JP7424733B2 - ホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法 - Google Patents
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Description
工程1:有機溶剤中に、室温で固体状のオルガノポリシロキサン樹脂、および、任意で鎖状のジオルガノポリシロキサンを分散乃至溶解させた溶液から、150℃以上の温度で有機溶剤の除去を行い、ホットメルト性の固形分を得る工程
工程2:工程1で得たホットメルト性の固形分に、すべての硬化剤を加えた後、120℃以下の温度で加熱溶融しながら混練する工程
工程3:工程2で得た加熱溶融後の混合物を、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程
工程4:工程3で得た積層体をロール間で延伸し、特定の膜厚を有する硬化性シリコーンシートを成型する工程
工程2で得た加熱溶融後の混合物の150℃での高化式フローテスターにより測定される溶融粘度が1~1,000Pasの範囲であり、
工程3において、当該加熱溶融後の混合物を少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程が、当該加熱溶融後の混合物をダイ及びノズルを用いてフィルム状または紐状に成型しながら吐出して、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程であり、
さらに、工程4の前工程としてまたは工程4において、工程3で得た積層体全体を冷却または80~120℃の間で温度調整する工程を含む製造方法が好ましい。特に、当該製造方法は、加熱溶融後の混合物の溶融粘度が低い場合、ダイにより当該混合物を仮成型できる点で有用である。
工程2で得た混合物全体の軟化点が200℃以下であり、
工程2が、工程1で得た混合物を当該混合物の軟化点以上の温度に加熱する工程であり、
工程3において、当該加熱溶融後の混合物を少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程が、当該加熱溶融後の混合物を固体状のまま吐出し、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程である製造方法が好ましい。
なお、固体状のまま吐出した混合物を含む積層体について、工程4で膜厚調整を行う場合、膜厚調整ロールは、さらに、温度調節機能を備えることが好ましく、当該温度調節機能を備えたロール延伸により、得られる硬化性シリコーンシートの膜厚を安定させる製造方法が好ましい。特に、当該製造方法は、加熱溶融後の混合物の溶融粘度が高い場合、仮成型を行うことなくシート状に成型できる点で有用である。
25℃における貯蔵弾性率(G')の値が2000MPa以下であり、
150℃における貯蔵弾性率(G')の値が100MPa以下であり、
周波数1.0Hzにおける貯蔵弾性率/損失弾性率(G'/G'')で表される損失正接(tanδ)のピーク値が0.40以上である硬化物を与えることが好ましい。
工程2により得られる混合物が、硬化により、
室温から200℃までの成型温度におけるMDR(Moving Die Rheom eter)により測定される(1)最大トルク値が50dN・m未満であり、(2)最大トルク値に到達したときに、貯蔵トルク値/損失トルク値の比で表される損失正接(tanδ)の値が0.2未満である硬化物を与えることが好ましい。
本発明にかかる硬化性シリコーンシートは、ホットメルト性を有するものであり、オルガノポリシロキサン樹脂、および硬化剤を含むことを必須とし、必要に応じて鎖状のオルガノポリシロキサンを含んでもよいことを特徴とし、本発明の製造方法は、以下の工程1~4を含むものである。
工程1:有機溶剤中に、室温で固体状のオルガノポリシロキサン樹脂、および、任意で鎖状のジオルガノポリシロキサンを分散乃至溶解させた溶液から、150℃以上の温度で有機溶剤の除去を行い、ホットメルト性の固形分を得る工程
工程2:工程1で得たホットメルト性の固形分に、すべての硬化剤を加えた後、120℃以下の温度で加熱溶融しながら混練する工程
工程3:工程2で得た加熱溶融後の混合物を、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程
工程4:工程3で得た積層体をロール間で延伸し、特定の膜厚を有する硬化性シリコーンシートを成型する工程
上記の工程1は硬化剤を除くホットメルト性のシリコーン成分、すなわち、オルガノポリシロキサン樹脂、および任意で鎖状のオルガノポリシロキサンの混合工程であり、有機溶剤中にこれらの成分を分散乃至溶解させた溶液から、150℃以上の高温で有機溶媒を除去する工程である。これら各成分については、後述する。なお、本工程は、機能性フィラーの含有量が少ない、あるいは機能性フィラーを実質的に含有せず、透明性と均一性に優れる硬化性シリコーンシートの製造に特に適するものである。
工程2は工程1で得た25℃において非流動のオルガノポリシロキサン樹脂と鎖状のオルガノポリシロキサンとの混合物に、すべての硬化剤を加えた後、一定以下の温度で加熱しながら、混錬する工程であり、硬化剤の存在下、硬化反応を進行させることなく各原料を混錬し、最終的にホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートを得るために、当該工程における温度管理が重要な要素となる。また、当該工程2開始後の熱履歴、特に、高温に暴露する時間を短時間に抑えることが、最終的に得られる硬化性シリコーンシートの硬化性を維持乃至改善することができる。なお、工程2は、後述する気泡を組成物中から除去するため、真空ポンプ等の脱気機構により、脱気条件下で行うことが好ましい。
工程1で得た混合物の加熱溶融粘度が低く、流動性に富む場合、後述する工程3において事前に仮成型を行った後に剥離フィルム上に積層することができ、かつ好ましい、具体的には、工程2で得た加熱溶融後の混合物の150℃での高化式フローテスターにより測定される溶融粘度が1~1,000Pasの範囲であれば、工程3において、仮成型を行うことができる。
工程3は、工程2で得た加熱溶融後の混合物を、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程であり、工程4において加圧成型するための予備工程である。このため、工程3およびその後工程である工程4は統合することが可能であり、必要に応じ、実質的に工程3および工程4を同時に行うこともできる。工程2で得た混合物をフィルム間に挟み込んだ積層体を形成することで当該フィルム上からロール延伸による加圧成型を行って、シート状の成型物を得ることができ、かつ、成型後には剥離面を利用して当該シート状の成型物からフィルムのみを除去することができる。
であり、特に、分子内にフルオロアルキル基およびパーフルオロポリエーテル基から選ばれる1種類以上の含フッ素置換基を含むオルガノポリシロキサンを含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物の使用が好ましい。なお、含フッ素置換基を含むオルガノポリシロキサンは、さらに、同一分子内にアルケニル基等の硬化反応性基を有してもよく、二種類以上の異なる含フッ素置換基を含むオルガノポリシロキサンを組み合わせて、特定の混合比で使用してもよい。
(i)互いに異なるフルオロアルキル基を有し、かつ、分子内に硬化反応性基を有する、2種類以上のオルガノポリシロキサンを含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物
