JP5308564B1 - 二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物及びその使用 - Google Patents
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Abstract
【課題】速硬化性に優れた硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を提供する。
【解決手段】(A)分子中に2個以上のアルケニル基を含有するアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン;(B)ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に2個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン;(C)白金系触媒を含み、(A)のアルケニル基の個数ViAに対する、(B)のケイ素原子に結合した水素原子の個数HBの比が0.5〜10.0であり、(C)が、白金系金属原子として、0.5〜2000ppmである、第1成分及び第2成分からなる二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物であって、第1成分が、(A)及び(C)を含み、第2成分が、(B)を含む、二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
【選択図】なし
【解決手段】(A)分子中に2個以上のアルケニル基を含有するアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン;(B)ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に2個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン;(C)白金系触媒を含み、(A)のアルケニル基の個数ViAに対する、(B)のケイ素原子に結合した水素原子の個数HBの比が0.5〜10.0であり、(C)が、白金系金属原子として、0.5〜2000ppmである、第1成分及び第2成分からなる二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物であって、第1成分が、(A)及び(C)を含み、第2成分が、(B)を含む、二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、硬化性ポリオルガノシロキサン組成物に関し、特に、速硬化性を有する二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物、及びこれを用いた接着体の製造方法に関する。
液晶モジュールなどの表示部品を備えている携帯電話等の表示装置において、表示装置の保護やデザイン性向上の目的のために、表示装置の前面にガラス製又は樹脂製のスクリーンが設置される。しかし、スクリーン及び表示装置の間には空気層が存在するため、外光の反射で表示画面が見にくくなる問題がある。そのため、空気層をスクリーンの屈折率にあわせた透明な接着剤などで貼り合わせることが行われる。そこで使用される接着剤としては、紫外線硬化型が一般的に用いられており、貼り合わせを行う対向する部材の片側へ塗布し、部材同士を貼り合わせた後、紫外線にて硬化させている。
近年、デザインの多様性などによりスクリーン素材へ紫外線が透過しにくいプラスチック樹脂を使用したり、スクリーン周辺部を着色した額縁印刷を設けたりする例などでは、紫外線が透過せず硬化し難い場合が増えてきている。これに対して、特許文献1には、1分子中に加水分解性シリル基を平均して少なくとも一個有する化合物、及び、1分子中に重合性の炭素−炭素二重結合を平均して少なくとも一個有する化合物を含有する硬化性組成物が開示されている。特許文献1に記載された組成物は、光によって速硬化可能で、かつ光の当らない部分についても大気中の湿気と反応して硬化する硬化性組成物である。また、特許文献2には、加熱により硬化する2成分系の付加反型シリコーンゲルが開示されている。
特許文献1に開示されている組成物では、塗布装置内で硬化が発生するため、塗布装置の詰まりを生じる問題や、そもそも湿気との反応時間が長く、貼り合せ後の硬化反応が非常に遅いという問題があった。
特許文献2に開示されている熱硬化型の組成物を表示装置および保護板に介在させ熱硬化させた際に、硬化時間が長く、保護板がずれるという問題があった。保護板のずれ防止として、高い温度をかけて短時間で硬化させる方法も考えられるが、貼り合わせる部材の耐熱性のために、硬化のために十分な熱を与えることができないという問題があった。
以上のように、硬化反応において放射線や加熱装置など特別な装置を用いる必要がなく、紫外線が透過しない部材や耐熱性の乏しい部材でも貼り合わせることができ、かつ湿気など外部環境の影響を受けずに硬化反応が可能であり、接着剤を貼り合わせる基材にそれぞれ塗布して、基材同士を貼り合せて、接着剤成分同士が接触したときに硬化反応が開始する接着方法に適した、新たな硬化性ポリオルガノシロキサン組成物に対する要望が高まっている。
本発明は、速硬性に優れた硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を提供することを目的とする。
本発明は、
(A)分子中に2個以上のアルケニル基を含有するアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン;
(B)ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に2個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン;
(C)白金系触媒
を含み、
(A)のアルケニル基の個数ViAに対する、(B)のケイ素原子に結合した水素原子の個数HBの比が0.5〜10であり、
(C)成分が、白金系金属原子として、0.5〜2000ppmである、
