(57)【要約】［課題］容易にフィルム状に加工可能であり、高い比誘電率、高い絶縁破壊強度、低いヤング率を備えることで高いエネルギー密度を実現することができ、かつ、トランスデューサーの誘電層として使用した場合の機械的強度（具体的には、引っ張り強度、引き裂き強度、伸び率等）に優れた硬化性オルガノポリシロキサン組成物、その用途を提供する。［解決手段］アルケニル基およびフルオロアルキル基を含有するオルガノポリシロキサン、分子鎖両末端ＳｉＨを有し、フルオロアルキル基を有さないオルガノハイドロジェンポリシロキサンおよび、直鎖状またはT単位を有する分岐状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いた、付加反応により硬化可能なフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物およびその用途。
2018211981.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）１種類または２種類以上の、分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン、
（Ｂ）以下の（Ｂ１）成分および（Ｂ２）成分からなるオルガノハイドロジェンポリシロキサンであって、（Ｂ１）成分中のケイ素原子結合水素原子数：（Ｂ２）成分中のケイ素原子結合水素原子数の比率が１０：９０〜８５：１５となる範囲であるもの：
（Ｂ１）分子鎖両末端に少なくとも２個のケイ素結合水素原子を有し、フルオロアルキル基を有さないオルガノハイドロジェンポリシロキサン
（Ｂ２）下記平均単位式（ＩＩＩ）で表される直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサンおよび平均単位式（ＩＶ）で表される分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサンから選ばれる１種類以上のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサン
Ｒ０３Ｓｉ（ＯＳｉＲ４Ｒ０）ｆ１（ＯＳｉＲ０２）ｆ２ＯＳｉＲ０３  （ＩＩＩ）
｛式中、Ｒ４は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基またはケイ素原子結合水素原子であり、Ｒ０は同一または独立に、炭素数１〜１２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、水酸基、炭素数１〜６のアルコキシ基またはケイ素原子結合水素原子であり、かつ、全てのＲ０のうち、少なくとも２個はケイ素原子結合水素原子であり、ｆ１は正の数であり、ｆ２は０または正の数であり、５＜ｆ１＋ｆ２＜１５０を満たす数である。｝
（ＨＲ６２ＳｉＯ１／２）ｆ３（Ｒ６３ＳｉＯ１／２）ｆ４（ＨＲ６ＳｉＯ２／２）ｆ５（Ｒ６２ＳｉＯ２／２）ｆ６（Ｒ５ＳｉＯ３／２）ｆ７（ＳｉＯ４／２）ｆ８  （ＩＶ）
｛式中、Ｒ５は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基であり、Ｒ６は同一または独立に、炭素数１〜１２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、水酸基、または炭素数１〜６のアルコキシ基または前記のフルオロアルキル基であり、かつ、ｆ３およびｆ７は正の数であり、ｆ４，ｆ５，ｆ６およびｆ８は、０または正の数であり、かつｆ３＋ｆ４＋ｆ５＋ｆ６＋ｆ７＋ｆ８は、式（ＩＶ）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの重量平均分子量が４００〜１００００となる範囲の数である。｝
組成物中のアルケニル基の合計量１モルに対して、（Ｂ）成分中のケイ素原子結合水素原子の和が０．１〜２．５モルとなる量、
（Ｃ）有効量のヒドロシリル化反応用触媒、
を含有する、フルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項２】
前記の（Ａ）成分の平均重合度が５〜３００の範囲である、請求項１に記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項３】
前記（Ａ）が下記平均単位式（Ｉ）で表されるオルガノポリシロキサンである、請求項１または請求項２に記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
Ｒ１Ｒ２２Ｓｉ（ＯＳｉＲ１Ｒ２）ｅ１（ＯＳｉＲ２２）ｅ２ＯＳｉＲ１Ｒ２２  （Ｉ）
｛式中、Ｒ１は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基または炭素数２〜１２のアルケニル基であり、Ｒ２は、同一または独立に、炭素数１〜１２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、水酸基、もしくは炭素数１〜６のアルコキシ基であり、かつ、全てのＲ１のうち、少なくとも２個は炭素数２〜１２のアルケニル基であり、全てのＲ１およびＲ２のうち１０モル％以上は、前記のフルオロアルキル基であり、ｅ１は正の数およびｅ２は０または正の数であり、５＜ｅ１＋ｅ２＜２９８を満たす数である。｝
【請求項４】
前記（Ａ）が下記平均単位式（ＩＩ）で表されるオルガノポリシロキサンである、請求項１〜３のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
ＲＶｉＲ２２Ｓｉ（ＯＳｉＲ２Ｒ３）ｅＯＳｉＲＶｉＲ２２  （ＩＩ）
｛式中、ＲＶｉは、炭素数２〜１２のアルケニル基であり、Ｒ２は前記同様の基であり、Ｒ３は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基であり、かつ、ｅは２０＜ｅ＜２９８を満たす数である。｝
【請求項５】
前記（Ａ）成分中の、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-（Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基が、トリフルオロプロピル基である、請求項１〜４のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項６】
前記（Ｂ２）成分が、分子中にトリフルオロプロピル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである、請求項１〜５のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
【請求項７】
前記（Ａ）成分が、下記（Ａ１）成分または（Ａ２）成分である、請求項１〜６のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
（Ａ１）  分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が５０〜３００であり、重合度２００以上のオルガノポリシロキサンの体積含有率が１０％以上である、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン
（Ａ２）  下記分子量分布の異なる（ａ１）成分および（ａ２）成分からなり、混合物全体の平均重合度が５０〜３００であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン：
（ａ１）  分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が２００以上のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン
（ａ２）  分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が５０以下のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなる硬化物。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなり、フィルム状もしくはシート状である、トランスデューサー用部材。
【請求項１０】
請求項１〜７のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなり、フィルム状もしくはシート状である、電子材料または表示装置用部材。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなり、ゲルまたはエラストマーである、トランスデューサー用部材。
【請求項１２】
請求項１〜７のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなる誘電層を有するトランスデューサー。
【請求項１３】
少なくとも一対の電極層間に、請求項１〜７のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させて、または前記組成物の硬化反応を一部進行させてなる中間層を介装してなるトランスデューサー。
【請求項１４】
中間層がゲルまたはエラストマーである、請求項１２または請求項１３のトランスデューサー。
【請求項１５】
中間層が、請求項１〜７のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなる硬化物を、1層または２層以上積層してなることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか１項記載のトランスデューサー。
【請求項１６】
請求項１〜７のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させて、または前記組成物の硬化反応を一部進行させてなる硬化物層を有する電子部品または表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は誘電率が高く、硬化物の電気的特性および機械的特性に優れたフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物、その硬化物に関するものであり、当該硬化物が電気活性シリコーン材料として、トランスデューサーの誘電層等に好適に使用することができる。さらに、本発明は、当該硬化性オルガノポリシロキサン組成物を用いてなる電気活性ポリマー材料の製造方法、並びにその電気活性ポリマー材料を含むトランスデューサー用部材、電子材料または表示装置用部材に関し、それを用いてなるトランスデューサー、電子部品又は表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気活性シリコーン材料は、その機械特性及び／又は電気的特性、具体的には、高い比誘電率、高い絶縁破壊強度、低いヤング率を備えることで高いエネルギー密度を実現することができ、かつ、トランスデューサーの誘電層として使用した場合の機械的強度（具体的には、引っ張り強度、引き裂き強度、伸び率等）に優れるため、耐久性と実用的な変位量を実現することができ、トランスデューサー用材料として好適に使用することができる。例えば、本出願人らは、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物が高い比誘電率を有し、トランスデューサー材料として有用であることを開示している（特許文献１または特許文献２）。【０００３】
しかしながら、近年、アクチュエータをはじめとするトランスデューサー材料の分野では、電気活性シリコーン材料について、容易にフィルム状に加工可能であり、さらに高い比誘電率および機械的強度を両立した材料への要求が生じており、さらなる機械特性及び電気的特性の改善が強く求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際特許公開２０１４−１０５９５９号公報
【特許文献２】国際特許公開２０１５−０９８０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、容易にフィルム状に加工可能であり、高い比誘電率、高い絶縁破壊強度、低いヤング率を備えることで高いエネルギー密度を実現することができ、かつ、トランスデューサーの誘電層として使用した場合の機械的強度（具体的には、引っ張り強度、引き裂き強度、伸び率等）に優れたフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を提供することを目的とする。【０００６】
同様に、本発明は、当該フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン組成物の、アクチュエータ等のトランスデューサー材料としての用途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】
【０００７】
上記課題を解決すべく、鋭意検討の結果、本発明者らは、アルケニル基およびフルオロアルキル基を含有するオルガノポリシロキサンを主成分とし、架橋剤として、分子鎖両末端に少なくとも２個のケイ素結合水素原子を有し、フルオロアルキル基を有さないオルガノハイドロジェンポリシロキサンおよび、直鎖状またはT単位を有する分岐状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いた付加反応により硬化可能なフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物により、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。【０００８】
当該フルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物の硬化物は、機械特性及び電気的特性に優れた電気活性シリコーン材料として、特に、フィルム状またはシート状のトランスデューサー用部材として利用可能である。【０００９】
さらに、本発明者らは、前記フルオロアルキル基がトリフルオロプロピル基であるときに上記課題をより好適に解決できること、前記のオルガノハイドロジェンポリシロキサンが分子中にトリフルオロプロピル基を有する直鎖状またはT単位を有する樹脂状のオルガノハイドロジェンポリシロキサンである場合に、上記課題をさらに好適に解決できることを見出し、本発明に到達した。【００１０】
すなわち、本発明の第１の目的は、
