JPH0718183A - 硬化性シリコーン組成物 - Google Patents

硬化性シリコーン組成物

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JPH0718183A
JPH0718183A JP5186650A JP18665093A JPH0718183A JP H0718183 A JPH0718183 A JP H0718183A JP 5186650 A JP5186650 A JP 5186650A JP 18665093 A JP18665093 A JP 18665093A JP H0718183 A JPH0718183 A JP H0718183A
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JP
Japan
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group
curable silicone
silicone composition
parts
component
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JP5186650A
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English (en)
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Hideki Kobayashi
秀樹 小林
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DuPont Toray Specialty Materials KK
Original Assignee
Dow Corning Toray Silicone Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 硬化後、撥水性,撥油性に優れた皮膜を形成
する硬化性シリコーン組成物を提供する。 【構成】 (A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル
基を有し、25℃における粘度が少なくとも40センチ
ポイズであるオルガノポリシロキサン、(B)1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、(C)特定のパーフ
ルオロアルキル基含有オルガノシランおよび(D)ヒドロ
シリル化反応用触媒からなる硬化性シリコーン組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、硬化性シリコーン組成
物に関する。詳しくは、硬化後、撥水性,撥油性に優れ
た皮膜を形成する硬化性シリコーン組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】オルガノポリシロキサンを主成分とする
硬化性シリコーン組成物は、硬化後、撥水性,撥油性,
離型性,防汚性,剥離性等を示す皮膜を形成することが
知られている。このような硬化性シリコーン組成物とし
ては、例えば、ビニル基含有オルガノポリシロキサンと
オルガノハイドロジェンポリシロキサンと白金系触媒か
らなる組成物が知られている。また、この組成物に第3
成分として、パーフルオロアルキル基とけい素原子結合
水素原子を含有するジメチルポリシロキサンを配合した
離型用シリコーン組成物(特公昭63−48901号公
報参照)や、ケイ素原子結合水素原子とケイ素原子結合
フルオロアルキル基とエポキシ基を含有する環状シロキ
サンを配合した接着性組成物(特公平5−5872号公
報参照)が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】これらの組成物の硬化
皮膜はいずれも撥水性,撥油性を示すが、これをより高
い撥水性,撥油性を要求される分野に適用する場合には
十分に満足できるものではなかった。また、これらの組
成物に添加配合される第3成分としてのオルガノポリシ
ロキサンは、いずれも製造することが難しくコストが高
く実用上不利であった。
【0004】本発明者は、上記問題を解消するために鋭
意研究した結果、これら従来の硬化性シリコーン組成物
に、特定のパーフルオロアルキル基含有オルガノシラン
を添加配合すれば、その硬化皮膜の撥水性と撥油性が著
しく向上することを見出し、本発明に到達した。
【0005】すなわち、本発明の目的は硬化後、撥水
性,撥油性に優れた皮膜を形成する硬化性シリコーン組
成物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用】本発明
は、 (A)1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有し、25℃における粘度が少 なくとも40センチポイズであるオルガノポリシロキサン 100重量部、 (B)1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 0.1〜40重量部、 (C)一般式