第1成分及び第2成分からなる二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物であって、
第1成分が、(A)及び(C)を含み、
第2成分が、(B)を含む、
二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物に関する。
(A)分子中に2個以上のアルケニル基を含有するアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン;
(B)ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に2個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン;
(C)白金系触媒
を含み、
(A)のアルケニル基の個数ViAに対する、(B)のケイ素原子に結合した水素原子の個数HBの比が0.5〜10であり、
(C)成分が、白金系金属原子として、0.5〜2000ppmである、
第1成分及び第2成分からなる二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物であって、
第1成分が、(A)及び(C)を含み、
第2成分が、(B)を含む、
二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物に関する。
本発明によれば、速硬化性に優れた、硬化性ポリオルガノシロキサン組成物が提供される。
本発明の(A)アルケニル基含有ポリオルガノシロキサンは、本発明のポリオルガノシロキサン組成物において、ベースポリマーとなる成分である。(A)を配合することによって、硬化時に架橋反応による安定した3次元構造を確保し、硬化収縮を制御し抑制し、良好な視認性を確保することができる。(A)は、ケイ素原子に結合したアルケニル基を1分子中に2個以上有し、(B)のSi−H結合との付加反応により、網状構造を形成することができるものであれば、どのようなものであってもよい。代表的には、一般式(I):
(Ra)n1(Rb)n2SiO(4−n1−n2)/2 (I)
(式中、
Raは、C2−C6アルケニル基(例えば、ビニル、アリル、3−ブテニル、5−ヘキセニル)であり;
Rbは、C1−C6アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル)又はフェニルであり;
n1は、1又は2であり;
n2は、0〜2の整数であり、ただし、n1+n2は1〜3である)
で示されるアルケニル基含有シロキサン単位を、分子中に少なくとも2個有するアルケニル基含有ポリオルガノシロキサンである。
(Ra)n1(Rb)n2SiO(4−n1−n2)/2 (I)
(式中、
Raは、C2−C6アルケニル基(例えば、ビニル、アリル、3−ブテニル、5−ヘキセニル)であり;
Rbは、C1−C6アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル)又はフェニルであり;
n1は、1又は2であり;
n2は、0〜2の整数であり、ただし、n1+n2は1〜3である)
で示されるアルケニル基含有シロキサン単位を、分子中に少なくとも2個有するアルケニル基含有ポリオルガノシロキサンである。
(A)のシロキサン骨格は、直鎖状でも分岐状でもよい。合成および平均重合度の制御が容易なことから、(A)は、直鎖状のものが好ましい。また、これらの混合物を用いてもよい。
Raは、合成が容易で、また硬化前の組成物の流動性や、硬化物の耐熱性を損ねないという点から、ビニル基が好ましい。Raは、(A)のポリオルガノシロキサン分子鎖の末端又は途中のいずれに存在してもよく、その両方に存在してもよいが、硬化後の組成物に優れた機械的性質を与えるためには、少なくともその両末端に存在していることが好ましい。
Rbは、合成が容易で、組成物の流動性や硬化後の機械的強度等のバランスが優れているという点から、メチル基が特に好ましい。
n1は、合成が容易なことから、1が好ましい。
(A)は、作業性の観点から、(A)の粘度は、23℃において100〜100,000cPが好ましく、100〜10,000cPがより好ましく、300〜4,000cPが特に好ましい。これらの粘度範囲になるように、(A)の重量平均分子量を調整することが好ましい。なお、本発明における粘度は、回転粘度計を用いて、23℃の条件で測定した値である。
よって、(A)としては、式(Ia):
(式中、
Raは、独立して、C2−C6アルケニル基であり、
Rbは、独立して、C1−C6アルキル基又はフェニル基であり、
m1は、(A)の23℃における粘度を100〜100,000cPにする数である)で示されるアルケニル基含有直鎖状ポリオルガノシロキサンが好ましい。
Raは、独立して、C2−C6アルケニル基であり、
Rbは、独立して、C1−C6アルキル基又はフェニル基であり、
m1は、(A)の23℃における粘度を100〜100,000cPにする数である)で示されるアルケニル基含有直鎖状ポリオルガノシロキサンが好ましい。
さらに、(A)としては、両末端がジメチルビニルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルビニルシロキサンであって、23℃における粘度が100〜100,000cPである、アルケニル基含有直鎖状ポリオルガノシロキサンがより好ましい。
本発明の(B)のポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、分子中に含まれるヒドロシリル基が、(A)のRaとの間で付加反応することにより、(A)の架橋剤として機能するものである。硬化物を網状化するために、該付加反応に関与するケイ素原子に結合した水素原子を、2個以上有している。このようなポリオルガノハイドロジェンシロキサンは、代表的には、一般式(II):
(Rc)n3(Rd)n4SiO(4−n3−n4)/2 (II)
(式中、
Rcは、水素原子であり、
Rdは、C1−C6アルキル基又はフェニル基であり;
n3は、1又は2であり;
n4は、0〜2の整数であり、ただし、n3+n4は1〜3である)
で示される単位を分子中に2個以上有する。
(Rc)n3(Rd)n4SiO(4−n3−n4)/2 (II)