［１］（Ａ）１種類または２種類以上の、分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン、
（Ｂ）以下の（Ｂ１）成分および（Ｂ２）成分からなるオルガノハイドロジェンポリシロキサンであって、（Ｂ１）成分中のケイ素原子結合水素原子数：（Ｂ２）成分中のケイ素原子結合水素原子数の比率が１０：９０〜８５：１５となる範囲であるもの：
（Ｂ１）分子鎖両末端に少なくとも２個のケイ素結合水素原子を有し、フルオロアルキル基を有さないオルガノハイドロジェンポリシロキサン
（Ｂ２）下記平均単位式（ＩＩＩ）で表される直鎖状オルガノハイドロジェンポリシロキサンおよび平均単位式（ＩＶ）で表される分岐状オルガノハイドロジェンポリシロキサンから選ばれる１種類以上のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサン
Ｒ０３Ｓｉ（ＯＳｉＲ４Ｒ０）ｆ１（ＯＳｉＲ０２）ｆ２ＯＳｉＲ０３  （ＩＩＩ）
｛式中、Ｒ４は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基またはケイ素原子結合水素原子であり、Ｒ０は同一または独立に、炭素数１〜１２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、水酸基、炭素数１〜６のアルコキシ基またはケイ素原子結合水素原子であり、かつ、全てのＲ０のうち、少なくとも２個はケイ素原子結合水素原子であり、ｆ１は正の数でありｆ２は０または正の数であり、５＜ｆ１＋ｆ２＜１５０を満たす数である。｝
（ＨＲ６２ＳｉＯ１／２）ｆ３（Ｒ６３ＳｉＯ１／２）ｆ４（ＨＲ６ＳｉＯ２／２）ｆ５（Ｒ６２ＳｉＯ２／２）ｆ６（Ｒ５ＳｉＯ３／２）ｆ７（ＳｉＯ４／２）ｆ８  （ＩＶ）
｛式中、Ｒ５は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基であり、Ｒ６は同一または独立に、炭素数１〜１２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、水酸基、または炭素数１〜６のアルコキシ基または前記のフルオロアルキル基であり、かつ、ｆ３およびｆ７は正の数であり、ｆ４，ｆ５，ｆ６およびｆ８は、０または正の数であり、かつｆ３＋ｆ４＋ｆ５＋ｆ６＋ｆ７＋ｆ８は、式（ＩＩＩ）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの重量平均分子量が４００〜１００００となる範囲の数である。｝
組成物中のアルケニル基の合計量１モルに対して、（Ｂ）成分中のケイ素原子結合水素原子の和が０．１〜２．５モルとなる量、
（Ｃ）有効量のヒドロシリル化反応用触媒、
を含有する、フルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
により解決される。【００１１】
好適には、本発明の第１の目的は、下記の組成物により解決される。
［２］前記の（Ａ）成分の平均重合度が５〜３００の範囲である、［１］に記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
［３］前記（Ａ）が下記平均単位式（Ｉ）で表されるオルガノポリシロキサンである、［１］または［２］に記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
Ｒ１Ｒ２２Ｓｉ（ＯＳｉＲ１Ｒ２）ｅ１（ＯＳｉＲ２２）ｅ２ＯＳｉＲ１Ｒ２２  （Ｉ）
｛式中、Ｒ１は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基または炭素数２〜１２のアルケニル基であり、Ｒ２は、同一または独立に、炭素数１〜１２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、水酸基、もしくは炭素数１〜６のアルコキシ基であり、かつ、全てのＲ１のうち、少なくとも２個は炭素数２〜１２のアルケニル基であり、全てのＲ１およびＲ２のうち１０モル％以上は、前記のフルオロアルキル基であり、ｅ１は正の数であり、ｅ２は０または正の数であり、５＜ｅ１＋ｅ２＜２９８を満たす数である。｝
［４］前記（Ａ）が下記平均単位式（ＩＩ）で表されるオルガノポリシロキサンである、［１］〜［３］のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
ＲＶｉＲ２２Ｓｉ（ＯＳｉＲ２Ｒ３）ｅＯＳｉＲＶｉＲ２２  （ＩＩ）
｛式中、ＲＶｉは、炭素数２〜１２のアルケニル基であり、Ｒ２は前記同様の基であり、Ｒ３は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基であり、かつ、ｅは２０＜ｅ＜２９８を満たす数である。｝
［５］前記（Ａ）成分中の、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-（Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基が、トリフルオロプロピル基である、［１］〜［４］のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
［６］前記（Ｂ２）成分が、分子中にトリフルオロプロピル基を有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである、［１］〜［５］のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
［７］前記（Ａ）成分が、下記（Ａ１）成分または（Ａ２）成分である、［１］〜［６］のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物。
（Ａ１）  分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が５０〜３００であり、重合度２００以上のオルガノポリシロキサンの体積含有率が１０％以上である、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン
（Ａ２）  下記分子量分布の異なる（ａ１）成分および（ａ２）成分からなり、混合物全体の平均重合度が５０〜３００であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン：
（ａ１）  分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が２００以上のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン
（ａ２）  分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が５０以下のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン【００１２】
本発明の第２の目的は、上記のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなる硬化物、そのトランスデューサー用部材、電子材料または表示装置用部材としての使用、およびそれを含むトランスデューサーであり、以下の発明により達成される。
［８］［１］〜［７］のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなる硬化物。
［９］［１］〜［７］のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなり、フィルム状もしくはシート状である、トランスデューサー用部材。
［１０］［１］〜［７］のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなり、フィルム状もしくはシート状である、電子材料または表示装置用部材。
［１１］［１］〜［７］のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなり、ゲルまたはエラストマーである、トランスデューサー用部材。
［１２］［１］〜［７］のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなる誘電層を有するトランスデューサー。
［１３］少なくとも一対の電極層間に、［１］〜［７］のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させて、または前記組成物の硬化反応を一部進行させてなる中間層を介装してなるトランスデューサー。
［１４］中間層がゲルまたはエラストマーである、［１２］または［１３］のトランスデューサー。
［１５］中間層が、［１］〜［７］のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなる硬化物を、1層または２層以上積層してなることを特徴とする、［１２］〜［１４］のいずれか１項記載のトランスデューサー。
［１６］［１］〜［７］のいずれか１項記載のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させて、または前記組成物の硬化反応を一部進行させてなる硬化物層を有する電子部品または表示装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、硬化物の透明性に優れ、容易にフィルム状に加工可能であり、高い比誘電率、高い絶縁破壊強度、低いヤング率を備えることで高いエネルギー密度を実現することができ、かつ、トランスデューサーの誘電層として使用した場合の機械的強度に優れたフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を提供することができる。当該フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン組成物は付加硬化型であり、成形加工時の収縮がほとんどなく、硬化速度が大きく、所望の硬化条件を設定しやすいという利点がある。また、本発明のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物は、その高い比誘電率、さらには高い機械的強度（具体的には、引っ張り強度、引き裂き強度、伸び率等）のため、フィルム状もしくはシート状に成型して、誘電層として応用した場合、耐久性に加えて実用的な変位量、高い応答性を実現するため、アクチュエータ等のトランスデューサー材料としての用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】誘電層を積層した場合における、本発明のアクチュエータ１の断面図である。
【図２】誘電層及び電極層を積層した場合における、本発明のアクチュエータ２の断面図である。
【図３】本発明のセンサ３の構成を示す図である。
【図４】誘電層を積層した場合における、本発明の発電素子４の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物について詳細に説明する。本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、以下の（Ａ）〜（Ｃ）成分、および任意の（Ｄ）ヒドロシリル化反応抑制剤、（Ｅ）充填剤を含有してなるものであり、まず、各成分について説明する。
【００１６】
[（Ａ）成分]
（Ａ）成分は、硬化性組成物の主剤であり、分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基である、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンである。
【００１７】
（Ａ）成分は、フルオロアルキル基を一定量以上有し、かつ、分子中に少なくとも２個のアルケニル基を有するので、（Ｂ）成分との付加反応（ヒドロシリル化反応）により、架橋して、成形性、反応制御性および透明性に優れ、かつ、比較的高い比誘電率を有する硬化物を与える。その構造は特に制限されるものではなく、直鎖状、分岐鎖状、環状またはＲ３ＳｉＯ３／２単位（３官能性シロキシ単位）またはＳｉＯ２単位（４官能性シロキシ単位）を必須とする樹脂状のオルガノポリシロキサンであってよい。さらに、１種類または２種類以上の、分子構造または平均重合度の異なるオルガノポリシロキサンの混合物であってもよい。しかしながら、アクチュエータ等の誘電層として応用する場合に、高い機械的強度を実現し、かつ、低い粘着力が求められる場合には、前記の３官能性シロキシ単位または４官能性シロキシ単位を有しないことが好ましい。特に好適には、（Ａ）成分は、直鎖状のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンである。
【００１８】
（Ａ）成分は、そのケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上、好適には２０モル％以上、より好適には、４０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基である。フルオロアルキル基の含有量が、前記下限未満であると、硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化して得られる硬化物の比誘電率が低下するため不適である。なお、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-で表されるフルオロアルキル基におけるフッ素原子の含有量が高い、すなわちｐの値が大きい、例えばｐ≧４であり、かつ、Ｒであるアルキレン基の炭素原子数が少ない場合には、前記のフルオロアルキル基の含有量が、上記範囲の下限に近い値であっても本発明の技術的効果を奏することができる。特に、（Ａ）成分中のフッ素原子の含有率は、１０質量％以上であることが好ましい。なお、フルオロアルキル基としてトリフルオロプロピル基を選択する場合、（Ａ）成分中のケイ素原子上の全ての置換基の４０モル％以上とすることもできる。
【００１９】
（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  で表されるフルオロアルキル基は、本発明の（Ａ）成分における必須の官能基であり、（Ｂ）成分においても好適な官能基である。かかるフルオロアルキル基は、比誘電率に優れた硬化物を与え、かつ、各成分がフッ素原子を有することで各成分の相溶性を改善し、透明性に優れた硬化物を与える。このようなフルオロアルキル基の具体例としては、トリフルオロプロピル基、ペンタフルオロブチル基、ヘプタフルオロペンチル基、ノナフルオロヘキシル基、ウンデカフルオロヘプチル基、トリデカフルオロオクチル基、ペンタデカフルオロノニル基、ヘプタデカフルオロデシル基である。この中では、誘電特性、経済性、製造容易性、得られる硬化性オルガノポリシロキサン組成物の成形加工性の観点からｐ＝１の基、すなわちトリフルオロプロピル基が好ましい基である。
