説明

硬化性液状樹脂組成物の成形方法

【課題】 容易に脱型でき、高精度の薄膜シートが得られる硬化性液状樹脂組成物の成形方法を提供することを目的とする
【解決手段】 支持フィルムを金型内にインサートし、硬化性液状樹脂組成物を射出、加熱硬化して、支持フィルム上に成形されたシート状成形品を製造することを特徴とする硬化性液状樹脂組成物の成形方法であり、且つ硬化性液状樹脂組成物が、下記(A)〜(C)成分を含有することを特徴とする硬化性液状樹脂組成物の成形方法である。
(A)1分子中に少なくとも平均1個を超えるアルケニル基を有する、分子量が1,000〜50,000の、ポリオキシアルキレン系重合体(a−1)、飽和炭化水素系重合体(a−2)、及びポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体
(B)1分子中に少なくとも2個のヒドロシリル基を有する化合物
(C)ヒドロシリル化触媒

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、硬化性液状樹脂組成物の成形方法に関する。更に詳しくは、ポリオキシアルキレン系ゴム、飽和炭化水素系ゴム、及びポリ(メタ)アクリル系ゴムの薄膜シート成形方法に関する。本発明の成形方法で得られる薄膜シートは電子材料部材、医療機器部材、自動車部品部材など幅広い用途に利用できる。
【背景技術】
【0002】
硬化によりゴム状物質を生成する硬化性液状樹脂組成物の成形方法としては、圧縮成形、トランスファ成形、注型成形、押出し成形、射出成形などがある。これらの成形方法の中で、材料ロスが少ない、生産効率が高い、高品質が得られるという点から、LIM(液状樹脂射出成形:Liquid Injection Molding)として知られている射出成形が広く用いられている(特許文献1)。一般的なLIMによる硬化性液状樹脂組成物の射出成形方法は、ペール缶、ドラム缶、専用カートリッジなどに詰められた硬化性液状樹脂組成物を圧送し計量、混合する工程、予め加熱された金型内に硬化性液状樹脂組成物を充填する工程、硬化した成形品を取り出す工程を経てゴム状の成形品が得られる。ポリオキシアルキレン系ゴム、飽和炭化水素系ゴム、及びポリ(メタ)アクリル系ゴムは、低アウトガス、高減衰特性、耐油性などが優れており、電子材料部材、医療機器部材、自動車部品部材、シール部材など幅広い用途に利用が可能である。特に電子材料分野では、これらの特長を活かし、電子部品の保護などの目的で高精度の薄膜ゴムシートが求められている。電子材料分野では、液状シリコーンゴム成形品が広く用いられているが、液状シリコーンゴムの流動特性から、大面積の薄膜シートの成形は困難とされていた。特に30μm以下の厚みのシート成形は困難とされている。また、薄膜シート成形が可能であっても、硬化性液状樹脂組成物の成形品は、自己粘着性を有しており、薄膜シート状の成形品では破れやすく、エジェクターピン突き出し方式、エアーブロー方式、専用取り出し装置方式のいずれの方式も採用困難である。このため、手作業で慎重に離型を行わなければならない。また、取り出して得られたシート状の成形品は、成形品どうしが一度接触すると自己粘着性のために引き剥がすのが困難なので成形品の重ね置きができないという欠点がった。
【0003】
硬化性液状樹脂組成物を射出成形以外の方法、例えば、押出し方式やコーター方式でもシートは得られるが、ボイドなどの表面欠陥や均一な厚みが得られないなどの課題があった。
【特許文献1】特開平11−70549号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、容易に脱型でき、高精度の薄膜シートが得られる硬化性液状樹脂組成物の成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明者らは、この目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、生産性が高く、均一な厚みの薄膜シートが得られる硬化性液状樹脂組成物の成形方法を発明するに至った。
【0006】
すなわち本発明は、
(I).支持フィルムを金型内にインサートし、硬化性液状樹脂組成物を射出、加熱硬化して、支持フィルム上に成形されたシート状成形品を製造することを特徴とする硬化性液状樹脂組成物の成形方法であり、且つ硬化性液状樹脂組成物が、下記(A)〜(C)成分を含有することを特徴とする硬化性液状樹脂組成物の成形方法、
(A)1分子中に少なくとも平均1個を超えるアルケニル基を有する、分子量が1,000〜50,000の、ポリオキシアルキレン系重合体(a−1)、飽和炭化水素系重合体(a−2)、及びポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体
(B)1分子中に少なくとも2個のヒドロシリル基を有する化合物
(C)ヒドロシリル化触媒
(II).JIS K7210に従って、測定温度120℃、剪断速度1000sec-1の条件で測定した硬化性液状樹脂組成物の粘度が、20Pa・s以下であることを特徴とする(I)記載の硬化性液状樹脂組成物の成形方法、
(III).シート状成形品の厚みが10〜500μmであることを特徴とする(I)もしくは(II)に記載の硬化性液状樹脂組成物の成形方法、
(IV).シート状成形品の厚みの誤差が±3μmであることを特徴とする(I)から(III)のいずれかに記載の硬化性液状樹脂組成物の成形方法、
(V).硬化性液状樹脂組成物が、さらに充填剤を含有することを特徴とする(I)から(IV)のいずれかに記載の硬化性液状樹脂組成物の成形方法、
に関する。
【発明の効果】
【0007】
本発明の硬化性液状樹脂組成物の製造方法によれば、ゴム状の薄膜シート成形品の脱型が容易にできるため、成形品取り出し作業の手間が省け生産効率が向上する。また、均一な厚みの高精度な薄膜シートが効率よく得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
発明を実施するための最良の形態を詳しく説明する。
【0009】
本発明の金型部の断面の一実施形態を、図1、図2に示す。金型は、1の可動側金型と2の固定側金型より構成され、型締めを行うと、シート状に成形するための空間(キャビティ)9が形成される。この1の可動側金型と2の固定側金型の間には、成形品を密着させて取り出すための支持フィルム5が設けられている。1の可動側金型と2の固定側金型は、100〜200℃好ましくは120〜180℃に加熱されており、金型の外側には断熱板3が設けられている。金型の加熱手段は、電気カートリッジヒータ、オイルなどの熱媒温調などが一般的な方法である。成形品の離型性を向上させるため、金型の接樹脂面に離型剤の塗布、またはメッキなどの表面処理、または、これらを併用しても良い。
【0010】
金型のコーナー部にエアーベントを設けることによって、シートのコーナー部のボイドの発生を防ぐことができる。ランド溝深さを5μm程度にすることによりエアーベント部への成形材料の流入を回避することが可能である。また、ばりを積極的に出して、成形後にばりの薄い箇所から食い切る方式も採用可能である。
【0011】
金型のゲートは、ダイレクトピンゲート、フィルムゲート、タブゲートなどが好適である。また、材料ロスを少なくするためにスプルー部分を冷却して材料を硬化させないようにするコールドランナー方式と呼ばれる冷却機構4を設けるのが好ましい。
【0012】
成形品と一体化して取り出すための支持フィルム5の厚みは、10〜500μmが好ましい。材質は、100〜200℃で1分間好ましくは2分間の耐熱性があり、加熱硬化型液状樹脂組成物の成形品と適度な密着性を有していればよい。材質は、例えばポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、が好ましい。
【0013】
ただし、支持フィルムの表面状態はそのまま成形品表面に転写されるので、表面欠陥がなく、均一な厚みが必要である。支持フィルムの形状は、間欠的にフィルムを繰り出せる長尺タイプが好ましい。
【0014】
本発明はシート状の成形品を製造するのに適している。LIMによる平均厚みが10〜500μmのシートの製造にはこれまで効率よくできなかったが、本発明では平均厚みが10〜500μmのシートを効率よく製造することができる。本発明は、平均厚みが10〜200μmのシートの製造に適しており、10〜100μm、さらには10〜50μmのシートの製造に特に適している。シート成形品の厚みが10μm以下の場合は、射出時のキャビティ内での圧力損失が大きすぎ、均一な厚みのシート成形品が得られない。また、500μm以上の場合は、支持フィルムと一体成形しなくてもエジェクター突き出し方式、エアーブロー方式、専用取り出し装置などでの取り出しが可能であるため、本発明の成形方法を採らなくても良い。