【化2】 (式中、R1はアルケニル基を除く1価炭化水素基であり、R2は2価炭化水素基 基である。aは2または3であり、nは4〜12の数である。)で示されるパー フルオロアルキル基含有オルガノシラン 0.01〜10重量部、 および (D)ヒドロシリル化反応用触媒 触媒量 からなる硬化性シリコーン組成物に関する。
【0007】これを説明するに(A)成分のオルガノポリ
シロキサンは本発明組成物の主成分であり、(B)成分の
オルガノハイドロジェンポリシロキサンと架橋するため
には、1分子中に少なくとも2個のアルケニル基を有す
ることが必要である。また、本成分の25℃における粘
度は少なくとも40センチポイズである。これは40セ
ンチポイズ未満では本発明組成物の硬化後の皮膜の強度
が弱くなりすぎるためである。このような本成分は、平
均式:R3 bSiO(4-b)/2で示される。式中、R3は、炭
素数が1〜10の1価炭化水素基であり、メチル基,エ
チル基,プロピル基等のアルキル基;ビニル基,アリル
基,プロペニル基,5−ヘキセニル基等のアルケニル
基;フェニル基等のアリール基,3,3,3−トリフルオ
ロプロピル基,3,3,4,4,5,5,5,6,6,6−ノナ
フルオロヘキシル基等のフルオロアルキル基が例示され
る。bは1.95〜2.05の数である。本成分の分子構
造としては、直鎖状または分岐鎖状が例示されるが、好
ましくは直鎖状である。分子鎖末端基としては、トリメ
チルシロキシ基,ジメチルビニルシロキシ基,ジメチル
ハイドロオキシシロキシ基が例示される。本成分の具体
例としては、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,両末端ジメチルビニルシロキシ基
封鎖メチルビニルシロキサン・ジメチルシロキサン共重
合体,両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルビニルシ
ロキサン・ジメチルシロキサン共重合体,両末端ジメチ
ルハイドロオキシシロキシ基封鎖メチルビニルシロキサ
ン・ジメチルシロキサン共重合体,両末端ジメチルビニ
ルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・3,3,3−トリ
フルオロプロピルメチルシロキサン共重合体,両末端ト
リメチルシロキシ基封鎖メチルビニルシロキサン・ジメ
チルシロキサン・3,3,3−トリフルオロプロピルメチ
ルシロキサン共重合体,両末端ジメチルビニルシロキシ
基封鎖メチルビニルシロキサン・3,3,3−トリフルオ
ロプロピルメチルシロキサン共重合体,両末端ジメチル
ハイドロオキシシロキシ基封鎖メチルビニルシロキサン
・3,3,3−トリフルオロプロピルメチルシロキサン共
重合体,両末端ジメチルビニルシロキシ基封鎖メチルビ
ニルシロキサン・ジメチルシロキサン・3,3,4,4,
5,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシルメチルシロ
キサン共重合体が挙げられる。
【0008】(B)成分のオルガノハイドロジェンポリシ
ロキサンは、架橋剤となる成分である。本成分は、1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
ることが必要であり、1分子中に少なくとも3個のケイ
素原子結合水素原子を有することが好ましい。本成分の
25℃における粘度は1〜1,000センチポイズであ
ることが好ましく、5〜500センチポイズであること
がさらに好ましい。このような本成分は、平均式:R4 C
SiO(4-c)/2で示される。式中、R4は水素原子または
置換もしくは非置換のアルキル基であり、好ましくは炭
素数1〜10のアルキル基である。具体例としては、メ
チル基,エチル基,プロピル基,ブチル基,オクチル
基,3,3,3−トリフルオロプロピル基,3,3,4,4,
5,5,5,5,6,6,6−ノナフルオロヘキシル基が挙げ
られ、これらの中でもメチル基が好ましい。cは1.5
〜3.0の数である。本成分の分子構造としては、直鎖
状,分岐鎖状,環状体が例示される。直鎖状または分岐
鎖状の場合、分子鎖末端基としてはトリメチルシロキシ
基,ジメチルハイドロジェンシロキシ基が例示される。
本成分の具体例としては、両末端トリメチルシロキシ基
封鎖メチルハイドロジェンシロキサン,両末端トリメチ
ルシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイドロ
ジェンシロキサン共重合体,両末端ジメチルハイドロジ
ェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイド
ロジェンシロキサン共重合体,両末端ジメチルハイドロ
ジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイ
ドロジェンシロキサン・3,3,3−トリフルオロプロピ