【００２０】
（Ａ）成分は、分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有する。炭素数２〜１２のアルケニル基としては、経済性、反応性の観点からビニル基、アリル基、ヘキセニル基、オクテニル基が好ましく、ビニル基およびヘキセニル基がより好ましく使用される。（Ａ）成分中のその他のケイ素原子結合官能基は、特に制限されるものではないが、炭素数１〜１２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、水酸基、もしくは炭素数１〜６のアルコキシ基が挙げられる。炭素数１〜１２のアルキル基としては、経済性、耐熱性を考慮するとメチル基が好ましい。炭素数６〜２０のアリール基としては、経済性の観点からフェニル基、メチルフェニル（トリル）基、ナフチル基が好ましい。炭素数７〜２０のアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基が好ましく使用される。さらに、炭素数１〜６のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基が好ましい。なお、（Ａ）成分中のケイ素原子上の全ての置換基の一定量以上は前記のフルオロアルキル基であり、分子中に炭素数２〜１２のアルケニル基を２以上の有するものであるが、その他のケイ素原子結合官能基は、メチル基、フェニル基または水酸基であることが好ましく、メチル基およびフェニル基から選ばれることが特に好ましい。
【００２１】
本発明の（Ａ）成分は、その平均重合度について限定されるものではないが、硬化前の組成物の取り扱い作業性および硬化物の機械的強度の見地から、そのシロキサン単位の平均重合度(以下、単に「平均重合度」という)が５００未満、４５０未満、４００未満、３５０未満または３００未満であってよい。同様に、平均重合度の下限は制限されるものではないが、７以上、１０以上、１５以上または２０以上であってよい。また、（Ａ）成分は、異なる平均重合度を有する前記フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンの混合物であってよく、例えば、重合度が比較的低い（ex.１０〜９０）前記フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンと重合度が比較的高い（ex.１００〜３００）前記フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンの混合物（後述する分子量分布のピーク形状が多峰性となるもの）を用いてもよく、その場合、（Ａ）成分のシロキサン単位の平均重合度は、混合物を構成する各フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンの重合度と質量比に基づいて決定される。
【００２２】
特に好適には、（Ａ）成分の平均重合度は１０〜３００、１５〜２５０の範囲であり、フィルム／シート状に成型したゲル状またはエラストマー状の硬化物を得ることが容易であり、当該硬化物は良好な機械的特性および電気的特性（高い比誘電率）を示す。なお、本発明の硬化物は、例えば０℃以下の低温下においても、上記物性の変化が少ないため、幅広い温度域で安定した性能を実現しうる。
【００２３】
ここで、（Ａ）成分であるオルガノポリシロキサンの重合度は、29Si NMRを用いたピーク強度の積分比により決定可能であり、本発明における「平均重合度」とは、（Ａ）成分中に１以上の分子量分布が存在する場合に、全体の平均重合度を指すものである。（Ａ）成分は１の分子量分布を有するオルガノポリシロキサンであってもよく、分子量分布の異なる２種以上のオルガノポリシロキサンからなる混合物であってもよく、分子量分布のピーク形状が単峰性であっても多峰性であってもよい。なお、平均重合度が前記範囲となる量的範囲において、２種以上のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンを併用することにより、組成設計時の原料の選択可能性が広がり、本発明の組成物からなる硬化物の物理特性がさらに改善される場合がある。
【００２４】
特に好適には、（Ａ）成分は、平均単位式（Ｉ）で表される、一定量以上のフルオロアルキル基を有し、少なくとも２個のアルケニル基を有する１種類以上の直鎖状のオルガノポリシロキサンである。
平均単位式：
Ｒ１Ｒ２２Ｓｉ（ＯＳｉＲ１Ｒ２）ｅ１（ＯＳｉＲ２２）ｅ２ＯＳｉＲ１Ｒ２２  （Ｉ）
【００２５】
式中、Ｒ１で表される置換基は、同一または独立に、前記のフルオロアルキル基または炭素数２〜１２のアルケニル基であり、それらの具体例は前記同様である。また、Ｒ２で表される置換基は、同一または独立に、炭素数１〜１２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、水酸基、もしくは炭素数１〜６のアルコキシ基であり、かつ、全てのＲ１のうち、少なくとも２個は炭素数２〜１２のアルケニル基である。好適には、（Ａ）成分中の炭素数２〜１２のアルケニル基の含有量は０．０１〜１０．００質量％であり、０．０１〜２．００質量％であってよく、０．０２〜１．５０質量％であってよい。また、Ｒ２は、メチル基、フェニル基または水酸基であることが好ましく、メチル基またはフェニル基が特に好ましい。
【００２６】
さらに、全てのケイ素原子上の全ての置換基（Ｒ１およびＲ２）の１０モル％以上、好適には２０モル％以上、より好適には、４０モル％以上が、前記のフルオロアルキル基、好適にはトリフルオロプロピル基である。フルオロアルキル基の含有量が、前記下限未満であると、硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化して得られる硬化物の比誘電率が低下するため不適である。
【００２７】
式中、ｅ１およびｅ２の値は、（Ａ）成分中の各シロキサン単位の平均重合度であり、ｅ１は正の数であり、ｅ２は０または正の数であり、かつ、５＜ｅ１＋ｅ２＜４９８を満たすことが好ましい。なお、これらの値は平均重合度であり、（Ａ）成分が２以上の成分からなる混合物である場合には、混合物全体として（Ａ）成分の平均重合度ｅ１＋ｅ２＋２が５００未満となることが好ましく、その他の値は、上記の（Ａ）成分の平均重合度の好適範囲と同様である。（Ａ）成分であるオルガノポリシロキサンの重合度は、29Si NMRを用いたピーク強度の積分比により決定可能であり、平均重合度の好適な範囲については前記同様である。
【００２８】
本発明の（Ａ）成分は、前記の要件を満たす１種のオルガノポリシロキサンであってもよく、また、少なくとも２種のオルガノポリシロキサンの混合物であってもよい。少なくとも２種のオルガノポリシロキサンである場合、その混合物の平均重合度が前記の範囲であることが好ましく、各々のオルガノポリシロキサンが分子中に２以上の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、かつ、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が前記のフルオロアルキル基であるオルガノポリシロキサンであることがより好ましい。
【００２９】
本発明の（Ａ）成分において、前記のフルオロアルキル基は側鎖にあっても分子鎖末端にあってもよいが、特に好適には、下記平均単位式（ＩＩ）で表される、側鎖に前記のフルオロアルキル基を有し、分子鎖両末端に炭素数２〜１２のアルケニル基を有する、ホモポリマー型のオルガノポリシロキサンである。
平均単位式：
ＲＶｉＲ２２Ｓｉ（ＯＳｉＲ２Ｒ３）ｅＯＳｉＲＶｉＲ２２  （ＩＩ）
式中、ＲＶｉは、炭素数２〜１２のアルケニル基であり、前記同様の基が例示される。
Ｒ２は前記同様の基であり、Ｒ３は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基であり、前記同様の基が例示される。なお、上記構造において、５＜ｅ＜４９８の範囲において、全てのＲＶｉ、Ｒ２およびＲ３のうち１０モル％以上は、前記のフルオロアルキル基（Ｒ３）であるという条件は、自動的に満たされる。すなわち、ｅ＞５なので、[Ｒ３]=e/(2e+6)×１００モル％の値は、5/16×100  ＝３１．２５モル％より必ず大きい。
【００３０】
好適には、ＲＶｉはビニル基またはヘキセニル基であり、Ｒ２はメチル基、フェニル基または水酸基であり、前記のフルオロアルキル基は、好適にはトリフルオロプロピル基である。
【００３１】
式中、ｅの値は、（Ａ）成分中の側鎖シロキサン単位の平均重合度であり、０または正の数であり、かつ、５＜ｅ＜４９８を満たすことが好ましい。なお、これらの値は平均重合度であり、（Ａ）成分が２以上の成分からなる混合物である場合には、混合物全体として（Ａ）成分の平均重合度ｅ＋２が５００未満となる。（Ａ）成分であるオルガノポリシロキサンの重合度は、29Si NMRを用いたピーク強度の積分比により決定可能であり、平均重合度の好適な範囲については前記同様である。
【００３２】
本発明の（Ａ）成分の具体例としては、両末端トリメチルシリル−ポリジメチルメチルビニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシリル−ポリメチルビニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルビニルシリル−ポリジメチルメチルビニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルビニルシリル−ポリジメチルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ヒドロキシジメチルシリル−ポリメチルビニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ヒドロキシジメチルシリル−ポリジメチルメチルビニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルフェニルシリル−ポリメチルビニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルフェニルシリル−ポリジメチルメチルビニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、  両末端ジメチルビニルシリル−ポリジメチルメチルビニルメチルフェニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルビニルシリル−ポリメチルフェニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルビニルシリル−ポリジメチルメチルフェニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ヒドロキシジメチルシリル−ポリメチルビニルメチルフェニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ヒドロキシジメチルシリル−ポリジメチルメチルビニルメチルフェニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルビニルシリル−ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン等が挙げられる。
【００３３】
本発明の（Ａ）成分の分子量分布については前記のとおりであり、その分子量分布のピーク形状が実質的に単峰性かつその平均重合度が５００未満となるオルガノポリシロキサンであってもよく、その分子量分布のピーク形状が実質的に多峰性（＝その分子量分布に２以上のピークを有する）であり、その平均重合度が５００未満となるオルガノポリシロキサンであってもよい。
【００３４】
より具体的には、本発明の（Ａ）成分は、下記（Ａ１）成分または（Ａ２）成分であってよい。
【００３５】
［（Ａ１）成分］
分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が５０〜３００であり、重合度２００以上のオルガノポリシロキサンの体積含有率が１０％以上である、実質的に単峰性の分子量分布を有するフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン。アルケニル基等の具体例は前記同様である。
【００３６】
［（Ａ２）成分］
下記分子量分布および平均重合度の異なる（ａ１）成分および（ａ２）成分からなり、混合物全体の平均重合度が５０〜３００であるフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン：
（ａ１）  分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が２００以上、好適には、２００〜４００の範囲である、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン
（ａ２）  分子中に少なくとも２個の炭素数２〜１２のアルケニル基を有し、ケイ素原子上の全ての置換基の１０モル％以上が、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは炭素原子数１〜１０のアルキレン基であり、ｐは１以上８以下の整数である）で表されるフルオロアルキル基であり、平均重合度が５０以下、好適には、５〜４０の範囲である、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン。
【００３７】
ここで、（Ａ２）成分は、（ａ１）平均重合度が２００以上である１種類以上のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンと、（ａ２）平均重合度が５０以下の１種類以上のフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンであり、全体として分子量分布を測定した場合、平均重合度５０以下の領域と平均重合度２００以上の領域の各々に分子量分布の山（ピーク）を有する多峰性の分子量分布を有するフルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサンの混合物である。なお、混合物全体の平均重合度は５０〜３００の範囲であることが好ましく、全体としての平均重合度の好適な範囲については前記同様である。
