 기재에 대한 밀착성이 우수하다.
아울러, 본 발명의 밀착층을 구비한 투명한 필름상 기재를 이들 디스플레이 표면의 흠집 방지, 오염 방지, 지문 부착 방지, 대전 방지, 반사 방지, 엿보기 방지 등의 목적으로 사용할 수도 있다.
실시예
(실시예 1~7, 비교예 1~3)
이하에, 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 아울러, 각 실시예·비교예·참고예에서 「경화시켰다」란, 각각의 경화 조건에 의해 각 조성물이 완전히 경화한 것을 의미하는 것이다.
(경화 반응성의 실리콘 조성물의 조제)
표 1에 나타내는 각 성분을 이용하여, 각 실시예, 비교예에 나타내는 경화 반응성 실리콘 조성물을 조제했다. 아울러, 표 1에서의 %는 모두 질량%이다.
(오가노폴리실록산 성분의 분자량의 측정)
Waters사 제품 겔 침투 크로마토그래피(GPC)를 이용하고, 테트라하이드로푸란(THF)을 용매로 하여, 표준 폴리스티렌 환산으로 오가노폴리실록산 레진 등의 오가노폴리실록산 성분의 중량 평균 분자량(Mw), 수평균 분자량(Mn)을 구했다.
(막 표면)
각 조성물을 PET 필름(가부시키가이샤 도레이(Toray Industries, Inc.) 제품, 제품명 루미러(Lumirror, 등록 상표) S10, 두께 50 μm)에 경화 후의 두께가 75 μm가 되도록 도공하고, 140℃에서 2분간 경화시켰다. 1일 방치 후, 동일 시료를 폭 20 mm로 절단하고, 밀착층면을 SUS판(팔텍크(PALTEK CORPORATION) 제품)에 롤러를 이용하여 맞붙여 시험편으로 했다. 떼었을 때의 막 표면에 대해 관찰하여, SUS판에 밀착층(경화물)이 남아 있는 조성을 풀 잔여물 있음으로 판단하고, SUS판에 밀착층이 남지 않은 조성을 「풀 잔여물 없음」으로 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(유리 표면에의 밀착성, 분리성)
각 조성물을 PET 필름(가부시키가이샤 도레이 제품, 제품명 루미러(등록 상표) S10, 두께 50 μm)에 경화 후의 두께가 75 μm가 되도록 도공하고, 140℃에서 2분간 경화시켰다. 1일 방치 후, 동일 시료를 폭 20 mm로 절단하고, 밀착면을 플로트 유리판의 친수면에 롤러를 이용하여 맞붙여 시험편으로 했다. 시험편은 가부시키가이샤 오리엔테크(ORIENTEC CORPORATION) 제품 RTC-1210 인장 시험기를 이용해 JIS Z0237에 준거하여 180° 박리 시험 방법을 이용하여 인장 속도 300 mm/min으로 밀착력(25 mm 폭에서의 측정을 표시 단위 gf/인치로 환산)을 측정하고, 1 gf/25 mm 이상의 밀착력을 갖는 것을 밀착력 있음으로 판단하여, 표 1에 「밀착성」: ○로 나타냈다.
또한, 앞의 시험편을 유리에 붙인 채로, 85℃의 오븐에서 4시간 보관하고, 가부시키가이샤 오리엔테크 제품 RTC-1210 인장 시험기를 이용해 JIS Z0237에 준거하여 180° 박리 시험 방법을 이용하여 인장 속도 300 mm/min으로 밀착력(25 mm 폭에서의 측정을 표시 단위 gf/인치로 환산)을 측정하고, 초기 밀착력에 비해 100%부터 200%의 범위에 있던 샘플을 ○, 200% 이상 300% 미만이었던 샘플을 △, 300% 이상이었던 샘플을 ×로 평가하여, 표 1에 「분리성」으로 나타냈다.
(헤이즈값)
각 조성물을 PET 필름(가부시키가이샤 도레이 제품, 제품명 루미러(등록 상표) #10, 두께 50 μm, 루미러 #50)에 경화 후의 두께가 75 μm가 되도록 도공하고, 140℃에서 2분간 경화시켰다. 경화시킨 필름을 헤이즈미터로 측정하고, 헤이즈값이 2.0 미만인 샘플을 ○, 2.0 이상인 샘플을 ×로 평가했다.