(ii)互いに異なるパーフルオロポリエーテル基を有し、かつ、分子内に硬化反応性基を有する、2種類以上のオルガノポリシロキサンを含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物
(iii)分子内にフルオロアルキル基および硬化反応性基を有するオルガノポリシロキサン、および、分子内にパーフルオロポリエーテル基および硬化反応性基を有するオルガノポリシロキサンを含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物
(iv)分子内にフルオロアルキル基およびパーフルオロポリエーテル基から選ばれる1種類以上の含フッ素置換基を含み、硬化反応性基を有さず、他の硬化反応性の成分と混和する性質を有するオルガノポリシロキサンを含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物
工程4は、上記の工程3で得た積層体をロール間で延伸し、特定の膜厚を有する硬化性シリコーンシートを成型する工程であり、フィルム上から工程2で得た混合物を加圧延伸し、均一な硬化性シリコーンシートの形態に成型する工程である。圧延ロールの組数は単一であっても複数であっても良い。
工程4において、工程3で得た積層体をロール間で延伸する場合、当該ロールがさらに、温度調節機能を備え、ロール圧延時に積層体全体の温度調節、必要に応じて加熱または冷却を行うことが好ましい。当該温度調節により、ロール間の間隙を安定して保ち、得られるホットメルト性の硬化性シリコーンシートの平坦性および均一性(膜厚の均一性)を改善できる実益がある。具体的な温度調節の範囲は、フィルムの耐熱性や硬化性シリコーンシートの厚さ(設計厚み)、その反応性等に応じて適宜設計可能であるが、概ね、5~120℃の範囲内である。
前記工程2から工程4まで工業的に量産するという観点から連続工程であることが好ましいが、ホットメルト性の組成物として熱硬化性のものを取り扱う場合、前記の通り、工程2のあるポイント(供給ポイント2)から高温に長時間晒されると、組成物の硬化反応が進行しうる状態となり、最終的に得られるホットメルト性の硬化性シリコーンシートの硬化性に悪影響が及ぶ場合がある。これを防ぐために前述の混錬中の温度管理が重要となるが、さらに、工程2から工程4が終了し、得られたシリコーンシートの冷却が始まるまでの時間は短時間、具体的には、30分以内であることが好ましく、好ましくは15分以内、さらに好ましくは5分以内である。製造工程において、高温にさらされる時間が前記範囲内であると、熱硬化性の組成物からなるシリコーンシートを生産しても、反応が進むことなく、ホットメルト性に優れたシートを製造することが可能である。
工程3および工程4は連続的かつ一体化した工程であってよく、例えば、工程2で得た加熱溶融後の混合物は、ロール間の直下において、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に吐出乃至塗布されることで積層され、それと同時にロール間の間隙調整により、特定の膜厚に延伸成型されていてもよい。 このように、工程3および工程4が実質的に統合された工程を有する製造方法も、上記の製造方法の範囲内に含まれる。
すなわち、工程3及び工程4は、工程2で得た混合物を2枚の剥離フィルムの間へ吐出乃至塗布して2枚の剥離フィルム間、例えば2枚の長尺の剥離フィルム間に前記の混合物を挟む工程と、それによって得られる2枚の剥離フィルム及びそれらの間に介装された前記の混合物からなる積層体を続けてロール間に通して剥離フィルム間の混合物を延伸成型し、所定の膜厚に調節して、目的とする積層体を得る工程とを連続して一体的に行ってもよい。このような工程3と工程4を一体的に行う方法も上述した製造方法に含まれる。
工程4により、剥離性フィルム間にホットメルト性の硬化性シリコーンシートが介装された剥離性積層体を得ることができるが、任意により、当該硬化性シリコーンシートを含む積層体を裁断する工程を有してよい。これにより、所望のサイズのホットメルト性の硬化性シリコーンシートを含む剥離性積層体を得ることができる。裁断する装置は限定されないが、幅方向、および長さ方向を連続的に裁断できる装置が好ましく、ラインスピードが調整できる事が望ましい。ソルテック工業株式会社製のシートカッターを用いると連続で裁断できる。裁断する装置には、異物検査機を有すると裁断する前に異物を検知しマーキングし除去できる。
また、工程4により、剥離性フィルム間にホットメルト性の硬化性シリコーンシートが介装された剥離性積層体の状態となるが、剥離性フィルムにフルオロシリコーン系のコーティング処理が施されたものを使用すると、シリコーンシートとの密着力が非常に弱くなる傾向があり、工程4以降のパスラインによってはフィルムがシリコーンシートから剥がれてしまう可能性がある。極端なU字のパスラインが存在するとそこでフィルムがシリコーンシートから剥がれやすいので、パスラインとしては延伸する回転式のロール以降は直線的であることが好ましい。この理由から裁断工程の前に巻き取り装置などで巻き取るのは避けた方が良く、連続的に裁断工程にて所望のサイズにカットしていくことが好ましい。
工程4により、剥離性フィルム間にホットメルト性の硬化性シリコーンシートが介装された剥離性積層体の状態となるが、その後、実用上、品質管理を目的とする工程(例えば、特性値の計測や異物の有無を管理する工程)を含んでもよく、かつ、好ましい。当該工程は、カメラやビデオ等の光学的測定手段を備えた異物検知装置によって行われることが好ましい。
以上の工程により得られる積層体は、オルガノポリシロキサン樹脂、任意で鎖状のオルガノポリシロキサンおよび硬化剤を少なくとも含む、実質的に平坦な、厚さ10~2000μmのホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートが、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層された構造を備える、積層体である。なお、当該フィルムは、共に剥離面を備えてもよく、かつ、好ましい。
本発明の製造方法により得られる硬化性シリコーンシートは、オルガノポリシロキサン樹脂、任意で鎖状のオルガノポリシロキサンおよび硬化剤を少なくとも含み、さらに、機能性フィラーその他の成分を含有してもよい硬化性シリコーン組成物であり、ホットメルト性を有し、加熱溶融性の粘着材として使用することができ、硬化により、耐熱性や応力緩和に優れるシリコーン硬化物を形成する。特に、当該硬化性シリコーンシートは、成形性、ギャップフィル性及び接着力/粘着力に優れ、ダイアタッチフィルムや、フィルム接着剤として使用することができる。また、コンプレッション成型、プレス成型、または真空ラミネーションにより封止層を形成する硬化性シリコーンシートとしても好適に使用することができる。どの用途に使用するにしても、当該硬化性シリコーンシートは、ホットメルト性を有するシート状製品であるので、大面積の接着や封止に好適に適用できる。
本発明にかかる硬化性シリコーンシートは、ホットメルト性を有し、溶融(ホットメルト)時のギャップフィル性、取扱い作業性および硬化性が優れているので、半導体用の封止剤やアンダーフィル剤;SiC、GaN等のパワー半導体用の封止剤やアンダーフィル剤;発光ダイオード、フォトダイオード、フォトトランジスタ、レーザーダイオード等の光半導体用の封止剤や光反射材;電気・電子用の接着剤、ポッティング剤、保護剤、コーティング剤として好適である。また、本組成物は、ホットメルト性を有するので、プレス成型、コンプレッション成型、あるいは真空ラミネーションによる成形用の材料としても好適である。特に、成型時にモールドアンダーフィル法やウェハモールディング法を用いる半導体用の封止剤として用いることが好適である。