【００３８】
本発明の（Ａ）成分は、その使用量は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の和（全体を１００質量％とする）に対して２０〜９９質量％の量であり、好適には３０〜８０質量％、より好適には４０〜７０質量％である。上記範囲の上限以下であると、本組成物を硬化してなる硬化物の力学強度が十分高く、一方、上記範囲の下限以上であると、好適に、該硬化物が低粘着性の弾性ゲル層として機能するからである。
【００３９】
[（Ｂ）成分]
（Ｂ）成分は、本発明組成物の特徴的な架橋剤であり、分子鎖両末端に少なくとも２個のケイ素結合水素原子を有し、フルオロアルキル基を有さないオルガノハイドロジェンポリシロキサンと、直鎖状またはＴ単位を有する分岐状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンとを特定の比率で含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。（Ｂ）成分として、フルオロアルキル基を有さない両末端ＳｉＨを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンを、フルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンと一定の比率で併用することにより、硬化物の高い比誘電率と、良好な機械的特性を両立することができる。
【００４０】
具体的には、（Ｂ）成分は、後述する（Ｂ１）成分および（Ｂ２）成分からなるオルガノハイドロジェンポリシロキサンであって、（Ｂ１）成分中のケイ素原子結合水素原子数：（Ｂ２）成分中のケイ素原子結合水素原子数の比率が１０：９０〜８５：１５となる範囲であるものである。
【００４１】
[（Ｂ１）成分]
（Ｂ１）成分は、分子鎖両末端に少なくとも２個のケイ素結合水素原子を有し、フルオロアルキル基を有さないオルガノハイドロジェンポリシロキサンである。（Ｂ１）成分は、両末端ＳｉＨを有するオルガノハイドロジェンポリシロキサンであるので、（Ａ）成分との付加反応により、硬化物中のポリシロキサン構造間の鎖長延長剤（Chain Extender）として機能する成分である。このような（Ｂ１）成分は、分子鎖両末端にジオルガノハイドロジェンシロキシ単位を有する、シロキサン重合度３〜２００のオルガノハイドロジェンポリシロキサンであることが好ましく、例えば、下記の平均単位式：
ＨＲ２２Ｓｉ（ＯＳｉＨＲ２）ｅ３（ＯＳｉＲ２２）ｅ４ＯＳｉＲ２２Ｈ
で表される。
【００４２】
式中、Ｒ２で表される置換基は、同一または独立に、炭素数１〜１２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、水酸基、もしくは炭素数１〜６のアルコキシ基であり、メチル基、フェニル基または水酸基であることが好ましく、メチル基またはフェニル基が特に好ましい。式中、ｅ３およびｅ４の値は、上記平均単位式で示される（Ｂ１）成分中の各シロキサン単位の平均重合度であり、０または正の数であり、かつ、ｅ３＋ｅ４の値が０〜１９８の範囲であることが好ましく、０〜１０の範囲であることが特に好ましい。
【００４３】
このような（Ｂ１）成分は、ビス（ジメチルハイドロジェンシロキシ）ジフェニルシラン、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ポリジフェニルシロキサンまたはそのハイドロジェンシロキサンコポリマー、分子鎖両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ポリジメチルシロキサンまたはそのハイドロジェンシロキサンコポリマー、テトラメチルジハイドロジェンジシロキサン等が例示される。なお、（Ｂ１）成分中のシロキサン単位またはシロキシ単位数の和は２〜１２の範囲であることが好ましく、２〜１０の範囲が特に好ましい。
【００４４】
[（Ｂ２）成分]
（Ｂ２）成分は、直鎖状またはＴ単位により分岐された樹脂状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、下記平均単位式（ＩＩＩ）または（ＩＶ）により表される。このようなオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、（Ａ）成分との架橋反応により硬化物を与え、かつ、硬化物の比誘電率を向上させる。このような（Ｂ２）成分であるオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、分子中に前記のフルオロアルキル基、特に、トリフルオロプロピル基を有することが好ましい。フルオロアルキル基の含有量は特に限定されるものではないが、１分子中に、全有機基中、好ましくは５〜７５モル％、より好ましくは５〜７０モル％、さらに好ましくは１０〜６０モル％のトリフルオロプロピル基を有してよい。
【００４５】
[（Ｂ２）成分−１：直鎖状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサン]
平均単位式：
Ｒ０３Ｓｉ（ＯＳｉＲ４Ｒ０）ｆ１（ＯＳｉＲ０２）ｆ２ＯＳｉＲ０３  （ＩＩＩ）
上記の平均単位式（ＩＩＩ）で表されるものは、直鎖状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、式中、Ｒ４は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基またはケイ素原子結合水素原子であり、Ｒ０は同一または独立に、炭素数１〜１２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、水酸基、炭素数１〜６のアルコキシ基またはケイ素原子結合水素原子であり、かつ、全てのＲ０のうち、少なくとも２個はケイ素原子結合水素原子であり、ｆ１は正の数であり、ｆ２は０または正の数であり、５＜ｆ１＋ｆ２＜１５０を満たす数である。好適なフルオロアルキル基の種類及び含有量は前記のとおりである。より好適には、Ｒ０はケイ素原子結合水素原子、メチル基またはフェニル基であり、ｆ１は１０＜ｆ１＋ｆ２＜１００の範囲の数であり、全てのＲ４のうち、少なくとも５モル％以上が前記のフルオロアルキル基であり、残りのＲ４がケイ素原子結合水素原子であることが好ましい。
【００４６】
このような（Ｂ２）成分は、具体的には、両末端トリメチルシリル−ポリジメチルメチルハイドロジェンメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端トリメチルシリル−ポリメチルハイドロジェンメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシリル−ポリジメチルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシリル−ポリメチルハイドロジェンメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシリル−ポリジメチルメチルハイドロジェンメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシリル−ポリメチルトリフルオロプロピルシロキサン、両末端ヒドロキシジメチルシリル−ポリメチルハイドロジェンメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ヒドロキシジメチルシリル−ポリジメチルメチルハイドロジェンメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルフェニルシリル−ポリメチルハイドロジェンメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルフェニルシリル−ポリジメチルメチルハイドロジェンメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシリル−ポリジメチルメチルフェニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルハイドロジェンシリル−ポリメチルフェニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ヒドロキシジメチルシリル−ポリメチルハイドロジェンメチルフェニルメチルトリフルオロプロピルシロキサン共重合体、両末端ジメチルトリフルオロプロピルシリル−ポリジメチルメチルハイドロジェンシロキサン共重合体、両末端ジメチルトリフルオロプロピルシリル−ポリメチルハイドロジェンシロキサン等が例示される。これらは、１種を単独で用いても良く、また、少なくとも２種のオルガノポリシロキサンの混合物であっても良い。
【００４７】
[（Ｂ２）成分−２：分岐状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサン]
平均単位式：
（ＨＲ６２ＳｉＯ１／２）ｆ３（Ｒ６３ＳｉＯ１／２）ｆ４（ＨＲ６ＳｉＯ２／２）ｆ５（Ｒ６２ＳｉＯ２／２）ｆ６（Ｒ５ＳｉＯ３／２）ｆ７（ＳｉＯ４／２）ｆ８  （ＩＶ）
上記の平均単位式（ＩＶ）で表されるものは、Ｔ単位により分岐された樹脂状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンであり、式中、Ｒ５は、（ＣｐＦ２ｐ＋１）-Ｒ-  （Ｒは前記同様の基であり、ｐは前記同様の数である）で表されるフルオロアルキル基であり、Ｒ６は同一または独立に、炭素数１〜１２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、水酸基、または炭素数１〜６のアルコキシ基または前記のフルオロアルキル基であり、かつ、ｆ３およびｆ７は正の数であり、ｆ４，ｆ５，ｆ６およびｆ８は、０または正の数であり、かつｆ３＋ｆ４＋ｆ５＋ｆ６＋ｆ７＋ｆ８は、式（ＩＶ）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの重量平均分子量が４００〜１００００となる範囲の数である。好適なフルオロアルキル基の種類及び含有量は前記のとおりである。Ｒ６は好適にはメチル基またはフェニル基であり、式（ＩＶ）で示されるオルガノハイドロジェンポリシロキサンの重量平均分子量は５００〜５０００の範囲であることが好ましく、より好適には、５００〜２０００の範囲である。
【００４８】
特に、上記の分岐状のフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンは、下式で表されるジオルガノハイドロジェンシロキシ単位とフルオロアルキルシロキシ単位から構成されるフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンであることが好ましい。
（ＨＲ６２ＳｉＯ１／２）ｆ３（Ｒ５ＳｉＯ３／２）ｆ７
式中、Ｒ６は前記同様の基であり、好適にはメチル基またはフェニル基である。また、Ｒ５は、前記同様の基であり、好適にはトリフルオロプロピル基である。
【００４９】
このような（Ｂ２）成分は、具体的には、(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)単位、(Ｍｅ２ＨＳiＯ１/２)単位、および(TfpＳiＯ３/２)単位からなるポリシロキサン、(Ｍｅ２ＨＳiＯ１/２)単位、および(TfpＳiＯ３/２)単位からなるポリシロキサン、(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)単位、(ＭｅＨＳiＯ２/２)単位、および(TfpＳiＯ３/２)単位からなるポリシロキサン、(Ｍｅ２ＨＳiＯ１/２)単位、(ＭｅＨＳiＯ２/２)単位、および(TfpＳiＯ３/２)単位からなるポリシロキサン、(Ｍｅ２ＨＳiＯ１/２)単位、(TfpＳiＯ３/２)単位、および(ＭｅＳiＯ３/２)単位からなるポリシロキサン、(Ｍｅ２ＨＳiＯ１/２)単位、(TfpＳiＯ３/２)単位、および(ＰｈＳiＯ３/２)単位からなるポリシロキサン、(Ｍｅ２ＨＳiＯ１/２)単位、(TfpＳiＯ３/２)単位、および(ＳiＯ４/２)単位からなるポリシロキサン等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いても良く、また、少なくとも２種のオルガノポリシロキサンの混合物であっても良い。ここで、Ｍｅはメチル基を、Ｐｈはフェニル基を、Tfpはトリフルオロプロピル基を表す。（Ｂ２）成分は、最も好適には、(Ｍｅ２ＨＳiＯ１/２)単位、および(TfpＳiＯ３/２)単位からなり、これらの単位を２：１〜１：２の比率で含む、重量平均分子量が５００〜２０００の範囲であるフルオロアルキル基含有オルガノハイドロジェンポリシロキサンである。
【００５０】
[その他のオルガノハイドロジェンポリシロキサン]
本発明の（Ｂ）成分は、上記の（Ｂ１）成分及び（Ｂ２）成分からなるものであるが、本発明の効果を妨げない限り、任意で、その他のオルガノハイドロジェンポリシロキサンを用いてもよい。その他のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、上記の（Ｂ１）成分及び（Ｂ２）成分に該当しないかぎり、直鎖状、環状、樹脂状、及び一部分岐を有する直鎖状のいずれであってもよく、Ｔ単位（すなわちＹＳｉＯ３／２、Ｙはケイ素原子結合水素原子、一価有機基、水酸基またはアルコキシ基）またはＱ単位（すなわちＳｉＯ４／２）を有するものであってよい。また、その粘度も特に限定されず、（Ａ）成分との混合容易性および取り扱いの容易さから、２５℃における粘度は、ＪＩＳ  Ｋ７１１７−１に準拠し、Ｂ型粘度計を用いて測定した場合に、常温で液状であることが好ましく、ケイ素原子数２〜３００のオルガノハイドロジェンポリシロキサンが特に好適である。
【００５１】