【0015】
次に成形方法について詳しく説明する。硬化性液状樹脂組成物は、ペール缶、ドラム缶、専用のカートリッジなどの容器に充填された状態で供給される。硬化性液状樹脂組成物は主剤、硬化剤、触媒、充填剤などがコンパウンドされたものであるが、硬化反応が進行しないように触媒をA液に添加し、硬化剤をB液に添加する2液型が好ましい。容器に充填されている硬化性液状樹脂組成物はポンプやエアーシリンダーなどにより圧送され、計量機構に供給される。次に計量機構でA液とB液が適量になるように所定量計量され、成形装置のシリンダー内へ供給されA液とB液は混合される。混合機構は、ダイナミックミキサー、またはスタティックミキサー、または、その併用が好適である。混合された硬化性液状樹脂組成物は、成形装置のバレル内で所定量計量される。次に予め100〜200℃に加熱された金型は、支持フィルムを挟み込んだ状態で型締めされる。この型締め時に、支持フィルムが弛まないように所定の張力をかけるのが好ましい。支持フィルムが挟まれた状態で型締めされた後、キャビティ内へ硬化性液状樹脂組成物が射出される。射出されると同時に硬化反応が進行し、所定時間経過後、型開動作が行われる。硬化反応に必要な時間は使用する硬化性液状樹脂組成物によって異なるが、10秒以上300秒以下が好ましく、20秒以上120秒以下がさらに好ましい。型が開くと成形品は支持フィルムに適度に密着しながら支持された状態で取り出される。この状態で支持フィルムを金型幅の長さ分ピッチ送りし、型締めを行う。以後射出、硬化、型開き、支持フィルムピッチ送りの一連動作を繰り返すことにより順次成形品が支持フィルムに支持されながら生産される。支持フィルムの巻き取り機構と、ピッチ送り機構を設け、成形装置の制御と連動させることにより自動成形も可能となる。このようにして均一な厚みで表面が平滑でボイド、異物欠陥のないシート状成形品が得られる。
【0016】
厚みが10〜500μm好ましくは10〜200μmのシート状成形品を得るためには硬化性液状樹脂組成物の粘度は、JIS K7210に従って測定温度120℃、剪断速度1000sec-1の条件で測定した場合に、20Pa・s以下であることが好ましい。20Pa・sを超えると、厚さ10〜50μmの空間に射出しても流路抵抗が大きいため、均一でボイドのない成形品が得られない。25℃で剪断速度1000sec-1の時の硬化性液状樹脂組成物の粘度は20Pa・sを超えていてもよい。室温で剪断速度1000sec-1の時の硬化性液状樹脂組成物の粘度が20Pa・sを大きく超えていても、100〜200℃に加熱された金型内に硬化性液状樹脂組成物が射出された瞬間に加熱され急激に粘度低下を示す特徴を有する硬化性液状樹脂組成物で温度100〜200℃の範囲で剪断速度1000sec-1の時、20Pa・s以下であれば、薄膜成形可能であることを見出した。この性状を満足する硬化性液状樹脂組成物について説明する。
【0017】
本発明の製造方法で使用する硬化性液状樹脂組成物は、下記(A)〜(C)成分を含有する。
(A)1分子中に少なくとも平均1個を超えるアルケニル基を有する、分子量が1,000〜50,000の、ポリオキシアルキレン系重合体(a−1)、飽和炭化水素系重合体(a−2)、及びポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体
(B)1分子中に少なくとも2個のヒドロシリル基を有する化合物
(C)ヒドロシリル化触媒。
【0018】
以下それぞれの成分について説明する。
(A)成分は、1分子中に少なくとも平均1個を超えるアルケニル基を有する、分子量が1,000〜50,000の重合体であり、重合体の主鎖骨格が実質的にポリオキシアルキレン系重合体(a−1)、飽和炭化水素系重合体(a−2)、もしくはポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)からなる重合体である。それらの成分は1種だけを用いても、2種以上を併用して用いても構わない。
【0019】
本発明の(a−1)成分である、1分子中に少なくとも平均1個を超えるアルケニル基を有する、分子量が1,000〜50,000のポリオキシアルキレン系重合体としては、特に制限はなく、公知のものがあげられる。具体的には、重合体の主鎖骨格が、一般式(1)で示される繰り返し単位を有するものがあげられる。
一般式(1):
−R1−O− (1)
(式中、R1は2価のアルキレン基)
【0020】
一般式(1)中に記載のR1としては、2価のアルキレン基ならば特に限定されず、このなかでも炭素数1〜14のアルキレン基が好ましく、2〜4の、直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基がより好ましい。一般式(1)記載の繰り返し単位としては、特に限定されず、たとえば、−CH2O −、−CH2CH2O−、−CH2CH(CH3)O−、−CH2CH (C25)O−、−CH2C(CH32O−、−CH2CH2CH2CH2O−等が挙げられる。
【0021】
ポリオキシアルキレン系重合体の主鎖骨格は、1種類だけの繰り返し単位からなるものでも、複数の繰り返し単位を組み合わせたものでもよい。このなかでも、入手が容易なこと、作業性に優れることなどから、主な繰り返し単位として−CH2CH(CH3)O−からなる重合体が好ましい。また、重合体の主鎖骨格中にはオキシアルキレン単位以外の繰り返し単位が含まれていてもよい。この場合、重合体中に含まれるオキシアルキレン単位の総和の割合は、80重量%以上、特には90重量%以上が好ましい。
【0022】
(a−1)成分の重合体の主鎖骨格は、直鎖状の重合体でも分岐を有する重合体でもよく、また、その混合物でもよい。この中でも良好な弾性を得るため、直鎖状の重合体を50重量%以上含有することが好ましい。
【0023】
(a−1)成分の重合体の数平均分子量は1,000 〜50,000であるが、より好ましくは、5,000〜30,000である。数平均分子量が1,000未満のものでは、得られる架橋ゴムの弾性率が高くなり、逆に数平均分子量が50,000を超えると高粘度となり組成物の取り扱いが著しく低下する傾向にある。数平均分子量は、各種の方法で測定可能であるが、通常、ポリオキシアルキレン系重合体の末端基分析からの換算や、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法で測定される。本発明の(A)成分の分子量は特に断らない限りGPC法により測定したポリスチレン換算値を記すこととする。
【0024】
(a−1)成分中のアルケニル基としては、特に限定されず、公知のものがあげられる。このなかでも、下記の一般式(2)で示されるアルケニル基が好ましい。一般式(2):
2C =C(R2 )− (2)
(式中、R2は水素又はメチル基である。)
【0025】
アルケニル基のポリオキシアルキレン系重合体への結合様式としては特に限定されず、たとえば、アルケニル基の直接結合、エーテル結合、エステル結合、カーボネート結合、ウレタン結合、ウレア結合等が挙げられる。
【0026】
(a−1)成分の重合体としては、一般式(3):
[H2C =C(R3)−R4−O]a−R5 (3)
(式中、R3は水素又はメチル基である。R4は炭素数1 〜20の2価の炭化水素基であり、その中には、1個以上のエーテル基が含まれていてもよい。R5はポリオキシアルキレン系重合体の開始剤残基である。aは正の整数である。)で示される重合体が挙げられる。一般式(3)中に記載のR4は、特に限定されず、たとえば、−CH2−、−CH2CH2−、−CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2 −、−CH2CH2CH2CH2−,−CH2CH2OCH2 CH2 −、または−CH2CH2OCH2CH2CH2 −などがあげられる。このなかでも、合成が容易なことなどから、−CH2 −が好ましい。
【0027】
前記以外の、(a−1)成分の重合体としては一般式(4):
[H2C=C(R3)−R4−OC(=O)]a−R5 (4)
(式中、R3 ,R4 ,R5 及びa は一般式(3)の表記と同じ)で示されるエステル結合を有する重合体が挙げられる。
【0028】
また、一般式(5):
[H2C =C(R3)]a−R5 (5)
(式中、R3、R5 及びa は、一般式(3)、(4)の表記と同じ)で示される重合体も挙げられる。さらに、次の一般式(6):
[H2C =C(R3)−R4−OC(=O)O]a−R5 (6)
(式中、R3、R4、R5及びaは一般式(3)、(4)、(5)の表記と同じ)で示されるカーボネート結合を有する重合体も挙げられる。