(式中、
Rcは、水素原子であり、
Rdは、C1−C6アルキル基又はフェニル基であり;
n3は、1又は2であり;
n4は、0〜2の整数であり、ただし、n3+n4は1〜3である)
で示される単位を分子中に2個以上有する。
Rdは、好ましいものも含め、前述の(A)におけるRbと同様のものが例示される。また、合成が容易なことから、n3は1が好ましい。
(B)におけるシロキサン骨格は、直鎖状、分岐状又は環状のいずれであってもよい。また、これらの混合物を用いてもよい。
(B)は、23℃における粘度が1〜10,000cPであるのが好ましく、1〜1,000cPであるのがより好ましく、1〜200cPであるのがさらに好ましく、1〜50cPであるのが特に好ましい。
このような(B)として、下記の(B1)、(B2)及び(B3):
(B1)Re 2HSiO1/2単位(式中、Reは水素原子又はC1−C6アルキル基(例えば、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル)である)及びSiO4/2単位からなり、一分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子を2個以上有する、環状ポリオルガノハイドロジェンシロキサン;
(B2)両末端がRd 3SiO1/2単位で閉塞され、中間単位がRcRdSiO2/2単位及びRd 2SiO2/2単位(式中、Rcは、水素原子であり、Rdは、独立して、C1−C6アルキル基又はフェニル基である)からなり、23℃における粘度が1〜10,000cPである、直鎖状ポリオルガノハイドロジェンシロキサン;及び
(B3)式(III):
(式中、
Rcは、水素原子であり、
Rdは、独立して、C1−C6アルキル基又はフェニル基であり、
m2は、(B3)の23℃における粘度を1〜10,000cPとする数である)で示される、直鎖状ポリオルガノハイドロジェンシロキサン
が好ましい。また、硬化性を高くするという観点から、(B1)がより好ましい。(B1)、(B2)及び(B3)は、単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。(B)として、(B1)及び(B3)の組合せ、(B1)、並びに(B2)がさらに好ましい。
(B1)Re 2HSiO1/2単位(式中、Reは水素原子又はC1−C6アルキル基(例えば、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル)である)及びSiO4/2単位からなり、一分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子を2個以上有する、環状ポリオルガノハイドロジェンシロキサン;
(B2)両末端がRd 3SiO1/2単位で閉塞され、中間単位がRcRdSiO2/2単位及びRd 2SiO2/2単位(式中、Rcは、水素原子であり、Rdは、独立して、C1−C6アルキル基又はフェニル基である)からなり、23℃における粘度が1〜10,000cPである、直鎖状ポリオルガノハイドロジェンシロキサン;及び
(B3)式(III):
(式中、
Rcは、水素原子であり、
Rdは、独立して、C1−C6アルキル基又はフェニル基であり、
m2は、(B3)の23℃における粘度を1〜10,000cPとする数である)で示される、直鎖状ポリオルガノハイドロジェンシロキサン
が好ましい。また、硬化性を高くするという観点から、(B1)がより好ましい。(B1)、(B2)及び(B3)は、単独で用いてもよく、組み合わせて用いてもよい。(B)として、(B1)及び(B3)の組合せ、(B1)、並びに(B2)がさらに好ましい。
本発明の(B1)は、Re 2HSiO1/2単位及びSiO4/2単位からなり、一分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子を2個以上有する、環状ポリオルガノハイドロジェンシロキサンである。(B1)における水素原子は、一分子中、3〜100個であることが好ましく、3〜50個であるのがより好ましい。C1−C6アルキル基としてのReは、合成の容易さ等の点から、メチルが好ましい。
(B1)としては、Re 2HSiO1/2単位とSiO4/2単位の比率が、SiO4/2単位1モルに対してRe 2HSiO1/2単位1.5〜2.2モルが好ましく、1.8〜2.1モルがさらに好ましい。典型的には、[Re 2HSiO1/2]8[SiO4/2]4又は[Re 2HSiO1/2]10[SiO4/2]5のように、3〜5個のSiO4/2単位が環状シロキサン骨格を形成し、各SiO4/2単位に2個のRe 2HSiO1/2単位が結合しているものが、好ましく、特に好ましくは、各SiO4/2単位に2個の(CH3)2HSiO1/2単位が結合しているものである。
(B1)の粘度は、1〜100cPが好ましく、1〜50cPがより好ましい。
本発明の(B2)は、両末端がRd 3SiO1/2単位で閉塞され、中間単位がRcRdSiO2/2単位、及び、Rd 2SiO2/2単位からなるポリオルガノハイドロジェンシロキサンである。(B2)におけるRcは、一分子中、2〜5,000個であることが好ましく、より好ましくは3〜5,000個であり、さらに好ましくは20〜1,000個である。(B2)におけるRdとしては、合成が容易で、機械的強度および硬化前の流動性などの特性のバランスが優れているという点から、メチル基が好ましい。
(B2)としては、RcRdSiO2/2単位とRd 2SiO2/2単位の比率が、Rd 2SiO2/2単位1モルに対してRcRdSiO2/2単位0.1から2.0モルが好ましく、0.5〜1.5モルがさらに好ましい。よって、(B2)として、両末端がトリメチルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位及びメチルハイドロジェンシロキサン単位からなり、ジメチルシロキサン単位1モルに対して、メチルハイドロジェンシロキサン単位が0.1から2.0モルであるポリメチルハイドロジェンシロキサンが好ましい。
(B2)の粘度は、1〜10,000cPが好ましく、1〜1,000cPがより好ましい。