その他のオルガノハイドロジェンポリシロキサンは、両末端トリメチルシリル−ポリメチルハイドロジェンシロキサン、両末端ヒドロキシジメチルシリル−ポリメチルハイドロジェンメチルフェニルシロキサン共重合体、ジメチルメチルハイドロジェンシクロポリシロキサン、メチルハイドロジェンシクロポリシロキサン、メチルハイドロジェンメチルトリフルオロプロピルシクロポリシロキサン、ジメチルメチルハイドロジェンメチルトリフルオロプロピルシクロポリシロキサン、メチルフェニルメチルハイドロジェンメチルトリフルオロプロピルシクロポリシロキサン、１，１，３，５，５−ペンタメチル−３−トリフルオロプロピルトリシロキサン、トリス（ジメチルシロキシシリル）トリフルオロプロピルシラン、(Ｍｅ３ＳiＯ１/２)単位、(Ｍｅ２ＨＳiＯ１/２)単位、および(ＳiＯ４/２)単位からなるポリシロキサン、(Ｍｅ２ＨＳiＯ１/２)単位および(ＳiＯ４/２)単位からなるポリシロキサン、(Ｍｅ２ＨＳiＯ１/２)単位、および(ＰｈＳiＯ３/２)単位からなるポリシロキサン等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いても良く、また、少なくとも２種のオルガノポリシロキサンの混合物であっても良い。ここで、Ｍｅはメチル基を、Ｐｈはフェニル基を表す。
【００５２】
[（Ｂ）成分の使用量]
本発明の組成物における（Ｂ）成分の使用量は、組成物中のアルケニル基の合計量１モルに対して、（Ｂ）成分全体、すなわち、（Ｂ１）成分および（Ｂ２）成分中のケイ素原子結合水素原子の総和が０.１〜２．５モルとなる量である。ここで、組成物中のアルケニル基は、主として（Ａ）成分等に由来する。（Ｂ）成分の使用量が上記下限未満であると、本組成物の硬化が不十分となる場合がある。一方、（Ｂ）成分の使用量が上記上限を超えると、本発明の組成物を硬化させた場合に弾性ゲルまたは弾性エラストマーを得ることができない場合があり、特に、機械的強度が不十分となる場合がある。より好適な（Ｂ）成分の使用量は、組成物中のアルケニル基の合計量１モルに対して、本成分中のケイ素原子結合水素原子が０.２〜２．００モル、０.２〜１．８０モル、０．２５〜１．７５モル、さらに好適には、０．３５〜１．５０モルとなる量である。
【００５３】
[（Ｃ）成分]
（Ｃ）成分であるヒドロシリル化反応用触媒は、ヒドロシリル化反応を促進することができる限り特定のものに限定されない。ヒドロシリル化反応触媒として、これまでに多くの金属及び化合物が知られており、それらの中から適宜選択して本発明に用いることができる。ヒドロシリル化反応触媒の例として、具体的には、シリカ微粉末又は炭素粉末担体上に吸着させた微粒子状白金、塩化白金酸、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸のオレフィン錯体、塩化白金酸とビニルシロキサンの配位化合物、白金−アルケニルシロキサン錯体、白金−オレフィン錯体、白金−カルボニル錯体が例示され、白金黒、パラジウム、及びロジウム触媒を挙げることができる。特に、白金−アルケニルシロキサン錯体の安定性が良好であることから、１,３−ジビニル−１,１,３,３−テトラメチルジシロキサンであることが好ましい。なお、ヒドロシリル化反応を促進する触媒としては、鉄、ルテニウム、鉄／コバルトなどの非白金系金属触媒を用いてもよい。
【００５４】
ヒドロシリル化反応用触媒の使用量は、有効量であり、本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物の硬化を促進する量であれば特に限定されない。具体的には、（Ａ）〜（Ｃ）成分の和（全体を１００質量％とする）に対して、この触媒中の金属原子が質量単位で０.０１〜１,０００ｐｐｍ、好適には（Ｃ）成分中の白金金属原子が、０．１〜５００ｐｐｍの範囲内となる量である。これは、（Ｃ）成分の含有量が上記範囲の下限未満であると、硬化が不十分となる場合があり、上記範囲の上限を超えると、一般的に不経済である。
【００５５】
［（Ｄ）ヒドロシリル化反応抑制剤］
ヒドロシリル化反応抑制剤は、（Ａ）成分および（Ｂ）成分との間で起こる架橋反応を抑制して、常温での可使時間を延長し、保存安定性を向上するために配合する任意の成分である。従って、本発明の硬化性組成物にとって、実用上、必然的に配合されることが好ましい成分である。
【００５６】
ヒドロシリル化反応抑制剤として、アセチレン系化合物、エンイン化合物、有機窒素化合物、有機燐化合物、オキシム化合物が例示される。具体的には、３−メチル−１−ブチン−３−オール、３,５−ジメチル−１−ヘキシン−３−オール、３−メチル−１−ペンチン−３−オール、１−エチニル−１−シクロヘキサノール、フェニルブチノール等のアルキンアルコール；３−メチル−３−ペンテン−１−イン、３,５−ジメチル−１−ヘキシン−３−イン等のエンイン化合物；１,３,５,７−テトラメチル−１,３,５,７−テトラビニルシクロテトラシロキサン、１,３,５,７−テトラメチル−１,３,５,７−テトラヘキセニルシクロテトラシロキサン等のメチルアルケニルシクロシロキサン；ベンゾトリアゾールが例示される。
【００５７】
ヒドロシリル化反応抑制剤の配合量は、本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物の常温での可使時間を延長し、保存安定性を向上するのに有効な量である。通常、成分（Ａ）１００質量％当り０.００１〜５質量％の範囲内であり、好ましくは０.０１〜２質量％の範囲内であるが、本成分の種類、白金系触媒の性能と含有量、（Ａ）成分中のアルケニル基量、（Ｂ）成分中のケイ素原子結合水素原子量などに応じて適宜選定するとよい。
【００５８】
［（Ｅ）充填材］
本発明にかかる組成物において、充填材は、所望により用いても、用いなくてもよい。充填剤を用いる場合には無機充填剤及び有機充填剤のいずれか又は両方を用いることができる。用いる充填剤の種類は特に限定されないが、例えば、高誘電性充填剤、導電性充填剤、絶縁性充填剤および補強性充填剤が挙げられ、これらの１種以上を用いることができる。特に、本発明の組成物には、その透明性、塗工性および取扱作業性を損なわない範囲で、粘度の調整または機能性の付与を目的として、高誘電性充填剤、導電性充填剤、絶縁性充填剤および補強性充填剤からなる群から選択される１種以上の充填剤を含有することができ、特に、機械的強度の向上の見地から、少なくとも１種類以上の補強性充填剤を配合することが好ましい。特に、充填剤の一部または全部は、１種類以上の表面処理剤により表面処理されていてもよい。
【００５９】
充填剤は、１種類または２種類以上であってよく、の形状は、特に限定されるものではなく、粒子状、板状、針状、繊維状等の任意の形状のものを用いることができる。フィラーの形状が粒子の場合、フィラーの粒子径は特に限定されるものではないが、例えばレーザー光回折法や動的光散乱法で測定した場合、その体積平均粒子径は、例えば、０．００１〜５００μｍの範囲とすることができる。また、フィラーの使用目的によって、フィラーの体積平均子粒径は、３００μｍ以下、２００μｍ以下、１００μｍ以下、１０μｍ以下、或いは、０．０１μｍ以上、０．１μｍ以上、１μｍ以上とすることができる。フィラーの形状が板状、針状、繊維状等の異方性の場合、フィラーのアスペクト比は１．５以上、５以上、または１０以上であることができる。体積平均子粒径が０．０１μｍ以下で、かつ最大粒子の粒子径が０．０２μｍ以下の微粒子を用いると、実質的に透明性の高い硬化物、とくに誘電層フィルムを製造することができる場合がある。
【００６０】
［補強性充填材］
本発明において、好ましい充填材は、硬化物の機械的強度の見地から、平均一次粒子径が５０ｎｍ未満である１種以上の補強性無機微粒子であり、ヒュームドシリカ、湿式シリカ、粉砕シリカ、炭酸カルシウム、珪藻土、微粉砕石英、アルミナ・酸化亜鉛以外の各種金属酸化物粉末、ガラス繊維、炭素繊維等が例示される。また、これらを後述する各種表面処理剤で処理したものであってもよい。中でもシリカが推奨される。
【００６１】
好例としては、機械的強度の向上の観点から、平均一次粒子径が１０ｎｍ以下であり、部分的に凝集し、その比表面積が、５０ｍ2／ｇ以上、３００ｍ2／ｇ以下である親水性または疎水性のヒュームドシリカが挙げられる。更に、分散性の向上の点から、ヒュームドシリカをシラザンまたは後述するシランカップリング剤で処理したものが好ましい。これら補強性無機粒子は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００６２】
補強性無機微粒子を組成物中に配合することにより、本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなるオルガノポリシロキサン硬化物（以下、単に「硬化物」）の力学強度、絶縁破壊強度を増加させることが可能となる。これら補強性無機微粒子の配合量は、硬化性オルガノポリシロキサン組成物に対し０．１〜３０質量％の範囲が好ましく、０．１〜１０質量％の範囲がより好ましい。配合量が上記の好ましい範囲を外れると無機粒子を配合したことによる効果が得られない、もしくは硬化性オルガノポリシロキサン組成物の成形加工性が低下する場合がある。
【００６３】
本発明に係る硬化性オルガノポリシロキサン組成物中で使用される、無機微粒子（粒子径、機能等を問わず）の一部または全部は、１種類以上の表面処理剤により表面処理されてよい。表面処理の種類は特に限定されるものではなく、親水化処理又は疎水化処理が挙げられるが、疎水化処理が好ましい。疎水化処理された無機微粒子を用いると、オルガノポリシロキサン組成物中に高充填率で分散させることができる。また、組成物の粘度の増大が抑制され、成形加工性が向上する。
【００６４】
前記表面処理は、表面処理剤で無機微粒子を処理（又は被覆処理）することにより行うことができる。疎水化用の表面処理剤としては、有機チタン化合物、有機ケイ素化合物、有機ジルコニウム化合物、有機アルミニウム化合物及び有機リン化合物からなる群から選択される少なくとも１種の表面処理剤が挙げられる。表面処理剤は単独で又は２種以上を組み合わせてもよい。これらの表面処理剤のうち、有機ケイ素化合物、なかでも、シラザン、シラン類、シロキサン類、ポリシロキサン類が好ましく、シラザン、アルキルトリアルコシキシラン類、片末端トリアルコシキシリルポリジメチルシロキサン類が最も好ましく使用される。
【００６５】
前記無機微粒子総量に対する表面処理剤の割合は、０．１質量％以上、１０質量％以下の範囲が好ましく、０．３質量％以上、５質量％以下の範囲がより好ましい。なお、処理量については、無機粒子と表面処理剤の仕込み比であり、処理後に余剰の処理剤を除去することが好ましい。
【００６６】
［その他の機能性充填材］
その他の機能性充填材として、誘電性無機微粒子、導電性無機微粒子、絶縁性無機微粒子、および熱伝導性無機微粒子が例示される。これらの微粒子から選択される１種以上を本発明の組成物に用いることができる。なお、これらの無機微粒子は、補強性充填材としての機能等、２種類以上の機能を併せ持つ場合がある。
【００６７】
好ましい誘電性無機微粒子の例として、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ジルコン酸鉛、およびチタン酸バリウムのバリウムおよびチタン部位の一部をカルシウム、ストロンチウム、イットリウム、ネオジム、サマリウム、ジスプロシウムなどのアルカリ土類金属、ジルコニウム、または希土類金属で置換した複合金属酸化物からなる群から選択される１種以上の無機微粒子が挙げられ、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウムカルシウム、及びチタン酸ストロンチウムがより好ましく、酸化チタン、チタン酸バリウムがさらに好ましい。
【００６８】
特に、誘電性無機微粒子は、その少なくとも一部が、室温、１kHzにおける比誘電率が１０以上の誘電性無機微粒子であることが特に好ましい。なお、当該無機微粒子の好ましい大きさ（平均一次粒子径）の上限は、２０，０００ｎｍ（２０μｍ）であるが、後述するトランスデューサー用薄膜への加工性を考慮すると、１０，０００ｎｍ（１０μｍ）がより好ましい。当該誘電性無機微粒子の使用により、オルガノポリシロキサン硬化物について、機械特性及び／又は電気的特性、特にその比誘電率をさらに改善できる場合がある。
【００６９】
導電性無機微粒子としては、オルガノポリシロキサン硬化物に導電性を付与することができるものであれば特に制限はない。具体的には、導電性カーボンブラック、グラファイト、気相成長カーボン（ＶＧＣＦ）等の導電性カーボン；白金、金、銀、銅、ニッケル、錫、亜鉛、鉄、アルミニウム等の金属粉が挙げられ、更に、アンチモンがドープされた酸化錫、リンがドープされた酸化錫、酸化錫／アンチモンで表面被覆された針状酸化チタン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化アンチモン、アンチモン酸亜鉛、カーボンやグラファイトのウィスカー表面に酸化錫等を被覆した顔料；錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）、リンドープ酸化錫及び酸化ニッケルからなる群より選ばれる少なくとも１種の導電性金属酸化物を被覆した顔料；二酸化チタン粒子表面に酸化錫及びリンを含む導電性を有する顔料等が挙げられ、また、これらは、後述する各種表面処理剤で処理したものであってもよい。これらはそれぞれ単独で又は２種以上組合せて用いることができる。
【００７０】
さらに、導電性無機微粒子は、ガラス繊維、シリカアルミナ繊維、アルミナ繊維、炭素繊維等の繊維、並びに、ホウ酸アルミニウムウィスカー、チタン酸カリウムウィスカー等の針状の補強材、ガラスビーズ、タルク、マイカ、グラファイト、ウォラストナイト、ドロマイト等の無機充填材の表面に金属等の導電性物質を被覆したものでもよい。
【００７１】
本発明で使用可能な絶縁性無機微粒子としては、一般に知られる絶縁型無機材料、すなわち、体積抵抗率が１０１０〜１０１８Ω・cmである無機材料の粒子であれば制限が無く、粒子状、フレーク状、ファイバー（ウィスカー含む）状のいずれの形状でも使用することができる。具体的には、セラミックの球状粒子、板状粒子、又はファイバーが挙げられ、アルミナ、酸化鉄、酸化銅、マイカやタルク等の金属シリケート、石英、非晶質シリカ、ガラス等の粒子が好ましい使用例として挙げられる。また、これらを後述する各種表面処理剤で処理したものであってもよい。これらはそれぞれ単独で又は２種以上組合せて用いることができる。絶縁性無機微粒子を組成物中に配合することにより、オルガノポリシロキサン硬化物の力学強度、絶縁破壊強度を増加させることが可能となり、比誘電率の増加も見られる場合がある。
【００７２】
これら絶縁性無機粒子の配合量は、その用途に応じ、硬化性オルガノポリシロキサン組成物に対し０．１〜２０質量％の範囲が好ましく、０．１〜５質量％の範囲がより好ましい。配合量が上記の好ましい範囲を外れると、配合による効果が得られない、もしくはオルガノポリシロキサン硬化物の力学強度が低下する場合がある。
【００７３】