【0029】
ポリオキシアルキレン系重合体(a−1)の重合方法としては、特に限定されず、たとえば、特開昭50−13496号等に開示されているオキシアルキレンの通常の重合法(苛性アルカリを用いるアニオン重合法)、特開昭50−149797号等に開示されている前記アニオン重合法によって得られた重合体を原料とした鎖延長反応方法による重合法、特開平7−179597号等に開示されているセシウム金属触媒を用いる重合法、特開昭61−197631号、特開昭61−215622号、特開昭61−215623号、特開昭61−218632号に開示されているポルフィリン/アルミ錯体触媒を用いる重合法、特公昭46−27250号及び特公昭59−15336号等に開示されている複合金属シアン化物錯体触媒を用いる重合法、特開平10−273512号等に開示されているポリフォスファゼン塩からなる触媒を用いる重合法等があげられる。
【0030】
このなかでも、実用性が高いこと、触媒の入手が容易であること、重合体が安定して得られることなどから、複合金属シアン化物錯体触媒を用いる重合方法が好ましい。複合金属シアン化物錯体触媒の製造方法としては、特に限定されず公知の方法があげられ、たとえば、米国特許第3,278,457号、同3,278,459号、同5,891,818号、同5,767,323号、同5,767,323号、同5,536,883号、同5,482,908号、同5,158,922号、同4,472,560号、同6,063,897号、同5,891,818号、同5,627,122号、同5,482,908号、同5,470,813号、同5,158,922号等に開示されている製造方法が好ましい。
【0031】
1分子中に1個を超えるアルケニル基を有するポリオキシアルキレン系重合体(a−1)の合成方法としては、特に限定されず、たとえば、ポリオキシアルキレン系重合体を製造するための通常の重合法(苛性アルカリを用いるアニオン重合法)や、この重合体を原料とした鎖延長反応方法のほか、特開昭61−197631号、特開昭61−215622号、特開昭61−215623号、特開昭61−218632号、特公昭46−27250号及び特公昭59−15336号などに開示されている方法により得ることができる。
【0032】
ポリオキシアルキレン系重合体にアルケニル基を導入する方法としては、特に限定されず公知の方法があげられ、たとえば、アリルグリシジルエーテルのようなアルケニル基を有する化合物とオキシアルキレン化合物との共重合による方法があげられる。また、アルケニル基を主鎖あるいは側鎖に導入する方法としては、特に限定されず、たとえば、主鎖あるいは側鎖に水酸基、アルコキシド基等の官能基を有するオキシアルキレン系重合体に、これらの官能基に対して反応性を有する官能基及びアルケニル基を有する有機化合物を反応させる方法があげられる。なお、アルケニル基が重合体の主鎖末端に存在する重合体を含む硬化性組成物は、得られる硬化物が、大きな有効網目鎖長を有し、機械的特性に優れることから好ましい。
【0033】
水酸基、アルコキシド基等の官能基に対して反応性を有する官能基及びアルケニル基を有する有機化合物としては、特に限定されず、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸クロライド若しくはアクリル酸ブロマイド等の炭素数3〜20の不飽和脂肪酸の酸ハライド、酸無水物、アリルクロロホルメート、アリルクロライド、アリルブロマイド、ビニル(クロロメチル)ベンゼン、アリル(クロロメチル)ベンゼン、アリル(ブロモメチル)ベンゼン、アリル(クロロメチル)エーテル、アリル(クロロメトキシ)ベンゼン、1 −ブテニル(クロロメチル)エーテル,1 −ヘキセニル(クロロメトキシ)ベンゼン、アリルオキシ(クロロメチル)ベンゼン等が挙げられる。
【0034】
(a−1)成分である重合体の1分子中に存在するアルケニル基の数としては、平均1個を超え5個以下が好ましい。さらに好ましくは1.2個以上3個以下である。重合体(A)1分子中に存在するアルケニル基の数が1個以下になると、硬化性組成物の硬化が不充分になる傾向があり、得られる硬化物は、網目構造が不完全なものとなり、良好な成形体が得られない傾向がある。また、重合体(a−1)1分子中に存在するアルケニル基が多くなると、得られる硬化物の網目構造があまりに密となるため、成形体は硬く脆くなる傾向がある。特に、5個以上になるとその傾向は顕著となる。
【0035】
本発明の(a−2)成分である、1分子中に少なくとも平均1個を超えるアルケニル基を有する、分子量が1,000〜50,000の飽和炭化水素系重合体とは、特に制限はなく、公知のものがあげられる。ここで、飽和炭化水素系重合体とは、芳香環以外の炭素−炭素不飽和結合を実質的に含有しない重合体を意味する概念であり、該アルケニル基を除く主鎖を構成する繰り返し単位が炭化水素基から構成されることを意味する。但し、本発明の目的の一つである耐久性を損なわない範囲において、主鎖骨格中に炭素−炭素2重結合を少量、好ましくは10重量%以下の範囲で含有することは許容される。
【0036】
本発明の(a−2)成分の数平均分子量は1,000〜50,000であるが、5,000〜30,000がより好ましい。数平均分子量が1,000未満のものでは、得られる架橋ゴムの弾性率が高くなり、逆に数平均分子量が50,000を超えると高粘度となり組成物の取り扱いが著しく低下する傾向にある。
【0037】
また、アルケニル基とは、ヒドロシリル化反応に対して活性のある炭素−炭素2重結合を含む基であれば特に制限されるものではない。アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、メチルビニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基等の脂肪族不飽和炭化水素基、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の環式不飽和炭化水素基、メタクリル基等が挙げられる。これらの中では、ヒドロシリル化反応に対する活性が高い、アルケニル基の導入が比較的容易であるとの点から、アリル基であることが好ましい。
【0038】
本発明における(a−2)成分は、上記ヒドロシリル化反応可能なアルケニル基が、飽和炭化水素系重合体の主鎖末端あるいは側鎖にあってもよいし、また両方にあってもよい。とくに、アルケニル基が主鎖末端にあるときは、最終的に形成される硬化物に含まれる飽和炭化水素系重合体成分の有効網目鎖量が多くなるため、高強度で高伸びのゴム状硬化物が得られやすくなるなどの点から好ましい。
【0039】
(a−2)成分の飽和炭化水素系重合体の骨格をなす重合体は、(1)エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブチレンなどのような炭素数2〜6のオレフィン系化合物を主成分として重合させる、(2)ブタジエン、イソプレンなどのようなジエン系化合物を単独重合させたり、上記オレフィン系化合物とジエン系化合物とを共重合させたりした後水素添加する、などの方法により得ることができるが、末端に官能基を導入しやすい、分子量を制御しやすい、末端官能基の数を多くすることができるなどの点から、イソブチレン系重合体、水添ポリブタジエン系重合体あるいは水添ポリイソプレン系重合体であるのが好ましい。
【0040】
前記イソブチレン系重合体は、単量体単位のすべてがイソブチレン単位から形成されていてもよく、イソブチレンと共重合性を有する単量体単位をイソブチレン系重合体中の好ましくは50重量%以下、更に好ましくは30重量%以下、特に好ましくは20重量%以下の範囲で含有してもよい。
【0041】
このような単量体成分としては、例えば炭素数4〜12のオレフィン、ビニルエ−テル、芳香族ビニル化合物、ビニルシラン類、アリルシラン類等が挙げられる。このような共重合体成分の具体例としては、例えば1−ブテン、2−ブテン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、ヘキセン、ビニルシクロヘキサン、メチルビニルエ−テル、エチルビニルエ−テル、イソブチルビニルエ−テル、スチレン、α−メチルスチレン、ジメチルスチレン、p−t−ブトキシスチレン、p−ヘキセニルオキシスチレン、p−アリロキシスチレン、p−ヒドロキシスチレン、β−ピネン、インデン、ビニルジメチルメトキシシラン、ビニルトリメチルシラン、ジビニルジメトキシシラン、ジビニルジメチルシラン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン、トリビニルメチルシラン、テトラビニルシラン、アリルジメチルメトキシシラン、アリルトリメチルシラン、ジアリルジメトキシシラン、ジアリルジメチルシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。 特に好ましくは、単量体単位のすべてがイソブチレン単位から形成されたものである。