本発明の(B3)は、式(III)で示される、直鎖状ポリオルガノハイドロジェンシロキサンである。
(B3)におけるRdとしては、合成が容易で、機械的強度および硬化前の流動性などの特性のバランスが優れているという点から、メチル基が好ましい。
(B3)としては、両末端がジメチルハイドロジェンシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルハイドロジェンシロキサンが好ましい。
(B3)の粘度は、23℃において1〜5,000cPであるのが好ましい。硬化物の耐衝撃性の観点から(B3)は、(B1)及び(B2)の合計100重量部に対して、10〜1000重量部であるのが好ましく、20〜800重量部であるのがより好ましい。
適切な硬化速度の確保の観点から、(A)のケイ素原子に結合したアルケニル基の個数ViAの合計に対する、(B)におけるケイ素原子に結合した水素原子の個数HBの合計との比(HB/ViA)が、0.5〜10であり、好ましくは1.0〜6.0である。
本発明の(C)は、(A)のアルケニル基と、(B)のSi−H基との間の付加反応を促進するための触媒である。触媒活性が良好な観点から、白金、ロジウム、パラジウムのような白金族金属原子の化合物が好適に用いられ、塩化白金酸、塩化白金酸とアルコールの反応生成物、白金−オレフィン錯体、白金−ビニルシロキサン錯体、白金−ケトン錯体、白金−ホスフィン錯体のような白金化合物、ロジウム−ホスフィン錯体、ロジウム−スルフィド錯体のようなロジウム化合物、パラジウム−ホスフィン錯体のようなパラジウム化合物が好ましく、白金化合物がより好ましく、白金−ビニルシロキサン錯体が更に好ましい。
(C)は、適切な硬化速度の確保の観点から、白金族金属原子換算で、0.5〜2000ppmであり、好ましくは1〜500重量ppm、より好ましくは5〜200重量ppm、さらに好ましくは20〜100重量ppmである。また、硬化物の透明性の確保の観点から、白金族金属原子換算で、好ましくは5〜200重量ppm、より好ましくは20〜100重量ppm、さらに好ましくは20〜50重量ppmである。
本発明の組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、(D)窒素原子を有する安定化剤、(E)希釈剤、(F)接着付与剤、(G)無機質充填剤等を配合してもよい。
本発明の組成物は、(D)窒素原子を有する安定化剤を含んでいてもよい。(D)は、(C)白金系触媒を安定化することができる。(D)としては、例えば、一般式:(R1)2N−R3−N(R2)2(式中、R1は、それぞれ独立して、C1−C6アルキル基(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル)であり、R2はR1と同一の意味を有するか、又は水素原子であり、R3は、C2−C4アルキレン基(例えば、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン)である。)で示されるアミン化合物が挙げられる。
(D)として、具体的には、N,N,N´,N´−テトラメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジエチルエチレンジアミン、N,N−ジブチルエチレンジアミン、N,N−ジブチル−1,3‐プロパンジアミン、N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン、N,N,N´,N´−テトラエチルエチレンジアミン、N,N−ジブチル−1,4−ブタンジアミンが挙げられ、N,N,N´,N´−テトラメチルエチレンジアミンが好ましい。(D)は、単独又は2種以上を混合して用いることができる。
(D)の配合量は、(C)の白金族金属原子1molに対して0.001〜0.5molの範囲であり、好ましくは0.01〜0.1molである。このような範囲であれば、得られる触媒の経時的な外観不良を防止し、変色が抑えられるとともに、白金触媒の触媒活性を極端に低下させずに、所望の時間での硬化が達成できる。
本発明の組成物は、粘度を調整する目的で(E)希釈剤を含んでいてもよい。(E)は、本発明の効果反応に関与するアルケニル基やヒドロシリル基を含有しないシリコーンオイルであり、両末端がトリメチルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルシロキサンが好ましい。(E)は、粘度が、1〜1,000cPであるのが好ましく、5〜300cPであるのがより好ましい。(E)の配合量は、本発明の二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物における各成分(第1成分及び第2成分)の50重量%以下であるのが好ましく、30重量%以下であるのがより好ましく、20重量%以下であるのがさらに好ましい。
本発明の組成物は、(F)接着付与剤を含んでいてもよい。(F)接着付与剤として、アルコキシシラン類、例えば、1,1,3,5,7−ペンタメチルシクロテトラシロキサンと3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの反応生成物が挙げられる。
具体的には、下記式:
(式中、Q1およびQ2は、互いに独立して、アルキレン基、好ましくはC1−C4アルキレン基を表し、R3は、C1−C4アルキル基を表す)で示される側鎖を有するアルコキシシラン類が好ましい。
(式中、Q1およびQ2は、互いに独立して、アルキレン基、好ましくはC1−C4アルキレン基を表し、R3は、C1−C4アルキル基を表す)で示される側鎖を有するアルコキシシラン類が好ましい。
(G)無機質充填剤としては、煙霧質シリカ、アークシリカのような乾式微粉末シリカが例示され、煙霧質シリカが好ましい。また、このようなシリカの表面を、ヘキサメチルジシラザン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザンのようなシラザン化合物;オクタメチルシクロテトラシロキサンのようなポリオルガノシロキサン等で処理したものであってもよい。