표 1에 경화 반응성 오가노폴리실록산 조성물의 재료를 나타낸다. 아울러, 각 성분의 점도 또는 가소도는 이하의 방법에 의해 실온에서 측정했다.
[점도]
점도(mPa·s)는 JIS K7117-1에 준거한 회전 점도계를 사용하여 측정한 값이며, 동점도(動粘度, mm2/s)는 JIS Z8803에 준거한 우베로데(Ubbelohde)형 점도계에 의해 측정한 값이다.
[각 실리콘의 구조 해석]
실시예에 이용한 각종 실리콘은 Bruker사 제품 500 MHz NMR의 29 Si를 측정함으로써 구조 결정을 수행했다.
표 중의 각 성분은 다음의 실리콘 성분 등을 사용했다. C 성분의 실리콘 레진은 다른 A 성분~B 성분을 미리 혼합하고, 감압하에서 크실렌을 유출(溜出)시켜 사용했다.
(A1 성분)
하기 식으로 표시되는 알케닐기 함유 폴리실록산(비닐기 함유량: 0.089 질량%)
[화 2]
Figure pct00002
(A2-1 성분)
하기 식으로 표시되는 알케닐기 함유 폴리실록산(비닐기 함유량: 0.49 질량%)
[화 3]
Figure pct00003
(A2-2 성분)
하기 식으로 표시되는 알케닐기 함유 폴리실록산(비닐기 함유량: 0.3 질량%)
[화 4]
Figure pct00004
(B 성분)
비닐 관능성 폴리디메틸실록산, 검상(중합도 2000), 비닐기 함유량 0.21 질량%
(C 성분)
(CH3)3SiO1/2 단위와 SiO4/2 단위 및 수산기로 이루어지는 MQ 실리콘 수지, 폴리스티렌 환산에 의한 중량 평균 분자량(Mw) 6500, OH 함유량 4.5몰%(1.0 질량%), 크실렌 용액(고형분 70 질량%)
(D1 성분)
분자쇄 양말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄된 메틸하이드로겐폴리실록산(25℃에서의 점도 20 mm2/s, SiH 함유량 1.59%)
(D2 성분)
분자쇄 양말단이 트리메틸실록시기로 봉쇄된 디메틸실록산·메틸하이드로겐실록산 공중합체(질량 평균 분자량 1600, SiH 함유량 0.73 질량%)
(E 성분)
백금 촉매: 1, 3-디비닐-1, 1, 3, 3-테트라메틸디실록산 백금 착체
(백금량 40 ppm이 되는 양)
(F 성분)
유기 용매: 톨루엔
(경화 지연제) 3-메틸-1-부틴-3-올(표 중에서 「메틸부틴올」이라고 줄인다)
성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 비교예 1 비교예 2 비교예 3
A-1 성분 100.0 100 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0
A-2 성분 40.1 39.6 39.5 182.6 89.0 40.3
A-3 성분 45.8 45.8 46.1 38.2 154.8 249.8 45.1
B-1 성분 7.32 7.97 7.55 33.4 0.5 0.5 7.5 157.2 208.8 0
C 성분 22.2 37.4 50.09 44.4 0 0 0 66.6 80
D1 성분 20.5 20.4 20.7 12.9 0 0 6 9.66 11.6 0.5
D2 성분 11.6 10.2 0
용제량*( 질량%) 20 20 20 50 11.1 11.1 25 120 120 120
Si-H/Vi비 20.3 20.2 20.4 20.4 1.41 2.35 5.56 9.8 9.3 9.9
백금량 ppm 40 ppm 40 ppm 40 ppm 40 ppm 40 ppm 40 ppm 40 ppm 40 ppm 40 ppm 40 ppm
메틸부틴올 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
점도(mPas) 8000 8300 8000 7400 8800 7400 9000 9000 12000 40000
막 표면의 풀 잔여물 풀 잔여물 없음
밀착성**
분리성*** ×
헤이즈 × ×
* A~D 성분의 합 100 질량부에 대한 유기 용제(톨루엔)의 질량%
** 유리 표면에의 밀착성
*** 85℃/48시간 후의 유리 표면으로부터의 분리성
[총괄]
실시예 1~7에 관한 경화성 실리콘 조성물은 저용제형 조성물이더라도, 실용상 충분히 도공 가능한 점도 범위에 있으며, 또한 얻어지는 밀착층의 경화성 및 기재에 대한 밀착성/분리성에 있어서 실용상 충분히 우수한 것이었다.