【0042】
前記水添ポリブタジエン系重合体や他の飽和炭化水素系重合体においても、上記イソブチレン系重合体の場合と同様に、主成分となる単量体単位の他に、他の単量体単位を含有させてもよい。
【0043】
また、本発明中(a−2)成分として用いる飽和炭化水素系重合体には、本発明の目的が達成される範囲でブタジエン、イソプレン、1,13−テトラデカジエン、1,9−デカジエン、1,7−オクタジエン、1,5−ヘキサジエンのようなポリエン化合物のごとき重合後2重結合の残るような単量体単位を少量、好ましくは10重量%以下の範囲で含有させてもよい。
【0044】
本発明の(a−2)成分の製造方法としては、特開平3−152164号、特開平7−304969号公報に開示されているような水酸基などの官能基を有する重合体に不飽和基を有する化合物を反応させ重合体に不飽和基を導入する方法が上げられる。またハロゲン原子を有する重合体に不飽和基を導入するのにアルケニルフェニルエーテルとフリーデルクラフツ反応を行う方法、ルイス酸存在下アリルトリメチルシランなどと置換反応を行う方法、種々のフェノール類とフリーデルクラフツ反応を行い水酸基を導入した上でさらに前記のアルケニル基導入方法を併用する方法などが上げられる。さらに米国特許第4316973号、特開昭63−105005号公報、特開平4−288309号公報に開示されているような単量体の重合時に不飽和基を導入する方法も可能である。
【0045】
アルケニル基は、重合体(a−2)1分子中に平均1個を超える量、好ましくは平均5個以下存在するのがよい。さらに好ましくは1.2個以上3個以下である。重合体(a−2)1分子中に含まれるアルケニル基の数が平均1個以下になると、硬化性が不充分になるほか、得られる網目構造が不完全なものとなり、良好な成形体が得られない。また、1分子中に含まれるアルケニル基が多くなると網目構造があまりに密となるため、得られる成形体は硬く脆くなり好ましくない。特に、5個以上になるとその傾向は顕著となる。
【0046】
本発明の(a−3)成分である、1分子中に少なくとも平均1個を超えるアルケニル基を有する、分子量が1,000〜50,000の、主鎖が(メタ)アクリル系モノマーを主として重合して製造される数平均分子量が1,000〜50,000のポリ(メタ)アクリル系重合体としては、その主鎖が、(メタ)アクリル系モノマーを主として重合して製造されるものである。ここで「主として」とは、主鎖を構成するモノマー単位のうち、50モル%以上が上記モノマーであることを意味し、好ましくは70モル%以上である。
【0047】
なかでも、生成物の物性等から、(メタ)アクリル酸系モノマーが好ましく、アクリル酸エステルモノマー及び/又はメタクリル酸エステルモノマーがより好ましく、アクリル酸エステルモノマーがさらに好ましい。特に好ましいアクリル酸エステルモノマーとしては、アクリル酸アルキルエステルモノマーが挙げられ、具体的には、アクリル酸エチル、アクリル酸2−メトキシエチル、アクリル酸ステアリル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−メトキシブチルである。
【0048】
本発明においては、これらの好ましいモノマーを他のモノマーと共重合、更にはブロック共重合させても構わなく、その際は、これらの好ましいモノマーが重量比で40重量%以上含まれていることが好ましい。
【0049】
本発明におけるポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)の分子量分布、即ち、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)は、特に限定されないが、好ましくは1.8未満であり、より好ましくは1.7以下であり、さらに好ましくは1.6以下であり、よりさらに好ましくは1.5以下であり、特に好ましくは1.4以下であり、最も好ましくは1.3以下である。分子量分布が大きすぎると同一架橋点間分子量における粘度が増大し、取り扱いが困難になる傾向にある。本発明でのGPC測定は、移動相としてクロロホルムを用い、測定はポリスチレンゲルカラムにて行い、数平均分子量等はポリスチレン換算で求めることができる。
【0050】
本発明におけるポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)の数平均分子量は1,000〜50,000のであり、より好ましくは5,000〜30,000である。数平均分子量が1,000未満のものでは、得られる架橋ゴムの弾性率が高くなり、逆に数平均分子量が50,000を超えると高粘度となり組成物の取り扱いが著しく低下する傾向にある。
【0051】
本発明におけるポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)は、種々の重合法により得ることができ、特に限定されないが、モノマーの汎用性、制御の容易性等の点からラジカル重合法が好ましく、ラジカル重合の中でも制御ラジカル重合がより好ましい。この制御ラジカル重合法は「連鎖移動剤法」と「リビングラジカル重合法」とに分類することができる。得られるポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)の分子量、分子量分布の制御が容易であるリビングラジカル重合がさらに好ましく、原料の入手性、重合体末端への官能基導入の容易さから原子移動ラジカル重合が特に好ましい。上記ラジカル重合、制御ラジカル重合、連鎖移動剤法、リビングラジカル重合法、原子移動ラジカル重合は公知の重合法ではあるが、これら各重合法については、たとえば、特開2005−232419公報や、特開2006−291073公報などの記載を参照できる。
【0052】
本発明におけるポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)の好ましい合成法の一つである、原子移動ラジカル重合について以下に簡単に説明する。
【0053】
原子移動ラジカル重合では、有機ハロゲン化物、特に反応性の高い炭素−ハロゲン結合を有する有機ハロゲン化物(例えば、α位にハロゲンを有するカルボニル化合物や、ベンジル位にハロゲンを有する化合物)、あるいはハロゲン化スルホニル化合物等が開始剤として用いられることが好ましい。具体的には特開2005−232419公報 段落[0040]〜 [0064]記載の化合物が挙げられる。
【0054】
1分子内に1個を超えるアルケニル基を有するビニル系重合体を得るためには、2つ以上の開始点を持つ有機ハロゲン化物、又はハロゲン化スルホニル化合物を開始剤として用いるのが好ましい。具体的に例示するならば、下記の化合物等が挙げられる。
【0055】
【化1】

【0056】
【化2】

原子移動ラジカル重合において用いられる(メタ)アクリル酸系モノマーとしては特に制約はなく、上述した例示した(メタ)アクリル酸系モノマーをすべて好適に用いることができる。
【0057】
重合触媒として用いられる遷移金属錯体としては特に限定されないが、好ましくは周期律表第7族、8族、9族、10族、又は11族元素を中心金属とする金属錯体であり、より好ましくは0価の銅、1価の銅、2価のルテニウム、2価の鉄又は2価のニッケルを中心金属とする遷移金属錯体、特に好ましくは銅の錯体が挙げられる。銅の錯体を形成するために使用される1価の銅化合物を具体的に例示するならば、塩化第一銅、臭化第一銅、ヨウ化第一銅、シアン化第一銅、酸化第一銅、過塩素酸第一銅等である。銅化合物を用いる場合、触媒活性を高めるために2,2′−ビピリジル若しくはその誘導体、1,10−フェナントロリン若しくはその誘導体、テトラメチルエチレンジアミン、ペンタメチルジエチレントリアミン若しくはヘキサメチルトリス(2−アミノエチル)アミン等のポリアミン等が配位子として添加される。
【0058】
重合反応は、無溶媒でも可能であるが、各種の溶媒中で行うこともできる。溶媒の種類としては特に限定されず、特開2005−232419公報 段落[0067]]記載の溶剤が挙げられる。これらは、単独でもよく、2種以上を併用してもよい。また、エマルジョン系もしくは超臨界流体CO2を媒体とする系においても重合を行うことができる。
【0059】
重合温度は、限定はされないが、0〜200℃の範囲で行うことができ、好ましくは、室温〜150℃の範囲である。
【0060】