本発明の硬化物の用途は特に制限されるものではないが、本発明組成物がホットメルト性を有し、成形性、ギャップフィル特性に優れ、かつ、硬化物は上記の室温における柔軟性、高い応力緩和特性、曲げ伸び率等を有する。このため、本組成物を硬化してなる硬化物は、半導体装置用部材として好適に利用することができ、光半導体を含む半導体素子やICチップ等の封止材、光半導体装置の光反射材、半導体装置の接着剤・結合部材、ディスプレイのパネル用接着剤・結合部材として好適に用いることができる。
本発明の硬化性シリコーンシートは、(A1)室温で固体状のオルガノポリシロキサン樹脂、任意で(A2)鎖状のジオルガノポリシロキサンおよび(B)硬化剤を含有する硬化性シリコーン組成物からなって良い。以下、当該組成物の各成分および任意成分について説明する。
(A1-1)軟化点が30℃以上であり、分子内に少なくとも1個の炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有するホットメルト性のオルガノポリシロキサン樹脂
であってもよい。
(A1-2-1)分子全体としてホットメルト性を有さず、分子内に炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有さず、かつ、SiO4/2で表されるシロキサン単位を全シロキサン単位の少なくとも20モル%以上含有するオルガノポリシロキサン樹脂、および
(A1-2-2)分子全体としてホットメルト性を有さず、分子内に少なくとも1個の炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有し、かつ、SiO4/2で表されるシロキサン単位を全シロキサン単位の少なくとも20モル%以上含有するオルガノポリシロキサン樹脂
から選ばれる1種類以上、またはこれらの混合物であることが特に好ましい。ただし、これらのオルガノポリシロキサン樹脂はそれ自体ではホットメルト性を有しないので、
(A2)25℃において液状または可塑度を有する半固体状の直鎖状または分岐鎖状のオルガノポリシロキサンであって、分子内に少なくとも2個の炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有するもの
の混合物である必要がある。
以下、これらの成分について説明する。
(A1-1)成分は、それ自体がホットメルト性を有し、分子内に少なくとも1個の炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有するため、後述する(B)硬化剤により硬化する。このような(A1-1)成分は、
(A1)樹脂状オルガノポリシロキサン、
(A2)少なくとも1種のオルガノポリシロキサンを架橋してなるオルガノポリシロキサン架橋物、
(A3)樹脂状オルガノシロキサンブロックと鎖状オルガノシロキサンブロックからなるブロックコポリマー、
またはこれらの少なくとも2種の混合物
からなるオルガノポリシロキサン樹脂が好ましい。これらは有機溶媒に可溶であり、工業的には有機溶媒中で合成される。
(1)一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンと一分子中にケイ素原子結合水素原子を少なくとも2個有するオルガノポリシロキサンのヒドロシリル化反応を経て、分子中に樹脂状オルガノポリシロキサン構造-鎖状オルガノポリシロキサン構造をアルキレン結合により連結したもの
(2)一分子中に少なくとも2個のラジカル反応性基を有する少なくとも2種のオルガノポリシロキサンの有機過酸化物によるラジカル反応を経て、分子中に樹脂状オルガノポリシロキサン構造-鎖状オルガノポリシロキサン構造をシロキサン結合またはアルキレン結合により連結したもの
(3)少なくとも2種のオルガノポリシロキサンの縮合反応を経て、分子中に樹脂状オルガノポリシロキサン構造-鎖状オルガノポリシロキサン構造をシロキサン(-Si-O-Si-)結合により連結したもの
のいずれかである。このような(A2)成分は、樹脂構造-鎖状構造のオルガノポリシロキサン部分がアルキレン基または新たなシロキサン結合により連結された構造を有するので、ホットメルト性が著しく改善される。
M単位:R1R2 2SiO1/2で表されるシロキサン単位、
D単位:R1R2SiO2/2で表されるシロキサン単位、
R3M/R3D単位:R3 1/2R2 2SiO1/2で表されるシルアルキレン基含有シロキサン単位およびR3 1/2R2SiO2/2で表されるシルアルキレン基含有シロキサン単位から選ばれる少なくとも1種のシロキサン単位、ならびに
T/Q単位:R2SiO3/2で表されるシロキサン単位およびSiO4/2で表されるシロキサン単位から選ばれる少なくとも1種のシロキサン単位
(AR)分子中にR2SiO3/2(式中、R2は、前記と同様の基である。)で表されるシロキサン単位および/またはSiO4/2で表されるシロキサン単位を含有し、かつ、炭素数2~20のアルケニル基またはケイ素原子結合水素原子あるいはラジカル反応性の基を有する、少なくとも1種の樹脂状オルガノポリシロキサン、および
(AL)分子中にR2 2SiO2/2で表されるシロキサン単位(式中、R2は、前記と同様の基である。)を含有し、かつ、前記の(AR)成分とヒドロシリル化反応またはラジカル反応可能な基であって、炭素数2~20のアルケニル基またはケイ素原子結合水素原子を有する少なくとも1種の鎖状オルガノポリシロキサンを、
(AR)成分または(AL)成分中のヒドロシリル化反応性基および/またはラジカル反応性基が反応後に残存するように設計された比率で反応させて得たオルガノポリシロキサンである。
(a1)成分:下記(a1-1)成分および/または下記(a1-2)成分からなる分子中に炭素数2~20のアルケニル基を少なくとも2個有するオルガノポリシロキサンを有機過酸化物でラジカル反応させたもの、または
(a1)成分と、
(a2)オルガノハイドロジェンポリシロキサンを、
ヒドロシリル化反応用触媒の存在下において、上記(a1)成分に含まれる炭素原子数2~20のアルケニル基に対して、上記(a2)成分中のケイ素原子結合水素原子のモル比が0.2~0.7モルとなる量でヒドロシリル化反応させたものが好ましい。
(R4 3SiO1/2)a(R4 2SiO2/2)b(R4SiO3/2)c(SiO4/2)d(R5O1/2)e
で表される一分子中にアルケニル基を少なくとも2個有するオルガノポリシロキサンである。式中、R4は、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のハロゲン置換アルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のハロゲン置換アリール基、または炭素数7~20のアラルキル基であり、前記R1と同様の基が例示される。R4は、メチル基、ビニル基、またはフェニル基であることが好ましい。ただし、R4の少なくとも2個はアルケニル基である。また、ホットメルト性が良好であることから、全R4の10モル%以上、あるいは20モル%以上がフェニル基であることが好ましい。また、式中、R5は水素原子または炭素数1~6のアルキル基であり、前記と同様のアルキル基が例示される。
(ViMe2SiO1/2)0.25(PhSiO3/2)0.75(HO1/2)0.02
(ViMe2SiO1/2)0.25(PhSiO3/2)0.75