한편, (B) 성분의 양이 많은 경우, 비교예 1, 2와 같이, 경화물의 저헤이즈값을 실현할 수 없는 외, 고온 유지 후의 분리성이 불충분해진다. 또한, (B) 성분을 빠뜨린 경우에는, 비교예 3과 같이 고온 유지 후의 분리성이 현저하게 악화된다.

Claims (9)

  1. (A) 분자 내에 적어도 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지며, 그의 실록산 중합도가 10~1,000의 범위인 직쇄상 또는 분지쇄상 오가노폴리실록산, 100 질량부,
    (B) 분자 내에 적어도 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지며, 그의 실록산 중합도가 1001 이상 10000의 범위인 직쇄상 또는 분지쇄상 오가노폴리실록산, (A) 성분 100 질량부에 대하여 1 질량부~100 질량부,
    (C) 분자 내에 R3SiO1/2(식 중, R은 서로 독립적으로 1가 포화 유기기를 나타낸다)로 표시되는 실록산 단위(M 단위) 및 SiO4/2로 표시되는 실록산 단위(Q 단위)를 포함하는 오가노폴리실록산 수지, (A) 성분 100 질량부에 대하여 0 질량부에서 100 질량부,
    (D) 폴리오가노하이드로겐실록산, 및
    (E) 하이드로실릴화 반응 촉매 촉매량
    을 함유하여 이루어지며,
    (F) 유기 용제, 상기 (A)~(D) 성분의 합 100 질량부에 대해 0~60 질량부
    를 함유하는 경화성 실리콘 조성물.
  2. 제1항에 있어서, (A) 성분~(D) 성분의 합계량을 100 질량부로 하였을 때,
    (A) 성분 및 (B) 성분의 합계량이 65~99 질량부의 범위이고,
    (C) 성분의 양이 0~40 질량부의 범위이고,
    (D) 성분의 양이 0.01~15 질량부의 범위이고,
    (F) 성분의 양이 0~25 질량부의 범위인 것을 특징으로 하는, 경화성 실리콘 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, (A) 성분 및 (B) 성분 중의, 분자 내에 규소 원자에 결합한 아릴기 또는 아르알킬기의 함유량이 이들 성분 중의 규소 원자에 결합한 기 전체에 대하여 0.1몰% 미만인, 경화성 실리콘 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, (C) 성분이 질량 평균 분자량 1,000~10,000의 범위에 있는 오가노폴리실록산 수지이며, 분자량 100,000 이상의 오가노폴리실록산 수지의 함유량이 전체의 1 질량% 이하인 오가노폴리실록산 수지인, 경화성 실리콘 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, (A) 성분이
    (A1) 분자쇄 양말단에만 적어도 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지며, 그의 실록산 중합도가 10~1,000의 범위인 직쇄상 또는 분지쇄상 오가노폴리실록산, 및
    (A2) 분자쇄 말단 이외의 부위에 적어도 1개 이상의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지며,또한 분자 내에 적어도 3개 이상의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기를 가지고, 실록산 중합도가 10~1,000의 범위인 직쇄상 또는 분지쇄상 오가노폴리실록산
    을 30:70~70:30의 질량비로 포함하는 혼합물인, 경화성 실리콘 조성물.
  6. 제5항에 있어서, (A2) 성분 중의 2개의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기 간의 실록산 평균 단위수가 30~200인 것 특징으로 하는, 경화성 실리콘 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, (D) 성분이 분자쇄 말단 이외의 부위에 적어도 1개 이상의 규소 원자 결합 수소 원자를 갖는 직쇄상 또는 분지쇄상의 오가노하이드로겐폴리실록산이며, (D) 성분 중의 규소 원자 결합 수소 원자의 몰수의, (A) 성분 및 (B) 성분 중의 지방족 불포화 탄소-탄소 결합 함유기의 몰수에 대한 비율이 0.1~40의 범위인, 경화성 실리콘 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, PET 필름 위에서 경화성 실리콘 조성물을 경화시켜, 두께 75 μm의 경화물 필름을 형성시킨 경우의 당해 경화물 필름의 전체 헤이즈값이 2.0 이하인 것을 특징으로 하는, 경화성 실리콘 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 경화성 실리콘 조성물을 경화시켜 이루어지는 실리콘 경화물.
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