本発明の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物は、第1成分及び第2成分からなる二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物であって、第1成分が、(A)及び(C)を含み、第2成分が、(B)成分を含む。なお、第1成分は、(B)を含まず、第2成分は、(C)を含まない。本発明において、第1成分と第2成分に含まれる各成分は、貼り合せ時にのみ接触し、架橋反応が進行する。そのため、本発明の室温硬化性ポリオルガノシロキサン組成物は、優れた保存安定性を有する。
第1成分は、(C)成分の安定化の観点から(D)を更に含むのが好ましい。また、第1成分は、(D)及び(E)を更に含むのがより好ましい。
本発明の第1成分は、23℃における粘度が、100〜100,000cPであるのが好ましく、100〜10,000cPであるのがより好ましく、300〜4,000cPであるのが特に好ましい。このような範囲であれば、作業性が向上し、塗布時の展延性が良好であり、貼り合せ時に第1成分及び第2成分に含まれる各成分が混合しやすく反応性が向上し、硬化時間が更に短縮される。また、(A)と(B)との付加反応において、少ない反応点で大きな架橋構造が形成され、これにより硬化時間が更に短縮されることから、好ましい粘度を有する第1成分であって、ポリオルガノシロキサン分子鎖の大きいもの、すなわち粘度の高い(A)成分が存在しているのが好ましい。このような第1成分を得る観点からは、第1成分が(A)として粘度の高い(例えば、23℃における粘度が、30,000〜100,000cP)ポリオルガノシロキサンと粘度の低い(例えば、23℃における粘度が、50〜1,000cP)ポリオルガノシロキサンの混合物を含むか、第1成分が(A)として粘度の高い(例えば、23℃における粘度が、30,000〜100,000cP)ポリメチルビニルシロキサン及び(E)希釈剤を含むのが好ましい。粘度の高いポリオルガノシロキサンと粘度の低いポリオルガノシロキサンの混合物において、粘度の低いポリオルガノシロキサンの量は、上記の粘度を満足すれば特に限定されず、例えば、粘度の高いポリオルガノシロキサン30重量部に対して、30〜60重量部とすることができる。
本発明の第1成分は、23℃における粘度が、100〜100,000cPであるのが好ましく、100〜10,000cPであるのがより好ましく、300〜4,000cPであるのが特に好ましい。このような範囲であれば、作業性が向上し、塗布時の展延性が良好であり、貼り合せ時に第1成分及び第2成分に含まれる各成分が混合しやすく反応性が向上し、硬化時間が更に短縮される。また、(A)と(B)との付加反応において、少ない反応点で大きな架橋構造が形成され、これにより硬化時間が更に短縮されることから、好ましい粘度を有する第1成分であって、ポリオルガノシロキサン分子鎖の大きいもの、すなわち粘度の高い(A)成分が存在しているのが好ましい。このような第1成分を得る観点からは、第1成分が(A)として粘度の高い(例えば、23℃における粘度が、30,000〜100,000cP)ポリオルガノシロキサンと粘度の低い(例えば、23℃における粘度が、50〜1,000cP)ポリオルガノシロキサンの混合物を含むか、第1成分が(A)として粘度の高い(例えば、23℃における粘度が、30,000〜100,000cP)ポリメチルビニルシロキサン及び(E)希釈剤を含むのが好ましい。粘度の高いポリオルガノシロキサンと粘度の低いポリオルガノシロキサンの混合物において、粘度の低いポリオルガノシロキサンの量は、上記の粘度を満足すれば特に限定されず、例えば、粘度の高いポリオルガノシロキサン30重量部に対して、30〜60重量部とすることができる。
第2成分は、(A)を更に含むのが好ましく、(A)及び(E)を更に含むのがより好ましい。得られる硬化物の均一性のために、第1成分に含まれる(A)及び(E)と、第2成分に含まれる(A)及び(E)とは同じであることが好ましい。
本発明において、第2成分に(A)を含む場合は、本発明のHB/ViA比を満足する限り、第1成分及び第2成分に含まれる(A)の含有量比は特に限定されない。例えば、第1成分の(A)100重量部に対して、第2成分の(A)の量は、50〜200重量部とすることができ、80〜120重量とすることが好ましい。
本発明において、第2成分に(A)を含む場合は、本発明のHB/ViA比を満足する限り、第1成分及び第2成分に含まれる(A)の含有量比は特に限定されない。例えば、第1成分の(A)100重量部に対して、第2成分の(A)の量は、50〜200重量部とすることができ、80〜120重量とすることが好ましい。
本発明の第2成分は、23℃における粘度が、100〜100,000cPであるのが好ましく、100〜10,000cPであるのがより好ましく、300〜4,000cPであるのが特に好ましい。このような範囲であれば、作業性が向上し、塗布時の展延性が良好であり、貼り合せ時に第1成分及び第2成分に含まれる各成分が混合しやすく反応性が向上し、硬化時間が更に短縮される。また、(A)と(B)との付加反応において、少ない反応点で大きな架橋構造が形成され、これにより硬化時間が更に短縮されることから、好ましい粘度を有する第2成分であって、ポリオルガノシロキサン分子鎖の大きいもの、すなわち粘度の高い(A)成分が存在しているのが好ましい。このような第2成分を得る観点からは、第2成分が(B)及び(A)として粘度の高い(例えば、23℃における粘度が、30,000〜100,000cP)ポリオルガノシロキサンと粘度の低い(例えば、23℃における粘度が、50〜1,000cP)ポリオルガノシロキサンの混合物を含むか、第2成分が(B)、(A)として粘度の高い(例えば、23℃における粘度が、30,000〜100,000cP)ポリメチルビニルシロキサン、及び(E)希釈剤を含むのが好ましい。ここで、粘度の高いポリオルガノシロキサンと粘度の低いポリオルガノシロキサンの混合物において、粘度の低いポリオルガノシロキサンの量は、上記の粘度を満足すれば特に限定されず、例えば、粘度の高いポリオルガノシロキサン30重量部に対して、30〜60重量部とすることができる。