ルメチルシロキサン共重合体,両末端ジメチルハイドロ
ジェンシロキシ基封鎖ジメチルシロキサン・メチルハイ
ドロジェンシロキサン・3,3,4,4,5,5,5,5,6,
6,6−ノナフルオロヘキシルメチルシロキサン共重合
体,環状メチルハイドロジェンポリシロキサン,環状メ
チルハイドロジェンシロキサン・ジメチルシロキサン共
重合体,ジメチルハイドロジェンシロキサン単位とSi
2単位からなる共重合体が挙げられる。本成分の配合
量は、(A)成分100重量部に対して0.1〜40重量
部の範囲であり、好ましくは1〜20重量部の範囲であ
る。これは、0.1重量部未満では本発明組成物の硬化
が不十分となり、また40重量部を超えると本発明組成
物の硬化後の皮膜の剥離性が低下するためである。
【0009】(C)成分のパーフルオロアルキル基含有オ
ルガノシランは、本発明組成物の特徴となる成分であ
り、硬化後の皮膜に低い表面張力を与えて、撥水性,撥
油性,離型性,防汚性,剥離性等の特性を付与する働き
をする。本成分は、一般式:
【化3】 で示される。式中、R1はアルケニル基を除く1価炭化
水素基であり、メチル基,エチル基,プロピル基,ブチ
ル基,ペンチル基等のアルキル基;フェニル基,トリル
基,キシリル基等のアリール基;ベンジル基,フェネチ
ル基等のアラルキル基が例示され、好ましくはメチル基
およびフェニル基である。R2は2価炭化水素基であ
り、エチレン基,プロピレン基,ブチレン基,ペンチレ
ン基等のアルキレン基;メチレンオキシエチレン基,メ
チレンオキシプロピレン基,エチレンオキシプロピレン
基等のアルキレンオキシアルキレン基;フェニレンエチ
レン基,フェニレンプロピレン基,フェニレンブチレン
基等のアリーレンアルキレン基;フェニレンオキシエチ
レン基,フェニレンオキシプロピレン基等のアリーレン
オキシアルキレン基が例示され、好ましくはエチレン基
およびプロピレン基である。aは2または3である。n
は4〜12の数である。これは、nが4未満であると本
発明組成物の硬化後の皮膜に低表面張力性を与えて、撥
水性,撥油性を付与することが困難となり、また、nが
12を越えるとその取扱いが困難になるためである。こ
のような本成分は従来知られておらず、具体的には、下
記式で表されるオルガノシランが例示される。 C4924SiH361336SiH381724SiH34924Si(CH3)H261324Si(CH3)H281724Si(CH3)H249CH2OC24SiH3613CH2OC36SiH381724OC24SiH349CH2OC24Si(CH3)H2613CH2OC24Si(CH3)H2817CH2OC24Si(CH3)H2 本成分は、例えば、式:C817CH=CH2で示される
パーフルオロオクチルエチレンとトリクロロシランをヒ
ドロシリル化反応用触媒の存在下で付加反応させて式:
817CH2CH2SiCl3で示されるパーフルオロオ
クチルエチルトリクロロシランを合成し、次いでこのシ
ランを水酸化リチウムアルミニウム,水酸化リチウムア
ルミニウム等の還元剤により還元することによって得る
ことができる(特願平5−96592号,東レ・ダウコ
ーニング・シリコーン株式会社)。本成分の配合量は、
(A)成分100重量部に対して0.01〜10重量部の
範囲であり、好ましくは0.11〜10重量部の範囲で
ある。これは、0.01重量部未満では本発明組成物の
硬化後の皮膜に低い表面張力を与えて、撥水性,撥油性
等の特性を付与することが十分でなく、また、10重量
部をこえると本発明組成物の硬化後の皮膜の強度が低下
するためである。
【0010】(D)成分のヒドロシリル化反応用触媒は、
(A)成分のオルガノポリシロキサンと(B)成分のオルガ
ノハイドロ ジェンポリシロキサンとを架橋させ硬化さ
せるための触媒である。このような(D)成分としては炭
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
黒,パラジウム,ロジウム触媒が例示される。
【0011】本発明組成物は、上記(A)成分〜(D)成分
からなるものであるが、これには有機溶剤やヒドロシリ
ル化反応抑制剤を添加配合することができる。有機溶剤
を使用した場合には保存安定性や各種基材に対する塗工
性が向上する。ここで使用できる有機溶剤としては、本
発明組成物を均一に溶解するものであればよく、例え
ば、トリフルオロトルエン,ヘキサフルオロキシレン等
の芳香族炭化水素;ヘプタン,ヘキサン,ペンタン,イ
ソオクタン等の脂肪族炭化水素;トリクロロエチレン,
パークロロエチレン等のハロゲン化炭化水素;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;テト
ラヒドロフラン等のエーテル;酢酸エチルが挙げられ
る。また、ヒドロシリル化反応抑制剤は、(D)成分の触
媒活性を抑制して本発明組成物の室温における保存安定
性を向上させる。具体例としては、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−ペンテン−3−オール,