本発明で使用可能な熱伝導性無機微粒子としては、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化ニッケル、酸化バナジウム、酸化銅、酸化鉄、酸化銀等の金属酸化物粒子、および窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ホウ素、炭化チタン、ダイヤモンド、ダイヤモンドライクカーボン等の無機化合物粒子が挙げられ、酸化亜鉛、窒化ホウ素、炭化ケイ素、および窒化ケイ素が好ましい。これら熱伝導性無機微粒子の１種以上を組成物中に配合することにより、オルガノポリシロキサン硬化物の熱伝導率を増加させることが可能となる。
【００７４】
これらの無機粒子の平均粒子径の測定は当該分野で通常の測定方法により行うことができる。例えば、平均粒子径が５０ｎｍ以上、５００ｎｍ程度以下である場合は、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）、電界放射型透過電子顕微鏡（ＦＥ−ＴＥＭ）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）等の顕微鏡観察により粒子径を測定し、平均値を求めることで平均一次粒子径の測定ができる。一方、平均粒子径が５００ｎｍ程度以上である場合は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置等により平均一次粒子径の値を直接求めることができる。
【００７５】
［その他の任意成分］
本発明に係る硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、さらに離型性または絶縁破壊特性の改善のための添加剤、接着性向上剤等を含有することができる。
【００７６】
本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を薄膜状に硬化して得られるフィルム状またはシート状の硬化物は、トランスデューサーを構成する電気活性フィルム（誘電層または電極層）に好適に利用できるものであるが、薄膜形成時に硬化層の離型性が悪いと、特に高速で誘電性フィルムを製造した場合に、型離れに起因して誘電性フィルムが破損する場合がある。また、アクチュエータ、タッチパネル等に用いる誘電層としては、低圧下での感度向上のため、接着性の低減を求められる場合がある。本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、フィルムにダメージを与えることなくフィルムの製造速度を向上させることができ、かつ、その他の離型剤の添加により、さらに粘着性を低減できる場合がある。
【００７７】
本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物に適用可能な離型性向上添加剤（＝離型剤）としては、例えば、カルボン酸系離型剤、エステル系離型剤、エーテル系離型剤、ケトン系離型剤、アルコール系離型剤等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記離型剤としては、ケイ素原子を含まないもの、ケイ素原子を含むもの、又は、これらの混合物を使用することができる。これらの具体例は、特許文献１（国際特許公開２０１４−１０５９５９号公報）と同様である。
【００７８】
絶縁破壊特性向上剤は、電気絶縁性向上剤であることが好ましく、アルミニウム又はマグネシウムの水酸化物又は塩、粘土鉱物、及び、これらの混合物、具体的には、ケイ酸アルミニウム、硫酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、焼成クレイ、モンモリロナイト、ハイドロタルサイト、タルク、及び、これらの混合物からなる群から選択することができる。また、当該絶縁性向上剤は、公知の表面処理方法で処理されていてもよい。これらの具体例は、特許文献１（国際特許公開２０１４−１０５９５９号公報）と同様である。
【００７９】
接着性向上剤は、本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物が硬化途上で接触している基材への接着性向上のためのものである。該組成物の硬化物である誘電層を再剥離しない場合に、有効な添加剤である。接着性向上剤として、ビニルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、アリルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等の有機官能性アルコキシシラン化合物、そのシロキサン誘導体、特にフッ素含有有機基で置換された鎖状または三次元樹脂状のシロキサン誘導体が例示される。
【００８０】
その他の任意成分として、本発明の技術的効果を損なわない限り、フェノール系、キノン系、アミン系、リン系、ホスファイト系、イオウ系、チオエーテル系などの酸化防止剤；トリアゾール系、ベンゾフェノン系などの光安定剤；リン酸エステル系、ハロゲン系、リン系、アンチモン系などの難燃剤；カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤などからなる１種類以上の帯電防止剤；染料、顔料などが例示される。
【００８１】
［任意の溶媒］
本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、そのまま硬化反応に供することができるが、一方、該組成物が固形状である場合や粘ちょう液状である場合には、その混和性および取り扱い性を向上させるため、必要に応じて有機溶媒を使用することもできる。特に、本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物をフィルム状に塗工する場合、全体粘度が１００〜１０，０００ｍＰａ・ｓとなる範囲に、溶媒を用いて粘度調整をすることが好ましく、溶媒で希釈する場合、上記の固形分の和（１００質量部）に対して、０〜２０００質量部の範囲で用いることができる。すなわち、本発明組成物において、溶媒は、０質量部であってもよい。特に、本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、低重合度のポリマーを選択しているために、溶媒フリーとする設計が可能であり、硬化して得られるフィルム中にフッ素系溶媒、有機溶媒等が残留せず、環境負荷の問題および電子デバイスへの溶媒の影響を解消できる利点がある。
【００８２】
ここで使用する有機溶媒としては、組成物中の全構成成分または一部の構成成分を溶解させ得る化合物であれば、その種類は特に限定されず、沸点が８０℃以上２００℃未満のものが好ましく使用される。例えば、ｉ−プロピルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、キシレン、メシチレン、１，４−ジオキサン、ジブチルエーテル、アニソール、４-メチルアニソール、エチルベンゼン、エトキシベンゼン、エチレングリコール、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、２−メトキシエタノール（エチレングリコールモノメチルエーテル）、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、１−メトキシ−２−プロピルアセテート、１−エトキシ−２−プロピルアセテート、オクタメチルシクロテトラシロキサン、及びヘキサメチルジシロキサン等の非ハロゲン系溶媒、トリフルオロメチルベンゼン、１，２−ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン、１，３−ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン、１，４−ビス（トリフルオロメチル）ベンゼン、トリフルオロメチルクロロベンゼン、トリフルオロメチルフルオロベンゼン、ハイドロフルオロエーテル等のハロゲン系溶媒が挙げられる。これらの有機溶媒は単独で用いてもよく、二種以上を混合して使用してもよい。硬化性組成物中のフルオロアルキル基含有量が高いほど、上記のハロゲン系溶媒の使用比率を高める必要がある。
【００８３】
［組成物の全体粘度］
本組成物の２５℃における粘度は、特に限定されないが、本組成物を薄膜上に塗工できる程度の粘度範囲に調整することができ、好ましくは、１００〜５００,０００ｍＰａ・ｓの範囲内、さらに好ましくは３００〜５０,０００ｍＰａ・ｓ、特に好ましくは１，０００〜１０，０００ｍＰａ・ｓの範囲内である。好ましい粘度範囲に設定する目的で、上記の有機溶媒の使用量を調整することも可能である。
【００８４】
本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分を均一に混合することにより、また、必要に応じてその他任意の成分を添加して、均一に混合することにより調製することができる。各種攪拌機あるいは混練機を用いて、常温で混合すればよいが、混合中に硬化しない成分の組合せであれば、加熱下で混合してもよい。また、混合に当たっては、押出機又は混練機（より具体的には、２軸押出機、２軸混練機および単軸ブレード型押出機から選ばれる１種類以上の機械的手段）を用いて混練することで製造してもよく、特に、本発明においては、反応性オルガノポリシロキサン成分と充填材および表面処理剤を、フリーボリュームが５，０００（Ｌ／時間）以上の二軸押出機を用いて混練することで、無機微粒子を高濃度（例えば、８０質量％以上）で含有するシリコーンゴムコンパウンド（マスターバッチ）を形成させた後、他の反応性オルガノポリシロキサン成分、硬化触媒、およびその他の成分を加えて混練して硬化性オルガノポリシロキサン組成物を製造してもよい。
【００８５】
混合中に硬化しなければ、各成分の配合順序は特に制限されるものではない。混合後、直ちに使用しないときは、（Ｂ）成分と（Ｃ）成分が同一の容器内に存在しないように複数の容器に分けて保管しておき、使用直前に全容器内の成分を混合することが好ましい。
【００８６】
本発明の、フルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物の硬化反応は、通常、該組成物を加熱あるいは活性エネルギー線にさらすことにより達成される。熱による硬化反応温度は、特に限定されないが、５０℃以上２００℃以下が好ましく、６０℃以上２００℃以下がより好ましく、８０℃以上１８０℃以下がさらに好ましい。また、硬化反応にかける時間は、上記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）成分の構造に依存するが、通常１秒以上３時間以下である。一般的には、９０〜１８０℃の範囲内で１０秒〜３０分保持することにより硬化物を得ることができる。
【００８７】
硬化反応に使用され得る活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、及び放射線等が挙げられるが、実用性の点で紫外線が好ましい。紫外線により硬化反応を行なう場合は、使用する紫外線に対して高い活性を有するヒドロシリル化反応用触媒、例えばビス（２，４−ペンタンジオナト）白金錯体、（メチルシクロペンタジエニル）トリメチル白金錯体、を添加することが望ましい。紫外線発生源としては高圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、Ｘｅ−Ｈｇランプ、及びディープＵＶランプ等が好適であり、その際の照射量は、１００〜８，０００ｍＪ／ｃｍ２が好ましい。
【００８８】
本発明の硬化物は、上記のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなることを特徴とする。硬化物の形状は特に限定されず、例えば、シート状、フィルム状、テープ状が挙げられる。特に、上記のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物は、硬化速度が大きく、フィルムなどの成形品を製造するための加工性が良好であり、所望の厚み、形状の硬化物を効率よく生産することができる。
【００８９】
［部材］
上記の硬化物は、電気的特性および機械的特性に優れたゲルまたはエラストマーであり、高い比誘電率および機械的強度（具体的には、引っ張り強度、引き裂き強度、伸び率等）を有する。このため、当該オルガノポリシロキサン組成物を薄膜状に硬化して得られる電気活性シリコーンエラストマーシートまたは電気活性シリコーンゲルシートは、電子材料、表示装置用部材またはトランスデューサー用部材（センサー、スピーカー、アクチュエータ、およびジェネレーター用を含む）として使用でき、特に、トランスデューサーを構成する電気活性フィルム（誘電層または電極層）として好適に利用できる。
【００９０】
［機械的強度］
本発明に係る硬化性オルガノポリシロキサン組成物を少なくとも部分的に硬化して得られる、オルガノポリシロキサン硬化物は、2.0ｍｍ厚のシート状に加熱成形した場合、JIS K 6249に基づいて測定される以下の力学物性を有するように設計可能である。
（１）ヤング率（MPa）は、室温下において、１０MPa以下とすることができ、特に好適な範囲は、０．１〜２．５ＭＰａである。
（２）引き裂き強さ (N/mm) は、室温下において、１N/mm以上とすることができ、特に好適な範囲は、２N/mm以上である。
（３）引っ張り強さ (MPa) は、室温下において、１MPa以上とすることができ、特に好適な範囲は、２MPa以上である。
（４）破断伸び (%) は、２００％以上とすることができ、トランスデューサーの変位量の見地から、特に好適な範囲は、２００−１０００％の範囲である。
【００９１】
［誘電特性］
本発明に係る硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化して得られる、オルガノポリシロキサン硬化物（エラストマーまたはゲル）は、以下の誘電特性を有するように設計可能である。
（１）０．１０ｍｍ厚のシート状に加熱成形した場合、その絶縁破壊強度（V/μｍ）を、２０V/μｍ以上とすることができる。好適な絶縁破壊強度は、トランスデューサーの用途に応じて変わるが、特に好適な範囲は、３０V/μｍ以上である。
（２）１ｍｍ厚のシート状に加熱成形した場合、測定温度２５℃、測定周波数１００ＫＨｚの条件下で測定された比誘電率を、３．０以上とすることができる。好適な比誘電率は、トランスデューサーの種類および求められる誘電層の形態に応じて変わるが、特に好適な範囲は、上記測定条件下で５．０以上である。
【００９２】