本発明の第1成分は、(A)、(C)及びさらに必要に応じて配合される他の成分を、万能混練機、ニーダーなどの混合手段によって均一に混練して調製することができる。また、第2成分は、(B)及びさらに必要に応じて配合される他の成分を用いて、第1成分と同様にして調製することができる。
本発明の組成物は、第1成分と第2成分とが接触した後、室温(例えば、20〜25℃)で硬化して、接着力を発揮する。すなわち、本発明の組成物は、第1成分及び第2成分を、それぞれ異なる容器中でそのまま貯蔵し、使用時にこれらを接触させることによってはじめて硬化する。本発明の組成物は、第1成分と第2成分とが接触した後、0.1〜10分で硬化して、接着力を発揮する。硬化時間は、0.1〜8分であるのが好ましく、0.1〜6分であるのがより好ましい。また、本発明の組成物は、上記の硬化の後に、場合により50〜80℃の温度で加熱を行って、硬化をより促進させて、接着力をより高めてもよい。加熱時間は、適宜設定することができるが、例えば、0.1〜3時間とすることができる。
本発明の組成物は、硬化後の透過率を70〜100%とすることができ、好ましくは80〜100%であり、より好ましくは90〜100%である。良好な透過率を有するため、画像表示装置の画像表示部を有する基部と透光性の保護部との間で組成物を硬化させた後、視認性の点においても良好である。
本発明の組成物は、各種基材を貼り合わせるための接着剤として用いることができる。具体的には、本発明の二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物は、二つの基材を貼り合せるための接着剤であって、一方の基材の被接着面に第1成分を塗布する工程、第1成分を塗布していない基材の被接着面に第2成分を塗布する工程、及び塗布された基材を貼り合わせて硬化、接着させる工程を含む、二つの基材を貼り合せるための接着剤として用いることができる。本発明の組成物は、ブラウン管、液晶、プラズマ、有機EL等の画像表示装置の画像表示部の基部と透光性の保護部とを貼り合わせるための接着剤であるのが好ましい。
本発明の第1成分及び第2成分からなる二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を用いた、二つの基材を含む接着体の製造方法は、一方の基材の被接着面に第1成分を塗布する工程、第1成分を塗布していない基材の被接着面に第2成分を塗布する工程、及び塗布された基材を貼り合わせて硬化、接着させる工程を含む。
基材として、アルミニウム、鉄、亜鉛、銅、マグネシウム合金等の金属、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ABS、PA、PBT、PC、PPS、SPS等のプラスチック、及びガラスが挙げられ、ブラウン管、液晶、プラズマ、有機EL等の画像表示装置の画像表示部の基部と透光性の保護部であるのが好ましい。
基材に塗布する第1成分又は第2成分の使用量は、特に限定されるものではないが、例えば第1成分100重量部に対して、第2成分が10〜200重量部であるのが好ましく、90〜1200重量部がより好ましい。
第1成分又は第2成分の塗布厚さは、特に限定されるものではないが、10〜1,000μmであるのが好ましく、100〜500μmであるのがより好ましい。
基材への塗布方法は、対象とする被接着面の位置に精度よく塗布でき、かつ接着体全体に接着剤を充填できる方法であれば特に限定されず、ディスペンサー、スロットダイコーターによる方法が挙げられる。
貼り合せ方法は、特に限定されないが、真空下で貼り合せる方法及び大気圧下で貼り合せる方法が挙げられる。
本発明において、塗布された基材を貼り合わせて硬化、接着させる工程の後に、場合により50〜80℃の温度で加熱する工程を含んでいてもよい。これにより、硬化がより促進されて、接着力がより高くなる。
本発明の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を被接着面の一部に用いて、残りの部分を本発明の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物とは異なる組成物である接着剤(例えば、反応性が低い一剤型のポリオルガノシロキサン組成物である接着剤)を用いて接着体を製造してもよいが、得られる硬化物の光学特性や接着性等の性質の均一性の観点から、本発明の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物に含まれる(A)及び(B)の組成と、本発明の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物とは異なる組成物である接着剤に含まれる(A)及び(B)の組成は、同じであることが好ましい。
よって、本発明の好ましい態様である二つの基材を含む接着体の製造方法は、本発明の第1成分又は第2成分からなる二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を用いた、画像表示装置の基部と透光性の保護部とを含む画像表示装置の製造方法であって、画像表示装置の画像表示部の基部の被接着面に第1成分又は第2成分を塗布する工程、透光性の保護部の被接着面に第2成分又は第1成分(但し、画像表示装置の画像表示部の基部の被接着面に塗布する成分とは異なる)を塗布する工程、及び塗布された画像表示装置の画像表示部の基部及び透光性の保護部を貼り合わせて硬化、接着させる工程を含む。なお、画像表示部の基部には、必要に応じて外周縁部に組成物の流出を妨げるための段差を設けてもよい。
本発明の組成物及び本発明の組成物を用いた二つの基材を含む接着体の製造方法により得られる画像表示装置として、具体的には、画像表示装置が大型(50〜100インチ)のプラズマパネルディスプレイ等や、画像表示装置が小型(1〜50インチ未満)の携帯電話等があげられる。また、これらの画像表示装置は、タッチセンサーを含んでいてもよい。
次に、実施例、参考例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳細に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではない。表1〜表3に示す組成で、各成分を、手混ぜで混練することにより、実施例、参考例及び比較例の第1成分及び第2成分からなる二剤型の組成物を調製した。