(ViMe2SiO1/2)0.20(PhSiO3/2)0.80
(ViMe2SiO1/2)0.15(Me3SiO1/2)0.38(SiO4/2)0.47(HO1/2)0.01
(ViMe2SiO1/2)0.13(Me3SiO1/2)0.45(SiO4/2)0.42(HO1/2)0.01
(ViMe2SiO1/2)0.15(PhSiO3/2)0.85(HO1/2)0.01
(Me2SiO2/2)0.15(MeViSiO2/2)0.10(PhSiO3/2)0.75(HO1/2)0.04
(MeViPhSiO1/2)0.20(PhSiO3/2)0.80(HO1/2)0.05
(ViMe2SiO1/2)0.15(PhSiO3/2)0.75(SiO4/2)0.10(HO1/2)0.02
(Ph2SiO2/2)0.25(MeViSiO2/2)0.30(PhSiO3/2)0.45(HO1/2)0.04
(Me3SiO1/2)0.20(ViMePhSiO1/2)0.40(SiO4/2)0.40(HO1/2)0.08
(R4 3SiO1/2)a'(R4 2SiO2/2)b'(R4SiO3/2)c'(SiO4/2)d'(R5O1/2)e'
で表される、一分子中に炭素数2~20のアルケニル基を少なくとも2個有するオルガノポリシロキサンである。式中、R4およびR5は前記と同様の基である。
ViMe2SiO(MePhSiO)18SiMe2Vi、すなわち、(ViMe2SiO1/2)0.10(MePhSiO2/2)0.90
ViMe2SiO(MePhSiO)30SiMe2Vi、すなわち、(ViMe2SiO1/2)0.063(MePhSiO2/2)0.937
ViMe2SiO(MePhSiO)150SiMe2Vi、すなわち、(ViMe2SiO1/2)0.013(MePhSiO2/2)0.987
ViMe2SiO(Me2SiO)18SiMe2Vi、すなわち、(ViMe2SiO1/2)0.10(Me2SiO2/2)0.90
ViMe2SiO(Me2SiO)30SiMe2Vi、すなわち、(ViMe2SiO1/2)0.063(Me2SiO2/2)0.937
ViMe2SiO(Me2SiO)35(MePhSiO)13SiMe2Vi、すなわち、(ViMe2SiO1/2)0.04(Me2SiO2/2)0.70(MePhSiO2/2)0.26
ViMe2SiO(Me2SiO)10SiMe2Vi、すなわち、(ViMe2SiO1/2)0.17(Me2SiO2/2)0.83
(ViMe2SiO1/2)0.10(MePhSiO2/2)0.80(PhSiO3/2)0.10(HO1/2)0.02
(ViMe2SiO1/2)0.20(MePhSiO2/2)0.70(SiO4/2)0.10(HO1/2)0.01
HOMe2SiO(MeViSiO)20SiMe2OH
Me2ViSiO(MePhSiO)30SiMe2Vi
Me2ViSiO(Me2SiO)150SiMe2Vi
R6 kHmSiO(4-k-m)/2
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。式中、R6は、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のハロゲン置換アルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のハロゲン置換アリール基、または炭素数7~20のアラルキル基であり、前記R1と同様の基が例示され、好ましくは、メチル基、またはフェニル基である。
[R7 3SiO1/2]f[R7 2SiO2/2]g[R7SiO3/2]h[SiO4/2]i(R5O1/2)j
で表されるケイ素原子結合水素原子を有する樹脂状オルガノハイドロジェンポリシロキサンである。式中、R7は、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のハロゲン置換アルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のハロゲン置換アリール基、炭素数7~20のアラルキル基、または水素原子であり、前記R1と同様の基が例示される。また、式中、R5は水素原子または炭素数1~6のアルキル基であり、前記と同様の基が例示される。
(R7 3SiO1/2)f'(R7 2SiO2/2)g'(R7SiO3/2)h'(SiO4/2)i'(R5O1/2)j'
で表される、一分子中にケイ素原子結合水素原子を少なくとも2個有するオルガノポリシロキサンである。式中、R7およびR5は前記と同様の基である。
Ph2Si(OSiMe2H)2、すなわち、Ph0.67Me1.33H0.67SiO0.67
HMe2SiO(Me2SiO)20SiMe2H、すなわち、Me2.00H0.09SiO0.95
HMe2SiO(Me2SiO)55SiMe2H、すなわち、Me2.00H0.04SiO0.98
PhSi(OSiMe2H)3、すなわち、Ph0.25Me1.50H0.75SiO0.75
(HMe2SiO1/2)0.6(PhSiO3/2)0.4、すなわち、Ph0.40Me1.20H0.60SiO0.90
(R8 3SiO1/2)p(R8 2SiO2/2)q(R8SiO3/2)r(SiO4/2)s(R9O1/2)t
で表される縮合反応性のオルガノポリシロキサンである。式中、R8は、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のハロゲン置換アルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のハロゲン置換アリール基、または炭素数7~20のアラルキル基であり、前記と同様の基が例示される。また、式中のR9は水素原子、炭素数1~6のアルキル基、または炭素数2~5のアシル基であり、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基;アシルオキシ基が例示される。(a3)成分は、一分子中に少なくとも1個のケイ素原子結合水酸基、ケイ素原子結合アルコキシ基、またはケイ素原子結合アシロキシ基を有する。また、一分子中、少なくとも2個のR8はアルケニル基であり、全R8の10モル%以上、または20モル%以上がフェニル基であることが好ましい。
(R8 3SiO1/2)p'(R8 2SiO2/2)q'(R8SiO3/2)r'(SiO4/2)s'(R9O1/2)t'
で表される縮合反応性のオルガノポリシロキサンである。式中、R8およびR9は前記と同様の基である。(a4)成分は、一分子中に少なくとも1個のケイ素原子結合水酸基、ケイ素原子結合アルコキシ基、またはケイ素原子結合アシロキシ基を有する。また、式中、p'は0.01~0.3の範囲内の数、q'は0.4~0.99の範囲内の数、r'は0~0.2の範囲内の数、s'は0~0.2の範囲内の数、t'は0~0.1の範囲内の数、かつ、r'+s'は0~0.2の範囲内の数、p'+q'+r'+s'は1であり、好ましくは、p'は0.02~0.20の範囲内の数、q'は0.6~0.99の範囲内の数、r'は0~0.1の範囲内の数、s'は0~0.1の範囲内の数、t'は0~0.05の範囲内の数、かつ、r'+s'は0~0.1の範囲内の数である。これは、p'、q'、r'、s'がそれぞれ上記範囲内の数であると、25℃において柔軟性を持ちつつも、非流動性で、表面粘着性が低く、高温での溶融粘度が十分に低いホットメルト性のシリコーンが得られるからである。
[R1 2R2SiO1/2]i[R1R2SiO2/2]ii[R1SiO3/2]iii[R2SiO3/2]iv[SiO4/2]v