フェニルブチノール等のアルキニルアルコール;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,テトラ(メチルビニルシロキサ
ン)環状体,ベンゾトリアゾールが挙げられる。
【0012】本発明組成物は、上記の(A)成分〜(D)成
分を単に均一に混合することにより容易に製造すること
ができる。これをガラス,金属,紙,合成樹脂フィル
ム,布等の各種基材表面に塗布し、その後、例えば、加
熱温度120〜150℃,加熱時間20〜120秒の条
件下で硬化させることにより、各種基材表面に撥水性,
撥油性に優れた皮膜を形成する。以上のような本発明組
成物は、(C)成分の特殊なパーフルオロアルキル基含有
オルガノシランを含有するため、硬化後は、低い表面張
力を有し、撥水性,撥油性,離型性,防汚性,剥離性等
に優れた皮膜を形成する。
【0013】
【実施例】次に、本発明を実施例により詳細に説明す
る。実施例中、部とあるのは重量部を示し、粘度の値
は、25℃において測定した値である。実施例中、硬化
性シリコーン組成物の撥水性の評価は、硬化性シリコー
ン組成物の硬化皮膜に対する水の接触角を接触角計を用
いて測定した。また、撥油性の評価は、硬化性シリコー
ン組成物の硬化皮膜に対するヨウ化メチレンとn−ヘキ
サデカンの接触角を接触角計を用いて測定した。
【0014】
【参考例1】 パーフルオロオクチルエチル(メチル)ジハイドロジェ
ンシランの合成 反応容器に、式:C817CH=CH2で表されるパーフ
ルオロオクチルエチレン1モル、塩化白金酸を40重量
%含むイソプロパノール溶液0.3gを添加して、これ
を85℃まで加熱攪拌した。次いで、この系に、トリク
ロロシラン1.3モルを滴下した。該シランを滴下終了
後、反応液を90℃に保ちつつ、1時間加熱攪拌した。
その後、未反応物を蒸留により除去して、式:C817
CH2CH 2Si(CH3)Cl3で表されるパーフルオロ
オクチルエチル(メチル)ジクロロシラン0.8モルを
得た。1000mlのフラスコに、水素化リチウムアル
ミニウム5.8gとジエチルエーテル180gを投入し
て、加熱攪拌下、上記パーフルオロオクチルエチル(メ
チル)ジクロロシラン140gを室温下で滴下した。滴
下終了後、1時間加熱還流させ、その後冷却して、この
反応液に水を滴下して、過剰の水素化リチウムアルミニ
ウムを失活させた。さらに多量の水を加えて生成塩を溶
解して、有機層を水洗した。その後、有機層に無水硫酸
マグネシウムを加えて脱水して、次いで、ろ過して、有
機溶液を得た。この有機溶液の反応生成物を、ガスクロ
マトグラフ−質量分析(以下、GC−MS)、ガスクロ
マトグラフ−赤外線分光分析(以下、GC−IR)、29
Si−核磁気共鳴分析(以下、NMR)、13C−NMR
により分析を行った。29Si−NMRの分析の結果、−
31ppmに単一のシグナルが観測された。13C−NMR
の分析の結果は次の通りである。 δ(ppm): −9 (1.0C,s,−CH3−Si−) 1 (1.0C,s,−CH2−Si−) 27 (1.0C,s,−2−CH2−Si−) 105−125 (9.5C,br,C817−) 以上の結果から、この反応生成物は式:C817CH2
2Si(CH3)H2で表されるパーフルオロオクチル
エチル(メチル)ジハイドロジェンシランであることが
確認された。
【0015】
【参考例2】 パーフルオロオクチル(エチル)トリハイドロジェンシ
ランの合成 反応容器に、式:C817CH=CH2で表されるパーフ
ルオロオクチルエチレン1モル、塩化白金酸を40重量
%含むイソプロパノール溶液0.3gを添加して、これ
を85℃まで加熱攪拌した。次いで、この系に、トリク
ロロシラン1.2モルを滴下した。該シランを滴下終了
後、反応液を90℃に保ちつつ、1時間加熱攪拌した。
その後、未反応物を蒸留により除去して、式:C817
CH2CH 2SiCl3で表されるパーフルオロオクチル
エチルトリクロロシラン0.85モルを得た。1000
mlのフラスコに、水素化リチウムアルミニウム6.8
gおよびテトラヒドロフラン220gを投入して、加熱
攪拌下、上記パーフルオロオクチルエチルトリクロロシ
ラン116gを、室温下で滴下した。滴下終了後、1時
間加熱還流させて、その後冷却して、この反応液に水を
滴下して、過剰の水素化リチウムアルミニウムを失活さ
せた。さらに多量の水を加えて生成塩を溶解して、有機
層を水洗した。その後、有機層に無水硫酸マグネシウム
を加えて脱水して、次いで、ろ過して、有機溶液を得
た。この有機溶液中の反応生成物を、ガスクロマトグラ
フ−質量分析(以下、GC−MS)、ガスクロマトグラ
フ−赤外線分光分析(以下、GC−IR)、29Si−核
磁気共鳴分析(以下、NMR)、13C−NMRにより分
析を行った。29Si−NMRの分析の結果、−57ppm
に単一のシグナルが観測された。13C−NMRの分析の
結果は次の通りである。 δ(ppm): −3 (1.0C,s, CH3−Si−) 28 (1.0C,s,−2−CH2−Si−) 105−125 (8.5C,br,C817−) 以上の結果から、この反応生成物は式:C817CH2