本発明に係る硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化または半硬化させてなるオルガノポリシロキサン硬化物は、その誘電特性及び力学物性から、特に人工筋肉、アクチュエータ、センサ、及び発電素子から選ばれるトランスデューサー用部材として好適に使用することができる。具体的には、硬化性オルガノポリシロキサン組成物をシート状またはフィルム状に成形した後、加熱または高エネルギー線の照射等により硬化させることが一般的である。硬化性オルガノポリシロキサン組成物をフィルム状に成形する方法としては、特に限定されないが、例えば、硬化性オルガノポリシロキサン組成物を従来公知の塗布方法で基材上に塗布して塗膜にする方法、所定の形状のスロットを設けた押出機を通して成形する方法等を挙げることができる。
【００９３】
こうしたフィルム状の硬化性オルガノポリシロキサン組成物の厚さは、例えば、０．１μｍ〜５，０００μｍの範囲内にすることができる。前記の塗布方法および揮発溶剤の有無によっては得られる硬化物の厚みが、組成物の塗布する厚さより薄くなる場合がある。
【００９４】
さらに、オルガノポリシロキサン硬化物のフィルムまたはシートは実質的に平坦であることが好ましい。具体的には、このようなオルガノポリシロキサン硬化物は、フィルムの幅方向について、末端の厚みと中央の厚みの差が５．０％以内であり、フィルム中央の厚みが５０〜１０００μｍの範囲にある、フルオロアルキル基含有オルガノポリシロキサン硬化物の高誘電性フィルムであってよい。このようなオルガノポリシロキサン硬化物のフィルムまたはシート、およびその製造技術は、本件出願人が国際特許出願（ＰＣＴ／ＪＰ２０１７／１５０２８）において提案したとおりであり、本発明にかかるオルガノポリシロキサン硬化物についても適用が可能である。かかる平坦なオルガノポリシロキサン硬化物のフィルムまたはシートを、後述する方法で複数積層することにより、実質的に平坦かつ任意の厚みを有するトランスデューサー用部材が設計可能である。
【００９５】
なお、上述した方法によりフィルム状の硬化性オルガノポリシロキサン組成物を製造した後、任意で、このフィルム状の硬化性オルガノポリシロキサン組成物に、目的とする誘電性無機微粒子の配向方向に磁場又は電場を印加させながら、あるいは一定時間磁場または電場を印加してフィラーを配向させた後、硬化性オルガノポリシロキサン組成物を加熱硬化、常温硬化または高エネルギー線照射により硬化させてもよい。各硬化又硬化の条件は、特に限定されないが、硬化性オルガノポリシロキサン組成物が、付加硬化性オルガノポリシロキサン組成物である場合、９０℃〜１８０℃の範囲内で３０秒〜３０分保持することにより行われる。
【００９６】
本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなる硬化層が誘電層、特に、アクチュエータ等のトランスデューサー用の誘電性フィルム部材である場合、当該硬化層は、剥離コーティング能を有する剥離層を備えたフィルム基材上に、剥離可能な状態で配置した積層体フィルムとして取り扱うことが好ましい。
【００９７】
トランスデューサー用部材であるオルガノポリシロキサン硬化物の厚さは、特に限定されないが、例えば１〜２，０００μｍである。ここで、本発明に係るオルガノポリシロキサン硬化物は、１層または２層以上を積層したものであり、さらに、誘電層の両端に電極層を設け、かつ、電極層および誘電層からなるトランスデューサー自体を高積層する構造であってもよい。この場合、一層あたりのオルガノポリシロキサン硬化物の厚さは０．１μｍ〜１，０００μｍであり、これを２層以上積層することによって、０．２〜２，０００μｍの厚さとしてもよい。
【００９８】
前記の積層されたオルガノポリシロキサン硬化層の形成方法は特に制限されるものではないが、（１）基材上に硬化性オルガノポリシロキサン組成物を塗布し、硬化させてオルガノポリシロキサン硬化物層を得た後、同硬化層上にさらに硬化性オルガノポリシロキサン組成物を塗布し、順次硬化と塗布を繰り返して積層する方法、（２）基材上に硬化性オルガノポリシロキサン組成物を未硬化または半硬化状態で重層的に塗布し、重層的に塗工された異なる硬化性オルガノポリシロキサン組成物全体を硬化させる方法、（３）剥離層を有する基材上に硬化性オルガノポリシロキサン組成物を塗布し、硬化させてオルガノポリシロキサン硬化物層を得た後、当該硬化層を剥離層から分離し、別途同様に準備したオルガノポリシロキサン硬化物層に物理的に積層する方法、または（４）これらの組み合わせのいずれであっても実施することができる。
【００９９】
本願発明においては、例えば、硬化性オルガノポリシロキサン組成物をダイコーティングによって基板に塗布して硬化させ、前記の積層された２種類以上のシリコーンエラストマー硬化層を形成させ、さらに得られたシリコーンエラストマー硬化層を電極と接着することによって製造することができる。この場合、積層された２種類以上のシリコーンエラストマー硬化層は誘電層であり、電極は導電層であることが好ましい。
【０１００】
ダイコーティングは高速塗布が可能であり、生産性の高い塗布方式である。本発明の多層構造を有するトランスデューサーは、オルガノポリシロキサン組成物を含む１つの層を単層塗布した後に、別のオルガノポリシロキサン組成物を含む層を塗布することによって製造してもよい。また、各オルガノポリシロキサン組成物を含む層を、同時に重層塗布することによって製造することもできる。
【０１０１】
トランスデューサー用部材であるオルガノポリシロキサン硬化物は、前記の硬化性オルガノポリシロキサン組成物を基板上に塗工し、室温下、加熱下または紫外線等の高エネルギー線照射下で硬化させることにより得ることができる。また、薄膜状誘電性シリコーンエラストマーを重層する場合、硬化層上に未硬化の硬化性オルガノポリシロキサン組成物を塗工して順次硬化させてもよく、未硬化の硬化性オルガノポリシロキサン組成物を重層して、同時に硬化させてもよい。
【０１０２】
上記の薄膜状オルガノポリシロキサン硬化物は、特に、トランスデューサーの誘電層として有用であり、その両端に電極層を設けることで、トランスデューサーを形成することができる。なお、本発明に係る硬化性オルガノポリシロキサン組成物に導電性無機粒子を配合することで、電極層としての機能を付与してもよい。なお、本発明の明細書において、「電極層」は、単に「電極」ということもある。
【０１０３】
上記のトランスデューサー用部材の一つの形態は薄膜であり、シートまたはフィルム状である。膜厚は一般に１μｍ〜２，０００μｍであり、単層、２層以上、またはさらに多くの層が積層された構造を含む。また、所望により積層された電気活性オルガノポリシロキサン硬化物層は、誘電層として用いる場合、５μｍ〜１０，０００μｍ、または重層によりそれ以上の膜厚とすることができる。
【０１０４】
当該トランスデューサー用部材である薄膜状オルガノポリシロキサン硬化物層は、同一の薄膜状シリコーンエラストマーを重層してもよく、異なる２種類以上の物理特性または硬化前組成の異なる薄膜状シリコーンエラストマーを重層してもよい。また、薄膜状オルガノポリシロキサン硬化物層の機能は、誘電層であっても良く、電極層であってもよい。特に誘電層の厚さが１〜１，０００μｍであり、かつ電極層の厚さが０．０５μｍ〜１００μｍであるトランスデューサー用部材が好ましく例示される。
【０１０５】
本発明のトランスデューサーは、本発明に係る硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化させてなる当該トランスデューサー用部材を有することを特徴とし、特に、高積層構造、すなわち２層以上の誘電層を含んだ構造を有していてもよい。更に３層以上の誘電層を含んだ構造を有してもよい。このような高積層構造を有するトランスデューサーは、複数の層を含むことによって、より大きな力を発生させることができる。また、積層することにより、単一の層と比較してより大きな変位を得ることができる。
【０１０６】
本発明のトランスデューサーの誘電層の両端には電極を含むことができる。電極の材質としては、金、白金、銀、パラジウム、銅、ニッケル、アルミニウム、チタン、亜鉛、ジルコニウム、鉄、コバルト、錫、鉛、インジウム、クロム、モリブデン、及びマンガン等の金属及びこれらの合金；インジウム−錫複合酸化物（ＩＴＯ）、アンチモン−錫複合酸化物（ＡＴＯ）、酸化ルテニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、及び酸化錫等の金属酸化物；カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノシート、炭素繊維、及びカーボンブラック等のカーボン材料；並びにポリ（エチレン−３，４−ジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、ポリアニリン及びポリピロール等の導電性樹脂を使用することができる。導電性フィラーを樹脂中に分散した導電性樹脂及びエラストマーを使用してもよい。
【０１０７】
電極は上記の導電性物質のうちの１種を単独で含んでいても、２種以上を含んでいてもよい。電極が２種以上の導電性物質を含む場合には、そのうちの少なくとも１種を活物質として機能させ、残り電極の抵抗を低減させるための導電材として機能させることもできる。
【０１０８】
本発明のトランスデューサーの誘電層の厚みの合計は、１０μｍ〜２，０００μｍ（２ｍｍ）の範囲とすることができるが、特に２００μｍ以上とすることができる。特に、誘電層を形成する誘電性シリコーンエラストマー一層あたりの厚さが０．１〜５００μｍであることが好ましく、０．１〜２００μｍの厚さであることが特に好ましい。これらの薄いシリコーンエラストマー層を２層以上積層することにより、１層の場合に比して、絶縁破壊電圧、誘電率、および変位量等の特性を改善することができる。
【０１０９】
本発明においてトランスデューサーとは、ある種類のエネルギーを別のエネルギーに変換する素子、機器及び装置をいい、例えば電気エネルギーを機械エネルギーに変換する人工筋肉及びアクチュエータ、機械エネルギーを電気エネルギーに変換するセンサ及び発電素子、電気エネルギーを音響エネルギーに変換するスピーカー、マイクロフォン及びヘッドフォンが挙げられる。
【０１１０】
本発明のトランスデューサーは、その誘電性及び機械特性から、特に人工筋肉、アクチュエータ、センサ、及び発電素子として使用することができる。人工筋肉は、ロボット、介護機器及びリハビリ機器等への応用が期待されている。例として、アクチュエータの実施形態について以下で説明する。
【０１１１】
図１に、誘電層を積層した場合における、本実施形態のアクチュエータ１の断面図を示す。本実施形態では、例として誘電層は２層としている。アクチュエータ１は、誘電層１０ａ及び１０ｂと、電極層１１ａ及び１１ｂと、配線１２と、電源１３とを備えている。電極層１１ａ及び１１ｂは、それぞれ接触している誘電層の一面を覆っており、それぞれ配線１２を介して電源１３と接続されている。
【０１１２】
アクチュエータ１は、電極層１１ａと電極層１１ｂとの間に電圧を印加することによって駆動させることができる。電圧を印加することにより、誘電層１０ａ及び１０ｂは、その誘電性により厚さが薄くなり、電極層１１ａ及び１１ｂの面に対して平行に伸長することとなる。すなわち、電気エネルギーを力、変動又は変位の機械エネルギーに変換することができる。
【０１１３】
図２に、誘電層及び電極層を積層した場合における、本実施形態のアクチュエータ２の断面図を示す。本実施形態では、例として誘電層は３層、電極層は４層としている。アクチュエータ２は、誘電層２０ａ、２０ｂ及び２０ｃと、電極層２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄと、配線２２と、電源２３とを備えている。電極層２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄは、それぞれ接触している誘電層の一面を覆っており、それぞれ配線２２を介して電源２３と接続されている。電極層は交互にそれぞれ電圧の異なる側と接続されており、電極層２１ａ及び２１ｃと、電極層２１ｂ及び２１ｄとはそれぞれ異なる側と接続されている。
【０１１４】
アクチュエータ２は、電極層２１ａと電極層２１ｂとの間、電極層２１ｂと電極層２１ｃとの間、及び電極層２１ｃと電極層２１ｄとの間に電圧を印加することによって駆動させることができる。電圧を印加することにより、誘電層２０ａ、２０ｂ及び２０ｃは、その誘電性により厚さが薄くなり、電極層２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄの面に対して平行に伸長することとなる。すなわち、電気エネルギーを力、変動又は変位の機械エネルギーに変換することができる。
【０１１５】
本発明のトランスデューサーの一例としてのアクチュエータの実施形態は以上で述べたとおりであるが、他にも本発明のトランスデューサーに外部から圧力等の機械エネルギーを加えると、誘電層の変形に伴って電極層間の静電容量が変化するため、当該変化を読み取るセンサとして使用することもできる。このセンサの実施形態について以下で説明する。
【０１１６】
図３に、本実施形態のセンサ３の構成を示す。センサ３は、誘電層３０を、マトリックス状に配置した上部電極層３１ａ、３１ｂ及び３１ｃと、下部電極層３２ａ、３２ｂ及び３２ｃとの間に配置した構造を有している。本実施形態では、例として縦方向及び横方向に電極層を３列のマトリックス上に配置した構成としている。各電極層は、誘電層３０と接していない面を絶縁層で保護することができる。また、誘電層３０は、オルガノポリシロキサンを含む同一の誘電層を２層以上含んでいる。
【０１１７】
センサ３の表面に外力が印加されると、印加された場所の上部電極層と下部電極層の間の誘電層３０の厚みが変化し、この変化に伴って電極層間の静電容量が変化する。たとえば、この電極層間の静電容量の変化に伴う電圧変化を計測することによって、外力を検出することができる。
【０１１８】
なお、本実施形態のセンサ３では、誘電層を挟んで対向する電極層は三対形成されているが、電極層の数、大きさ、及び配置等は、用途に応じて適宜決定することができる。
【０１１９】
発電素子は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換するトランスデューサーであり、波力、水力、及び水力等の自然エネルギーによる発電をはじめ、振動、衝撃、及び圧力変化等によって発電する装置に応用することができる。この発電素子の実施形態について以下で説明する。
【０１２０】