で表される樹脂状オルガノシロキサンである。式中、R1は、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のハロゲン置換アルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のハロゲン置換アリール基、または炭素数7~20のアラルキル基であり、前記と同様の基が例示される。また、式中、R2は、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のハロゲン置換アルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のハロゲン置換アリール基、または炭素数7~20のアラルキル基であり、前記R1と同様の基が例示される。
R1 3-α(X)αSiO(R1 2SiO)βSi(X)αR1 3-α
で表される直鎖状のオルガノシロキサンである。式中、R1は前記と同じであり、前記と同様の基が例示される。また、式中、Xは、-OR5、F、Cl、Br、I、-OC(O)R5、-N(R5)2、または-ON=CR5 2(ここで、R5は水素原子または炭素数1~6のアルキル基である。)から選択される加水分解性基である。また、式中、αは、各々独立して、1、2、または3であり、βは50~300の整数である。
R1R2 2SiX
で表されるシロキサン化合物である。式中、R1、R2、およびXは前記と同様の基である。
工程1および(A1-1)成分等の合成および溶解に使用される有機溶剤は限定されないが、n-ヘキサン、シクロヘキサン、n-ヘプタン等の脂肪族炭化水素;トルエン、キシレン、メシチレン等の芳香族炭化水素;テトラヒドロフラン、ジプロピルエーテル等のエーテル類;ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン等のシリコーン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル等のエステル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類が例示される。
本発明の、(A1-2-1)成分は、分子内に炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有しない非ホットメルト性のオルガノポリシロキサン樹脂である。当該成分は有機溶媒に可溶であり、工業的には有機溶媒中で合成される。
(R1 3SiO1/2)a(R1 2SiO2/2)b(R1SiO3/2)c(SiO4/2)d(R2O1/2)e
(式中、各R1は独立して1~10個の炭素原子を有し、炭素-炭素二重結合を含まない一価炭化水素基;各R2は水素原子又は1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり;a、b、c、d及びeは、以下を満たす数である:0.10≦a≦0.60、0≦b≦0.70、0≦c≦0.80、0.20≦d≦0.65、0≦e≦0.05、かつa+b+c+d=1)
で表される非ホットメルト性のオルガノポリシロキサン樹脂である。
本発明の(A1-2-2)成分は、無溶媒の状態で固体状のオルガノポリシロキサン樹脂であり、分子全体としてホットメルト性を有さず、分子内に少なくとも1個の炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有し、かつ、SiO4/2で表されるシロキサン単位を全シロキサン単位の少なくとも20モル%以上含有するオルガノポリシロキサン樹脂である。当該成分は有機溶媒に可溶であり、工業的には有機溶媒中で合成される。
(R1 3SiO1/2)a(R1 2SiO2/2)b(R1SiO3/2)c(SiO4/2)d(R2O1/2)e
(式中、各R1は独立して1~10個の炭素原子を有する一価炭化水素基であり、但し1分子中の全R1の1~12モル%がアルケニル基であり;各R2は水素原子又は1~10個の炭素原子を有するアルキル基であり;a、b、c、d及びeは、以下を満たす数である:0.10≦a≦0.60、0≦b≦0.70、0≦c≦0.80、0≦d≦0.65、0≦e≦0.05、但し、c+d>0.20、かつa+b+c+d=1)
で表される非ホットメルト性のオルガノポリシロキサン樹脂である。
(A1-2-1)分子全体としてホットメルト性を有さず、分子内に炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有さず、かつ、SiO4/2で表されるシロキサン単位を全シロキサン単位の少なくとも20モル%以上含有するオルガノポリシロキサン樹脂 100質量部、および
(A2-2-2)分子全体としてホットメルト性を有さず、分子内に少なくとも1個の炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有し、かつ、SiO4/2で表されるシロキサン単位を全シロキサン単位の少なくとも20モル%以上含有するオルガノポリシロキサン樹脂 0~600質量部
の混合物であることが特に好ましい。
(A2)成分は、(A1)成分と共に使用される本組成物の主剤の一つであり、25℃において液状または可塑度を有する半固体状の直鎖状または分岐鎖状のオルガノポリシロキサンであって、分子内に少なくとも2個の炭素-炭素二重結合を含む硬化反応性の官能基を有するものである。このような硬化反応性の鎖状オルガノポリシロキサンは、特に、前述の固体状オルガノポリシロキサン樹脂であって、(A1-2-1)成分または(A1-2-2)成分と混合することで、混合物全体としてホットメルト特性を発現する。
(A2-1)下記構造式:
R4 3SiO(SiR4 2O)kSiR4 3
(式中、各R4は独立して1~10個の炭素原子を有する一価炭化水素基であり、但し1分子中のR4の少なくとも2個はアルケニル基であり、kは20~10,000の数である)
で表される直鎖状ジオルガノポリシロキサンである。好適には、分子鎖両末端に各々1個ずつアルケニル基を有する直鎖状ジオルガノポリシロキサンが好ましい。
上記の非ホットメルト性のオルガノポリシロキサン樹脂である、(A1-2-1)成分または(A1-2-2)成分を本発明の(A1)成分として使用する場合、(A1-2-1)成分および(A1-2-2)成分の和 100質量部に対して、(A2)成分の使用量が3~100質量部の範囲内であり、4~75質量部の範囲が好ましく、5~50質量部の範囲が特に好ましい。
上記の通り、(A)成分として、特定の分岐シロキサン単位(SiO4/2)の含有量が高いオルガノポリシロキサン樹脂(具体的には、A1-2-1,2)成分等)を使用する場合、その生産工程において、揮発性の低分子量成分が生成し、樹脂中に混入する。当該揮発性の低分子量成分は、具体的にはM4Qの構造体を主とする成分であり、Mユニット(R3 3SiO1/2)とQユニット(SiO4/2)からなるオルガノポリシロキサン樹脂を重合するときに副生成物として現れる。本構造体は本発明の組成物からなる硬化物の硬度を著しく下げる効果がある。当該のオルガノポリシロキサン樹脂は相溶性の高い有機溶剤の存在下重合され、かかる有機溶剤を減圧乾燥等により取り除くことで個体状のオルガノポリシロキサン樹脂を得るが、M4Qの構造体は当該のオルガノポリシロキサン樹脂と相互溶解性が高く、有機溶剤を取り除くような乾燥条件では除去することはできない。本構造体は200℃以上の温度に短時間暴露すると除去できる事は知られていたが、半導体等の基材と一体成型した後に、高温に暴露して除去すると硬化物の体積減少並びに顕著な硬度上昇が起こり、成型物の寸法が変化し、反りなどが発生してしまう。また、シリコーン硬化物のネットワークの中にSiO4/2で表されるシロキサン単位を多量に含む場合、硬化物の硬度が高いものは極端に脆くなるという傾向にあるため、結果的に脆化も発生する。このため、本発明の用途に適用するためには基材との成型工程の前、つまり、原料の時点でM4Qの構造体等を除去しておく必要がある。