(a−3)成分中のアルケニル基としては、特に限定はされないが、一般式(7)で表されるものであることが好ましい。
2C=C(R6)− (7)
(式中、R6は水素又は炭素数1〜20の有機基を示す。)
【0061】
上記R6の炭素数1〜20の有機基としては、特に限定されないが、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基が好ましく挙げられ、具体的には以下のような基が例示される。
−(CH2n−CH3、−CH(CH3)−(CH2n−CH3、−CH(CH2CH3)−(CH2n−CH3、−CH(CH2CH32、−C(CH32−(CH2n−CH3、−C(CH3)(CH2CH3)−(CH2n−CH3、−C65、−C64(CH3)、−C63(CH32、−(CH2n−C65、−(CH2n−C64(CH3)、−(CH2n−C63(CH32
(nは0以上の整数で、各基の合計炭素数は20以下)
本発明の架橋反応となるヒドロシリル化反応の活性の点から、R6としては水素又はメチル基がより好ましい。
【0062】
ポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)のアルケニル基は、特に限定はされないが、その炭素−炭素二重結合と共役するカルボニル基、アルケニル基、芳香族環により活性化されていないことが好ましい。
【0063】
アルケニル基とポリ(メタ)アクリル系重合体の主鎖との結合形式は、特に限定されないが、炭素−炭素結合、エステル結合、エーテル結合、カーボネート結合、アミド結合、ウレタン結合等を介して結合されていることが好ましい。
【0064】
ポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)は、1分子中に1個を超えるアルケニル基を有するものであり、硬化物の機械物性の点から、ポリ(メタ)アクリル系重合体1分子当たり平均して1.2個〜3.0個有するものが好ましい。特に限定するわけではないが、具体的には、ポリ(メタ)アクリル系重合体1分子当たりに導入されたアルケニル基の数を1H−NMR分析により求めた平均値が1.2個〜3.0個であることが好ましく、1.5個〜2.5個であることがより好ましい。
【0065】
本発明の硬化性組成物から得られる硬化物にゴム的な性質が特に要求される場合には、ゴム弾性に大きな影響を与える架橋点間分子量が大きくとれるため、アルケニル基の少なくとも1個は分子鎖(主鎖)の末端にあることが好ましい。より好ましくは、全てのアルケニル基を分子鎖末端に有するものである。
【0066】
上記1個を超えるアルケニル基を分子末端に有するポリ(メタ)アクリル系重合は、特公平3−14068号公報、特公平4−55444号公報、特開平6−211922号公報等に開示されている方法により製造できる。しかしながら、これらの方法は上記「連鎖移動剤法」を用いたフリーラジカル重合法であるので、得られる重合体は、アルケニル基を比較的高い割合で分子鎖末端に有する一方で、分子量分布(Mw/Mn)の値が一般に2以上と大きく、粘度が高くなるという問題を有している。従って、分子量分布が狭く、粘度の低いポリ(メタ)アクリル系重合であって、高い割合で分子鎖末端にアルケニル基を有するポリ(メタ)アクリル系重合を得るためには、上記「リビングラジカル重合法」を用いることが好ましい。
【0067】
得られたポリ(メタ)アクリル系重合へのアルケニル基の導入方法としては、公知の方法を利用することができる。例えば、特開2005−232419公報 段落[0074]〜[0099]記載の方法が挙げられる。これらの方法の中でも制御がより容易である点から、ジエン化合物添加法が好ましい。水酸基を分子中に少なくとも1個含有するポリ(メタ)アクリル系重合から得る場合は、制御がより容易である点から重合の終期にアルケニルアルコールを反応させる方法、重合体の反応末端に安定化カルバニオンを反応させる方法により得られる、水酸基を分子中に少なくとも1個含有するビニル系重合体を用いることが好ましい。
【0068】
ここでは、好ましい導入方法の一つである、ジエン化合物添加法について以下に簡単に説明する。ジエン化合物添加法は、(メタ)アクリル系モノマーのリビングラジカル重合により得られるポリ(メタ)アクリル系重合に、重合性の低いアルケニル基を少なくとも2個有する化合物(以下、「ジエン化合物」という。)を反応させる。
【0069】
ジエン化合物が有するアルケニル基としては、末端アルケニル基[CH2=C(R)−R’;Rは水素又は炭素数1〜20の有機基、R’は炭素数1〜20の一価または二価の有機基であり、RとR’は互いに結合して環状構造を有していてもよい。]又は内部アルケニル基[R’−C(R)=C(R)−R’;Rは水素又は炭素数1〜20の有機基、R’は炭素数1〜20の一価または二価の有機基であり、二つのR若しくは二つのR’は互いに同一であってもよく異なっていてもよい。二つのRと二つのR’のうちいずれか二つが互いに結合して環状構造を有していてもよい。]のいずれでもよいが、末端アルケニル基がより好ましい。Rは水素又は炭素数1〜20の有機基であるが、炭素数1〜20の有機基としては、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、炭素数7〜20のアラルキル基が好ましい。これらの中でもRとしては水素又はメチル基が特に好ましい。R’の炭素数1〜20の一価または二価の有機基としては、炭素数1〜20の一価または二価のアルキル基、炭素数6〜20の一価または二価のアリール基、炭素数7〜20の一価または二価のアラルキル基が好ましい。これらの中でもR’としてはメチレン基、エチレン基、イソプロピレン基が特に好ましい。ジエン化合物の少なくとも2つのアルケニル基は互いに同一又は異なっていてもよく、ジエン化合物のアルケニル基のうち、少なくとも2つのアルケニル基は共役していてもよい。
【0070】
ジエン化合物の具体例としては例えば、イソプレン、ピペリレン、ブタジエン、ミルセン、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、1,9−デカジエン、4−ビニル−1−シクロヘキセン等が挙げられるが、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、1,9−デカジエンが好ましい。
【0071】
(メタ)アクリル系モノマーのリビングラジカル重合を行い、得られた重合体を重合系より単離した後、単離した重合体とジエン化合物をラジカル反応させることにより、目的とする末端にアルケニル基を有するポリ(メタ)アクリル系重合を得ることも可能であるが、重合反応の終期あるいは所定の(メタ)アクリル系モノマーの反応終了後にジエン化合物を重合反応系中に添加する方法が簡便であるのでより好ましい。
【0072】
ジエン化合物の添加量は、2つのアルケニル基の反応性に大きな差があるジエン化合物を使用する場合、重合体成長末端に対して当量又は小過剰量程度であればよく、2つのアルケニル基の反応性が等しい又はあまり差がないジエン化合物を使用する場合、重合体生長末端に対して過剰量であることが好ましく、具体的には1.5倍以上が好ましく、さらに好ましくは3倍以上、特に好ましくは5倍以上である。
【0073】
本発明の硬化性組成物に使用されるポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)としては、上述した製法の中でも、下記方法により得られるものが特に好適である。
【0074】
第1の方法としては、
(1a)(メタ)アクリル系モノマーを原子移動ラジカル重合法により重合することにより、下記一般式(8)
−C(R7)(R8)(X) (8)
(式中、R7及びR8は(メタ)アクリル系モノマーのエチレン性不飽和基に結合した基を示す。Xは塩素、臭素又はヨウ素を示す。)
で示す末端構造を有するポリ(メタ)アクリル系重合体を製造し、
(2a)前記重合体の末端ハロゲンを、アルケニル基を有する置換基に変換する、
方法が挙げられる。
【0075】
第2の方法としては、
(1b)(メタ)アクリル系モノマーをリビングラジカル重合法により重合することにより、ポリ(メタ)アクリル系重合体を製造し、
(2b)前記重合体を、重合性の低いアルケニル基を少なくとも2個有する化合物と反応させる、
方法が挙げられる。
【0076】
本発明における(B)成分である1分子中に少なくとも2個のヒドロシリル基を有する化合物としては、ヒドロシリル基を有するものであれば特に限定されず、このなかでも原材料の入手が容易なこと、(A)成分への相溶性が良好なことなどから、有機基で変性されたオルガノハイドロジェンポリシロキサンが好ましい。
【0077】