図４に、誘電層を積層した場合における、本実施形態の発電素子４の断面図を示す。本実施形態では、例として誘電層は２層としている。発電素子４は、誘電層４０ａ及び４０ｂと、電極層４１ａ及び４１ｂとを備えており、電極層４１ａ及び４１ｂは、それぞれ接触している誘電層の一面を覆っている。
【０１２１】
電極層４１ａと４１ｂとは、図示しない負荷に電気的に接続されており、本発電素子４は、電極層４１ａと４１ｂとの間の距離を変化させることにより静電容量を変化させて電気エネルギーを生じさせる。すなわち、誘電層４０ａ及び４０ｂにより形成される静電場によって電極層４１ａと４１ｂが静電誘導された状態で素子形状を変化させることにより、発電する。
【０１２２】
本実施形態において、図４に示す発電素子４の電極層４１ａ及び４１ｂの面に対して平行方向に圧縮力が印加された状態（上図）から同図に示す圧縮力が印加されない状態（下図）に変化することにより、たとえば、電極層４１ａと４１ｂとの間に静電容量変化が生じ、機械エネルギーを電気エネルギーに変換することができる。また、複数の素子を基板上に配置し、それらを直列又は並列接続して発電量を向上させた発電装置を構成することもできる。
【０１２３】
本発明のトランスデューサーは、空気中、水中、真空中、及び有機溶媒中で動作することができる。また、使用環境に応じて、適宜封止処理を行ってもよい。封止方法は特に限定されず、例えば樹脂材料による封止等が挙げられる。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物、それを硬化してなる硬化物は、力学特性および電気特性に優れたエラストマーまたはゲル状部材が要求される用途、例えばトランスデューサーの製造に好適に使用することができる。本発明の硬化性オルガノポリシロキサン組成物には、未硬化の硬化性組成物だけでなく、反応性オルガノポリシロキサンが部分的に反応しているが、硬化には至っていない硬化途中の状態にあるいわゆるＢステージ材料も含まれる。本発明のＢステージ材料としては、ゲル又は流動性を有する状態のものが挙げられる。したがって、本発明の態様には、硬化性オルガノポリシロキサン組成物の硬化反応が一部進んだ状態の、ゲル又は流動性を有する状態のトランスデューサー用部材も含まれる。また、このような半硬化状態のトランスデューサー用部材には、薄膜状オルガノポリシロキサン硬化物が一層または積層された構造のいずれであってもよい。【０１２５】
特に、上記の硬化物は、電気的特性および機械的特性に優れたゲルまたはエラストマーであり、高い比誘電率および機械的強度（具体的には、引っ張り強度、引き裂き強度、伸び率等）を有する。このため、当該オルガノポリシロキサン組成物を薄膜状に硬化して得られる電気活性シリコーンエラストマーシートまたは電気活性シリコーンゲルシートは、トランスデューサーを構成する電気活性フィルム（誘電層または電極層）に好適に利用できる。例えば、本出願人らが前記の特許文献１または特許文献２で提案したトランスデューサー材料として有用であるほか、シリコーン以外の誘電性エラストマーを用いるトランスデューサー装置についても、特に制限なく適用が可能であり、誘電性エラストマー層の一部又は全部を上記の硬化物に置き換えて設計が可能である。このようなトランスデューサー（アクチュエータ含む）の構造は多数提案されており、例えば、国際公開特許公報として、WO2011/118315号；日本国公開特許公報として、特表2008-533973号、特表2001-524278号、特開2008-187079号、特開2008-277729号、特開2009-59856号、特開2009-219302号、特開2012-65427号、特開2016-226258号、特開2017-064836号などが挙げられる。なお、上記の硬化物による誘電性エラストマー層の一部又は全部の置換に伴う、構造設計乃至設計変更を行うことは、当業者の通常の創作により対応可能であり、本発明はそのような創作を強く示唆するものである。【０１２６】
同様に、上記の硬化物は、いわゆる「高分子アクチュエータ」あるいは「ポリマーアクチュエータ」として知られるアクチュエータ素子構造における電解質層または誘電層を代替して利用することもできる。具体的には、電解質層（ポリマーにイオン液体が含まれた電解質層含む）と、前記電解質層に形成された電極層とを有し、前記電解質層に印加される電圧に応じて変形する高分子アクチュエータにおいて、電解質層の一部又は全部を代替して利用することが可能である。なお、このような高分子アクチュエータの構造は多数提案されており、国際公開特許公報として、ＷＯ10/100907号、ＷＯ10/110417号、ＷＯ11/114965号、ＷＯ10/029992号、ＷＯ13/118628号、ＷＯ14/104331号；日本国公開特許公報として、特開2004-282992号、特開2008-251697号、特開2010-003553号、特開2012-055153号、特開2013-255397号、特開2013-106491号、特開2013-251942号、特開2015-126597号、特開2015-186301号、特開2016-189651号などが挙げられる。なお、本発明にかかるオルガノポリシロキサン硬化物は、電解質と異なり、エラストマー乃至ゲル状で所望の形状に設計可能であり、特に積層乃至高い変位量が求められる構造設計に有用である。従って、既存の高分子アクチュエータにおいて、上記の機械特性および誘電特性を反映した構造設計乃至設計変更を行うことは、当業者の通常の創作により対応可能であり、本発明はそのような創作を強く示唆するものである。【０１２７】
本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物、それを硬化してなる硬化物は、その他の用途としては、上記に開示した他に何ら制約はなく、本発明のフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を硬化してなる硬化物を備えてなる誘電層フィルムはテレビ受像機、コンピューター用モニター、携帯情報端末用モニター、監視用モニター、ビデオカメラ、デジタルカメラ、携帯電話、携帯情報端末、自動車などの計器盤用ディスプレイ、種々の設備・装置・機器の計器盤用ディスプレイ、自動券売機、現金自動預け払い機、など、文字や記号、画像を表示するための種々のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に使用することができる。装置としては、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、無機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ、表面電解ディスプレイ（ＳＥＤ）、電界放出型ディスプレイ（ＦＥＤ）などの表示装置や、これらを利用したタッチパネルに応用が可能である。本発明のフィルムは、これらの、ディスプレイ表面の傷つき防止、汚れ防止、指紋付着防止、帯電防止、反射防止、のぞき見防止などの目的で使用してもよい。
【実施例】
【０１２８】
以下、本発明に関して実施例を挙げて説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。以下に示す実施例では下記の化合物を用いた。【０１２９】
以下、本発明に関して実施例を挙げて説明するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。以下に示す実施例では下記の化合物を用いた。【０１３０】
・成分（a１）：両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサンポリマー  （末端を含むシロキサン重合度：約２６８）
・成分（a２）：両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖、３，３，３−トリフルオロプロピルメチルシロキサンポリマー（末端を含むシロキサン重合度：約３３）
・成分（Ｂ１−１）：ビス（ジメチルハイドロジェンシロキシ）ジフェニルシラン
・成分（Ｂ１−２）：両末端ジメチルハイドロジェンシロキシ基封鎖ジフェニルシロキサンポリマー（シロキサン重合度：約２．５）
・成分（Ｂ１−３）：テトラメチルジヒドロジシロキサン
・成分（Ｂ２−１）：ジメチルヒドロシロキシユニット（ＭＨ単位）と３，３，３−トリフルオロプロピル基を有するＴＦ３Ｐｒ単位（３官能シロキシ単位）で構成されるシロキサン（Ｍｗ＝１．１１×１０３、ケイ素原子結合水素原子は約０．５９重量％である。）
なお、成分（Ｂ２−１）の重量平均分子量（Ｍｗ）は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を溶媒に用いて、ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィ）で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量である。
・成分（Ｂ２−２）：両末端トリメチルシロキシ基封鎖、３，３，３−トリフルオロプロピルメチルメチルヒドロシロキサンコポリマー（末端を含むシロキサン重合度：約１２）
なお、成分（Ｂ２−２）のケイ素原子結合水素原子は約０．５３重量％である。
・成分（Ｃ１）：白金−１，３−ジビニル１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン錯体の両末端ビニルジメチルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサンポリマー溶液（白金濃度で約0.6重量％）
＜ヒドロシリル化反応抑制剤＞
・成分（Ｄ１）：１，３，５，７−テトラメチル−１，３，５，７−テトラビニル−シクロテトラシロキサン
＜充填材＞
・成分（Ｅ１）：表面処理したCAB-O-SIL（Ｒ）MS75D【０１３１】
表１および表２に実施例となる組成を示した。以下の実施例では組成物中のビニル基１モル当たり、成分（Ｂ１）および（Ｂ２）のケイ素原子結合水素原子（Ｓｉ−Ｈ）が１．３モルとなる量で用いた。また、（Ｂ１）と（Ｂ２）のＳｉ−Ｈの比をＢ1Ｈ/Ｂ2Ｈとして示した。さらに、成分（Ａ）の重合度は下記式により算出した。
［ＮＡＡ１／（ＮＡＡ１＋ＮＡＡ２）］ＤＰＡ１＋［ＮＡＡ２／（ＮＡＡ１＋ＮＡＡ２）］ＤＰＡ２
ここでＮＡＡ１およびＮＡＡ２は、成分（Ａ）中（Ａ１）および（Ａ２）の重量比率をそれぞれ数平均分子量で割り返したものであり、ＤＰＡ１およびＤＰＡ２は（Ａ１）および（Ａ２）のそれぞれの重合度を表す。【０１３２】
［得られた材料の物性測定］
シリコーン組成物を１５０℃で１５分間プレスキュアし、更に１５０℃で６０分〜１２０分間オーブン中ポストキュアを施し、硬化物を得た。ＪＩＳ−Ｋ６２４９に基づき、得られた硬化物の引裂強さを測定し、また引張強さおよび破断伸びを測定し、ヤング率（モジュラス）を求めた。なお、機械的強度の測定のため、シートの厚さは２ｍｍとした。また、厚さ６ｍｍシートのデュロメータＡ硬度を測定した。ただし、硬化物が柔らかすぎる場合には測定不可とした。
また、上記条件にて厚さ約０．１ｍｍのシートを作製し、電気絶縁油破壊電圧試験装置  総研電気株式会社製PORTATEST 100A-2で絶縁破壊強さを測定した。同様に、厚さ１ｍｍのシートを作製し、LCRメーター  ウェインカー社製6530P/D2で温度２５℃、周波数20Hz〜１MHzの範囲で比誘電率を測定した。そのうち100KHzでの値を実施例および比較例に使用した。各種物性値を表１〜表３に示した。【０１３３】
［比較例１−４］
前記（Ｂ１）以外の成分を用い、表３に示す組成で実施例と同様に硬化性オルガノポリシロキサン組成物を作製し、上述した各種測定を行なった。【０１３４】
【表１】
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【０１３５】
【表２】
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【０１３６】
【表３】
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【０１３７】
上記のとおり、実施例１〜１１において、成分（Ｂ１）と成分（Ｂ２）の特定比率での併用により、ゲル状からエラストマー状まで、硬度等の異なる多様なフィルム状の硬化物を形成可能であり、高度な電気的特性を有する硬化物を形成する。さらに、これらの硬化物の切断時伸びは３００%を超えるものであり、機械的特性、特に伸縮性に優れた硬化物を与えるフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を設計可能であることが示された。一方、成分（Ｂ１）を用いなかったり、成分（Ｂ１）を過剰に用いたりした場合には、比較例１〜４に示すとおり、実用性のある硬化物を与えるフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を得ることはできない。特に、比較例４に示す通り、本発明の成分（Ｂ２）を過剰に用いると、架橋反応が十分に進行しないため、機械的物性等を測定可能な硬化物を得ることができなかった。【０１３８】
このような本発明実施例に係るフルオロアルキル基含有硬化性オルガノポリシロキサン組成物を用いて得られた硬化物は、高い電気的特性に加え、所望により多様な硬度／ヤング率の硬化物を設計可能であり、かつ、伸縮性等の機械的特性に著しく優れるものであるから、アクチュエーターをはじめとする各種トランスデューサー用途に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１、２  アクチュエーター
１０ａ、１０ｂ、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  誘電層
１１ａ、１１ｂ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ  電極層（導電層）
１２、２２  配線
１３、２３  電源
３  センサ
３０  誘電層
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  上部電極層
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ  下部電極層
４  発電素子
４０ａ、４０ｂ  誘電層
４１ａ、４１ｂ  電極層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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