一方で、これらのオルガノポリシロキサン樹脂を溶剤存在下で混合後、押し出し機等で加熱して溶剤を除去するが、この時に200℃以上の温度で処理することで、オルガノポリシロキサン樹脂中に含まれる低分子量成分を同時に除去することが可能である。
(B)成分は、(A)成分を硬化するための硬化剤であり、(A)成分を硬化できるものであれば限定されない。(A)成分がアルケニル基を有する場合には、(B)成分は、一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンとヒドロシリル化反応用触媒であり、(A)成分がアルケニル基を含有し、ヒドロシリル化反応用触媒を含有する場合には、(B)成分は、一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンのみでよいが、ヒドロシリル化反応用触媒を併用してもよい。また、(A)成分がアルケニル基を有する場合には、(B)成分は有機過酸化物でもよく、一分子中に少なくとも2個のケイ素原子結合水素原子を有するオルガノポリシロキサンを併用してもよい。一方、(A)成分がケイ素原子結合水素原子を有する場合には、(B)成分は、一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンとヒドロシリル化反応用触媒であり、(A)成分がケイ素原子結合水素原子を有し、ヒドロシリル化反応用触媒を含有する場合には、(B)成分は、一分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有するオルガノポリシロキサンのみでよいが、ヒドロシリル化反応用触媒を併用してもよい
なお、本発明の製造方法では短時間とは言え、混錬工程中にある程度の温度が組成物に掛かってしまうので、組成物の保存安定性の観点から熱可塑性樹脂で分散あるいはカプセル化した微粒子状の白金含有ヒドロシリル化反応触媒を用いてもよく、かつ、好ましい。
(式中、Raは一価のエポキシ基含有有機基であり、Rbは炭素原子数1~6のアルキル基または水素原子である。nは1~3の範囲の数である)
で表されるエポキシ基含有シランまたはその部分加水分解縮合物、ビニル基含有シロキサンオリゴマー(鎖状または環状構造のものを含む)とエポキシ基含有トリアルコキシシランとの反応混合物、メチルポリシリケート、エチルポリシリケート、エポキシ基含有エチルポリシリケートが例示される。この接着付与剤は低粘度液状であることが好ましく、その粘度は限定されないが、25℃において1~500mPa・sの範囲内であることが好ましい。また、この接着付与剤の含有量は限定されないが、本組成物の合計100質量部に対して0.01~10質量部の範囲内であることが好ましい。
で表される基からなる群から選択される基であり、R3は同じかまたは異なる水素原子もしくはアルキル基である。}
で表されるカルバシラトラン誘導体を含有することが特に好ましい。このようなカルバシラトラン誘導体として、以下の構造で表される1分子中にケイ素原子結合アルコキシ基またはケイ素原子結合アルケニル基を有するカルバシラトラン誘導体が例示される。
-(CH2)2Si(OCH3)3-(CH2)2Si(OCH3)2CH3
-(CH2)3Si(OC2H5)3-(CH2)3Si(OC2H5)(CH3)2
-CH2O(CH2)3Si(OCH3)3
-CH2O(CH2)3Si(OC2H5)3
-CH2O(CH2)3Si(OCH3)2CH3
-CH2O(CH2)3Si(OC2H5)2CH3
-CH2OCH2Si(OCH3)3-CH2OCH2Si(OCH3)(CH3)2
本発明の製造方法は、機能性フィラーの含有量が少ないか、実質的に含有しない硬化性シリコーン組成物からなる硬化性シリコーンシートであって、透明性及び均一性に優れるものの製造に特に好適である。機能性フィラーとしては、無機フィラー、有機フィラー、およびこれらの混合物が例示されるが、硬化性シリコーンシート全体の5質量%未満、より好適には1質量%未満の使用量であっても、透明性及び均一性に優れ、ホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートを得ることができる。
本発明の製造方法は、上記の通り、工程1および工程2においてオルガノポリシロキサン樹脂(および任意で鎖状ジオルガノポリシロキサン)と硬化剤を別々に投入するプロセスを含む。従って、少なくとも、オルガノポリシロキサン樹脂を含む成分と硬化剤を含む成分を別々に保管して使用する、2成分型以上の組成物を原料に用いることが好ましい。さらに、本発明の硬化性シリコーンシートが、熱硬化反応性、特に、ヒドロシリル化反応硬化性の場合、I)オルガノポリシロキサン樹脂(および任意で鎖状ジオルガノポリシロキサン)を含む成分パート、II)架橋剤であるオルガノハイドロジェンポリシロキサン、好ましくは更に硬化遅延剤を含む成分パート、およびIII)ヒドロシリル化反応触媒を含む成分パートを少なくとも含む3成分型以上の多成分型の硬化性シリコーン組成物を原料に用いることが好ましい。なお、オルガノポリシロキサン樹脂(および任意で鎖状ジオルガノポリシロキサン)を含む成分パートは、有機溶剤を含む溶液系であってよく、かつ好ましい。また、III)ヒドロシリル化反応触媒を含む成分パートは、ヒドロシリル化反応触媒をシロキサン系溶媒に分散させた溶液系であってよく、かつ好ましい。
具体的には、上記組成物を硬化してなる硬化物は、25℃における貯蔵弾性率(G')の値が2000MPa以下であり、かつ、150℃における貯蔵弾性率(G')の値が100MPa以下である。かかる硬化物は室温(25℃)および高温(150℃)のいずれにおいても柔軟であり、半導体基盤等の基材への密着性と追従性に優れ、かつ、近年導入が進んでいるフレキシブル半導体基盤のように変形を前提とした半導体素子の封止用途であっても、封止した半導体素子の破損あるいは剥離、ボイド等の欠陥の発生が抑制される。なお、特に高い伸びおよび変形に対する追従性が求められる用途にあっては、25℃における貯蔵弾性率(G')の値が1500MPa以下、1000MPa以下にしてもよく、かつ、150℃における貯蔵弾性率(G')の値が50MPa以下または40MPa以下にしてもよい。
さらに、本発明の組成物を硬化してなる硬化物は、周波数1.0Hzにおける損失弾性率(G'')に対する貯蔵弾性率(G')の比、すなわち、G’/G''により定義される損失正接(tanδ)のピーク値が0.40以上であることが必要であり、0.50以上であることが好ましく、0.50~0.80の範囲にあることが特に好ましい。当該tanδのピーク値が0.40未満では、特に薄膜状、あるいは、アルミリードフレーム等と一体成型した場合に、成型物の反りまたは破損が発生する場合がある。なお、tanδのピーク値を与えるピーク温度は特に制限されるものではないが、30~200℃の範囲にあることが好ましく、40~150℃の範囲にピーク温度があることが特に好ましい。
室温から200℃までの成型温度におけるMDR(Moving Die Rheom eter)により測定される(1)最大トルク値が50dN・m未満であり、(2)最大トルク値に到達したときに、貯蔵トルク値/損失トルク値の比で表される損失正接(tanδ)の値が0.2未満である硬化物を与えることが特に好ましい。