(B)成分のヒドロシリル基の個数は平均で2個を超えていればよく、ヒドロシリル基を1個しか有しない化合物を含んでいても全体を平均して2個を超えていればよい。ヒドロシリル基の個数は平均して2.2個以上6個以下がより好ましい。
【0078】
オルガノハイドロジェンポリシロキサンとしては、公知の鎖状または環状オルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用することができ、(A)成分との相溶性の観点からは、芳香族環含有鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン、アルキル鎖含有鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサン、または環状オルガノハイドロジェンポリシロキサンが好適である。具体的には、特開2006−291073号公報 段落[0088]〜[0093]記載のヒドロシリル基含有化合物が挙げられる。
【0079】
また、分子中に2個以上のアルケニル基を有する低分子化合物でヒドロシリル基の一部が置換された鎖状または環状オルガノハイドロジェンポリシロキサンを使用することもできる。具体的には、過剰量の上記ヒドロシリル基含有化合物に対し、後述するヒドロシリル化触媒の存在下、分子中に2個以上のアルケニル基を有する低分子化合物をゆっくり滴下することにより得られる変性ヒドロシリル基含有化合物をヒドロシリル基含有化合物(B)として使用できる。分子中に2個以上のアルケニル基を有する低分子化合物としては、脂肪族炭化水素系化合物、エーテル系化合物、エステル系化合物、カーボネート系化合物、イソシアヌレート系化合物や芳香族炭化水素系化合物等が挙げられ、具体的には特開2006−291073号公報 段落[0094]記載の化合物を使用できる。このような変性ヒドロシリル基含有化合物のうち、原料の入手容易性、過剰に用いたヒドロシリル基含有化合物の除去のしやすさ、さらには(A)への相溶性を考慮して、下記のものが好ましく挙げられる。
【0080】
【化3】

本発明における(B)成分であるヒドロシリル基を有する化合物の使用量は、(A)成分の重合体中に存在するアルケニル基の量と、(B)成分中の化合物中に存在するヒドロシリル基の量の関係において、適宜選択され、このなかでも、 [(B)成分中のヒドロシリル基の総量]/[(A)成分中のアルケニル基の総量]が5〜0.2の範囲にあることが好ましく、2.5〜0.4であることが特に好ましい。(B)成分中のヒドロシリル基の総量とは、ヒドロシリル基を有する化合物(B)のヒドロシリル基含有量(mol/g)に配合量(g)を乗じた量を表すものとする。また(A)成分中のアルケニル基の総量とは、アルケニル基を有する重合体(A)のアルケニル基含有量(mol/g)に配合量(g)を乗じた量を表すものとする。モル比が5より大きいと、硬化後も硬化物中に活性なヒドロシリル基が多く残るので、クラック、ボイドが発生し、均一で強度のある硬化物が得られにくくなる傾向があり、0.2より小さいと、硬化が不十分で強度の小さい硬化物が得られ易くなる傾向がある。このように(B)成分の使用量については、下限、上限の両方に注意する必要がある。
本発明の硬化性組成物においては、上記ヒドロシリル基含有化合物を1種類のみで使用しても良いし、2種類以上混合使用しても良い。
【0081】
本発明の(C)成分であるヒドロシリル化触媒については、特に制限はなく、公知のものが使用できる。
【0082】
具体的に例示すれば、塩化白金酸、白金の単体、アルミナ、シリカ、カーボンブラック等の担体に固体白金を担持させたもの;
白金−ビニルシロキサン錯体{例えば、
Pt(ViMe2 SiOSiMe2 Vi)n
Pt〔(MeViSiO)4m };
白金−ホスフィン錯体{例えば、
Pt(PPh34 、Pt(PBu34 };
白金−ホスファイト錯体{例えば、
Pt〔P(OPh)34 、Pt〔P(OBu)34
(式中、Meはメチル基、Buはブチル基、Viはビニル基、Phはフェニル基を表し、n、mは整数を表す)、Pt(acac)2 、また、アシュビー(Ashby)の米国特許第3159601及び3159662号明細書中に記載された白金−炭化水素複合体、並びにラモロー(Lamoreaux)の米国特許第3220972号明細書中に記載された白金アルコラート触媒も挙げられる。
【0083】
また、白金化合物以外のヒドロシリル化触媒の例としては、RhCl(PPh33 、RhCl3、Rh/Al23 、RuCl3 、IrCl3 、FeCl3 、AlCl3 、PdCl2・2H2O、NiCl2 、TiCl4 等が挙げられる。
【0084】
これらの触媒は単独で使用してもよく、2種以上併用しても構わない。触媒活性の点から、塩化白金酸、白金−ビニルシロキサン錯体、Pt(acac)2等が好ましい。触媒使用量としては特に制限はないが、(A)成分中のアルケニル基1molに対して10-8〜10-1molの範囲で用いるのがよい。好ましくは10-6〜10-2molの範囲で用いるのがよい。10-8mol未満では、硬化速度が遅く、また硬化性が不安定になる可能性が高い。逆に10-1molを越える場合は、ポットライフの確保が困難であるため好ましくない。
【0085】
また、本発明の(A)〜(C)成分を含む硬化性組成物には、必要に応じて可塑剤を添加することができる。可塑剤とは、本硬化性組成物の流動性を改善するために使用するものであり、本発明に用いる(A)成分と相溶性のよいものが好ましい。このような可塑剤の具体例としては、(A)成分がポリオキシアルキレン系重合体(a−1)あるいはポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)である場合、ポリエーテル系、ポリエステル系、ポリアクリル系の可塑剤が挙げられる。また、(A)成分が飽和炭化水素系重合体(a−2)である場合、ポリブテン、水添ポリブテン、ポリα−オレフィン、α−メチルスチレンオリゴマー、液状ポリブタジエン、水添液状ポリブタジエン、パラフィン油、ナフテン油、アタクチックポリプロピレン等の炭化水素系可塑剤が挙げられる。
【0086】
このような可塑剤の使用量としては、本発明の(A)成分100重量部に対し、1〜100重量部であることが好ましい。1重量部に満たない場合は、振動、衝撃吸収性能を高める効果は小さく、また100重量部を超えると、硬化させて得られる架橋ゴムにおいて、強度が不足する、表面タックが大きいなどの問題が生じる。
【0087】
また、本発明の(A)〜(C)成分を含む硬化性組成物には、必要に応じて保存安定性改良剤を添加することができる。保存安定性改良剤とは、本硬化性組成物の貯蔵中の硬化、劣化等物性の低下を防止する働きを担う。保存安定性改良剤としては、本発明の(B)成分の保存安定剤として知られている公知の安定剤であって所期の目的を達成するものであれば特に限定されず、たとえば、脂肪族不飽和結合を含有する化合物、有機リン化合物、有機硫黄化合物、窒素含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物等があげられる。具体的には、2−ベンゾチアゾリルサルファイド、ベンゾチアゾール、チアゾール、ジメチルアセチレンダイカルボキシレート、ジエチルアセチレンダイカルボキシレート、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、ブチルヒドロキシアニソール、ビタミンE、2−(4−モルフォジニルジチオ)ベンゾチアゾール、3−メチル−1−ブテン−3−オール、アセチレン性不飽和基含有オルガノシロキサン、アセチレンアルコール、3−メチル−1−ブチル−3−オール、ジアリルフマレート、ジアリルマレエート、ジエチルフマレート、ジエチルマレエート、ジメチルマレエート、2−ペンテンニトリル、2,3−ジクロロプロペン等が挙げられる。また、このような保存安定剤の使用量は、用いる保存安定剤の分子量や、本発明(C)成分であるヒドロシリル化触媒の使用量にも依るが、本発明の(A)成分100重量部に対し、0.005〜0.5重量部が好ましい。保存安定剤がこれより少ないと、十分な保存安定性が得られず、保存中に硬化する問題が生じる。また、保存安定剤がこれより多いと、硬化阻害が大きく、硬化性が低下する問題が生じる。
【0088】
また、本発明の(A)〜(C)成分を含む硬化性組成物には、必要に応じて充填剤を添加することができる。充填剤の具体例としては、シリカ微粉末、炭酸カルシウム、カーボンブラック、クレー、タルク、酸化チタン、亜鉛華、ケイソウ土、硫酸バリウム等が挙げられる。充填剤の使用量としては、本発明の(A)成分100重量部に対し、1〜300重量部であることが好ましい。1重量部に満たない場合は、充填剤を使用する効果は小さく、また300重量部を超えると、硬化前組成物の粘度が高くなり過ぎ、取り扱いが困難となる。