2SiH3で表されるパーフルオロオクチル(エチル)
トリハイドロジェンシランであることが確認された。
【0016】
【実施例1】ジメチルシロキサン単位97.4モル%と
メチルビニルシロキサン単位2.6モル%から成り、両
末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平均重合
度7000のジメチルシロキサン・メチルビニルシロキ
サン共重合体生ゴム100部、粘度30センチポイズの
両末端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェン
ポリシロキサン重合体3部、参考例1で得られた式:C
817CH2CH2Si(CH3)H2で示されるパーフル
オロオクチルエチル(メチル)ジハイドロジェンシラン
1部、テトラ(メチルビニルシロキサン)環状体0.8
部をトルエンに溶解し、合計500部とした。次いで、
この混合物に塩化白金酸とジビニルテトラメチルジシロ
キサンからなる錯体を白金金属として50ppmとなる量
添加して、硬化性シリコーン組成物を調製した。この組
成物をスライドガラスの表面に流し塗りし、150℃で
5分間加熱処理して、硬化皮膜を得た。得られてた硬化
皮膜における水,ヨウ化メチレンおよびヘキサデカンの
接触角を測定した。それらの測定結果を表1に示した。
【0017】
【比較例1】実施例1において、参考例1で得られた
式:C817CH2CH2Si(CH3)H2で示されるパ
ーフルオロオクチルエチル(メチル)ジハイドロジェン
シラン1部を添加しない以外は実施例1と同様にして、
硬化性シリコーン組成物を調製した。この組成物につい
て実施例1と同様にして硬化皮膜を得た。得られた硬化
皮膜における水,ヨウ化メチレンおよびヘキサデカンの
接触角を測定した。それらの測定結果を表1に示した。
【0018】
【実施例2】3,3,3ートリフルオロプロピルメチルシ
ロキサン単位99モル%とメチルビニルシロキサン単位
1モル%から成り、両末端ジメチルハイドロオキシシロ
キシ基封鎖平均重合度6000の3,3,3ートリフルオ
ロプロピルメチルシロキサン・メチルビニルシロキサン
共重合体生ゴム100部、粘度30センチポイズの両末
端トリメチルシロキシ基封鎖メチルハイドロジェンポリ
シロキサン重合体1.1部、参考例2で得られた式:C8
17CH2CH2SiH3で示されるパーフルオロオクチ
ル(エチル)トリハイドロジェンシラン2部、テトラ
(メチルビニルシロキサン)環状体0.8部を酢酸エチ
ルに溶解し、合計500部とした。次いで、この混合物
に塩化白金酸とジビニルテトラメチルシロキサンからな
る錯体を白金金属として50ppmとなる量添加して、硬
化性シリコーン組成物を調製した。この組成物をスライ
ドガラスの表面に流し塗りし、150℃で5分間加熱処
理して、硬化皮膜を得た。得られた硬化皮膜における
水,ヨウ化メチレンおよびヘキサデカンの接触角を測定
した。それらの測定結果を表1に示した。
【0019】
【比較例2】実施例2において、参考例2で得られた
式:C817CH2CH2SiH3で示されるパーフルオロ
オクチル(エチル)トリハイドロジェンシラン1部を添
加しない以外は実施例2と同様にして、硬化性シリコー
ン組成物を調製した。この組成物について実施例2と同
様にして硬化皮膜を得た。得られた硬化皮膜における
水,ヨウ化メチレンおよびヘキサデカンの接触角を測定
した。それらの測定結果を表1に示した。
【0020】
【表1】
【0021】
【発明の効果】本発明組成物は(A)成分〜(D)成分から
なり、特に(C)成分の特殊なパーフルオロアルキル基含
有オルガノシランを含有しているため、硬化後、撥水
性,撥油性等に優れた皮膜を形成するという特徴を有す
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 (C08L 83/07 83:05)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)1分子中に少なくとも2個のアルケ
    ニル基を有し、25℃における粘度が少なくとも40セ
    ンチポイズであるオルガノポリシロキサン100重量
    部、 (B)1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 0.1〜40重量部、 (C)一般式 【化1】 (式中、R1はアルケニル基を除く1価炭化水素基であり、R2は2価炭化水素基 である。aは2または3であり、nは4〜12の数である。)で示されるパーフ ルオロアルキル基含有オルガノシラン 0.01〜10重量部、 および (D)ヒドロシリル化反応用触媒 触媒量 からなる硬化性シリコーン組成物。
  2. 【請求項2】 撥水性皮膜形成剤である請求項1記載の
    硬化性シリコーン組成物。
  3. 【請求項3】 撥油性皮膜形成剤である請求項2記載の
    硬化性シリコーン組成物。
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