硬化性シリコーン組成物をφ14mm×22mmの円柱状のペレットに成型した。このペレットを25℃~100℃に設定したホットプレート上に置き、100グラム重の荷重で上から10秒間押し続け、荷重を取り除いた後、該ペレットの変形量を測定した。高さ方向の変形量が1mm以上となった温度を軟化点とした。
25℃において白色固体状で、平均単位式:
(Me2ViSiO1/2)0.05(Me3SiO1/2)0.39(SiO4/2)0.56(HO1/2)0.02
で表されるオルガノポリシロキサン樹脂(ビニル基の含有量=1.9質量%) 3.25kg
25℃において白色固体状で、平均単位式:
(Me3SiO1/2)0.44(SiO4/2)0.56(HO1/2)0.02
で表されるオルガノポリシロキサン樹脂(ビニル基の含有量=0質量%) 3.05kg
及び式:
ViMe2SiO(Me2SiO)800SiViMe2
で表される、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.09質量%) 2.85kg、
をペール缶内でスリーワンモーターを用いて4.00kgのキシレンに溶解した。得られた溶液を最高到達温度を230℃に設定した二軸押し出し機にフィードし、真空度-0.08MPaの条件でキシレン及び低分子量のオルガノポリシロキサン成分の除去を行ったところ、ホットメルト性の透明な混合物1が得られ、ずん胴ペールに受けそのまま冷却し固体化させた。この混合物を揮発成分量を200℃×1時間の条件で測定したところ0.7wt%であった。
1Lのフラスコに、25℃において白色固体状で、平均単位式:
(Me3SiO1/2)0.44(SiO4/2)0.56(HO1/2)0.02
で表されるオルガノポリシロキサン樹脂の55質量%-キシレン溶液 270.5g、および白金の1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体の1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサン溶液(白金金属の含有量=約4000ppm) 0.375gを投入し、室温(25℃)で均一に攪拌して、白金金属として質量単位で10ppm含有するオルガノポリシロキサン樹脂のキシレン溶液を調製した。また、このオルガノポリシロキサン樹脂は200℃まで加熱しても軟化/溶融せず、ホットメルト性を有していなかった。
参考例1で得られたホットメルト性の混合物1をずん胴ペール用のバルクメルター(ノードソン社製のVersaPailメルター)により170℃にて二軸押し出し機に図1に示すライン1からから9.30kg/hrの量をフィードした。
次に、
式:
Me3SiO(MeHSiO)7(Me2SiO)6.5SiMe3
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン 0.20kg/hr、
式:
HMe2SiO(Me2SiO)17SiMe2H
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン 0.50kg/hr、
1-エチニル-1-シクロヘキサノール(本組成物に対して質量単位1000ppmとなる量)、
からなる混合物を図1に示すライン2からフィードした。投入部の設定温度は150℃であった。
続いて、
ViMe2SiO(Me2SiO)800SiViMe2
で表される、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.09質量%) 1.5kg/hr、
白金の1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサン錯体の1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサン溶液(本組成物に対して白金金属として質量単位で4.0ppmとなる量)、
からなる混合物を図1のライン3からフィードし(投入部の設定温度は80℃)、押し出し機内の真空度は―0.08MPaで、脱気溶融混錬を行った。二軸押出機の出口温度は80℃とし、混合物は半固体状の軟化物の形態で、125μm厚の剥離性フィルム(株式会社タカラインコーポレーション社製、FL2-01)上に供給量5kg/hrとなるように供給し、2枚の剥離性フィルム間に積層した。続いて、当該積層体を、90℃に温度制御されたロール間で延伸することで、厚さ300μmのホットメルト性の硬化性シリコーンシートが2枚の剥離性フィルム間に積層された積層体を形成させ、空冷により全体を冷却した。ライン2からロールで延伸するまでに掛かった時間は約2分であった。当該製造装置の全体の構成を、図2に示す。
参考例2で得た非ホットメルト性のオルガノポリシロキサン樹脂微粒子(ビニル基含有量=0質量%) 6.98kg、
式:
ViMe2SiO(Me2SiO)800SiViMe2
で表される、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.09質量%) 2.99kg、
式:
Me3SiO(MeHSiO)7(Me2SiO)6.5SiMe3
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン 0.20kg、
{分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン中のビニル基1モルに対して、上記オルガノハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子結合水素原子が1.4モルとなる量}、
1-エチニル-1-シクロヘキサノール(本組成物に対して質量単位1000ppmとなる量を中型粉砕機に一括投入し、室温(25℃)で1分間攪拌を行ったところ、ところどころべたついた塊となり、均一な混合物を得られなかった。
参考例2で得た非ホットメルト性のオルガノポリシロキサン樹脂微粒子(ビニル基含有量=0質量%) 6.98kg、
式:
ViMe2SiO(Me2SiO)800SiViMe2
で表される、分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン(ビニル基の含有量=0.09質量%) 2.99kg、
式:
Me3SiO(MeHSiO)7(Me2SiO)6.5SiMe3
で表されるオルガノハイドロジェンポリシロキサン 0.20kg、
{分子鎖両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖ジメチルポリシロキサン中のビニル基1モルに対して、上記オルガノハイドロジェンポリシロキサン中のケイ素原子結合水素原子が1.4モルとなる量}、
1-エチニル-1-シクロヘキサノール(本組成物に対して質量単位1000ppmとなる量を中型粉砕機に一括投入し、室温(25℃)で1分間攪拌を行ったところ、ところどころべたついた塊となり、均一な混合物を得られなかった。
参考例1により、硬化剤を含まないホットメルト性のオルガノポリシロキサン樹脂を含むコンパウンドを得て、当該混合物を温度管理を行った2軸押し出し機で硬化剤と混合し、脱気溶融混錬を経て剥離性フィルム間に積層することで、ホットメルト性の硬化性シリコーンシートを工業的に短時間で、連続的に製造することができた。なお、当該製造方法においては、機能性フィラーを実質的に含まず、透明性と均一性に優れ、表面タック(粘着)のない硬化性シリコーンシートを得ることができる。
1:バルクメルター
2:T型ダイを備える二軸押出機
3-a:ポンプ
3-b:ポンプ
3-c:真空ポンプ
4-a:ライン1
4-b:ライン2
4-c:ライン3
図2