使用した各成分は、以下のとおりである。
A1:両末端がジメチルビニルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルビニルシロキサン(23℃での粘度82,000cP)
A2:両末端がジメチルビニルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルビニルシロキサン(23℃での粘度420cP)
A3:両末端がジメチルビニルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルビニルシロキサン(23℃での粘度110cP)
B1:平均単位式が[H(CH3)2SiO1/2]8[SiO4/2]4(水素量1.05重量%)
B2:両末端がトリメチルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位及びメチルハイドロジェンシロキサン単位からなるポリメチルハイドロジェンシロキサン(構造式:[(CH3)3SiO1/2][H(CH3)SiO2/2]55[(CH3)2SiO2/2]55[(CH3)3SiO1/2]、23℃での粘度100cP)
B3:両末端がジメチルハイドロジェンシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルハイドロジェンシロキサン(23℃での粘度20cP)
C:塩化白金酸を1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンとモル比1:4で加熱することによって得られ、白金含有量が4.91重量%である錯体。
D:N,N,N´,N´−テトラメチルエチレンジアミン
E:両末端がトリメチルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルシロキサン(23℃での粘度100cP)
A1:両末端がジメチルビニルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルビニルシロキサン(23℃での粘度82,000cP)
A2:両末端がジメチルビニルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルビニルシロキサン(23℃での粘度420cP)
A3:両末端がジメチルビニルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルビニルシロキサン(23℃での粘度110cP)
B1:平均単位式が[H(CH3)2SiO1/2]8[SiO4/2]4(水素量1.05重量%)
B2:両末端がトリメチルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位及びメチルハイドロジェンシロキサン単位からなるポリメチルハイドロジェンシロキサン(構造式:[(CH3)3SiO1/2][H(CH3)SiO2/2]55[(CH3)2SiO2/2]55[(CH3)3SiO1/2]、23℃での粘度100cP)
B3:両末端がジメチルハイドロジェンシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルハイドロジェンシロキサン(23℃での粘度20cP)
C:塩化白金酸を1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサンとモル比1:4で加熱することによって得られ、白金含有量が4.91重量%である錯体。
D:N,N,N´,N´−テトラメチルエチレンジアミン
E:両末端がトリメチルシロキサン単位で閉塞され、中間単位がジメチルシロキサン単位からなるポリメチルシロキサン(23℃での粘度100cP)
物性の評価は、下記のようにして行った。結果を、表1〜表3に示す。
(1)粘度
回転粘度計(ビスメトロン VDA−L)(芝浦システム株式会社製)を用いて、23℃における粘度を測定した。
(1)粘度
回転粘度計(ビスメトロン VDA−L)(芝浦システム株式会社製)を用いて、23℃における粘度を測定した。
(2)仮固定時間
組成物が、2枚のガラス板を貼り合わせたときに直径2cm、厚み200μmとなるように、第1成分を第1ガラス板(5cm×5cm×5mm厚)の中央に直径2cm厚み100μmになる量を塗布し、第2成分を第2ガラス板(7.6cm×7.6cm×1mm厚)の中央に直径2cm厚み100μmになる量を塗布した。室温(25℃)において、第1ガラスの上に第2ガラスを貼り合わせ、15秒ごとに90度傾けて、垂直に立て、第1ガラスが重みでずれなくなるまでの時間の測定を仮固定時間とした。
組成物が、2枚のガラス板を貼り合わせたときに直径2cm、厚み200μmとなるように、第1成分を第1ガラス板(5cm×5cm×5mm厚)の中央に直径2cm厚み100μmになる量を塗布し、第2成分を第2ガラス板(7.6cm×7.6cm×1mm厚)の中央に直径2cm厚み100μmになる量を塗布した。室温(25℃)において、第1ガラスの上に第2ガラスを貼り合わせ、15秒ごとに90度傾けて、垂直に立て、第1ガラスが重みでずれなくなるまでの時間の測定を仮固定時間とした。
(3)イエローインデックス
実施例、参考例及び比較例の組成物が200μm厚となるように、第1成分を第1ガラス板(5cm×5cm×5mm厚)の中央に直径2cm厚み100μmになる量を塗布し、第2成分を第2ガラス板(7.6cm×7.6cm×1mm厚)の中央に直径2cm厚み100μmになる量を塗布した。室温(25℃)において、第1ガラスの上に第2ガラスを貼り合わせ、室温において30分、70℃において30分硬化させた試料を23℃の状態に戻した後に、変色の度合いの指標であるイエローインデックスを分光測式計((株)ミノルタ製CM−3500d)によって評価を行なった。