【0089】
シリカ微粉末としては、ケイ酸ソーダの加水分解による湿式製造法等から得られる含水シリカ、及び四塩化ケイ素等のハロゲン化ケイ素あるいは有機ケイ素化合物の熱分解による乾式製造法等から得られる無水シリカを用いることができる。
【0090】
また、本発明の(A)〜(C)成分を含む硬化性組成物には、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、界面活性剤、溶剤、シリコン化合物、粘着付与樹脂を適宜添加してもよい。
【0091】
本発明の硬化性組成物から得られる成形品およびシートは、電子部品の保護の目的で使用される高精度の薄膜ゴムシートや、電気、自動車、エネルギー、医療などの様々な分野の振動吸収性、衝撃吸収性、衝撃緩和性、振動絶縁性成形体およびシートとして用いることができる。
【実施例】
【0092】
つぎに実施例および比較例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0093】
(アリル基末端ポリオキシアルキレン系重合体(A−1)の製造例)
ポリプロピレングリコールを開始剤とし、亜鉛ヘキサシアノコバルテートグライム錯体触媒にてプロピレンオキサイドの重合を行い、数平均分子量約10,000(GPC法により測定)の水酸基末端ポリオキシプロピレン重合体を得た。続いて、この水酸基末端ポリオキシプロピレン重合体の水酸基に対して1.2倍当量のNaOMeの28%メタノール溶液と塩化アリルを添加して末端をアリル基に変換した。この反応物をヘキサンに溶かしケイ酸アルミニウムで吸着処理した後、ヘキサンを減圧除去することにより、黄色透明で、1分子中に平均して2個のアリル基末端を有するポリオキシプロピレン重合体(A−1)が得られた。
【0094】
(ヒドロシリル基を有する化合物(B−1)の製造例)
(−Si−O−)繰り返しユニットを平均して7.5個もつメチルハイドロジェンシリコーンに白金触媒存在下全ヒドロシリル基量の0.2当量のα−メチルスチレンを添加し、1分子中に平均6個のヒドロシリル基を有する化合物(B−1)を得た。この化合物のSi−H基含有量は8.1mmol/gであった。
【0095】
(硬化性液状樹脂組成物の製造例1)
アリル基末端を有するポリオキシプロピレン重合体(A−1)100gとヒンダードフェノール系酸化防止剤(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ製イルガノックス245)2g、湿式シリカ(嵩比重70g/l)、ヒドロシリル基を有する化合物(B−1)(3.2g)、触媒として白金ビニルシロキサン錯体触媒のキシレン溶液(ディーエムスクエアージャパン(株)製、PT−VTSC−3.0X)を0.04g、保存性改良剤としてアセチレンアルコール(日信化学工業社製サーフィノール61)を0.05g、を混合して硬化性液状樹脂組成物を作成した。この硬化性液状樹脂組成物の粘度を島津製作所(株)製高化式フローテスターで粘度測定した結果、25℃、剪断速度1000sec-1の時、70Pa・sであった。120℃、剪断速度1000sec-1の時、7Pa・sであった。
【0096】
(ヒドロシリル基を有する化合物(B−2)の製造例)
(−Si−O−)繰り返しユニットを平均して7.5個もつメチルハイドロジェンシリコーンに白金触媒存在下全ヒドロシリル基量の0.5当量のα−オレフィンを添加し、1分子中に平均約5.5個のヒドロシリル基を有する化合物(B−2)を得た。この化合物のSi−H基含有量は6mmol/gであった。
【0097】
(硬化性液状樹脂組成物の製造例2)
特開平8−127683号公報、製造例1に記載された方法に準じ、(A)成分である分子量約16,000、アリル基数2.0のアリル基末端ポリイソブチレン(A−2)を得た。このアリル基末端ポリイソブチレン(A−2)100gに、酸化防止剤としてMARK A−50(株式会社アデカ製)を2.0g、チヌビン−765(チバ・ジャパン株式会社製)を1.0g、可塑剤としてPAO−5010(出光石油化学(株)製)を50g、充填剤として湿式シリカ(嵩比重70g/l)を50g、保存性改良剤としてアセチレンアルコール(日信化学工業社製サーフィノール61)を0.4g、触媒として白金ビニルシロキサン錯体触媒のキシレン溶液(ディーエムスクエアージャパン(株)製、PT−VTSC−3.0X)を0.3gを加えた。さらにヒドロシリル基を有する化合物(B−2)を3.2g加えて、混合、脱泡し、硬化性液状樹脂組成物を作成した。この硬化性液状樹脂組成物の粘度を島津製作所(株)製高化式フローテスタ
ーで粘度測定した結果、25℃、剪断速度1000sec-1の時、400Pa・sであった。120℃、剪断速度1000sec-1の時、8Pa・sであった。
【0098】
(アリル基末端アクリル系重合体(A−3)の製造例)
(1)重合工程
アクリル酸エステル(共重合する場合には予め所定量混合されたアクリル酸エステル)を脱酸素した。攪拌機付ステンレス製反応容器の内部を脱酸素し、臭化第一銅、全アクリル酸エステルの一部(表1では初期仕込みモノマーとして記載)を仕込み、加熱攪拌した。アセトニトリル(表1では重合用アセトニトリルと記載)、開始剤としてジエチル2,5−ジブロモアジペートを添加、混合し、混合液の温度を約80℃に調節した段階でペンタメチルジエチレントリアミン(以下、トリアミンと略す)を添加し、重合反応を開始した。残りのアクリル酸エステル(表1では追加用モノマーとして記載)を逐次添加し、重合反応を進めた。重合途中、適宜トリアミンを追加し、重合速度を調整した。重合時に使用したトリアミンの総量を重合用トリアミンとして表1に示す。重合が進行すると重合熱により内温が上昇するので内温を約80℃〜約90℃に調整しながら重合を進行させた。モノマー転化率(重合反応率)が約95%以上の時点で揮発分を減圧脱揮して除去し、重合体濃縮物を得た。
(2)ジエン反応工程
上記濃縮物に1,7−オクタジエン(以下ジエン若しくはオクタジエンと略す)、アセトニトリル(表1ではジエン反応用アセトニトリルと記載)を添加し、トリアミン(表1ではジエン反応用トリアミンと記載)を追加した。内温を約80℃〜約90℃に調節しながら数時間加熱攪拌させて、重合体末端にオクタジエンを反応させた。アセトニトリル及び未反応のオクタジエンを減圧脱揮して除去し、末端にアルケニル基を有する重合体を含有する濃縮物を得た。
(3)粗精製工程
上記濃縮物をトルエンで希釈し、ろ過助剤、吸着剤(キョーワード700SEN:協和化学製)、ハイドロタルサイト(キョーワード500SH:協和化学製))を添加し、80〜100℃程度に加熱攪拌した後、固形成分をろ別した。ろ液を濃縮し、重合体粗精製物を得た。
(4)高温加熱処理・吸着精製工程
重合体粗精製物、熱安定剤(スミライザーGS:住友化学(株)製)、吸着剤(キョーワード700SEN、キョーワード500SH)を添加し、減圧脱揮、加熱攪拌しながら昇温し、約170℃〜約200℃の高温状態で数時間程度加熱攪拌、減圧脱揮を行なった。吸着剤(キョーワード700SEN、キョーワード500SH)、を追加し、重合体に対して約10重量部のトルエンを添加し、約170℃〜約200℃の高温状態で更に数時間程度加熱攪拌した。処理液を更にトルエンで希釈し、吸着剤をろ別した。ろ液を濃縮し、両末端にアルケニル基を有する重合体(A−3)を得た。得られた重合体の1分子あたりに導入されたアルケニル基数、分子量、分子量分布を表1に示す。
【0099】
【表1】

(ヒドロシリル基を有する化合物(B−3)の製造例)
5Lの二口フラスコにトルエン1800g、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン1440gを入れ、120℃のオイルバス中で窒素下、加熱攪拌した。この溶液に、トリアリルイソシアヌレート200g、トルエン200g及び白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として3wt%含有)144μlの混合液を、50分かけて滴下した。得られた溶液をそのまま6時間加温、攪拌した。1−エチニル−1−シクロヘキサノール2.95mgを加えた後、未反応の1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサン及びトルエンを減圧留去し、ヒドロシリル基含有化合物(B−3)を得た。
【0100】
1H−NMR分析により、ヒドロシリル基含有化合物(B−3)は、1,3,5,7−テトラメチルシクロテトラシロキサンのSiH基の一部がトリアリルイソシアヌレートと反応したものであることがわかった(ヒドロシリル基含有化合物(B−3)は混合物であるが、主成分として1分子中に9個のSiH基を有する化合物を含有する)。