1:バルクメルター
2:T型ダイを備える二軸押出機
3-a:ポンプ
3-b:ポンプ
3-c:真空ポンプ
4-a:剥離シート
4-b:剥離シート
5-a:延伸ロール(任意で温度調節機能をさらに備えてもよい)
5-b:延伸ロール(任意で温度調節機能をさらに備えてもよい)
6:膜厚計
7-a:引張ロール
7-b:引張ロール
8:異物検査機
9:シートカッター
Claims (14)
- 以下の工程を備えることを特徴とする、ホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法。
工程1:有機溶剤中に、室温で固体状のオルガノポリシロキサン樹脂、および、任意で鎖状のジオルガノポリシロキサンを分散乃至溶解させた溶液から、150℃以上の温度で有機溶剤の除去を行い、ホットメルト性の固形分を得る工程
工程2:工程1で得たホットメルト性の固形分に、すべての硬化剤を加えた後、120℃以下の温度で加熱溶融しながら混練する工程であって、当該工程2により得られる混合物が、混合物全体における機能性フィラーの含有量が5.0質量%未満である工程
工程3:工程2で得た加熱溶融後の混合物を、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程
工程4:工程3で得た積層体をロール間で延伸し、特定の膜厚を有する硬化性シリコーンシートを成型する工程 - 工程2で得た加熱溶融後の混合物の150℃での高化式フローテスターにより測定される溶融粘度が1~1,000Pasの範囲であり、
工程3において、当該加熱溶融後の混合物を少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程が、当該加熱溶融後の混合物をダイ及びノズルを用いてフィルム状または紐状に成型しながら吐出して、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程であり、
さらに、工程4の前工程としてまたは工程4において、工程3で得た積層体全体を冷却または80~120℃の間で温度調整する工程を含む、
請求項1に記載のホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法。 - 工程2で得た混合物全体の軟化点が200℃以下であり、
工程2が、工程1で得た混合物を当該混合物の軟化点以上の温度に加熱する工程であり、
工程3において、当該加熱溶融後の混合物を少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程が、当該加熱溶融後の混合物を固体状のまま吐出し、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程である、
請求項1に記載のホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法。 - 工程2~4が連続した工程であり、工程2の開始から工程4の終了までの時間が30分以内であることを特徴とする請求項1に記載のホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法。
- さらに、工程4で得た硬化性シリコーンシートを含む積層体を裁断する工程を含む、
請求項1~4のいずれか1項に記載のホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法。 - 工程3において、工程2で得た加熱溶融後の混合物を、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程が、当該加熱溶融後の混合物をT型ダイおよびストランドダイから選ばれるダイ、及びシングルノズルおよびマルチノズルから選ばれるノズルを用いてフィルム状または紐状に成型しながら吐出して、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層する工程である、請求項1~5のいずれか1項に記載のホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法。
- 工程1におけるオルガノポリシロキサン樹脂が、RSiO3/2またはSiO4/2で表されるシロキサン単位(Rはアリール基)を全シロキサン単位の少なくとも20モル%以上含有するオルガノポリシロキサン樹脂であり、鎖状のジオルガノポリシロキサンがRR2SiO2/2で表されるシロキサン単位(R2はメチル基)を全シロキサン単位の少なくとも90モル%以上含有するジオルガノポリシロキサンである、
請求項1~6のいずれか1項に記載のホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法。 - 工程2により得られる混合物が、硬化により、
25℃における貯蔵弾性率(G')の値が2000MPa以下であり、
150℃における貯蔵弾性率(G')の値が100MPa以下であり、
周波数1.0Hzにおける貯蔵弾性率/損失弾性率(G’/G’’)で表される損失正接(tanδ)のピーク値が0.40以上である硬化物を与えることを特徴とする、
請求項1~7のいずれか1項に記載のホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法。 - 工程2により得られる混合物が、硬化により、
室温から200℃までの成型温度におけるMDR(Moving Die Rheom eter)により測定される(1)最大トルク値が50dN・m未満であり、(2)最大トルク値に到達したときに、貯蔵トルク値/損失トルク値の比で表される損失正接(tanδ)の値が0.2未満である硬化物を与えることを特徴とする、
請求項1~8のいずれか1項に記載のホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法。 - 硬化性シリコーンシートが、コンプレッション成型用、プレス成型用、または真空ラミネーション用の硬化性シリコーンシートである、請求項1~9のいずれか1項に記載のホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法。
- 硬化性シリコーンシートが、ホットメルト性フィルム接着剤である、請求項1~9のいずれか1項に記載のホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法。
- 硬化性シリコーンシートが、実質的に平坦な、厚さ10~2000μmの硬化性シリコーンシートである、請求項1~9のいずれか1項に記載のホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法。
- 請求項1~9のいずれか1項に記載のホットメルト性を有する硬化性シリコーンシートの製造方法を含む、実質的に平坦な、厚さ10~2000μmのホットメルト性を有し、機能性フィラーの含有量が5.0質量%未満である硬化性シリコーンシートが、少なくとも1の剥離面を備えたフィルム間に積層された構造を備える、積層体の製造方法。
- 剥離面が、1分子中にケイ素原子に結合した含フッ素置換基を有する1種類以上のオルガノポリシロキサンを含む硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化することにより得られる剥離コーティング層であり、当該剥離面を備えたフィルムの少なくとも一方の厚みが50μm以上である、請求項13に記載の積層体の製造方法。
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