実施例、参考例及び比較例の組成物が200μm厚となるように、第1成分を第1ガラス板(5cm×5cm×5mm厚)の中央に直径2cm厚み100μmになる量を塗布し、第2成分を第2ガラス板(7.6cm×7.6cm×1mm厚)の中央に直径2cm厚み100μmになる量を塗布した。室温(25℃)において、第1ガラスの上に第2ガラスを貼り合わせ、室温において30分、70℃において30分硬化させた試料を23℃の状態に戻した後に、変色の度合いの指標であるイエローインデックスを分光測式計((株)ミノルタ製CM−3500d)によって評価を行なった。
(4)透過率
実施例、参考例及び比較例の組成物が200μm厚となるように、第1成分を第1ガラス板(5cm×5cm×5mm厚)の中央に直径2cm厚み100μmになる量を塗布し、第2成分を第2ガラス板(7.6cm×7.6cm×1mm厚)の中央に直径2cm厚み100μmになる量を塗布した。室温(25℃)において、第1ガラスの上に第2ガラスを貼り合わせ、室温において30分、70℃において30分硬化させた試料を後、23℃の状態に戻した後に、透明の度合いの指標である透過率を分光測式計((株)ミノルタ製CM−3500d)によって評価を行なった。
実施例、参考例及び比較例の組成物が200μm厚となるように、第1成分を第1ガラス板(5cm×5cm×5mm厚)の中央に直径2cm厚み100μmになる量を塗布し、第2成分を第2ガラス板(7.6cm×7.6cm×1mm厚)の中央に直径2cm厚み100μmになる量を塗布した。室温(25℃)において、第1ガラスの上に第2ガラスを貼り合わせ、室温において30分、70℃において30分硬化させた試料を後、23℃の状態に戻した後に、透明の度合いの指標である透過率を分光測式計((株)ミノルタ製CM−3500d)によって評価を行なった。
実施例及び参考例の二剤型の組成物は、いずれも優れた速硬化性及び接着性を示した。これらから、本発明の組成物が、硬化反応において放射線や加熱装置など特別な装置を用いる必要がなく、紫外線が透過しない部材や耐熱性の乏しい部材でも貼り合わせることができ、かつ湿気など外部環境の影響を受けずに硬化反応が可能であることがわかる。一方、比較例の二剤型の組成物は、30分経過した後であっても硬化性及び接着性を発揮しなかった。
本発明の二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物は、各種基材の接着、特にブラウン管、液晶、プラズマ、有機EL等の画像表示装置の画像表示部を有する基部と透光性の保護部との接着において有用である。
Claims (7)
- (A)分子中に2個以上のアルケニル基を含有するアルケニル基含有ポリオルガノシロキサン;
(B)ケイ素原子に結合した水素原子を、分子中に2個以上有するポリオルガノハイドロジェンシロキサン;及び
(C)白金系触媒
を含み、
(A)のアルケニル基の個数ViAに対する、(B)のケイ素原子に結合した水素原子の個数HBの比が0.5〜10.0であり、
(C)が、白金系金属原子として、5〜200ppmである、
第1成分及び第2成分からなる二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物であって、
第1成分が、(A)及び(C)を含み、
第2成分が、(B)を含み、
一方の基材の被接着面に第1成分を塗布する工程、第1成分を塗布していない基材の被接着面に第2成分を塗布する工程、及び塗布された基材を貼り合わせて硬化、接着させる工程を含む、二つの基材を貼り合せるための接着剤である、二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。 - (B)が、
(B1)Re 2HSiO1/2単位(式中、Reは水素原子又はC1−C6アルキル基を表す)及びSiO4/2単位からなり、一分子中に、ケイ素原子に結合した水素原子を2個以上有する、環状ポリオルガノハイドロジェンシロキサン;
(B2)両末端がRd 3SiO1/2単位で閉塞され、中間単位がRcRdSiO2/2単位及びRd 2SiO2/2単位(式中、Rcは、水素原子であり、Rdは、独立して、C1−C6アルキル基又はフェニル基である)からなり、23℃における粘度が1〜10,000cPである、直鎖状ポリオルガノハイドロジェンシロキサン;及び
(B3)式(III):
(式中、
Rcは、水素原子であり、
Rdは、独立して、C1−C6アルキル基又はフェニル基であり、
m2は、(B3)の23℃における粘度を1〜10,000cPとする数である)で示される、直鎖状ポリオルガノハイドロジェンシロキサン、
からなる群より選択される1以上のポリオルガノハイドロジェンシロキサンである、請求項1又は2記載の二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。 - 第1成分の粘度が、23℃で100〜100,000cPであり、第2成分の粘度が、23℃で100〜100,000cPである、請求項1〜3いずれか1項記載の二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
- 画像表示装置の画像表示部を有する基部と透光性の保護部との接着剤である、請求項1〜4のいずれか1項記載の二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項記載の二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を用いた、二つの基材を含む接着体の製造方法であって、一方の基材の被接着面に第1成分を塗布する工程、第1成分を塗布していない基材の被接着面に第2成分を塗布する工程、及び塗布された基材を貼り合わせて硬化、接着させる工程を含む、製造方法。
- 請求項1〜5のいずれか1項記載の二剤型の硬化性ポリオルガノシロキサン組成物を用いた、画像表示装置の画像表示部を有する基部と透光性の保護部とを接着した画像表示装置の製造方法であって、画像表示装置の画像表示部の基部の被接着面に第1成分又は第2成分を塗布する工程、透光性の保護部の被接着面に第2成分又は第1成分(但し、画像表示装置の画像表示部の基部の被接着面に塗布する成分とは異なる)を塗布する工程、及び塗布された画像表示装置の画像表示部の基部及び透光性の保護部を貼り合わせて硬化、接着させる工程を含む、画像表示装置の製造方法。
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