【0101】
(硬化性液状樹脂組成物の製造例3)
アリル基末端アクリル系重合体(A−3)100gと、充填剤としてシリカ(商品名:ニップシールLP、東ソー・シリカ製)を30g、アミン系酸化防止剤として、4,4’−ビス(α,α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン(商品名:ノクラックCD、大内新興化学工業製)を2g、硬化調整剤として3,5−ジメチル−1−へキシン−3−オール(商品名:サーフィノール61、日信化学工業製)を、アリル基末端アクリル系重合体(A−3)のアルケニル基の7.5×10-2モル当量、0価白金の1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジビニルジシロキサン錯体のイソプロパノール溶液(白金として3wt%含有)を白金換算でアリル基末端アクリル系重合体(A−3)のアルケニル基の5×10-4モル当量、ヒドロシリル基を有する化合物(B−3)を、(B−3)のSiH基がアルケニル末端共重合体(A−3)のアルケニル基の2.2モル当量分となる量を添加し、混合して硬化性組成物を得た。この硬化性液状樹脂組成物の粘度を島津製作所(株)製高化式フローテスターで粘度測定した結果、25℃、剪断速度1000sec-1の時、1000Pa・sであった。120℃、剪断速度1000sec-1の時、15Pa・sであった。
【0102】
(実施例1)
使用した金型は、厚さ30μm、縦100mm、横100mmのサイズのシートを成形用金型で、ゲートはφ0.8mmのダイレクトピンゲートでスプルー、ランナーレス方式とした。支持フィルムは、厚さ40μm、幅200mmの長尺ポリイミドフィルムを用い、金型内に挟み込み、型締めした。硬化性液状樹脂組成物の製造例1において得られた硬化性液状樹脂組成物を日精樹脂工業(株)製射出成形装置(PN−40−LIM)で計量、混合し、射出圧力40MPa、射出時間10秒で充填した。150℃、20秒で加熱した後、型開きしたところ、成形シートは適度に支持フィルムに密着された状態で取り出された。金型のパーティング面には、ばりは付着しておらず、除去作業なしに、支持フィルムを250mmピッチ送りし、再び成形を繰り返すことができた。成形品シートが貼り付いた状態で支持フィルムを巻き取り、自然冷却させた後、成形品シートは容易に支持フィルムから剥がす事ができた。得られた成形品シートをダイヤルゲージで厚み測定した結果、厚みばらつきが30μm±3μm以内の均一なシートであった。また、ボイド、異物などなく、外観良好であった。
【0103】
(実施例2)
実施例1と同様の金型、支持フィルムを使用、硬化性液状樹脂組成物の製造例2において得られた硬化性液状樹脂組成物を日精樹脂工業(株)製射出成形装置(PN−40−LIM)で計量、混合し、射出圧力40MPa、射出時間10秒で充填した。170℃、50秒で加熱した後、型開きしたところ、成形シートは適度に支持フィルムに密着された状態で取り出された。金型のパーティング面に、ばりは付着しておらず、除去作業なしに、支持フィルムを250mmピッチ送りし、再び成形を繰り返すことができた。成形品シートが貼り付いた状態で支持フィルムを巻き取り、自然冷却させた後、成形品シートは容易に支持フィルムから剥がす事ができた。得られた成形品シートをダイヤルゲージで厚み測定した結果、厚みばらつきが30μm±3μm以内の均一なシートであった。また、ボイド、異物などなく、外観良好であった。
【0104】
(実施例3)
実施例1と同様の金型、支持フィルムを使用、硬化性液状樹脂組成物の製造例3において得られた硬化性液状樹脂組成物を日精樹脂工業(株)製射出成形装置(PN−40−LIM)で計量、混合し、射出圧力50MPa、射出時間10秒で充填した。180℃、60秒で加熱した後、型開きしたところ、成形シートは適度に支持フィルムに密着された状態で取り出された。金型のパーティング面に、ばりは付着しておらず、除去作業なしに、支持フィルムを250mmピッチ送りし、再び成形を繰り返すことができた。成形品シートが貼り付いた状態で支持フィルムを巻き取り、自然冷却させた後、成形品シートは容易に支持フィルムから剥がす事ができた。得られた成形品シートをダイヤルゲージで厚み測定した結果、厚みばらつきが30μm±3μm以内の均一なシートであった。また、ボイド、異物などなく、外観良好であった。
【0105】
(比較例1)
支持フィルムを使用せずに実施例1と同様の成形を行った。加熱硬化後、型開きし、取り出し時にエジェクター突き出しを試みたが、金型と成形品の密着性が強く、破れた。また、エアーブロー方式での取り出しを試みたが、離型されなかった。手作業で丁寧に取り出そうとしたが、金型温度、成形品の温度が150℃と高温のため、作業性が悪く、手間がかかった。丁寧に取り出した成形品シートを重ね置きすると互いに密着し、再び分離するのに時間を要した。重ね置きしなければ保管スペースが足りないため、離型紙を間にはさんで重ね置きすることとなった。成形品自体の品質は実施例1と同レベルであった。
【0106】
(比較例2)
実施例1と同様の金型、支持フィルムを使用した。硬化性液状樹脂組成物は、付加型液状シリコーンゴム(信越化学工業(株)製KE2000−40)を用いた。この付加型の粘度を島津製作所(株)製高化式フローテスターで粘度測定した結果、25℃、剪断速度1000sec-1の時、100Pa・sであった。120℃、剪断速度1000sec-1の時、50Pa・sであった。この液状樹脂組成物を日精樹脂工業(株)製射出成形装置(PN−40−LIM)で計量、混合し、射出圧力40MPa、射出時間10秒で充填した。150℃、30秒で加熱した後、型開きしたところ、所定の30%しか充填されなかった。そこで、射出圧力を装置の最大180MPa、射出時間を20秒に延ばして射出したが、所定の50%しか充填されなかった。時間を延ばしても硬化反応が進み、抵抗が増大するため薄膜成形可能な条件は見つからなかった。
【図面の簡単な説明】
【0107】
【図1】本発明の一実施形態の金型構成を示す断面図
【図2】本発明の一実施形態の成形方法で型開きをした状態を示す断面図
【符号の説明】
【0108】
1 可動側金型
2 固定側金型
3 断熱板
4 冷却機構
5 支持フィルム
6 シート状成形品
7 射出ノズル
8 ゲート
9 キャビティ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
支持フィルムを金型内にインサートし、硬化性液状樹脂組成物を射出、加熱硬化して、支持フィルム上に成形されたシート状成形品を製造することを特徴とする硬化性液状樹脂組成物の成形方法であり、且つ硬化性液状樹脂組成物が、下記(A)〜(C)成分を含有することを特徴とする硬化性液状樹脂組成物の成形方法。
(A)1分子中に少なくとも平均1個を超えるアルケニル基を有する、分子量が1,000〜50,000の、ポリオキシアルキレン系重合体(a−1)、飽和炭化水素系重合体(a−2)、及びポリ(メタ)アクリル系重合体(a−3)からなる群より選ばれる少なくとも1種の重合体
(B)1分子中に少なくとも2個のヒドロシリル基を有する化合物
(C)ヒドロシリル化触媒
【請求項2】
JIS K7210に従って、測定温度120℃、剪断速度1000sec-1の条件で測定した硬化性液状樹脂組成物の粘度が、20Pa・s以下であることを特徴とする請求項1記載の硬化性液状樹脂組成物の成形方法。
【請求項3】
シート状成形品の厚みが10〜500μmであることを特徴とする請求項1もしくは2に記載の硬化性液状樹脂組成物の成形方法。
【請求項4】
シート状成形品の厚みの誤差が±3μmであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の硬化性液状樹脂組成物の成形方法。
【請求項5】
硬化性液状樹脂組成物が、さらに充填剤を含有することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の硬化性液状樹脂組成物の成形方法。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2010−42548(P2010−42548A)
【公開日】平成22年2月25日(2010.2.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−206943(P2008−206943)
【出願日】平成20年8月11日(2008.8.11)
【出願人】(000000941)株式会社カネカ (3,932)
【Fターム(参考)】